2020高考化学大题专项训练《化学工艺流程题（2）》及答案解析.doc

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1、2020高考化学大题专项训练《化学工艺流程题（2）》1．利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等。②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2开始沉淀2.77.67.64.07.7完

2、全沉淀3.79.69.25.29.8（1）浸出过程中加入Na2SO3目的是_______________。（2）NaClO3在浸出液中发生反应的离子方程式为____________。（3）加入Na2CO3调pH至5.2，目的是______；萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为_____。（4）操作Ⅰ包括：将水层加入浓盐酸调整pH为2～3，______、_____、过滤、洗涤、减压烘干等过程。（5）为测定粗产品中CoCl2·6H2O的含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，测沉淀质量

3、。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O质量分数大于100%，其原因可能是________________________(回答一条原因即可)。（6）将5.49g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表。温度范围/℃固体质量/g150～2104.41290～3202.41经测定，整个受热过程，只产生水蒸气和CO2气体，则290～320℃温度范围，剩余的固体物质化学式为____。[已知：CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183g·mol−1]【答案】（1）

4、将Fe3+、Co3+还原（2）ClO3-＋6Fe2+＋6H+=Cl－＋6Fe3+＋3H2O（3）使Fe3+和Al3+沉淀完全CaF2和MgF2（4）蒸发浓缩冷却结晶（5）粗产品中结晶水含量低(或粗产品中混有氯化钠杂质)（6）Co3O4(或CoO·Co2O3)【解析】（1）、浸出过程中，Co2O3、Fe2O3与盐酸、Na2SO3发生反应，Co2O3转化为Co2+，Fe2O3转化为Fe2+，Co、Fe元素化合价降低，则S元素化合价升高，SO32-转化为SO42-，故答案为：将Fe3+、Co3+还原；（2）、NaClO3加入浸出液

5、中，将Fe2+氧化为Fe3+，ClO-被还原为Cl-，反应的离子方程式为：ClO3-＋6Fe2+＋6H+=Cl－＋6Fe3+＋3H2O-；（3）根据工艺流程图结合表格中提供的数据可知，加Na2CO3调pH至5.2，目的是使Fe3+和Al3+沉淀完全。滤液l中含有的金属阳离子为Co2+、Mn2+、Mg2+、Ca2+等，萃取剂层含锰元素,结合流程图中向滤液1中加入了NaF溶液，知沉淀Ⅱ为MgF2、CaF2；（4）、经过操作I由溶液得到结晶水合物，故除题中已知过程外，操作I还包括蒸发浓缩、冷却结晶；（5）、根据CoCl2·6H2O

6、的组成及测定过程分析，造成粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%的原因可能是：含有氯化钠杂质，使氯离子含量增大或结晶水合物失去部分结晶水，导致相同质量的固体中氯离子含量变大；（6）、整个受热过程中只产生水蒸气和CO2气体，5.49gCoC2O4·2H2O为0.03mol，固体质量变为4.41g时，质量减少1.08g，恰好为0.06molH2O的质量，因此4.41g固体为0.03molCoC2O4。依据元素守恒知，生成n(CO2)=0.06mol，m(CO2)=0.06mol×44g/mol=2.64g。而固体质量

7、由4.41g变为2.41g时，质量减少2g，说明290~320℃内发生的不是分解反应，参加反应的物质还有氧气。则参加反应的m(O2)=2.64g-2g=0.64g，n(O2)=0.02mol，n(CoC2O4):n(O2):n(CO2)=0.03:0.02:0.06=3:2:6，依据原子守恒，配平化学方程式，故290~320℃温度范围，剩余固体物质的化学式为Co3O4或CoO·Co2O3。2．某工厂以重晶石(主要含BaSO4)为原料，生产“电子陶瓷工业支柱”—钛酸钡(BaTiO3)的工艺流程如下：已知：（1）Ksp(BaSO

8、4)=1.0×10﹣10，Ksp(BaCO3)=5.0×10-9（2）草酸氧钛钡晶体的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O回答下列问题：（1）为提高BaCO3的酸浸速率，可采取的措施为_________(写出一条)。（2）配制一定浓度的TiCl4溶液时，通常是将TiCl4(室温下为液