2020年高考化学一轮复习必刷题-专题11 化工流程（一）（金属） 1．有关“未来金属”钛的信息有：①硬度大②熔点高③常温下耐酸碱、耐腐蚀④铁矿炼钛的一种工业流程为：
（1）钛铁矿的主要成分是FeTiO3（钛酸亚铁），其中钛的化合价为_______价，反应①化学方程式为_______。 排气歧管
（2）TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti，反应③化学方程式为_________，属于______（填反应类型），该反应_____（填“能”或“不能”）说明Mg的金属活动性强于Ti．
（3）上述冶炼方法得到的金属钛中会混有少量金属单质是______（填名称），由前面提供的信息______（填序号）知，除去它的试剂可以是以下试剂中的_________（填序号）
A：HCl B：NaOH C：NaCl D：H2SO4绝对式角度编码器
机器人电主轴
（4）氯化过程中主要发生的反应为2FeTiO3+6C+7Cl2 ====2TiCl4+2X+6CO，则X的化学式为：___________。
故障诊断方法【答案】+4 2FeTiO3+C CO2↑+2Fe+2TiO22Mg+TiCl42MgCl2+Ti 置换反应或者氧化还原反应能镁③AD FeCl3
【解析】（1）钛酸亚铁FeTiO3，Fe元素为+2价，O元素为-2价，设Ti元素为x价，可知(+2)+x+(-2)×3=0，解得x=+4，钛的化合价为+4价，根据流程图可知反应①中，反应物是C和FeTiO3，生成物为CO2、Fe和TiO2，因而①化学方程式为2FeTiO3+C CO2↑+2Fe+2TiO2；（2）TiCl4在高温下与足量Mg反应置换出金属Ti，反应③化学方程式为
2Mg+TiCl42MgCl2+Ti，单质和化合物反应得到另一个单质和化合物，可知该反应属于置
换反应，同时该反应镁元素和钛元素化合价变化，也为氧化还原反应，Mg能从钛盐置换出Ti，说明Mg的金属活泼性强于Ti；
（3）上述冶炼方法得到的金属钛时，可能有部分Mg未反应完，因而混有少量的金属镁，要证实上述猜测，可根据镁属于活泼金属，易于酸反应，因而可用HCl和H2SO4，即选AD；（4）根据化学反应中元素的种类和原子的个数守恒可知，X中含有Fe元素和Cl元素，同时Cl有3个，可推知X为FeCl3。
2．二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电脑显示屏生产过程中有大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)产生。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
(1)滤渣A的主要成分是_____________；洗涤滤渣A除去的阳离子主要是________(填离子符号)，检验该离子是否洗净的操作是________________________； (2)步骤②中反应的离子方程式是_____________________；
(3)萃取是分离稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP________(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有________、烧杯、玻璃棒、量筒等； (4)步骤④中反应化学方程式为______________________________。
【答案】SiO2、CeO2Fe3＋取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红，则已洗净；反之，未洗净2CeO2+H2O2+6H＋=2Ce3＋+O2↑+4H2O 不能分液漏斗
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
【解析】(1)根据上述分析可知，加入稀盐酸时，Fe2O3与HCl反应产生FeCl3和水，SiO2、
CeO2不能溶解，进入滤渣A中，因此滤液A的主要成分是Fe2O3与HCl反应产生的Fe3＋；检验Fe3+的方法是取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红，则证明沉淀已洗净；反之，沉淀未洗净；
(2)稀硫酸、H2O2，CeO2三者反应生成转化为Ce2(SO4)3、O2和H2O，反应的离子方程式为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2↑+4H2O；
(3)化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，萃取剂与水互不相容，而且Ce3+在萃取剂中的溶解度比在水中的大，所以TBP不能与水互溶；实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等；
桥梁应力检测(4)Ce(OH)3与O2、H2O在加热时发生氧化还原反应，Ce(OH)3被氧化为Ce(OH)4，根据原子守恒、电子守恒，可得反应的化学方程式：4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4。
3．化学来源于生活又服务于生活，化工生产是指对原料进行化学加工，最终获得有价值的产品的生产过程。某研究小组利用含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料制备铁红(氧化铁)和硫酸铵晶体。流程如下：
请回答下列问题：
(1)操作I的名称________________，滤渣的成分为__________________。
(2)简述下列实验操作：
电路板的制作①检验溶液A中金属阳离子的方法为
____________________________________________________；
②检验固体B是否洗涤干净的方法是
____________________________________________________。
(3)请写出溶液A中反应的离子方程式
_______________________________________________________
(4) 测定废料中硫酸铜的质量分数：称取a g废料样品，将操作I得到的滤渣用足量的稀硫酸溶解、过滤、洗涤、干燥，称得固体的质量为b g，则废料中硫酸铜的质量分数为
_______________(写出表达式。)
(5) 某同学提出另一种制备铁红的方法：往工业废水中加入足量的硫酸和双氧水，通过下列操作也可以得到铁红，请配平下列离子方程式_____ Fe2++ _____ H2O2 + _____ H+= _____ Fe3+ + ____ H2O
【答案】过滤Fe Cu 取少量液体于试管中，滴加少量的酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾的紫红褪去，证明含有Fe2+ ；取最后一次洗涤液少许于试管中，加入氯化钡溶液，若无白沉淀生成，则已洗涤干净10H2O+ 8NH3+O2 + 4Fe2+ = 4 Fe(OH)3 + 8NH4+
(5b/2a)×100% 2 1 2 2 2
【解析】硫酸亚铁和硫酸铜中加入硫酸和过量的铁粉，铁和硫酸铜反应置换出铜，所以溶液A 为硫酸亚铁，滤渣为铁和铜。溶液A中通入氨气和氧气，硫酸亚铁和氨气和氧气反应生成氢氧化铁和硫酸铵，固体B为氢氧化铁，氢氧化铁固体加热得到氧化铁。
(1)操作I是分离固体和液体，所以为过滤；滤渣为Fe和Cu；
(2) ①溶液A中的阳离子为亚铁离子，可以利用其还原性，使用酸性高锰酸钾溶液进行检验，操作为：取少量液体于试管中，滴加少量的酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾的紫红褪去，证明含有Fe2+ ；
②固体B为氢氧化铁，可能吸附有硫酸根离子，所以检验固体是否洗净，就是检验最后一次的洗涤液是否含有硫酸根离子，操作方法为：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入氯化钡溶
液，若无白沉淀生成，则已洗涤干净；
(3)硫酸亚铁和氨气和氧气反应生成硫酸铵和氢氧化铁沉淀，离子方程式为：10H2O+ 8NH3
+O2 + 4Fe2+ = 4 Fe(OH)3 + 8NH4+；
(4)操作I得到的滤渣为铁和铜，用足量的硫酸溶解后，得到的固体为铜，则根据硫酸铜和铜的关系分析，铜的质量为bg，则硫酸铜的质量为g=5b/2g，硫酸铜的质量分数为
(5b/2a)×100% ；
(5) 反应中亚铁离子的化合价从+2价升高到+3价，改变1价，过氧化氢中的氧元素的化合价从-1降低到-2价，所以二者的比例为2:1，再根据原子守恒和电荷守恒配平，该离子方程式为：2Fe2++ H2O2 + 2H+= 2Fe3++2H2O。
4．湿法炼锌厂在除杂过程中会产生大量铁矾渣。某黄钾铁矾渣主要含有K2Fe6(SO4)4(OH)12、ZnO·Fe2O3及少量CaO、MgO、SiO2等。一种由黄钾铁矾渣制备复合镍锌铁氧体( NiZnFe4O8)的流程如下：
回答下列问题
(1)滤渣I的主要成分是___________。
(2)净化除杂阶段加入Fe粉时发生反应的离子方程式为___________、___________。已知：25℃时K sp(CaF2)=2.7×10－11，K sp (MgF2)=6.4×10－19。加入NH4F使Ca2+、Mg2+离子沉淀，若沉淀后溶液中c(Ca2+)=2.7×10－6mol·L－1，则c(Mg2+)=___________ mol·L－1。
(3)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀过程中，三种离子的损失浓度与pH的关系曲线如图所示，pH与
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