高考化學(xué)經(jīng)典專練12化工流程為載體的綜合考查題四（學(xué)生版）

化工流程為載體的綜合考查題四經(jīng)典?；ち鞒虨檩d體的綜合考查題四經(jīng)典專練十二一、（一、（2017年高考江蘇卷）某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響可忽略)。已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl?+2H2O③常溫時(shí)N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原[Ag(NH3)2]+：4[Ag(NH3)2]++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O（1）“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為__________________。（2）NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。HNO3也能氧化Ag，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是____________________。（3）為提高Ag的回收率，需對(duì)“過濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，并_________________________________。（4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應(yīng))，還因?yàn)開____________________。（5）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質(zhì)Ag的實(shí)驗(yàn)方案：____________________________________(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有：2mol·L?1水合肼溶液，1mol·L?1H2SO4)。二、(二、(2017年成都市市第二次模擬)某工廠用一固體廢渣（主要成份為Al2O3·Cr2O3，還含有FeO、SiO2）為主要原料回收利用，生產(chǎn)紅礬鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)，同時(shí)制備明礬（KAl(SO4)2·12H2O）。其主要工藝流程如下:己知：NaBiO3不溶于冷水，在堿性條件下能將Cr3+氧化為CrO42（1）Ⅰ、Ⅱ目的是___________。（2）實(shí)驗(yàn)室中操作④的名稱為_______________。（3）己知：Ksp[Fe(OH)3]=3.01039，Ksp[Al(OH)3]=1.01033。當(dāng)pH=5.6時(shí)Cr(OH)3開始沉淀。室溫下，II中需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為___________(雜質(zhì)離子濃度小于1106mol/L視為沉淀完全)。（4）寫出Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________。（5）Ⅳ中酸化是用硫酸而不用鹽酸酸化，理由是_____________(結(jié)合化學(xué)方程式回答)。（6）寫出溶液F和硫酸溶液反應(yīng)的離子方程式___________________________，若用足量二氧化碳通入F中，則生成的溶液中離子濃度關(guān)系為___________。三、(三、(2018年杭州市第二次聯(lián)考)我國(guó)是干電池的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了以下流程對(duì)堿性鋅錳干電池的廢舊資源進(jìn)行回收利用：已知：①Ksp(MnS)=2.510－13，Ksp(ZnS)=1.610－24②Mn(OH)2開始沉淀時(shí)pH為8.3,完全沉淀的pH為9.8（1）堿性鋅錳干電池是以鋅粉為負(fù)極，二氧化錳為正極，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)。電池總反應(yīng)為2MnO2+Zn+2KOH=2MnOOH+K2ZnO2，請(qǐng)寫出電池的正極反應(yīng)式_____________________________；（2）為了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有________________________；(寫一條即可)（3）向?yàn)V液1中加入MnS的目的是__________________________________________；（4）已知MnSO4的溶解度曲線如圖所示，從濾液2中析出MnSO4·H2O晶體的操作是蒸發(fā)結(jié)晶、____________________、洗滌、低溫干燥；（5）為了選擇試劑X，在相同條件下，分別用3g碳包進(jìn)行制備MnSO4的實(shí)驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)如表1，請(qǐng)寫出最佳試劑X與碳包中的主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________。（6）工業(yè)上經(jīng)常采用向?yàn)V液2中加入NaHCO3溶液來制備MnCO3，不選擇Na2CO3溶液的原因是___________________________________；（7）該科研小組利用EDTA(乙二胺四乙酸二鈉，陰離子簡(jiǎn)寫為Y2－)進(jìn)行絡(luò)合滴定測(cè)定Mn2+在電池中的百分含量，化學(xué)方程式可以表示為Mn2++Y2－=MnY。實(shí)驗(yàn)過程如下：準(zhǔn)確稱量一節(jié)電池的質(zhì)量平均為24.00g，完全反應(yīng)后，得到200.00mL濾液2，量取10.00mL濾液2稀釋至100.00mL，取20.00mL溶液用0.0500mol?L－1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液22.00mL，則該方案測(cè)得Mn元素的百分含量為________。(保留3位有效數(shù)字)

答案與解析答案與解析答案與解析一、（一、（2017年高考江蘇卷）【答案】（1）水浴加熱（2）4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑會(huì)釋放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成環(huán)境污染（3）將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中（4）未過濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水反應(yīng)（5）向?yàn)V液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥【解析】（1）“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行，由于加熱溫度低于水的沸點(diǎn)，所以適宜的加熱方式為水浴加熱。（2）因?yàn)橐阎狽aClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，用化合價(jià)升降法即可配平，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑。HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化劑時(shí)通常被還原為有毒的氮的氧化物而污染環(huán)境，所以以HNO3代替NaClO的缺點(diǎn)是會(huì)釋放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成環(huán)境污染。（3）為提高Ag的回收率，需對(duì)“過濾Ⅱ”的濾渣進(jìn)行洗滌，洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來，并將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中。（4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應(yīng)外，還因?yàn)槲催^濾掉的溶液會(huì)稀釋加入的氨水，氨水的濃度變小，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水發(fā)生AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl?+2H2O反應(yīng)，使得銀的回收率變小。（5）“過濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子，根據(jù)題中信息常溫時(shí)，N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原[Ag(NH3)2]+：4[Ag(NH3)2]++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O，所以首先向該濾液中加入水合肼把銀氨配離子充分還原，由于該反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含有氨氣，氨氣有強(qiáng)烈的刺激性氣體會(huì)污染空氣，所以要設(shè)計(jì)尾氣處理措施，可以用題中提供的，要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑把氨氣吸收。最后把反應(yīng)混合物靜置、過濾、洗滌、干燥即可得到回收銀。具體方案如下：向?yàn)V液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應(yīng)，同時(shí)用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應(yīng)中放出的NH3，待溶液中無氣泡產(chǎn)生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥二、(二、(2017年成都市市第二次模擬)【答案】（1）使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，并調(diào)整pH，使Fe3+和Al3+完全沉淀，與鉻元素完全分離（2）蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾（3）5.0≤pH<5.6（4）3NaBiO3+2Cr3++7OH+H2O=2CrO42+3Na++3Bi(OH)3（5）酸性條件下CrO42或Cr2O72會(huì)被Cl還原為Cr3+Cr2O72+6Cl+l4H+=2Cr3++3Cl2+7H2O（6）AlO2+4H+=Al3++2H2Oc(K+)>c(HCO3)>c(OH)>c(H+)>c(CO32)【解析】本題考查工藝流程分析，鉻鐵礦的主要成分為Al2O3·Cr2O3，還含有FeO、SiO2，向鉻鐵礦中加入過量的硫酸，氧化鋁、氧化鐵和Cr2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸鉻，SiO2與硫酸不反應(yīng)，過濾，得到固體A為SiO2，溶液B為硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸鉻的混合溶液，加入H2O2將Fe2+氧化成Fe3+，調(diào)節(jié)pH形成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，過濾，得到固體C為氫氧化鐵和氫氧化鋁的混合物，溶液D為硫酸鉻溶液，向固體C中加入過量的KOH溶液，得到氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，固體E為氫氧化鐵，溶液F為偏鋁酸鈉溶液，加入稀硫酸，然后蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到明礬；向溶液D中加入過量的NaOH溶液和NaBiO3溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Bi(OH)3固體和Na2CrO4溶液，溶液E為Na2CrO4溶液，然后酸化得到Na2Cr2O7溶液和Na2SO4溶液，最終得到紅礬鈉晶體。（1）根據(jù)上述分析，Ⅰ、Ⅱ操作的目的是使Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，并調(diào)整pH，使Fe3+和Al3+完全沉淀，與鉻元素完全分離；（2）操作④是由溶液得到晶體的過程，名稱為蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾；（3）使Al3+完全除去時(shí)，c(OH)3=Ksp[Al(OH)3]÷c(Al3+)=1.01033÷1106mol/L=11027，c(OH)=109mol/L，此時(shí)溶液pH=5，使Al3+完全除去時(shí)，c(OH)3=Ksp[Fe(OH)3]]÷c(Fe3+)=3.01039÷1106mol/L=31033，c(OH)≈1.4109mol/L，此時(shí)溶液pH≈3.1，而pH=5.6時(shí)Cr(OH)3開始沉淀，所以調(diào)節(jié)溶液pH范圍為5.0≤pH<5.6；（4）NaBiO3不溶于冷水，在堿性條件下能將Cr3+氧化為CrO42，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平，離子方程式為3NaBiO3+2Cr3++7OH+H2O=2CrO42+3Na++3Bi(OH)3；（5）因?yàn)榉磻?yīng)Cr2O72+6Cl+l4H+=2Cr3++3Cl2+7H2O，酸性條件下CrO42或Cr2O72會(huì)被Cl還原為Cr3+，所以Ⅳ中酸化是用硫酸而不用鹽酸；（6）溶液F偏鋁酸鉀溶液和硫酸溶液反應(yīng)的離子方程式AlO2+4H+=Al3++2H2O；將足量二氧化碳通入偏鋁酸鉀中生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鉀溶液，碳酸氫鉀是強(qiáng)堿弱酸鹽，HCO3在溶液中存在水解過程和電離過程，以水解過程為主，溶液顯堿性，水解過程是微弱的，則生成的溶液中離子濃度關(guān)系為c(K+)>c(HCO3)>c(OH)>c(H+)>c(CO32)。三、(三、(2018年杭州市第二次聯(lián)考)【答案】（1）MnO2+H2O+e－=MnOOH+OH－（2）適當(dāng)?shù)纳郎?或攪拌)（3）將溶液中的Zn2+轉(zhuǎn)化為ZnS沉淀而除去（4）趁熱過濾（5）H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑（6）Na2CO3溶液的堿性強(qiáng)，容易產(chǎn)生Mn(OH)2的沉淀（7）25.2%【解析】（1）鋅粉為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)時(shí)發(fā)生的電極反應(yīng)式為Zn+4OH－－2e－=ZnO2－+2H2O，電池總反應(yīng)2MnO2+Zn+2KOH=2MnOOH+K2ZnO2，減去負(fù)極電極反應(yīng)，即得電池的正極反應(yīng)式為MnO2+H2O+e－=MnOOH+OH－；（2）通過適當(dāng)?shù)纳郎亍⒐腆w粉碎或攪拌等措施可提高碳包的浸出率；（3）濾液1含有Zn2+，遇加入的MnS可以生成ZnS沉淀，在通過過濾即可除去；（4）由MnSO4的溶解度曲線可知MnSO4·H2O在溫度超過40℃后溶解度隨溫度的升高而降低，則將濾液2溶液蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、并低溫干燥防止分解，即可得到MnSO4·H2O晶體；（5）由表1可知選用30%的過氧化氫獲得的MnSO4質(zhì)量最高，則30%的過氧化氫為最佳試劑，與MnO2在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程