化学工艺与图像结合专题突破参考用题附答案.docx
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化学工艺与图像结合专题突破参考用题附答案
化学工艺与图像结合专题突破参考用题（附答案）
1．减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。
我国研究人员研制的利用低品位
软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收废渣高温焙烧产生的SO2，制备硫酸锰的生产流程如下：
浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn2＋，还含有少量的Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Pb2＋等其他金属离子。
有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。
离子
离子半径（pm）
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2＋
74
7.6
9.7
Fe3＋
64
2.7
3.7
Al3＋
50
3.8
4.7
Mn2＋
80
8.3
9.8
Pb2＋
121
8.0
8.8
Ca2＋
99
－
－
已知PbO2的氧化性大于MnO2。
请回答下列问题：
⑴写出浸出过程中主要反应的化学方程式▲，氧化过程中主要反应的离子方程式▲。
⑵在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至▲。
⑶阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。
决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是▲（填写序号）。
a．溶液的pHb．金属离子的电荷c．金属离子的半径d．吸附时间
⑷操作a包括▲等过程。
2．广东沿海地区有着丰富的海水资源，海水中主要含有Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO42－、Br－、CO32－、HCO3－等离子。
合理利用资源和保护环境是我省可持续发展的重要保证。
⑴海水经过处理后可以得到无水氯化镁，无水氯化镁是工业制取镁的原料。
试写出电解熔融氯化镁制取金属镁的化学反应方程式。
⑵某化工厂生产过程中会产生含有Cu2＋和Pb2＋的污水。
排放前拟用沉淀法除去这两种离子，根据下列数据，你认为投入（选填“Na2S”或“NaOH”）效果更好。
难溶电解质
Cu（OH）2
CuS
Pb（OH）2
PbS
Ksp
4.8×10－20
6.3×10－36
1.2×10－15
1.0×10－28
⑶火力发电在我国的能源利用中占较大比重，但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题。
利用海水
脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：
①天然海水的pH≈8，试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因
（任写一个）。
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如右图所示。
请你根据图示实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，提出一条合理化建议：
。
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3－等分子或离子，使用氧气将其氧化的化学原理是（任写一个化学方程式或离子方程式）。
氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是。
3．氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂,还可用于颜料,防腐等工业。
该物质露置于空气中易被氧化为绿色的高价铜盐，在热水中易水解生成氧化铜水合物而呈红色。
已知pH为5时，＋2价铜已开始以碱式盐的形式沉淀。
某兴趣小组去一家回收含铜电缆废料的工厂做社会调查，技术人员向他们展示了处理废料的综合利用方案：
试填空：
⑴加入的A是，通入的B是。
⑵反应②的离子方程式是。
为提高Cu2Cl2的产率，常在反应②的溶液中加入适量稀碱溶液，控制pH为3.5。
这样做的目的是。
⑶保持各反应物的最佳配比，改变温度，测得Cu2Cl2产率的变化如下图所示。
则溶液温度控制在时，Cu2Cl2的产率已达到94%，当温度高于65℃时，Cu2Cl2产率会下降，其原因可能是。
（4）最后得到的氯化亚铜需要保存。
4．下表是铬酸（H2CrO4）溶液中离子的组成与pH值的关系，请回答后面的问题：
pH
C（CrO42－）
C（HCrO4－）
C（Cr2O72－）
C（H2CrO4）
4
0.0003
0.104
0.448
0
5
0.0033
0.103
0.447
0
6
0.0319
0.0999
0.437
0
7
0.2745
0.086
0.3195
0
8
0.902
0.0282
0.0347
0
9
0.996
0.0031
0.0004
0
（1）写出铬酸电离反应方程式
（2）若要得到CrO42－应控制的条件是（2分）（3）电离出CrO42－电离平衡常数为K2，电离出Cr2O72－电离平衡常数为K3，则K2K3（填>、＝、<）（2分）
（4）铬酸的物质的量浓度为（2分）
5．污水分析时，常用双硫腙（H2DZ，二元弱酸）把金属离子络合成电中性物质，再利用CCl4萃取络合物，从而把金属离子从水溶液中完全分离出来。
如用双硫腙（H2DZ）～CCl4分离污水中的Cu2+时，先发生络合反应：
Cu2++2H2DZ
Cu（HDZ）2+2H+，再加入CCl4，Cu（HDZ）2就很容易被萃取到CCl4中。
（1）写出双硫腙和Fe3+络合的离子方程式：
_______________________。
萃取过程中要控制适宜的酸度。
如果溶液的pH过大，其后果是______________________。
下图是双硫腙（H2DZ）～CCl4络合萃取某些金属离子的酸度曲线。
它反映了萃取某些金属离子时适宜pH范围。
E%表示某种金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率。
某工业废水中含有Hg2+、Bi3+、Zn2+，用双硫腙（H2DZ）～CCl4络合萃取法处理废水。
请根据上图回答问题：
（2）欲完全将废水中的Hg2+分离出来，须控制溶液pH=_______。
（3）当调节pH=2时，铋（Bi）的存在形式有：
___________，其物质的量之比为__________。
（4）萃取到CCl4中的Zn（HDZ）2分液后，加入足量的NaOH溶液，充分振荡后，锌又转到水溶液中。
写出反应的离子方程式____________________________________。
6．水体中二价汞离子可以与多种阴离子结合成不同的存在形态。
水溶液中二价汞主要存在形态与Cl－、OH－的浓度关系如图所示
（注：
粒子浓度很小时常用负对数表示，如pH＝－lgc（OH－），pCl＝－lgc（Cl－））：
⑴正常海水（Cl－的浓度大于0.1mol/L）中汞元素的主要存在形态是。
少量Hg（NO3）2溶于0.001mol/L的盐酸后得到无色透明溶液，其中汞元素的主要存在形态是。
⑵Hg（NO3）2固体易溶于水，但溶于水时常常会出现浑浊，其原因是（用离子方程式表示），为了防止出现浑浊，可采取的措施是。
⑶处理含汞废水的方法很多。
下面是常用的两咱方法，汞的回收率很高。
①置换法：
用废铜屑处理含Hg2＋的废水。
反应的离子方程式为 。
②化学沉淀法：
用硫化钠处理含HgCl2的废水，生成HgS沉淀。
反应的离子方程式为 。
⑷汞虽然有毒，但用途广泛。
用汞和溴化钙作催化剂，可以在较低温度下经过下列反应使水分解制氢气和氧气：
①CaBr2＋2H2O＝Ca（OH）2＋2HBr↑
②……
③HgBr2＋Ca（OH）2＝CaBr2＋HgO＋H2O
④2HgO＝2Hg＋O2↑
反应②的化学方程式为。
7．如图：
横坐标为溶液的pH值，纵坐标为Zn2+离子或Zn（OH）42-离子物质的量浓度的对数，回答下列问题。
（1）往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为：
__________________。
（2）从图中数据计算可得Zn（OH）2的溶度积（Ksp）==____。
（3）某废液中含Zn2+离子，为提取Zn2+离子可以控制溶液中pH值的范围是___。
（4）往1.00L1.00mol·L—1ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6，需NaOH____mol
（5）已知：
往ZnCl2溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl2白色晶体；25℃时，PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下：
C（HCl）/（mol·L-1）
0.50
1.00
2.04
2.90
4.02
5.16
5.78
C（PbCl2）/（mol·L-1）×10-3
5.10
4.91
5.21
5.90
7.48
10.81
14.01
根据上表数据判断下列说法正确的是（填字母序号）
A．随着盐酸浓度的增大，PbCl2固体的溶解度先变小后又变大
B．PbCl2固体在0.50mol·L—1盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度
C．PbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子（如配合离子）
D．PbCl2固体可溶于饱和食盐水
8．金属腐蚀造成很大的经济损失，甚至超过自然灾害，其中钢铁锈蚀最为严重，寻求防止钢铁腐蚀的方法意义重大。
（1）钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。
下列反应是主要反应之一。
请配平方程式：
口Na2FeO2+口NaNO2+口=口NaFeO2+口NH3↑+口NaOH
（2）钢铁的“钝化”处理也能达到防腐目的，经冷、浓HNO3处理后，其表面有一层致密氧化物保护膜，但是加热或在稀HNO3中就不能“钝化”。
不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂，其分布曲线如图。
①图示可知，密度为1.05g·mL－1的硝酸与铁反应时，其最多的还原产物是；密度大于1.35g·mL－1的硝酸与铁反应时，其还原产物主要是NO2；分析HNO3与铁反应的规律是：
。
②mg铁与含ngHNO3的硝酸溶液恰好完全反应，若硝酸的还原产物只有NO,则m的取值可能是（填字母编号）
A．
B．
C．
D．
E．
③工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理，其可能的原因是：
。
（3）金属（M）的腐蚀是因为发生反应：
M－ne－→Mn+，除了上述表面处理的方法外，下列方法也能起到防腐作用的是（填字母编号）
A．在铁中掺入铭、镇等金属，改变其内部结构，制成不锈钢
B．在铁制品表面镀辞
C．提高铁中含碳量，制成生铁
D．将水库铁闸门与直流电源的负极相连
参考答案：
1．⑴SO2＋MnO2＝MnSO42Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O
⑵4.7～8.3
⑶cd
⑷蒸发浓缩结晶
2．⑴MgCl2（熔融）
Mg＋Cl2↑⑵Na2S
⑶①CO32－＋H2OHCO3－＋OH－（或2H2SO4）或HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－
②降低含硫烟气的温度（或减小含硫烟气的流速）
③2H2SO3＋O2＝4H＋＋2SO42－或2HSO3－＋O2＝2H＋＋2SO42－
中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸（H+），减少污染。
（每空2分）
4．
（1）H2CrO4＝H＋＋HCrO4－HCrO4－
H＋＋CrO42－2HCrO4－
H2O＋Cr2O72－
（2）pH>9（3）<（4）1mol/L
5．
（1）Fe3+＋3H2Dz
Fe（HDz）3＋3H+（2分）。
Fe3+ 会形成Fe（OH）3沉淀（2分）
（2）1（1分）
（3）Bi3+ Bi（HDz）3（2分）；3:
2（1分）
（4）Zn（HDz）2+6OH—=Zn（OH）4—+2Dz2—+2H2O（2分）
6．
（1）HgCl42－（2分）HgCl2（2分）（多写了其他形态则得0分）
（2）Hg2++2H2OHg（OH）2↓+2H+（2分）
（未写“”得0分，不配平得0分。
漏写“↓”不扣分）
在硝酸中配制（1分）（只要答出添加硝酸即可得分，不再分配制前还是配制后。
）
（3）①Cu+Hg2+＝Cu2++Hg（2分）
②HgCl2+S2－=HgS↓+2Cl－（2分）（不配平不得分。
漏写“↓”扣1分）
（4）Hg+2HBr＝HgBr2+H2（2分）（不配平不得分。
H2多写“↑”不扣分）
7．
（1）Zn2++4OH—==[Zn（OH）4]2－（2分）；
（2）10—17（2分）；（3）（8.0，12.0）（2分）；（4）1.80（３分，写1.8得2分）；
（5）ABCD（３分，写对１个得０分，写对２个得１分，写对３个得２分，漏1个扣1分，扣完为止）。
8．
（1）
（2分）
（2）①NH3或NH4+（1分）；其规律是：
硝酸的浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高。
（2分）
（其它合理答案均给分。
如硝酸的浓度越大，气体生成物中二氧化氮的含量越高；或者，只在硝酸浓度较低时，产物中才会出现氮气。
等等）
②B、C、D（对一个或两个给一分，全对2分，但只要出现A、E便不给分）（2分）
③硝酸易挥发，且不稳定，见光易分解，故不易操作；生成物对环境污染严重（2分）
（3）A．B．D．（2分）（对一个或两个给一分，全对2分，但只要出现C便不给分）
一、化工生产流程题的特征
高考化学中“化工生产流程题”始于“无机框图题”的变革与创新，是“化学是真实的”充分体现。
主要特征如下：
1、以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程。
2、受中学化学知识的限制，有的内容以信息给出。
3、题材多样，提问灵活，几乎遍及整个中学化学知识，无法猜题，难以用题海战术应对。
4、主要考查学生对已学知识的掌握、理解、迁移、转换、重组和解决实际问题的能力。
5、框图比较粗放，有的甚至难以读懂，但在设问中有所暗示。
二、应对策略
1、认真读题首先将题目从头到尾粗读一遍，初步了解大意。
2、仔细分析理清下列关系：
①原料与产品：
从某种原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？
有时需要逆推。
②步骤与目的：
加入某种试剂，采取这样的方法，其目的是什么？
一般只考虑后面提问有关的步骤，其他不必清楚。
③感觉与结果：
有的步骤不能读懂，这时主要看这一步的结果，“跟着感觉走”、“顺藤摸瓜”，用已学过的知识来“圆”这个结果，“难得糊涂”。
④信息与迁移：
所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。
3、大胆回答大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成本等等。
4、细心检查
友情提醒：
解答此类习题的根基是：
熟练掌握元素及其化合物的有关知识，善于归纳小结，熟悉某些原理和规律。
如：
①在水溶液中，弱酸的酸式根离子（如HCO3—）既有电离的一面，又有水解的一面；②在水溶液中，经常出现Fe2+，要防止其水解，就要加入相应的酸；要防止其氧化，通常加入铁；要除去Fe2+，通常先加入绿色氧化剂H2O2，然后再加入碱。
……
三、典例剖析
【例1】（南通市2010年第一次统测）以钛铁矿（主要成分是FeTiO3，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸反应的化学方程式为：
FeTiO3+2H2SO4==TiOSO4+FeSO4+2H2O
试回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于（选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）。
（2）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化，物质A是；上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是。
（3）反应TiCl4+2Mg==2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是：
。
（4）如果取钛铁矿A吨，生产出钛B吨，（不考虑损耗），计算钛铁矿中钛的含量（用A、B字母表示）。
解析：
A、由框图可知：
原料是钛铁矿，主要产品是钛，副产品为绿矾和硫酸，其中硫酸加工后可循环使用，还有铁可回收利用。
B、由信息可知：
框图的第一步反应为：
FeTiO3+2H2SO4==TiOSO4+FeSO4+2H2O，分析各元素的化合价，该反应为非氧化还原反应。
C、框图的第二步中加入水和物质A，A是什么？
后面第
（2）问已给出暗示：
“加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化”，那么A无疑是Fe。
D、因为Ti比较活泼，在高温下极易被空气中的氧气氧化，所以为了防止钛被氧化，最后一步反应应在Ar气氛中进行。
E、第（4）问非常简单，好多同学不敢相信自己，这就是命题者的高明之处，目的是考查学生的心理素质，就看你能不能大胆回答。
答案：
（1）非氧化还原反应
（2）铁绿矾、硫酸、铁
（3）防止钛被氧化（4）B/A×100%
【例2】（09江苏）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。
其主要流程如下：
（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入_____▲_____（填字母），以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉B.铁屑C.KI溶液D.H2
（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是 ▲ 。
（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 ▲ 。
（4）反应Ⅳ常被用于电解生产（NH4）2S2O8（过二硫酸铵）。
电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为 ▲ 。
解析：
A、为了除去FeSO4溶液中的Fe3+，无疑应加入铁。
B、将FeSO4溶液与NH4HCO3溶液混合，由框图可知：
反应Ⅰ是复杂的，但过滤后得到FeCO3固体，这就不难看出，主要是HCO3—电离出CO32—与Fe2+结合生成FeCO3；（这就是“跟着感觉走”），但是HCO3—和Fe2+都能水解，且温度越高，水解程度越大，这就势必影响FeCO3的生成，故为了防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解），应将温度降低。
C、从反应II可知：
反应后溶液中主要成分是（NH4）2SO4，（NH4）2SO4中加入KCl和一定量的醇类溶剂，本身没有发生化学反应，但却得到K2SO4固体，不难联想到：
醇类溶剂的加入，使整体溶剂极性减弱，必然导致某些离子化合物的溶解度下降，从结果来看，加入醇类溶剂后，能降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出。
（这也是“跟着感觉走”）。
D、反应Ⅳ是用惰性电极电解（NH4）2SO4溶液，按照所学知识，应该是：
阴极H+得到电子生成H2，阳极OH—失去电子生成O2，但框图中却给出了（NH4）2S2O8溶液，这就断定阳极上是SO42—失去电子：
（这同样是“跟着感觉走”）。
答案：
（1）B
（2）防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解）
（3）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出（4）
【针对练习】
1、（镇江市2010年第一次统测）锌钡白是一种白色颜料。
工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成：
BaS+ZnSO4==ZnS↓+BaSO4↓以下是工业生产流程。
请回答有关问题：
I、ZnSO4溶液的制备与提纯
有关资料：
已知Zn（OH）2与Al（OH）3相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2；
菱锌矿的主要成分是ZnCO3，含少量SiO2、FeCO3、Cu2（OH）2CO3等。
（1）②中使用的氧化剂最好是下列的（填序号），理由是。
A、Cl2B、H2O2C、KMnO4D、HNO3
（2）写出反应④的离子方程式：
。
（3）为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程中步骤产生的
可以用于步骤（其中步骤选填①、②、③、④、⑤）。
II、BaS溶液的制备
（4）煅烧还原的化学方程式为：
。
（5）经检验BaS的水溶液呈碱性，原因是（用离子方程式表示）：
。
III、制取锌钡白
（6）I中步骤⑤使用的硫酸的量要适当，如果所得溶液的酸性过强，产生的后果是：
。
答案：
（1）B不引入其它杂质
（2）ZnO22—+2CO2+2H2O==Zn（OH）2↓+2HCO3—（3）①CO2④
（4）BaSO4+4CBaS+4CO↑
（5）S2—+H2OHS—+OH—
（6）产生H2S污染环境，同时影响锌钡白的产量和质量
2、（苏州市2010年第一次统测）高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。
以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程：
（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。
其消毒机理与下列物质相似（填序号）。
A、75%酒精B、双氧水C、苯酚D、84消毒液（NaClO溶液）
（2）写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式：
。
（3）向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4，该反应中的还原剂是。
（4）上述流程中可以循环使用的物质有：
石灰、CO2、和
（写化学式）
（5）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得molKMnO4。
答案：
（1）BD
（2）2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O（3）K2MnO4
（4）MnO2KOH（5）2/3
3.广东省有着丰富的海洋资源。
海水提取食盐和Br2以后的盐卤可以用来制备纯净的MgCl2或MgO。
盐卤中含有Mg2+、Cl-，还含有少量Na+、Fe2+、Fe3+、SO42-和CO（NH2）2等。
制备流程如下图：
（1）滤渣的成分是（写化学式）；滤液Ⅱ中所含主要的杂质离子是（写离子符号）。
（2）用NaClO除去尿素CO（NH2）2时，生成物除盐外，都是能参与大气循环的物质，则该反应的化学方程式为；加入NaClO的另一个作用是。
（3）温度和压强P（HCl）g对MgCl2·6H2O晶体热分解产物的影响如图所示。
请回答下列问题：
①写出P（HCl）g=0.25MPa，温度从300℃升高到550℃时反应的化学方程式；
②实际生产中，将MgCl2·6H2O晶体加热到600℃的过程中几乎得不到无水MgCl2，其原因是；若要得到无水MgCl2须采取的措施是。
（1）Fe（OH）3、CaSO4（2分）；Na+（填有Ca2+，或SO42-扣1分）。
（2分）
（2）3NaClO+CO（NH2）2=3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O或
NaOH+3NaClO+CO（NH2）2=3NaCl+NaHCO3+N2↑+2H2O（3分）
△
将Fe2+氧化为Fe3+，并形成Fe（OH）3被除去。
（2分）
（3）①Mg（OH）Cl=MgO+HCl↑（3分）
②P（HCl）小，加热时Mg2+会发生水解（2分）；
通入HCl，增大P（HCl），抑制Mg2+水解。
（2分）
生于忧患，死于安乐 《孟子•告子》
舜发于畎亩之中，傅说举于版筑之间，胶鬲举于鱼盐之中，管夷吾举于士，孙叔敖举于海，百里奚举于市。
故天将降大任于是人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，曾益其所不能。
人恒过，然后能改；困于心，衡于虑，而后作；征于色，发于声，而后喻。
入则无法家拂士，出则无敌国
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