2025届高三化学复习- -工业流程题

2025届高三化学复习--工业流程题 1．（23-24高三下·广西河池·阶段练习）锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆(主要成分为，含少量、、FeO、等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。 (1)溶浸过程中，为提高吸收率，可采取的措施有 (填选项字母)。 a．不断搅拌，使和软锰矿浆充分接触 b．增大通入的速率 c．减小软锰矿浆的进入量 d．减小通入的速率 (2)已知：室温下，，，pH=7.1时开始沉淀。氧化除杂(室温)是除去溶液中的、(使其浓度小于)，则需调节溶液pH的范围为 。 (3)硫酸锰与溶液在常温下混合一周，可慢慢得到球形二氧化锰()。请写出发生反应的离子方程式： 。 (4)乙酰丙酮锰(Ⅲ)是一种广泛用于苯酚类化合物氧化偶联的试剂，中心离子为离子，其结构如图所示，图中Me表示 ①1mol乙酰丙酮锰(Ⅲ)中含有σ键的数目为 (表示阿伏伽德罗常数)，该结构中碳原子的杂化类型为 。 ②价电子排布图为 ，若中心离子含有单电子，则配合物为顺磁性物质，则乙酰丙酮锰(Ⅲ) 顺磁性(填“有”或“无”)。 2．（23-24高三下·湖南·期末）亚硝基过硫酸钾又名弗氏盐，是一种高效的选择性氧化剂，常用于氧化酚和苯胺衍生物成醌。已知该晶体易溶于水，在空气中不稳定，在酸性溶液中迅速分解，碱性溶液中较稳定。其制备流程如图所示： 回答下列问题： (1)步骤①中生成了，该反应的离子方程式为 ，的空间构型为 。 (2)反应中使用的溶液需要新制，原因是 。 (3)从步骤③开始需要每过一段时间测定制备体系中的值，值需要，目的是 。 (4)步骤④中溶液做氧化剂，其还原产物为 (填选项字母，下同)。 A．    B． (5)由悬浊液最终得到亚硝基过硫酸钾要经过过滤、洗涤、抽滤等步骤，其中洗涤步骤要经过两次，先后使用的洗涤液为______。 A．KOH溶液、水 B．溶液、乙醇 C．NaOH溶液、乙醇 D．KOH溶液、乙醇 (6)若一开始加入的为，最终得到亚硝基过硫酸钾，则本实验的产率为 (保留三位有效数字)。 3．（23-24高三下·山西长治·期末）磷酸亚铁锂()电池广泛应用于新能源电动车，电池的正极主要由磷酸亚铁锂、炭黑和集流体铝箔构成。从报废的磷酸亚铁锂电池的正极材料中回收锂资源的流程如图所示。 已知：①的溶解度如下： 温度/℃ 0 20 40 60 80 100 溶解度/g 1.54 1.33 1.17 1.01 0.85 0.74 ②常温下，，。 回答下列问题： (1)铁元素在元素周期表的位置： 。 (2)“碱浸”过程中铝箔发生反应的离子方程式： 。 (3)“浸取”步骤中加入的作用和优点分别是 。 (4)“滤渣2”的主要成分是 (填化学式)。 (5)“调pH值”后，常温下测得滤液pH=8，则滤液中含铁元素的离子浓度为 mol/L。 (6)“洗涤”时选择的试剂是 (填标号)。 A．热水        B．冷水        C．饱和溶液 (7)某电池反应为，磷酸铁锂()作电池正极材料，Li作负极材料，含有导电固体为电解质。充电过程，正极材料的质量 (填“增大”或“减小”)，放电过程，正极的电极反应式为 。 4．（23-24高三下·江苏连云港·期末）某化学兴趣小组用为原料制备纳米，实验流程如下： (1)“氧化”过程中需加入一定量稀硫酸，反应的离子方程式为 。 (2)“反应”过程中生成的反应为：。为提高原料利用率，“氧化”过程中称取27.8g晶体加入适量充分反应(忽略对后续反应的影响)，补充完善“反应”操作过程： ，将混合液加热至60℃，恒温下磁力搅拌30min， ，仍继续滴加NaOH溶液直至pH值约为11。 (3)“洗涤干燥”过程中，判断沉淀洗净的方法是 。 (4)纳米可用作脱除气体的脱硫剂，包括“脱硫”和“再生”两个过程。 ①“脱硫”过程中生成硫化亚铁和单质硫，反应的方程式为 。 ②“再生”过程中，需向“脱硫”后固体通入，在400℃条件下加热，有产生，剩余的固体可作脱硫剂。反应温度与脱硫剂质量关系如图所示，当温度过高时，所得“再生”后的脱硫剂脱硫效果变差的可能原因是 。 5．（23-24高三下·福建厦门·期末）从苯甲酸生产残渣(主要成分为苯甲酸、，，)中分离Co、Mn、Ni元素的工艺流程如下。 (1)PX()的名称为 。 (2)苯甲酸和乙酸结构相似，但性质有差异。25℃，(苯甲酸)，(乙酸)。 ①苯甲酸常温下为固态，乙酸常温下为液态，其原因为 。 ②从基团间相互影响的角度分析，苯甲酸酸性强于乙酸的原因为 。 (3)“沉锰”后，滤液中主要含有的阳离子为、。“沉锰”中发生反应的离子方程式为、 、 。 (4)“萃取2”中2-乙基己基磷酸结构为，萃取原理为。萃取率随水相pH的变化如图。 ①萃取剂中最易与金属离子配位的O原子为 (填标号)，理由是 。 ②从平衡移动角度分析，水相pH上升，萃取率上升的原因是 。 ③已知，萃取时的配位数为4，的配位数为6，但萃取率远大于的原因是 。 6．（23-24高三下·江苏泰州·期末）利用钒铬渣[主要成分为、及少量的]制取，部分实验流程如下。 已知：①酸浸液中V(Ⅳ)和V(Ⅴ)在溶液中分别以和形式存在。 ②Cr(Ⅵ)在本实验中的酸性和碱性溶液中分别以和形式存在。 (1)酸浸：将钒铬渣粉碎后分批加入一定浓度硫酸中后，除了以一定速率搅拌外，提高钒元素浸出效率的方法还可以有 。 (2)氧化钒：向酸浸后过滤液中加入足量10% 或10%将V(Ⅳ)氧化成V(Ⅴ)，钒氧化率与温度的关系如题图所示。 ①90℃，使用作氧化剂时，反应的离子方程式为 。 ②使用作氧化剂时，温度高于60℃，钒氧化率迅速下降的原因是 。 (3)沉淀钒：室温下，控制体系pH=4将V(Ⅴ)沉淀并过滤，测得滤液中，则 。 (4)氧化铬：向沉钒后滤液中加入过量NaOH溶液和10%，将Cr(Ⅲ)氧化成Cr(Ⅵ)。在“氧化钒”步骤中，Cr(Ⅲ)未被氧化的原因是 。 7．（23-24高三下·上海杨浦·期末）工业上常用钛铁矿(主要含和少量、、、等)通过如图所示工艺流程制取钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。 已知：①酸浸后，钛主要以形式存在；为强电解质，在溶液中仅能电离出和一种正离子； ②，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如表所示。 金属离子 开始沉淀的 2.2 6.5 3.5 9.5 恰好沉淀完全时的 3.2 9.7 4.7 11.1 (1)要提高酸浸速率，可采取的措施是 (至少列两条)。 (2)的电离方程式是 。 (3)从水解平衡角度解释“水浸”时生成的原因可能是 。 (4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节至11.1，依次析出的沉淀是： 、；恰好沉淀完全时，“母液”中的浓度是 ？(写出计算过程) 8．（22-23高三下·山东淄博·期末）以水泥厂废料（主要成分为，含少量、、、、、等杂质）为原料制备的工艺如图所示。 已知：该工艺条件下，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 2.3 4.0 7.6 9.3 完全沉淀 4.1 5.2 9.6 10.8 回答以下问题： (1)“酸浸”中，为提高镁的浸取效果，可采取的措施有 （任写一种）。已知该条件下，镁元素的浸出率随温度和时间变化如图所示，当镁元素的浸出率为70%时，所采用的实验条件为 。 (2)“氧化”中，加入的作用是： ①将氧化为，该反应的离子方程式为 ； ② 。 (3)“精制Ⅰ”目的是调节使部分离子沉淀，加入的试剂X为 （填化学式），调节溶液的理论范围是 ；“滤渣”的主要成分除和少量外，还有 （填化学式）。“精制Ⅱ”目的是进一步除钙，相关物质的溶解度（S）随温度变化曲线如图所示，则“精制Ⅱ”的实验操作为：蒸发浓缩、 。 (4)称取样品加水溶解配制250mL溶液，量取25mL于锥形瓶中，加入的盐酸和足量溶液，充分反应后，得白色沉淀，则样品纯度为 （用含m、n的代数式表示）。 （23-24高三上·上海·阶段练习）开发和利用海洋资源是当前科学研究的一项重要任务，如图是某化工厂对海洋资源综合利用的流程图： 请根据以上信息回答下列问题： 9．用化学用语表达流程中①从海上中获得粗盐的方法： 。 10．初步提纯后的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO等杂质，精制时一般步骤如下： 加入的试剂①、②分别是： 、 。判断试剂②已经足量的方法是 。 11．步骤③的条件是通直流电，其化学方程式为 。D具有杀菌消毒的作用，在喷洒前需要在空气中晾置一会，这样做的原因是 。 12．该工厂还可以用氯气生成包括氯化氢在内的副产品，写出该过程的化学方程式 ，能看 色火焰。要配制质量分数为37%的浓盐酸500mL(1.18g·mL-1)，则需要标况下氯化氢气体 L(保留整数)。 13．“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力(即得电子数)相当于多少克Cl2的氧化能力(氯元素均被还原至-1价)。则亚氯酸钠NaClO2的有效氯含量为 (保留两位小数)。 14．已知Cl2氧化性强于Br2，若用来提取Br2，反应⑤所用的氧化剂的来源较合理的是 。 15．（23-24高三下·北京·期末）氧化钴粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有、、和，其中还含有一定量的，和等。由该矿石制备的部分工艺过程如下： I.将粉碎的矿石用过量的稀和溶液浸泡。 II.浸出液除去含铜的化合物后，向溶液中先加入溶液，再加入一定浓度的溶液，过滤，分离除去沉淀[主要成分是]。 III.向上述滤液中加入足量溶液，过滤，分离除去沉淀。 IV.III中滤液加入浓溶液，获得沉淀。 V.将溶解在盐酸中，再加入溶液，产生沉淀。分离出沉淀，将其在煅烧，即得到。 请回答： (1)I中，稀硫酸溶解的离子方程式是 ，加入溶液的主要作用是 。 (2)根据图1、图2分析： ①矿石粉末浸泡的适宜条件应是 。 ②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是 。 (3)II中，浸出液中的金属离子与反应的离子方程式 。 ________________________ (4)II中，检验铁元素完全除去的试剂是 ，实验现象是 。 (5)II、IV中，加入的作用分别是 、 。 (6)III中，沉淀的成分是、 （填化学式）。 (7)为测定获得草酸钴晶体的纯度，现称取样品，将其用适当试剂转化为草酸铵溶液，再用过量稀硫酸酸化，用高锰酸钾溶液滴定，达到滴定终点时，共用去高锰酸钾溶液，该产品的纯度为 。（的摩尔质量是） 16．（2023·安徽安庆·模拟预测）碲（）是半导体、红外探测等领域的重要战略元素。从阳极泥或冶炼烟尘中提取的粗二氧化碲中含有、、等杂质。一种由粗二氧化碲提取纯碲的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)“浸出”步骤中，碲和硒两种元素分别转化为和。浸出温度控制在左右，当温度超过时，碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是 。 (2)的沸点（）高于的沸点（），原因是 。 (3)已知“净化”中、。在“净化”过程中，缓慢滴加极稀的硫化钠溶液，先产生的沉淀是 （填化学式），当、共沉淀时， （已知时，、。） (4)化学反应的吉布斯自由能变。还原和的随温度T的变化曲线如图所示。则“还原除杂”步骤的温度不宜超过 K，该步骤控制在此温度以下的原因是 。 (5)“还原”步骤中产生碲单质的化学方程式为 。 17．（23-24高三下·贵州六盘水·期末）铝的用途十分广泛，是最经济适用的材料之一。以铝土矿(主要成分为，含、等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)步骤Ⅰ中将铝土矿进行粉碎处理的目的是 ；B的化学式为 。 (2)步骤Ⅱ的操作名称为 。 (3)“灼烧”用到的仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒，还需用到 (填序号)。 ①烧杯②坩埚③蒸发皿④表面皿 上述流程中“灼烧”的化学方程式为 。 (4)铝与“固体F”在高温下反应可用于焊接钢轨，化学方程式为 。 (5)电解氧化铝的化学方程式为 ；电解时，电路中每通过电子，理论上析出铝的质量是 g。 18．（23-24高三下·江苏南京·阶段练习）以废锌铁合金(含、及少量、、、和油污)为原料制备的流程如下： (1)“酸溶”所得滤液中不含，证明滤液中不含的实验操作为 。 (2)“氧化”过程控制体系温度为的方法是 。“氧化”后的溶液中，阳离子有 。 (3)三价铁在不同温度和下沉淀的形式如下左图所示，图中阴影部分是黄铁矾钠[]稳定存在的区域；硫酸锌溶解度曲线如下右图所示。已知：。 以“氧化”后所得溶液制备的方案如下：在下，用计测定“氧化”后所得溶液的为，滴加 调节溶液至；边搅拌边向溶液中滴加溶液同时用溶液控制溶液保持在左右，产生大量沉淀； ，停止滴加溶液；趁热过滤；将滤液在下蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至，蒸发溶剂，冷却至室温，过滤，冷水洗涤， 得产品。实验中可选用的试剂：溶液、溶液、溶液、溶液。 19．（23-24高三下·江苏南京·阶段练习）氯化亚铜()是常用的催化剂。以低品位铜矿(主要成分为、和铁的氧化物等)为原料制备步骤如下： (1)“氧化浸取”。铜元素全部转化为，铁元素全部转化为。 ①、和硫酸反应生成、和，其化学方程式为 。 ②为提高铜元素的浸出率，工艺上可采取的措施有 (填字母)。 A．将铜矿粉碎并搅拌        B．增加铜矿的投料量 C．适当提高硫酸浓度        D．适当缩短反应时间 (2)“除铁锰”。依次用氨水沉铁、用氨水混合溶液沉锰。 ①用氨水调节溶液的为3时，为。{室温下，} ②向除铁后的溶液中滴加氨水混合溶液，反应生成的离子方程式为 。 (3)“还原”。溶液、溶液和溶液反应生成沉淀。已知：易被氧化，易与形成可溶的 ①酸性条件下，反应生成的离子方程式为 。 ②如下图所示，和其他条件相同时，产率随增大先升高后降低的原因是 。 ③如下图所示，其他条件相同时，产率随反应时间延长而降低的原因是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)ad (2)5.0<pH<7.1 (3)Mn2+ ++2H2O=MnO2↓+2+4H+ (4) 45NA sp3、sp2 有 【分析】软锰矿主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3和极少量铜的化合物等杂质，利用软锰矿浆脱含硫烟气中SO2，发生反应MnO2+SO2=MnSO4，2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+，步骤Ⅱ中在浸出Ⅰ中加入氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子，加入氨水调节溶液pH沉淀Fe3+、Al3+便于除去，过滤得到滤液含有的Mn2+的溶液中加入K2S2O8可将Mn2+氧化为MnO2，K2S2O8被还原为K2SO4，MnO2与Li2CO3在一定温度下发生反应，产生LiMn2O4、CO2、O2； 【详解】（1）不断搅拌，使SO2和软锰矿浆充分接触、减小通入SO2的流速均可以提高SO2吸收率，增大通入SO2的流速、减少软锰矿浆的进入量均不利于提高SO2吸收率，故答案为：ad； （2）Ksp[Al(OH)3]=1×10-33＞Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39，由此可知Al3+完全沉淀时pH更高，当Al3+完全沉淀时，c(Al3+)c3(OH-)=Ksp[Al(OH)3]得c(OH- )=，则溶液c(H+) =l×10-5 mol/L ，则pH=5；同理Fe(OH)3完全变成沉淀时，Ksp[Fe(OH)3]= l×10-39=c(Fe3+)·c3(OH-)，c(Fe3+)=1×10-6mol/L，解得： c(OH-)=1×10-11 mol/L，c(H+) =l×10-3 mol/L ，则pH约为3，已知pH=7.1时开始沉淀，故pH范围是：5.0<pH<7.1； （3）K2S2O8中S元素化合价降低，在反应中的作用是氧化剂；由题意可知，反应物为MnSO4和K2S2O8，生成物之一为MnO2，再根据化合价升降相等和原子守恒配平，则发生反应的离子反应方程式为Mn2+ ++2H2O=MnO2↓+2+4H+； （4）①双键中含有1个σ键，单键均为σ键，Me表示-CH3，则1mol乙酰丙酮锰(Ⅲ)中含有σ键的数目为(7+4×2)×3NA=45NA；-CH3中C的价层电子对数为4，碳碳双键中C原子的价层电子对数为3，碳原子的杂化类型为sp3、sp2； ②Mn3+的价电子排布式为3d4，价电子排布图为，含有4个单电子，则乙酰丙酮锰(Ⅲ) 有顺磁性。 2．(1) V形 (2)易被空气中的氧气氧化 (3)保持碱性环境，防止亚硝基过硫酸钾分解 (4)B (5)D (6)73.9 【分析】第一步利用复分解反应制，第二步加入，第三步加入氨水为目标产物提供相对应离子与环境，第四步在碱性条件下加入，其还原产物为，再经一系列反应生成目标产物。 【详解】（1）第一步利用复分解反应制，反应的离子方程式为；中心氮原子的孤对电子对数，键电子对数为2，则价层电子对数为3，模型为平面三角形，空间构型为形； （2）溶液中的易被空气中的氧气氧化，所以要新制； （3）由题可知，亚硝基过硫酸钾在酸性溶液中会迅速分解，碱性溶液中较稳定，所以要保持碱性环境，防止亚硝基过硫酸钾分解； （4）溶液为碱性环境，且亚硝基过硫酸钾溶于水，反应④得到悬浊液，故的还原产物为，故选； （5）洗涤不能用酸性溶液，否则产物会迅速分解，且不能引入新杂质，另外要降低洗涤时的溶解损耗，故选，溶液和乙醇； （6）计算得亚硝基过硫酸钾的摩尔质量为，每亚硝酸生成亚硝基过硫酸钾，亚硝酸钠为，故应得到产物，质量为，故产率。 3．(1)第四周期第Ⅷ族 (2) (3)作用：做氧化剂（或把亚铁离子氧化成铁离子）；优点：绿色氧化剂，产物无污染 (4)Fe(OH)3 (5)10-21mol/L (6)A (7) 减小 【分析】本题涉及元素周期表、Al与NaOH溶液的反应、H2O2的氧化性、Fe3+的除杂、Ksp的计算、原电池和电解池相关知识，是一道综合题。题中电池的正极主要由磷酸亚铁锂、炭黑和集流体铝箔构成，“碱浸”是除去其中的Al，“浸取”将Fe2+转化为Fe3+，滤渣1为炭黑，调pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，利用纯碱进行沉锂，进而得到碳酸锂。 【详解】（1）铁元素在元素周期表中的位置：第四周期第Ⅷ族； （2）“碱浸”过程中铝箔与NaOH溶液发生反应的离子方程式：； （3）利用H2O2的氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，便于除去Fe3+；H2O2的优点：绿色氧化剂，产物无污染； （4）铝元素在“碱浸”后的滤液中，“滤渣1”的主要成分为炭黑，“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3； （5）滤液中c()=mol/L，c(Fe3+)=mol/L； （6）根据已知条件，温度越高，碳酸锂的溶解度越小，碳酸锂的产率越高，A选项正确，B选项错误；饱和碳酸钠溶液洗涤可引入Na+，C选项错误，故答案选A； （7）放电时，负极电极反应为：，正极电极反应为：；充电时，阳极电极反应为：，阴极电极反应为：，充电过程中正极材料（LiFePO4）的质量在减小。 4．(1)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2) 称取13.9gFeSO4⋅7H2O配成FeSO4溶液，与氧化后溶液充分混合 缓慢滴加NaOH溶液，待溶液完全变黑后 (3)取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净 (4) Fe3O4+4H2S=S+3FeS+4H2O FeS被氧化生成FeSO4或Fe2(SO4)3等，失去脱硫作用 【分析】由题给流程可知，将七水硫酸亚铁溶于过氧化氢溶液得到硫酸铁溶液，向硫酸铁溶液中加入硫酸亚铁溶液后，将混合液加热至60℃，恒温下磁力搅拌30min，缓慢滴加氢氧化钠溶液，待溶液完全变黑后，仍继续滴加氢氧化钠溶液直至pH值约为11，趁热过滤、洗涤、干燥得到纳米四氧化三铁。 【详解】（1）由题意可知，“氧化”过程中发生的反应为硫酸亚铁溶液与过氧化氢溶液、稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （2）由方程式可知，制备纳米四氧化三铁需要向27.8g七水硫酸亚铁溶于过氧化氢溶液得到的硫酸铁溶液中加入硫酸亚铁溶液所需七水硫酸亚铁的质量为××278g/mol=13.9g，则制备纳米四氧化三铁的操作过程为称取27.8g晶体加入适量过氧化氢溶液充分反应，称取13.9gFeSO4⋅7H2O配成FeSO4溶液，与氧化后溶液充分混合，将混合液加热至60℃，恒温下磁力搅拌30min，缓慢滴加氢氧化钠溶液，待溶液完全变黑后，仍继续滴加氢氧化钠溶液直至pH值约为11，趁热过滤、洗涤、干燥得到纳米四氧化三铁，故答案为：称取13.9gFeSO4⋅7H2O配成FeSO4溶液，与氧化后溶液充分混合；缓慢滴加NaOH溶液，待溶液完全变黑后； （3）“洗涤干燥”过程中，判断沉淀洗净实际上就是检验洗涤液中是否存在硫酸根离子，具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀洗涤干净； （4）①由题意可知，“脱硫”过程中发生的反应为四氧化三铁与硫化氢反应生成硫酸钠、硫化亚铁和水，反应的方程式为Fe3O4+4H2S=S+3FeS+4H2O，故答案为：Fe3O4+4H2S=S+3FeS+4H2O； ②当温度过高时，所得“再生”后的脱硫剂脱硫效果变差说明FeS被氧化生成FeSO4或Fe2(SO4)3等，失去脱硫作用，故答案为：FeS被氧化生成FeSO4或Fe2(SO4)3等，失去脱硫作用。 5．(1)对二甲苯或1，4-二甲苯 (2) 都为分子晶体，苯甲酸的相对分子质量更大，分子间作用力更强 苯环的吸电子作用使羧基中O－H极性增强，更容易电离出H＋ (3) (4) 3 电离出H＋后3号O带负电荷 H＋浓度减小，萃取平衡正向移动 萃取剂配体体积较大，形成4配位配离子可减少空间位阻，比的6配位配离子更稳定 【分析】苯甲酸生产残渣(主要成分为苯甲酸、，，)先用PX萃取，使苯甲酸进入有机相中，再加H2SO4和H2O2进行反萃取，H2O2的作用是将Co3+还原为Co2+，得到水相中含有Co2+、、，加入和H2O2进行沉锰，生成MnO(OH)2沉淀，滤液中含有的阳离子为、，加入2-乙基己基磷酸进行萃取，分离出，最后加硫酸反萃取分离出Co3+，据此解答。 【详解】（1） 的名称为对二甲苯或1，4-二甲苯； （2）①由于都为分子晶体，苯甲酸的相对分子质量更大，分子间作用力更强，因此苯甲酸常温下为固态，乙酸常温下为液态； ②由于苯环的吸电子作用使羧基中O－H极性增强，更容易电离出H＋，所以苯甲酸酸性强于乙酸； （3）形成的离子方程式为；Mn2+反应的离子方程式为； （4）①由于羟基可电离出H＋，电离出氢离子后3号O带负电荷，因此更易与金属离子配位； ②水相pH上升，H+浓度减小，使平衡向右移动，故萃取率上升； ③由于萃取剂配体体积较大，形成4配位配离子可减少空间位阻，比的6配位配离子更稳定，因此萃取率远大于的。 6．(1)研磨粉碎(或搅拌、适当增加硫酸浓度、加热等，任意写出一点) (2) 双氧水受热分解，氧化率迅速下降 (3)1.5×10-31 (4)溶液呈酸性而不是碱性 【分析】抓住工艺流程中除去金属杂质离子的核心思想，同时要熟悉高中阶段常见氧化剂及其对应的还原产物，才好判断和书写氧化还原方程式 【详解】（1）研磨粉碎(加热或搅拌、适当增加硫酸浓度等，任意写出一点) （2）①钒元素由VOSO4转化为(VO2)2SO4，V元素的化合价由+4变为+5，每1个VOSO4作为还原剂失去1个电子，Na2S2O8或H2O2 作氧化剂，Na2S2O8中有2个-1价的过氧根、 H2O2中O元素的化合价为-1价，故均降低1价：由-1变为一2，每1个分子作为氧化剂均得到2个电子，则根据电子守恒可知，参加反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2，则离子方程式为：； ②温度过高，导致双氧水受热分解，氧化率迅速下降，故答案为：双氧水受热分解，氧化率迅速下降 （3）pH=4，则c（OH-）=1.0×10-10，Ksp[Cr(OH)3]=0.15×（1.0×10-10）3=1.5×10-31，故答案为：1.5×10-31 （4）向沉钒后滤液中加入过量NaOH溶液和10%H2O2，可将Cr(Ⅲ)氧化成Cr(Ⅵ)。结合(2)可知，在“氧化钒”步骤中溶液呈酸性，Cr(Ⅲ)未被氧化的原因是：溶液呈酸性而不是碱性。 【点睛】工艺流程的一般操作流程是酸（碱）溶，沉淀金属离子和核心元素的提取，涉及的知识点多 7．(1)粉碎矿石、适当加热、适当增大硫酸浓度等 (2) (3)水解：，加热水促进水解平衡右移，生成 (4) 1.0×10-24.2mol/L 【分析】钛铁矿(主要含和少量、、、等)中加入硫酸，二氧化硅不反应，其他物质与硫酸反应，过滤，向滤液中加入热水，过滤得到TiO2·xH2O，煅烧得到TiO2，再氯化得到四氯化钛，四氯化钛和镁反应生成钛和氯化镁，滤液中滴加氨水分步沉淀金属离子得到氢氧化物。 【详解】（1）要提高酸浸速率，可采取的措施是粉碎矿石、适当加热、适当增大硫酸浓度等； （2）为强电解质，在溶液中仅能电离出和一种正离子为，电离方程式为：； （3）水解的离子方程式为：，加热水促进水解平衡右移，生成； （4）由分析可知，滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+，用氨水逐步调节至11.1，由表格数据可知，依次析出的沉淀是：、Mg(OH)2，恰好完全沉淀时，，，Al3+恰好完全沉淀时，，的，当恰好完全沉淀时，。 8．(1) 加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度等 浸取时间为9h (2) 将Fe2+氧化为Fe3+ (3) MgO或Mg(OH)2或MgCO3 5.2 Fe(OH)3、Al(OH)3 趁热过滤 (4) 【分析】水泥厂废料(主要成分为，含少量、、、、、等杂质)，加入硫酸，、、、、、都与硫酸反应，SiO2不反应，加入次氯酸钠可将Mn2+氧化为MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+，加入试剂X调pH，使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀，Al3+形成Al(OH)3沉淀，过滤，除掉Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2，滤液中有镁离子和少量钙离子，通过精制除掉钙离子，剩余硫酸镁，进行加热浓缩、冷却结晶得到；由此分析解答； 【详解】（1）为提高镁的浸取效果，可采取的措施有加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度等；根据图像，当镁元素的浸出率为70%时，所采用的实验条件为浸取时间为9h； （2）①加入的作用是：将氧化为，该反应的离子方程式为； ②由分析可知，加入的另一个作用是将Fe2+氧化为Fe3+； （3）加入X的目的是与溶液中的H+反应，使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀，Al3+形成Al(OH)3沉淀，考虑不带入新的杂质，X可以是MgO或Mg(OH)2或MgCO3；根据表格中的数据，调pH的目的是使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀，Al3+形成Al(OH)3沉淀，但是Mg2+不能沉淀，故调节溶液的理论范围是5.2；“滤渣”的主要成分除和少量外，还有Fe(OH)3、Al(OH)3；根据硫酸镁晶体和硫酸钙的溶解度曲线可知，温度越高，硫酸钙的溶解度越小，可以采用蒸发浓缩、趁热过滤的方法除去硫酸钙； （4）根据题干的描述，最终得到的白色沉淀为硫酸钡，n(BaSO4)=，则原样品中n()==，则样品纯度为=。 9．蒸发结晶、过滤 10． 稍过量BaCl2溶液； Na2CO3溶液 静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无白色沉淀产生则试剂②已足量 11． 2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH 次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸 12． H2+Cl22HCl 苍白 134 13．1.57 14．用本厂氯碱工业中产生的Cl2 【分析】将海水蒸发结晶，然后过滤，得到粗盐和母液。粗盐溶于水后过滤，滤渣为泥沙，滤液用BaCl2、NaOH、Na2CO3等处理后，过滤，滤液中加盐酸、蒸发结晶，得到精盐；电解饱和食盐水，可制得NaOH、Cl2、H2。向母液中加入氧化剂生成溴单质，再用热空气鼓出粗溴。 9．将海水蒸发结晶，然后过滤，得到粗盐和母液。 10．由于加入的除杂试剂通常是过量的，且过量的BaCl2需要用Na2CO3除去，所以Na2CO3一定要放在BaCl2的后面，故粗盐经过溶解、过滤后，加入稍过量BaCl2溶液除去溶液中的硫酸根离子，再加入氢氧化钠溶液除去溶液中的镁离子，最后加入Na2CO3溶液除去溶液中钡离子和钙离子，故试剂①、②分别为BaCl2溶液、Na2CO3溶液。加入试剂②是为了除去钡离子和钙离子，故只需检验溶液中是否含两种离子即可，方法为静置，向上层清液中滴加Na2CO3溶液，若无白色沉淀产生则试剂②已足量。 11．步骤③的条件是通直流电，电解饱和NaCl的水溶液，生成NaOH、Cl2、H2，其离子方程式为。D具有杀菌消毒的作用，则其为NaClO，由于NaClO的氧化能力弱于HClO，且HClO的酸性比碳酸弱，所以在喷洒前需要在空气中晾置一会，这样做的原因是：次氯酸钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸氢钠和次氯酸。 12．氯气和氢气点燃生成氯化氢，该过程的化学方程式为H2+Cl22HCl，能看苍白色火焰。要配制质量分数为37%的浓盐酸500mL(1.18g·mL-1)，则需要标况下氯化氢气体的体积=134L。 13．依据有效氯的定义，可建立如下关系式：NaClO2~4e-~2Cl2，从而得出亚氯酸钠NaClO2的有效氯含量为。 14．提取Br2，所用的氧化剂可以使用Cl2，最好从本厂生产烧碱处循环，所以较合理的是用本厂氯碱工业中产生的Cl2。 15．(1) 将还原为（或作还原剂） (2) 、 升高后溶液中浓度下降，使得溶解、、的能力下降 (3) (4) 溶液 溶液不变红色 (5) 调节溶液的 生成沉淀，或富集 (6) (7)或 【分析】I.将粉碎的矿石用过量的稀和溶液浸泡，二氧化硅不溶，其他物质溶解，且Co3+被还原为Co2+； II.浸出液除去含铜的化合物后，向溶液中先加入溶液，再加入一定浓度的溶液，其目的是调节pH值，过滤，分离除去沉淀[主要成分是]，此时滤液中的主要离子为：在Ca2+、Mg2+、Co2+，； III.向II滤液中加入足量溶液，过滤，分离除去沉淀，成分是、CaF2； IV.III中滤液加入浓溶液，获得沉淀，富集Co2+； V.将溶解在盐酸中，再加入溶液，产生沉淀。分离出沉淀，将其在煅烧，即得到。 【详解】（1）I中，稀硫酸溶解的离子方程式是：；加入溶液的主要作用是：将还原为（或作还原剂）； （2）①由图1、图2可知，矿石粉末浸泡的适宜条件应是：、； ②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是：升高后溶液中浓度下降，使得溶解、、的能力下降； （3）根据得失电子守恒和原子守恒，配平后的离子方程式为：； （4）检验Fe3+是否存在用KSCN溶液，如存在Fe3+，则溶液变为红色，反之溶液不变红色； （5）II中加Na2CO3溶液，碳酸根水解溶液显碱性，可以调节溶液的pH值，形成沉淀；IV中加Na2CO3溶液，生成沉淀，或富集； （6）II后滤液中存在Ca2+、Mg2+、Co2+，向滤液中加入足量的NaF溶液，生成MgF2和CaF2沉淀，沉淀的成分是、CaF2； （7）根据题意可找出关系式：，产品的纯度为：。 16．(1)温度超过时加速浓盐酸挥发，导致浸出率下降 (2)和结构相似，都属于分子晶体，的相对分子质量大，范德华力更大 (3) (4) 315（312~320之间都可以） 低于该温度，和反应的，不会被还原 (5) 【分析】从阳极泥或冶炼烟尘中提取的粗二氧化碲中含有、、等杂质，加入浓盐酸浸出时，、、、分别转化为、、、，加入净化，、和反应生成、沉淀，通入进行还原除杂，转化为硒，抽滤后得到粗硒，往滤液中继续通入，被还原为碲粉，将滤液中再加入还原剂R，剩余还原为粗碲，据此解答。 【详解】（1）浓盐酸受热易挥发，浸出温度控制在65℃左右，当温度超过80℃时，由于浓盐酸挥发而造成碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是：温度超过80℃加速浓盐酸挥发，导致浸出率下降，故答案为：温度超过80℃加速浓盐酸挥发，导致浸出率下降； （2）的沸点高于的沸点原因是：和结构相似，都属于分子晶体，的相对分子质量大，范德华力更大，故答案为：和结构相似，都属于分子晶体，的相对分子质量大，范德华力更大； （3）当生成沉淀时，所需浓度为，当生成沉淀时，所需浓度为，所需浓度更小的会先沉淀，故先沉淀，当、共沉淀时，，故答案为：、； （4）“还原除杂”时，需将还原为，但不能将还原，由图中可知，温度超过315K时，就能被还原，则步骤的温度不宜超过315K，该步骤控制在此温度以下的原因是：低于该温度，和反应的，不会被还原， 故答案为：315K （312~320之间都可以）；和反应的，不会被还原； （5）“还原”步骤中被还原为碲单质，化学方程式为，故答案为：。 17．(1) 加快酸溶速率(合理给分) (2)过滤 (3) ② (4) (5) (熔融) 90 【分析】铝土矿(主要成分为，还含有、)，先向铝土矿中加入酸，SiO2不溶于酸，固体B为SiO2；、分别转化为Al3+、Fe3+，向溶液A中加入过量NaOH溶液，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，D为Fe(OH)3，加热得到F为Fe2O3，Al3+转化为四羟基合铝酸钠，向溶液乙中通入CO2，得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3溶液，将Al(OH)3焙烧得到Al2O3，电解得到Al2O3，由此分析回答； 【详解】（1）将铝土矿进行粉碎，增加与酸接触面积，加快酸溶速率； （2）经过步骤Ⅱ得到沉淀和溶液可知，步骤Ⅱ为过滤； （3）“灼烧”需要用到的仪器有坩埚、三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒，故选②；灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水，化学方程式为； （4）由分析可知，固体F为，铝与在高温条件下发生铝热反应生成Fe和，释放出大量的热，用于焊接钢轨，化学方程式为； （5）氧化铝熔融状态下电解得到铝和氧气，电解方程式为：(熔融)；由方程式可知生成4molAl转移12mol电子，故转移10mol电子时生成molAl，质量为mol×27g/mol=90g。 18．(1)取少量溶液于试管内，滴加KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3+ (2) 水浴加热 Zn2+、Fe3+、H+ (3) 1.0mol/L Na2SO4溶液 至沉淀量不再增加 低温干燥 【分析】废锌铁合金含Zn、ZnO及少量Fe、Fe2O3、Cu、CuO和油污，用热纯碱洗涤除去油污，加稀硫酸溶解，铜和稀硫酸不反应，过滤出铜，滤液中含有硫酸锌、硫酸亚铁，用NaClO3把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，Na2SO4溶液生成NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀，过滤，蒸发浓缩，冷却结晶得。 【详解】（1）Fe3+遇KSCN溶液变红，证明滤液中不含Fe3+的实验操作为：取少量溶液于试管内，滴加KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3+； （2）“氧化”过程控制体系温度为80℃的方法是：水浴加热；“酸溶”后的溶液中含有硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸，用NaClO3把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，“氧化”后的溶液中，阳离子有Zn2+、Fe3+、H+； （3）在下，用计测定“氧化”后所得溶液的为，滴加1.0mol/L H2SO4调节溶液至；边搅拌边向溶液中滴加溶液同时用溶液控制溶液保持在左右，产生大量沉淀；至沉淀量不再增加，停止滴加溶液；趁热过滤；将滤液在下蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至，蒸发溶剂，冷却至室温，过滤，冷水洗涤，低温干燥得产品。 19．(1) AC (2) (3) 随着增大，溶液中浓度增大，使得更容易生成，随着反应的进行沉淀越来越多，紧接着沉淀就会与过多的形成可溶于水的，使得的沉淀逐渐消失，产率下降。 随着反应时间增长，生成的沉淀与空气接触的时间就越久，越容易被氧气氧化，使得产率下降。 【详解】（1）①由题目可知，、和硫酸反应生成、和，根据氧化还原反应特点分析元素化合价升降并配平，可以得到其化学方程式为； ② A．将铜矿粉碎并搅拌，可提高反应物接触面积使反应更充分，可提高铜元素的浸出率，A正确； B．铜矿是固体，增加铜矿的投料量，并不能增加反应浓度，不能提高铜元素的浸出率，B错误； C．适当提高硫酸浓度，使铜矿更容易反应，且反应速率大，能提高铜元素的浸出率，C正确； D．只要是反应完毕，反应时间长短对铜的浸出率没有影响，D错误； 故选AC。 （2）由题目可知，用氨水调节溶液的为3时，为。{室温下，}，调节除去铁元素后，再滴加氨水混合溶液，反应前后无元素化合价变化，所以可以根据离子方程式特点进行配平，反应生成的离子方程式为：。 （3）①由题意分析，铜元素化合价降低被还原，反应中做氧化剂，是常见还原剂，根据氧化还原反应特点，溶液、溶液和溶液反应生成沉淀的离子方程式为：； ②由题已知：易与形成可溶的，随着增大，溶液中浓度增大，使得更容易生成，随着反应的进行沉淀越来越多，紧接着沉淀就会与过多的形成可溶于水的，使得的沉淀逐渐消失，产率下降； ③已知易被氧化，所以随着反应时间增长，生成的沉淀与空气接触的时间就越久，越容易被氧气氧化，使得产率下降。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$