高三化学工业流程汇总.docx

1、高三化学工业流程汇总工业流程题1（15分） 绿矾（FeSO47H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：查询资料，得有关物质的数据如下表： 25时pH值饱和H2S溶液3.9SnS沉淀完全1.6FeS开始沉淀3.0FeS沉淀完全5.5（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+，最好选用的试剂为 。AKSCN溶液 BNaOH溶液 CKMnO4溶液 D苯酚溶液（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是 ；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 。（3）操作IV的顺序依次为 、冷却结晶、 。（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，

2、其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质； 。（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a.称取2.850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 （填仪器名称）。判断此滴定实验达到终点的方法是 。计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为 。2. （14分）辉铜矿主要成分Cu2S，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，软锰矿主要含有 MnO2，以及少量SiO2、 Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利

3、用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下：已知：MnO2有较强的氧化性，能将Cu+氧化成Cu2+ Cu(NH3)4SO4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH3部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3+：1.53.2 Mn2+：8.39.8 Cu2+：4.46.4 （1）实验室配制250mL 4.8 mol/L的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要_。（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_（任写一点）。（3）酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式 _。（4）调节浸

4、出液pH=4的作用是_。 （5）本工艺中可循环使用的物质是（写化学式）_。（6）获得的MnSO4H2O晶体后常用酒精洗涤，主要目的是_。（7） 用标准的BaCl2溶液测定样品中MnSO4H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有_ (任写一种)。3. （13分）硫酸亚锡（SnSO4）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如下： 查阅资料：酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化。SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡回答下列问题：（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元

5、素在周期表中的位置是 。（2）操作是 。（3）SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因 。（4）加入Sn粉的作用有两个：调节溶液pH 。（5）反应得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是 。（6）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是 。（7）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）： 将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl=SnCl2 + H2； 加入过量的FeCl3 ； 用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为：6FeCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl =6FeCl3 + 2KCl +

6、 2CrCl3 +7H2O 取1.226 g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K2Cr2O7溶液32.0 ml。锡粉中锡的质量分数是 。4（12分）钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeOTiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示： 已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO34H+4Cl-Fe2+TiOCl42-2H2O（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是 。（2）滤渣A的成分是 。（3）滤液B中TiOCl42- 转化生成TiO2的

7、离子方程式是 。（4）反应中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是 。（5）反应的化学方程式是 。（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是 。充电放电（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O123LiFePO4Li7Ti5O123FePO4 该电池充电时阳极反应式是 。5（共14分）一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O

8、3CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为 。（2）过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根） 。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_。（3）过程得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式_。（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过

9、程IV中起的作用是_。（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是_（填序号）。A c(Na+) = 2c(CO32-)B c(Na+) c(CO32-) c(HCO3-)C c(OH-) c(HCO3-) c(H+)D c(OH-) - c(H+) = c(HCO3-) + 2c(H2CO3)（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl26H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是_。11）AD （2分）（2）除

10、去溶液中的Sn2+离子，并防止Fe2被氧化(2分)；防止Fe2离子生成沉淀(2分)（3）蒸发浓缩 (1分) ；过滤洗涤(1分) （4）降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗(2分) （5）酸式滴定管 (1分)滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。(2分)0.975(2分)2.（14分）（1）D （2分）（2）防止过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸汽反应，（2分）;Na2O（2分）电解 13（2分） NaCl+H2O = NaClO+H2（2分）（3）9.5PH10.0（2分） O2+2H2O+4e = 4OH（2分）3. (14分) （1）250mL容量瓶(1分)、胶头滴

11、管(1分)（2）粉碎矿石或适当升高温度或搅拌（答案合理均给分）（3）Cu2S +2MnO2+4H2SO4 =2CuSO4+2MnSO4+S+4H2O（4）使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀 （5）NH3（6）减少MnSO4H2O晶体的损失 （7）混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水4.（13分）（1）五周期A族（1分）（2）加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 （2分）（3）Sn Cl2 + H2O Sn(OH)Cl + HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解（2分）（4）防止Sn2+被氧化 （2分）（5）Sn2+ + CO32- =SnO + CO2 （2分）（6）Sn2+ + H2

12、O2 +2H+ = Sn4 + + 2H2O （2分）（7）93.1%5（12分，每空2分）（1）+2 （2）SiO2 （3）TiOCl42-H2O = TiO22H+4Cl-（4）温度过高时，反应物氨水（或双氧水）受热易分解 （5） (NH4)2Ti5O152LiOHLi2Ti5O152NH3H2O（或2NH32H2O）（6）20/9（1分） （7）LiFePO4 e-FePO4Li+（1分）15（共14分）（1）2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2 （2）4Co2O3CoO + Na2S2O3 + 11H2SO4 = 12CoSO4 + Na2SO4 + 11H2O Co2

13、O3CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境。（合理即可）（3）2Al3+3CO32-+3H2O = 2Al(OH)3+3CO2（4）调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoCO3 （5）B C D （有错不得分，答对2个得1分，全对得2分）（6）CoCl22H2O1铁是人体必须的微量元素，绿矾（FeSO47H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。（1）某同学以市售铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质）为原料制备纯净绿矾晶体。实验步骤设计为：取一定量的铁屑于烧杯，加入过量稀硫酸溶解。若该操作需用90 mL 1 mol/的硫酸溶液，则配制时用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有两种仪器分别是

14、。再向上述溶液中加入过量的铁粉，让其充分反应，然后过滤，再从滤液中通过操作a得到晶体，再用少量冰水洗涤获得纯净的绿矾晶体。操作a的操作顺序依次为： 、冷却结晶、 。得到的绿矾晶体再用少量冰水洗涤的目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质； 。（2）制得的绿矾晶体由于保存不妥，容易被氧化。某同学想了解其是否被氧化。请你设计实验证明绿矾晶体部分被氧化。 （要求写出实验的步骤、现象、结论）。（3）下图是某同学利用手持技术，获得8.34 g FeS047H20样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。试确定78时固体物质M的化学式： 。取适量380时所得的样品P，隔绝空气加热至65

15、0，得到一种红棕色的物质Q，同时有两种无色气体生成且两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16，写出该反应的化学方程式 。该同学用下图所示装置设计实验，验证中生成的气态物质。I. 按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c II. 试剂X的名称是 。2硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)26H2O较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题：（1）硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe2O3，气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和 。（2）为检验分解产物的成份，

16、设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。 A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是 。为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有。AKSCN溶液B浓盐酸CKMnO4溶液D稀硫酸装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有 气体生成，若含有该气体，观察到的现象为 。若A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3，Fe2O3的物质的量为amol，C中沉淀物质的量为bmol，则a b（填“大于”、“小于”或“等于”）现欲将B中溶液准确稀释至100.00mL，应将锥形瓶中的溶液转移入 （填仪器名称）定容。实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为 （用离

17、子方程式表示）。（3）已知亚铁离子被氧气氧化的反应是：4Fe2+ + O2 + (4+2x) H2O2Fe2O3xH2O + 8H+，硫酸亚铁铵溶液较硫酸亚铁溶液不易被氧气氧化，其原因是 。3(16分)辉铜矿是铜矿的伴生矿, 主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。把辉铜矿经过精选粉碎后，用来加工制备硝酸铜的工艺流程如下：（1）写出矿石与足量的FeCl3溶液生成S单质时发生的离子方程式 写出操作2需要用到的玻璃仪器的名称 。(2)为保证产物的纯净，需要对沉淀1进行洗涤，写出洗涤的操作过程 。(3)进行操作3时需要向滤液3中加入适量的 ，请结合离子方程式解释其原因 。(4)焙烧辉铜矿

18、会产生大气污染物SO2，实验室探究SO2的性质，按下图装置进行实验。实验中，对于装置B中溶液红色褪为无色的现象，甲同学猜测是由于SO2显酸性引起的，乙同学猜测是由于SO2有漂白性引起的。你认为 的猜测正确，请设计简单实验证明。 。装置C可证明SO2具有还原性，则C中的溶液可选用 (填化学式)，验证SO2具有还原性的实验现象为 。该实验剩余的SO2需要吸收处理，在D处框内画出尾气处理装置图并指明所用试剂。4. （15分）SO2随意排放会造成严重的大气污染。下列是某小组同学设计处理烟气（主要含SO2、N2、O2、粉尘）中SO2的方法。（1）方法一：利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气，流程如下： “

19、吸收装置”中发生反应的离子方程式是 ；合成塔中每合成1 mol 气体放出热量92.3 kJ（25 、101 kPa），反应的热化学方程式是 ；上述流程中循环利用的物质是 。（2）方法二：利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2。 该反应的离子方程式是 （反应a）。为验证该反应，同学们将SO2通入0.05 molL-1 FeCl3溶液中，溶液很快由黄色变为红褐色；将溶液长时间放置后，最终变为浅绿色。关于红褐色液体，以下是同学们的分析推测与实验。分析推测实验步骤甲：生成了Fe(OH)3胶体乙：经查阅资料，可能发生反应：Fe3+6SO2 Fe(SO2)（反应b）.制备Fe(OH)3胶体并检验.分

20、别向Fe(OH)3胶体和该红褐色液体中加入适量铁粉，振荡后前者不变色，后者变为浅绿色 利用胶体的 （填性质）可以检验步骤中是否得到了Fe(OH)3胶体； 根据反应b，说明步骤中液体颜色变化的原因是 （用离子方程式及必要的文字说明）； 经讨论后得出结论：FeCl3溶液和SO2反应过程中，反应a、b在体系中共存。请从化学反应速率和反应限度的角度分析，SO2通入FeCl3溶液中产生上述现象的原因是 。5.（14分）重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O72H2O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：请回答： （1）已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价，则Fe(CrO2)2中铁元素是 价。（

21、2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2OSiO2，则Fe(CrO2)2 可写成 。（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下： 4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CO4+8CO2为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是 。（4）已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如： 2CrO42- + 2H+ = Cr2O72- + H2O ; 3CrO42- + 4H+ = Cr3O102- + 2H2O 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。 混合溶液乙中溶质的化学式

22、是 。（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌， 所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72必须除去。 工业上可用电解法来处理含Cr2O72的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr2O72在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。 a电极的电极反应式是 ，b电极附近反应的离子方程式是 。6.（16分）工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾（CuSO45H2O）。该废料中各种成份含量如下：Cu和CuO约占87%，其它为Mg、Al、Fe、Si及其氧化物，还有少量的难溶物质。工艺流程为：

23、将含铜废料研成粉末加过量热碱溶液，过滤滤渣用水洗至pH=7加稍过量稀硫酸，加热条件下通空气搅拌至固体基本溶解 分离得到胆矾晶体再将滤液用硫酸调节pH=23调节pH=5.2沉降1小时之后过滤再加H2O2于80保温半小时部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)2pH5.23.16.79.49.7回答：（1）步骤中为什么要将含铜废料研磨成粉状？ 。（2）步骤中的离子方程式（写出2个即可）： 、 。步骤中H2O2参加反应的离子方程式： 。（3）步骤中调节溶液pH时适宜的物质是 （填序号）；ANaOH B氨水 CC

24、u2(OH)2CO3 DCu(OH)2 EMgCO3步骤中滤渣成份的化学式 。（4）步骤中用硫酸调节pH23的原因是 。步骤的分离方法是 7 CoCl26H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）为原料制取CoCl26H2O的一种新工艺流程：已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔点86，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀

25、3.29.79.25.2请回答下列问题：(1)加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是 。(2)操作包含3个基本实验操作，它们是 、 和过滤。(3)制得的CoCl26H2O需减压烘干的原因是： 。(4)为测定产品中CoCl26H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100，其原因可能是： 。(5)在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的CoCl26H2O，方法是： 。(6)在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为： 。原工艺较新工艺也有优

26、点，其主要优点是 。8（16分）钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿（主要成分是TiO2和Fe的氧化物）制备TiO2等产品的一种工艺流程示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于强酸性溶液中TiCl4的熔点25.0，沸点136.4；SiCl4的熔点68.8，沸点57.6回答下列问题：（1）写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式 加入铁屑的作用是 。（2）操作包含的具体操作方法有 。（3）向“富含TiO2溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2n H2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因 ，废液中溶质的主要成分是 （填化学式）。（4）用金红石（主要含TiO2）为原料，采用亨

27、特(Hunter)法生产钛的流程如下：写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式 ，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质 ，可采用 方法除去。（5）TiO2直接电解法生产金属钛是一种较先进的方法，电解质为某种可以传导O2-离子的熔融盐，原理如右图所示，则其阴极电极反应为： ，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有 。1（15分）试管中，加水溶解并分为两份，向其中一份滴加KSCN溶液少量，溶液呈血红色，向另外一份滴加少量KMnO4酸性溶液，KMnO4溶液褪色，则说明该样品部分变质 （3分）（3） FeSO44H2O （2分） 2 FeSO4 = Fe2O3 + SO2 + SO3

28、（2分） abfed （2分） 品红溶液或溴水或酸性KMnO4溶液 （1分）2（1）SO2（2）使分解产生的气体在B、C中被吸收充分CDSO3溶液变浑浊小于100mL容量瓶SO2 + H2O2 = 2H+ +SO42、SO42+ Ba2+ = BaSO4（3）硫酸亚铁铵溶液中NH4+发生水解增大c(H+)，抑制了上述氧化还原反应的进行3.答案：（1）Cu2S+4Fe3+=2Cu2+S+4Fe2+；分液漏斗、烧杯向漏斗中加入蒸馏水至浸没固体，待水自然流出后，再重复23次。 (3)稀硝酸；Cu2+在溶液中存在水解平衡，Cu2+2H2O Cu(OH)2+2H+,加入稀硝酸后使平衡逆向移动，抑制Cu2+水解。 甲；若向退色后的溶液中加入NaOH，溶液又变成红色，则甲正确。乙；若将退色后的溶液加热，溶液恢复红色，则乙正确。KMnO4溶液；溶液的紫色退去。碱性试剂，画出合理的装置图均给分。4.（共15分）（1） SO2OHHSO3 H2(g)Cl2(g)2HCl(g)