高考化学工业流程题汇编题.docx
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高考化学工业流程题汇编题
高考化学工业流程题汇编2
【例1】（11分）某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下。
回答下列问题：
（1）硫酸铵在农业生产中的用途是（一种即可），写出利用该流程制备（NH4）2SO4的总化学方程：
。
（2）a和b分别是（填序号）。
A．足量CO2、适量NH3B．足量NH3、适量CO2
C．适量CO2、足量NH3D．适量NH3、足量CO2
（3）上述流程中，可以循环使用的物质有（写化学式）。
（4）从滤液中获得（NH4）2SO4晶体，必要的操作步骤是。
（5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是。
A．提供制备所需的氮元素B．增大CO
的浓度促进反应发生
C．作反应的催化剂 D．生产1mol（NH4）2SO4，至少消耗2molNH3
【例2】（12分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。
以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下：
（1）除杂操作是加入Ca（OH）2，调节溶液pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。
检验Fe（OH）3是否沉淀完全的实验操作是。
（2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：
①防止Ca2+在蒸发时水解；②。
（3）测定样品中Cl-含量的方法是：
a.称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000mol·L-1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为。
③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有；。
【例3】（11分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）从海水中可以得到食盐。
为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：
①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量NaCO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液。
正确的操作顺序是。
A．①④②⑤③B．④①②⑤③C．②⑤④①③D．②④⑤①③
（2）电解NaCl溶液是氯碱工业的核心反应，请写出其化学方程式
。
（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。
（5）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，绘制了如右装置简图，请你参与分析讨论：
①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。
②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：
。
③C中液体产生颜色为。
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。
【例4】（11分）某厂排放的废液中含有大量的K+、Cl-、Br-，还含有少量的Ca2+、Mg2+、SO2-4。
某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶体及液澳，他们设计了如下的流程：
可供试剂a、b、c选择的试剂：
饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液、苯、CCl4、H2O2溶液、KMnO4（H+）溶液。
根据以上流程回答相关问题：
（1）试剂a、b分别是、。
（2）操作①、②、③、④的名称是（填字母序号）
a过滤、分液、过滤、蒸发结晶b分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
c分液、过滤、过滤、蒸发结晶d分渣、分液、过滤、蒸发结晶
（3）除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO-24离子，选出e所代表的试剂，按滴加顺序依次是（只填化学式）。
（4）调节pH的作用是；操作方法是。
（5）操作④中用到的瓷质仪器名称是____。
【例5】（12分）高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。
其制备路线如下：
试回答下列问题
（1）操作①搅拌的目的是：
。
（2）操作②与操作③相同，该操作名称是：
___________________。
（3）反应器中，NaOH、NaClO及Fe（NO3）3反应的离子方程式为：
_______________________。
（4）次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约为_________。
（计算结果保留一位小数）
（5）从环境保护的角度看，制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法，其装置如图乙所示，则阳极的电极反应式为。
【例6】（8分）某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用，在实验室中用含有铝、铁、铜的合金制取氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体。
其实验方案如下：
（1）所加试剂①、②分别是__________________。
（2）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是
________________________________________________________________________；
从滤渣F制取胆矾的第一步操作最好采用
________________________________________________________________________。
（3）上述实验方案中，有一步设计明显不合理，请你予以指出，并说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【例7】（11分）某工厂用CaS04、NH2、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下。
回答下列问题：
（1）硫酸铵在农业生产中的用途是（一种即可），写出利用该流程制备（NH4）2SO4的总化学方程：
。
（2）a和b分别是（填序号）。
A．足量CO2、适量NH3B．足量NH3、适量CO2
C．适量CO2、足量NH3D．适量NH3、足量CO2
（3）上述流程中，可以循环使用的物质有（写化学式）。
（4）从滤液中获得（NH4）2S04晶体，必要的操作步骤是。
（5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是。
A．提供制备所需的氮元素B．增大CO2-3的浓度促进反应发生
C．作反应的催化剂D．生产lmol（NH4）2SO4，至少消耗2molNH3
【例8】（12分）某固体混合物可能由Si、NH4C1、MgCl2、FeC12、Al2（SO4）3中的一种或几种组成，现对该混合物作如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况
下的体积）。
回答下列问题：
（1）发生反应⑤后，仍存在的白色沉淀的化学式为。
（2）填写下表中的空白（若混合物中不存在该成分，则“质量”栏中填“0”；画斜线的空格不需填写）。
成分
质量
计算过程
Si
NH4C1
MgC12
FeC12
A12（SO4）3
【例9】工业上由二氧化锰制备高锰酸钾可分为两步进行：
（1）二氧化锰与氢氧化钾共熔并通入氧气：
（2）电解锰酸钾溶液：
下列说法正确的是（）
A．根据
（1）可推知，MnO2氧化性强于O2
B．根据上述过程，每生成1molKMnO4共转移6mol电子
C．第二步电解时，KMnO4在阳极区生成D．第二步电解时阴极周围pH减小
【例10】随着人类社会的发展，氮氧化物（NOx）已成为大气中的主要气态污染物之一。
（1）超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。
它们破坏臭氧层的机理为：
上述反应的总反应式为 ，其中 是催化剂。
（2）汽车尾气中含有NOx、CO和碳氢化合物等。
①汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。
尾气净化装置中发生的总反应化学方程式为 。
②NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为“光化学烟雾”。
有学者对某城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定，实验结果如图所示。
由图象可知，二次污染物有 等，醛和O3的峰值出现在14：
00左右的主要原因是 。
③测定汽车尾气中NOx的方法之一是用3％的H2O2溶液吸收尾气中的NOx生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定HNO3。
若要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数，所需的数据有 （选填序号）。
A．所测尾气的总体积
B．两种氮氧化物的体积比
C．NaOH标准溶液的物质的量浓度
D．所消耗NaOH标准溶液的体积
E．从滴定开始到指示剂变色所需的时间
（3）硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：
现用0．5L2mol·L－1的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44g（设CO2全部排出）。
则NO2和NO的体积比为 。
【例11】（10分）过度排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可以利用的资源，其中一种方案就是将CO2转化为可再生燃料甲醇（CH3OH）。
其化学方程式为：
请填空：
（1）写出上述反应的平衡常数表达式K= 。
（2）在容积为2L的密闭容器中，用一定量二氧化碳与一定量氢气在一定条件下合成甲醇，实验结果如图所示。
下列说法正确的是（填序号） 。
A．在300℃，从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率
B．反应体系从300℃升温到500℃，平衡常数K变大
C．该反应的正反应为放热反应
D．处于C点的反应体系从300℃升温到500℃n（H2）／n（CH3OH）增大
（3）25℃、1．01×105Pa时16g液态甲醇完全燃烧，当恢复至原状态时，放出362．9kJ热量，此反应的热化学方程式为 。
（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此燃料电池负极应加入或通入的物质是 ，正极的电极反应式为 。
【例12】（10分）氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。
下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程：
根据上述流程回答下列问题：
（1）混合①中发生反应的化学方程式为__________。
（2）混合①中使用冰水的目的是_______________。
（3）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是_________、________。
操作Ⅲ一般适用于分离____________混合物。
（选填编号）
a．固体和液体b．固体和固体c．互不相溶的液体d．互溶的液体
（4）混合②中加入Na2SO3的目的是________________________________。
（5）纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸（工业氢溴酸）带有淡淡的黄色。
于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究：
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为_____________，若假设成立可观察到的现象为__________________。
乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为_______，其用于证明该假设所用的试剂为_____________。
【例13】（8分）烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。
（1）选择性催化还原法的脱硝原理为：
[来源:
学。
科。
网]
6NOx＋4xNH3
（3＋2x）N2＋6xH2O
①上述反应中每转移3mol电子，生成标准状况下N2的体积为________L。
②已知：
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝-483.6kJ·mol-1
N2（g）＋3H2（g）＝2NH3（g）ΔH＝-92.4kJ·mol-1
N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）ΔH＝-180.5kJ·mol-1
则反应6NO（g）＋4NH3（g）＝5N2（g）＋6H2O（g）的ΔH＝__________。
（2）目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（N
O）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示。
图1图2
①出该脱硝原理总反应的化学方程式：
____________。
②为
达到最佳脱硝效果，应采取的条件是____________。
【例14】（10分）铝是一种重要金属：
（1）生产中曾用铝热反应焊接钢轨，则铝与氧化铁发生反应的化学方程式为：
（2）工业上用铝土矿（主要成分为A12O3，还有少量的Fe2O3,SiO2等杂质）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：
①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是； ；
②沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有 ，固体N是 ；
③滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为 ，它属于 （填“酸”、“碱”或“盐”）类物质；
④实验室里常往AlCl3溶液中加入 （填“氨水”或“NaOH溶液”）来制取
A1（OH）3。
其反应的离子方程式为：
___________________________________________。
【工业流程——分离实验】
15、柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足得令人惊讶的盐矿资源。
液体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。
某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等），来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如下流程：
请根据以上流程，回答相关问题：
（1）操作④需要的玻璃仪器有：
玻璃棒、烧杯、__________。
（2）操作③的名称：
。
（3）对上述操作②后的无色溶液进行除杂提纯，甲同学提出新的方案。
其方案如下：
【设计除杂过程】
（i）若在操作⑤结束后发现溶液E略有浑浊，应采取的措施 ；
（ii）试剂X是 （填化学式）。
【获取纯净氯化钾】
（ⅲ）对溶液E加热并不断滴加lmol·L一1的盐酸溶液，同时用pH试纸检测溶液，直至pH=5时停止加盐酸，得到溶液F。
（ⅳ）将溶液F倒入 （填仪器名称）中，加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌，直到 ，停止加热。
【问题讨论】
（ⅴ）进行操作⑤前，需先加热，使沉淀颗粒增大，便于过滤；该操作中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽，根据提供的数据计算，此时悬浊液D中Mg2+物质的量浓度 mol/L。
（已知Ksp（MgCO3）=3.5×10一5 Ksp[Mg（OH）2]=1.6×10一11）
16、海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg（以MgCl2形式存在）和Br2（以NaBr的形式存在）及综合利用的生产流程简图：
请回答：
（1）Mg（OH）2中加入盐酸中，要获得MgCl2・6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为
；
（2）目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是 ；
A．精制饱和食盐水进入阳极室 B．纯水（加少量NaOH）进入阴极室
C．阴极产物为氢氧化钠和氢气 D．电解槽的阳极用金属铁网制成
（3）母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等，可进一步加工制得一些重要的产品。
若将母液加热升温到60℃以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是 ；过滤上述晶体后，将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的 晶体。
17、海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类。
人类在陆地上发现的100多种元素，在海水中可以找到80多种。
海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。
回答下列问题：
⑴蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法，技术和工艺比较完备，但由于使用大量燃煤，因此能耗多、排污量大。
为克服蒸馏法海水淡化的缺陷，请你对蒸馏法淡化海水的工艺提出一条改进建议 。
⑵使用离子交换树脂与水中的离子进行交换也是常用的水处理技术。
聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂，写出聚丙烯酸钠单体的结构简式 。
⑶空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如下（苦卤：
海水蒸发结晶分离出食盐后的母液）：
①反应②的离子方程式为 ；
②从反应③后的溶液中分离出单质溴的方法是 。
⑷苦卤中含有较多的NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4等物质。
用沉淀法测定苦卤中MgCl2的含量（g/L），测定过程中应获取的数据有 ；
18、明矾石的主要成分是K2SO4·Al2（SO4）3·2Al2O3·6H2O，此外还含有少量Fe2O3杂质。
利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：
（1）“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2（SO4）3＋3S
2Al2O3＋_________；该反应的氧化剂是________；该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比是 。
（2）“溶解”时反应的离子方程式为____________。
（3）“调节pH后过滤、洗涤Al（OH）3沉淀，证明已洗涤干净的实验操作和现象是________。
（4）“母液”中可回收的物质是_____________。
（5）工业上常用氢氧化铝脱水后的产物X熔融电解冶炼金属铝，则该反应的化学方程式为 。
19、为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下图所示实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体。
请回答：
（1）步骤I、II、III中均需进行的实验操作
是 。
（2）溶液D中的离子主要有 ；试剂X是 。
（3）进行步骤II时，该小组用右图装置及试剂将制得的CO2通入溶液A中，一段时间后，观察到烧杯中产生的Al（OH）3沉淀逐渐减少，其原因是 （用离子方程式表示）；为了避免Al（OH）3沉淀减少，根据右图所示，改进的措施是 。
（4）从氧化还原反应和环保角度考虑，用F制备CuSO4时需要氧气和硫酸共同参与，对应的化学方程式是 。
20、业炼铝是用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的主要原料氧化铝，然后进行电解。
工艺流程如下图：
（1）滤液1中要加入稍过量的原料B，原料B的化学式是 。
写出步骤②有关反应的离子方 、 。
（2）如果省去步骤①，即溶解铝土矿从直接加入原料B开始，则最终会对氧化铝的生成有什么影响？
。
（3）步骤⑤是在铝电解槽中进行，电解槽的两极材料均用石墨，其中 极的材料随反应的进行需要不断补充，为什么？
（4）铝粉与三氧化二铁粉末在引燃剂作用下常用来焊接钢轨，主要是利用了该反应 ，而且该反应焊接速度快、设备简易，适于野外作业。
21、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本原料，普通锌锰干电池的电池反应式为：
2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2。
工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯度二氧化锰的流程如下（软锰矿中所有金属元素在酸性条件下均以阳离子形式存在）：
某软锰矿的主要成分为MnO2，还含Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.24%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH及部分硫化物的Ksp（均为25℃时）见下表，回答下列问题：
沉淀物
Al（OH）3
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Mn（OH）2
Cu（OH）2
Zn（OH）2
pH
5.2
3.2
9.7
10.4
6.7
8.0
沉淀物
CuS
ZnS
MnS
FeS
Ksp
8.5×10－45
1.2×10－23
1.4×10－15
3.7×10－14
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要化学方程式为：
。
（2）滤渣A的主要成分为 。
（3）加入MnS的目的是除去 杂质。
（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应式为 。
（5）从废旧碱性锌锰电池中可回收利用的物质有 （写两种）
22、七水硫酸镁（MgSO4・7H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－一硼镁泥可制取七水硫酸镁。
硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物
Al（OH）3
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Mn（OH）2
Mg（OH）2
pH值
5.2
3.2
9.7
10.4
11.2
表2 两种盐的溶解度（单位为g／100g水）
温度/℃
10
30
40
50
60
CaSO4
0.19
0.21
0.21
0.20
0.19
MgSO4・7H2O
30.9
35.5
40.8
45.6
/
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问
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