2020年高考化学《工艺流程题》专项训练2

Key:做完题后认真研究参，找出答题方向，分析自身不足，寻找解决办法。 1、（2019江苏）实验室以工业废渣（主要含CaSO4·2H2O，还含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：

（1）室温下，反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)达到平衡，则溶液中c(SO42-)/c(CO32-)= [Ksp(CaSO4)=4.8×10-5，Ksp(CaCO3)=3×10-9]

（2）将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为 ；浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。 （3）废渣浸取在如下图所示的装置中进行。控制反应温度在60～70℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是 ；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有 。

（4）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案： [已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH=8.5 Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2]。 2、（2018江苏）以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________________。 （2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如下图所示。

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已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃。

硫去除率（1-焙烧后矿粉中硫元素总质量)100%

焙烧前矿粉中硫元素总质量①不添加CaO的矿粉在低于 500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是________ ____________________________________________________。

（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由_______________（填化学式）转化为_______________（填化学式）。

（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=______ _______。

3、（2017天津）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）

（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为____________。B→C的反应条件为_____________，C→Al的制备方法称为______________。

（2）该小组探究反应②发生的条件：D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）___________。 a．温度 b．Cl-的浓度 c．溶液的酸度

（3）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_______________________________________________________。 Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用

（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是______________________________________，分离后含铬元素的粒子是______________________；阴极室生成的物质为_________________（写化学式）。 4、（2017北京）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：

资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质

化合物 沸点/℃ 熔点/℃ 在TiCl4中的溶解性 SiCl4 58 −69 互溶 TiCl4 −25 —— AlCl3 193 微溶 FeCl3 316 304 MgCl2 1412 714 难溶 136 181（升华） （1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知：TiO2(s)+2Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1

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①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_____________________________________。

②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：________________________________________________________________________________。 ③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是__________________________________。

④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____________。 （2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：

物质a是______________，T2应控制在_____________________。

5、 （2017江苏高考）铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:

注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_______________________________。

（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。 （3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是__________________________。 （4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_______________________________________________。

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6、（2017江苏）某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。

已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如: 3NaClO=2NaCl+NaClO3 ②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2OAg(NH3)2++Cl-+2H2O ③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)2+ : 4 Ag(NH3)2++N2H4·H2O＝4Ag↓+ N2↑+4NH4++4NH3↑+H2O

（1）“氧化”阶段需在 80℃条件下进行，适宜的加热方式为__________________。

（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_____________________。HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是___________________________。 （3）为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并_____________________________________。 （4）若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为__________________________________ __________________________________________________________________________________________。 （5）请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案:_______________ _______________________ ____________________________________________________________________________________________ (实验中须使用的试剂有: 2 mol·L-1水合肼溶液，1 mol·L-1H2SO4 )。

7、（2016北京）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：

（1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是____________________________。 （2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：

i：2Fe2++ PbO2+4H++SO42−＝2Fe3++PbSO4+2H2O ii: …… ①写出ii的离子方程式：________________________________________。 ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。 b._______________________________________________________________________________。 （3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。

①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液I经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是_________________(选填序号)。

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A．减少PbO的损失，提高产品的产率 B．重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率 C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率

②过滤Ⅲ的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作___________________________________ ___________________________________________________________________________________________。 8、（2015山东）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:

（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是 。实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的 。 a．烧杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管 （2）

开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Ca2+ 11.9 13.9 Mg2+ 9.1 11.1 Fe3+ 1.9 3.2 加入NH3·H2O调节pH=8可除去 （填离子符号），滤渣Ⅱ中含 （填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是 。 已知：Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7，Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9

9、（2015山东）工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：

已知：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2

（1）中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有________________(填化学式)。

（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_________________________。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_______(填操作名称)最合理。 （3）母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是_______________________________________________。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是______________。 a．转入中和液 b．转入结晶Ⅰ操作 c．转入转化液 d．转入结晶Ⅱ操作 （4）若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨NaNO2时，Na2CO3的理论用量为______吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。

10、（2016江苏）以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：

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（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。

①生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。 ②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 （填序号）。

A.适当减缓通入Cl2速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解

（2）氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为：6Ca(OH)2+6Cl2==Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O，氯化完成后过滤。

①滤渣的主要成分为 （填化学式）。

②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2]∶n[CaCl2] 1∶5（填“>”、“<”或“=”）。 （3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO2，若溶液中KClO3的含量为 100g▪L-1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。

11、（2016江苏）实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：

（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为

MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-50.4 kJ·mol-1

Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4 kJ·mol-1

酸溶需加热的目的是__________________________；所加H2SO4不宜过量太多的原因是________________ ____________________________。

（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为_____________________________。 （3）用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。 ①实验装置图中仪器A的名称为___________。

②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，______________、静置、分液，并重复多次。 （4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：边搅拌边向溶

液中滴加氨水，______________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________，过滤、用水洗涤固体2-3次，在 50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]。

12、（2015天津）废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，

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流程简图如下：

(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+，反应中H2O2的作用是 。写出操作①的名称： 。

(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式： 。操作②用到的主要仪器名称为 ，其目的是（填序号） 。 a．富集铜元素

b．使铜元素与水溶液中的物质分离 c．增加Cu2+在水中的溶解度

(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和 。若操作③使用右图装置，图中存在的错误是 。 (4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是 。操作⑤

由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 。 (5)流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是 。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是 。 13、（201川）为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。

活化硫铁矿还原Fe的主要反应为：FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：

(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。 (2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择 （填字母编号）。 A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液

(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。 (4)FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。 已知25℃，101kPa时：4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH=-18 kJ·mol−1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH=-1480 kJ·mol-1

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。 (5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2= Fe+2Li2S，正极反应式是 。

(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。

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参： 1、（1）1.6×104 （2）HCO3−+NH3·H2O=NH4++CO32−+H2O（或HCO3−+NH3·H2ONH4++CO32−+H2O） 增加溶液中的CO32−的浓度，促进CaSO4的转化 （3）温度过高，(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率 （4）在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入Ca(OH)2，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于5～8.5时，过滤 2、（1）SO2+OH−HSO3− （2）①FeS2 ②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 （3）NaAlO2(或Na[Al(OH)4]) Al(OH)3 （4）1∶16

3、（1） 加热（或煅烧） 电解法 （2）a c （3）2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=−85.6kJ·mol−1

（4）在直流电场作用下，CrO42−通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液 CrO42−和Cr2O72− NaOH和H2 4、（1）①TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=-45.5 kJ·mol−1 ②> 温度越高，CO的物质的量越多(或CO2的物质的量越少)，说明CO2生成CO的反应是吸热反应，所以ΔH>0。 ③饱和食盐水、FeCl2溶液、NaOH溶液。 ④MgCl2、AlCl3、FeCl3 （2）四氯化硅 136℃~ 181℃ 5、(1)Al2O3+2OH-＝2AlO2-+ H2O (2)减小 (3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化

(4)4CO32- +2H2O-4e-＝4HCO3-+O2↑ H2 (5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 6、 (1)水浴加热 (2)4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑ 会释放出氮氧化物(或NO、NO2 )，造成环境污染 (3)将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中 (4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的Cl-，不利于AgCl与氨水反应 (5)向滤液中滴加2mol·L-1水合肼溶液，搅拌使其充分反应,同时用1 mol·L-1H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥。

7、（1）Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O。

（2）①2Fe3++Pb+SO42-=PbSO4+2Fe2+ ②取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去

（3）①A、B ②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加热至 110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体 8、（1）增大反应物的接触面积，增大反应速率 ac （2）Fe3+ Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4过量时Ba2+转化为BaC2O4沉淀，BaCl2·2H2O产品的产量减少。

9、 （1）NaHCO3、NaNO3 （2）防止NaNO3析出 溶碱 （3）提供酸性环境，氧化NaNO2 C （4）1.59 10、 (1)①Cl2+2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2+ CaCl2+ 2H2O ②AB (2)①CaCO3、Ca(OH)2 ②< (3)蒸发浓缩、冷却结晶

11、 (1)加快酸溶速率 避免制备MgCO3时消耗过多的碱 (2)2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O (3)①分液漏斗 ②充分振荡 (4)至512、 (1)作氧化剂 过滤 (2)Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2 分液漏斗 a b (3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多 (4)O2、H2SO4 加热浓缩，冷却结晶，过滤

(5)H2SO4 防止由于溶液中的c(OH-)过高，生成Cu(OH)2沉淀

13、 (1)Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O (2)C (3)Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解产生H+ (4)4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260kJ·mol−1 (5)FeS2+4e-= Fe+2S2-（或FeS2+4Li++4e-= Fe+2Li2S） (6)0.0118ab-0.6c或

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29ab1131c 245017501、T1第2小题“加入适量氨水的目的”要从HCO3−+NH3·H2ONH4++CO32−+H2O平衡移动的角度回答。第3小题“提高CaSO4转化率”，这里的转化率不仅仅是平衡转化率，要从题给装置图找出“加快搅拌速率”这个答案。

2、T2第2小题第二问，要从硫去除率的公式中找出添加CaO后，“焙烧后硫粉中硫元素总质量”变大了，这说明“硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中” 。 3、T5第5小题？ 4、T6第4小题 5、T7第3小题

6、T8第2小题滤渣II中易漏Ca(OH)2 7、T9第2小题

8、T10第2小题滤渣中易漏Ca(OH)2 9、T11第1小题 第 10、T12第5小题易错 11、T13

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