高三化学《化工流程》专项训练(word含答案)

高三化学《化工流程》专项训练

1. (14分)

磷酸二氢钾( KH2PO4)可用于我国研制的巨型激光器“神光二号”。

某小组设计的以氟磷灰石[ Ca5(PO4)3F]为原料制备磷酸二氢钾晶体的工艺流程如下：

已知：KCl+H3PO4=KH2PO4+HCl，其中HCl易溶于有机萃取剂。回答下列问题：

(1)写出氟磷灰石在高温下与SiO2、C反应的化学方程式，在该反应中的还原产物为。

(2)用烧碱溶液吸收尾气中的SiF4可生成两种盐，写出反应的离子方程式。

(3)写出副产品M的一种用途。

(4)从化学平衡角度分析，KCl和H3PO4反应制备KH2PO4时使用萃取剂的原因：

。

(5)常温下，H3PO4的K a1=7.1×10－3、K a2=6.2×10－8、K a3=4.5×10－13。通过计算解释KH2PO4溶液显酸性：

。

(6)为避免水体富营养化，废水中的KH2PO4要先处理达标后再排放。处理废水有两种方法：

①沉淀法：向废水中加入石灰将磷元素全部转化成Ca3(PO4)2。常温下，K sp[Ca3(PO4)2]=2.0×10－29。一般地，溶液中离子浓度小于1.0×10－5mol·L－1时，被认为完全除去。若废水中c(Ca2+)=1.0×10－3mol·L－1，则废水中c(PO43－)= mol·L－1(结果保留小数点后

一位，2≈1.4)。

②电渗析法：用电渗析法从废水中提取KOH和H3PO4。下列说

法正确的是(填字母)。

A.膜1为阳离子交换膜，y极为正极

B.c为稀KOH溶液，b为浓H3PO4溶液

C.阳极反应式为2H2O+2e－=2OH－+H2↑

D.每转移0.1 mol电子时理论上可以获得9.8 g H3PO4

2. (14 分)

稀土元素钪广泛应用于冶金化工航空航天、超导、激光、核能等领域。利用钛磁铁矿为原料(成分主要为Fe2O3、TiO2及少量Sc2O3等)提纯氧化钪并制备氯化钪的一种工艺流程如下：

已知：①氯化钪化学式为ScCl3，无色易潮解的晶体，易溶于水和某些有机溶剂；

②25℃时，草酸电离平衡常数为K a1=5.0×10－2，K a2=5.4×10－5。请回答下列问题：

(1)在油层中加入双氧水使酸液中的TiO2+转化为[TiO2(OH)(H2O)4]+。[TiO2(OH)(H2O)4]+中Ti的化合价为+4，其中－1价氧和－2价氧的物质的量之比为。

(2)流程“水层”中的主要金属离子为。

(3)温度对钪、钛的萃取率影响情况见下表，合适的萃取温度为。

(4)25℃时pH=3的草酸溶液中= 。若向此溶液中再加入草酸晶体，

比值(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)写出由氧化钪制备氯化钪的化学方程式。氯化钪极易水解，在制备其水溶液时必须加入盐酸，否则会生成ScOCl，写出其水解的化学方程式。

(6)某钛磁铁矿中含钪27.00g·t－1，若处理 2.5t该钛磁铁矿得到氯化钪181.8g，则钪的提取率为。（钪相对原子量：45）

3.(14分)

据CCTV节目《经济半小时》报道，中国发现超级金属铼，铼可用于制造航空发动机核心部件。在周期表中，铼(Re)与锰位于同族(第VIIB族) ，铼没有独立矿物，主要伴生于其他矿物，如铜矿、铅矿中。以某辉铜矿(主要成分是CuS，含少量ReS2、Re2S7等)为原料提取铼的一种工艺流程如下：

已知：Re2O7的熔点为297℃、沸点为361℃。

(1)“粉碎过筛”的目的是。

(2)写出“焙烧”中ReS2参与反应的化学方程式：。

(3)“还原”中Cu2O和Cu2S反应的氧化产物、还原产物的质量之比为。

(4)操作A的名称是；操作 B中加入氨水发生反应的化学方程式为。

(5)当含铼溶液的量一定时，“操作A”中铼的提取率与温度、有机溶剂体积关系如图所示。

①在相同温度下，V1V2(填“>”“<”或“=”)。

②加入有机溶剂的体积一定时，温度高于T0℃，镍的提取率降低的主要原因可能是。

(6)“电解”中，阴极的电极反应式为。常温下，在电解后的废液中加入烧碱溶液沉淀Cu2+，当pH=8 时，废液中c(Cu2+)= mol·L－1。{已知：常温下，K sp[Cu(OH)2]=2.2×10－20}

4.(14分)

钨属于有色金属，是一种重要的战略金属。工业上可通过如图流程冶炼金属钨：

已知：I.白钨矿的主要成分为钨酸钙(CaWO4)，还含有CaO、SiO2等杂质；

II.仲钨酸铵晶体的化学式为5(NH4)2O·12WO3·5H2O。

回答下列问题：

(1)“酸浸”时适当升高温度会提高浸出率，但温度不宜太高，原因为；除了升高温度外，提高浸出率的措施还有(任写一条)。

(2)实验室分离“滤液1”和“滤渣1”用到的玻璃仪器有。“滤渣2”的主要成分为(填化学式)。

(3)已知“滤渣1”中主要成分之一为钨酸(H2WO4)，“酸浸”过程中制备钨酸的化学方程式为：

。

(4)“煅烧”过程中发生反应的化学方程式为。

(5)铝、碳均可在“热还原”中作还原剂，为了获得高纯度金属钨，不宜用铝和碳作还原剂的原因为：。

(6)已知：白钨矿中钨酸钙的质量分数为a%，b kg白钨矿通过上述流程制得c kg钨粉。该生产中钨的产率为(用含a、b、c的代数式表示，不用化简)。

高三化学《化工流程》专项训练（参考答案）

1.(共14分)(1)4Ca5( PO4)3F +21SiO2+30C20CaSiO3 +3P4↑+SiF4↑+30C O↑(2分)；P4(1分)

(2)SiF4+6OH－=SiO32－+4F－+3H2O(2分)

(3)副产品NH4Cl可以作化肥、化工原料、助焊剂等(1分)

(4)有机萃取剂吸收HCl，使平衡KCl +H 3PO4KH2PO4 + HCl向右移动(2分)

(5)H2PO4－的水解常数，故它的电离能力大于水解

能力(2分)

(6)①1.4×10－10(2分)；②A、D(2分)

2. (14分，除注明外，每空2分)

(1)2:5

(2) Fe3+(1分)

(3)10℃(或10~15℃之间均可)

(4)2.7；减小(1分)

(5)Sc 2O3 +3Cl2 +3C2ScCl3 +3CO(产物写出CO2也给分) ScCl3 + H2O ScOCl + 2HCl

(6) 80%

3.(14分)(1) 增大固体与气体接触面积，加快反应速率(1分)

(2)4ReS2 +15O22Re2O7+8SO2(2分)

(3)1 : 6(1分)

(4)萃取、分液(1分)；HReO4+NH3·H2O=NH4ReO4 +H2O(2分)

(5)>(1分) ；温度升高，有机溶剂挥发加快(其他合理答案也给分)(2分)

(6)Cu2++2e－=Cu(2分)； 2.2×10－8(2 分)

4. (14分)

(1)温度太高，加速盐酸挥发，会降低浸出率(2分，其他合理答案也给分)；将白钨矿磨成粉末状(或搅拌或适当增大盐酸浓度)(1分，其他合理答案也给分)

(2)玻璃棒、漏斗、烧杯(2分，写错一种扣1分)；SiO2(1分)

(3)CaWO4+2HCl=CaCl2+ H2WO4(2分)

(4)5(NH4)2O·12WO3·5H2O10NH3↑+12WO3+10H2O(2分，不配平得0分，不写“煅烧和“↑”不扣分)

(5)用铝或碳还原时生成的钨中可能会含有铝、氧化铝或碳等固体杂质(2分，其他合理答案也给分)

(6)(2分，不写“×100%”不扣分)