2020高考化學(xué)新高考地區(qū)專用非選擇題規(guī)范練輯4四無機化學(xué)工藝流程綜合題+版含解析

1、非選擇題規(guī)范練（四）無機化學(xué)工藝流程綜合題（建議用時：45分鐘）1.硫酸鎰在鎰系產(chǎn)品中具有重要地位，一種由軟鎰礦（MnO2）和硫鐵礦（FeS2）制備硫酸鎰的流程如下：回答下列問題:（1）將軟鎰礦、硫鐵礦和硫酸按一定比例放入反應(yīng)釜中，攪拌，加熱保溫反應(yīng)一定時間，其中攪拌、加熱的目的是 ;從“除質(zhì)2”后的溶液中得到 MnSO4固 體的操作為 、降溫結(jié)晶、過濾和干燥。（2）如圖是在一定條件下，不同濃度的硫酸對各元素浸出率的影響，由此得出的相關(guān)結(jié)論是 ； O（3）除鐵劑為H2SO5和氨水。H2SO5中S的化 合價為+6,其 中過 氧鍵 的數(shù)目為 ,加入其目的是寫出Fe生成 沉淀黃 俊鐵磯NH4Fe3（

2、SO4）2（OH）6的離子 方程式2.硼氫化鈉（NaBH 4）是有機合成中常用的還原劑。一種制備工藝如下（部分條件和產(chǎn)物省略）：回答下列問題：（1）MgH 2和NaBO2合成硼氫化鈉的化學(xué)方程式為（2）難溶的Mg2B2O5與濃氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為 。（3）SOCl2溶于水能產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體能使品紅溶液褪色，則灼燒時加入SOC12 的目的是。已知鎂-H2O2酸性燃料電?也反應(yīng)為 Mg + H2O2+H2SO4=MgSO4+2H2O。常溫下，電 解質(zhì)溶液為200 mL 0.1 mol L硫酸溶液。寫出正極的電極反應(yīng)式：。若電路轉(zhuǎn)移0.038 mol電子時，溶液pH為（忽略溶液體

3、積變化，不考慮H2O2 電離）。（5） “有效氫含量”是衡量含氫還原劑的還原能力指標，定義為每克含氫還原劑的還原能力與多少克 ”的還原能力相當(dāng)。則NaBH4的“有效氫含量”為 （結(jié)果保留兩位 小數(shù))。(6)工業(yè)上，也可以利用 NaBO2、HCHO和生石灰在加熱條件下制備 NaBH4,并得到副 產(chǎn)物CaCO3,該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 。3. (2020山東等級考模擬)普通立德粉(BaSO4 -ZnS)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中， 可利用ZnSO4 和BaS共沉淀法制備。以粗氧化鋅 (含Zn、CuO、FeO等雜質(zhì))和BaSO4為原料制備立德粉 的流程如下：(1)生產(chǎn)ZnSO4的過程中，

4、反應(yīng)器I要保持強制通風(fēng)，原因是。(2)加入鋅粉的主要目的是 (用離子方程式表示)。(3)已知KMnO4在酸性溶液中被還原為 Mn2+,在弱酸性、弱堿性溶液中被還原為 MnO2, 在堿性溶液中被還原為 Mn。2,據(jù)流程判斷，加入KMnO4時溶液的pH應(yīng)調(diào)至;a. 2.22.4 b. 5.25.4c. 12.212.4濾渣出的成分為。(4)制備BaS時，按物質(zhì)的量之比計算，BaSO4和碳粉的投料比要大于1 : 2,目的是 ；生產(chǎn)過程中會有少量氧氣進入反應(yīng)器IV ,反應(yīng)器IV中產(chǎn)生的尾氣需用堿液吸收，原因是(5)普通立德粉(BaSO4 - ZnS)中ZnS含量為29.4%,高品質(zhì)銀印級立德粉中ZnS

5、含量為 62.5%。在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2s中選取三種試劑制備銀印級立德粉，所選試劑為,反應(yīng)的化學(xué)方程式為（已知BaSO4相對分子質(zhì)量為233, ZnS相對分子質(zhì)量為 97）。4. TiO2和CaTiO3都是光電轉(zhuǎn)化材料，某研究小組利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3,還含有少量SiO2等雜質(zhì)）來制備，并利用黃鉀磯KFe3（SO4）2（OH）6回收鐵的工藝流程如下：回答下列問題：（1） “氧化酸解”的實驗中，控制反應(yīng)溫度為150 C,不同氧化劑對鈦鐵礦酸解率的影響如圖所示。50 min時，要求酸解率大于 85%,所選氧化劑應(yīng)為 ;采用H2O2做氧 化劑時，其效率低的原因可能是

6、 c（2） “氧化酸解”的濾液中加入尿素CO（NH 2）2, TiO轉(zhuǎn)化為TiO2,寫出相應(yīng)的離子方程式： , 使用尿素而不直接通入NH3的原因是(3)寫出“高溫煨燒”時由 TiO2制備CaTiO3的化學(xué)方程式： 。(4)黃鉀磯沉淀為晶體，含水量很少?；厥誇e3+時，不采用加入氨水調(diào)節(jié) pH制得Fe(OH)3的原因是5.確(Te)常用于冶金工業(yè)，也是石油裂解的催化劑。工業(yè)上用精煉銅的陽極泥(主要含有TeO2,還含有少量 Ag、Au)為原料制備單質(zhì)硫的一種工藝流程如下：已知TeO2微溶于水，易溶于較濃的強酸和強堿。(1)從濾渣A中分離出Au的方法是(2) “沉確”時控制溶液的pH為4.55.0,

7、生成TeO2沉淀。防止溶液局部酸性過強的操作是O(3)寫出“堿浸”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。濾液B經(jīng) 過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到的副產(chǎn)品是 (填化學(xué) 式)。為了提高“堿浸”的浸出率，宜采取的措施有 (寫兩條 即可)?！八崛堋睍r要控制溫度，溫度不宜過高，原因是 (5)寫出“還原”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 參考答案與解析1 .解析：(1)從“除質(zhì)2”后的溶液中得到 MnSO4固體，是由溶液得到固體的過程，實 驗操作為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾和干燥。(2)根據(jù)圖示，pH越大，即硫酸濃度越小，各元素的浸出率越低，但鎰元素有反常，即硫酸濃度與鎰的浸出率相關(guān)性不完全一致。(3)根據(jù)化合

8、物中各元素的正負化合價的代數(shù)和為0可知，H2SO5中5個O總化合價為-8。設(shè)2價氧個數(shù)為x, 1價氧個數(shù)為y,則x+y=5, 2xy=-8,解得x= 3, y=2。2個 -1價氧形成一個過氧鍵。H2SO5含有過氧鍵，具有強氧化性，加入的目的是氧化亞鐵離子， 便于之后除去。向溶液中加入氨水生成沉淀黃俊鐵磯，離子方程式為6NH3 - H2O+3Fe3+ 2SO2 =NH 4Fe3(SO4)2(OH) 6 J + 5NH 4。答案：(1)使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率蒸發(fā)濃縮(2)除鎰外，硫酸濃度越低(高)，浸出率越低(高)硫酸濃度與鎰的浸出率相關(guān)性不完全一致(3)1氧化亞鐵離子，便于之后除去6NH

9、3 H2O + 3Fe3 + + 2SO 4=NH4Fe3(SO4)2(OH)6 J + 5NH42 .解析：(1)根據(jù)原子守恒，配平 MgH2和NaBO2合成硼氫化鈉的化學(xué)方程式：2MgH 2+ NaBO2=NaBH 4+2MgO。(2)濾液最終提取出溶質(zhì) NaBO2,堿性條件下 Mg2+形成濾渣 氫氧化鎂。(3)依題意，其中一種氣體為 SO2,結(jié)合原子守恒以及 Mg2+水解的特性，可推測 另一產(chǎn)物為HCl ,反應(yīng)為SOCl2+H2O=SO2 T + 2HCl T ,產(chǎn)生的氯化氫可抑制氯化鎂水解。 (4)根據(jù)電池反應(yīng)可知， 電池正極發(fā)生 H2O2的還原反應(yīng)：H2O2+2e +2H + =2H

10、2Oon(H )=0.04 mol,由電極反應(yīng)式知，轉(zhuǎn)移 1 mol電子消耗1 mol H ,轉(zhuǎn)移0.038 mol電子時溶液 中 c(H +)= 0.04 嗎.2：.038 mol = 0.01 mol L 1, pH = 2o (5)1 mol(即 38 g)NaBH 4做還原劑時， H元素由一1價被氧化為+ 1價，失去8 mol電子，與4 mol(即8 g)H 2做還原劑時轉(zhuǎn)移電子 數(shù)相等，故NaBH4的“有效氫含量”為 2=0.21。(6)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 NaBO2+2HCHO 38 ，一 + 2CaO=NaBH4+2CaCO3,甲醛中的 C為0價，被氧化為 CaCO3中的+4價

11、，CaCO3 為氧化產(chǎn)物，甲醛中的 H為+ 1價，被還原為 NaBH4中的1價，NaBH4為還原產(chǎn)物，故 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2： 1。答案：(1)2MgH 2+ NaBO2=NaBH 4+ 2MgO(2)Mg2B2O5+ H2O+ 2OH =2Mg(OH) 2+2BO2(3)提供HCl抑制MgCl 2水解 H2O2 + 2e +2H + =2H2O 2 (5)0.21 (6)2 : 13 .解析：反應(yīng)器I中粗氧化鋅中所含ZnO以及Zn、CuO、FeO雜質(zhì)與硫酸反應(yīng)，不溶性雜質(zhì)以濾渣I的形式過濾分離；反應(yīng)器n中用 Zn置換溶?中 Cu2+ ;反應(yīng)器出中用 KMnO4氧化Fe2+

12、,同時控制pH,在弱酸性、弱堿性環(huán)境中，產(chǎn)生 MnO2和Fe(OH)3沉淀， 過濾得到凈化的 ZnSO4溶液；反應(yīng)器W中制備BaS： BaSO4+2C=BaS+2CO2T ；反應(yīng)器V用ZnSO4和BaS共沉淀制備立德粉。 反應(yīng)器I中Zn與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣， 應(yīng)保持強制通 風(fēng)，避免氫氣濃度過大而發(fā)生爆炸，出現(xiàn)危險。反應(yīng)器n除Cu2+: Zn + Cu2 =Zn2 +Cuo反應(yīng)器出除Fe2+,同時在弱酸性環(huán)境中KMnO4被還原為MnO 2,以濾渣形式分離。反應(yīng)器IV中發(fā)生反應(yīng) BaSO4 + 2C=BaS+2CO2T (可能的副反應(yīng) BaSO4+4C=BaS + 4CO T ),則 投料比要大于1

13、 ： 2,避免產(chǎn)生 CO等有毒氣體；生產(chǎn)過程中會有少量氧氣進入反應(yīng)器IV, 將BaS氧化產(chǎn)生SO2等有毒氣體，需用堿液吸收。已知BaSO4的相對分子質(zhì)量為 233, ZnS的相對分子質(zhì)量為 97, ZnS含量為29.4%,立德粉為BaSO4 - ZnS; ZnS含量為62.5%,立 德粉為BaSO4-4ZnS;則需選用的三種試劑為ZnSO4、BaS和NazS;故反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4ZnSO4+ BaS+ 3Na2S=BaSO4 - 4ZnS+ 3Na2SO4。答案：(1)反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣，達到一定濃度后易爆炸，出現(xiàn)危險，需要通風(fēng)(2)Zn + Cu2=Zn2+Cu(3)b MnO2 和 Fe(

14、OH) 3(4)避免產(chǎn)生CO等有毒氣體尾氣中含有SO2等有毒氣體(5)ZnSO4、BaS、Na2s 4ZnSO4+BaS+3Na2S=BaSO4 4ZnS+3Na2SO44 .解析：(1)根據(jù)題目要求，結(jié)合圖像在 50 min時酸解率大于85%的氧化劑有KMnO 4 和KCIO3,但KMnO 4做氧化劑引入 Mn2+,對后續(xù)的物質(zhì)分離造成干擾，故選用 KCIO3做 氧化劑。產(chǎn)物中的 Fe3+可以彳t化H2O2的分解，所以采用 H2O2做氧化劑時效率低。(2)由題中信息可知，Ti元素的化合價并沒有發(fā)生改變，該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，在 酸性環(huán)境中，C、N元素的產(chǎn)物為 CO2、NH 4 ,反應(yīng)的離子

15、方程式是TiO2+ + CO(NH2)2 +C2H2O=TiO2+CO2T + 2NH4。由于Fe3開始譏證需要的溶放pH很小，直接通入 NH3會使溶液pH快速增大，容易使 Fe3沉淀，所以使用尿素而不直接通入NH 3o(3)由題中信息可知，制備CaTiO3為非氧化還原反應(yīng)， 根據(jù)元素守恒，剩余產(chǎn)物為HCI、 高溫H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式是 TiO2+CaCl2 2H2O=CaTiO3+2HCI T + H2O T。(4)氫氧化鐵為絮狀沉淀不易從溶液中分離，所以不采用加入氨水調(diào)節(jié)pH制得Fe(OH)3。答案：(1)KClO3在溫度較高時 H2O2易分解(或產(chǎn)物中的Fe3+可以催化H2O2的分解或 H2O2氧化能力弱，其他答案合理也可)(2)TiO2+ + CO(NH 2)2+2H2O=TiO2 + CO2 T + 2NH 4 避免將溶液中的 Fe3沉淀 高溫(3)TiO2+CaCl2 2H2O=CaTiO3+2HCl T + H20 T(4)Fe(OH) 3絮狀沉淀不容易分離5 .解析：(1)濾丫A的主要成分是金、銀，金不溶于硝酸。(2)為了避免溶液局部酸性過強，應(yīng)緩慢加入稀硫酸，同時攪拌，并檢測溶液的pH。(3)二氧化硫類似SO2,與氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉?！皦A浸”時加入NaOH溶液，“沉硫”時加入稀硫酸，故濾液 B經(jīng)一系列操作后所得副產(chǎn)品是Na2SO4。(4)從影響化學(xué)反應(yīng)