2020屆高考化學(xué)主觀大題《工業(yè)流程大題押題專練2》

1、2020屆高考化學(xué)主觀大題工業(yè)流程大題押題專練21.堿式碳酸鎂Mg(OH)2.4MgCO3.4H2O不溶于水、乙醇,是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品。一種以白云石為原料制備堿式碳酸鎂的流程如圖1所示:請回答下列問題:（1）白云石的主要成分是CaCO3、MgCO3,加熱至一定溫度時分解生成CaO、MgO?！盎鞜睍r加入煤粉的作用是_。（2）根據(jù)下表中數(shù)據(jù),選擇“消化”時的最佳溫度_;理由是_。消化溫度/轉(zhuǎn)化率/%3040506070809050.358.285.185.290.791.291.5（3）常溫常壓下“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2,“碳化”時終點pH對最終產(chǎn)品中CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)

2、率的影響如圖2和圖3所示:應(yīng)控制“碳化”終點pH約為_;實驗室中用pH試紙測定溶液pH的方法是_。已知室溫下,KspMg(OH)2=1.810-11?！疤蓟睍r終點pH=10.0時,溶液中c(Mg2+)=_。（4）“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為_“熱解”時先生成MgCO33H2O;而后MgCO33H2O分解生成Mg(OH)24MgCO34H2O。若MgCO33H2O分解不完全,產(chǎn)品中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_(填“偏大”“不變”或“偏小”)。（5）“過濾”時用乙醇洗滌產(chǎn)品堿式碳酸鎂,使用乙醇的原因是_。（6）該流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_(寫化學(xué)式)。2.我國研制的巨型激光器“神光二號”使用了一

3、種大型非線性光學(xué)晶體磷酸二氫鉀(KHPO)。利用2443,備磷酸二氫鉀晶體的工藝流程如圖所示(部分無關(guān)流程已省略)。已氟磷灰石化學(xué)式為CaFPO5知:萃取的主要反應(yīng)原理為KCl+HPOKHPOHCl,其中反應(yīng)產(chǎn)生的HC1易溶于有機(jī)萃取3424劑。請回答下列問題:(1)粉碎氟磷灰石的目的是_,沸騰槽不能使用二氧化硅陶瓷材質(zhì),其主要原因是_(用化學(xué)方程式表示)。(2)萃取過程中可以通過反應(yīng)KCl+HPOKHPOHCl在水相里得到KHPO,其原因是342424_。(3)在實驗室中操作的名稱為_,用到的主要玻璃儀器的名稱是_。(4)通過一系列操作可得到副產(chǎn)品N,寫出N的化學(xué)式_。(5)水相經(jīng)一系列操作

4、得到KHPO晶體,一系列操作主要包括_、過濾、洗滌、干燥。24(6)用1000kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.4%的氟磷灰石樣品來制取磷酸二氫鉀晶體，實際得到316.2kgKHPO,則其產(chǎn)率為_。243.鈦酸鋇是一種強(qiáng)介電化合物材料,具有高介電常數(shù)和低介電損耗,是電子陶瓷中使用最廣泛的材料之一,被譽為“電子陶瓷工業(yè)的支柱”。工業(yè)上制取BaTiO3粉體的方法如圖,先獲得不溶性草酸氧鈦鋇晶體BaTiO(C2O4)24H2O,鍛燒后可獲得鈦酸鋇粉體。請回答下列問題:(1)“酸浸”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(2)流程中“混合”溶液中的鈦元素在不同pH時主要以TiO(OH)+,TiO(C2O4)2、TiOC2O2

5、42這三種形式存在(四價鈦不同存在形式的相對含量隨pH的變化曲線如圖所示)。實際制備工藝中,先用氨水調(diào)節(jié)“混合”溶液的pH在_左右,再進(jìn)行“沉淀”,寫出該條件下“沉淀”過程中生成草酸氧鈦鋇晶體的離子方程式_。(3)可參與循環(huán)利用的物質(zhì)X是_(填化學(xué)式)。(4)檢驗草酸氧鈦鋇晶體是否洗滌干凈的操作是_。隔絕空氣煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到BaTiO3粉體的同時,還能得到氣體產(chǎn)物H2O(g)、_。4(5)BaTiO3粉體的產(chǎn)品中C2O2的含量可以用“氧化還原滴定法”測得。稱取mg產(chǎn)品,置于燒杯中,加入50mL0.2molL-1酸性高錳酸鉀溶液(過量)充分反應(yīng)后配制成100mL溶液,取20mL該溶液于錐形

6、瓶中,用0.1molL-1的硫酸亞鐵溶液進(jìn)行滴定,達(dá)到滴定終點的標(biāo)志是_,重復(fù)滴定3次,平4均每次消耗硫酸亞鐵溶液的體積為20mL,則BaTiO3粉體的產(chǎn)品中C2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。4.碲（Te）憑借優(yōu)良的性能成為制作合金添加劑、半導(dǎo)體、光電元件的主體材料，并被廣泛應(yīng)用于冶金、航空航天、電子等領(lǐng)域?？蓮木珶掋~的陽極泥中（主要成分為CuTe）回收碲，工藝流程2如下：（1）“焙燒”后，碲主要以TeO形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式2。（2）為了選擇最佳的焙燒工藝，進(jìn)行了溫度和硫酸加入量的條件實驗，結(jié)果如表所示：硫酸加入量溫度/（理論量倍數(shù)）4501.251.004601.251.50浸出率/%C

7、u77.3081.7989.8692.31Te2.332.813.157.705005501.251.2559.8311.655.4810.63則實驗中應(yīng)選擇的條件為，原因為。（3）工藝（）中，“還原”時發(fā)生的總的化學(xué)方程式為。（4）由于工藝（）中“氧化”對溶液和物料條件要求高，有研究者采用工藝（）獲得碲。則“電積”過程中，陰極的電極反應(yīng)式為。（5）工業(yè)生產(chǎn)中，濾渣2經(jīng)硫酸酸浸后得濾液3和濾渣3。濾液3與濾液1合并，進(jìn)入銅電積系統(tǒng)。該處理措施的優(yōu)點為濾渣3中富含Au和Ag，可用將其進(jìn)行分離。A.王水B.稀硝酸C.濃氫氧化鈉溶液D.濃鹽酸5.草酸鈷可用于指示劑和催化劑的制備。用水鈷礦（主要成分為

8、CoO，含少量23FeO、A1O、MnO、MgO、CaO、SiO等）制取CCO23232O242H2O工藝流程如下：已知：浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：沉淀物FeOH3AlOH3CoOH2FeOH2MnOH2完全沉淀的pH3.75.29.29.69.8（1）酸溶時常將水鈷礦粉碎，其目的是_。（2）浸出過程中加入NaSO的目的是_。23（3）加NaCO能使浸出液中某些金屬離子轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀。試用離子方程式和必要的文23字簡述其原理：_。（4）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如下圖，

9、萃取劑的作用是_；其使用的適宜pH范圍是_。A.2.02.5B.3.03.5C.4.04.5（5）已知：NHHONH+OHK=1.8105；324bHCOH+HCOK=5.4102；22424a1HCOH+CO2424K=5.4105a2則該流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH_7（填“”或“”或“=”）參考答案1.答案：(1)作燃料、提供能量(2)70；溫度達(dá)70時,轉(zhuǎn)化率已很高,進(jìn)一步升高溫度,轉(zhuǎn)化率提高不大,而且能耗增加(3)9.0；用潔凈、干燥的玻璃棒蘸取待測溶液滴在pH試紙上,并在半分鐘內(nèi)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照；1.810-3molL-1(4)5Mg(HCO3)2Mg(OH)24MgC

10、O34H2O+6CO2；偏小(5)使產(chǎn)品快速干燥(6)CO2解析：(3)由題圖2和題圖3可知“碳化”終點pH約為9.0時,堿式碳酸鎂產(chǎn)率較高,產(chǎn)品中CaO含量較低?！疤蓟睍r終點pH過大時,堿式碳酸鎂產(chǎn)率較低,顯然是部分Mg元素以Mg(OH)2的形式存在,pH=10.0時,c(OH-)=10-4molL-1,根據(jù)KspMg(OH)2=c(Mg2+)c2(OH-)=1.810-11,可計算出c(Mg2+)=1.810-3molL-1。(4)Mg(HCO3)2受熱分解的化學(xué)方程式為5Mg(HCO3)2Mg(OH)24MgCO34H2O+6CO2;比較MgCO33H2O和Mg(OH)24MgCO34

11、H2O中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)知,后者的大,故若MgCO33H2O分解不完全,產(chǎn)品中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。(5)用乙醇洗滌產(chǎn)品可除去其表面雜質(zhì),且由于乙醇易揮發(fā),固體產(chǎn)品更易干燥。(6)“混燒”和“熱解”兩個步驟中生成的二氧化碳均可在“碳化”步驟中循環(huán)利用。2.答案：(1)加快反應(yīng)速率;4HF+SiO2=SiF4+2H2O(2)生成的HCl易溶于有機(jī)萃取劑，平衡向正反應(yīng)方向移動，從而制得KH2PO4(3)分液;分液漏斗(4)NH4Cl(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(6)77.5%解析：(1)粉碎氟磷灰石可以增大氟磷灰石與濃硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率。Ca5F(PO4)3與濃H2SO4反應(yīng)生成了HF,HF

12、能夠與SiO2發(fā)生反應(yīng):4HF+SiO2=SiF4+2H2O。(2)磷酸與氯化鉀反應(yīng)產(chǎn)生的HCl易溶于有機(jī)萃取劑，水相中平衡KCl+H3PO4KH2PO4+HCl向正反應(yīng)方向移動，從而制得KH2PO4。(3)操作后得到了水相和有機(jī)相,故操作為分液操作，在實驗室中用到的主要玻璃儀器為分液漏斗。(4)有機(jī)相中含有氯化氫，加入氨水后，氨水和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨，因此副產(chǎn)品N為氯化銨(NH4Cl)。(5)得到KH2PO4晶體的一系列操作主要包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。(6)1000kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.4%的氟磷灰石樣品中含有Ca5F(PO4)3的質(zhì)量為504kg，根據(jù)P元素守恒，kg40

13、8kg,故產(chǎn)理論上可制得KH2PO4的質(zhì)量為504率為316.2408100%=77.5%。31339231164405193131612313.答案：(1)BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O(2)2.7；TiOCO2242+Ba2+4H2O=BaTiO(C2O4)24H2O(3)HCl(4)取少許最后一次洗滌液于試管中，加入少量稀硝酸酸化的AgNO3溶液，若試管中無白色沉淀生成，則證明已洗滌干凈；CO、CO2(5)溶液由淺紅色變?yōu)闇\黃綠色,且半分鐘不恢復(fù)原色；176%m解析：(1)碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、二氧化碳、水，反應(yīng)的離子方程式為:BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O

14、。(2)生成的草酸氧鈦鋇晶體中含有TiOCO2242，因此實際制備工藝中，先用氨水調(diào)節(jié)“混合”溶液42形式存在;根據(jù)沉淀的化學(xué)式可知，反應(yīng)的離子的pH在2.7左右，使得鈦元素主要以TiOCO222+Ba2+4H2O=BaTiO(C2O4)24H2O。方程式為:TiOCO242(3)“混合”溶液pH在2.7左右，加入“酸浸”后的溶液,除生成草酸氧鈦鋇晶體外，還有HCl生成,生成的HCl可以在“酸浸”工藝中循環(huán)利用。(4)BaTiO(C2O4)24H2OO沉淀表面會附著氧離子，檢驗沉淀是否洗凈只錨檢驗最后一次洗滌液中足否存在氯離子即可，故方法為:取少許最后一次洗滌液于試管中,加入少量稀硝酸酸化的A

15、gNO3溶液，若試管中無白色沉淀生成，則證明已洗滌干凈。隔絕空氣煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到BaTiO3粉體的同時，結(jié)晶水變成水蒸氣，草酸根離子轉(zhuǎn)化成CO2、CO。(5)高錳酸根離子在溶液中皂紫紅色，當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏瘟蛩醽嗚F溶液時，溶液由淺紅色變?yōu)闇\黃綠色，且半分鐘不恢復(fù)原色,證明達(dá)到滴定終點;根據(jù)反應(yīng)2MnO+5CO2+16H+=2Mn2+10CO+8HO,5Fe2+MnO+8H+=5Fe3+Mn2+4HO，與CO2424224224反應(yīng)后剩余的高錳酸根離子的物質(zhì)的量為0.1molL10.02L1100mL520mL=0.002mol，則與CO2反24為0.008mol0.02mol,則BaTiO3

16、粉體產(chǎn)品中CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2100%。應(yīng)的高錳酸根離子的物質(zhì)的量為0.05L0.2molL-1-0.002mol=0.008mol，則產(chǎn)品中CO2的物質(zhì)的量245240.02mol88gmol1176mgm4.答案：（1）CuTe+2HSO+2O22422CuSO+TeO+2HO422（2）460、硫酸加入量為理論量的1.25倍；該條件下，銅的浸出率高且碲的損失較低（3）NaTeO+3NaSO+HSO2423244NaSO+Te+HO242（4）TeO2+4e+3HO32Te+6OH（5）CuSO溶液循環(huán)利用，提高經(jīng)濟(jì)效益；B4解析：（1）根據(jù)“焙燒”前后物質(zhì)的變化，可得反應(yīng)方程式CuTe+2HSO+2O2242CuSO+TeO+2HO。4222（2）由表中數(shù)據(jù)可知，在460、硫酸加入量為理論量的1.25倍時，銅的浸出率高且碲的損失較低。（3）根據(jù)“還原”前后物質(zhì)的變化，可得反應(yīng)方程式NaTeO+3NaSO+HSO2423244NaSO+Te+HO。242（4）“電積”時，反應(yīng)物為TeO2，產(chǎn)物為Te。由TeO2Te是