高考广东各市模拟无机化工生产工艺流程题汇编Word格式.docx
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H2O,“煅烧”在450~500℃下进行,“煅烧”反应的化学方程式为_____________________________________。
32.(16分)
(1)增大固液接触面积,加快溶解时的反应速率(4分)
(2)Na2CO3(2分)0.003(3分)
(3)锌粉(3分)
(4)(4分)
(佛山一模)32.(16分)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。
研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成份为BaCO3,且含有铁、镁等离子)制备BaCl2·
2H2O,工艺流程如下。
已知:
①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:
3.4、12.4。
②M(BaCO3)=197g/mol,M(BaCl2·
2H2O)=244g/mol
(1)SiCl4水解反应的方程式为__________________。
SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)ΔH1=+47kJ/mol
SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)ΔH2=+189kJ/mol
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为________________________________。
(2)加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和________________。
(3)加20%NaOH调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是__________________。
(4)BaCl2滤液经__________、_______、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到BaCl2·
2H2O。
(5)10吨含78.8%BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·
2H2O__________吨。
32.(16分)
(1)SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl(本空符号不作扣分要求)(3分)SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)ΔH=+236kJ/mol(3分)
(2)使Fe3+完全沉淀(3分)
(3)Mg(OH)2(2分)
(4)蒸发浓缩、降温结晶(2分)
(5)9.76(3分)
(佛山二模)32.(16分)
二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。
工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。
部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。
Al(OH)3
Pb(OH)2
Mn(OH)2
PbS
CuS
ZnS
MnS
FeS
5.2
8.7
10.4
≥0.1
≥-0.42
≥2.5
≥7
回答下列问题:
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。
(2)滤渣B的主要成分是
。
(3)加入MnS的目的是除去杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为
。
(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(4分)
(2)Fe(OH)3Al(OH)3(各2分)
(3)Cu2+Zn2+(各2分)
(4)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-)(4分)
(肇庆一模)32.(18分)某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的组成如下:
软锰矿:
MnO2含量≥65%,SiO2含量约20%,Al2O3含量约4%,其余为水分;
闪锌矿:
ZnS含量≥80%,FeS、CuS、SiO2含量约7%,其余为水分。
科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,工艺流程如下图所示。
MnCO3、ZnCO3
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。
试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式:
MnO2+CuS+=↓++CuSO4+。
(2)反应Ⅱ加入适量锌的作用是;
如果锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为。
开始沉淀pH
2.3
4.0
5.4
完全沉淀pH
4.1
(3)反应Ⅲ要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3,中过量的H+所使用的物质是,调节的pH范围是(pH数据见右表)。
(4)本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、、MnCO3和。
32.(18分)
(1)(4分)2H2SO4S↓MnSO42H2O(后两种物质顺序可颠倒)
(2)(3分)将溶液中的硫酸铜转化为铜(2分)Zn+Fe2+=Fe+Zn2+(2分)
(3)(6分)MnCO3(2分)ZnCO3(2分)5.2~5.4(或其中的数值,2分)
(4)(2分)MnO2
(肇庆二模)32.(17分)请回答有关锌及其化合物的问题。
(1)高温锻烧时,闪锌矿(ZnS)与氧气反应生成ZnO和SO2。
其反应方程式为:
,该反应1mol还原剂失去电子mol。
(2)已知Zn(OH)2具有两性,在过量的强碱性溶液中生成可溶于水的Zn(OH)42-。
右图是Zn2+在某温度时水解、沉淀、溶解的曲线图。
①当pH=7、c(Zn2+)=0.01mol·
L-1,Zn2+主要存在形式为、(写化学式)。
②向c(Zn2+)=1×
10-5mol·
L-1的溶液中加入固体NaOH到pH=13,其反应的离子方程式为。
③已知该温度下的Ksp[Zn(OH)2]=1×
10-17、Ksp(ZnS)=1.6×
10-24。
当向新生成的Zn(OH)2浊液中滴入足量的Na2S溶液,振荡后Zn(OH)2会全部转化为ZnS,其原理是:
高温
32.(17分)
(1)(5分)2ZnS+3O2=====2ZnO+2SO2(3分)6(2分)
(2)①(4分)写为Zn2+、ZnOH+或Zn(OH)2之中的两个都给分,每个2分
②(4分)Zn2++4OH-==Zn(OH)42—或分步写:
Zn2++2OH-==Zn(OH)2↓(2分)、Zn(OH)2+2OH-==Zn(OH)42—(2分)
③(4分)由于在Zn(OH)2浊液存在溶解平衡:
Zn(OH)2(s)
Zn2+(aq)+2OH-(aq)(1分),而Ksp[Zn(OH)2]>
Ksp(ZnS)(1分),滴入的S2-与Zn2+结合生成了更难溶(或溶度积更小)的ZnS,使Zn2+浓度减小,(1分)溶解平衡继续向右移动直至全部转化为ZnS(1分)。
[合理叙述参照给分]
(汕头一模)
32.(16分)我国某大型电解铜生产企业,其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。
下图表示其冶炼加工的流程:
冶炼中的主要反应:
⑴烟气中的主要废气是,从提高资源利用率和减排考虑,其综合利用方式是:
⑵电解法精炼铜时,阳极是(填“纯铜板”或“粗铜板”);
粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽(填“阳极”或“阴极”)的槽底,阴极的电极反应式是。
⑶在精炼铜的过程中,电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。
几种物质的溶度积常数(Ksp)
物质
Ksp
8.0×
10-16
4.0×
10-38
3.0×
10-17
2.2×
10-20
①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。
根据上表中溶度积数据判断,含有等物质的量浓度Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液,随pH升高最先沉淀下来的离子是。
②一种方案是先加入过量的H2O2,再调节pH到4左右,加入H2O2的目的是
加入H2O2后发生反应的离子方程式为。
32.(16分)
(1)SO2(2分)制硫酸(2分)
(2)粗铜板(2分)阳极(2分)Cu2++2e-=Cu(2分)
(3)①Fe3+(2分)②将Fe2+氧化为Fe3+(2分),2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O(2分)
(汕头二模)
32.(16分)工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl—、和SO42—等杂质,提纯工艺线路如下:
Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
Na2CO3·
10H2ONa2CO3·
7H2ONa2CO3·
H2O
3236t(℃)
Ⅱ、有关物质的溶度积如下:
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
4.96×
10—9
6.82×
10—6
4.68×
5.61×
10—12
2.64×
10—39
(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为。
向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+):
c(Fe3+)=。
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在。
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。
请你分析实际工业生产中是否可行,并说明理由。
(4)已知:
Na2CO3·
10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJ·
mol—1
Na2CO3·
10H2O(s)=Na2CO3·
H2O(s)+9H2O(g)△H=+473.63kJ·
写出Na2CO3·
H2O脱水反应的热化学方程式。
⑴(6分,各2分)Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓、MgCO3+2OH—=Mg(OH)2+CO32—、
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓(三个答对两即可);
2.125×
1021
⑵(2分)高于36℃
⑶(2分)不可行;
(3分)若“母液”循环使用,则溶液c(Cl—)和c(SO42—)增大,最后所得产物Na2CO3混有杂质
⑷(3分)Na2CO3·
H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)△H=+58.73kJ·
mol—1
(江门二模)32.(16分)铁及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为:
(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。
X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y可溶于过量盐酸,形成黄绿色的溶液,写出Y与盐酸反应的化学方程式:
(3)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产
CuCl2·
2H2O的工艺流程如下:
已知:
Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为:
9.7、3.2、6.4。
试回答下列问题:
①试剂F应选用。
(填编号)
A.Cl2B.NaClO
C.HNO3D.浓硫酸
理由是。
②为了获得CuCl2·
2H2O晶体,对滤液B进行的操作是:
蒸发浓缩,趁热过滤,滤液经冷却结晶,过滤得到产品。
分析有关物质的溶解度曲线(如图),“趁热过滤”得到的固体是。
32.(16分)
(1)2H2O+O2+4e-=4OH-(4分,化学式或配平错漏0分)
(2)Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O(4分,化学式或配平错漏0分)
(3)①B(2分)
NaClO能将Fe2+氧化为Fe3+(2分),且溶液显碱性(或消耗H+),能增大溶液pH(1分),使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀(1分)
②Na2SO4(2分)
(潮州二模)32.(16分)
高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)在能源、环保等方面有着广泛的用途。
干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
干法
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物
湿法
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液
△
(1)干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH=====2K2FeO4+3KNO2+2H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示:
溶解
①反应I的离子方程式为 。
②反应II的化学方程式为 。
③加入饱和KOH溶液的目的是 。
(3)高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂。
它能消毒杀菌是因为,它能净水的原因是
____。
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,右图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由图可得出高铁电池的优点有:
工作电压稳定,
。
(1)3∶1(2分)
(2)①2OH–+Cl2=Cl–+ClO–+H2O(2分)
②3NaClO+10NaOH+2Fe(NO3)3=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O
(3分,写离子方程式3ClO–+10OH–+2Fe3+=2FeO42–+3Cl–+5H2O同样给分)
③增大K+浓度,促进K2FeO4晶体析出(3分)
(3)高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性;
(2分)高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体有吸附性(有絮凝作用),使水澄清(2分,共4分)
(4)放电时间长(2分)
(揭阳一模)32.(16分)某研究性学习小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产提取
镁,主要过程如下:
回答下列问题:
(1)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有饱和溶液的烧杯中,充分搅拌后经、(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。
写出有关反应的离子方程式。
(2)右图是该研究性学习小组设计进行
过程③的实验装置图。
其中装置A的作用是
若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,
最简单的操作方法是
。
(3)写出过程④中发生反应的化学方程式
(1)MgCl2(或氯化镁)(2分)过滤(2分)洗涤(2分)
Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+(3分)
(2)制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解。
(3分)
用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠。
(2分)(答焰色反应也给分)
(3)MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑(2分)
(揭阳二模)32.(16分)锌锰废电池可回收锌、锰元素生产硫酸锌及碳酸锰,其中生产工业级碳酸锰工艺如下:
(1)上述过程中的氢气,是回收硫酸锌的另一个工艺流程中产生的副产品。
已知硫酸锌水溶液显酸性,用离子方程式说明。
(2)原料锰粉粗品中主要成分为MnO2和碳,焙烧时反应的化学方程式为MnO2+C=MnO+CO↑,该反应的氧化产物是。
(3)50~55℃向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3,反应的化学方程式为:
MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+_______+_______。
(4)已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3+:
2.7~3.7,Mn2+:
8.6~10.1,Fe2+:
7.6~9.6。
下表是上述过程②中除去Fe2+的模拟操作方法,请完成下表内容:
实验步骤
离子方程式
步骤1:
取少量滤液于试管中,加入过量酸化的H2O2溶液,振荡。
_______________________________
步骤2:
将pH调到,使Fe3+沉淀完全
Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+
(1)Zn2++2H2O
Zn(OH)2+2H+(3分)
(2)CO(3分)
(3)H2O(2分)CO2↑(2分)
(4)2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O(3分)3.7~8.6(3分)
(韶关一模)32.(16分)以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图:
(1)酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是__________;
(2)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为________;
(3)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如右图所示,产品Ⅱ的化学式为____,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是、趁热过滤、洗涤、干燥;
(4)检验产品II晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是,进一步提纯产品II的方法是;
(5)步骤Ⅲ中可选用(填序号)试剂调节溶液的pH。
A.稀硝酸B.双氧水C.氨水D.高锰酸钾溶液
(1)Fe3+、Fe2+(或铁离子、亚铁离子)(4分,各2分)
(2)4FeCO3+O2==2Fe2O3+4CO2
(3分)
(3)K2SO4
(2分);
蒸发结晶(2分)
(4)Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液;
重结晶(3分,各1分)
(5)C(2分)
(韶关二模)32.(16分)工业生产无铁硫酸铝,以硫酸浸取铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)得含铁(Fe3+)的硫酸铝溶液,加热到一定温度,搅拌,加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液,在溶液中生成活性二氧化锰,调节溶液的pH,反应一段时间,二氧化锰和Fe(OH)3发生吸附共沉作用,最终得到无铁硫酸铝产品。
(1)硫酸浸取铝土矿时主要反应的离子方程式为;
(2)完成高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式:
2KMnO4+3MnSO4+2H2O=
;
(3)调节pH的作用是;
(4)操作1的名称为,实验室进行操作2用到的陶瓷质仪器有;
(5)下列有关工艺的说法正确的是(双选,填字母)。
A.可以向溶液中再加入铝土矿粉等调节pH
B.溶液的碱性越强,则除铁效果越好,而且不会影响硫酸铝的产率
C.活性二氧化锰生成量应适宜,不足时铁的去除率较低,过量时会增加成本
D.可以直接向溶液中加入二氧化锰粉末以除去Fe(OH)3
(1)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O(3分)
(2)5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4(3分)
(3)使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去(3分)
(4)过滤(2分);
蒸发皿(泥三角)(2分)
(5)AC(全对给3分,错1个扣2分,扣完为止)
湛江市一模
(湛江二模)
32.(16分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。
其生产工艺如下:
(1)反应①应在温度较低的情况下进行。
因在温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3。
写出在温度较高时KOH与Cl2反应的化学方程式,该反应的氧化产物是。
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是(填编号)。
A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使KClO3转化为KClO
(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为。
(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:
FeO
+H2O=Fe(OH)3(胶体)+O2↑+OH-。
(1)6KOH+3Cl2
KClO3+5KCl+3H2O(3分);
KClO3(2分)
(2)AC(2分)
(3)2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO4
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