届高考三轮复习练习工业流程题三.docx

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届高考三轮复习练习工业流程题三

2020~2021高考三轮复习练习工业流程题三

一、单选题

1．阿伏加德罗常数用NA表示，下列叙述正确的是（　　）

A．标准状况下，11.2LCl2溶于水生成Cl-的数目为0.5NA

B．1molNa与O2完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物，生成物中离子总数为1.5NA

C．标准状况下，体积均为2.24L的CH4与H2O含有的电子总数均为NA

D．1mol雄黄（As4S4，结构式为

）所含S－S键数目为2NA

2．化学与人类生产生活、社会可持续发展密切相关，下列说法不正确的是

A．利用高纯度硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能

B．医院里的血液透析利用了胶体的性质

C．“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料

D．二氧化硫是一种有毒物质，不能添加到任何食品中

3．需加入氧化剂才能发生的变化是：

A．Cl－→Cl2　B．CO32－→CO2

C．MnO4－→Mn2+D．Fe3+→Fe2+

4．油脂在人体内的变化过程如图所示。

下列说法不正确的是

A．油脂不属于高分子

B．甘油分子中含有羟基，沸点低于丙醇

C．酶催化下1mol油脂完全水解的产物是1mol甘油和3mol高级脂肪酸

D．反应②是人体内脂肪酸的氧化反应，为人体提供能量

5．化学无处不在，当汽车剧烈碰撞时，安全气囊中会发生反应：

10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。

若氧化产物比还原产物多1.75mol，则下列判断正确的是

A．生成4.48LN2

B．有0.250molKNO3被氧化

C．转移电子的物质的量为1.25mol

D．被氧化的N原子的物质的量为4.75mol

二、工业流程题

6．兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物的氢化反应的催化剂。

以红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）为原料制备兰尼镍的工艺流程如下图所示：

（1）煅烧时生成的主要气体产物是________，浸出渣A的主要成分是________。

（2）红土镍矿煅烧后生成的Ni2O3有强氧化性，加压酸浸时有无色无味的气体产生且有NiSO4生成，则该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。

（3）向浸出液A中加入适量Na2S，发生氧化还原反应的离子方程式为________。

（4）若Na2S过量，则过滤出的固体中会混有________；H2S也可代替Na2S使用，但不利之处是________。

（5）已知Ni（CO）4的沸点是42.2℃，Ni（s）+CO（g）

Ni（CO）4（g）的平衡常数与温度关系如下：

温度/℃

25

80

230

平衡常数

5×104

2

1.9×10-5

步骤①、步骤②的最佳温度分别是________、________（选填项代号）。

A．25℃B．30℃C．50℃D．80℃E．230℃

（6）加氢氧化钠的目的是溶解部分铝，形成多孔结构的镍铝合金，已知红土镍矿中NiS质量分数45.5%，取1kg红土镍矿进行制备，熔融时加入270g铝，浸出时消耗800mL5mol/LNaOH，理论上生成的兰尼镍的化学式为________。

7．下面是利用工业冶炼硫酸铜（含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质）提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。

已知：

①Fe3+Cu2+开始沉淀的pH分别2．7、5．4，完全沉淀的pH分别为3．7、6．4;

②KSP[（Cu（OH）2]=2×10-20

（1）溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为_____Kg。

（2）氧化步骤中发生的离子反应方程式为①___________

②AsO2—+H2O2+H+=H3AsO4③H3AsO4+Fe3+=FeAsO4↓+3H+

（3）若要检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽，方法是____________________；氧化后需要将溶液进行稀释，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过___mol·L-1。

（4）固体I的主要成分除FeAsO4外还有_______________，操作Ｉ为_______________

（5）利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜（含铁、银杂质）制备纯铜，写出阳极发生的电极反应方程式_________

8．某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用，废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4，可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。

其生产工艺流程如下：

（已知乳酸酸性强于碳酸）

已知：

①TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2+和SO42—；

②TiOSO4水解的反应为：

TiOSO4+（x+1）H2O→TiO2•xH2O↓+H2SO4。

请回答：

（1）步骤①所得滤渣的主要成分为____________________，分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作中所用的玻璃仪器是____________________；步骤②中得到纯净硫酸亚铁晶体的操作为蒸发浓缩、____________________。

（2）步骤③硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________________。

（3）步骤④的离子方程式是____________________。

（4）试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳酸亚铁的原因:

____________________。

（5）实验室中常用KMnO4滴定法测定晶体中FeSO4·7H2O的质量分数，取步骤②中所得FeSO4·7H2O晶体样品ag，配成500．00mL溶液，取出25．00mL溶液，用KMnO4溶液滴定（杂质与KMnO4不反应）。

若消耗0．1000mol•L-1KMnO4溶液25．00mL，所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数为（用a表示）____________________。

9．聚合硫酸铁是水处理中重要的絮凝剂。

以黄铁矿的烧渣

主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等

为原料制取聚合硫酸铁（Fe2（OH）x（SO4）（3-

））的工艺流程如图所示：

（1）“酸浸”时最合适的酸是______    

写化学式

。

（2）“酸浸”后溶液中主要的金属阳离子有______。

（3）加入KClO3的目的是______（结合离子方程式说明）。

（4）“过程a”中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合，将下列水解反应原理的化学方 程式补充完整。

Fe2（SO4）3+______H2O

______Fe2（OH）x（SO4）（3-

）+______。

（5）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。

已知盐基度B的表达式为B=

×100%（n为物质的量

。

为测出聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作：

取聚合硫酸铁样品mg，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不与OH-反应，然后以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V0mL。

做空白对比实验：

取与步骤i等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V mL。

①该聚合硫酸铁样品中，n（OH-）=______ mol。

②已知该样品中Fe的质量分数为

，则盐基度B=______。

10．工业上以菱镁矿（主要成分为MgCO3含少量FeCO3）为原料制备金属镁的实验流程如下:

已知:

一些金属离转化为氢氧化物沉淀时溶液的pH如表所示

Fe3+

Al3+

Fe2+

Mg2+

开始沉淀时

1.5

3.3

6.5

9.4

完全沉淀时

3.7

5.2

9.7

请回答:

（1）上述流程中H2O2的作用是:

_____________

（2）滤渣2的主要成分为:

_______________；溶液2中的主要溶质为:

__________________。

（3）通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时就认为沉淀完全，为保证Mg2＋沉淀完全，过程②中控制溶液的pH至少为__________________（保留小数点后一位）（已知Mg（OH）2的Ksp＝2×10-11，lg2＝0.3）

（4）已知MgCl2·6H2O受热时发生水解:

MgCl2·6H2O＝Mg（OH）Cl＋HCl↑＋H2O，过程③应该如何操作才能得到无水MgCl2__________________

（5）写出过程④中发生反应的化学方程式:

____________________________________

11．某小组同学用一种铝铁合金为原料，模拟相关的工业生产，反应过程如图所示（部分产物和条件已略去），请回答：

（1）铁铝合金是一种高电磁性能合金，下列有关推测可能正确的是_____（填序号）．

A．铁铝合金可由铁和铝熔融混合制成

B．铁铝合金的熔点高于铝和铁

C．铁铝合金硬度高于纯铝

（2）反应①中铝元素发生反应的离子方程式为_____．

（3）反应②的化学方程式为_____．

（4）反应③发生时观察到的现象是_____．

（5）反应④中的CO2不宜换成HCl，原因是_____．

（6）请分别举出固体A和B的一种用途_____、_____．

12．稀土元素包括钪、钇和镧系（含Ce、Eu）共17种元素，是重要的战略资源，我省稀土资源非常丰富．某彩色电视机显示屏生产过程中产生大量的废荧光粉末含（Eu2O3、SiO2、Fe2O3、CeO2、MnO等物质）．某课题组以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到较为纯净的CeO2和Eu2O3（氧化铕）．

已知：

CeO2不溶于桸硫酸，也不溶于NaOH溶液，Eu2O3可溶于稀硫酸

（1）往滤渣中加稀硫酸和H2O2进行酸浸，反应的离子方程式____________。

为了提高酸浸率，可以适当提高反应温度，但温度偏高浸出率反而会减小，其原因是________________________________。

（2）有机物HR能将Ce3+从水溶液中萃取出来．该过程可表示为：

Ce3+（水层）+3HR（有机层）

CeR3（有机层）+3H+（水层）。

向CeR3（有机层）中加入稀硫酸进行反萃取能获得较纯的含Ce3+水溶液，从平衡角度解释其原因：

________________________。

（3）流程中由含Ce3+滤液生成Ce（OH）4的离子方程式____________________。

（4）取上述流程中得到的Ce（OH）4产品0.52g,加硫酸溶解后，用浓度为0.1000mol•L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时，铈被还原为Ce3+,消耗24.00mL标准溶液。

该产品中Ce（OH）4的质量分数为___________。

（5）已知含Ce3+溶液也可以先加碱调pH后再通入氧气氧化可得到Ce（OH）4。

298K时,Ksp[Ce（OH）3]=5×10-20，若溶液中c（Ce3+）=0.05mol•L-1,加碱调节pH到_____时Ce3+开始沉淀（忽略加碱过程中溶液体积变化）．

（6）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示．流程中为了用萃取剂除去金属杂质离子，进行萃取2最适宜的pH是_______（填选项序号）．其原因是_____。

A．2.0左右B.3.0左右C．5.0左右

13．碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池，其构造如图所示。

放电时总反应为：

Zn+2H2O+2MnO2==Zn（OH）2+2MnOOH从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下：

回答下列问题：

（1）“还原焙烧”过程中，高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质（其中MnOOH、MnO2被还原成MnO）,碳作为还原剂生成CO2，则CO2的电子式为___________。

（2）“净化”是为了除去浸出液中的Fe2+，方法是：

加入______（填化学式）溶液将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使Fe3+完全沉淀。

已知浸出液中Mn2+、Zn2+的浓度约为0.1mol·L-1，根据下列数据计算，调节pH的合理范围是____至_______。

化合物

Mn（OH）2

Zn（OH）2

Fe（OH）3

Ksp近似值

10-13

10-17

10-38

（离子浓度小于1×10-5mol·L-1即为沉淀完全）

（3）“电解”时，阳极的电极反应式为______________。

本工艺中应循环利用的物质是____________（填化学式）。

（4）若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。

“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为___________________。

（5）某碱性锌锰电池维持电流强度0.5A（相当于每秒通过5×10-6mol电子），连续工作80分钟即接近失效。

如果制造一节电池所需的锌粉为6g，则电池失效时仍有________%的金属锌未参加反应。

14．铋（Bi）是一种稀有金属，目前世界年产量约4000t左右。

铋的主要用途是制造易熔合金，作为冶金添加剂及制药工业等方面。

铋的冶炼分为粗炼和精炼两个阶段：

Ⅰ.粗炼

辉铋矿（Bi2S3）

铋华（Bi2O3）

混合精矿（Bi2S3/Bi2O3）

沉淀熔炼

还原熔炼

混合熔炼

Ⅱ.精炼

回答下列问题：

（1）铋在元素周期表中的位置是_______________。

（2）①还原熔炼法中还需加入一定量造渣剂（纯碱）使其与矿石中的脉石（主要为Al2O3）形成熔渣，写出形成熔渣反应的化学反应方程式______________________________。

②对于混合精矿，矿料中的Bi2S3和Bi2O3可在高温下彼此进行氧化还原反应生产粗铋，写出此反应的化学反应方程式______________________________。

③有些硫化铋矿也可用湿法处理，即加入三氯化铁与盐酸的混合液，可溶解硫化铋和少量天然铋，这是利用了_______________________________。

（3）电解精炼时，以_______作为阳极，__________作为阴极，电解液一般用FeCl3/HCl。

此时电解出的铋还含有砷、锑、碲杂质，需进一步除去：

①除砷、锑

在熔融粗铋中通入空气，砷、锑将优先氧化为As2O3及Sb2O3，根据上图分析其原因是________________________________。

②除碲：

向除砷、锑后的熔铋中继续鼓入空气并加入NaOH，杂质碲被氧化为TeO2随即被NaOH吸入形成亚碲酸钠，写出吸入反应的离子反应方程式_______________________。

15．浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。

利用海水可以提取溴和镁，提取过程如下：

（1）氯元素在周期表中的位置是___。

（2）提取溴的过程中，经过2次Br-→Br2转化的目的是___。

（3）吸收塔中发生反应的离子方程式是___。

（4）结合平衡移动原理解释加石灰乳的作用___。

（5）用原子结构知识解释Na的金属性强于Mg的原因___。

（6）工业上常用上述流程“空气吹出法”实现海水提溴，将1m3海水浓缩至1L，使用该法最终得到36gBr2，若提取率为60%，则原海水中溴的浓度为___mg/L。

参考答案

1．B

【详解】

A．由于溶于水中的部分Cl2与水反应，Cl2+H2O

HCl+HClO，故标准状况下，11.2LCl2溶于水生成Cl-的数目小于0.5NA，A错误；

B．由于Na2O和Na2O2中阴、阳离子的物质的量之比为1：

2，故1molNa与O2完全反应生成Na2O和Na2O2的混合物，生成物中离子总数为

=1.5NA，B正确；

C．由于H2O在标准状况下为液体，故标准状况下，2.24L的H2O的物质的量小于1mol，含有的电子总数小于NA，体积均为2.24L的CH4含有的电子总数为

=NA，C错误；

D．由S原子最外层有6个电子，2个成单电子，故S周围形成2个共价键，而As最外层有5个电子，3个成单电子，故As周围形成3个共价键，结合雄黄的结构式可知，分子中不存在S-S键，故1mol雄黄（As4S4，结构式为

）所含S－S键数目为0，D错误；

故答案为：

B。

2．D

【解析】

【详解】

A.利用高纯度的硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能，故A正确；

B.血液透析原理即为渗析原理，涉及胶体性质，故B正确；

C.“天宫一号”中使用的碳纤维，碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，是一种新型无机非金属材料，故C正确；

D.二氧化硫具有还原性，常用途葡萄酒的抗氧剂，故D错误；

故选D。

3．A

【解析】

【详解】

A．Cl-→Cl2中Cl元素的化合价升高，需加入氧化剂才能实现，故A正确；

B．CO32-→CO2中各元素的化合价没有发生变化，不需要加入氧化剂就能实现，故B错误；

C．MnO4-→Mn2+中Mn元素的化合价降低，需加入还原剂才能实现，故C错误；

D．Fe3+→Fe2+中Fe元素的化合价降低，需加入还原剂才能实现，故D错误；

故答案为A。

4．B

【详解】

A．油脂为高级脂肪酸甘油酯，不属于高分子化合物，故A不选；

B．1mol甘油分子中含有3mol羟基，1mol丙醇分子中只含有1mol羟基，所以1mol甘油分子中所含有的氢键比1mol丙醇分子所含的氢键多，则甘油的沸点高于丙醇，故选B；

C．油脂为高级脂肪酸甘油酯，在酶催化下1mol油脂完全水解的产物是1mol甘油和3mol高级脂肪酸，故C不选；

D．高级脂肪酸在人体内与氧气发生氧化反应生成二氧化碳和水，以及释放大量的能量，故D不选。

答案选B。

5．C

【分析】

该反应中N元素化合价由-

、+5价变为0价，所以NaN3是还原剂、KNO3是氧化剂，N2既是氧化产物又是还原剂，根据反应方程式可知，每当生成16molN2，则氧化产物比还原产物多14mol，转移电子的物质的量为10mol，被氧化的N原子的物质的量为30mol，有2molKNO3被还原，据此分析解答。

【详解】

A．该反应中N元素化合价由-

价、+5价变为0价，所以氧化产物和还原产物都是氮气，假设有16mol氮气生成，氧化产物是15mol、还原产物是1mol，则氧化产物比还原产物多14mol，若氧化产物比还原产物多1.75mol，则生成氮气的物质的量=

×16mol=2mol，标准状况下的体积为：

2mol×22.4L/mol=44.8L，且A选项未提到标况下，故A错误；

B．反应中，硝酸钾得电子是氧化剂，被还原，故B错误；

C．转移电子的物质的量为

×10=1.25mol，故C正确；

D．被氧化的N原子的物质的量=

×30=3.75mol，故D错误；

答案选C。

6．SO2；SiO21：

42Fe3++S2-=2Fe2++S↓FeSH2S有毒，污染坏境CENi5Al6

【分析】

红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）煅烧发生氧化还原反应得到Ni2O3、Fe2O3（SiO2不反应），加入硫酸加压酸浸，Ni2O3、Fe2O3溶解，发生的反应有2Ni2O3＋4H2SO4=4NiSO4＋O2↑＋4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，SiO2不与硫酸反应，过滤得到浸出渣A（SiO2），浸出液A中含Ni2+、Fe3+，向浸出液A中通入Na2S，发生还原反应的离子方程式是：

2Fe3++S2-=2Fe2++S↓，另外生成沉淀NiS，过滤得到镍硫化合物NiS，再通入CO气体，形成Ni（CO）4，加热得到镍，高温熔融时通入氩气，加入铝，得到合金，将合金冷却、粉碎，再用浓氢氧化钠溶液碱浸，铝与氢氧化钠反应产生氢气使镍铝合金产生多孔的结构，浸出液B中含偏铝酸根，最后用蒸馏水洗浸出渣B，得到产品兰尼镍，据此分析解答。

【详解】

（1）由于矿物中含有硫元素，因此煅烧过程中产生的主要气体产物为SO2；矿物中的SiO2与稀硫酸不反应，因此所得滤渣A为SiO2；

（2）反应产生的无色无味的气体应为O2，该反应的化学方程式为：

2Ni2O3＋4H2SO4=4NiSO4＋O2↑＋4H2O；该反应中，氧化产物为O2，还原产物为NiSO4，二者的物质的量之比为1:

4；

（3）滤液A中含有Fe3＋，具有氧化性，能将S2－氧化成S，该反应的离子方程式为：

2Fe3++S2-=2Fe2++S↓；

（4）若Na2S过量，则会与反应生成的Fe2+形成FeS沉淀；由于H2S是一种有毒气体，会造成空气污染，因此不用H2S代替Na2S；

（5）步骤①要制得Ni（CO）4，而Ni（CO）4的沸点为42.2℃，因此步骤①应选用温度为42.2℃左右，故选C；

步骤②要得到Ni，应使平衡逆向进行，结合温度对平衡常数的影响可知，应控制温度为230℃，故选E；

（6）1kg红土镍矿中所含Ni的质量

浸出时发生反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，因此浸出时消耗n（Al）=n（NaOH）=5mol/L×0.8L=4mol，则形成兰尼镍的Al的质量m（Al）=270g-4mol×27g/mol=162g，令兰尼镍的化学式为NiaAlb，由元素质量比可得等式

，解得

，因此兰尼镍的化学式为Ni5Al6。

7．16H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O取少量溶液Ⅰ于试管,加入几滴KSCN溶液，若溶液不出现红色，则说明Fe3+已经除尽2×10-2Fe（OH）3、CaCO3蒸发浓缩、冷却结晶、过滤干燥Fe-2e-=Fe2+；Cu-2e-=Cu2+

【详解】

（1）m（CuSO4）=64g/L×100L÷（64/160）=16000g=16Kg。

（2）溶液中含具有还原性的Fe2+，H2O2与Fe2+发生氧化还原反应，离子方程式为：

H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O。

（3）Fe3+能与SCN‾反应，溶液变为红色，所以检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽，方法是：

取少量溶液Ⅰ于试管,加入几滴KSCN溶液，若溶液不出现红色，则说明Fe3+已经除尽；因为需要把溶液的pH调节至5，即c（OH‾）=10-9mol•L‾1，根据KSP[（Cu（OH）2]可得Cu2+恰好沉淀时的Cu2+浓度为：

c（Cu2+）=2×10-20÷（10-9）2=2×10-2，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过2×10-2mol•L‾1。

（4）加入Na2CO3后，CO32‾与Ca2+反应生成CaCO3沉淀，Fe3+开始沉淀的pH分别2．7，完全沉淀的pH分别为3．7，所以pH调节至5时，Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，所以固体I的主要成分除FeAsO4外还有Fe（OH）3、CaCO3；根据流程图可知经过操作Ｉ得到电镀硫酸铜和溶液II，则操作Ｉ为：

蒸发浓缩、冷却结晶、过滤干燥。

（5）电解粗铜（含铁、银杂质）制备纯铜，阳极为粗铜，粗铜中Fe与Cu在阳极失去电子，所以阳极发生的电极反应方程式为：

Fe—2e—=Fe2+；Cu—2e—=Cu2+。

8．FeTiO2•xH