高考化学专题-工艺流程题(含答案)

1高考专题练习——工艺流程题1．(15分)聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m，它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式；。（2）生产过程中操作B和D的名称均为（B和D为简单操作）。（3）生产过程中可循环使用的物质是（用化学式表示）。（4）调节pH至4.0~4.5的目的是。（5）实验室要测定水处理剂产品中n和x的值。为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净。生产过程中C物质可选用。A．NaOHB．AlC．氨水D．Al2O32．（16分）将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、(NH4)2CO3外，还需要_______________等原料；（2）石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后反应的化学方程式为：______________________________________________________________________________；（3）过滤Ⅰ操作所得固体有______________________（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料；（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有NH4+的方法是：_____________________________________________________________________________；（5）氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据除熔点较低和熔化的热效应高外，还因为其____________________________________________，举出该晶体的无水物在实验室的一种用途____________________________________________。铝灰清洗H2OHCl（aq）搅拌加热（95℃）B溶液降温熟化调节pH至4.0~4.5D固体产品C用水喷淋，吸收气体a（g）e（aq）23、制取纯净CuCl2·2H20的生产过程是：(l）用粗CuO（含少量铁）溶解在足量的稀盐酸里加热、过滤，得到CuCl2（含FeCl2)的溶液，经测定，溶液的PH值为3。(2）对（l）的溶液按下列步骤进行提纯：已知：①可做氧化剂的物质有（A)KMnO4（B)K2Cr2O7(C)H2O2(D）NaClO②Cu2＋、Fe2十在PH值为4一5时不水解，而Fe3+却几乎全部水解。试回答：（l）加入的氧化剂x是（答编号）：;加入x的作用是：;反应的离子方程式是：(2）物质Y是；沉淀z是。加入Y能形成沉淀z的原因是(3）分离出沉淀z，并将溶液班蒸发欲获得晶体CuCl2·2H20。采取什么措施才能顺利得到晶体CuCl2·2H20?4．碘酸钙是食品及饲料添加剂中补碘补钙的常用试剂，微溶于水。制备碘酸钙的实验流程如下。中间产物碘酸氢钾的合成原理为：I2+2KClO3+HClKH(IO3)2+KCl+Cl2↑，回答下列问题：(1)制备碘酸氢钾的实验装置(支撑仪器太加热装置略去)如图，请在方框中补充必要的装置图并注明试剂.(2)若为上图增加加热装置，所需仪器除铁架台(带铁圈)、石棉网外还有。(3)实验中判断碘反应完全的实验现象是。(4)“调pH至10”的目的是。(5)加入CaCl2时反应的化学方程式为。(6)从水溶液中分离出碘酸钙时，可能得到无水盐、一水合物等，本实验得到的产品是Ca(IO3)2·6H2O，上述流程中与此结果密切相关的步骤是。35．二氧化钛(TiO2)广泛用于制造高级白色油漆，也是许多反应的催化剂。工业上用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁，不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]作原料，制取二氧化钛及绿矾，其生产流程如下：回答下列问题：⑴FeTiO3溶于过量硫酸的离子方程式______________________________________________。⑵流程中生成TiO2·xH2O离子方程式为___________________________________________。⑶若铁粉的用量不足，可能导致产品TiO2中混有_________杂质。(4)以TiO2为原料制取金属钛的其中一步反应为TiO2+Cl2+CTiCl4+()，已知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1，则另一生成物为。6．碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g．（1）步骤Ⅰ前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________．（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________．（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为________________．（5）从母液中可回收的主要物质是_____________．47．Ⅰ．硝酸钾既是一种重要的工业原料又是一种优质的无氯钾氮复合肥，某化工厂用KCI、HNO3溶液和O2为原料反应制备硝酸钾，同时副产C12等，请写出该反应的化学方程式。反应中还原产物是（写化学式）。Ⅱ．某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：回答下列问题：（1）工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是。（2）除去镁离子中的钙离子，可加入MgCO3固体，请利用所学理论加以解释：（3）向盛有少量Mg（OH）2沉淀的试管中滴加氯化铵溶液，实验现象是，其原因是:。（4）豆腐是日常食品之一，它的制作过程中也使用了盐卤，其中包含的化学原理是8．KMnO4是常用的强氧化剂，工业上以软锰矿（主要成分MnO2）为原料，通过液相法生产，即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4，分离后得到K2MnO4，再用镍板作阳极，铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4，简略生产过程如下：（1）反应器中反应的化学方程式为：。（2）生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿，因为MnO2含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量(填“偏高”或“偏低”)，其中Al的氧化物和KOH溶液反应的化学方程式为：。（3）电解槽中阳极的电极反应方程式为：；在电解法中循环Ⅰ、Ⅱ中利用的共同物质是：。（4）在传统工艺中得到K2MnO4后，向其中通入CO2制备KMnO4，化学反应方程式为:3K2MnO4+2CO2===2KMnO4+MnO2+2K2CO3①②③④5根据上述反应，从Mn元素的角度考虑KMnO4的产率最高为。与该传统工艺相比，电解法的优势是、。9．(16分)常温下，某工程师以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料，设计如图所示制取硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的生产工序和流程：回答下列问题：（1）写出（I）中制取硫酸铜的总反应的化学方程式：；（2）在上述反应中可以被循环利用的物质的化学式是：。（3）①某同学在实验室中模拟上述生产过程实现上述方案，请根据该同学的思路在下列装置中选用适当的装置，并将它们的编号填入方框内②装置C的作用是：。（4）硫酸铜晶体也可以直接用浓硫酸和粗铜反应制取，与上述方法相比，其缺点是：。10．抗氧剂亚硫酸钠可利用硫酸工业的炉气和尾气与纯碱反应来制取，生产流程如下图：已知：①炉气、尾气中含有SO2；②混合反应中还溶解有少量Fe2O3、MgO等矿尘。（1）煅烧1molFeS2放出热量为853kJ，则FeS2燃烧的热化学方程式为_____________。6（2）“混合反应”中纯碱(Na2CO3)参与反应的化学方程式为_____________(任写一个)。（3）用NaOH“除杂”时，主要的离子方程式为_____________(任写一个)。（4）通过“操作Ⅰ”可以得到亚硫酸钠晶体，写出主要操作步骤的名称：__________。（5）硫酸生产中炉气转化反应为：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。研究发现，SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线Ⅰ所示。下列判断正确的是________A.该反应的正反应为放热反应B.曲线Ⅰ上A、C两点反应速率的关系是：CAvvC.反应达到B点时，）（SOv）（Ov322逆正D.已知V2O5的催化效果比Fe2O3好，若Ⅰ表示用V2O5催化剂的曲线，则Ⅱ是Fe2O3作催化剂的曲线11．（16分）硅酸钠被国家列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。下图是用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）制备硅酸钠的工艺流程示意简图：（1）要将洗出液中的溶质析出，采用的方法是。A．蒸发结晶B．冷却结晶C．先蒸发，再冷却结晶D．先冷却，再蒸发结晶（2）在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是。A．增加反应物的浓度，增大化学反应速率，提高生产效率。B．作为催化剂载体，增加反应物与催化剂接触面积，增加反应速率，提高生产效率。C．增加反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。D．增加正反应速率，减小逆反应速率，使平衡向正反应方向移动，降低生产成本。（3）蒸发时用到的硅酸盐仪器有。（4）上流程中加入NaOH溶液，反应的离子方程式是。（5）硅酸钠溶液呈碱性，其原因是（用一离子方程式表示）。硅酸钠的用途很广，其中的一种用途是。（6）用上流程中的残渣来焊接铁轨，反应的化学方程式是。12．（18分）工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：过滤I过滤II残渣滤液II蒸发冷却石英砂研磨洗涤水洗出液溶解NaOH溶液硅酸钠晶体7（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2OCO2+H2①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol·L－1。该温度下此反应的平衡常数K=________。②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的总转化率α(H2O)=________________。（2）合成塔中发生反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H0。右表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T1________573K（填“”、“”或“=”）。T/KT1573T2K1.00×1072.45×1051.88×103（3）NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：4NH3+5O24NO+6H2O△H=－905kJ·mol－1不同温度下NO产率如图所示。温度高于900℃时，NO产率下降的原因________________。（4）吸收塔中反应为：3NO2+H2O2HNO3+NO。从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是。（5）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g