2016全国高考化学工业流程专题(全国通用).doc

高考化学工业流程专题（2016.5）一、试题赏析1.（2015新课标II节选）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，答下列问題： （2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：溶液X中大量存在的阴离子有 Cl OH 。（注：容易漏掉OH。注意生成物中有氨气，可以知道溶液中有OH）（3）用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸：在玻璃液封装置中加入水.使液面没过玻璃液封管的管口；将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；用0.1000 molL-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-2I+S4O62-)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：玻璃液封装置的作用是 玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO2气体（避免碘的逸出）。2.（2014全国卷II节选）某小组以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为测定其组成，进行如下实验。氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1molL-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色）。回答下列问题：（1）装置中安全管的作用原理是当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定。（6）经测定，样品X中钴、氨、氯的物质的量之比为1:6:3，制备X的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2Co(NH3)6Cl3+2H2O；X的制备过程中温度不能过高的原因是温度过高过氧化氢分解、氨气逸出。3. 草酸镍晶体(NiC2O42H2O)可用于制镍催化剂，硫酸镍晶体(NiSO47H2O)主要用于电镀工业。某小组用废镍催化剂（成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下：已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)：Ksp(CaF2)= 1.461010 Ksp(CaC2O4)= 2.34109（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图“酸浸”的适宜温度与时间分别为 C (填字母)。（注意既要浸出率高，又要经济）A30、30min B90、150minC70、120min D90、120min（3）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是静置，在上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若不再产生沉淀，则“沉镍”工序已经完成 。（4）将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用乙醇洗涤、110下烘干，得草酸晶体。用乙醇洗涤的目的是洗去杂质、便于烘干；（注意“便于烘干”的优点）烘干温度不超过110的原因是 防止草酸镍晶体失去结晶水 。（记得要考虑结晶水）4.（2014南通模拟节选）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生产ZnSO47H2O的一种流程如下：（1）步骤包括酸浸和过滤两个操作。酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是不引入新杂质、升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率。（4）取28.70 g ZnSO47H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。步骤中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是 降低烘干的温度，防止ZnSO47H2O分解。（注意考虑结晶水）5.以电石渣主要成分是Ca(OH)2，含SiO2、Al2O3以及其它少量杂质为原料生产氯酸钾联产碳酸钙的流程如下：回答下列问题：（1）该流程中加入活性炭的作用是吸附氯气，防止在后续实验中氯气溢出污染环境。（注意活性炭的吸附作用）（2）副产品A是 氯化铵 。（考虑侯氏制碱法）6.我国某地利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功已知磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，具体生产磷铵流程如下：（1）制硫酸工艺中净化SO2窑气的目的是防止催化剂中毒。（此空需记住）7. 环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：现以20 mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。（1）往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液（2）取步骤（1）中的粗产品加入无水MgSO4固体，搅拌后过滤（3）取步骤（1）中的粗产品经蒸馏、除去乙醚后，收集151156馏分（4）蒸馏不能分离环己酮和水的原因是环己酮和水形成具有固定组成的混合物（或环己酮和水形成共沸物）（注意考虑共沸物）8. 从某废触媒主要成分为活性炭、ZnO、FeO、(CH3COO)2Zn中制取醋酸锌晶体的实验步骤如下：（1）若先将废触媒在马弗炉中通氧气500处理一段时间，浸出率会大大提高，其原因是破坏活性炭的结构，将吸附在活性炭孔内的醋酸锌全部释放出来。（注意考虑活性炭的使用以及对其破坏的角度）9. （2015扬州模拟节选）碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾碘酸钾在常温下稳定，加热至560开始分解工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：I2+KClO3+H2OKH（IO3）2+KCl+Cl2（未配平）回答下列问题：（2）步骤中，用稀硝酸酸化的作用是 促进氯气从反应混合物中逸出 二、改编试题精选1. 某科研小组以难溶性钾长石（K2OAl2O36SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：下列说法错误的是（ ）A.煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2B.NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2+ 2H2OAl(OH)3+ OH，因此“浸取”时应保持溶液呈碱性C.以Al2O3为原料，以石墨为电极，通过电解法可制得金属铝。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是阳极D.上述工艺中所有可以循环利用的物质是碳酸钠和水2. 利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl的一种工艺如下：下列说法错误的是（ ）A.气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝B.“水解”采用90 而不在室温下进行的原因是加快AlN的水解和使氨气溢出C.“废渣”成分为Al(OH)3和Fe(OH)3D.采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是防止Al(OH)2Cl水解3. 工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，Fe2O3等)提取Al2O3做冶炼铝的原料，由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示(已知：NaCl熔点为801)下列说法错误的是（ ）A.将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮而除去，气泡的成分为Cl2和HClB.精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质C.固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在NaClD.镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4形式存在，则阳极的电极反应式为Al3e4Cl= AlCl44.（2013无锡模拟改编）K2SO4是无氯优质钾肥，Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如下（几种盐的溶解度和煅烧MnSO4H2O时温度与剩余固体质量变化曲线如图）： 下列说法正确的是（ ）A.反应II过滤后所得的滤液中含有大量的(NH4)2SO3，可能会有NH3H2O B.煅烧过程中当温度超过1000时，冷却后，测得产物的总锰质量分数减小，其原因可能是部分Mn3O4被氧化C.反应III中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品D.煅烧MnSO4H2O时温度与剩余固体质量变化曲线B段所表示物质的化学式为MnO2MnO5. 氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：【已知：金属离子浓度为1 molL1时，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图下列说法错误的是（ ）A.酸浸时发生反应的离子方程式是Cu(OH)22H+=Cu2+2H2O ；析出CuCl晶体时的最佳pH在3左右B.析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70干燥2 h、冷却密封包装。其目的是加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化C.产品滤出时所得滤液的主要分成是Na2SO4和FeSO4，若想从滤液中获取FeSO47H2O晶体，还需要知道的是不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度D.为提高CuCl的产率，常在最后一步操作中加入稀碱溶液，但不能加过量。这样做的主要目的是减少CuCl在酸溶液中溶解的量6. 亚硝酸钠大量用于染料和有机合成工业。用木屑制备亚硝酸钠的流程如下：（实验室模拟氧化和吸收过程的装置如图所示）已知氧化过程中，控制反应液的温度在5560条件下发生的主要反应为：C6H12O612HNO33H2C2O49NO23NO9H2O下列说法错误的是（ ）A.工业上在吸收过程中需控制NO和NO2的物质的量比接近11。若n(NO) n(NO2) 1.5时不利于萃取。试给出须加H2SO4的两个理由：_；pH 0.5时也不利于萃取，给出其主要原因：_。19.双氧水被称作“最清洁”的化学品，在纺织业和造纸业主要用作漂白剂，在化工合成中用作氧化剂和环氧化剂，在食品和医药工业中用作消毒剂、杀菌剂目前，世界上过氧化氢的生产方法主要有电解法、蒽醌法等。I、电解法中成本最低的是过硫酸铵法电解所用电槽以铂为阳极，以铅或石墨为阴极；NH4HSO4水溶液经阴极室，再作为阳极液从阳极室流出，得(NH4)2S2O8溶液，电解总反应式：2NH4HSO4(NH4)2S2O8+H2；(NH4)2S2O8溶液送往水解器中减压水解、蒸发，蒸出过氧化氢的水溶液，剩余溶液流到阴极室再循环使用。（1）写出水解器中(NH4)2S2O8溶液的水解方程式 。（2）试分析水解器中使用减压水解、蒸发的原因 。、蒽醌法是国内外大规模生产过氧化氢普遍采用的方法，生产简易流程图如下所示：其中，触媒为催化剂，工作液为乙基蒽醌与有机溶剂的混合液，主要反应方程式（已配平）为：AH2BBO2AH2O2（3）写出流程图中“？”的操作_。（4）方程式中的A应该为_；B应该为_。（选填序号）（5）根据双氧水生产的特点，工业液中有机溶剂的选择很重要理想的有机溶剂应满足以下要求：对乙基葸醌和氢乙基葸醌具有良好的溶解能力：粘度低，沸点高，难挥发，着火点高；低毒性请分析再写出两点要求： ； 。答案与解析1. 【答案】D【试题分析】浸出液中需通二氧化碳，而碳酸钙与二氧化硅、氧化铝和碳酸钠在高温下反应都有二氧化碳生成，所以二氧化碳也是可以参与循环使用的物质2. 【答案】C【试题分析】除杂的目的是除去铁元素，所以废渣只有氢氧化铁，不会有氢氧化铝产生3. 【答案】A【试题分析】因为温度超过了氯化铝的升华温度，气泡中应该还有氯化铝气体4. 【答案】B【试题分析】反应II过滤后所得的滤液中含有大量的(NH4)2SO4；反应III中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作；B段所表示物质的化学式为Mn3O4；B项所提到的Mn3O4会在冷却过程中与空气中的氧气反应而被氧化5. 【答案】D【试题分析】最后一步的反应：2CuSO4Na2SO32NaClH2O=2CuCl2Na2SO4H2SO4；OH中和了反应中的H+，有利于平衡向右移动，提高CuCl的产率。但当OH浓度过大时，Cu+能与OH结合，生成氢氧化亚铜，从而降低了CuCl的产率，而不是减少氯化亚铜在酸溶液中的溶解的量6. 【答案】C【试题分析】A装置须控制反应液的温度不高于60，其主要原因是防止硝酸分解产生氮氧化物；注意草酸的分解温度大于150摄氏度；注意B项浓硫酸的作用（炭化）7. 【答案】D【试题分析】操作II是趁热过滤8. 【答案】C【试题分析】实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样，溶解，沉淀，过滤，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，烘干；注意D项，由于是制备纯碱，所以不需要用HCl去中和过量的碳酸钠9. 【答案】D【试题分析】A项中固体中含有Al(OH)3、Fe(OH)3使用石灰水时要适量，而且是为了促使Fe3+与Al3+沉淀，防止影响产品纯度；B项中在过程、反应中每氧化0.2 mol Br需消耗标准状况下2.24 L Cl2；C项中CaCl26H2O直接加热来制备无水氯化钙，不需要在HCl气氛中加热；D项若改变实验方案，在溶液中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液中会有NH4Cl，经必要步骤还是无法得到纯净CaCl26H2O10. 【答案】D【试题分析】A项 “浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，不可用浓KOH替换硫酸；B项滤渣I的主要成分有Fe(OH)3，Al(OH)3；从滤液中可回收利用的主要物质有Na2SO4，不包括NaOHC项可制备Mg(ClO3)2的原因是在某一温度时，NaCl最先达到饱和析出11. 【答案】C【试题分析】因为加入过量原料A后需要过滤，而氧化钙过量会有大量氢氧化钙沉淀一起过滤，导致后续步骤有杂质，A项错误；硫酸氧钛水解后还有煅烧步骤，所以可以推理得其水解产物受热分解成TiO2，所以方程式应为TiOSO43H2O = Ti(OH)4H2SO4，B项错误；原料A为氨水时，溶液X中至少有一水合氨，氯化铵，氯化钙，滤液B中有OH，会与投入的Al反应产生氢气，C项正确；原料A为氨水时，处的NaOH溶液不可以换成Ca(OH)2溶液，否则会因溶液中氢氧根离子浓度太小导致沉淀中的氢氧化铝无法完全溶解，而使产物中含有杂质，D项错误12. 【答案】CD【试题分析】NH3不是反应的催化剂；氯化铵与熟石灰加热反应时会因形成氨气与氯化钙的络合物，但此络合物受热易分解，仍然可以放出氨气13. 【答案】D【试题分析】还原过程中硫离子不参与反应，A项错误；加入双氧水是为了减少硝酸的使用量，减少空气污染，B项错误；加入氢氧化钙不仅提供钙离子，而且起调节pH作用，饱和氯化钙溶液无调节pH功能，C项错误14.【答案】 C【试题分析】过滤后若滤液中有KMnO4残留，须先加入还原剂，否则KMnO4会与后续步骤中的浓盐酸反应产生有毒的氯气，选项A太片面，A项错误；抽滤结束后，为防止倒吸，应先断开真空系统与过滤系统的连接，再关闭水龙头，B项错误；白色固体成分中应该有KCl，D项错误15. 【答案】（1）4FeSO48NaOHO24FeOOH4Na2SO42H2O（2）cde（3）除去空气，防止氢气与氧气混合反应爆炸(1分)（4）取最后一次洗涤滤出液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，如果不产生白色沉淀，则表明洗涤干净 玻璃棒抵住滤纸时滤纸破裂、原液液面高于滤纸边缘（合理即可）（5）用稀硫酸溶解LiCoO2，并加入过量H2O2向所得滤液中加入NaOH溶液，调节pH至9.4，过滤，洗涤得到Co(OH)2沉淀 冷却结晶 重结晶（6）铁；偏小（7）促进铁离子的水解【试题分析】：（1）该反应的反应物为FeSO4、NaOH和O2，产物为FeOOH（2）加热固体用坩埚，与其配套的有泥三角、三脚架、坩埚钳、酒精灯等（3）氢气易燃，在有氧气存在下加热会发生爆炸，故先用氮气排尽空气（4）取最后一次洗涤滤出液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，如果不产生白色沉淀，则表明洗涤干净（5）分离出LiCoO2粗品，得CoSO4溶液，并沉淀除去铁离子，故应用硫酸溶解粗品，且需把生成的杂质亚铁离子氧化为铁离子，可以用双氧化水；得到纯净的溶液，应得到Co(OH)2沉淀，应加入氢氧化钠溶液调节pH 9.4,使钴沉淀完全，并洗涤、干燥得到纯净物。重结晶常用于再次提纯晶体。（6）pH减小，聚铁中氢氧化铁量比硫酸铁含量高，氢氧化铁偏小，铁质量分数偏小（7）升高温度，促进铁离子水解16.【答案】（1）SiO2H2SO4（2）适时旋开旋塞放出挥发性气体，使内外气压平衡 否则可能会冲掉塞子 在分液漏斗下方放一洁净烧杯（使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁），打开分液漏斗上口塞子（或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔），打开活塞，将下层液体放入烧杯，当分液面接近（或略超过）活塞处时关闭活塞；上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中。【要点：打开分液漏斗上口塞子（或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔）；先打开活塞放出下层液体，后将上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中。】 （3）加入碱中和硫酸使平衡正移、多次连续萃取【写“加入碱（可以是NaOH、KOH、氨水）中和硫酸使平衡正移”“多次连续萃取”“加入Mg、Fe、弱酸强碱盐”均可；写“增大萃取剂的加入量”， 给一半分，写“增大萃取剂浓度”不得分；写“移出H2SO4”给一半分】（4）1ClO3+ 6VO2+6H+=6VO3+ 1Cl +3H2O（不写“1”，扣一半分）（5）1.71.8（写1.7、1.8、1.75、1.71.8均可；写成1.6，给一半分）（6）氨气有机萃取剂【试题分析】：工艺流程题的关键是搞清楚加入什么物质，发生什么反应，如何分离等问题，将工艺流程转化为物质的流程。SiO2不溶于水、酸，通过过滤除去，在废渣中，V2O5被还原为VO2+，与其他离子一起存在在滤液中；从分离中可以看出，VO2+以溶于有机溶剂，通过萃取分离；通过反萃取，得到酸性水溶液含VO2+、SO42-，故X为H2SO4；然后通过氧化将V从+4到+5，加