1、全国高考化学工业流程专题高考化学工业流程专题（2016.5）一、试题赏析1.（2015新课标II节选）二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，答下列问題：（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：溶液X中大量存在的阴离子有Cl OH。（注：容易漏掉OH。注意生成物中有氨气，可以知道溶液中有OH）（3）用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸：在玻璃液封装置中加入水.使液面没过玻璃液封管的管口；将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；将玻璃液封装置中的水
2、倒入锥形瓶中；用0.1000 molL-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2+2S2O32-2I+S4O62-)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：玻璃液封装置的作用是玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO2气体（避免碘的逸出）。2.（2014全国卷II节选）某小组以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为测定其组成，进行如下实验。氨的测定：精确称取wgX，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1molL-1的盐酸标准溶
3、液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色）。回答下列问题：（1）装置中安全管的作用原理是当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定。（6）经测定，样品X中钴、氨、氯的物质的量之比为1:6:3，制备X的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2Co(NH3)6Cl3+2H2O；X的制备过程中温度不能过高的原因是温度过高过氧化氢分解、氨气逸出。3. 草
4、酸镍晶体(NiC2O42H2O)可用于制镍催化剂，硫酸镍晶体(NiSO47H2O)主要用于电镀工业。某小组用废镍催化剂（成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下：已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)：Ksp(CaF2)= 1.461010 Ksp(CaC2O4)= 2.34109（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图“酸浸”的适宜温度与时间分别为C(填字母)。（注意既要浸出率高，又要经济）A30、30min B90、150minC70、120
5、min D90、120min（3）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是静置，在上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若不再产生沉淀，则“沉镍”工序已经完成。（4）将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用乙醇洗涤、110下烘干，得草酸晶体。用乙醇洗涤的目的是洗去杂质、便于烘干；（注意“便于烘干”的优点）烘干温度不超过110的原因是防止草酸镍晶体失去结晶水。（记得要考虑结晶水）4.（2014南通模拟节选）硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生产ZnSO47H2O的一种流程如下：（1）步骤包括
6、酸浸和过滤两个操作。酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是不引入新杂质、升高温度、使反应物充分混合，以加快反应速率。（4）取28.70 g ZnSO47H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。步骤中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是降低烘干的温度，防止ZnSO47H2O分解。（注意考虑结晶水）5.以电石渣主要成分是Ca(OH)2，含SiO2、Al2O3以及其它少量杂质为原料生产氯酸钾联产碳酸钙的流程如下：回答下列问题：（1）该流程中加入活性炭的作用是吸附氯气，防止在后续实验中氯气溢出污染环境。（注意活性炭的吸附作用）（2）副产品A是氯化铵 。（考虑侯氏制碱法）6.我国某地利用生产磷
7、铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功已知磷灰石的主要成分是Ca3（PO4）2，具体生产磷铵流程如下：（1）制硫酸工艺中净化SO2窑气的目的是防止催化剂中毒。（此空需记住）7.环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。（1）往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液（2）取步骤（1）中的粗产品加入无水MgSO4固体，搅拌后过滤（3）取步骤（1）中的粗产品经蒸馏、除去乙醚后，收集151156馏分（4）蒸馏不能分离环己酮和水的原因是环己酮和水形成具有固定
8、组成的混合物（或环己酮和水形成共沸物）（注意考虑共沸物）8.从某废触媒主要成分为活性炭、ZnO、FeO、(CH3COO)2Zn中制取醋酸锌晶体的实验步骤如下：（1）若先将废触媒在马弗炉中通氧气500处理一段时间，浸出率会大大提高，其原因是破坏活性炭的结构，将吸附在活性炭孔内的醋酸锌全部释放出来。（注意考虑活性炭的使用以及对其破坏的角度）9.（2015扬州模拟节选）碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾碘酸钾在常温下稳定，加热至560开始分解工业生产碘酸钾的
9、流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：I2+KClO3+H2OKH（IO3）2+KCl+Cl2（未配平）回答下列问题：（2）步骤中，用稀硝酸酸化的作用是促进氯气从反应混合物中逸出二、改编试题精选1.某科研小组以难溶性钾长石（K2OAl2O36SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：下列说法错误的是（ ）A.煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2B.NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2+ 2H2OAl(OH)3+ OH，因此“浸取”时应保持溶液呈碱性C.以Al2O3为原料，以石墨为电极，通过电解
10、法可制得金属铝。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是阳极D.上述工艺中所有可以循环利用的物质是碳酸钠和水2.利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl的一种工艺如下：下列说法错误的是（）A.气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝B.“水解”采用90 而不在室温下进行的原因是加快AlN的水解和使氨气溢出C.“废渣”成分为Al(OH)3和Fe(OH)3D.采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是防止Al(OH)2Cl水解3. 工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，Fe2O3等)提取Al2O3做冶炼铝的原料，由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气，这些杂
11、质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下图所示(已知：NaCl熔点为801)下列说法错误的是（ ）A.将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮而除去，气泡的成分为Cl2和HClB.精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质C.固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在NaClD.镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl4形式存在，则阳极的电极反应式为Al3e4Cl=AlCl44.（2013无锡模拟改编）K2SO4是无氯优质钾肥，Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工
12、业的尾气联合制备K2SO4和Mn3O4的工艺流程如下（几种盐的溶解度和煅烧MnSO4H2O时温度与剩余固体质量变化曲线如图）：下列说法正确的是（ ）A.反应II过滤后所得的滤液中含有大量的(NH4)2SO3，可能会有NH3H2OB.煅烧过程中当温度超过1000时，冷却后，测得产物的总锰质量分数减小，其原因可能是部分Mn3O4被氧化C.反应III中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品D.煅烧MnSO4H2O时温度与剩余固体质量变化曲线B段所表示物质的化学式为MnO2MnO5.氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶
13、于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：【已知：金属离子浓度为1 molL1时，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图下列说法错误的是（ ）A.酸浸时发生反应的离子方程式是Cu(OH)22H+=Cu2+2H2O ；析出CuCl晶体时的最佳pH在3左右B.析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70干燥2 h、冷却密封包装。其目的是加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl
14、被空气氧化C.产品滤出时所得滤液的主要分成是Na2SO4和FeSO4，若想从滤液中获取FeSO47H2O晶体，还需要知道的是不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度D.为提高CuCl的产率，常在最后一步操作中加入稀碱溶液，但不能加过量。这样做的主要目的是减少CuCl在酸溶液中溶解的量6. 亚硝酸钠大量用于染料和有机合成工业。用木屑制备亚硝酸钠的流程如下：（实验室模拟氧化和吸收过程的装置如图所示）已知氧化过程中，控制反应液的温度在5560条件下发生的主要反应为：C6H12O612HNO33H2C2O49NO23NO9H2O下列说法错误的是（ ）A.工业上在吸收过程中需控制NO和NO2的物质的量比接近1
15、1。若n(NO)n(NO2)11会使产品中混有NaNO3B.酸溶过程中，浓硫酸的作用是使木屑炭化。吸收完成后，将吸收液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到亚硝酸钠C.A装置须控制反应液的温度不高于60，其主要原因是防止草酸分解产生一氧化碳，二氧化碳气体D.NaNO2能把酸性条件下的Fe2+氧化，同时产生NO，则每产生1 mol NO时，有1 mol Fe2+转化为Fe3+7.用霞石岩（化学式为KNa3AlSiO44，主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下；已知：NaHCO3溶液的pH约为89，Na2CO3溶液的pH约为1112。溶解过滤工序产生的滤
16、液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度如图。下列说法错误的是（ ）A.固体M的化学式是Al2O3，X物质是CO2B.滤液W中主要含有的离子有Na+、K+、HCO3；产品碳酸钾中可能有碳酸钠C.碳酸化调整pH=8的目的是使碳酸根转化为碳酸氢根，利于KHCO3析出D.操作I是蒸发，操作II是冷却过滤8.现有两条工业流程。流程一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的流程。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：流程二是工业生产纯碱的工艺流程示意图，如图所示，粗盐水中含有镁离子，不考虑其他离子。下列说法错误的是（ ）A. 反应是
17、将Cu转化为Cu(NH3)42+，反应中H2O2 的作用是把Cu氧化到Cu2+；操作用到的主要仪器是分液漏斗，其主要目的是富集铜元素、使铜元素与水溶液中的物质分离B. 回收铜流程中有三次实现了试剂的循环使用，分别是NH3和NH4Cl溶液、RH、H2SO4；循环使用的NH4Cl在反应中的主要作用是防止由于溶液中的c(OH)过高，而生成Cu(OH)2沉淀C. 检验B溶液中的铵根离子时，可以取适量B溶液，向内加入浓的NaOH溶液，微热，观察是否产生能使红色石蕊试纸变蓝的气体；实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样，溶解，沉淀，过滤，蒸发浓缩，冷却结晶，洗涤，烘干D. 制备纯碱流程的沉淀步骤中，试剂添加
18、的顺序应为：CaO，Na2CO3；向B溶液中加入熟石灰，然后加热，蒸出的氨气可以再次用于氨化步骤9.现有两条化学工业流程。流程一利用工业大理石（含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质）制取CaCl26H2O，流程如下：流程二是海水综合利用的工业流程图已知：MgCl26H2O受热生成Mg(OH) Cl和HC1气体等。下列说法正确的是（ ）A固体中含有SiO2，固体中含有Fe(OH)3；使用石灰水时要过量，为了促使Fe3+与Al3+互相分离，防止影响产品纯度B.在过程、反应中每氧化0.2 mol Br需消耗2.24LCl2；过程的提纯是物理过程，过程通过氧化还原反应可产生2种单质C.镁和钙
19、均在第二主族，其化合物性质相似，利用流程一制备的CaCl26H2O来制备无水氯化钙的操作可以类比流程二（海水综合利用）中的第步D. 过程反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题；若改变实验方案，在溶液中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液经必要步骤还是无法得到纯净CaCl26H2O10. 某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH4.73.29.710.411.2部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液
20、的pH由见上表Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂。已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示。可采用复分解反应制备： MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl；现将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。下列说法正确的是（ ）A.“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有适当提高反应温度、增加浸出时间、用浓KOH替换硫酸B.滤渣I的主要成分有Fe(OH)3，Al(OH)3；从滤液中可回收利用的主要物质有Na2SO4，NaOHC.可制备Mg(ClO3)2的原因是在某一温度时，MgCl2最先达到饱和析出；Mg(ClO3)2的溶解度
21、随温度变化的最大D.进行制备实验时，在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl析出的原因可能降低过程中，NaCl溶解度会降低，会少量析出，可以通过重结晶的方法除去该杂质11.我国是氧化铝生产大国，工业上每生产1 t氧化铝将排出12 t赤泥，赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。赤泥中主要成分及含量：CaO约占46%、SiO2约占22%、Al2O3约占7%、Fe2O3约占11%、TiO2约占5%及少量其他物质。为综合利用赤泥中的各种成分，某科研小组设计了如下工艺流程：已知：TiO2不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO4（硫酸氧钛，易水解）下列说法正确的是（ ）A. 原料A最好
22、为CaO，这样既不会引入新杂质，也可以让金属离子更大程度地沉淀B. 流程中发生水解反应的化学方程式为（彻底水解）：TiOSO4H2O = TiO2H2SO4C. 原料A为氨水时，溶液X中至少有三种溶质，且向滤液B中投入Al，一定会有气体产生D. 原料A为氨水时，处的NaOH溶液可以换成Ca(OH)2溶液12.（双选）某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下下列说法错误的是（ ）A.从滤液中获得(NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤B.上述流程中，可以循环使用的物质有CO2、NH3C.NH3的作用是作反应的催化剂，增大CO32-的
23、浓度促进反应发生D.氯化铵与熟石灰加热反应时会因形成氨气与氯化钙的络合物而无法制得氨气13.工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO3)2，其生产流程如下：已知：Ca(IO3)2微溶于水,溶于酸；Ksp(CuI)=1.110-12, Ksp(Cu2S)=2.510-48；氧化性: HNO3IO3H2O2下列说法正确的是（）A.还原阶段的主要离子反应为：4S2O32+I2+2Cu2+S2=2S4O62+Cu2S+2IB.在氧化过程中先加入H2O2再加入浓硝酸的目的是使NO3全部被还原为NOx，增大NO3的利用率C.加入的石灰乳在溶液中主要提供Ca2+，可以用
24、饱和的氯化钙溶液替换D.向滤渣中加入足量浓硝酸和硫酸，再加入足量的铜粉，充分反应后过滤，可以从滤液中制备胆矾14.芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理：反应试剂、产物的物理常数：名称相对分子质量性状熔点沸点密度溶解度水乙醇乙醚甲苯92无色液体易燃易挥发-95110.60.8669不溶任意比互溶任意比互溶苯甲酸122白色片状或针状晶体122.42481.2659微溶易溶易溶主要流程如下：取5.4 ml甲苯、100 ml水、几粒沸石加入250 ml三颈烧瓶中，装上冷凝管，
25、加热至沸腾后分批加入16 g KMnO4，回流反应4 h。接着按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。下列说法正确的是（ ）A.操作I为分液，操作为蒸馏；过滤后直接分液，分液操作结束后，向水相中加入浓盐酸酸化B.抽滤可以加快过滤速度，得到较干燥的沉淀；抽滤结束后，为防止倒吸，应先关闭水龙头，再断开真空系统与过滤系统的连接C.除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH溶液，分液，水层再加入浓盐酸酸化，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸D.测定白色固体B的熔点时，发现达到130时仍有少量不熔，则白色固体B的成分是苯甲酸和苯甲酸钠15.现有两条有关铁的化合物的合成流程：. CoxFe3xO4磁粉是一种比较
26、好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3xO4的主要步骤如下： .利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物，含少量SiO2，FeS）制备绿矾（FeSO4）和聚铁 Fe2(OH)n(SO4)3n/2的工艺流程如图所示：对于流程，回答下列问题：（1）步骤是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40下搅拌生成FeOOH。生成FeOOH的化学方程式为_。（2）步骤将FeOOH在200300下加热脱水，生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的_(填字母)。 a蒸发皿b烧杯c坩埚d泥三角e酒精灯（3）步骤通入H2，加热至300400，生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2
27、，其作用为_。（4）步骤加入CoSO4溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品是否洗涤干净的实验操作和现象是_；后发现滤液浑浊，请写出原因（一点即可）_。（5）某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO47H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算）金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Fe2+5.88.8Co2+6.99.4请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)：用N甲基吡咯烷酮在120下浸洗正极废料，使LiCoO2与铝
28、箔分离，得到LiCoO2粗品并回收铝。_。向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为5，过滤。_。将Co(OH) 2沉淀溶于稀硫酸中，蒸发浓缩、_（填实验步骤），得到CoSO47H2O晶体。若欲再提纯，可以通过_（填实验步骤）。对于流程，回答下列问题：（6）溶液X到Y过程中需添加的试剂为_；若溶液Z的pH偏小，则聚铁中铁的质量分数_（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）（7）过程要保持7080的原因是_。16.从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下，请回答下列问题：（1）步骤中废渣的主要成分是 ，中X试剂为 。（2）实验室中进行萃取分液操作时，注入萃取剂，充分振荡，振荡过程中需_，并写出其理由：_；然后将分液漏斗于铁圈上静置，当液体分层后，接下来的操作是 。（3）、的变化过程可简化为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）R2(SO4)n(水层)+2nHA（有机层）2RAn（有机层）+ nH2SO4(水层)为提高中萃取百分率，应采取的措施是。（4）请完成中的反应离子方程式：ClO3+ VO2+H+=VO3+ + （5）25时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1
