2019年高考化学三轮复习主观题押题练：主观题27题 工艺流程图题

主观题27题工艺流程图题1．NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。

可由电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。

工艺流程如下图：请回答下列问题：（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有_________________(任写一点)。

（2）向滤液中滴入适量的Na2S溶液，目的是除去Cu2+、Zn2+，写出除去Cu2+的离子方程式：_______________________________________。

（3）在40℃左右，用6%的H2O2氧化Fe2+，再在95℃时加入NaOH调节pH，除去铁和铬。

此外，还常用NaClO3作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。

如图是温度一pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知25℃时，Fe(OH)3的K sp=2.6410−39。

下列说法正确的是(选填序号)_______。

a．FeOOH中铁为+2价b．若在25℃时，用H2O2氧化Fe2+，在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe3+)=2.610−29mol·L−1c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++C1O−3+6H+=6Fe3++C1−+3H2Od．工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁钒钠，此时水体的pH约为3（4）上述流程中滤液I的主要成分是___________。

（5）操作I的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂：6mol·L−31的H2SO4溶液、蒸馏水、pH试纸)：①___________；②___________；③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO4·6H2O晶体：④用少量乙醇洗涤NiSO4·6H2O晶体并晾干。

1【答案】（1）加热或搅拌或增大硫酸浓度等（2）Cu2+＋S2−=CuS↓（3）c NiSO4（4）过滤，并用蒸馏水洗净沉淀向沉淀中加6mol·L−1的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解【解析】（1）能提高废渣浸出率即提高反应速率，所以升高反应温度，在反应过程中不断搅拌，增大反应物浓度都可以提高反应速率；故答案为：加热或搅拌或增大硫酸浓度等；（2）S2−可以与Cu2+，Zn2+反应生成难溶性的Cu2S和ZnS，从而达到除去Cu2+和Zn2+的目的；故答案为：Cu2+＋S2−=CuS↓；（3）a．FeOOH 中O元素显-2价，OH-显-1价，所以铁为+3价，故a错误；b．pH=4时，c(OH−)=110-10mol/L，已知25℃时，Fe（OH）3的Ksp=c(Fe3+)∙c(OH−)3=2.6410-39，则c（Fe3+）=2.6410−9，故b错误；c．ClO−3在酸性条件下具有强氧化性，与Fe2+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为6Fe2++C1O−3+6H+=6Fe3++C1−+3H2O，故c正确；d．由图象可知，生成黄铁矾钢所需要的合适温度为85℃～95℃，pH约为1.2～1.8，故d错误；故答案为：c。

（4）从流程图可知，滤液I中加入硫酸后，生成了NiSO4，所以滤液I的主要成分是NiSO4；故答案为：NiSO4；（5）滤液III主要是NiSO4，加入碳酸钠溶液后，得到NiCO3沉淀，应先过滤、蒸馏水洗涤，然后与硫酸反应生成NiSO4，最后进行蒸发浓缩、冷却结晶；故答案为：过滤，并用蒸馏水洗净沉淀；向沉淀中加6mol·L−1的H2SO4溶液，直至恰好完全沉淀溶解。

2．(14分)工业上常用水钴矿(主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：回答下列问题：（1）在加入盐酸进行“酸浸”时，能提高“酸浸”速率的方法有________(任写一种)。

（2）“酸浸”后加入Na2SO3，钴的存在形式为Co2+，写出产生Co2+反应的离子方程式_________________________________________________。

（3）溶液a中加入NaClO的作用为______________________________。

（4）沉淀A的成分为________，操作2的名称是________。

（5）已知：K sp (CaF 2)＝5.3×10−9，K sp (MgF 2)＝5.2×10−12，若向溶液c 中加入NaF 溶液，当Mg 2+恰好沉淀完全即溶液中c (Mg 2+)＝1.0×10−5mol·L −1，此时溶液中c (Ca 2+)最大等于________ mol·L −1。

（6）在空气中煅烧CoC 2O 4生成钴的某种氧化物和CO 2，测得充分煅烧后固体质量为12.05g ，CO 2的体积为6.72L(标准状况)，则此反应的化学方程式为_____________________。

2 【答案】（1）将水钴矿石粉碎；充分搅拌；适当增加盐酸浓度；提高酸浸温度等(任写一种)（2）2Co 3++SO 2－3+H 2O===2Co 2++SO 2－4+2H + （3）将溶液中Fe 2+氧化成Fe 3+（4）Fe(OH)3、Al(OH)3 过滤（5）0.01(或0.0102)（6）3CoC 2O 4+2O 2=====煅烧Co 3O 4+6CO 2【解析】（1）根据影响化学反应速率的因素，水钴矿用盐酸酸浸，提高酸浸速率的方法有：将水钴矿石粉碎；充分搅拌；适当增加盐酸浓度；提高酸浸温度等。

（2）酸浸时，Co 2O 3转化为Co 3+，酸浸后，加入Na 2SO 3，Co 3+转化为Co 2+，钴元素化合价降低，则S 元素化合价升高，Na 2SO 3转化为Na 2SO 4，配平离子方程式为：2Co 3++SO 2－3+H 2O===2Co 2++SO 2－4+2H +。

（3）NaClO 具有强氧化性，因此溶液a 中加入NaClO ，可将溶液中Fe 2+氧化成Fe 3+。

（4）溶液b 中阳离子有Co 2+、Fe 3+、Al 3+、Mg 2+、Ca 2+，加入NaHCO 3，Fe 3+、Al 3+与HCO －3发生相互促进的水解反应，分别转化为Fe(OH)3、Al(OH)3，故沉淀A 的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。

溶液c 经操作2得到沉淀B 和溶液d ，故操作2为过滤。

（5）根据MgF 2的K sp (MgF 2)＝c (Mg 2+)·c 2(F −)，当Mg 2+恰好沉淀完全时，c (F −)＝K sp （MgF 2）c （Mg 2＋）＝ 5.2×10－121.0×10－5mol·L −1＝52×10−4mol·L −1，根据CaF 2的K sp (CaF 2)＝c (Ca 2+)·c 2(F −)，c (Ca 2+)＝K sp （CaF 2）c 2（F －）＝ 5.3×10－9（52×10－4）2mol·L −1＝0.01mol·L −1。

（6）根据CoC 2O 4的组成，n (Co)＝12n (CO 2)＝12×6.7222.4mol ＝0.15mol ，充分煅烧后固体质量为12.05g ，则固体中n (O)＝(12.05－0.15×59)/16mol ＝0.2 mol ，n (Co)∶n (O)＝0.15∶0.2＝3∶4，故钴的氧化物为Co 3O 4，故煅烧CoC 2O 4的化学方程式为：3CoC 2O 4+2O 2=====煅烧Co 3O 4+6CO 2。

3．（15分）铬元素的+6价化合物毒性较大，不能随意排放。

某化工厂以铬渣(含有Na 2SO 4及少量Cr 2O 2−7、Fe 3+)为原料提取硫酸钠，同时制备金属铬的工艺流程如下：已知：Fe 3+完全沉淀[c(Fe 3+)≤1.010−5mol·L −1时pH 为3.6。

回答下列问题：（1）滤渣A 的主要成分为___________。

（2）根据右图信息，操作B 包含蒸发结晶和___________。

（3）酸化后的Cr 2O 2−7可被SO 2−3还原，该反应中若有0.5mol Cr 2O 2−7被还原为Cr 3+，则消耗SO 2−3的物质的量为___________mol 。

（4）将重铬酸钠与浓硫酸加热熔融反应、再分离除去硫酸氢钠可以制得工业用粗化液的主要成分CrO 3(铬酐)，写出该反应的化学方程式______________________。

（5）通过两步反应可以实现Cr(OH)3转化为Cr ，若第一步反应为2Cr(OH)3====△Cr 2O 3+3H 2O ；第二步反应利用了铝热反应原理，则该反应方程式为___________。

（6）利用如图装置，探究铬和铁的活泼性强弱。

能证明铁比铬活泼的实验现象是______________________。

工业上，在钢器具表面镀铬以增强器具的抗腐蚀性能，用硫酸铬[Cr 2(SO 4)3]溶液作电解液，阴极的电极反应式为______________________。

3. 【答案】（1）Fe(OH)3（2）趁热过滤（3）1.5mol（4）Na 2Cr 2O 7+2H 2SO 4(浓)====△2NaHSO 4+2CrO 3+H 2O（5）Cr 2O 3+2Al=====高温Al 2O 3+2Cr（6）Cr 电极上产生气泡，溶液颜色变为浅绿色 Cr 3++3e -=Cr【解析】（1）铬渣中含有Na 2SO 4及少量Cr 2O 2−7、Fe 3+，先水浸，然后向其中加入稀的NaOH 溶液，调整pH=3.6，这时Fe 3+完全转化为Fe(OH)3沉淀进入滤渣A 中，故滤渣A 主要成分是Fe(OH)3； （2）将滤渣A 过滤除去后溶液中含有Na 2SO 4、Na 2Cr 2O 7，将溶液蒸发浓缩，根据物质的溶解度曲线可知：Na 2Cr 2O 7的溶解度随温度的升高而增大，Na 2SO 4·10H 2O 的溶解度先是随温度的升高而增大，当温度接近50℃时，Na 2SO 4的溶解度随温度的升高而减小，趁热过滤，就可以使Na 2SO 4过滤除去，得到的母液中主要含有Na 2Cr 2O 7；因此操作是蒸发浓缩、趁热过滤；（3）酸化后的Cr 2O 2−7可被SO 2−3还原，根据电子得失数目相等可知，若该反应中有0.5mol Cr 2O 2−7被还原为Cr 3+，转移电子的物质的量为n(e-)=0.5mol2(6-3)=3mol ，由于SO 2−3被氧化为SO 42-，每1mol SO 2−3失去2mol 电子，所以消耗SO 2−3的物质的量n(SO 2−3)=3mol÷2=1.5mol ；（4）重铬酸钠与浓硫酸在加热时反应产生硫酸氢钠、CrO 3和水，根据反应前后各种元素的原子守恒，可得反应方程式：Na 2Cr 2O 7+2H 2SO 4(浓) ====△2NaHSO 4+2CrO 3+H 2O ；（5）Cr 2O 3与Al 在高温下发生置换反应，产生Cr 与Al 2O 3，根据电子守恒、原子守恒配平方程式为：Cr 2O 3+2Al=====高温Al 2O 3+2Cr ；（6）若要利用原电池反应原理，证明铁比铬活泼，可以将二者连接起来，放入稀H 2SO 4中，在Fe 电极上发生反应：Fe-2e −=Fe 2+，进入溶液，使溶液变为浅绿色；电子经过导线转移至金属Cr 上，溶液中的H +在Cr 上获得电子，发生还原反应：2H ++2e −=H 2↑，在Cr 电极上有许多气泡产生。