第四章 常见的非金属及其化合物 第5讲化工流程二高效演练原卷版5元.docx

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第四章常见的非金属及其化合物第5讲化工流程二高效演练原卷版5元

高效演练

1．（2019·四川高三高考模拟）银铜合金广泛用于航空工业。

从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

[注：

Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃]

（1）电解精炼银时，阴极反应式为___________________________。

滤渣A与稀硝酸反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为________________________。

（2）固体混合物B的组成为________；

（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：

__

________CuO＋________Al2O3

________CuAlO2＋________。

（4）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是____________、过滤、洗涤和干燥。

2．（2018·上海高三高考模拟）联碱法（候氏制碱法）和氨碱法的生产流程简要表示如下图：

（1）两种方法的沉淀池中均发生的反应化学方程式为______________________________。

（2）X是_________，Y是__________（填化学式）。

（3）Z中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有____________________；排出液中的溶质除了氢氧化钙外，还有______________________________________________。

（4）根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是_______。

a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 

b．通入氨气能增大NH4+的浓度，使氯化铵更多析出

c．加入食盐细粉能提高Na+的浓度，使NaHCO3结晶析出

（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，请设计实验方案__________________________。

（6）联碱法中，每当通入NH322.4L（已折合成标准状况下）时可以得到纯碱50.0g，则NH3的利用率为____________。

（结果精确到0.01）

3．（2018·江苏高三高考模拟）利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO的一种制备流程图如下：

（1）用NaOH溶液处理废旧锌铁皮发生反应的化学方程式为____________。

（2）①若溶液A中滴加稀H2SO4过量，会溶解产生的Zn（OH）2，可改用的方法是____________。

②由Zn（OH）2灼烧制ZnO前需进行洗涤，检验沉淀洗涤是否干净的方法是______________。

（3）流程中加人NaC1O3发生反应的离子方程式为______________。

（4）①由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中通入N2的原因是____________。

②溶液B中主要发生的离子反应方程式为________________。

③确定溶液B中含有Fe2+的实验方法是_____________。

4．（2019·天津高三高考模拟）海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。

请回答下列问题：

Ⅰ.

（1）步骤1中，粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，粗盐精制过程中要使用Na2CO3溶液，请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式_________________。

（2）海水提溴，制得1molBr2需要消耗_________molCl2。

步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化，其作用是___________________________。

步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，有关反应的离子方程式为_______________________________。

（3）为了从工业Br2中提纯溴，除去产物中残留的少量Cl2，可向其中加入__________溶液。

Ⅱ.

（1）Mg在元素周期表中的位置：

_____________，Mg（OH）2的电子式：

____________，Mg（OH）2中所含元素的简单离子半径由小到大的顺序是____________________________。

（2）步骤Ⅳ由Mg（OH）2得到单质Mg，以下方法最合适的是_______________（填序号）。

A.Mg（OH）2

MgCl2

MgB．Mg（OH）2

MgO

Mg

C．Mg（OH）2

MgO

MgD．Mg（OH）2

无水MgCl2

Mg

（3）判断Mg（OH）2是否洗涤干净的操作是__________________。

Ⅲ.用Mg制成的格氏试剂（RMgBr）常用于有机合成，例如制备醇类化合物的合成路线如下：

（R：

烃基：

R'：

烃基或H）依据上述信息，写出制备

所需溴代烃的可能结构简式：

___________。

5．（2019·阜阳市第三中学高三高考模拟）海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。

请回答下列问题：

（1）步骤I中，粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，粗盐精制过程中要使用Na2CO3溶液，请写出加入Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式：

_________________________。

（2）海水提溴，制得1molBr2需要消耗_________molCl2。

步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化，其作用是_________________。

步骤Ⅱ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，有关反应的离子方程式为_________。

（3）为了从工业Br2中提纯溴，除去产物中残留的少量Cl2，可向其中加入_________溶液。

（4）步骤Ⅳ由Mg（OH）2得到单质Mg，以下方法最合适的是_________（填序号）。

A.

B．

C．

D．

（5）判断Mg（OH）2是否洗涤干净的操作是________________________________________。

6．（2018·陕西高考模拟）废旧金属可以回收利用，用合金废料（含铁、铜和铝）制取硫酸亚铁和硫酸铜溶液的实验流程如下（部分生成物已略）：

（1）合金属于________（填“纯净物”或“混合物”）。

（2）步骤①反应的化学方程式为：

2Al+2NaOH+2R＝2NaAlO2+3H2↑，依据质量守恒定律推出R的化学式为_________。

步骤②反应的化学方程式为_____________________________。

（3）由铜制取硫酸铜溶液有以下三种途径：

I．Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O

II.2Cu+O2

2CuOCuO+H2SO4＝CuSO4+H2O

Ⅲ.3Cu+8HNO3＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

你认为最佳途径是____________（填序号），理由是___________________。

7．（2018·北京高三高考模拟）太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下:

（1）下列说法中，正确的是______（填字母序号）。

a.太阳能、风能都是清洁能源

b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化

c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电

d.阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化

（2）全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池。

已知放电时V2+发生氧化反应，则放电时电极A的电极反应式为___________；充电时电极B做______极。

（3）含钒废水会造成水体污染，对含钒废水（除VO2+外，还含有Al3+，Fe3+等）进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下:

已知溶液pH范围不同时，钒的存在形式如下表所示:

钒的化合价

pH<2

pH>11

+4价

VO2+，VO（OH）+

VO（OH）3-

+5价

VO2+

VO43-

①加入NaOH调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后生成沉淀1的反应过程为_______、_______；所得滤液1中，铝元素的存在形式为__________。

②向碱性的滤液1（V的化合价为+4）中加入H2O2的作用是________（用离子方程式表示）。

8．（2018·四川高三高考模拟）硫代硫酸钠（Na2S2O3）在生产生活中具有广泛应用。

回答下列问题：

I.工业上普遍使用Na2SO3与硫磺共煮制备Na2S2O3，装置如图1。

（1）打开K1关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量试剂甲并加热。

试剂甲为_________，装置B和D的作用是_________。

（2）始终保持C中溶液呈碱性、加热产生Na2S2O3，反应的化学方程式为___________________________。

反应一段时间后，C中硫粉逐渐减少，及时打开K2、关闭K1并停止加热，将C中所得混合物分离提纯后即得到Na2S2O3。

若不及时关闭K1，将导致C中溶液呈酸性、发生副反应产生S和_________。

Ⅱ.利用SO2与Na2CO3、Na2S的混合溶液反应也能制备Na2S2O3，所需仪器如图2。

（1）装置G中Na2CO3与Na2S的最佳物质的量之比为_________。

（2）从左到右连接各仪器，接口顺序为：

_________接g、h接_________、_________接_________、_________接d。

Ⅲ.常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度。

取废水20.00mL，控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；过滤洗涤后用适量稀酸溶解，此时CrO42－全部转化为Cr2O72－；再加过量KI溶液，将Cr2O72－充分反应：

Cr2O72－+6I－+14H+=3I2+2Cr3++7H2O。

然后加入淀粉溶液作指示剂，用0.0100mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定：

I2+2S2O32－===S4O62－+2I－。

当溶液_________即为终点。

平行滴定3次，消耗Na2S2O3溶液的平均用量为18.00m，则该废水中Ba2+的物质的量浓度为_________。

9．（2018·山西山西实验中学高三高考模拟）在一定条作下，二氧化硫和氧气发生如下反应：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）△H<0。

查阅资料知SO3的熔点为16.83℃，沸点是448℃。

某化学学习小组欲通过实验测定上述反应中SO2的转化率，他们设计了如下实验。

请根据要求回答问题：

（1）各装置接口的连接顺序是a→_________________。

（2）装置Ⅳ烧杯中盛放冰水的作用是_____________________。

（3）装置Ⅰ所用硫酸，一般选用浓度为70%～80%的硫酸，原因是_________________。

（4）当装置Ⅰ中反应结束时，要打开止水夹继续通入O2一段时间，继续通入O2的目的是_______。

（5）称量agNa2SO3粉末与足量硫酸反应，实验结束后称得装置Ⅳ增重bg，列式表示该实验中SO2的转化率__________________。

10．（2013·山东高三高考模拟）铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe2O3•xH2O，广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。

实验室模拟工业利用硫酸渣（含Fe2O3及少量的CaO、MgO等）和黄铁矿粉（主要成分为FeS2）制备铁黄的流程如图：

（1）操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是________、________。

（2）试剂a最好选用______（供选择使用的有：

铝粉、空气、浓HNO3）；其作用是________。

（3）上述步骤中需用到氨气．下列装置可用于实验室制氨气的是______（填序号）。

（4）检验溶液Z中含有NH4+的方法是________。

（5）查阅资料知，在不同温度下Fe2O3被CO还原，产物可能为Fe3O4、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如下图所示。

根据图像推断650℃时Fe2O3还原产物的化学式为________，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分（简述实验操作、现象和结论）________。

仪器自选。

可供选择的试剂：

稀H2SO4、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

11．（2018·福建高三高考模拟）钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。

从钛白工业废酸（含钪、钛、铁、锰等离子）中提取氧化钪（Sc2O3）的一种流程如下：

回答下列问题：

（1）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。

洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。

混合的实验操作是______________________________。

（2）先加入氨水调节pH＝3，过滤，滤渣主要成分是__________；再向滤液加入氨水调节pH＝6，滤液中Sc3+的浓度为_____________。

（已知：

Ksp[Mn（OH）2]＝1.9×10－13、Ksp[Fe（OH）3]＝2.6×10－39，Ksp[Sc（OH）3]＝9.0×10－31）

（3）用草酸“沉钪”。

25℃时pH＝2的草酸溶液中

＝__________（保留两位有效数字）。

写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式__________________________________。

[已知Ka1（H2C2O4）＝5.9×10－2，Ka2（H2C2O4）＝6.4×10－5]

（4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为______________________________________________。

（5）废酸中含钪量为15mg·L－1，VL废酸最多可提取Sc2O3的质量为____________。

12．（2018·江苏金陵中学高三高考模拟）硼氢化钠（NaBH4，硼为+3价）为白色粉末，在干燥空气中稳定，在潮湿空气中分解，是常用的还原剂。

偏硼酸钠（NaBO2）易溶于水，不溶于乙醇，易水解。

目前有多种工艺可制备NaBH4。

（1）用硼精矿（含有一定量B2O3，及Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质）制取NaBH4的流程如下：

①“溶解”时，B2O3与NaOH反应生成了NaBO2，反应离子方程式为________。

②“除硅铝”步骤加入CaO，而不加入CaCl2的原因有：

能将硅、铝以沉淀除去；尽量不带入杂质离子；________。

③“操作2”是将滤液蒸发、结晶、洗涤，其中洗涤选用的试剂最好是________。

④“反应1”是MgH2与NaBO2混合得到NaBH4和MgO，其化学方程式为________。

（2）我国孙彦平采用耐腐蚀电极材料，以阳离子交换膜为隔离膜，电解偏硼酸钠的碱溶液，也可以高效制备NaBH4。

该工艺阳极产物为________，阴极电极方程式为________。

13．（2018·陕西高三高考模拟）下图表示从废旧普通锌锰电池内容物中回收制备KMnO4等物质的一种工艺（不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属）。

（1）KMnO4稀溶液是一种常用消毒剂，其消毒机理与下列物质相似的是__________（填序号）。

A.双氧水B.75%酒精C.84消毒液（NaClO溶液）D.苯酚

（2）①黑色固体混合物水浸时为提高浸出速率，常采用的措施为___________________________（答出一条即可）。

②滤渣水洗灼烧后固体是一种黑色的化合物，操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4和KCl，该过程中发生反应的化学方程式为_____________________________________。

③图中产物A是一种难溶于水的黑色固体，其化学式为_________________________。

（3）测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。

①配制250mL0.1000mol·L-1标准Na2S2O3溶液，需要使用的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、量筒和_________________________、_________________________；

②取KMnO4配成溶液（酸化）后，用0.1000mol·L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定，判断滴定至终点的现象为___________________。

14．（2018·广西南宁三中高三高考模拟）氯化亚铜（CuCl，白色、易被氧化，Ksp=1.2×10-6）广泛用作催化剂、脱臭剂、脱色剂等。

工业上用初级铜矿粉（主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等）制备活性CuCl的流程如下：

（1）滤渣Ⅰ是Fe（OH）3和单质硫的混合物，反应Ⅰ中Cu2S参与反应的化学方程式为：

Cu2S+MnO2+H2SO4→CuSO4+S+MnSO4+H2O（未配平）；氧化产物为：

__________。

（2）除Mn2+时得MnCO3沉淀，该反应的离子方程式为_________________________。

（3）已知：

Cu（OH）2可溶于氨水形成深蓝色溶液。

Cu（OH）2+4NH3

[Cu（NH3）4]2++2OH－。

蒸氨条件及蒸氨效果见下表：

序号

温度/℃

时间/min

压强/KPa

残液颜色

a

100

60

101.3

浅蓝色

b

100

40

74.6

几乎很浅

c

100

30

60.0

无色透明

由表中信息可知蒸氨的条件应选_______（填序号），请用平衡移动原理解释选择该条件的原因是_________________________。

（4）反应Ⅱ的离子方程式___________________________。

（5）实验证明通过如图装置也可获得CuCl，现象为

阴极：

产生无色气体；

阳极：

有白色胶状沉淀生成且逐渐增多；

U形管底部：

靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色沉淀。

①生成CuCl的电极反应式为________________________________。

②有同学提出：

淡黄色沉淀可能是CuOH，以下是从资料中查阅到CuOH的有关信息，哪些可以支持该同学的说法________。

（填序号）

a．容易脱水变成红色的Cu2Ob．CuOH是黄色或淡黄色固体，不溶于水

c．CuOH的Ksp=2×10-15d．易被氧化成Cu（OH）2

15．（2018·安徽高三高考模拟）盐酸法是在一定温度下盐酸与铝土矿、高岭土或粉煤灰等固体中的活性Al2O3发生反应制备Al2O3的工艺。

氯化铝溶液可通过蒸发结晶生成结晶氯化铝，进而焙烧得到氧化铝；也可利用氯化铝在酸溶液中的溶解度随着盐酸浓度的升高而急剧降低的特点，生成氯化铝晶体，从而焙烧得到氧化铝。

图1是我国某公司研发的具有自主知识产权的“一步酸溶法”工艺流程。

回答下列问题:

（1）“氯化铝在酸溶液中的溶解度随着盐酸浓度的升高而急剧降低”的原因是________________________________________________________（结合必要的化学方程式说明）。

（2）精制液蒸发结晶后分离出纯净结晶氯化铝的操作名称是_______,用_____洗涤。

（3）写出结晶氯化铝（AlCl3·6H2O）焙烧的化学方程式:

_____________________________。

（4）工业上冶炼金属铝的方法是电解熔融的_______（填化学式），电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________________________。

（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。

在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备,其主要原因是_______________________________________。

16．（2018·江苏高三高考模拟）Ca10（PO4）6（OH）2（羟基磷酸钙，简写HAP）是一种新型的环境功能矿物材料，可用于除去水体中的F-、Cd2+、Pb2+ 及Cu2+等。

（1）制备HAP的步骤如下：

分别配制250mL浓度均为0.5mol·L-1的Ca（NO3）2溶液和（NH4）2HPO4溶液（pH约为8），按n（Ca）/n（P）=1.67分别量取相应体积的溶液，加热至50℃,不断搅拌下，按特定的方式加料，强力搅拌1h,再经后续处理得到产品。

①特定的加料方式是__________（填序号）。

a．将Ca（NO3）2溶液逐滴滴入（NH4）2HPO4溶液中， 再用氨水调节pH至10.5

b．将（NH4）2HPO4溶液逐滴滴入Ca（NO3）2溶液中，再用氨水调节pH至10.5

c．将（NH4）2HPO4溶液和氨水混合并调节pH至10.5，再滴入Ca（NO3）2溶液

②反应生成Ca10（PO4）6（OH）2的离子方程式为__________。

（2）HAP脱除F-的操作是：

在聚四氟乙烯烧杯中加入50mL 10mg·L-1NaF溶液和0.15gCa10（PO4）6（OH）2,在恒温下振荡，每隔1h测定一次溶液中F-浓度，直至达到吸附平衡。

①实验中“烧杯”材质用“聚四氟乙烯”塑料而不用玻璃，其原因是__________。

②除氟反应形式之一是：

 Ca10（PO4）6（OH）2+20F-

10CaF2+6PO43-+2OH-，该反应的平衡常数K=__________[用Ksp（CaF2）和Ksp（HAP）表示]。

（3）HAP脱除Pb（Ⅱ）包括物理吸附和溶解-沉淀吸附。

物理吸附时，HAP的特定位可吸附溶液中某些阳离子;溶解-沉淀吸附的机理为：

Ca10（PO4）6（OH）2（s）+2H+（aq）

10Ca2+（aq）+6PO43-（aq）+2H2O（l）（溶解）

10Pb2+（aq）+6PO43-（aq）+2H2O（l）

Pb10（PO4）6（OH）2（s）+2H+（aq）（沉淀）

已知Pb（Ⅱ）的分布分数如图-1所示;一定条件下HAP对Pb

（1）平衡吸附量与pH的关系如图-2所示。

①能使甲基橙显红色的Pb（Ⅱ）溶液中滴入少量NaOH至溶液呈中性，该过程中主要反应的离子方程式为__________。

②当pH<3.0时，pH越小HAP对Pb（Ⅱ）平衡吸附量稍减小，其原因是__________。

③当pH> 7.0时，生成的沉淀为__________（填化学式）;此时pH越大HAP对Pb（Ⅱ）平衡吸附量越小，其原因是__________。

17．（2018·天津高三高考模拟）以冶炼金属铝的废弃物铝灰为原料制取超细α -氧化铝，既能降低环境污染又可提高铝资源的利用率。

已知铝灰的主要成分为Al2O3（含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3），其制备流程如下:

（1）用上图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为____ （填选项编号）.

（2）流程中加入H2O2有气体产生，原因是___________。

（3）通过调节溶液的pH来“沉铁”，得到Fe（OH）3.己知:

Fe3+

Fe2+

Al3+

开始沉淀时的pH

2.2

7.5

3.7

完全沉淀时的pH

3.2

9.0

4.7

为保证产品的纯度，可以选用下列物质中的____调节溶液 pH（填字母），调节pH的范围为_____。

a. A12O3b. NaOHc. Al（OH）3d. Na2CO3

（4）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为:

4[NH4Al（SO4）2·12H2O]

2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，将产生的气体