大单元六 主观题突破(三) 化工流程中的有关计算-【优化探究】2026年高考化学二轮专题复习课时作业巩固提升课件（双选版）

2 3 4 5 1 非选择题 1.Zn、Fe及其化合物在生产、生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO和CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下: 1 2 3 4 5 1 (1)若净化Ⅱ后的溶液中Cu2+浓度为1×10-12 mol·L-1,则净化Ⅱ后的溶液中Zn2+浓度为　　　　 　　[已知:室温下Ksp(ZnS)=1.6×10-24, Ksp(CuS)=6.4×10-36]。   0.25 mol·L-1 解析:若净化Ⅱ后的溶液中Cu2+浓度为1×10-12 mol·L-1,c(S2-) == mol·L-1=6.4×10-24 mol·L-1,则净化Ⅱ后的溶液中c(Zn2+)== mol·L-1=0.25 mol·L-1。 2 2 3 4 5 1 (2)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料,工业上常利用ZnFe2(C2O4)3·6H2O隔绝空气加热分解制备,该晶体的热分解化学方程式为   　 。   测热分解后产品中ZnFe2O4的质量分数方法如下:取a g产品用硫酸溶解后加入足量KI溶液充分反应,调节溶液pH至弱酸性,再加入淀粉指示剂,用 c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,用去此标准溶液V mL时,刚好达到滴定终 点,则此产品中ZnFe2O4的质量分数为　　　　　　(用a、c、V表示,已知:I2+2S2===2I-+S4)。   ZnFe2(C2O4)3·6H2O ZnFe2O4+4CO↑+2CO2↑+6H2O % 3 2 3 4 5 1 解析:由题意可知关系式: ZnFe2O4~I2~2S2,w(ZnFe2O4)=×100%= %。 4 2 3 4 5 1 2.从铜氨废液{含[Cu(NH3)3·CO]+、[Cu(NH3)2]2+、[Cu(NH3)4]2+、NH3、CH3COO-、C等}中回收铜的工艺流程如图: 5 2 3 4 5 1 回答下列问题: (1)步骤(Ⅲ)“沉铜”时,发生的主要反应的离子方程式为 　 。  Cu2++S2-===CuS↓ 6 2 3 4 5 1 解析:从铜氨废液{含[Cu(NH3)3·CO]+、[Cu(NH3)2]2+、[Cu(NH3)4]2+、NH3、CH3COO-、C等}中回收铜,向废液中通入热空气,并加热,可生成CO2、NH3,得到含有[Cu(NH3)4]2+、CH3COO-、C的溶液,加入20%的硫酸,调节pH=2,得到硫酸铜、硫酸铵溶液,加入20%的硫化钠溶液生成CuS沉淀,在沉淀中加入硝酸可生成NO、S和硝酸铜,加入硫酸生成硫酸铜,经过滤、洗涤、干燥得到五水硫酸铜晶体。向含有[Cu(NH3)4]2+、CH3COO-、C的溶液中加入盐酸,经过滤、洗涤、干燥,可得到碱式氯化铜。 7 2 3 4 5 1 (2)步骤(Ⅳ)反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　 　。  2∶3 解析:步骤(Ⅳ)反应为3CuS+8HNO3===3Cu(NO3)2+3S+2NO↑+4H2O,反应中S元素化合价由-2价升高到0价,部分N元素的化合价由+5价降低为+2价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3。 8 2 3 4 5 1 (3)碱式氯化铜在400 ℃时能完全分解为CuO、H2O和HCl。为测定碱式氯化铜的组成进行如下实验:准确称取42.9 g碱式氯化铜,加热到400 ℃使其完全分解,剩余固体32.0 g,将生成的气体通过装有浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸增重3.6 g。碱式氯化铜的化学式为　　　 　　　。  Cu2(OH)3Cl 9 2 3 4 5 1 解析:碱式氯化铜在400 ℃时能完全分解为CuO、H2O和HCl。为测定碱式氯化铜的组成进行如下实验:准确称取42.9 g碱式氯化铜,加热到400 ℃使其完全分解,剩余固体32.0 g,将生成的气体通过装有浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸增重3.6 g。CuO的物质的量为32.0 g÷80 g/mol=0.4 mol,H2O的物质的量为3.6 g÷18 g/mol=0.2 mol,HCl的物质的量为(42.9 g-32.0 g-3.6 g) ÷36.5 g/mol=0.2 mol,则n(CuO)∶n(H2O)∶n(HCl)=0.4 mol∶0.2 mol∶ 0.2 mol=2∶1∶1,则碱式氯化铜的化学式为Cu2(OH)3Cl。 10 2 3 4 5 1 3.工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5,工艺流程如图: 11 2 3 4 5 1 已知:①“水溶”“转沉”“转化”后,所得含钒物质依次为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4。 ②不同pH下,V元素在溶液中的主要存在形式见表: ③25 ℃时,Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3。 pH 4~6 6~8 8~10 10~12 主要离子 V V V2 V 12 2 3 4 5 1 回答下列问题: (1)“焙烧”时,V2O3发生反应的化学方程式为   　 。  V2O3+O2+H2O+2NaCl2NaVO3+2HCl 13 2 3 4 5 1 解析:石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)中加入NaCl(s),并通入O2、水蒸气进行焙烧,发生反应,生成NaVO3、气体Ⅰ(HCl)等;水溶后过滤,可得到NaVO3溶液和滤渣Ⅰ(Al2O3、SiO2);往滤液中加入Ca(OH)2进行转沉,NaVO3转化为Ca3(VO4)2,过滤得滤渣;往滤渣中加入(NH4)2CO3,过滤得到(NH4)3VO4溶液和滤渣Ⅱ(CaCO3);往滤液中加入NH4Cl,(NH4)3VO4转化为NH4VO3;煅烧NH4VO3,可得到V2O5和气体Ⅱ(NH3)。 2 3 4 5 1 (2)25 ℃时,测得“转化”后滤液中c(V)=0.2 mol·L-1,为使“沉钒”时钒元素的沉降率达到96%,应调节溶液中c(N)至少为　　　　mol·L-1。  0.2 解析:25 ℃时,“转化”后所得滤液中c(V)=0.2 mol·L-1,为使“沉钒”时钒元素的沉降率达到96%,则“沉钒”后的溶液中c(V)=0.2×4% mol·L-1 =0.008 mol·L-1,应调节溶液中c(N)至少为 mol·L-1=0.2 mol·L-1。 2 3 4 5 1 (3)“煅烧”时,NH4VO3制得产品V2O5。但反应体系中,若不及时分离气体Ⅱ,部分V2O5会转化成V2O4,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3∶2,该反应的化学方程式为 　 。  3V2O5+2NH33V2O4+N2+3H2O 解析: NH3具有还原性,能将部分V2O5转化成V2O4,同时生成N2等,已知V2O5转化成V2O4过程中,消耗的氧化剂(V2O5)与还原剂(NH3)的物质的量之比为3∶2,则V2O5转化成V2O4的化学方程式为3V2O5+2NH33V2O4+N2+3H2O。 2 3 4 5 1 4.SnO2是锡的重要氧化物,现以锡锑渣(主要含塑料及SnO2、Sb4O6、PbO2)为原料,提纯SnO2的工艺流程如图。 已知:①Sn、Pb与Si均为第ⅣA族元素,且SnO2、PbO2与强碱反应生成盐和水。 ②Na2SnO3可溶于水,难溶于乙醇。 17 2 3 4 5 1 回答下列问题: (1)“沉铅”时同时生成S沉淀的化学方程式为   　 。 (2)“还原”时Na3SbO4发生反应的离子方程式为   　 。    Na2PbO3+2Na2S+3H2O===S↓+PbS↓+6NaOH　 5Sn+4Sb+H2O===4Sb+5Sn+2OH- 18 2 3 4 5 1 解析:锡锑渣(主要含塑料及SnO2、Sb4O6、PbO2)在空气中焙烧使塑料变为气体除去,加入过量NaOH溶液在加热条件下“碱浸”, SnO2、Sb4O6、PbO2与强碱反应生成Na2SnO3、Na3SbO4、Na2PbO3和水,加入Na2S,Na2S和Na2PbO3发生氧化还原反应生成S和PbS等,过滤后向滤液中加入锡粒将Na3SbO4还原为Sb,过滤得到Na2SnO3溶液,经过一系列操作得到锡,以此解答。 19 2 3 4 5 1 (3)将10 kg锡锑渣进行碱浸,“还原”时消耗0.13 kg锡粒,假设其余各步损失不计,干燥后称量锡酸钠的质量为4.0 kg,滴定测得锡酸钠中锡的质量分数为53.5%。锡锑渣中锡元素的质量分数为　　　　。  20.1% 解析: 4.0 kg锡酸钠中锡的质量为4.0 kg×53.5%=2.14×103 g,“还原”时消耗0.13 kg锡粒,则10 kg锡锑渣中锡的质量为2.14×103 g-0.13×103 g =2.01×103 g,锡锑渣中锡元素的质量分数为×100%=20.1%。 20 2 3 4 5 1 5.活性氧化锌能对太阳光线和其他大气物质形成防护,常用于敏感皮肤的面霜等化妆品。工业上用菱锌矿(主要成分为ZnCO3,还含有Ni、Cd、Fe、Cu等元素及少量不溶于酸的杂质)制备ZnO,工艺流程如图所示: 21 2 3 4 5 1 (1)“除铁”时,加入H2O2发生反应的离子方程式为   　。  如果用NaClO3代替H2O2,恰好完全反应时,理论上消耗n(NaClO3)∶n(H2O2)=　　　　。  2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 1∶3 22 2 3 4 5 1 解析:由题给流程可知,菱锌矿加入硫酸浸取,铜不反应成为滤渣1,Zn、Ni、Cd、Fe元素转化为相应盐溶液,滤液加入过氧化氢将二价铁转化为三价铁,加入氧化锌调节pH生成氢氧化铁沉淀,滤液加入硫化钠将Cu2+、Cd2+、Ni2+转化为硫化物沉淀得到滤渣2,滤液中加入锌将残余杂质金属离子转化为金属单质得到滤渣3,滤液加入碳酸钠溶液可得碱式碳酸锌和二氧化碳气体,沉淀经高温灼烧得到氧化锌。 (1)“除铁”时,加入H2O2将二价铁转化为三价铁,发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。如果用NaClO3代替H2O2,反应中氯元素化合价由+5价变为-1价,过氧化氢中氧元素化合价由-1价变为-2价,恰好完全反应时,根据得失电子守恒可知,NaClO3~6e-~3H2O2,理论上消耗n(NaClO3)∶n(H2O2)=1∶3。 23 2 3 4 5 1 (2)常温下,“调pH=5”时,Fe3+的浓度降到了8×10-11 mol/L,此时Fe(OH)3的溶度积常数的数值为　　　 　。  8×10-38 解析:常温下,“调pH=5”时,pOH=9,Fe3+的浓度降到了8×10-11 mol/L,此时Fe(OH)3的溶度积常数的数值为K=c(Fe3+)c3(OH-)=8×10-11×(10-9)3 =8×10-38。 24 2 3 4 5 1 (3)已知三种硫化物的Ksp如表。当溶液中某离子物质的量浓度≤10-5 mol/L时视为沉淀完全。假设原溶液中Cu2+、Cd2+、Ni2+的物质的量浓度均为 0.1 mol/L,则在加Na2S使Cu2+在溶液中的残留浓度为6.3×10-11 mol/L时,此时Cd2+的去除率为　　　　　(去除率=×100%,不考虑溶液的体积变化)。  物质 CdS CuS NiS Ksp 8.0×10-27 6.3×10-36 1.0×10-26 20% 25 2 3 4 5 1 解析:在加Na2S使Cu2+在溶液中的残留浓度为6.3×10-11 mol/L时,此时c(S2-)== mol/L=1.0×10-25 mol/L,此时Cd2+的浓度为c(Cd2+)== mol/L=0.08 mol/L,Cd2+的去除率为×100%=20%。 26 2 3 4 5 1 (4)“沉锌”时,在近中性条件下加入Na2CO3溶液可得碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]固体,同时产生大量的气体。该反应的离子方程式为 　 。  3Zn2++3C+3H2O===ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+2CO2↑ 解析:在近中性条件下加入Na2CO3溶液,和锌离子反应生成碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]固体,同时产生大量的气体,根据质量守恒可知生成的气体为二氧化碳,该反应的离子方程式为3Zn2++3C+3H2O=== ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+2CO2↑。 $