2017年高考化学《工艺流程》试题汇编1.以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示:硼镁泥的主要成分如下表:MgO SiO2FeO、Fe2O3CaO Al2O3B2O330%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2%回答下列问题:(1)“酸解”时应该加入的酸是_______,“滤渣1”中主要含有_________(写化学式)。
(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、_______。
(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是____________。
(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是___________。
2.(13分)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SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/℃58136181(升华)3161412熔点/℃−69−25193304714在TiCl4中的溶解互溶——微溶难溶性(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)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1①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_________。
3.(15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤①的主要反应为:FeO·Cr 2O 3+Na 2CO 3+NaNO 3−−−→高温 Na 2CrO 4+ Fe 2O 3+CO 2+ NaNO 2上述反应配平后FeO·Cr 2O 3与NaNO 3的系数比为__________。
该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是____________,滤渣2的主要成分是_______________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的pH 使之变____________________(填“大”或“小”),原因是_________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl ,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K 2Cr 2O 7固体。
冷却到___________________(填标号)得到的K 2Cr 2O 7固体产品最多。
a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃步骤⑤的反应类型是___________________。
(5)某工厂用m 1 kg 铬铁矿粉(含Cr 2O 3 40%)制备K 2Cr 2O 7,最终得到产品 m 2 kg ,产率为_____________。
4.(14分)水泥是重要的建筑材料。
水泥熟料的主要成分为CaO 、SiO 2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。
实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。
加入硝酸的目的是__________,还可使用___________代替硝酸。
(2)沉淀A 的主要成分是_________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为____________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是___________。
沉淀B 的主要成分为_____________、____________(填化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀H 2SO 4处理后,用KMnO 4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为:4MnO -+H ++H 2C 2O 4→Mn 2++CO 2+H 2O 。
实验中称取0.400 g 水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L -1的KMnO 4溶液36.00 mL ,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
5.(14分)Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO 3,还含有少量MgO 、SiO 2等杂质)来制备,工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的净出率为70%时,所采用的实验条件为___________________。
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl 42-形式存在,写出相应反应的离子方程式__________________。
(3)TiO 2·xH 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示:分析40 ℃时TiO 2·xH 2O 转化率最高的原因__________________。
(4)Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为__________________。
(5)若“滤液②”中c(Mg 2+)=0.02 mol/L ,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe 3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe 3+)=1×10-5 mol/L ,此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成?___________(列式计算)。
FePO 4、Mg 3(PO 4)2的K sp 分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式 。
6.(14分)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO 2和少量Na 2CrO 4,。
考虑到胶体的吸附作用使Na 2CrO 4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Cl 2生成,当反应停止后,固体有剩余,此时滴加硫酸,又产生Cl 2。
由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)___________。
温度/℃30 35 40 45 50 TiO 2·xH 2O转化率% 92 95 97 93 88a.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CrO 能从浆液中分离出来的原因是__________,分离后含铬元素的粒子(4)用惰性电极电解时,24是_________;阴极室生成的物质为___________(写化学式)。
7.(6分)为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:请回答:(1)X的化学式是________。
(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是___________。
(3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质,写出该反应的化学方程式__________。
8.(15分)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: 3NaClO2NaCl+NaClO3②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3) 2++ Cl- +2H2O③常温时 N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3) 2+ :NH+ 4NH3↑+H2O4 Ag(NH3) 2++N2H4·H2O4Ag↓+ N2↑+ 4+4(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 )。
9.(12 分)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。
(1)碱式氯化铜有多种制备方法①方法1: 45 ~ 50℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2 (OH)2 Cl2·3H2O, 该反应的化学方程式为_________________________。
②方法2: 先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。
Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。