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高考化学工业流程专题（2016.5）一、试题赏析1.（2015新课标II节选）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，答下列问題：（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：②溶液X中大量存在的阴离子有Cl－OH－。（注：容易漏掉OH－。注意生成物中有氨气，可以知道溶液中有OH－）（3）用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水.使液面没过玻璃液封管的管口；Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；Ⅴ．用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-＝2I－+S4O62-)，指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：②玻璃液封装置的作用是玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO2气体（避免碘的逸出）。2.（2014全国卷II节选）某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为测定其组成，进行如下实验。①氨的测定：精确称取wgX，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·L-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2mol·L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色）。回答下列问题：（1）装置中安全管的作用原理是当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定。（6）经测定，样品X中钴、氨、氯的物质的量之比为1:6:3，制备X的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O；X的制备过程中温度不能过高的原因是温度过高过氧化氢分解、氨气逸出。3.草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)可用于制镍催化剂，硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)主要用于电镀工业。某小组用废镍催化剂（成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下：已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L－1计算)：②Ksp(CaF2)=1.46×10－10Ksp(CaC2O4)=2.34×10－9（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图“酸浸”的适宜温度与时间分别为C(填字母)。（注意既要浸出率高，又要经济）A．30℃、30minB．90℃、150minC．70℃、120minD．90℃、120min（3）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是静置，在上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若不再产生沉淀，则“沉镍”工序已经完成。（4）将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用乙醇洗涤、110℃下烘干，得草酸晶体。①用乙醇洗涤的目的是洗去杂质、便于烘干；（注意“便于烘干”的优点）②烘干温度不超过110℃的原因是防止草酸镍晶体失去结晶水。（记得要考虑结晶水）4.（2014南通模拟节选）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生产ZnSO4·7H2O的一种流程如下：（1）步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是不引入新杂质、升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率。（4）取28.70gZnSO4·7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是降低烘干的温度，防止ZnSO4·7H2O分解。（注意考虑结晶水）5.以电石渣[主要成分是Ca(OH)2，含SiO2、Al2O3以及其它少量杂质]为原料生产氯酸钾联产碳酸钙的流程如下：回答下列问题：（1）该流程中加入活性炭的作用是吸附氯气，防止在后续实验中氯气溢出污染环境。（注意活性炭的吸附作用）（2）副产品A是氯化铵。（考虑侯氏制碱法）6.我国某地利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功．已知磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，具体生产磷铵流程如下：（1）制硫酸工艺中净化SO2窑气的目的是防止催化剂中毒。（此空需记住）7.环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。（1）往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液（2）取步骤（1）中的粗产品加入无水MgSO4固体，搅拌后过滤（3）取步骤（1）中的粗产品经蒸馏、除去乙醚后，收集151℃~156℃馏分（4）蒸馏不能分离环己酮和水的原因是环己酮和水形成具有固定组成的混合物（或环己酮和水形成共沸物．．．）（注意考虑共沸物）8.从某废触媒[主要成分为活性炭、ZnO、FeO、(CH3COO)2Zn]中制取醋酸锌晶体的实验步骤如下：（1）若先将废触媒在马弗炉中通氧气500℃处理一段时间，浸出率会大大提高，其原因是破坏活性炭的结构，将吸附在活性炭孔内的醋酸锌全部释放出来。（注意考虑活性炭的使用以及对其破坏的角度）9.（2015扬州模拟节选）碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾．碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解．工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：I2+KClO3+H2O—KH（IO3）2+KCl+Cl2↑（未配平）回答下列问题：（2）步骤②中，用稀硝酸酸化的作用是促进氯气从反应混合物中逸出二、改编试题精选1.某科研小组以难溶性钾长石（K2O•Al2O3•6SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：下列说法错误．．的是（）A.煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2B.NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2－+2H2OAl(OH)3+OH－，因此“浸取”时应保持溶液呈碱性C.以Al2O3为原料，以石墨为电极，通过电解法可制得金属铝。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是阳极D.上述工艺中所有可以循环利用的物质是碳酸钠和水2.利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：下列说法错误的是（）A.气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝B.“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是加快AlN的水解和使氨气溢出C.“废渣”成分为Al(OH)3和Fe(OH)3D.采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是防止Al(OH)2Cl水解3.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，Fe2O3等)提取Al2O3做冶炼铝的原料，由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示(已知：NaCl熔点为801℃)下列说法错误的是（）A.将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮而除去，气泡的成分为Cl2和HClB.精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质C.固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在NaClD.镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4－形式存在，则阳极的电极反应式为Al－3e－＋4Cl－=AlCl4－4.（2013无锡模拟改编）K2SO4是无氯优质钾肥，Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如下（几种盐的溶解度和煅烧MnSO4•H2O时温度与剩余固体质量变化曲线如图）：下列说法正确的是（）A.反应II过滤后所得的滤液中含有大量的(NH4)2SO3，可能会有NH3•H2OB.煅烧过程中当温度超过1000℃时，冷却后，测得产物的总锰质量分数减小，其原因可能是部分Mn3O4被氧化C.反应III中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品D.煅烧MnSO4•H2O时温度与剩余固体质量变化曲线B段所表示物质的化学式为MnO2•MnO5.氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：【已知：金属离子浓度为1mol·L－1时，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图下列说法错误的是（）A.酸浸时发生反应的离子方程式是Cu(OH)2＋2H+=Cu2+＋2H2O；析出CuCl晶体时的最佳pH在3左右B.析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h、冷却密封包装。其目的是加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化C.产品滤出时所得滤液的主要分成是Na2SO4和FeSO4，若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体，还需要知道的是不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度D.为提高CuCl的产率，常在最后一步操作中加入稀碱溶液，但不能加过量。这样做的主要目的是减少CuCl在酸溶液中溶解的量6.亚硝酸钠大量用于染料和有机合成工业。用木屑制备亚硝酸钠的流程如下：（实验室模拟氧化和吸收过程的装置如图所示）已知氧化过程中，控制反应液的温度在55～60℃条件下发生的主要反应为：C6H12O6＋12HNO33H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O下列说法错误的是（）A.工业上在吸收过程中需控制NO和NO2的物质的量比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)1∶1会使产品中混有NaNO3B.酸溶过程中，浓硫酸的作用是使木屑炭化。吸收完成后，将吸收液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到亚硝酸钠C.A装置须控制反应液的温度不高于60℃，其主要原因是防止草酸分解产生一氧化碳，二氧化碳气体D.NaNO2能把酸性条件下的Fe2+氧化，同时产生NO，则每产生1molNO时，有1molFe2+转化为Fe3+7.用霞石岩（化学式为KNa3[AlSiO4]4，主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下；已知：NaHCO3溶液的pH约为8～9，Na2CO3溶液的pH约为11～12。溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度如图。下列说法错误的是（）A.固体M的化学式是Al2O3，X物质是CO2B.滤液W中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3－；产品碳酸钾中可能有碳酸钠C.碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是使碳酸根转化为碳酸氢根，利于KHCO3析出D.操作I是蒸发，操作II是冷却过滤8.现有两条工业流程。流程一是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品的流程。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：流程二是工业生产纯碱的工艺流程示意图，如图所示，粗盐水中含有镁离子，不考虑其他离子。下列说法错误的是（）A.反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+，反应中H2O2的作用是把Cu氧化到Cu2+；操作②用到的主要仪器是分液漏斗，其主要目的是富集铜元素、使铜元素与水溶液中的物质分离B.回收铜流程中有三次实现了试剂的循环使用，分别是NH3和NH4Cl溶液、RH、H2SO4；循环