高考化学备考二轮复习提升训练：制备物质(原卷+解析卷)

制备物质【原卷】
1.立德粉ZnS ·BaSO 4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。

回答下列问题： （1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。

灼烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。

A ．黄色
B ．红色
C ．紫色
D ．绿色
（2）以重晶石（BaSO 4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________。

回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO 2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________。

②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。

其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________（填化学式）。

③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。

（3）成品中S 2−
的含量可以用“碘量法”测得。

称取m g 样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.1000 mol ·L −1
的I 2−KI 溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min ，有单质硫析出。

以淀粉为指示剂，过量的I 2用0.1000 mol ·L −1
Na 2S 2O 3溶液滴定，反应式为I 2+2223
S O -
2I −
+246S O -。

测定时消耗Na 2S 2O 3溶液体积V mL 。

终
点颜色变化为_________________，样品中S 2−
的含量为______________（写出表达式）。

2.吊白块(NaHSO2·HCHO·2H2O)可用作印染工业的还原剂、橡胶合成及制糖工业中的漂白剂。

以SO2、纯碱、Zn及甲醛为原料生产吊白块及氧化锌的工艺流程如图：
已知：吊白块呈白色块状固体成结晶性粉状，易溶于水，微溶于乙醇，常温时较为稳定，高温下下具有强还原性：120℃以上会分解产生甲醛、二氧化硫和硫化氢等有毒气体。

回答下列问题：
（1）“反应Ⅰ”发生后溶液的pH=4.1，则反应I的产物是____________。

（2）设计反应Ⅱ后向反应Ⅲ中继续通入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液，从而生成Na2S2O5，则反应Ⅲ中发生反应的化学方程式为__________。

（3）“反应Ⅳ”加热的方式最好选用__________(填“直接加热”或“水浴加热”)；其反应的化学方程式为__________________。

（4）“过滤”得到的滤液蒸发浓缩时不能在敞口容器中进行，原因是__________；洗涤时中的洗涤剂最好选择__________________(填字母序号)。

A．水 B．无水乙醇 C．稀氢氧化钠溶液
（5）由“滤渣”制备氧化锌的方法是____________________。

（6）一种测定吊白块中硫的质量分数的方法如下：称取ag产品溶于适量水中，加入稍过量的碘水(反应生成NaHSO4和HCOOH)，充分反应后加入足量BaCl2溶液，过滤，滤渣经干燥后称得质量为bg。

则产品中硫的质量分数为
________________________(用含a、b的式子表示)。

3.2019年6月5日美国商务部表示，美方将采取“空前行动”，确保对科技业和军方极其关键的战略性矿物及稀土供应无虞。

我国稀土出口量世界第一。

以氟碳铈矿（主要含CeFCO3，少量其他稀土盐LnFCO3、非稀土元素Fe、Al、Mg和SiO2等）为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示：
（1）“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是
_________________________________。

“氧化焙烧”时，CeFCO3和其他稀土盐LnFCO3分别转化为CeO2和Ln2O3，请写出生成的CeO2化学方程式为：
________________________。

（2）“氯化”过程的目的是将CeO2和Ln2O3分别转化为可溶性的CeCl3和LnCl3，除去Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等杂质。

若溶液中c(Ce3+)=0.01mol/L，为确保不析出Ce(OH)3沉淀，则溶液的pH________（填pH的范围）。

（已知Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20]）（3）CeO2和Ln2O3混合物中加入稀盐酸，Ln2O3溶解生成LnOCl的化学方程式为：______________________。

（4）化工生产条件的选择：
①“氯化”条件的选择
将氧化焙烧后氟碳铈矿和氯化铵按1:3、1:4、1:5、1:6、1:7质量比混合，在325℃下真空焙烧60min。

稀土矿氧化物转化成稀土氯化物的氯化率如图所示：
氧化焙烧后氟碳铈矿和氯化铵的最佳质量比为________。

②“氧化”条件的选择
氧化过程中，反应温度、反应时间对混合稀土氯化物氧化率的关系如图所示：
最佳温度和时间是_________，原因是
_________________________________________。

（5）取上述流程中得到的CeO2产品0.4500g，加硫酸溶解后，用0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+，其它杂质均不反应），消耗25.00mL 标准溶液．该产品中CeO2的质量分数为___________。

4.钴钼系催化剂主要用于石油炼制等工艺，从废钴钼催化剂（主要含有MoS2、CoS和Al2O3）中回收钴和钼的工艺流程如图：
2+、Al3+。

已知：浸取液中的金属离子主要为MoO2+
2、Co
（1）钼酸铵[(NH4)2MoO4]中Mo的化合价为___________，MoS2在空气中高温焙烧产生两种氧化物：SO2和_______________（填化学式）。

（2）酸浸时，生成MoO2+
2的离子方程式为_____________。

2+，萃（3）若选择两种不同萃取剂按一定比例（协萃比）协同萃取MoO2+
2和Co
取情况如图所示，当协萃比=_______________更有利于MoO2+
2的萃取。

（4）向有机相1中滴加氨水，发生反应的离子方程式为___________。

（5）Co2+萃取的反应原理为Co2++2HR CoR 2+2H+，向有机相2中加入H2SO4能进行反萃取的原因是___________（结合平衡移动原理解释）。

（6）水相2中的主要溶质除了H2SO4，还有_____________（填化学式）。

（7）Co3O4可用作电极，若选用KOH电解质溶液，通电时可转化为CoOOH，则阳极电极反应式为_______________。

5.锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。

以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2，其工艺流程图如下。

已知：GeO2是两性氧化物；GeCl4易水解，沸点86.6℃
（1）第①步滤渣主要成分有（填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有。

（2）第②步萃取时，锗的萃取率与V水相/V有机相（水相和有机相的体积比）的关系如下图所示，
从生产成本角度考虑，较适宜的V水相/V有机相的值为。

（3）第④步加入盐酸作用（答两点即可）。

（4）第⑤步反应的化学方程式。

（5）检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是。

6.高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰
粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。

回答下列问题：
相关金属离子[c0(M n+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+
开始沉淀的
pH
8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的
pH
10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
（1）“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。

（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是________________________。

（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。

（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。

（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。

若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。

（6）写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。

（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为
LiNi x Co y Mn z O2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。

当x=y=1
时，z=___________。

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7.锂电池应用很广，某种锂离子电池，其正极材料可再生利用。

其正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。

充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=Li x C6，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。

回答下列问题：
（1）写出“正极碱浸”中发生反应的化学方程式____________；
（2）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式________________________；如果可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，可能发生反应的离子方程式___________________________；
（3）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式
______________________________；
（4）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-x CoO2之间的转化，写出充电时正极的电极反应_____________________________________；
（5）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有____________(填化学式)；
（6）最近美国和韩国的科学家合作研究出新型锂—空气电池，他们的锂—空气电池在放电过程中产生稳定的晶状超氧化锂(LiO2)，超氧化锂可以很容易地分解成锂
和氧，从而具有更高的效率和更长的循环寿命。

请写出该电池正极的电极反应
____________。

8.磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：
已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。

溶解度：Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
（1）上述流程中能加快反应速率的措施有__________。

（2）磷精矿粉酸浸时发生反应：
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4△10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4
①该反应体现出酸性关系：H3PO4__________H2SO4（填“>”或“<”）。

②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，__________。

（3）酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。

写出生成HF的化学方程式：__________。

（4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。

相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。

80℃后脱除率变化的原因：____________________。

（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有2
SO 残留，原因是__________；加
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入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________。

（6）取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·L −1NaOH溶液滴定至终点时生成Na
，消耗NaOH溶液c mL。

精制磷酸中H3PO4的质
2HPO4
量分数是________。

（已知：H3PO4摩尔质量为98 g·mol−1）
9.碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。

一种以辉铜矿（Cu2S，含有SiO2和少量Fe2O3等杂质）为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示：
已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；
③K sp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。

回答下列问题：。