高考化学工艺流程专题精品复习化学工艺流程.docx

1、高考化学工艺流程专题精品复习化学工艺流程化学工艺流程专题1.氨的工业合成(1)原理：N23H2 2NH3(2)合成氨适宜条件的选择根据化学反应的速率理论和平衡理论，工业上一般采用1030 MPa的压强、400500的温度和铁触媒。(3)原料气体的制备氮气：空气液态空气N2(先逸出)氢气：CH2O(g) COH2或CH4H2O(g) CO3H2或COH2O(g) CO2H2(4)原料气的净化除H2S：NH3H2OH2S=NH4HSH2O除CO：COH2O(g) CO2H2除CO2：K2CO3CO2H2O=2KHCO32硫酸工业(1)化学原理与硫酸工业生产流程(2)化学原理在硫酸工业生产中的应用增

2、大反应速率的措施a升高温度；b.使用催化剂；c.在沸腾炉中燃料燃烧时，将原料粉碎，增大与空气的接触面积。提高SO2转化率，提高生产效率的措施a采用逆流原理；b.采用热交换原理；c.采用循环利用原理。(3)尾气的处理H2SO4工业的尾气主要是SO2SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OCaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2+H2O3纯碱工业(1)索尔维制碱法(氨碱法)此法所用的原料为食盐、氨和二氧化碳(石灰石经煅烧生成生石灰和二氧化碳)，生产过程如下：食盐水的精制；食盐水氨化；氨盐水碳酸化(先将氨气通入饱和食盐水中得氨盐水；再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液)其反应原

3、理为：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl；过滤出碳酸氢钠后煅烧得纯碱，同时回收二氧化碳再利用：2NaHCO3Na2CO3H2OCO2；将氯化铵加石灰乳反应，生成氨回收利用：CaOH2O=Ca(OH)2,2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3(2)侯氏制碱法原理NH3CO2H2O=NH4HCO3NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl2NaHCO3Na2CO3H2OCO2优点保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可作氮肥；可与合成氨厂联合。4金属的冶炼(1)炼铁主要原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。反应原理CO2CO2，CO

4、2C2CO，Fe2O33CO2Fe3CO2。环境污染的防治：高炉煤气：CO、CO2、N2，回收CO作燃料。(2)电解法炼铝主要原料：铝土矿反应原理a由铝土矿精制Al2O3Al2O32NaOH=2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO32Al(OH)3Al2O33H2Ob电解Al2O32Al2O34Al3O2题组一以陌生无机物为载体的综合考查答案及评分标准(1)Mg2B2O5H2O2H2SO4,2H3BO32MgSO4(2分)提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)(2)Fe3O4(1分)SiO2和CaSO4(2分)(3)将Fe2氧化成Fe3(1分)使Fe3与Al3

5、形成氢氧化物沉淀而除去(1分)(4)(七水)硫酸镁(1分)(5) (2分)(6)2H3BO3B2O33H2O、B2O33Mg2B3MgO(2分)阅卷(1)元素符号错、不规范、看不清的不得分，方程式不写“”扣分。(2)SiO2和CaSO4少写，或错写其他杂质均不得分。(3)名称写成化学式不得分。(4)电子式漏掉离子符号或不写“”均不得分。1铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下，在溶液中Cu2稳定，Cu易在酸性条件下发生反应：2Cu=Cu2Cu。大多数1价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为_，

6、某同学实验时却有黑色物质出现，该黑色物质的化学式为_。(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生：a2Cu24I=2CuI(白色)I2b2Cu22Cl2I=2CuCl(白色)I2若a反应是主要反应，需要查询的数据是_。为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是_。ASO2 B四氯化碳CNaOH D乙醇(3)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。已知NH5的所有原子都达到稀有气体的稳定结构，NH5是_(填“离子化合物”或“共价化合物”)，在上述反应中NH5作_(填“氧化剂”、“还原剂”或“既不是氧化剂也不是还原剂”)。写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程

7、式：_。将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式。CuHHNO3=Cu(NO3)2H2(4)将实验制得的CuCl样品2.000 g(杂质不参与反应)溶于一定量的0.500 0 molL1 FeCl3溶液中，加水稀释至200 mL，取20.00 mL所得溶液用0.100 0 molL1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗20.00 mL Ce(SO4)2溶液。有关反应离子方程式：Fe3CuCl=Fe2Cu2Cl、Ce4Fe2=Fe3Ce3，则样品中CuCl的质量分数为_。答案(1)砖红色CuO(2)Ksp(CuCl)与Ksp(CuI)B(3)离子化合物还原剂2CuH2H=Cu2Cu2H

8、26CuH16HNO3=6Cu(NO3)23H24NO8H2O(4)99.50%解析(1)葡萄糖分子中的醛基被新制Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2则被还原为砖红色的Cu2O，由于反应需加热，故Cu2O有可能被氧化为黑色的CuO。(2)CuCl2溶液与过量的KI反应，生成的沉淀与CuCl和CuI的Ksp的相对大小有关。由于a反应和b反应在生成白色沉淀的同时，均有I2生成，而CCl4可萃取其中的I2，且与水不互溶，故反应后加CCl4可顺利观察到白色沉淀。(3)NH5 的所有原子均达到稀有气体的稳定结构，故NH5可写成NH4H(氢化铵)，氢化铵中1价的氢将CuSO4溶液中2价的铜还原为1价。将Cu

9、H溶解在适量的稀HNO3中发生氧化还原反应，有Cu(NO3)2、H2、NO、H2O四种产物生成。(4)根据反应关系式：CuClFe2Ce4，得n(CuCl)0.100 0 molL10.02 L0.02 mol，则2.000 g样品中CuCl的质量分数w(CuCl)100%99.50%。2亚磷酸(H3PO3)是二元酸，与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。(1)PCl3水解可制取亚磷酸：PCl33H2O=H3PO3_。(2)H3PO3溶液中存在电离平衡：H3PO3 HH2PO。某温度下，0.10 molL1的H3PO3溶液的pH1.6，即溶液中c(H)2.5102 molL1。求该温度下上

10、述电离平衡的平衡常数K，写出计算过程。(H3PO3的第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字)根据H3PO3的性质可推测常温下Na2HPO3稀溶液的pH_7(填“”、“”或“(3)H3PO3I2H2O=2HIH3PO4(4)2H2e=H2HPO2H=H3PO3解析(1)根据质量守恒定律来补充完整该化学方程式。(2)利用化学平衡的三段式求解，注意题目对有效数字的要求。(3)根据题目信息确定还原剂、氧化剂，根据化合价变化规律确定氧化产物、还原产物，最后配平化学方程式。(4)根据电解原理知氢离子在阴极放电生成H2，由此写出阴极的电极方程式。紧扣题目信息“电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸”，再结合

11、装置示意图、电极上离子放电情况推测要在产品室得到产品，阳极室的氢离子要向产品室移动，原料室的HPO也要向产品室移动，由此可写出产品室中反应的离子方程式。题组二以化工流程为载体的综合题典例剖析(12分)工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓硫酸b稀硝酸cNaOH溶液d氨水(2)用稀硫酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是_(注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、

12、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_。答案及评分标准(1)cd(2分)(2)Fe3(2分)取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液(1分)，酸性KMnO4溶液褪色(1分)(3)3Cu2O2AlAl2O36Cu(2分)(4)bd(2分)(5)4HO24e=2H2O(2分)阅卷(1)必须小写，大写不得分；对而不全得1分，错选得0分。(2)滴加“酸性KMn

13、O4溶液”或“酸性高锰酸钾溶液”或“MnO溶液”均对得1分，“KMnO4”化学式有错不得分；现象答“KMnO4褪色”或“紫色褪去”或“紫红色褪去”或“红色褪去”得1分；若现象答“溶液变为红色”不得分；注“不变紫色、变色”都不给分，“不呈紫色、无紫色、不显紫色、褪色、褪去”都得分。本空2分，若试剂对现象错，得1分；试剂错现象对，不得分。(3)分子式错、不配平，不得分；“=”、“”、“ ”得分；反应条件不考虑。(4)对而不全得1分，有错选得0分。(5)分子式错、不配平，不得分，但系数成倍得分。“=”、“”、“ ”得分；电子符号“e”不得分。1目前，新能源不断被利用到现代汽车中，高铁电池技术就是科研

14、机构着力研究的一个方向。(1)高铁酸钾锌电池(碱性介质)是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是_(填化学式)。(2)工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4)，K2FeO4在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定。反应原理为.在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4：3NaClO2Fe(NO3)310NaOH=2Na2FeO43NaCl6NaNO35H2O。.Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO42KOH=K2FeO42NaOH。主要的生产流程如下：写出反应的离子方程式：_。流程图中反应是在某低温下进行的，且此温度无NaOH析出

15、，说明此温度下Ksp(K2FeO4)_Ksp(Na2FeO4)(填“”、“”或“”)。(3)已知K2FeO4在水溶液中可以发生：4FeO10H2O 4Fe(OH)38OH3O2，则K2FeO4在水处理中的作用是_。(4)FeO在水溶液中的存在形态如图所示。若向pH10的这种溶液中加硫酸至pH2，HFeO的分布分数的变化情况是_。若向pH6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，_转化为_(填化学式)。答案(1)Zn(2)Cl22OH=ClClOH2O(3)净水剂和消毒剂(4)先增大后减小HFeOFeO解析(1)高铁酸钾是氧化剂，作电源正极，而锌为还原剂，在电池中失电子，作电源负极

16、。(2)根据框图中反应的反应物为Cl2和NaOH知，发生反应的离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O。根据题意分析可知，Na2FeO4的溶度积大于K2FeO4的溶度积。(3)FeO与水反应生成的Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，FeO具有强氧化性，可作消毒剂。(4)加入硫酸，将溶液pH由10调节到2，由图中HFeO的变化曲线可知，HFeO的分布分数先增大后减小。由图可知，pH6时，溶液中存在的含铁元素的微粒为HFeO和FeO，加入KOH，溶液pH逐渐增大，HFeO的分布分数逐渐减小，而FeO的分布分数逐渐增大，故HFeO逐渐转化为FeO。2硼及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁

17、矿的主要成分为Mg2B2O5H2O，硼砂的化学式为Na2B4O710H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为回答下列有关问题：(1)硼砂中B的化合价为_价；溶于热水后，常用稀硫酸调pH至23制取H3BO3，该反应的离子方程式为_。X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为_。(2)MgCl27H2O在HCl氛围中加热的原因是_。若用惰性电极电解MgCl2溶液，其阴极反应式为_。(3)镁H2O2酸性燃料电池的反应机理为MgH2O22H=Mg22H2O，则其正极反应式为_。常温下，若起始电解质溶液pH1，则pH2时，溶液中Mg2的浓度为_。已知KspMg(OH)25

18、.61012，当溶液pH6时，_(填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出。(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 molL1Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。滴定时用到的指示剂是_。该粗硼样品的纯度为_。(提示：I22S2O=2IS4O)答案(1)3B4O2H5H2O=4H3BO33MgB2O32B3MgO(2)防止MgCl2水解2H2OMg22e=H2Mg(OH)2(3)H2O22H2e=2H2O0.045 molL1没有(4)淀

19、粉99%解析(1)硼砂的化学式为Na2B4O710H2O，钠元素化合价为1价，氧元素化合价为2价，依据化合价代数和为零计算得到硼元素化合价为3价；用H2SO4调pH至23，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3，反应的离子方程式为B4O2H5H2O=4H3BO3；X为H3BO3晶体加热脱水的产物，为B2O3，与Mg反应生成粗硼和氧化镁，反应的化学方程式为3MgB2O3高温,2B3MgO。(2)MgCl27H2O需要在HCl氛围中加热，是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁；若用惰性电极电解MgCl2溶液，阴极氢离子得到电子生成氢气，水的电离平衡被破坏，水电离生成的氢氧根离子浓度增大，和镁离子

20、形成氢氧化镁沉淀，合并写出阴极反应式为2H2OMg22e=H2Mg(OH)2。(3)镁H2O2酸性燃料电池的反应机理为MgH2O22H=Mg22H2O，正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应，正极反应式为H2O22H2e=2H2O；若起始电解质溶液pH1，则pH2时，溶液中氢离子浓度减小0.1 molL10.01 molL10.09 molL1，依据反应方程式得到Mg2浓度为0.045 molL1；KspMg(OH)25.61012，当溶液pH6时，c(OH)108 molL1，则Qcc(Mg2)c2(OH)0.04510164.51018KspMg(OH)2，无氢氧化镁沉淀生成。(4)碘遇淀粉

21、变蓝，终点时蓝色褪去；硫代硫酸钠的物质的量为0.30 molL10.018 L0.005 4 mol，根据关系式：BBI33/2 I23S2O，n(B)n(S2O)0.001 8 mol，硼的质量为11 gmol10.001 8 mol0.019 8 g，粗硼中硼的含量为0.019 8 g/0.020 g100%99%。3污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。请回答下列问题：(1)上述流程中多次涉及

22、到过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、烧杯、_；其中玻璃棒的作用是_。(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3和Fe3，其原理是_(只用文字表述)。(3)已知Ksp(CuS)1.31036，Ksp(NiS)1.01024；在除铜镍的过程中，当Ni2恰好完全沉淀此时溶液中c(Ni2)1.0105 molL1，溶液中Cu2的浓度是_molL1。(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中隋性电极作阳极，铁作阴极，请写出阳极的电极反应式：_。(5)下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是_(填编号)。aNaOH溶液、酚酞溶液b稀H2SO4

23、酸化的KMnO4溶液c碘水、淀粉溶液d氨水、酚酞溶液(6)废气中SO2与稀硫酸酸化的软锰矿反应的化学方程式为_；已知废气中SO2的浓度为6.4 gm3，软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%，则处理1 000 m3燃煤尾气，可得到硫酸锰晶体(MnSO4H2O，相对分子质量为169)的质量为_kg(结果保留3位有效数字)。答案(1)漏斗引流(防止液体溅出)(2)MnCO3消耗溶液中的酸，促进Al3和Fe3水解生成氢氧化物沉淀(3)1.31017(4)MnOe=MnO(5)bc(6)MnO2SO2=MnSO415.24.用含有A12O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备A12(SO4)318

24、H2O。工艺流程如下(部分操作和条件略)：.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；.浓缩、结晶、分离，得到产品。（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是_。（2）KMnO4氧化Fe2+的离子方程式补充完整：_MnO4+_Fe2+_Mn2+_Fe3+_（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1 molL-1根据表中数据解释步骤的目的：_

25、 。（4）己知：一定条件下，MnO4 可与Mn2+反应生成MnO2。 向 的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是_。 中加入MnSO4的目的是_。参考答案：（1）6H+ + A12O3= 3H2O+2A13+ （2）5 8H+ 5 4H2O（3）把Fe2+完全氧化为Fe3+，pH约为3不生成Al（OH）3 和Fe（OH）2，使Fe3+完全生成Fe（OH）3沉淀（4）产生黄绿色气体 （5）除去过量的MnO4离子5. 5、（15分）某工业废料中主要含有Al2O3、Co2O3CoO、少量Fe3O4等金属氧化物（Co2O3CoO不与强碱反应）。实验室科技人员欲将之分离并制备相关物质，设计流程如下：（1）过程中的操作名称是 ，写出过程发生反应的化学方程式 。（2）溶液a中含