2017年高考化學高考題和高考模擬題分項版匯編（打包25套）新人教版.zip,2017,年高,化學,考題,高考,模擬,題分項版,匯編,打包,25,新人 專題15 工藝流程題 1．【2017新課標1卷】（14分） Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質）來制備，工藝流程如下： 回答下列問題： （1）“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結果如下圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為___________________。 （2）“酸浸”后，鈦主要以形式存在，寫出相應反應的離子方程式__________________。 （3）TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結果如下表所示： 溫度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O轉化率% 92 95 97 93 88 分析40 ℃時TiO2·xH2O轉化率最高的原因__________________。 （4）Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，其中過氧鍵的數目為__________________。 （5）若“濾液②”中，加入雙氧水和磷酸（設溶液體積增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式計算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為。 （6）寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式 。 【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h （2）FeTiO3+ 4H++4Cl? = Fe2++ + 2H2O （3）低于40℃，TiO2·xH2O轉化反應速率隨溫度升高而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2·xH2O轉化反應速率下降 （4）4 （5）Fe3+恰好沉淀完全時，c()=mol·L?1=1.3×10–17 mol·L?1，c3(Mg2+)×c2()＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜Ksp ，因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀。 （6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑ （4）Li2Ti5O15中Li為+1價，O為–2價，Ti為+4價，過氧根()中氧元素顯–1價，設過氧鍵的數目為x，根據正負化合價代數和為0，可知(+1)×2+(+4)×5+(–2)×(15–2x)+(–1)×2x=0，解得：x=4； （5）Ksp=c(Fe3+)×c()=1.3×10–2，則c()＝＝1.3×10–17 mol/L，Qc＝c3(Mg2+)×c2()＝(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.69×10–40＜1.0×10–24，則無沉淀。 （6）高溫下FePO4與Li2CO3和H2C2O4混合加熱可得LiFePO4，根據電子守恒和原子守恒可得此反應的化學方程式為2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O↑+ 3CO2↑。 【名師點睛】工藝流程題，就是將化工生產過程中的主要生產階段即生產流程用框圖形式表示出來，并根據生產流程中有關的化學知識步步設問，形成與化工生產緊密聯系的化工工藝試題。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標、任務。審題的重點要放在與題設有關操作的目標、任務上，分析時要從成本角度(原料是否廉價易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學的要求)、現實角度等方面考慮；解答時要看框內，看框外，里外結合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤，逐步深入。而且還要看清問題，不能答非所問。要求用理論回答的試題應采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據什么理論→所以有什么變化→結論。 2．【2017新課標3卷】（15分） 重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質。制備流程如圖所示： 回答下列問題： （1）步驟①的主要反應為：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2 上述反應配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數比為_______。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_____。 （2）濾渣1中含量最多的金屬元素是_______，濾渣2的主要成分是__________及含硅雜質。 （3）步驟④調濾液2的pH使之變____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用離子方程式表示）。 （4）有關物質的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到___________（填標號）得到的K2Cr2O7固體產品最多。 a．80℃ b．60℃ c．40℃ d．10℃ 步驟⑤的反應類型是___________________。 （5）某工廠用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產品 m2 kg，產率為_____________。 【答案】（1）2∶7 陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應 （2）鐵 Al(OH)3 （3）小 2+2H++H2O （4）d 復分解反應 （5）×100% （3）濾液2調節(jié)pH的目的是提高溶液的酸性，pH變小；因為溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，增大溶液中H+濃度，可促進平衡正向移動，提高溶液中Cr2O72-的濃度。 （4）由圖示可知，在10 ℃左右時，得到K2Cr2O7的固體最多；2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反應類型為復分解反應。 （5）樣品中Cr2O3的質量為m1×40% kg，則生成K2Cr2O7的理論質量為m1×40% kg×，則所得產品的產率為m2 kg÷（m1×40% kg×）×100%=×100%。 【名師點睛】考查無機制備的工藝流程，涉及氧化還原反應、離子方程式配平、鹽類水解的應用及混合物的分離與提純等，解題時要求對整個流程進行認識分析，對流程中每一個反應的原理和操作的目的要理解清楚。 3．【2017北京卷】（13分）TiCl4是由鈦精礦（主要成分為TiO2）制備鈦（Ti）的重要中間產物，制備純TiCl4的流程示意圖如下： 資料：TiCl4及所含雜質氯化物的性質 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點/℃ 58 136 181（升華） 316 1412 熔點/℃ ?69 ?25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 難溶 （1）氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應，加碳生成CO和CO2可使反應得以進行。 已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 ① 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學方程式：_______________________。 ② 氯化過程中CO和CO2可以相互轉化，根據如圖判斷：CO2生成CO反應的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判斷依據：_______________。 ③ 氯化反應的尾氣須處理后排放，尾氣中的HCl和Cl2經吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液，則尾氣的吸收液依次是__________________________。 ④ 氯化產物冷卻至室溫，經過濾得到粗TiCl4混合液，則濾渣中含有_____________。 （2）精制過程：粗TiCl4經兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下： 物質a是______________，T2應控制在_________。 【答案】（1）①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5 kJ/mol ②> 隨溫度升高，CO含量增大，說明生成CO的反應是吸熱反應 ③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ④MgCl2、AlCl3、FeCl3 （2）SiCl4 高于136℃，低于181℃ 中，最后用氫氧化鈉溶液吸收剩余酸性氣體。④資料中已經給出“TiCl4及所含雜質氯化物的性質”一覽表，因此氯化過程中生成的MgCl2、AlCl3、FeCl3只有少量溶解在液態(tài)TiCl4中，而SiCl4完全溶解在TiCl4中，因此過濾得到粗TiCl4混合液時濾渣中含有上述難溶物和微溶物。濾渣應為MgCl2、AlCl3、FeCl3。（2）根據資料，SiCl4的沸點最低，先蒸餾出來，因此物質a為SiCl4，根據流程目的，為了得到純凈的TiCl4，后續(xù)溫度需控制在稍微大于136℃，但小于181℃。 【名師點睛】本題以鈦精礦制備純TiCl4的流程為素材，主要考查蓋斯定律和熱化學方程式、化學平衡移動、HCl及Cl2尾氣的利用和吸收、制備流程中物質關系、過濾、蒸餾實驗等基礎化學知識，考查考生對化學反應原理知識的綜合應用能力和對已知信息的綜合應用能力。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標、任務。審題的重點要放在與題設有關操作的目標、任務上，分析時要從成本角度(原料是否廉價易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學的要求)、現實角度等方面考慮；解答時要看框內，看框外，里外結合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤，逐步深入。而且還要看清問題，不能答非所問。要求用理論回答的試題應采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據什么理論→所以有什么變化→結論。另外需要注意題干信息的提取和篩選，例如本題中：①溶解性決定溶液中溶質及沉淀的成分，表格中信息則可以得到TiCl4液體中溶解的溶質及同時存在的沉淀成分。②工業(yè)過程中有毒、有污染的尾氣都需要進行處理防止污染。 4．【2017江蘇卷】(12分)鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝流程如下： 注：SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。 （1）“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________。 （2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不變”或“減小”)。 （3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是___________。 （4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應式為_____________________，陰極產生的物質A的化學式為____________。 （5）鋁粉在1000℃時可與N2反應制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_____________________。 【答案】（1）Al2O3+2OH?=2AlO2－+H2O （2）減小（3）石墨電極被陽極上產生的O2氧化 （4）4CO32－+2H2O?4e?=4HCO3－+O2↑ H2 （5）NH4Cl分解產生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜 （2）為了提高鋁土礦的浸取率，氫氧化鈉溶液必須過量，所以過濾I所得濾液中含有氫氧化鈉，加入碳酸氫鈉溶液后，氫氧化鈉與碳酸氫鈉發(fā)生反應生成碳酸鈉和水，所以溶液的pH減小。 （3）電解I過程中，石墨陽極上氧離子被氧化為氧氣，在高溫下，氧氣與石墨發(fā)生反應生成氣體，所以，石墨電極易消耗的原因是被陽極上產生的氧氣氧化。 （4）由圖中信息可知，生成氧氣的為陽極室，溶液中水電離的OH?放電生成氧氣，破壞了水的電離平衡，碳酸根結合H+轉化為HCO3－，所以電極反應式為4CO32－+2H2O?4e?=4HCO3－+O2↑，陰極室氫氧化鈉溶液濃度變大，說明水電離的H+放電生成氫氣而破壞水的電離平衡，所以陰極產生的物質A為H2。 （5）鋁在常溫下就容易與空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化膜。氯化銨受熱分解產生的氯化氫能夠破壞鋁表面的氧化鋁薄膜，所以加入少量的氯化銨有利于AlN的制備。 【名師點睛】本題通過化工流程考查了課本上學過的從鋁土礦提取鋁的元素化合物的知識，在問題中又結合原料的循環(huán)利用考查了電解原理。制備類工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標、任務。審題的重點要放在與題設有關操作的目標、任務上，分析時要從成本角度(原料是否廉價易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學的要求)、現實角度等方面考慮；解答時要先看框內，后看框外，里外結合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤，逐步深入。而且還要看清問題，不能答非所問。要求用理論回答的試題應采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據什么理論或性質→所以有什么變化→結論，如本題最后一個問題，只要注意了鋁表面易生成氧化膜和氯化銨受熱易分解這兩條性質，即可想到分解產物對氧化膜的作用，所以備考時，要多看課本上元素化合物方面內容，知道學了哪些，大多數的試題的根都在課本上。 5．【2017江蘇卷】(15分)某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低，對實驗的影響可忽略)。 已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3 ②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl? +2H2O ③常溫時N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+： 4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O （1）“氧化”階段需在80℃條件下進行，適宜的加熱方式為__________________。 （2）NaClO溶液與Ag反應的產物為AgCl、NaOH和O2，該反應的化學方程式為________________。 HNO3也能氧化Ag，從反應產物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺點是____________________。 （3）為提高Ag的回收率，需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌，并_______________________。 （4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應)，還因為_____________________。 （5）請設計從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質Ag的實驗方案：________________________(實驗中須使用的試劑有：2 mol·L?1水合肼溶液，1 mol·L?1H2SO4)。 【答案】（1）水浴加熱 （2）4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑ 會釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 )，造成環(huán)境污染 （3）將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中 （4）未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水反應 （5）向濾液中滴加2 mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應，同時用1 mol·L?1 H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3，待溶液中無氣泡產生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥。 該反應的化學方程式為4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑。 HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化劑 時通常被還原為有毒的氮的氧化物而污染環(huán)境，所以以HNO3代替NaClO的缺點是會釋放出氮氧化物(或 NO、NO2 )，造成環(huán)境污染。 （3）為提高Ag的回收率，需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌，洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來，并將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中。 （4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應外，還因為未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水，氨水的濃度變小，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水發(fā)生AgCl+2NH3·H2OAg(NH3) 2++ Cl? +2H2O反應 ，使得銀的回收率變小。 （5）“過濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子，根據題中信息常溫時 N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原 Ag(NH3) 2+ ：4 Ag(NH3) 2++N2H4·H2O＝4Ag↓+ N2↑+ 4NH4＋+ 4NH3↑+H2O ，所以首先向該濾液中加入水合肼把銀氨配離子充分還原，由于該反應產生所氣體中含有氨氣，氨氣有強烈的刺激性氣味會污染空氣，所以要設計尾氣處理措施，可以用題中提供的、要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑把氨氣吸收。最后把反應混合物靜置、過濾、洗滌、干燥即可得到回收的銀。具體方案如下：向濾液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應，同時用1 mol·L?1 H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3 ，待溶液中無氣泡產生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥。 【名師點睛】本題以回收一種光盤金屬層中的少量Ag的實驗流程為載體，將實驗原理的理解、實驗試劑和儀器的選用、實驗條件的控制、實驗操作規(guī)范、實驗方案的設計等融為一體，重點考查學生對實驗流程的理解、實驗裝置的觀察、信息的加工、實驗原理和方法運用、實驗方案的設計和評價等能力，也考查學生運用比較、分析等科學方法解決實際問題的能力和邏輯思維的嚴密性。解題的關鍵是能讀懂實驗流程，分析實驗各步驟的原理、目的、實驗條件等。設計實驗方案時，根據限定必須使用的試劑，結合題中所給信息，注意反應條件的控制以及實驗試劑的量的控制，按照“核心轉化→尾氣處理→產品分離→產品提純”思路，對細節(jié)進行耐心的優(yōu)化，直至得到完美方案。 6．【鄭州市2017屆第三次模擬】碲(Te)廣泛用于彩色玻璃和陶瓷。工業(yè)上用精煉銅的陽極泥（主要含有TeO2、少量Ag、Au)為原料制備單質碲的一種工藝流程如下： 已知TeO2微溶于水，易溶于較濃的強酸和強喊。 （1）“堿浸”時發(fā)生反應的離子方程式為____________________。 （2）堿浸后的“濾渣”可以部分溶于稀硝酸，發(fā)生反應的化學方程式是______________。 （3）“沉碲”時控制溶液的pH為4．5?5．0，生成TeO2沉淀。酸性不能過強，其原因是_______________；防止局部酸度過大的操作方法是_________。 （4）“酸溶”后，將SO2通人TeCl4酸性溶液中進行“還原”得到碲，該反應的化學方程式是__________。 （5）25°C 時，亞碲酸（H2TeO3) 的Ka1=1×10-3，Ka2=2×10-8。 ①0.1 mol·L-1 H2TeO3電離度α約為_____________。（α=已電離弱電解質分子數弱電解質分子總數×100%) ②0．lmol ? L-1的NaH TeO3溶液中，下列粒子的物質的量濃度關系正確的是___________。 A．c(Na+ )>c(HTeO3- )>c(OH-)>c(H2TeO3)>c(H+ ) B．c(Na+) + c( H+) >= c(HTeO3- ) +c(TeO32-) +c(OH- ) C．c(Na+ ) =c(TeO32-) +c( HTeO3-) + c( H2TeO3) D．c(H+)+c(H2TeO3)=c(OH-)+e(TeO32-) 【答案】 TeO2＋2OH-＝TeO32-＋H2O 3Ag +4HNO3 = 3AgNO3 +NO↑+2H2O 溶液酸性過強，TeO2會繼續(xù)與酸反應導致碲元素損失 緩慢加入H2SO4，并不斷攪拌 TeCl4+2SO2+4H2O=Te+4HCl+2H2SO4 10％ C D 將TeCl4還原成Te，本身被氧化成SO42－，因此有TeCl4＋SO2→Te＋H2SO4＋HCl，根據化合價的升降法進行配平，即TeCl4＋2SO2→Te＋2H2SO4＋4HCl，反應物中缺少8個H和4個O，即缺少4個H2O，反應方程式為：TeCl4+2SO2+4H2O=Te+4HCl+2H2SO4 ；（5）①亞碲酸是二元弱酸，以第一步電離為主，H2TeO3 HTeO3－＋H＋，根據Ka1=c(HTeO3－)×c(H＋)/c(H2TeO3)，代入數值，求出c(H＋)=0.01mol·L－1，即轉化率為0.01/0.1×100%=10%；②A、NaHTeO3的水解平衡常數Kh=Kw/Ka1=1×10－14/1×10－3=10－11<2×10－8，此溶液應顯酸性，即c(OH－)>c(H＋)，故A錯誤；B、根據電荷守恒，應是c(Na＋) + c( H＋) = c(HTeO3－ ) +2c(TeO32－) +c(OH－ )，故B錯誤；C、根據物料守恒，因此有：c(Na＋ ) =c(TeO32－) +c( HTeO3－) + c( H2TeO3)，故C正確；D、根據質子守恒，.c(H＋)+c(H2TeO3)=c(OH－)+e(TeO32－)，故D正確。 點睛：本題的易錯點是問題（5）中的A選項，因為NaHTeO3是酸式鹽，既有電離也有水解，需要判斷是電離為主還是水解為主，這需要根據電離平衡常數和水解平衡常數大小進行判斷，水解平衡常數Kh=Kw/Ka1=1×10－14/1×10－3=10－11<2×10－8，電離大于水解，因此溶液應顯酸性，故A錯誤。 7．【寧德市2017屆第三次質量檢查】氯化亞銅是一種重要的化工原料，廣泛應用于有機合成、石油、油脂、染料等工業(yè)。一種利用低品位銅礦(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)為原料制取CuCl的工藝流程如下： 回答下列問題： （1）步驟Ⅰ“浸取”前需將銅礦粉碎的目的是______；“浸取”時，被氧化的元素有___(填元素符號) （2）已知Cu2+、Mn2+、Fe3+開始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表，則步驟Ⅱ“中和”時，pH應控制的范圍為_______________。 物質 Cu(OH)2 Mn(OH)2 Fe(OH)3 開始沉淀pH 4.7 8.3 1.2 完全沉淀pH 6.7 9.8 3.2 （3）步驟IV加熱“蒸氨”時發(fā)生反應的化學方程式為________________。 （4）步驟VI反應的離子方程式為______________，其中鹽酸需過量，其原因是________________。 （5）步驟Ⅶ獲得CuCl晶體需經過濾、洗滌、干燥。洗滌時，常有無水乙醇代替蒸餾水做洗滌劑的優(yōu)點是______________(寫一點)。 【答案】 提高浸取反應速率和原料的浸取率 Cu、S和Fe 3．2≤pH<4．7 Cu(NH3)4CO3CuO+4NH3↑+CO2↑ CuO+4Cl-+2H++Cu =2-+H2O 防止Cu2+和Cu+水解，提高CuCl產率 避免CuCl溶于水而損失(或防止被氧化，或縮短干燥時間降低能耗，或其他合理答案） （3）步驟IV加熱“蒸氨”時，Cu(NH3)4CO3受熱分解生成氨氣、CuO和CO2，發(fā)生反應的化學方程式為Cu(NH3)4CO3CuO+4NH3↑+CO2↑； （4）步驟VI是CuO溶解于鹽酸和氯化鈉的混合溶液生成Na，發(fā)生反應的離子方程式為CuO+4Cl-+2H++Cu =2-+H2O，為防止Cu2+和Cu+水解，并提高CuCl產率，應保證鹽酸； （5）用無水乙醇代替蒸餾水洗滌CuCl晶體，可避免CuCl溶于水而損失(或防止被氧化，或縮短干燥時間降低能耗)。 8．【安徽省江南十校2017屆5月沖刺聯考（二模）】金屬釩主要用于冶煉特種鋼和在化學工業(yè)、煉油工業(yè)中作催化劑，被譽為“合金的維生素”?；厥绽脧U釩催化劑（主要成分為V2O5、VOSO4和二氧化硅）的工藝流程如下圖所示。 （1） 粉碎的作用是_______，濾渣可用于_______（填用途）。 （2） 25時，取樣進行實驗分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間的關系如下表所示： pH 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 釩沉淀率/% 8.1 91.8 96.5 98 99.8 9.8 96.4 93.0 89.3 根據上表數據判斷，加入氨水調節(jié)溶液pH的最佳選擇為_____；上述過濾操作過程中所需用到的玻璃儀器有__________。 （3）為了提高釩的浸出率，用酸浸使廢釩催化劑中的V2O5轉變成可溶于水的VOSO4，酸浸過程中還原產物和氧化產物的物質的量之比為_______。 （4）完成并配平氧化過程中的離子方程式：_____ _____ClO3-＋ VO2+ + = VO3+＋ Cl-＋ 。 （5）廢釩催化劑中V2O5的質量分數為6%（原料中的所有釩已換算成V2O5）。取100g此廢釩催化劑按上述流程進行實驗，當加入105 mL 0.1 mol·L-1的KClO3溶液時，溶液中的釩恰好被完全處理，假設以后各步釩沒有損失，則該工業(yè)生產中釩的回收率是________。 【答案】提高VOSO4（可溶性釩化合物）的浸出率 制作光導纖維、建筑材料等（寫出一種即可得分） 1.7-1.8（或1.7或1.8） 漏斗、燒杯、玻璃棒 2：1 1 6 6H+ 6 1 3H2O 95.55% VOSO4，化學方程式為:V2O5+NaSO3+2H2SO4=2VOSO4+2H2O+Na2SO4,該反應中V2O5為氧化劑，Na2SO3為還原劑，故氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶1；（4）該反應中ClO3-將VO2+氧化為VO3+,而本身被還原為Cl-，離子方程式為:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O；（5）根據釩元素守恒及反應的化學方程式得:KClO36VO3+3V2O5，則回收到的m(V2O5)=3×0.105 L×0.1 mol·L-1×182 g·mol-1=5.733 g,故釩的回收率是×100%=95.55%。 點睛：本題以工藝流程的形式考查了化學實驗的基本操作、物質的制備及有關計算等，意在考查考生的計算能力和綜合分析判斷能力。 9．【龍巖市2017屆5月綜合能力測試（二）】金屬鎘廣泛用于合金制造及電池生產等，一種用銅鎘廢渣（含Cd、Zn、Cu、Fe及Co等單質）制取海綿鎘的工藝流程如下： （1）步驟Ⅰ進行破碎和粉磨的目的是_________。 （2）步驟Ⅱ需隔絕O2的原因________（用文字和方程式說明）。 （3）步驟Ⅲ中除鐵發(fā)生的離子反方程式為______。 （4）步驟Ⅳ調節(jié)pH適宜的試劑是_______，應調整的范圍為________。（已知部分氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表） 氫氧化物 Fe(OH)3 Cd(OH)2 Zn(OH)2 開始沉淀的pH 1.5 7.2 5.9 沉淀完全的pH 3.3 9.9 8.9 （5）步驟Ⅴ發(fā)生的反應為Zn+Co2+=Zn2++Co，（已知Sb的金屬活動性介于Cu和Ag之間），加入少量銻鹽能加快反應的進行，其原因是___________； （6）用石墨作陽極，純鋅作陰極電解ZnSO4溶液可得高純鋅，電解時總反應的離子方程式為______；電解后的殘液返回到步驟_______（填流程中數字）。 【答案】 提高原料浸取率和浸取時反應速率 防止發(fā)生2Cu+4H++O2 =2Cu2++2H2O，導致銅被浸出 3Fe2++MnO4－+4H+=MnO2↓+3Fe3++4H2O ZnO或Zn(OH)2 3.3～5.9 形成微電池，Zn作負極，Co2+加快在銻正極表面得到電子析出 2Zn2++2H2O 2Zn↓ + O2↑+4H+ Ⅱ （5）加入少量銻鹽，鋅置換出銻，構成鋅銻原電池，使Zn+Co2+=Zn2++Co反應速率加快； （6）用石墨作陽極，純鋅作陰極電解ZnSO4溶液，陽極氫氧根離子失電子生成氧氣，陰極鋅離子得電子生成單質鋅，總反應是2Zn2++2H2O 2Zn↓ + O2↑+4H+ ，電解過程生成硫酸，所以電解后的殘液返回到步驟Ⅱ重復使用。 點睛：用石墨作陽極，純鋅作陰極電解ZnSO4溶液可得高純鋅，陰極反應反應式為 、陽極反應為。 10．【葫蘆島市2017屆第二次模擬考試（5月）】聚硅酸鐵是目前無機高分子絮凝劑研究的熱點，一種用鋼管廠的廢鐵渣（主要成分Fe3O4，少量碳及二氧化硅）為原料制備的流程如下： （1）廢鐵渣進行“粉碎”的目的是____________。 （2）“酸浸”需適宜的酸濃度、液固比、酸浸溫度、氧流量等，其中酸浸溫度對鐵浸取率的影響如右圖所示： ①加熱條件下酸浸時，Fe3O4與硫酸反應的化學方程式為___________。 ②酸浸時，通入O2的目的是_____________，該反應的離子方程式為_________。 ③當酸浸溫度超過100℃時，鐵浸取率反而減小，其原因是____________。 （3）濾渣的主要成分為____________（填化學式）。 （4）“Fe3+濃度檢測”是先用SnCl2將Fe3+還原為Fe2+；在酸性條件下，再用K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+（Cr2O72－被還原為Cr3+），該滴定反應的離子方程式為_______。 【答案】減小顆粒直徑，增大浸取時的反應速率和提高鐵浸取率 Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O 將FeSO4氧化為Fe2(SO4)3 4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O 溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率，導致Fe3+濃度降低 C和SiO2 6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O ②酸浸時有亞鐵離子生成，通入氧氣能將亞鐵離子氧化為鐵離子；反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O，故答案為：將FeSO4氧化為Fe2(SO4)3；4Fe2++O2+4H+==4Fe3++2H2O； ③鐵離子在水溶液中存在水解，溫度升高有利于水解反應的進行，溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率，導致Fe3+濃度降低；故答案為：溫度超過100℃明顯加快了Fe3+水解反應的速率，導致Fe3+濃度降低； （3）廢鐵渣(主要成分Fe3O4，少量碳及二氧化硅)，酸浸，碳與二氧化硅不溶于稀硫酸也不反應，故濾渣的主要成分問碳和二氧化硅；故答案為：C和SiO2； （4）在酸性條件下，再用K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+(Cr2O72-被還原為Cr3+)，則亞鐵離子被氧化為鐵離子，發(fā)生的離子方程式為：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。 點睛：本題是制備工藝流程圖的考查，涉及了氧化還原反應離子方程式的書寫，鐵的有關物質的性質。本題的易錯點是氧化還原反應方程式的書寫和配平。 18