高考化学真题分类汇编专题15工艺流程打印版.docx

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高考化学真题分类汇编专题15工艺流程打印版

专题15：

工艺流程

1．【2015浙江理综化学】某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），设计了如下流程：

下列说法不正确的是（）

A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉

B．固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al（OH）3，进入固体2

C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解

D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O

2．【2015上海化学】实验室回收废水中苯酚的过程如右图所示。

下列分析错误的是（）

A．操作I中苯作萃取剂

B．苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大

C．通过操作II苯可循环使用

D．三步操作均需要分液漏斗

3．【2015天津理综化学】（18分）废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。

湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。

某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：

回答下列问题：

（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3）42+，反应中H2O2的作用是。

写出操作①的名称：

。

（2）反应II是铜氨溶液中的Cu（NH3）42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：

。

操作②用到的主要仪器名称为，其目的是（填序号）。

a．富集铜元素

b．使铜元素与水溶液中的物质分离

c．增加Cu2＋在水中的溶解度

（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和。

若操作③使用右图装置，图中存在的错误是。

（4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。

阴极析出铜，阳极产物是。

操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是。

（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是。

循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是。

【答案】

（1）作氧化剂过滤

（2）Cu（NH3）42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2分液漏斗ab

（3）RH分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁液体过多

（4）O2H2SO4加热浓缩冷却结晶过滤

（5）H2SO4防止由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀

4．【2015四川理综化学】（16分）为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。

活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：

FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。

请回答下列问题：

（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。

（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择（填字母编号）。

A．KMnO4溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液

（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。

通入空气引起溶液pH降低的原因是。

（4）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。

已知25℃，101kPa时：

4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）

=-1648kJ/mol

C（s）+O2（g）=CO2（g）

=-393kJ/mol

2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）=2FeCO3（s）

=-1480kJ/mol

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是。

（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料。

该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正极反应式是。

（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。

将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。

按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3kg。

【答案】

（1）Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O

（2）C（3）Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解产生H+。

（4）4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）

=－260kJ/mol。

（5）FeS2+4e－=Fe+2S2－（6）

－

kg。

5．【2015山东理综化学】（19分）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:

（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是。

实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的。

a．烧杯b．容量瓶c．玻璃棒d．滴定管

（2）

Ca2+

Mg2+

Fe3+

开始沉淀时的pH

11.9

9.1

1.9

完全沉淀时的pH

13.9

11.1

3.2

加入NH3·H2O调节pH=8可除去（填离子符号），滤渣Ⅱ中含（填化学式）。

加入H2C2O4时应避免过量，原因是。

已知：

Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10-9

（3）利用简洁酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。

已知：

2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H20Ba2++CrO42—=BaCrO4↓

步骤Ⅰ移取xml一定浓度的Na2CrO4溶液与锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL。

步骤Ⅱ：

移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。

滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的（填“上方”或“下方”）。

BaCl2溶液的浓度为mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2+浓度测量值将（填“偏大”或“偏小”）。

【答案】

（1）增大接触面积从而使反应速率加快；ac

（2）Fe3+；Mg（OH）2、Ca（OH）2；H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少。

（3）上方；（V0b—V1b）/y；偏小。

6．【2015福建理综化学】（15分）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。

（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为。

（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

已知：

物质

SiCl4

AlCl3

FeCl3

FeCl2

沸点/℃

57.6

180（升华）

300（升华）

1023

步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是（只要求写出一种）。

②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。

③已知：

Al2O3（s）+3C（s）=2Al（s）+3CO（g）ΔH1=+1344.1kJ·mol-1

2AlCl3（g）=2Al（s）+3Cl2（g）ΔH2=+1169.2kJ·mol-1

由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。

步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________。

结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是。

【答案】（15分）

（1）Al3++3H2O

Al（OH）3+3H+

（2）

防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率。

Fe或铁；

Al2O3（s）+3C（s）+2Cl2（g）=2AlCl3（g）+3CO（g）ΔH=+174.9kJ/mol；

NaCl、NaClO、NaClO3；

除去FeCl3，提高AlCl3纯度。

7．【2015安徽理综化学】（14分）硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4，其流程如下：

②

已知：

NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙酸（沸点：

13℃）。

（1）在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是_____，原料中的金属钠通常保存在____中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_____，_____，玻璃片和小刀等。

（2）请配平第①步反应的化学方程式：

□NaBO2+□SiO2+□Na+□H2==□NaBH4+□Na2SiO3

（3）第②步分离采用的方法是______；第③步分离（NaBH4）并回收溶剂，采用的方法是______。

（4）NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃，101KPa下，已知每消耗3.8克NaBH4（s）放热21.6KJ，该反应的热化学方程式是_______。

【答案】

（1）除去反应器中的水蒸气和空气，煤油，镊子、滤纸

（2）系数为：

1、2、4、2；（3）过滤，蒸馏

（4）NaBH4（s）+H2O（l）=NaBO2（s）+H2（g）△H=-216KJ/mol；

8．【2015广东理综化学】（16分）七铝十二钙（12CaO·7Al2O3）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3）和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉主要含MgO和，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液I中c（Mg2+）小于5×10-6mol·L-1,则溶液pH大于（Mg（OH）2的Ksp=5×10-12）；该工艺中不能用（NH4）2SO4代替NH4NO3，原因是。

（2）滤液I中的阴离子有（忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入CO2，会生成，从而导致CaCO3产率降低。

（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为。

（4）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为。

（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为。

【答案】

（1）CaO；11；加入（NH4）2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少。

（2）NO3—、OH—；Ca（HCO3）2（3）2OH—+Al2O3＝2AlO2—+H2O（4）2Al+6H20

2Al（OH）3↓+3H2↑

（5）Al－3e－＋7AlCl4—＝4Al2Cl7—

9．【2015江苏化学】（12分）以磷石膏（只要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等）为原料可制备轻质CaCO3。

（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c（SO42－）随时间变化见由右图。

清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________；能提高其转化速率的措施有____（填序号）

A．搅拌浆料B．加热浆料至100℃

C．增大氨水浓度D．减小CO2通入速率

（2）当清液pH接近6．5时，过滤并洗涤固体。

滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________（填化学式）；检验洗涤是否完全的方法是_________。

（3）在敞口容器中，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c（Ca2＋）增大的原因___________。

【答案】

（1）CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2=CaCO3＋2NH4＋或CaSO4＋CO32－=CaCO3＋SO42－，AC；

（2）SO42－、HCO3－，取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全；（3）浸取液温度上升，溶液中c（H＋）增大，促进固体中Ca2＋浸出。

2020-2-8