高考化学工艺流程专题精品复习化学工艺流程专题题型.docx

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高考化学工艺流程专题精品复习化学工艺流程专题题型

化学工艺流程题

【四川高考】

（2015•四川）为了保护坏境，充分利用资源．某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（Fe主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）．

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：

FeS2+7Fe2（S04）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考虑其它反应，请回答下列问题：

（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是　　．

（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择　　（填字母编号）．

A．KMnO4溶液B．K3Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液

（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液PH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽，通入空气引起溶液pH降低的原因是　．

（4）FeSO4可转化FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料．

已知25℃，101kPa时：

4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=﹣1648kJ/mol

C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣393kJ/mol

2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=﹣1480kJ/mol

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是　．

（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料．该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极反应式是　　．

（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%．将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性，所残留的硫酸忽略不计，按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3　　kg．

【14四川】（16分）污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。

某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含少量铁，铝，铜，镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）。

请回答下列问题：

（1）上述流程脱硫实现了（选填下列字母编号）。

A．废弃物的综合利用B．白色污染的减少C．酸雨的减少

（2）用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是。

（3）已知：

25℃、101kPa时，

Mn（s）+O2（g）=MnO2（s）DDH=-520kJ/mol

S（s）+O2（g）=SO2（g）DH=-297kJ/mol

Mn（s）+S（s）+2O2（g）=MnSO4（s）DH=-1065kJ/mol

SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是

（4）MnO2可作超级电容材料。

用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是

（5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。

碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是

（6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。

按照图示流程，将am3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2kg。

【13四川】明矾石经处理后得到明矾【KAl（SO4）2·12H2O】。

从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：

4KAl（SO4）2·12H2O+3S＝2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O

请回答下列问题：

（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是。

（2）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。

（3）A12O3在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是。

（4）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，该电池反应的化学方程式是。

（5）焙烧产生的SO2可用于制硫酸。

已知25℃、101kPa时：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）△H1=一197kJ/mol；

2H2O（g）＝2H2O

（1）△H2＝一44kJ/mol；

2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）＝2H2SO4（l）△H3＝一545kJ/mol。

则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是。

焙烧948t明矾（M＝474g/mol），若SO2的利用率为96%，可生产质量分数为98％的硫酸t。

【2015高考题】

1、（2015全国卷II10）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：

（1）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为　　　　　　．

（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：

①电解时发生反应的化学方程式为　　　　　　．

②溶液X中大量存在的阴离子有　　　　　　．

③除去ClO2中的NH3可选用的试剂是　　　　　　（填标号）a．水b．碱石灰C．浓硫酸d．饱和食盐水

（3）用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：

Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：

Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水．使液面没过玻璃液封管的管口；

Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；

Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：

Ⅴ．用0.1000mol•L﹣1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液．在此过程中：

①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为　　　　　　

②玻璃液封装置的作用是　　　　　　

③V中加入的指示剂通常为　　　　　　，滴定至终点的现象是　　　　　　

④测得混合气中ClO2的质量为　　　　　　g．

（4）用ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐．若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是　　　　　　（填标号）a．明矾b．碘化钾c．盐酸d．硫酸亚铁．

　解：

（1）反应热=反应物总键能﹣生成物总键能，故△H1=1076kJ．mol﹣1+2×436kJ．mol﹣1﹣（3×413+343+465）kJ．mol﹣1=﹣99kJ．mol﹣1；

根据盖斯定律：

反应②﹣反应①=反应③，故△H3=△H2﹣△H1=﹣58kJ．mol﹣1﹣（﹣99kJ．mol﹣1）=+41kJ．mol﹣1，

故答案为：

﹣99；+41；

（2）反应①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡常数表达式K=

；

反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，

故答案为：

；a；反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小；

（3）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；

相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高，故压强：

P1＞P2＞P3，

故答案为：

减小；反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；

P1＞P2＞P3；相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高．

2、（2015·山东理综，31）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下：

（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是________。

实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的________。

a．烧杯b．容量瓶c．玻璃棒d．滴定管

（2）

Ca2＋

Mg2＋

Fe3＋

开始沉淀时的pH

11.9

9.1

1.9

完全沉淀时的pH

13.9

11.1

3.2

加入NH3·H2O调节pH＝8可除去________（填离子符号），滤渣Ⅱ中含________（填化学式）。

加入H2C2O4时应避免过量，原因是___________________________________________。

已知：

Ksp（BaC2O4）＝1.6×10－7，Ksp（CaC2O4）＝2.3×10－9。

（3）利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量，实验分两步进行。

已知：

2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O　Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓

步骤Ⅰ移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL。

步骤Ⅱ：

移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。

滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________（填“上方”或“下方”）。

BaCl2溶液的浓度为________mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2＋浓度测量值将________（填“偏大”或“偏小”）。

解析　

（1）充分研磨的目的是增大反应物的接触面积，从而使反应速率加快。

配制一定质量分数的溶液，可以算出所需37%的盐酸及水的体积，然后在烧杯中稀释，为加速溶解，要用玻璃棒进行搅拌。

（2）根据流程图及表格中数据可知，加入NH3·H2O调节pH＝8时，只有Fe3＋完全沉淀而除去。

加入NaOH，调pH＝12.5，对比表格中数据可知，此时Mg2＋完全沉淀，Ca2＋部分沉淀，所以滤渣Ⅱ中含Mg（OH）2、Ca（OH）2。

根据Ksp（BaC2O4）＝1.6×10－7，H2C2O4过量时Ba2＋会转化为BaC2O4沉淀，从而使BaCl2·2H2O的产量减少。

（3）“0”刻度位于滴定管的上方。

由题意可得关系式BaCl2～CrO～H＋，则有c（BaCl2）×y×10－3L＝bmol·L－1×（V0－V1）×10－3L，解得c（BaCl2）＝mol·L－1。

若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则V1变小，Ba2＋浓度测量值将偏大。

答案　

（1）增大接触面积从而使反应速率加快　ac

（2）Fe3＋　Mg（OH）2、Ca（OH）2　H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少

（3）上方　　偏大

3、（2015全国卷I27）硼及其化合物在工业上有许多用途。

以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。

为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。

（2）利用_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。

“浸渣”中还剩余的物质是______（化学式）。

（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_______。

然后在调节溶液的pH约为5，目的是_________。

（4）“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。

（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。

（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。

以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程___________。

⑴Mg2B2O5·H2O+2H2SO4===2MgSO4+2H3BO3；减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。

⑵Fe3O4；SiO2和CaSO4；

⑶将Fe2+氧化为Fe3+；使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去。

⑷（七水）硫酸镁

（5）

⑹2H3BO3===B2O3+3HOB2O3+3Mg===3MgO+2B

4、（2015重庆11）我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器因受到环境腐蚀，欲对其进行修复和防护具有重要意义。

（1）原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第周期。

（2）某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子数目之比为。

（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。

关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是。

A．降低了反应的活化能B．增大了反应的速率

C．降低了反应的焓变D．增大了反应的平衡常数

（4）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。

如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为。

（5）题11图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。

腐蚀过程中，负极是（填图中字母“a”或“b”或“c”；

②环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2（OH）3Cl，其离子方程式为；

③若生成4.29gCu2（OH）3Cl，则理论上耗氧体积为L（标准状况）。

5、（2015北京27）研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。

（1）溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3-占95%，写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式：

。

（2）在海洋循环中，通过右图所示的途径固碳。

①写出钙化作用的离子方程式：

。

②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：

+===（CH2O）x+x18O2+xH2O

（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法：

①气提、吸收CO2，用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

②滴定。

将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度=mol/L。

（4）利用右图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO2的原理：

。

②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。

处理至合格的方法是。

【答案】 

（1）CO2+H2O

H2CO3，H2CO3

HCO3－+H+ 

（2）①Ca2++ 2HCO3－=== CaCO3↓CO2↑+H2O 

②xCO2 2x H218O 

（3）①②xy/z  

（4）①a室：

2H2O-4e－= O2↑+4H+，H+通过阳离子膜进入b室，发生反应：

HCO3－+H+= CO2↑+H2O。

 ②c室的反应：

2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH 

6、（2015福建24）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。

（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为。

（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

已知：

物质

SiCl4

AlCl3

FeCl3

FeCl2

沸点/℃

57.6

180（升华）

300（升华）

1023

①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是（只要求写出一种）。

②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。

③已知：

Al2O3（s）+3C（s）=2Al（s）+3CO（g）ΔH1=+1344.1kJ·mol-1

2AlCl3（g）=2Al（s）+3Cl2（g）ΔH2=+1169.2kJ·mol-1

由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。

④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________。

⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是。

【答案】（15分）

（1）Al3++3H2O

Al（OH）3+3H+

（2）①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率。

②Fe或铁；③Al2O3（s）+3C（s）+2Cl2（g）=2AlCl3（g）+3CO（g）ΔH=+174.9kJ/mol；

④NaCl、NaClO、NaClO3；⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度。

7、（2015安徽卷27）硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为

主要原料制备NaBH4，其流程如下：

②

③

已知：

NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙酸（沸点：

13℃）。

（1）在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是_____，原料中的金属钠通常保存在____中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_____，_____，玻璃片和小刀等。

（2）请配平第①步反应的化学方程式：

□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2-------□NaBH4+□Na2SiO3

（3）第②步分离采用的方法是______；第③步分离（NaBH4）并回收溶剂，采用的方法是______。

（4）NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃，101KPa下，已知每消耗3.8克NaBH4（s）放热21.6KJ，该反应的热化学方程式是_______。

【答案】

（1）隔绝空气，煤油，镊子、滤纸

（2）系数为：

1、2、4、2=1、2；（3）加入异丙酸后过滤；过滤，冷却结晶（4）NaBH4（s）+H2O（l）=NaBO2（s）+H2（g）△H=-216KJ/mol；

8、（2015浙江13）某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫

酸亚铁（FeSO4·7H2O），设计了如下流程：

溶液1

下列说法不正确的是

A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉

B．固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al（OH）3，进入固体2

C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解

D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O

【答案】D

9（2015天津9）废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。

湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。

某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：

回答下列问题：

（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3）42+，反应中H2O2的作用是。

写出操作①的名称：

。

（2）反应II是铜氨溶液中的Cu（NH3）42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：

。

操作②用到的主要仪器名称为，其目的是（填序号）。

a．富集铜元素

b．使铜元素与水溶液中的物质分离

c．增加Cu2＋在水中的溶解度

（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和。

若操作③使用右图装置，图中存在的错误是。

（4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。

阴极析出铜，阳极产物是。

操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是。

（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是。

循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是。

【答案】

（1）作氧化剂过滤

（2）Cu（NH3）42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2分液漏斗ab

（3）RH分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁液体过多

（4）O2H2SO4加热浓缩冷却结晶过滤

（5）H2SO4防止由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀

10、（2015江苏16）以磷石膏（只要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等）为原料可制备轻质CaCO3。

匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c（SO42－）随时间变化见由右图。

清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________；能提高其转化速率的措施有____（填序号）

A．搅拌浆料B．加热浆料至100℃

C．增大氨水浓度D．减小CO2通入速率

（2）当清液pH接近6．5时，过滤并洗涤固体。

滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________（填化学式）；检验洗涤是否完全的方法是_________。

（3）在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c（Ca2＋）增大的原因___________。

【答案】

（1）CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2=CaCO3＋2NH4＋或CaSO4＋CO32－=CaCO3＋SO42－，AC；

（2）SO42－、

HCO3－，取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，

则表明已洗涤完全；（3）浸取液温度上升，溶液中c（H＋）增大，促进固体中Ca2＋浸出。