化學(xué)解答題練習(xí)（九）原卷版-2021年高考化學(xué)解答題專練（元素化合物與工藝流程）

化學(xué)解答題練習(xí)(九)原卷版

1.天青石(主要含有SrSO4和少晝CaCO3雜質(zhì))是獲取盥元素的各種化合物的主要原料。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)利用焰色反應(yīng)可以定性鑒別某些金屬鹽。灼燒SrS04時(shí)，錮的焰色為(填標(biāo)

號(hào))。

A.洋紅色B.淺紫色C.黃綠色D.淡藍(lán)色

(2)硫化鋸(SrS)可用作發(fā)光涂料的原料，SrSCh和碳的混合粉末在隔絕空氣下高溫焙

燒可生成硫化錮和一種還原性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式

(3)已知:25℃時(shí)，KsP(SrS04)=3.2xlO-7,K$p(SrC03尸LlxlO」。。SrSCKi的粉末與Na2cCh

溶液混合加熱、充分?jǐn)嚢杩缮闪蛩徕c和碳酸錮，若轉(zhuǎn)化完成時(shí)恢復(fù)到25C,混合液

中rCCO^')=1.0xl0-3mol/I?則r(SO；)=

(4)以天青石生產(chǎn)Sr(OH?xH2O的工藝如下:

已知：Sr(OH)2、Ca(OH)2在水中的溶解度如下表:

溫度/(℃)020406080100

Sr(OH)0.911.773.958.4220.291.2

溶解度2

(g)

Ca(OH)20.190.170.140.120.090.08

①濾渣2為混有CaCO3的SrCO3,寫出反應(yīng)1生成SrCO3的化學(xué)方程式。

②固體3“加熱水浸”是為了獲得較純凈的Sr(OH)2溶液,此時(shí)應(yīng)緩慢加熱使沉淀顆粒長大,

濾渣5的主要成分是(填化學(xué)式)，“趁熱過濾”的目的是

③“操作6”主要有：、過濾、洗滌、干燥。

④取mg純凈Sr(OH)2-xH2O產(chǎn)品溶于水，加入過量Na2co3溶液后過濾、洗滌、干燥

后，得到ng濾渣，則乂=(用含m、n的式子表示)。

2.納米TiS具有十分寶貴的光學(xué)性質(zhì)，在汽車工業(yè)及諸多領(lǐng)域都顯示出美好的發(fā)展前

景。下圖是以硫酸氯鈦為原料制備納米二氧化鈦的工藝流程圖:

回答下列問題:

(1)反應(yīng)I中發(fā)生兩個(gè)反應(yīng)，其一是尿素［CO(NH2)2］與H2o反應(yīng)生成C02和NH3H2O,

則另一反應(yīng)的離子方程式為一。

(2)判斷Ti0(0H)2沉淀是否洗凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是：一.

(3)為了減少制備過程中的“三廢”排放，將上述流程中的“濾液”經(jīng)過一、一、

(填基本操作)即可回收(填化學(xué)式)。

(4)為研究反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物物質(zhì)的量配比等因素對(duì)制備納米二氧化鈦產(chǎn)

率的影響。設(shè)計(jì)如卜.實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)編號(hào)反應(yīng)溫度/℃反應(yīng)時(shí)間/h反應(yīng)物物質(zhì)的量配比‘呼3屯號(hào)］

n［TiOSO4］

①9012:1

②9023:1

③901

④10023:1

實(shí)驗(yàn)②和④的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀，實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)物物質(zhì)的量配比為一。反應(yīng)1中TiO2+濃

度對(duì)TiCh的產(chǎn)率和粒徑的影響如圖：

&有

O

1I

淹

<

0

1!

結(jié)合圖中信息，你認(rèn)為為達(dá)到工藝目的，最合適的TiO2+濃度為。

3.粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的工業(yè)固體廢料，主要成分有AI2O3、SiOi,還含有少量FezCh、

CaO等。采用酸堿聯(lián)合的方法從粉煤灰中綜合回收氧化鋁及二氧化硅的工藝流程如下:

粉煤灰硅酸的溶液一?白炭黑(SiO??〃乩0)

硫酸熟化過程中發(fā)生的反應(yīng)有:

AhO3-2SiO2+3H2SO4=A1(SO4)3+2SiO2+3H2O

3AhO3-2SiO2+9H2so4=3AL(SO4)3+2SiO2+9H2O

(1)“結(jié)晶”操作:緩緩加熱,濃縮至,放置冷卻，得到A12(SO4)318H2O.

(2)Ab(SO4)318H2O在250~300c下失重40.5%得A12(SO4)XH2O.X=。

(3)“還原焙燒”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)粗氧化鋁中是否含有Fe2O3：<.

(5)向硅酸鈉溶液中通入過量COz制備白炭黑的化學(xué)方程式為。

(6)粗氧化鋁制備冶金級(jí)氧化鋁過程中發(fā)生反應(yīng)［Al(OH)4］-+CO2=Al(OH)31+HCO3-，

3

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為［已知A1(OH)3+H2O［AI(OH)4］-+H^Ki=4xl0'；

H2CO3H2O+CO2K2=600；Kai(H2co3)=4.2X10-7、K2(H2co3)=5.6X10"］。

4.馬日夫鹽［Mn(H2Po4?2H2O］在國防工業(yè)中常用作各種武器的潤滑層和防護(hù)層。以軟

缽礦(主要成分為MnOa及少量的FeO、AbO3和SiO?)為原料制備馬日夫鹽的主要工藝流

程如圖：

icaM.sOi”網(wǎng)草?網(wǎng)

■玄叁件?機(jī)和氣淌x

?-席?1?步HV少?四步

(1)“漫缽”時(shí)為了提高浸取率，可采取的措施有(任寫出一條)；在步驟一中,

如果SO2氣體中混有空氣，測得反應(yīng)液中Mn2+、SO42一的濃度隨反應(yīng)時(shí)間t變化如圖，

產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是;

(2)關(guān)于“步驟二”的說法正確的是；

A.為提高萃取率和產(chǎn)品產(chǎn)量，實(shí)驗(yàn)時(shí)分多次萃取并合并萃取液

B.溶液中加入萃取劑Y,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。塞上玻璃塞，如圖月力振搖

C.經(jīng)幾次振據(jù)并放氣后，手持分液漏斗靜置待液體分層

D.分液時(shí)，將分液濕斗上的玻璃塞打開或使塞上的四槽對(duì)準(zhǔn)漏4口上的小孔，打開旋

塞，待油水界面與旋塞上口相切，關(guān)閉旋塞后再從上口倒出上層液體

(3)已知幾種離子開始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH如下表所示：

離子開始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pH

Fe2+7.69.7

Fe3+2.73.7

Al3+3.84.7

Mn2+8.39.8

濾渣X的化學(xué)式為,步驟三時(shí)，pH值應(yīng)調(diào)到的范圍是：

(4)步驟四時(shí)，將Na2c03溶液逐漸加入缽鹽溶液中；若顛倒滴加順序可能會(huì)生成

__________已知/Csp(MnCO3)=2.24xl0",加入飽和Na2c。3溶液使M/+恰好沉淀完全

后.溶液中C(CO32)=；

(5)步驟五產(chǎn)生馬日夫鹽晶體的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

5.睇(Sb)是第VA族元素，其單質(zhì)主要用于制造合金、半導(dǎo)體。三氧化二睇俗稱錦白，

是白色粉末，不溶于水，是一種兩性氧化物，主要用于白色顏料、油漆和塑料、石油化

工等。某工廠用羽毛礦(主要成分為PbjFeSb6s⑷制取睇白的工藝流程如圖所示：

PbCb+XFed溶液濾液1

(1)Pb4FeSb6s14中的睇元素只顯一種化合價(jià)，則其化合價(jià)是。X是一種固體單

質(zhì)，其成分是_(填化學(xué)式)。

(2)氯化浸出中，除鉛與X外，被氧化的元素反應(yīng)后均顯而價(jià)，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程

式:。操作I為加水稀釋，寫出生成SbOCl的離子方程式:o

（3）試劑1通常選用氨水而不是NaOH溶液，最可能的原因是o操作2的內(nèi)容

是、干燥。

（4）在強(qiáng)堿性條件下電解Na3sbs3溶液（原理如圖）可得到單質(zhì)睇。

寫出陰極的電極反應(yīng)式：,B電極應(yīng)接電源的極，當(dāng)有2moiSb生成時(shí),

通過陽離子交換膜的離子數(shù)為（設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）。

6.高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種安全性很高的水處理劑，其合成的部分流程如下。

資料：

i.高鐵酸鉀可溶于水，微溶于濃KOH溶液，在堿性溶液中較穩(wěn)定，在酸性或中性溶

液中快速產(chǎn)生02,且+3價(jià)鐵能催化該反應(yīng)。

ii.次氟酸鉀容易分解，2KC10^=2KCI+02O

（1）實(shí)驗(yàn)室使用高鋅酸鉀與濃鹽酸制備氯氣時(shí)，應(yīng)選擇下列裝置中的o

#&書法

ABC

（2）寫出步驟①的離子反應(yīng)方程式o

（3）加入KOH固體是為了過濾除鹽，過濾除去的是

（4）相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)溫度對(duì)高鐵酸鉀產(chǎn)率的影響如圖1所示:

請(qǐng)分析高鐵酸鉀產(chǎn)率隨溫度變化的原因：。

IS202$303s

遍勒5

圖1

（5）相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，硝酸鐵濃度對(duì)產(chǎn)率的影響如圖2所示:

高

鐵

釀

理

產(chǎn)

季

派

Fe?一濃度（moVL），

當(dāng)Fe3+濃度大于2.0mol/L時(shí)，高鐵酸鉀產(chǎn)率變化的原因可能是:

（6）高鐵酸鉀可用于除去水體中Mn（+2價(jià)），生成Mn（+4價(jià)）和Fe（+3價(jià)）。一

定條件下，除去水體中LlgMn（+2價(jià)），當(dāng)去除率為90%時(shí)，消耗高鐵酸鉀的物質(zhì)的

量為molo

7.以粉煤灰（主要含3Al2O3-2SiO2、SiO2,還含有少量CaO、FezCh等物質(zhì)）為原料制

取AI2O3的流程如圖：

（NH4）2SO4H2SO4NH3NaOH水

粉煤灰T焙燒|-便浸、過漉卜亞派、過渡T堿浸、過灌卜標(biāo)偏、過濾T煨燒—AI2O3

NH3SiO2、C1SO4流液IFC(OH)3流液H

（1）當(dāng)（NH5SO4和3Al2O3NSQ2的配比a（a=.二叱？鱉人）不同時(shí)，“焙燒”

n（3Al2O3-2SiO2）

后所得產(chǎn)物的X射線衍射譜圖如圖所示（X射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在,

不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同）。由圖可知，當(dāng)2=—時(shí)，3Al2O2SQ的利用

率最高。

(2)“沉淀、過濾”所得濾渣為Fe(0H)3和A1(OH)3,生成Fe(0H)3的離子反應(yīng)方程式為

(3)“堿浸”加入NaOH發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為一。

(4)“水解、過濾”可得到A1(OH)3沉淀，升高溫度有利于水解的原因是一o該步驟可

將加水改成通入過量的一氣體，

(5)流程中，可以回收并循壞利用的物質(zhì)除NH3外，還有—和

8.某同學(xué)研究金屬鋅與氯化銅溶液之間反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)觀察到的現(xiàn)象有：

i.產(chǎn)生少量氣泡：ii.有紅色固體生成；iii.溶液中產(chǎn)生白色沉淀。

為了解釋上述現(xiàn)象，某同學(xué)查閱資料，獲得如下信息：

編號(hào)化學(xué)反應(yīng)離子方程式

1Zn+Cu2+^==ZM++Cu

2Zn+2cli2y=ZM++2CU+

3CU++2C1L=ICUC12

4Cu++cr^=-CuCl]

(1)請(qǐng)結(jié)合離子方程式解釋產(chǎn)生少量氣泡的原因：—o

(2)Zn與CuCb反應(yīng)生成白色沉淀的離子方程式是一。

(3)為了探究影響生成白色沉淀的因素，該同學(xué)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。取不同濃度CuCb溶液,

加入鋅并振蕩，均立刻產(chǎn)生少量氣泡和紅色固體，其他實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下。

編號(hào)濃度(rnol/L)試劑(鋅均過量)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

ua0.5鋅片立刻出現(xiàn)少量白色沉淀

b1鋅片立刻出現(xiàn)白色沉淀

C1鋅粉立刻出現(xiàn)大量白色沉淀

d1鋅片、適量NaCl固體少量白色沉淀，振蕩迅速溶解

①對(duì)比實(shí)驗(yàn)a、b,實(shí)驗(yàn)結(jié)論是一o

②某同學(xué)從化學(xué)平衡的角度分析，d中白色沉淀溶解可能的原因是一(用離子方程式

表示)。為證明該同學(xué)分析的原因正確，向b試管中加入適量振蕩，觀察到

證明該同學(xué)分析的原因正確。

(4)利用沉淀法除去雜質(zhì)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

①在工業(yè)中冶煉鋅，為了除去ZnSQi電解液溶液中的Ch可加入_和一,生成沉淀

而除去。

②通過進(jìn)一步查閱資料得知：CuCl的形成與溶液的pH及CM+等離子濃度有關(guān)，一定條

件下，通過實(shí)驗(yàn)得出pH、CF+濃度對(duì)沉淀的影響如圖所示：

Cu?，時(shí)除氯的雷響

根據(jù)圖，除去該電解液中C1-的最佳條件是一。

9.氮元素的化合物種類繁多，性質(zhì)也各不相同。請(qǐng)回答下列問題：

(1)NO?有較強(qiáng)的氧化性，能將SO2氧化成S03,自身被還原為NO,已知下列兩反應(yīng)

過程中能量變化如圖1、圖2所示，則N6氧化SCh生成SO3(g)的熱化學(xué)方程式為—o

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(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在實(shí)驗(yàn)室中用足量的Fe粉還原KNO3溶液(pH=2.5)。反應(yīng)過程

中溶液中相關(guān)離子的質(zhì)量濃度、pH隨時(shí)間的變化曲線(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)如

圖3所示。請(qǐng)根據(jù)圖3中信息寫出t,min前反應(yīng)的離子方程式—。

(3)研究人員用活性炭對(duì)汽車尾氣中的NO進(jìn)行吸附，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2N0(g)

N2(g)+CO2(g)JH<0o在恒壓密閉容器中加入足量的活性炭和一定量的NO氣體，反應(yīng)

相同時(shí)間時(shí)，測得NO的轉(zhuǎn)化率a(NO)隨溫度的變化如圖4所示：

①由圖4可知，溫度低于1050K時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，原因是_；溫

度為1050K時(shí)CO2的平衡體積分?jǐn)?shù)為一。

②對(duì)于反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的反應(yīng)體系，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

其中P。為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(IxlhPa),PN。、PN2和Pc,為各組分的平衡

分壓，如P