届高三化学大题练以化工为载体的工艺流程题.docx

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届高三化学大题练以化工为载体的工艺流程题

2020届高三化学大题练

——以化工为载体的工艺流程题

（1）

一、简答题

1.加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解．在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应．工业生产碘酸钾的流程如下：

（1）已知步骤①反应器发生的反应为：

6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑，该反应的还原产物为______；

（2）参照下表碘酸钾的溶解度，操作③得到碘酸钾晶体，你建议的方法是______．

 温度/℃

 20

 40

 60

 80

 KIO3g/100g水

 8.08

 12.6

 18.3

 244.8

（3）①已知：

KIO3+5H2SO4=3K2SO4+3I2，I2+2S2O

=2I-+S4O

测定加碘食盐中碘的含量，学生甲设计的实验步骤如下：

a．准确称取wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；

b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入过量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；

c．以淀粉为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.00×10-3mol•L-1的Na2S2O3溶液10.0mL，恰好反应完全．则加碘食盐样品中的碘元素含量是______mol•kg-1（以含w的代数式表示）．

②学生乙又进行了下列实验：

 操作步骤

 实验现象

 取1g纯净的NaCl，甲3mL水配制溶液

 溶液无变化

 滴入5滴淀粉溶液和1mL0.1mol．L-1KI溶液，振荡

 溶液无变化

 然后再滴入1滴1mol．L-1的H2SO4，从发振荡

 溶液变蓝色

请推测实验中产生蓝色现象的可能原因，用离子方程式表示______．

根据学生乙的实验结果，请对学生甲的实验结果作出简要评价：

______．

（4）某学习小组对加碘盐进行如下实验：

取一定量某加碘盐（可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份．第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．

①根据上述实验现象，加碘盐中可能含有的物质中不能确定的是______．

②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为______．

2.明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质．具体实验流程如下：

请回答下列问题：

（1）操作1所用到的玻璃仪器的名称是______．

（2）由溶液3制取氢氧化铝的离子方程式为______．

（3）明矾石焙烧时产生SO2气体，请你写出能验证SO2气体具有还原性且实验现象明显的化学方程式______．

（4）请你写出验证溶液1中有NH4+的实验过程______．

（5）实验室用Fe2O3与CO反应来制取单质Fe．

①请你按气流由左到右方向连接下列各装置，顺序为：

A→______．

②检验装置A气密性的方法是______．

③在点燃B处的酒精灯前，应进行的操作是______．

④装置C的作用是______．

3.氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图和阳离子交换膜电解槽装置图如下：

请回答下列问题：

（1）粗盐含有较多杂质（含Mg2+、Ca2+），精制过程中加NaOH的作用是______

（2）电解过程中，发生反应的化学方程式为______

（3）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过______、冷却、______（填写操作名称）除去NaCl，该工业流程中可循环利用的物质是______

（4）已知某阳离子交换膜电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10Kg，每小时能收集到标况下的氢气896L，而且两边的水不能自由流通．则理论上计算，电解一个小时后流出的氢氧化钠溶液的质量分数为______．

（5）通过电解饱和食盐获得的氢气和氯气可用于生产高纯硅，流程如下：

石英沙

粗硅

四氯化硅

纯硅

①石英沙的主要成分是______（填化学式）．在制备过程时，焦炭的作用是______．

②粗硅与氯气反应后得到的液态四氯化硅中常混有一些杂质，必须进行分离提纯．其提纯方法为______

③由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式是______．

4.从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取Al2O3的两种工艺品的流程如下：

​

请回答下列问题：

（1）流程乙加入烧碱后的离子方程式为______。

（2）固体A的应用______。

（两点）

（3）滤液D与少量CO2反应的离子方程式为______，向该滤液K中加入足量石灰水的离子方程式是______。

（4）流程乙制氧化铝的优点是所用的试剂较经济，缺点是______。

（5）已知298K时，Mg（OH）2的溶度积常数Ksp=10-11，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱恰使镁离子沉淀完全，则溶液的pH最小为______。

5.以含钴废催化剂（主要成分为Co、Fe、SiO2）为原料制取复合氧化钴的流程如下：

（1）用H2SO4溶解后过滤，得到的滤渣是______（填化学式）。

将滤渣洗涤2～3次，再将洗液与滤液合并的目的是______。

（2）在加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式是______。

（3）已知：

铁氰化钾的化学式为K3[Fe（CN）6]；亚铁氰化钾的化学式为K4[Fe（CN）6]．3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓（蓝色沉淀）

4Fe3++3[Fe（CN）6]4-=Fe4[Fe（CN）6]3↓（蓝色沉淀）

确定Fe2+是否氧化完全的方法是______。

（仅供选择的试剂：

铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液）

（4）向氧化后的溶液中加入适量的Na2CO3调节酸度，使之生成黄钠铁矾[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]沉淀，写出该反应的离子方程式：

______。

（5）弱酸和弱碱的电离平衡常数的负对数可用pK表示，根据下表中数据判断（NH4）2C2O4溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为______。

H2C2O4

pKa1=1.25，pKa2=4.13

NH3•H2O

pKb=4.76

（6）已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。

向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶液后，需趁热过滤，其原因是______。

（7）准确称取1.470 g CoC2O4，在空气中充分灼烧得0.814 g复合氧化钻，写出复合氧化钴的化学式：

______。

6.一种工业制备SrCl2•6H2O的生产流程如图所示：

已知：

①M（SrCl2•6H2O）=267g/mol；

②Ksp（SrSO4）=3.3×10-7、Ksp（BaSO4）=1.1×10-10；

③经盐酸浸取后，溶液中有Sr2+和Cl-及少量Ba2+。

（1）“隔绝空气、高温焙烧”，若2mol SrSO4中只有S被还原，转移了16mol电子。

写出该反应的化学方程式：

________________________。

（2）加入硫酸溶液的目的是______；为了提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于______ mol/L（注：

此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5mol/L）。

（3）产品纯度检测：

称取1.000g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10-2mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl-外，不含其他与Ag+反应的离子），待Cl-完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.200 0mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。

①滴定反应达到终点的现象是______。

②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00mL，则产品中SrCl2•6H2O的质量百分含量为______（保留4位有效数字）。

7.工业上煅烧黄铜矿（CuFeS2）冶炼铜并得到碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]等其他重要化合物，主要流程如下（部分反应物和产物未标出）：

已知4CuFeS2+11O2

4Cu+2Fe2O3+8SO2

（1）溶液B是______；X是______．

（2）某同学取溶液C滴入KSCN溶液，溶液不变红，说明溶液C中不含Fe3+，其原因是______（用简单的文字和离子方程式说明）：

再向该溶液中滴入H2O2溶液，溶液变红色．则滴入H2O2溶液发生反应的离子方程式为______．

（3）在溶液D与NaNO2的反应中，常采用同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作______，如参加反应的O2有11.2L（标况），则相当于节约NaNO2物质的量为______mol．

（4）该法得到的金属铜中常含有金、银、铁、镍等金属杂质，常用电解精炼的方法得到纯铜，请在右边框内画出其原理装置示意图．

（5）[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，它溶于水后产生的Fe（OH）2+ 离子，可部分水解生成Fe2（OH）42+聚合离子．该水解反应的离子方程式为______．

8.【化学选修2：

化学与技术】

（1）火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸．某企业用右图所示的工艺流程生产硫酸：

请回答下列问题：

①为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装______（填设备名称）．吸收塔中填充有许多瓷管，其作用是______．

②为使硫磺充分燃烧，经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%．为提高SO2转化率，经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍，则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为______．假设接触室中SO2的转化率为95%，b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为______．（空气中氧气的体积分数按0.2计），该尾气的处理方法是______．

③与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是______（可多选）．

A．耗氧量减少　　　　　　B．二氧化硫的转化率提高

C．产生的废气减少      D．不需要使用催化剂

（2）硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面______（可多选）．

A．橡胶的硫化       B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成

C．铅蓄电池的生产   D．过磷酸钙的制备

（3）矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一．在燃煤中加入适量的石灰石，可有效减少煤燃烧时SO2的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学方程式______．

9.氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品．工业上用粗氧化铜（含Fe2O3、FeO、Cu2O以及少量不溶性杂质）为原料制取氯化铜晶体（CuCl2•2H2O）的生产流程如图1：

已知：

Cu2O在酸性环境中可以生成Cu2+和Cu

回答下列问题：

．

（1）已知“浸渣”中不含铜单质，写出Cu2O在“盐酸浸出”中发生反应的化学方程式：

______

（2）“盐酸浸出”中，铜的浸出率与浸出时间的关系如图2所示．由图可得出如下变化规律：

①______

②______．

（3）“净化除杂”需先加入ClO2，其作用是（用离子方程式表示）______．然后再调节溶液的pH约为4，可选用的试剂是（填选项字母）______．

A．CuSO4     B．CuO    C．Cu2（OH）2CO3 D．NH3．H2O

（4）“操作I”包含多步实验基本操作，依次是______、洗涤和风干等．工业上常采用无水乙醇代替水进行洗涤的主要原因是______．

（5）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x值，称取ag晶体，加入足量10%的氢氧化钠溶液，过滤、洗涤后，用酒精灯加热至质量不再减轻为止，冷却、称量所得固体质量为bg．计算得x=______（用含a、b的代数式表示）．

10.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理．某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）的工艺如下：

其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+．

（1）实验室用18.4mol•L-1的浓硫酸配制250mL 4.8mol•L-1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需______．

（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有______、______．

（3）H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，写出此反应的离子方程式：

______．

（4）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子

Fe3+

Mg2+

Al3+

Cr3+

开始沉淀时的pH

2.7

--

--

--

沉淀完全时的pH

3.7

11.1

8

9（＞9溶解）

加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-．滤液Ⅱ中阳离子主要有______；但溶液的pH不能超过8，其理由是______．

（5）钠离子交换树脂的反应原理为：

Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是______．

（6）写出上述流程中用SO2进行还原的化学方程式______．

11.利用工厂产生的废铁屑和废HNO3溶液（HNO3含量较少），制取铁红工艺生产流程如下：

已知：

金属和HNO3反应，HNO3浓度越小，还原产物中元素的化合价越低

（1）加入Na2CO3 热溶液洗涤废铁屑的目的是______加入硝酸控制温度不宜过高的原因是______（化学方程式表示）

（2）加入空气、水、铁屑后发生反应：

4Fe（NO3）2+O2+（2n+4）H2O=2Fe2O3．nH2O+8HNO3，该反应过程可看成是：

Fe（NO3）2

Fe（NO3）3

Fe（OH）3

Fe2O3．nH2O．则过量的废铁屑与过程中产生的HNO3继续反应对过程b的作用是______，该反应的化学方程式为______

（3）上述生成流程中，能体现“绿色化学”思想的是______（任写一项

（4）已知硝酸铵不稳定，受热、掌机易发生爆炸，由饱和NH4NO3溶液得到氮肥采用______方法．

12.铁及其化合物有着广泛用途．

（1）将饱和三氯化铁溶液滴加至沸水中可制取氢氧化铁胶体，写出制取氢氧化铁胶体的化学方程式______．

（2）含有Cr2O72-的废水有毒，对人畜造成极大的危害，可加入一定量的硫酸亚铁和硫酸使Cr2O72-转化为Cr3+，该反应的离子方程式为______．然后再加入碱调节溶液的pH在6~8 之间，使Fe3+和Cr3+转化为Fe（OH）3、Cr（OH）3沉淀而除去．

（3）铁镍蓄电池又称爱迪生蓄电池，放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，充电时阳极附近的pH______（填降低、升高或不变），放电时负极的电极反应式为______．

（4）氧化铁是重要的工业原料，用废铁屑制备氧化铁流程如下：

①铁屑溶于稀硫酸温度控制在50～80℃的主要目的是______．

②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式为______．

③FeCO3沉淀表面会吸附SO42-，需要洗涤除去．

洗涤FeCO3沉淀的方法是______．判断沉淀是否洗净的方法是______．

2020届福建高三化学大题练

——以化工为载体的工艺流程题

（1）答案和解析

1.【答案】KCl、Cl2；降温结晶；

；4I-+4H++O2=2I2+2H2O；偏大，过量的I-会被空气中的O2氧化为I2；Mg2+；2Fe3++2I-=2Fe2++I2、IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O

【解析】解：

（1）该反应中I元素化合价由0价变为+5价，Cl元素化合价由+5价变为-1价和0价，所以I2是还原剂，KClO3是氧化剂，KCl、Cl2是还原产物，故答案为：

KCl、Cl2；

（2）碘酸钾的物质的量随着温度升高而增大，所以从碘酸钾溶液获得晶体可以采用降温结晶的方法，故答案为：

降温结晶；

（3）①设碘酸钾的物质的量为x．

KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O①；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-②，将方程式②×3+①得

IO3-+6H++6S2O32-=I-+3S4O62-+3H2O

1   6

x2.0×10-3mol/L×0.01L

x=

=

×10-5mol，根据碘原子守恒知，碘元素的物质的量=

×10-5mol，所以碘元素含量是=

×100%=

mol•kg-1，

故答案为：

；

②酸性条件下，碘离子被氧气氧化生成碘单质，离子反应方程式为：

4I-+4H++O2=2I2+2H2O；酸性条件下，过量的碘离子易被空气中氧气氧化生成碘单质，导致测定结果偏大，故答案为：

4I-+4H++O2=2I2+2H2O；偏大，过量的I-会被空气中的O2氧化为I2．

（4）①某加碘盐可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+，用蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化后将溶液分为3份．从第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色，可知该加碘盐中含有Fe3+，反应：

Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，Fe（SCN）3呈血红色；从第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色，可知有碘生成．这是因为由于“氧化性：

IO3-＞Fe3+＞I2”，加足量KI后，IO3-和Fe3+均能将I-氧化成I2，由此也可以知道该加碘盐添加KIO3；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．由此可知该加碘盐中不含KI．

故答案为：

Mg2+；

②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2、IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，

故答案为：

2Fe3++2I-=2Fe2++I2、IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O．

（1）在氧化还原反应中，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，失电子化合价升高的反应物是还原剂，还原剂对应的产物是氧化产物，氧化剂对应的产物是还原产物；

（2）根据物质的溶解度可以确定溶液获得晶体的方法；

（3）①根据硫代硫酸钠与碘酸钾的关系式计算碘酸钾的物质的量；

②酸性条件下，碘离子被氧气氧化生成碘单质；过量的碘离子易被空气氧化生成碘单质．

（4）①从第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色，可知该加碘盐中含有Fe3+，反应：

Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，Fe（SCN）3呈血红色；从第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色，可知有碘生成．这是因为由于“氧化性：

IO3-＞Fe3+＞I2”，加足量KI后，IO3-和Fe3+均能将I-氧化成I2，由此也可以知道该加碘盐添加KIO3；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．由此可知该加碘盐中不含KI；

②具有氧化性的离子为IO3-与具有还原性的离子为I-，发生氧化还原反应．

本题考查了氧化还原反应方程式的有关计算以及溶液成分的测定，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，题目难度不大．

2.【答案】漏斗、烧杯、玻璃棒；AlO2-+CO2+H2O=Al（OH）3+HCO3-；SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；取少量溶液1于试管中，加入浓氢氧化钠溶液加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，证明溶液1中含有NH4+；E→B→C→D；关闭a、b两处活塞，将导气管插入水槽中，微热，导气管口有气泡产生，停止微热，一段时间后，导管中形成一段水柱，说明气密性良好；检验CO气体纯度；除去CO气体混有的二氧化碳，利用CO点燃

【解析】解：

（1）将液体和不溶于液体的固体分离开来的操作是过滤，过滤用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案为：

漏斗、烧杯、玻璃棒；

（2）溶液3中含有偏铝酸根，通入过量二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢根离子，反应离子方程式为

AlO2-+CO2+H2O=Al（OH）3+HCO3-，故答案为：

AlO2-+CO2+H2O=Al（OH）3+HCO3-；

（3）选用氯水检验时，氯气与SO2在溶液中反应生成盐酸和硫酸，反应方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，

故答案为：

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl；

（4）验证溶液l中有NH4+的实验操作为：

取少量溶液1于试管中，加入浓氢氧化钠溶液加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，证明溶液1中含有NH4+，

故答案为：

取少量溶液1于试管中，加入浓氢氧化钠溶液加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，证明溶液1中含有NH4+；

（5））①A作用除去CO中混有的二氧化碳，B为Fe2O3与CO反应装置，C作用为吸收从B中出来的气体混有的二氧化碳，D作用为燃烧剩余的CO，E作用为干燥进入B装置的气体．所以各装置顺序为：

A→E→B→C→D，故答案为：

E→B→C→D；

②利用气体的热胀冷缩检验气密性．操作为：

关闭a、b两处活塞，将导气管插入水槽中，微热，导气管口有气泡产生，停止微热，一段时间后，导管中形成一段水柱，说明气密性良好，

故答案为：

关闭a、b两处活塞，将导气管插入水槽中，微热，导气管口有气泡产生，停止微热，一段时间后，导管中形成一段水柱，说明气密性良好；

③CO为易燃气体，不纯受热会发生爆炸危险，所以在加热前要检验其纯度，故答案为：

检验CO气体纯度；

④从B中出来的气体含有二氧化碳，不利于CO点燃，C装置作用为除去CO气体混有的二氧化碳，利用CO点燃，

故答案为：

除去CO气体混有的二氧化碳，利用CO点燃．

（1）将液体和不溶于液体的固体分离开来的操作是过滤；

（2）明矾石的组成和明矾相似，还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质，可知固体为氢氧化铝、氧化铝、氧化铁．试剂1将铝元素转化到溶液3中，并将氧化铁除掉，所以试剂1为强碱，溶液3中含有偏铝酸根，通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀；

（3）验证SO2气体具有还原性且实验现象明显可选用氯水、溴水、酸性高锰酸钾等有颜色的强氧化性试剂；

（4）铵根离子与强碱反应，转化为氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；

（5）①根据各部分装置的作用连接；

②利用气体的热胀冷缩；

③CO为易燃气体，加热要检验其纯度；

④CO有毒，直接排放空气中，污染大气，通过燃烧方法转化为二氧化碳，从B中出来的气体含有二氧化碳，不利于CO点燃．

本题为实验与物质的性质相结合的习题，综合性较大，涉及离子方程式、实验方案设计、对实验装置的理解等，难度中等，是对所学知识的综合运用．

3.【答案】

（1）除去氯化镁（镁离子）；

（2）2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑；

（3）蒸发浓缩；过滤；NaCl；

（4）35.7%；

（5）①SiO2；还原剂；

     ②蒸馏；