2022屆高考化學一輪復習高考必考大題一化工流程分析題A組-金屬類含解析

高考必考大題專練（一）

化工流程分析題（A組一一金屬類）

1.綠磯被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)上兩種制備綠研（FeSO,-7H20）的流程如圖所示,

根據(jù)題意回答下列問題：

方法一：利用黃銅礦粉（主要成分為CuFeSj制取綠帆

調(diào)節(jié)/CuSO4溶液-CuSO,?5%0

「溶液I噂1

浸泡于稀

硫酸，細菌

|CuFeSJ過濾J濾渣2鬻白濾液2一綠磯

持續(xù)通人試劑b

灌渣操作

一段時間L11

輒氣,過渡

（1）試劑a和試劑b分別是，操作1的名稱是—

（2）有一種細菌在有氧氣存在的稀硫酸中，可以將CuFeSz氧化成硫酸鹽，寫出該反應的化

學方程式：_______________________________________

方法二：利用工業(yè)廢鐵屑制取綠機

適量Na2c0,溶液適量稀硫酸

工業(yè)

廢鐵屑f

（有油污）

操作I操作n操作m

⑶加入適量刈黑溶液的作用是

（4）操作］需要用到的玻璃儀器名稱有

（5）通過檢驗CO；來判斷操作I是否洗滌干凈，檢驗的方法是

2.KzCmOr是一種重要的化工原料。以銘鐵礦（主要成分為FeO-Cr2（）3,還含有AID、FezOs

等雜質(zhì)）為原料制備LCnO：的一種工藝流程如下：

Na2c（%O2H2（）CH3COOHCH3COOHKCI

囤,（（,（（（（K（、（）

鐵焙燒I一限刊一闡pH=7|->甌同一國花］->2K7

CO2Fe2（）3濾渣廢液

已知：I.4FeO?Cr203+8Na2C03+702^^8Na2Cr0,+2Fe203+8C02

II.Cr20r+HQw2CrO；+2『

(1)“焙燒”時，AL03與NazCOa發(fā)生反應的化學方程式為

(2)“濾渣”的主要成分是(填化學式)。

(3)“酸化”步驟調(diào)節(jié)溶液pH〈5,其目的是。

(4)“轉(zhuǎn)化”一步發(fā)生反應的化學方程式為o

2+

(5)采用電解法處理含銘廢水原理如下圖所示。陽極區(qū)溶液中發(fā)生反應：Cr2Or+6Fe

+3+3+

+14H=2Cr4-6Fe4-7H2O,陽極的電極反應式為，陰極產(chǎn)生的氣

CQO；-為主的廢水

3.以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbOz、PbSO,及炭黑等)和壓SO,為原料，制備

高純PbO,實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：

⑴過程I中，在Fe"催化下，Pb和PbOz反應生成PbSO,的化學方程式是

(2)過程I中，F(xiàn)e?+催化過程可表示為：

2++3+

i：2Fe+Pb024-4H+S0r=2Fe+PbSO(+2H2O

①寫出ii的離子方程式：。

②下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。

a.向酸化的FeSO,溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO?,溶液變紅。

b.

(3)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)^NaHPbO2(aq),其溶解度曲線

如圖所示。

，I

?

V12

超100-

瞄80

35%NaOH

娩60

￡40

o

q20

d

20406080100120

溫度/七

①過程n的目的是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過程II中重復使用，其目的是(選

填序號)。

A.減少PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率

B.重復利用NaOH,提高原料的利用率

C.增加NazSO」?jié)舛?，提高脫硫效?/p>

②過程1H的目的是提純。結(jié)合上述溶解度曲線，簡述過程川的操作：

4.一種由菱鎂礦(主要成分MgC。,、CaCO3.FeCO：,、SiO”制備高純氫氧化鎂的工藝如下:

空氣NH4CKH2OMgSO4氨

菱一L,21,_____,3,高純

鎂一|燧燒I浸取H過濾H除鈣H沉鎂1氫氧

礦干〒亍干亍化鎂

CO2氣體濾渣CaSO,漉液

(1)“煨燒”時FeC03發(fā)生反應的方程式為

(2)“浸取”溫度100℃左右，該步驟含鎂化合物參與反應的化學方程式為

(3)“浸取”時NU.C1用量對卜或+浸出率的影響曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是

(填序號).

80N

F

75C

70

一

65理

s

60?

55/

50%

45

9()100110120

NH￡I實際用量

X100%

NH4CI理論用量

A.“浸取”時適當攪拌漿料

B.用超理論用量20%的N11.C1進行浸取

C.可用NH.C1對浸取后的濾渣進行二次浸取，將兩次浸取液合并

D.浸出溫度采用100℃可促進NHC1的水解和NH：，的逸出

(4)本工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有。

(5)若要得到高純Mg(011)”需對“沉鎂”步驟所得的固體進行洗滌，檢驗固體已洗滌干

凈的方法是

(6)25℃時,。p(CaSO,)=7.2X10T。實驗測得“除鈣”前后溶液中。。產(chǎn))分別為2.8g?L

和0.8g?「，則1L溶液至少需加入MgSO,固體的質(zhì)量為go

5.從含鋁廢水(主要成分為CrQ；)中回收錨渣并冶煉鋁的部分工藝流程如下：

Na2s2O5固體Na2c(%溶液

含銘廢水一匡遮二］―T沉淀|―過濾|—＞銘渣一.Cr

tII

少量H2S(),C()2濾液

已知:Na2s2O5+H20=2NaHS03

(1)①“還原”過程中CnO：轉(zhuǎn)化為Cd+,該反應的離子方程式為

②“還原”時，也可用NaSQ,做還原劑，反應中轉(zhuǎn)變?yōu)镾0;，則與等量的CrQ：

反應消耗的〃(Na2s2O5)：〃(Na2s2()3)=。

(2)Cn0r在不同酸堿性溶液中與CrO：存在如下平衡：Cr20r+壓0?2前0：+2廣，該反

應的平衡常數(shù)表達式為。

(3)用焦亞硫酸鈉(Na2s◎)處理廢水后，可能會使廢水的COD增大。在焦亞硫酸鈉與廢水

倍元素不同質(zhì)量比的情況下，加HzSO,與未加IbSO,處理含鋁廢水后其COD對比變化如圖所示。

L

EM?

a、

o

o

W

疆

1103

左

焦亞硫酸鈉與廢水中銘元素質(zhì)量比

已知：“COD”是指化學需氧量，反映了水樣中較強還原性物質(zhì)含量的多少。水樣中還原

性物質(zhì)越少，則COD越低，表明水質(zhì)污染程度越小。

①未加H2S0,時，隨著Na2s2Q5質(zhì)量增大，廢水COD增大的原因是

②在焦亞硫酸鈉與廢水中銘元素質(zhì)量比相同的情況下，加HzSO,時，與未加HS0,相比，廢

水COD均有所下降，原因可能是。

(4)已知“鋁渣”的主要成分為Cr(0H)3,“沉淀”反應的化學方程式為

高考必考大題專練(一)

化工流程分析題(A組——金屬類)

1.解析：(1)由流程圖可知濾渣2為Fe(OH)3,而目標產(chǎn)物為綠研(FeSOi.7H20),所

以試劑a為稀HzSO,,起溶解作用，b為鐵粉，起還原作用；由流程圖可知操作1為過濾，其

作用為除去過量的鐵粉。(2)由題意可知，在細菌的作用下，氧氣氧化黃銅礦的反應方程式

為4CuFeS2+1702+2H2S04^^4CuS04+2Fe2(SOJ3+2H20?(3)CO：水解時使溶液呈堿性，

可以除去油污。(4)因為操作I為過濾與洗滌，所用的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。

答案：(1)稀HfO,、鐵粉過濾

(2)4CuFeS2+1702+2H2S0,S^4CuS0,+2Fe2(S01):t+2H20

(3)除去油污(4)燒杯、玻璃棒、漏斗

(5)取少量最后一次的洗滌液于試管中，滴加BaCk溶液，若無白色沉淀生成，則已經(jīng)

洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則未洗滌干凈

2.解析：(1)高溫條件下Na￡03和A1G反應生成NaAlOz和CO,。(2)經(jīng)過焙燒，Cr、Fe、

Al的存在形式分別為:NazCrO,、FeG、NaAlOz,水浸后，溶液中主要有:Na2CrO4.NaAlO，,調(diào)

節(jié)pH=7,A10；轉(zhuǎn)化為Al(OU)3沉淀。(3)酸化時，溶液主要成分為NazCrO”由題給信息

II可知將NazCrO,轉(zhuǎn)化為NazCrO。(4)NazCnO,溶液中加KC1生成LCROT晶體，說明KQr曲溶

解度小于NazCrB。(5)鐵板作陽極，優(yōu)先失電子：Fe—2e-=Fe",生成的Fe?+還原CnO：。

陰極溶液中的陽離子即H+放電。

答案：⑴NazCOs+AkO^^NaAW+CO?t

(2)Al(OH)3(3)使CrO：轉(zhuǎn)化為CnO：

(4)Na2CrO+2KCl=K￡r20M+2NaCl

2+

(5)Fe—2e^=Fe1I2

3.解析：(1)由題意可知,過程I中，在Fe?+催化下,Pb、PbOz和H2s。4反應生成PbSO”

和HQ,Pb與PbOz在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應，Pb為還原劑，PbOz為氧化劑，PbSOi既是

Fe"

氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，化學方程式為Pb+Pb02+2H2S01=2PbS0t+21L.0o

(2)①催化劑在反應前后本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)保持不變，但參加反應，反應特點是先

消耗再生成，且消耗與生成的量相等。Fe?*為該反應的催化劑，又知反應i中Fe?+被PbO,氧化

為Fe3+,則在反應ii中Fe"與Pb反應生成Fe",離子方程式為2Fe"+Pb+S0；=PbSO,+

2Fe"；②a實驗證明發(fā)生反應i生成Fe：",則b實驗需證明發(fā)生反應ii,Fe"轉(zhuǎn)化為Fe",實

驗方案為取a中紅色溶液，向其中加入鉛粉后，充分反應，紅色褪去。

(3)①過程II的目的是脫硫?；瘜W方程式為PbSO,+2NaO!l=PbO+Na2S0,+1120；濾液1

中含有未反應的NaOH和少量溶解的PbO,經(jīng)處理后可重復利用減少PbO的損失，同時能提高

NaOH的利用率。②利用PbO不同溫度下在不同氫氧化鈉溶液中的溶解度曲線，可向PbO粗品

中加入35%的NaOH溶液，加熱至高溫(110℃),充分溶解后，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，過濾可

得PbO固體。

2+

Fe

答案：(1)Pb+PbO2+2H2S04=2PbS0f+2H20

2+

(2)①2Fe"+Pb+SO7=2Fe+PbSO4

②取a中紅色溶液，向其中加入鉛粉后，紅色褪去

(3)①AB②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加熱至高溫(110℃),充分溶

解后，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，過濾得到PbO固體

4.解析：(1)空氣中煨燒FeCCh,Ch將FeC()3氧化為Fez()3,同時放出CO2。(2)MgCCh煨燒

后生成MgO,用NILC1溶液浸取，利用NH：水解生成的1廣與MgO反應，由流程圖可知有NH3

生成。(3)A項，適當攪拌可以增大固液接觸面積，加快反應速率，提高浸出率，正確；B項，

由圖可知，用超理論用量20%的NHiCl進行浸取時，Mg?+浸出率提高不明顯，但NH.C1利用率

降低，錯誤；C項，二次浸取可提高浸出率，正確；D項，由(2)分析，利用NH：水解生成

的「與MgO反應，適當升高溫度，促進NH：水解，增大肘濃度，同時有利于NH,逸出，有利

于水解平衡正向移動，正確；(4)浸取時生成氨氣，可用于沉鎂，沉鎂時生成NHK1,可用于

浸取。(5)Mg(0H)2固體吸附的溶液中的可溶性離子主要有NH：、C『、SO1，可以檢驗S0：、

的存在。(6)沉淀的〃(Ca")=2g/40g,mol-1=0.05mol,生成CaSO4沉淀0.05mol,此

時溶液中c(Ca")=0.02mol?L-1,由其“(CaSO,)=7.2X10-5,此時溶液中c(SO：)=

2Q-QQ

0.0036mol-L-1,IL溶液生成CaS04為---mol=0.05mol,所以需要MgSOi的質(zhì)量為

0.0036mol?L-,X120g/mol+0.05molX120g/mol=6.432g。

答案：(1)4FeC03+02^^2Fe203+4C02

ioo℃

(2)MgO+2NH.1Cl-MgCl2+2NH3t+H.0

(3)ACD

(4)NHtCl.NH：

（5）取最后一次洗滌液，加入鹽酸酸化的BaCk溶液，若無白色沉淀生成，則已洗凈（其

他合理答案也可）

（6）6.432

5.解析：（1）①利用SzO；將CnO7還原為Cr時,自身被氧化為SO：,注意酸性環(huán)境。

②Na盡。5中S的平均價態(tài)為+