高考化学 考点必练 专题11 化工流程大题拔高专练.docx

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高考化学考点必练专题11化工流程大题拔高专练

考点十一化工流程大题拔高专练

1．（2019届四川省眉山市眉山中学高三9月月考）铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。

Ⅰ.

（1）铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4 的Pb3O4，Pb3O4 与HNO3 发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为_____________。

Ⅱ.以含铅废料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4）为原料制备高纯PbO，其主要流程如下：

（2）“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb 和PbO2反应生成PbSO4生成1mol PbSO4转移电子的物质的量为____________mol 。

（3）已知：

①PbO溶解在NaOH 溶液中，存在平衡：

PbO（s）+NaOH（aq）

NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示：

②粗品PbO 中所含杂质不溶于NaOH 溶液。

结合上述信息，完成由粗品PbO得到高纯PbO 的操作：

将粗品PbO溶解在一定量__________（填“35%”或“10%”）的NaOH 溶液中，加热至110℃，充分溶解后，__________，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO 固体。

（4）将PbO粗品溶解在HCl 和NaCl 的混合溶液中，得到含Na2PbCl2 的电解液，电解Na2PbCl4 溶液生成Pb 的装置如图所示。

①阴极的电极反应式为_______________________。

②电解一段时间后，Na2PbCl4浓度极大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，阴极区采取的方法是_________________________。

【答案】Pb3O4+4HNO3=2Pb（NO3）2+PbO2+2H2O135%趁热过滤PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-继续向阴极区加PbO粗品

（3）根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线特点可知浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，因此加热至较高温度，充分溶解，然后再高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体；故答案为：

35%； 趁热过滤；

（4）①阴极发生还原反应，根据题意电解Na2PbCl4溶液，生成Pb，Pb发生还原反应，故阴极反应为：

PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②阴极电解一段时间后溶液为HC1和NaC1的混合溶液，根据题意“将PbO粗品溶解在HC1和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的电解液”继续向阴极区加PbO粗品可恢复其浓度且实现物质的循环利用。

2．（2019届衡水中学高三开学二调考试）欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可采用以下四种方法。

方法一：

方法二：

方法三：

方法四：

运用化学原理，但不使用其他化学试剂，仅使用实验室常用仪器达到实验目的。

按要求回答下列问题：

（1）方法一：

加入足量的试剂A______________（填写A的化学式）可将HCO3―离子转化为沉定并称重，反应的离子方程式为______________。

操作1、2、3、4的名称依次是溶解、______________、洗涤和干燥（烘干）。

（2）方法二：

在操作1中配制100mL待测液所用到的玻璃仪器中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要用到的是______________，操作2中选择甲基橙作指示剂，计算该样品中NaHCO3的质量分数为______________[用流程图中的数据m、V（HCl）， 填写有关的表达式]。

（3）在方法三中：

根据所用的实验装置，除了称量试样质量外，还需测定的实验数据是______________。

（4）仔细分析方法三中的实验装置，若由此测得的数据来计算实验结果，则有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是______________，偏低的原因可能是______________（均用文字简述）。

（5）方法四的实验原理是：

______________（用化学方程式表示）。

【答案】Ca（OH）2或Ba（OH）2Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O或Ba2++OH-+HCO3-═BaCO3↓+H2O过滤100mL容量瓶

装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量碱石灰可能还会吸收空气中的水蒸气和CO2气体装置内会留存部分CO2气体2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑

（3）方法三利用产生二氧化碳的质量来计算碳酸氢钠的质量分数，需要称量装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量；

（4）偏高的原因是碱石灰还会吸收空气中的二氧化碳和水使质量增大；偏低的原因是装置中会有残留的二氧化碳未被完全吸收；正确答案：

碱石灰可能还会吸收空气中的水蒸气和CO2气体；

（5）碳酸氢钠不稳定受热易发生分解，化学方程式为：

2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑。

3．（2018届福建省漳州市高三考前模拟考试试卷二）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____________。

【答案】将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入H2O2中，并不断搅拌Fe（OH）39.0×10－7mol·L－l3.8×10－22Sc3+＋3H2C2O4===Sc2（C2O4）3↓＋6H+2Sc2（C2O4）3＋3O2

2Sc2O3＋12CO20.023Vg

去大量的钛离子，根据Ksp[Mn（OH）2]＝1.9×10－13、Ksp[Fe（OH）3]＝2.6×10－39，Ksp[Sc（OH）3]＝9.0×10－31，可以求出余下三种离子沉淀完全（离子浓度小于10－5mol/L）的pH，发现锰离子沉淀完全时pH约为10，钪离子沉淀完全时pH约为5，而铁离子沉淀完全时pH约为4，所以先加入氨水调节pH=3，过滤，滤渣主要成分是Fe（OH）3；再向滤液加入氨水调节pH=6，此时溶液中c（OH-）=10-8mol/L，滤液中Sc3+的浓度为

；（3）25℃时pH＝2的草酸溶液中

＝

=

，“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为2Sc3+＋3H2C2O4===Sc2（C2O4）3↓＋6H+；（4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为2Sc2（C2O4）3＋3O2

2Sc2O3＋12CO2；（5）废酸中含钪量为15mg·L－1，则VL废酸中含钪的质量为15

，所以最多可提取Sc2O3的质量为

。

4．（2019届吉林省长春市实验中学高三上学期开学考试）从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。

（1）古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是______（填字母序号）。

a．Feb．FeOc．Fe3O4d．Fe2O3

（2）硫酸渣的主要化学成分为：

SiO2约45%，Fe2O3约40%，Al2O3约10%，MgO约5%。

用该废渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下（部分操作和条件略）：

回答下列问题：

①在步骤i中产生的有毒气体可能有__________________。

②在步骤iii操作中，要除去的离子之一为Al3＋。

若常温时Ksp[Al（OH）3]=1.0×10－32，此时理论上将Al3＋沉淀完全（Al3+的浓度为10-5mol/L），则溶液的pH为____________。

③步骤iv中，生成FeCO3的离子方程式是_________________________________。

（3）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀，写出该沉淀的化学式_________________。

请用平衡移动的原理，结合必要的离子方程式，对此现象作出解释：

___________________________________。

（4）①古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下：

复分解反应ii的离子方程式是________________________________________________。

②如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中CN－，方案如下：

若试纸变蓝则证明食品中含有CN－，请解释检测时试纸中FeSO4的作用：

___________。

【答案】cCO和SO2等5Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋CO2↑＋H2OFe（OH）3Fe3++3H2O

Fe（OH）3+3H+加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe（OH）3沉淀3[Fe（CN）6]4－+4Fe3+=Fe4[Fe（CN）6]3↓碱性条件下，Fe2+与CN－结合生成[Fe（CN）6]4－；Fe2+被空气中O2氧化生成Fe3+；[Fe（CN）6]4－与Fe3+反应生成普鲁士蓝使试纸显蓝色

5．（2018届陕西省西安市长安区高三教学质量检测）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___________________。

【答案】AC加热、将固体混合物粉碎、搅拌3MnO2+KClO3+6KOH

3K2MnO4+KCl+3H2OMnO2玻璃棒250mL容量瓶当滴入最后一滴标准液，溶液的紫红色恰好褪去，且半分钟内不变色

②KMnO4溶液本身呈紫红色，实验中不需要其他指示剂，滴定终点的现象为：

当滴入最后一滴标准液，溶液的紫红色恰好褪去，且半分钟内不变色。

详解：

（1）KMnO4稀溶液是一种常用消毒剂，其消毒机理是KMnO4具有强氧化性。

A项，双氧水有强氧化性，与KMnO4稀溶液消毒机理相似；B项，75%酒精使蛋白质变性，与KMnO4稀溶液消毒机理不同；C项，84消毒液具有强氧化性，与KMnO4稀溶液消毒机理相似；D项，苯酚使蛋白质发生变性，与KMnO4稀溶液消毒机理不同；答案选AC。

（2）根据普通锌锰电池的组成，黑色固体混合物“水浸”后过滤得到的滤渣中主要含MnO2；MnO2与KClO3、KOH熔融时反应生成K2MnO4、KCl和H2O；向K2MnO4溶液中通入CO2生成KMnO4，Mn元素的化合价由+6价升至+7价，产物A是一种难溶于水的黑色固体，根据氧化还原反应的规律，化合物A的化学式为MnO2，K2MnO4与CO2反应生成KMnO4、MnO2和K2CO3。

①黑色固体混合物水浸时为提高浸取速率，常采用的措施为：

加热、将固体混合物粉碎、搅拌。

②MnO2与KClO3、KOH熔融反应生成K2MnO4、KCl和H2O，在该反应中Mn元素的化合价由+4价升至+6价，Cl元素的化合价由+5价降至-1价，根据得失电子守恒和原子守恒，该过程中发生反应的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH

3K2MnO4+KCl+3H2O。

③向K2MnO4溶液中通入CO2生成KMnO4，Mn元素的化合价由+6价升至+7价，产物A是一种难溶于水的黑色固体，根据氧化还原反应的规律，化合物A的化学式为MnO2，K2MnO4与CO2反应生成KMnO4、MnO2和K2CO3，反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。

（3）①配制250mL0.1000mol/L标准Na2S2O3溶液的步骤为：

计算→称量→溶解→冷却至室温→转移→洗涤→初步振荡→定容→上下颠倒摇匀。

需要使用的玻璃仪器有：

烧杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、胶头滴管，答案为：

250mL容量瓶、玻璃棒。

②KMnO4溶液本身呈紫红色，实验中不需要其他指示剂，滴定终点的现象为：

当滴入最后一滴标准液，溶液的紫红色恰好褪去，且半分钟内不变色。

6．（重庆市第一中学、合肥八中、石家庄市第一中学2018届高三下学期高考模拟考试）人类对锡（50Sn）的使用有悠久的历史，可以追溯到大约公元前3000年，但这也是对锡的“异常”不断加深认识，不断“驯服”它的历史。

（1）锡与硅同主族，稳定化合价均为+4价，锡原子比硅原子核外多2个电子层，锡元素在周期表中的位置为___________________。

（2）锡单质在常温下稳定（主要单质类别为白锡），但是它既怕冷又怕热。

在-13.2℃以下，白锡转变成一种无定形的灰锡（粉末状），而且只要白锡接触到很少的灰锡。

很失就会变成灰锡完全毁坏，就像得了瘟疫一样。

①克服锡单质这一弱点的方法之一就是做成合金，合金与组分金属相比一般具有____性质。

a．不导电b硬度大c．耐腐蚀

②对锡器的“瘟疫”作分析，以下推测合理的是_________________。

A．灰锡携带病毒

B．灰锡与白锡形成原电池，加速白锡的转化

C．灰锡是白锡转化的催化剂，加速反应

（3）实验室配制氯化亚锡（SnCl2）溶液时发现，向SnCl2固体中加水的过程中，产生刺激性气味气体，且只能得到悬浊液。

配制、保存SnCl2溶液时，要用到的试剂为氯化亚锡固体、__________、______________和水（填试剂名称）。

（4）工业上，硫离子是一种很好的沉淀剂。

但向1L0.01mol·L-1硫化钠溶液（pH=12）中逐渐加入SnCl2粉末时，一开始却并没观察至沉淀。

请分析原因_________________。

当加SnCl2至溶液pH=9时，有两种沉淀生成。

此时溶液中硫离子浓度为__________（保留两位有效数字）。

（提示：

25℃时，Ksp[Sn（OH）2]=1.4×10-28，Ksp（SnS）=1.0×10-25。

Sn（OH）2是两性物质。

）

（5）测定固体中锡的含量时，常用的一种方法为：

在强酸性环境中将固体溶解，然后将锡元素全部转化成Sn2+，以淀粉为指示剂，用碘酸钾标准溶液滴定。

但在滴定初始并没有出现蓝色，滴定终点的现象为无色变蓝色。

写出滴定过程中依次发生反应的离子反应方程式_______________，______________。

【答案】第五周期第ⅣA族bc浓盐酸锡开始时，生成沉淀Sn（OH）2所需Sn2+浓度为1.4×10-24 mol/L，而生成沉淀SnS所需Sn2+浓度为1.0×l0-23mol/L，Sn（OH）2优先沉淀，但Sn（OH）2+2OH-=SnO22-+2H2O，所以一开始未生成沉淀7.1×10-8 mol/L3Sn2++IO3-+6H+=3Sn4++I-+3H2O5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O

（3）SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡SnCl2+H2O

Sn（OH）Cl+HCl,加入盐酸，使平衡向左移动，抑制水解，加入Sn防止Sn2+被氧化，所以用到的试剂为氯化亚锡固体、浓盐酸、锡和水，故本题正确答案：

浓盐酸；锡；

（4）Ksp[Sn（OH）2]=1.4×10-28，Ksp（SnS）=1.0×10-25，开始时，c（S2-）=0.01mol·L-1,c（OH-）=0.01mol·L-1,生成沉淀Sn（OH）2所需Sn2+浓度=

mol/L=1.4×10-24mol/L，而生成沉淀SnS所需Sn2+浓度=1.0×10-25/0.01mol/L=1.0×l0-23mol/L，Sn（OH）2优先沉淀，但Sn（OH）2+2OH-=SnO22-+2H2O，所以一开始未生成沉淀；当加SnCl2至溶液pH=9时，c（OH-）=1.0×10-5mol·L-1,，c（Sn2+）=

mol·L-1=1.4×10-23mol/L,c（S2-）=1.0×10-25/1.4×10-23mol/L=7.1×10-8mol/L

（5）滴定过程中先发生IO3-在强酸性环境中将Sn2+氧化为Sn4+，本身被还原为I-,I-和IO3-在酸性条件下发生反应生成碘单质，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出离子反应方程式为：

3Sn2++IO3-+6H+=3Sn4++I-+3H2O、5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O。

7．（2018届山东省济南第一中学高三1月月考）重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

已知部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表

氢氧化物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Mg（OH）2

Al（OH）3

Cr（OH）3

pH

3.7

9.6

11.1

8

9（＞9溶解）

I.某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。

为回收利用，通常采用如下流程处理：

（1）氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________（填序号）。

a.Na2O2　　b.HNO3　　c.FeCl3　　d.KMnO4

（2）加入NaOH溶液调溶液pH=8时，除去的离子是________（填序号）；已知钠离子交换树脂的原理：

Mn++nNaR

MRn+nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子__________（填序号）。

 a.Fe3+　　b.Al3+　　c.Ca2+　　d.Mg2+

II.酸性条件下，铬元素主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。

该法用Fe、石墨分别作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3和Fe（OH）3

（3）电解时连接铁棒的一极是电源的_________极。

（4）写出电解时阳极的电极反应式____________________；阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为______________________________；

（5）常温下，Cr（OH）3的溶度积Ksp=1×10-32，溶液的pH应为________时才能使c（Cr3+）降至1×10-5 mol•L-1

【答案】aabcd正Fe-2e-=Fe2+Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O5

（1）加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O2，故选a；

（2）根据表中数据可知，pH=8时，Fe3+、Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，则Fe3+、Al3+被除去，故选ab；通过钠离子交换树脂，除去Ca2+和Mg2+，故选cd，故答案为：

ab；cd；

II．（3）根据题意，用Fe、石墨分别作电极电解含Cr2O72-的酸性废水，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3和Fe（OH）3，则阴极发生氢离子的放电生成氢气，阳极铁失去电子生成亚铁离子，生成的亚铁离子被Cr2O72-氧化，因此电解时连接铁棒的一极是电源的正极，故答案为：

正；

（4）根据上述分析，电解时阳极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+；阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案为：

Fe-2e-=Fe2+；Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O；

（5）Cr2O72-具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr3+，反应的实质是：

6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：

6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O；

（3）当c（Cr3+）=10-5mol/L时，溶液的c（OH-）=

=10-9mol/L，c（H+）═

=10-5mol/L，pH=5，即要使c（Cr3+）降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5，故答案为：

5。

8．（2018届福建省泉州市泉港区第一中学高三年上学期期末）磁性纳米四氧化三铁在催化剂、DNA检测、疾病的诊断和治疗等领域应用广泛，其制备方法有多种，“共沉淀法”制备纳米Fe3O4的流程如下：

（1）Ⅱ中的反应温度需控制在50℃~60℃之间，实验室控制该温度的最佳方法是___________。

（2）Ⅱ中生成Fe3O4的离子方程式是_____________________________________。

（3）操作Ⅲ包含的方法有_______________。

（4）检验纳米Fe3O4中含有+2价铁元素的方法是_________________________________。

（5）某同学依据上述“共沉淀法”的思路在实验室模拟制备纳米Fe3O4:

①制备时该同学选择n（Fe3+）∶n（Fe2+）小于2∶1，原因是_______________________。

②经过多次实验发现，当混合溶液中n（Fe3+）∶n（Fe2+）＝1∶1时，容易得到理想的纳米Fe3O4。

该实验室无FeCl2溶液，现用5mLFeCl3溶液制备Fe3O4，配制n（Fe3+）∶n（Fe2+）＝1∶1混合溶液的方法是_____________________（其它试剂和仪器自选）。

【答案】水浴加热Fe2++2Fe3++8OH－

Fe3O4↓+4H2O过滤、洗涤取少量样品于烧杯中，加入稀盐酸，加热溶解，过滤，取少量滤液于试管中，滴加酸