届高三化学一轮复习工业流程图强化训练.docx

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届高三化学一轮复习工业流程图强化训练

2020届高三化学一轮复习工业流程图强化训练

1、（2019·湖南省五校协作体高三第一次诊断）以赤铁矿（主要成分为60.0%Fe2O3，杂质为3.6%FeO，Al2O3，MnO2，CuO等）为原料制备高活性铁单质的主要生产流程如图所示：

已知部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表所示：

沉淀物

Fe（OH）3

Al（OH）3

Fe（OH）2

Cu（OH）2

pH

3.4

5.2

9.7

6.7

请回答下列问题：

（1）含杂质的赤铁矿使用前要将其粉碎，其目的是______________________________________

_______________________________________________________________________________。

操作Ⅰ的名称是________。

（2）将操作Ⅰ后所得的MnO2与KClO3、KOH溶液混合共热，可得到K2MnO4，此反应的化学方程式是________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（3）将pH控制在3.6的目的是_______________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

已知25℃时，Ksp[Cu（OH）2]＝2×10－20，该温度下反应Cu2＋＋2H2OCu（OH）2＋2H＋的平衡常数K＝_______________________________________________________________________。

（4）加入双氧水时反应的离子方程式为_______________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（5）利用氨气在500℃以上分解得到的氮原子渗透到铁粉中可制备氮化铁（FexNy），若消耗氨气17.0g，消耗赤铁矿石1kg，写出该反应完整的化学方程式：

______________________________

_______________________________________________________________________________。

．

（1）增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率　过滤

（2）3MnO2＋6KOH＋KClO3

3K2MnO4＋KCl＋3H2O

（3）使Fe3＋全部沉淀下来而其他金属离子不形成沉淀

5．0×10－9

（4）H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

（5）16Fe＋2NH3

2Fe8N＋3H2

2.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。

（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO和NaOH的混合溶液将Fe（OH）3氧化制备高铁酸钠，反应的离子方程式为________________；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是________________。

（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：

①酸溶过程中发生反应的化学方程式为________________，________________，________________________；“滤渣A”主要成分的化学式为________。

②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式：

________________________________。

③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2＋反应的离子方程式为________________________。

④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是________，如果pH过大，可能引起的后果是________________________________________。

沉淀物

Fe（OH）3

Al（OH）3

Fe（OH）2

Mg（OH）2

开始沉淀pH

2.7

3.8

7.6

9.4

完全沉淀pH

3.2

5.2

9.7

12.4

答案　

（1）2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－===2FeO

＋3Cl－＋5H2O　FeO

具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成Fe3＋，Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体可吸附悬浮颗粒而净水

（2）①Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O　Al2O3＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2O　MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O　SiO2

②FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO

＋16H＋

③4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe（OH）3↓[或Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3]

④3.2～3.8　Al3＋、Mg2＋形成沉淀，使制得的铁红不纯

3（2020年湖北名师联盟）．高锰酸钾是中学化学常用的试剂。

主要用于防腐、化工、制药等。

实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如下：

（1）实验室熔融二氧化锰、氧氧化钾、氯酸钾时应选择哪一种仪器________________

a．普通玻璃坩埚b．石英坩埚c．陶瓷坩埚d．铁坩埚

（2）第一步熔融时生成K2MnO4的化学方程式：

_________。

（3）操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在____________（填性质）上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4。

趁热过滤的原因是_______________。

（4）反应b是电解法制备KMnO4，其装置如图所示，a作____________极（填“阳”或“阴”），中间的离子交换膜是_____（填“阳”或“阴”）离子交换膜。

阳极的电极反应式为____________。

（5）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。

其消毒原理与下列物质相同的________（填标号）

a．双氧水b．84消液（NaClO溶液）c．75％酒精

答案

（1）d

（2）3MnO2+KClO3+6KOH

3K2MnO4+KCl+3H2O

（3）溶解性避免温度下降，造成主产品的纯度降低

（4）阳阳MnO

-e−=MnO

（5）ab

4（2019·嘉兴一中高三上学期期末）工业上用难溶于水的碳酸锶（SrCO3）粉末为原料（含少量钡和铁的化合物）制备高纯六水氯化锶晶体（SrCl2·6H2O），其过程为：

已知：

Ⅰ.有关氢氧化物沉淀的pH：

氢氧化物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

开始沉淀的pH

1.5

6.5

沉淀完全的pH

3.7

9.7

Ⅱ.SrCl2·6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。

请回答：

（1）写出碳酸锶与盐酸反应的离子方程式________________。

（2）在步骤③中，需要将溶液的pH由1调节至3.7以上，适宜选用的试剂为________（写一种）。

（3）关于上述流程中各步骤的说法，正确的是________________。

A.调节pH后加热煮沸的原因是除去H2O2，并避免生成Fe（OH）3胶体

B.步骤④包括用60℃的热水浴加热蒸发到溶液表面出现晶膜、冷却结晶

C.可以通过加快结晶速率的方法来得到较大颗粒的SrCl2·6H2O晶体

D.步骤⑥干燥SrCl2·6H2O晶体可以采用减压干燥

（4）为了测定所得SrCl2·6H2O晶体样品的纯度，设计了如下方案：

称取1.40g样品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO32.38g的AgNO3溶液（溶液中除Cl－外，不含其它与Ag＋反应生成沉淀的离子），Cl－即被全部沉淀。

然后用含Fe3＋的溶液作指示剂，用0.200mol·L－1的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag＋以AgSCN白色沉淀的形式析出，当________________时达到滴定终点，用去NH4SCN溶液20.0mL，则原SrCl2·6H2O晶体的纯度为________________________。

答案　

（1）SrCO3＋2H＋===Sr2＋＋H2O＋CO2↑

（2）SrO、SrCO3或Sr（OH）2等　（3）ABD　（4）当最后一滴NH4SCN溶液滴入，锥形瓶内试液变为红色，且半分钟内不变色　95.3%

5.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。

（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO和NaOH的混合溶液将Fe（OH）3氧化制备高铁酸钠，反应的离子方程式为________________；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是________________。

（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：

①酸溶过程中发生反应的化学方程式为________________，________________，________________________；“滤渣A”主要成分的化学式为________。

②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式：

________________________________。

③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2＋反应的离子方程式为________________________。

④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是________，如果pH过大，可能引起的后果是________________________________________。

沉淀物

Fe（OH）3

Al（OH）3

Fe（OH）2

Mg（OH）2

开始沉淀pH

2.7

3.8

7.6

9.4

完全沉淀pH

3.2

5.2

9.7

12.4

答案　

（1）2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－===2FeO

＋3Cl－＋5H2O　FeO

具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成Fe3＋，Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体可吸附悬浮颗粒而净水

（2）①Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）3＋3H2O　Al2O3＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2O　MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O　SiO2

②FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO

＋16H＋

③4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe（OH）3↓[或Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3]

④3.2～3.8　Al3＋、Mg2＋形成沉淀，使制得的铁红不纯

6（2020年湖北名师联盟）氯氧化铜[xCuO·yCuCl2·zH2O]在农业上用作杀菌剂。

工业上用铜矿粉（主要含Cu2（OH）2CO3、Fe3O4等）为原料制取氯氧化铜的流程如下：

（1）“调节pH”并生成Fe（OH）3时反应的离子方程式为______。

（2）调节pH，要使常温溶液中c（Cu2+）≥0.022mol·L−1，而c（Fe3+）≤1×10−6mol·L−1，则应调节pH的范围为______。

｛已知Ksp[Cu（OH）2＝2.2×10−20]，Ksp[Fe（OH）3＝1×10−36]｝

（3）为测定氯氧化铜的组成，现进行如下实验：

步骤Ⅰ：

称取0.4470g氯氧化铜，放入锥形瓶，加入一定量30%的硝酸使固体完全溶解。

滴加K2CrO4溶液作指示剂，用0.1000mol·L－1AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，滴定至终点时消耗AgNO3标准溶液20.00mL；

步骤Ⅱ：

称取0.4470g氯氧化铜，放入锥形瓶，加入一定量硫酸使固体完全溶解。

向溶液中加入过量的KI固体，充分反应后向溶液中滴入数滴淀粉溶液，用0.2000mol·L−1Na2S2O3标准溶液滴定，滴定至终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。

已知步骤Ⅱ中所发生的反应如下：

2Cu2++4I－＝2CuI↓+I22Na2S2O3+I2＝2NaI+Na2S4O6

①已知Ag2CrO4为砖红色沉淀，步骤Ⅰ滴定终点时的实验现象是_______。

②通过计算确定氯氧化铜的化学式________________（写出计算过程）。

【答案】

（1）4Fe3++3Cu2（OH）2CO3+3H2O＝4Fe（OH）3+6Cu2++3CO2↑

（2）[4，5]

（3）当加入最后一滴AgNO3溶液时，出现砖红色沉淀3CuO·CuCl2·4H2O

7（2020届北京昌平期末）LiCoO2是锂离子电池最早使用的电极材料，利用原钴矿（含Cr2O3、NiS等杂质）制备LiCoO2的工艺流程如下：

资料：

i.在含一定量Cl−的溶液中，钴离子以CoCl42-形式存在：

Co2+＋4Cl−

CoCl42−

ii.CoCl42−溶于有机胺试剂，有机胺不溶于水。

iii.盐酸溶液中，有机胺试剂对金属离子的溶解率随盐酸浓度变化如下图所示：

（1）步骤ii选用盐酸的浓度应为__________。

a.4mol/Lb.6mol/Lc.10mol/L

（2）从平衡移动角度解释步骤ⅲ中加入NaCl固体的目的_____________。

（3）步骤iv的操作是_______。

（4）步骤vi用（NH4）2CO3作沉淀剂，在一定条件下得到碱式碳酸钴（Co2（OH）2CO3）。

实验测得在一段时间内加入等量（NH4）2CO3所得沉淀质量随反应温度的变化如图所示，分析曲线下降的原因____________。

（5）步骤viii中Co3O4和Li2CO3混合后，鼓入空气，经高温烧结得到LiCoO2。

该反应的化学方程式是_____________。

充电

（6）锂离子电池的工作原理如图，充、放电过程中，Li+在LiCoO2电极和碳电极之间传递。

放电

电池的总反应为：

LixC+Li1-xCoO2

C+LiCoO2

1放电时，电池的负极是。

2充电时，电池的阴极反应式是______。

答案

（1）c

（2）加入NaCl固体，溶液中Cl−浓度增大，平衡Co2＋＋4Cl−

CoCl42−右移，CoCl42−浓度增大，提高其在有机胺试剂中的浓度。

（3）分液

（4）温度过高，碳酸铵分解（或NH4+和CO32-水解程度增大），碳酸铵浓度降低，沉淀质量减少。

（或温度过高Co2（OH）2CO3分解，沉淀质量减少。

）

高温

（5）4Co3O4+6Li2CO3+O2==12LiCoO2+6CO2

（6）①LiCoO2②Li1-xCoO2+xLi++xe−==LiCoO2

8以铬铁矿（含FeO·Cr2O3、Al2O3、SiO2等）为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如下：

回答下列问题：

（1）“熔融”的装置如图，坩埚W的材质可以是________（填“铁”“陶瓷”或“玻璃”）；FeO·Cr2O3与KClO3及Na2CO3发生反应，生成Fe2O3、KCl、Na2CrO4和CO2的化学方程式为________________________________________________________。

（2）熔融后的固体中含Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl及NaFeO2等，步骤①的具体步骤为水浸，过滤，调pH为7～8，加热煮沸半小时，趁热过滤。

第一次过滤滤渣中的主要成分为________________。

（3）步骤②需加入酸，则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为_________________________。

（4）由步骤③可知，溶解度：

Na2Cr2O7________（填“>”“<”或“＝”）K2Cr2O7。

（5）步骤④包含的具体操作有__________、__________过滤并洗涤，经干燥得到K2Cr2O7晶体。

（有关物质的溶解度曲线如图所示）

答案　

（1）铁　6FeO·Cr2O3＋12Na2CO3＋7KClO3

12Na2CrO4＋3Fe2O3＋7KCl＋12CO2↑

（2）Fe2O3和Fe（OH）3

（3）2CrO

＋2H＋Cr2O

＋H2O

（4）>

（5）加热浓缩　冷却结晶

9、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：

回答下列问题：

（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TiOCl

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－1，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－1，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___________________________________________________________。

答案　

（1）100℃、2h或90℃、5h

（2）FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl

＋2H2O

（3）低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降　（4）4

（5）Fe3＋恰好沉淀完全时，c（PO

）＝

mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3（Mg2＋）·c2（PO

）值为0.013×（1.3×10－17）2＝1.69×10－40

（6）2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4

2LiFePO4＋H2O↑＋3CO2↑

10（2020届湖南省湘东七校）．氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2（OH）4-nCln]，随着环境酸度的改变n随之改变。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________。

（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：

__________________________________，

若将（NH4）2SO3换成铁粉也可得到CuCl，写出离子方程式_________________________。

（3）析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷

却密封包装。

真空干燥、密封包装的原因是：

______________________________。

（4）随着PH值减小[Cu2（OH）4-nCln]中Cu%________。

（填字母）

A.增大B.不变C.不能确定D.减小

（5）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响。

由图可知，溶液温度控制在60℃时，CuCl产率能达到94%，当温度高于65℃时，CuCl产率会下降，从生成物的角度分析，其原因可能是________________________________。

（6）以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl，写出电解时阴

极上发生的电极反应式：

___________________________。

答案

（1）漏斗（2分）

（2）2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+（2分）

（2）Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+（2分）

（3）防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化（2分）

（4）D（2分）

（5）温度过高，促进了CuCl的水解（或温度过高，促进了CuCl与空气中氧气反应）（2分）

（6）Cu2++e-+Cl-=CuCl↓（2分）

11、铜是人类最早使用的金属，在生产生活中应用极其广泛。

工业上以黄铜矿（主要成分FeCuS2）为原料制取金属铜，其主要工艺流程如图所示。

已知：

反应Ⅱ的离子方程式：

Cu2＋＋CuS＋4Cl－===2[CuCl2]－＋S

回答下列问题：

（1）FeCuS2中S的化合价__________。

（2）反应Ⅰ在隔绝空气、高温煅烧条件下进行，写出化学方程式：

_________________________

（3）为了使反应Ⅰ充分进行，工业上可采取的措施是____________________________