高考化学工业流程题

流程题目1.【2016-四川】资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下:已知:①Ca5(PO4)3F在950℃不分解；②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题:(1)950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是。(2)实验室过滤所需的玻璃仪器是。(3)NH4NO3溶液能从磷矿Ⅰ中浸取出Ca2+的原因是。(4)在浸取液Ⅱ中通入NH3，发生反应的化学方程式是。(5)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa时:CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l)ΔH=-271kJ/mol5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)ΔH=-937kJ/mol则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是。(6)在一定条件下CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了56。若akg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2kg。2.【2016-浙江】磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：请回答：（1）A的组成元素为_________（用元素符号表示），化学式为______。（2）溶液C可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用____________。（3）已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为1.518g·L-1），该气体的电子式为__。写出该反应的离子方程式___。（4）写出F→G反应的化学方程式_____________。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒（不考虑H2O、H+、K+、I-）______________。3.【2016-新课标】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.2~2.92.8~3.122~2860~651~21以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+V4O124−R4V4O12+4OH−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”“碱”“中”）。（5）“流出液”中阳离子最多的是________。（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。4.【2016-新课标】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保留两位小数)5.【2016-江苏】以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。①生成Ca(ClO)2的化学方程式为。②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有（填序号）。A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解（2）氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2===Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。①滤渣的主要成分为（填化学式）。②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2]∶n[CaCl2]1∶5（填“”、“”或“=”）。（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100g▪L-1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是。6.【2015-山东】利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。⑴利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为溶液（填化学式）阳极电极反应式为，电解过程中Li＋向电极迁移（填“A”或“B”）。⑵利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：钴渣①H2SO4②Na2SO3浸液CoSO4溶液CoC2O4沉淀钴氧化物NaClO3,O2(NH4)2C2O4溶解还原纯化处理沉钴煅烧铁渣气体电源H2阳离子交换膜惰性电极B惰性电极ACo(OH)3溶解还原反应的离子方程式为。铁渣中铁元素的化合价为。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41g，CO2体积为1.344L（标准状况），则钴氧化物的化学式为。7.【2015-新课标】硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）写出Mg2B2O5·H2O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H2O2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（NaBH4），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___________。6.【2015-江苏】以磷石膏(只要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。（1）匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42－)随时间变化见由图。清液pH11时CaSO4转化的离子方程式_____________(填序号)A.搅拌浆料B.加热浆料至100℃C.增大氨水浓度D.减小CO2通入速率（2）当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是_________。（3）在敞口容器智能光，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因___________。7.【2015-广东】七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废铝片制备七铝十二钙的工艺如下：(1)煅粉主要含MgO和，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液I中c(Mg2＋)小于5×10－6mol·L－1，则溶液PH大于(Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12)；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是。(2)滤液I中的阴离子有(忽略杂质成分的影响)；若滤液I中仅通入CO2会生成，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为。(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为。(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4－和Al2Cl7－两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为。8.【2015-福建】无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为。（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃57.6180（升华）300（升华）1023①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是（只要求写出一种）。②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。③已知：（i）Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1344.1kJ·mol-1（ii）2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g)ΔH2=+1169.2kJ·mol-1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________。⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是。9.【2015-四川】为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的工业原料FeSO4（反应条件略）活化硫铁矿还原Fe2+的主要反应为：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应，请回答下列问题：（1）第1步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。（2）检验第II步中Fe2+是否完全还原，应选择（填字母编号）。A．KMnO4溶液B．K2[Fe(CN)4]溶液C．KSCN溶液（3）第III步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后再第VI步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是。（4）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25℃，101kPa时：4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)H=-1648kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)H=-1480kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是。（5）加入烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗掉硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第III步应加入FeCO3kg