届年高考化学化学工艺与流程专题复习文档格式.docx
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（5）“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是___________。
（6）“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是___________。
2．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。
采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体（NiSO4·
7H2O）：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
Ni2+
开始沉淀时（c=0.01mol·
L−1）的pH
沉淀完全时（c=1.0×
10−5mol·
7.2
8.7
3.7
2.2
7.5
（1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________。
为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。
写出该反应的离子方程式______________。
（2）“滤液②”中含有的金属离子是______________。
（3）“转化”中可替代H2O2的物质是______________。
若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即
“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。
（4）利用上述表格数据，计算Ni（OH）2的Ksp=______________（列出计算式）。
如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·
L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。
（5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。
（6）将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是______________。
3．立德粉ZnS·
BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。
（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。
灼烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。
A．黄色B．红色C．紫色D．绿色
（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________。
回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。
其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
（3）成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。
称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·
L−1的I2−KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。
以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000mol·
L−1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2+2
=2I−+
。
测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。
终点颜色变化为_________________，样品中S2−的含量为______________（写出表达式）。
4．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。
相关金属离子[c0（Mn+）=0.1mol·
L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
Mg2+
Zn2+
开始沉淀的pH
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
8.3
2.8
10.9
8.2
（1）“滤渣1”含有S和__________________________；
写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。
（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。
若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。
（6）写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。
当x=y=
时，z=___________。
5．高锰酸钾（
）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。
以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：
（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是_______________________。
（2）“平炉”中发生的化学方程式为______________________。
（3）“平炉”中需要加压，其目的是______________________。
（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“
歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成K2MnO4，MnO2和____________（写化学式）。
②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为___________________，阴极逸出的气体是______________。
③“电解法”和“
歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为______________。
（5）高锰酸钾纯度的测定：
称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀。
取浓度为0.2000mol·
L−1的H2C2O4标准溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48mL，该样品的纯度为___________________
（列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）。
6．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：
（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）
7．聚合硫酸铁（PFS）是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
回答下列问题
（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为_________。
粉碎过筛的目的是_______。
（2）酸浸时最合适的酸是_____，写出铁锈与酸反应的离子方程式_____________________。
（3）反应釜中加入氧化剂的作用是_________，下列氧化剂中最合适的是____________（填标号）。
a．KMnO4b．
c．
d．
（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。
pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则_______。
（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是______。
（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为
（n为物质的量）。
为测量样品的B值，取样品mg，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用c
的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）。
到终点时消耗NaOH溶液VmL。
按照上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液
，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为__________。
8．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（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：
L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
Cd2+
7.4
9.4
（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。
（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；
氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________
（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；
沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
二、原理综合题
9．化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。
氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图（a）所示的装置来制取。
装置中的离子膜只允许______离子通过，氯气的逸出口是_______（填标号）。
（2）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ（X）=
，X为HClO或ClO−]与pH的关系如图（b）所示。
HClO的电离常数Ka值为______。
（3）Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。
上述制备Cl2O的化学方程式为______。
（4）ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。
一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。
上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1molClO2消耗NaClO2的量为_____mol；
产生“气泡”的化学方程式为____________。
（5）“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是______（用离子方程式表示）。
工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为____kg（保留整数）。
10．硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。
一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·
H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
（1）在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
（2）“滤渣1”的主要成分有_________。
为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化学试剂是_________。
（3）根据H3BO3的解离反应：
H3BO3+H2O
H++B（OH）−4，Ka=5.81×
10−10，可判断H3BO3是_______酸；
在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。
（4）在“沉镁”中生成Mg（OH）2·
MgCO3沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。
由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
11．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式__________。
（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__________。
（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol·
L−1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。
滴定反应的离子方程式为_____________，该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·
L−1（以SO2计）。
12．KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。
（1）KIO3的化学名称是_____。
（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH（IO3）2、Cl2和KCl。
“逐Cl2”采用的方法是_____。
“滤液”中的溶质主要是
_____。
“调pH”中发生反应的化学方程式为_____。
（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式_____。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_____，其迁移方向是_____。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有_____（写出一点）。
13．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为____________________________。
（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式____________________。
（3）TiO2·
xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·
xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·
xH2O转化率最高的原因_______________________________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为___________。
（5）若“滤液②”中c（Mg2+）=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1.0×
10-5mol/L，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成______________（列式计算）。
FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×
10-22、1.0×
10-24。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式____________。
14．[2017·
新课标III]重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·
Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示：
（1）步骤①的主要反应为：
FeO·
Cr2O3+Na2CO3+NaNO3
Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2，上述反应配平后FeO·
Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。
该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_____________及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是___________________（用离子方程式表示）。
（4）有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。
冷却到___________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a．80℃b．60℃c．40℃d．10℃
步骤⑤的反应类型是___________________。
（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为________。
15．[化学-选修2：
化学与技术]
双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。
生产双氧水常采用蒽醌法，其反应原理和生产流程如图所示：
A．氢化釜B．过滤器C．氧化塔D．萃取塔E.净化塔F.工作液再生装置G.工作液配制装置
生产过程中，把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液，在一定的温度、压力和催化剂作用下进行氢化，再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水。
（1）蒽醌法制备双氧水理论上消耗的原料是_______，循环使用的|原料是______，配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是______。
（2）氢化釜A中反应的化学方程式为_______，进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为_______。
（3）萃取塔D中的萃取剂是____，选择其作萃取剂的原因是______。
（4）工作液再生装置F中要除净残留的H2O2，原因是______。
（5）双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO4溶液测定，该反应的离子方程式为_______。
一种双氧水的质量分数为27.5%，（密度为1.10g·
cm3），其浓度为______mol/L。
三、实验题
16．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：
（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−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。
为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”“碱”“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____________。
参考答案
1．加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）Fe2+VO++MnO2+2H+=
+Mn2++H2OMn2+Fe3+、Al3+Fe（OH）3NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al（OH）3↓或Na[Al（OH）4]+HCl=NaCl+Al（OH）3↓+H2O利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
【分析】
黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4，用30%H2SO4和MnO2“酸浸氧化”时VO+和VO2+被氧化成
，Fe3O4与硫酸反应生成的Fe2+被氧化成Fe3+，SiO2此过程中不反应，滤液①中含有
、K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、
；
滤液①中加入NaOH调节pH=3.0~3.1，钒水解并沉淀为V2O5·
xH2O，根据表中提供的溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH，此过程中Fe3+部分转化为Fe（OH）3沉淀，部分Al3+转化为Al（OH）3沉淀，滤液②中含有K+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、
，滤饼②中含V2O5·
xH2O、Fe（OH）3、Al（OH）3，滤饼②中加入NaOH使pH>
13，V2O5·
xH2O转化为钒酸盐溶解，Al（OH）3转化为NaAlO2，则滤渣③的主要成分为Fe（OH）3；
滤液③中含钒酸盐、偏铝酸钠，加入HCl调pH=8.5，NaAlO2转化为Al（OH）3沉淀而除去；
最后向滤液④中加入NH4Cl“沉钒”得到NH4VO3。
【详解】
（1）“酸浸氧化”需要加热，其原因是：
升高温度，加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全），故答案为：
加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）；
（2）“酸浸氧化”中，钒矿粉中的Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2（SO4）3和水，MnO2具有氧化性，Fe2+具有还原性，则VO+和VO2+被氧化成
的同时还有Fe2+被氧化，反应的离子
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