2020北京市高三化学复习必备-生产工艺流程试题以及答案

2020复习必备北京市高三化学--生产工艺流程（海淀区）27．（13分）阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。生产流程如下图所示：（1）电解饱和食盐水的化学方程式为________。（2）电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是________（填字母序号）。a．Na2SO4b．Na2SO3c．热空气吹出d．降低阳极区液面上方的气压（3）IO3—可继续被氧化为高碘酸根（IO4—），与Na+结合生成溶解度较小的NaIO4沉积于阳离子交换膜上，影响膜的寿命。①从原子结构的角度解释ICl中碘元素的化合价为+1价的原因：________。②NaIO3被氧化为NaIO4的化学方程式为________。（4）在酸性条件下加入NaClO溶液，可将食盐水中的I-转化为I2，再进一步除去。通过测定体系的吸光度，可以检测不同pH下I2的生成量随时间的变化，如下图所示。已知：吸光度越高表明该体系中c(I2)越大。①结合化学用语解释10min时不同pH体系吸光度不同的原因：________。②pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因：________。③研究表明食盐水中I-含量≤0.2mg•L-1时对离子交换膜影响可忽略。现将1m3含I-浓度为1.47mg•L-1的食盐水进行处理，为达到使用标准，理论上至少需要0.05mol•L-1NaClO溶液________L。（已知NaClO的反应产物为NaCl，溶液体积变化忽略不计）（朝阳区）27．（13分）以废旧锌锰电池中的黑锰粉（MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等）为原料制备MnCl2，实现锰的再利用。其工作流程如下：（1）过程Ⅰ，在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是。（2）溶液a的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。①溶液a呈酸性，原因是。②根据右图所示的溶解度曲线，将溶液a（填操作），可得NH4Cl粗品。③提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：化合物ZnCl2NH4Cl熔点365℃337.8℃分解沸点732℃——根据上表，设计方案提纯NH4Cl：。（3）检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+：取少量溶液，加入（填试剂和现象），证明溶液中Fe3+沉淀完全。（4）探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。ⅰ．向MnO2中加入H2O2溶液，产生大量气泡；再加入稀H2SO4，固体未明显溶解。ⅱ．向MnO2中加入稀H2SO4，固体未溶解；再加入H2O2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。①用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因：。②解释试剂加入顺序不同，MnO2作用不同的原因：。上述实验说明，试剂加入顺序不同，物质体现的性质可能不同，产物也可能不同。（东城区）27.（15分）富硼渣中含有镁硼酸盐（2MgO·B2O3）、镁硅酸盐（2MgO·SiO2）及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸（H3BO3）晶体的一种工艺流程如下：已知：生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1mol/L）Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀时1.93.47.09.1完全沉淀时3.24.79.011.1（1）上述流程中能加快反应速率的措施有、等。（2）酸浸时发生反应：2MgO·SiO2+2H2SO42MgSO4+SiO2+2H2O2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2H3BO3+2MgSO4①上述反应体现出酸性强弱：H2SO4H3BO3（填“＞”或“＜”）。②酸浸时，富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解，写出相关反应的离子方程式：、。③已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：H3BO3+OH-B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是（填序号）。a.硼酸是一元酸b.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生c.硼酸的电离方程式可表示为：H3BO3+H2OB(OH)4-+H+（3）检验褐色浸出液中的杂质离子：取少量浸出液，（填操作和现象），证明溶液中含有Fe2+。（4）除去浸出液中的杂质离子：用MgO调节溶液的pH至以上，使杂质离子转化为（填化学式）沉淀，过滤。（5）获取晶体：ⅰ.浓缩滤液，使MgSO4和H3BO3接近饱和；ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合右图溶解度曲线，简述ⅱ的方法：将浓缩液加入到高压釜中，（将方法补充完整）。注：温度较高时，硼酸会随水蒸气挥发注：温度较高时，硼酸会随水蒸气挥发（西城区）26.（13分）用含锂废渣（主要金属元素的含量：Li3.50%Ni6.55%Ca6.41%Mg13.24%）制备Li2CO3，并用其制备Li+电池的正极材料LiFePO4。部分工艺流程如下：I．制备Li2CO3粗品（1）上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是。（2）滤渣2的主要成分有。（3）向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和Na2C03溶液，90℃充分反应后，分离出固体Li2C03粗品的操作是。（4）处理lkg含锂3.50%的废渣，锂的浸出率为a，Li+转化为Li2CO3的转化率为b，则粗品中含Li2C03的质量是g。（摩尔质量：Li7g.mol-lLi2C0374g.mol-l）II．纯化Li2C03粗品（5）将Li2CO3转化为LiHCO3后，用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH，再转化得电池级Li2CO3。电解原理如右图所示，阳极的电极反应式是，该池使用了（填“阳”或“阴”）离子交换膜。III．制备LiFePO4（6）将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应，生成LiFePO4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是。（丰台区）26．（12分）PbCl2是一种重要的化工材料，常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿（主要成分为PbS，含有FeS2等杂质）和软锰矿（主要成分为MnO2）制备PbCl2的工艺流程如下图所示。方方铅矿软锰矿盐酸PbCl2NaOH调pH沉降NaCl浸取Fe(OH)3、矿渣酸性废液（含Mn2+、SO42-、Cl－等）已知：i.PbCl2微溶于水ii.PbCl2(s)+2Cl－(aq)PbCl42-(aq)ΔH>0（1）浸取过程中MnO2与PbS发生如下反应，请将离子反应配平：□____+□____+□PbS+□MnO2□PbCl2+□____+□____+□____（2）由于PbCl2微溶于水，容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低，浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象，原因是________。（3）调pH的目的是________。酸性废液⊕ab酸性废液⊕ab（5）通过电解酸性废液可重新获得MnO2，装置示意图如下：①在_______极（填“a”或“b”）获得MnO2，电极反应为________。②电解过程中发现有Cl2产生，原因可能是_________、__________。（石景山区）26．（12分）聚合硫酸铁（简称PFS或聚铁）是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制取聚合硫酸铁（）的工艺流程如下：（1）酸浸时最合适的酸是（写化学式）。（2）酸浸后溶液中主要的阳离子有。（3）加入KClO3的目的是（结合离子方程式说明）。（4）过程a中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合。将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。++（5）过程a中水解要严控pH的范围。pH偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，请解释原因。（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。盐基度B的表达式：（n为物质的量）。为测量聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作：ⅰ.取聚合硫酸铁样品mg，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不与OH－反应。然后以酚酞为指示剂，用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液VmL。ⅱ.做空白对照实验，取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V0mL。聚合硫酸铁样品中n(OH－)＝mol。②已知该样品中Fe的质量分数w，则盐基度B＝。（门头沟区）27．（12分）镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O③已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。开始沉淀时完全沉淀时Al(OH)33.434.19Fe(OH)32.532.94Ni(OH)27.609.75回答下列问题：（1）加入试剂A来调节溶液的pH至5左右，试剂A最好选用。a．NaOHb．Na2CO3c．NiO该过程析出沉淀的成分是____________________（填化学式）。（2）加入Na2C2O4溶液发生反应的化学方程式是_____________________。（3）电解时的阴极电极反应式是____________________________。检验阳极产生的气体的试剂是。（4）沉淀Ⅱ可被电解所得阳极产物氧化，该反应的离子方程式是____________。（5）检验Ni(OH)3已洗涤干净的方法是________________________________。（怀柔区）27.（12分）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（主要成分为ZnS还含有少量PbS等杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：回答下列问题：（1）焙烧时生成气体的主要成分为（2）溶浸过程的浸出液以硫酸锌为主，还含有Fe3+、Fe2+、A13+、Cu2+、Cd

2+、Cl－等杂质，会影响锌的电解，需氧化除杂和还原除杂以净化。①写出在溶浸过程中，Pb2+生成沉淀的离子方程式②氧化的目的是③X的作用是将浸出液的pH调节为5.5左右，使Fe3+、A13+形成沉淀而除去，且不引入其他杂质，X为（填化学式）④用Zn除去Cu2+、Cd

2+，则滤渣3的成分为⑤用Ag2SO4除去Cl－，发生的离子方程式为（3）滤液电解制锌得到的电解液可以循环利用。请结合化学用语简述原因（平谷区）26.金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。工业上用钛铁矿（主要成分为钛酸亚铁FeTiO3，含FeO、Fe2O3、SiO2）为原料制TiO2,再由TiO2制得金属Ti

资料：TiO2+会发生水解（1）步骤②、③、④中，均需用到的操作是。（填操作名称）（2）检验滤液2中是否含Fe3+的方法是：

。（3）步骤1中FeTiO3溶于过量硫酸的化学方程式。（4）请结合化学用语用解释步骤④中加热水的原因。（5）电解法获得Ti是通过右图装置，以熔融CaCl2做电解质，①a为电源的（填“正”或“负”）②在制备钛的过程中石墨电极附近的气泡中除了O2、CO、CO2外还可能有的气体是，用化学用语解释原因。（6）测定废液中Fe2+浓度已确认铁元素的回收率：取25.00ml废液于锥形瓶中，用硫酸酸化的xmol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积如图所示：（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2+＋MnO4-＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O）.废液中c(Fe2+)=

化学试题答案（海淀区）27.（13分）（1）2NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH（2分）（2）bcd（2分）（正选2个无错选得1分；选4个得1分；其余如选3个错选1个不得分）（3）①碘元素和氯元素处于同一主族（VIIA），二者最外层电子数均为7，ICl中共用一对电子（划线为2点，答出1点即得1分），由于碘原子半径大于氯原子（1分），碘原子得电子能力弱于氯原子，故共用电子对偏离碘原子，使得碘元素显+1价（2分）②Na++IO3—+Cl2+H2O===NaIO4↓+2H++2Cl—（2分）（碱性环境不得分，NaIO4拆写或NaIO3未拆的给1分）（4）①ClO-+2H++2I-===I2+Cl-+H2O（1分），10min时pH越低，c(H+)越大，反应速率加快（或ClO-氧化性增强），c(I2)越高（1分），吸光度越大。（2分）②c(H+)较高，ClO-继续将I2氧化为高价含碘微粒，c(I2)降低，吸光度下降（1分）③0.1（2分）（朝阳区）27．（13分）（1）（2）①⇌（或水解产生）②蒸发浓缩，冷却结晶，过滤③加热粗品至340℃左右，NH4Cl=NH3+HCl；收集产物并冷却，NH3+HCl=NH4Cl，得到纯净NH4Cl。（3）KSCN溶液，不变红（4）①②i中作催化剂，反应快，只催化分解；ii中作氧化剂，加入稀后，的氧化性增强，被还原为。（东城区）27.（15分）（1）研磨加热（2）①＞②Al2O3+6H+2Al3++3H2OFeO+2H+Fe2++H2O③ac（3）滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀（合理答案给分）（4）4.7Al(OH)3、Fe(OH)3（5）升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体（西城区）26.（13分，（3）1分，其它每空2分）（1）研磨、70℃加热（2）Mg（OH）2、Ni（OH）2和Ca（OH）2（3）趁热过滤（4）185ab（5）4OH—4e-2H2O+O2↑ 阳（6）Li2CO3+2C+2FePO42LiFePO4+3CO（丰台区）26.（12分）（1）8H＋+2Cl－+PbS+4MnO2==PbCl2+4Mn2++SO42-+4H2O（2分）（2）PbCl2(s)+2Cl－(aq)PbCl42-(aq)，加入NaCl增大c(Cl－)，有利于平衡正向移动，将PbCl2(s)转化为溶液中的离子，消除“钝化层”。（2分）（3）除去溶液中的Fe3+（1分）（4）加水稀释、降温（2分）（5）①a（1分） Mn2+-2e－+2H2O→MnO2+4H+（2分）②2Cl－-2e－→Cl2 （1分） MnO2+4HCl==MnCl2+Cl2↑+2H2O（1分）（文字表述合理也给分）（石景山区）26.（12分)（1）H2SO4……………………………（1分）（2）Fe3+、Fe2+、H+………………………（2分）（3）将Fe2+氧化为Fe3+：ClO3—+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O………………（2分）（4）1+x1+H2SO4……………………（2分）（5）pH偏小时，水解平衡逆向移动，聚合硫酸铁的产率会降低；pH偏大时，Fe2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉，聚合硫酸铁的产率会降低；……………（2分）（6）①10—3cV0－10—3cV………………………………（2分）②………………（1分）（门头沟区）27.(12分)（1）cFe(OH)3、Al(OH)3(各1分)（2）NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O