2020年高考化学二轮复习专题10化工流程大题练习

专题10化工流程大题1．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程以下列图：硼镁泥的主要成分以下表：MgOSiO2FeO、FeOCaOAlOBO23232330%～40%20%～25%5%～15%2%～3%1%～2%1%～2%回答以下问题：“酸解”时应该加入的酸是________，“滤渣1”中主要含有________(写化学式)。(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是___________、__________________。(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是______________________________。(4)分别滤渣3应趁热过滤的原因是____________________________________。【答案】(1)HSOSiO2＋3＋3＋、Al3＋2(2)将Fe氧化为Fe调治溶液pH，使Fe以氢氧化物的形式积淀除去42(3)取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完好(4)防范MgSO·7HO结晶析出。422．“分子筛”是一种拥有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O)，其中有好多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子经过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰

(主要成分为

Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备“分子筛”的一种工艺以下：(1)分子筛的孔道直径为4A称为4A型分子筛；当Na＋被Ca2＋代替时就制得5A型分子筛，当Na＋被K＋代替时就制得3A型分子筛。要高效分别正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)应该采用________型的分子筛。(2)铝灰在90℃时水解的化学方程式为____________________________；“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是_________________________________。(3)“酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为__________，原因是_____________。(4)“氧化”时，发生的主要反响的离子方程式为____________________________。该工艺中滤渣的成分是________。“胶体”调理pH后过滤所得“晶体”需清洗，怎样证明该晶体已经清洗干净？_____________________________________________________________________。【答案】(1)5A90℃＋NH3↑加快AlN水解反响速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出(2)AlN＋3H2O=====Al(OH)3盐酸电解时生成的氢气和氯气能够制备盐酸(4)2Fe2＋＋－3＋－＋H2O＋2H＋ClO===2Fe＋Cl(5)Fe(OH)3取最后一次冲洗液少许，加入浓氢氧化钠溶液并微热，若不能够产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则冲洗干净，否则未冲洗干净(或取最后一次冲洗液少许，加稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，若不能够产生白色积淀，则冲洗干净，否则未冲洗干净)。3．PFS是水办理中重要的絮凝剂，以下列图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是________；PFS中铁元素的化合价为________；在酸浸槽中，为了提高浸出率，能够采用的措施有

________________(

写两条)。(2)若废铁屑中含有很多铁锈(Fe2O3·xH2O)，则酸浸时反响的化学方程式有__________________________。(3)若是反响釜中用H2O2作氧化剂，则反响的离子方程式为_______________；生产过程中，发现反响釜中产生了大量的气体，且温度明显高升，其原因可能是_________________________。聚合釜中溶液的pH一定控制在必定的范围内。假如溶液酸性过强，造成的结果是____________________。若是溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁积淀。若溶液中Fe3＋的浓度为1－13＋开始积淀时，溶液的pH约为________。[已知3sp×10－39mol·L，当FeFe(OH)的K≈1.0]。【答案】(1)H2SO4＋3加热、搅拌、多次浸取等(2)Fe2O3·xH2O＋3H2SO===Fe(SO)＋(3＋x)HO、Fe＋HSO===FeSO＋H↑(3)2Fe2＋＋3＋＋＋HO＋2H===2Fe424322442222H2OH2O2与Fe2＋的反响为放热反响，加入的H2O2过多，且生成的Fe3＋能作H2O2分解的催化剂，H2O2发生分解反响，生成了3＋－的结合(合理答案均可)1O2(4)影响Fe与OH4．醋酸镍

[(CH3COO)2Ni]

是一种重要的化工原料。一种以含镍废料

(含

NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程图以下：相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性以下表：金属离子开始积淀的pH积淀完好的pH物质20℃时溶解性(HO)23＋1.13.24微溶FeCaSOFe2＋5.88.8NiF2可溶Al3＋3.05.0CaF2难溶Ni2＋6.79.53sp＝9.60×10－6NiCOK(1)调治pH步骤中，溶液pH的调治范围是____________。(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是________、________。写出氧化步骤中加入H2O2发生反响的离子方程式：___________________________。酸浸过程中，1molNiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反响的化学方程式：______________________________________。(5)沉镍过程中，若c(Ni2＋)＝2.0mol·L－1，欲使100mL该滤液中的Ni2＋积淀完好[c(Ni2＋)≤10－5mol·L1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为________g。(保留小数点后1位有效数字)保持其他条件不变，在不同样温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最正确温度与时间分别为________℃、________min。【答案】(1)5.0≤pH＜6.7(2)SiO2、CaSO4CaF2(3)2Fe2＋＋3＋＋2HO＋HO＋2H===2Fe22(4)NiS＋HSO＋2HNO===NiSO＋SO↑＋2NO↑＋2HO(5)31.4(6)701202434225．硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。用锌白矿

(主要成分为

ZnO，还含有

Fe2O3、CuO、SiO2等杂质

)制备ZnSO4·7H2O的流程以下：相关金属离子生成氢氧化物积淀的pH(开始积淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L－1计算)如表所示：金属离子开始积淀的pH积淀完好的pH3＋1.13.2FeFe2＋5.88.8Zn2＋6.48.0“滤渣1”的主要成分为________(填化学式)。“酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有：合适提高酸的浓度、____________(填一种)。“置换”过程中，加入合适的锌粉，除与溶液中的Fe3＋、H＋反响外，另一主要反响的化学方程式为______________________________________。(3)“氧化”一步中，发生反响的离子方程式为________________________________。溶液pH控制在[3.2,6.4)之间的目的是____________________________________。“母液”中含有的盐类物质有____________(填化学式)。【答案】(1)SiO2粉碎锌白矿(或充分搅拌浆料、合适加热等)(2)Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4(3)3Fe2＋－＋2＋3＋积淀完好，而2＋不积淀＋MnO＋7ZnO＋9H＋MnO＋7Zn使FeZn42(4)ZnSO4、K2SO46．某科研小组采用以下方案回收一种光盘金属层中的少许Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO===2NaCl＋NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH·H)＋＋Cl－＋2HO2323③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原＋＋＋＋Ag(NH3)2：4Ag(NH3)2＋N2H4·H2O==4Ag↓＋N2↑＋4NH4NH3↑＋H2O“氧化”阶段需在80℃条件下进行，合适的加热方式为________________。(2)NaClO溶液与Ag反响的产物为AgCl、NaOH和O2，该反响的化学方程式为__________________________________。HNO3也能氧化Ag，从反响产物的角度解析，以HNO3代替NaClO的缺点是

___________________________________________。(3)为提高

Ag的回收率，需对“

过滤Ⅱ”的滤渣进行冲洗，并

_____________________。(4)若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反响容器中滴加

10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过分NaClO与NH3·H2O反响外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反响)，还由于________________________________________________________________________。请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获得单质Ag的实验方案：______________(实验中须使用的试剂有：2mol·L－1水合肼溶液，1mol·L－1H2SO4)。【答案】(1)水浴加热(2)4Ag＋4NaClO＋2HO===4AgCl＋4NaOH＋O2↑会释放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成环境污染将冲洗后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有必然浓度的Cl－，不利于AgCl与氨水反响(5)向滤液中滴加－1水合肼溶液，搅拌使其充分反响，同时用－1溶液吸取反响中放出2mol·L1mol·LH2SO4的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、冲洗，干燥7．工业上利用粗ZnO(含FeO、CuO)制取金属锌的流程以下(部分步骤省略)：已知：几种离子形成氢氧化物积淀时的pH以下表：待积淀的离子Fe2＋Fe3＋Zn2＋Cu2＋开始积淀时pH6.31.56.25.2积淀完好时pH9.73.28.06.4请回答以下问题：(1)酸浸粗氧化锌的过程中，为了加快酸浸速率，可采用的措施有______________________________(写出一点即可)。(2)步骤A的目的是将2＋3＋，并全部形成3积淀，为了暂不形成22Fe氧化为FeFe(OH)Cu(OH)、Zn(OH)，该步骤需控制溶液pH的范围是______________，该步骤中加入HO发生反响的离子方程式为22_______________________________________。步骤D的操作名称为________________________________________________。由粗ZnO制取单质锌的另一种方法是将粗ZnO(含FeO、CuO)溶于NaOH溶液，ZnO全部转变成Na2[Zn(OH)4]溶液，该反响的化学方程式为_________________________；尔后将FeO、CuO过滤除去；再用惰性电极电解该滤液，阳极上逸出无色无味气体，阴极上析出锌，则阴极电极反响式为_____________________________________________。【答案】(1)将粗氧化锌粉碎成细颗粒、合适增加硫酸的浓度、合适高升温度(任写一点)(2)3.2≤pH＜5.22Fe2＋＋3＋过滤＋H2O2＋2H===2Fe＋2H2O(3)(4)ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4][Zn(OH)4]2－＋2e－－===Zn＋4OH8.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极资料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少许MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程以下：回答以下问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果以以下列图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42形式存在，写出相应反响的离子方程式__________________。（3）TiO2·xH2O积淀与双氧水、氨水反响40min所得实验结果以下表所示：温度/℃3035404550TiO2·xH2O转变率%9295979388解析40℃时TiO2·xH2O转变率最高的原因__________________。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。（5）若“滤液②”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3恰好积淀完好即溶液中，此时能否有Mg(PO)2积淀生成？（列式计算）。FePO、Mg(PO)2的K分别为34434sp。（6）写出“高温煅烧②”中由FePO制备LiFePO的化学方程式。44+-2+2+2HO【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h（2）FeTiO+4H+4Cl=Fe+TiOCl32（3）低于40℃，TiO·xHO转变反响速率随温度高升而增加；高出40℃，双氧水分解与氨气逸出以致22TiO2·xH2O转变反响速率下降（4）4（5）Fe3+恰好积淀完好时，c(PO34)=1.3101.010

22-1=1.3×10–17-132+23)＝mol·Lmol·L，c(Mg)×c(PO45(0.01)3×(1.3×10–17)2=1.7×10–40＜Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2积淀。（6）2FePO4+Li2CO3+H2C2O4高温2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑学方程式为

2FePO4+Li

2CO3+H2C2O4

高温

2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑。9.重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为

FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程以下列图：回答以下问题：（1）步骤①的主要反响为：FeO·CrO+NaCO+NaNO高温NaCrO+FeO+CO+NaNO23233242322上述反响配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为_______。该步骤不能够使用陶瓷容器，原因是_____。2）滤渣1中含量最多的金属元素是_______，滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。3）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是_____________（用离子方程式表示）。（4）相关物质的溶解度以下列图。向“滤液3”中加入合适KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤获得K2Cr2O7固体。冷却到___________（填标号）获得的K2Cr2O7固体产品最多。a．80℃b．60℃c．40℃d．10℃步骤⑤的反响种类是___________________。（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最后获得产品m2kg，产率为_____。【答案】（1）2∶7陶瓷在高温下会与NaCO反响（2）铁Al(OH)323（3）小2CrO42+2H+Cr2O7+H2O（4）d复分解反响（5）190m2×100%2147m1【解析】（1）FeO·Cr2O是还原剂，氧化产物为NaCrO和FeO，每摩转移7mol电子，而NaNO是氧化剂，324233还原产物为NaNO2，每摩转移2mol电子，依照电子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶10.1、制备型工艺流程题1）明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获得适用信息，认识产品的性质。善于从基本看法和反响原理的角度解析流程图试题中的元素及化合物知识，善于从质量守恒原理的角度解析未知物质，搜寻解题的打破口。箭头进入的是投料(反响物)，箭尾是生成物。2）注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分别方法的选择。读懂流程图，写出主要的化学反响方程式或制备原理。3）要解决一个物质的制备、合成等实质的化学问题经常从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。2、化学工艺流程常涉及的化学反响原理有：1）积淀溶解平衡的相关应用①积淀的最小浓度控制；②积淀转变的条件。2）反响速率及化学平衡理论在实质生产中的应用①反响速率控制；②化学平衡搬动；③化学平衡常数的应用；④反响条件的控制。3）氧化还原反响的详尽应用①强弱规律；②守恒规律；③选择规律。4）盐类水解的详尽应用①水解规律；②水解反响的控制(控制或促使)。3、实验技术类无机化工类实验题主要以无机化工流程图为载体，联系中学化学中基本实验方法，如装置气密性检查，混合物分别、提纯和检验以及产品收集与尾气办理等。无机化工实验题的命题热点主要有：1）金属冶炼类，如冶炼铁、铜、锰和钨等金属，联系产品纯度测定、冶炼条件控制以及混杂物分别和提纯等。2）中学重要化工产品的制备，如胆矾、绿矾、明矾、氧化铜、硝酸铜和碳酸钙等物质的制备。3）模拟化工原理，设计实验。如研究接触法制硫酸、合成氨、氨催化氧化法制硝酸和硅的精髓等原理。11．纳米碳酸钙是一种广泛应用于塑料、食品、医药、饲料等行业的重要无机填料。以磷石膏钙渣为原料制取高质量纳米碳酸钙的工艺流程以下：已知某磷石膏钙渣的主要成分及其含量以下表所示。CaO

P2O5

SO3

Fe2O3

Al2O3

SiO2

烧失量47.70%

1.60%

1.77%

0.041%

0.0027%

9.85%

37.69%请回答以下问题：（1）对磷石膏钙渣进行酸溶的目的是获得体系

CaCl2

溶液，为了提高溶出率，能够采用的措施有___________(

填字母

)。A．粉碎磷石膏钙渣B．增大盐酸浓度C．合适降低温度D．缩短酸溶时间（2）为了研究酸溶的工艺条件,称取6份各50g磷石膏钙渣，分别用不同样浓度盐酸进行溶解，反响时间为30min,测得滤液中钙溶出率的结果以下列图，最合适的盐酸浓度为___________。（3）精制是向粗制CaCl2溶液中通入氨气,控制溶液的pH,主要除去___________(填金属阳离子)。（4）碳化时，先将精制CaCl2溶液稀释至必然体积，控制反响温度以及NH3和CO2的通入量,此过程中，通入气体有先后序次,应先通入气体的化学式___________(填化学式);碳化时发生反响的化学方程式为___________________________________________

。（5）把

CaCO3浊液滴入

1.0mol·L-1

的Na2SO3溶液中，可否产生

CaSO3积淀?___________。若不能够

,说明原因;若能,请从定量的角度简述判断依照：___________________________________。[已知：Ksp(CaSO)=1.4×10-7，Ksp(CaCO)=2.8×10-933（6）试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒可否为纳米级：___________。【答案】AB-13+3+NH3CaCl2+H2O+2NH3+CO2=CaCO3↓+2NH4Cl能由4.0mol·LFe、Al=50可知,当CaSO与CaCO的混杂液中c(SO2-)>50c(CO2-)时．即发生由CaCO33333向CaSO3的转变取少许样品和水混杂形成分别系．用一束光照射,若出现一条光明的通路，则是纳米级．否则不是12．高锰酸钾在饮用水和工业污水办理领域的花销增加较快。实验室可用软锰矿

(主要成分为

MnO2)为原料制备高锰酸钾。其部分流程以下：已知：墨绿色浸出液的成分为

K2MnO4、KCl

溶液回答以下问题：（1）实验中采用铁坩埚而不是瓷坩埚的原因是：

（用化学反响方程式表示）

_______________________。（2）写出生成K2MnO4和KCl反响的化学方程式：________________________；通入CO2，可使MnO42-发生反应，生成MnO及MnO2。若通入CO2太多，则在加热浓缩时，会有__________________晶体和KMnO4晶体一起析出。（3）在加热、浓缩、烘干的过程中温度不宜过高，其原因是（用化学反响方程式表示）_________________________；过滤用到的玻璃仪器有烧杯、_________、_______；加热时用玻璃棒不断搅拌溶液的目的是_______________________________________；冲洗KMnO4晶体用冷水冲洗较好的原因是_______________________________________。（4）计算12.25gKClO3固体经过上述转变，最多可制得KMnO的质量为___________(结果保留一位小数)。4（相对原子质量：K—39Cl—35.5O—16Mn—55）【答案】SiO＋2KOHK2SiO3＋H2OKClO3＋3MnO＋6KOH3K2MnO＋KCl＋3HOKHCO2KMnO422423O↑＋MnO＋KMnO漏斗玻璃棒受热均匀利于蒸发溶剂减少高锰酸钾的溶解31.6g222413．铅和铅的化合物有广泛的用途，如Pb有感光性，也可用作金属着色剂，PbI2在湿润空气中能被光逐渐分解，生成一氧化铅和碘。合成PbI2的实验流程以下列图。1）若Fe3O4表示为氧化物形式是Fe2O3·FeO，将Pb3O4表示为氧化物形式是__________。2）将铅块制成铅花的目的是_______________。（3）若是流程中生成的NOx为NO，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。（4）PbI2在湿润空气中能被光逐渐分解的化学方程式为_______________。（5）硫酸铅可溶于醋酸铵饱和溶液中，请从化学反响原理角度讲解:_____________________。（6）铅主要的矿物有方铅矿(PbS)和铅钒矿(PbSO),将二者以物质的量之比为1:1时加热获得金属铅和一种4气体，相关反响的化学方程式是__________________。（7）室温下，浓度均为4×10-332溶液等体积混杂，恰好能生成PbI2积淀，则室温时PbI2mo/L的KI和Pb(NO)的Ksp为___________。【答案】PbO2·2PbO是为了增大与酸反响的接触面积，加快溶解反响速率2:32PbI2+O2=2PbO+2I2两者可反响生成难电离的可溶性盐3242Pb+2SO↑8.0×10-9(CHCOO)PbPbS+PbSO14．某含砷(As)的有毒工业废水经以以下列图流程转变成粗Aa2O3。已知：亚砷酸钙微溶于水，砷酸钙难溶于水。加入试剂1的目的是:_________________________。“沉砷”是将砷元素转变成Ca5(AsO4)3OH积淀，发生的主要反响有：A．Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH－(aq)H＜02+－+3AsO3－H＞0B．5Ca+OHCa(AsO)OH4543研究表示：“沉砷”的最正确温度是85℃，用化学平衡原理讲解温度高于85℃后，随温度高升积淀率下降的原因是________。“还原”过程中H3AsO4转变成H3AsO3，反响的化学方程式是________。(4)经过对HAsO溶液进行_____(填操作名称)，再过滤可制得粗AsO。AsO在不同样温度和不同样浓度硫酸中332323的溶解度（S）曲线以以下列图所示。为控制滤液2中As2O3的浓度不高于6×10-5-1mol·L，则“结晶”过程应控制的条件是______________________(例举一例回答)(5)从绿色化学和综合利用的角度考虑，对滤液2办理方法是:________________________。3－3－2+－减小，从而导【答案】将AsO氧化为AsOA反响△H＜0，升温促使A平衡向左搬动，c(Ca)和c(OH)34致B平衡向左搬动H3AsO4+H2O+SO2=H3AsO3+H2SO4加热控制温度在60℃并将硫酸浓度调至7mol?L﹣1。或：控制温