2024年高考化学二轮复习第二部分新高考五大题型突破题题型突破二化学工艺流程综合题题型能力提升训练(二).docVIP

题型能力提升训练(二)

1.(2023·河北邯郸二模)Be被主要用于原子能反应堆材料、宇航工程材料等，有“超级金属、尖端金属、空间金属”之称。硫酸法是现代工业用绿柱石(主要成分为3BeO·Al2O3·6SiO2，还含有铁等杂质)生产氧化铍的方法之一，其简化的工艺流程如下：

已知几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表：

金属阳离子

Fe3＋

Al3＋

Fe2＋

Be2＋

开始沉淀时pH

1.5

3.3

6.5

5.2

沉淀完全时pH

3.7

5.0

9.7

—

(1)步骤②中还可以采取什么措施提高反应速率_适当增加硫酸的浓度、搅拌、适当升高温度等__(除粉碎外，任写一点)。

(2)滤渣1成分的化学式为_H2SiO3__。

(3)步骤③中加入H2O2的目的是_将Fe2＋氧化为Fe3＋__。

(4)步骤④不宜使用NaOH溶液来沉淀Be2＋，原因是Be(OH)2能与强碱发生反应：Be(OH)2＋2OH－===BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O，难以控制强碱的用量使Be2＋恰好完全沉淀(用必要的文字和离子方程式说明)；已知Ksp[Be(OH)2]＝1.6×10－22，则Be2＋沉淀完全时，溶液中c(OH－)＝_4×10－9__mol·L－1(通常认为溶液中离子浓度小于1.0×10－5mol·L－1时为沉淀完全)。

【解析】绿柱石经石灰石熔炼后再粉碎、硫酸酸浸，得到滤渣H2SiO3和滤液(含有Be2＋、Fe2＋、Al3＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4))，加入H2O2后Fe2＋被氧化为Fe3＋，用氨水调节pH，Fe3＋、Al3＋生成沉淀，Be2＋留在滤液，继续加氨水调节pH可使Be2＋生成Be(OH)2沉淀，灼烧后生成BeO。(1)步骤②中还可以采取适当增加硫酸的浓度、搅拌、适当升高温度等措施提高反应速率。(2)滤渣1成分的化学式为H2SiO3。(3)步骤③中加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)Be(OH)2能与强碱发生反应：Be(OH)2＋2OH－===BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O，难以控制强碱的用量使Be2＋恰好完全沉淀，故不宜使用NaOH溶液来沉淀Be2＋。Be2＋沉淀完全时，c(Be2＋)＝1.0×10－5mol·L－1，由c(Be2＋)c2(OH－)＝Ksp[Be(OH)2]，可得c(OH－)＝4×10－9mol·L－1。

2.(2023·河北唐山二模)海水中提取镁的工艺流程：

(1)该工艺流程中属于分解反应的有_3__个，请写出其中属于氧化还原反应的化学方程式MgCl2eq\o(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑。

(2)MgCl2·6H2O脱水得到MgCl2的过程中，通入HCl的作用是_抑制MgCl2与水在加热条件下发生水解反应__。

(3)25℃时，在沉镁的过程中，将MgCl2溶液滴加到Ca(OH)2悬浊液中，当混合溶液中pH＝12时，同时存在Ca(OH)2、Mg(OH)2两种沉淀，则此时溶液中c(Ca2＋)∶c(Mg2＋)＝_8×105__。判断此时Mg2＋_是__完全沉淀(填“是”或“否”)。(Ksp[Ca(OH)2]＝4.8×10－6，Ksp[Mg(OH)2]＝6.0×10－12，当某离子浓度降到1×10－5mol·L－1以下时，认为该离子已经完全沉淀。)

(4)新工艺向含氧化镁熔浆中添加三氯化铈(CeCl3)和氯气反应，生成CeO2和无水氯化镁。请写出该反应的化学方程式4MgO＋2CeCl3＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(高温))2CeO2＋4MgCl2。

【解析】碳酸钙煅烧得到生石灰，加水得石灰乳，加到海水中得到氢氧化镁沉淀，先与HCl反应生成氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，再在HCl气流中加热获得无水氯化镁，电解熔融氯化镁制取Mg，同时得到的氯气可转变为HCl进行循环利用。(1)分解反应有：碳酸钙煅烧得到生石灰和水，MgCl2·6H2O分解得到MgCl2和H2O，电解熔融氯化镁得到Mg和Cl2，则该工艺流程中属于分解反应的有3个，其中属于氧化还原反应的化学方程式为MgCl2eq\o(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑。(2)增大氢离子浓度可使镁离子水解平衡左移，则MgCl2·6H2O脱水得到MgCl2的过程中，通入HCl的作用是：抑制MgCl2与水在加热条件下发生水解反应。(3)25℃时，当混合溶液中pH＝12时，同时存在Ca(OH)2、Mg(OH)2两种沉淀，则此时溶液中c(Ca2＋)∶c(Mg2＋)＝eq\f(c?Ca2＋?·c2?OH－?,c?Mg2＋?·c2?OH－?)＝eq\f(Ksp[Ca?OH?2],Ksp[Mg?OH?2])＝eq\f(4.8×10－6,