2021年高考化學(xué)真題：工業(yè)流程專題訓(xùn)練

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2021年高考化學(xué)：工業(yè)流程題考試真題

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2021年工業(yè)流程在高考題中的“考法”

全國(guó)各省市真題分類2021年工業(yè)流程“新動(dòng)態(tài)”

I.【2021年北京卷】鐵黃是一種化工產(chǎn)品。由生產(chǎn)鈦白粉廢渣制備鐵黃的過(guò)程如下。

資料：

i.鈦白粉廢渣成分：主要為FeSOdFhO,含少量TiOSCh和不溶物

ii.TiOSO4+(x+l)H2O^TiO2xH2O；+H2SO4

iii.0.1mol/LFe?+生成Fe(OH)2,開(kāi)始沉淀時(shí)pH=6.3,完全沉淀時(shí)pH=8.3；

0.1mol/LFe3+生成FeOOH,開(kāi)始沉淀時(shí)pH=1.5,完全沉淀時(shí)pH=2.8

⑴純化

①加入過(guò)量鐵粉的目的是。

②充分反應(yīng)后，分離混合物的方法是o

(2)制備晶種

為制備高品質(zhì)鐵黃產(chǎn)品，需先制備少量鐵黃晶種。過(guò)程及現(xiàn)象是：向一定濃度FeSOa

溶液中加入熨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色。滴加氨水至pH為6.0時(shí)開(kāi)始通

空氣并記錄pH變化(如圖)。

①產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是.

②產(chǎn)生白色沉淀后的pH低于資料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后

c(Fe2+)0.1mol/L(填"或"V")。

③0』時(shí)段，pH幾乎不變；口七時(shí)段，pH明顯降低。結(jié)合方程式解釋原因：。

④pH=4時(shí)制得鐵黃晶種。若繼續(xù)通入空氣，t3后pH幾乎不變，此時(shí)溶液中c(Fe21仍降

低，但c(Fe3+)增加，且(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。結(jié)合總方程式說(shuō)明原因：

(3)產(chǎn)品純度測(cè)定

鐵黃純度可以通過(guò)產(chǎn)品的耗酸量確定。

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加熱溶解zcC相酚汰

Wg鐵黃f溶酒bNa2c2。4溶液溶渣c(diǎn)_>滴定

H2s標(biāo)準(zhǔn)溶液NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液

3+

資料：Fe+3C2O；=Fe(C2O4)3-?Fe(C2Ch)；不與稀堿液反應(yīng)

Na2c2。4過(guò)量，會(huì)使測(cè)定結(jié)果(填“偏大”“偏小”或“不受影響，')。

2.【2021年全國(guó)乙卷】磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO?、SiO,,AI2O3,Mg。、

CaO以及少量的Feq、。為節(jié)約和充分利用資源，通過(guò)如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

(NH4)2SO4熱水氨水

酸溶液熱水母液②

該工之條件下，有關(guān)金屬離f開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH見(jiàn)下表

金屬離子Fe3+Al"Mg2+Ca2+

開(kāi)始沉淀的PH2.23.59.512.4

沉淀完全(EOxW'moILT)的pH3.24.711.113.8

⑴“焙燒”中，丁必、SiO?幾乎不發(fā)生反應(yīng),A12O3,MgO,CaO、FeQ,轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的

硫酸鹽，寫出A1Q,轉(zhuǎn)化為NH,A1(SOJ的化學(xué)方程式.

(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0,在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6,依次析

出的金屬離子是o

⑶“母液①"中Mg.濃度為mol-L-'o

(4)“水浸渣”在16ITC“酸溶”最適合的酸是?！八崛茉钡某煞质?、o

(5)“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TiO"水解析出TiOjxHQ沉淀，該反應(yīng)的離子

方程式是。

(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得,循環(huán)利用。

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3.【2021年全國(guó)甲卷】碘(紫黑色固體，微溶于水)及其化合物廣泛用于醫(yī)藥、染料等方

面?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)L的一種制備方法如下圖所示：

AgNO5F乎C1；

凈化除氯后含［海水一＞施__］一＞懸濁液一＞寧［W-＞嗑__］一＞1,

沉淀

①加入Fc粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為,生成的沉淀與硝酸反應(yīng)，生成

后可循環(huán)使用。

②通入C1?的過(guò)程中，若氧化產(chǎn)物只有一種，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；若反應(yīng)物用

量比n(a2)/n(FelJ=1.5時(shí),氧化產(chǎn)物為；當(dāng)n(ClJ/n(Fel?)＞1.5后，單質(zhì)碘的

收率會(huì)降低，原因是。

⑵以NalO,為原料制備I?的方法是：先向Na0溶液中加入計(jì)量的NaHSO,,生成碘化

物；再向混合溶液中加入NalO,溶液，反應(yīng)得到L，上述制備L的總反應(yīng)的離子方程式

為.

(3)KI溶液和CuSO,溶液混合可生成Cui沉淀和k，若生成Imoll2,消耗的KI至少為

mol。1?在KI溶液中可發(fā)生反應(yīng)L+rBl：。實(shí)驗(yàn)室中使用過(guò)量的KI與CuSO.

溶液反應(yīng)后，過(guò)濾，濾液經(jīng)水蒸氣蒸飼可制得高純碘。反應(yīng)中加入過(guò)量KI的原因是

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4.【2021年山東卷】工業(yè)卜.以銘鐵礦(FcCnCh,含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制

備紅機(jī)鈉(NazCnCh^HzO)的工藝流程如圖。問(wèn)答下列問(wèn)題:

濾渣濾渣副產(chǎn)品Na2Cr2O7.2H2O

(1)焙燒的目的是將FeCrQ,轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽，焙

燒時(shí)氣體與礦料逆流而行，目的是—.

(2)礦物中相關(guān)元素可溶性組分物質(zhì)的圻濃度c與pH的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溶液中可溶組

分濃度c，1.0xl0-5mol?L」時(shí)，可認(rèn)為已除盡。

(

H

E

)

。

中和時(shí)pH的理論范圍為_(kāi):酸化的目的是_；Fe元素在—(填操作單元的名稱)過(guò)程

中除去。

(3)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，過(guò)度蒸發(fā)將導(dǎo)致—；冷卻結(jié)晶所得母液中，除NazCnO?外，可在上述

流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有。

(4)利用膜電解技術(shù)(裝置如圖所示)，以NazCrOa為主要原料制備NazCnCh的總反應(yīng)方程

通電

式為：4Na2CrO4+4H2O^=2Na2Cr2C)7+4NaOH+2H2T+O2T。則NazCnCh在—(填“陰”

或“陽(yáng)”)極室制得，電解時(shí)通過(guò)膜的離子主要為—。

惰性電極「TU—1惰性電極

■I

離子交換膜

試攀貪%頁(yè)為其印頁(yè)2/4

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5.[2021年廣東卷】方義燦對(duì)廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主

要含鋁(AI)、鋁(Mo)、銀(Ni)等元素的氧化物，一種P1收利用工藝的部分流程如下：

NaOH(S)過(guò)量CO,適量BaCL溶液

^|IIr>BaMoO

廢催化劑一焙燒r―整〉濾液)邑jL卜濾液口一醴g-

含Niffl體XA__>AlAs

已知：25℃時(shí)，H2c。3的K『4.5xio]K『4.7xlO』：Kip(BaMoOj=3.5x10^；

,

Ksp(BaCO3)=2.6xl0;該工藝中,pH>6.0時(shí),溶液中M。元素以MoO：的形態(tài)存在。

⑴“焙燒''中，有NaMoO,生成，其中M。元素的化合價(jià)為

(2)“沉鋁”中，生成的沉淀X為。

(3)“沉鑰”中,pH為7.0。

①生成BaMoO,的離子方程式為o

②若條件控制不當(dāng)，BaCO,也會(huì)沉淀。為避免BaMoO」中混入BaCO,沉淀，溶液中

c(HCO；):c(MoO；)=(列出算式)時(shí)，應(yīng)停止加入BaCU溶液。

(4)①濾液in中，主要存在的鈉鹽有NaCl和Y,Y為。

②往漉液III中添加適量NaCl固體后，通入足量(填化學(xué)式)氣體，再通入足量CO2,

可析出Y。

(5)高純AlAs(神化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過(guò)程如圖所示，圖中所

示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止Hq2刻蝕液與下層GaAs(神化錢)反應(yīng)。

MO?刻蝕液

光刻掩膜光到掩膜

—GaAs

-AlAs

0----GaAs

致密保護(hù)膜

卜-GaAs

=A\kAIAs

---GaAs

①該氧化物為.

②已知：Ga和A1同族，As和N同族。在H?。?與上層GaAs的反應(yīng)中，As元素的化合

價(jià)變?yōu)?5價(jià)，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為

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6.【2021年湖南卷】Ce式CC>3)3可用于催化劑教體及功能材料的制備。天然獨(dú)居石中，

柿(Ce)主要以CePOq形式存在，還含有Si。？、A1,O,,FjO,、CaF2等物質(zhì)。以獨(dú)居石為

原料制備Ce?(CO］卜?nHQ的工藝流程如下：

①M(fèi)gO調(diào)pH=5

濃H2sosH；O卜eCb溶液②絮凝劑NH4HCO3溶液

獨(dú)居萬(wàn)一》焙.燒水浸—除居—冕沉--------沉,卜ACe2(CO)3?nHO

±XA?1A|X3:

酸性廢氣濾渣1濾渣II濾渣川源液

回答下列問(wèn)題：

(1)鈾的某種核素含有58個(gè)質(zhì)子和80個(gè)中子，該核素的符號(hào)為：

(2)為提高“水浸”效率，可采取的措施有(至少寫兩條)；

(3)濾渣川的主要成分是(填化學(xué)式)；

(4)加入絮凝劑的目的是；

(5)“沉錦”過(guò)程中，生成Ce式COJ3FHQ的離子方程式為,常溫下加入的

NH4HCO3溶液呈(填“酸性”“堿性”或沖性”)(己知：NH,-HQ的9=1.75x10",

H;CO,的褊=4.4x10",/Ca2=4.7x10'")；

⑹濾渣H的主要成分為FePO4,在高溫條件下，Li2co3、葩萄糖(CeHrO6)和FePO」可

制備電極材料LiFePO”，同時(shí)生成CO和H?O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

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7.[2021年湖北卷】方義燦廢舊太陽(yáng)能電池CIGS具有較高的回收利用價(jià)值，其主要

組成為Culno_5Gao.5Se2。某探究小組回收處理流程如F：

H2SO4,H2O2

SeO2濾液I濾渣InCb

回答下列問(wèn)題：

(1)硒(Se)與硫?yàn)橥逶?，Se的最外層電子數(shù)為_(kāi)：錢(Ga)和錮(In)位于元素周期表第

1HA族，CuIno.5Gao.5Se2中Cu的化合價(jià)為_(kāi)。

(2)“酸浸氧化”發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為—o

535

(3)25℃時(shí)，己知：Kb(NH3H2O)~2.0xl0-,KSp[Ga(OH)3]=1.0xl0-,Ksp[In(OH)3]=1.0xl0?,

K4Cu(OH)2戶LOxlO-20,“浸出液”中c(Cu2+)=0.0ImolLL當(dāng)金屬陽(yáng)離子濃度小于

1.0xl0-5mo].[/時(shí)沉淀完全，1個(gè)恰好完全沉淀時(shí)溶液的pH約為—(保留一位小數(shù))；若

繼續(xù)加入6.0mol-L」氨水至過(guò)量，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是先有藍(lán)色沉淀，然后—：為探

究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，計(jì)算反應(yīng)Ga(OH)3(s)+NH3H2OU[Ga(OH)寸+NH；的平

衡常數(shù)K=_。

(己知：Ga3++4OHU[Ga(OH)4]仁=。*")

c(Ga)xc(!OHy)

(4)“濾渣”與SOCL混合前需要洗滌、干燥，檢驗(yàn)濾渣中SO『是否洗凈的試劑是—；“回

流過(guò)濾''中SOCh的作用是將氫氧化物轉(zhuǎn)化為氯化物和—o

(5)“高溫氣相沉積”過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)o

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8.【2021年河北卷】綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團(tuán)隊(duì)

設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)格鹽的新工藝，該工藝不消耗除輅鐵礦、氫氧化鈉

和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+內(nèi)

循環(huán)。工藝流程如下:

氣體A

工Na2Cr2O,

Na2CrO4

「溶液'溶液+

物質(zhì)V(B)

0式?+熔融NaOHH2O(1)

.NaOH

FefCiOJj溶液(循環(huán))

高溫連介穩(wěn)態(tài)

(含AIQ,、■過(guò)濾

相分離一過(guò)■氣體A

MgO)續(xù)氧化

濾清【L無(wú)色.工Al(OH)^s)+

溶液備物質(zhì)V的溶液

過(guò)，氣體A+H：O(g)序②

呷*MgCO㈣圜*MgO(s)

—I—/谷欣

固體ni混合氣體iv

回答下列問(wèn)題:

(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是(填元素符號(hào))。

(2)工序①的名稱為

(3)濾渣的主要成分是_(填化學(xué)式)。

(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(5)物質(zhì)V可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH,此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

可代替NaOH的化學(xué)試劑還有(填化學(xué)式)。

(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序(填“①”或，②”或“③”或“④，參與

內(nèi)循環(huán)。

(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為_(kāi)。(通常認(rèn)為溶液中離子濃度

06314

小于lO^moHyi為沉淀完全;A1(OH)3+OH-#A1(OH)；：K=1O,Kw=10,

33

KSP[A1(OH)3]=10-)

試焦察明頁(yè)節(jié)典件頁(yè)2/4

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9.【2021年遼寧卷】方義燦化學(xué)，從銳銘鐳礦渣(主要成分為V/)5、Cr2O3,MnO)中

提銘的一種工藝流程如下：

N&sq；'溶液

Hq/NaOH溶液

己知：pH較大時(shí)，一價(jià)鑄[Mn(II)](在空氣中易被氧化.回答：

(l)Cr元素位于元素周期表第周期族。

(2)用FeCl,溶液制備Fe(OH)j膠體的化學(xué)方程式為。

(3)常溫下，各種形態(tài)五價(jià)帆粒子總濃度的對(duì)數(shù)"gc總(V)]與pH關(guān)系如圖I。已知銳銘

錦礦渣硫酸浸液中c￡V)=O.Olmol?U,“沉伏”過(guò)程控制pH=3.0,則與膠體共沉降的五

價(jià)鋼粒子的存在形態(tài)為^(填化學(xué)式)。

%100

、80

幅60

招40

式20

(4)某溫度下，Cr(lH)、Mn(II)的沉淀率與pH關(guān)系如圖2?！俺两j(luò)”過(guò)程最佳pH為：

在該條件下濾液B中c(Cr")=moll?近似為1x10“，5(0電的K5P近

似為IxKT30]o

(5)“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中生成MnO/內(nèi)離子方程式為。

(6)“提純”過(guò)程中Na2S:O3的作用為。

試攀南8頁(yè)落其浮頁(yè)2/4

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10.【2021年浙江一卷】某興趣小組用銘鐵礦［Fc(CrO2)2］制備K2cl晶體，流程如下:

」，i溫

已知：4Fe(CrO2)2+1ONa2co3+70?-8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2

2H++2CrO；-UCnOl+FhO

相關(guān)物質(zhì)的溶解度隨溫度變化如下圖。請(qǐng)回答:

200

^150

物00

50

溫度/七

(1)步驟1,將銘鐵礦粉碎有利于加快高溫氧化的速率，其理由是。

(2)下列說(shuō)法正確的是.

A.步驟II,低溫可提高浸取率

B.步驟II,過(guò)濾可除去NaFeCh水解產(chǎn)生的Fe(0H)3

C.步驟山，酸化的目的主要是使NazCrCU轉(zhuǎn)變?yōu)镹azCnO?

D.步驟IV,所得濾渣的主要成分是Na2s和Na2c。3

(3)步驟V,重結(jié)晶前，為了得到雜質(zhì)較少的KzCnCh粗產(chǎn)品，從下列選項(xiàng)中選出合理的

操作(操作不能重復(fù)使用)并排序：溶解KC1―一一--重結(jié)

晶。

a.50c蒸發(fā)溶劑:

b.100℃蒸發(fā)溶劑；

c.抽濾；

d.冷卻至室溫；

e.蒸發(fā)至溶液出現(xiàn)晶膜，停止加熱；

f.蒸發(fā)至溶液中出現(xiàn)大量晶體，停止加熱。

成卷資兩頁(yè)不巽押頁(yè)2/4

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(4)為了測(cè)定LCnCh產(chǎn)品的純度，可采用氧化還原滴定法。

①下列關(guān)于滴定分析的操作，不正確的是。

A.用量筒量取25.00mL待測(cè)液轉(zhuǎn)移至錐形瓶

B.滴定時(shí)要適當(dāng)控制滴定速度

C.滴定時(shí)應(yīng)一直觀察滴定管中溶液體積的變化

D.讀數(shù)時(shí)應(yīng)將滴定管從架上取下，捏住管上端無(wú)刻度處，使滴定管保持垂直

E.平行滴定時(shí)，須重新裝液并調(diào)節(jié)液面至“0”刻度或“0”刻度以下

②在接近終點(diǎn)時(shí)，使用“半滴操作''可提高測(cè)量的準(zhǔn)確度.其方法是：將旋塞稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)，

使半滴溶液懸于管口，用錐形瓶?jī)?nèi)壁將半滴溶液沾落，繼續(xù)搖動(dòng)錐形瓶，觀察顏

色變化。(請(qǐng)?jiān)跈M線上補(bǔ)全操作)

(5)該小組用滴定法準(zhǔn)確測(cè)得產(chǎn)品中K2Cr2O7的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.50%。某同學(xué)還用分光光

度法測(cè)定產(chǎn)品純度(KzCnCh溶液的吸光度與其濃度成正比例)，但測(cè)得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯

偏低。分析其原因，發(fā)現(xiàn)配制KzCnCh待測(cè)水溶液時(shí)少加了?種試劑。該試劑是，

添加該試劑的理由是.

試卷招印談典砰頁(yè)2/4

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標(biāo)準(zhǔn)答案(校準(zhǔn)：中國(guó)高考方義燦)

1.【2021年北京卷】

(1)①消耗HS().促進(jìn)Ti()S。：水解平衡正向移動(dòng).有利于

Ti()?NI()析出：防止F.‘被氣化②過(guò)濾

1\^2NH3?H2O==Fe(()H)z，+2NH；②)

③-八：IFe(()H)_；()lFe()011■2H().<(II)不

變/i?/■>：4Fe2+()?+6H”()===4Fe()()H；+8H

<-(H)增大?12Fc-+302+2%()，-iFeOOH|+

8Fe,c(H)不變，消耗的Fe?多,產(chǎn)生的Fe”少

(3)不受影響

2.【2021年全國(guó)乙卷】

焙燒

(1)A12Q!+4(NH1)2S()4------2NHaAl(SO,)z+6NH3t+3H2O

(2汗小、A13+,Mg2-

(3)1.0X10-6

(4)硫酸SiO2CaSO<

2

(S)TiO"+(X+1)H2O-TiO2-XH2O1+2H'

(6)(NHt)2SO4

3.【2021年全國(guó)甲卷】⑴①2AgI+Fe=2Ag+Fe2++2「AgNOi@Feh+Cl2=h+FeCh

FeCb;L被進(jìn)一步氧化(2)210；+5HSO；=I,+5SO^+3H"+H,O(3)4：防止單質(zhì)碘析出

4.【2021年山東卷】

(1)使氣固反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進(jìn)行

(2)4.5-9.3將CiOr轉(zhuǎn)化為5。尸浸取

(3)有NazCr?。？析出H2SO4

(4)陽(yáng)Na+

5.[2021年廣東卷】

(1)+6(2)A1(OH)3

(3)①M(fèi)oO；+Ba?