高考化学工业流程题

流程题目1.【2016-四川】资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下:已知:Ca5(PO4)3F在950不分解；4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题:(1)950煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是 。(2)实验室过滤所需的玻璃仪器是 。(3)NH4NO3溶液能从磷矿中浸取出Ca2+的原因是 。(4)在浸取液中通入NH3，发生反应的化学方程式是 。(5)工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸。已知25，101kPa时: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则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。(6)在一定条件下CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了。若a kg含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为504)的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2 kg。2.【2016-浙江】磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：请回答：（1）A的组成元素为_（用元素符号表示），化学式为_。（2）溶液C可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用_。（3）已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为1.518 gL-1），该气体的电子式为_ _。写出该反应的离子方程式_ _。（4）写出FG反应的化学方程式_。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒（不考虑H2O、H+、K+、I-）_。3.【2016-新课标】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.12228606512”、“11时CaSO4转化的离子方程式_(填序号)A.搅拌浆料 B.加热浆料至100 C.增大氨水浓度 D.减小CO2通入速率（2）当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为_和_(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是_。（3）在敞口容器智能光，用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2)增大的原因_。7.【2015-广东】七铝十二钙(12CaO7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废铝片制备七铝十二钙的工艺如下：(1)煅粉主要含MgO和 ，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液I中c(Mg2)小于5106molL1，则溶液PH大于 (Mg(OH)2的Ksp51012)；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是 。(2)滤液I中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响)；若滤液I中仅通入CO2会生成 ，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为 。(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为 。(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl4和Al2Cl7两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为 。8.【2015-福建】无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/57.6180（升华）300（升华）1023步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 （只要求写出一种）。步骤中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。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反应生成AlCl3的热化学方程式为 。步骤经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为 _。 结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是 。9.【2015-四川】为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的工业原料FeSO4（反应条件略）活化硫铁矿还原Fe2+的主要反应为：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应，请回答下列问题：（1）第1步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。（2）检验第II步中Fe2+是否完全还原，应选择 （填字母编号）。 AKMnO4溶液 BK2Fe(CN)4溶液 CKSCN溶液（3）第III步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后再第VI步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。（4）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25，101kPa时：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在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。（5）加入烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗掉硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第III步应加入FeCO3 kg。10.【2015-安徽】硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4，其流程如下：NaBO2（s）SiO2（s）Na（s）H2（g）NaBH4（s）Na2SiO3（s）Na2SiO3（s）溶液异丙酸（l）NaBH4（s）循环使用已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙酸（沸点：13）。（1）在第步反应加料之前，需要将反应器加热至100以上并通入氩气，该操作的目的是_，原料中的金属钠通常保存在_中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_，_，玻璃片和小刀等。（2）请配平第步反应的化学方程式：NaBO2+SiO2+Na+H2 NaBH4+Na2SiO3（3）第步分离采用的方法是_；第步分离（NaBH4）并回收溶剂，采用的方法是_。（4）NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25，101KPa下，已知每消耗3.8克NaBH4（s）放热21.6KJ，该反应的热化学方程式是_。11.【2014-山东】工业上用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液（含少量杂质Fe3+）生产重铬酸钾（K2Cr2O7）。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：加热 沸腾 母液I KCl(s) 母液II 固体A 母液III 固体A 反应器 过滤 碱液调PH=4 冷却 结晶 蒸发 浓缩 冷却 结晶 Na2Cr2O7母液 K2Cr2O7 （1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为_，通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是_。（2）向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_。（3）固体A主要为_（填化学式），固体B主要为_（填化学式）。（4）用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液_（填“I”“II”或“III”）中，既能提高产率又可使能耗最低。12.【2014-浙江】某研究小组为了探究一种无机矿物盐X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1。请回答如下问题：（1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图_ ，写出气体甲的电子式_ 。（2）X的化学式是_ ，在惰性气流中加热X至完全分解的化学方程式_ 。（3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_ 。（用化学方程式表示）。（4）一定条件下，气体甲与固体1中某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式_，并设计实验方案验证该反应的产物_13.【2014-江苏】烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。21cnjy.com（1）酸浸时反应的化学方程式为 ；滤渣的主要成分为 （填化学式）。（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为 （填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是 （用离子方程式表示）。21（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是 ；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）14.【2014-福建】铁及其化合物与生产、生活关系密切。（1）右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化腐蚀称为 图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 (填字母)。（2）用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下：步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 步骤II中发生反应：4Fe(NO3)2+O2+ (2n +4)H2O=2Fe2O3nH2O+8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为 上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是 (任写一项)。（3）已知t时，反应FeO(s)+CO(g)Fe( s) +CO2(g)的平衡常数K= 0.25。t时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO2)= 若在1L密闭容器中加人0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x= 。15.【2014-安徽】LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：已知：HCl的沸点是85.0 ，HF的沸点是19.5 。（1）第步反应中无水HF的作用是 、 。反应设备不能用玻璃材质的原因是 (用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的 溶液冲洗。（2）该流程需在无水条件下进行，第步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式： 。（3）第步分离采用的方法是 ；第步分离尾气中HF、HCl采用的方法是 。（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg。测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为 mol(用含有w、n的代数式表示)。16.【2014-广东】石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：（注：SiCl4的沸点为57.6，金属氯化物的沸点均高于150）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_。（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为_，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_。（3）步骤为：搅拌、_、所得溶液IV中的阴离子有_。（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为_，100kg初级石墨最多可获得V的质量为_kg。（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。17.【2014-新课标】锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）,导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 (部分条件未给出）废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸过滤滤渣酸浸调pH过滤滤液调pH过滤滤液Al(OH)3固体滤液滤渣萃取水相(Li2SO4溶液)有机相反萃取有机相水相(CoSO4溶液)NaOH溶液沉钴过滤滤液CoCO3固体NH4HCO3溶液再生回用回答下列问题：LiCoO2中，Co元素的化合价为_。写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式_;可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_。写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式_。上述工艺中“放电处理”有利于锂在正极的回收。其原因是_。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有_(填化学式）18.【2013-新课标】氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌（含有Fe(II)、Mn(II)、Ni(II)等杂质）的流程如下：提示：在本实验条件下，Ni(II)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：（1）反应中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 ；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 。（2）反应的反应类型为 ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有 。（3）反应形成的沉淀要用水洗，检查沉淀是否洗涤干净的方法是 。（4）反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2g，锻烧后可得到产品8.1g，则x等于 。19.【2013-江苏】氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：（1）MgCO3 与稀硫酸反应的离子方程式为 。（2）加入H2O2 氧化时，发生反应的化学方程式为 。（3）滤渣2 的成分是 (填化学式)。800（4）煅烧过程存在以下反应：8002MgSO4+C= = 2MgO+2SO2+CO2800MgSO4+C= = MgO+SO2+CO MgSO4+3C= = MgO+S+3CO利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体可以是 (填化学式)。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中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式： 。