专题09 高考化工流程强化演练五解析版.docx

专题09 高考化工流程强化演练五解析版.docx

《专题09 高考化工流程强化演练五解析版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题09 高考化工流程强化演练五解析版.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

专题09高考化工流程强化演练五解析版

09．高考化工流程强化演练（五）

一、选择题（本题包括6小题，每小题仅有一个选项符合题意，共24分）

1．（2019年浙江省稽阳高三联考）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

下列说法不正确的是（）

4

A．“酸浸”后，若钛主要以TiOCl2-形式存在，则相应反应的离子方程式可表示为：

FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O

B．若Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，则其中过氧键的数目为3个

C．“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式可表示为：

高温

_

2FePO4+Li2CO3+H2C2O4_2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑

温度/℃

30

35

40

45

50

TiO2·xH2O转化率/%

92

95

97

93

88

可知，40oC前，未达到平衡状态，随着温度升高，转化率变大；40oC后，H2O2分解加剧，转化率降

低

【答案】B

【解析】A项，“酸浸”后，若钛主要以TiOCl42-形式存在，根据反应物和生成物及电荷守恒进行配平得

2．工业上用铝土矿（主要成分Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质）冶炼铝的主要流程如下：

（注：

SiO2碱溶时转变为铝硅酸钠沉淀）下列叙述错误的是（）

A．操作I增大NaOH溶液用量可提高Al2O3的浸取率

B．操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅳ为灼烧

23

C．通入过量CO2的离子方程式为2AlO-+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO2-

D．加入的冰晶石目的是降低Al2O3的熔融温度

【答案】C

3

【解析】A项，操作I增大NaOH溶液用量可以使铝土矿中的氧化铝充分溶解，从而提高Al2O3的浸取率，A正确；B项，操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，分别过滤出铝硅酸钠和氢氧化铝，操作Ⅳ为灼烧，目的是使氢氧化铝分解为氧化铝，B正确；C项，向偏铝酸钠溶液中通入过量CO2后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO-，C不正确；D项，加入的冰晶石目的是降低Al2O3的熔融温度，D正确。

故选C。

3．（2019年北京海淀区质检）以氯酸钠（NaClO3）等为原料制备亚氯酸钠（NaClO2）的工艺流程如下。

下列说法不正确的是（）

A．反应1中，每生成1molClO2有0.5molSO2被氧化B．从母液中可以提取Na2SO4C．反应2中，H2O2作氧化剂D．采用减压蒸发可能是为了防止NaClO2受热分解

4．NiSO4是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。

用含镍废料（主要成分为NiO，含有少量CuO、FeO

和SiO2）制备NiSO4并回收金属资源的流程如图：

下列说法错误的是（）

A．“酸溶”时应选用硫酸

B．滤渣2的成分为CuS和FeS

C．“操作1”为蒸发结晶D．合理处理废弃物有利于保护环境和资源再利用

【答案】B

FeS可转化为溶解度更小的CuS，由于亚铁离子易被氧化，则滤液中可含有Fe3+，Fe3+氧化S2-生成S单质，则滤渣2的成分为CuS、FeS和S，B错误；C项，由溶液得到晶体，可用蒸发结晶的方法，C正确；D项，合理处理废弃物，可减少污染，有利于保护环境和资源再利用，D正确；故选B。

5．（2019年安徽省江淮十校高三第三次联考理科综合能力测试）冰晶石（Na3AlF6）微溶于水，工业上用萤石（CaF2含量为96%）、二氧化硅为原料，采用氟硅酸钠法制备冰晶石，其工艺流程如下：

据此分析，下列观点不正确的是（）

A．滤渣A的主要成分是CaSO4B．上述流程中，所涉反应没有复分解反应

C．“操作i”不可用硅酸盐质设备进行分离D．流程中可循环使用的物质除H2SO4、SiO2外，滤液B经浓缩后也能循环使用

【答案】B

【解析】A项，根据图示，反应①的反应物是CaF2、SiO2、H2SO4，，生成物为H2SiF6和滤渣A，，故滤渣A的主要成分是硫酸钙，故A正确；B项，H2SiF6与Na2SO4的反应属于复分解反应，故B错误；C项，操作i所得滤液中F-水解生成的HF腐蚀硅酸盐质设备，所以“操作i"不能用硅酸盐质设备进行分离，故C正确；D项，根据题意，反应③的离子方程式为3Na++4NH++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3∙H2O，滤液B的上要成分是氨水，经浓缩后可以循环使用；故D正确；故选B。

6．由菱镁矿（主要成分为MgCO3、CaCO3、FeCO3、SiO2）制备高纯Mg（OH）2的一种工艺如下：

下列说法不正确的是（）

A．“煅烧”时FeCO3发生反应为

2Fe2O3+4CO2

B．“浸取”产生的气体X为NH3

C．“滤渣1”“滤渣2”分别为SiO2、CaSO4D．“沉镁”所得的固体是否洗涤干净可用BaCl2溶液检验

【答案】C

【解析】菱镁矿通入空气中煅烧，得到MgO、CaO、Fe2O3，SiO2不反应，加入水和氯化铵，得到氨气、氯化镁、氯化钙，过滤，除去不溶解的SiO2、Fe2O3，所以“滤渣1”主要成分为SiO2、Fe2O3，向滤液中加入硫酸镁，氯化钙与硫酸镁反应生成硫酸钙的沉淀和氯化镁溶液，“滤渣2”为CaSO4，然后向滤液中加入氨气，得到氢氧化镁沉淀。

过滤，得到高纯度的氢氧化镁。

A项，煅烧碳酸亚铁，得到二氧化碳气体和氧化铁固体，反应方程式为：

4FeCO3+O2

2Fe2O3+4CO2，A正确；B项，MgCO3经过煅烧得到MgO，加入水和氯化铵浸取，得到氯化镁、氨气和水，故“浸取”产生的气体X为NH3，B正确；C项，由分析可知，“滤渣1”为SiO2和Fe2O3、“滤渣2”为CaSO4，C错误；D项，“沉镁”步骤所得的固体进行洗涤，如果没有洗净，固体表面有残留的SO42-，加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，就证明未洗涤干净，否则洗涤干净，D正确；故选C。

二、非选择题（本题包括7小题，共76分）

7．（11分）（2020届福建省泉州市普通高中毕业班单科质量检查）碲是当代高科技材料不可缺少的重要组成元素。

以铋碲矿（主要含Te、Bi、Si、S等元素）为原料生产精碲的工艺流程如下：

已知：

TeO2是两性氧化物，微溶于水．回答下列问题：

（1）浸出液中碲以TeO2+存在，步骤①加入Na2SO3进行还原，反应的离子方程式为。

Na2SO3的实际用量比理论用量偏多，其主要原因是。

（2）王水是由约3体积浓盐酸和约1体积浓硝酸配制而成。

在实验室中配制王水所用的玻璃仪器除玻璃棒外还有。

王水溶解粗碲时，加入的碲粉与生成的NO的物质的量之比为。

（3）粗碲中仍含有硅元素，净化时加入CaCl2溶液可以除去硅元素，硅元素将以（填化学式）形式被除去。

（4）步骤③，将Na2TeO3转化为TeO2，反应的离子方程式是。

（5）电解时，精碲在极析出，电解产物中可循环使用的是。

4

【答案】

（1）TeO2+＋2SO32-＋H2O＝Te↓＋2SO2-＋2H+（2分）

Na2SO3与盐酸反应产生SO2（或与浸出液中其他氧化性物质反应）（1分）

（2）量筒和烧杯（1分）3：

4（2分）

3

（3）CaSiO3（1分）（4）TeO2-＋2H+＝TeO2↓＋H2O（2分）

（5）阴（1分）NaOH（1分）

3243

322

3

3

【解析】

（1）碲以TeO2+存在，步骤①加入Na2SO3进行还原，发生氧化还原反应生成粗碲、硫酸根离子，并用电荷守恒配平，离子方程式为TeO2+＋2SO2-＋HO＝Te↓＋2SO2-＋2H+；浸泡时，用HCl、NaClO过量，加入亚硫酸钠时会发生化学反应，导致Na2SO3的实际用量比理论用量偏多；

（2）实验室配制王水时，量取盐酸、硝酸的体积用量筒，配制时在烧杯中，搅拌使用玻璃棒；王水溶解粗碲时，反应的离子方程式为3Te+4H++4NO-=3TeO+4NO↑+2HO，碲粉与生成的NO的物质的量之比为3：

4；（3）粗碲中仍含有硅元素，且以硅酸根离子的形式存在，加入CaCl2溶液时可生成硅酸钙沉淀；（4）步骤③，通过调节pH，将Na2TeO3转化为TeO2，反应的离子方程式为TeO2-＋2H+＝TeO2↓＋H2O；（5）TeO2是两性氧化物，加入NaOH时，以TeO2-形式存在，电解时，Te的化合价降低，得电子，则在阴极产生；同时生成氢氧根离子，则可循环使用物质为NaOH。

8．（9分）（2020届江苏省常州市高三上学期期末考试）实验室用软锰矿（主要成分为MnO2）和黄铁矿（主要成分为FeS2）为原料制取Mn2O3和单质硫，其实验流程如下：

已知：

①在碱性条件下，二价锰以Mn（OH）2形式稳定存在，三价锰以MnOOH形式稳定存在。

Mn（OH）2和MnOOH均难溶于水和碱性溶液。

②无水MnSO4晶体熔点700℃，在不同温度下它和MnOOH固体受热发生分解：

4MnSO4

2Mn2O3＋4SO2↑＋O2↑；2MnOOH

Mn2O3＋H2O↑。

（1）溶浸过程中生成MnSO4、Fe2（SO4）3及单质S，该反应的化学方程式为。

Ksp[Fe（OH）2]＝1.0×10－16、Ksp[Fe（OH）3]＝1.0×10－39，pH＝7.1时Mn（OH）2开始沉淀）

（3）为提高Mn2O3的产率，流程中两次过滤操作后均需对滤渣进行洗涤，并。

（4）（NH4）2S溶液浸取过滤Ⅰ得到的滤渣时发生反应：

（NH4）2S＋xS

（NH4）2Sx＋1，单质硫转化为多硫化铵[（NH4）2Sx＋1]转移到液相中。

实验时采用过量的饱和（NH4）2S溶液浸取的目的是。

将多硫化铵溶液置于如图所示的装置中，控制在90℃条件下分解，单质硫的提取率可达98%。

实验中适宜的加热方式为。

【答案】

（1）3MnO2＋2FeS2＋6H2SO4=3MnSO4＋Fe2（SO4）3＋4S＋6H2O（2分）

（2）3.0

（4）增大单质硫的浸取率（1分）水浴加热（1分）

（3分）

【解析】

（1）溶浸过程中加入的有MnO2和FeS2，生成MnSO4、Fe2（SO4）3及单质S，依据电子守恒进行配平，反应的化学方程式是3MnO2＋2FeS2＋6H2SO4=3MnSO4＋Fe2（SO4）3＋4S＋6H2O；

Ksp⎡Fe（OH）⎤

-39

K-14

（2）c3（OH-）=⎣3⎦=1.0⨯10

=10-33，c（OH-）=10-11，c（H+）=W=10

=10-3，pH=3.0，锰离

c（Fe3+）

10-6

c（OH-）

10-11

子沉淀时pH值是7.1，所以除去杂质铁离子调节pH值的范围是3.0-7.1；（3）为提高Mn2O3的产率，对滤渣

进行洗涤，并将洗涤后的滤液合并入过滤后的滤液中；（4）实验时采用过量的饱和（NH4）2S溶液浸取过滤Ⅰ得到的滤渣S，因为（NH4）2S＋xS（NH4）2Sx＋1，单质硫转化为多硫化铵[（NH4）2Sx＋1]转移到液相中，目的是增大单质硫的浸取率，因为控制温度在90℃，可以用水浴加热；（5）无水MnSO4加热分解虽然也能得到

Mn2O3，但加热温度较高，而且会产生有毒气体SO2，所以采取把MnSO4转化为MnOOH，然后在250℃下加热分解制得。

把MnSO4转化为MnOOH，锰元素的化合价升高，需要加入氧化剂过氧化氢，加入氨水，生成MnOOH，控制温度250℃，使其分解得到Mn2O3。

9．（11分）（2019年湖南省长沙市雅礼中学高三下学期二模理综）锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。

以锡锑渣（主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物）为原料，制备锡酸钠的工艺流程图如下图所示：

请回答下列问題：

（1）Sn（IVA）、As（VA）、Sb（VA）三种元素中，Sn的原子序数为50，其原子结构示意图为，碱浸”时SnO2发生反应的化学方程式为。

（2）“碱浸”时，若Sn元素氧化物中SnO含量较高，工业上则加入NaNO3，其作用是。

（3）从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是、趁热过滤、洗涤、干燥。

下图是“碱浸”实验的参数，请选择“碱浸”的合适条件。

（4）“脱铅”是从含Na2PbO2的溶液中形成硫化铅渣，其离子方程式为。

（5）“脱锑”时Na3SbO4发生的化学方程式为。

【答案】

（1）（1分）SnO2+2NaOH=Na2SnO3+H2O（2分）

（2）把SnO氧化为SnO32—（1分）

（5）5Sn+4Na3SbO4+H2O═4Sb+5Na2SnO3+2NaOH（2分）

【解析】

（1）Sn与碳同主族，Sn的原子序数为50，最外层电子数为4，原子结构示意图为；

（2）NaNO3具有氧化性，能将SnO氧化，“碱浸”时，若SnO含量较高，工业上则加入NaNO3，其作用是把

2

Na2PbO2溶液与硫化钠溶液发生氧化还原反应生成硫化铅沉淀和氢氧化钠，反应的离子方程式为PbO2-+S2-

+2H2O═PbS↓+4OH-；（5）由流程图可知，“脱锑”时加入锡，锡与Na3SbO4溶液发生氧化还原反应生成Sb、

Na2SnO3和NaOH，反应的化学方程式为5Sn+4Na3SbO4+H2O═4Sb+5Na2SnO3+2NaOH。

10．（10分）（2020届广东省梅州市五华县高三上学期期末质检）今年为门捷列夫发现元素周期律150周年。

门捷列夫预言了很多未知元素，锗是其中一种，工业上用精硫锗矿（主要成分为GeS2）制取高纯度锗，其工艺流程如图所示：

（1）开始将精硫锗矿粉碎的目的是。

工艺流程中COCl2分子中各原子均达到8电子稳定结构，其结构式为。

（2）酸浸时温度不能过高的原因是（用化学方程式表示）。

（3）

A．冰水溶B．冰盐水浴C．49℃水浴

（4）

a1a2

“＞”＝”或“＜”）7，理由是。

（已知25℃时，H2GeO2的K=1.7⨯10-9,K=1.9⨯10-13）

【答案】

（1）增大固体表面积，加快GeS2的升华速率（1分）

（1分）

（4）＞（1分）NaHGeO3水解平衡常数Kh

=Kw

Ka1

10-14-6

1.7⨯10-95.910

，大于Ka2=1.9×10－13，即

NaHGeO3溶液中水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故pH＞7（3分）

【解析】

（1）将精硫锗矿粉碎可以增大固体物质的表面积，有利于后续升华的速率；COCl2中各物质的均达到了8电子稳定结构，C达到8电子稳定结构需要形成4个共价键，O需要2个，Cl需要1个，可知C

在中间，C和O之间形成双键，C和Cl之间形成单键，则结构简式

；

（2）用浓硝酸酸浸，浓硝

酸不稳定，受热分解生成NO2和O2，化学方程式为4HNO3（浓）

4NO2↑+O2↑+2H2O；（3）GeCl4易水解生成

K=Kw

Ka1

10-14-6

1.7⨯10-95.910

，大于Ka2=1.9×10－13，即NaHGeO3溶液中水解程度大于电离程度，溶液

显碱性，故pH＞7。

11．（10分）（2019年江苏省扬州市高三期末考试）以高钛渣（主要成分为Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3）

为原料制备白色颜料TiO2的一种工艺流程如下：

已知：

Na2TiO3难溶于碱性溶液；H2TiO3中的杂质Fe2＋比Fe3＋更易水洗除去。

（1）熔盐：

①为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可采取的措施是。

②NaOH固体与Ti3O5在空气中加热至500～550℃时生成Na2TiO3，该反应的化学方程式为。

（2）过滤：

①“滤液”中主要溶质为NaOH，还含有少量（填化学式）。

②除杂后的滤液中获得的NaOH可循环利用，则“水浸”时，用水量不宜过大的主要原因是。

（3）水解：

“酸溶”后获得的TiOSO4经加热煮沸，生成难溶于水的H2TiO3，该反应的化学方程式为。

（4）脱色：

H2TiO3中因存在少量Fe（OH）3而影响TiO2产品的颜色，“脱色”步骤中Ti2（SO4）3的作用是

。

【答案】

（1）①搅拌（1分）

6Na2TiO3＋6H2O（2分）

（2）①Na2SiO3（1分）②用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加（或蒸发浓缩时间过长）

（2分）

（3）TiOSO4＋2H2O

H2TiO3↓＋H2SO4（2分）

（4）将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，以便除去杂质铁，提高H2TiO3的纯度（2分）

【解析】

（1）①为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可适当搅拌，因为搅拌可使反应物混合均匀，增加反应物的接触机会，从而达到加快反应速率的目的；②NaOH固体与Ti3O5在空气中加热至500～550℃时生成Na2TiO3，发生氧化还原反应，其化学方程式为：

12NaOH＋2Ti3O5＋

O2

6Na2TiO3＋6H2O；

（2）①熔盐时加入的氢氧化钠会与少量杂质SiO2反应，其化学方程式为：

2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O，生成的硅酸钠易溶于水，则“滤液”中含有少量Na2SiO3；②“水浸”时，用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加（或蒸发浓缩时间过长）；（3）“酸溶”后获得的TiOSO4会发生水解，经加热煮沸生成难溶于水的H2TiO3，其化学方程式为

H2TiO3↓＋H2SO4；（4）根据给定信息易知，“脱色”步骤中加入还原性的Ti2（SO4）3，是为了将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，以便除去杂质铁，提高H2TiO3的纯度，且不引入新的杂质。

12．（12分）（2020届宁夏银川一中高三第五次月考理综）铜在自然界中常以多种形态存在，现以孔雀石矿石[成分为Cu2（OH）2CO3、CuFeS2、SiO2、Fe2O3等]为原料生产主产品胆矾和副产品铁红的工艺流程如图：

（1）气体1的成分除H2O（g）外，还有CO2、SO2，写出步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为

，若反应生成1molSO2，则反应中转移的电子数为mol。

滤液1的主要成分为

（写化学式）

（2）目前工业生产中步骤③酸浸的百分率为70%，为进一步提高酸浸的百分率可采取的措施有

（答出两点）。

（3）步骤④调pH所用试剂为（写化学式）（4）常温下滤液3的pH=4，Ksp[Fe（OH）3]=4×10-38，则滤液3中c（Fe3+）=。

（5）步骤⑤操作为.。

（6）假设使用孔雀石矿石质量为mkg，步骤③酸浸的百分率为70%，经滤渣2所得铁红的质量为nkg，

则：

①铁红的用途之一为，

②孔雀石矿石中铁元素的含量为。

【答案】

（1）4CuFeS2+13O2高温4CuO+2Fe2O3+8SO2（2分）

6.5mol（1分）Na2SiO3（多写Na2CO3也可）（1分）

（2）升高温度、增大酸的浓度（1分）

（3）CuO[或CuCO3、Cu（OH）2等]（1分）（4）4×10-8mol/L（2分）

（5）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥（或烘干）（2分）

（6）作红色油漆和涂料（1分）

n

×100%（2分）

m

【解析】

（1）气体1的成分除H2O（g）外，还有CO2、SO2，步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为CuFeS2+13O2高温4CuO+2Fe2O3+8SO2，该反应中氧气做氧化剂，由0价降低为-2价，每个氧原子得到2个电子，根据方程式可知生成8molSO2，氧气得到52mol电子，即转移52mol电子，所以生成1molSO2反应

中转移的电子数为6.5mol；根据分析可知滤液1的主要成分为Na2SiO3；

（2）目前工业生产中步骤③酸浸的百分率为70%，为进一步提高酸浸的百分率可采取的措施有升高温度、增大酸的浓度；（3）步骤④调pH所用试剂为CuO[或CuCO3、Cu（OH）2等]，可促进铁离子水解转化为沉淀，且不引入新杂质；（4）室温下滤液3

4⨯10-38

的pH=4，Ksp[Fe（OH）3]=4×10-38，则滤液3中c（Fe3+）=

（10-10）3

mol/L=4×10-8mol/L；（5）步骤⑤操作为蒸发浓

缩、冷却结晶、过滤、洗涤；（6）①铁红的用途之一为作红色油漆和涂料；②假设使用孔雀石质量为mkg，步骤③酸浸的百分率为70%，经滤渣2所得铁红的质量为nkg，由铁元素守恒可知，孔雀石矿石中铁元素

n⨯112÷70%n

的含量为160×100%=m×100%。

m

13．（13分）（2020届江西省宜春市丰城九中2020届高三12月月考）磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。

碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上用氯化铵焙烧菱锰矿粉制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：

①菱锰矿粉的主要成分是MnCO3，还含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。

金属离子

Fe3+

Al3+

Fe2+

Mg2+

Ca2+

Mn2+

开始沉淀的pH

1.5

3.8

6.3

9.6

10.6

8.8

沉淀完全的pH

2.8

5.2

8.3

11.6

12.6

10.8

回答下列问题：

（1）“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为。

（2）浸出液“净化除杂”过程如下：

①加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；②调节溶液pH，