2022学年高考化学模拟题汇编 专题15 化学工艺流程大题（含解析）.doc

专题15化学工艺流程大题1．（2021·福建泉州市高三模拟）工厂处理电镀废水会产生电镀污泥。某镀镍污泥酸浸的滤液含Ni2+、Al3+、Fe2+、Cr3+、Cu2+等离子，可用如下工艺流程回收硫酸镍晶体。已知：镍的萃取、反萃过程反应为(1)检验酸浸滤液中含Fe2+的试剂为_______。(2)“电解”过程，阴极的电极反应式为_______。(3)滤渣②主要成分为AlPO4、FePO4、CrPO4不同电解电压、电解时间下Fe2+、Cr4+离子的检测结果如下表所示，电解酸浸滤液的最佳电压和时间分别是_______。电解电压(V)1.01.52.02.53.0Fe2+有有有无无Cr4+无无无无有电解时间(h)2.63.13.64.14.6Fe2+有无无无无Cr4+无无有有有(4)“沉淀”后，溶液中c()=4.0×10-9mol·L-1，则c(Al3+)=_______。(已知：Ksp(AlPO4)=9.84×10-21)(5)“反萃”中，加入的X是_______。(6)为测定硫酸镍晶体(NiSO4·nH2O)组成，进行如下实验：取5.260g样品，配成250mL溶液，量取25.00mL溶液，用0.100mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)标准液滴定(反应为Ni2+＋H2Y2-=NiY2-＋2H+)。重复滴定3次，平均消耗EDTA标准液20.00mL，则硫酸镍的化学式为_______。【答案】(1)KSCN溶液和氯水或酸性KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液(2)Cu2＋＋2e-=Cu(3)2.5V，3.1h(4)2.46×10-12mol·L-1(5)稀硫酸(或H2SO4)(6)NiSO4·6H2O【解析】(1)检验Fe2+的实验方法：向溶液中加入KSCN溶液，溶液中无明显现象，滴加几滴新制氯水振荡后，溶液呈红色，则说明溶液中含有Fe2+；或者向溶液中滴加酸性KMnO4溶液，若紫色褪去，则说明溶液中含有Fe2+；或向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若溶液中生成蓝色沉淀，则说明溶液中含有Fe2+，故答案为：KSCN溶液和氯水或酸性KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液；(2)电解过程中Cu2+在阴极上得到电子生成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e-=Cu；(3)电解酸浸滤液过程的目的是除去Fe2+、Cr4+，因此最佳的电压为2.5V，最佳电解时间为3.1h，故答案为：2.5V，3.1h(4)AlPO4沉淀后，此时溶液中c(Al3+)==mol/L=2.46×10-12mol·L-1；(5)加入RH后，Ni2+溶解于RH中，从有机层中提取Ni2+时，需同时将Ni2+转化为NiSO4，并且不能引入新杂质，因此所加试剂X为稀硫酸(或H2SO4)。(6)滴定过程中反应的关系式为Ni2+～H2Y2-，由此可知250mL待测液中所含Ni2+的物质的量n(Ni2+)=0.100mol·L-1×20.00×10-3L×=0.02mol，则5.260g样品中n(NiSO4)=0.02mol，含有H2O的物质的量n(H2O)==0.12mol，n(NiSO4)：n(H2O)=0.02mol：0.12mol=1：6，因此硫酸镍的化学式为NiSO4·6H2O。2．（2021·广东高三模拟）金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料。以钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如图所示。请回答下列问题：(1)钛酸亚铁(用R表示)与碳在高温下反应的化学方程式为：2R+C2Fe+2TiO2+CO2↑，钛酸亚铁中钛元素的化合价为___________，钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为___________。(2)上述生产流程中加入铁屑的目的是___________。(3)此时溶液I中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子，常温下，其对应氢氧化物的Ksp如表所示。氢氧化物Fe(OH)2TiO(OH)2Mg(OH)2Ksp8.0×10-161.0×10-291.8×10-11①常温下，若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.18mol·L-1，当溶液的pH等于___________时，Mg(OH)2开始沉淀。②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为___________。③溶液I经冷却、结晶、过滤，得到的副产物甲是___________，过滤需要的主要玻璃仪器是___________。(4)Mg还原TiCl4过程必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是___________。(5)除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是___________。【答