题型专项2 工艺流程综合题-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(鲁科版2019)

题型 题型专项二 工艺流程综合题 1.(2024·湖北黄石高二期中)利用毒重石 皮（含少量铁）、石墨棒外，还含有MnOOH、 (主要成分是BaCO3,还含有Ca、Mg、Fe、Al ZnCL2、NH,Cl、C及有机物等糊状填充物。 Sr等杂质元素)制备高纯BaCl2·2H,0的方 1I,0I1,02水1S 法如下： 拆都溶解一氧和一词可-配御钻西-架 7 池 滤渣 每 池渣2流渣3丹液 稀珐酸 氨水 aOH溶液H,(9. 。偶子化瓦园H0pH两rH2可-沉0、s HCI 锌皮、 酸溶 流浇」 滤渣2 滤液3 探作 95%乙醇 残溢 租Ba(1HQ 他和a,溶液操作2aG,·21l,0 烘干 已知：K[Zn(0H)2J=107 信息 Kn[Fe(OH)2]=1017. 物质 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 K,[Fe(0H)3]=10383 K心 10-94 103边刷 101.25 K1(H,S)=1.1×107,K2(H2S)=1.3×103, 物质 Ca(OH)2 CaC,O. BaC,O Km(ZnS)=1.6×10-24。 10点3 10金4 10-2.9 请回答下列问题： (1)“溶解”过程中为了提高浸出效率，可以 信息二：BaCl2难溶于乙醇溶液，NaCl 采取的措施有 (写一条即可)。 CaCl2、SrCl2能或微溶于乙醇溶液。 (2)对于以上流程，下列说法正确的是 回答下列问题： (填字母)。 (1)离子化反应时搅拌的作用是 A.由NH,CI溶液得到NH,CI晶体的方式为 (2)加入H,02时发生反应的离子方程式是 蒸发结晶 B.“凋pH”生成“滤渣2”的离子方程式为 加氨水调pH时，应使pH不小于 2NH3·H,0+Fe2+=fe(0H)2↓+2NH (3)沉淀Ca,Sr时，若最后溶液中c(Ba2+) C.“酸溶”时的反应速率比同浓度盐酸与同 0.1mol·L,则Ca2的最小浓度为 规格纯锌片反应的速率快 mol·L D.将“滤渣1”在空气中灼烧可能有MnO, (4)操作1是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗 生成 涤；洗涤所用的试剂最好是 (3)常温下，“调pH”时，应控制溶液pH的 (填序号)。 范围是 [已知：“溶解”后的溶液中 ①蒸馏水②饱和BaCL,溶液③盐酸 c(Zmn2+)=0.10mol·L,一般某离子浓度≤ (5)操作2前加入95%乙醇的目的是 10mol·L时认为沉淀完全。忽略滴加 H,02、氨水后溶液的体积变化]。 操作2的名称是 (4)写出“沉锌”的离子方程式 2.(2024·浙江台州高二期中)下图是一种处 ,并计算该反应的平衡常数 理废锌锰干电池的流程，电池内除铜帽、锌 的值 进阶突破·专项练 3.(2024·广东佛山高二期中)无水CuCl,具 写出H,0,分解的热化学方程式： 有抗菌、杀虫、抗氧化和除藻等功能，从电路 板回收无水CuCL,的工艺如下： (5)有机供氢剂HL与无水CuCL,可发生反 上Cl,溶液H(),物减X 应：CuCl2(s)+2HL(s)CuL2(s)+ 溶液 电路板浸泡一溶液a一溶液 2HCI(g)△H>0。某温度下，向密闭容器 -盛渣 中加入一定量的CuCL,(s)和HL(s)(反应 一系列秘作 无水(Cu(L, 物均足量)。 已知：各离子开始沉淀和完全沉淀的pH如 ①其他条件不变，升高温度，L转化率提 下表： 高，原因可能有 金属离子 Cu2 Fe2 Fe ②测得反应达到平衡时，该容器压强为 开始沉淀pH 5.6 7.5 1.9 120kPa,维持温度等其他条件不变，将容器 完全沉淀pH 7.8 9.5 3.3 体积压缩至原容积的一半，达到新平衡时， 回答下列各题： 容器内的压强为 kPao (1)用离子方程式表示H,02的作用 4.(2024·江苏连云港高二期中)纳米T02被 广泛应用于光催化、精细陶瓷等领域。 物质X可调节溶液b的pH,最好选用 (1)用TiCL4水解法制备纳米TiO,的工艺流 程如图所示（成功的控制水解速率是制备纳 (填字母)，加入X后调节溶液b 的pH范围是 米T0,的前提)： 就格 A.CuO B.NaOH E+H,0搅# 冰水浴T,落液 (NILSO +TICI C.氨水 D.HSO 混合溶液 95℃■ 洗涤 m”,0沉淀过造、千深工0 (2)废渣的主要成分的化学式是 已知：TOS0,难溶于冷水，在热水中易水 (3)一系列操作是先蒸发浓缩，冷却结晶得 解：TCL,的水解按以下三步进行： 到CuCl2·2H,0。但冷却结晶时发现CuCl 第I步（水解）：TiCL,+H,0一TiOH++H 溶液过饱和也不析出晶体。实验室模拟该 +4CI 过程通过玻璃棒摩擦烧杯壁或加入少量氯 第Ⅱ步（电离）：TiOH3*一T02+H 化铜固体粉末立即产生大量该晶体，原因是 第Ⅲ步（水解）：Ti02*+H,0Ti0,+2H ①第I步为快反应，对第Ⅱ、Ⅲ步反应的影 将CuCl2·2H,0 得到无 响是 水CuCl2 ②流程中加入硫酸铵的目的是 (4)Cu2+是H,0,分解的催化剂，其催化过程 ③若取上述流程中“混合溶液”加水稀释， 可用两步表示： 会产生少量偏钛酸(H,TO,)沉淀，该反应 步骤I:Cu2(aq)+H,02(aq)=Cu02(aq） 的离子方程式为 +2H'(aq) △H=-136.8kJ·mol (2)测定产品中T0,纯度的方法是：准确称 步骤Ⅱ：Cu02(aq)+H202(aq)+2H(aq) 取0.2000g样品放入锥形瓶中，加入硫酸 =Cu2*(aq)+2H,0(1)+02(g) 和硫酸铵混合溶液，加强热使其溶解。冷却 △H=+38.6kJ·mol 后，加入一定量稀盐酸得到含T02·溶液 12黑白题化学1选择性必修第一册·LK 加入金属铝，将T02+全部转化为T3+。待过 化，铋元素转化为Bi。 量金属铝完全溶解并冷却后，加入指示剂， iii.Cu OH)2 s)4NH3 g)= 用0.1000mol·L1NH,Fe(S0,)2标准溶 [Cu(NH3):]2(ag)+20H(ag) 液滴定至终点，将T3+氧化为T0*。重复 K=4.4×107。 操作2~3次，消耗标准溶液平均体积 回答下列问题： 为20.00mL。 ①金属铝还原T02*的离子方程式为 (1)滤渣1的主要成分是 (2)为提高“氧化浸取”速率，采取的措施 ②滴定时所用的指示剂为 有：升高温度 (写出一条)。 辉铋矿浸取率随温度的变化曲线如图： a.酚酞溶液 b.KSCN溶液 c.KMnO,溶液 d.淀粉溶液 ③样品中T0,的纯度为 40￥度/℃ (3)纳米TO2在室温下可有效催化降解空 高于40℃时浸取率快速下降，其可能的原 气中的甲醛。H,0和甲醛都可在催化剂表 因是 面吸附，光照时，吸附的H,0与02产生 H0·,从而降解甲醛。空气的湿度与甲醛 (3)“除铜”时发生反应：Cu2(aq)+4NH(g) 降解率的关系如图所示，试解释甲醛降解率 =[Cu(NH):]2*(aq)K=2×103,则 随空气湿度变化的原因： Cu2*(aq)+20H(aq)=Cu(0H)2(s)的平 衡常数K= 8 (4)“转化”时，生成NaBiO,的离子方程 式为 40 (5)已知酸性环境下，NaBiO,可以将Mn24 1020304050607080 氧化成MnO,(BiO被还原成Bi)。可通 湿度/% 过一个原电池装置来证明。 5.(2024·福建宁德高二月考)铋(Bi)的化合 物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿 (主要成分为Bi,S,含FeS2、Cu0、SiO2等杂 质)制备NaBiO,的工艺流程如下： H.SO, H,O2、盐酸调pΠ 氨水 盐酸 隔膜 辉处矿一氧化浸羽一[涂铁一涂钢一溶解 ①图中乙池的方框内溶液中溶质的化学式 滤渣1 滤渣2 滤液3 NoH、Vlk) 为 一转化一abi0, ②写出正极的电极反应式： 滤液4 ③若隔膜为质子交换膜，电路中转移0.2mol 已知：i.NaBiO3难溶于冷水。 电子时质子交换膜中通过的H的个数 ⅱ.“氧化浸取”时，有单质生成，Bi,S,被氧 为 进阶突破·专项练 130.75(成0.5-0.75之间的任意具体数值)22CuCm↓+C2 溶液，碘离子与银离子结合生成A沉淀，碘离子的浓度诚小， 解析：(1)配制一定体积40g·1,的GS0游液，需要用托盘天平 2Fe*+2一2Fe2+2平衡逆向移动.可增大Fe2与2的反应程 称取一定质量的硫酸铜固体，需要用量筒量取一定体积的蒸馏水， 度，同时生成Al沉淀，提高了L,的氧化能力，Fe+被氧化成e·的 需要在烧杯中配制.故不需要的仪器为圆底烧瓶。(2)油污在碱性 反应程度增大。(3)①由图可知，步骤Ⅲ中加入灯溶液后，淀粉溶 条件下容易水生成易溶于水的物质，热的NaCO,溶液水解程度 液变蓝，说明K1将滤液中的10，还原成了：2已知3引2+3H,0 较大，藏性较强.可有效除去油污。(3)电渡时，纯铜作阳极，与电源 一5+HO3,则沉淀b为Ag03和Agl,K(Agl)=8.5× 的正极相连，镀件作阴极，与电源的负极相连。(4)由题给信息知， 107mo2·L2<Kp(Ag103)=3.2×108mo2·L2,加入K1可 Cu·+2P0时一[Cu(P0,)2],则溶液中的铜主要以 将Al01转化成Agl,反应的离子方程式为AgO,(=)+1(ag)一 [C(P,O,)2]形式存在，电镀时阴极上析出单质铜.主要的电极 Ag()+10(q)。(4)若Fe2与Ag发生反应，会有单质银生成，确 反应式为[Cu(P0,):]+2e(Cu+2P,0片。(5)①实验3中，铜 认是香发生反应ⅲ，只需检验是否有单质银生成，因此取滤渣，加人 瘦层的沉积速率(C)= 0.0356g 64g·mml×10min =5,6×103mwd·minl: 足量Na,S,O,溶液，过滤，若有周体剩余，加人稀HNO,产生的气体 遇空气变红棕色，说明滤清中含银，ⅲ成立：或者取滤渣，加人足量 ②H较低时，氢离子可以在阴极得到电子生成氢气.从而能响闲离 K溶液，过滤.若有固体剩余，加入稀HNO,,产生的气体遇空气变红 子得到电子，川较高时，容易生成氢氧化铜沉淀，也会影响铜离子 得到电子，从面出现斑驳，故镀层出现斑歌的可能原因是：H=3酸 棕色，说明滤渣中含银，ⅲ成立 性强，H放电产生氢气，pH=10碱性强，易生成C(OH),沉淀，均 题型专项二工艺流程综合题 影响镀件上铜的沉积。(6)①电腹时镀膜质量越大效果越好.由表 1(1)使反应物充分接触，提高反应速率(2)2Fe2+H202+2H 格中的数据和图中信息可知，本实验电镀的最佳条件是H为8.5， —2F+2H,04.7(3)10t5(4)②(5)使BuC2沉淀，便 电流密度为0.5A·dm2(戎0.5-0,75A·dm2之间)：2纯铜为阳 于得到纯净的BaC2·2H,0过滤 极电极材料，在阳极可出现闲单质失去电子形成+1价铜离子，电极 解析：(2)加人H,0,时把氯化亚铁氧化为氯化铁，加氨水调H的 反应式为Cu-eC,Cu在溶液中不稳定，容易发生歧化反应 目的是生成氢氧化铁，氢氧化铝沉淀除铁，铝，根据的大小可 生成单质铜，反应的离子方程式为2CCu↓+C2+ 知，A后沉淀，根据氢氧化铝的K可知，A1P完全沉淀时(OH)= 3.(1)③④(2)①0.056m0l·L1·s240~50年反应放热.且 3/10和 反应开始不久，盐酸浓度变化对反应影响没有反应放热影响程度大 √10mL=103m·,所以应使H不小于4.7 (3)B 解析：(1)实验变量是温度的是①和)，变量是锌规格的是①和④。 (3)沉淀C.Sr时.Be).人，(BC,0)102 (2)①30~40号范围内产生气体的体积为0.224L-0,0672L= (C)人，(CaC0)10a=10“,若最后溶 液中c(Ba)=0.1d,L-,测C2“的最小浓度为105ml·L1。 0.1568L,标准状况下物质的量为0.1568 22.4 l=0.007wl, (4)洗涤粗氯化钡，为减少品体溶解损耗，所用的试剂最好是饱和 2HCI H. BaCL,溶液。(5)BaCl,难溶于乙醉溶液，NaCl,CaCl,、SrCl能或微 2 mol I mol 溶于乙醇溶液，操作2前加人95%乙醇的日的是使BC1,沉淀.便于 n(HCI) 0.007mdd 得到纯净的BaCl2·2H20,操作2的名称是过滤 可求得：n(HC)=0.014mdl,盐酸的平均反应速率r(HC)= 2.(1)掩拌（或造当升温等）(2)CD(3)2.9≤pH<6(4)7m2++H,S 25x10x10m,L'·。1=0.056mdl·tg。②根据表格所 0.014 =ZS↓+2H8.9x10 解析：将废干电池拆解出铜帽、锌皮和石墨棒后主要利余的是 示数据：40~50内产生的气体体积最大，因此在这段时间内反应速 MnOO川，ZC,,NH,CI,C及有机物等制状填充物，加水溶解后过滤 率最大，可能原因是反应放热，且反应开始不久，盐酸浓度变化对反 出不溶性的MOOH,C.向铜相，锌皮和石墨棒混合物中加入稀盐酸 应影响没有反应放热影响程度大。(3)加入确酸钠后，硝酸根在酸 进行酸溶，锌和铁分别溶解生成氯化锌和氯化亚铁，一起进入氧化步 性条件下将锌氧化，同时消耗氢离子，产生的气体不是氢气，因此会 紧，加人过氧化氢，将亚铁离子氧化为+3价，加人氨水嗣节H,将 影响产生氢气的总量，A不合题意：加人氯化钠溶液，相当于稀释，B F·转化为氢氧化铁，过滤后得到滤渣2，向滤液中继续加入疏化氢 符合题意：加人硫酸解溶液，会先发生置换出铜的反应，从而形成原 进行沉锌，滤渣3为硫化锌，将滤液进行结品得到氯化铵品体 电池，反而会加快反应速率，C不合题意：加入碳酸钠会消耗氢离子 (2)N日，C1品体加热条件下易分解，A错误：“调pH”生成“滤渣2”的 而不产生氢气，影响产生氢气的总量，D不符合题意，故答案为B。 离子方程式为3NH3·H2O+Fe+一fe(OH),↓+3NHi,B错误：锌 4.(1)①F。+②正反应方向(2)生成A8沉淀，使2F”+2I 片中含有铁，加人盐酸进行酸溶时，构成了原电池，加快反应速率，比 2Fe2+l2逆向移动(3)①还原10②Ag0,(s)+「(q) 同浓度盐酸与同规格纯锌片反应的速率快，C正确：将“滤渣1“在空 一A()+10(aq)(4)方法一：取滤渣.加人足量NS,03溶 气中均烧可能有M02生成，发生反应的化学方程式为4MOOH+02 液，过滤.若有周体剩余，加人稀HNO1:产生的气体遇空气变红棕 色，说明滤渣中含银，ⅲ成立：方法二：取滤渣，加入足量K!溶液，过 △4M0,+2H,0,D正确。(3)结合上述分析，“调pH"的日的是将 滤若有固体剩余，加人稀H、03.产生的气体遇空气变红棕色.说明 铁沉淀完全，当F+沉淀完全时.e(OHT)■ 3K[Fe(OH)3] 滤渣中含银 e(Fe) 解析：(1)①由于碘离子过量，溶被中检测出Fe·,说明Fe+未完全 3103 转化为F2+,证明该反应存在限度：②加入CC,振荡，反应生成的 √x10=0ml·L,常温下，c(r)= =1029·L1, e(OH) 碘被CC,萃取，使得平衡向正反应方向移动。(2)①加入A:S0 则pH=2.9,“溶解”后的溶液中c(7m2*)=0.10ol·L,当7m2*开 选择性必修第一册·LK黑白题62 K..[Zn(OH)2 107 列操作得到NBO。(1)由分析可知，滤渣I的主要成分为S 始沉淀时e(OH)= c(7n2） W0.1 =108mol·L1, 和S02。(2)由于盐酸为易挥发性酸，同时双氧水不稳定，易分解成 Kw 水和氧气所以氧化浸取的温度不宜过高。(3)由方程式C(OH), 此时的c(H)= =106ml·L.-1.pH=6,应控制溶液pH的 e(OH-) (s)+4NH(g)一C[(NH):]2(g)+20H(q)可知，反应的平 范丽是29≤pH<6。(4)“沉锌”的离子方程式为7m2+H2S— c[Gu(NH3)4J21·2(0H) 衡常数 e2(H*) (NH) ZS!+2H”,该反应的平衡常数K= c(H2S)·c(Zn2) e[Cu(NH):J2+1·e2(0H)·c(Gu2 c2(H')·c(S2)·c(Hs) KixK e4(NH3)·c(Cu2+) ）=KK合则人p产K帝台 c(Hs)·c(Za2)·c(s2)·c(Hs) K.(Zn5) 4.4×10-7 1 5 1.1×107×1.3×10 1.6×1024 -=8.9×103 2X1022x10,则该反应的平面素数人=无×10 (4)由分析可知，加人氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液的目的是将 3.(1)2Fe2+H202+2H—2Fe3*+2H,0A3.3≤pH<5.6 溶液中的氟化能转化为经酸钠沉淀。(5)酸性环境下，NB0,可以 (2)F(0H)3(3)提供了凝结核，便于沉淀析出在HC气流中加 将Mm2氧化成Mn0(BiO枝还原成街)，则Mn2·在负极失去电 热(4)2H202(aq)—2H20(q)+02(g)4H=-98.2kJ·m' 子生成MO:,BiO,在正极得到电子生成B”,根据电子流向可知左 (5)①温度升高，反应速率加快，该反应平衡正向移动②120 侧为正极区，右侧为负极区。①由分析可知，图中乙池的方框内溶 解析：(1)加H,02的作用是将二价铁氧化成三价铁，为避免引入新 液中溶质的化学式为MSO,:②正极区BiO;被还原成B”:③根据 杂质，最好选用C0调节溶液b的H.由表格数据可知，调节溶液b 电荷守恒可知，电路中转移0,2电子时质子交换膜中通过的H 的pH范用是3,3≤pH<5.6,从面使F完全沉淀，而Cm·不沉淀。 的个数为0.2N, (2)调节pH使Fe“以Fe(OH)1沉淀析出，则废渣的主要成分的化 题型专项三化学反应原理综合题 学式是Fe(0H),(3)直接加热CuC2·2H,0固体会促进Cu2的 1,(1)①AD②2第二步为慢反应，产生10·较慢.面第三步为快反应。 水解，得不到CuC2,为冠免水解，将CC2·2H0在HC1气流中加 生成的10，又会被迅速消耗，导致其浓度较小(2)①吸②1.3 热得到无水CC2。(4)由盖斯定律可知，步骤I+步骤Ⅱ可得H,0, 分解的热化学方程式。(5)②该反应的平衡常数K=c2(HC),温度 g3x1.6 0.42 不变，天值不变.(HC)不变，测得反应达到平衡时.该容器压强为 解析：(1)①第二步为慢反应，为总反应的决速步，A正确：第一步 120kPa,维持温度等其他条件不变，将容器体积压缩至原容积的一 中，增大L2(g)的浓度，平衡正向移动，1·(g)的浓度增大，第二步 半，达到新平衡时.c(HC1)不变.容器内的压强仍然为120kPa 中正反应速率增大，N,0分解速率增大，B错误：第二步反应速率比 4.(1)①产生H浓度大，抑制Ⅱ、Ⅲ反应的正向进行②生成TOS04, 第三步慢，则第二步话化能比第三步大，C错误：由反应历程可知。 促进反应Ⅱ的正向进行③Ti0S0,+2H20—H2T下01+2H+S0 0·(g)为中间产物，D正确。(2)①由图示知，随着温度降低 (2)①A1+3Ti02+6H—3T3++A3++3H,0②h③80% 1gEgk均诚小，但k王诚小幅度更大，说明降温后，”E<通，平衡 (3)湿度低于40%时，随湿度增大，催化剂表面吸附的水分子增多， 逆向移动，逆向为放热反应，故正向为吸热反应：②由图可知，1 产生的H0·增多.甲醛降解率增大：湿度高于40%时，随湿度增大， 时k正=k,则平衡时e正=kE·c2(N20)==·e2(N2）·C(02), 催化剂表面吸附的水分子过多，降低了甲醛的吸附.甲醛降解率 降低 代人数据计算得c(0,)=N,0 =1·L,升温平衡正向移动. c2(N,) 解析：(2)①金属铝还原T02.生成T”和A13+:②由趣意可知.滴 列出“三段式”： 定时滴入溶液中的Fe·将溶液中的T雪氧化为TO,当F。3与T3 2N20(g)=2N2(g)+02(g)】 恰好反应完全时，滴人半滴NH,F(SO,),标准溶液就能使KSCN溶 起始(mol·L1) 1 液显血红色，即滴定时可以选用KSCN溶液做指示剂：③根据题意有 转化(l·L1) 0.6 0.60.3 关系式：T02~T-fe“,所以n(T0,)=m(Fe“)=01000mml·L'× 平衡(l·L.-1) 0.4 1.61.3 0.02L=0.02ml,样品中Ti0,的纯度为0.002mlx80g·mm'× 此时02的浓度为1.3mol·L1,T平衡时有正=k正·e2(N0)= 0.20g t=ka·2(N2)·c(02).代人数据得：0.42×正=1.62×k×13,则 100%=80% 5.(1)S和S02(2)将辉秘矿粉碎研磨（或连当提高盐酸求度或挖拌 6是04一g年-g6经=g3x1.6 kE_13×1.6 0.42 0℃时，盐酸挥发，双氧水分解 2.(1)①2NH3(g)+C02(g)=C0(NH2):(s)+H20(1)4H= (4)Na+CIO-+Bi+40H--NaBiO,+CI-+2H,0 (5)DMnSo -87.0k·m1②36%比值增大，NH过量，刷反应00(NH2 2Bi05+2e+6H+-Bi3+3H,03③0.2N, +H,0一2NH+C0平衡逆向移动，合成C0(NH:)2的主要反应 解析：向解较矿中（主要成分为Bi,S,含下eS,Cu0.Si0,等杂质）加 的平衡正向移动，都有利于合成尿素(2)①当温度大于80℃时， 盐酸，双氧水进行氧化浸取，i,S:,FeS2,C0转化为可溶性的盐和 尿素水解程度增大，温度对尿素与水反应的影响大于尿素与NO的 硫单质：由于S0,为不溶于水和盐酸的酸性氧化物，过滤，则滤渣1 反应.从而使N0.的脱除率降低②2C0(NH2)2+6N0, 的主要成分为S和SO2:嗣节滤液pH使Fe3“转化成Fe(OH),沉淀： 0-0t(3+2x)N+2c0+4H,0(3)①阳②00(NH,)t 再次过滤除去快离子，向滤液中加过量氨水除钢：再次用盐酸溶解 80H-6e=N2「+C0片+6H20 固体，用NaOH,NaCO沉淀经，使其转化为NaBiO,沉淀，最后经系 解析：(1)根据盖斯定律，I+Ⅱ-Ⅲ得NH1与CO,反应生成尿素和 专项练参考答案黑白题63