高考工艺流程题

1、工艺流程题专题练习一1.（2011·山东高考·30）实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水无水CaCl2和Br2，流程如下：(1)操作使用的试剂是 ，所用主要仪器的名称是 。(2)加入溶液W的目的是 。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2+。由表中数据可知，理论上可选择pH最大范围是 。酸化溶液Z时，使用的试剂为 。(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是 。(4)常温下，H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10-2, Ka2=6.3×10-3，H2CO3的电离常数Ka1

2、=4.5×10-7, Ka2=4.7×10-11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于 。设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3（简要说明实验步骤、现象和结论）。 。仪器自选。供选的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。2. （2011·天津高考·10）工业废水中常含有一定量的Cr2O72和C

3、rO42，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。方法1：还原沉淀法该法的工艺流程为：CrO42Cr2O72Cr3+Cr(OH)3其中第步存在平衡：2CrO42(黄色)+2HCr2O72(橙色)+H2O若平衡体系的pH=2，该溶液显 色。能说明第步反应达平衡状态的是 。a. Cr2O72和CrO42的浓度相同 b.2v(Cr2O72)=v(CrO42) c.溶液的颜色不变第步中，还原1molCr2O72离子，需要 mol的FeSO47H2O。第步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH(aq)常温下，Cr(

4、OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH)=10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至 。方法2：电解法该法用Fe做电极电解含Cr2O72的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。用Fe做电极的原因为 。在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释） ，溶液中同时生成的沉淀还有 。工艺流程题专题练习二3.（2012.山东高考28）（12分）工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：(1) 气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。 a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水

5、（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2+的方法是_（注明试剂、现象）。（3）由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_。（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是_。a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au等金属（5）利用2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。4（2013.山东高考30）.T

6、iO2既是制备含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。（1）实验室利用反应TiO2（s）+ CCl4（g） TiCl4（g）+ CO2（g），在无水无氧条件下制备TiCl4，实验装置示意图如下： 有关物质的性质如下表：物质熔点/沸点/其它CCl4-2376与CCl4互溶TiCl4-25136遇潮湿空气产生白雾仪器A的名称是 。装置E中的试剂是 。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、 、加装药品，通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：停止铜N2熄灭酒精灯冷却至室温。正确的顺序为 （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是 。（2）工业上由钛铁矿（FeTiO3）（含

7、Fe2O3、SiO2等杂质）制备TiO2的有关反应包括：简要工艺流程如下：试剂A为 。钛液I需冷却至70左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，原因是 。取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸震荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄的杂质是 （填化学式）。工艺流程题专题练习三5.（2012.天津高考）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70Cu、25Al、4Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设

8、计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题： 第步Cu与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣1的主要成分为_。 第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的优点是_；调溶液pH的目的是使_生成沉淀。 用第步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_。 由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，_方案不可行，原因是_：从原子利用率角度考虑，_方案更合理。 探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O （Mr250）含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol LL1

9、EDTA（H2Y2）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2 CuY2 + 2H+ 写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式 _ ；下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_。a未干燥锥形瓶 b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 c未除净可与EDTA反应的干扰离子6（2013.广东高考32）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下的：（1）点解精练银时，阴极反应式为_；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为_。（2）固体混合物B的组成为_；

10、在省城固体B的过程中，余姚控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_。（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：。（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2，至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液 L。（5）CuSO2溶液也可用于制备胆矾，其基本操作时 、过滤、洗涤和干燥。工艺流程题专题练习四7.（2013.全国27）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+x

11、e=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。 (1)LiCoO2中，Co元素的化合价为_。 (2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。 (3)“酸浸”一般在80下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式： _ ；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_。 (5)充放电过程中，发生LiCoO2与LixCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式_。 (6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式)。8.（20

12、13.福建高考24）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-，其原因是_【已知：Ksp(BaSO4)= 1.1 ×10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 ×10-9】该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO

13、2。工艺中可以利用的单质有_（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为_。（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式： （D） +24NaClO3+12H2SO4=ClO2+CO2+18H2O+_（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_倍工艺流程题专题练习五9.（2011.福建高考24）四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4

14、等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：（1）往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。2Fe3Fe = 3Fe22TiO2(无色) Fe4H = 2Ti3(紫色) Fe22H2OTi3(紫色) Fe3H2O = TiO2(无色) Fe22H加入铁屑的作用是_。（2）在工艺中需要控制条件以形成TiO2·n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_范围。（3）若把中制得的固体TiO2·n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25时，KspFe(OH)32.79×10-39,该温度下反应Fe (OH)33HF

15、e3 H2O的平衡常数K=_。（4）已知：TiO2 (s) 2 Cl2 (g)= TiCl4(l) O2(g)    H=+140KJ·mol-12C(s) O2(g)= 2CO(g)                  H=221KJ·mol-1写出中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_。TiCl4SiCl4熔点/25.068.8沸点/136.457.6

16、（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_（只要求写出一项）。（6）依据右表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ，可采用_方法。10.（2011.江苏高考）以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如下：回答下列问题：（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为SO2O2SO3，该反应的平衡常数表达式为K ；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为 。（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是 、 。（3）通氯气氧化后时，发生的主要反应的离子方程式为 ；该过程产

17、生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为 （写化学）。工艺流程题专题练习六11.（2013.浙江高考28）利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：Fe3O4胶体粒子废旧镀锌铁皮NaOH (aq)溶液A稀H2SO4溶液B(Fe2+、Fe2+)调节pH ZnO不溶物Zn(OH)2沉淀调节pH=12适量H2O2NaOH (aq)已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题：（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有_ _。A去除油污B溶解镀锌层C去除铁锈D钝化（2）调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤

18、是_。（3）由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通N2，其原因是_。（4）Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？_(填“能”或“不能”)，理由是_。（5）用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测得产物Fe3O4中二价铁含量。若需配制浓度为0.01000 mol/L的K2Cr2O7的标准溶液250 mL，应准确称取_g K2Cr2O7 (保留4位有效数字，已知MK2Cr2O7=294.0 g/mol)。配制该标准溶液时，下列仪器不必要用到的有_(用编号表示)。电子天平 烧杯 量筒 玻璃棒 容量瓶 胶头滴管 移液管（6）滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴

19、部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。12. （2010山东高考）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法： 洗的目的是出去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时候常有气泡冒出，原因是 （用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的 。a. b.CO2 c. NaOH d.HNO3 以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为 。取少量废电解液，加入NaHCO3 ,溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是 （2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石

20、墨做阳极的原因是 。（3）利用右装置，可以模拟铁的电化学防护。若为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于 处。若为锌，开光K置于M处，该电化学防护法称为 。答案及解析1.【解析】(1)通入氯气后Cl2 + 2Br- = 2Cl- +Br2，故操作是萃取，用的仪器是分液漏斗；又因下层得到的是溴，故使用的萃取剂是四氯化碳。(2)因为加入CaO的目的是除去Mg2+，故加入W的目的是除去SO42-；为了不使Ca2+沉淀，pH的理论值为11.0pH12.2；酸化时，为不引人新的杂质离子，应选用盐酸。(3)装置的选择，应从发生装置，除杂装置和收集装置三个方面分析。a中收集方法不对； c中的长颈漏斗应插在液面

21、以下；b、d是合理的。(4)要通过测pH判断两种酸的酸性强弱，两种酸的浓度必须是相等的，而SO2的溶解度远大于CO2的，两饱和溶液的浓度不相等，故该实验的设计是错误的。验证酸性强弱，最常用的原理是强酸置换弱酸，故实验步骤：将SO2通入NaHCO3溶液中，生成的气体再通过酸性高锰酸钾除去过量的SO2，再用品红溶液检验SO2是否除尽，最后通入饱和石灰水中。实验现象：品红不褪色，饱和石灰水变浑浊。实验结论：H2SO3的酸性比H2CO3强。【答案】(1) 四氯化碳 分液漏斗(2)除去溶液中的SO42- 11.0pH12.2 盐酸(3)b、d(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等；三种参考方案如

22、下：方案一：配制相同物质的量浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两种溶液的pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3的酸性比H2CO3强。方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3的酸性比H2CO3强。方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色，证明H2SO3的酸性比H2CO3强。2.解析：橙 c 6 5 阳极反应为Fe-2e-Fe2，提供还原剂Fe2 2H+2e-H2 Fe(OH)3解析：c(H)增大，平衡2C

23、rO42(黄色)+2HCr2O72(橙色)+H2O右移，溶液呈橙色；平衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变；根据电子得失守恒可知，还原1molCr2O72离子，需要6 mol的FeSO47H2O；当c(Cr3+)=10-5mol/L时，溶液的c(OH)=mol/L，pH=5，即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5。在电解法除铬中，铁作阳极，以提供还原剂Fe2；在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产生的H放电生成H2的同时，大量产生了OH，所以溶液中的Fe3也将转化为Fe(OH)3沉淀。3.山东2012.284.【答案】（1）干燥管 浓硫酸 检验装置的气密性 蒸

24、馏（2）铁粉 温度过高会使TiOSO4 水解生成H3TiO3沉淀与FeSO4·7H2O晶体被过滤除去。Fe2 Fe2O3 5.第加稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+。所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+。Cu和酸反应的离子方程式为或（1） 第步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+，该氧化剂的优点是不引入杂质，产物对环境物污染。调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀。所以滤液2的成分是Cu2+，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝。（2） 第步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是再坩埚中加热脱

25、水（3） 制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中，甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法不可行。乙和丙方法均可行。乙方案先在滤渣中加H2SO4，生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。丙方案先在滤渣中加NaOH,和Al(OH)3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3, 蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。但从原子利用角度考虑方案乙更合理，因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系，造成原子

26、浪费。（5）考查中和滴定的简单计算和误差的分析。，造成偏高的选c.6.解析：（1）仿照精炼铜的原理可以确定粗银做阳极：Ag-e-= Ag+，纯银做阴极： Ag+e-= Ag。 滤渣A中的金属与稀硝酸反应生成无色的NO，NO与空气中的氧气反应生成红棕色的NO2：2NO+O2=2NO2。（2）结合信息和流程图分析可知：硫酸铜、硫酸铝固体与稀氢氧化钠反应生成氢氧化铜和氢氧化铝，煮沸时氢氧化铜分解为CuO，氢氧化铝不分解，所以B应该为CuO和Al(OH)3，若NaOH过量，两性氢氧化物Al(OH)3就会溶解：Al(OH)3+OH-= AlO-+2H2O。（3）依据题给反应物和生成物可以判断：CuO转化

27、为CuAlO2，铜元素化合价由+2下降为+1，CuO做氧化剂，所以生成的物质还应有氧气（化合价-20），根据氧化还原反应反应得失电子守恒可配平反应：（4）银铜合金中的铜的物质的量n（Cu）=，根据元素守恒可得生成的CuAlO2也是50.0mol，依据方CuAlO2中的Cu和Al个数关系及Al原子个数守恒可得,nAl2(SO4)3= 25.0 mol，则需要硫酸铝溶液的体积是25.0L。（5）用溶液制备带结晶水的晶体的一般操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。答案：（1）Ag+e-= Ag，2NO+O2=2NO2（2）CuO和Al(OH)3，Al(OH)3+OH-= AlO-+2H2O

28、（3）（4）25.0L （5）蒸发浓缩、冷却结晶7.8.【答案】（1）BaCl2 BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大，当溶液中存在大量CO32 时，BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其它合理答案) H2、Cl2 2NaClO3 + 4HCl 2ClO2 + Cl2 + 2NaCl + 2H2O（2）1 C6H12O6 + 24 NaClO3 + 12H2SO4 24 ClO2 + 6 CO2 + 18H2O + 12 Na2SO4 （3）2.5本题以ClO2为载体，考查除杂，电解原理，配平以及氧化还原反应等知识。（1）除去食盐水中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子，分别用N

29、a2CO3、NaOH、BaCl2，为防止引入新的杂质，故应最先加入BaCl2，在加入Na2CO3，在除去Ca2+的同时除去Ba2+。从BaSO4、BaCO3的结构相似，从Ksp大小看，BaCO3比BaSO4更难溶，故加入Na2CO3除去Ca2+时，CO32-浓度大，会使BaSO4转化为BaCO3：BaSO4CO32-BaCO3SO42-，故溶液中仍然会含有一定量的SO42-。通常情况下，电解饱和食盐水的离子方程式为：2Cl-2H2OCl2H22OH-，故在电解过程中可以利用的气体单质是H2、Cl2。NaClO3、ClO2、Cl2、HCl中氯的化合价分别为5、4、0、1价，从图示可知，二氧化氯发

30、生器除生成ClO2外，还有Cl2生成。故该反应过程为：NaClO3ClO2为还原反应，氯的化合价降低1价，HClCl2，发生氧化反应。根据化合价升降相等可配平反应方程式。（2）根据元素守恒可知，方程式右侧空缺的物质应为Na2SO4。24NaClO324ClO2，化合价降低24价。纤维素水解的最终产物是葡萄糖，具有强还原性。葡萄糖的分子式为C6H12O6，则碳的化合价可认为是0价，转化为CO2，其中碳的化合价为4价，根据化合价升降相等可配平反应方程式。（3）Cl22Cl-，得2e-；ClO2Cl-得电子5e-。处理含相同量的CN-时转移电子数相等。故所需Cl2的物质的量是ClO2的倍数为2.5。9.【解析】（1）根据题意给出方程式分析铁屑的作用就是作为还原剂的，即：将Fe3还原为Fe2，另外浸出液显紫色，说明含有Ti3，防止Ti3被Fe3氧化成TiO2。参考答案中“生成Ti3保护Fe2不被氧化。”有点让人费解，能不能说成“防止Ti3被Fe3氧化成TiO2”或者