届重庆一轮高考化学无机化工工艺流程练习题附答案.docx
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届重庆一轮高考化学无机化工工艺流程练习题附答案
2021届（重庆）一轮高考化学：
无机（化工）工艺流程练习题（附答案）
*无机（化工）工艺流程*
1、在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A.
B.
C.
D.
答案：
C
2、某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如下图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．X可能含有2种盐B．Y可能含有（NH4）2SO4
C．a是SO3D．（NH4）2S2O8中S的化合价不可能为＋7
【答案】 C
【解析】 A项，X为亚硫酸铵、亚硫酸氢铵；B项，Y可能含有硫酸铵；C项，a应该是二氧化硫；D项，
，S的化合价为＋6价。
3、钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。
利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：
已知：
FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：
FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl42－＋2H2O。
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是________。
（2）滤渣A的成分是________。
（3）滤液B中TiOCl42－转化生成TiO2的离子方程式是
__________________________________________________________。
（4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。
反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是________________。
（5）反应③的化学方程式______________________________________________。
（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是________。
（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：
Li4Ti5O12＋3LiFePO4
Li7Ti5O12＋3FePO4
该电池充电时阳极反应式是__________________。
解析
（1）FeTiO3可表示为FeO·TiO2，由此可知铁元素的化合价是＋2。
（2）FeTiO3、MgO、CaO均可以溶于盐酸，故滤渣中只有SiO2。
（6）滤液D中含有Fe2＋，由滤液D制备LiFePO4的过程中，Fe2＋先被H2O2氧化，后又被H2C2O4还原成Fe2＋。
H2O2作氧化剂时1molH2O2得到2mol电子；H2C2O4作还原剂时，1molH2C2O4转化为CO2失去2mol电子，由于两个过程转移的电子数相同，所以H2O2与H2C2O4的物质的量之比为1∶1，则所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是
∶90＝20∶9。
（7）阳极发生氧化反应，应是LiFePO4转化为FePO4。
答案
（1）＋2
（2）SiO2
（3）TiOCl42－＋H2O
TiO2↓＋2H＋＋4Cl－
（4）温度过高时，反应物氨水（或双氧水）会受热分解
（5）（NH4）2Ti5O15＋2LiOH===Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2O（或2NH3＋2H2O）
（6）20∶9
（7）LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋
4、（2019·名校联考信息卷）
无色透明的锆石（主要成分为ZrSiO4）酷似钻石，是很好的钻石代用品。
锆石又称锆英石，常含有铁、铝、铜的氧化物杂质。
工业上一种以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下：
已知：
ⅰ.Zr在化合物中通常显＋4价，“氯化”过程中除C、O元素外，其他元素均转化为高价氯化物；
ⅱ.SiCl4极易水解生成硅酸；ZrCl4易溶于水，390℃升华；
ⅲ.Fe（SCN）3难溶于有机溶剂MIBK，Zr（SCN）4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK中的溶解度。
请回答下列问题：
（1）“粉碎”锆英石的目的为_______________________________________
________________________________________________________________。
（2）①“氯化”过程中，锆英石发生的主要反应的化学方程式为____________________________________________________
____________________________________________________。
②“氯化”过程中ZrCl4的产率与温度、压强的关系如图所示：
由图可知，“氯化”过程选择的最佳条件为_______________________________________；
“氯化”温度超过390℃时，ZrCl4产率降低的原因为________________________________________________________________。
（3）“滤液1”中含有的阴离子除OH－、Cl－外，还有________。
（4）①常用的铜抑制剂有NaCN（氰化钠），NaCN可与铜离子反应生成Cu（CN）2{Ksp[Cu（CN）2]＝4×10－10mol3·L－3}沉淀。
已知盐酸溶解后的溶液中Cu2＋的浓度为1mol·L－1，当溶液中Cu2＋浓度不大于1×10－6mol·L－1时即达到后续生产的要求，则欲处理1L该溶液至少需要2mol·L－1的NaCN溶液的体积为________L（溶液混合时的体积变化忽略不计，计算结果保留两位小数）。
②由于氰化钠有剧毒，所以需要对“废液”中的氰化钠进行处理，通常选用漂白粉或漂白液在碱性条件下将氰化钠氧化，其中一种产物为空气的主要成分。
请写出在碱性条件下漂白液与氰化钠反应的离子方程式____________________________________________________
____________________________________________________。
（5）通过“萃取”“反萃取”可以分离铁，富集锆，原理为____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
[解析]
（2）①根据已知条件ⅰ可知，“氯化”过程中除C、O元素外，其他元素均转化为高价氯化物，Zr在化合物中通常显＋4价，因此“氯化”过程中，锆英石发生的主要化学反应为ZrSiO4＋4Cl2＋4CO===ZrCl4＋SiCl4＋4CO2，此反应体系为无水体系，SiCl4不水解。
②由图可知，压强和温度都会影响ZrCl4的产率，图中“氯化”过程中ZrCl4的产率最高时的条件为1MPa、390℃。
由已知条件ⅱ可知ZrCl4易溶于水，390℃升华，因此“氯化”温度超过390℃，ZrCl4因升华而逸出，导致其产率降低。
（3）“氯化”后“碱浸”，“氯化”产物ZrCl4与NaOH反应生成难溶于水的Zr（OH）4，SiCl4水解生成的H2SiO3与NaOH反应生成Na2SiO3，Fe3＋、Cu2＋转化为沉淀，Al3＋与过量NaOH溶液反应生成AlO
，因此，“滤液1”中含有的阴离子除OH－、Cl－外，还有AlO
、SiO
。
（4）①1LCu2＋浓度为1mol·L－1的溶液中n（Cu2＋）＝1mol，消耗2molNaCN。
c（Cu2＋）＝1×10－6mol·L－1时，c（CN－）＝
＝2×10－2mol·L－1，设至少需要NaCN溶液的体积为VL，则2V－2＝2×10－2×（V＋1），解得V≈1.02。
②选用漂白粉或漂白液在碱性条件下将氰化钠氧化，其中一种产物为空气的主要成分，即为N2，因此漂白液与氰化钠反应的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋2OH－===2CO
＋5Cl－＋N2↑＋H2O。
（5）“滤液2”中含有Fe3＋和Zr4＋，“络合”后形成Fe（SCN）3和Zr（SCN）4，由已知条件ⅲ可知Fe（SCN）3难溶于有机溶剂MIBK，Zr（SCN）4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK中的溶解度，通过萃取，Zr（SCN）4进入有机层，Fe（SCN）3留在水层，再利用H2SO4反萃取Zr（SCN）4，从而达到分离铁而富集锆的目的。
[答案]
（1）增大反应物的接触面积，缩短“氯化”时间，提高锆英石的转化率
（2）①ZrSiO4＋4Cl2＋4CO===ZrCl4＋SiCl4＋4CO2
②1MPa、390℃ 温度高于390℃，ZrCl4因升华而逸出
（3）AlO
、SiO
（4）①1.02 ②2CN－＋5ClO－＋2OH－===2CO
＋5Cl－＋N2↑＋H2O
（5）“络合”后，Fe3＋与Zr4＋分别与NH4SCN反应生成Fe（SCN）3和Zr（SCN）4，Fe（SCN）3难溶于MIBK，Zr（SCN）4则被MIBK萃取，进入有机层，再利用H2SO4反萃取Zr（SCN）4，从而达到分离铁而富集锆的目的
5、双氧水、84
消毒液是日常生活中常用的消毒剂。
（1）84消毒液（主要成分是NaClO）溶液呈碱性，用离子方程式表示其原因：
____________________________________________________________。
（2）双氧水和84消毒液混合失去消毒作用，生成无色无味气体，该气体为________（填化学式）。
（3）工业上，制备84消毒液的原理是：
以惰性电极电解饱和氯化钠溶液，产生的氯气用生成的烧碱溶液吸收。
阴极发生的电极反应式为__________________________；写出制备84消毒液的总反应化学方程式：
_____________________________________________________。
（4）双氧水是二元弱酸，298K时，Ka1＝1.6×10－12，Ka2＝1.0×10－25，双氧水电离的方程式为__________________________；298K时0.1mol·L－1双氧水溶液的pH≈__________。
（已知：
lg2≈0.3）
答案
（1）ClO－＋H2O?
?
HClO＋OH－
（2）O2 （3）2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ NaCl＋H2O
NaClO＋H2↑ （4）H2O2?
?
H＋＋HO
、HO
?
?
H＋＋O
6.4
解析 （4）双氧水是二元弱酸，氢离子主要来自一级电离；c（H＋）≈
＝4×10－7，则298K时0.1mol·L－1双氧水溶液的pH＝－lg（4×10－7）＝7－lg4≈6.4。
6、铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe2（OH）n（SO4）3－n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾（其中铁的化合价为＋6）是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：
请回答下列问题：
（1）若A为H2O（g），可以得到Fe3O4，写出H2O的电子式：
________________。
（2）若B为NaClO3与稀硫酸，写出其氧化Fe2＋的离子方程式（还原产物为
Cl－）________________。
（3）若C为KNO3和KOH的混合物，写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾的化学方程式，并配平：
（4）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：
准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH＜3，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后，再用0.1000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。
已知：
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 I2＋2S2O32－===2I－＋S4O62－。
①写出滴定选用的指示剂________，滴定终点观察到的现象________________。
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为________g·L－1。
若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会________（填“偏高”“偏低”或“不变”）。
（5）设计实验方案，检验溶液Ⅰ中的Fe2＋_________________________________
_________________________________________________________________。
解析 （4）②若滴定前溶液中H2O2没有除尽，过量的H2O2氧化KI得到I2，根据关系式2Fe3＋～I2，I2的量增大使所测定的铁元素的含量偏高。
（5）可利用
Fe2＋的还原性，让其与高锰酸钾反应来检验；也可以利用铁氰化钾溶液与
Fe2＋反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀检验，离子方程式为：
3Fe2＋＋2[Fe（CN）6]3－===Fe3[Fe（CN）6]2↓。
答案
（1）H··
··H
（2）6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O
（3）1 3 4 2 K2FeO4 3 2 H2O
（4）①淀粉 溶液由蓝色变无色且保持半分钟不变色 ②5.6 偏高
（5）取溶液Ⅰ少量于试管中，加入硫酸酸化，再加入高锰酸钾溶液，溶液颜色从深紫色变成黄色或变浅，则含有Fe2＋（或取溶液Ⅰ少量于试管中，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，则含有Fe2＋）
7、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等，生产工艺流程图如下：
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是。
（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
□Fe（OH）2+□+□=□Fe（OH）3+□CI-
（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，摩尔质量为89g/mol，化学式是。
以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时针铁矿转化为Fe（OH）2，该电池放电反应的化学方程式是。
（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为______。
沉淀化学式
Mg（OH）2
Zn（OH）2
MgCO3
CaCO3
开始沉淀的pH
10．4
6．4
—
—
沉淀完全的pH
12．4
8．0
—
—
开始溶解的pH
—
10．5
—
—
Ksp
5．6×
—
6．8×
2．8×
（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是____________（选填序号）。
a．大理石粉b．石灰乳c．纯碱溶液d．氨水
（6）“滤液4”之后的操作依次为____________、_____________、过滤，洗涤，干燥。
（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________（用代数式表示）
【参考答案】
（1）增大反应物接触面积（或增大反应速率或使反应更充分）。
（2）2Fe（OH）2+2ClO-+H2O=2Fe（OH）3+Cl-
（3）FeO（OH）（或其它合理答案）；3FeO（OH）+Al+NaOH+H2O=NaAlO2+3Fe（OH）2
（4）8.0≤pH<10.4（或其它合理答案）（5）bd
（6）蒸发（浓缩）、（冷却）结晶（或其它合理答案）
（7）125m2/99m1（或其它合理答案）
8、某些有机化合物之间具有如下转化关系:
其中:
A是一种五元环状化合物,其分子中只有一种化学环境的氢原子;F核磁共振氢谱显示有三种不同化学环境的氢原子,且峰面积之比为2∶2∶3;G是合成顺丁橡胶的主要原料。
已知:
①
2RCOOH（其中R是烃基）
②R—COOH
R—CH2OH（其中R是烃基）
（1）A的结构简式是 。
（2）B中所含官能团的名称是 。
（3）写出反应类型:
③_______________________________；④ 。
（4）⑥的化学方程式为 。
（5）E在一定条件下能够发生缩聚反应,写出链节是由四个原子组成的高聚物的结构简式:
。
有机物Y与E互为同分异构体,且具有相同的官能团种类和数目，则Y的结构简式可能有 种。
【解析】
根据信息①结合A的分子式和含有一种氢原子,可推出A中还含有一个碳碳双键,是一种不饱和的环状酸酐,结构简式是
A→B是酸酐水解,则B是HOOC—CH=CH—COOH,结合反应条件②是加成反应,则C是丁二酸（HOOCCH2CH2COOH）;根据信息②,则③是还原反应,D是1,4—丁二醇（HOCH2CH2CH2CH2OH）,结合反应条件④是消去反应,又G为合成顺丁橡胶的主要原料,所以G为1,3—丁二烯,符合由D→G的消去反应。
⑤是
碳碳双键与H2O发生的加成反应,生成羟基羧酸E（
）。
C（丁二酸）分子内含有两种不同化学环境的氢原子,根据反应⑥的条件,知⑥为酯化反应,又结合C和F的分子式和结构知,X为乙醇,反应后生成CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3,正好符合F的核磁共振氢谱情况。
链节是由四个原子组成的高聚物,知该高聚物为
。
由题意知,Y有两个—COOH,一个—OH,把E的主链上碳原子缩减为3个,则会出现2种结构,即:
和
所以Y的同分异构体有2种。
[来源:
学科网ZXXK]
【答案】
（1）
（2）碳碳双键、羧基
（3）还原反应；消去反应
（4）HOOCCH2CH2COOH+2CH3CH2OH
CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3+2H2O
（5）
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