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河北省唐山市2020届-2022届高考化学三年模拟(二模)试题汇编-综合、推断、流程题
一、工业流程题
1.(2020·河北唐山·统考二模)三氯化钌广泛应用于氯碱工业中金属阳极钌涂层及加氢催化剂。现以固体含Ru废料为原料制备RuCl3晶体,其工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)K2RuO4中Ru的化合价为_____,“碱熔”中产生的气体可用于____(写一种工业用途)。
(2)“氧化”时欲使2mol K2RuO4氧化为RuO4,则需要氧化剂的物质的量为______mol。
(3)为了提高“碱熔”效率,可以采取的措施有______。
(4)RuO4气体有剧毒,“盐酸吸收”时的化学方程式为___________。
(5)可用氢还原重量法测定产品的纯度,其原理为2RuCl3+3H2 = 2Ru+6HCl,所得实验数据记录如下:
实验序号
产品质量/g
固体Ru质量/g
①
5.1875
2.0210
②
5.1875
2.0190
③
5.1875
2.0200
④
5.1875
1.6200
则产品的纯度为________(用百分数表示)。
(6)钌及其化合物在合成工业上有广泛用途,根据图示写出合成反应的化学方程式________。
2.(2021·河北唐山·统考二模)LiFePO4是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如图:
(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则FeTiO3可写成______,钛铁矿经盐酸浸取后过滤,滤渣的主要成分为______。
(2)“酸浸”后,钛主要以形式存在,写出水解形成TiO2·xH2O相应反应的离子方程式______。
(3)加入双氧水的目的是______。
(4)若“滤液2”中c(Mg2+)=0.02mol·L-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol·L-1,此时______ (填“是”或“否”)有Mg3(PO4)2沉淀生成。列式计算解释原因______。[已知:Ksp(FePO4)=1.3×10-22、Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24。
(5)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式______。
(6)锂离子电池充电时,LiFePO4接电源的______极(填“正”或“负”),脱出部分Li+,形成Li1-xFePO4,若x=,则电极材料中n(Fe2+):n(Fe3+)=_______。
3.(2022·河北唐山·统考二模)以电镀厂含锌废液(主要成分为,还含有少量的)为原料制备的工艺流程如下:
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示:
金属离子
开始沉淀
1.9
7.0
3.0
6.6
完全沉淀
3.2
9.0
4.7
9.1
回答下列问题:
(1)“氧化”工序作用之一是除锰,发生反应的离子反应方程式是_______。
(2)工业生产中,“试剂a”通常可选用_______ (填字母代号)
A.溶液 B. C.稀硫酸 D.
滤渣X的成分是_______,调的范围是_______。
(3)“沉锌”主要反应的离子反应方程式是_______;过滤出的产品经过多次洗涤,如何证明产品已洗净_______。
(4)对产品进行系列加工可得单质和,科研团队进一步研发了可逆电池,电池工作时复合膜(由a、b膜复合而成)层间的解离成和。电池工作原理如图所示:
闭合时,电池复合膜中向_______(填“左”或“右”)迁移;闭合时,电极发生的电极反应式为_______。
二、原理综合题
4.(2020·河北唐山·统考二模)多种短周期非金属元素的气态氧化物常会造成一些环境污染问题,化学工作者设计出将工业废气中污染物再利用的方案,以消除这些不利影响。
(1)以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2],两步反应的能量变化示意图如下:
写出以氨气和二氧化碳气体为原料合成尿素的热化学方程式_________,已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤,可判断Ea1_____Ea3(填“>”、“<”或“=”)。
(2)向体积为2 L的恒温恒容容器中通入2 mol CO和2 mol SO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s)。若反应进行到10 min时达平衡,测得CO2的体积分数为0.5,则前16 min的平均反应速率v(CO)=____,该温度下反应化学平衡常数K=____。
(3)利用“亚硫酸盐法”吸收工业废气中的SO2。
①室温条件下,将工业废气通入(N