化工流程图专题2015

1、化工流程图专题第 12 页江俊声/2021-12-16化工流程图专题一、引言从2004年开始，广东省已经开始推出化工流程图题，并且一直坚持到2014年，期间每年高考都出现至少一道的化工流程图题。随着新课改的进行，在高考化学试题中化工题逐渐成为一类热门的主流题型，它将高中化学与某些化工生产很好地融合在一起，题目情景新颖，综合性强，思维量大，适应范围广，具有挑战性。集中市教研员和高三化学备课组的意见，大家一致认为化工流程图题仍然是2015年的保留题型。二、分析通过对2010年2014年广东高考化工流程图题的分析比较，不难发现：1、五年中，考查载体分别是“难溶盐”和“合金”交替出现，即2010年和2

2、012年、2014年为难溶盐、2011年和2013年为合金。而且不难发现，考查载体如果是“合金”时，将伴随有考查电化学的知识点出现。如2011年的（4）（5），2013年（1）第一个空。2014年也拐弯出现电化学作图。2、每题作答点数为58个，分值为1617分，作为流程图题，其中能够脱离流程进行作答的空个数平均超过50%，所占分值同样超过50% 。3、近两年加强简单计算能力的考查，同学们在做大题时，不能碰到计算题调头就走，要勇于面对，小心应对，其中大题中的计算题都很简单。4、没有规律的规律。2004年2009年的流程图题中考查内容较集中，规律较明显，但2010年2014年之间却毫无规律存在，也

3、毫无联系。如2010年是对前面2007年2009年几年化工流程图题的集中再现，2011年以电化学主打，2012年却似是在考化学反应原理大题，2013年在没看清流程时已经把问题答完了。笔者认为这是出题者为了避免在化工流程一题上出现重复的需要，旧瓶要装新酒，且年年不同，出题者是用心良苦。5、对实验的考查较基础且量少，集中在过滤洗涤、萃取分液、结晶方式等基本实验。三、建议1、克服畏惧心理，做到战略上渺视，战术上重视，并通过多做题多总结归纳做到知彼知己，建立解题信心。2、对于做题时间不充足或基础不够扎实的同学，可以跳过分析流程，直接先答题。基础不扎实的同学保守地完成广东省各市模拟考卷中化工流程图题；能

4、力有余者可以涉猎2012年2014年全国各地高考化学卷中的化工流程图题，以增广见识。3、加强简单计算题的训练。如质量分数、产量产率、KSP等计算。1、（16分）绿矾（FeSO4·7H2O）的一种综合利用工艺如下：绿矾NH4HCO3FeCO3固体母液焙烧煤粉还原铁粉(NH4)2SO4粗产品除杂转化分离（1）绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1：2反应，有CO2生成，反应的离子方程式为_。（2）隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是FeCO3 FeO Fe分解 还原，实际作还原剂的是CO。写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式_。（3）“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、

5、调节pH、过滤，除去的杂质离子是_。（4）母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、_。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因_。（5）绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物。分析下表实验数据，为了提高SO3的含量，可采取的措施是_。空气通入量/L·s1温度/SO2含量/SO3含量/0.0285045.454.60.0685030.569.50.1085011.188.90.1081011.188.90.1089011.288.82、（16分）高铁

6、酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：查资料得知K2FeO4的一些性质：在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液回答下列问题：（1）写出“氧化I”中，生成Fe3+的离子反应方程式 。（2）氧化中，试剂A为 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)；过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有 （3）操作I中包括冷却结晶、过滤、洗涤干燥几个步骤。洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行该操作时最好用 洗涤。 （4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的

7、Fe(OH)3，请补充并配平该反应方程式 K2FeO4 + H2O = Fe(OH)3 + KOH + 高铁酸钾剩余浓度 mg·L-1时间/tFeCl3浓度1.5 mg·L-10 mg·L-1III(5)将一定量的K2FeO4投入一定浓度的FeCl3溶液中，测得剩余K2FeO4浓度如下图所示，推测产生曲线I和曲线II差异的原因是 3、（深圳市一模）（17分）从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：铬渣浸取调pH约3.6并微热过滤操作B产品水稀NaOH滤液滤渣A母液酸化、还原调pH为5过滤酸C+Na2SO3溶液NaOH溶液滤渣D1201008060402020 40 6

8、0 T/0S/g已知：铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；Fe3+、Cr3+完全沉淀（c 1.0×10-5 mol·L-1）时pH分别为3.6和5。（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以 ，滤渣A为 （填化学式）。（2）根据溶解度（S）温度（T）曲线，操作B的最佳方法为 （填字母序号）A蒸发浓缩，趁热过滤 电源NaOH浓溶液Na+交换膜NaOH稀溶液Na2CrO4溶液Na2Cr2O7溶液B蒸发浓缩，降温结晶，过滤（3）酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，离子方程式为 ；酸C为 ，Cr(OH)3的溶度积常数KspCr(OH)3 。（4）根据

9、2CrO422H+ Cr2O72H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的 极，其电极反应式为 。4、（揭阳市学业水平考试）（16分）硫酸锰可用于饲料营养强氧化剂和媒染剂，其生产原材料软锰矿（MnO2）、菱锰矿（MnCO3）中常混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质。其生产工艺如下：（完全沉淀离子的pH值：Fe3+为3.5，Fe2+为9.5，Mn2+为10.8，Mg2+为11.6）（1）酸浸前需将原材料研碎，其目的是 ，酸浸中加入的酸是 （填化学式，下同），从经济效益考虑，试剂A可能是 。（2）反应器中发生反应的离子方程式是 。（3）硫酸锰和硫酸镁

10、的溶解度曲线如图所示：操作I为：在 下蒸发结晶、趁热过滤。其趁热过滤目的是 ；为了得到更纯净的一水合硫酸锰，需将晶体置于过滤器中，用 进行洗涤（本空格从以下选择）。A.蒸溜水 B.稀硫酸 C.饱和硫酸锰溶液 D.氢氧化钠溶液（4）MnSO4·H2O在1150高温下易分解，产物是Mn3O4、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是 。5、（深圳市直属六校联考）（本题共16分）硼酸（H3BO3)大量应用于玻璃制造行业，以硼镁矿（2MgO.B2O3.H2O、 SiO2及少量Fe3O4、CaCO3, Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下：已知：H3BO3在200C、40

11、0C、600C、1000C时的溶解度依次为5.0 g、8.7 g、14.8 g、 40. 2 g。Fe3 +、Al3 +、Fe2 +和Mg2 +以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3. 2、 5.2、9.7和 12.4。（1）由于矿粉中含CaCO3，为防止“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出，应采取的措施是： 。 （2）“浸出液”显酸性，含H3BO3和Mg2+和SO42-，还含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO，除去的杂质离子是_。H2O2的作用是_ (用离子方程式表示）。 （3）“浸取”后，采用“热过滤”的目的是_

12、。（4）“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图，且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4·H2O，应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩，_（5）硼酸（H3BO3）溶液中存在如下反应：H3BO3(aq)+H2O(l) B(OH)4（aq）+H+(aq) K5.7×1010（298K）计算25时0.7mol·L1 硼酸溶液中H的浓度。（写出计算过程）（6）已知298K时：化学式碳酸醋酸电离常数K1=4.4×107K2=4.7×1011K1.75×105下列说法正确的是 。A碳酸钠溶液滴入硼酸

13、中能观察到有气泡产生B碳酸钠溶液滴入醋酸中能观察到有气泡产生 C等浓度的碳酸和硼酸溶液比较，pH：前者后者D等浓度的碳酸钠和醋酸钠溶液比较，pH：前者后者6、在元素周期表中，锌（30Zn）、镉（48Cd）、汞（80Hg）同属于锌族，锌和汞在自然界中常共生，镉的金属活动性介于锌和汞之间。湿法炼锌过程中产生的铜镉渣中含有Cu、Cd、Zn等多种金属，可用于生产金属镉。镉的主要用途可以用作镍镉电池，以及用于颜料生产，镉化合物还在PVC稳定剂、发光材料、半导体材料、杀菌剂等方面有广泛的应用。镉的生产流程如图示意如下： 请回答下列问题：(1) 镉在元素周期表中第 周期，第 族。(2) 写出步骤反应的离子方

14、程式 。(3) 步骤所加入的金属的名称是 ，如何处理“溶液1”？ 。(4) 步骤用“溶液2”作电解液，镉在 极析出，该电极材料是 。(5) “电解废液”中含有镉，不能直接作为污水排放。目前含镉的废水处理的方式有两种，一种是在含镉污水中加入硫化钠，沉淀镉离子，另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝，沉淀镉离子。写出硫化钠沉淀镉离子的离子方程式 。7、(16分)硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下：浸出铅浮渣15%硝酸浸出渣母液浸出液复分解滤渣40%硫酸洗涤PbSO4已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质。

15、25时，Ksp(CaSO4)4.9×105，Ksp(PbSO4)1.6×108。(1)已知步骤有NO产生，浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+。分别写出PbO、Pb参加反应的化学方程式 (2分)、 (3分)。(2)步骤需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，目的是 (2分)。(3)母液可循环利用于步骤，其溶质主要是 (填一种物质化学式，2分)，若母液中残留的SO42过多，循环利用时可能出现的问题是 (2分)。(4)产品PbSO4还需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤，目的是除去 (2分)。(5)铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极

16、的电极反应式为 (3分)。8、（韶关市调研测试）（16分）工业上生产高氯酸（沸点：90°C）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：（1）实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有 。（2）反应器I中的温度最佳为 （填序号）；操作的名称为 。A. 0°C ； B. 20°C ； C. 80°C ； D. 120°C （3）反应器II中发生反应的离子方程式为 。2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O（4）加快反应器II中反应速率的措施有 （写出一种措施即可）等。从反应器II中获得NaClO2粗品的实验操作依次是 （填序号，下同）

17、，进一步提纯的操作名称为 。A.过滤 B. 重结晶 C.蒸馏 D.蒸发浓缩 E. 蒸干灼烧 F. 冷却结晶 G.萃取分液（5）上述流程中可循环使用的物质为 ，副产品除NaClO2、NaHSO4外还有 （填化学式）。9、2013年湖北36（15分） 草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产，一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如下：回答下列问题：（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学方程式分别为： ； 。（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作的滤液是 ，滤渣是 ；过滤操作的滤液是 和 ，滤渣是 。（3）工艺过程中和的目的是 。（4）有人建

18、议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸，该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是 。（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定，称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.0500 mol L1的酸性KMnO4溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL。反应的离子方程式为 ；列式计算该成品的纯度 。10、2013年江苏16(12 分)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

19、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： 。11、（2012广东高考32）（17分）难溶性杂卤石（K2SO4·

20、;MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡为能充分利用钾资源，用饱和Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（1）滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因： 。（3）“除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液PH至中性。 （4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14，由图可得，随着温度升高， （5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：已知298K时， Ksp(CaCO3)=2.80×109， Ksp(Ca

21、SO4)=4.90×105 ，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字）。12、（2014广东高考32）（16分）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

22、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。1、（16分）（1）Fe22HCO3FeCO3CO2H2O（3分）来源:（2）FeCO3FeOCO2（1分） CO2C2CO（1分） FeOCO FeCO2（1分）（3）Fe2（3分） （4）过滤（2分） NH4+H2O NH3·H2OH+，温度过高NH3挥发使平衡向右移动，溶液酸性增强生成NH4HSO4。（3分）（5）增大空气通入量（2分）2、(16分)(1) H2O2 +2 H+2Fe2+

23、=2Fe3+2H2O （3分）(2) NaClO Na2SO4 （4分）(3) 无水乙醇 （3分）(4) 4 10 8 3O2 （产物正确1分，共3分） (5) FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应，从而降低K2FeO4浓度 （3分） 3、答案：32、（17分）（1）促进Fe3水解生成Fe(OH)3而除去；（2分）Fe(OH)3；（2分）（2）A（2分）（3）3SO32-Cr2O72-8H2Cr33SO42-4H2O；（3分，化学式和配平错误0分）H2SO4；（2分）1.0×1032 mol4·L-4（2分，不带单位扣1分）（4）正极，（2分）4OH-4eO2

24、2H2O（2分）（无“”扣分1分）4、答案： (16分)（1）增大接触面积，加快反应速率 (2分) H2SO4 (2分)MnCO3或MnO或Mn(OH)2 (2分)（2）MnCO32H+=Mn2+H2OCO2(2分)（3）60 (2分) (2分) 防止MgSO4结晶析出，提高MnSO4的产率(2分) C (2分)（4）3MnSO4·H2O Mn3O4SO22SO33H2O (2分) 5、答案（1）分批慢慢加入稀硫酸 （2分）（2）Fe3+、Fe2+、Al3+（2分，全对才得分） 2 Fe2+ +2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O（2分）（3）防止因温度下降时H3BO3从溶

25、液中析出（2分）（4）加压升温结晶（2分） （5） H3BO3 (aq)H2O (l) B(OH)4 (aq)H(aq)起始时各物质浓度/ mol·L1： 0.70 0 0平衡时各物质浓度/ mol·L1： 0.70x x x（6）BD（2分）x20.7xx20.7K 5.7×1010 x23.99×1010 x2×105（mol·L1） （共4分。两段式1分；K的表达式1分；代入数字的式子1分；结果1分）6、（1）5，B（各1分，共2分）（2）Cd+2H+=Cd2+H2，Zn+2H+=Zn2+H2（各1分） （3）锌（2分），回收炼

26、锌（1分）（4）阴、镉板（各1分）（5）Cd2+S2-=CdS（1分）7、(16分)(1)PbO2HNO3Pb(NO3)2H2O 3Pb8HNO33Pb(NO3)22NO4H2O (配平错误、漏气体符号各扣1分)(2)防止Ag被溶解进入溶液 (或使Ag留在浸出渣中)(2分) (“置换Ag”“除去Ag”等得1分。多答其他不给分，也不扣分。)(3)HNO3 (2分) 浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率 (“生成PbSO4沉淀阻碍了浸出反应”等相似答案得1分。多答其他不给分，也不扣分)(4)CaSO4杂质 (2分) (“Ca2+”或“钙离子”得1分。多答Zn2+、Ag+

27、、ZnSO4、Ag2SO4等不给分也不扣分)(5)PbSO42ePbSO42 (配平错误扣1分。“Pb2+2ePb”得1分)8、答案：（16分）（1）（普通）漏斗、玻璃棒、烧杯（3分，各1分）（2）C； 蒸馏 （各1分）（3）2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O （2分）（4）适当升高温度（增大NaOH溶液的浓度、增大气体（SO2、ClO2）和NaOH溶液的接触面积等）（2分）；DF(A)（2分）；B（1分）（5）硫酸；Na2SO4 （各2分）9、2013年湖北36化学选修2：化学与技术（1）CO +NaOH HCOONa 2HCOONa Na2C2O4 + H2（

28、2）NaOH溶液 CaC2O4 H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaCO3（3）分别循环利用氢氧化钠和硫酸（降低成本），减少污染（4）Na2SO4 （5）5C2O42+2MnO4+16H+=2Mn2+8H2O+10CO2 ×100%=94.5%（4）CO d 3S+6OH2S2+SO32+3H2O10、2013年江苏16(12分)（1）MgCO3+2H=Mg2+CO2+H2O（2）2FeSO4+H2O2+H2SO4= Fe2(SO4)3+2H2O（3）Fe(OH)311、（2012广东高考32）（1）根据题目中杂卤石的成分及其溶解平衡可知加入氢氧化钙，有利于生成Mg(OH)2和CaSO4（2）Ca(OH)2溶液中的OH、Ca2离子分别与Mg2、SO42生成沉淀，使平衡向溶解方向移动。（3）分析流程图可知，除杂的目的是除去Ca2+、最终目的是生成K2SO4，为不引入新的杂质离子所以选择K2CO3除杂，再加入H2SO4除去过量的碳酸根。（4）根据图像可知溶浸速