高考化学工业流程题基础练习

1、高考化学工业流程题基础练习【例1】 某固体混合物可能由Al、（NH4）2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2中的一种或几种组成，现对该混合物作如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况下的体积）：28.1g固体过量浓NaOH，11.2L气体碱石灰体积不变白色沉淀5.80g久置无明显变化无色溶液稀盐酸白色沉淀过量稀盐酸无色溶液6.72L气体回答下列问题：混合物中是否存在FeCl2 _（填“是”或“否”）；混合物中是否存在（NH4）2SO4 _（填“是”或“否”），你的判断依据是 。写出反应的离子方程式： _ _ _ 。请根据计算结果判断混合物中是否含有AlCl3（说

2、出你的计算依据，不要求写计算过程） _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。把AlCl3溶液中加热浓缩蒸干，不能得到AlCl3·6H2O晶体，请你设计一个可行的简易实验方案，怎样从溶液中得到较纯的AlCl3·6H2O晶体 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。答案否； 是， 气体通过浓硫酸减少448L。 AlO2HH2O =Al（OH）3。由题中信息可推得一定含有Al、（NH4）2SO4和MgCl2三种物质，而计算出这三种物质的质量之和刚好等于281g，所以一定没有AlCl3。往氯化铝溶液中加入一定量的浓盐酸，蒸发浓缩，降温结晶，过滤。【例2】 碳

3、酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：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；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g（1）步骤前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_（2）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0- 6

4、.5，沉淀部分杂质离子如 ，然后分离得到浸出液。（3）步骤中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_（4）步骤中，生成沉淀的离子方程式为_（5）母液中的主要溶质有_答案 加快反应速率 石灰石，Al3+、Fe3+ （3）（4） （5） NaOH 、 Na2SO4。【例3】 科学家预测“氢能”将是未来最理想的新能源。请回答下列问题： （1）实验测得，1g氢气燃烧生成液态水放出1429 kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为_ （2）利用水分解制备H2，某化学家设计了下列化学反应步骤：_（反应条件750） 2HBr+HgHgBr2+H2HgBr2

5、+CaOHgO+CaBr 2HgO2Hg+O2反应可表示为 。 （3）下图是某国正在研究中的一种流程（硫碘热循环法制氢气），其中用了过量的碘。用硫碘热循环法制氢气总化学反应方程式： 。用硫碘热循环法制取氢最大的优点是（写出2点） 和 。 （4）2007年9月12日新浪科技网报道：美国科学家宣称盐水在无线电作用下可以燃烧，这一发现很可能是21世纪人类最大发现之一，这样可以解决氢能源问题。无线电频率可以降低盐水中所有元素之间的“结合力”，释放出氢原子，一旦点火，氢原子就会在这种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是（ ）A离子键 B共价键 C氢键 D范德华力答案（1）H2（g）+ 1/2O2（g）

6、H2O（l）；H=-2984kJ/mol（2）CaBr2 + H2O 2HBr + CaO （3）H2O 1/2O2+ H2；生成的SO2和I2可以循环使用，其它产物对环境无污染；利用核能提供了所需的大部分能量，需要额外消耗的能量较小 （4）B【解析】（1）根据1g氢气燃烧放出的热量，计算出1mol氢气燃烧放出的热量是1492kJ×2=2984kJ，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为： H2（g）+ 1/2O2（g）H2O（l）；H=-2984kJ/mol （2）根据题意可知反应的整个过程总的化学方程式为H2O = H2+ 1/2O2，观察题给3个化学方程式， 可以得出=- -1/2，

7、则的反应的化学方程式为：CaBr2 + H2O 2HBr + CaO （3）观察图示的转化关系，可知在整个过程中发生的反应主要有以下几个：2H2O + SO2 + I2H2SO4 + 2HI ；H2SO4 H2O + SO2 +1/2O2；2HI I2+H2；三个方程式相加可得H2O 1/2O2+ H2。观察整个过程，可知反应过程中利用核能提供了所需的大部分能量，需要额外消耗的能量较小，因此，生成的SO2和I2可以循环使用，其它产物对环境无污染，耗能低是本方法的最大的优点。 （4）从盐水中释放出氢原子，关键破坏的是O-H键，即破坏的是共价键。【例4】 铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用

8、广泛，请根据下列实验回答问题：（1）生铁中含有一种铁碳化合物X（Fe3C）。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是 ；X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为 。（2）某溶液中有Mg2+、Fe2+、A13+、Cu2+等四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是 ；AMg2+BFe2+CA13+DCu2+（3）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：操作I的名称是 ；操作II的方法为 。Na2CO3溶液可以除油污，原因

9、是（用离子方程式表示） ；请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式 。 （4）有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定（5Fe2+MnO-4+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O） 实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需 。该实验中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是 。A稀硝酸B稀盐酸C稀硫酸D浓硝酸某同学设计的下列滴定方式，最合理的是 。（夹持部分略去）（填字母序号）答案（1）Fe2+、Fe3+、H+；Fe（NO3）3；（2）BC （3）过滤；在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没过沉淀，让蒸馏水自然流下，

10、重复数次。 CO2-3+H2O=HCO-3+OH- Fe2+2HCO-3=FeCO3+CO2+H2O （4）250mL容量瓶 C b【例5】 某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：（1）杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于 上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放在 上冷却，不能直接放在桌面上。所用仪器：a蒸发皿 b石棉网 c泥三角 d表面皿 e坩埚钳 f试管夹（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是 。a灼烧过程中部分氧化铜

11、被还原 b灼烧不充分铜未被完全氧化c氧化铜在加热过程中分解生成铜 d该条件下铜无法被氧气氧化（3）通过途径II实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_、冷却结晶、 、自然干燥。（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径I相比，途径II有明显的两个优点是： 、 。（5）在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验中，若测定结果x值偏高，可能的原因是 。a加热温度过高 b胆矾晶体的颗粒较大c加热后放在空气中冷却 d胆矾晶体部分风化答案 （1）c； e； b。 （2）a； b。 （3）蒸发； 过滤。（4）产生等量胆矾途径II消耗硫酸少；

12、途径II不会产生污染大气的气体。（5）a 【例6】 硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下（1）以N2和H2为原料合成氨气反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）H<0 下列措施可以提高H2的转化率是（填选项序号） a选择适当的催化剂 b增大压强 c及时分离生成的NH3d升高温度 一定温度下，在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应若容器容积恒定，达到平衡状态时，气体的总物质的量是原来的，则N2的转化率a1= ；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N2的转化率为a2，则a2 a1（填“>”、“<”或“=”）（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸NH3被氧

13、气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是 在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g）H>0该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如右图所示若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号） a在t1t2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态b在t2时，采取的措施可以是升高温度c在t3t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态d在t5时，容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2， 已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）

14、 H=-483.6kJ/mol N2（g）+2O2（g）=2NO2（g） H=+67.7kJ/mol 则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是 碱液吸收法：用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2若每9.2gNO2和Na2FCO3溶液反应时转移电子数为0.1mol，则反应的离子方程式是 答案（16分）（1）bc（2分），12.5%， （2）4NH35O2 4NO6H2O，ab （3）4H2（g）2NO2（g）4H2O(g)；=10349 kJ/molNaNO3 2NO2CO32 NO3NO2CO2【例7】 随着工业的迅速发展，产生的废水对水体的污染也日趋严重。通过控制溶液的pH对工业废水中

15、的金属离子进行分离是实际工作中经常使用的方法。下表是常温下金属氢氧化物的Ksp(沉淀溶解平衡常数)和金属离子在某浓度下开始沉淀所需的pH(表中浓度为相应pH时溶液中有关金属离子产生沉淀的最小浓度；当溶液中金属离子浓度小于10-5 mol·L-1时通常认为该离子沉淀完全)。金属离子KsppH(10-1mol·L-l)pH(10-5mol·L-l)Fe3+4.0×10-382.73.7Cr3+6.0×10-314.35.6Cu2+2.2×10-204.76.7Ca2+4.0×10-512.314.3(1)某厂排出的废水中含有Cu

16、2+和Fe3+，测得其浓度均小于0.1 mol·L-l。为除去其中的Fe3+，回收铜，需控制的pH范围是_。(2)为了处理含有Cr2O72-酸性溶液的工业废水，采用如下方法：向废水中加人适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。 Cr2O72-转变为Cr3+的离子方程式为_。 pH对废水中Cr2072-去除率的影响如右图。电解过程中溶液的pH取值在_范围内对降低废水中的铬含量最有利，请说明理由：_。注：去除率()=(c0-c)co×100，式中：co处理前废水中Cr2O72-的浓度， c处

17、理后废水中Cr2O72-的浓度答案（1）3.7pH4.7或3.7pH4.7（2）Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 4.35.6（或56） pH越小，Cr2O72-的去除率越大，但难形成Cr(OH)3沉淀从废水中分离；pH越大，Cr2O72-的去除率越小（3）3.25×103【例8】 FeCl可通过多种途径转化成FeCl。（1）在FeCl溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为 （2）工业上常将无水FeCl在氮气做保护气下加热至300-350，通入干燥H，而制得FeCl。该反应的化学方程式为 （3）工业上另一种制备FeCl的

18、方法是：将无水的FeCl与适量氯苯（CHCl），在130持续加热约3小时，可发生如下反应：2 FeCl+ CHCl2 FeCl+ CHCl+ HCl根据有机反应规律，该反应中氯苯发生的是 （填有机反应类型）。（4）分析上述三个反应，下列有关说法正确的是 （填序号）。反应（1）中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性反应（3）中，HCl为氧化产物上述三个反应中，FeCl均为还原产物（5）请另写一个FeCl转化成FeCl的化学方程式： 答案 （1）2Fe3+ + 2I = 2Fe2+ + I2 高考资源网 （2）2FeCl3 + H2 2FeCl2 + 2HCl （3）取代反应 （4） （5）2Fe

19、Cl3 + Fe = 3FeCl2 或 2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + 2HCl + S【例9】 CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图：已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2CoCl2·6H2O熔点86，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37.57.63.4完全沉淀

20、4.19.79.25.2请回答下列问题：在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为 。加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是 。操作包含3个基本实验操作，它们是 、 和过滤。制得的CoCl2·6H2O需减压烘干的原因是 。为测定产品中CoCl2·6H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100，其原因可能是 。在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O，采用的方法是 。答案减少有毒

21、气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐5.27.6蒸发浓缩、冷却结晶降低烘干温度，防止产品分解样品中含有NaCl杂质；烘干时失去了部分结晶水将产品溶于乙醚过滤后，再蒸馏【例10】 某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下。回答下列问题：（1）硫酸铵在农业生产中的用途是(一种即可) ，写出利用该流程制备(NH4)2SO4的总化学方程式： 。（2）a和b分别是 （填序号）。A足量CO2、适量NH3 B足量NH3、适量CO2C适量CO2、足量NH3 D适量NH3、足量CO2（3）上述流程中，可以循环使用的物质有 （写化学式）。（4）从滤液中获得(NH4)2SO

22、4晶体，必要的操作步骤是 。（5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是 。A提供制备所需的氮元素 B增大CO的浓度促进反应发生 C作反应的催化剂 D生产1 mol (NH4)2SO4，至少消耗2 mol NH3答案（1）化肥 CaSO42NH3CO2+ H2OCaCO3(NH4)2SO4（2）B （3） CO2、NH3 （4） 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 （5）ABD【例11】 医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%103.0%）的主要流程如下：（1）除

23、杂操作是加入Ca(OH)2，调节溶液pH为8.08.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 。（2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：防止Ca2+在蒸发时水解； 。（3）测定样品中Cl-含量的方法是：a.称取0.7500 g样品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000 mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39 mL。上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有 。 计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为 。

24、若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有 ； 。答案（1）取上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe(OH)3沉淀完全（2）中和Ca(OH)2；防止溶液吸收空气中的CO2（3）酸式滴定管 99.9% 样品中存在少量的NaCl； 少量CaCl2·2H2O失水【例12】 海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：（1）从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：过滤，加过量NaOH溶液，加适量盐酸，加过量NaCO3溶液，加过

25、量BaCl2溶液。正确的操作顺序是 。A B C D（2）请写出氯碱工业的核心反应的化学方程式 。（3）步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br-，其目的为 。（4）步骤用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95，有关反应的离子方程式为 ，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 。（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如右装置简图，请你参与分析讨论：整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是 。实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键

26、条件： 。C中液体产生颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是 。答案（1）C（2）2NaCl+2H2O= 2NaOH+H2+Cl2（3）富集溴元素（4）Br2+SO2+2H2O=4H+2Br-+SO2-4 强酸对设备的严重腐蚀（5）Br2腐蚀橡胶 控制温度计b的温度，并收集59时的馏分深红棕色 分液（或蒸馏）【例13】 某厂排放的废液含有大量的K+、Cl-、Br-，少量的Ca2+、Mg2+、SO2-4。某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶体及液澳，他们设计了如下流程：可供试剂a、b、c选择的试剂：饱和Na2CO3溶

27、液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、苯、CCl4、H2O2溶液、KMnO4(H+)溶液。根据以上流程回答相关问题： （1）试剂a、b分别是 、 。（2）操作、的名称是（填字母序号） a过滤、分液、过滤、蒸发结晶 b分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶 c分液、过滤、过滤、蒸发结晶 d分渣、分液、过滤、蒸发结晶（3）除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO-24离子，选出e所代表的试剂，按滴加顺序依次是 （只填化学式）。（4）调节pH的作用是 ；操作方法是 。 （5）操作中用到的瓷质仪器名称是_ 。答案【例14】 高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮

28、凝、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下：试回答下列问题(1)操作搅拌的目的是： 。(2) 操作与操作相同，该操作名称是：_。(3)反应器中，NaOH、NaClO及Fe(NO3)3反应的离子方程式为： _。(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约为_。（计算结果保留一位小数） (5)从环境保护的角度看，制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法，其装置如图乙所示，则阳极的电极反应式为 。答案（1）为了加速反应物之间的接触，加快化学反应速率。（2）过滤(3)2Fe3+ + 3ClO + 1

29、0OH = 2FeO42 + 3Cl + 5H2O (4)3.6mol/L； (5) Fe + 8OH 6e = FeO42 + 4H2O【例15】 某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用，在实验室中用含有铝、铁、铜的合金制取氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。其实验方案如下：(1)所加试剂、分别是_。(2)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是_；从滤渣F制取胆矾的第一步操作最好采用_。(3)上述实验方案中，有一步设计明显不合理，请你予以指出，并说明理由_。答案(1)NaOH溶液和稀硫酸(2)在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷却结晶将滤渣F在空气中灼烧 (3)由滤液A制

30、得氯化铝溶液不合理，所得氯化铝溶液中含有大量NaCl杂质【例16】 随着人类社会的发展，氮氧化物（NOx）已成为大气中的主要气态污染物之一。（1）超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。它们破坏臭氧层的机理为：上述反应的总反应式为，其中是催化剂。（2）汽车尾气中含有NOx 、CO和碳氢化合物等。汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。尾气净化装置中发生的总反应化学方程式为。NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为“光化学烟雾”。有学者对某城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定，实验结果如图所示。由图象可知

31、，二次污染物有等，醛和O3的峰值出现在14：00左右的主要原因是。测定汽车尾气中NOx的方法之一是用3的H2O2溶液吸收尾气中的NOx生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定HNO3。若要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数，所需的数据有（选填序号）。 A所测尾气的总体积 B两种氮氧化物的体积比 CNaOH标准溶液的物质的量浓度 D所消耗NaOH标准溶液的体积 E从滴定开始到指示剂变色所需的时间（3）硝酸工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：现用05 L 2 mol·L1的纯碱溶液恰好吸收一定量硝酸工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44 g（设CO2全部排出）。则NO2和NO的体积比为。【解析】 （2）因NO，转化为HNO3后再用NaOH标准溶液滴定，由N元素守恒知n（NOx）=n（HNO3），所以要测尾气中NOx的体积分数，需要所测尾气的总体积、滴定消耗NaOH标准溶液的体积及其物质的量浓度。（3）结合反应方程式知吸收NOx的物质的量为2 mol（形成的钠盐中NaN），同时产生1 mol CO2，由质量变化可推知2 mol NOx的质量为88 g，故可求出尾气中NO2与NO的体积比为7：1。【答案】（1）2O33O2 NO （2）醛与O3 此时日光照射较强，光化学反应速率较快AC