2020届高考化学人教第二轮复习专题强化练
化学工艺流程题
1、磷酸铁锂电池是新型的绿色能源电池，其简化的生产工艺流程如下。
(1)反应釜中反应的化学方程式为____________________，该反应体现出非金属性关系：P________(填“>”或“<”)C。
(2)室温下，LiH2PO4溶液的pH随c(H2PO－4)的变化如图1所示，H3PO4
－
cHPO24－
溶液中H2PO4的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ＝
c总
(含P元素的粒子)]。
①由图1知，低浓度时LiH2PO4溶液的pH小于7，且随着c初始(H2PO－4)的增大而减小，其合理的解释为____________________。
②综合上图分析，若用浓度大于1mol·L－1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，要使反应釜中的H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，反应釜中需要控制溶液的pH＝________。
(3)磷酸铁锂电池总反应为：LiFePO4＋
6CLi1－xFePO4＋LixC6，电池中的固
体电解质可传导Li＋。充电时，Li＋移向________(填“阳极”或“阴极”)；放电时，正极反应式为
___________________________________________________。 (4)磷酸铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定：称取1.60g试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液，再加入HgCl2饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.030mol·L－1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液50.00mL。
2－
已知：2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－===SnCl6＋2Fe2＋
－4Cl－＋Sn2＋＋2HgCl2===SnCl26＋Hg2Cl2
2－6Fe2＋＋Cr2O7＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
①实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是___________________。 ②铁的百分含量Fe(%)＝________。
答案 (1)2H3PO4＋Li2CO3===2LiH2PO4＋H2O＋CO2↑ >
(2)①H2PO－4在溶液中既存在电离平衡，也存在水解平衡。电离作用产生H＋使溶液显酸性，水解产生OH－使溶液显碱性，由于H2PO－4的电离程度大于水解程度，所以溶液显酸性，故pH<7；若在开始时溶液c(H2PO－4)
＋＋越大，则单位体积内H2PO－4电离产生的H的数目越多，c(H)就越大，
溶液的pH就越小 ②4.66
(3)阴极 Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
2－
(4)①将溶液中过量的Sn2＋转化为稳定的SnCl6络离子，防止干扰Fe2
＋
的测定 ②31.5%
解析 (1)由于酸性：H3PO4>H2CO3，所以在反应釜中发生复分解反应：2H3PO4＋Li2CO3===2LiH2PO4＋H2O＋CO2↑；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，由于酸性：H3PO4>H2CO3，所以元素的非金属性：P>C。
(2)②若用浓度大于1mol·L－1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，当pH达到4.66
－
cH2PO4
时，根据图2知δ＝＝0.994，根据图1知c初始(H2PO－4)接
c总
近1mol·L－1，则H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4。故要使H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，溶液的pH控制在pH＝4.66。
(4)①实验中加入HgCl2饱和溶液，可以发生反应：4Cl－＋Sn2＋＋
－2＋
2HgCl2===SnCl2转化为稳6＋Hg2Cl2，这样就可以使溶液中过量的Sn
－定的SnCl2从而防止用重铬酸钾溶液滴定溶液中的Fe2＋时干6络离子，
扰实验结果的测定，造成实验误差。
－＋3＋②根据6Fe2＋＋Cr2O2＋2Cr3＋＋7H2O可知，n(Fe2＋)＝7＋14H===6Fe
2－6n(Cr2O7)＝6×
0.030mol·L－1×0.0500L＝9×10－3mol，m(Fe)＝n·M＝9×10－
3
mFemol×56g·mol＝0.504g，所以铁的百分含量＝×100%＝
m总
－1
0.504g
×100%＝31.5%。 1.60g
2、过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)广泛用于化工、造纸、纺织、食品等行业，一种以芒硝(Na2SO4·10H2O)、H2O2等为原料制备过碳酸钠的工艺流程如下：
－＋2－2－
已知2CrO2, pH小于5时几乎均以Cr2O7形式存4＋2H===Cr2O7＋H2O
2－在，pH大于8.5时几乎均以CrO4形式存在。
回答下列问题：
(1)Na2CrO4中Cr元素的化合价为________。
(2)Ksp(CaCrO4)________(填“＞”或“＜”)Ksp(CaSO4)。 (3)流程中循环物质X为________(填化学式)。
(4)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为__________________。 (5)步骤Ⅰ～Ⅲ是为了制得纯碱，从环境保护的角度看，可能的不足
之处是________________________________。
(6)步骤Ⅴ合成时，加入95%的乙醇的目的是__________。 (7)测定产品活性氧的实验步骤如下：准确称取mg产品，用硫酸溶解后，用cmol·L－1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液
VmL。
①滴定到终点时，溶液呈__________(填“无色”或“浅红色”)。 ②过氧化物的活性氧是指过氧化物单独用催化剂催化分解时放出氧气的质量与样品的质量之比。该实验测得的产品中活性氧为________(列出计算表达式)。 答案 (1)＋6 (2)> (3)Na2Cr2O7
(4)2Na2CrO4＋2CO2＋H2O===Na2Cr2O7＋2NaHCO3
(5)六价铬有毒，易造成环境污染 (6)减小过碳酸钠的溶解度，提高产率 (7)①浅红色 4cV②%
m解析 (2)分析过程可知步骤Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4，说明反应向更难溶的方向进行，证明Ksp(CaCrO4)＞Ksp(CaSO4)。
－＋
(3)已知2CrO24＋2H
－－
Cr2O2pH小于5时几乎均以Cr2O27＋H2O，7形
－
式存在，pH大于8.5时几乎均以CrO24形式存在，酸溶液中平衡向正
方向移动，流程中循环物质X为Na2Cr2O7。
(7)②准确称取mg产品，用硫酸溶解后，用cmol·L－1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液VmL，反应为：
5H2O2＋3H2SO4＋2KMnO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑，n(H2O2)＝5cV×10－3
mol＝2.5×10－3cVmol,2H2O2===2H2O＋O2↑，分解生成氧气质21
量为2.5×10－3cVmol×32g·mol－1×＝0.04cVg，过氧化物的活性氧
2是指过氧化物单独用催化剂催化分解时放出氧气的质量与样品的质0.04cVg4cV量之比＝×100%＝%。
mgm3、某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：
已知：①Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物 开始沉淀5.4 pH 沉淀完全6.7 pH
请回答下列问题：操作1主要包括：__________、____________、_______。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是________________________________________ ____________________。
答案 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失
解析 从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是CuSO4晶体溶解于水，而且温度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失。
5.2 3.7 8.8 4.0 2.7 5.8 Cu(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
4、软锰矿中含MnO2约70%，SiO2约20%，Al2O3约4%，其余为水分；闪锌矿中含ZnS约80%，FeS、CuS、SiO2共约7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，制取Zn、MnO2和Na2SO4。其工艺流程如下：
Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100g水)如图，则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是：将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、___________、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是_____________________。
答案 趁热过滤 防止形成Na2SO4·10H2O
解析 读图，硫酸钠的溶解度随温度的降低逐渐增大，而十水硫酸钠的溶解度随温度的降低明显减小，由此说明从Ⅳ溶液中制取硫酸钠固体的方法是蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥；用乙醇洗涤硫酸钠固体时，不会析出十水硫酸钠，用水洗涤硫酸钠固体时，随着温度的降低，硫酸钠溶解度增大，容易析出十水硫酸钠固体。
5、绿矾(FeSO4·7H2O)可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法：
已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时溶液的pH为5.5。
(1)操作Ⅳ的顺序依次为：________________、冷却结晶、__________________。
(2)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表
面
附
着
的
硫
酸
等
杂
质
；
②________________________________________________________________________。
答案 (1)蒸发浓缩 过滤 (2)降低绿矾的溶解度，减少绿矾的损失
解析 FeSO4溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O晶体。
6、二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}制备流程如下：
△CO↑＋CO↑＋HO) (已知：H2C2O4=====22
制备CuO：CuSO4溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤。 (1)
用
双
层
滤
纸
过
滤
的
原
因
是
________________________________________。
(2)用蒸馏水洗涤氧化铜时，如何证明氧化铜已洗涤干净？ ________________________________________________________________________。
答案 (1)防止CuO颗粒穿过滤纸或防止滤纸破损
(2)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤干净
解析 (1)过滤的目的是为了除尽不溶的固体，从过滤时滤纸易破损，用双层滤纸的可能原因是防止滤纸破损、防止CuO颗粒穿过滤纸。(2)
可以检验是否存在硫酸根离子来检验是否洗涤干净，具体方法是：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明已洗涤干净。
7、工业上利用铬铁矿(FeO·Cr2O3)冶炼铬的工艺流程如下：
(1)操作Ⅰ包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：____________________________
________________________________________________。
(2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr(OH)3溶于浓氢
氧
化
钠
溶
液
的
离
子
方
程
式
：
______________________________________________________。 答案 (1)将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作2～3次
－(2)Cr(OH)3＋OH－===CrO2＋2H2O
解析 (1)过滤后得到的沉淀进行洗涤必须在过滤器中完成，所以实验室中洗涤沉淀的操作为：将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作2～3次。
(2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物。氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，因此Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液反应生成的是NaCrO2和水，反应的离子方程式为Cr(OH)3＋OH－===CrO－2＋2H2O。
8、FePO4是一种难溶于水的白色固体，可作金属防腐剂，也可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4。实验室利用FeSO4·7H2O和H3PO4(弱酸)制备FePO4、LiFePO4流程如下图：
回答下列问题： (1)
洗
涤
FePO4
沉
淀
的
操
作
是
_______________________________________________________。
(2)若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色，则“FePO4”最可能混有的杂质是____________。
答案 (1)向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复操作2～3次 (2)Fe(OH)3
9、某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是__________________________
_______________________________；获得沉淀后，要对沉淀进行洗涤
，
请
简
述
洗
涤
沉
淀
的
操
作
是
_________________________________________________________。 答案 过滤 (沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水，至浸没沉淀后，待水
自然流下，重复操作2～3次
解析 由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，则B为Al2O3，反应②为KAl(SO4)2与氨水的反应，则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4和NH3·H2O。根据以上分析可知Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤；获得沉淀后，要对沉淀进行洗涤，洗涤在过滤器中进行，则洗涤沉淀的操作是(沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水，至浸没沉淀后，待水自然流下，重复操作2～3次。
10、某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2
开始沉淀2.3 pH 沉淀完全3.2 pH
过滤后的沉淀表面通常附着有一些杂质离子，为得到纯净产物，需要进行洗涤，确定沉淀洗涤干净的操作及现象是_____________________________________________________。 答案 取少量最后一次洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则未洗涤干净，反之则洗涤干净
11、以黄铜矿(CuFeS2)、FeCl3和乳酸[CH3CH(OH)COOH]为原料可制备有机合成催化剂CuCl和补铁剂乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。其主要实验流程如下：
9.7 6.4 7.6 4.4
(1)FeCl3溶液与黄铜矿发生反应的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向溶液1中加入过量铁粉的目的是
____________________________________________。
(3)过滤后得到的FeCO3固体应进行洗涤，检验洗涤已完全的方法是_______________。
答案 (1)CuFeS2＋3Fe3＋＋Cl－===4Fe2＋＋CuCl＋2S (2)除去溶液中的Fe3＋，提高产品的纯度
(3)取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则洗涤完全
解析 (3)FeCO3固体会吸附溶液中的Cl－，所以检验洗涤已完全应检验是否含有Cl－。
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