高考化学化学工艺流程题强化专练含答案.docx

1、高考化学化学工艺流程题强化专练含答案32 3222332 2 5 23 42 32 323 3化学工艺流程题强化专练一、简答题（本大题共 1 小题，共 10.0 分）1. 钛被称为继铁、铝之后的第三金属。工业上常用硫酸酸解钛铁矿(主要成分为 FeTiO ，还含有部分 Fe O )的方法制取金红石(TiO )，再还原 TiO 制取金属钛。工 业制取 TiO 的工艺流程图如下：回答下列问题：(1)钛酸亚铁(FeTiO )中 Ti 的化合价为_。(2)钛液 1 中钛以 TiO2+的形式存在，则 FeTiO 与硫酸反应的离子方程式为_。(3)为提高钛铁矿的酸解率，可添加适量氧化剂，依据下图判断，添加的

2、最佳氧化剂 为_(填化学式)。(4)钛液 1 中加入的 A 物质是_，流程中的操作 a 是_。(5)制取金红石过程中，需要测定 TiO2+ 生反应的含量。取 100mL 钛液 1，加铝粉，使其发，反应消耗铝 1.35g，则钛液 1中 TiO2+的物质的量浓度为_。二、流程题（本大题共 9 小题，共 90.0 分）2.硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为 Mg B O H O 和 Fe O ， 还有少量 Fe O 、FeO、CaO、Al O 和 SiO 等）为原料制备硼酸（H BO ）的工艺 流程如图所示：第 1 页，共 16 页2 2 5 22 244 5 1243242 22

3、 22 22 5 153.回答下列问题：（1）写出 Mg B O H O 与硫酸反应的化学方程式_。为提高浸出速率，除适 当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_（写出两条）。（2）利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 _（化学式）。（3）“净化除杂”需先加 H O 溶液，作用是_。然后在调节溶液的 pH 约为 5，目的是_。（4）“粗硼酸”中的主要杂质是_（填名称）。（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH ），它是有机合成中的重要还原剂， 其电子式为_。（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备 单质硼，用化学方程式表示制备过程_。Li

4、 Ti O 和 LiFePO 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为 FeTiO ，还含有少量 MgO、SiO 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 2-形式存在，写出相应反应的离子方程式_。 （3）TiO xH O 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 50TiO xH O 转化率/% 92 95 97 93 88分析 40时 TiO xH O 转化率最高的原因_。（4）Li T

5、i O 中 Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为_。（5）若“滤液”中 c（Mg2+）=0.02molL-1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增 第 2 页，共 16 页3 44 3 4 2 sp442sp2 4sp32 42 4 32 42 42 2 42 42 333333 2 22加 1 倍），使 Fe3+恰好沉淀完全即溶液中 c（Fe3+）=1.010-5，此时是否有 Mg （PO ）2沉淀生成？_（列式计算）。FePO 、Mg （PO ） 的 K 分别为 1.310-22、1.010-24（6）写出“高温煅烧”中由 FePO 制备 LiFePO 的化学方程式_。 4. 某废旧锂电池材

6、料含有钴酸锂（LiCoO ）、导电剂石墨和铝粉等。回收废旧锂电池中钴的工艺流程如下：已知：K （CoC O ）2.5109，K （CoCO ）1.51013。回答下列问题：（1）“浸出液”的主要成分是 LiHC O 、Al（HC O ） ，“浸出渣”的主要成分 是 CoC O 。“浸出”中生成 CoC O 的化学方程式为_，若 H C O 用量过 大，CoC O 的产率反而会降低，原因是_。（2）“转化”中加入 Na CO 溶液发生反应的离子方程式为_。（3）“电解”时装置如图所示。阳极的电极反应式为_，电解后 a 室中的 电解液可返回_工序继续使用。5. KIO 是一种重要的无机化合物，可作

7、为食盐中的补碘剂。回答下列问题： （1）KIO 的化学名称是_。（2）利用“KClO 氧化法”制备 KIO 工艺流程如下图所示：酸化反应”所得产物有 KH（IO ） 、Cl 和 KCI“逐 Cl ”采用的方法是_。 “滤液”中的溶质主要是第 3 页，共 16 页3322 22 2222x y 4 m n_。“调 pH”中发生反应的化学方程式为_。 （3）KIO 也可采用“电解法”制备，装置如图所示。1写出电解时阴极的电极反应式_。2电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_，其迁移方向是_。 与“电解法”相比，“KClO 氧化法”的主要不足之处有_（写出一点）。6. 一种磁性材料的磨削废料(含镍

8、质量分数约为 21)的主要成分是铁镍合金，还含有 铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍的工艺流程如下：回答下列问题：(1)合金中的镍难溶于稀硫酸，“酸溶”时除了加入稀硫酸，还要边搅拌边缓慢加入 稀硝酸，反应生成的气体只有 N 。写出金属镍溶解的离子方程式： 。(2)“除铁”时 H O 的作用是 ，为了证明添加的 H O 已足量，应选择的试剂是(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)溶液。(3)“除铜”时，反应的离子方程式为 ，若用 Na S 代替 H S 除铜，优点是 。(4)已知除杂过程在陶瓷容器中进行，NaF 的实际用量为理论用量的 1.1 倍，用量不 宜过大的原因是 。(5)镍

9、氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型，其工作原理如下：MNi(OH)MHNiOOH(式中 M 为储氢合金)写出电池放电过程中正极的电极反应式：(6)已知黄钠铁矾Na Fe (SO ) (OH) 具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特 点。某研究小组为测定黄钠铁矾的组成，进行了如下实验：步骤称取 4.850 g 黄钠铁矾样品，加盐酸完全溶解后，配成 100.00 mL 溶液 A；第 4 页，共 16 页2 2 322 2 32 4 62 2 322 2 33222sp24 232 342步骤量取 25.00 mL 溶液 A，加入足量的 KI，用 0.2500mol L1的 Na S O 溶液

10、进行滴定(反应为 I2Na S O 2NaINa S O )，滴定至终点时消耗 30.00mLNa S O 溶液。步骤另取 25.00mL 溶液 A，加足量 BaCl 溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥 后得沉淀 1.165 g。1用 Na S O 溶液进行滴定时，使用的指示剂为 ，滴定达到终点时的颜色变 化为2黄钠铁矾的化学式为7. 锰的用途非常广泛，以碳酸锰矿（主要成分为 MnCO ，还含有铁、镍、钴等碳酸 盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：已知 25，部分物质的溶度积常数如下： 物质 Mn（OH） Co（OH） Ni（OH） MnSCoS NiSK 2.110-133.010-165

11、.010-161.010-115.010-221.010-22（ 1）步骤中，为加快溶浸速率，可采取的措施是：_。（至少答两条） （2）步骤中，须加氨水调节溶液的 pH 为 5.06.0，则滤渣 1 的主要成分为_ （填化学式）。已知 MnO 的作用为氧化剂，则得到该成分所涉及的离子方程式为 _。（3）步骤中，所加（NH ） S 的浓度不宜过大的原因是_。（4）滤液 2 中，c（Co2+）：c（Ni2+）=_。（5）将质量为 a kg 的碳酸锰矿经上述流程处理后得到单质 Mn b kg。若每一步都 进行完全，滤渣 1 为纯净物，质量为 c kg，则原碳酸锰矿中 MnCO 的质量分数为 _。（用

12、含 a、b、c 的式子表达，无需化简）8. 活性氧化锌是一种新型的多功能精细无机材料，具有普通氧化锌所无法比拟的特殊 性能，如表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。我国目前采用湿化学法 （NPP法）制备纳米级活性氧化锌，以粗氧化锌（含少量 CuO、FeO、MnO、Fe O 等）为原料，生产工艺流程如图：已知：1当 pH5.4 时，KMnO 的还原产物为 MnO 。2以上实验条件下，各种氢氧化物沉淀的 pH 情况如下表所示。第 5 页，共 16 页32224 32 332 2242 34424 2 4 2232 222 2 72 2 7Fe（OH）2Fe（OH） Cu（OH） Zn（OH）

13、 Mn（OH）开始沉淀的 pH沉淀完全的 pH7.59.02.23.25.26.76.48.08.610.19.根据以上信息，回答下列问题：（1）过程中，能提高浸取效率的措施有_（答出一条即可）。（2）该工艺流程过程中能否选用氢氧化钠溶液或氨水调节 pH？_（填 “能”或“不能”）。理由是_。（3）过程中发生的两个主要氧化还原反应的离子方程式为_、 _。（4）过程加入锌粉的作用是_。（5）过程后经过过滤得到的滤渣，再将其_、_，得到产品。生 产中也可以用 NH HCO 溶液代替 Na CO 溶液，得到的滤渣为碱式碳酸锌 ZnCO 2Zn（OH） H O，请写出该反应的化学方程式： _。二硫化钨

14、(WS ，其中 W 的化合价为4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中 用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是 FeWO ，还含少量 Al O )制备二硫化钨的工 艺流程如图所示：回答下列问题：(1)FeWO 中铁元素的化合价为_。(2)FeWO 在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为 _；“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有 _(写出一条即可)。(3)过量 CO 通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为_，操作中用作引流的玻璃仪器是_。(4)生成二硫化钨的化学方程式为 2(NH ) WS 3O2WS 4NH 2S10.2SO 2H O，若反应中转移 8 mol 电子，则生成 WS 的质

15、量是_g。工业上用重铬酸钠（Na Cr O ）结晶后的母液（含少量杂质 Fe3+）生产重铬酸钾 （K Cr O ）工艺流程如图 1 及相关物质溶解度曲线如图 2：第 6 页，共 16 页2 2 72 2 72 2 72 2 724 2244（1）由 Na Cr O 生产 K Cr O 的化学方程式为：_通过冷却结晶析出大量 K Cr O 的原因是_（2）向 Na Cr O 母液中加碱液调 pH 的目的是_（3）固体 A 主要为_（填化学式），固体 B 主要为_（填化学式） （4）为检验得到的重铬酸钾晶体中含有少量的氯化钠杂质，实验方法是：_； 进一步提纯产品的方法是_（5）将 SO 通入用硫酸

16、酸化的重铬酸钾溶液中，可制得硫酸铬钾 KCr（SO ） ，反应的化学方程式为_；如果溶液的酸碱性控制不当，可能会有 Cr（OH）SO4杂质生成现从得到的硫酸铬钾产品中取出 3.160g 样品加入足量盐酸和 BaCl 溶液 后，得到白色沉淀 5.126g若产品中杂质只有 Cr（OH）SO ，则该产品中 KCr（SO ）2的质量分数为_（用百分数表示，保留 1 位小数）第 7 页，共 16 页32432 3233323244422 2 5 2 2 43 343 4 243 32 3 22 32 2 5 23 42 32 323 321.【答案】（1）+4 价（2）FeTiO +4H+=TiO2+F

17、e2+答案和解析+2H O（3）KMnO（4）Fe（或 Fe 粉）；洗涤、干燥（5）1.5mol/L【解析】【分析】本题考查化学工业流程，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、发生 的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识、化学反应原 理与实验的结合，题目难度不大。【解答】用硫酸酸解钛铁矿（主要成分为 FeTiO ，还含有部分 Fe O ），过滤除去不溶物，所得滤液中含有 Fe2+、TiO2+、Fe3+等，向滤液中加入 Fe 粉，还原 Fe3+生成 Fe2+，蒸发浓缩并冷却结晶，过滤得到绿矾晶体，滤液2 中加入沸水并过滤得到钛酸，钛酸经洗涤、干 燥后灼烧即可

18、得到 TiO ；（1）钛酸亚铁（FeTiO ）中 Fe 为+2 价，O 为-2 价，结合正负化合价代数和为 0，则 Ti 的化合价为+4 价，故答案为：+4 价；（2）钛液 1 中钛以 TiO2+的形式存在，则 FeTiO 与硫酸反应的离子方程式为FeTiO +4H+=TiO2+Fe2+2H O，故答案为：FeTiO +4H+=TiO2+Fe2+2H O；（3）根据题目要求结合图象在 60 分钟时酸浸率最大的氧化剂是 KMnO ，则选择的氧 化剂为 KMnO ，故答案为：KMnO ；（4）由流程分析，钛液 1 中加入应加入 Fe 粉，将溶液中的 Fe3+ 面有附着液，应通过洗涤、干燥，除去杂质

19、，提高其纯度， 故答案为：Fe（或 Fe 粉）；洗涤、干燥；（5）反应消耗铝 1.35g，其物质的量为=0.05mol，由反应还原为 Fe2+；钛酸的表3TiO2+Al+6H+=3Ti3+Al3+3H O 可知溶液中 TiO2+的物质的量为 0.05mol3=0.15mol，其物质的量浓度为=1.5mol/L，故答案：1.5mol/L。2.【答案】Mg B O H O+2H SO 2H BO +2MgSO 提高反应温度或减小铁硼矿粉 粒径 Fe O SiO 、CaSO 将亚铁离子氧化为铁离子 使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去七水硫酸镁2H BOB O +3H O、B O +3Mg 2B+

20、3MgO【解析】解：以铁硼矿（主要成分为 Mg B O H O 和 Fe O ，还有少量 Fe O 、FeO、 CaO、Al O 和 SiO 等）为原料制备硼酸（H BO ），由流程可知，加硫酸溶解只有 SiO第 8 页，共 16 页42 23 32 2 5 22 2 5 2 2 4 3 342 2 5 2 2 4 3 343 4243 4 242 243 3 2 3 22 33 3 2 3 2 2 32 2 5 23 42 32 323 33 4 242 23 334 22 22 243 4 23 4 24 2 3 2 2 44 22不溶，CaO 转化为微溶于水的 CaSO ，“净化除杂”需

21、先加 H O 溶液，将亚铁离子转 化为铁离子，调节溶液的 pH 约为 5，使铁离子、铝离子均转化为沉淀，则滤渣为氢氧 化铝、氢氧化铁，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出 H BO ，（1）Mg B O H O 与硫酸反应的化学方程式 Mg B O H O+2H SO 2H BO +2MgSO ，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有提高反应温度或减小铁硼矿粉粒径等，故答案为：Mg B O H O+2H SO 2H BO +2MgSO ；提高反应温度 或减小铁硼矿粉粒径；（2）利用 Fe O 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是SiO 、 CaSO ，故答

22、案为：Fe O ；SiO 、CaSO ；（3）“净化除杂”需先加 H O 溶液，作用是将亚铁离子氧化为铁离子。然后在调节溶 液的 pH 约为 5，目的是使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去，故答案为：将亚铁离子氧化为铁离子；使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去； （4）最后浓缩结晶时硫酸镁易结合水以晶体析出，则“粗硼酸”中的主要杂质是七水 硫酸镁，故答案为：七水硫酸镁；（5）NaBH 为离子化合物，含离子键、共价键，其电子式为 ，故答案为： ；（6）以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的化学方程式为 2H BO B O +3H O、B O +3Mg 2B+3MgO，故答案为：2H BO B O

23、 +3H O、B O +3Mg 2B+3MgO。以铁硼矿（主要成分为 Mg B O H O 和 Fe O ，还有少量 Fe O 、FeO、CaO、Al O 和 SiO 等）为原料制备硼酸（H BO ），由流程可知，加硫酸溶解Fe O 、SiO 不溶，CaO 转化为微溶于水的 CaSO ，“净化除杂”需先加 H O 溶液，将亚铁离子转化为铁离子， 调节溶液的 pH 约为 5，使铁离子、铝离子均转化为沉淀，则滤渣为氢氧化铝、氢氧化 铁，然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出 H BO ，以此来解答。本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，为 2015 年高考真题，把握实验流 程及发生的反应、混合

24、物分离提纯方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查， 题目难度中等。3.【答案】（1）100、2h 或 90、5h；（2）FeTiO +4H+4Cl-=Fe2+TiOCl 2-+2H O；（3）低于 40，TiO xH O 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 TiO xH O 转化反应速率下降；（4）4；（5）Fe3+恰好沉淀完全时，（cPO 3-）=1.310-17mol/L，QcMg（PO ）=（）3（1.310-17mol/L）2=1.6910-40Ksp=1.010-24，因此不会生成Mg （PO ） 沉淀；（6）2FePO +Li CO +H

25、C O2LiFePO +H O+3CO 【解析】【分析】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、发 生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识、化学反应第 9 页，共 16 页324 5 12422 242 5 152 5 154 5 1244 2 3 2 2 44 22434 234 22 22 22 22 22 22 5 15443 4 243 423 4444 2 3 2 2 44 224 2 3 2 2 44 222 2 2 42 42 4 222 42 2 42 4 22 4 33 2 42222 2 4原理与实验的结合，题目

26、难度不大。【解答】用钛铁矿（主要成分为 FeTiO ，还含有少量 MgO、SiO 等杂质）来制备 Li Ti O 和LiFePO ，由制备流程可知，加盐酸过滤后的滤渣为 SiO ，滤液中含 Mg2+、Fe2+、Ti4+，水解后过滤，沉淀为 TiO xH O，与双氧水反应 Ti 元素的化合价升高，生成（NH ） Ti O ，与 LiOH 反应后过滤得到 Li Ti O ，再与碳酸锂高温反应生成 Li Ti O ；水解 后的滤液中含 Mg2+、Fe2+ ，双氧水可氧化亚铁离子，在磷酸条件下过滤分离出 FePO ，高温煅烧中发生 2FePO +Li CO +H C O2LiFePO +H O+3CO

27、 ，以此来解答。（1）由图可知，当铁的浸出率为 70%时，所采用的实验条件为选择温度为 100、2h 或 90、5h，故答案为：100、2h 或 90、5h；（2）“酸浸”后，钛主要以 TiOCl 2-形式存在，相应反应的离子方程式为FeTiO +4H+4Cl-=Fe2+TiOCl 2-+2H O，故答案为：FeTiO +4H+4Cl-=Fe2+TiOCl 2-+2H O；（3）40时 TiO xH O 转化率最高，因低于 40，TiO xH O 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 TiO xH O 转化反应速率下降， 故答案为：低于 40，TiO xH O

28、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 TiO xH O 转化反应速率下降；（4）Li Ti O 中 Ti 的化合价为+4，Li 的化合价为+1 价，由化合价的代数和为 0 可知， O 元素的负价代数和为 22，设过氧键的数目为 x，则（x2）1+（15-x2）2=22，解 得 x=4，故答案为：4；（5）Fe3+恰好沉淀完全即溶液中 c（Fe3+）=1.010-5，由 Ksp（FePO ），可知 c（PO 3-）= =1.310-17mol/L，QcMg （PO ） =（）3（1.310-17mol/L）2=1.6910-40Ksp=1.010-24，则无沉淀生成，故答案为：Fe3+恰好沉淀完全时，c（PO 3