【2019最新】精選高中化學一輪復習練習：全國卷熱考微專題(6)無機化學工藝流程題

1、【 2019最新】精選高中化學一輪復習練習：全國卷熱考微專題（ 6）無機化學工藝流程題化學工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，一般具有如下環(huán)節(jié)：目標原料 產(chǎn)物它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、 產(chǎn)品提純、環(huán)境保護等相融合，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學知識步步設(shè)問。 考查物質(zhì)的制備、檢驗、分離提純等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應用，要求考生依據(jù)流程圖分析原理，緊扣信息，抓住關(guān)鍵、準確答題。這類試題具有較強的實用性和綜合性，是新課標全國卷命題的熱考題型。(2017 ·海南卷 ) 以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的過程如圖所示：硼

2、鎂泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2CaOAl2O3B2O3O 330% 20% 5% 2% 1% 1% 40%25%15%3%2%2%回答下列問題：(1) “酸解”時應該加入的酸是 _，“濾渣 1”中主要含有_( 寫化學式 ) 。(2) “除雜”時加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是歡迎下載。_、_。(3) 判斷“除雜”基本完成的檢驗方法是 _。(4) 分離濾渣 3 應趁熱過濾的原因是 _。解析：(1) 流程制備的是 MgSO4·7H2O，為了不引入雜質(zhì)， 因此所用的酸是硫酸， 化學式為 H2SO4；根據(jù)硼鎂泥的成分， SiO2 不與硫酸反應，因此濾渣 1 為 SiO2；

3、(2) 硼鎂泥中含有 FeO，與硫酸反應后生成FeSO4，次氯酸鈣具有強氧化性， 能把 Fe2氧化成 Fe3，氧化鎂的作用是調(diào)節(jié) pH，使 Al3 和 Fe3以氫氧化物形式沉淀出來， 除去 Fe3 和 Al3 ；(3) 除雜是除去 Fe3和 Al3 ，因此驗證 Fe3就行，方法是取濾液將其酸化后滴加 KSCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全； (4) 防止 MgSO4·7H2O結(jié)晶析出。答案： (1)H2SO4SiO2(2) 將 Fe2氧化為 Fe3調(diào)節(jié)溶液 pH，使 Fe3、Al3 以氫氧【2019最新】精選高中化學一輪復習練習：全國卷熱考微專題（）無機化學工藝流程題化物的形式沉

4、淀除去(3) 取濾液將其酸化后滴加 KSCN溶液，若溶液未變紅， 則說明除雜完全(4) 防止 MgSO4·7H2O結(jié)晶析出 方法指導 解答化學工藝流程題的三方法對一些線型流程工藝 ( 從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序 ) 試題，首先對比分析流程圖中第一種物質(zhì) ( 原材料 ) 與最后一種物質(zhì) ( 產(chǎn)品 ) ，從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系， 弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、 分離、提純產(chǎn)品的化工工藝， 然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。對于用同樣的原材料生產(chǎn)多種( 兩種或兩種以上 ) 產(chǎn)品 ( 包括副產(chǎn)品) 的工藝流程題，用分段分析法更容易找到解題的切入點。有些化工

5、生產(chǎn)選用多組原材料，率先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與其他原材料合成生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品， 這種題就適合用交叉分析法。就是將提供的工藝流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線，然后上下交叉分析。1鋁是重要的金屬材料，鋁土礦 ( 主要成分是 Al2O3 和少量的SiO2、Fe2O3雜質(zhì) ) 是工業(yè)上制取鋁的原料。 實驗室模擬工業(yè)上以鋁土礦為原料制取 Al2(SO4)3 和銨明礬晶體 NH4Al(SO4)2 ·12H2O的工藝流程如圖所示：請回答下列問題：(1) 固體 a 的化學式為 _，中通入足量 CO2氣體發(fā)生反應的離子方程式為 _。(2) 由制取銨明礬溶液的

6、化學方程式為_3/103/10_，從銨明礬溶液中獲得銨明礬晶體的實驗操作依次為( 填操作名稱 )_、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌。(3) 以 1 000 kg 含氧化鋁 36%的鋁土礦為原料制取Al2(SO4)3 ，需消耗質(zhì)量分數(shù)為98%的硫酸 ( 密度 1.84 g·cm 3)_ L( 保留一位小數(shù))。(4) 若同時制取銨明礬和硫酸鋁，通過控制硫酸的用量調(diào)節(jié)兩種產(chǎn)品的產(chǎn)量。若欲使制得的銨明礬和硫酸鋁的物質(zhì)的量之比為11，則投料時鋁土礦中的 Al2O3 和 H2SO4的物質(zhì)的量之比為 _。解析： (1) 鋁土礦中 Al2O3 和 Fe2O3能溶于鹽酸， SiO2 不溶于鹽酸，所以固體 a 的化

7、學式為 SiO2。Al2O3 溶于燒堿生成 NaAlO2溶液，在其中通入 CO2生成 Al(OH)3 沉淀。(2)Al(OH)3分解生成 Al2O3，Al2O3 與稀硫酸、氨氣反應生成銨明礬溶液。(3)m(Al2O3) 1 000 kg×36% 360 kg，m(H2SO4) kg 1 037.6 kg ，需消耗質(zhì)量分數(shù)98%的硫酸 ( 密度1.84 g ·cm 3) 為575.4 ×103 mL 575.4 L 。(4) 設(shè)制得的 Al2(SO4)3 和 NH4Al(SO4)2·12H2O的物質(zhì)的量都是 1 mol ，則 Al3 共 3 mol ，SO

8、共 5 mol ，根據(jù)鋁元素和 SO守恒原理可得，加入 Al2O3 和 H2SO4的物質(zhì)的量之比為 5310。答案： (1)SiO2AlOCO22H2O=HCOAl(OH)3 (2)Al2O3 4H2SO4 2NH3=2NH4Al(SO4)2 3H2O蒸發(fā)濃縮【2019最新】精選高中化學一輪復習練習：全國卷熱考微專題（）無機化學工藝流程題(3)575.4(4)3 102 鐵納米粉在現(xiàn)代電子工業(yè)上用途極為廣泛，用赤鐵礦石( 含 Fe2O3、FeO，也含有 Al2O3、MnO2、CuO等) 制備納米鐵顆粒的實驗流程如下：已知：部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH：沉淀物Al(OH)3Fe(

9、OH) 3Fe(OH) 2Cu(OH) 2pH5.23.29.76.7(1) 步驟中用 pH試紙測定溶液 pH 的操作是 _。步驟濾液中含有的金屬陽離子是_，步驟中碾碎的目的是。(2) 將第步過濾所得的 MnO2與 KClO3、KOH溶液共熱，可得到K2MnO4，此反應的化學方程式是 _。(3) 步驟灼燒所需的儀器有酒精燈、 三腳架、_。(4) 若步驟是利用電弧加熱使金屬熔融蒸發(fā)成蒸汽，使大量顆粒狀煙灰塵與周圍 X 氣體原子激烈碰撞進行充分的能量交換和電荷交換生成 Fe， X氣體可以為 _。bN2aO2dH2cHe(5) “納米鐵”在空氣中受撞擊時會燃燒，其反應與鐵在純氧中燃燒相同，寫出該反應

10、的化學方程式 _5/105/10_。解析：(1)Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO與硫酸反應， a 中金屬陽離子為 Cu2、 Al3 、 Fe2、 Fe3，加雙氧水將 Fe2氧化為 Fe3。根據(jù)陽離子沉淀時 pH數(shù)據(jù)，可知控制 pH4 時，鐵離子已全部變成Fe(OH)3 沉淀，濾液中主要為 Cu2、Al3 。(2)MnO2 與 KClO3、KOH溶液共熱， MnO2做還原劑，生成K2MnO4，KClO3做氧化劑生成 KCl。(3) 灼燒需酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝、坩堝鉗。答案：(1) 將一小塊 pH試紙放在表面皿上， 用玻璃棒蘸取少量待測液，點在 pH試紙上，再與標準比色卡對照 Cu2

11、、Al3 增大接觸面積，提高原料的轉(zhuǎn)化率和反應速率(2)3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl3H2O(3) 泥三角、坩堝、坩堝鉗(4)c(5)3Fe 2O2Fe3O43鋅是一種常用金屬，冶煉方法有火法和濕法。 . 鎵(Ga) 是火法冶煉鋅過程中的副產(chǎn)品， 鎵與鋁同主族且相鄰，化學性質(zhì)與鋁相似。氮化鎵 (GaN)是制造 LED的重要材料，被譽為第三代半導體材料。(1)GaN 可由 Ga和 NH3在高溫條件下合成， 該反應的化學方程式為_。(2) 鎵的性質(zhì)與鋁類似，下列有關(guān)鎵和鎵的化合物的說法正確的是 _(填序號 ) 。A一定條件下， Ga可溶于鹽酸和氫氧化鈉B常溫下， Ga可與水劇烈

12、反應放出氫氣【2019最新】精選高中化學一輪復習練習：全國卷熱考微專題（）無機化學工藝流程題CGa2O3可由 Ga(OH)3受熱分解得到D一定條件下， Ga2O3可與 NaOH反應生成鹽 . 工業(yè)上利用鋅焙砂 ( 主要含 ZnO、ZnFe2O4，還含有少量 CaO、FeO、CuO、NiO 等氧化物 ) 濕法制取金屬鋅的流程如圖所示， 回答下列問題：已知： Fe 的活潑性強于Ni 。(3)ZnFe2O4 可以寫成 ZnO·Fe2O3，寫出 ZnFe2O4與 H2SO4反應的化學方程式 _。(4) 凈化操作分為兩步： 第一步是將溶液中少量的 Fe2氧化；第二步是控制溶液 pH，只使 Fe

13、3轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3 沉淀。凈化生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質(zhì)， 溶液中的懸浮雜質(zhì)被共同沉淀的原因是。(5) 凈化中加入 Zn 的目的是 _。解析： (1) 此反應是置換反應： 2Ga2NH32GaN3H2。(2) 根據(jù)元素周期律，鋁和鎵的性質(zhì)類似， A、C、D項正確， B項錯誤。(3) 堿性氧化物和酸生成對應的鹽和水，所以化學方程式為ZnFe2O44H2SO4=ZnSO4Fe2(SO4)34H2O。(4) 氫氧化鐵是膠體，膠體有很強的吸附能力， 所以把溶液中的懸浮物也吸附了過來，一起沉淀。(5) 鋅比銅、鎳活潑，加入鋅將 Cu2、Ni2 置換出來，提高產(chǎn)品的純度。答案： (1)2Ga

14、 2NH32GaN3H2(2)ACD7/107/10(3)ZnFe2O44H2SO4=ZnSO4Fe2(SO4)34H2O(4)Fe(OH)3 膠體具有強吸附性(5) 使 Cu2、 Ni2 轉(zhuǎn)化為 Cu、Ni 而除去4(2016 ·全國卷 ) 以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O52424SiOFe2O2O32V OK SOAl3質(zhì)量分數(shù) /2.3.262.22.822601%918512以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：回答下列問題：(1) “酸浸”時 V2O

15、5轉(zhuǎn)化為 VO，反應的離子方程式為_，同時 V2O4轉(zhuǎn)化成 VO2?！皬U渣 1”的主要成分是 _。(2) “氧化”中欲使 3 mol 的 VO2變?yōu)?VO，則需要氧化劑 KClO3至少為 _ mol 。(3) “中和”作用之一是使釩以 V4O形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有_【2019最新】精選高中化學一輪復習練習：全國卷熱考微專題（）無機化學工藝流程題_。(4) “離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROH V4OR4V4O124OH(ROH為強堿性陰離子交換樹脂) 。為了提高洗脫效率， 淋洗液應該呈 _性( 填“酸”“堿”或“中”) 。(5) “流出液”中陽離子最多的是 _。(6) “沉釩

16、”得到偏釩酸銨 (NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應的化學方程式 _。解析：(1) “酸浸”時 V2O5轉(zhuǎn)化為 VO，V2O5、VO中 V元素均顯5 價，V 元素化合價不變， 則該反應是非氧化還原反應， 結(jié)合溶液的酸堿性及元素守恒寫出離子方程式： V2O52H=2VOH2O。廢釩催化劑中除 SiO2 外，其余物質(zhì)均與稀硫酸反應生成易溶于水的鹽， 則“廢渣 1”的主要成分是二氧化硅。(2) “氧化”中使 3 mol 的 VO2變?yōu)?VO，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3 mol ×(5 4) 3 mol ；氧化劑 KClO3被還原為 KCl，Cl 元素由 5價降低到 1 價，根據(jù)電子守恒可知，需要KClO3的物質(zhì)的量至少為 0.5 mol 。(3) 由圖可知，加入 KOH中和后產(chǎn)生廢渣 2，而“中和”作用之一是使釩以 V4O形式存在于溶液中， 后續(xù)操作中未進行除雜操作， 顯然該過程中還生成 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 沉淀，從而除去 Fe3、Al3 ，故“廢渣 2”中含有 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 。9/109/10(4) “離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROH V4OR4V4O12 4OH(ROH為強堿性陰離子交換樹脂 ) 。為了提高洗脫效率， 應增加溶液中 c(OH) ，使平衡逆向移動，故淋洗液應