2020届高三化学高考考前复习 工业流程图专题训练(有答案)

2020届高三化学高考考前复习 工业流程图专题训练（有答案）

1、V2O5是接触法制硫酸的催化剂。工业上用钒炉渣(主要含有V2O3·FeO，还含少量SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5的流程如下：

(1)焙烧常采用“加压”的方法，其目的是______________

X是偏钒酸铵分解生成五氧化二钒的副产物且X在常温常压下呈气态，X的电子式为________。 (2)“焙烧”的目的是将V2O3·FeO转化成可溶性的NaVO3，写出化学方程式__________ (3)写出“沉钒”的离子方程式_________________

(4)工业上利用铝热反应冶炼钒，5.4 t铝理论上可以冶炼________ mol V。

(5)用硫酸镁溶液除去硅、磷时，滤渣的主要成分是MgSiO3、Mg3(PO4)2，它们的溶解度随温度的变化忽略不计。

已知：常温下，Ksp(MgSiO3)＝2.4×105， Ksp[Mg3(PO4)2]＝2.7×10

－

－27

－

。

－

－

－

131

①如果滤液中c(SiO23)＝0.08 mol·L，则c(PO4)＝________ mol·L。

②硅、磷去除率与温度的关系如图所示。

除杂时，随着温度升高，硅元素的去除率升高，其原因是 _______________________________________________________； 磷的去除率降低，其原因是_____________

解析 (1)联系压强对化学反应速率的影响，对于有空气、氧气等气体参与的化工反应，都可以采用“加压”的方法提高气体浓度，从而加快化学反应速率。分析题意可知，偏钒酸铵分解，反应前后各元素化合价没有变化，根据原子守恒知，副产物为氨气、水，常温常压下，水为液体，故X为氨气。(2)V2O3·FeO被氧化，氧气被还原，生成物为NaVO3、氧化铁、二氧化碳。(3)“沉钒”说明偏钒酸铵难溶于水。(4)n(Al)＝

5.4×106 g27 g·mol－1

＝2.0 ×105 mol，利用铝热反应冶炼钒的化学方程式为3V2O5

3n（Al）3×2.0×105 mol高温＋10Al===== 5Al2O3＋6V，则n(V)＝＝＝1.2×105 mol。(5)①c(Mg2＋)＝

552.4×10－5

－)＝ mol·L－1＝3.0×10－4 mol·L－1，则c(PO34 0.08

2.7×10－27（3.0×10－4）

－1＝1.0×10－8 mol·L3

－mol·L－1。②Mg2＋、SiO2且水解反应是吸热反应，故升高温度，硅酸根离子水解3是能水解的离子，

程度增大，生成的硅酸增多，硅的去除率升高，而升高温度，镁离子水解程度增大，生成的磷酸镁减少，磷的去除率降低。

答案 (1)增大空气浓度，提高反应速率

高温

(2)4V2O3·FeO＋5O2＋4Na2CO3=====8NaVO3＋4CO2＋2Fe2O3 (3)NH4＋VO3===NH4VO3↓ (4)1.2×105

2(5)①1.0×108 ②随着温度升高，SiO23水解程度增大，生成的硅酸增多 随着温度升高，Mg水

－

－

＋

＋

－

解程度增大，生成的磷酸镁减少

2、(2020年朝阳5月)无水氯化锰?MnCl2?在电子技术和精细化工领域有重要应用。一种由粗锰粉

(主要杂质为Fe、Ni、Pb等金属单质)制备无水氯化锰的工艺如下(部分操作和条件略)。 I．向粗锰粉中加入盐酸，控制溶液的pH约为5，测定离子的初始浓度。静置一段时间 后锰粉仍略有剩余，过滤；

II．向I的滤液中加入一定量盐酸，再加入H2O2溶液，充分反应后加入MnCO3固体调

节溶液的pH约为5，过滤；

III．向II的滤液中通入H2S气体，待充分反应后加热一段时间，冷却后过滤； IV．浓缩、结晶、过滤、洗涤、脱水得到无水MnCl2。 各步骤中对杂质离子的去除情况

初始浓度/mg·L–1 步骤I后/ mg·L–1 步骤II后/ mg·L–1 步骤III后/ mg·L–1 Fe2+ Ni2+ Pb2+ 21.02 12.85 0.25 0.10(达标) 4.95 3.80 3.76 3.19(未达标) 5.86 3.39 3.38 0.12(达标) 已知：金属活动性Mn＞Fe＞Ni＞Pb （1）锰和盐酸反应的化学方程式是_______。 （2）步骤I中：

① Fe2+浓度降低，滤渣中存在Fe?OH?3。结合离子方程式解释原因： 。 ② Pb2+浓度降低，分析步骤I中发生的反应为：Pb + 2H+ = Pb2+ + H2↑、 。 （3）步骤II中：

① H2O2酸性溶液的作用：_______。

② 结合离子方程式说明MnCO3的作用： _______。

（4）步骤III通入H2S后， Ni2+不达标而Pb2+达标。推测溶解度：PbS_____NiS（填“>”或

“<”）。

（5）测定无水MnCl2的含量：将a g 样品溶于一定量硫酸和磷酸的混合溶液中，加入稍过量

NH4NO3，使Mn2?氧化为Mn3?。待充分反应后持续加热一段时间，冷却后用b mol/L硫酸

3?亚铁铵???NH4?2Fe?SO4?2??滴定Mn，消耗c mL 硫酸亚铁铵。

（已知：滴定过程中发生的反应为：Fe2+ + Mn3+ = Fe3+ + Mn2+）

① 样品中MnCl2的质量分数是_____（已知：MnCl2的摩尔质量是126 g·mol-1）。

② “持续加热”的目的是使过量的NH4NO3分解。若不加热，测定结果会______ （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

答案

（1）Mn + 2HCl == MnCl2 + H2↑

（2）① 空气中的O2 将部分Fe2+氧化为Fe(OH)3沉淀

4Fe2+ + O2 + 10H2O == 4Fe(OH)3↓+ 8H+

②

Pb2+ + Mn == Pb + Mn2+

（3）① 将剩余Fe2+氧化为Fe3+

② 调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去

（4）＜ （5） ①

② 偏高

3、镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料LiNi(1－x－y)CoxMnyO2的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)能够提高碱浸效率的方法有________(至少写两种)。

(2)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_______________________________________________________

_______________________________________________________。

(3)LiCoO2中Co元素化合价为________，其参与“还原”反应的离子方程式为_______________________________________________________ _______________________________________________________。 (4)溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示：

则浸出过程的最佳条件是_____________________________________。

(5)已知溶液中Co2的浓度为1.0 mol·L1，缓慢通入氨气，使其产生Co(OH)2沉淀，列式计算Co2

＋

－

－

＋

－

＋

沉淀完全时溶液的pH________(已知离子沉淀完全时c(Co2)≤1.0×105 mol·L1，Ksp[Co(OH)2]＝2.0×10(6)

写

－15

，lg 2＝0.3，溶液体积变化忽略不计)。

“

高

温

烧

结

固

相

合

成

”

过

程

的

化

学

方

程

式

出

_______________________________________________________ _______________________________________________________。

解析 (1)提高浸出率的方法有减小原料粒径(或粉碎)、适当增加溶液浓度、适当升高温度、搅拌、多次浸取等方法。(2)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是Li

＋从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中。(3)LiCoO

2中

Li元素为＋1价，O元素

为－2价，故Co元素化合价为＋3价，LiCoO2为难溶物，H2SO4为强电解质，H2O2还原LiCoO2中＋3价Co元素，反应的离子方程式为2LiCoO2＋6H＋＋H2O2===2Li＋＋2Co2＋＋4H2O＋O2↑。 (4)由图可知，在75 ℃、30 min条件下钴的浸出率最高。