第26题 工艺流程分析 ——【新课标全国卷】2022届高考化学三轮复习考点题号一对一

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 第26题 工艺流程分析 ——【新课标全国卷】2022届高考化学二轮复习考点题号一对一1.是染料工业中常用的还原剂，难溶于乙醇受热易分解。某研究小组对的性质与制备方法进行了研究。Ⅰ.锌粉法制备。（1）的制备过程要在无氧条件下进行，其原因是；为了增大的吸收效率，可采取的措施有________________（任写一点）。（2）步骤②需要控制温度在35℃，可能的原因是__________________。（3）步骤③中加入一定量NaCl固体的目的是_______________________________。Ⅱ.对性质的探究。（4）常温下，的溶液的pH约为8，露置在空气中，溶液的pH逐渐减小至5，再经过一段时间，溶液的pH减小至1，则溶液的pH从8逐渐减小至5的过程中，可能发生反应的化学方程式为_____________，后来pH继续减小至1的原因是__________________。（5）固体在隔绝空气的条件下加热至75℃时完全分解，生成、、，检验产物中是否含有的实验方法是_____________________。2.我国是世界上较早冶炼锌的国家。在现代工业中，锌更是在电池制造、合金生产等领域有着广泛的用途。已知：锌的熔点为4196℃，沸点为907℃。Ⅰ.图甲是古代以炉甘石为原料炼锌的示意图。（1）泥罐内的主要反应为ⅰ.ⅱ.……总反应：利用和计算时，还需要利用_______反应的。Ⅱ.现代冶炼锌主要采取湿法工艺。以闪锌矿（主要成分为ZnS，还含铁等元素）、软锰矿（主要成分为，还等元素）为原料联合生产锌和高纯度二氧化锰的一种工艺的主要流程如图乙：（2）浸出：加入能促进ZnS的溶解提高锌的浸出率，同时生成硫单质。的作用类似催化剂，“催化”过程可表示为ⅰ：ⅱ：……①写出ⅱ的离子方程式：__________。②下列实验方案可证实上述“催化”过程。将实验方案补充完整。a.酸化的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变色，再加入少量，溶液变红。b.________。（3）除铁：已知①进入除铁工艺的溶液的pH约为3；②控制溶液pH为2.5~3.5，使铁主要以 FeOOH沉淀的形式除去。通入空气并补充适量ZnO的理由分别是_________。（4）电解：用惰性电极电解时，阳极的电极反应是_________。（5）电解后的溶液中可循环利用的物质是_________。3.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁。某实验小组用工业上的废弃固体（主要成分为和）制取粗铜和绿矾（）产品，设计流程如图所示：回答下列问题：（1）气体a为_________（填化学式），检验该气体的方法为________________。（2）固体B的主要成分为_____________________（填化学式）。（3）溶液B在空气中放置有可能变质，检验溶液B是否变质的方法为___________。（4）已知硫酸亚铁的溶解度随温度升高显著增大，若制得的绿矾不纯，常釆用的提纯方法为__________（填名称）。（5）为测定绿矾中结晶水的含量（不考虑硫酸亚铁分解），将石英玻璃管（带两端开关和，设为装置A）称重，记为。将绿矾装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为。按如图连接好装置进行实验（夹持装置已略去）。①仪器B的名称是______________。②下列实验操作步骤的正确顺序为____________（填字母）；重复上述操作步骤，直至装置A恒重，记为。 a.点燃酒精灯，加热                                                        b.熄灭酒精灯c.关闭和                                                                  d.打开和，缓缓通入e.称量装置A                                                                    f.冷却到室温③根据实验记录，绿矾化学式中结晶水的数目为_______（用含的代数式表示）。4.钯是航天、航空等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。以硫化铜镍矿（主要含 CuS 、NiS，少量PdS、等）制取钯的工艺流程如下：已知：抽提是用适当的溶剂和方法，从原料中把有效成分分离出来的过程。（1）“焙烧”需要鼓入空气使矿粉呈“沸腾”状，其原因是___________________。（2）“萃取铜”后的无机相中主要溶质有___________________。（3）在底渣中加入王水（盐酸和硝酸的混合溶液），使金属Pd溶解生成，假设反应只产生一种气体，且其无色、有污染性，该反应的化学方程式是___________________。该过程采用“抽提”的目的是___________________。（4）“抽提”的进行“沉淀”生成加入氨和盐酸，不直接加入的原因是___________________。（5）“结晶”过程制备硫酸铜晶体的操作是___________________。（6）“还原”反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比是___________________。5.废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图：回答下列问题：（1）硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为___；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，中Cu的化合价为___。（2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为____。（3）25℃时，已知：，，，“浸出液”中。当金属阳离子浓度小于时沉淀完全，恰好完全沉淀时溶液的pH约为___(保留一位小数)；若继续加入氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后___；为探究在氨水中能否溶解，计算反应的平衡常数K=___。(已知：)（4）“滤渣”与混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中是否洗净的试剂是___；“回流过滤”中的作用是将氢氧化物转化为氯化物和___。（5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为___。6.铬及其化合物在生产生活中具有十分广泛的用途。工业上以铬铁矿(主要成分是，Cr元素为＋3价。含少量等杂质)为原料制取铬酸钠()晶体，其工艺流程如下：已知：＋3价Cr在酸性溶液中性质稳定，当pH>9时以形式存在且易被氧化。（1）如可写成，则可写成____________。（2）若省略“过滤2”步骤，产品中可能混有____________（写化学式）。（3）流程中两次使用了进行氧化，第二次氧化时反应的离子方程式为__________。（4）制取铬酸钠后的酸性废水中含有，必须经过处理与净化才能排放。在废水中加入焦炭和铁屑，与酸性溶液形成原电池，使转化为，再用石灰乳对进行沉降。该电池的正极反应式为____________；沉降的离子方程式为____________，该反应的K=____________（列出计算式）。（已知，）（5）产品铬酸钠可用如图所示方法冶炼铬。②的化学方程式为___________，在实验室中引发该反应用到的两种药品是________（填化学式）。7.理利用工业烟尘，变废为宝，对保护环境具有重要意义。－种铜冶炼烟尘(主要成分是CuO、ZnO、PbO、、)为原料回收铜和锌的流程如图所示。回答下列问题：(1)写出能提高“酸浸”浸出率的两个措施__________________。(2)“滤渣1”的主要成分是__________。(3)已知是一种两性氧化物，“滤渣3”的成分为，则“沉砷”过程中发生的离子反应方程式为_________________。(4)“沉铁”通入过量空气的目的是________。(5)加入ZnO的目的是调节溶液的pH，如图所示是溶液pH与滤液中Fe元素及滤渣中Zn元素的含量关系，则“沉铁”过程中溶液最合适的pH为___________。(6)“电解积锌”后的电解液可返回_________工序继续使用。8.Se在自然界中属于稀散元素，难以提取。以电解精炼铜时获得的阳极泥（含）为原料，使用硫酸化焙烧法提取Se的工艺流程如图所示。已知：在315℃时升华；的熔点为10℃，沸点为337℃。回答下列问题：（1）电解精炼铜时阳极材料为_________，阳极泥细磨的主要目的是_________。（2）混合浆体中主要含有和剩余的，则过程①中反应的化学方程式为_________。（3）①将混合浆体通入微波管式炉的主要目的是使升华，得到富含的富硒尾气，富硒尾气中除外还含有少量的_________。②将富硒尾气通入NaOH溶液得到亚硒酸盐，再酸化得到富含的富硒液，则属于_________（填“酸性”“碱性”或“两性”）氧化物。③向富硒液中通入后，生成了不溶于水的单质硒，则过程④中反应的离子方程式为_________。（4）在实验室中，为从溶液中得到单质硒，过程⑤中应采取的“一系列操作”主要包括_________（填操作名称）。（5）阳极泥中的质量分数为10.35%。若某工厂以1000kg阳极泥为原料，最终得到35.4kg高纯硒，则该工艺的产率为_________%（保留三位有效数字）。

             
答案以及解析1.答案：（1）具有强还原性，容易被氧气氧化；增大与悬浊液的接触面积（或通入的导管末端连接一个多孔球泡或将缓慢通入悬浊液中等）（2）温度过高，容易分解；温度过低，反应速率太慢（3）增大溶液中，降低的溶解度，便于结晶析出（4）；逐渐被氧化为，使溶液酸性增强（5）取少量固体溶于足量稀盐酸中，静置后向溶液中滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀，则产物中含有硫酸钠解析：（1）由于中S的化合价为+3价，处于S的中间价位，所以该物质既有氧化性又有还原性，但中的S主要体现还原性，所以的制备过程要在无氧条件下进行，其原因为具有强还原性，容易被氧气氧化，增大的吸收效率的措施有：可以增大二氧化硫与悬浊液的接触面以及减缓二氧化硫的流速等（2）不稳定受热易分解，但温度过低化学反应速率太慢，所以步骤②需要控制温度在35℃，可能的原因是：温度过高，容易分解；温度过低，反应速率太慢（3）属于钠盐，易溶于水，所以步骤③中加入一定量NaCl固体的目的是为了增大溶液中钠离子的浓度，减小的溶解，从而提高的产率，（4）由题意可知溶液被空气中的氧气氧化为，反应的化学方程式：，从而使溶液的pH由8降低至5，溶液会被空气中的氧气继续氧化为从而使溶液的pH值降到1，（5）能与氯化钡反应产生白色的固体，所以检验产物中是否含有的实验方法是：取少量固体溶于足量稀盐酸中，静置后向溶液中滴加氯化钡溶液，若有白色沉淀，则产物中含有硫酸钠，2.答案：I.（1）Ⅱ.（2）①；②取a中红色溶液，向其中加入ZnS，振荡，红色褪去（3）通入空气将二价铁氧化，加入的ZnO可调节溶液pH（4）（5）解析：Ⅰ.（1）泥罐内的主要反应为ⅰ.ⅱ.……总反应反应-ⅰ-ⅱ得，根据盖斯定律：，故利用和计算时，还需要利用反应的。Ⅱ.（2）①的作用类似催化剂，则ⅱ中应将还原成，ZnS溶解的离子方程式为。②证实题述“催化”过程的实验方案步骤a验证了“催化”过程i，则步骤b应验证被ZnS还原成：取a中红色溶液，向其中加入ZnS，振荡，红色褪去。（3）通入空气时，发生反应使溶液的pH下降，加入的Zn与发生反应：，可调节溶液pH。（4）用惰性电极电解时，阳极发生氧化反应，转化成，阳极的电极反应式是。（5）电解后的溶液中含和，可循环利用。3.答案：（1）；将该气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热恢复红色，则说明该气体为（2）Fe、Cu（3）取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红则溶液B变质，反之则没有变质（4）重结晶（5）①（球形）干燥管；②dabfce；③解析：（1）根据上述分析可知a是；可根据具有漂白性，且和有色物质产生的无色物质不稳定，受热分解进行检验，方法是将气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热溶液又恢复红色，则说明该气体为。（2）固体B的主要成分是Fe、Cu。（3）溶液B溶质的主要成分为，不稳定，容易被溶解在溶液中的氧化产生而变质，检验溶液B是否变质的方法为取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红则溶液B变质，反之则没有变质。（4）若制取得到的绿矾不纯，可利用其溶解度随温度的升高而显著增大的性质进行分离提纯，方法是重结晶。（5）①根据装置图可知，仪器B的名称是球形干燥管。②实验操作为打开和，缓缓通入，将装置中的空气排出，点燃酒精灯，加热；熄灭酒精灯，冷却到室温，关闭和，称量装置A故操作步骤顺序是dabfce。③根据题意可知的物质的量，失去的结晶水的物质的量，，故该绿矾化学式中结晶水的数目为。4.答案：（1）加大矿粉与的接触面积提高原料利用率和加快反应速率（2）（3）；分离和Pd（4）“抽提”后的滤液为酸性，氨可以中和酸生成，同时可调节pH=8~9（5）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤（6）1:2解析：（1）“焙烧”需要鼓入空气使矿粉呈“沸腾”状，加大矿粉与的接触面积，提高原料利用率和加快反应速率。（2）用浸取后溶液中含有和，“萃取铜”后的无机相中没有。（3）王水使金属Pd溶解生成，反应只产生一种污染空气的无色气体，该气体是NO，该反应的化学方程式是。该过程是Pd的溶解过程，采用“抽提”的目的是分离和Pd。（4）“抽提”的进行“沉淀”生成的pH=8~9，而“抽提”后的滤液为酸性，氨可以中和酸生成，同时调节pH=8~9。（5）“结晶”过程制备的硫酸铜晶体含结晶水，溶液中含有，不能蒸干，故操作是蒸发浓缩、冷却结晶过滤洗涤。（6）“还原”反应的氧化剂是，还原产物是Pd，Pd元素化合价降4，还原剂变为HCl，H元素化合价升1，故氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:2。5.答案：（1）  6；+1    （2）   （3） 4.7；蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色；    （4）  HCl溶液、溶液；作溶剂    （5）解析：（1）硫为第VIA族元素，硒与硫为同族元素，故Se的最外层电子数为6，镓和铟位于元素周期表第IIIA族，则根据正负化合价为零则可以知道中Cu的化合价为+1，
(2)“酸浸氧化”为酸性条件下烧渣中反应，其化学方程式为：，
(3)恰好完全沉淀时，，故pH=4.7；蓝色沉淀是氢氧化铜，继续滴加氨水会生成四氨合铜离子，这时氢氧化铜会溶解，故蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色；由反应方程式可知，由，得即代入数据可知，
(4)检验滤渣中是否洗净可以加入强酸和含钡离子的盐，故试剂是HCl溶液、溶液；通过“回流过滤”分为两部分滤渣和滤液，故的另一个作用是作溶剂，
(5)高温气相沉积过程中是氨气和反应，其化学方程式为：，6.答案：（1）（2）（3）（4）；；（5）；、Mg解析： （1）如可写成，则可写成，（2）氢氧化铝可溶于NaOH，省略“过滤2”步骤，产品中可能混有，（3）流程中两次使用了进行氧化，第二次氧化时反应的离子方程式为，（4）正极上得到电子发生还原反应，则正极反应，沉降的，（5）②的化学方程式为，在实验室中引发该反应用到的两种药品是、Mg，可引发铝热反应7.答案：（1）适当提高硫酸的浓度，适当升高温度（2）和 （3） （4）将全部氧化为，便于沉淀（5）4.5（6）酸浸 解析： （1）提高浸取率，即为提高反应速率，因此可通过适当提高硫酸的浓度，适当升高温度来增大反应速率。（2）不溶于硫酸，PbO与硫酸反应生成硫酸铅，故滤渣1含有两种沉淀，即。（3）根据题干所给信息，利用氧化还原反应的原理即可配平离子反应方程式：。（4）“沉铁”通入过量空气的目的是利用空气中的氧气将亚铁离子全部氧化为铁离子，便于沉淀。（5）根据题意和图像即可知道“沉铁”过程中溶液最合适的pH为4.5。（滤渣含锌量低，滤液含铁量低）（6）“沉铁”后的溶质为硫酸锌，“电解积锌”后的电解液为硫酸，故可返回“酸浸”工序续使用。8.答案：（1）粗铜；增大阳极泥与浓硫酸的接触面积，使反应更充分（2）（3）①；②酸性；③（4）过滤、洗涤、干燥（5）89.6解析：（1）电解精炼铜时，阳极为粗铜，阴极为精铜；将阳极泥细磨成小颗粒，是为了增大阳极泥与浓硫酸的接触面积，使反应更充分。（2）根据流程和题干信息，被还原为，被氧化为，配平得反应的化学方程式为。（3）①混合浆体在微波管式炉中加热至350~650℃，此时除了升华为气体外，也变为气体（的沸点为338℃）。②将通入NaOH溶液中得到亚硒酸盐（），再酸化得到富含的富硒液，可以推出与碱反应能够生成盐和水，与酸不反应，即属于酸性氧化物。③，硒元素的化合价降低，，硫元素的化合价升高，配平得反应的离子方程式为。（4）实验室中想要从溶液中得到不溶于水的单质Se，应釆取的“一系列操作”应该为过滤、洗涤、干燥。（5）设Se的理论产量为，根据原子守恒，则有，解得，产率=。