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高考化學工業(yè)流程題[共12頁]

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高考化學工業(yè)流程題[共12頁]

流程題目1.【2016-四川】資源的高效利用對保護環(huán)境、促進經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展具有重要作用。磷尾礦主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3。某研究小組提出了磷尾礦綜合利用的研究方案,制備具有重要工業(yè)用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2,其簡化流程如下:已知:Ca5(PO4)3F在950不分解;4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4請回答下列問題:(1)950煅燒磷尾礦生成氣體的主要成分是 。(2)實驗室過濾所需的玻璃儀器是 。(3)NH4NO3溶液能從磷礦中浸取出Ca2+的原因是 。(4)在浸取液中通入NH3,發(fā)生反應的化學方程式是 。(5)工業(yè)上常用磷精礦Ca5(PO4)3F和硫酸反應制備磷酸。已知25,101kPa時:CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) H=-271kJ/mol5 CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) H=-937kJ/mol則Ca5(PO4)3F和硫酸反應生成磷酸的熱化學方程式是 。(6)在一定條件下CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),當CO與H2O(g)的起始物質(zhì)的量之比為1:5,達平衡時,CO轉(zhuǎn)化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相對分子質(zhì)量為504)的質(zhì)量分數(shù)為10%的磷尾礦,在上述過程中有b%的Ca5(PO4)3F轉(zhuǎn)化為P4,將產(chǎn)生的CO與H2O(g)按起始物質(zhì)的量之比1:3混合,則相同條件下達平衡時能產(chǎn)生H2 kg。2.【2016-浙江】磁性材料A是由兩種元素組成的化合物,某研究小組按如圖流程探究其組成:請回答:(1)A的組成元素為_(用元素符號表示),化學式為_。(2)溶液C可溶解銅片,例舉該反應的一個實際應用_。(3)已知化合物A能與稀硫酸反應,生成一種淡黃色不溶物和一種氣體(標況下的密度為1.518 gL-1),該氣體的電子式為_ _。寫出該反應的離子方程式_ _。(4)寫出FG反應的化學方程式_。設計實驗方案探究溶液G中的主要微粒(不考慮H2O、H+、K+、I-)_。3.【2016-新課標】以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為:物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分數(shù)/%2.22.92.83.12228606512<1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:回答下列問題:(1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+,反應的離子方程式為_,同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2+?!皬U渣1”的主要成分是_。(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)閂O2+,則需要氧化劑KClO3至少為_mol。(3)“中和”作用之一是使釩以V4O124形式存在于溶液中?!皬U渣2”中含有_。(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為:4ROH+ V4O124 R4V4O12+4OH(以ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率,淋洗液應該呈_性(填“酸”“堿”“中”)。(5)“流出液”中陽離子最多的是_。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀,寫出“煅燒”中發(fā)生反應的化學方程式_。4.【2016-新課標】NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑,也常用來漂白織物等,其一種生產(chǎn)工藝如下:回答下列問題:(1)NaClO2中Cl的化合價為_。(2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時,為除去Mg2+和Ca2+,要加入的試劑分別為_、_?!半娊狻敝嘘帢O反應的主要產(chǎn)物是_。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_,該反應中氧化產(chǎn)物是_。(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力,其定義是:每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為_。(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))5.【2016-江蘇】以電石渣主要成分為Ca(OH)2和CaCO3為原料制備KClO3的流程如下:(1)氯化過程控制電石渣過量,在75左右進行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應,Ca(ClO)2進一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解為CaCl2和O2。生成Ca(ClO)2的化學方程式為 。提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有 (填序號)。A.適當減緩通入Cl2速率 B.充分攪拌漿料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解(2)氯化過程中Cl2 轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的總反應方程式為6 Ca(OH)2+6 Cl2=Ca(ClO3)2+5 CaCl2+6H2O氯化完成后過濾。濾渣的主要成分為 (填化學式)。濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比nCa(ClO3)2 nCaCl2 15(填“>”、“<”或“=”)。(3)向濾液中加入稍過量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉(zhuǎn)化為KClO3,若溶液中KClO3的含量為100gL-1,從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是 。 氣體電源H2陽離子交換膜惰性電極B惰性電極A6.【2015-山東】利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得。利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為 溶液(填化學式) 陽極電極反應式為 ,電解過程中Li向 電極遷移(填“A”或“B”)。利用鈷渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制備鈷氧化物的工藝流程 如下:鈷渣H2SO4Na2SO3浸液CoSO4溶液CoC2O4沉淀鈷氧化物NaClO3 , O2(NH4)2C2O4溶解還原純化處理沉鈷煅燒鐵渣Co(OH)3溶解還原反應的離子方程式為 。鐵渣中鐵元素的化合價為 。在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為2.41 g,CO2體積為1.344 L(標準狀況),則鈷氧化物的化學式為 。7.【2015-新課標】硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:回答下列問題:(1)寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應的化學方程式_。為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度濃度外,還可采取的措施有_(寫出兩條)。(2)利用_的磁性,可將其從“浸渣”中分離?!敖敝羞€剩余的物質(zhì)是_(化學式)。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是_。然后在調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是_。(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是_(填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機合成中的重要還原劑,其電子式為_。(6)單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼,用化學方程式表示制備過程_。6.【2015-江蘇】以磷石膏(只要成分CaSO4,雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3。(1)勻速向漿料中通入CO2,漿料清液的pH和c(SO42)隨時間變化見由圖。清液pH>11時CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式_(填序號)A.攪拌漿料 B.加熱漿料至100 C.增大氨水濃度 D.減小CO2通入速率(2)當清液pH接近6.5時,過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為_和_(填化學式);檢驗洗滌是否完全的方法是_。(3)在敞口容器智能光,用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2)增大的原因_。7.【2015-廣東】七鋁十二鈣(12CaO7Al2O3)是新型的超導材料和發(fā)光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢鋁片制備七鋁十二鈣的工藝如下:(1)煅粉主要含MgO和 ,用適量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,鎂化合物幾乎不溶,若溶液I中c(Mg2)小于5106molL1,則溶液PH大于 (Mg(OH)2的Ksp51012);該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是 。(2)濾液I中的陰離子有 (忽略雜質(zhì)成分的影響);若濾液I中僅通入CO2會生成 ,從而導致CaCO3產(chǎn)率降低。(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜,反應的離子方程式為 。(4)電解制備Al(OH)3時,電極分別為Al片和石墨,電解總反應方程式為 。(5)一種可超快充電的新型鋁電池,充放電時AlCl4和Al2Cl7兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其它離子不參與電極反應,放電時負極Al的電極反應式為 。8.【2015-福建】無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。(1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體,其反應的離子方程式為 。(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下:已知:物質(zhì)SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸點/57.6180(升華)300(升華)1023步驟中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多,其作用是 (只要求寫出一種)。步驟中若不通入氯氣和氧氣,則反應生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是 。已知:(i)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) H1=+1344.1kJ mol-1(ii)2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) H2=+1169.2kJ mol-1由Al2O3、C和Cl2反應生成AlCl3的熱化學方程式為 。步驟經(jīng)冷卻至室溫后,氣體用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的鹽主要有3種,其化學式分別為 _。 結(jié)合流程及相關數(shù)據(jù)分析,步驟中加入鋁粉的目的是 。9.【2015-四川】為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的工業(yè)原料FeSO4(反應條件略)活化硫鐵礦還原Fe2+的主要反應為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應,請回答下列問題:(1)第1步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是 。(2)檢驗第II步中Fe2+是否完全還原,應選擇 (填字母編號)。 AKMnO4溶液 BK2Fe(CN)4溶液 CKSCN溶液(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后再第VI步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是 。(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。已知25,101kPa時:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) =-1648kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) =-393kJ/mol 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) =-1480kJ/molFeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是 。(5)加入燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%。將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第III步應加入FeCO3 kg。10.【2015-安徽】硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領域具有重要的應用價值,某研究小組采用偏硼酸鈉NaBO2為主要原料制備NaBH4,其流程如下:NaBO2(s)SiO2(s)Na(s)H2(g)NaBH4(s)Na2SiO3(s)Na2SiO3(s)溶液異丙酸(l)NaBH4(s)循環(huán)使用已知:NaBH4常溫下能與水反應,可溶于異丙酸(沸點:13)。(1)在第步反應加料之前,需要將反應器加熱至100以上并通入氬氣,該操作的目的是_,原料中的金屬鈉通常保存在_中,實驗室取用少量金屬鈉需要用到的實驗用品有_,_,玻璃片和小刀等。(2)請配平第步反應的化學方程式:NaBO2+SiO2+Na+H2 NaBH4+Na2SiO3(3)第步分離采用的方法是_;第步分離(NaBH4)并回收溶劑,采用的方法是_。(4)NaBH4(s)與水(l)反應生成NaBO2(s)和氫氣(g),在25,101KPa下,已知每消耗3.8克NaBH4(s)放熱21.6KJ,該反應的熱化學方程式是_。11.【2014-山東】工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關物質(zhì)溶解度曲線如圖:加熱 沸騰 母液I KCl(s) 母液II 固體A 母液III 固體A 反應器 過濾 堿液調(diào)PH=4 冷卻 結(jié)晶 蒸發(fā) 濃縮 冷卻 結(jié)晶 Na2Cr2O7母液 K2Cr2O7 (1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學方程式為_,通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是_。(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是_。(3)固體A主要為_(填化學式),固體B主要為_(填化學式)。(4)用熱水洗滌固體A,回收的洗滌液轉(zhuǎn)移到母液_(填“I”“II”或“III”)中,既能提高產(chǎn)率又可使能耗最低。12.【2014-浙江】某研究小組為了探究一種無機礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質(zhì),設計并完成如下實驗:另取10.80 g X在惰性氣流中加熱至完全分解,得到6.40 g固體1。請回答如下問題:(1)畫出白色沉淀1中金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖_ ,寫出氣體甲的電子式_ 。(2)X的化學式是_ ,在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學方程式_ 。(3)白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是_ 。(用化學方程式表示)。(4)一定條件下,氣體甲與固體1中某種成分可能發(fā)生氧化還原反應,寫出一個可能的化學反應方程式_,并設計實驗方案驗證該反應的產(chǎn)物_13.【2014-江蘇】煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁Al2(SO4)x(OH)62x溶液,并用于煙氣脫硫研究。(1)酸浸時反應的化學方程式為 ;濾渣的主要成分為 (填化學式)。(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)62x。濾渣的主要成分為 (填化學式);若溶液的pH偏高,將會導致溶液中鋁元素的含量降低,其原因是 (用離子方程式表示)。21(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量,其主要原因是 ;與吸收SO2前的溶液相比,熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將 (填“增大”、“減小”或“不變”)14.【2014-福建】鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關系密切。(1)右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。該電化腐蝕稱為 圖中A、B、C、D四個區(qū)域,生成鐵銹最多的是 (填字母)。(2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下:步驟I若溫度過高,將導致硝酸分解。硝酸分解的化學方程式為 步驟II中發(fā)生反應:4Fe(NO3)2+O2+ (2n +4)H2O=2Fe2O3nH2O+8HNO3,反應產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2,該反應的化學方程式為 上述生產(chǎn)流程中,能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是 (任寫一項)。(3)已知t時,反應FeO(s)+CO(g)Fe( s) +CO2(g)的平衡常數(shù)K= 0.25。t時,反應達到平衡時n(CO):n(CO2)= 若在1L密閉容器中加人0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t時反應達到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x= 。15.【2014-安徽】LiPF6是鋰離子電池中廣泛應用的電解質(zhì)。某工廠用LiF、PCl5為原料,低溫反應制備LiPF6,其流程如下:已知:HCl的沸點是85.0 ,HF的沸點是19.5 。(1)第步反應中無水HF的作用是 、 。反應設備不能用玻璃材質(zhì)的原因是 (用化學方程式表示)。無水HF有腐蝕性和毒性,工廠安全手冊提示:如果不小心將HF沾到皮膚上,可立即用2%的 溶液沖洗。(2)該流程需在無水條件下進行,第步反應中PF5極易水解,其產(chǎn)物為兩種酸,寫出PF5水解的化學方程式: 。(3)第步分離采用的方法是 ;第步分離尾氣中HF、HCl采用的方法是 。(4)LiPF6產(chǎn)品中通?;煊猩倭縇iF。取樣品wg。測得Li的物質(zhì)的量為nmol,則該樣品中LiPF6的物質(zhì)的量為 mol(用含有w、n的代數(shù)式表示)。16.【2014-廣東】石墨在材料領域有重要應用,某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì),設計的提純與綜合利用工藝如下:(注:SiCl4的沸點為57.6,金屬氯化物的沸點均高于150)(1)向反應器中通入Cl2前,需通一段時間N2,主要目的是_。(2)高溫反應后,石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳穆然铮瑲怏wI中的碳氧化物主要為_,由氣體II中某物質(zhì)得到水玻璃的化學反應方程式為_。(3)步驟為:攪拌、_、所得溶液IV中的陰離子有_。(4)由溶液IV生成沉淀V的總反應的離子方程式為_,100kg初級石墨最多可獲得V的質(zhì)量為_kg。(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐,完成圖19防腐示意圖,并作相應標注。17.【2014-新課標】鋰離子電池的應用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2),導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi+xe-=LixC6?,F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源 (部分條件未給出)廢舊鋰離子電池放電處理拆解正極堿浸過濾濾渣酸浸調(diào)pH過濾濾液調(diào)pH過濾濾液Al(OH)3固體濾液濾渣萃取水相(Li2SO4溶液)有機相反萃取有機相水相(CoSO4溶液)NaOH溶液沉鈷過濾濾液CoCO3固體NH4HCO3溶液再生回用回答下列問題:LiCoO2中,Co元素的化合價為_。寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_。“酸浸”一般在80下進行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式_;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點是_。寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式_。充放電過程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,寫出放電時電池反應方程式_。上述工藝中“放電處理”有利于鋰在正極的回收。其原因是_。在整個回收工藝中,可回收的金屬化合物有_(填化學式)18.【2013-新課標】氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅(含有Fe(II)、Mn(II)、Ni(II)等雜質(zhì))的流程如下:提示:在本實驗條件下,Ni(II)不能被氧化;高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2?;卮鹣铝袉栴}:(1)反應中除掉的雜質(zhì)離子是 ,發(fā)生反應的離子方程式為 ;在加高錳酸鉀溶液前,若pH較低,對除雜的影響是 。(2)反應的反應類型為 ,過濾得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有 。(3)反應形成的沉淀要用水洗,檢查沉淀是否洗滌干凈的方法是 。(4)反應中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的濾餅11.2g,鍛燒后可得到產(chǎn)品8.1g,則x等于 。19.【2013-江蘇】氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3 )為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下:(1)MgCO3 與稀硫酸反應的離子方程式為 。(2)加入H2O2 氧化時,發(fā)生反應的化學方程式為 。(3)濾渣2 的成分是 (填化學式)。800(4)煅燒過程存在以下反應:8002MgSO4+C= = 2MgO+2SO2+CO2800MgSO4+C= = MgO+SO2+CO MgSO4+3C= = MgO+S+3CO利用右圖裝置對煅燒產(chǎn)生的氣體進行分步吸收或收集。D中收集的氣體可以是 (填化學式)。B中盛放的溶液可以是 (填字母)。aNaOH 溶液 bNa2CO3 溶液 c稀硝酸 dKMnO4溶液 A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應,產(chǎn)物中元素最高價態(tài)為+4,寫出該反應的離子方程式: 。

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