精江苏高考化学冲刺训练32 化工生产流程.docx

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精江苏高考化学冲刺训练32化工生产流程

一、单项选择题

1.（2011·南京模拟）“绿色化学”又称环境无公害化学。

下列叙述符合“绿色化学”原则的是（）

A.绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理

B.用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等，以减少木材使用

C.研制新型杀虫剂，使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害

D.现代石油化工采用银作催化剂，将乙烯直接氧化成环氧乙烷符合“原子经济”

2.（2011·苏州模拟）化学工业在经济发展中的作用举足轻重，下列有关工业生产的叙述中，正确的是（）

A.硫酸生产中常采用高压条件提高SO2的转化率

B.合成氨中采用及时分离氨气提高反应速率

C.电解精炼铜时，溶液中c（Cu2+）基本保持不变

D.氯碱工业电解饱和食盐水时，阳极得到氢氧化钠和氢气

3.下列有关化工生产的说法中，不正确的是（）

A.工业上用热还原法冶炼铁：

Fe2O3+3CO

3CO2+2Fe

B.适当提高合成氨原料气中N2的含量，可提高H2的转化率

C.在铁管上镀锌，用铁管作阳极，锌块作阴极

D.利用反应：

NaCl（饱和）+CO2+NH3+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl制取NaHCO3时，应先通入过

量的NH3，再通入过量的CO2

4.（2011·南京模拟）接触法生产H2SO4的过程中，对废气、废液、废渣和“废热”的处理正确的是（）

①尾气用氨水处理②污水用石灰乳处理③废渣用来造水泥、炼铁④设置“废热”锅炉产生蒸汽，供热或发电

A.只有①②B.只有①③④C.只有①②③D.全部

5.（2011·江苏高考）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（如图）。

下列说法正确的是（）

A.25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大

B.石灰乳与Cl2的反应中，

Cl2既是氧化剂，又是还原剂

C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应

D.如图所示转化反应都是氧化还原反应

二、不定项选择题

6.（2011·海南高考）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。

如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示（部分条件及物质未标出）。

下列有关该方法的叙述中正确的是（）

A．能耗大是该方法的一大缺点

B．整个过程中，只有一种物质可以循环利用

C

．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤

D．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品

7.（2011·盐城模拟）用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体（CuCl2·xH2O）。

操作流程如下：

已知：

在pH为4～5时，Fe3＋几乎完全水解而沉淀，而此时Cu2＋却几乎不水解。

下列说法错误的是（）

A.氧化剂A可选用Cl2或是KMnO4

B.要得到较纯的产品，试剂B可选用CuO

C.试剂B的作用是增大溶液中Cu2＋的浓度，生成更多的氯化铜晶体

D.从滤液经过结晶得到氯化铜晶体的操作是蒸发浓缩、冷却、过滤

8.氮氧化铝（AlON）具有优异的物理、化学性质，具备多晶陶瓷在材料制备方面的优势，是优秀的光学窗口材料，有着广阔的应用前景。

工业上采用氧化铝的碳热还原氮化反应制得，其有关工艺流程如下：

下列有关说法错误的是（）

A.铝土矿粉酸溶时酸越多越好

B.试剂Ⅰ不能用NaOH溶液

C.制

备AlON的化学方程式Al2O3＋C＋N2

2AlON＋CO

D.滤液Ⅱ的一种重要用途是可作化肥

三、非选择题

9.碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。

以β-锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·

4SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：

已知：

Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2

、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。

（1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是______________________。

（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入__________（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______。

（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为___________________。

（5）从母液中可回收的主要物质是_________。

10.（2011·宿迁模拟）红矾钠（重铬酸钠：

Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中作辅助剂，在化学工业和制药工业中也可作氧化剂，应用领域十分广泛。

实验室中红矾钠可用一种铬铁矿（主要成分：

FeO·Cr2O3，还含有少量铝的氧化物）通过以下过程来制取。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ中反应化学方程式为：

4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2====8Na2CrO4+2Fe2O3+

8CO2，在常温下该反应速率极慢，下列措施中能使反应速率增大的是________。

（填字母）

A．将原料粉碎B．增加纯碱的用量C．升高温度

（2）步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是____________________

_______________________________。

（3）步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为__________________。

（4）利用下面的复分解反应，将红矾钠与KCl固体按物质的量之比1∶2混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体：

Na2Cr2O7+2KCl====K2Cr2O7+2NaCl（已知：

温度对氯化钠的溶解度影响很小，对重铬酸钾的溶解度影响较大）。

基本实验步骤为：

①溶解；②________；③_________；④冷却、结晶，再过滤得K2Cr2O7晶体。

其中③应在_________（填“高温”或“低温”）条件下进行。

11.某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：

软锰矿：

MnO2含量≥65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；

闪锌矿：

ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分。

科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如图所示。

请回答下列问题：

（1）反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2（

SO4）3、Al2（SO4）3等。

试完成反应I中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：

MnO2+CuS+________====________↓+_________+CuSO4+_________

（2）反应Ⅱ加入适量锌的作用是_______________；如果锌过量，还会进一步发生，反应的离子方程式为______________________________。

（3）反应Ⅲ要调节pH生成Fe（OH）3、Al（OH）3，中和过量的H+所使用的物质是________，调节的pH范围是__________（pH数据见下表）。

（4）本工艺可以循环利用的物质除有MnCO3、ZnCO3以外，还有________________。

12.（2011·安徽高考）MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。

某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：

（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的____________（写化学式）转化为可溶性物质。

（2）第②步反应的离子方程式:

（3）第③步蒸发操作必需

的仪器有铁架台（含铁圈）、___________、__________、__________，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有________

（写化学式）。

（4）若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第②步反应中至少需要_________mol

NaClO3。

高考创新预测

1.工业炼镁排放大量废渣，其主要成分是MgC

l2、KCl和少量MgO、BaCl2、FeCl3、CuCl2。

利用该废渣生产硫酸镁和光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）的工艺流程如下：

部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时溶液的pH见上表，请回答下列问题：

（1）将废渣破碎的目的是______________________________________________

___________________________________________________________________。

（2）调节pH至7的目的是_____________________________________________

___________________________________________________________________。

调节pH的过程中，MgO发生反应的离子方程式为________________________。

（3）调节pH时能否使用NaOH溶液？

__________，原因是：

________________

___________________________________________________________________。

（4）滤渣2的成分为__________________。

2.电解是工业生产中的一种重要的方法。

Ⅰ.工业上对海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示。

（1）电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的离子是_______。

电解槽中的阳极材料为________。

（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，能否按Br2、Mg（OH）2、CaSO4顺序制备？

_________,原因是______________________。

（3）溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是________________。

Ⅱ.金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：

2Al2O3

4Al+3O2↑。

请回答下列问题：

（1）冰晶石（Na3AlF6）的作用是_________________________。

（2）电解生成的金属铝是在熔融液的________（填“上层”或“下层”）。

（3）阴极和阳极均由________材料做成；电解时不断消耗的电极是_______（填“阳极”或“阴极”）。

[来源:

学科网ZXXK]

（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。

在工业上，最能体现节能减排思想的是将铝做成__________（填代号）。

A.冰晶石B.氧化铝C.铝锭D.硫酸铝

答案解析

1.【解析】选D。

绿色化学是从源头上杜绝或减少污染，而不是先污染再治理，A错误；聚苯乙烯等塑料会造成白色污染，不符合“绿色化学”原则，B错误；杀虫剂都是有毒的化学试剂，会对环境产生污染或毒害，C错误；乙烯与氧气反应生成环氧乙烷，没有副产物，原子利用率为100%，D正确。

2.【解析】选C。

3.【解析】选C。

在电镀过程中，一般用镀层金属作阳极，镀件金属作阴极，用含有镀层金属阳离子的溶液作电解液，因此在铁管上镀锌，应用锌块作阳极，铁管作阴极，C说法错误。

其余说法均符合工业生产实际，正确。

4.【解析】选D。

5.【解析】选B。

A项，25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小，A项错误；B项，石灰乳与Cl2反应生成CaCl2和Ca（ClO）2，既有氯元素化合价的升高，也有氯元素化合价的降低，Cl2既是氧化剂，又是还原剂，B项正确；C项，Cl2与铁在点燃的条件下反应，C项错误；D项，氯化钠转化为碳酸氢钠和碳酸氢钠转化为碳酸钠，这两个反应都不是氧化还原反应，D项错误。

6.【解析】选A、D。

可以依据如下反应流程进行分析：

碳酸钙高温分解时，需要吸收大量的热，所以该方法的缺点是能耗大，A选项正确；整个过程中，CaO和NaOH两种物质可以循环利用，B选项错误；“反应分离”环节中分离的是NaOH溶液和碳酸钙沉淀的混合物，只需过滤即可，C选项错误；该方法吸收了CO2，并且把重新收集到的CO2进行利用，制备甲醇等化工产品，可减少碳排放，符合“低碳经济”原则，D选项正确。

7.【解析】选A、C。

A项加入氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，使用Cl2而且不引入新的杂质离子，使用KMnO4引入K＋和Mn2＋；B项和C项加入CuO的作用是：

Fe3＋＋3H2O

Fe（OH）3＋3H＋，加入CuO能消耗H＋，能促使水解完全进行，又不引入新的杂质离子；D项从溶液中得到晶体，一般操作是蒸发浓缩、冷却、过滤。

8.【解析】选A。

酸溶时如果酸用量太多，在后面加入氨水时也需要消耗过多的氨水，故A错。

试剂Ⅰ应该用氨水，而不能用强碱，反应的离子方程式为：

[来源:

学。

科。

网]

Al3＋＋3NH3·H2O====Al（OH）3↓＋3NH4＋，故B项正确。

制备AlON的化学方程式为：

Al2O3＋C＋N2

2AlON＋CO,C项正确。

滤液Ⅱ中含有铵盐，可作化肥，D项正确。

9.【解析】

（1）粉碎可以增大表面积，加快反应速率。

（2）溶液呈酸性，要增强溶液的碱性，只能加

入石灰石消耗酸。

（3）加入H2O2溶液可将Fe2+氧化成Fe3+，然后加入石灰乳和Na2CO3溶液可将Fe3+、Mg2+、Ca2+沉淀而除去。

（4）步骤Ⅲ中主要是得到沉淀碳酸锂，所以加入饱和碳酸钠溶液是将硫酸锂转化成碳酸锂沉淀，其离子方程式为：

2Li++CO32-====Li2CO3↓。

（5）根据步骤Ⅱ中和步骤Ⅲ中的主要反应，生成物除了沉淀还有氢氧化钠和硫酸钠，分离沉淀后母液中的物质有Na2SO4和NaOH,可回收的主要物质是NaOH。

答案：

（1）加快反应速率

（2）石灰石

（3）Fe2+、Mg2+、Ca2+（4）2Li++CO32-====Li2CO3↓

（5）NaOH

10.【解析】本题以实验形式考查对化学生产流程图的分析。

（1）将原料粉碎，即增大反应物的接触面积，可加快反应速率，由于纯碱是固体，固体用量的多少不影响化学反应速率，升高温度可加快反应速率。

（2）由于题中明确铬铁矿中含有少量铝的氧化物，故后续操作必须除去铝，要注意的是本题不能回答除铁，原因是步骤Ⅰ中反应已生成Fe2O3。

（3）利用步骤Ⅴ可反推

步骤Ⅳ中生成物是Na2Cr2O7，由此可知酸化时发生了CrO42-

转化为Cr2O72-的反应。

（4）由于④进行冷却结晶，故③必为趁热过滤。

答案:

（1）A、C

（2）除去AlO2-杂质

（3）2CrO42-+2H+====Cr2O72-+H2O

（4）蒸发过滤高温

11.【解析】本题解决问题的有用信息均可在流程图中得到。

（1）根据反应Ⅰ中的箭头和反应I的滤液中含有MnSO4等硫酸盐可判断空缺的反应物为硫酸，产物为MnSO4、S和H2O，用化合价升降法配平。

（2）反应Ⅱ中加入适量锌，产出铜，过量锌会将Fe2

+和Mn2+置换出来。

（3）从框图上可以看出调节pH加入的物质是MnCO3和ZnCO3，调节的pH范围应该在使Fe（OH）3和Al（OH）3沉淀完全的最大值与使Zn（OH）2开始沉淀的最小值之间。

（4）反应Ⅴ电解产生的Zn和MnO2分别是反应Ⅱ、反应Ⅲ的

反应物，故二者都可以循环利用。

答案:

（1）2H2SO4SMnSO42H2O（后两种物质的顺序可以颠倒）

（2）将溶液中的硫酸铜转化为铜

Zn+Fe2+====Zn2++F

e或Zn+Mn2+====Zn2++Mn

（3）MnCO3、ZnCO35.2～5.4

（4）Zn、MnO2

12.【解析】本题通过MnO2的提纯综合考查了常见的基本实验操作、氧化还原方程式的配平、产物的判断及有关计算。

（1）MnO2不溶于硫酸，所以加稀硫酸时样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4；

（2）MnSO4要转化为MnO2，需失去电子，故需要加入NaClO3做氧化剂，依据得失电子守恒可以配平，所以反应的化学方程式是：

5MnSO4+2NaClO3+4H2O====

5MnO2↓+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，因此反应的离子方程式是：

5Mn2++2ClO3-+4H2O====

5MnO2↓+Cl2↑+8H+；

（3）第③步属于蒸发，所需的仪器有铁架台（含铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；Cl2通入热的NaOH溶液中一定发生氧化还原反应，且氯气既做氧化剂又做还原剂，NaClO3属于氧化产物，因此一定有还原产物NaCl；

（4）由题意知样品中的MnO和MnCO3质量为12.69g-8.7g=3.99g。

由方程式H2SO4+MnCO3====MnSO4+H2O+CO2↑可知MnCO3的

物质的量为0.01mol，质量为

115g/mol×0.01mol=1.15g,所以MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g,其物质的量为

，因此与稀硫酸反应时共生成MnSO4的物质的量为0.05mol,根据方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O====5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4，可计算出需要NaClO3的物质的量为0.02mol。

答案：

（1）MnO和MnCO3

（2）5Mn2+24H2O518H+（或5Mn2++2ClO3-+4H2O====5MnO2↓+Cl2↑+8H+）

（3）蒸发皿酒精灯玻璃棒NaCl（4）0.02

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1.【解析】废渣进行破碎，目的是增大废渣与硫酸的接触面积，提高浸出率。

加入过量的硫酸后，只有BaCl2与硫酸生成了沉淀，其他都是以离子形式存在；故滤渣1为BaSO4，后加入MgO和氨水的目的是调节溶液的pH，让Fe3+和Cu2+生成沉淀（表中可以看出），除去Fe3+和Cu2+。

故滤渣2为Fe（OH）3、Cu（OH）2。

调节pH时不能使用NaOH溶液，否则会引入Na+，后续环节无法除去。

答案:

（1）增大废渣与硫酸的接触面积，提高浸出率

（2）除去Fe3+和Cu2+MgO+2H+====Mg2++H2O

（3）不能使用NaOH溶液会引入Na+，后续环节无法除去

（4）Fe（OH）3、Cu（OH）2

2.【解析】本题考查海水资源开发利用的基本化工原理，大部分问题都是识记的知识。

Ⅰ.

（2）沉淀Mg2+加入的是石灰水，其中的Ca2+能与SO42-结合生成微溶物CaSO4，造成产品不纯。

（3）用四氯化碳萃取溴需要的工艺复杂，设备投资大，成本高，并且四氯化碳会造成环境污染。

工业上实际采用的是利用溴易挥发的性质用热空气将溴吹出再收集的方法。

Ⅱ.Al2O3的熔点很高，冰晶石（Na3AlF6）是助熔剂，可以降低Al2O3的熔化温度。

答案:

Ⅰ.

（1）阳离子（或Na+）钛（或石墨）

（2）否如果先沉淀Mg2+，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，致使产品不纯

（3）用四氯化碳萃取溴需要的工艺复杂，设备投资大，成本高，并且四氯化碳会造成环境污染

Ⅱ.

（1）降低Al2O3的熔化温度

（2）下层

（3）碳素（或石墨）阳极

（4）C