完整word版高三化学化工流程题专题练习Word格式文档下载.docx

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以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：

物质

Mn（OH）2

Co（OH）2

Ni（OH）2

MnS

CoS

NiS

Ksp

2.1×

10－13

3.0×

10－16

5.0×

1.0×

10－11

10－22

（1）步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是。

（2）步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式是，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe3+。

（3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是。

（4）步骤Ⅳ中，在（填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为。

（5）电解后的废水中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn（OH）2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。

进行二级沉降的目的是。

4．回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉（含MnO2、Mn（OH）2、Fe、乙炔和黑炭等），由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。

根据上图所示步骤并参考表格数据，回答下列问题。

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe（OH）3

2.7

3.7

Fe（OH）2

7.6

9.6

8.3

9.8

（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。

MnO2与

浓盐酸反应的离子方程方程式：

_。

（2）酸浸时，浸出时间对锰浸出率的影响如右上图所示，工业采用的是浸取60min，其可能原因是。

（3）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是。

（4）过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调节pH约为5.1，其目是。

（5）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+氧化得到MnO2，反应的离于方程式为。

（6）工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。

主要生产过程分两步进行：

第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；

第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。

①第一步反应的化学方程式为。

②电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为。

5．铬铁矿的主要成分可表示为FeO·

Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，下图所示是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的工艺流程。

已知1：

物质的溶解度（g/100g水）

0℃

40℃

80℃

KCl

28.0

40.1

51.3

NaCl

35.7

36.4

38.0

K2Cr2O7

4.7

26.3

73.0

Na2Cr2O7

163.0

215.0

376.0

已知2：

①焙烧时有Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2等生成。

②Cr2O72－+H2O

2CrO42－+2H+；

Cr2O72－具有很强的氧化性

回答问题：

（1）“浸出”步骤中，为了提高浸出率，可采取的措施有（要求写一条）。

（2）固体b中主要含有（填写化学式）。

（3）要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用（填写仪器或用品名称）。

（4）酸化步骤用醋酸调节溶液的pH﹤5，其目的是；

不用盐酸调节溶液pH的原因是。

（5）操作III发生反应的化学方程式是，

要得到K2Cr2O7晶体的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、、和干燥。

6．从明矾[KAl（SO4）2·

12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下：

明矾焙烧的化学方程式为：

4KAl（SO4）2·

12H2O+3S＝2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O

请回答下列问题：

（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是。

（2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有_____________。

A．粉碎固体混合物　　B．降低温度C．不断搅拌　D．缩短浸泡时间

（3）从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是　　。

（4）步骤③电解的化学方程式是，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：

　　　　　　　　　　。

（5）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，则该电池的正极电极反应式是　　　　　　　。

（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为bg/mol），若SO2的转化率为96%，可生产质量分数为98％的H2SO4质量为吨（列出计算表达式）。

7．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：

（一定条件下，MnO4－可与Mn2+反应生成MnO2）

生成氢氧化物沉淀的pH

Al（OH）3

开始沉淀时

3.4

6.3

完全沉淀时

5.2

9.7

3.2

（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是

（2）检验滤液中还存在Fe2＋的方法是______________________________（注明试剂、现象）。

（3）“除杂”环节有如下几个步骤，

（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH为3.2；

（Ⅱ）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色

（Ⅲ）加入MnSO4至紫红色消失，过滤。

①步骤Ⅰ的目的：

；

调节溶液的pH为3.2的目的是。

②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是，写出其反应方程式：

③Ⅲ中加入MnSO4的目的是。

（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是_____________________。

（填化学式）

8．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：

请回答：

（1）绿矾的化学式为。

（2）写出反应①的化学方程式，

反应②生成沉淀的离子反应方程式。

（3）为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）：

。

（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是。

（5）若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为；

若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4，则需该硝酸的体积L。

9．某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。

（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。

（写出两个）

（3）物质X的化学式为___________。

“碱溶”时反应的离子方程式为____________。

（4）已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。

为了获得产品Al（OH）3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是____________________。

（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·

6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：

_______________________。

10．工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca（IO3）2,其生产流程如下：

Ca（IO3）2微溶于水,溶于硝酸；

Ksp（CuI）=1.1×

10－12,Ksp（Cu2S）=2.5×

10－48；

氧化性:

HNO3>

IO3－>

H2O2

（1）“还原”过程中主要反应的化学方程式为：

2Na2S2O3＋I2=＋2NaI。

（2）在还原过程还伴随有CuI生成，写出加入Na2S的离子反应方程式。

（3）在氧化过程中先加入H2O2再加入浓硝酸，而不直接加入浓硝酸的目的是。

（4）加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca（IO3）2，则要调节pH至（填“酸性”或“中性”或“碱性”），原因是。

（5）Ca（IO3）2也可用电化学氧化法制取：

先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入CaCl2，最后过滤得到Ca（IO3）2。

写出电解时阳极发生的电极反应方程式,用该方法制取Ca（IO3）2，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca（IO3）2的质量为kg（计算结果保留3位有效数字）。

11．工业上生产高氯酸（沸点：

90°

C）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：

（1）实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有。

（2）反应器I中的温度最佳为（填序号）；

操作②的名称为。

A.0°

C；

B.20°

C.80°

D.120°

C

（3）反应器II中发生反应的离子方程式为。

2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O

（4）加快反应器II中反应速率的措施有（写出一种措施即可）等。

从反应器II中获得NaClO2粗品的实验操作依次是（填序号，下同），进一步提纯的操作名称为。

A.过滤B.重结晶C.蒸馏D.蒸发浓缩E.蒸干灼烧F.冷却结晶G.萃取分液

（5）上述流程中可循环使用的物质为，副产品除NaClO2、NaHSO4外还有（填化学式）。

12．、磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。

医药工业利用共沉淀原理，通过控制Ca/P物质的量比[n（Ca）/n（P）]制备相应产品[Ca5（PO4）3OH和Ca3（PO4）2的n（Ca）/n（P）分别为1.67和1.5]流程如下：

（注：

Ca5（PO4）3OH、Ca3（PO4）2和CaHPO4均难溶于水；

Ca（H2PO4）2溶液pH<

7）

下表为n（Ca）/n（P）＝1.5时，不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果：

pH值

6.8

7.2

8.0

9.0

10.0

产率（%）

92.6

95.3

96.7

94.6

95.6

n（Ca）/n（P）

1.51

1.50

1.52

（1）流程中强调“滴加速度100mL/45min”的作用是_________。

流程中调pH选氨水，不选生石灰或石灰乳的理由是____。

（2）从表中数据分析生成Ca3（PO4）2时，“pH＝x”中的x的最佳取值为________，滤饼的化学成分Ca5（PO4）3OH、Ca3（PO4）2、CaHPO4和________。

（3）酸性条件下产率偏低的原因是________。

（4）“高温煅烧”滤饼，化学反应方程式为________。

（5）下图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线，依据图信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L，pH＝10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为____。

参考答案

1．

（1）促进Fe3＋水解生成Fe（OH）3而除去；

（2分）Fe（OH）3；

（2分）

（2）A（2分）

（3）3SO32－＋Cr2O72－＋8H＋＝2Cr3＋＋3SO42－＋4H2O；

（3分，化学式和配平错误0分）

H2SO4；

（2分）1.0×

10－32mol4·

L－4（2分，不带单位扣1分）

（4）正极，（2分）4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O（2分）（无“↑”扣分1分）

2．

（1）FeTiO3+2H+

Fe2++TiO2+H2O（3分）

（2）TiO2+2C+2Cl2

TiCl4+2CO（3分）

（3）Mg2++2e－=Mg（3分）Cl2和Mg（2分）

（4）能；

（1分）钠的还原性比镁强（1分）

（5）HCl（2分）（填写H2SO4、HNO3均可）

3、

（1）MnCO3+H2SO4＝MnSO4+CO2↑+H2O（3分）

（2）MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O（3分）

（3）CoS和NiS（3分，错、漏均扣1分）

（4）阴（1分），Mn2++2e－＝Mn（3分）

（5）沉降得到MnS，以进一步去除废水中的Mn2+（3分）

4．

（1）MnO2+4H++C1－＝Mn2++C12↑+2H2O（3分）

（2）60min后，再延长浸出时间，增加生产成本，而浸出的量会不明显（2分）

（3）将Fe2+转化为Fe3+（2分）

（4）使Fe3+完全转化为Fe（OH）3沉淀，并防止Mn2+变成Mn（OH）2（2分）

（5）Mn2++H2O2+2OH－=MnO2↓+2H2O（3分）

（6）①2MnO2+4KOH+O2＝2K2MnO4+2H2O（2分）②产生无色气泡（2分）

5．

（1）加热；

或研磨；

或搅拌；

（2分）

（2）Al（OH）3（2分）；

（3）pH计或精密pH试纸（2分）

（4）使CrO42－转化为Cr2O72－（2分）；

Cr2O72－会把盐酸（或氯离子）氧化为氯气（3分）

（5）Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl（3分，没↓或没配平扣1分），过滤、洗涤（2分）

6．

（1）KAl（SO4）2·

12H2O（2分）

（2）AC（2分，多选、错选0分）

（3）蒸发结晶（2分，“蒸发浓缩、冷却结晶”给1分）

（4）

阳极中碳被氧化成CO2（CO）（2分，用化学方程式表示也可，如：

C＋O2

CO2或2C＋O2

2CO，条件用加热或970℃也可）

（5）NiO（OH）+H2O＋e－＝Ni（OH）2＋OH－（2分）

（6）

或

（3分，不带单位不扣分，化简也可以）　　

7．

（1）（2分）

（2）取少量滤液，滴加KMnO4溶液（2分），KMnO4溶液褪色（1分）

（3）①将Fe2+氧化为Fe3+，（2分）调节pH值使铁完全沉淀；

②生成有黄绿色气体（2分）；

MnO2＋4HCl△MnCl2+Cl2↑+2H2O（2分）

③除去过量的MnO4－。

（4）K2SO4。

8．

（1）FeSO4·

7H2O（2分）

（2）2Al+2NaOH+2H2O

2NaAlO2+3H2↑AlO2－+CO2+2H2O

Al（OH）3↓+HCO3－（4分）

（或2AlO2－+CO2+3H2O

2Al（OH）3↓+CO32－）[未写离子方程式扣1分，不配平扣1分，离子符号错0分]

（3）用试管取少量滤液D（1分），向滤液中滴加KSCN（或NaSCN、或NH4SCN）]

溶液无明显现象（1分），再滴入氯水（或双氧水，或通入Cl2）若变成血红色，则溶液则中存在Fe2+（1分）。

（4）铜、铁与稀硫酸形成了原电池（或发生了电化腐蚀，或有电流产生）（2分）

（5）Cu+H2O2+H2SO4

CuSO4+2H2O（2分。

配平1分，化学式错0分）

2（3分）[说明：

反应式为3Cu+2HNO3+3H2SO4

3CuSO4+2NO↑+4H2O]

9．

（1）Al2O3+6H+===2Al3++3H2O；

Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O（4分，每个2分）

（2）盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间（任写两个4分，每个2分）

（3）CO2；

Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O（4分，每个2分）

（4）加入CaCO3调节pH到3.2，过滤除去Fe（OH）3后，再加入CaCO3调节pH到5.4，过滤得到Al（OH）3（2分）

（5）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：

AlCl3·

6H2O（s）

Al3+（aq）+3Cl－（aq）+6H2O（l），通入HCl气体使溶液中c（Cl－）增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体（2分）

10．

（1）Na2S4O6（2分）

（2）2CuI（s）+S2－=Cu2S（s）+2I－（3分）

（3）减少氧化过程中生成的氮的氧化物的污染（2分）

（4）中性（2分）Ca（IO3）2在硝酸溶液中溶解，故要中和过量的酸；

在碱性溶液中，会混有微溶的Ca（OH）2造成产品不纯。

（2分）

（5）3H2O+I－－6e－=IO3－+6H+（3分）；

1.20（2分）

11．

（1）（普通）漏斗、玻璃棒、烧杯（3分，各1分）

（2）C；

蒸馏（各1分）

（3）2ClO2+SO2+4OH－=2ClO2－+SO42－+2H2O（2分）

（4）适当升高温度（增大NaOH溶液的浓度、增大气体（SO2、ClO2）和NaOH溶液的接触面积等）（2分）；

DF（A）（2分）；

B（1分）

（5）硫酸；

Na2SO4（各2分）

12．

（1）使反应物充分接触（2分）；

若选择生石灰或石灰乳调节pH会改变n（Ca）/n（P）（2分）

（2）7.2（2分）；

CaCO3（2分）

（3）酸性条件下，容易造成钙的流失。

（或“酸性条件下，容易造成钙磷流失。

”

或“酸性条件下，难溶产物易溶解转化为易溶物质造成钙磷流失”）

或“酸性条件下，Ca5（PO4）3OH、Ca3（PO4）2和CaHPO4等易转化为可溶的Ca（H2PO4）2，造成钙磷流失”）（2分）

（4）2CaHPO4+CaCO3高温Ca3（PO4）2+H2O+CO2↑

或Ca5（PO4）3OH+CaHPO4高温2Ca3（PO4）2+H2O（2分）

（5）0.056mmol·

L－1·

min－1（3分）