高中化学化工流程专题复习

高中化学化工流程专题复习

高中化学-化工流程专题复习1.(18年高考全国Ⅰ卷)7.磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是：A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用。B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li。C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+。D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠。2.(15年高考全国Ⅱ卷)12.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是：A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴。B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯。C.工业生产常选用NaOH作为沉淀剂。D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收。3.(18年高考全国Ⅲ卷)27.(14分)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(1)KIO3的化学名称是什么？(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：1“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是。“滤液”中的溶质主要是。“调pH”中发生反应的化学方程式为。(3)KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为什么，其迁移方向是什么。③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处是什么？4.(17年全国Ⅲ卷)27.(15分)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。制备流程如图所示。回答下列问题：(1)步骤①的主要反应是什么？上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比是多少？该步骤不能使用陶瓷容器的原因是什么？(2)滤渣1中含量最多的金属元素是铁，滤渣2的主要成分是钾硫酸盐及含硅杂质。(3)步骤④调滤液2的pH使之变大，原因是K2SO4与NaOH反应生成Na2SO4和KOH。(4)选择b.60℃，因为在该温度下K2Cr2O7的溶解度最低。步骤⑤的反应类型是氧化还原反应。(5)产率为m2/m1×40%×0.93=0.372m2。(1)酸浸时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为V2O5+2H+→2VO2++H2O，同时V2O4转成VO2+。废渣1的主要成分是K2SO4。(2)氧化中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为1.5mol。(3)中和作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。废渣2中含有K2SO4和Na2SO4。(4)离子交换和洗脱可简单表示为：4ROH+V4O124−→R4V4O12+4OH−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈碱性。(5)流出液中阳离子最多的是钾离子。(6)煅烧中发生反应的化学方程式为2NH4VO3→V2O5+2H2O+2NH3。6.焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等领域有广泛应用。本题分为四小问。(1)生产Na2S2O5的过程是由NaHSO3过饱和溶液经过结晶脱水制得，其化学方程式为：NaHSO3→Na2S2O5+H2O(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：在pH=4.1时，Ⅰ中为NaHSO3溶液，其化学式为NaHSO3。加入Na2CO3固体和再次充入SO2的目的是调节pH值并增加Na2S2O5的产量。(3)制备Na2S2O5也可以采用三室膜电解技术。阳极的电极反应式为：2SO32-→S2O82-+2e-电解后，Ⅰ室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol/L的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为：I2+2S2O32-+2H2O→2I-+S4O62-+4H+该样品中Na2S2O5的残留量为0.2000g/L（以SO2计）。7.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可以利用钛铁矿来制备。本题分为四小问。(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的侵出率为70%时，所采用的实验条件为：浸出剂为H2SO4，浸出温度为90℃，浸出时间为3h。(2)“酸浸”后，钛主要以TiOCl24形式存在，相应反应的离子方程式为：FeTiO3+2H2SO4+6H2O→(TiOCl2)4+FeSO4+7H2O(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：|反应液体积/mL|TiO2·xH2O转化率/%||:--------------:|:------------------:||10|25||20|50||30|75||40|90||50|85|40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因是反应速率较快，但反应达到一定程度后，产生的沉淀会阻碍反应进行，导致转化率下降。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为5。5.若在“滤液②”中加入双氧水和磷酸，使得Fe3+恰好沉淀完全，此时溶液中Fe的浓度为1.0×10-10mol/L。计算得到Mg3(PO4)2和FePO4的Ksp分别为1.3×10-22和1.0×10-24。（列式计算）6.FePO4通过高温煅烧的化学方程式如下：FePO4+Li2CO3→LiFePO4+CO2↑+Fe2O3↑8.(1)NaClO2中Cl的化合价为+3。(2)反应步骤中生成ClO2的化学方程式为：2NaClO2+2HCl→2ClO2↑+2NaCl+H2O(3)精制食盐水时，除去Mg2+和Ca2+的试剂分别为Na2CO3和Ca(OH)2。电解中阴极反应的主要产物是NaOH。(4)尾气吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1，氧化产物是Cl2。(5)NaClO2的有效氯含量为0.5g/g。9.(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为：2ZnS+3O2→2ZnO+2SO2↑(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有FeS、CdS、PbS等杂质；氧化除杂工序中ZnO的作用是氧化杂质，若不通入氧气，会导致杂质无法被除去。(3)Cd2+可用锌粉还原除杂，反应方程式为：Cd2++Zn→Cd↓+Zn2+(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为Zn2++2e-→Zn，沉积锌后的电解液可返回氧化除杂工序继续使用。水泥是一种重要的建筑材料，其主要成分为CaO、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Cd2+和SiO2，同时还含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如下图所示。本题要求回答多个问题。（1）在分解水泥样品过程中，盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，加入几滴硝酸的目的是什么？还可使用什么代替硝酸？（2）沉淀A的主要成分是什么？它不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式是什么？（3）加氨水过程中加热的目的是什么？沉淀B的主要成分是什么？写出它的化学式。（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可以间接获知钙的含量。实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500mol/L的KMnO4溶液36.00mL，则该水泥样品中钙的质量分数是多少？近三年全国卷化工流程题考点主要包括化合物命名、化合物中元素化合价、去除溶液中溶解的气体、结晶、图像分析酸浸的温度和时间、信息型非氧化还原方程式书写、信息型氧化还原方程式书写、电解电极反应书写、信息型电解产物判断、电解池离子移动方向、物质制备方法比较、判断滤渣成分、SiO2与Na2CO3、HF反应、SO2与碳酸钠溶液反应、食盐水除杂、判断反应基本类型、判断氧化产物、计算氧化与还原剂比例、计算产率、电子守恒计算、有效氯计算、氧化还原滴定计算、列式计算是否有沉淀生成、化学平衡移动应用、沉淀转化率高低原因、离子交换分析、流程中可循环物质判断、沉淀时防止生成胶体的措施等。审题时需要注意题目中的关键词和要求，结合化学知识进行思考和分析，有条理地解答问题。1.单质氧化物酸碱盐的相互转化关系在化工流程中，单质氧化物酸碱盐的转化关系是常见的反应类型。这些反应包括酸性氧化物与碱反应、难溶碱加热分解、含氧酸加热分解、含氧酸盐加热分解以及金属氧化物加热分解等。对于每一步反应，都需要找到其原理和流入流出的物质。2.常见强氧化剂及还原产物在化工流程中，常见的强氧化剂和还原产物是必备的知识点。这些化合物包括氧化剂和还原剂，它们在化学反应中起着重要的作用。了解它们的性质和反应机理，有助于我们更好地设计和控制化工流程。3.常见强还原剂及氧化产物与常见的强氧化剂和还原产物类似，了解常见的强还原剂和氧化产物也是化工流程中必备的知识点。这些化合物包括还原剂和氧化剂，它们在化学反应中也起着重要的作用。对它们的性质和反应机理的了解，可以帮助我们更好地设计和控制化工流程。4.信息型氧化还原反应方程式书写在化工流程中，氧化还原反应是常见的反应类型。了解如何书写信息型氧化还原反应方程式是必要的。这些反应方程式可以帮助我们更好地理解反应机理和控制化学反应。5.信息型非氧化还原反应方程式书写除了氧化还原反应，还有许多非氧化还原反应也是化工流程中常见的反应类型。了解如何书写信息型非氧化还原反应方程式同样是必要的。这些反应方程式可以帮助我们更好地理解反应机理和控制化学反应。6.信息型电解或原电池电极反应书写在化工流程中，电解或原电池电极反应也是常见的反应类型。了解如何书写信息型电解或原电池电极反应同样是必要的。这些反应方程式可以帮助我们更好地理解反应机理和控制化学反应。7.溶解度曲线及溶液结晶在化工流程中，溶解度曲线和溶液结晶是必备的知识点。了解溶解度曲线和溶液结晶的原理和流程，可以帮助我们更好地选择适当的操作条件，提高化工产品的纯度和产量。8.沉淀的相关操作与检验在化工流程中，沉淀的相关操作和检验也是必备的知识点。这些操作包括沉淀剂的选择、沉淀完全的检验、沉淀洗涤操作以及沉淀洗涤干净检验等。对于每一步操作，都需要找到其原理和流入流出的物质，以确保化工产品的质量和产量。9.沉淀的溶解与转化及有关浓度积计算在化工流程中，沉淀的溶解和转化以及有关浓度积计算也是必备的知识点。了解这些反应的原理和流程，可以帮助我们更好地控制化学反应，提高化工产品的产量和纯度。10.物质的分离与提纯在化工流程中，物质的分离和提纯也是必备的知识点。了解物质分离和提纯的原理和流程，可以帮助我们更好地选择适当的操作条件，提高化工产品的纯度和产量。11.化工流程评价分析思路在化工流程中，评价分析思路是必备的知识点。了解如何评价和分析化工流程，可以帮助我们更好地控制化学反应，提高化工产品的产量和纯度。12.元素化合物重难点反应在化工流程中，元素化合物重难点反应是必备的知识点。了解这些反应的原理和流程，可以帮助我们更好地控制化学反应，提高化工产品的产量和纯度。复习相关知识点、思路和对点练习检查掌握情况。五、跟踪练习题1.选项D2.选项C3.27.(1)碘酸钾(2)加热KIO3+H2O→KHSO4+HClO3(3)①2H++2e-→H2②K++2OH-→2KOH(4)2KIO3+4HCl→2KCl+2H2O+2Cl2+I2(5)产生Cl2，易污染环境等4.27.(1)2:7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)Fe+Al(OH)3→Fe(OH)3+Al(3)小2CrO4+2H2O+Cr2O72-→2CrO42-+3H2O(4)复分解反应(5)190mL2×100%/147mL=2.59(6)2NH4VO3→V2O5+2H2O+2NH3↑。6.27.Na2S2O5+H2O→2NaHSO3过饱和溶液4H++O2→2H2O+2e-(1)2NaHSO3(2)①NaHSO3-(3)2H2O-4e-+2I2+3H2O→S2O42-+2SO42-+4I-+6H+(4)S2O52-+2SO42-+4I-+6H+→3I2+5SO42-+3H2O0.1287.27.(1)100℃、2h，90℃，5h(2)FeTiO3+4H++4Cl-→Fe2++TiOCl42-+2H2O(3)低于40℃，TiO2·xH2O会与HCl反应(4)沉淀(5)K(6)2NH4VO3→V2O5+2H2O+2NH3↑。