高考化学复习主观题综合训练二工艺流程卷.docx

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高考化学复习主观题综合训练二工艺流程卷

主观题综合训练二工艺流程（卷1）

含答案

1．【2017天津理综化学】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。

2．【2017四川理综化学】为了保护环境，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（铁主要以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（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。

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．K3[Fe（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降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。

通入空气引起溶液pH降低的原因是。

（4）FeSO4可转化为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）

=-1648kJ/mol

C（s）+O2（g）=CO2（g）

=-393kJ/mol

2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）=2FeCO3（s）

=-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%，其他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FeCO3kg。

3．【2017福建理综化学】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。

4．【2017广东理综化学】七铝十二钙（12CaO·7Al2O3）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3）和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉主要含MgO和，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液I中c（Mg2+）小于5×10-6mol·L-1,

则溶液pH大于（Mg（OH）2的Ksp=5×10-12）；

该工艺中不能用（NH4）2SO4代替NH4NO3，原因是。

（2）滤液I中的阴离子有（忽略杂质成分的影响）；

若滤液I中仅通入CO2，会生成，从而导致CaCO3产率降低。

（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为。

（4）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为。

（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为。

5．【2017江苏化学】以磷石膏（只要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等）为原料可制备轻质CaCO3。

（1）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_____________________________。

6.（2017全国新课标I）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___________________________________。

主观题综合训练二工艺流程（卷1）答案

1.【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

【解析】

（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3）42+，Cu被氧化，则反应中H2O2的作用是作氧化剂；操作①是把滤渣和液体分离，所以该操作为过滤；

（2）根据流程图可知，Cu（NH3）42+与有机物RH反应生成CuR2和氨气、氯化铵，所以该反应的离子方程式是Cu（NH3）42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2；操作②是把水层与有机层分离，所以为分液操作，需要的主要仪器为分液漏斗；Cu元素富集在有机层，所以该操作的目的是富集Cu元素，使铜元素与水溶液中的物质分离，答案选ab；

（3）CuR2中R元素为-1价，所以反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和RH；操作③使用的过滤操作中分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁，且分液漏斗内的液体太多；

（4）以石墨作电极电解CuSO4溶液。

阴极析出铜，则阳极为阴离子氢氧根放电，生成氧气，导致氢离子浓度增大，所以阳极的产物有O2、H2SO4；由溶液得到晶体的操作步骤一般为加热浓缩冷却结晶过滤；

（5）操作④中得到的硫酸可用在反应III中，所以第三种循环的试剂为H2SO4；氯化铵溶液为酸性，可降低溶液中氢氧根离子的浓度，防止由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀。

2.【答案】

（1）Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O

（2）C

（3）Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解产生H+。

（4）4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）

=－260kJ/mol。

（5）FeS2+4e－=Fe+2S2－

（6）

－

kg。

【解析】

（1）Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O

（2）若Fe3+没有完全还原，则可以用KSCN检验。

（3）部分Fe2+被氧化为Fe3+。

（4）根据盖斯定律可得：

4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）

=-260kJ/mol。

（5）正极得电子，化合价降低，可得正极方程式：

FeS2+4e-=Fe+2S2-

（6）由于最终得到FeSO4，根据元素守恒，n（Fe）=n（S），Fe来自于Fe2O3、FeS2、FeCO3；S来自于FeS2、H2SO4则有：

（

×2+

×2×

）×96%+

=

+

×2×

×2×96%

则得答案：

－

kg。

3.【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。

【解析】

（1）氯化铝是强酸弱碱盐，在溶液中Al3+发生水解反应产生氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为Al3++3H2O

Al（OH）3+3H+；

（2）①步骤Ⅰ中焙烧使固体中的水分挥发，导致气孔数目增多，其作用是可以防止后续步骤生成的AlCl3水解。

同时由于增大反应物的接触面积，使反应速率加快。

②根据物质中含有的元素组成可知：

若在步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是铁。

③第一个式子减去第二个式子，整理可得：

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

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，Cl2与浓NaOH溶液发生反应产生NaCl、NaClO3和水，随着反应的进行，溶液变稀。

这时Cl2与稀的NaOH溶液发生反应，形成NaCl、NaClO。

因此得到的三种盐的化学式分别为NaCl、NaClO、NaClO3。

⑤由于Al的活动性比Fe强，在步骤Ⅴ中加入铝粉，就可以将铁置换出来，达到除去除去FeCl3，提高AlCl3纯度的目的。

4.【答案】

（1）CaO；11；加入（NH4）2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少。

（2）NO3—、OH—；Ca（HCO3）2

（3）2OH—+Al2O3＝2AlO2—+H2O

（4）2Al+6H20

2Al（OH）3↓+3H2↑

（5）Al－3e－＋7AlCl4—＝4Al2Cl7—

【解析】

（1）煅烧时CaCO3会发生分解生成CaO和CO2；煅烧MgCO3分解生成MgO和CO2；故煅粉主要含MgO和CaO；Ksp=c（Mg2+）∙c2（OH—），5×10-12=5×10-6×c2（OH—），得c（OH—）=10-3mol·L-1，pH=11。

由于溶液I中c（Mg2+）小于5×10-6mol·L-1，所以溶液pH大于11；不能用（NH4）2SO4代替NH4NO3的原因是加入（NH4）2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，从而造成生成的CaCO3减少。

（2）从流程中看出NO3—没有被除去，故滤液I中的阴离子有NO3—，CaO溶于水生成Ca（OH）2，故溶液中还有OH—；若滤液I中仅通入CO2，过量的CO2会与CaCO3生成Ca（HCO3）2从而导致CaCO3产率降低。

（3）Al表面的氧化膜的成分是Al2O3，该物质是两性氧化物，NaOH可以与之发生反应。

NaOH溶液与Al2O3反应的离子方程式为：

2OH—+Al2O3＝2AlO2—+H2O；

（4）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，Al作阳极，石墨作阴极。

Al在阳极放电，溶液中的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡，使的溶液中的OH—浓度增大，与产生的Al3+结合生成Al（OH）3，总反应方程式为：

2Al+6H2O

2Al（OH）3↓+3H2↑。

（5）根据题意，充电和放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上相互转化，放电时负极Al失去电子变为Al3+，与溶液中的AlCl4—结合，发生反应产生的Al2Cl7—电极反应式为：

Al－3e－＋7AlCl4—＝4Al2Cl7—。

5.【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。

6.【答案】：

（1）Mg2B2O5·H2O+2H2SO4

2MgSO4+2H3BO3；升高温度、研磨粉碎充分搅拌；

（2）Fe3O4，SiO2、CaSO4；

（3）将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去。

（4）（七水）硫酸镁

（5）

（6）2H3BO3

B2O3+3H2O3Mg+B2O3

2B+3MgO

【解析】：

（1）考察复分解反应基本知识，结合Mg2B2O5·H2O和硫酸及工艺流程线路可知，Mg2B2O5·H2O+2H2SO4

2MgSO4+2H3BO3；为了进一步提高浸出率可采取升高温度或者将铁硼矿研磨粉碎充分搅拌使其充分接触而反应等方法。

（2）在题目所给的物质中高中阶段我们已知的只有Fe3O4具有磁性，可将其从“浸渣”中分离除去。

在酸浸中，SiO2不溶解可除去，酸浸后CaSO4不溶解可除去。

（3）Fe2+需氧化Fe3+进而变成Fe（OH）3沉淀除去，H2O2具有氧化性，可将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+进而除去；调节PH的目的是将溶液中Fe3+和Al3+变成Fe（OH）3、Al（OH）3以便除去。

（4）硫酸镁在结晶过程中易形成七水硫酸镁晶体。