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： 。