2025届高三高考化学二轮复习微专题练习 基于流程分析的物质确定与转化原理

2025届高三高考化学二轮复习微专题练习 　基于流程分析的物质确定与转化原理 1.[2023·湖北师大附中二模] 金属铼(Re)广泛应用于国防、石油化工以及电子制造等领域,铼可通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)制备。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如图所示。 回答下列问题: (1)为了提高“焙烧”过程的效率,可以采取的措施为 　 (回答任意两点)。  (2)“焙烧”过程加入生石灰,有效解决了SO2的危害,则ReS2转化为Ca(ReO4)2的化学方程式为　 。  (3)“浸渣”的主要成分为　 。  (4)“萃取”机理为R3N+H++ReR3N·HReO4,则“反萃取”所用试剂X为　 。  (5)NH4ReO4经过高温氢气还原即可获得铼粉,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.[2023·湖北部分重点中学模拟] 利用废旧锡铬合金(含Sn、Cr、SnO、Cr2O3和少量Pb)回收锡并制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如下: 已知:①“熔融氧化”中,氧化产物为Na2CrO4,还原产物为NaNO2; ②2Cr+2H+Cr2+H2O。 回答下列问题: (1)“热溶”时发生的非氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;加快“热溶”速率的措施有　　　　　　　　(任写2条)。  (2)“溶渣”的主要成分为　　　　(填化学式)。  (3)“调pH2”的作用是  　。  (4)“熔融氧化”反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　,实验室中该操作可在　　　　(填字母)中进行。  A.蒸发皿 B.铁坩埚 C.石英坩埚 D.烧杯 3.[2023·皖豫名校大联考] SbCl3可用于红外光谱分析用溶剂、显像管生产等。以某矿渣(主要成分为Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等杂质)为原料制备SbCl3的工艺流程如图所示: 已知:①Sb属于第ⅤA族元素,主要化合价为+3、+5价。 ②常温下,Ksp(CuS)=6.3×10-36。 ③As2O3微溶于水、Sb2O3难溶于水,它们均为两性氧化物;SbOCl难溶于水。 ④次磷酸(H3PO2)为一元中强酸,具有强还原性。 回答下列问题: (1)滤渣1的主要成分是SbOCl,为了提高锑的利用率,将滤渣1用氨水浸取使其转化为Sb2O3,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)除砷时,NaH2PO2的氧化产物为H3PO4。 ①NaH2PO2的化学名称为　　　　　　　。H3PO4中磷原子的杂化类型为　　　　。  ②除砷过程中生成As的化学方程式是  　。  (3)电解SbCl3溶液时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3∶2,则电解方程式为　　　　　　　　　　　　　　。  4.钛及其合金广泛用于航空航天,有“空中金属”之称,可溶于较浓盐酸。学习小组以高钛渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)为原料制备单质钛的工艺流程如下: 回答下列问题: (1)“筛分”的目的为  　;  浸渣的主要成分为　　　　　　(填化学式)。  (2)“转化”工序加入铁粉的目的为  　; “结晶”操作不能控制温度过高的原因为  　。  (3)“水解”时发生主要反应的离子方程式为  　。  (4)“热还原”时,需要在氩气氛围下进行的原因为　 。  (5)试剂X适合选用　　　　(填标号)。  A.浓盐酸 B.稀盐酸 C.NaCl溶液 D.NaOH溶液 5.[2023·江西九江模拟] 二氧化铈(CeO2) 常用于玻璃添加剂,还可用在化妆品中起到抗紫外线的作用。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质),某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下: (1)步骤①过滤过程中使用的玻璃仪器主要有　　　　　　　　　　　　,滤渣A 的主要成分为　　　　　　　　。  (2)第②步反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。  (3)第④步反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　,该步骤中洗涤滤渣的方法是　 。  (4)工业上以CeCl3·7H2O为原料制备无水CeCl3,流程如下: CeCl3·7H2OCeCl3 制备过程中,如直接加热CeCl3·7H2O会发生反应生成CeOCl,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　,加NH4Cl能够减少CeOCl的生成,其原因为　  (用化学方程式表示)。 6.[2023·湖北部分名校联考] MoO3是生产含钼催化剂的重要原料。以钼精矿(主要成分是MoS2,还含有FeS2、CuS、ZnS、CaCO3和SiO2等杂质)为原料制备MoO3的工艺流程如图所示。 回答下列问题: 已知:①“焙烧”的含钼产物有MoO3、Fe2(MoO4)3、CuMoO4和ZnMoO4; ②“滤液1”中主要的阳离子有[Zn(NH3)4]2+、 [Cu(NH3)4]2+和N; ③Ksp(CuS)=6.0×10-36; ④[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3的平衡常数K=5.0×10-14。 (1)MoS2发生“焙烧”时转化成MoO3的化学反应方程式为　 。  (2)“滤渣1”的主要成分是SiO2、　　　　　　、　　　　　　、Fe(OH)3、Fe2(MoO4)3。已知Fe2(MoO4)3能溶于氨水,但“滤渣1”中仍存在Fe2(MoO4)3的原因是　  　。  (3)“除杂”加入适量(NH4)2S的目的是  　。  请计算[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3的平衡常数K'=　　　　(计算结果保留一位小数点)。  (4) 写出四钼酸铵[(NH4)2Mo4O13·2H2O]“焙解”的化学方程式:  　。  参考答案 基于流程分析的物质确定与转化原理 1.(1)适当升高温度,将钼精矿粉碎,增大空气通入量(任答两点) (2)4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4 (3)CaSO4　(4)氨水 (5)2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3 [解析] 钼精矿在空气中焙烧,硫元素转化成二氧化硫,二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙,铼元素转化成Ca(ReO4)2,钼元素转化成CaMoO4,加入硫酸、软锰矿,硫酸钙属于微溶物,过滤,得到浸渣CaSO4,加入氨水和生石灰,得到NH4ReO4,然后过滤,通过萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。(1)为了提高“焙烧”过程的效率,可以适当升高温度、将钼精矿粉碎、搅拌、适当增大空气的通入量等。(2)ReS2在反应中转化成Ca(ReO4)2和CaSO4,ReS2作还原剂,氧气作氧化剂,所得化学反应方程式为4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4。(4)“反萃取”获得NH4ReO4,为了不产生新杂质,且R3N+H++ReR3N·HReO4的平衡向左移动,所加试剂为氨水。(5)铵盐热稳定性较差,一般分解为氨气、水和氧化物,氢气还原金属氧化物得到Re,总反应方程式为2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3。 2.(1)SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O　搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸浓度等(任写2条) (2)PbSO4 (3)使Cr转化为Cr2 (4)Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O　B [解析] 废旧锡铬合金加硫酸热溶后,溶渣中为PbSO4,其他物质转化为硫酸盐;调节pH1得到物相1,经过处理得到粗锡;物相2经过处理得到Cr2O3;熔融氧化时发生反应Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O,固体水溶后调节pH2,使铬酸钠转化为重铬酸钠,即使Cr转化为Cr2,加入KCl经过转化、分离得到K2Cr2O7。(1)硫酸“热溶”时发生的非氧化还原反应为SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O;加快“热溶”速率的措施有搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸浓度等(任写2条)。(3)“调pH2”的作用是使Cr转化为Cr2。(4)“熔融氧化”时发生的化学反应为Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O;“熔融氧化”应该在坩埚中进行,因用到了NaOH,不能选石英坩埚,应选铁坩埚,故选B。 3.(1)2SbOCl+2NH3∙H2OSb2O3+2N+2Cl-+H2O (2)①次磷酸钠　sp3　②4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl (3)5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb [解析] 以某矿渣(主要成分为Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等杂质)为原料制备SbCl3,矿渣用盐酸浸出,Sb2O3、CuO、As2O3分别与盐酸反应生成SbCl3、CuCl2、AsCl3,少量Sb2O3转化为SbOCl,过滤出难溶性杂质和SbOCl,滤液中加入Na2S,沉淀Cu2+,过滤除去CuS,滤液中加入NaH2PO2除去AsCl3,电解滤液制得金属Sb,用氯气氧化Sb制得SbCl3。(1)滤渣1的主要成分是SbOCl,将滤渣1用氨水浸取使其转化为Sb2O3,即SbOCl和NH3∙H2O反应生成Sb2O3、NH4Cl和H2O,离子方程式为2SbOCl+2NH3∙H2OSb2O3+2N+2Cl-+H2O。(2)①次磷酸为一元中强酸,NaH2PO2的化学名称为次磷酸钠,H3PO4中磷原子的杂化类型与P相同,其价层电子对数为4+×(5+3-4×2)=4,磷原子的杂化类型为sp3;②除砷过程中AsCl3和NaH2PO2反应生成As和H3PO4,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl。(3)电解SbCl3溶液时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3∶2,生成SbCl5和Sb的物质的量之比为3∶2,则电解方程式为5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb。 4.(1)控制高钛渣颗粒大小均匀,便于控制酸浸速率和进行程度　SiO2、CaSO4　(2)将Fe3+还原为Fe2+　防止TiO2+提前水解使绿矾不纯或防止降低钛的回收率(产品产率) (3)TiO2++2H2OH2TiO3↓+2H+　(4)防止Mg、Ti被氧化变质　(5)B [解析] 高钛渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)经“研磨筛分”后用硫酸酸浸,得到含有H2SO4、TiOSO4、MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液,CaSO4微溶、SiO2没有溶解,过滤得到的浸渣为SiO2、CaSO4,加入铁粉转化时体系中的Fe3+被还原,过滤,所得滤液经结晶得到绿矾,在90 ℃时,所得滤液中的TiOSO4水解得到H2TiO3沉淀和H2SO4 ,过滤,煅烧H2TiO3发生反应:H2TiO3TiO2+H2O,制得烧渣为TiO2;经过氯化冷凝时,TiO2转化为液态TiCl4,TiCl4在氩气中被镁还原得到Ti,Ti和多余的镁的混合物通过加稀盐酸、过滤,得到纯Ti。(1)“筛分”可控制高钛渣颗粒大小均匀,有利于控制酸浸速率和进行程度;由转化关系知,浸渣的主要成分为原料中难溶于酸的SiO2和生成的CaSO4。(2)由流程信息,“酸浸”后生成Fe3+,而“结晶”得到绿矾,故“转化”工序加入铁粉的目的为将Fe3+还原为Fe2+;TiO2+在90 ℃时充分水解成H2TiO3,若“结晶”控制温度过高,会导致TiO2+提前水解使制得的绿矾不纯,又会降低钛的回收率(或产品产率)。(5)钛溶于浓盐酸,故可用稀盐酸分离生成的Ti和多余的Mg单质。 5.(1)烧杯、漏斗、玻璃棒　SiO2、CeO2　(2)2∶1 (3)4Ce(OH)3 + O2 +2H2O4Ce(OH)4　继续向过滤器中加水浸没沉淀,待水自然流干,重复2~3次 (4)CeCl3·7H2OCeOCl +2HCl↑+6H2O　CeOCl +2NH4ClCeCl3 +2NH3↑+ H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl +2HCl(g)CeCl3+H2O [解析] 废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)中加入稀盐酸后,Fe2O3转化为Fe3+和其他少量可溶于稀酸的物质留在滤液A中,滤渣A为SiO2和CeO2,加入稀硫酸和过氧化氢后,CeO2转化为Ce3+进入滤液B中,滤渣B为不溶解的SiO2,向滤液B中加入碱后得到Ce(OH)3,通入氧气氧化后得到Ce(OH)4,再在一定条件下生成CeO2。(1)过滤过程中需要使用铁架台(带铁圈)、漏斗、滤纸、烧杯和玻璃棒,玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。滤渣A为不溶于酸的SiO2和CeO2。(2)第②步反应为2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O,氧化剂为CeO2,还原剂为H2O2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(3)第④步中反应物为4Ce(OH)3、O2、H2O,生成物为Ce(OH)4,根据得失电子守恒和原子守恒可得到化学方程式为4Ce(OH)3+O2 +2H2O4Ce(OH)4;洗涤沉淀的方法为继续向过滤器中加水浸没沉淀,待水自然流干,重复2~3次。(4)CeCl3·7H2O 受热熔化生成水分子,水解成CeOCl和HCl,化合价没有发生变化,所以该过程根据原子守恒可得到化学方程式为CeCl3·7H2OCeOCl +2HCl↑+6H2O ;加入NH4Cl 后,NH4ClNH3↑+HCl↑,在HCl的气流中,抑制了CeCl3的水解,反应为CeOCl +2NH4ClCeCl3 +2NH3↑+ H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl +2HCl(g)CeCl3+H2O。 6.(1)2MoS2+7O22MoO3+4SO2 (2)MoO3　Ca(OH)2　Fe2(MoO4)3溶解度小,溶液过饱和析出部分Fe2(MoO4)3晶体 (3)将杂质离子Zn2+和Cu2+转化为相应的金属硫化物沉淀ZnS和CuS　8.3×1021 (4)(NH4)2Mo4O13·2H2O4MoO3+2NH3↑+3H2O↑ [解析] 钼精矿在空气中焙烧,焙烧后含钼产物有MoO3、Fe2(MoO4)3、CuMoO4和ZnMoO4,之后氨浸得到滤液1和滤渣1,“滤液1”中主要的阳离子有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+和N,滤渣1主要是SiO2、MoO3、Ca(OH)2、Fe(OH)3、Fe2(MoO4)3,滤液1中再加入硫化铵溶液得到杂质金属元素的硫化物沉淀ZnS、CuS,分离沉淀;之后向滤液中加入HNO3调节pH得到四钼酸铵沉淀[(NH4)2Mo4O13·2H2O],四钼酸铵焙解可得MoO3。(1)MoS2高温下与氧气发生氧化还原反应生成MoO3和SO2,根据氧化还原反应得失电子守恒配平方程式可得2MoS2+7O22MoO3+4SO2。(2)滤渣1主要是SiO2、MoO3、Ca(OH)2、Fe(OH)3、Fe2(MoO4)3,虽然Fe2(MoO4)3能溶于氨水,但Fe2(MoO4)3溶解度小,溶液过饱和析出部分Fe2(MoO4)3晶体。(3)“除杂”加入适量(NH4)2S的目的是利用沉淀法将杂质离子Zn2+和Cu2+转化为相应的金属硫化物沉淀。已知:③CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)　Ksp(CuS)=6.0×10-36,④[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3　K=5.0×10-14,由④-③得[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3,故K'===×1022≈8.3×1021。 学科网（北京）股份有限公司 $$