全国卷第三道大题 工艺流程题 试题分类汇编.docx

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全国卷第三道大题工艺流程题试题分类汇编

（2016全国新课标1卷）28．（14分）

NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

回答下列问题：

（1）NaClO2中Cl的化合价为_______。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。

此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：

每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。

NaClO2的有效氯含量为____。

（计算结果保留两位小数）

（2016全国新课标2卷）26．（14分）

联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。

回答下列问题：

（1）　联氨分子的电子式为　__________　，其中氮的化合价为　__________　。

（2）　实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为　__________　。

（3）　①2O2（g）＋N2（g）＝N2O4（l）ΔH1

②N2（g）＋2H2（g）＝N2H4（l）ΔH2

③O2（g）＋2H2（g）＝2H2O（g）ΔH3

④2N2H4（l）＋N2O4（l）＝3N2（g）＋4H2O（g）ΔH4＝－1048.9　kJ·mol¯1

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝　__________　，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为　__________　。

（4）　联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。

联氨第一步电离反应的平衡常数值为　__________　（已知：

N2H4＋H+

N2H+5的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10¯14）。

联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为　__________　。

（5）　联氨是一种常用的还原剂。

向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是　__________　。

联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。

理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2　__________　kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是　__________　。

（2016全国新课标3卷）28.（14分）

以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。

从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。

废钒催化剂的主要成分为：

物质

V2O5

V2O4

K2SO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

质量分数/%

2.2~2.9

2.8~3.1

22~28

60~65

1~2

<1

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。

“废渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。

（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。

“废渣2”中含有_______。

（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：

4ROH+V4O124−

R4V4O12+4OH−（ROH为强碱性阴离子交换树脂）。

学科.网为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”、“碱”或“中”）。

（5）“流出液”中阳离子最多的是________。

（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。

（2015全国新课标1卷）27.硼及其化合物在工业上有许多用途。

以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。

为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。

（2）利用_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。

“浸渣”中还剩余的物质是______（化学式）。

（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_______。

然后在调节溶液的pH约为5，目的是_________。

（4）“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。

（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，

其电子式为_______。

（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。

以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程___________。

（2015全国新课标2卷）26.（14分）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，

氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原

料，有关数据下图所示：

溶解度/（g/100g水）

温度/℃

化合物

0

20

40

60

80

100

NH4Cl

29.3

37.2

45.8

55.3

65.6

77.3

ZnCl2

343

395

452

488

541

614

化合物

Zn（OH）2

Fe（OH）2

Fe（OH）3

Ksp近似值

10-17

10-17

10-39

回答下列问题：

（1）该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为：

（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论消耗Zng。

（已经F=96500C/mol）

（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过____分离回收，滤渣的主要成分是二氧化锰、______和，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是，其原理是。

（4）用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌，需去除少量杂质铁，其方法是：

加入新硫酸和双氧水，溶解，铁变为加碱调节PH为，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）。

继续加碱调节PH为，锌开始沉淀（假定Zn2＋浓度为0.1mol/L）。

若上述过程不加双氧水的后果是，原因是。

【答案】

（1）MnO2＋e—＋H＋＝MnOOH；Zn＋2MnO2＋2H＋＝Zn2＋＋2MnOOH

（2）0.05g

（3）加热浓缩、冷却结晶；铁粉、MnOOH；在空气中加热；碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO2（4）Fe3＋；2.7；6；Zn2＋和Fe2＋分离不开；Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近

【解析】

试题分析：

（1）酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，锌是负极，电极反应式为

Zn—2e—＝Zn2＋。

中间是碳棒，碳棒中正极，二氧化锰得到电子，则正极电极反应式为MnO2＋e—＋H＋＝

MnOOH，总反应式为Zn＋2MnO2＋2H＋＝Zn2＋＋2MnOOH。

（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，则通过的电量是150，因此通过电子的物质的量是

，锌在反应中失去2个电子，则理论消耗Zn的质量是

。

考点：

考查原电池原理的应用、物质的分离与提纯等

（2014全国新课标1卷）27．（15分）

次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强的还原性。

回答下列问题：

（1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式_______________________。

（2）H3PO2和NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为Ag，从而可用于化学镀银。

①H3PO2中，P元素的化合价为__________。

②利用H3PO2进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:

1，则氧化产物为___________（填化学式）。

③NaH2PO2为___________（填“正盐”或“酸式盐”），其溶液显_______（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”）。

（3）H3PO2的工业制法是：

将白磷（P4）与Ba（OH）2溶液反应生成PH3气体和Ba（H2PO2）2，后者再与H2SO4反应，写出白磷与Ba（OH）2溶液反应的化学方程式_____

______________________________________。

（4）H3PO2也可用电渗析法制备。

“四室电渗析法”工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

①写出阳极的电极反应____________________________________。

②分析产品室可得到H3PO2的原因___________________________________。

③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：

将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。

其缺点是产品中混有杂质，该杂质产生的原因是。

【答案】

（1）H3PO2

H+＋H2PO2-

（2）①+1。

②H3PO4。

③正盐，碱性。

（3）2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O＝2PH3↑＋3Ba（H2PO2）2

（4）①2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑或4OH-－4e-＝2H2O＋O2.

②由于阳极室OH-放电，造成H+浓度增大，通过阳膜扩散进入产品室，而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室，二者反应生成H3PO2.

③H3PO4或PO43-。

由于H3PO2具有还原性，电解时就会有H3PO2在阳极放电而被氧化生成H3PO4。

【解析】

（1）一元酸，只发生一步电离，中强酸是弱电解质：

H3PO2

H+＋H2PO2-

（2）①利用元素化合价代数和为零，得出P元素为+1价。

②H3PO2做还原剂，Ag+是氧化剂，二者1︰4反应，则H3PO2失去4个电子，P元素变为+5价，生成H3PO4。

③由于H3PO2是一元酸，所以NaH2PO2是正盐，弱酸强碱盐水解显碱性。

（3）反应的反应物与产物都给出，是P元素的歧化反应，注意配平就可以：

2P4＋3Ba（OH）2＋6H2O＝2PH3↑＋3Ba（H2PO2）2

（4）①阳极室电极上发生氧化反应，失电子的是OH-。

2H2O－4e-＝4H＋＋O2↑或4OH-－4e-＝2H2O＋O2↑.

②由于阳极室OH-放电，造成H+浓度增大，H+通过阳膜进入产品室，而原料室中的H2PO2-可以通过阴膜进入产品室，生成H3PO2.

③由于H3PO2具有还原性，电解时就会有H3PO2在阳极放电而生成H3PO3。

（2014全国新课标2卷）27．（15分）铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护材料等。

回答下列问题：

（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅在周期表的位置为周期，第族：

PbO2的酸性比CO2的酸性（填“强”或“弱”）。

（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为。

（3）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为：

PbO2也可以通过石墨为电极，Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液为电解液电解制取。

阳极发生的电极反应式，阴极观察到的现象是：

若电解液中不加入Cu（NO3）2，阴极发生的电极反应式，这样做的主要缺点是。

（4）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（

）的残留固体，若a点固体表示为PbO2或mPbO2·nPbO2，列式计算x值和m:

n值。

（2013全国新课标1卷）27．（15分）

锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。

某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等。

充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi＋+xe－==LixC6。

现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为______。

（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式____________________。

（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____________；可用盐

酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是__________。

（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式__________________________。

（5）充放电过程中，发生LiCoO2与LixCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式___________________。

（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________________________。

在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_________________（填化学式）。

[2013高考∙全国Ⅱ卷∙27]27.（14分）

氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。

纯化工业级氧化锌（含有Fe（II）、Mn（II）、Ni（II）等杂质）的流程如下：

提示：

在本实验条件下，Ni（II）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。

回答下列问题：

（1）反应②中除掉的杂质离子是，发生反应的离子方程式为；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是。

（2）反应③的反应类型为，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有。

（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检查沉淀是否洗涤干净的方法是。

（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn（OH）2。

取干燥后的滤饼11.2g，锻烧后可得到产品8.1g，则x等于。

27.（14分）

（1）Fe2+和Mn2+（2分）

MnO4－+3Fe2++7H2O=3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+（2分）

2MnO4－+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+（2分）

铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质（2分）

（2）置换反应镍（每空1分，共2分）

（3）取少量水洗夜于试管中，滴入1~2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净

［2012·大纲全国卷］29.（15分）（注意：

在试题卷上作答无效）

氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。

为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，在将滤液按下图所示步骤进行操作。

回答下列问题：

（1）起始滤液的pH_____________7（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是_________________________________________________。

（2）试剂I的化学式为______________________，①中发生反应的离子方程式为____________________________________________。

（3）试剂Ⅱ的化学式为______________________，②中加入试剂Ⅱ的目的是__________________________________________________________________；

（4）试剂Ⅲ的名称是______________________，③中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________；

（5）某同学称取提纯的产品0.7759g，溶解后定定容在100mL容量瓶中，每次取25.00mL溶液，用0.1000mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62mL，该产品的纯度为_______。

（列式并计算结果）

29．【答案】

【解析】本题为实验流程分析题，主要考查了元素化合物的有关知识以及实验数据的处理。

在除杂时，为了彻底将杂质除去，一般加入的除杂试剂都是过量的，这就要求后来加入的除杂试剂能与开始加入的除杂试剂反应而将其除去，而后来加入的除杂试剂在后续操作中也应易除去。

故应先加入氯化钡溶液除去硫酸钾，过滤后再向滤液中加入碳酸钾以除去Ba2+，再过滤后向滤液中加足量盐酸，以除去CO32－，最后加热浓缩蒸干得到纯净的氯化钾固体（过量的盐酸在加热蒸干过程挥发）。

故试剂I为氯化钡溶液，试剂Ⅱ为碳酸钾溶液，试剂Ⅲ为盐酸。

（2012全国新课标卷）26．（14分）

铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和漓定的方法。

实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。

交换完成后，流出溶液的OH－用0.40mol/L的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。

计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中，x值：

———（列出计算过程）；

（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）：

n（C1）=1：

2.1，则该洋品中FeCl3的物质的量分数为__________。

在实验室中，FeCl2可用铁粉和__________反应制备，FeCl3可用铁粉和__________反应制备；

（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为________________；

（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________________。

与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________________，该电池总反应的离子方程式为________________。

答案：

解析：

此题为中档题，前3问这里面就不说了，在计算第一问X值的时候，完全可以把x=2或者x=3代入，这样可以节损时间。

第四问也是近几年多次考到的高铁酸钾，有关高铁酸钾的制备与电化学，第四小问考查化学基本功，这里面有很好的区分度，扎实的同学拿满分没问题。

第一个方程式多次书写过，第二个方程式，很多同学觉得无法书写，其实首先写大体物质，高铁酸根被还原为Fe3+,然后再写出转移的电子数，根据电荷守衡，因为溶液是碱性的，所以产物只能写成8个OH-,一个Fe3+结合3个OH-生成Fe（OH）3,因为负极反应式为Zn-2e-=Zn2+最后一个方程式只需要综合得失电子守衡就可以得出正确答案。