2020届高三化学高考考前复习 工业流程图专题训练(有答案)

2020届高三化学高考考前复习工业流程图专题训练（有答案）

1、V2O5是接触法制硫酸的催化剂。工业上用钒炉渣(主要含有V2O3·FeO，还含少量SiO

2、P2O5等杂质)提取V2O5的流程如下：

(1)焙烧常采用“加压”的方法，其目的是______________

X是偏钒酸铵分解生成五氧化二钒的副产物且X在常温常压下呈气态，X的电子式为________。

(2)“焙烧”的目的是将V2O3·FeO转化成可溶性的NaVO3，写出化学方程式__________

(3)写出“沉钒”的离子方程式_________________

(4)工业上利用铝热反应冶炼钒，5.4 t铝理论上可以冶炼________ mol V。

(5)用硫酸镁溶液除去硅、磷时，滤渣的主要成分是MgSiO3、Mg3(PO4)2，它们的溶解度随温度的变化忽略不计。

已知：常温下，K sp(MgSiO3)＝2.4×10－5，

K sp[Mg3(PO4)2]＝2.7×10－27。

①如果滤液中c(SiO2－3)＝0.08 mol·L－1，则c(PO3－4)＝________ mol·L－1。

②硅、磷去除率与温度的关系如图所示。

除杂时，随着温度升高，硅元素的去除率升高，其原因是

_______________________________________________________；

磷的去除率降低，其原因是_____________

解析(1)联系压强对化学反应速率的影响，对于有空气、氧气等气体参与的化工反应，都可以采用“加压”的方法提高气体浓度，从而加快化学反应速率。分析题意可知，偏钒酸铵分解，反应前后各元素化合价没有变化，根据原子守恒知，副产物为氨气、水，常温常压下，水为液体，故X为氨气。(2)V2O3·FeO被氧化，氧气被还原，生成物为NaVO3、氧化铁、二氧化碳。(3)“沉钒”说明偏钒酸铵难溶于水。(4)n(Al)＝5.4×106 g

＝2.0 ×105 mol，利用铝热反应冶炼钒的化学方程式为3V2O5

27 g·mol－1

＋10Al=====高温

5Al 2O 3＋6V ，则n (V)＝3n （Al ）5＝3×2.0×105 mol 5＝1.2×105 mol 。(5)①c (Mg 2＋)＝

2.4×10－5

0.08

mol·L －1＝3.0×10－4 mol·L －1，则c (PO 3－4 )＝ 2.7×10－27

（3.0×10－4）3

mol·L －1＝1.0×10－8

mol·L －1。②Mg 2＋、SiO 2－3是能水解的离子，

且水解反应是吸热反应，故升高温度，硅酸根离子水解程度增大，生成的硅酸增多，硅的去除率升高，而升高温度，镁离子水解程度增大，生成的磷酸镁减少，磷的去除率降低。

答案 (1)增大空气浓度，提高反应速率

(2)4V 2O 3·FeO ＋5O 2＋4Na 2CO 3=====高温

8NaVO 3＋4CO 2＋2Fe 2O 3 (3)NH ＋

4＋VO －

3===NH 4VO 3↓ (4)1.2×105

(5)①1.0×10－8 ②随着温度升高，SiO 2－3水解程度增大，生成的硅酸增多 随着温度升高，Mg 2＋

水

解程度增大，生成的磷酸镁减少

2、(2020年朝阳5月)无水氯化锰()2MnCl 在电子技术和精细化工领域有重要应用。一种由粗锰粉

(主要杂质为Fe 、Ni 、Pb 等金属单质)制备无水氯化锰的工艺如下(部分操作和条件略)。 I ．向粗锰粉中加入盐酸，控制溶液的pH 约为5，测定离子的初始浓度。静置一段时间 后锰粉仍略有剩余，过滤；

II ．向I 的滤液中加入一定量盐酸，再加入22H O 溶液，充分反应后加入3MnCO 固体调

节溶液的pH 约为5，过滤；

III ．向II 的滤液中通入2H S 气体，待充分反应后加热一段时间，冷却后过滤； IV ．浓缩、结晶、过滤、洗涤、脱水得到无水MnCl 2。 各步骤中对杂质离子的去除情况

已知：金属活动性Mn ＞Fe ＞Ni ＞Pb

（1）锰和盐酸反应的化学方程式是_______。 （2）步骤I 中：

① Fe 2+浓度降低，滤渣中存在()3Fe OH 。结合离子方程式解释原因： 。 ② Pb 2+浓度降低，分析步骤I 中发生的反应为：Pb + 2H + = Pb 2+ + H 2↑、 。 （3）步骤II 中：

① 22H O 酸性溶液的作用：_______。

② 结合离子方程式说明MnCO 3的作用： _______。

（4）步骤III 通入H 2S 后， Ni 2+不达标而2+Pb 达标。推测溶解度：PbS_____NiS （填“>”或

“<”）。

（5）测定无水2MnCl 的含量：将a g 样品溶于一定量硫酸和磷酸的混合溶液中，加入稍过量

43NH NO ，使2Mn +氧化为3Mn +。待充分反应后持续加热一段时间，冷却后用b mol/L 硫酸

亚铁铵()()4422NH Fe SO ⎡⎤⎣⎦

滴定3Mn +

，消耗c mL 硫酸亚铁铵。 （已知：滴定过程中发生的反应为：Fe 2+ + Mn 3+ = Fe 3+ + Mn 2+）

① 样品中MnCl 2的质量分数是_____（已知：MnCl 2的摩尔质量是126 g ·mol -1）。

② “持续加热”的目的是使过量的43NH NO 分解。若不加热，测定结果会______ （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

答案

（1）Mn + 2HCl == MnCl 2 + H 2↑

（2）① 空气中的O 2 将部分Fe 2+氧化为Fe(OH)3沉淀

4Fe 2+ + O 2 + 10H 2O == 4Fe(OH)3↓+ 8H +

②

Pb 2+ + Mn == Pb + Mn 2+

（3）① 将剩余Fe 2+氧化为Fe 3+

② 调节pH 使Fe 3+转化为Fe(OH)3沉淀除去

（4）＜ （5） ①

② 偏高

3、镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料LiNi (1－x －y )Co x Mn y O 2的工艺流程如下：