2018高考理综化学大题训练一工艺流程题

1．【2021新课标1卷】〔14分〕

Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿〔主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质〕来制备，工艺流程如下：

答复以下问题：

〔1〕“酸浸〞实验中，铁的浸出率结果如以下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。

〔2〕“酸浸〞后，钛主要以TiOCl24形式存在，写出相应反响

的离子方程式__________________。

xH2O沉淀及双氧水、氨水反响40 min所得实验结〔3〕TiO2·果如下表所示：

温度/℃ TiO2·xH2O转化率% 30 92 35 95 40 97 45 93 50 88 xH2O转化率最高的原因__________________。 分析40 ℃时TiO2·

〔4〕Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。

21〔5〕假设“滤液②〞中c(Mg)0.02molL，参加双氧水和磷酸〔设溶液体积增加1倍〕，使Fe3恰好沉

351淀完全即溶液中c(Fe)1.010molL，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ 〔列式计算〕。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.31022、1.01024。

〔6〕写出“高温煅烧②〞中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。

2【2021•新课标Ⅱ】水泥是重要的建筑材料．水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，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下图：

答复以下问题：

〔1〕在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需参加几滴。参加的目的

是 ，还可使用 代替。

〔2〕沉淀A的主要成分是 ，其不溶于强酸但可及一种弱酸反响，该反响的化学方程式为 。

〔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H2SO4处理后，用KMnO4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

﹣﹣

反响为：MnO4+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O．实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500mol•L1的KMnO4

溶液36.00mL，那么该水泥样品中钙的质量分数为 。 3．【2021新课标3卷】〔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。制备流程如下图：

答复以下问题：

高温〔1〕步骤①的主要反响为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2

上述反响配平后FeO·Cr2O3及NaNO3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滤渣2的主要成分是__________及含硅杂

〔3〕步骤④调滤液2的pH使之变____________〔填“大〞或“小〞〕，_____________〔用离子方程式表〔4〕有关物质的溶解度如下图。向参加适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，K2Cr2O7固体。冷却到___________〔填的K2Cr2O7固体产品最多。 a．80℃

b．60℃

c．40℃

d．10℃

原

因

是

是_______，质。

示〕。 “滤液3〞中过滤得到标号〕得到

步骤⑤的反响类型是___________________。

〔5〕某工厂用m1 kg 铬铁矿粉〔含Cr2O3 40%〕制备K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg，产率为_____________。 4．【2021北京卷】〔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 沸点/℃ 熔点/℃ 在TiCl4中的溶解性 SiCl4 58 −69 互溶 TiCl4 136 −25 —— AlCl3 181〔升华〕 193 微溶 FeCl3 316 304 MgCl2 1412 714 难溶 〔1〕氯化过程：TiO2及Cl2难以直接反响，加碳生成CO和CO2可使反响得以进展。 mol-1 ：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1

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

CO2生成CO反响的ΔH_____0② 氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：〔填“＞〞“＜〞或“=〞〕，判断依据：_______________。

③ 氯化反响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，那么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，那么滤渣中含有_____________。

〔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．【2021江苏卷】(12分)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〞所得滤液中参加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，原理如下图。阳极的电极反响式为_____________________，阴极产生的

物质A的化学式为____________。 〔5〕铝粉在1000℃时可及N2反响制备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

_____________________。

6．【2021江苏卷】(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)。

：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClOH2O ②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·

2NaCl+NaClO3

Ag(NH3) 2++ Cl− +2H2O

H2O(水合肼)在碱性条件下能复原Ag(NH3)2+： ③常温时N2H4·4Ag(NH3) 2++N2H4·H2O

4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O

〔1〕“氧化〞阶段需在80℃条件下进展，适宜的加热方式为__________________。

〔2〕NaClO溶液及Ag反响的产物为AgCl、NaOH和O2，该反响的化学方程式为________________。 HNO3也能氧化Ag，从反响产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是____________________。 〔3〕为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ〞的滤渣进展洗涤，并_______________________。

〔4〕假设省略“过滤Ⅰ〞，直接向冷却后的反响容器中滴加10%氨水，那么需要增加氨水的用量，除因过量NaClOH2O反响外(该条件下NaClO3及NH3·H2O不反响)，还因为_____________________。 及NH3·

〔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．．．L−1水合肼溶液，1 mol·L−1H2SO4)。 剂有：2 mol·

7．【2021新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：

答复以下问题：

〔1〕NaClO2中Cl的化合价为_______。

〔2〕写出“反响〞步骤中生成ClO2的化学方程式_______。

〔3〕“电解〞所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2和Ca2，要参加的试剂分别为________、________。“电解〞中阴极反响的主要产物是______。

〔4〕“尾气吸收〞是吸收“电解〞过程排出的少量ClO2。此吸收反响中，氧化剂及复原剂的物质的量之比为________，该反响中氧化产物是_________。

〔5〕“有效氯含量〞可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。(计算结果保存两位小数)

8．【2021新课标3卷】以硅藻土为载体的五氧化二钒〔V2O5〕是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收

V2O5既防止污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：

物质 质量分数/% V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 60～65 Fe2O3 1～2 Al2O3 ＜1 +

+

2.2～2.9 2.8～3.1 22～28 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

答复以下问题：

〔1〕“酸浸〞时V2O5转化为VO2，反响的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2。“废渣1〞的主要成分是__________________。

〔2〕“氧化〞中欲使3 mol的VO2变为VO2，那么需要氧化剂KClO3至少为______mol。 〔3〕“中和〞作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2〞中含有_______。 〔4〕“离子交换〞和“洗脱〞可简单表示为：4ROH+ V4O124−

R4V4O12+4OH−〔ROH为强碱性阴离子交换

+

+

+

+

树脂〕。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性〔填“酸〞、“碱〞或“中〞〕。 〔5〕“流出液〞中阳离子最多的是________。

〔6〕“沉钒〞得到偏钒酸铵〔NH4VO3〕沉淀，写出“煅烧〞中发生反响的化学方程式____________。 9．【2021北京卷】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反响生成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以下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溶液中参加KSCN溶液，溶液几乎无色，再参加少量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〕，其溶解度曲线如下图。

+

+

+

+

+

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

10．【2021海南卷】KAl(SO4)2·12H2O〔明矾〕是一种复盐，在造

纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐〔主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质〕制备明矾的过程如以下图所示。答复以下问题：

〔1〕为尽量少引入杂质，试剂①应选用___〔填标号〕。

a．HCl溶液 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液 〔2〕易拉罐溶解过程中主要反响的化学方程式为________。

〔3〕沉淀B的化学式为___；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_____。 〔4〕：Kw=1.0×1014，Al(OH)3

-

AlO2+H+H2O K=2.0×1013。Al(OH)3溶于NaOH溶液反响的平衡常数

-+-

等于_________。

11．【2021江苏卷】以电石渣为原料制备KClO3的流程如下：

〔1〕氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进展。氯化时存在Cl2及Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反响，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及CaCl2的物质的量之比1∶5〔填“＞〞、“＜〞或“=〞〕。 〔3〕向滤液中参加稍过量KCl固体可将

-

响方程式为

n∶n

Ca(ClO3)2转化

为KClO3，假设溶液中KClO3的含量为100g▪L1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。 12．【2021江苏卷】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〕酸溶过程中主要反响的热化学方程式为

MgCO3(s)+2H(aq)===Mg2(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=－50.4 kJ·mol1 Mg2SiO4(s)+4H(aq)===2 Mg2(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=－225.4 kJ·mol1

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

–

+

+

+

+

–

〔2〕参加H2O2氧化时发生发应的离子方程式为___________。 〔3〕用以下图所示的实验装置进展萃取分液，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中参加一定量的有机萃取剂，______、静置、分液，并重复屡次。

〔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℃下枯燥，得到MgCO3·3H2O。

+

+