专题17 化工流程二非金属学生版备战高考化学一轮必刷题集最新修正版.docx

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专题17化工流程二非金属学生版备战高考化学一轮必刷题集最新修正版

专题17化工流程

（二）（非金属）

1．硼单质在高温时是良好的导体，也是用途广泛的化工原料。

镁单质可用于制造轻金属合金、球墨铸铁等。

硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，可以制取单质硼和镁。

制取工艺流程如图所示，已知硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O，硼镁泥是硼镁矿制硼砂过程中产生的废渣，其主要成分是MgCO3，还含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。

按要求回答问题：

（1）化合物Mg2B2O5·H2O中B的化合价为________。

（2）将硼砂溶于热水后，常用稀硫酸调pH至2～3制取H3BO3，该反应的离子方程式为______________。

（3）滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，则滤渣B的主要成分为___________________。

（4）写出加NaClO的过程中发生反应的离子方程式：

___________________________。

（5）将硼镁泥中加入的硫酸改为盐酸是否可行？

___________________________。

（填“是”或“否”），理由是____________________________________。

（6）仿照如下示例设计用MgSO4·7H2O制取金属镁的反应流程。

（注明反应所需的反应物、条件和操作）

示例：

NaOH―→NaCl溶液

NaCl固体

________________________________。

2．某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：

已知：

：

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。

（1）固体1的主要成分除Ca（OH）2外，还有__________、________（填化学式）;

（2）步骤Ⅱ中需要的O2量应是_____（填“少量”或“过量”）；步骤Ⅴ最终捕获剂捕获的气体产物是________;

（3）步骤Ⅳ处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为__________________;

（4）为确保步骤Ⅲ无NaNO3生成，理论上应控制NO与O2的物质的量之比为_____，若n（NO）:

n（O2）=5:

2且NaOH溶液足量，则步骤Ⅲ所得溶液中NaNO3与NaNO2的物质的量之比为______________。

3．由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下：

⑴写出KIO3在日常生活中的一个重要应用________________________。

⑵检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是________（写试剂名称）。

⑶通入SO2的目的是将I2还原为I－，该反应的离子方程式为______________________。

⑷工艺中五种物质的制备反应中，不涉及氧化还原反应的步骤是“制________”。

⑸“制KI（aq）”时，该温度下水的离子积为Kw＝1.0×10－13，Ksp[Fe（OH）2]＝9.0×10－15。

为避免0.9mol·L－1FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-，起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于______。

⑹“制KIO3溶液”反应的离子方程式为__________________。

⑺KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。

流程中由“KIO3（aq）”得到KIO3晶体的操作步骤为_____________________。

4．硒（Se）和铜（Cu）在生产生活中有广泛的应用。

硒可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂，也是动物体必需的营养元素和对植物有益的营养元素等。

氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。

CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下所示：

请回答下列问题：

（1）若步骤①中得到的氧化产物只有一种，则它的化学式是____________。

（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式：

____________________________________。

（3）步骤⑤包括用pH＝2的溶液酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是__________（写酸的名称）。

（4）上述工艺中，步骤⑥和⑦的作用是_____________。

（5）Se为ⅥA族元素，用乙二胺四乙酸铜阴离子水溶液和硒代硫酸钠（Na2SeSO3）溶液反应可获得纳米硒化铜，硒代硫酸钠还可用于Se的精制，写出硒代硫酸钠（Na2SeSO3）与H2SO4溶液反应得到精硒的化学方程式：

_____。

（6）氯化亚铜产率与温度、溶液pH关系如下图所示。

据图分析，流程化生产氯化亚铜的过程中，温度过低影响CuCl产率的原因是____________________________________；温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是_______________________________。

（7）用NaHS作污水处理的沉淀剂，可以处理工业废水中的Cu2＋。

已知：

25℃时，H2S的电离平衡常数Ka1＝1.0×10－7，Ka2＝7.0×10－15，CuS的溶度积为Ksp（CuS）＝6.3×10－36。

反应Cu2＋（aq）＋HS－（aq）

CuS（s）＋H＋（aq）的平衡常数K＝__________（结果保留1位小数）。

5．NaH2PO2（次磷酸钠）易溶于水，水溶液近中性，具有强还原性，可用于化学镀银、镍、铬等。

一种利用泥磷（含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等）为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如下：

已知P4与两种碱的反应主要有：

Ⅰ.2Ca（OH）2+P4+4H2O=2Ca（H2PO2）2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑

Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑

（1）已知H3PO2是一元中强酸，NaH2PO2是___________（填“正盐”或“酸式盐”）。

（2）尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，从吸收液中获得NaH2PO2·H2O的操作为______________、______________过滤、洗涤和干燥。

（3）用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni，同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为：

______________________。

（4）“反应”在温度和水量一定时，混合碱总物质的量与P4的物质的量之比[n（碱）/n（磷）]与NaH2PO2产率的关系如图所示。

当n（碱）/n（磷）＞2.6时，NaH2PO2的产率随n（碱）/n（磷）的增大而降低的可能原因是______。

（5）滤渣2主要成分为___________________（填化学式）。

（6）“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba（OH）2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，其中加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多，其主要原因是_________________。

（7）在工业上，可以用惰性电极电解NaH2PO2溶液制取磷酸，请写出其阳极反应式_________________。

6．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂。

以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：

①HC1O2可视为强酸，NaClO2的溶解度随温度升高而增大。

②ClO2的沸点为283K，纯ClO2易分解爆炸。

回答下列问题：

（1）ClO2发生器中发生反应的离子方程式为____；向其中鼓入空气的作用可能是____。

（2）吸收塔中发生反应的化学方程式为____；为防止生成的NaClO2被继续还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。

除H2O2外，还可以选择的还原剂是____（填序号）。

A．Na2O2B.Na2SC．FeCl2D.KMnO4

（3）操作①的实验方法依次是_____、_____、过滤；操作②实验方法是_____。

（4）akgNaClO3理论上可制___kgNaClO2·3H2O。

7．某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸，获得了良好的经济效益，下面是其生产流程图。

（1）试剂a可能是________，设备B的名称为_________，设备A中的化学方程式为____________。

（2）该化工厂合成氨时的压强40MPa，温度为500℃左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中NH3的体积分数约为35.2%。

①在保持温度、压强不变的情况下，写出一种能提高合成塔中H2转化率的方法____________，温度越低，NH3的产率越高，为何不在较低温度下进行合成____________。

②从合成塔中出来的NH3的体积分数通常约为15%，其原因是____________。

（3）从设备B中出来的硝酸浓度较小，通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏

①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是：

____________

A．浓硫酸B．硫酸镁C．生石灰

②蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是____________。

（4）用尿素[CO（NH2）2]处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体，反应过程为：

NO、NO2在水中反应转化亚硝酸，然后亚硝酸再与尿素反应，写出后者反应的化学方程式：

____________。

8．从海水中提取溴的工业流程如图：

（1）以上步骤I中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是____。

（2）实验室保存液溴时，通常在盛液溴的试剂瓶中加少量的水，这与液溴的_____性质有关（填写序号）。

A氧化性B还原性C挥发性D腐蚀性E密度比水大

（3）流程Ⅱ中将吹出的溴蒸气用纯碱溶液吸收时还有CO2生成，写出吸收时发生反应的离子方程式：

__________。

（4）实验室分离溴水中的溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是____。

（填序号）

A四氯化碳B乙醇C烧碱溶液D苯

9．亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用。

研究小组用Na2CO3溶液吸收SO2制备Na2SO3。

其实验流程如下：

查阅资料可知，向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中，溶液中有关组分的质量分数变化如下图是所示。

（1）如图中的线2表示的组分为____________（填化学式）

（2）写出如图曲线4的反应方程式：

__________________________

（3）实验时，“反应Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是_______________________（用化学方程式表示）

（4）国家标准规定产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，≥93.0%为一等品。

为了确定实验所得产品的等级，研究小组采用了下列方法进行测定。

称取2.570g产品，用蒸馏水溶解，加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入过量的BaCl2溶液，所得沉淀经过滤、洗涤、干燥后称重，质量为4.660g，通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数（写出计算过程）。

_________________

10．硼酸（H3BO3）是有重要用途的一元弱酸。

请回答下列问题：

（1）单质硼溶于热的浓硝酸可以生成硼酸，该反应的化学方程式为___________。

（2）利用铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）制硼酸，已知天然的Fe3O4不溶于酸。

生产硼酸的工艺流程如下：

①“浸渣”主要成分的化学式为_____________。

②“净化除杂”：

滤液保持一定温度，需先加H2O2溶液，然后再调节溶液的pH=5.6。

温度不宜过高的原因是___________。

调节溶液的pH=5.6的主要目的是___________。

[已知：

Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10-39]，Ksp[Al（OH）3]=1.3×10-33，

[已知：

Ksp[Fe（OH）2]=4.7×10-6]，Ksp[Mg（OH）2]=5.6×10-12，

（3）硼酸也可以通过电解方法制备。

工作原理如图所示。

①写出阳极的电极反应式___________________。

②a膜或b膜为阳离子交换膜的是________；阴极室溶液的浓度________（填“变大”、“不变”、“变小”）。

（4）写出一定条件下硼酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_________________________。

11．某种制取纯碱的生产流程如下图所示：

完成下列填空：

（1）N原子核外有_______种不同运动状态的电子，它的最外层电子排布式是________；组成纯碱的元素原子半径从大到小依次为___________________。

（2）氨水是常用氮肥，用氨水施肥时要避开高温、大风天气，原因是_______________。

（3）用离子方程式表示碳酸钠被称为“碱”的原因_____________________________。

（4）结合下图用溶解平衡理论解释反应II的反应原理____________________________________。

（5）在向母液中通入石灰乳进行蒸氨之前，通常需要先将母液加热。

若不加热，加入石灰乳容易产生沉淀堵塞管道，生成的沉淀是________。

（6）上述流程中可以循环利用的物质有________，副产物是______________。

（7）利用化工生产遵循的一般原则分析上述纯碱生产流程，指出不足之处____________________（写一条）。

12．纯碱（Na2CO3）在生产生活中具有广泛的用途。

以下是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图。

已知：

向饱和食盐水中通入NH3、CO2后发生的反应为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。

回答以下问题：

（1）粗盐中含有的杂质离子有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等。

精制除杂的步骤顺序是a→________→________→________→b（填字母编号）。

a.粗盐溶解，滤去沉渣b．加入盐酸调pHc．加入Ba（OH）2溶液d．加入Na2CO3溶液e．过滤

（2）向饱和食盐水中先通入_______，后通入________

制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案．请回答下列有关问题：

方案一：

把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、称量、计算。

（3）洗涤沉淀的具体操作是_____________________________。

方案二：

利用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。

实验步骤如下：

①按图连接装置，并检查气密性；

②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为33.4g；

③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；

④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；

⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为35.6g。

（4）装置A中试剂X应选用_________________。

（5）根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为___________（结果保留小数点后一位）。

13．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。

由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：

其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。

请回答下列问题：

（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：

________________________________________________________________________。

（2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是_______________________。

（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。

SiCl4水解的化学反应方程式为____________________________。

（4）在反应⑤中，3molSi（NH2）4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为________________。

（5）在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。

写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式______________________。

14．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。

以下是工业上制取纯硅的一种方法。

请回答下列问题（各元素用相应的元素符号表示）：

（1）在上述生产过程中，属于置换反应的有________（填反应代号）。

（2）写出反应③的化学方程式__________________________。

（3）化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。

将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1373～1623K反应，生成化合物W，其化学方程式是_________。

（4）A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________（填化学式）；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是________（填化学式）。

（5）工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的H2，提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为___________________________________。

15．欲用含有少量氯化钙的氯化钠固体，配制100mLamol·L－1的氯化钠溶液，设计了下面的操作方案。

根据方案操作步骤回答下列问题：

（1）称量粗盐样品mg，在托盘天平左盘上放________，右盘上放_______。

（2）蒸发操作时应将液体放在________中加热，等加热至________时即停止加热。

（3）在样品的溶液中加入过量的Na2CO3溶液，作用是_________________________________，

反应的化学方程式是______________________________________________________。

（4）在滤液中加入盐酸的作用是____________________________________，

反应的化学方程式是____________________________________________。

（5）配制100mLamol·L－1的NaCl溶液时，应从Wg固体中称取NaCl的质量为________。

16．工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体（含NO、NO2）制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：

已知：

Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2

（1）中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有_________________（填化学式）。

（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_____________；蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_____________________（填操作名称）最合理。

（3）母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是______________________________；母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是_______。

a．转入中和液 b．转入结晶Ⅰ操作  c．转入转化液   d．转入结晶Ⅱ操作

（4）若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2：

1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为 ______________吨（假定Na2CO3恰好完全反应）。

17．碘在工农业生产和日常生活中有重要用途。

（1）上图为海带制碘的流程图。

步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是_____________（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写）。

A.烧杯  B.坩埚  C.表面皿  D.泥三角  E.酒精灯  F.冷凝管

步骤④发生反应的离子方程式为____________________________________。

（2）若步骤⑤采用裂化汽油提取碘，后果是__________________________。

（3）溴化碘（IBr）的化学性质类似于卤素单质，如能与大多数金属反应生成金属卤化物，跟水反应的方程式为：

IBr+H2O==HBr+HIO等，下列有关IBr的叙述中错误的是（____）。

A.固体溴化碘熔沸点较高   

B.在许多反应中，溴化碘是强氧化剂

C.跟卤素单质相似，跟水反应时，溴化碘既是氧化剂，又是还原剂

D.溴化碘跟NaOH溶液反应生成NaBr、NaIO和H2O

（4）为实现中国消除碘缺乏病的目标。

卫生部规定食盐必须加碘盐，其中的碘以碘酸钾（KIO3）存在。

可以用硫酸酸化的碘化钾淀粉溶液检验加碘盐，下列说法正确的是（____）。

A.碘易溶于有机溶剂，可用酒精萃取碘水中的I2

B.检验加碘盐原理：

IO3—+5I—+3H2O===3I2+6OH—

C.在KIO3溶液中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色

D.向某无色溶液中加入氯水和四氯化碳，振荡，静置，下层呈紫色，说明原溶液中有I—

18．（题文）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下

（1）粗盐中含CaCl2、MgCl2等杂质，写出精制过程中发生反应的离子方程式是________，________．

（2）如果粗盐中SO42﹣含量较高，必须添加钡式剂除去SO42﹣，该钡试剂可以是____

A. Ba（OH）2    B. Ba（NO3）2     C. BaCl2

（3）电解过程中所发生反应的化学方程式为________，与电源正极相连的电极附近产生的气体是________，检验该气体可使用的试纸及现象是．

（4）氯碱工厂生产的氯气和氢气可以进一步用于生产盐酸，主要过程如下：

其中关键的一步为氯气和氢气在燃烧管口燃烧生成HCl，氯气有毒，应采取的措施是________．合成盐酸厂要求合成气中的HCl的含量要大于97%，试用最简便的方法进行分析是否含量大于97%________．

（5）氯碱工厂生产的氯气和氢氧化钠溶液可以用于制取“84消毒液”，反应的化学方程式为________．

（6）某同学欲证明盐酸与氯化氢气体性质不同，他分别向A、B、C三支洁净试管中各放入一片干燥的蓝色石蕊试纸，然后往A试管内加入盐酸，试纸显________色，往B试管中通入干燥的氯化氢气体，试纸显________色．最后向C试管中加入物质________（填化学式），他之所以加入这种物质的理由是________．

19．工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同的地方，又有区别。

下图路线中的①-③、Ⅰ-Ⅲ分别是工业生产硝酸和雷电高能固氮过程中硝酸的生成途径。

回答下列问题：

（1）雷电高能固氮生产硝酸的三个反应中，是否均为氧化还原反应？

_______。

（2）图中途径I、①和②对应的三个反应中，常温下就能进行的是途