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