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- 2021-11-10 发布
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第六部分 专题突破
专题二 化学工艺流程题
1. (宜昌)学习净水材料制备。高铁酸钾(K2FeO4)是
一种新型非氯高效水处理消毒剂,主要用于饮用水处
理,制备高铁酸钾的一种模拟流程如图K6-2-1(部分
反应条件未标出):
类型一 物质制备
(1)K2FeO4中铁元素的化合价为______。
(2)反应A、B、C、D中属于复分解反应的是_______。
(3)反应A的化学方程式为
_________________________________。
+6
BD
2NaOH+Cl2══NaCl+NaClO+H2O
2. (广州)稀土金属因其独特的性能而被誉为“新材
料之母”。稀土金属钇的氧化物(Y2O3)广泛应用于航
空航天涂层材料,其颗粒大小决定了产品的质量。利
用富钇稀土(含Y2O3约70%,含Fe2O3、CuO、SiO2等约
30%)生产大颗粒氧化钇的一种工艺如图K6-2-2:
(1)氧化钇(Y2O3)中,Y元素的化合价为________。
(2)“酸溶”过程中,氧化钇与盐酸反应的化学方程
式为________________________________。
(3)“分离提纯”是为了除去滤液1中的___________
(填化学式)。
(4)“调pH”时加入碱液使溶液的pH________(填
“增大”或“减小”)。
(5)碳酸钇灼烧分解的化学方程式为
___________________________________。
+3
Y2O3+6HCl══2YCl3+3H2O
FeCl3、CuCl2
增大
Y2(CO3)3══Y2O3+3CO2↑
高温
(6)为了获得大颗粒氧化钇。某小组研究了条件对产
品直径的影响,相关数据如下(D50表示颗粒直径):
分析上表数据,其他条件不变时,若将灼烧温度均
升高至1 400 ℃,预期所得氧化钇D50最大的是
________(填实验编号)。④
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
沉淀反应温度/℃ 60 80 85 93 93 93
料液浓度/(g/L) 30 30 30 30 40 40
灼烧温度/℃ 1100 1100 1100 1100 1100 1400
氧化钇D50/μm 6.00 21.65 35.99 38.56 35.99 61.54
3. (2018潍坊)侯德榜是我国著名的化学家,发明了
侯氏制碱法,为纯碱和氮肥工业技术的发展做出了
杰出的贡献。工业上以半水煤气(主要成分是N2、H2、
CO、CO2和H2O)、食盐等为原料制取纯碱的流程如图
K6-2-3所示。
(1)流程中循环利用的物质有H2O和_______。
(2)步骤Ⅰ中,在使用铜催化剂和加热条件下,半水
煤气主要成分间发生反应实现了CO转化,化学方程
式为_______________________。
(3)实验室从混合气体H2、N2、CO2中分离出CO2的实
验装置如图K6-2-4所示。广口瓶和分液漏斗中盛放
的药品分别是_______________、___________。
CO2
CO+H2O ══ CO2+H2
Cu
△
氢氧化钠溶液 稀硫酸
(4)除去纯碱中少量碳酸氢钠杂质的方法是________。
(5)纯碱用途广泛。工业上可用废碱渣(主要成分
Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3,
达到减少污染、节约资源的目的。反应过程中溶液
组成变化如图K6-2-5所示。
①吸收初期(图K6-2-5中A点以前)反应的化学方程式
为______________________________________。
②不断通入SO2,最终产物是________。
加热
2Na2CO3+SO2+H2O ═ 2NaHCO3+Na2SO3
NaHSO3
1. (怀化)废旧电路板中主要含有塑料、铜和锡(Sn)
等,为实现对锡的绿色回收,设计如图K6-2-6所示
工艺流程:
已知:Sn+SnCl4══2SnCl2。
类型二 物质提纯
(1)塑料属于________(填“有机物”或“无机物”)。
(2)SnCl2中锡元素的化合价是_______。
(3)铜的金属活动性比锡的________(填“强”或
“弱”);固体A中一定含有的金属元素是________。
(4)写出步骤②发生反应的化学方程式:
____________________,其反应类型是___________。
(5)相比于直接焚烧废旧电路板回收金属,该工艺的
主要优点是___________________________________
(回答一点)。
有机物
+2
弱
铜
2SnCl2══Sn+SnCl4
通电
分解反应
减轻了环境污染,回收了金属资源等
2. (湘潭)某金属冶炼厂的管道烟泥中含有少量铜、
锌、硫等单质。现欲回收铜和锌,并对硫进行环保
处理,主要步骤如图K6-2-7所示:
已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生
成相应的金属氧化物。
(1)烟泥最初处理需要除油污,用洗涤剂除油污的过
程中发生了________现象。步骤①产生的废气B中,
一定含有的有害气体是________(填化学式)。环保
处理最好釆用的试剂是______(填字母)。
A. 浓硫酸 B. 食盐水 C. 石灰乳
(2)写出步骤④中得到铜的化学方程式:
________________________,它属于基本反应类型
中的________反应。
(3)步骤③和④中主要操作的名称是________。
乳化
SO2
C
Zn+CuSO4═ Cu+ZnSO4
置换
过滤
(4)我国古代就制得了一种外观似金子的锌和铜的合
金,也就是黄铜,它的硬度比纯铜________(填“高”
或“低”)。
(5)取少量的溶液C,往其中加入一定质量的镁粉,
充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。往滤渣中加入
稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有______(填字
母)。
A. 硫酸镁 B. 硫酸锌
C. 硫酸铜 D. 硫酸铜和硫酸锌
高
C
3. (盐城)从海水中可以提取粗盐(含少量泥沙和
CaCl2、MgSO4等可溶性杂质)。小明利用如图K6-2-8
所示流程进行除杂,得到精盐。
(1)操作1需要在_____(填字母)中进行。
A. 研钵 B. 量筒 C. 烧杯 D. 广口瓶
A
(2)操作2的步骤为溶解、过滤、________、结晶,过
滤操作中玻璃棒的作用是________。
(3)操作3的步骤为“盐洗”(即用NaCl溶液浸洗粗盐,
以溶解除去其中可溶性杂质),过滤、烘干,则“盐
洗”溶液应选用NaCl的________(填“饱和”或“不
饱和”)溶液。
(4)在农业生产上,常用质量分数为16%的NaCl溶液选
种。小明称取实验制得的精盐16 g,加入盛有84 mL
蒸馏水的烧杯里(实验条件下,水的密度为1 g·mL-
1),完全溶解。配制所得的NaCl溶液的浓度低于16%,
原因是_____________________________________。
蒸发
引流
饱和
精盐不纯有杂质(或精盐未完全烘干)
(5)若利用化学方法除去粗盐中CaCl2、MgSO4两种杂
质,可在粗盐溶液中依次加入稍过量的三种溶液:
BaCl2溶液、________(填化学式)溶液、Na2CO3溶液。
充分反应后过滤,加入过量稀盐酸,搅拌、煮沸。
NaOH
4. (湖北)孔雀石主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含有少
量Fe2O3、SiO2(难溶于水,不与酸反应)等杂质。某
学习小组探究孔雀石综合利用的流程如图K6-2-9所
示:
请回答下列问题:
(1)操作1、操作2均为________操作,此操作中玻璃
棒的作用是________和引流。
(2)C中的溶质有:H2SO4、Fe2(SO4)3和________(填
化学式)。
(3)步骤②中发生反应的化学方程式为
________________________________________。
(4)写出红褐色沉淀溶于稀硫酸的化学方程:
__________________________________________。
过滤
搅拌
CuSO4
NaCl+NH3+CO2+H2O══NaHCO3↓+NH4Cl
2Fe(OH)3+3H2SO4══Fe2(SO4)3+6H2O
1. (长春)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾
霾时与大气中的氨气有关(如图K6-2-10所示),结合
图片回答下列问题:
类型三 资源能源的综合利用
(1)SO3和H2SO4中硫元素的化合价均为________。
(2)反应④为化合反应,该反应的化学方程式为
_________________________。
(3)根据图示判断,下列说法正确的是_____(填字
母)。
A. 雾霾的形成只与燃料的燃烧直接产生的颗粒物有
关
B. 使用清洁燃料,减少SO2和NO2的排放,有利于减
少雾霾的产生
+6
H2SO4+2NH3══(NH4)2SO4
B
2. (常州)我国煤炭资源丰富。煤不仅是燃料,更是
重要的化工原料。工业上以煤和空气为原料生产尿素
[CO(NH2)2]的一种流程如图K6-2-11:
(1)从液态空气中分离出N2的过程属于________(填
“物理”或“化学”)变化。
(2)在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎,这样做的目
的是_________________________________________。
物理
增大煤与水的接触面积,使反应更快更充分
(3)水煤气在铜催化下实现CO的转化:CO+H2O ══
CO2+X,其中X的化学式为________。
(4)上述流程中合成尿素的同时还有水生成,该反应
的化学方程式为_____________________________。
(5)实际生产中,N2和H2不可能全部化为NH3。上述
流程中可循环利用的物质有_________________。
(6)以CO2和H2为原料还可合成液体燃料乙醇(C2H6O),
该过程可用化学方程式表示:
___________________________________。
H2
Cu
△
CO2+2NH3══CO(NH2)2+H2O
H2O、N2、H2
2CO2+6H2═══ C2H6O+3H2O
一定条件
已知:每克燃料完全燃烧数出的热量叫做热值。
若将含12 g的碳的煤为原料合成的乙醇完全燃烧。
理论上最多可放出________kJ的热量,从而提高了
煤的利用效率。
690
物质 煤 乙醇
热值/(kJ·g-1) 约33 30
3. (江西)2020年奥运会奖牌制作原料来自于电子垃
圾中提炼出来的金属。从废线路板中提炼贵重金属
和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如图K6-2-12:
已知:在酸性环境中有过氧化氢存在时,铁和铜分
别会转化为铁离子和铜离子。
(1)操作①的名称是________。过滤
(2)提炼出的贵金属可制作奖牌,其成分是
_____________________。
(3)调节pH的主要目的是除去滤液中____________
(填离子符号)。
(4)写出粗铜中的铜和过氧化氢的混合溶液发生反应
的化学方程式:_______________________________。
金和铂(或Au、Pt)
Al3+、Fe3+
Cu+H2O2+H2SO4══CuSO4+2H2O
4. (泰安)化学是认识、改造和应用物质的科学。从
海水中提取镁、制“碱”,都体现了人类改造物质
的智慧。结合图K6-2-13所示流程图(其中部分操作
和条件已略去),请回答相关问题:
(1)提纯物质常用转化的方法,就是将杂质转化为沉
淀或气体而除去。粗盐中含有氯化镁、硫酸钠、氯
化钙等可溶性杂质,通过步骤Ⅰ,再利用过滤操作
进行除杂。步骤Ⅰ加入下列三种溶液的先后顺序为
________________(填字母)。
a. 稍过量的Na2CO3溶液
b. 稍过量的BaCl2溶液
c. 稍过量的NaOH溶液
(2)母液中有MgCl2,却经历了步骤Ⅳ、Ⅴ的转化过
程,其目的是______________________。
cba(或bca)
富集、提纯MgCl2
(3)步骤Ⅱ中先向饱和食盐水中通入氨气,有利于二
氧化碳的吸收,这样做的目的是________________
_________________,写出该反应的化学方程式:
______________________________________。
(4)化学变化是改造物质的重要途径。上述流程图中
没有涉及的基本反应类型是____________。
促进碳酸氢钠
的生成与析出
NaCl+H2O+CO2+NH3══NH4Cl+NaHCO3↓
置换反应
5. (潍坊)金属钛广泛用于航空航天工业、化工、医
疗等领域。用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3)制取钛并
获得副产品A的主要工艺流程如图K6-2-14所示:
请回答下列问题:
(1)构成金属钛的微粒是________(填“分子”“原
子”或“离子”),H2TiO3中钛元素的化合价为
_______。
原子
+4
(2)反应②需持续通入氩气,氩气的作用是
_________________________。
(3)反应③的产物除红色固体A外,还有两种组成元
素相同且相对分子质量相差16的气体,则该反应的
化学方程式为_____________________________。
(4)反应①②③中属于分解反应的是________(填序
号)。
隔绝空气(或作保护气)
2FeSO4══Fe2O3+SO2↑+SO3↑
高温
①③
(5)对反应③进行改进,可直接生产锂离子电池的电
极材料 LiFePO4,工艺流程如图K6-2-15所示:
写出“高温煅烧”由FePO4制备LiFePO4的化学方程
式:
_____________________________________________。
2FePO4+Li2CO3+H2C2O4══2LiFePO4+H2O+3CO2↑
高温
6. (2018常州)铁的冶炼与利用是学习和研究化学的
重要课题。
Ⅰ. 铁的冶炼。竖炉炼铁的工艺流程如图K6-2-16所
示。
(1)“燃烧室”中CH4燃烧的作用是_______________
_____________________________________。
(2)写出“还原反应室”中炼铁的一个反应的化学方
程式:_______________________________________
__________________________。
(3)CH4与高温尾气中的CO2或H2O都能反应生成CO和
H2,则16 g CH4在催化反应室中完全反应后,理论
上得到H2的质量(m)范围是________________。
燃烧放出大量
的热,提供冶炼铁需要的高温条件
3CO+Fe2O3══2Fe+3CO2(或3H2+
Fe2O3
══2Fe+3H2O)
高温
高温
4 g<m<6 g
Ⅱ. 铁的利用。利用铁炭混合物(铁屑和活性炭的混
合物)处理含有Cu(NO3)2、Pb(NO3)2和Zn(NO3)2的铜
冶炼废水。在相同条件下,测量总质量相同、铁的
质量分数不同的铁炭混合物对水中重金属离子的去
除率,实验结果如图K6-2-17所示。
(4)铁炭混合物中铁的质量分数为100%时,水中的
Cu2+、Pb2+能被除去,而Zn2+不能被除去,其原因
是______________________________________。
(5)铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能除去水
中少量的重金属离子,其原因是_________________
_____________________。
(6)处理效果最好时,铁炭混合物中铁的质量分数为
_______。
铁的金属活动性比铜、铅强,但比锌弱
碳单质也能将
某些金属离子还原
50%
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