北京市高三各城区一模化学试题分类汇编生产工艺流程.docx

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北京市高三各城区一模化学试题分类汇编生产工艺流程

2019北京市高三各城区一模化学试题分类汇编--生产工艺流程

（海淀区）27．（13分）阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。

生产流程如下图所示：

（1）电解饱和食盐水的化学方程式为________。

（2）电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是________（填字母序号）。

a．Na2SO4b．Na2SO3

c．热空气吹出d．降低阳极区液面上方的气压

（3）食盐水中的I—若进入电解槽，可被电解产生的Cl2氧化为ICl，并进一步转化为IO3—。

IO3—可继续被氧化为高碘酸根（IO4—），与Na+结合生成溶解度较小的NaIO4沉积于阳离子交换膜上，影响膜的寿命。

①从原子结构的角度解释ICl中碘元素的化合价为+1价的原因：

________。

②NaIO3被氧化为NaIO4的化学方程式为________。

（4）在酸性条件下加入NaClO溶液，可将食盐水中的I-转化为I2，再进一步除去。

通过测定体系的吸光度，可以检测不同pH下I2的生成量随时间的变化，如下图所示。

已知：

吸光度越高表明该体系中c（I2）越大。

①结合化学用语解释10min时不同pH体系吸光度不同的原因：

________。

②pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。

吸光度快速下降的可能原因：

________。

③研究表明食盐水中I-含量≤0.2mg•L-1时对离子交换膜影响可忽略。

现将1m3含I-浓度为1.47mg•L-1的食盐水进行处理，为达到使用标准，理论上至少需要0.05mol•L-1NaClO溶液________L。

（已知NaClO的反应产物为NaCl，溶液体积变化忽略不计）

（朝阳区）27．（13分）以废旧锌锰电池中的黑锰粉（MnO2、MnO（OH）、NH4Cl、少量ZnCl2及炭

黑、氧化铁等）为原料制备MnCl2，实现锰的再利用。

其工作流程如下：

（1）过程Ⅰ，在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO（OH）等。

O2氧化MnO（OH）的化学方程式是。

（2）溶液a的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。

①溶液a呈酸性，原因是。

②根据右图所示的溶解度曲线，将溶液a

（填操作），可得NH4Cl粗品。

③提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：

化合物

ZnCl2

NH4Cl

熔点

365℃

337.8℃分解

沸点

732℃

——

根据上表，设计方案提纯NH4Cl：

。

（3）检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+：

取少量溶液，加入（填试剂和现象），

证明溶液中Fe3+沉淀完全。

（4）探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。

ⅰ．向MnO2中加入H2O2溶液，产生大量气泡；再加入稀H2SO4，固体未明显溶解。

ⅱ．向MnO2中加入稀H2SO4，固体未溶解；再加入H2O2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。

①用化学方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因：

。

②解释试剂加入顺序不同，MnO2作用不同的原因：

。

上述实验说明，试剂加入顺序不同，物质体现的性质可能不同，产物也可能不同。

（东城区）27.（15分）富硼渣中含有镁硼酸盐（2MgO·B2O3）、镁硅酸盐（2MgO·SiO2）及少量Al2O3、FeO等杂质。

由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸（H3BO3）晶体的一种工艺流程如下：

已知：

生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1mol/L）

Fe（OH）3

Al（OH）3

Fe（OH）2

Mg（OH）2

开始沉淀时

1.9

3.4

7.0

9.1

完全沉淀时

3.2

4.7

9.0

11.1

（1）上述流程中能加快反应速率的措施有、等。

（2）酸浸时发生反应：

2MgO·SiO2+2H2SO42MgSO4+SiO2+2H2O

2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2H3BO3+2MgSO4

①上述反应体现出酸性强弱：

H2SO4H3BO3（填“＞”或“＜”）。

②酸浸时，富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解，写出相关反应的离子方程式：

、。

③已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：

H3BO3+OH-B（OH）4-。

下列关于硼酸的说法正确的是（填序号）。

a.硼酸是一元酸

b.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生

c.硼酸的电离方程式可表示为：

H3BO3+H2OB（OH）4-+H+

（3）检验褐色浸出液中的杂质离子：

取少量浸出液，（填操作和现象），证明溶液中含有Fe2+。

（4）除去浸出液中的杂质离子：

用MgO调节溶液的pH至以上，使杂质离子转化为（填化学式）沉淀，过滤。

（5）获取晶体：

ⅰ.浓缩滤液，使MgSO4和H3BO3接近饱和；

ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。

结合右图溶解度曲线，简述ⅱ的方法：

将浓缩液加入到高压釜中，（将方法补充完整）。

注：

温度较高时，硼酸会随水蒸气挥发

（西城区）26.（13分）用含锂废渣（主要金属元素的含量：

Li3.50%Ni6.55%Ca6.41%Mg13.24%）

制备Li2CO3，并用其制备Li+电池的正极材料LiFePO4。

部分工艺流程如下：

I．制备Li2CO3粗品

（1）上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是。

（2）滤渣2的主要成分有。

（3）向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和Na2C03溶液，90℃充分反应后，分离出固体Li2C03粗品的操作是。

（4）处理lkg含锂3.50%的废渣，锂的浸出率为a，Li+转化为Li2CO3的转化率为b，则粗品中含Li2C03的质量是g。

（摩尔质量：

Li7g.mol-lLi2C0374g.mol-l）

II．纯化Li2C03粗品

（5）将Li2CO3转化为LiHCO3后，用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH，再转化得电池级Li2CO3。

电解原理如右图所示，阳极的电极反应式是，该池使用了（填“阳”或“阴”）离子交换膜。

III．制备LiFePO4

（6）将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应，生成LiFePO4和一种可燃性气体，该反应的化学方程式是。

（丰台区）26．（12分）PbCl2是一种重要的化工材料，常用作助溶剂、制备铅黄等染料。

工业生产中利用方铅矿精矿（主要成分为PbS，含有FeS2等杂质）和软锰矿（主要成分为MnO2）制备PbCl2的工艺流程如下图所示。

酸性废液

（含Mn2+、SO42-、Cl－等）

已知：

i.PbCl2微溶于水

ii.PbCl2（s）+2Cl－（aq）

PbCl42-（aq）ΔH>0

（1）浸取过程中MnO2与PbS发生如下反应，请将离子反应配平：

□____+□____+□PbS+□MnO2□PbCl2+□____+□____+□____

（2）由于PbCl2微溶于水，容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低，浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象，原因是________。

（3）调pH的目的是________。

（4）沉降池中获得PbCl2采取的措施有________。

（5）通过电解酸性废液可重新获得MnO2，装置示意图如下：

①在_______极（填“a”或“b”）获得MnO2，电极反应为________。

②电解过程中发现有Cl2产生，原因可能是_________、__________。

（石景山区）26．（12分）聚合硫酸铁（简称PFS或聚铁）是水处理中重要的絮凝剂。

以黄铁矿的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制取聚合硫酸铁（

）的工艺流程如下：

（1）酸浸时最合适的酸是（写化学式）。

（2）酸浸后溶液中主要的阳离子有。

（3）加入KClO3的目的是（结合离子方程式说明）。

（4）过程a中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合。

将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。

+

+

（5）过程a中水解要严控pH的范围。

pH偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，请解释原因。

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。

盐基度

B的表达式：

（n为物质的量）。

为测量聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作：

ⅰ.取聚合硫酸铁样品mg，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入

KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不与OH－反应。

然后以酚酞为指示剂，用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液VmL。

ⅱ.做空白对照实验，取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用cmol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V0mL。

①该聚合硫酸铁样品中n（OH－）＝mol。

②已知该样品中Fe的质量分数w，则盐基度B＝。

（门头沟区）27．（12分）镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni（OH）2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。

由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：

①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋

②已知实验温度时的溶解度：

NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O

③已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。

开始沉淀时

完全沉淀时

Al（OH）3

3.43

4.19

Fe（OH）3

2.53

2.94

Ni（OH）2

7.60

9.75

回答下列问题：

（1）加入试剂A来调节溶液的pH至5左右，试剂A最好选用。

a．NaOHb．Na2CO3c．NiO

该过程析出沉淀的成分是____________________（填化学式）。

（2）加入Na2C2O4溶液发生反应的化学方程式是_____________________。

（3）电解时的阴极电极反应式是____________________________。

检验阳极产生的气体的试剂是。

（4）沉淀Ⅱ可被电解所得阳极产物氧化，该反应的离子方程式是____________。

（5）检验Ni（OH）3已洗涤干净的方法是________________________________。

（怀柔区）27.（12分）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（主要成分为

ZnS还含有少量PbS等杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

回答下列问题：

（1）焙烧时生成气体的主要成分为

（2）溶浸过程的浸出液以硫酸锌为主，还含有Fe3+、Fe2+、A13+、Cu2+、Cd 2+、Cl－等杂质，会影

响锌的电解，需氧化除杂和还原除杂以净化。

①写出在溶浸过程中，Pb2+生成沉淀的离子方程式

②氧化的目的是

③X的作用是将浸出液的pH调节为5.5左右，使Fe3+、A13+形成沉淀而除去，且不引入其他杂

质，X为（填化学式）

④用Zn除去Cu2+、Cd 2+，则滤渣3的成分为

⑤用Ag2SO4除去Cl－，发生的离子方程式为

（3）滤液电解制锌得到的电解液可以循环利用。

请结合化学用语简述原因

（平谷区）26.金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。

工业上用钛铁矿（主要成分为钛酸亚铁

FeTiO3，含FeO、Fe2O3、SiO2）为原料制TiO2,再由TiO2制得金属Ti

资料：

TiO2+会发生水解

（1）步骤②、③、④中，均需用到的操作是。

（填操作名称）

（2）检验滤液2中是否含Fe3+的方法是：

       。

（3）步骤1中FeTiO3溶于过量硫酸的化学方程式。

（4）请结合化学用语用解释步骤④中加热水的原因。

（5）电解法获得Ti是通过右图装置，以熔融CaCl2做电解质，

①a为电源的（填“正”或“负”）

②在制备钛的过程中石墨电极附近的气泡中除了O2、CO、CO2

外还可能有的气体是，用化学用语解释原因。

（6）测定废液中Fe2+浓度已确认铁元素的回收率：

取25.00ml废液于锥形瓶中，用硫酸酸化的xmol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积如图所示：

（滴定时发生反应的离子方程式为：

5Fe2+＋MnO4-＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O）.废液中c（Fe2+）=

化学试题答案

（海淀区）27.（13分）

（1）2NaCl+2H2O

C12↑+H2↑+2NaOH（2分）

（2）bcd（2分）

（正选2个无错选得1分；选4个得1分；其余如选3个错选1个不得分）

（3）①碘元素和氯元素处于同一主族（VIIA），二者最外层电子数均为7，ICl中共用一对电子

（划线为2点，答出1点即得1分），由于碘原子半径大于氯原子（1分），碘原子得电子能

力弱于氯原子，故共用电子对偏离碘原子，使得碘元素显+1价（2分）

②Na++IO3—+Cl2+H2O===NaIO4↓+2H++2Cl—（2分）

（碱性环境不得分，NaIO4拆写或NaIO3未拆的给1分）

（4）①ClO-+2H++2I-===I2+Cl-+H2O（1分），10min时pH越低，c（H+）越大，反应速率加快

（或ClO-氧化性增强），c（I2）越高（1分），吸光度越大。

（2分）

②c（H+）较高，ClO-继续将I2氧化为高价含碘微粒，c（I2）降低，吸光度下降（1分）

③0.1（2分）

（朝阳区）27．（13分）

（1）

（2）①

⇌

（或

水解产生

）

②蒸发浓缩，冷却结晶，过滤

③加热

粗品至340℃左右，NH4Cl=NH3+HCl；收集产物并冷却，NH3+HCl=NH4Cl，得到纯净NH4Cl。

（3）KSCN溶液，不变红

（4）①

②i中

作催化剂，反应快，

只催化分解

；

ii中

作氧化剂，加入稀

后，

的氧化性增强，被

还原为

。

（东城区）27.（15分）

（1）研磨加热

（2）①＞②Al2O3+6H+===2Al3++3H2OFeO+2H+===Fe2++H2O

③ac

（3）滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀（合理答案给分）

（4）4.7Al（OH）3、Fe（OH）3

（5）升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体

（西城区）

26.（13分，（3）1分，其它每空2分）

（1）研磨、70℃加热

（2）Mg（OH）2、Ni（OH）2和Ca（OH）2

（3）趁热过滤

（4）185ab

（5）4OH—4e-

2H2O+O2↑阳

（6）Li2CO3+2C+2FePO4

2LiFePO4+3CO

（丰台区）26.（12分）

（1）8H＋+2Cl－+PbS+4MnO2==PbCl2+4Mn2++SO42-+4H2O（2分）

（2）PbCl2（s）+2Cl－（aq）

PbCl42-（aq），加入NaCl增大c（Cl－），有利于平衡正向移动，将PbCl2（s）转化为溶液中的离子，消除“钝化层”。

（2分）

（3）除去溶液中的Fe3+（1分）

（4）加水稀释、降温（2分）

（5）①a（1分）Mn2+-2e－+2H2O→MnO2+4H+（2分）

②2Cl－-2e－→Cl2（1分）MnO2+4HCl==MnCl2+Cl2↑+2H2O（1分）

（文字表述合理也给分）

（石景山区）26.（12分）

（1）H2SO4……………………………………………………………………………………………………………（1分）

（2）Fe3+、Fe2+、H+………………………………………………………………………………………………………………………………………（2分）

（3）将Fe2+氧化为Fe3+：

ClO3—+6Fe2++6H+===Cl—+6Fe3++3H2O………………………………（2分）

（4）1

+x

1

+

H2SO4……………………………………………………（2分）

（5）pH偏小时，水解平衡逆向移动，聚合硫酸铁的产率会降低；pH偏大时，Fe2（SO4）3生成Fe（OH）3

聚沉，聚合硫酸铁的产率会降低；……………………………………………………………（2分）

（6）①10—3cV0－10—3cV………………………………………………………………………………………………………………………………（2分）

②

………………………………………………………………………………………………………………（1分）

（门头沟区）27.（12分）

（1）cFe（OH）3、Al（OH）3　（各1分）

（2）NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O=NiC2O4·2H2O↓＋2NaCl（2分）

（3）2H2O＋2e–=2OH-+H2↑或2H+＋2e–=H2↑（2分）

用湿润的淀粉KI试纸（其他合理答案均可）（1分）

（4）2Ni（OH）2＋2OH－＋Cl2=2Ni（OH）3＋2Cl－（2分）

（5）取最后一次洗涤液，加入酸化的AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，证明沉淀已洗涤干净（其

它合理答案也给分，如检验Na+）（2分）

（怀柔区）27.（12分）

（1）SO2（1分）

（2）①Pb2++SO42-=PbSO4↓

②使Fe2+氧化为Fe3+,便于后续除去

③ZnO（1分）（合理即可）

④CuCdZn

⑤Ag2SO4+2Cl-=2AgCl+SO42-

（3）滤液的成分为ZnSO4溶液，电解的原理为：

随电解的进行电解液的主要成分为硫酸溶液，故可以直接用于溶浸。

（平谷区）26.

（1）过滤（1分）

（2）取1—2ml滤液2，滴加KSCN溶液，变红，有Fe3+（2分）

（3）FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O（2分）

（4）TiO2++2H2OH2TiO3+2H+水解反应吸热，用热水促进反应向正向进行。

（2分）

（5）①负。

（1分）②Cl2（1分）,2Cl-—2e-=Cl2（2分）

（6）2xmol•L—（2分）