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1、高考化学 工业流程7化学工艺流程题31（16分）铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的过程如下图所示。已知： NaFeO2遇水强烈水解。 2CrO42 + 2H+ Cr2O72+ H2O 请回答： （1）K2Cr2O7中Cr元素的化合价是 。（2）煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是 。（3）滤渣1为红褐色的固体，滤渣1的成分是（填名称）_ ，滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有（填化学式） 。（4）利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应

2、的化学方程式是 。（5）写出由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是 。（6）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。2、（10分）菱锰矿的主要成分是碳酸锰，还含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分。某化工厂用废盐酸（质量分数约为20%）与菱锰矿制备MnCl2.4H2O(106时失去一分子结晶水，198时失去全部结晶水)，部分工艺流程如下：氢氧化铁脉石弃渣（1）盐酸与菱锰矿中碳酸锰反应的化学方程式为 （2）酸浸取时，浸出时间对浸出率的影响如右图所示，工业 采用的浸取时间是60min，其可能的原因 是 。（3）图中

3、“净化剂X” 可能是 。（4）加入MnSO4后控制实验条件析出某种杂质离子的盐Y, 盐Y的主要成分是 。（5）浓缩结晶时，必须一出现晶膜就立刻停止加热，其原因是 。3. 聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下： 根据流程图回答下列问

4、题：（1） “煅烧”的目的是_。（2）配制质量分数15的盐酸需要200mL30%的浓盐酸（密度约为1.15g/cm3）和_g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。（3） “溶解”过程中发生反应的离子方程式为_（4）加少量铝粉的主要作用是_。（5） “调节溶液pH在4.24.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_； “蒸发浓缩”需保持温度在90100 0C，控制温度的实验方法是_。4. 废旧锂离子电池的正极材料（主要含有及少量Al、Fe等）可用于回收钴、锂，实验方法如下：（1）在上述溶解过程中，被氧化成，在溶解过程中反应的化学方程式为： ，氧化剂是_。（2）在上述除杂过程中，

5、通入空气的作用是_。废渣的主要成分是_。（3）“沉淀钴”和“沉淀锂”的离子方程式分别为 _、_。（4）本工艺可回收的副产品是_。5. CoCl26H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）为原料制取CoCl26H2O的一种新工艺流程：已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔点86，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29

6、.79.25.2请回答下列问题：(1)加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是 。(2)操作包含3个基本实验操作，它们是 、 和过滤。(3)制得的CoCl26H2O需减压烘干的原因是： 。(4)为测定产品中CoCl26H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100，其原因可能是： 。(5)在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的CoCl26H2O，方法是： 。(6)在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为： 。原工艺较新工艺也有优点，其主

7、要优点是 。6、（13分）工业上生产高氯酸时，还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠（NaClO2），其工艺流程如下：已知：1NaHSO4溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出。2高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90。请回答下列问题（1）反应器中发生反应的化学方程式为 ，冷却的目的是 ，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是 。（2）反应器中发生反应的离子方程式为 。（3）通入反应器中的SO2 用另一物质H2O2 代替同样能生成 NaClO2 ，请简要说明双氧水在反应中能代替SO2 的原因是 （4）Ca(ClO)2 、ClO2、NaClO、NaClO2 等含氯化合物都是

8、常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有 请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂 NaClO的离子方程式 7（16分）钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于强酸性溶液中TiCl4的熔点25.0，沸点136.4；SiCl4的熔点68.8，沸点57.6回答下列问题：（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式 加入铁屑的作用是 。（2）操作包含的具体操作方法有 。（3）向“富含TiO2溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2n H2O，请用恰当的原理和化学用语解释其

9、原因 ，废液中溶质的主要成分是 （填化学式）。（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下：写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式 ，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质 ，可采用 方法除去。（5）TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解质为某种可以传导O2-离子的熔融盐，原理如右图所示，则其阴极电极反应为： ，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有 。8、（16分）工业上利用硫酸渣（含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：注：铵黄铁矾化学式

10、为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12（1）在废渣溶解操作时，应选用_溶解（填字母）。A、氨水 B、氢氧化钠 C、盐酸 D、硫酸（2）物质A是一种氧化剂，工业上最好选用 （供选择使用的有：空气、Cl2、MnO2），其理由是 。（3）根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件是： 。（4）“结晶”生成铵黄铁矾的反应化学方程式为_。（5）简述检验“滤液”中含有NH4的实验方法： 。9. (16分) 高纯碳酸锰广泛应用于电子工业，是制造高性能磁性材料的主要原料。新工艺采用工业冶铜后的废气SO2进行湿法浸取软锰矿（主要含MnO2，同时含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3）来制备。（

11、已知亚硫酸酸性强于碳酸）将过量的SO2气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作，并控制温度加热反应；向浸锰结束后的滤液中加入MnO2、同时通入空气，再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后过滤分离；调节滤液pH值为6.57.2 ，然后加入NH4HCO3 ，有浅红色的沉淀生成，过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰。工业流程图如下：已知生成氢氧化物的pH如下表：物质Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2开始沉淀pH2.77.68.3完全沉淀pH3.79.69.8请根据题中有关信息回答问题：（1）“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有 。（2）由图可知，副反应MnSO4+ SO2 MnS2O6的H

12、0（填、或），为减少MnS2O6 的生成，“浸锰”的适宜温度是 。（3）步骤中加入MnO2和通入空气的作用 。（4）中控制温度为6070，温度不宜太高的原因是 。（5）与传统的电解法制MnCO3工艺相比较，新工艺的优点是 （写两点）。10、明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列填空： (1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水（每升含有39。20g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）_mL，用规格为_mL量筒量取。(2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K、SO42

13、外，还有大量的NH4。检验NH4的方法是_。(3）写出沉淀物中所有物质的化学式_。(4）滤液I的成分是水和_。(5）为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，请完善下列步骤：称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量_溶液，产生白色沉淀。_、_、_(依次填写实验操作名称)。冷却、称重。(6）若试样为mg，沉淀的物质的量为n mol，则试样中K2SO4的物质的量为：_mol（用含有m、n的代数式表示）。11、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16。27%)、Fe(5。86%)、Al(3。

14、42%)、Zn(2。68%)和Cu（0。86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.。00.422.577（1）FeSO4在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。（2）滤渣A的主要成分是 。（3）加入MnS的目的是除去 杂质。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为 。（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。12、将磷肥

15、生产中形成的副产物石膏（CaSO42H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl外，还需要 等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： （3）过滤操作所得固体中，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32的方法是： 。（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（）02060K2

16、SO4溶解的量(g)7。411。118。260时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0，可析出K2SO4晶体 g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl26H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a 熔点较低（29熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是： 。13、以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜（CuSO45H2O）。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。 回答下列问题： （1）配平在滤液（）中发生反应化学主程式： _NOx+_H2O+_O2_HNO3。 （2）写出制取硫酸铜的总反应方程式_。 （3）在上述生产过程中，被循环使用的物质是_。

17、（4）请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。将它们的编号填入方框。14、工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是_（填代号）。a. 84消毒液（NaClO溶液） b. 双氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_（填代号）。a. 浓硝酸 b. 硝酸银 c. 氯水 d. 烧碱上述流程中可以循环使用的物质有 、 （写化学式）。若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1 mol MnO2可制得 mol KMnO4。该生产中需要纯

18、净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号） 。a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 纯碱所需气体发生装置是_（选填代号）。操作的名称是 ；操作根据KMnO4和K2CO3两物质在 （填性质）上的差异，采用 （填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。15、重铬酸钾（K2Cr2O7）是工业生产和实验室的重要氧化剂。实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿（主要成份为FeOCr2O3）、纯碱、烧碱、氯酸钾等为原料先制得铬酸钠（Na2CrO4），涉及的主要反应是6FeOCr2O3 + 24NaOH +7KClO3 12Na2CrO4 + 3Fe2O3 +7

19、KCl + 12H2O，然后将铬酸钠转化为K2Cr2O7。其主要工艺如下：试回答下列问题：（1）在反应器中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式： 。（2）NaFeO2能强烈水解，在操作生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式： 。（3）操作的目的是什么，用简要的文字和化学方程式说明： 。（4）操作中，酸化时，CrO42转化为Cr2O72,写出平衡转化的离子方程式： 。（5）称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL 2mol/LH2SO4溶液

20、和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32=2I+S4O62）。判断达到滴定终点的依据是： ；若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL，则所得产品中的重铬酸钾的纯度为 （设K2Cr2O7的摩尔质量为294gmol -1，整个过程中其它杂质不参与反应）。16、工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：请回答下列问题：（1）沉淀C的化学式为_，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作_。（2）电解熔融的氧化铝时，加入冰晶石的作用是_。（3）操作I、操作I

21、I、操作III都是_（填操作名称），实验室要洗涤Al(OH)3沉淀应该在_装置中进行。（4）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有_（填化学式）。用此法制取铝的副产品是_（填化学式）。（5）写出Na2CO3溶液与CaO反应离子方程式：_。（6）若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质：_（填化学式）。17现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体（CuCl22H2O），为制取纯净的CuCl22H2O，首先将其制成水溶液，然后按下图所示步骤进行提纯：已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性，要将溶液中的Cu2、Fe2、Fe3沉淀为

22、氢氧化物，需溶液的pH分别为6.4、6.4、3.7。请回答下列问题：（1）本实验最适合的氧化剂X是_AK2Cr2O7 BNaClO CH2O2 DKMnO4（2）物质Y不可以是_ACuO BCuCl2 CCu（OH）2 DCuCO3（3）除去Fe3的有关离子方程式是（物质Y在（2）中选择合适的选项）： _（4）加入氧化剂的目的是_。（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl22H2O？_（填“能”或“不能”）。如不能，应如何操作？（如能，此空不填）_。18（10分）工业碳酸钠(纯度约为98)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO42等杂质，提纯工艺线路如下： 、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出

23、的溶质如下图所示： Na2CO310H2O Na2CO37H2O Na2CO3H2O 32 36 t（）、有关物质的溶度积如下：物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.961096.821064.681065.6110122.641039回答下列问题：（1）加入NaOH溶液时，首先生成的沉淀是 （填化学式）；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为 。（2）“趁热过滤”时的温度应控制在 。（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行 ，并说明理由 。（4）已知：Na2CO310 H2O(s)Na2CO3(s)1

24、0 H2O(l) H= + 92.36 kJmol1 Na2CO310 H2O(s)Na2CO3H2O(s)9 H2O(g) H= + 473.63 kJmol1又知：H2O(l)H2O(g) H= + 44 kJmol1写出Na2CO3H2O脱水生成气态水的热化学方程式 。19、重铬酸钠(Na2Cr2O72H2O)俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeOCr2O3，还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：中涉及的主要反应有：主反应：4FeOCr2O38Na2CO37O28Na2CrO42Fe2O38CO2副反应：Si

25、O2Na2CO3Na2SiO3CO2、Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀时溶液pH4。73。711。25。6试回答下列问题： “”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是 。两个副反应均为吸热反应，但在高温下均能自发进行，其原因是 。 “”中调节pH至4.7，目的是 。 “”中加硫酸酸化的目的是使CrO42转化为Cr2O72，请写出该平衡转化的离子方程式： 。 “”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠，依据是 。1、（16分）（1）+6 （2分）（2）4FeOCr2O3 + 7O2 + 20NaOH 8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O （共3分，物质正确1分，反应条件“高温或煅烧”1分，配平1分）（3）氢氧化铁（2分）；NaAlO2、Na2SiO3（共2分，每种物质各1分）（3）2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2（3分，物质正确1分，反应条件1分，配平1分）（4）加稀硫酸酸化（2分）（5）冷却结晶（2分）2、（1）MnCO3+2HCl