2025届高考化学一轮复习高考必考大题专练一化工流程分析题B组-非金属类含解析

PAGE7-高考必考大题专练（一）化工流程分析题（B组——非金属类）1．保险粉（Na2S2O4）广泛用于纺织工业的还原性染色、还原清洗、印花和脱色及用作丝、毛、尼龙等织物的漂白剂。用电石炉废气（含75%～90%CO，以及少量CO2、H2S、N2等）合成Na2S2O4的工艺流程如图：（1）Na2S2O4中硫元素的化合价为。（2）上述工艺中用碱液洗涤的目的是________________________________________________________________________，可能发生的反应有________________________________________________________________________________________________________________________________________________（列举两例，写出化学方程式）。（3）合成塔内得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%，从合成塔反应液中分别出HCOONa·2H2O的主要步骤有、、，再洗涤、干燥即可。（4）流程中得到Na2S2O4产品的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）Na2S2O4暴露在空气中易汲取氧气和水蒸气而变质，当该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2时，产物为（填化学式）。2．NaH2PO2（次磷酸钠）易溶于水，水溶液呈中性，具有强还原性，可用于化学镀银、镍、铜等。一种以泥磷（含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等）为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如图所示：已知：P4与Ca（OH）2、NaOH的反应主要有Ⅰ.3Ca（OH）2＋2P4＋6H2O=3Ca（H2PO2）2＋2PH3↑Ⅱ.3NaOH＋P4＋3H2O=3NaH2PO2＋PH3↑（1）已知H3PO2是一元中强酸，NaH2PO2是（填“正盐”或“酸式盐”）。（2）尾气中的PH3被NaClO溶液汲取可生成NaH2PO2，离子方程式为，从汲取液中获得NaH2PO2·H2O的操作为、、过滤、洗涤和干燥。（3）用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni，同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为。（4）“滤渣2”的主要成分为（填化学式）。（5）“过滤2”的滤液须要用Ag2SO4、Ba（OH）2溶液除去其中Cl－，加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多，其主要缘由是。（6）在工业上，可以用惰性电极电解NaH2PO2溶液制取磷酸，请写出其阳极反应式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：①pH＝4.1时，Ⅰ中为溶液（写化学式）。②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是。（3）制备Na2S2O5也可采纳三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱汲取液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为。电解后，室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。4．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：（1）写出硼元素在元素周期表中的位置：。（2）将硼砂溶于水后，用硫酸调整溶液的pH≈3.5以制取硼酸（H3BO3），该反应的离子方程式为。（3）由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，肯定条件是。（4）制得的粗硼在肯定条件下反应生成BI3，BI3在肯定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.2000g粗硼制成的BI3完全分解，将生成的I2配制成100mL碘水，量取10.00mL碘水于锥形瓶中，向其中滴加几滴淀粉溶液，用0.3000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00mL。（提示：I2＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2I－＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))）滴定终点的现象为，该粗硼样品的纯度为%。（5）H3BO3[也可写成B（OH）3]可以通过电解NaB（OH）4溶液的方法制备。工作原理如图所示。①b膜为（填“阴离子”或“阳离子”）交换膜，写出产品室发生反应的离子方程式：，理论上每生成1molH3BO3，N室可生成L（标准状况）气体。②N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%（填“>”或“<”）b%。5．三氯氧磷（POCl3）常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：（1）氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为。（2）通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，试验步骤如下：Ⅰ.取ag产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000mol·L－1的AgNO3溶液40.00mL，使Cl－完全沉淀。Ⅲ.向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。Ⅳ.加入指示剂，用cmol·L－1NH4SCN溶液滴定过量Ag＋至终点，登记所用体积。已知：Ksp（AgCl）＝3.2×10－10，Ksp（AgSCN）＝2×10－12①滴定选用的指示剂是（填字母），滴定终点的现象为。a．FeCl2b．NH4Fe（SO4）2c．淀粉d．甲基橙②试验过程中加入硝基苯的目的是，如无此操作所测Cl元素含量将会（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（3）氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷废水（主要为H3PO4、H3PO3等）。在废水中先加入适量漂白粉，再加入生石灰调整pH将磷元素转化为磷酸的钙盐沉淀并回收。①在沉淀前先加入适量漂白粉的作用是。②图1、图2是不同条件对磷的沉淀回收率的影响图像。处理该厂废水最合适的工艺条件为（填字母）。a．调整pH＝9b．调整pH＝10c．反应时间30mind．反应时间120min高考必考大题专练（一）化工流程分析题（B组——非金属类）1．解析：（1）Na2S2O4中硫元素的化合价为＋3。（2）氢氧化钠溶液是用来除去电石炉废气中的二氧化碳、硫化氢等酸性气体，所以洗涤过程中可能发生的反应有CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O、H2S＋2NaOH=Na2S＋2H2O等。（3）从合成塔反应液中分别出HCOONa·2H2O的操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。（4）由流程图可知，合成Na2S2O4的反应中，反应物为二氧化硫、氢氧化钠溶液与甲酸钠晶体，生成物为保险粉、二氧化碳等，依据得失电子守恒、元素守恒可得，该反应的化学方程式为HCOONa·2H2O＋2SO2＋NaOH=Na2S2O4＋CO2＋3H2O。（5）Na2S2O4暴露在空气中汲取氧气和水蒸气而变质，其中Na2S2O4为还原剂，O2为氧化剂，当二者的物质的量之比为2∶1时，发生反应的化学方程式为2Na2S2O4＋O2＋2H2O=4NaHSO3。答案：（1）＋3（2）除去电石炉废气中的CO2、H2S等酸性气体CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O、H2S＋2NaOH=Na2S＋2H2O（3）蒸发浓缩冷却结晶过滤（4）HCOONa·2H2O＋2SO2＋NaOH=Na2S2O4＋CO2＋3H2O（5）NaHSO32．解析：（1）H3PO2是一元中强酸，在溶液中部分电离生成氢离子和酸根离子，电离方程式为H3PO2⇌H＋＋H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))不能再电离，则NaH2PO2为正盐。（2）依据题中所给信息，PH3与NaClO反应生成NaH2PO2和NaCl，反应的离子方程式为PH3＋2ClO－＋OH－=H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2Cl－＋H2O，从汲取液中获得NaH2PO2·H2O，须要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。（3）依据题意，NiCl2中Ni元素转化成Ni单质，H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))转化为H3PO4，氯化物应有NaCl，依据得失电子守恒写出2NiCl2＋NaH2PO2→2Ni↓＋H3PO4＋NaCl，产物有H3PO4，说明该溶液呈酸性，左边少O元素，补H2O，右边少H元素和Cl元素，补HCl，配平得2NiCl2＋NaH2PO2＋2H2O=2Ni↓＋H3PO4＋NaCl＋3HCl。（4）“调pH”过程中可除去Ca2＋和AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))，CO2与碱反应生成COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))与Ca2＋反应生成CaCO3，AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))与CO2、H2O反应可生成Al（OH）3，因此“滤渣2”的成分是CaCO3和Al（OH）3。（5）依据题干信息，NaH2PO2具有强还原性，可用于化学镀银，Ag＋具有氧化性，因此加入Ag2SO4溶液不宜过量太多，否则过量的Ag＋会氧化H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))。（6）NaH2PO2具有较强的还原性，用惰性电极进行电解时，阳极上H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))失电子，其阳极反应式为H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))－4e－＋2H2O=H3PO4＋3H＋。答案：（1）正盐（2）PH3＋2ClO－＋OH－=H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2Cl－＋H2O蒸发浓缩冷却结晶（3）2NiCl2＋NaH2PO2＋2H2O=2Ni↓＋H3PO4＋NaCl＋3HCl（4）CaCO3、Al（OH）3（5）过量的Ag＋会氧化H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))（6）H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))－4e－＋2H2O=H3PO4＋3H＋3．解析：（2）①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。（3）阳极发生氧化反应：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑（或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑），阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。答案：（1）2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O（2）①NaHSO3②得到NaHSO3过饱和溶液（3）2H2O－4e－=4H＋＋O2↑（或4OH－－4e－=2H2O＋O2↑）a4．解析：（3）因MgCl2在蒸干灼烧时会发生水解，其水解的化学方程式为MgCl2＋2H2O⇌Mg（OH）2＋2HCl，所以为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁，须要在HCl氛围中加热。（4）消耗的Na2S2O3的物质的量为0.3000mol·L－1×0.018L＝0.0054mol，依据关系式：B～BI3～eq\f(3,2)I2～3S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))得，n（B）＝eq\f(1,3)n（S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))）＝0.0018mol，则该粗硼样品中B的物质的量＝0.0018mol×eq\f(100mL,10.00mL)＝0.018mol，则硼的质量为11g·mol－1×0.018mol＝0.198g，该粗硼样品中硼的质量分数为eq\f(0.198g,0.2000g)×100%＝99%。（5）①产品室可得到H3BO3的缘由是M室的H＋穿过阳离子交换膜扩散至产品室，原料室的B（OH）eq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))穿过阴离子交换膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，其离子方程式