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卓顶精文化学工业流程高考题汇编有答案
化工生产真题训练
1、(2019山东高考)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。
工艺流程及相关物质溶解度曲线如图:
(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为____________________________,通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是____________________________。
(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调PH的目的是____________________________。
(3)固体A主要为__________________(填化学式),固体B主要为________(填化学式)。
(4)用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液______(填“I”“II”或“III”)中,既能提高产率又可使能耗最低。
2、(2019年江苏高考)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。
实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为 ;滤渣Ⅰ的主要成分为 。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6—2x。
滤渣Ⅱ的主要成分为 (填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,
其原因是 (用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,其主要原因是 ;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
3、(2019年江苏高考)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为 ;该操作将I2还原为I-的目的是 。
(2)操作X的名称为 。
(3)氧化时,在三颈瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在400C左右反应(实验装置如右图所示)。
实验控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为 。
(4)已知:
5SO32—+2IO3—+2H+=I2+5SO42—+H2O
某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3—中的一种或两种。
请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3—的实验方案:
取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在; 。
实验中可供选择的试剂:
稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液
4、(2019福建高考)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 (填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
①步骤I若温度过高,将导致硝酸分解。
硝酸分解的化学方程式为
②步骤II中反应:
4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3▪nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮
中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)
(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO):
n(CO2)=
②若在1L密闭容器中加人0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。
此时FeO(s)转化率为50%,则x= 。
5、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:
依据上图完成下列问题:
(1)在电解过程中,阴极上生成气体的电子式为 。
(2)精制过程中除去阳离子中的Ca2+、Mg2+等杂质,除去Mg2+的离子方程式为 。
(3)精制过程要除去SO42-,可选择下列溶液中的 (填字母序号),并将加入的顺序以箭头符号(↓)的形式画在图上(精制过程中加入试剂从左到右的顺序为先后顺序)。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(4)在实际生产中也可以用BaCO3除去SO42-(已知溶解度BaSO4 。 (5)脱盐工作中,利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过蒸发、冷却、 、 (填操作名称)而制得50%的NaOH溶液。 6、(2019龙岩质检)废钒催化剂的主要成分是V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等,现欲利用以下工艺流程回收V2O5。 (1)VOSO4中,V元素的化合价为_______,①中产生的废渣的主要成分是_________。 (2)配平④中反应的离子方程式: (3)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表: 试判断在实际生产时,⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______________。 (4)生产时,将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸。 在整个工艺流程中,可循环利用的物质还有________________。 (5)成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒,写出该反应的化学方程式_____________________________。 7、(2019泉州单科质检)某探究小组将一批电子废弃物简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案: 已知: Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O 请回答下列问题: (1)步骤①Cu与酸反应的离子方程式为 。 (2)步骤②加H2O2的作用是 ,滤渣2为(填化学式) 。 (3)步骤⑤不能直接加热脱水的理由是 。 (4)若滤液1中Cu2+的浓度为0.02mol·L-1,则氢氧化铜开始沉淀时的pH= (已知: Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20)。 (5)已知: 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62- 某同学为了测定CuSO4·5H2O产品的质量分数可按如下方法: 取3.00g产品,用水溶解后,加入足量的KI溶液,充分反应后过滤、洗涤,将滤液稀释至250mL,取50mL加入淀粉溶液作指示剂,用0.080mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,达到滴定终点的依据是 。 四次平行实验耗去Na2S2O3标准溶液数据如下: 实验序号 1 2 3 4 消耗Na2S2O3标准溶液(mL) 25.00 25.02 26.20 24.98 此产品中CuSO4·5H2O的质量分数为 。 8、(2019泉州一检)工业上,以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备金属铜,有如下两种工艺。 I.火法熔炼工艺: 往处理过的黄铜矿加入石英,再通入空气进行焙烧,即可制得粗铜。 (1)焙烧的总反应式可表示为: 2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2 该反应的氧化剂是 。 (2)下列处理SO2的方法,不合理的是 。 A.高空排放 B.用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠 C.用氨水吸收后,再经氧化制备硫酸铵 D.用BaCl2溶液吸收制备BaSO3 (3)炉渣主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等,为得到Fe2O3,加盐酸溶解后,后续处理过程未涉及到的操作有 。 A.过滤 B.加氧化剂 C.蒸发结晶 D.灼烧 E.加过量NaOH溶液 II.FeCl3溶液浸取工艺: 其生产流程如下图所示 (4)浸出过程中,CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为 (5)该工艺流程中,可以循环利用的物质是 (6)若用石墨电极电解滤液,写出阳极最先发生反应的电 极反应式 。 (7)黄铜矿中含少量Pb,调节Cl-浓度可控制Pb2+在滤液中的浓度,当c(Cl-)=2mol•L-1时,溶液中Pb2+物质的量浓度为 mol•L-1。 [已知: Ksp(PbCl2)=1×10ˉ5] 9、(2019泉州测试)应用化学原理可制备一些化合物。 回答下列问题: (1)在浓H2O2溶液中加入无水氯化钙,可制得过氧化钙(CaO2)。 该反应属于 反应。 (2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2==4CuSO4+2H2O用于制取CuSO4,该反应的还原剂是 ,当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。 (3)硅孔雀石是一种含铜的矿石,含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O,同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。 利用硅孔雀石制取CuSO4•5H2O的流程如下: 滤渣的主要成分是 ;通入Cl2时被氧化的离子有 。 写出在矿粉中加入30%稀硫酸时CuCO3·Cu(OH)2发生反应的离子方程式: (4)铜可溶解于稀硝酸和稀浓硫酸混合液中,发生反应的离子方程式为: 3Cu+2NO3-+8H+==3Cu2++2NO↑+4H2O 全部溶解后,蒸发结晶,最后得到的晶体是 (填化学式)。 10、以钡矿粉(主要成分为BaCO3,含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等)制备BaCl2·2H2O的流程如下: (1)氧化过程主要反应的离子方程式为________________________________。 (2)沉淀C的主要成分是Ca(OH)2和________________。 由图可知,为了更好的使Ca2+沉淀,还应采取的措施为 。 (3)用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为: 步骤1: 准确称取0.4~0.6gBaCl2·2H2O试样,加入100mL水,3mL2mol·L-1的HCl溶液加热溶解。 步骤2: 边搅拌,边逐滴加入0.1mol·L-1H2SO4溶液。 步骤3: 待BaSO4沉降后, ,确认已完全沉淀。 步骤4: 过滤,用0.01mol·L-1的稀H2SO4洗涤沉淀3~4次,直至洗涤液中不含Cl-为止。 步骤5: 将折叠的沉淀滤纸包置于________中,经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重。 称量计算BaCl2·2H2O中Ba2+的含量。 ①步骤3所缺的操作为 。 ②若步骤1称量的样品过少,则在步骤4洗涤时可能造成的影响为 。 ③步骤5所用瓷质仪器名称为 。 滤纸灰化时空气要充足,否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS,该反应的化学方程式为 。 ④有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好,请说明原因: 。 [已知: Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10] 11、(2019山东潍坊三模)亚氯酸钠(NaClO2)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。 以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图: 已知: NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。 (1)吸收塔内发生反应的化学方程式为_____________________(配平化学方程式)。 该工艺流程中的NaClO3、ClO2、NaClO2都是强氧化剂,它们都能和浓盐酸反应制取Cl2。 若用二氧化氯和浓盐酸制取Cl2,当生成5molCl2时,通过还原反应制得氯气的质量为________克。 (2)从滤液中得到的NaClO2·3H2O晶体的操作依次是__________(填写序号)。 a.蒸馏b.灼烧c.过滤d.冷却结晶 (3)印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,漂白织物时真正起作用的是HClO2。 下表是25℃时HClO2及几种常见弱酸的电离平衡常数: ①常温下,物质的量浓度相等的NaClO2、NaF、Na2S四种溶液的pH由大到小的顺序为____________;体积相等,物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为: ______________(填“前者大”“相等”或“后者大”)。 ②Na2S是常用的沉淀剂。 某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+离子,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是_________;当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10-5mol·L-1)此时的S2-的浓度为__________。 已知Ksp(FeS)=6.3×10-10;Ksp(CuS)=6×10-36;Ksp(CuS)=2.4×10-28 12、(2019广州测试)硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2MgO.B2O3.H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3,Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下: 已知: H3BO3在200C、400C、600C、1000C时的溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。 Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4。 (1)由于矿粉中含CaCO3,“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器溢出,故应分批加入稀硫酸。 该反应的化学方程式为___________ (2)“浸出液”显酸性,含H3BO3和Mg2+、SO42-,还含有Fe3+、Fe2+、Ca2+、Al3+等杂质。 “除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,除去的杂质离子是_____。 H2O2的作用是_______(用离子方程式表示)。 (3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是______________。 (4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如右图,且溶液的沸点随压强增大而升高。 为了从“母液”中充分回收MgSO4·H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩,_______ 13、(2019上海高考)溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂,具有易溶于水,易吸潮等性质。 实验室用工业大理石(含有少量Al3+、Fe3+等杂质)制备溴化钙的主要流程如下: 完成下列填空: (1)上述使用的氢溴酸的质量分数为26%,若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的氢溴酸500ml,所需的玻璃仪器有玻璃棒、 。 (2)已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH4+。 步骤Ⅱ加入的试剂a是 ,控制溶液的pH约为8.0的目的是 、 。 (3)试剂b是 ,步骤Ⅳ的目的是 。 (4)步骤Ⅴ所含的操作依次是 、 。 (5)制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度: ①称取4.00g无水溴化钙样品;②溶解;③滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤;④ ;⑤称量。 若得到1.88g碳酸钙,则溴化钙的质量分数为 (保留两位小数)。 若实验操作规范而测定结果偏低,其原因是 。 14、(2019北京高考)用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略): Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤: Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3; Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色: Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤; Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。 (1)H2SO4溶解A12O3的离子方程式是 (2)KMnO4氧化Fe2+的离子方程式补充完整: (3)已知: 生成氢氧化物沉淀的pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时 3.4 6.3 1.5 完全沉淀时 4.7 8.3 2.8 注: 金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1 根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的: (4)己知: 一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2, ①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 . ②Ⅳ中加入MnSO4的目的是 。 15、(2019安徽高考)二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。 平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)。 某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下: (1)洗涤滤渣A的目的是为了除去 (填离子符号),检验该离子是否洗净的方法是 。 (2)第②步反应的离子方程式是 ,滤渣B的主要成分是 。 (3)萃取是分离稀土元素的常用方法。 已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP (填“能”或“不能”)与水互溶。 实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。 (4)取上述流程中得到了Ce(OH)4产品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液。 该产品中Ce(OH)4的质量分数为 。 16、(2019上海杨浦调研)工业上冶炼冰铜(mCu2O·nFeS)可得到粗铜,再以粗铜为原料制备硫酸铜晶体。 完成下列填空: (1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 (填序号)吸收。 a.浓H2SO4 b.浓HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加 (填物质名称)溶液后呈红色,说明溶液中存在Fe3+,检验溶液中还存在Fe2+的方法是 (注明试剂、现象)。 实验室可用 如右图的装置完成泡铜冶炼粗铜的反应。 (3)泡铜冶炼粗铜的化学方程式是 。 (4)装置中镁带的作用是 。 泡铜和铝粉混合物表面覆盖少量白色固体a,a是 (填名称)。 沙子能否换成水? (填“能”或“不能”)。 (5)用滴定法测定CuSO4·5H2O的含量。 取ag试样配成100mL溶液, 取20.00mL用cmol/L滴定剂(H2Y2–,滴定剂不与杂质反应)滴定至终点,消耗滴定剂bmL滴定反应: Cu2++H2Y2–=CuY2–+2H+。 则CuSO4·5H2O质量分数的表达式是 。 (6)下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。 a.滴定临近终点时,用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准液至锥形瓶中 b.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00mL进行滴定 c.滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失 答案 1、 (1)Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl; 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低,K2Cr2O7溶解度明显减小。 (2)除去Fe3+ (3)NaCl;K2Cr2O7 (4)II 2、 (1)Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O SiO2 (2)CaSO4 3CaSO4+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑ (3)溶液中的部分SO32-被氧化成SO42- 减小 3、 (1)SO32-+I2+H2O=2I-+SO42-+2H+ 使CCl4中的碘进入水层 (2)分液 (3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化) NaOH溶液 (4)从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。 另从水层中取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有IO3-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有IO3-。 4、 (1)①吸氧腐蚀 ②B (2)①4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O ②4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O ③氮氧化物排放少 (或其他合理答案) (3)①4: 1 ②0.05 5、 (1)H: H (2)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ 或 (3)ac (4)由于BaSO4比BaCO3的溶解度小, SO42-促使BaCO3(s) Ba2+(aq)+CO32- (aq) 平衡正向移动,生成更难溶的BaSO4沉淀。 (5)结晶、过滤 6、 (1)+4;SiO2 (2)1,6,6,6,1,3 (3)1.7 (4)有机萃取剂、氨水(或氨气) (5) 7、 (1)Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O (2)将Fe2+氧化成Fe3+;Fe(OH)3、Al(OH)3 (3)FeCl3易水解: FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl,加热能促进FeCl3的水解,蒸干得不 到FeCl3。 (4)5 (5)溶液由蓝色褪为无色且半分钟内不恢复原色 (6)83.3% 8、 (1)CuFeS2、O2 (2)A、D (3)C (4)CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++S (5)FeCl3 (6)Fe2+-e-=Fe3+ (7)2.5×10-6 9、 (1)复分解反应 (2)Cu2S 4 (3)SiO2 Fe2+ CuCO3·Cu(OH)2+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O (4)CuSO4•5H2O 10、 11、 12、 (1)CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2 (2)Fe3+、Al3+、Al3+ H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3+2H2O (3)防止温度下降时,H3BO3从溶液中析出 (4)加压升温结晶
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