（江苏专用）高考化学二轮复习 专题三 化学工艺流程题型研究能力展示-人教版高三全册化学试题

专题三化学工艺流程题型研究能力展示(2010·江苏高考第16题)钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下:(1)酸溶后溶液中pH=1,Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为。(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃且不使用浓硝酸,原因是(3)该厂结合本厂实际,选用的X为(填化学式);中和Ⅰ使溶液中(填离子符号)的浓度减小(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。(4)上述流程中洗涤的目的是。[答案](1)Ba(FeO2)2+8HNO3Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O(2)防止反应速度过快;浓硝酸易挥发、易分解(3)BaCO3Fe3+、H+(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染[解析](1)Ba(FeO2)2与HNO3反应,生成对应的硝酸盐。(2)控制温度,不用浓硝酸的目的是控制反应速率,防止反应速率过快;同时防止浓硝酸挥发、分解。(3)通过产物,结合溶液的酸碱性,选用的X为BaCO3,在Ⅰ中有Fe3+、H+、Ba2+和N等,加入BaCO3后,能使Fe3+和H+浓度降低。(4)在废渣中有可溶性钡盐,有毒,因此,洗涤的目的是减少可溶性钡盐对环境的污染。2.(2011·江苏高考第16题)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:回答下列问题:(1)一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K=;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为。(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是、。(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,其中污染空气的气体为(填化学式)。[答案](1)SO2+NaOHNaHSO3(2)提高铁元素的浸出率抑制Fe3+水解(3)Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+Cl2、HCl3.(2012·江苏高考第16题)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:(1)一定条件下,NO与NO2存在反应:NO(g)+NO2(g)N2O3(g),其平衡常数表达式为K=。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致。(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,该反应的离子方程式为。[答案](1)(2)使尾气中NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(3)排放气体中NO含量升高产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3N+2H+N+2NO↑+H2O4.(2013·江苏高考第16题)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为。(3)滤渣2的成分是(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应:2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。①D中收集的气体可以是(填化学式)。②B中盛放的溶液可以是(填字母)。a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液c.稀硝酸d.KMnO4溶液③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应,产物中元素最高价态为+4价,写出该反应的离子方程式:。[答案](1)MgCO3+2H+Mg2++CO2↑+H2O(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4Fe2(SO4)3+2H2O(3)Fe(OH)3(4)①CO②d③3S+6OH-2S2-+S+3H2O5.(2014·江苏高考第16题)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。(1)酸浸时反应的化学方程式为;滤渣Ⅰ的主要成分为(填化学式)。(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。滤渣Ⅱ的主要成分为(填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是(用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,其主要原因是;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将(填“增大”、“减小”或“不变”)。[答案](1)Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2OSiO2(2)CaSO43CaCO3+2Al3++3S+3H2O2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑(3)溶液中的部分亚硫酸根离子被氧化为S减小[解析](1)酸浸时氧化铝与硫酸反应,二氧化硅不与硫酸反应,过滤得到SiO2。(2)加入钙离子,生成微溶于水的CaSO4沉淀;若pH偏高,将会生成氢氧化铝沉淀。(3)亚硫酸具有较强的还原性,易被氧气氧化为硫酸,使溶液酸性增强。【考题分析】年份试题知识点分值201016新情境方程式的书写、基本的实验操作10201116平衡常数表达式、反应方程式、反应条件控制的原理、绿色化学思想等12201216平衡常数表达式、离子方程式、反应条件控制的原理12201316离子方程式、氧化还原方程式、基本的实验操作12201416化学用语的书写、反应原理产物的判断,离子方程式、化学方程式的书写、盐类的水解,沉淀的生成与溶解12【备考策略】由上表不难看出,在江苏近五年高考中,工艺流程题是每年的必考内容,由于它考查的是应用元素化合物的性质解决实际问题的能力,涉及知识点多,也非常灵活,对学生的审题能力、分析问题、解决问题、文字表达等方面的能力都要求非常高,所以学生得分往往不高,在2015年的备考中,需要关注以下几个方面的问题:1.学生不仅要掌握化学基本技能(实验操作技能,计算技能,化学语言转化和运用技能等),还能掌握化学基本方法(观察方法,实验方法,逻辑思维方法如分析比较、归纳概括、演绎推理、模型假说等)能力。2.夯实基本功,离子方程式、化学方程式的书写,氧化还原反应的分析、化学平衡的判断等基本知识。3.在平时的复习中,文字表达时一定要做到规范,在做此类题目时,要善于归纳、总结,认真审题,善于从题目或问题中获取信息判断分析问题,重点考查学生对元素化合物性质的掌握和应用所学知识进行必要的分析、类推或计算一些具体的化学问题的能力。1.(2014·南师附中模拟)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3等)提取Al2O3作冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示:(已知:NaCl的熔点为801℃;AlCl3在181℃(1)向滤液中通入过量CO2所发生反应的离子方程式为。(2)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,则铝和氧化铁反应的化学方程式为。(3)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有。固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在。(4)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlC形式存在,则阳极的电极反应式为。(5)钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是。[答案](1)Al+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HC(2)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(3)HCl和AlCl3NaCl(4)Al-3e-+4Cl-AlC(5)表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀(或致密的氧化铝膜将环境中的电解质溶液与内层金属隔离)[解析](1)滤液中含有Al,通入CO2,生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为Al+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HC。(2)铝在高温条件下,把Fe2O3还原为Fe,化学方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。(3)因为粗铝中含有氢气,所以与Cl2反应生成AlCl3和HCl,AlCl3在181℃升华,所以气泡的主要成分除Cl2外还含有HCl和AlCl3,粗铝中含有Na,与Cl2反应生成NaCl,NaCl熔点为801℃,所以浮渣中肯定存在NaCl。(4)Al失电子生成AlC,电极反应式为Al-3e-+4Cl-AlC。(5)Al在空气中与O2反应生成Al2O3,表面形成的致密氧化膜能防止钢材腐蚀。2.(2014·南通模拟)硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下:(1)步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。①酸浸时,需不断通入高温水蒸气,其目的是。②过滤时,为防止堵塞,过滤装置需经常用氢氧化钠溶液清洗,其清洗原理是(用化学方程式表示)。(2)步骤Ⅱ中,在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾,会生成Fe(OH)3和MnO(OH)2两种沉淀,该反应的离子方程式为。(3)步骤Ⅲ所得滤渣C的主要成分是。(4)取28.70gZnSO4·7H2O加热至不同温度,剩余固体质量的变化如右图所示。①步骤Ⅳ中的烘干需在减压条件下进行,其原因是。②680℃时所得固体的化学式为(填字母)a.ZnOb.Zn3O(SO4)2c.ZnSO4 d.ZnSO4·H2[答案](1)①升高温度使反应物充分混合,以加快反应速率②H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O(2)3Fe2++Mn+8H2O3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+(3)Cu、Zn(4)①降低烘干的温度,防止ZnSO4·7H2O分解②b[解析](1)高温水蒸气起到热量交换加热作用,同时还有搅拌作用,使反应物充分混合,以加快反应速率。(2)步骤Ⅰ中产生硅酸,为絮状沉淀会堵塞过滤装置,故用碱溶解掉。(3)根据杂质成分,步骤Ⅰ除掉ZnSiO3杂质,步骤Ⅱ除掉铁离子杂质,步骤Ⅲ应除去铜离子,加锌置换出铜,一般锌过量。(4)①温度高晶体容易失去结晶水,采用减压降低水的沸点使晶体表面的水分蒸发;②可以采用代入法判断分解产物,晶体共28.7g0.1mol,a、b、c、d质量分别为8.1g、13.43g、16.1g、17.9g,故答案选b。3.(2014·盐城三模)用磁铁矿(主要成分为Fe3O4,含Al2O3和SiO2等杂质),制取高纯铁红的工艺流程如下。{已知Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16;Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33}(1)酸浸时,硫酸与四氧化三铁生成两种硫酸盐的化学方程式是;铁粉的作用是。(2)滴加氨水产生氢氧化铝的离子方程式为。(3)图中“滤液”中主要阳离子是。(4)采用右图装置(加热仪器已略去)在约600~650℃煅烧30min。通入的气体A是。图中使用石英玻璃反应管,而不使用普通玻璃反应管的原因是[答案](1)Fe3O4+4H2SO4Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O将Fe3+还原为Fe2+(2)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N(3)N(4)氧气(或空气)普通玻璃高温下容易软化[解析](1)四氧化三铁中铁的价态有+2、+3两种,与非氧化性酸反应生成亚铁盐和铁盐,显然流程要制备碳酸亚铁,应将