（江蘇專用）高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題三 化學(xué)工藝流程題型研究能力展示-人教版高三全冊化學(xué)試題

專題三化學(xué)工藝流程題型研究能力展示(2010·江蘇高考第16題)鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生產(chǎn)BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2,其部分工藝流程如下:(1)酸溶后溶液中pH=1,Ba(FeO2)2與HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)酸溶時通?？刂品磻?yīng)溫度不超過70℃且不使用濃硝酸,原因是(3)該廠結(jié)合本廠實際,選用的X為(填化學(xué)式);中和Ⅰ使溶液中(填離子符號)的濃度減小(中和Ⅰ引起的溶液體積變化可忽略)。(4)上述流程中洗滌的目的是。[答案](1)Ba(FeO2)2+8HNO3Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O(2)防止反應(yīng)速度過快;濃硝酸易揮發(fā)、易分解(3)BaCO3Fe3+、H+(4)減少廢渣中可溶性鋇鹽對環(huán)境的污染[解析](1)Ba(FeO2)2與HNO3反應(yīng),生成對應(yīng)的硝酸鹽。(2)控制溫度,不用濃硝酸的目的是控制反應(yīng)速率,防止反應(yīng)速率過快;同時防止?jié)庀跛釗]發(fā)、分解。(3)通過產(chǎn)物,結(jié)合溶液的酸堿性,選用的X為BaCO3,在Ⅰ中有Fe3+、H+、Ba2+和N等,加入BaCO3后,能使Fe3+和H+濃度降低。(4)在廢渣中有可溶性鋇鹽,有毒,因此,洗滌的目的是減少可溶性鋇鹽對環(huán)境的污染。2.(2011·江蘇高考第16題)以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如下:回答下列問題:(1)一定條件下,SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;過量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量,其目的是、。(3)通氯氣氧化時,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為;該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收,其中污染空氣的氣體為(填化學(xué)式)。[答案](1)SO2+NaOHNaHSO3(2)提高鐵元素的浸出率抑制Fe3+水解(3)Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+Cl2、HCl3.(2012·江蘇高考第16題)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng),既能凈化尾氣,又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2,其部分工藝流程如下:(1)一定條件下,NO與NO2存在反應(yīng):NO(g)+NO2(g)N2O3(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。(2)上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底進(jìn)入,石灰乳從吸收塔頂噴淋),其目的是;濾渣可循環(huán)使用,濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。(3)該工藝需控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,則會導(dǎo)致;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,則會導(dǎo)致。(4)生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性,在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解,產(chǎn)物之一是NO,該反應(yīng)的離子方程式為。[答案](1)(2)使尾氣中NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2(3)排放氣體中NO含量升高產(chǎn)品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3N+2H+N+2NO↑+H2O4.(2013·江蘇高考第16題)氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下:(1)MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為。(2)加入H2O2氧化時,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)濾渣2的成分是(填化學(xué)式)。(4)煅燒過程存在以下反應(yīng):2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑利用右圖裝置對煅燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集。①D中收集的氣體可以是(填化學(xué)式)。②B中盛放的溶液可以是(填字母)。a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液c.稀硝酸d.KMnO4溶液③A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)物中元素最高價態(tài)為+4價,寫出該反應(yīng)的離子方程式:。[答案](1)MgCO3+2H+Mg2++CO2↑+H2O(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4Fe2(SO4)3+2H2O(3)Fe(OH)3(4)①CO②d③3S+6OH-2S2-+S+3H2O5.(2014·江蘇高考第16題)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于煙氣脫硫研究。(1)酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為;濾渣Ⅰ的主要成分為(填化學(xué)式)。(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6-2x。濾渣Ⅱ的主要成分為(填化學(xué)式);若溶液的pH偏高,將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低,其原因是(用離子方程式表示)。(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量,其主要原因是;與吸收SO2前的溶液相比,熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將(填“增大”、“減小”或“不變”)。[答案](1)Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2OSiO2(2)CaSO43CaCO3+2Al3++3S+3H2O2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑(3)溶液中的部分亞硫酸根離子被氧化為S減小[解析](1)酸浸時氧化鋁與硫酸反應(yīng),二氧化硅不與硫酸反應(yīng),過濾得到SiO2。(2)加入鈣離子,生成微溶于水的CaSO4沉淀;若pH偏高,將會生成氫氧化鋁沉淀。(3)亞硫酸具有較強的還原性,易被氧氣氧化為硫酸,使溶液酸性增強?！究碱}分析】年份試題知識點分值201016新情境方程式的書寫、基本的實驗操作10201116平衡常數(shù)表達(dá)式、反應(yīng)方程式、反應(yīng)條件控制的原理、綠色化學(xué)思想等12201216平衡常數(shù)表達(dá)式、離子方程式、反應(yīng)條件控制的原理12201316離子方程式、氧化還原方程式、基本的實驗操作12201416化學(xué)用語的書寫、反應(yīng)原理產(chǎn)物的判斷,離子方程式、化學(xué)方程式的書寫、鹽類的水解,沉淀的生成與溶解12【備考策略】由上表不難看出,在江蘇近五年高考中,工藝流程題是每年的必考內(nèi)容,由于它考查的是應(yīng)用元素化合物的性質(zhì)解決實際問題的能力,涉及知識點多,也非常靈活,對學(xué)生的審題能力、分析問題、解決問題、文字表達(dá)等方面的能力都要求非常高,所以學(xué)生得分往往不高,在2015年的備考中,需要關(guān)注以下幾個方面的問題:1.學(xué)生不僅要掌握化學(xué)基本技能(實驗操作技能,計算技能,化學(xué)語言轉(zhuǎn)化和運用技能等),還能掌握化學(xué)基本方法(觀察方法,實驗方法,邏輯思維方法如分析比較、歸納概括、演繹推理、模型假說等)能力。2.夯實基本功,離子方程式、化學(xué)方程式的書寫,氧化還原反應(yīng)的分析、化學(xué)平衡的判斷等基本知識。3.在平時的復(fù)習(xí)中,文字表達(dá)時一定要做到規(guī)范,在做此類題目時,要善于歸納、總結(jié),認(rèn)真審題,善于從題目或問題中獲取信息判斷分析問題,重點考查學(xué)生對元素化合物性質(zhì)的掌握和應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行必要的分析、類推或計算一些具體的化學(xué)問題的能力。1.(2014·南師附中模擬)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3等)提取Al2O3作冶煉鋁的原料,由熔鹽電解法獲得的粗鋁中含一定量的金屬鈉和氫氣,這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去,產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下圖所示:(已知:NaCl的熔點為801℃;AlCl3在181℃(1)向濾液中通入過量CO2所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(2)精煉前,需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂,防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì),則鋁和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體,雜質(zhì)隨氣泡上浮而除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有。固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上,在熔體表面形成浮渣,浮渣中肯定存在。(4)鍍鋁電解池中,金屬鋁為陽極,熔融鹽電鍍液中鋁元素主要以AlC形式存在,則陽極的電極反應(yīng)式為。(5)鋼材鍍鋁后,抗腐蝕性能會大大增強,其原因是。[答案](1)Al+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HC(2)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(3)HCl和AlCl3NaCl(4)Al-3e-+4Cl-AlC(5)表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕(或致密的氧化鋁膜將環(huán)境中的電解質(zhì)溶液與內(nèi)層金屬隔離)[解析](1)濾液中含有Al,通入CO2,生成氫氧化鋁沉淀,離子方程式為Al+2H2O+CO2Al(OH)3↓+HC。(2)鋁在高溫條件下,把Fe2O3還原為Fe,化學(xué)方程式為Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。(3)因為粗鋁中含有氫氣,所以與Cl2反應(yīng)生成AlCl3和HCl,AlCl3在181℃升華,所以氣泡的主要成分除Cl2外還含有HCl和AlCl3,粗鋁中含有Na,與Cl2反應(yīng)生成NaCl,NaCl熔點為801℃,所以浮渣中肯定存在NaCl。(4)Al失電子生成AlC,電極反應(yīng)式為Al-3e-+4Cl-AlC。(5)Al在空氣中與O2反應(yīng)生成Al2O3,表面形成的致密氧化膜能防止鋼材腐蝕。2.(2014·南通模擬)硫酸鋅被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥領(lǐng)域。工業(yè)上由氧化鋅礦(主要成分為ZnO,另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的一種流程如下:(1)步驟Ⅰ包括酸浸和過濾兩個操作。①酸浸時,需不斷通入高溫水蒸氣,其目的是。②過濾時,為防止堵塞,過濾裝置需經(jīng)常用氫氧化鈉溶液清洗,其清洗原理是(用化學(xué)方程式表示)。(2)步驟Ⅱ中,在pH約為5.1的濾液中加入高錳酸鉀,會生成Fe(OH)3和MnO(OH)2兩種沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為。(3)步驟Ⅲ所得濾渣C的主要成分是。(4)取28.70gZnSO4·7H2O加熱至不同溫度,剩余固體質(zhì)量的變化如右圖所示。①步驟Ⅳ中的烘干需在減壓條件下進(jìn)行,其原因是。②680℃時所得固體的化學(xué)式為(填字母)a.ZnOb.Zn3O(SO4)2c.ZnSO4 d.ZnSO4·H2[答案](1)①升高溫度使反應(yīng)物充分混合,以加快反應(yīng)速率②H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O(2)3Fe2++Mn+8H2O3Fe(OH)3↓+MnO(OH)2↓+5H+(3)Cu、Zn(4)①降低烘干的溫度,防止ZnSO4·7H2O分解②b[解析](1)高溫水蒸氣起到熱量交換加熱作用,同時還有攪拌作用,使反應(yīng)物充分混合,以加快反應(yīng)速率。(2)步驟Ⅰ中產(chǎn)生硅酸,為絮狀沉淀會堵塞過濾裝置,故用堿溶解掉。(3)根據(jù)雜質(zhì)成分,步驟Ⅰ除掉ZnSiO3雜質(zhì),步驟Ⅱ除掉鐵離子雜質(zhì),步驟Ⅲ應(yīng)除去銅離子,加鋅置換出銅,一般鋅過量。(4)①溫度高晶體容易失去結(jié)晶水,采用減壓降低水的沸點使晶體表面的水分蒸發(fā);②可以采用代入法判斷分解產(chǎn)物,晶體共28.7g0.1mol,a、b、c、d質(zhì)量分別為8.1g、13.43g、16.1g、17.9g,故答案選b。3.(2014·鹽城三模)用磁鐵礦(主要成分為Fe3O4,含Al2O3和SiO2等雜質(zhì)),制取高純鐵紅的工藝流程如下。{已知Ksp[Fe(OH)2]=8×10-16;Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33}(1)酸浸時,硫酸與四氧化三鐵生成兩種硫酸鹽的化學(xué)方程式是;鐵粉的作用是。(2)滴加氨水產(chǎn)生氫氧化鋁的離子方程式為。(3)圖中“濾液”中主要陽離子是。(4)采用右圖裝置(加熱儀器已略去)在約600~650℃煅燒30min。通入的氣體A是。圖中使用石英玻璃反應(yīng)管,而不使用普通玻璃反應(yīng)管的原因是[答案](1)Fe3O4+4H2SO4Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O將Fe3+還原為Fe2+(2)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N(3)N(4)氧氣(或空氣)普通玻璃高溫下容易軟化[解析](1)四氧化三鐵中鐵的價態(tài)有+2、+3兩種,與非氧化性酸反應(yīng)生成亞鐵鹽和鐵鹽,顯然流程要制備碳酸亞鐵,應(yīng)將