届二轮复习 工业流程题 专题卷全国通用.docx

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届二轮复习工业流程题专题卷全国通用

工业流程题

1.海水是化工原料的主要来源，下面是工业上对海水综合利用的示意图：

回答下列问题：

（1）从海水中得到粗盐中含有的Mg2＋、Ca2＋、SO42－等杂质离子，如用试剂BaCl2、NaOH、盐酸和Na2CO3溶液，除去杂质离子，则加入试剂的顺序是。

（2）以海滩贝壳为原料制备Ca（OH）2的过程可用化学方程式表示为________________。

（3）MgCl2·6H2O脱水过程中易水解生成碱式氯化镁，化学方程式为。

因此工业上常使MgCl2·6H2O晶体在气体中脱水而得到干燥无水的MgCl2。

（4）电解熔融的无水MgCl2可得金属镁和氯气，利用副产品氯气还可制备漂白粉，其反应的化学方程式为_______________________________________。

2.侯氏制碱法的步骤如下图：

试回答下列问题：

（1）若上述的悬浊液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，则Ⅰ和Ⅱ的总反应为______________________________。

（2）由这一反应可知NaCl比NaHCO3溶解度______________________。

（3）Ⅲ的操作叫____________。

（4）Ⅳ的操作叫____________。

3.对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是__________________（用离子方程式表示）。

为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。

a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3

②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________。

取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是______________________。

（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______。

（3）利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。

若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为______________。

4.工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：

（1）粗盐水加入沉淀剂A，B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A，B的化学式。

A______________B____________。

（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：

取样、_______、沉淀、________、_______、冷却结晶、_______、烘干。

（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是__________________。

碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是______________________．

（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是______________（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：

__________________________。

（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。

加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：

____________________________。

（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。

如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：

_____________________（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）。

5.碱式硫酸铁Fe（OH）SO4对水中的悬浮物、有机物、硫化物、重金属等都能絮凝，工业上常用硫酸亚铁法制备，工艺流程如下图所示：

已知：

Fe3+沉淀完全时的pH＝3.1，Fe2+沉淀完全时的pH＝9.7。

（1）请写出溶解过程中加快溶解速率和提高浸出率的两点措施：

_______________________________，______________________________。

（2）加入硫酸的作用是控制体系的pH值，若硫酸加入量过小，反应体系酸度太低，容易生成沉淀；若硫酸加入量过大，不利于产品形成，试从平衡移动的角度分析原因是。

（3）氧化过程中生成的气体遇空气变红棕色。

写出氧化过程发生的离子方程式：

__________________________。

（4）流程图中的“系列操作”包括，，过滤，洗涤，烘干。

6.下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图，结合铝生产的流程图解答下列各题：

（1）工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是__________（填化学式）。

石油炼制和煤的干馏产品__________（填物质名称）作电解铝的阴极和阳极材料。

（2）氧化铝熔点高达2050℃，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措施是___________。

（3）在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是：

______________________________________（用化学方程式表示）。

（4）工业上制取金属镁时是电解熔融MgCl2，电解反应方程式为________________，镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物__________________。

7.海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。

从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：

________、________。

（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。

（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为________________。

（4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_________，

由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_______________。

8.某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：

Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。

他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：

请你参与分析讨论：

①图中仪器B的名称：

____________________________________________。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是__________________。

③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：

___________。

④C中液体产物颜色为________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是____________________________。

9.以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

（1）除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋和SO

离子，加入下列沉淀剂的顺序是________（填序号）。

a．Na2CO3b．NaOHc．BaCl2

（2）将滤液的pH调至酸性除去的离子是________。

（3）电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式是_____________________。

（4）工业上，可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。

如用饱和纯碱溶液与Cl2反应制取有效成分为NaClO的消毒液，其反应的离子方程式是________________________（已知酸性：

碳酸>次氯酸>碳酸氢根离子）。

（5）若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的物质，其化学式是________。

10.纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时期中纯碱的制法都被欧美国家所垄断。

上个世纪初，我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法（又称侯氏制碱法），并在天津建立了我国第一家具有独立研发技术的制碱厂，其制碱原理的流程如下：

（1）侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件（举两例说明）________、________。

（2）合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体X和Y，其化学式分别为________、________。

这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的顺序________（填“是”或“否”），原因为__________________________________。

（3）在沉淀池中发生的反应的化学方程式为___________________________。

（4）使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了________（填上述流程中的编号）。

从母液中提取的副产品的应用是________（举一例）。

11.某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CN—离子，另一种废水中含有Cr2O72—离子。

该厂拟定如图所示的废水处理流程。

回答以下问题：

（1）上述处理废水的流程中主要使用的方法是________________________。

（2）②中使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因___________________。

（3）②中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为________________________。

（4）③中反应时，每0.4molCr2O72-转移2.4mole—，该反应的离子方程式为____________________________。

（5）取少量待检水样于试管中，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入Na2S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少。

请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因_________________________________________________。

12.高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。

其生产工艺如下：

已知：

①温度较低时，Cl2通入KOH溶液生成次氯酸盐；温度较高时，Cl2通入KOH溶液生成氯酸盐；

②Fe（NO3）3溶液与KClO溶液在强碱性环境中生成K2FeO4。

请回答下列问题：

（1）该生产工艺应在________（选填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行。

（2）为了提高生活用水的卫生标准，自来水厂常使用高铁酸钾进行消毒、净化以改善水质，其原因是___________________________。

（3）经过高铁酸钾处理后的水并不是纯净水，若要得到纯净水，可采用的净化方法是_______。

（4）高铁酸钾溶于水形成浅紫红色溶液，溶液静置时会逐渐生成氧气并沉淀出氢氧化铁，此过程也会使溶液的pH增大。

写出其化学方程式_____________________________________。

（5）在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是为了①吸收“反应液Ⅰ”中过量的Cl2，生成更多的KClO；②________________________。

（6）从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后，副产品是___________和___________（写化学式）。

答案解析

1.【答案】

（1）Ca（H2PO4）2·H2O

（2）2NH3＋CO2

H2NCOONH4H2NCOONH4

H2NCONH2＋H2O

（3）粪尿最终转化为铵盐，而草木灰的有效成分为K2CO3，K2CO3受潮后水解为KOH，显碱性，NH

与OH－可发生反应生成NH3逸出而降低肥效

（4）从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物排放

【解析】

（1）普钙的成分为Ca（H2PO4）2·H2O与CaSO4，其有效成分为Ca（H2PO4）2·H2O。

（2）由题中信息，利用原子守恒可直接写出反应的方程式：

2NH3＋CO2

H2NCOONH4、H2NCOONH4

H2NCONH2＋H2O。

（4）可从生产成本（原料的利用率）、生产原理、生产工艺以及环保等角度综合分析化工生产过程中设计循环操作的目的、作用。

2.【答案】

（1）BaCl2、NaOH、Na2CO3、盐酸或NaOH、BaCl2、Na2CO3、盐酸

或BaCl2、Na2CO3、NaOH、盐酸

（2）CaCO3

CaO＋CO2↑

CaO＋H2O===Ca（OH）2

（3）MgCl2·6H2O

Mg（OH）Cl＋HCl↑＋5H2O氯化氢

（4）2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O

【解析】

3.【答案】

（1）NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

（2）大（3）过滤（4）灼烧

【解析】

（1）从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出Ⅰ、Ⅱ的总反应式：

NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。

（2）显然溶解度NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出NaHCO3。

（3）把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。

（4）Ⅳ操作是对NaHCO3进行加热，使其分解，同时使挥发性物质气化而除去

4.【答案】

（1）①2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al（OH）4]－＋3H2↑b

②2Al＋3H2O===Al2O3＋6H＋＋6e－

HCO3－与H＋反应使H＋浓度降低，产生Al（OH）3沉淀

（2）补充溶液中消耗的Cu2＋，保持溶液中Cu2＋浓度恒定

（3）N牺牲阳极的阴极保护法。

【解析】

（1）碱洗时，部分除去了氧化膜的Al与NaOH溶液反应放出了H2，若将溶液中[Al（OH）4]－转化为Al（OH）3沉淀，应向溶液中通入CO2，加HNO3，如若过量会造成沉淀部分溶解。

铝作阳极失去电子最终形成Al2O3，所以阳极电极反应式为：

2Al＋3H2O===Al2O3＋6H＋＋6e－，在废电解液中加入NaHCO3，会使溶液中H＋浓度降低而生成Al（OH）3沉淀。

（2）以Cu做阳极，Cu失电子形成Cu2＋，使溶液中Cu2＋浓度保持不变。

（3）作为原电池的正极或电解池的阴极的铁被保护，我们把这种方法叫作牺牲阳极的阴极保护法。

5.【答案】

（1）Ca（OH）2或CaONa2CO3

（2）溶解过滤蒸发过滤

（3）有晶体析出（或出现浑浊）碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大

（4）NH4Cl取少量试样，加硝酸酸化，加硝酸银溶液有白色沉淀，该阴离子是氯离子

（5）NH4＋＋OH－===NH3↑＋H2O

（6）w（NaHCO3）＝

（m1表示反应前样品质量，m2表示加热后固体的质量）

【解析】

（1）根据沉淀剂A的来源，可知A可能是CaO或Ca（OH）2。

B的作用

是用来除去加入过量的沉淀剂，为不引入新的杂质则选用Na2CO3。

（2）考查考生对粗盐提纯的基本技能操作：

取样→溶解→沉淀→过滤→蒸发→冷却→结晶→过滤→烘干。

（3）氨化后的氯化钠溶液中通入CO2酸化，因在氨的作用下会产生碳酸氢钠：

NaCl＋NH3·H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，由于NaHCO3的溶解度较小，从溶液中析出。

（4）滤液中含有NH4Cl，Cl－的检验通常是用HNO3酸化的AgNO3溶液，若能产生白色沉淀，即可证明Cl－的存在。

（5）离子方程式是NH4＋+OH-=NH3↑＋H2O。

（6）设样品质量为m1，加热后固体质量为m2。

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm

16862

xm1－m2

x＝

则NaHCO3的质量分数为：

ω（NaHCO3）＝

。

6.【答案】

（1）适当升温、充分搅拌、延长溶解时间等

（2）Fe（OH）3沉淀；过量的硫酸与Fe（OH）SO4电离出来的OH－中和，使电离平衡向右移动（3）Fe2++NO2－+SO42－+H+＝Fe（OH）SO4+NO↑（4）蒸发浓缩、冷却结晶；

【解析】

（1）根据化学反应速率的影响因素及规律，适当升温、充分搅拌、延长溶解时间等均可加快溶解速率和提高浸出率。

（2）若硫酸加入量过小，反应体系酸度太低，Fe3＋容易转化为Fe（OH）3沉淀。

若硫酸加入量过大，过量的硫酸与Fe（OH）SO4电离出来的OH－中和，使电离平衡向右移动，不利于产品形成。

（3）氧化过程生成的气体为NO，NO2－被还原为NO，则Fe2＋被氧化为Fe3＋，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平离子方程式为：

Fe2++NO2－+SO42-+H+＝Fe（OH）SO4+NO↑。

（4）流程图中的“系列操作”是由溶液得到晶体，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤，烘干。

7.【答案】

（1）Al2O3碳素材料

（2）加入冰晶石（Na3AlF6）和少量CaF2

（3）C＋O2

CO2

（4）MgCl2（熔融）

Mg＋Cl2↑

因为MgO熔点太高，MgCl2熔点低，电解MgCl2耗能少。

AlCl3是共价化合物，熔化时不能发生电离

【解析】该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断、原理的诠释以及能量的合理利用。

（1）铝土矿的主要化学成分是Al2O3，另外还有SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O等，电解前必须进行提纯。

石油炼制、煤的干馏的固体物质的成分为碳，具有导电性，可以作为阳极和阴极材料。

（2）纯净Al2O3的熔点很高，而其电解必须在熔融状态下进行，若采用纯净的Al2O3进行电解，则加热熔融需要耗费大量的能量，所以工业上采用加入冰晶石（Na3AlF6）和氟化钙（CaF2）助熔。

（3）工业冶炼铝的关键操作是电解，电解时阳极发生氧化反应，熔融物中的O2－失电子，生成O2，在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应，在高温条件下生成CO2。

（4）因为MgCl2为离子化合物，熔融时能发生电离；AlCl3为共价化合物，熔融时不发生电离；再者MgO熔点很高，很难熔化，耗能太大。

8.【答案】

（1）蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种

（2）Cl2NaOHNaClO（3）富集溴元素

（4）Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO

＋2Br－强酸对设备的严重腐蚀

（5）①冷凝管②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分④深红棕色分液（或蒸馏）

【解析】本题考查海水中提取溴的实验。

（2）由反应2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可判断出产物，但其中Cl2有可能与NaOH反应生成NaClO。

（3）步骤Ⅰ中Br2的浓度很小，若把其中的Br2蒸馏出来，耗能太大，所以要先把Br2富集。

（5）③蒸馏的目的，就是通过沸点不同而提纯Br2，所以要把温度控制在Br2的沸点，尽可能只使Br2挥发。

9.【答案】

（1）cab或者cba或者bca

（2）CO

和OH－（3）NaCl＋H2O

NaClO＋H2↑

（4）2CO

＋Cl2＋H2O===Cl－＋ClO－＋2HCO

（5）NH3

【解析】

（1）除去Ca2＋、Mg2＋和SO

离子的沉淀试剂分别为Na2CO3、NaOH、BaCl2，为了不引入新的杂质，加Na2CO3应在加BaCl2之后。

故加入除杂试剂的顺序为cab或cba或bca。

（2）滤液的pH调至酸性目的是除去过量的CO

和OH－。

（3）整个过程中，反应物是氯化钠和水，根据电解原理和“仅有一种溶质”可判断出产物为次氯酸钠和氢气。

（4）因为酸性：

碳酸>次氯酸>碳酸氢根离子，故结合H＋的能力：

CO

>ClO－>HCO

，再结合题意，反应物为碳酸钠溶液和氯气，则产物为NaCl、NaClO、NaHCO3。

（5）饱和食盐水和NH3、CO2反应生成NaHCO3晶体和NH4Cl。

生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与NH4Cl反应生成NH3。

10.【答案】

（1）原料丰富运输便利

（2）CO2NH3是

氨气在水中溶解度大，先通氨气后通CO2，产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠析出

（3）NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

（4）循环Ⅰ制氮肥

【解析】

（1）侯氏制碱法是以NH3、食盐水、CO2为原料制纯碱，天津属沿海城市，原料丰富，交通便利。

（2）由制碱工业的原料可知需要的气体为NH3和CO2；制碱时应先向饱和食盐水中通入溶解度大的NH3，再通入足量CO2，相当于用NH3·H2O吸收CO2，这样反应更充分，吸收CO2效果更好，有利于产生大量NH4HCO3。

（3）沉淀池中发生反应：

NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，NaHCO3溶解度小，以沉淀形式析出。

（4）母液中有大量NH4Cl，原料水中溶质为NaCl，设计循环Ⅰ可提高Na＋的利用率，母液中NH4Cl提取后可制氮肥。

11.【答案】

（1）氧化还原法

（2）ClO—+H2O

HClO+OH—

（3）CN—+ClO—=CNO—+Cl—

（4）3S2O32—+4Cr2O72—+26H+=6SO42—+8Cr3++13H2O

（5）待检水样中还有Cu2+Cu2++2OH—=Cu（OH）2↓

Cu（OH）2（s）+S2-（aq）=CuS（s）+2OH-（aq）或Cu（OH）2

Cu2++2OH-；Cu2++S2—=CuS↓

CuS比Cu（OH）2更难溶，或溶解度更小）

【解析】本题考查化学基本知识与化工生产实际的联系。

在沉淀溶解平衡中，溶解度大的物质可以生成溶解度小的物质。

认真观察各种物质的转化流程图，标出物质的化合价可以判断出处理废水的流程中主要使用的方法是氧化还原法；NaClO是一种强碱弱酸盐，在溶液中水解显碱性，即ClO—+H2O

HClO+OH—；ClO—强氧化性可以氧化CN—，即CN—+ClO—=CNO—+Cl—；在含有Cu2+的溶液中加入氢氧化钠溶液可以发生反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，当再加入Na2S溶液时，氢氧化铜沉淀可以转化为溶解度更小的黑色的硫化铜沉淀，即Cu（OH）2（s）+S2-（aq）=CuS（s）+2OH-（aq）。

12.【答案】

（1）温度较低

（2）＋6价的铁元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；还原产物铁元素为＋3价，在水中形成Fe（OH）3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉

（3）蒸馏

（4）4K2FeO4＋10H2O===4Fe（OH）3＋8KOH＋3O2↑

（5）为下一步反应提供反应物

（6）KNO3KCl

【解析】

（1）因温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3，而不是KClO，故需在较低的温度下进行。

（2）＋6价的铁元素易得电子表现出强氧化性，可杀菌消毒；其还原产物为Fe3＋，在水中形成Fe（OH）3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉。

（3）水的净化需要蒸馏。

（4）根据电子得失守恒和质量守恒来配平，可得4FeO

＋10H2O===4Fe（OH）3（胶体）＋3O2↑＋8OH－

（5）下一步反应为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO

＋3Cl－＋5H2O，故过量的KOH作为下一步的反应物。