还剩2页未读，
继续阅读
所属成套资源：备考2024届高考化学一轮复习强化训练（73份）
成套系列资料，整套一键下载
备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第6讲无机化工工艺流程题
展开
这是一份备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第6讲无机化工工艺流程题，共4页。试卷主要包含了59×10－2，98×10－9等内容，欢迎下载使用。
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72－存在，在碱性介质中以CrO42－存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 Na2CrO4 （填化学式）。
（2）水浸渣中主要有SiO2和 Fe2O3 。
（3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 Al（OH）3 。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH＜9时，会导致 溶液中c（PO43－）降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀 ；pH＞9时，会导致 Mg2＋形成Mg（OH）2沉淀 。
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为VO2＋或VO3＋；在碱性条件下，溶解为VO3－或VO43－。上述性质说明V2O5具有 C（填标号）。
A.酸性B.碱性C.两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠（Na2S2O5）溶液，反应的离子方程式为 3S2O52－＋2Cr2O72－＋10H＋ 6SO42－＋4Cr3＋＋5H2O。
解析
（1）根据已知条件可知，最高价铬酸根在碱性介质中以CrO42－存在，故煅烧后含铬化合物主要为Na2CrO4。（2）煅烧时通入空气，含铁化合物转化为Fe2O3，且Fe2O3不溶于水，故水浸渣中还含有Fe2O3。（3）“沉淀”步骤加入稀H2SO4调pH到弱碱性是为了将[Al（OH）4]－转化为Al（OH）3沉淀而除去。（4）体系中存在平衡MgNH4PO4⇌ Mg2＋＋NH4＋＋PO43－，当pH＜9时，PO43－＋H＋⇌ HPO42－，平衡正向移动，c（PO43－）降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀；而pH＞9时Mg2＋会形成Mg（OH）2沉淀，原料利用率低。（5）根据题干描述，V2O5既可与酸反应生成盐和水，又可与碱反应生成盐和水，故V2O5具有两性。（6）分离钒后溶液呈酸性，Cr元素以Cr2O72－存在，还原过程中Cr2O72－被S2O52－还原为Cr3＋，S2O52－转化为SO42－，因此反应的离子方程式为2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋ 4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O，之后调pH，Cr3＋转化为Cr（OH）3。
2.[2023北京]以银锰精矿（主要含Ag2S、MnS、FeS2）和氧化锰矿（主要含MnO2）为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3＋。
（1）“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除FeS2，有利于后续银的浸出；矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应MnS＋2H＋ Mn2＋＋H2S↑，则可推断：Ksp（MnS）＞（填“＞”或“＜”）Ksp（Ag2S）。
②在H2SO4溶液中，银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有 Fe3＋、Mn2＋ 。
（2）“浸银”时，使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以[AgCl2]－形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：
2Fe3＋＋Ag2S＋4 Cl －⇌2 Fe2＋ ＋2[AgCl2]－＋S
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中Cl－、H＋的作用： Cl－是为了与Ag2S电离出的Ag＋结合生成[AgCl2]－，使平衡正向移动，提高Ag2S的浸出率；H＋是为了抑制Fe3＋水解，防止生成Fe（OH）3沉淀 。
（3）“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 2[AgCl2]－＋Fe Fe2＋＋2Ag＋4Cl－、2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋ 。
②一定温度下，Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释t分钟后Ag的沉淀率逐渐减小的原因： Fe2＋被氧气氧化为Fe3＋，Fe3＋把Ag氧化为Ag＋ 。
（4）结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势： 可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中，得到MnSO4，同时将银元素和锰元素分离；生成的Fe3＋还可以用于浸银，节约氧化剂 。
解析 （1）①由题意知，硫化锰溶于硫酸溶液而硫化银不溶于硫酸溶液，说明硫化锰的溶度积大于硫化银。②根据已知信息，在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Mn2＋。（2）①由已知信息可知，Fe3＋将Ag2S氧化为了S，则自身被还原为Fe2＋，结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可补全该离子方程式。（3）①铁粉作还原剂，除了将浸银液中的[AgCl2]－还原为单质银，还可还原浸银时加入的过量Fe3＋。（4）可从原料利用率、生产效率、经济角度分析。
3.[2022湖南]钛（Ti）及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣（主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质）为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：
（1）TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为 5TiO2＋6C＋10Cl2600°C5TiCl4＋2CO＋4CO2 ；
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是 温度升高，C主要转化为CO 。
（2）“除钒”过程中的化学方程式为 3VOCl3＋Al3VOCl2＋AlCl3 ；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是 蒸馏法 。
（3）“除钒”和“除硅、铝”的顺序 不能 （填“能”或“不能”）交换，理由是 “除钒”后产生的AlCl3可在“除硅、铝”时除去，若交换顺序，无法除去AlCl3 。
解析 （1）①根据600 ℃混合气体中TiCl4、CO、CO2的分压，可计算出三者的物质的量之比约为5∶2∶4，结合得失电子守恒和原子守恒可写出总反应的化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl2600°C5TiCl4＋2CO＋4CO2。（2）结合图示流程可知“除钒”时Al与VOCl3发生反应生成VOCl2和AlCl3。根据TiCl4与SiCl4、AlCl3沸点相差较大，知可对混合物进行蒸馏，收集约136 ℃的蒸馏产物，即可除去含Si、Al杂质。物质
TiCl4
VOCl3
SiCl4
AlCl3
沸点/℃
136
127
57
180
物质
TiCl4
CO
CO2
Cl2
分压/MPa
4.59×10－2
1.84×10－2
3.70×10－2
5.98×10－9
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72－存在，在碱性介质中以CrO42－存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 Na2CrO4 （填化学式）。
（2）水浸渣中主要有SiO2和 Fe2O3 。
（3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 Al（OH）3 。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH＜9时，会导致 溶液中c（PO43－）降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀 ；pH＞9时，会导致 Mg2＋形成Mg（OH）2沉淀 。
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为VO2＋或VO3＋；在碱性条件下，溶解为VO3－或VO43－。上述性质说明V2O5具有 C（填标号）。
A.酸性B.碱性C.两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠（Na2S2O5）溶液，反应的离子方程式为 3S2O52－＋2Cr2O72－＋10H＋ 6SO42－＋4Cr3＋＋5H2O。
解析
（1）根据已知条件可知，最高价铬酸根在碱性介质中以CrO42－存在，故煅烧后含铬化合物主要为Na2CrO4。（2）煅烧时通入空气，含铁化合物转化为Fe2O3，且Fe2O3不溶于水，故水浸渣中还含有Fe2O3。（3）“沉淀”步骤加入稀H2SO4调pH到弱碱性是为了将[Al（OH）4]－转化为Al（OH）3沉淀而除去。（4）体系中存在平衡MgNH4PO4⇌ Mg2＋＋NH4＋＋PO43－，当pH＜9时，PO43－＋H＋⇌ HPO42－，平衡正向移动，c（PO43－）降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀；而pH＞9时Mg2＋会形成Mg（OH）2沉淀，原料利用率低。（5）根据题干描述，V2O5既可与酸反应生成盐和水，又可与碱反应生成盐和水，故V2O5具有两性。（6）分离钒后溶液呈酸性，Cr元素以Cr2O72－存在，还原过程中Cr2O72－被S2O52－还原为Cr3＋，S2O52－转化为SO42－，因此反应的离子方程式为2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋ 4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O，之后调pH，Cr3＋转化为Cr（OH）3。
2.[2023北京]以银锰精矿（主要含Ag2S、MnS、FeS2）和氧化锰矿（主要含MnO2）为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3＋。
（1）“浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除FeS2，有利于后续银的浸出；矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应MnS＋2H＋ Mn2＋＋H2S↑，则可推断：Ksp（MnS）＞（填“＞”或“＜”）Ksp（Ag2S）。
②在H2SO4溶液中，银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的MnO2发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有 Fe3＋、Mn2＋ 。
（2）“浸银”时，使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以[AgCl2]－形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整：
2Fe3＋＋Ag2S＋4 Cl －⇌2 Fe2＋ ＋2[AgCl2]－＋S
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中Cl－、H＋的作用： Cl－是为了与Ag2S电离出的Ag＋结合生成[AgCl2]－，使平衡正向移动，提高Ag2S的浸出率；H＋是为了抑制Fe3＋水解，防止生成Fe（OH）3沉淀 。
（3）“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 2[AgCl2]－＋Fe Fe2＋＋2Ag＋4Cl－、2Fe3＋＋Fe 3Fe2＋ 。
②一定温度下，Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释t分钟后Ag的沉淀率逐渐减小的原因： Fe2＋被氧气氧化为Fe3＋，Fe3＋把Ag氧化为Ag＋ 。
（4）结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势： 可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中，得到MnSO4，同时将银元素和锰元素分离；生成的Fe3＋还可以用于浸银，节约氧化剂 。
解析 （1）①由题意知，硫化锰溶于硫酸溶液而硫化银不溶于硫酸溶液，说明硫化锰的溶度积大于硫化银。②根据已知信息，在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Mn2＋。（2）①由已知信息可知，Fe3＋将Ag2S氧化为了S，则自身被还原为Fe2＋，结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可补全该离子方程式。（3）①铁粉作还原剂，除了将浸银液中的[AgCl2]－还原为单质银，还可还原浸银时加入的过量Fe3＋。（4）可从原料利用率、生产效率、经济角度分析。
3.[2022湖南]钛（Ti）及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣（主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质）为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：
（1）TiO2与C、Cl2在600 ℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为 5TiO2＋6C＋10Cl2600°C5TiCl4＋2CO＋4CO2 ；
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是 温度升高，C主要转化为CO 。
（2）“除钒”过程中的化学方程式为 3VOCl3＋Al3VOCl2＋AlCl3 ；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是 蒸馏法 。
（3）“除钒”和“除硅、铝”的顺序 不能 （填“能”或“不能”）交换，理由是 “除钒”后产生的AlCl3可在“除硅、铝”时除去，若交换顺序，无法除去AlCl3 。
解析 （1）①根据600 ℃混合气体中TiCl4、CO、CO2的分压，可计算出三者的物质的量之比约为5∶2∶4，结合得失电子守恒和原子守恒可写出总反应的化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl2600°C5TiCl4＋2CO＋4CO2。（2）结合图示流程可知“除钒”时Al与VOCl3发生反应生成VOCl2和AlCl3。根据TiCl4与SiCl4、AlCl3沸点相差较大，知可对混合物进行蒸馏，收集约136 ℃的蒸馏产物，即可除去含Si、Al杂质。物质
TiCl4
VOCl3
SiCl4
AlCl3
沸点/℃
136
127
57
180
物质
TiCl4
CO
CO2
Cl2
分压/MPa
4.59×10－2
1.84×10－2
3.70×10－2
5.98×10－9
相关试卷
备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第5讲铜及其化合物金属的冶炼工艺流程中的过渡金属元素： 这是一份备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第5讲铜及其化合物金属的冶炼工艺流程中的过渡金属元素，共7页。试卷主要包含了Cl2等内容，欢迎下载使用。
备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第3讲铁及其化合物的转化关系模型建构__含铁化合物制备的化工流程设计模型： 这是一份备考2024届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第3讲铁及其化合物的转化关系模型建构__含铁化合物制备的化工流程设计模型，共2页。
备考2024届高考化学一轮复习分层练习第三章金属及其化合物第6讲无机化工工艺流程题： 这是一份备考2024届高考化学一轮复习分层练习第三章金属及其化合物第6讲无机化工工艺流程题，共17页。
