高考工业流程必做题.docx
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高考工业流程必做题
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1.途经张家界的黔张常铁路是我国“八纵八横”高速铁路网之一，于2019年12月26日开通，高铁的铝合金车体的优势是：
制造工艺简单，节省加工费用；减重效果好；有良好的运行品质；耐腐蚀，可降低维修费。
工业上制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有Fe2O3杂质）中得到纯净的Al2O3，然后电解Al2O3得到铝。
下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图。
其中涉及到的一个反应是：
2NaAlO2+CO2+3H2O=Na2CO3+2Al（OH）3↓。
（1）图示中实验操作
（1）是________；加入的试剂②是__________（填化学式）。
（2）试写出下列物质（或溶液中的溶质）的化学式：
B__________________；D__________________；H________________。
（3）写出化学方程式：
①铝土矿→A：
_____________________________________。
②E→F：
_____________________________________。
2.（14分）CuO可用作颜料、玻璃磨光剂、有机合成催化剂等。
以下是用铜粉氧化法生产CuO的流程图：
回答下列问题：
（1）写出溶解过程中的离子方程式_____________________________________。
（2）1∶1的H2SO4是用1体积98%H2SO4与1体积水混合而成。
配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒外，还需要______________、________________。
（3）该工艺会产生一定量的酸性气体，该气体是______________（写分子式），应加以回收处理。
（4）已知Cu2O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的稳定性比Cu2+差
请你设计一个简单的实验检验焙烧后固体（假设只含铜的氧化物）中是否含
Cu2O。
。
（5）不考虑生产中的损耗，要计算铜粉中Cu的含量，需要测定的数据是_______________和________________________（用文字表示）。
3.（本题11分）生产着色铝片的工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）第①步中NaOH溶液的作用是 （1分）
（2）第②步HNO3的作用是对铝片进行抛光，写出其反应的的离子方程式 （2分）
（3）在第④步电解是以铝为阴极，铝片为阳极，在硫酸介质中控制电压电流，使阳极放出O2与Al反应使铝表面形成一层致密的氧化膜。
写出有关的电极反应式：
阴极：
（2分）阳极：
（2分）
（4）氧化膜质量的检验：
取出铝片干燥，在氧化膜未经处理的铝片上分别滴一滴氧化膜质量检查液（3gK2CrO4＋75mL水＋25mL浓盐酸），判断氧化膜质量的依据是 （2分）
A．铝片表面有无光滑 B．比较颜色变化 C．比较质量大小 D．比较反应速率大小
（5）将已着色的铝干燥后在水蒸气中进行封闭处理约20～30min，封闭的目的是使着色的氧化膜更加致密，有关反应化学方程式是 （2分）
4.（8分）工业上制取CuCl2的生产流程如下：
请结合下列数据，回答下列问题：
物质
Fe（OH）2
Cu（OH）2
Fe（OH）3
溶度积/25℃
8.0×10－16
2.2×10－20
4.0×10－38
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3～4
（1）在溶液A中加入NaClO的目的是_____________________________________________。
（2）在溶液B中加入CuO的作用是_______________________________________________。
（3）操作a的目的是____________________________________________________________。
（4）在Cu（OH）2中加入盐酸使Cu（OH）2转变为CuCl2，采用多量盐酸和低温蒸干的目的是
___________________________________________________________________________________
5.（12分）七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）为白色细小四角柱状结晶，无臭，味苦，在干燥空气中易风化，易溶于水，缓溶于甘油，微溶于乙醇，热至68℃以上熔化。
在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣——硼镁泥可制取七水硫酸镁。
表1硼镁泥的主要化学成分
成分
MgO
SiO2
Fe2O3
CaO
B2O3
Al2O3
MnO
CO2
质量分数%
25-38
18-25
6-15
1-3
1-2
1-2
1-2
15-20
表2部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物
Al（OH）3
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Mn（OH）2
Mg（OH）2
pH值
4.7
3.2
9.7
10.4
11.2
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：
根据以上流程图并参考表格数据，试回答下列问题：
⑴硼镁泥是硼镁矿生产硼砂（Na2B4O7·10H2O）时的废渣。
将硼镁矿（2MgO·B2O）锻烧、粉碎后加水和纯碱，在加热加压下通入CO2可得硼砂。
此反应为熵减小反应，试写出反应方程式：
。
⑵沉淀A中除二氧化硅外，还含有硼酸，硼酸微溶于水，为一元弱酸，其酸性不来源于羟基的电离，写出硼酸水溶液电离方程式。
⑶CaSO4的溶解度随温度升高变化不明显，在得到沉淀C时，对蒸发浓缩后的溶液却要进行趁热过滤，原因是。
⑷经对沉淀B进行分析，发现其中含有二氧化锰，用方程式解释原因：
。
⑸用正三辛胺（TOA）做萃取剂，磺化煤油做稀释剂，通过有机萃取也可以用来除去硫酸镁浸出液中的铁。
其主要反应如下：
Fe2＋＋H2O＝Fe（OH）2＋＋H＋⑴
Fe（OH）2＋＋SO42－＝Fe（OH）SO4⑵
2R3N＋H2SO4＝（R3NH）2SO4⑶
Fe（OH）SO4＋（R3NH）2SO4＝Fe（OH）SO4·（R3NH）2SO4⑷
试问：
浸出液初始pH须加H2SO4调至0.9左右，pH＞1.5时不利于萃取。
试给出须加H2SO4的两个理由
。
pH＜0.5亦不利于萃取，给出其主要原因。
6.已知A、B、C、D、E、F、G为中学化学中常见的化合物，其中A是淡黄色固体，B是无色液体，G为红褐色沉淀．常温下甲、乙、丙为气态非金属单质，丙呈黄绿色；丁、戊为常见金属单质，其中戊是当前用量最大的金属．它们之间的转化关系如下图所示（有的反应部分产物已经略去）．请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：
A ，E ，戊 ．
（2）F转化为G的过程中出现的现象是：
（3）写出②中反应的离子方程式：
．
（4）①～⑥转化中不含有氧化还原反应的是：
（填序号）．
7.
（8分）某强酸性溶液X含有Ba2＋、Al3＋、NH
、Fe2＋、Fe3＋、CO32－、SO32－、SO
、Cl－、NO
中的一种或几种，取该溶液进行实验，实验内容如下：
根据以上信息，回答下列问题：
（1）溶液X中除H＋外还肯定含有的离子是_____________________________________；
（2）写出有关离子方程式：
步骤①中生成A________________;
步骤②生成沉淀I__________________。
（3）假设测定A、F、I均为0.01mol,10mLX溶液中n（H＋）＝0.04mol，而沉淀C物质的量小于0.07mol，能说明该溶液中除了
（1）中含有的离子还一定有__________。
8.从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为 ．
（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32﹣的离子方程式为 ．
（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入 （填试剂名称）．
（4）滤液E、K中溶质的主要成份是 （填化学式），写出该溶液的一种用途
（5）已知298K时，Mg（OH）2的容度积常数KSP=5.6×10﹣12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2+）= ．
9.
从废钒催化剂（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）中回收XO5的一种生产工艺流程示意如图所示：
回答下列问题：
（1）①中滤渣的主要成分是 ．
（2）②、③中的变化过程可简化为（下式中Rn+表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂的主要成分）：
Rn+（水层）+nHA（有机层）
RAn（有机层）+nH+（水层）
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 ．③中反萃取时加入的X试剂是 ．
（3）完成④中反应的离子方程式：
ClO3－+ VO2++ H+= VO3++ Cl－+
（4）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如表
pH
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
钡沉淀率/%
88
92
93
95
95
95
93
90
87
根据表中数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为 ；若钒沉淀率为90%时不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）＜ ．（已知：
25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10﹣38）
（5）在整个工艺流程中，可以循环利用的物质是水、 和 ．
（6）写出废液Y中除H+之外的两种阳离子 ．
10.
（12分）回收铅蓄电池的电极填充物（铅膏，主要含PbO、PbO2、PbSO4），可制备热稳定剂三盐基硫酸铅（组成可表示为3PbO·PbSO4·H2O），其实验流程如下：
（1）物质X可以循环利用，该物质是。
最后一次过滤之后需要洗涤，检验三盐基硫酸铅是否洗净的方法是。
（2）从滤液A可提取出一种含结晶水的钠盐副产品。
若检验该晶体中结晶水的含量，所需的硅酸盐材质仪器有____、____、、玻璃棒、石棉网、干燥器等。
（3）流程中不直接利用H2SO4溶液与PbO、PbCO3反应制取PbSO4，原因可能是。
（4）生成三盐基硫酸铅的离子反应方程式为。
（5）向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO。
若实验中所取铅膏的质量为47.8g，其中PbO2的质量分数为15.0%，则要将PbO2全部还原，至少需加mL1.0mol·L-lNa2SO3溶液。
11.
（9分）锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域．以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2，其工艺流程图如图1．
已知：
GeO2是两性氧化物；GeCl4易水解，沸点86.6℃
（1）第①步滤渣主要成分有 （填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有 ．
（2）第③步萃取时，锗的萃取率与
（水相和有机相的体积比）的关系如图2所示，
从生产成本角度考虑，较适宜的
的值为 ．
（3）第④步加入盐酸作用 （答两点即可）．
（4）第⑤步反应的化学方程式 ．
（5）检验GeO2•nH2O是否洗涤干净的操作是 ．
12.
（15分）重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO·Cr2O3）为原料生产。
实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：
FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3=12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。
试回答下列问题：
（1）在反应器①中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，
杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出二氧化硅、氧化铝分别与碳酸钠反应的化学方程式：
__________________、___________________。
（2）NaFeO2能强烈水解，在操作②中生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：
。
简述检验溶液中是否存在Fe3+的方法是：
。
（3）操作③的目的是什么，用简要的文字和化学方程式说明：
。
（4）操作④中，酸化时，CrO42-转化为Cr2O72-，写出平衡转化的离子方程式：
。
（5）铬（Cr）与铝的性质相似，试写出Cr（OH）3溶于NaOH溶液所发生反应的离子反应方程式：
。
13.以下是用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图：
回答下列问题：
（1）酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是______________________________。
（2）滤液B中加入NH4HCO3溶液的离子方程式。
（3）煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为_____________________________。
（4）已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如如图所示，产品Ⅱ的化学式为 ，为了获得产品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是 、趁热过滤、洗涤、干燥。
（5）检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是_______________，进一步提纯产品Ⅱ的方法是________________；
（6）步骤Ⅲ中可选用______________（填序号）试剂调节溶液的pH。
A．稀硝酸B．双氧水C．氨水D．高锰酸钾溶液
14.为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体。
请回答：
（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：
。
（2）试剂X是。
步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是。
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如图7所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。
一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。
为了避免固体C减少，可采取的改进措施是。
（4）用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：
写出途径①中反应的离子方程式，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由。
15.
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途．
Ⅰ．高铁酸钾（K2FeO3）不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中．如图1是高铁电池的模拟实验装置：
（1）该电池放电时正极的电极反应式为 ；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，理论消耗Zn g（已知F=96500C/mol）．
（2）盐桥中盛有饱和KCl溶液，此盐桥中氯离子向 移动（填“左”或“右”）；若用阳离
子交换膜代替盐桥，则钾离子向 移动（填“左”或“右”）．
（3）图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有 ．
Ⅱ、工业上湿法制备K2FeO4的工艺流程如图3．
图3
（4）完成“氧化”过程中反应的化学方程式：
FeCl3+ NaOH+ NaClO= Na2FeO4+ NaCl+ H2O
（5）加入饱和KOH溶液的目的是
（6）已知25℃时Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10﹣38，此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入 mL 2mol/L的盐酸（忽略加入盐酸体积）．
16.
一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3•CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中．从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：
（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为．
（2）过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴．则浸出钴的离子反应方程式为（产物中只有一种酸根）．请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因．
（3）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请分别用离子方程式表示在过程III、IV中起的作用：
．
17.
某科研小组探究工业废Cu粉（杂质含有SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO4•5H2O，实现废物综合利用，实验过程如下：
过程Ⅰ：
（1）废Cu粉中一定含有的杂质是（填化学式）
（2）写出过程②发生反应的离子方程式：
．
过程Ⅱ：
（3）综合过程Ⅰ、II，计算废Cu粉中各成分的质量之比是（化为最简整数比）
过程Ⅲ：
已知25℃时：
电解质
Cu（OH）2
Fe（OH）2
Fe（OH）3
溶度积（Ksp）
2.2×10﹣20
8.0×10﹣16
4.0×10﹣38
开始沉淀时的pH
5.4
6.5
3.5
完全沉淀时的pH
6.4
9.6
4.0
（4）在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H2O2溶液，调节溶液的pH范围为，然后过滤、结晶，可得CuSO4•5H2O．
（5）下列与Ⅲ方案相关的叙述中，正确的是填字母）．
A．H2O2是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe（OH）2沉淀比Fe（OH）3沉淀较难过滤
C．调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D．在pH＞4的溶液中Fe3+一定不能大量存在．
18.
（14分）电子工业中，常用氯化铁溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。
请按要求回答下列问题：
（1）若向氯化铁溶液中加入一定量的澄清石灰水，调节溶液pH，可得红褐色沉淀,该反应的离子方程式为：
，该过程中调节溶液的pH为5，则c（Fe３＋）为：
mol·L－1。
（己知：
Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38）
（2）某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收：
①用足量FeCl3溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子有：
。
②FeCl3蚀刻液中通常加入一定量的盐酸，其中加入盐酸的目的是：
。
③步骤①中加入H2O2溶液的目的是：
。
④已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Cu（OH）2
Fe（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀时
4.7
7.0
1.9
沉淀完全时
6.7
9.0
3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是：
。
⑤写出步骤②中生成CO2的离子方程式：
（已知Cu2（OH）2CO3难溶于水）
19.
（14分）
I、请根据如下图所示转化关系回答有关问题。
A和B均为钠盐的水溶液，A呈中性，B呈碱性并具有强氧化性。
（1）写出A、B的化学式：
A，B。
（2）依次写出A→D和D→E（E中含有某+5价元素的含氧酸根离子）的离子方程式：
，。
（3）写出将SO2气体通入K溶液中发生反应的离子方程式：
。
II、
（1）将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。
在如下图所示坐标系中画出能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系图像。
（2）将18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物，在密闭容器中加热到约250℃，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体质量为16.6g。
试计算混合物中NaOH的质量分数。
（请写出计算过程）
20.
硫化锌（ZnS）是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰制取其工艺流程如图所示。
（1）为提高锌灰的浸取率，可采用的方法是▲（填序号）．
①研磨 ②多次浸取 ③升高温度 ④加压 ⑤搅拌
（2）步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是（写化学式）▲
（3）步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂X应为▲
（4）步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S．
①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是▲，
②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取，化学反应方程式为▲；
③已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图，从滤液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是▲
（5）若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为b mol，步骤Ⅲ所得Cd为d mol，最后得到VL、物质的量浓度为c mol/L的Na2SO4溶液．则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为▲
21.
（13分）钛矿工业中的酸性废水富含Ti、Fe等元素，其综合利用如下：
已知：
TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中。
（1）TiO2+钛的化合价为
（2）步骤I中检验钛矿废水中加入铁屑是否足量的试剂是。
（3）操作a是蒸发浓缩、冷却结晶、。
（4）步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为____；反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是。
（5）已知Ksp=[Fe（OH）2]=8×10-16s。
步骤Ⅲ中，FeCO3达到溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8．5，c（Fe2+）=1×10-6mol/L。
试判断所得的FeCO3中____（填“有”或“没有”）Fe（OH）2；步骤Ⅳ中，为了得到较为纯净的Fe2O3，除了适当的温度外，还需要采取的措施是。
（6）向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2·nH2O。
请结合原理和化学用语解释其原因。
22.
粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等，某实验室对其进行处理的流程如图所示：
回答下列问题：
（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe（SO4）2、NH4Al（SO4）2等，写出生成NH4Fe（SO4）2的化学方程式 ，在NH4Al（SO4）2溶液中加入Ba（OH）2溶液使硫酸根离子恰好完全沉淀，写出反应的离子方程式：
；
（2）滤渣B的主要成分为 ，其与NaOH溶液反应的离子方程式为 ．
（3）已知KSP[Fe（OH）3]=4×10﹣38，KSP[Al（OH）3]=1×10﹣33．为实现步骤③的实验目的，应使溶液中c（Fe3+）、c（Al3+）均小于或等于1×10﹣9mol•L﹣1可认为完全沉淀，则溶液A至少应调节到pH= ；用NH4HCO3调节pH的实验原理为 （用离子方程式表示）．
（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、 、 ，得到的晶体主要成份是 （填化学式）．第⑤步所加试剂D是 ；第⑥步生成Al（OH）3的离子方程式为 ．
23.
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