2021届高考一轮(人教版)化学：无机化工工艺流程附答案

1、NHHCOl搅拌 反应I| CaCO.CO2HNQ,溶液T反占II然浓冷站过发缩却晶泄NHtCI反应IV1冷结过却品泄KNOG)Ca(NO,山溶液2021届高考一轮(人教版)化学：无机化工工艺流程附答案一轮复习：无机工艺流程【试一试】KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的KNO3制备方 法的主要步骤：CaSO滤液饱和NHJSO冏液ICO,(1)反应【中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1 ： 2,该反应的化学方程式为 二(2)反应I【需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是：从反应IV所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是(3)检验反应II所得K2s

2、。4中是否混有KC1的方法：取少量K2so4样品溶解于 水，,【答案】(1)CaS04+2NHHC03=CaC03 J + (NH4) 2S04+H20+C02 t分离NH4cl与K2s0“加快化学反应速率 防止KN03结晶,提高KNO3的产 率(3)加入Ba (NO,溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNOs溶液, 若有沉淀生成，说明K2s0,中混有KCI【解析】(1)反应I中,CaSO,与NH4HCO3的物质的量之比为1 : 2,由流程图可 知生成CaCOs、(NHJSO,和CO2，由质量守恒可知反应的化学方程式为CaSO4+ 2NH4HC03=CaC03 I + (NH4)2S

3、04+H20+C02 f o (2) (NHJzSCL力口入 KCI,在干态、力口 热的条件下进行，可生成易分解的氯化铁，加热时氯化铉分解生成氯化氢和氨 气，温度降低乂生成氯化铁，以此可分离出氯化镀，得到硫酸钾，且能加快反 应的速率；从反应IV所得混合物中分离出CaSO,的方法是趁热过滤，趁热过滤的 目的是防止KN03结晶,提高KM的产率。(3)检验反应II所得K2sOd中是否混有KCI,应先加入硝酸钢使硫酸钾完全转化为硫酸钢沉淀，以免干扰氯离子的检验, 然后再加入硝酸银检验氯化钾，操作方法为加入Ba(N03溶液至不再产生沉淀, 静置，向上层清液中滴加AgNOs溶液，若有沉淀生成，说明K2s0

4、“中混有KCI。1、某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如下图所示。下列说法错误的是()废气图43据 rT工体 a|一，HH2SO4IA. X可能含有2种盐 B. Y可能含有(NH4)2SO4C. a是SO3D. (NHQ2S2O8中S的化合价不可能为+ 7【答案】C【解析】A项，X为亚硫酸铉、亚硫酸氢钱；B项，Y可能含有硫酸钱；C项，H 一尸。一针* ?u-0H N IIa应该是二氧化硫；D项，o i A1(OH)3(4)除去过量的氢氧化钙(5)温度太高CaC02H2O会失水(6)N(T没除去，析出Na。，导致测定结果偏高4、钛铁矿的主要成分为FeTiCh(可表示为FeO TiO2),含有少量

5、MgO、CaO. SiO2 等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li/TiQiz和磷酸亚铁锂 LiFePO)的工业流程如下图所示：过潴双firriCH已知：FeTiCh与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4Hb +4Cr=Fe2 h +TiOC142-+2H2Oo(1)化合物FeTiCh中铁元素的化合价是o(2)滤渣A的成分是o(3)滤液B中TiOCN一转化生成TiO2的离子方程式是(4)反应中固体TiCh转化成(NHSTisOis溶液时，Ti元素的浸出率与反应温 度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是(5)反应的化学方程式是(6)由滤液D制备LiFeP

6、CU的过程中，所需17%双氧水与H2c2。4的质量比是若采用钛酸锂(Li4Ti5O0和磷酸亚铁锂(LiFePCU)作电极组成电池，其工作 原理为：充电Li4Ti5Oi 2+3LiFePO4LivTiOi 2+3FePO4放电该电池充电时阳极反应式是O解析(l)FeTiO3可表示为FeO TiCh，由此可知铁元素的化合价是+2。(2)FeTiCh、MgO、CaO均可以溶于盐酸，故滤渣中只有SiCh。(6)滤液D中含有Fe2+,由滤液D制备LiFePO4的过程中，Fe?+先被H2O2氧 化,后乂被H2c2。4还原成Fe2+.H2Ch作氧化剂时. 1 mol H2O2得到2 mol电子; H2C2O

7、4作还原剂时，1 mol H2C2O4转化为CCh失去2 mol电子，由于两个过 程转移的电子数相同，所以H2O2与H2c2。4的物质的量之比为1 ： 1,则所需 3417%双氧水与H2c2O4的质量比是方近：90 = 20 : 9o阳极发生氧化反应，应是LiFePCh转化为FePO4o答案(1)+2 (2)SiO2(3)TiOCl42-+H2O=TiO2l+2H+ +4CF(4)温度过高时，反应物氨水(或双氧水)会受热分解(5)(NH4)2Ti5Oi5+2LiOH=Li2Ti5Oi51+2NH3-H2CK或 2NH3+2H2O)(6)20 : 9(7 )LiFePO4 - e =FePO4+

8、Li+5、烟气中SO?和NO、(NO及NO2)的脱除对于环境保护意义重大。(1)湿式氨法烟气脱硫脱氮是通过氨水吸收烟气，得到含NH4 so32 so42 HSO3-和N02的吸收液。用离子方程式解释吸收液中含有S03-的原因：一 吸收液中的SO32 s HSO3-均对NO2具有吸收作用，但HSO3-对NO,的吸收能力比S032一弱。a SO.?-与NO?反应生成NO2的离子方程式是 b.经测定，在烟气的吸收过程巾，吸收液对N(h的吸收率随烟气通入量变化的结合化学用语解释产生上述结果的原因：o(2)二氧化氯(C102)具有很强的氧化性，可用于烟气中SO?和NO的脱除。酸性条件下，电解NaCKh溶

9、液，生成。Ch的电极反应式是。 研究表明：C1O2氧化SO?和NO的反应历程与下列反应有关。NO+CIO2= NO2 +CIONO +CIO=NO2 +CISO2 +CIO2=SO3 +C10SO2 +C1O=SO3 +C1实验测得：CIO2分别氧化纯SO2和纯NO的氧化率以及C1O2氧化SO2和NO混 合气中的S(h氧化率随时间的变化情况如下图所示。a 结合上述信息，下列推论合理的是(填字母序号)。NO的存在会影响C1O2氧化SO2的反应速率C1O2氧化SO2的反应速率慢于C1O2氧化NO的反应速率C.反应i中生成的NO?可以加快。Ch氧化SO2的反应速率b.结合反应历程，分析混合气中SO2

10、氧化速率较纯SO2氧化速率快的原因可能27.共12分,每空2分）裂（1） SOl2MH3+ a. 2N6 + SO；2- + 2OH- - 2NO2T SO-h2 ab. SO2 + 3O；+ H?O -2H30炉,履着烟气通入量的增加，吸收液中c（HS（V）熠大, 式S02-）减小，导致吸收液对NO：的吸收能力下降-P（2） C105- 4- 2Hf e- - CIO； + 此8a.,b.因氧化NO的反应速率较快，故当SO?中混有NO时，CIOj氧化NO生成u的CQ会继续氧化SO。即随CIO浓度的增加，氧化混合气中SO?的氧化速率p 增大，6、某吸水材料与聚酯纤维都是重要的化工原料。它们的合

11、成路线如图所示：cooch3已知：A由C、H、O三种元素组成，相对分子质量为32。RCOOR +R OHLRCOOR +R OH （R、R、R代表爆基）。请回答下列问题： TOC o 1-5 h z （1）A的结构简式是oB中的官能团名称是oDfE的反应类型是。（4）乙酸与化合物M反应的化学方程式是:G聚酯纤维的化学方程式是o（5） E的名称是o（6）G的同分异构体有多种，满足下列条件的共有 种。来源:Zxxk.Com苯环上只有两个取代基;1 mol该物质与足量的NaHCCh溶液反应生成2 moi COo（7）写出由OCFb合成。一CHO的流程图（注明反应条件）。【，解析】（1）根据题给信息A

12、由C、H、O三种元素组成，相对分子质量为32,可知A 为 CH3OH。（2）利用逆推法，将CH3coOH和吸水材料酯化即可得到高分子C,其结构简-ECHch2cii3c0式为 O,可推知B为C的单体，B的结构简式为CH3COOCHCH2, B中含有的官能团是酯基和碳碳双键。（3） D为CEBr,则由D-E的反应类型是取代反应。（4）乙酸与化合物M反应的化学方程式是CH3coOH+CH三CHfCH3COOCH=CH2oGf聚酯纤维的反应是缩聚反应。（5） E为CmYDC峰,其名称为对二甲苯或1,4-二甲苯。（6）满足题给条件的G的同分异构体共有12种，为HX）C）-CH2CH2-CCX）H（邻、

13、间、对 3 种）、HOOCCHztQCHz-COOH （邻、间、对 3 种）、C（X）HHOOC-CHCCX）HCCX）H （邻、间、对 3 种）、CH3（邻、间、对3种）。（7）采用逆推法分析合成路线：Q-CH0_OCH20H_o【答案】（1）CH3OH（2）酯基、碳碳双键（3）取代反应（4） CH3aX）H + CH=CHCH3aX）CH=CH2 .o o hCILOC CX-C-OCIhCH2OHO+）CH20Hl H 、ch3o-Fc-）oC-OCH2 cH2 0+ H+ (2 ?L 1) CH3 0H(5)对二甲苯(或1,4-二甲苯)12(7 ) O-CH3 2 OW2H2clNaO

14、H溶液 OCH0【附加题】铁黑(Fe-QJ是常见的铁系颜料。一种制取铁黑的实验流程如图所 示：制取铁黑的反应原理可表示为Fe(OH)2 + 2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 . 2 Fe(OH)3Fe3O4.加入氨水调pH至79时，发生反应的离子方程式为.为保证铁黑样品的质量，”合成”中需要控制的因素有(填三个)。(3)铁黑产品中F%。的含量是判断产品等级的依据之一。某铁黑样品中混有的杂质为FeO、F%。中的一种。根据国标方法，进行的测定实验如下：步骤1:称取1.908g样品置于锥形瓶中，加入足量盐酸,加热使之完全溶解。步骤2:向锥形瓶中先加入足量的SnQ溶液，将F/+全部转化为Fd+,除去

15、过量的Sn,再加入一定量的硫酸和磷酸,并滴加指示剂。步骤3:再向锥形瓶中滴加0. 08200mobL, K2Cr2O7,发生反应：Cr2O + 6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O。恰好完全反应时,共消耗 50. 00mL K。溶液。请计算样品中gQ的质量分数(写出计算过程)。答案： Fe2+ + 2 NH3 H2O = Fe（OH）2 i +2 NH：（2）通入空气的量、空气的通入速率、氨水的浓度（溶液的pH）、反应温度（3）.根据离子方程式可知（Fe2+） = 0.08200 x50 xl0-3x6mol = 0.0246mol。极值法讨论，设全来自于FeQ,，z(Fe-Q4)

16、= 1.9024g。设全来自于Fe2O3, ;n(Fe2O3) = 1.968g o 设全来自于 FeO, m(FeO)=l. 7712g,则为 FqO4与Fe2O3的混合物，设Fe3O4为xmol, Fe2O3为ymol,则有 3x+2y=0. 0246, 232x+160y=l. 908,解得巾 c、 0.0075x232mx=0. 0075, y=0. 00105, 6?(Fe3O4) =x 100% 4 91.2%1 .08解析：（1） .在FeSC溶液中，加入氨水调pH至7、9时，生成氢氧化亚铁沉淀和 硫酸核,根据可写出反应的离子方程式。（2）在“合成”过程中通过控制通入空气的量、通入空气的速率、氨水的浓度及反应温度等因素可提高铁黑样品的质量。(3)根据反应5OH6Fe、14H- 2c产+ 6Fe J7Hq 可知,(Fe2+) = 0.08200 x 50 x 1x 6 mol = 0.0246 mol极值法讨