高考化學(xué)工藝流程試題與解析

1、高考化學(xué)工藝流程題1.(2017廣西南寧二模)利用化學(xué)原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合 理處理。某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr(IIl)的處理工藝流程如下：4.8 mol L"1H20硫酸H2O2NaOH 溶液含銘污 跆科.I泄訥T> i 泥預(yù)處.器T過濾I產(chǎn)U氧化T調(diào)pH=8f過濾n on- 1I 'I其中硫酸浸取液中的金屬離子主要是CP+,其次是Fd+、AF+、Ca2+和Mg2+。(1)實驗室用18.4 mol-L-1的濃硫酸配制250 mL 4.8 mol L”的硫酸，需量取濃硫酸 mL;配制時所用玻璃儀器除量筒、燒杯和玻璃棒外，還需 o酸浸時，為了提

2、高浸取率可采取的措施有 o (答出兩點)H2O2的作用是將濾液I中的CP+轉(zhuǎn)化為CnO寫出此反應(yīng)的離子方程 式:。(4)常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下：陽離子Fe3+Mg2+aF+Cr3+開始沉淀時的pH2.7沉淀完全時的pH3.711.15.4（>8 溶解）9（>9溶解）加入NaOH溶液使溶液呈堿性CnOm.轉(zhuǎn)化為Ci<o濾液H中陽離子主要有;但 溶液的pH不能超過8,其理由是(5)鈉離子交換樹脂的反應(yīng)原理為M"+NaR-MR“+Na+,利用鈉離子交換樹脂除去濾 液II中的金屬陽離子是 o寫出上述流程中用SOz進行還原時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:

3、_。2.(2017陜西西安一模)研究發(fā)現(xiàn):一節(jié)電池爛在地里,能夠使一平方米的土地失去利用價 值。廢舊電池的危害主要集中在其中所含的少量重金屬上。將廢舊鋅錦電池回收處理, 既能減少它對環(huán)境的污染，又能實現(xiàn)廢電池的資源化利用。(1)回收填料中的二氧化鎰和氯化鐵。已知:廢舊干電池填料的主要成分為二氧化鎰、炭9粉、氯化錢和氯化鋅等，其中氯化鉉、氯化鋅可溶于水?；厥瘴镔|(zhì)的流程如圖所示。溶解、操作1痂洗滌二烘阡三妁堂二氧化鉉蒸發(fā)后部分結(jié)晶氯化鍍晶體操作中先將電池填料研碎的目的是 O操作1和操作2的名稱都是，該操作中玻璃棒的作用是 o灼燒濾渣的目的是。(2)回收二氯化鎰:將廢舊鋅鎰電池處理，得到含鋅混合物，

4、向該混合物加入濃鹽酸并加熱。 寫出 MnO(OH)與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程 式:。鎰回收新方法:向廢舊鋅鎰電池內(nèi)的混合物中加入一定量的稀硫酸和稀草酸(H2c2。4), 并不斷攪拌至無CO2產(chǎn)生為止，寫出MnO(OH)參與反應(yīng)的化學(xué)方程 式：o與使用濃鹽酸回收鏡相比，新方法的優(yōu)點是 (答1點即可)。廢電池的鋅皮可用于回收制作ZnSO4-7H2Oo過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其 方法是:常溫下,加入稀硫酸和氏。2,鐵溶解變?yōu)镕”,加堿調(diào)節(jié)pH為4,使溶液中的Fe3+ 轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，此時溶液中c(Fe3+)= mobU。繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)pH為 時，鋅開始沉淀(假定ZM+濃度為0.1 mo

5、ll")。部分難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)(Kg如下 表：化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Kp近似值1017IO-2.6x1 O-393.(2017貴州遵義二模)鎂被稱為“國防金屬”，鎂及其合金用途很廣，目前世界上60%的鎂從海水中提取。從海水中提取鎂的流程如下: 請根據(jù)上述流程圖和鎂及化合物的性質(zhì)回答下列問題： I 廣濾液 海水(含NaCl、|混*MgSCh等)過濾l*Mg(0H)2、酸滌鹽縮 洗加濃MgCl2 - 6H2OMg熔融礪無水MgCkHC1氣體加熱脫水用貝殼煨燒生石灰的化學(xué)方程式為 O氫氧化鎂溶于鹽酸的離子方程式為,(3)簡述由MgC12-6H2O制無水MgC

6、b,加熱時通HCI氣體的主要原因是(4)Mg(OH)2煨燒可得熔點很高的MgO,MgO的電子式為 o(5)MgCb和AlCb的熔點均較低，而MgO和ALO3的熔點都很高。為什么冶煉金屬鎂是 電解MgCL,而冶煉金屬鋁則電解A12O3?o某MgCb溶液的濃度為0.01 mol L,在該溶液中滴加NaOH溶液至pH=10,此時溶液 中的Mg2+是否沉淀完全？(填“是”或“否”)，此時c(Mg2+)=0 已 知:Mg(OH)2 的 Ksp=1.8xl0 "4.(2017湖南邵陽二模)三鹽(3PbOTbSO4HO)可用作聚氯乙烯的熱穩(wěn)定劑,200 以上 開始失去結(jié)晶水，不溶于水及有機溶劑。以

7、200t鉛泥(主要成分為PbO、Pb及PbSCU等) 為原料制備三鹽的工藝流程如圖所示。三鹽1 干燥a濾、洗滌NMX)3溶液硝酸NO 硫酸NaOH溶液 一鉛 1tlI翦濾 2H苔現(xiàn) 廠濾液2(5060©濾液3濾液1已知:PbSO4和PbCO3的溶解度和溶度積Ksp如下表?；衔颬bSCUPbCO3溶解度/g1.03X1041.81X107Ksp1.82x10，1.46X1013步驟轉(zhuǎn)化的目的是濾液1中的溶質(zhì)為Na2co3和(填化學(xué)式)。步驟酸溶時，為提高酸溶速率，可采取的措施是 (任寫一條)。其中鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2和NO的離子方程式 為>濾液2中可循環(huán)利用的溶質(zhì)的

8、化學(xué)式為 o若步驟沉鉛后的濾液中c(Pb2+)=1.82xlO-5 mol L )則此時 c(SO； )= mol-Lo(4)步驟洗滌操作時，檢驗沉淀是否洗滌完全的方法是 o(5)步驟合成三鹽的化學(xué)方程式為，若得到純凈 干燥的三鹽99.0 t,假設(shè)鉛泥中的鉛元素有80%轉(zhuǎn)化為三鹽,則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為。5.(2017廣東茂名一模)硼氫化鈉(NaBHQ具有優(yōu)良的還原性,在有機化學(xué)和無機化學(xué)領(lǐng)域 有著廣泛的應(yīng)用。利用硼精礦(主要成分為B2O3,含有少量AI2O3、SiCh、FeCh等)制取 NaBH4的流程如圖1:NaOHCaOMgH2礎(chǔ)II I硼 1 11精f 溶解一操作除硅、鋁，操作2

9、 f反應(yīng)1+N8BH4礦 I !濾渣 Na2O 3CaO A12O3 * nSiOj圖1已知:偏硼酸鈉(NaBCh)易溶于水，不溶于醇，在堿性條件下穩(wěn)定存在?；卮鹣铝袉栴}：寫出加快硼精礦溶解速率的措施(寫一種)。操作為，濾渣主要成分為 o除硅、鋁步驟加入CaO而不加入CaCh的原因有:能將硅、鋁以沉淀除去; 。(4)氫化鎂(MgHz)中H元素的化合價為;MgH2與NaBO2在一定條件下發(fā)生 反應(yīng)1,其化學(xué)方程式為。(5)如圖2在堿性條件下，在陰極上電解NaBCh也可制得硼氫化鈉，寫出陰極室的電極反應(yīng) 式 o(6)硼氫化鈉是一種強還原劑，堿性條件可處理電鍍廢液中的硫酸銅制得納米銅,從而變 廢為寶

10、，寫出該反應(yīng)的離子方程式:o 6.(2017福建福州一中四模)下圖是工業(yè)上以天然氣、空氣為原料合成氨的一種工藝流程:脫硫反應(yīng)第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 O脫硫反應(yīng)第二步是利用空氣氧化回收硫，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比 為，下列試劑中也適宜作此反應(yīng)的氧化劑的是(填選項)。A.CbB.H2O2C.KMnO4D.O3流程中Fe(OH)3和K2c03可循環(huán)利用，你認為流程中還可循環(huán)利用的物質(zhì)有 o(4)合成氨反應(yīng)的原料氣中V(N2) ： V(H2)=1 : 3o平衡混合物中氨的含量與溫度、壓強的 關(guān)系如下圖所示：氨的物質(zhì)的盤的百分助平衡混合物中氮的含量與溫度、

11、壓強的關(guān)系則A、B、。三點對應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc的關(guān)系是(用 或“="表示那點H2的平衡轉(zhuǎn)化率為 o工藝流程題參考答案1 .答案 65 250 mL容量瓶、膠頭滴管 (2)升高溫度(加熱)、攪拌(答案合理即可)(3)2Cr3+3H2O2+H2O=Cr20Z+8H+(4)Na Ca2 Mg2+ pH超過8會使部分A1(OH)3溶解生成A1CC最終影響Cr(川) .回收與再利用(5)Ca2+. Mg2+(6)3SO2+2Na2CrO4+l 2H2O2CrOH(H2O)5SO"+Na2so4+2NaOH解析 設(shè)需要濃硫酸的體積為V mL,則18.4 mol-L'

12、;xV mL=250 mLx4.8 解得 365。(2)為了提高酸浸的浸出率，可以延長浸取時間、加快溶解速率等。(3)出。2具有強 氧化性，能氧化C產(chǎn)為CnO；0(4)硫酸浸取液中的金屬離子主要是(2口,其次是反3+、"3+、 Ca2+和Mg?:加入過氧化氫氧化等離子為CnO；,加入NaOH溶液使溶液呈堿性。2O；轉(zhuǎn) 化為CrO；-o溶液pH=8,Fe3 AF+沉淀完全，濾液H中陽離子主要是Na+、CP和Mg2+; 超過pH=8,氫氧化鋁是兩性氫氧化物會溶解于強堿溶液中，影響絡(luò)離子的回收利用。(5) 鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子。(6)二氧化硫具有還原性，被NazCrCU

13、氧 化為S0；Na2CrO4被還原為CrOH(H2O)5SC>4,依據(jù)原子守恒寫出反應(yīng)的化學(xué)方程 式:3SO2+2Na2CrO4+12H2。一2CrOH(H2O)5SO4+Na2so4+2NaOH。2 .答案增大接觸面積,加快反應(yīng)速率過濾引流除去炭粉(2) 2MnO(OH)+6HCl(濃)22MnC12+CLT+4H92MnO(OH)+H2c2O4+2H2sO4-2MnSO4+2CO2T+4H2O 工藝流程簡單;生成 CO2 和 H2O不影響MnSO4純度;反應(yīng)過程無有毒有害物質(zhì)生成，不造成二次污染;廢物資源化等 (答1點即可)(3)2.6x10-9 6解析(1)廢舊干電池填料的主要成分

14、為二氧化鎰、炭粉、氯化鐵和氯化鋅等，其中氯化核、 氯化鋅可溶于水。炭粉和二氧化鎰不溶于水。將電池填料溶解、過濾，濾渣1為炭粉和 二氧化鎰的混合物，經(jīng)洗滌、烘干、灼燒，炭粉與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，剩余的固體為二 氧化鎰;濾液1為氯化鐵和氯化鋅的混合液，蒸發(fā)結(jié)晶、過濾得氯化核晶體。操作中先 將電池填料研碎的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率。操作1和操作2為分離固體 和液體混合物的操作，名稱是過濾，玻璃棒的作用是引流。灼燒濾渣1的目的是除去炭 粉。(2)MnO(OH)與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鎰、氯氣和水，利用化合價升降法配平,該反應(yīng) 的化學(xué)方程式為2MnO(OH)+6HCl(濃)22MnC12+CbT+

15、4H20。MnO(OH)與稀硫酸和 稀草酸(H2c2。4)反應(yīng)生成硫酸鎰、二氧化碳和水，利用化合價升降法配平,該反應(yīng)的化學(xué) 方程式為 2MnO(OH)+H2c2O4+2H2sCh=2M11SO4+2CO2T+4H20。與使用濃鹽酸回收鎰 相比，新方法的優(yōu)點是工藝流程簡單;生成CO2和H2O不影響MnSCU純度;反應(yīng)過程無有 毒有害物質(zhì)生成，不造成二次污染；廢物資源化等。(3)常溫下，溶液的pH為 4,c(OH)=lxl010 mol-LX Ksp=c(Fe3+>c3(OH-)=2.6xlO-39,此時溶液中 c(Fe3+)=2.6xlO-9 mol L-1 o Ksp=c(Zn2+).c

16、2(OH-)=10/7,若 Zi?+ 濃度為 0.1 mol-L1,則 c(OH )=10-8 mol L" ,c(H+)= 10-6 molL",pH=6。3 .答案(l)CaCC>3吸aO+CO2T(2)Mg(OH)2+2H+-Mg2+2H2O(3)抑制MgCb水解(4)Mg2+：O.2-(5)MgO和MgCb均為離子化合物,熔融時均能電解制鎂，但MgO熔點很高，電解時能 耗高，所以工業(yè)上是電解熔融MgCL冶煉鎂，而AlCh是共價化合物，液態(tài)時難導(dǎo)電,所以工 業(yè)上是電解熔融ALO3冶煉鋁否 1.8xlO 3 mol-L1解析 貝殼的主要成分是CaCCh施燒CaCO

17、3生成CaO和CO2o (2)氫氧化鎂屬于堿, 與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。(3)在HQ氣體氛圍中，可以防止Mg2+水解。(4)MgO是離子化 合物，其電子式為Mg2To,產(chǎn)。(5)MgO和MgCb均為離子化合物，熔融時均能電解制鎂, 但MgO熔點很高,電解時能耗高，所以工業(yè)上是電解熔融MgCb冶煉鎂，而A1CL是共價 化合物，液態(tài)時難導(dǎo)電，所以工業(yè)上是電解熔融A12O3冶煉鋁。(6)溶液中 c(OH )二 =上亡 mol L-l.OxlO-4 molL/，此時的 c(Mg2+)= = 1 ：7： , 10- m io-i0* 此(10-+)-mol L l.SxlO-30x10-5 molL,因此

18、 Mg?+沒有完全沉淀。4 .答案 將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCCh,提高鉛的利用率 Na2sCM(2)適當(dāng)升溫(或適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀粒徑等其他合理答案)3Pb+8H+2N0： 3Pb2+2NOT+4H20(3)HNO3 l.OOxlO3(4)取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCh溶液，若不產(chǎn)生 白色沉淀，則表明已洗滌完全(或其他合理答案)(5)4PbSO4+6NaOHJ2zJC-3Na2SO4+3PbO-PbSO4- H2O+2H2O 51.75%解析步驟用純堿溶液浸潤鉛泥，將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3,提高鉛的利用率，濾液1中 的溶質(zhì)為過量的Na2co3和反應(yīng)生成

19、的Na2so4。(2)步驟酸溶時，可以通過適當(dāng)升溫、 適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀粒徑來提高酸溶速率;鉛與硝酸反應(yīng)的離子方程式為 3Pb+8H+2NO33Pb2+2NOT+4H2。(3)濾液2中可循環(huán)利用的溶質(zhì)的化學(xué)式為HNO3; 根 據(jù) Ksp(PbSO4)= 1.82x 10-8=c(Pb2+)xc(S 0： ),c(Pb2+)=1.82xlO-5 mol-L1,則 此 時 c(S0：-)=1.00xl0-3moiLL(4)該沉淀吸附的離子是硫酸根離子,用鹽酸酸化的氯化領(lǐng)檢驗, 其檢驗方法為取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCh溶 液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌

20、完全。(5)步驟合成三鹽的化學(xué)方程式為 4PbSCU+6NaOH衛(wèi)"-3Na2so4+3PbO PbSO4 H2O+2H2O,若得到純凈干燥的三鹽 99.0 t, 則含有的鉛元素質(zhì)量為機(Pb)=99.0 tx1-xlOO%=82.8 t,則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 年顯<100%=51.75%。5 .答案 將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等(答1點即可)(2)過濾 Fe(OH)3(3)提供堿性溶液抑制NaBOz水解(4)-1 價 2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO(5)BO；+6H2O+8e- -BH二 +8OH(6)4Cu2+BH： +8OH4Cu+B0； +6H2O .解析(1)將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等都可以加快硼精礦溶解速率。 (2)根據(jù)以上分析，操作1為過濾，濾渣主要成分為Fe(OH)3°(3)已知NaBCh易溶于水，在減 性條件下穩(wěn)定存在，所以除硅、鋁步驟加入CaO而不加入CaCh的原因有:能將硅、鋁 以沉淀除去;提供堿性溶液抑制NaBO?水解。(4)根據(jù)化合價代數(shù)和為0,則氫化鎂 (MgH2)+ H元素的化合價為-1價;MgH?與NaBCh在一定條件下發(fā)生反應(yīng)生成NaBH4 和MgO,則化學(xué)方程式為2MgH2+NaB