1、高考化学工艺流程图题型分类化学工艺流程1 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：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TiOCl42形式存在，写出相应反应的离子方程式_。（3）TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：温度/3035404550TiO2xH2O转化率%9295979388分析40时TiO2xH2O转化率最高的原因_。（4）Li2
2、Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为_。（5）若“滤液”中c(Mg2+)=0.02 mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=110-5 mol/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1.310-22、1.010-24。（6）写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。【答案】（1）100、2h，90，5h（2）FeTiO3+ 4H+4Cl = Fe2+ TiOCl42 + 2H2O（3）低于40，TiO2xH2O转化反应速率随温度升高而增
3、加；超过40，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2xH2O转化反应速率下降（4）4 （5）Fe3+恰好沉淀完全时，c(PO43)=molL1=1.310-17 molL1，c3(Mg2+)c2(PO43-)(0.01)3(1.310-17)2=1.710-40Ksp Mg3(PO4)2，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。（6）2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ H2O+ 3CO22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图所示：回答下列问题：（1）在分解水泥样品过程中，以盐
4、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，滴定反应为：+H+H2C2O4Mn2+CO2+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 molL-1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为_。【答案】（1）将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ ； 双氧水(
5、H2O2) （2） SiO2 (或H2SiO3)；SiO2+4HFSiF4+2H2O（3）防止胶体生成，易沉淀分离；Fe(OH)3 、 (OH)3 （4）45.0%3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FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步骤的主要反应为：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与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是_，滤渣2的主要成分是_及含硅杂质。（3）步骤调滤液2的
6、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K2Cr2O7固体。冷却到_（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80 b.60 c.40 d.10步骤的反应类型是_。（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_。【答案】（1）2:7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 （2）铁 Al(OH)3 (3)小 增大溶液中H+，促进平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移动（4）d 复分解反应（5）4.高锰
7、酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：（1）原料软锰矿与氢氧化钾按11的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是 。（2）“平炉”中发生的化学方程式为 。（3）“平炉”中需要加压，其目的是 。（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。 “歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成K2MnO4、MnO2和 （写化学式）。 “电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极
8、反应为 ，阴极逸出的气体是 。 “电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为 。（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 molL1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为 （列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O）。【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；（2）2MnO2+4KOH + O22K2MnO4+2H2O；（3）提高氧气的压强，
9、加快反应速率，增加软锰矿转化率；（4）KHCO3；MnO42e=MnO4；H2；3:2；（5）。5过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：（一）碳酸钙的制备 （1）步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_（填标号）。a 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二) 过氧化钙的制备（3）步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性（填“酸
10、”、“碱”或“中”）。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。（4）步骤中反应的化学方程式为_，该反应需要在冰浴下进行，原因是_。（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。【答案】（1）调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀；过滤分离；（2）ade ；（3）酸；除去溶液中溶解的CO2；（4）CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O或CaCl22NH3H2OH2O26H2O=CaO28H2O2NH4Cl；温度过
11、高时过氧化氢分解；（5）去除结晶表面水分；（6）工艺简单、操作方便；纯度较低。6天青石（主要含有SrSO4和少量CaCO3杂质）是获取锶元素的各种化合物的主要原料。回答下列问题（相关数据如下）I、(1) SrO2中氧元素的化合价为_。Sr(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性_。（填“强”或“弱”），25时Mg(OH)2的溶度积为_。(2)工业上可以用SrO与铝粉充分混合，在真空加热反应生成金属锶和3SrO8Al2O3，写出该反应的化学方程式_。、以天青石（主要含有SrSO4和少量CaCO3杂质）生产Sr(OH)2xH2O的工艺如下： (3)滤渣2为混有CaCO3的SrCO3，写出生成SrCO
12、3的化学方程式_。(4)加热水浸固体3是为了获得较为纯净的Sr(OH)2涪液，此时应缓慢加热使沉淀颗粒长大，有利于_。(5)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2x H2O产品的步骤为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。为得到较大颗粒的Sr(OH)2x H2O晶体，可采用的方法是_（填一种）。(6)取mg纯净Sr(OH)2x H2O产品溶于水，加入过量纯碱溶液后过滤、洗涤、干燥后，得到n g滤渣，则x=_（用含m、n的式子表示）。【答案】 (1) -1 强 5.0010-10 (2) 27SrO +16A l=3SrO8Al2O3 +24 Sr (3) SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3
13、+ H2O + CO2+ (NH4)2SO4 (4) 过滤分离 (5)减慢冷却结晶的速度 (6) 7镍及其化合物用途广泛。某矿渣的土要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，如图是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线：已知：（NH4)2SO4在350以上会分解生成NH3和H2SO4，NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位子第五周期第IVA族.(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是_。(2)浸泡“过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为_，“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有_
14、(填化学式)。(3)为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入SnCl2将 Fe3+还原为Fe2+ ，所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的_倍；除去过量的SnCl2后，再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+ ，还原产物为Cr3+，滴定时反应的离子方程式_。“浸出液”中c(Ca2+) =1.010-3molL-1,当除钙率达到99%时，溶液中c(F-)=_molL-1。己知Ksp(CaF2) 4.010-11(5)本工艺中，萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值是_。(6
15、)己知正十二烷可用作该工艺的萃取剂。用电化学制备正十二烷的方法为：向烧杯中加入50mL甲醇，不断搅拌加入少量金属钠，再加入11mL正庚酸搅拌均匀，装好铂电极，接通电源反应，当电流明显减小时切断电源，然后提纯正十二烷。己知电解总反应为：2C6H13COONa + 2CH3OHC12H26 + 2CO2+H2+2CH3ONa下列说法正确的是（_）A.图中电源的A极为直流电源的负极B.加入金属钠可以将酸转化为钠盐，提高离子浓度，增强导电性C.阳极电极反应为：2C6H13COO-2e- =C12H26+2CO2D.反应一段时间后将电源正负极反接，会产生杂质影响正十二烷的制备【答案】 (1) 增大接触面
16、积，加快反应速率，使反应更充分 (2) Fe3+2H2OFeO(OH)+3H+ SiO2、CaSO4 (3) 0.5 Cr2O72- +6Fe2+14H+ =2Cr3+6Fe3+7H2O (4)c (F+ ) =2.010-3 molL-1 (5) 0.25 (6) D8某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe3O4。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收锌和铜。采用的实验方案如下，回答下列问题：已知：ZnS与稀硫酸反应，且化合价不变； CuS既不溶解于稀硫酸，也不与稀硫酸反应（1）在下列装置中，第一次浸出反应装置最合理的_（
17、填标号）。（2）滤液1中含有Fe2+，选用提供的试剂进行检验，检验方法如下：_。（提供的试剂：稀盐酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水）（3）本实验要用到抽滤，设所用的洗涤剂为X，抽滤洗涤沉淀的操作_。（4）写出第二次浸出的化学反应方程式_，向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液，应先加_。（5）滤渣2的主要成分是_。浓缩、结晶得到硫酸锌晶体的主要仪器名称是_。（6）某同学在实验完成之后，得到1.50 g CuSO45H2O，则铜的回收率为_。【答案】 （1） D （2）取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有亚铁离子 （3） 关小水龙头，使洗涤剂X缓缓通过沉
18、淀物 （4） CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O （5） H2SO4 SiO2、S 蒸发皿 （6） 30% .9重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3)为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下：请回答下列问题：(1) 配平反应器中的反应_FeOCr2O3+ NaOH+ KClO3= Na2CrO4+ Fe2O3+ KCl+ H2O(2) 在反应器中，除了有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式：_。(3)
19、 NaFeO2能发生强烈水解，在步骤中生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式： _。(4) 步骤调节pH后过滤得到的滤渣是_简要叙述步骤的目的：_。(5) 步骤中酸化所用的酸和流程中所用的某种盐最合适的是_(填字母)。A盐酸和氯化钾 B硫酸和氯化钾 C硫酸和硫酸锌 D次氯酸和次氯酸钾(6) 酸化时，CrO转化为Cr2O，写出平衡转化的离子方程式：_。【答案】（1） 6、24、7、12、3、7、12 （2） Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2 （3） NaFeO22H2OFe(OH)3NaOH H2SiO3 （4） Al（OH）3 由于溶液中硅酸钠和偏铝酸钠发生水解，降低pH有利于水解平
20、衡向正反应方向移动，当pH调到78时，使它们水解完全 （5） B （6） 2CrO2HCr2OH2O10某化学兴趣小组利用工业废弃固体（主要成分为Cu2S和FeS2）制备硫酸铜溶液和硫酸亚铁晶体，设计方案如图所示：已知:T时,KspCu(OH)2=2.01020，KspFe(OH)2=6.01016，KspFe(OH)3=1.01038。（1）为了提高废弃固体的灼烧速率，可以采取的措施有_、_（写出两条）。（2）FeS2在空气中灼烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。（3）溶液C在氮气的环境下，通过_、_、过滤、洗涤、干燥制取硫酸亚铁晶体。（4）常温下，固体D、O2和稀硫酸混合后几乎不反应，但
21、加入少量溶液C立即发生反应，则溶液C对该反应起_作用，其中发生反应的离子方程式为_、_。（5）除杂时先加入双氧水，然后加入试剂Z调节溶液的pH值使铁离子完全沉淀：加入的试剂Z可以是_。A NaOH BCuO CCu(OH)2 DNH3H2O若除杂时溶液中Cu2+浓度为2.0molL1，则加入试剂Z调节溶液的pH至_。【答案】（1）将废弃固体粉碎成细小的颗粒 通入氧气 （2） 11:4（3） 蒸发浓缩 冷却结晶 （4） 催化 4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+ （5） BC 3pH411低浓度SO2废气的处理是工业难题，工业上常利用废碱渣（主要成分N
22、a2CO3）吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低，优势明显，其流程如下。（1）为了使SO2尽可能吸收完全，在不改变吸收塔体积的条件下，可以采取的合理措施_、_。（写出两条）（2）中和器中发生的主要反应的离子方程式是_。（3）下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应（图中A点以前）的化学方程式是_。通过电解法可分离图中B点NaHSO3与Na2SO3混合物，实现Na2SO3的循环利用，示意图如下：简述分离NaHSO3与Na2SO3混合物的原理_。（4）下图是亚硫酸钠的溶解度曲线（温度在33前后对应不同物质），下列说法正确的是_Aa点时溶液为不饱和溶液
23、Bb点时Na2SO37H2O和无水Na2SO3共存C制备无水Na2SO3，应该在95100加热浓缩，冷却至室温结晶（5）如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别吸收SO2，则理论吸收量最多的是_ANa2SO3 BNa2S CBa(NO3)2 D酸性KMnO4【答案】（1）控制SO2流速增大Na2CO3溶液的浓度（适当升温、采用气液逆流法、喷淋法或将Na2CO3溶液雾化等合理即可）（2）HSO3- + OH- = SO32- + H2O（3） 2Na2CO3 + SO2 + H2O =2 NaHCO3 + Na2SO3阳极4OH-4e=2H2O+O2，c(H+)增大，H由a室经阳离子交换膜进入b室
24、，H与SO32 结合生成HSO3，Na2SO3转化为NaHSO3，阴极2H-2e=H2，导致HSO3 H+ SO32正向移动，Na从b室进入c室，NaHSO3转化为Na2SO3。（4）B （5）C12 KIO3是一种无色易溶于水的晶体，医药上可作防治地方甲状腺肿的药剂，目前碘酸钾被广泛应用于食盐加碘。一种由含碘废水制取碘酸钾的工艺如下：(1) 检验“含碘废水”中含有的单质I2，常用的试剂是_。(2) 进行“过滤1”时，需同时对CuI沉淀进行洗涤。在洗涤过滤滤液中可通过滴加_盐溶液来检验其是否已洗涤干净。(3) “滤渣2”的成分为_(填化学式)。(4) “制KI”时，发生反应的化学方程式为_。(
25、5) 江苏食用加碘盐新标准是每千克食盐中碘元素含量为25毫克(波动范围为1833 mg/kg)。测定食盐试样中碘元素含量的步骤如下：称取4.000 g市售食盐加入锥形瓶中，依次加入适量的水、稍过量KI及稀硫酸；充分反应后，再加入12.00 mL 6.000104 molL1 Na2S2O3溶液，与生成的碘恰好完全反应。有关反应原理为：KIO35KI3H2SO4=3K2SO43I23H2O；I22S2O=2IS4O。计算该食盐试样中碘元素的含量(单位mg/kg，写出计算过程)。_该食盐试样是否符合江苏食用加碘盐新标准并说明判断依据。_【答案】(1)淀粉溶液 (2)BaCl2或Ba(NO3)2 (
26、3) Cu(或Cu和Fe)(4) K2CO3FeI2=FeCO32KIKIO36Na2S2O3 (5) n(I)n(KIO3)n(Na2S2O3)6.000104 molL112.00 mL103 LmL11.200106 molm(I)1.200106 mol127 gmol1103 mgg10.152 4 mg碘含量为：38.10 mg/kg不符合新标准。因为38.10 mg/kg不在1833 mg/kg范围内13利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO的一种制备流程图如下：已知：KspZn(OH)2= 1.21017；Zn(OH)2既能溶于强酸，又能溶于强碱还能溶于氨水，生成Zn（NH3)42（1）溶液A中加稀H2SO4生成Zn(OH)2的离子方程式为_。（2）常温下，Zn(OH)2饱和溶液中c(Zn2)=3106mol/L，若溶液A中加入稀H2SO4过量，会溶解产生的Zn(OH)2，Zn(OH)2开始溶解的pH为_，为防止Zn(OH)2溶解，可将稀H2SO4改为_。（lg2=0.3）（3）“部分氧化”阶段，NaClO3被还原为Cl，还原剂与氧化剂反应的物质的量之比是_。（4）由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中通入N2的原因是_。Fe3O4胶体粒子的直径的范围是_。确定滤液B中含有Fe2的试剂是_。（5）试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反
