2020届高考化学二轮复习考点专项突破练习：专题三元素及其化合物与工艺流程实验的综合(10)含解析 

2020届高考化学二轮复习考点专项突破练习 专题三元素及其化合物与工艺流程实验的综合（10）

1、工业上可用软锰矿（主要成分是MnO2）和黄铁矿（主要成分是FeS2）为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工艺流程如下:

已知:净化工序的目的是除去溶液中的Ca2＋、Cu2+等杂质（CaF2难溶） 下列说法不正确的是( )

A.研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率

B.除铁工序中，在加入石灰调节溶液的pH前，加入适量的软锰矿，发生的反应为MnO2＋2Fe2＋＋4H?=2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O

C.副产品A的化学式为?NH4?2S

D.从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥

2、碱式碳酸铝镁［MgaAlb?OH?c?CO3?d?xH2O］常用作塑料阻燃剂，在一定条件下相关转化如下图所示。下列说法正确的是（ ）

A.工业上用CO还原Al2O3的方法制取金属Al B.气体Q可能为NH3

C.碱式碳酸铝镁用作阻燃剂是因为其分解吸收大量热且产生熔点较高的物质 D操作1为过滤，操作2为加热蒸发

3、五氧化二钒（V2O5）是一种两性氧化物，具有强氧化性，其制备方法如下图所示。下列关于五氧化二钒的说法中错误的是（ ）

A.五氧化二钒的结构式为B.V2O5溶于碱生成VO?2

C.“沉钒”涉及反应的化学方程式为

6NaVO3＋2H2SO4＋2NH4CI=?NH4?2V6O16+2N2SO4+2H2O+2NaCl

D.V2O5＋6HCl?浓?＝2VOCl2＋Cl2?＋3H2O，生成1 mol Cl2转移电子数为2NA 4、制取Na2CO3和高纯Si的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )

A.反应①属于固氮反应

B.步骤②为先向饱和食盐水中通入CO2至饱和后,再通入NH3 C.反应⑤、⑥均为氧化还原反应 D.用精馏的方法可提纯三氯氢硅

5、Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：

?2?已知：“酸浸”后，钛主要以TiOCl24形式存在FeTiO3＋4H＋4Cl===Fe＋TiOCl4＋2H2O

＋

－

2＋

下列说法不正确的是( )

A．Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中有4个过氧键 B．滤液②中的阳离子除了Fe和H，还有Mg C．滤液②中也可以直接加适量的氯水代替双氧水 D．“高温煅烧”过程中，Fe元素被氧化

6、某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程，下列说法不正确的是（ ） ．．．

2＋

＋

2＋

A．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O

B．固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3，进入固体2 C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉

7、某实验小组利用BaS的还原性提纯HBr溶液，并制取MgBr2?2H2O的方案如下：

下列说法不正确的是( )

A．还原步骤中可能会产生有毒气体H2S B．沉淀步骤中可用Na2SO4溶液代替H2SO4溶液 C．滤渣的成分为S和BaSO4

D．MgBr2?6H2O 中可能混有MgSO4杂质

8、磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一,采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:

下列叙述错误的是( )

A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B.从\正极片\中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C.\沉淀\反应的金属离子为Fe3+ D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠

9、工业上以某软锰矿(主要成分为MnO2，还含有SiO2、Al2O3等杂质)为原料，利用烟道气中的SO2制备MnSO4·H2O的流程如下：

下列说法不正确的是( )

A．滤渣A的主要成分能导电，可制备光导纤维 B．“酸浸”主要反应的离子方程式为MnO2+SO2=Mn2++ C．加氨水调节pH的目的是除Al

D．操作I为结晶、过滤、洗涤、干燥

10、下图表示从固体混合物中分离X的两种方案,请根据方案甲和方案乙指出下列说法合理的是( )

3+

? SO24

A.可选用方案甲分离碳酸氢钠中含有的氯化铵

B.方案甲中残留物应该具有的性质是受热易挥发

C.方案乙中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应 D.方案乙中加入NaOH溶液可以分离SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3

11、钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属,广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒,其工艺流程图如下:

?-已知:钒有多种价态,其中+5价最稳定。钒在溶液中主要以VO2和VO3的形式存在,且存在

+

?平衡VO2+H2O-+2H。下列说法正确的是( ) VO3

A.工业生产中,碱浸步骤可选用较为廉价的氨水 B.可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3

C.焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时,应加入过量盐酸使其溶解完全

D.将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,则磁性品中一定不含铁元素

12、重铬酸钾是一种重要的化工原料,工业上由铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3、SiO2等)制备,制备流程如图所示:

已知:

Ⅰ.步骤①的主要反应为2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3Ⅱ.2CrO+2H=Cr2O+H2O。

下列说法正确的是( )

A.步骤①熔融、氧化可以在陶瓷容器中进行 B.步骤①中每生成44.8L CO2共转移7mol电子

C.步骤④若调节滤液2的pH,使之变小,则有利于生成Cr2O7

D.步骤⑤生成K2Cr2O7晶体,说明该温度下K2Cr2O7的溶解度大于Na2Cr2O7

13、工业上用重铬酸钠?Na2Cr2O7?结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾?K2Cr2O7?。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图:

2?+

4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。

(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为_____________________________,通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是_____________________________________。

(2)向K2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_____________________________________。 (3)固体A主要为__________(填化学式)。固体B主要为__________(填化学式)。 (4)用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液__________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中,既能提高产率又可使能耗最低。

14、硫酸镍是－种重要的化工中间体，是镍行业研究的热点。－种以石油化工中的废镍催化剂(主要成分为NiCO3和SiO2，还含有少量Fe2O3、Cr2O3)为原料制备硫酸镍的工业流程如下：

已知：

Ⅰ.NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均难溶于水，Cr(OH)3是两性氢氧化物；

Ⅱ.Fe(OH)3不溶于NH4Cl－氨水的混合液，Ni(OH)2溶于NH4Cl－氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2。 请回答下列问题：

(1)“酸溶”时应先将废镍催化剂粉碎，再与20%硫酸在100℃下反应2h，该操作的目的为_______________________

(2)“滤渣Ⅰ”的主要成分为__________(填化学式)，该物质在工业上的用途为__________________(任写－种)。

(3)“－次碱析”时，加入的NaOH溶液需过量，含铬微粒发生反应的离子方程式为_______________________

(4)“氨解”的目的为_____________。“净化”时通入H2S的目的是______________________ (5)“氧化”时发生反应的离子方程式为______________________

(6)“系列操作”具体是指 、过滤、洗涤、干燥。若所得NiSO4·7H2O晶体不纯，应继续进行的提纯操作名称为_________________

15、亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由一氧化氮与氯气在常温常压下合成。己知NOCl是一种红褐色液体或黄色气体，其熔点是-64.5℃，沸点是-5.5℃，遇水易水解。 (1)实验室制备原料气NO和Cl2的装置如下图所示。

＋

①实验室制NO时，装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为____________________。 ②实验室制Cl2时，装置B中盛放的试剂为_________，其作用是________________。 (2)将上述收集到的Cl2充入集气瓶中，按图示装置制备亚硝酰氯。

①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为__________。

②装置D中的现象为______________________。

③某同学认为装置F不能吸收NO，为解决这一问题，可将尾气与某种气体同时通入氢氧化钠溶液中，这种气体的化学式是_____________。

(3)吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）。

?①装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3、NO?2，请写出生成等物质

?的量的NO3和NO?2的离子方程式_________________。

②装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生，再生时生成的Ce4+在电解

?槽的___________（填“阳极”或“阴极”），同时在另一极生成S2O24的电极反应式为

______________。

③已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO?L1，要使1m3该溶液中的NO?2的浓度为a g·2完全转化为NH4NO3，至少需向装置Ⅳ中通人标准状况下的氧气__________L（用含a代数式表示，结果保留整数）。

－

答案以及解析

1答案及解析： 答案：C

解析：将软锰矿和黄铁矿加入硫酸溶浸时，黄铁矿的作用是用其中Fe2S的将MnO2中的锰元素还原为Mn2+（离子反应方程式为

?2FeS2?15MnO2?28H+=2Fe3??14H2O?15Mn2+?4SO2，以便通过后续反应获得目标产4）

品MnCO3；溶浸时部分FeS2和稀硫酸反应生成Fe2?FeS2＋2H+=Fe2?＋S?＋H2S?。向过滤得到的浸出液中加入软锰矿使残余的Fe2+转化为Fe3+，再加入石灰调节溶液pH使Fe3+完全沉淀，然后过滤得到的滤液中主要杂质为Cu2+、Ca2+，加入?NH4?2S和NH4F，使Cu2+、Ca2+转化成CuS、CaF2沉淀除去，在滤液中加入碳酸氢铵和氨水沉锰，生成MnCO3沉淀，

??过滤得到的滤渣中主要含有MnCO3，通过洗涤、烘得到MnCO3晶体提高原料浸取率的措施可以是搅拌、适当升高温度、研磨矿石适当增大酸的浓度等，故A正确；黄铁矿在酸浸过程中产生Fe2?因此流程第二步除铁环节的铁应该转化为Fe3?才能更好除去，需要加入氧化剂软锰矿使残余的Fe2?转化为Fe3?，离子方程式为

MnO2＋2Fe2＋+4H?=2Fe3?＋Mn2＋+2H2O，再加入石灰调节pH使Fe3?完全沉淀，B正确；

2?得到的滤液中还有大量的NH?4和SO4没有反应，因此可以制得的副产品为?NH4?2SO4，故

C错误；从沉锰工序中得到纯净MnCO3，只需将沉淀析出的MnCO3过滤、洗涤、干燥即可，故D正确。

2答案及解析： 答案：C

解析：工业上用电解熔融Al2O3的方法制取金属Al,A项错误根据流程图可知，烧渣的成分为氧化镁和氧化铝，氧化铝具有两性，能溶于强碱溶液，溶液X可能为NaOH溶液，则溶液Z为NaAlO2为2溶液，气体Q可能为CO2，不可能为NH3，B项错误；碱式碳酸铝镁分解吸热，且生成的氧化镁和氧化铝熔点高、不燃烧，故可用作阻燃剂，C项正确；氯化镁是强酸弱碱盐，加热蒸发得到的是氢氧化镁固体，要得到氯化镁固体，应在氯化氢气流中蒸发，D项错误。

3答案及解析： 答案：B

解析：A项，根据五氧化二钒的化学式（V2O5）及氧元素的化合价可以推出钒元素的化合价为＋5价，因此A中所示的结构式正确。B项，根据题干信息知V2O5是一种两性氧化物，可与酸反应，也可与碱反应，其与碱的反应属于复分解反应，各元素化合价不变故B错。G项，根据题目所给流程图可知，“沉钒”是使钒元素以沉淀形式析出，发生的是复分解反应，各元素化合价不发生改变，故C正确。D项，V2O5具有强氧化性，其与盐酸反应时可将CI?氧化成氯气，生成1 mol Cl2转移的电子数为2NA，故D正确。

4答案及解析： 答案：B 解析：

5答案及解析：

答案：D 解析：

用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备Li4Ti5O12和LiFePO4，

?由制备流程可知，加盐酸过滤后的滤渣为SiO2，滤液①中含Mg、Fe、TiOCl24，水解后

2＋

2＋

过滤，沉淀为TiO2·xH2O，经过一系列反应得到Li4Ti5O12；水解后的滤液②中含Mg、Fe，双氧水可氧化亚铁离子，在磷酸条件下过滤分离出FePO4沉淀，高温煅烧过程中发生2FePO4高温

＋Li2CO3＋H2C2O4=====2LiFePO4＋H2O＋3CO2↑。A项，Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，Li为＋1价，则O的化合价为－2价和－1价，根据正负化合价的代数和为0，其中含有7个－2价的O和8个－1价的O，结构中含有4个过氧键，正确；B项，根据上述分析，滤液②中的阳离子除了Fe和H，还有Mg，正确；C项，滤液②中加入双氧水的目的是氧化亚铁离子，也可以直接加适量的氯水代替双氧水，正确；D项，“高温煅烧”过程中发生2FePO4＋Li2CO3高温

＋H2C2O4=====2LiFePO4＋H2O＋3CO2↑，Fe元素的化合价由＋3价变成＋2价，被还原，错误。

6答案及解析： 答案：A 解析：

2＋

＋

2＋

2＋2＋

7答案及解析： 答案：B 解析：

8答案及解析： 答案：D

解析：合理处理废旧电池可回收有关金属，达到资源再利用的目的，同时有利于环境保护，A项正确；由流程图可知，“正极片”中含有的金属元素有Al、Fe、Li，B项正确;LiFePO4中铁元素的化合价为+2价，在H2SO4、HNO3作用下转化为Fe3+,经碱液处理形成Fe(OH)3沉淀，C项正确；Li2CO3难溶于水，而Li2SO4可溶于水.故不能用Na2SO4代替Na2CO3，D错误。

9答案及解析： 答案：A 解析：

10答案及解析： 答案：D

解析：本题考査化学实验的设计。A项,碳酸氢钠加热也会分解,错误;B项,加热后留下的残留物一定是固体或难挥发的液体,错误;C项,加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应,错误;D项,二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠而与氧化铁分离,正确。

11答案及解析： 答案：B 解析：

12答案及解析： 答案：C 解析：

13答案及解析：

答案：(1)Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl; 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低, K2Cr2O7溶解度明显减小(合理即可) (2)除去Fe3+;

(3)NaCl; K2Cr2O7 (4)Ⅱ

解析：依据质量守恒定律，分析工艺流程图不难写出化学方程

式:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl;依据题中所示三种物质的溶解度曲线，可看出K2Cr2O7的溶解度在温度较低时明显偏小，NaCl的溶解度受温度的影响变化小，分析可得

出冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因和固体A的成分；洗涤固体A时洗涤液中应含有NaCl和K2Cr2O7，所以洗涤液回收后应转移到母液II中。

14答案及解析：

答案：(1)加快反应速率、提高镍元素的浸出率 (2)SiO2;制玻璃（或制光导纤维） (3)Cr3??4OH??CrO?2?2H2O

(4)实现镍元素和铁元素的分离；将镍元素转化为NiS沉淀

??3Ni2??2NO??3S?4H2O (5)3NiS?8H??2NO3(6)蒸发浓缩、冷却结晶；重结晶

解析：(1) 将废镍催化剂粉碎，固体面积增大，加热条件下长时间反应的目的是加快反应速率、提高镍元素的浸出率。

(2) NiCO3、Fe2O3、Cr2O3均溶于硫酸，SiO2不溶于硫酸，“滤渣Ⅰ”的主要成分为SiO2。工业上可利用SiO2制玻璃、制粗硅、制光导纤维。

(3) Cr(OH)3是两性氢氧化物，NaOH溶液过量、Cr3?转化为CrO?2。

(4) Fe(OH)3不溶于NH4Cl－氨水的混合液，Ni(OH)2溶于NH4Cl－氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2＋，故“氨解”的目的为实现镍元素和铁元素的分离。“净化”时通入H2S的目的是镍元素转化为NiS沉淀。

(5) “氧化”时HNO3被还原为NO,NiS被氧化为S, 反应的离子方程式为

?3NiS?8H??2NO3?3Ni2??2NO??3S?4H2O

(6)从NiSO4溶液中获得NiSO4·7H2O的操作名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；若所得NiSO4·7H2O晶体不纯，应继续进行的提纯操作名称为重结晶。

15答案及解析：

答案：(1) 3Cu?8HNO3?3Cu?2NO??4H2O;饱和食盐水；除去Cl2中的HCl气体 (2)

；黄绿色气体逐渐变浅，有红褐色液体生成；O2

?3++

(3) ①2NO+3H2O+4Ce4+=NO3+NO?2+4Ce+6H

??+2e-=S2O2②阳极 ；2H++2HSO34+2H2O；

③243a 解析：