高三化学（第01期）好题速递分项解析汇编 专题19 工艺流程（含解析）

专题19 工艺流程1【2016届天津市河西区一模】（18分）以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体(FeC136H2O)的工艺流程如下： 请按要求回答下列问题：（1）需将硫铁矿粉碎再焙烧的目的是_。（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是_、_。（3）氧化剂Y可以是Cl2或_，其各自的优点是_、_。（4）尾气主要含N2、O2、气体Z和少量的CO2、H2O。取标准状况下的VL尾气测定其中气体Z含量的方案如下：【方案一】：将尾气缓慢通过如下装置A中：C仪器的名称是_，该装置的作用是_。实验时先通入尾气，再通入一定量氮气，通过B装置的增重来测量气体Z的体积分数，请写出该方案合理与否的理由_。【方案二】：将尾气缓慢通过如上装置D中，充分与足量试剂M反应后，再滴入过量试剂N，经过滤、洗涤、干燥、称量，得沉淀质量为mg。若试剂M、N分别是溴水、BaCl2溶液，写出方案所涉及反应的离子方程式：_、_。写出气体Z的体积百分含量的表达式是（用含m、V的代数式表示）_。若试剂M、N分别是NaHCO3溶液、BaCl2溶液，所得沉淀的化学式为_。若试剂M是Ba(NO3)2溶液，不再滴加试剂N，观察到D中生成的无色气体在瓶口处变为红棕色。写出溶液中反应的离子方程式：_。【答案】(18分)（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率（1分）；（2）提高铁元素的浸出率（1分）；抑制Fe3+水解（1分）；（3）H2O2（1分）；用氯气氧化原子利用率高；用H2O2氧化无污染且不引入新杂质（2分，合理即可给分）（4）干燥管（1分）；防止空气中的水蒸气、CO2被B装置吸收（1分）； 该方案不合理，因为尾气中的CO2也能被B装置中的碱石灰吸收，致使所测气体Z即二氧化硫的体积分数偏大（1分）； SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+（2分） Ba2+SO42-=BaSO4（2分）；2240m/(233 V)%（2分） BaSO3（1分） 3SO2+3Ba2+2NO3-+2H2O=3BaSO4+2NO+4H+ (2分)【解析】 考点：考查物质制备工艺流程的知识。2【2016届湖南六校联考】（14分）一种工业制备SrCl26H2O的生产流程如下：已知：M(SrCl26H2O)=267 g/mol； Kap(SrSO4)= 3.3107、Kap(BaSO4)=1.11010；经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl外，还含有少量Ba2+杂质。（1）隔绝空气高温焙烧，若2 mol SrSO4中只有S被还原，转移了16mol电子。写出该反应的化学方程式：_。（2）过滤2后还需进行的两步操作是_、_。（3）加入硫酸的目的是_；为了提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于_ mol/L（注：此时滤液中Ba2+浓度为1105 mol/L）。（4）产品纯度检测：称取1.000 g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 1.100102 mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl外，不含其它与Ag+反应的离子），待Cl完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000 mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+ 以AgSCN白色沉淀的形式析出。滴定反应达到终点的现象是_。若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL，则产品中SrCl26H2O的质量百分含量为_（保留4位有效数字）。【答案】（14分，每空2分）（1）SrSO4+4CSrS+4CO；（2）洗涤；干燥；（3）除去Ba2+杂质；0.03；（4）加入最后一滴标准液，溶液由无色变为红色，且30s不褪色 93.45%。【解析】考点：考查物质制备工艺流程的知识。3.【2016届河南省八市重点4月模拟】(15分）硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2是一种重要的工业原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工业制法如下。请回答：（1）步骤中碱液洗涤的目的是 。若将碱液换为酸液，可能产生的问题是 。（2）步骤中B可以是 （填字母），加入少量B的目的是 。aCuCl2 bCuO cCu(NO3)2 dCuSO4 （3）步骤中要用到少量乙醇洗涤，其目的是 。（4）用硫酸亚铁按晶体配制溶液时，需加入一定量硫酸，目的是 。工业上常用酸性KMnO4溶液通过滴定的方法测定硫酸亚铁铵样品的纯度，反应的离子方程式为 。准确量取硫酸亚铁铵溶液时，硫酸亚铁铵溶液应盛放于 （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。（5）硫酸亚铁铵晶体的样品中可能含有的杂质离子是 ，实验室的检验方法是 。 【答案】（15分）（1）除去油污和锌层（2分）；铁部分损失（或油污未除净）（1分） （2） b、d（2分）；加快铁与稀硫酸的反应速率（1分）； （3）除去少量水并避免硫酸亚铁铵晶体因溶解而损失（2分）（4）避免样品水解（1分）；MnO4-+5Fe2+8H+ Mn2+5Fe3+4H2O（2分）；酸式（1分）；（5）Fe3+（或铁离子）（1分）；取少许样品加入到KSCN溶液中，观察是否有血红色出现（2分）。【解析】容易被氧化产生Fe3+，所以在制取得到的硫酸亚铁铵晶体的样品中可能含有的杂质离子是Fe3+，实验室的检验方法是取少许样品加入到KSCN溶液中，观察是否有血红色出现，若有红色产生，就证明含有Fe3+，否则不含Fe3+。考点：考查物质制备工艺流程的知识。4.【2016届唐山二模】（14分）利用酸性含锰废水（主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+）可制备高性能磁性材料（MnCO3）及纯净的氯化铜晶体（CuCl22H2O）。工业流程如下：已知：几种金属离子沉淀的pH如表金属离子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+开始沉淀的pH7.53.25.28.8完全沉淀的pH9.73.76.410.4回答下列问题：（1）过程中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为 （2）过程中，所得滤渣W的成分是 。（3）过程中，调pH=6.4目的是 。（4）过程中，若生成的气体J可使澄清的石灰水变浑浊，则生成MnCO3反应的离子方程式是 。（5）将滤渣Q溶解在过量的盐酸中，经过 ，过滤、洗涤、低温烘干，即可获得纯净的氯化铜晶体（CuCl22H2O）。（6）过程中，298K、c(Mn2+)为1.05mol/L时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如右图。据图中信息，你选择的最佳pH是 ；理由是 。（7）从滤液C可得到的副产品是 （填化学式）。【答案】（14分）（每空2分） （1）MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O； （2）Fe(OH)3和过量的MnO2（3）使Cu2+ 完全沉淀为Cu(OH)2 （4）Mn2+2HCO3= MnCO3 + CO2+H2O （5）加热浓缩，降温结晶 (其它合理答案也给分)（6）7.0（1分） pH等于7.0时反应速率最快，且MnCO3产率最高 （7）NH4Cl（1分）。【解析】试题分析：（1）在过程中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O；（2）在过程中，向溶液中加入氨水，调节溶液的pH=3.7，这时溶液中的Fe3+会形成Fe(OH)3沉淀，过量的MnO2也以固体形式存在，考点：考查物质制备工艺流程的知识。5【2016届北京西城一模】（12分）以铝土矿（主要成分是Al2O3，杂质有SiO2、Fe2O3等）为原料，采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示： （1）Al2O3可用于电解制Al，其反应的化学方程式是_。（2）调控反应池中钠铝元素之比一定时，Al2O3溶于NaOH，SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。Al2O3溶于NaOH的离子方程式是_。（3）该生产过程中，需向沉淀池中加入X。 X 可为过量的CO2，则滤液II中主要的溶质是_，为了使滤液II循环利用，应补充的物质是_（选填字母）；aCaO bHCl cNa2CO3 X 也可为少量Al(OH)3晶种（晶种可加速沉淀的生成），其优点是_。（4）测铝土矿中铝元素含量：I 将m g铝土矿样品经处理配成V mL溶液II 取少量该溶液用EDTA法测得该溶液中Fe3+、Al3+浓度之和为a molL1III 另取少量该溶液，将Fe3+用盐酸羟胺还原为Fe2+后，利用吸光度法测得吸光度为0.400（吸光度与Fe2+浓度对应曲线如下图），该铝土矿样品中铝元素的质量分数表达式是_（用字母表示）。电解冰晶石【答案】27（12分）（1）2Al2O3（熔融）= 4Al+3O2 （2）Al2O3+2OH=2AlO2+H2O （3） NaHCO3 a 滤液II可直接循环使用。（4）27V（a-0.040010-3）/1000m【解析】考点：考查工业制氧化铝的工艺流程分析、化学计算等知识。6【2016届怀化一模】(17分)铝鞣剂在皮革工业有广泛应用。某学习小组以铝灰为原料制备铝鞣剂 Al(OH)2Cl,设计如下化工流程（提示：铝灰的主要成分是Al、Al2O3、AlN、FeO等）：请回答下列问题：（1）酸D的化学式为 ；气体C的电子式 。（2）实验室检验气体A的操作是_；“水解”温度保持在90左右，写出水解生成A的化学方程式：_。（3）“酸溶”温度控制在3035，不宜太低，也不宜太高，其原因是_；氧化剂E宜选择_（填字母）。 A漂白液 B稀硝酸 C酸性高锰酸钾溶液 D溴水（4）“除杂”过程中产生滤渣的离子方程式为_。（5）粗产品略显浅黄色，可能含有的杂质主要是_（填化学式）。若用“蒸发”代替“喷雾干燥”，其后果是_。【答案】（每空2分，共16分）（1） HCl （2） 用镊子夹取一片湿润的红色石蕊试纸接触气体A，若试纸变蓝，则A为NH3（合理答案均计分） AlN+3H2OAl(OH)3 + NH3 （3） 温度太低，反应慢；温度太高，盐酸挥发快（合理答案均计分） （4） 2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2（5） Fe(OH)3（写任何形式的碱式氯化铁也计分） Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3，几乎得不到Al(OH)2Cl（或产率很低其他合理答案均计分）【解析】考点：物质的分离和提纯的方法和基本操作综合应用7【2016届郴州一模】（12分）绿矾（FeSO47H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：查询资料，得有关物质的数据如下表： 25时pH值饱和H2S溶液3.9SnS沉淀完全1.6FeS开始沉淀3.0FeS沉淀完全5.5（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+，最好选用的试剂为 。AKSCN溶液 BNaOH溶液 CKMnO4溶液 （2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是 。（3）操作IV的顺序依次为 、冷却结晶、过滤。（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质； 。（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：A称取一定量的绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；量取一定量的待测溶液于锥形瓶中；再用硫酸酸化的KMnO4溶液滴定至终点。 滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 （填仪器名称）。 判断此滴定实验达到终点的方法是 。【答案】（12分） （1）A (2分) （2）除去溶液中的Sn2+离子和将Fe3+ 还原成Fe2+ (2分)； （3）蒸发浓缩 (2分) （4）降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗(2分) （5）酸式滴定管(2分) 滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。(2分)【解析】考点：硫酸亚铁的制备8、【2016届成都二诊】 (14分)Ba(NO3)2可用于生产烟花。某化工厂利用BaCO3【含少量CuCO3、Ba(FeO2)2等杂质】制取Ba(NO3)2晶体，其部分工艺流程如图所示。 已知：Fe3+和Fe2+ 以氢氧化物形式沉淀完全时，溶液的pH分别为3.2和9.7。 （1）Ba(FeO2)2中Fe的化合价为 ；在步骤I中HNO3表现出的性质是 （2）检验步骤所得溶液是否含铁元素的方法是 。（3）步骤IV中得到Ba(NO3)2晶体的操作依次为 ；该厂生产的Ba(NO3)2晶体含有少量Cu2+。化学上通过惰性电解法富集Cu时，发现电解装置的阴极还有少量使红色石蕊试纸变蓝的气体生成。生成该气体的电极反应为 。（4）闪光粉是由Ba(NO3)2与Al粉混合而成，受热可以产生N2和另外两种氧化物，同时放出大量光和热。 已知：4NO2(g)+02(g)+2BaO(s)=2Ba(NO3)2(s) H= +akJ/mol 4Al(s)+ 3O2 (g) = 2Al2O3 (s) H= -bkJ/mol N2(g)+ 2O2(g) = 2NO2 (g) H- -ckJ/mol (a、b、c均大于0) 写出闪光粉受热反应的热化学反应方程式 。 （5） Ba2+半致死量为355mg/kg。误食BaZ+可以服用MgS04溶液解毒，涉及到的离子反应方程式为 ；为了减少环境污染，请对上述流程中不合理的设计进行改进，改进措施是 。【答案】（14分）+3 (1分) 酸性（1分） 取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，振荡，如果溶液出现红色则含有Fe3+，否则不含Fe3+（2分）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤（2分，不全对扣1分）NO3-+6H2O+8e- = NH3+9OH- (2分) 3Ba(NO3)2(s)+10Al(s) = 3N2(g)+5Al2O3(s) +3BaO(s) H= -（1.5a+2.5b-3c）（2分）Ba2+SO42- =BaSO4（2分） 洗涤废渣并回收洗涤液（2分）说明：1.本试卷中其他答案，可参照次评分标准酌情给分。2.方程式未写条件或条件不全，不写“”或“”均扣1分，不配平不得分。【解析】考点： 制备实验方案的设计9【2016届南通三调】 (12分)以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O42H2O)。有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀的pH1.56.54.25.4沉淀完全的pH3.39.76.78.2请问答下列问题：（1） 滤渣A的主要成分为_。（2） 除锰过程中产生MnO(OH)2沉淀的离子方程式为_。（3） 除铁(部分Cu2可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为_。 上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是_。（4） 若沉淀过程采用Na2C2O4代替草酸铵晶体生产草酸锌，合理的加料方式是_。（5） 将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如右图所示，300 460 范围内，发生反应的化学方程式为_。【答案】（1） SiO2（2） Mn2H2O2H2O=MnO(OH)22H （3） 3.35.4先加入MnS会将Fe3还原为Fe2，使铁元素难以除去（4） 在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中（5） ZnC2O4ZnOCOCO2 (每空2分，共12分)【解析】 Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中。（5） 假设1摩尔草酸锌晶体分解，加热到190 ，固体质量是原来质量的80.95%，说明完全失去结晶水，然后加热继续分解，到460 时，固体质量为原来的42.86%，说明固体质量为18942.86%=61克，则为氧化性的质量，说明反应产生了氧化性，根据元素守恒分析，产生的气体为等物质的量的一氧化碳和二氧化碳，故方程式为：ZnC2O4ZnOCOCO2。考点：物质的制备实验方案的设计，物质的分离和提纯的方法的综合利用10【2016届天津河东区二模】(18分)在印染工业中，连二亚硫酸钠(Na2S2O4)因能使染好的布褪色，而使布能重新染色，故而俗称保险粉，其可溶于水，但不溶于甲醇。工业制备流程如下：请回答下列问题：（1） 流程步骤中需在耐高温的坩埚中进行，常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物化学式为 。（2） 由锌块制备锌粉的目的是 ；向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180的锌粉。鼓入气体M为常见的化合物，则M的化学式为 ；分散系A为 (填“溶液”“胶体”或“悬浊液”)。（3）流程步骤中的化学方程式为 。（4）流程的分离方法步骤为 、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是 ；过滤前加入NaCl固体的作用是 。（5）将等体积0.04 mo1L-1AgNO3溶液和0.02 molL-1碱性Na2S2O4溶液混合，两者恰好完全反应，反应后溶液中有纳米级的银粉生成，写出反应的离子方程式 。【答案】(每空2分 共18分) （1）Al2O3 （2） 增大锌反应的表面积，加快化学反应速率。CO2；悬浊液（3）Zn+2SO2=ZnS2O4 （4）过滤；甲醇；降低 ZnS2O4 的溶解度或Na+ 浓度增大，便于ZnS2O4 结晶析出；（5）2Ag+S2O42-+4OH=2Ag+2SO32-+2H2O【解析】试题分析：锌块加热融化，向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到锌粉，加水形成分散系，再通入二氧化硫反应得到ZnS2O4，加入NaOH溶液反应得到氢氧化锌沉淀、Na2S2O4，最后加入NaCl降低Na2S2O4的溶解度，析出Na2S2O4，溶液D中含有NaCl。（1）常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物为考点：制备实验方案的设计11【2016届厦门一模】（15分）某实验小组以粗镍（含少量Fe和Cr杂质）为原料制备Ni(NH3)6Cl2，并测定相关组分的含量。制备流程示意图如下。已知：部分离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按离 子浓度为0.1 molL-l计算）如右表所示。Ni( OH)2为绿色难溶物。Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cl2均为可溶于水的蓝紫色晶体，水溶液均显碱性。回答下列问题：（1）实验需要配制3.0 molL-1稀硝酸250 mL，需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃捧、胶头滴管和_。（2）步骤(a)中Ni和浓硝酸反应的化学方程式为_。（3）步骤(b)首先加入试剂X调节溶液的pH约为6，过滤后再继续加入X调节pH以得到绿色沉淀。 调节pH约为6的原因是 。 试剂X可以是 （填标号）。 A H2SO4 BNi(OH)2 CNaOH DFe2O3 ENiO（4）步骤(c)和(d)反应都需要在冰浴环境下进行，其作用除了可以减少氨水的挥发，还有_ _。步骤(d)发生反应的总化学方程式为 。（5）NH3含量的测定 i用电子天平称量mg产品于锥形瓶中，用25 mL水溶解后加入3.00 mL6 mol/L盐酸，以甲基橙作指示剂，滴定至终点消耗0.5000 mol.L-1NaOH标准溶液V1mL；ii空白试验：不加入样品重复实验i，消耗NaOH标准溶液V2mL。 NH3的质量分数为_。 在上述方案的基础上，下列措施能进一步提高测定准确度的有_（填标号）。 A适当提高称量产品的质量 B用H2SO4溶液替代盐酸 C用酚酞替代甲基橙 D进行平行试验（6）为测定Cl的含量，请补充完整下述实验方案。 称量mg产品于锥形瓶中，用25 mL水溶解，_，滴入23滴K2CrO4溶液作指示剂，用已知浓度的AgNO3标准溶液滴定至终点，记录读数，重复操作2-3次。【答案】（1）250mL容量瓶。（2）Ni+4HNO3(浓)=Ni(NO3)2+2NO2+2H2O。（3）pH=6时，Fe3+和Cr3+已沉淀完全，而Ni2+还未开始沉淀；C。（4）降低温度以降低产物的溶解度，使其析出；Ni(NH3)6(NO3)2+2HCl+2NH3H2O= Ni(NH3)6Cl2+NH4NO3。（5） 0.5000（V1-V2）10-317/m 100%。AD。（6）加入稀硝酸至溶液呈弱酸性。【解析】（5）样品溶液中加入盐酸发生反应NH3+HCl=NH4Cl，根据题意知与NH3反应的HCl的物质的量为0.5000（V1-V2）10-3mol，NH3的物质的量等于0.5000（V1-V2）10-3mol，NH3的质量为0.5000（V1-V2）10-317g，NH3的质量分数为0.5000（V1-V2）10-317/m 100%。 A、适当提高称量产品的质量，可减小实验误差，正确；B、用H2SO4溶液替代盐酸，对测定结果无影响，错误；C、盐酸与氢氧化钠恰好完全反应时反应混合物溶液呈酸性，用酚酞替代甲基橙会增大实验误差，错误；D、进行平行试验，可减小实验误差，选AD。考点：考查物质的制备、分离和净化。12【2016届 江西省五市八校第二次联考】（15分）工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下：请回答下列问题：（1）步骤所得废渣的成分是 （写化学式），操作I的名称 。（2）步骤、的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：R2(SO4)n (水层)+ 2nHA（有机层）2RAn（有机层） + nH2SO4 (水层)中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。中X试剂为 。（3）的离子方程式为 。（4）25时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1钒沉淀率%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳pH为 ；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+) 。(已知：25时，KspFe(OH)3=2.610-39)（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质有 和 。【答案】（1）SiO2 （1分）；过滤（1分）（2）加入碱中和硫酸，促使平衡正向移动，提高钒的萃取率或类似表述，如提高RAn（有机层）的浓度、百分含量等（3分）；H2SO4（2分）（3）NH3H2O+VO3 =NH4VO3+OH（2分）（4）1.71.8（或1.7、1.8其中一个）（2分），2.610-3molL-1（2分）（5）氨气（或氨水）（1分）；有机萃取剂（1分） 【解析】考点：考查化学工艺流程分析，离子方程式书写和沉淀溶解平衡计算。