高三高考化學二輪復習微專題練習基于流程分析的物質確定與轉化原理1.[2023·湖北師大附中二模]金屬錸(Re)廣泛應用于國防、石油化工以及電子制造等領域,錸可通過還原高錸酸銨(NH4ReO4)制備。以鉬精礦(主要成分為鉬的硫化物和少量錸的硫化物)制取高錸酸銨的流程如圖所示。回答下列問題:(1)為了提高“焙燒”過程的效率,可以采取的措施為

(回答任意兩點)。

(2)“焙燒”過程加入生石灰,有效解決了SO2的危害,則ReS2轉化為Ca(ReO4)2的化學方程式為。

(3)“浸渣”的主要成分為。

(4)“萃取”機理為R3N+H++ReO4-R3N·HReO4,則“反萃取”所用試劑X為。(5)NH4ReO4經過高溫氫氣還原即可獲得錸粉,該反應的化學方程式為。

2.[2023·湖北部分重點中學模擬]利用廢舊錫鉻合金(含Sn、Cr、SnO、Cr2O3和少量Pb)回收錫并制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝流程如下:已知:①“熔融氧化”中,氧化產物為Na2CrO4,還原產物為NaNO2;②2CrO42-+2H+Cr2O72回答下列問題:(1)“熱溶”時發生的非氧化還原反應的離子方程式為;加快“熱溶”速率的措施有(任寫2條)。

(2)“溶渣”的主要成分為(填化學式)。

(3)“調pH2”的作用是

。

(4)“熔融氧化”反應的化學方程式為,實驗室中該操作可在(填字母)中進行。

A.蒸發皿 B.鐵坩堝 C.石英坩堝 D.燒杯3.[2023·皖豫名校大聯考]SbCl3可用于紅外光譜分析用溶劑、顯像管生產等。以某礦渣(主要成分為Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等雜質)為原料制備SbCl3的工藝流程如圖所示:已知:①Sb屬于第ⅤA族元素,主要化合價為+3、+5價。②常溫下,Ksp(CuS)=6.3×10-36。③As2O3微溶于水、Sb2O3難溶于水,它們均為兩性氧化物;SbOCl難溶于水。④次磷酸(H3PO2)為一元中強酸,具有強還原性。回答下列問題:(1)濾渣1的主要成分是SbOCl,為了提高銻的利用率,將濾渣1用氨水浸取使其轉化為Sb2O3,寫出該反應的離子方程式:。

(2)除砷時,NaH2PO2的氧化產物為H3PO4。①NaH2PO2的化學名稱為。H3PO4中磷原子的雜化類型為。

②除砷過程中生成As的化學方程式是

。

(3)電解SbCl3溶液時,被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質量之比為3∶2,則電解方程式為。

4.鈦及其合金廣泛用于航空航天,有“空中金屬”之稱,可溶于較濃鹽酸。學習小組以高鈦渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)為原料制備單質鈦的工藝流程如下:回答下列問題:(1)“篩分”的目的為

;

浸渣的主要成分為(填化學式)。

(2)“轉化”工序加入鐵粉的目的為

;“結晶”操作不能控制溫度過高的原因為

。

(3)“水解”時發生主要反應的離子方程式為

。

(4)“熱還原”時,需要在氬氣氛圍下進行的原因為。

(5)試劑X適合選用(填標號)。

A.濃鹽酸 B.稀鹽酸 C.NaCl溶液 D.NaOH溶液5.[2023·江西九江模擬]二氧化鈰(CeO2)常用于玻璃添加劑,還可用在化妝品中起到抗紫外線的作用。平板電視顯示屏生產過程中產生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質),某課題組以此粉末為原料回收鈰,設計實驗流程如下:(1)步驟①過濾過程中使用的玻璃儀器主要有,濾渣A的主要成分為。

(2)第②步反應中,氧化劑與還原劑的物質的量之比為。

(3)第④步反應的化學方程式為,該步驟中洗滌濾渣的方法是。

(4)工業上以CeCl3·7H2O為原料制備無水CeCl3,流程如下:CeCl3·7H2OCeCl3制備過程中,如直接加熱CeCl3·7H2O會發生反應生成CeOCl,該反應的化學方程式為,加NH4Cl能夠減少CeOCl的生成,其原因為

(用化學方程式表示)。6.[2023·湖北部分名校聯考]MoO3是生產含鉬催化劑的重要原料。以鉬精礦(主要成分是MoS2,還含有FeS2、CuS、ZnS、CaCO3和SiO2等雜質)為原料制備MoO3的工藝流程如圖所示。回答下列問題:已知:①“焙燒”的含鉬產物有MoO3、Fe2(MoO4)3、CuMoO4和ZnMoO4;②“濾液1”中主要的陽離子有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+和NH4③Ksp(CuS)=6.0×10-36;④[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3的平衡常數K=5.0×10-14。(1)MoS2發生“焙燒”時轉化成MoO3的化學反應方程式為。

(2)“濾渣1”的主要成分是SiO2、、、Fe(OH)3、Fe2(MoO4)3。已知Fe2(MoO4)3能溶于氨水,但“濾渣1”中仍存在Fe2(MoO4)3的原因是

。

(3)“除雜”加入適量(NH4)2S的目的是

。

請計算[Cu(NH3)4]2++S2-CuS↓+4NH3的平衡常數K'=(計算結果保留一位小數點)。

寫出四鉬酸銨[(NH4)2Mo4O13·2H2O]“焙解”的化學方程式:

。

參考答案基于流程分析的物質確定與轉化原理1.(1)適當升高溫度,將鉬精礦粉碎,增大空氣通入量(任答兩點)(2)4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4(3)CaSO4(4)氨水(5)2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3[解析]鉬精礦在空氣中焙燒,硫元素轉化成二氧化硫,二氧化硫與生石灰、氧氣反應生成硫酸鈣,錸元素轉化成Ca(ReO4)2,鉬元素轉化成CaMoO4,加入硫酸、軟錳礦,硫酸鈣屬于微溶物,過濾,得到浸渣CaSO4,加入氨水和生石灰,得到NH4ReO4,然后過濾,通過萃取和反萃取、蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到產品。(1)為了提高“焙燒”過程的效率,可以適當升高溫度、將鉬精礦粉碎、攪拌、適當增大空氣的通入量等。(2)ReS2在反應中轉化成Ca(ReO4)2和CaSO4,ReS2作還原劑,氧氣作氧化劑,所得化學反應方程式為4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4。(4)“反萃取”獲得NH4ReO4,為了不產生新雜質,且R3N+H++ReO4-R3N·HReO4的平衡向左移動,所加試劑為氨水。(5)銨鹽熱穩定性較差,一般分解為氨氣、水和氧化物,氫氣還原金屬氧化物得到Re,總反應方程式為2NH4ReO4+7H22Re+8H2O+2NH3。2.(1)SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O攪拌、適當升高溫度、適當增大硫酸濃度等(任寫2條)(2)PbSO4(3)使CrO42?轉化為Cr(4)Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2OB[解析]廢舊錫鉻合金加硫酸熱溶后,溶渣中為PbSO4,其他物質轉化為硫酸鹽;調節pH1得到物相1,經過處理得到粗錫;物相2經過處理得到Cr2O3;熔融氧化時發生反應Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O,固體水溶后調節pH2,使鉻酸鈉轉化為重鉻酸鈉,即使CrO42?轉化為Cr2O72?,加入KCl經過轉化、分離得到K2Cr2O7。(1)硫酸“熱溶”時發生的非氧化還原反應為SnO+2H+Sn2++H2O、Cr2O3+6H+2Cr3++3H2O;加快“熱溶”速率的措施有攪拌、適當升高溫度、適當增大硫酸濃度等(任寫2條)。(3)“調pH2”的作用是使CrO42?轉化為Cr2O72?。(4)“熔融氧化”時發生的化學反應為Cr2O3+4NaOH+3NaNO32Na2CrO4+3NaNO2+2H2O;“熔融氧化”應該在坩堝中進行,因用到了NaOH,不能選石英坩堝,應選鐵坩堝3.(1)2SbOCl+2NH3?H2OSb2O3+2NH4++2Cl-+H2(2)①次磷酸鈉sp3②4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl(3)5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb[解析]以某礦渣(主要成分為Sb2O3,含有少量CuO、As2O3等雜質)為原料制備SbCl3,礦渣用鹽酸浸出,Sb2O3、CuO、As2O3分別與鹽酸反應生成SbCl3、CuCl2、AsCl3,少量Sb2O3轉化為SbOCl,過濾出難溶性雜質和SbOCl,濾液中加入Na2S,沉淀Cu2+,過濾除去CuS,濾液中加入NaH2PO2除去AsCl3,電解濾液制得金屬Sb,用氯氣氧化Sb制得SbCl3。(1)濾渣1的主要成分是SbOCl,將濾渣1用氨水浸取使其轉化為Sb2O3,即SbOCl和NH3?H2O反應生成Sb2O3、NH4Cl和H2O,離子方程式為2SbOCl+2NH3?H2OSb2O3+2NH4++2Cl-+H2O。(2)①次磷酸為一元中強酸,NaH2PO2的化學名稱為次磷酸鈉,H3PO4中磷原子的雜化類型與PO43?相同,其價層電子對數為4+12×(5+3-4×2)=4,磷原子的雜化類型為sp3;②除砷過程中AsCl3和NaH2PO2反應生成As和H3PO4,根據得失電子守恒和原子守恒配平化學方程式為4AsCl3+3NaH2PO2+6H2O4As↓+3H3PO4+9HCl+3NaCl。(3)電解SbCl3溶液時,被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質量之比為3∶2,生成SbCl5和Sb的物質的量之比為3∶2,則電解方程式為5SbCl33SbCl5+2Sb或5Sb3+3Sb5++2Sb4.(1)控制高鈦渣顆粒大小均勻,便于控制酸浸速率和進行程度SiO2、CaSO4(2)將Fe3+還原為Fe2+防止TiO2+提前水解使綠礬不純或防止降低鈦的回收率(產品產率)(3)TiO2++2H2OH2TiO3↓+2H+(4)防止Mg、Ti被氧化變質(5)B[解析]高鈦渣(含CaTiO3、FeTiO3和少量MgO、Fe2O3和SiO2)經“研磨篩分”后用硫酸酸浸,得到含有H2SO4、TiOSO4、MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液,CaSO4微溶、SiO2沒有溶解,過濾得到的浸渣為SiO2、CaSO4,加入鐵粉轉化時體系中的Fe3+被還原,過濾,所得濾液經結晶得到綠礬,在90℃時,所得濾液中的TiOSO4水解得到H2TiO3沉淀和H2SO4,過濾,煅燒H2TiO3發生反應:H2TiO3TiO2+H2O,制得燒渣為TiO2;經過氯化冷凝時,TiO2轉化為液態TiCl4,TiCl4在氬氣中被鎂還原得到Ti,Ti和多余的鎂的混合物通過加稀鹽酸、過濾,得到純Ti。(1)“篩分”可控制高鈦渣顆粒大小均勻,有利于控制酸浸速率和進行程度;由轉化關系知,浸渣的主要成分為原料中難溶于酸的SiO2和生成的CaSO4。(2)由流程信息,“酸浸”后生成Fe3+,而“結晶”得到綠礬,故“轉化”工序加入鐵粉的目的為將Fe3+還原為Fe2+;TiO2+在90℃時充分水解成H2TiO3,若“結晶”控制溫度過高,會導致TiO2+提前水解使制得的綠礬不純,又會降低鈦的回收率(或產品產率)。(5)鈦溶于濃鹽酸,故可用稀鹽酸分離生成的Ti和多余的Mg單質。5.(1)燒杯、漏斗、玻璃棒SiO2、CeO2(2)2∶1(3)4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4繼續向過濾器中加水浸沒沉淀,待水自然流干,重復2~3次(4)CeCl3·7H2OCeOCl+2HCl↑+6H2OCeOCl+2NH4ClCeCl3+2NH3↑+H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl+2HCl(g)CeCl3+H2O[解析]廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質)中加入稀鹽酸后,Fe2O3轉化為Fe3+和其他少量可溶于稀酸的物質留在濾液A中,濾渣A為SiO2和CeO2,加入稀硫酸和過氧化氫后,CeO2轉化為Ce3+進入濾液B中,濾渣B為不溶解的SiO2,向濾液B中加入堿后得到Ce(OH)3,通入氧氣氧化后得到Ce(OH)4,再在一定條件下生成CeO2。(1)過濾過程中需要使用鐵架臺(帶鐵圈)、漏斗、濾紙、燒杯和玻璃棒,玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。濾渣A為不溶于酸的SiO2和CeO2。(2)第②步反應為2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2↑+4H2O,氧化劑為CeO2,還原劑為H2O2,氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1。(3)第④步中反應物為4Ce(OH)3、O2、H2O,生成物為Ce(OH)4,根據得失電子守恒和原子守恒可得到化學方程式為4Ce(OH)3+O2+2H2O4Ce(OH)4;洗滌沉淀的方法為繼續向過濾器中加水浸沒沉淀,待水自然流干,重復2~3次。(4)CeCl3·7H2O受熱熔化生成水分子,水解成CeOCl和HCl,化合價沒有發生變化,所以該過程根據原子守恒可得到化學方程式為CeCl3·7H2OCeOCl+2HCl↑+6H2O;加入NH4Cl后,NH4ClNH3↑+HCl↑,在HCl的氣流中,抑制了CeCl3的水解,反應為CeOCl+2NH4ClCeCl3+2NH3↑+H2O或NH4ClNH3↑+HCl↑、CeOCl+2HCl(g)CeCl3+H2O。6.(1)2MoS2+7O22MoO3+4SO2(2)MoO3Ca(OH)2Fe2(MoO4)3溶解度小,溶液過飽和析出部分Fe2(MoO4)3晶體(3)將雜質離子Zn2+和Cu2+