2020高考化学冲刺600分题型二工艺流程类练习含解析

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2020高考化学冲刺600分题型二工艺流程类练习含解析

题型二 工艺流程类 ‎(A组)‎ ‎1.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,在潮湿空气中易水解氧化,且在氯离子浓度较大的体系中存在CuCl+Cl-[CuCl2]-。工业上用低品铜矿(主要含CuS、Cu2S、FeO等)制备CuCl的一种工艺流程如下:‎ 回答下面问题:‎ ‎(1)反应Ⅰ中被氧化的元素有________。(填元素符号)‎ ‎(2)滤渣Ⅱ的成分主要为MnCO3,写出除Mn2+的离子方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出反应Ⅱ中发生反应的离子方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在进行反应Ⅱ时,通入的SO2一般都要适当过量,目的是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________。在CuCl的生产过程中可以循环利用的物质为________。‎ ‎(5)滤饼进行醇洗的目的是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)在进行反应Ⅱ时,当氯化钠用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减小,原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(7)Cu2+的沉淀率是指转化为CuCl的n(Cu2+)占总的n(Cu2+)的百分比。在一定条件下Cu2+沉淀率与沉淀前的Cl-、Cu2+的物质的量之比[n(Cl-):n(Cu2+)]的关系如图所示。CuCl+Cl-[CuCl2]-的平衡常数K=6.5×10-2,则该条件下Cu2+的最大沉淀率为________。(保留两位小数)。‎ 13‎ 答案:‎ ‎(1)S、Cu、Fe ‎(2)Mn2++HCO+NH3·H2O===MnCO3↓+NH+H2O ‎(3)SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O===2CuCl↓+SO+4H+‎ ‎(4)将CuCl2完全转化为CuCl并防止CuCl的氧化 H2SO4‎ ‎(5)醇洗有利于加快除去CuCl表面水分,并防止其水解和氧化 ‎(6)增大氯离子浓度,CuCl+Cl-[CuCl2]-平衡向右移动,使生成的氯化亚铜又部分转化为[CuCl2]-‎ ‎(7)99.39%‎ 解析:(1)低品铜矿中有CuS、Cu2S、FeO,其中处于低价的有+1价的Cu、-2价的S、+2价的Fe,均能被氧化。(2)由流程可知所加试剂为NH3·H2O、NH4HCO3,沉淀Mn2+,生成MnCO3,注意NH4HCO3拆成离子形式。(3)反应Ⅱ主要是利用SO2将Cu2+还原为CuCl沉淀,四步法写出离子方程式。(4)由题给信息“CuCl在潮湿空气中易水解氧化”,通入过量SO2一是使Cu2+充分还原,二是防止生成的CuCl氧化,反应中生成的H2SO4可循环利用。(5)“CuCl在潮湿空气中易水解氧化”,利用醇洗便于快速干燥,以快速除去表面水分。(6)由题给信息“c(Cl-)较大时,存在CuCl+Cl-[CuCl2]-”,部分CuCl转化为[CuCl2]-。(7)沉淀最大时n(Cl-):n(Cu2+)=1:1,设起始时n(Cu2+)=1 mol,n(Cl-)=1.1 mol,设生成x mol CuCl,由铜元素守恒n[CuCl2]-=(1-x) mol,剩余n(Cl-)=[1.1-x-2(1-x)] mol=(x-0.9) mol,K===6.5×10-2,x=0.993 9,最大沉淀率为99.39%。‎ ‎2.碳酸锰(MnCO3)是高性能磁性材料,金属钨是重要的战略物资。由黑钨矿(主要成分为FeWO4、MnWO4,少量SiO2)制取碳酸锰和金属钨的流程如下:‎ 已知:①钨酸(H2WO4)酸性很弱,难溶于水,其钠盐易溶于水。②SiO和WO完全沉淀的pH分别为8、5。③草酸(H2C2O4)具有酸性和还原性,能分解。‎ 13‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)将矿石粉碎的目的是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)固体(X)的化学式是________。‎ ‎(3)写出高温焙烧过程中,MnWO4发生反应的化学方程式:‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)MnO2与硫酸、草酸反应的离子方程式是______________________。测得一定量MnO2完全溶解的时间与温度的关系如图所示,分析控温加热75 ℃时MnO2溶解所需时间最少的原因:________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)滤液Ⅱ调节pH应选择的试剂为________。‎ A.WO3  B.氨水 C.稀盐酸 D.NaHCO3‎ ‎(6)用Na2CO3溶液沉淀Mn2+时,应控制MnSO4溶液的pH不超过8,防止生成Mn(OH)2,用Na2CO3溶液沉锰采取的操作方法是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案:(1)增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率 ‎(2)Fe2O3‎ ‎(3)2MnWO4+2Na2CO3+O2===2Na2WO4+2MnO2+2CO2‎ ‎(4)MnO2+H2C2O4+2H+===Mn2++2CO2↑+2H2O 75 ℃以前,温度升高,反应速率加快,所需时间减少;75 ℃以后,部分草酸分解,导致浓度降低,速率下降,所需时间增多 ‎(5)C ‎(6)向硫酸锰溶液中缓慢滴加碳酸钠溶液,边滴边搅拌 解析:(1)将矿石粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率。(2)黑钨矿(主要成分为FeWO4、MnWO4,少量SiO2‎ 13‎ ‎),从整个流程看出,滤液1进行的一系列操作中,最终产生金属钨;滤渣1进行处理后,加入盐酸过滤后,得到二氧化锰,那么滤液中含有铁元素,滤液中的铁元素最终加热、蒸干、灼烧后,可以得到氧化铁固体;所以固体(X)的化学式是Fe2O3。(3)高温条件下,MnWO4与Na2CO3、O2共同反应生成Na2WO4、MnO2和CO2,反应的化学方程式:2MnWO4+2Na2CO3+O2===2Na2WO4+2MnO2+2CO2。(4)MnO2具有氧化性,在酸性条件下,能够把草酸氧化为二氧化碳,反应的离子方程式是MnO2+H2C2O4+2H+===Mn2++2CO2↑+2H2O;已知草酸(H2C2O4)具有酸性和还原性,能分解;根据图象可知:75 ℃以前,温度升高,反应速率加快,所需时间减少;75 ℃以后,部分草酸分解,导致浓度降低,速率下降,所需时间增多。(5)根据信息:①钨酸(H2WO4)酸性很弱,难溶于水,其钠盐易溶于水。②SiO和WO完全沉淀的pH分别为8、5可知,加入盐酸调节溶液的pH,先使SiO变为硅酸沉淀,然后再使WO变为H2WO4沉淀。(6)因Na2CO3溶液水解显碱性,如果溶液的碱性太强,易生成Mn(OH)2沉淀,所以应控制MnSO4溶液的pH不超过8;用Na2CO3溶液沉锰采取的操作方法是向硫酸锰溶液中缓慢滴加碳酸钠溶液,边滴边搅拌。‎ ‎3.铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。‎ Ⅰ.铅能形成多种氧化物,如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4。Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物,其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:‎ ‎(1)“酸溶”时,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成1 mol PbSO4时转移电子的物质的量为________ mol。“酸溶”时所用试剂为H2SO4,能否改用盐酸________(填“是”或“否”)理由是________________________________________________________________________。‎ ‎(如填“是”,此空可不填)。Fe2+对此过程的催化作用可分为两步反应,第一步反应中Fe2+对应的产物(中间产物)为________。‎ ‎(2)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图所示。‎ ‎①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是________(选填序号)。‎ 13‎ A.减少PbO的损失,提高产品的产率 B.重复利用NaOH,提高原料的利用率 C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率 ‎②完成由粗品PbO(所含杂质不溶于NaOH溶液)得到高纯PbO的操作:将粗品PbO溶解在一定量________(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中,加热至110 ℃,充分溶解后,________(填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”),将所得溶液冷却结晶,过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。‎ 答案:Ⅰ.Pb3O4+4HNO3===2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O Ⅱ.(1)1 否 盐酸与PbO2反应生成Cl2造成环境污染 Fe3+‎ ‎(2)①A、B ②35% 趁热过滤 解析:Ⅰ.PbO2为酸性氧化物不与HNO3反应,故反应的方程式为Pb3O4+4HNO3===2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O。Ⅱ.(1)反应的方程式为Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,由此可知生成1 mol PbSO4时转移电子数为1 mol。由PbO2、PbO分析知Pb为变价金属元素,PbO2具有强氧化性,可转化为,故可与盐酸,反应放出Cl2,造成环境污染。由金属活动顺序表知Fe比Pb活泼,故第一步不可能发生Pb+Fe2+===Fe+Pb2+,推知第一步为Fe2+与PbO2反应,故中间产物为Fe3+。(2)①滤液Ⅰ的成分为NaOH、NaHPbO2,循环使用可以提高NaOH的利用率,减少NaHPbO2的损失也减少了PbO的损失提高了产率。②由图可知为提高PbO的溶解度,需选用35%的NaOH溶液,为减少产品的损失,避免其对应物质从溶液中结晶析出,故应趁热过滤。‎ ‎4.据报道,磷酸二氢钾(KH2PO4)大晶体已应用于我国研制的巨型激光器“神光二号”中。利用氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示(部分流程步骤已省略):‎ 已知萃取的主要反应原理:KCl+H3PO4KH2PO4+HCl;其中,反应产生的HCl易溶于有机萃取剂。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)流程中将氟磷灰石粉碎的目的是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 13‎ ‎(2)不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽的主要原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。‎ ‎(3)副产品N的化学式是________;在得到KH2PO4晶体的一系列操作Ⅲ,其主要包括________________、过滤、洗涤、干燥等。‎ ‎(4)若用1 000 kg质量分数为50.4%的氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)来制取磷酸二氢钾晶体,其产率为80%,则理论上可生产KH2PO4的质量为________ kg。‎ ‎(5)电解法制备KH2PO4的装置如图所示,该电解装置中,a区属于________区(填“阳极”或“阴极”),阴极区的电极反应式是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷,同时逸出SiF4和CO,该反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案:‎ ‎(1)增大氟磷灰石与浓硫酸反应的接触面积,加快化学反应速率 ‎(2)4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O ‎(3)NH4Cl 蒸发浓缩、冷却结晶 ‎(4)326.4 kg ‎(5)阴极 2H++2e-===H2↑‎ ‎(6)4Ca5P3FO12+21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑‎ 解析:氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)粉碎后加入浓硫酸,反应生成氢氟酸、硫酸钙、磷酸等,加入氯化钾后用有机萃取剂,KCl+H3PO4KH2PO4+HCl,反应产生的HCl易溶于有机萃取剂,有机相中含有氯化氢,加入氨水反应生成氯化铵,因此副产品主要为氯化铵,水相中含有KH2PO4,经过一系列操作得到KH2PO4晶体。(1)流程中将氟磷灰石粉碎,可以增大氟磷灰石与浓硫酸反应的接触面积,加快化学反应速率。(2)根据流程图,反应中生成了氢氟酸,氢氟酸能够与二氧化硅反应,反应的化学方程式为4HF+SiO2===SiF4↑+2H2‎ 13‎ O,因此不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽。(3)根据上述分析,副产品N的化学式为NH4Cl;在得到KH2PO4晶体的一系列操作Ⅲ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。(4)1 000 kg质量分数为50.4%的氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)中含有Ca5P3FO12的质量为504 kg,根据P元素守恒,理论上可产生KH2PO4的质量为504 kg×80%××=326.4 kg。(5)根据图示,应该在a区生成KH2PO4,则钾离子由b区移向a区,则a区属于阴极区;阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为2H++2e-===H2↑。(6)用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合,在电炉中加热到1 500 ℃生成白磷,同时逸出SiF4和CO,反应的化学方程式为4Ca5P3FO12+21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4↑+30CO↑。‎ ‎(B组)‎ ‎5.硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的工艺流程如下:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为________价;Na2B4O7可制备强还原剂NaBH4,写出NaBH4的电子式:‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣A中除含有H3BO3外,还含有________;加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸,但加热时能溶于浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式:‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________;‎ 加入MgO的目的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)碱性条件下,阴极上电解NaBO2溶液也可制得硼氢化钠,其电极反应式为 ‎________________________________________________________________________;‎ 13‎ ‎“有效氢含量”(即每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力)可用来衡量含氢还原剂的还原能力,则NaBH4的有效氢含量为________(保留两位有效数字)。‎ 答案:‎ ‎(1)+3 ‎ ‎(2)SiO2 Na2B4O7+H2SO4+5H2O===Na2SO4+4H3BO3↓‎ ‎(3)ClO-+Mn2++H2O===MnO2↓+Cl-+2H+ 调节溶液的pH,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去 ‎(4)BO+6H2O+8e-===BH+8OH- 0.21‎ 解析:由题中信息可知,硼镁泥经硫酸浸取后过滤除去滤渣A,滤渣A主要含H3BO3和SiO2,滤液中主要含MgSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、MnSO4、CaSO4等;滤液中加入NaClO把Fe2+氧化为Fe3+、把Mn2+氧化为MnO2,过滤除去滤渣B,滤渣B主要为MnO2;滤液蒸发浓缩、趁热过滤,除去滤渣C(石膏),滤液冷却结晶、过滤,即得到MgSO4·7H2O。‎ ‎(1)Na2B4O7·10H2O中Na、H、O的化合价分别为+1价、+1价、-2价,故B的化合价为+3价;NaBH4为离子化合物,其由钠离子和硼氢根离子组成,其电子式为 ‎(2)滤渣A中除含有H3BO3外,还含有SiO2;加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式为Na2B4O7+H2SO4+5H2O===Na2SO4+4H3BO3↓。‎ ‎(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸,但加热时能溶于浓盐酸的黑色固体,则此黑色固体是MnO2,生成黑色固体的离子方程式为ClO-+Mn2++H2O===MnO2↓+Cl-+2H+;加入MgO的目的是调节溶液的pH,使Fe3+水解转化为氢氧化铁沉淀除去。‎ ‎(4)碱性条件下,阴极上电解NaBO2溶液也可制得NaBH4,其电极反应式为BO+6H2O+8e-===BH+8OH-;NaBH4作为还原剂时,其中H由-1价升高至+1价,故1 mol NaBH4可以失去8 mol电子,相当于4 mol H2的还原能力,故NaBH4的有效氢含量为=0.21。‎ ‎6.某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质。部分金属氢氧化物Ksp近似值如下表所示:‎ 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ Al(OH)3‎ Ni(OH)2‎ Ksp近似值 ‎10-17‎ ‎10-39‎ ‎10-34‎ ‎10-15‎ 现用含镍废催化剂制备NiSO4·7H2O晶体,其流程图如下:‎ 13‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-===2AlO+H2O,‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________。‎ ‎(2)“酸浸”所使用的酸为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)“净化除杂”需加入H2O2溶液,其作用是____________________。然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀,列式计算此时的pH。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)“操作A”为________、过滤、洗涤、干燥,即得产品。‎ ‎(5)NiSO4在强碱性溶液中可被NaClO氧化为NiOOH,该反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)NiOOH可作为镍氢电池的电极材料,该电池的工作原理如下图所示,其放电时,正极的电极反应式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案:‎ ‎(1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑‎ ‎(2)稀硫酸(或硫酸、H2SO4)‎ ‎(3)将Fe2+氧化为Fe3+‎ c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3 mol·L-1,则c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7 mol·L-1,pH=2.7‎ 13‎ ‎(4)冷却结晶 ‎(5)2Ni2++ClO-+4OH-===2NiOOH↓+Cl-+H2O ‎(6)NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-‎ 解析:(1)“碱浸”时除了氧化铝与碱反应外,还会有金属铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。(2)根据流程可知,最后产物为硫酸盐,所以“酸浸”所使用的酸为稀硫酸(或硫酸、H2SO4)。(3)从图表信息可知,氢氧化亚铁的Ksp较大,而氢氧化铁Ksp相对较小,因此“净化除杂”需加入H2O2溶液,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,易于形成沉淀而除去;然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀,c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3 mol·L-1,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7 mol·L-1,pH=2.7。(4)从溶液中得到晶体的操作为蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即得产品。(5)NiSO4在强碱性溶液中可被NaClO氧化为NiOOH,该反应的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-===2NiOOH↓+Cl-+H2O。(6)放电时为原电池,正极发生还原反应,NiOOH被还原为Ni(OH)2,正极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-。‎ ‎7.某地菱锰矿的主要成分为MnCO3,还含有少量的FeCO3、CaCO3、MgCO3、Al2O3等杂质,工业上以菱锰矿为原料制备高纯度碳酸锰的流程如图所示:‎ 已知:MnCO3+2NH4ClMnCl2+CO2↑+2NH3↑+H2O↑‎ ‎(1)焙烧时温度对锰浸取率的影响如图。‎ 焙烧时适宜温度为________;800 ℃以上锰的浸取率偏低,可能原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)净化包含三步:①加入少量MnO2,反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②加氨水调pH,生成沉淀主要是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③加入NH4F,除去Ca2+、Mg2+。‎ 13‎ ‎(3)碳化结晶中生成MnCO3的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)滴定法测产品纯度 Ⅰ.取固体产品1.160 g于烧杯中,加入过量稀H2SO4充分振荡,再加入NaOH溶液至碱性,发生反应:2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2;‎ Ⅱ.加入过量KI溶液和适量稀H2SO4,发生反应:MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O;‎ Ⅲ.取Ⅱ中混合液的1/10于锥形瓶中,加入淀粉溶液作指示剂,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定,发生反应:2S2O+I2===S4O+2I-,滴定终点时消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。‎ ‎①判断滴定终点的方法是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②假设杂质不参与反应,则产品纯度为________。‎ 答案:‎ ‎(1)500 ℃ 温度过高,NH4Cl分解导致与MnCO3的反应不彻底,使浸取率减小(或MnCO3分解发生其他副反应,使浸取率减小或MnCl2挥发导致Mn损失或高温下锰被氧化成高价态造成浸取率低或高温固体烧结,固体表面积减少等)‎ ‎(2)①MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O ②Fe(OH)3、Al(OH)3‎ ‎(3)Mn2++HCO+NH3===MnCO3↓+NH ‎(4)①滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内颜色不复原 ②99.14%‎ 解析:(1)由图示得到,500 ℃时,锰的浸取率已经很大,所以选取500 ℃即可,没有必要选择更高的温度,因为温度越高,能耗越大;温度很高时,浸取率下降,有可能是高温下氯化铵分解使反应的量减少;可能是生成的氯化锰转化为气体离开体系;可能是高温下发生副反应,锰转化为其他化合物。(2)①加入二氧化锰的目的是为了将Fe2+氧化为Fe3+,所以方程式为MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O;②物质中的杂质主要是Fe、Ca、Mg、Al等元素,因为步骤③中除去Ca2+、Mg2+,所以步骤②加氨水调pH,是为了除去Fe和Al元素,所以沉淀主要是Fe(OH)3、Al(OH)3。(3)碳化结晶是向氯化锰溶液中加入碳酸氢铵和氨水,得到碳酸锰的固体,所以方程式为Mn2++HCO+NH3===MnCO3↓+NH。(4)①取Ⅱ中混合液的1/10于锥形瓶中,加入淀粉溶液作指示剂,此时溶液显蓝色,用硫代硫酸钠滴定单质碘,终点时,因为碘单质完全反应,所以溶液褪为无色,所以终点的现象为:滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内颜色不复原;②根据滴定中的反应得到关系式:2Mn2+~2MnO(OH)2~2I2~4S2O,滴加的硫代硫酸钠为20 mL×0.1 mol·L-1÷1 000‎ 13‎ ‎ L/mL=0.002 mol,根据关系式Mn2+为0.001 mol,因为是取1/10进行的滴定,所以Mn2+为0.01 mol,氯化锰也是0.01 mol,质量为115 g·mol-1×0.01 mol=1.15 g,质量分数为1.15 g÷1.16 g×100%=99.14%。‎ ‎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)”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。写出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SO残留,原因是:________________________;加入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-1‎ 13‎ NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是________________________________________________________________________。‎ ‎(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol-1)‎ 答案:‎ ‎(1)研磨、加热 ‎(2)①< ②同一周期,从左至右,原子半径逐渐减小,得电子能力增强,最高价氧化物对应的水化物酸性增强,所以H3PO4酸性弱于H2SO4‎ ‎(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑‎ ‎(4)温度高于80℃时,H2O2分解速率加快,浓度显著降低 ‎(5)CaSO4微溶 BaCO3+SO+2H3PO4===BaSO4+CO2↑+H2O+2H2PO ‎(6) 解析:(1)流程中能加快反应速率的措施有将磷精矿研磨,酸浸时进行加热。(2)①该反应符合复分解反应中“强酸制弱酸”的规律。②比较硫酸与磷酸的酸性强弱,可以比较S与P的非金属性强弱。结合元素周期律可以比较S、P的原子半径、核电荷数。(3)根据元素守恒可写出反应的化学方程式。(4)有机碳的脱除率受两个因素的共同影响:一方面,温度越高,反应速率越快,在相同投料比、相同反应时间内,有机碳的脱除率越高;另一方面,温度升高可使较多的H2O2分解,氧化剂的量减少,使得有机碳的脱除率降低。80℃后,H2O2分解对有机碳脱除率的影响超过了温度升高的影响,导致脱除率逐渐降低。(5)脱硫是用CaCO3除去剩余的硫酸,由于生成的硫酸钙是微溶物,所以即使CaCO3过量,充分反应后仍有SO残留。加入BaCO3可使CaSO4转化为更难溶的BaSO4,进一步提高硫的脱除率。‎ ‎(6) H3PO4 + 2NaOH===Na2HPO4+2H2O ‎ 98 g 2 mol ‎ m(H3PO4) 10-3bc mol m(H3PO4)=4.9×10-2bc g,则精制磷酸中H3PO4的质量分数为×100%=%。‎ 13‎
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