2020届高考化学二轮复习第二部分题型1工艺流程综合题测试(含解析)
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1、题型1工艺流程综合题1化学工艺流程题中原料的预处理。2化学工艺流程题中反应条件的控制。3化学工艺流程题中方程式的书写。4化学工艺流程题中物质的分离与提纯。5化学工艺流程题中的化学计算。测试时间45分钟1元素铬及其化合物工业用途广泛,但含6价铬的污水会损害环境,必须进行处理。下图为某工厂处理含铬废水工艺流程:回答下列问题:(1)请写出N2H4的电子式:_。(2)下列溶液中可以代替上述流程中N2H4的是_(填序号)。AFeSO4溶液B浓HNO3溶液C酸性KMnO4溶液 DNa2SO3溶液(3)已知加入N2H4的工序中,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(4)C
2、r(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,否则会导致_(用离子方程式表示)。(5)实际工业生产中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3的含量,其原理是MnnNaR=nNaMRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn为要测定的离子。常温下,将沉淀后的溶液(此时溶液pH5)经过阳离子交换树脂后,测得溶液中Na比交换前增加了0.046 gL1,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为_。(6)在含铬废水实际处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。已知在含铬废水中存在Cr2O和CrO相互转化平衡,请用离子方程式表示它们之间的转
3、化反应:_。解析:(1)N2H4的电子式为。(2)可以代替题给流程中N2H4溶液,需要具有还原性,能还原重铬酸根离子。FeSO4溶液中亚铁离子具有还原性,可以还原Cr2O离子,A符合;浓HNO3溶液具有强氧化性,不能表现还原性,不能还原Cr2O,B不符合;酸性KMnO4是强氧化剂不能还原Cr2O,C不符合;Na2SO3溶液中亚硫酸根离子具有还原性,可以还原Cr2O,D符合。(3)加入N2H4的流程中,N2H4转化为无污染的物质,即生成氮气和水,反应中N元素由2价变成0价,失去电子数为4,Cr元素化合价由6价变成3价,得到电子数为6,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4623。(4)Cr(
4、OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。如果加入NaOH溶液时溶液的pH过高,Cr(OH)3将被氢氧化钠溶解,离子方程式为Cr(OH)3OH=CrO2H2O。(5)阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3的含量,其原理是Cr33NaR=3NaCrR3,其中NaR为阳离子交换树脂,Cr3为要测定的离子,Na比交换前增加了4.6102 gL1,物质的量浓度102 molL12103 molL1,计算被交换的离子Cr3浓度2103 molL1,Cr(OH)3(s)3OH(aq)Cr3(aq),将pH5的废水经过阳离子交换树脂后,溶液中c(OH)109 molL1,Kspc3(OH)c(Cr3)109
5、321036.71031。(6)Cr2O和CrO在溶液中相互转化,离子方程式为Cr2OH2O2CrO2H。 答案:(1) (2)AD(3)23(4)Cr(OH)3OH=CrO2H2O(5)6.71031(6)Cr2OH2O2CrO2H2(2019宝鸡质检)下面是某科研小组利用废铁屑还原浸出软锰矿(主要成分为MnO2)制备硫酸锰及电解其溶液制锰的工艺流程图:已知:浸出液中主要含有Fe3、Fe2、Co2、Ni2等杂质金属离子;生成氢氧化物的pH见下表:物质Fe(OH)2Fe(OH)3Ni(OH)2Co(OH)2Mn(OH)2开始沉淀的pH7.52.77.77.68.3完全沉淀的pH9.73.78.
6、48.29.8请回答下列问题:(1)“酸浸”前将原料粉碎的目的是_。 (2)流程图中“加入MnO2”的作用是将浸出液中的Fe2氧化为Fe3,同时自身被还原为Mn2。该反应的离子方程式是_,其中的MnO2可以用试剂_(填化学式)代替。 (3)流程图中“调节pH”可以除去某种金属离子,应将溶液pH调节控制的范围是_。下列可用于流程中调节pH的试剂是_(填序号)。 aMnCO3bNa2CO3cNaOH d氨水(4)向滤液中加入MnS的作用是除去Co2、Ni2等离子,发生反应为MnSNi2=NiSMn2等。当该反应完全后,滤液2中的Mn2与Ni2的物质的量浓度之比是_已知Ksp(MnS)2.81010
7、,Ksp(NiS)2.01021。 (5)上述流程中,能循环使用的一种物质是_(填化学式)。 (6)上述流程中在电解前需对电解液中Mn2的含量进行测定。方法是:取出一定体积的电解液,加入一定质量的NaBiO3(不溶于水),使二者发生反应,反应的氧化产物和还原产物分别是MnO、Bi3。该反应的离子方程式是_。 (7)在适当条件下,在MnSO4、H2SO4和H2O为体系的电解液中电解也可获得MnO2,其阳极电极反应式为_。 解析:将软锰矿和废铁屑加入过量硫酸浸出,过滤,浸出液中主要含有Fe3、Fe2、Co2、Ni2等金属离子,加入MnO2的作用是将浸出液中的Fe2氧化为Fe3,同时自身被还原为Mn
8、2,加入MnCO3调节溶液的pH以除去铁离子,过滤后的滤液中加入MnS净化除去Co2、Ni2等离子,过滤得到滤液再进行电解可得到金属锰和阳极液,阳极液可循环使用,滤渣2为MnS、CoS、NiS。(1)“酸浸”前将原料粉碎的目的是增大反应物的接触面积,增大反应速率。(2)流程图中“加入MnO2”的作用是将浸出液中的Fe2氧化为Fe3,同时自身被还原为Mn2。该反应的离子方程式是MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O,其中的MnO2作氧化剂,可以用试剂H2O2代替。(3)流程图中“调节pH”可以除去铁离子,应将溶液pH调节控制的范围是3.77.6,促进铁离子水解。MnCO3能与H反应,不引入
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