2022年高考化学一轮考点跟踪练习10《化工流程》大题练习（含答案）

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2022年高考化学一轮考点跟踪练习10《化工流程》大题练习1.LiFePO4可作为新型锂离子也池的正极材料。以钛铁矿(主要成分为FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2杂质)为主要原料生产TiOSO4，同时得到的绿矾(FeSO4·7H2O)与磷酸和LiOH反应可制各 LiFePO4， LiFePO4的制备流程如下图所示：请回答下列问题：(1)酸溶时 FeTiO3与硫酸反应的化学方程式可表示为____________________。(2)①加铁屑还原的目的是__________，②过滤前需要检验还原是否完全，其实验操作可描述为_________。(3)①“反应”需要按照一定的顺序加入FeSO4溶液、磷酸和LiOH，其加入顺序应为____________________，②其理由是______________________________。(4)滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu2O，Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2OCu2O+H2↑。则该装置中铜电极应连接直流电源的__________极，石墨电极的电极反应式为____________________，当有0. 1mol Cu2O生成时电路中转移__________mol电子。 2.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4请回答下列问题：（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH范围在__________________________内，使溶液中的___________________沉淀(写离子符号)，该反应的离子方程式为_________________________________ 。（2）反应Ⅱ中的离子方程式为________________________________________________ 。（3）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2 L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为_____________________。（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子，Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为___________________________________。（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3－。为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为___________________。A．氯水       B．KSCN溶液      C．NaOH溶液       D．酸性KMnO4溶液 3.我国是世界上最大的钨储藏国，金属钨可用于制造灯丝、合金钢和光学仪器，有“光明使者”的美誉；现以白钨矿(主要成分为CaWO4，还含有二氧化硅、氧化铁等杂质)为原料冶炼高纯度金属钨，工业流程如下：已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水；②完全沉淀离子的pH值：SiO32-为8，WO42-为5；③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨。回答下列问题：(1)工业上生产纯碱常先制得碳酸氢钠，此法叫“联碱法”，为我国化工专家侯德榜创立，即向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2，最终生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液，写出该化学反应方程式：____________。(2)流程中白钨矿CaWO4和纯碱发生的化学反应方程式是：________________________。(3)滤渣B的主要成分是（写化学式）______。调节pH可选用的试剂是：_____(填选项)。A.氨水       B.盐酸         C.NaOH溶液      D.Na2CO3溶液(4)检验沉淀C是否洗涤干净的操作是________________________________________。(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是_________。(6)将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙，已知某温度时，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=4×10-7，当溶液中WO42-恰好沉淀完全（离子浓度等于10-5mol/L）时，溶液中c(OH-)=_____。 4.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：回答下列问题：（1）酸溶时，粉碎硫酸渣的目的是_________________________________________。（2）还原过程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量，同时有H2SO4生成，完成该反应的离子方程式：_________FeS2+14Fe3++______H2O═15Fe2++______SO42-+______．（3）滤渣A的主要成分为_________。（4）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是___________;(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表)沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀2.73.87.59.4完全沉淀3.25.29.712.4为得到纯净的Fe(OH)3固体，需要对沉淀进行洗涤，判断沉淀Fe(OH)3是否洗净的方法是____________________。（5）当离子浓度≤1×10-5mol/L时可认为其沉淀完全。若要使Mg2+完全沉淀则要保持c(OH-)≥_____________。（已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12） 5.Ⅰ．KAl(SO4)2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用___（填标号）。a．HCl溶液        b．H2SO4溶液           c．氨水        d．NaOH溶液（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为______________________。（3）沉淀B的化学式为___II．毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:（4）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是___________________________________。（5）滤渣Ⅱ中含________________（填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是______________________。已知：Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10-9 6.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁储量居世界首位。用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制备TiO2流程如下：已知反应TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ ΔH<0（1）步骤①加Fe的目的是___________________________________（用离子方程式表达）；步骤②冷却的目的是_________________________________________________________。（2）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是__________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入______处理；在“水浸”步骤中加入大量的水即可获得H2TiO3沉淀，请用相关化学原理解释___________________________________________________。（3）由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及到的步骤为―→反应TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是___________________________。 7.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列问题：（1）反应I溶液中存在的金属阳离子有___________________________。（2）加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的________(填“Fe3＋”、“Fe2＋”或“Al3＋”)沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是______________________。（3）反应Ⅱ的离子方程式为  ____________________________。在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作______________。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaNO2的物质的量为________。（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2＋离子，可部分水解生成Fe2(OH)42－聚合离子。该水解反应的离子方程式为____________________________。（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2＋及NO3－。为检验所得产品中是否含有Fe2＋，应使用的试剂为________(填字母)。A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO4溶液 8.钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。一种制备草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的工艺流程如下已知：①水钴矿主要成分为Co2O3、Co(OH)3；还含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等杂质。②浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、A13+等③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：(金属离子浓度以0.01mol·L-1计) （1）写出浸出过程中Co(OH)3发生反应的离子方程式：______________________________。（2）NaClO3的作用是_____________________________________________。（3）加Na2CO3调pH的范围应该在_______________间，a加入萃取剂的目的是__________________。（4）在空气中加热5.49g草酸钻晶体(CoC2O4·2H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表：经测定，210~290℃过程中产生的气体只有CO2，此过程发生反应的化学方程式是_____________________________________________。[M( CoC2O4·2H2O)=183g/mol] 
0.2022年高考化学一轮考点跟踪练习10《化工流程》大题练习（含答案）答案解析  一         、推断题1.答案为：（1）FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O（2）把铁离子还原为亚铁离子，置换出铜    取少量反应液于试管中，加入几滴硫氰化钾溶液，如果溶液变红色，说明还原没有完全，如果溶液不变红色，说明还原已经完全（3）磷酸  硫酸亚铁溶液   LiOH    先加磷酸，在酸性环境可以抑制亚铁离子的水解、氧化，又避免生成氢氧化铁沉淀（4）正   2H2O+2e-=H2↑+2OH-    0.22.答案为：（1）4.4-7.5    Al3+    Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓    Fe2+＋2H+＋NO2- = Fe3+＋ H2O＋NO↑    2mol   2Fe(OH)2+＋2H2OFe2(OH)42+＋2H+    D    （2）亚硝酸盐具有氧化性，在酸性条件下能把亚铁离子氧化生成铁离子，反应的离子方程式为2H+ + Fe2++ NO2- ＝Fe3+ + NO↑+ H2O；因此，本题正确答案为：Fe2+＋2H+＋NO2- = Fe3+＋ H2O＋NO↑，（3）氧气的物质的量是11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol，则得到电子0.5mol×4＝2mol，1molNaNO2被还原生成NO，化合价由+3价降低到+2价，得到1mol电子，则需要2molNaNO2；因此，本题正确答案为：2mol；  3.答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl    CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑    H2SiO3    B    取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净，若出现白色沉淀则表明沉淀未洗净。    如果用碳做还原剂，过量的碳混杂在金属中难以除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，若用氢气作还原剂，就可避免该问题。    0.2mol/L4.答案为：增大接触面积，加快溶解速率    FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+   SiO2    3.2—3.8    取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净    7.5×10-4mol/L5.答案为：d2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Al(OH)3 增大接触面积从而使反应速率加快Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少. 6.答案为：2Fe3＋+ Fe =3Fe2＋析出绿矾(FeSO4·7H2O)绿矾(FeSO4·7H2O)生石灰(或碳酸钙、废碱)根据反应TiO2++2H2OH2TiO3+2H+  ，加水稀释浓度商小于其化学平衡常数，所以反应平衡正向移动，生成更多H2TiO3而形成沉淀防止高温下镁或钛与O2、N2等反应 7.答案为：  Fe2＋、Al3＋  Al3＋  加快反应速率（或使反应物充分接触）  Fe2＋＋NO2－＋2H＋＝Fe3＋＋NO↑＋H2O  氧化剂  2mol  2[Fe(OH)]2＋＋2H2O [Fe2(OH)4]2＋＋2H＋  D. 8.答案为：  2Co(OH)3+ SO32-+4H+=2Co2++SO42- +5H2O  将Fe2+氧化成Fe3+  5.2~7.6  除去Mn2+  3CoC2O4 +2O2 Co3O4+6CO2（Co3O4可以写成CoO•Co2O3)