高中化学工艺流程题

高中化学工艺流程

题

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高中化学工艺流程专题训练

Co

1.(共14分)

一种含铝、锂、钻的新型电子材料，生产中产生的废料数量可

观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钻以Co2O3-CoO的形式

存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。

从废料中回收氧化钻(CoO)的工艺流程如下:

Na2CO330%

(1)过程I中采纳NaOH溶液溶出废料中的AL反应的离子方程式

为o

(2)过程II中加入稀H2s酸化后，再加入Nd2s2。3溶液浸出钻。

则浸出钻的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根)o在

实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钻，但实际工业生产中不用

盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钻的主要原因

(3)过程III得到锂铝渣的主要成分是LiF和AI(OH)3,碳酸钠溶液在

产生AI(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式

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(4)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所差别，请写出在过程

IV中起的作用是

(5)在NQ2c5溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是

(填序号)o

+*123*5

Ac(Na)=2C(CO3)

+2

Bc(Na)>c(CO3')>C(HCO3-)

+

Cc(OH-)>C(HCO3-)>c(H)

+

Dc(OH-)-c(H)==C(HCO3-)

2C(H2CO3)

(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCb溶液。COO2含结晶水数

目差别而呈现差别颜色，利用蓝色的无水CoCb吸水变色这一性质

可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCI2-6H2O晶体

受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是

(共14分)

(1)2AI+2OH+2H2O=2AIO2-+3H21

(2)4CO2O3-CoO+Nd2s2。3+11H2SO4=12CoSO4+

Na2SO4+11H2O

Co2O3-CoO可氧化盐酸产生污染环境。(合理即可)

3+2

(3)2AI+3CO3'+3H2O=2AI(OH)3；+3CO21

(4)调整pH,提供CO整，使Cd+沉淀为CoCOa

(5)BCD(有错不得分,答对2个得1分,全对得2分)

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(6)COCI2*2H2O

Cr

2.（17分）从化工厂铭渣中提取硫酸钠的工艺如下:

已知：①铭渣含有NcizSS及少量

23+3+

Cr2O7-sFe;②Fe3+、Cr完全沉淀

（cwl.OxlCT5mol-L-1）时pH分别为

3.6和5。

（1）“微热”除能加快反应速率外，同时

还可以，滤渣A为（填化学式）o

（2）根据溶解度（S）s温度（T）曲线，操作B的最佳方法为（填字

母序号）

A.蒸发浓缩，趁热过滤

B.蒸发浓缩，降温结晶，过滤

（3）酸化后-可被scV-还原成

Ce,离子方程式为：

___________________；酸C为，

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Cr（OH）3的溶度积常数Asp[Cr（OH）3]=。

2+2

（4）根据2CrO4-+2H-Cr2O7-+H2O设计图示装置（均为惰

性电极）电解Nd2a溶液制取Na2cr2o7,图中右侧电极连接电源

的—极,其电极反应式为o

（17分）

（1）促进Fe3+水解生成Fe（OH）3而除去;（2分）Fe（OH）3;（2分）

（2）A（2分）

22+3+2

（3）3SO3-+Cr2O7-+8H=2Cr+3SO4'+4H2O;（3分，化学式

和配平错误0分）

H2s。4；（2分）1.0x10-32mo|4.匚4（2分，不带单位扣]分）

（4）正极，（2分）4OH--4e-=5t+2%。（2分）（无“t”扣分

1分）

Cu

3.（13分）工业上用某矿渣（含有CzO、AI2O3XFe2O3sSiO?）提

取铜的操作流程如下:

固体混合沉淀B沉淀CC

+2+

已知：Cu2O+2H=Cu+Cu+H2O

AIOH

沉淀物CU(OH)2()3Fe(OH)3Fe(OH)2

开始沉淀pH5.44.01.15.8

沉淀完全pH6.75.23.28.8

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(1)固体混合物A中的成分是o

(2)反应I完成后,铁元素的存在形式为o(填离子符号)

请写出生成该离子的离子方程式o

(3)x、y对应的数值范围分别是、o

(4)电解法获取Cu时，阴极反应式为，阳极反应式

为O

(5)下列关于NaCIO调pH的说法正确的是。

a.加入NaCIO可使溶液的pH降低

b.NaCIO能调节pH的主要原因是由于发生反应CIO-+H+

=HCIO,

CQ-消耗H+,从而到达调节pH的目的

c.NaCIO能调节pH的主要原因是由于NaCIO水解CIO一

H2O^HCIO+OH-,

OH-消耗H+,从而到达调节pH的目的

(6)用NaCIO调pH,生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的

物质，

该反应的离子方程式为o

(13分)

(1)SiO2sCu(各1分)

(2)Fe2+(2分)

2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+（2分）

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(3)3.2<pH<4.05.24pH<5.4(各1分)

(4)Cu2++2e-=Cu2CI--2e-=C]t(各1分)

(5)b(2分)

2+

(6)5CIO-+2Fe+5H2O=2Fe(OH)3+C「+4HCIO(1分)

(或2Fe2++7Cb+2H++5H2O=2Fe(OH)3+Cl-+6HCIO)

Fe

4.(15分)绿帆(FeSO4-7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成

分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生

产纯净绿帆的一种方法：

查询资料,得相关物质的数据如下表:

25℃时pH值

饱和H2S溶液3.9

SnS沉淀完全1.6

FeS开始沉淀3.0

FeS沉淀完全5.5

(1)检验制得的绿帆晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂

为O

A.KSCN溶液B.NQOH溶液C.KMnO4溶液D.苯

酚溶液

(2)操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是；在溶液中用硫酸酸

化至pH=2的目的是。

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（3）操作IV的顺序依次为、冷却结晶、o

（4）操作IV得到的绿帆晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶

体表面附着的硫酸等杂质;②o

（5）测定绿帆产品中Fe2+含量的方法是：Q.称取2.850g绿砒产品,

溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于

锥形瓶中；c.用硫酸酸化的O.OlOOOmol/LKMn。,溶液滴定至

终点，消耗KMnC>4溶液体积的平均值为20.00mL。

①滴定时盛放KMnC>4溶液的仪器为（填仪器名称）o

②判定此滴定实验到达终点的方法是。

③计算上述样品中FeSO4-7H2。的质量分数为。

（15分）

1）AD（2分）

（2）除去溶液中的S«+离子,并防止Fe2+被氧化（2分）；

防止Fe2+离子生成沉淀（2分）

（3）蒸发浓缩（1分）；过滤洗涤（1分）

（4）降低洗涤过程中FeS。4•7H2。的损耗（2分）

（5）①酸式滴定管（1分）

②滴加最后一滴KMn。,溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不

褪色。（2分）

③0.975（2分）

Mg

5.（12分）轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业

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的化工产品，以卤块(主要成分为MgCU，含F4+、Fe3+sMM+等

杂质离子)为原料制备轻质碳酸镁的工艺流程如下：

盐酸NaClONaOHNH4HCO3

WJL__1_____3L__

卤块“溶解*氧化A调节pH”过滤1*热解=过滤2A

------------------------------__厂碳酸镁

ill

滤渣CO2滤液

(1)“氧化”一步中发生反应的离子方程式为O

⑵“调节pH”一步应调节溶液的pH=9.8,其目的是

⑶“热解”一步温度控制在75℃左右，其原因是______o

(4)从"过滤2”步骤中得到的滤液中能回收的盐类物质主要有

(填化学式)。

，表1生成氢氧化物沉淀的pH

物质开始沉淀沉淀完全

Fe(OH)32.73.7

Fe(OH)27.69.6

Mn(OH)28.39.8

Mg(0H)29.911.1

注:Fe(OH)2沉淀呈絮状,不易从溶液中除去。

⑸轻质碳酸镁的成分为碱式碳酸镁

[MgCO3-Mg(OH)2-3H2O],贝ij“热解”一步发生反应的离子方

程式为o

(12分)

(1)00-+2H++2Fe?+===2Fe3++C「+%。(2分)

(2)使Fe3+sMM+等杂质离子生成氢氧化物沉淀除去，且尽量

避免Mg2+转化为沉淀。(2分)

⑶温度太低,反应速率慢,温度太高NH4HCO3会分解。(2分)

(4)NaCkNH4c1(4分)

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⑸2Mg2++4HCO；+2H2O=2=

MgCO3-Mg(OH)2-3H2O；+3CO21(2分)

Mn

6.(14分)辉铜矿主要成分CU2$,此外还含有少量*5、22。3等

杂质，软镒矿主要含有MnO2,以及少量Si5、FezQ等杂质。

研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制

备硫酸镒和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下：

已知:①Mr)5有较强的氧化性,能将Cu+氧化成Cu2+

②[Cu(NH3)4]S5常温稳定,在热水溶液中会分解生成NH3

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉

淀和完全沉淀的pH):

Fe3+:1.5-3.2Mr)2+：8.3〜9.8Cu2+:4.4-6.4

(1)实验室配制250mL4.8mol/L的稀硫酸，所需的玻璃仪器除

玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要

(2)酸浸时，为了提高浸取率可采纳的措施有

____________________(任写一点)。

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(3)酸浸时，得到浸出液中主要含有CUSOQMnS。,等。写出

该反应的化学方程式

(4)调节浸出液pH=4的作用是

(5)本工艺中可循环使用的物质是(写化学式)

(6)获得的MnSO4-H2O晶体后常见酒精洗涤，主要目的是

(7)用标准的BQCU溶液测定样品中MnSO4-H2O质量分数时,

发明样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，

其可能原因有(任写一种)。

(14分)

(1)250mL容量瓶(1分)、胶头滴管(1分)

(2)粉碎矿石或适当升高温度或搅拌(答案合理均给分)

(3)Cu2s+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S；+4H2O

(4)使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀(5)NH3

(6)减少MnSO4-H2O晶体的损失

(7)混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水

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Pd

7.(11分)有机合成中常见的钿/活性炭催化剂若长期使用，会被

铁、有机化合物等杂质污染而失去活性，成为废催化剂。一种由废

催化剂制取PdCU的工艺流程如下：

废催化剂甲酸王水浓氨水盐酸

(1)“焙烧1”通入空气的目的是_______________O

(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳，写出甲酸与PdO反应的

化学方程式:一o

(3)加入浓氨水的过程中，需要控制溶液的pH为8〜9,实验室

中检测溶液pH的简单方法是_______________o

(4)写出“焙烧2”发生反应的化学方程式:—o

(5)Pd中加入王水的反应可以表示为Pd+HCI+HNO3--A+

Bt+心。(未配平)。其中B为无色有毒气体，该气体在空气中不能

稳定存在；A中含有三种元素，其中Pd元素的质量分数为42.4%,H

元素的质量分数为。.8%。则A的化学式为—o

(11分)

(1)使有机化合物等可燃物通过燃烧而除掉(2分)

(2)HCOOH+PdO===Pd+CO21+H2O(2分)

(3)用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上(2分)

(4)Pd(NH3)2CI2=^==2NH3t+Pd5(2分)

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(5)H2Pdec3分)

Sn

8.(13分)硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡

工业。某研究小

组设计SnSC»4制备路线如下：

盐酸锡粉碳酸钠气体硫酸

IIl_LT,,

SnCh―“酸溶|―，搅拌|-“过半|-，反应i|~“过M漂洗|~M反应H|―»|操作1-|—►SnSO4晶体

滤渣港液

查阅资料：

I.酸性条件下，锡在水溶液中有SB、Sn4+两种主要存在形式，

SM+易被氧化。

II-SnCU易水解生成碱式氯化亚锡

回答下列问题：

(1)锡原子的核电荷数为50,与碳元素属于同一主族，锡元素在周期

表中的位置是O

(2)操作I是—o

(3)SnQ粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原

因O

(4)加入Sn粉的作用有两个:①调节溶液pH②—o

(5)反应I得到沉淀是SnO,得到该沉淀的离子反应方程式是—o

(6)酸性条件下,Sris。,还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方

程式是—o

(7)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应)：

①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn+2HCI===SnCI2+

H2t；

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②加入过量的FeCI3;

③用已知浓度的K2O2O7滴定生成的Fe2+,发生的反应为：

6FeCI2+K2Cr2O7+14HCI===6FeCI3+2KCI+2CrCI3+

7H2O

取1.226g锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100mol/L

K2O2O7溶液32.0mlo锡粉中锡的

质量分数是o

（13分）

（1）五周期IVA族（1分）

（2）加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤（2分）

（3）SnCl2+H2O=Sn（OH）CI+HCL加入盐酸，使该平衡向左移

动,抑制SM+水解（2分）

（4）防止SM+被氧化（2分）

2+2

（5）Sn+CO3'===SnOI+CO2f（2分）

2++4+

（6）Sn+H2O2+2H===Sn+2H2O（2分）

（7）93.1%

Ti

9.（14分）二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等,

二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。

I.二氧化钛可由以下两种方法制备：

1：

方法可用含有FezQ的钛铁矿（主要成分为FeTiO3,其中Ti元素

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化合价为+4价)制取,其主要流程如下:

与反应的离子方程式是

(1)Fe2O3H2SO4

(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有

(3)加Fe的作用是________________________________o

方法水解生成过滤、水洗除去其中的再

2:TiCJTiO2-xH2O,CI-,

烘干、焙烧除去水分得到粉体，此方法制备得到的是纳米二氧

化钛。

水解生成的化学方程式为

(4)①TiCI4TiO2-xH2O

②检验中是否被除净的方法是

TiO2-xH2OCl-

II.二氧化钛可用于制取钛单质

(5)TiC>2制取单质Ti,涉及到的蟒如下:

TiC—TiCI-----------►Ti

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反应②的方程式是，该反应需要在Ar气氛中进行，请解释原因:

(14分每空2分)

+3+

(1)Fe2O3+6H=2Fe+3H2O

(2)Fe3+xFe2+

(3)将Fe3+转化为Fe2+

(4)①TiCl4+仅+2)电。(过量)TiO2-xH2O；+4HCI(写

==不扣分)

②取少量水洗液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不产生白色沉

淀，说明ci-已除净。

(5)TiCI4+2Mg====2MgCI2+Ti

防止高温下Mg(Ti)与空气中的或CO2sNR作用

V

1。.(17分)钢及化合物用途广泛。工业上常见含少量AI2O3的钢

铁矿(FeOV2O5)碱熔法提取V2O5。简要流程如下：

已知：①焙烧时可发生反应：V2O5+AI2O3+2Nc12co3

=^2NaVO3+2NaAIO2+2CO2

②常温下物质的溶解度：NC1VO3〜21.2g/100g水；HVO3

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0.008g/100g水

(1)“浸出渣B”的主要成分是o(写化学式)

(2)生产中，不直接用心5。4浸泡“烧渣A”获取HVO3的原因

是O

(3)“操作①”包含—、洗涤。假如不洗涤，则产品中可能含有

的金属阳离子是、

—O下列装置(部分夹持仪器省去)可用在实验室进行“操作②”

的是(填序号)

ABCD

(4)NC1VO3用于原油的脱硫技术，由V2O5溶于NciOH溶液中制取,

反应的离子方程式

为O

(5)丫2。5还可用于将硅铁炼成钢铁。生产中加入Cao可节能减

排。相关反应如下：

2V2O5(I)+5Si(s)+5CaO(s)=4V(s)+5CaSiO3(s);AH}=

-2096.7kJ/mol

已知：CaSiO3(s)=CaO(s)+SiO2(s);AH2=+92.5

kJ/mol

则:2V2O5(I)+5Si(s)=4V(s)+5SiO2(s);AH3

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（17分）

（1）Fe2O3或Fe3O4,可能Fe2O3和Fe3O4（2分）

（2）邓5与NQVC»3反应生成难溶的HVO3,HVC>3包裹在一些烧渣

的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVC>3产率，且使产生的

HVC»3不纯。此外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰

离子，消耗硫酸，浪费资源。（4分）

（3）过滤（2分）Nd、AF+（2分）D（2分）

⑷V2O5+2OH-屋=2VQ+%。（3分）（可以没有加热符号）

（5）-1634.2kJ/mol（2分）

11.（14分）稀土元素是周期表中IIIB族铳、钮和镯系元素的总称,

它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3o其中钮

（Y）元素是激光和超导的重要材料。我国蕴藏着丰富的钮矿石

（Y2FeBe2Si2O10）,以此矿石为原料生产氧化钮（Y2O3）的主要流程如

下：

NaOH

侯商一>|水溶解］

t

钻矿石

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已知:①相关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:

开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH

Fe3+2.73.7

丫3+6.08.2

②在周期表中，钺、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位

邕化学性质相似。

(1)钮矿石(Y2FeBe2Si2O10)的组成用氧化物的形式可表示

为0

(2)欲从NQ2SQ3和NwBeOz的混合溶液中制得Be(OH)2沉

淀。贝IJ

①最好选用盐酸、(填字母)两种试剂，再通过必要

的操作即可实现。

a.NaOH溶液b.氨水c.CO2气

d.HNO3

②写出NsBed与足量盐酸发生反应的离子方程

式:。

(3)为使Fe3+沉淀完全，须用氨水调节pH=a.则。应控制在

的范围内；继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式

为，检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法

是O

（14分）

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(1)丫2。3•FeO-2BeO-2SiO2(2分)

2+2+

(2)①b(2分)②：BeO2-+4H=Be+2H2O(3分)

+

(3)3.7<a<6.0(2分)丫3++3NH3•H2O=Y(OH)3；+3NH4

(3分)

取少量滤液，滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变为血红

色，若不变血红色，则说明Fe3+完全沉淀，反之则未完全沉淀

(2分)

Zn

12.(14分)工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有FezQ等杂

质)为原料生产ZnS5-7H2O的工艺流程如下：

滤渣A滤渣B副产品FeOOH滤渣D

FeSO4-7H2O

(1)滤渣A经C$2提取后可获得一种淡黄色副产品，其化学式

为O

(2)浸取过程中Fe2(SC)4)3的作用是。

(3)除铁过程控制溶液的pH在5.4左右，该反应的离子方程式

为o该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置,

其目的是o

(4)置换法除重金属离子所用物质C为o

(5)硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表：

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温度/℃020406080100

溶解度/g41.854.170.474.867.260.5

从除重金属后的硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作

为、、过滤、干燥。

（1）S（2）做氧化剂

（3）4Fe2++5+6H2。=4FeOOH+8H+增大空气与溶液的接触

面积,加快反应速率。

（4）Zn（锌）（5）60℃条件下蒸发浓缩、降温结晶（每空2分）

Zr

13.（16分）

错产业是极有发展潜力及前景的新兴产业,错（Zr）元素是核反应

堆燃料棒的包裹材料,二氧化错（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷。

我国有丰富的错英石（ZrS。），含AI2Q3、于5、Fezd等杂质，生

产错流程之一如下：

Cl2

Ir->|Sici4I

才出分谭

1--信----英----石--1一手里

I—~~______水_______________900℃_____Na____

*一|Zr“I—ZrOCfOI------------->|ZrO2|―►|Zr|

焦炭8小忖

试回答下列问题：

（1）写出上述流程中高温气化的反应方程式（碳转化成

CO）:；

（2）写出ZrOCI2*8H2O在900℃生成ZrO2的反应方程

式；

（3）关于二氧化培纳米陶瓷和错合金的说法不正确的是（单

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选）；

A.二氧化结纳米陶