高考化学二轮复习专题训练：化学工艺流程

高考化学二轮复习专题训练：元素及其化合物综合应用(化工流程)1．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程图如下。下列说法不正确的是()A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶1D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物答案B解析用铝土矿制备较高纯度Al，首先用NaOH溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化为偏铝酸钠溶液，然后过滤，向滤液中通入CO2气体，把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤得氢氧化铝，接着加热氢氧化铝，让其分解为氧化铝，最后用冰晶石作助熔剂，电解熔融的氧化铝得到铝，A正确；石英的主要成分是二氧化硅，不与盐酸反应，玻璃的主要成分有二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，组成中有盐故被称为硅酸盐产品，它也不能与盐酸反应，实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸，B不正确；在制粗硅时，发生反应SiO2＋2C=====高温Si＋2CO，被氧化的物质C与被还原的物质SiO2的物质的量之比为2∶1，C正确；黄铜矿(CuFeS2)与O2反应，铜由＋2价降为＋1价被还原得到Cu2S，氧由0价降至－2价，得到FeO，所以Cu2S、FeO均是还原产物，D正确。2．利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的流程如下：下列说法错误的是()A．向大气中排放SO2可能导致酸雨发生B．中和器中发生主要反应的离子方程式为HSO－3＋OH－===SO2－3＋H2OC．进入离心机的分散系是悬浊液D．检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4，可选用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液答案D解析二氧化硫与水反应生成H2SO3，H2SO3又被空气中的氧气氧化为H2SO4形成酸雨，故SO2形成硫酸型酸雨，A正确；在中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为亚硫酸钠，同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠，主要反应的离子方程式为HSO－3＋OH－===SO2－3＋H2O，B正确；经过中和器后的物质既有形成的结晶状的固态物质，也有溶液，在离心机中进行混合物的分离，C正确；检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4，若用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液，H＋、SO2－3、NO－3会发生氧化还原反应，使SO2－3转化为SO2－4，因此不能检验其中是否含有Na2SO4，要用稀HCl和BaCl2溶液检验，D错误。3．海水资源开发利用的部分过程如图所示，下列说法正确的是()A．从海水中得到粗盐主要是通过蒸发操作实现的B．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3C．在步骤③中可通入Cl2使溴离子被还原为Br2D．在步骤④中，SO2水溶液吸收Br2后，溶液的pH增大答案A解析通过蒸发溶剂水从海水中得到粗盐，A项正确；二者与澄清石灰水反应均得到碳酸钙白色沉淀，现象相同，故不能用澄清石灰水鉴别，B项错误；步骤③中发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，溴离子被氧化，C项错误；步骤④中发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，生成两种强酸，溶液pH减小，D项错误。4．以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下：下列有关说法正确的是()A．“灼烧”时，可在瓷坩埚中进行B．“浸取”时，可用无水乙醇代替水C．“转化”反应中，生成的KMnO4与MnO2的物质的量之比为1∶2D．“浓缩结晶”后的母液中可能含有KMnO4和K2CO3两种溶质答案D解析瓷坩埚主要成分中有Al2O3和SiO2，KOH与氧化铝和二氧化硅反应，“灼烧”时，可在铁坩埚中进行，故A错误；“浸取”时，不能用无水乙醇代替水，因K2MnO4不易溶于乙醇，故B错误；由3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2↓＋2K2CO3，氧化产物为KMnO4，还原产物为MnO2，其物质的量之比为2∶1，故C错误；“浓缩结晶”后的母液中有K2MnO4、KMnO4和K2CO3等溶质，若二氧化碳过量还可能存在碳酸氢钾，故D正确。5．工业上，常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te，含少量的Ag、Au)回收碲，其工艺流程如下(已知TeO2微溶于水，易与浓强碱、浓强酸反应)：下列叙述错误的是()A．合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用B．操作1、2、3均为过滤C．可由滤渣2提取金属Ag、AuD．上述流程中用浓硝酸代替浓盐酸可提高碲的回收率答案D解析浓硝酸可氧化Ag，混有杂质，则不能用浓硝酸，故D错误。6．硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：回答下列问题：(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_______________________________________________________。(2)“滤渣1”的主要成分有__________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋，可选用的化学试剂是________。(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)－4，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_____________________________________________________________。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为___________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________。答案(1)NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN(3)一元弱转化为H3BO3，促进析出(4)2Mg2＋＋3CO2－3＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO－3[或2Mg2＋＋2CO2－3＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑]溶浸高温焙烧解析(1)硼镁矿粉中加入(NH4)2SO4溶液反应生成NH3，氨气与碳酸氢铵溶液反应的化学方程式为NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。(2)硼镁矿中的SiO2、Fe2O3、Al2O3与(NH4)2SO4溶液不反应，也不溶解，过滤后形成滤渣1。因为KSCN溶液遇Fe3＋变为红色，所以KSCN溶液常用于Fe3＋的检验。(3)根据题目信息中H3BO3的电离方程式和Ka的数值可知H3BO3为一元弱酸。在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是将溶液中的硼酸根转化为H3BO3沉淀析出。(4)根据工艺流程中的原料进入情况及生成物情况可知，“沉镁”时加入的原料为(NH4)2CO3溶液、MgSO4溶液，产物为Mg(OH)2·MgCO3，因此反应的离子方程式为2Mg2＋＋3CO2－3＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO－3或2Mg2＋＋2CO2－3＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑。母液的主要成分为硫酸铵，可以返回到“溶浸”工序循环使用。碱式碳酸镁热稳定性差，可以在高温焙烧的条件下制取氧化镁，化学方程式为Mg(OH)2·MgCO3=====高温2MgO＋CO2↑＋H2O。7．立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为________(填标号)。A．黄色B．红色C．紫色D．绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为________________________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________________________________________________。②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的________(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为___________________________________。(3)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L－1的I2­KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为____________________，样品中S2－的含量为______________(写出表达式)。答案(1)D(2)①BaSO4＋4C=====900～1200℃BaS＋4CO↑CO＋H2O===CO2＋H2②BaCO3③S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO2－4===ZnS·BaSO4↓(3)浅蓝色至无色－12Vm×1000×100%解析(1)根据常见元素的焰色反应，可知钡元素的焰色为绿色。(2)①由流程图中的原料为重晶石和焦炭粉经回转炉、浸出槽后得到净化的BaS溶液，可判断重晶石(BaSO4)与焦炭粉反应生成BaS和有毒气体CO，根据得失电子守恒法可配平氧化还原反应方程式BaSO4＋4C=====900～1200℃BaS＋4CO↑；CO与水蒸气反应得到的清洁能源气体为H2，另一种产物为CO2，则CO与水蒸气反应的化学方程式为CO＋H2O===CO2＋H2。②潮湿空气中的CO2和水蒸气跟“还原料”中的硫化钡反应生成的臭鸡蛋气味的气体为H2S，水溶性变差是因为发生了反应BaS＋CO2＋H2O===H2S＋BaCO3↓，由此可知难溶于水的物质为BaCO3。③硫化钡溶液与硫酸锌反应生成难溶于水的立德粉(ZnS·BaSO4)，因此离子反应方程式为S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO2－4===ZnS·BaSO4↓。(3)淀粉溶液遇到I2溶液变蓝，当Na2S2O3将I2消耗完后，溶液由浅蓝色变至无色，即滴定终点时，溶液会由浅蓝色变至无色。设Na2S2O3消耗的I2的物质的量为n1。由化学方程式可得：I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－61mol2moln10.1000mol·L－1×V×10－3L则n1＝12V×0.1000×10－3mol设样品中S2－的含量为w，则由反应I2＋S2－===2I－＋S↓可得：I2～S2－1mol32g25．00×10－3L×0.1000mol·L－1－12V×0.1000×10－3molmg×w由此可得：w＝－12Vm×1000×100%。8．工业上以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为：Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如图1所示：查阅相关资料得知：ⅰ.常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将Cr3＋转化为CrO2－4。ⅱ.物质开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe(OH)32.73.7Al(OH)33.44.4Cr(OH)34.65.9Fe(OH)27.59.7Bi(OH)30.74.5回答下列问题：(1)固体A的成分是________。(2)操作Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和__________、________(填仪器名称)。(3)③为加入物质来调节溶液的pH，则pH的合适范围是________。(4)写出④反应的离子方程式：________________________________。(5)⑤中酸化是使CrO2－4转化为Cr2O2－7，写出该反应的离子方程式：____________________