高考化学工艺流程专题训练

试卷第1页，总19页绝密★启用前高考化学工艺流程专题训练一、填空题1．工业上制备BaCl2的工艺流程图如图：某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得BaSO4(s)+4C(s)4CO(g)+BaS(s)△H1=+571kJ·mol-1①BaSO4(s)+2C(s)2CO2(g)+BaS(s)△H=+226kJ·mol-1②（1）反应C(s)+CO2(g)2CO(g)的△H=_______kJ·mol-1。（2）气体用过量NaOH溶液吸收，得到Na2S，在Na2S水溶液中c(Na＋)与c(S-2)的关系是_______。（填字母）A．c(Na＋)=2c(S2－)B．c(Na＋)<2c(S2－)C．c(Na＋)>2c(S2－)D．2c(Na＋)>c(S2－)（3）向AgNO3溶液中加入BaCl2和KBr，当两种沉淀共存时，=___________。[KSP(AgBr)=5.4×l0-13，Ksp(AgCl)=2.0×10-10]（4）常温常压下，空气中的CO2溶于水达到平衡时，溶液的pH=5.6，溶液c(H2CO3)=1.5×10-5mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3H2CO3－+H＋的平衡常数K1=_______。(保留两位有效数字）（已知：10-5.60=2.5×10-6)2．高纯度氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域。镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如图所示：已知：①溶液I中除含Mg2+、SO42－外，还含少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子；②Mg2+与氨水的反应为吸热反应。请回答下列问题：（1）Mg在元素周期表中的位置为__________________。（2）H2O2的电子式为________。溶液I中加入H2O2溶液发生反应的离子方程式是__________。试卷第2页，总19页（3）向溶液I中首先加入的试剂是___________，产生沉淀的化学式为_________________。工业上有时只用一种含钠化合物替代H2O2和MgO，该试剂通常为___________（填化学式）。（4）溶液II中Mg2+转化率随温度T的变化情况如图所示：①向溶液II中加入氨水发生反应的离子方程式是______________________。②T1前Mg2+转化率增大的原因是_________________；3．硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：请回答下列问题：（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是：______________________________。（2）漂白粉的有效成分是NaClO,请完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：_______________________□Fe(OH)2+□ClO-+□_____＝□Fe(OH)3+□Cl－（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，相对分子质量为89，化学式是____________（不用考虑化学式中各元素的排列顺序）。（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为________________。Mg(OH)2Zn(OH)2开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH—10.5（5）假设各步转化均完全，分析图中数据可知：菱锌矿粉中ZnCO3的质量是_____________。4．利用氯碱工业的盐泥生产MgSO4·7H2O的工艺流程如下。［盐泥含Mg(OH)2及少量的CaCO3、MnCO3、FeCO3、Al(OH)3、SiO2等］:试卷第3页，总19页(1)酸浸时，FeCO3与硫酸反应的化学方程式为____________；滤渣1的主要成分为CaSO4和________(填化学式)；为了提高浸取率可采取的措施有___________(填序号)。a．多次用废硫酸浸取b．减小盐泥粒度并充分搅拌c．延长浸取时间(2)氧化时，次氯酸钠溶液(碱性条件)将MnSO4氧化为MnO2的离子方程式为________；滤渣2为MnO2和_____________、________(填化学式)。(3)镁的碳化物常见的有MgC2和Mg2C3两种，分别可发生水解反应生成乙炔和丙二烯，MgC2的电子式为___________；丙二烯的结构简式为___________。(4)一种碱式碳酸镁［4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O］可用作防火保温材料，用化学方程式说明可作防火材料的原理：_______________。5．碳酸钡是一种重要的无机盐产品，广泛应用于工业陶瓷、光学玻璃、建筑等行业。碳化法生产碳酸钡的工艺流程示意图如下：已知：重晶石的主要成分是BaSO4；Ba(HS)2溶液呈弱碱性；2BaS+2H2O=Ba(OH)2+Ba(HS)2。回答下列问题：(1)煅烧时发生反应的化学方程式为，该反应的氧化产物的电子式为；当温度过高时，尾气中有毒气体的含量会升高，原因是(用化学方程式表示)。(2)为了提高浸取速率，可采取的措施是(任写一种)。(3)碳化时发生反应的离子方程式为。(4)脱硫过程是用Na2CO3溶液将BaCO3浆液中含有的BaS2O3除去：CO32－+BaS2O3=BaCO3+S2O32－，该反应的平衡常数为【已知Ksp(BaCO3)=2.5×10－9，Ksp(BaS2O3)=1.6×10－5】。(5)Ba(HS)2溶液中离子浓度由大到小的顺序为。(6)BaCO3不能用于医疗用的“钡餐”，原因是。6．近年来，高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下：(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)________________________________________。(2)KOH、KClO3和MnO2共熔反应生成墨绿色K2MnO4的化学方程式为________________________________________。(3)第④步通入CO2可以使MnO42—发生反应，生成MnO4—和MnO2。则K2MnO4完全反应时，转化为KMnO4的百分率约为________(精确到0.1%)。试卷第4页，总19页(4)第⑤步趁热过滤的目的是______________________________________。(5)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、________、洗涤、干燥。干燥过程中，温度不宜过高，因为____________________________________。7．工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中一部分铁元素在风化过程中会转化为＋3价。已知：TiOSO4遇水会水解。(1)步骤②中，用铁粉将Fe3＋转化为Fe2＋的离子方程式为_______________________(2)步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。a．熔、沸点差异b．溶解性差异c．氧化性、还原性差异(3)步骤②、③、④中，均需要进行的操作是________(填操作名称)。(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2＋转化为H2TiO3的原理：____________________________________________________________。(5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4，易溶于水)，该反应的离子方程式为__________________________________(6)研究发现，用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2－CaO作电解质，利用如图所示装置可获得金属钙，并可以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。写出阳极的电极反应式：_________________________在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。8．工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO42—等杂质，提纯工艺流程如下：Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：Ⅱ.有关物质的溶度积如下：试卷第5页，总19页物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96×10－96.82×10－64.68×10－65.61×10－122.64×10－39回答下列问题：(1)加入NaOH溶液后过滤得到的滤渣中主要含有________(填写化学式)。25℃时，向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝________。(2)操作X为________，其温度应控制在_____________________________________(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行________，并说明理由______________________________________________________________________________________________________。9．氧化铜矿石含有CuO和难溶于水的Cu2(OH)2CO3，还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某厂生产硫酸铜和硫酸亚铁流程如下：（1）氧化铜矿石粉碎的目的是,KMnO4的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。（2）写出“酸浸”中Cu2(OH)2CO3发生反应的离子方程式。（3）“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是,使Fe3+水解成沉淀而除去。（4）流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、。（5）加入铁屑的作用是使母液中Fe3+转化为Fe2+、。（6）下表为硫酸铜晶体“烘干粉碎”的试验结果。表中m为CuSO4·5H2O晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水个数。据此可确定由CuSO4·5H2O脱水得流程所示产品的适宜工艺条件为（指出条件的温度和时间）。10．醋酸镍[（CH3COO）2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：（1）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是____________。试卷第6页，总19页（2）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是____________、_____________。（3）酸浸过程中，lmolNiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式_____________________________。（4）沉镍前c（Ni2＋）＝2.0mol·L-1，欲使100mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全[c（Ni2＋）≤10-5mol·L-1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为______g。（保留小数点后1位）11．化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，流程如下：(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填选项序号)。a．品红溶液b．紫色石蕊溶液c．酸性KMnO4溶液d．溴水(2)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________(3)过程③中，需加入的物质是____________；反应的化学方程式为_____________________用溶液Y制绿矾时，可