2016年高考化学真题分类汇编专题15工艺流程解析

1．【2016年高考北京卷】（12分）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：（1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________。（2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2++PbO2+4H++SO42−＝2Fe3++PbSO4+2H2Oii:……①写出ii的离子方程式：________________。②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。b.______________。（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。2016年高考试题，①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是_____(选填序号)。A．减少PbO的损失，提高产品的产率B．重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率②过滤Ⅲ的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作_______________________。【答案】（1）Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O。（2）①2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋；②取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去。（3）①A、B；②将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到PbO固体。②根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液，降温结晶、过滤，洗涤并干燥即可得到PbO。【考点定位】本题主要是考查化学工艺流程分析，催化剂，离子方程式书写，化学实验方案的设计，物质的分离、提纯，平衡移动原理的应用等。【名师点晴】化学高考试题的发展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系，但不管如何灵活多变，工业生产离不开反应原理中的方向、速率和限度问题。该题以铅的再生利用为载体，考查了陌生方程式书写、元素化合物性质、速率平衡、转化率等问题，综合性较强。第（3）②问不太好分析，需要结合图像及题目的前后信息来解决。2．【2016年高考海南卷】（8分）KAl(SO4)2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用___（填标号）。A．HCl溶液B．H2SO4溶液C．氨水D．NaOH溶液（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________。（3）沉淀B的化学式为________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是__________。（4）已知：Kw=1.0×10-14，Al(OH)3AlO2-+H++H2OK=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_________。【答案】（8分）（1）d（2分）（2）2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑（2分）（3）Al(OH)3Al3+水解，使溶液中H+浓度增大（每空1分，共2分）（4）20（2分）式是AlO2-+2H2O+NH4+=Al(OH)3↓+NH3·H2O，所以沉淀B化学式为Al(OH)3；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是该盐是强酸弱碱盐，Al3+发生水解反应，消耗水电离产生的H+，当最终达到平衡时溶液中c(H+)c(OH-)，所以溶液显酸性。（4）已知：Kw=1.0×10-14，Al(OH)3AlO2-+H++H2OK=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数K=20100.1100.2)()()()()()(141322OHcHcHcAlOcOHcAlOc。考点：考查铝的性质及物质制备工艺流程的知识。3．【2016年高考江苏卷】（12分）以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：（1）氯化过程控制电石渣过量，在75℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。①生成Ca(ClO)2的化学方程式为▲。②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有▲（填序号）。A．适当减缓通入Cl2速率B．充分搅拌浆料C．加水使Ca(OH)2完全溶解（2）氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2＝Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。①滤渣的主要成分为▲（填化学式）。②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2]∶nCaCl2]▲1∶5（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100g▪L-1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是▲。【答案】（1）①2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O；②AB（2）①CaCO3、Ca(OH)2②＜；（3）蒸发浓缩、冷却结晶【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程分析4．【2016年高考四川卷】(16分）资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下：已知：①Ca5(PO4)3F在950℃不分解；②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题：（1）950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是___________。（2）实验室过滤所需的玻璃仪器是_____________。（3）NH4NO3溶液能从磷矿I中浸取出Ca2+的原因是__________。（4）在浸取液II中通入NH3，发生反应的化学方程式是____________。（5）工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa时：CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l)△H=-271kJ/mol5CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l)△H=-937kJ/mol则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_________________。（6）在一定条件下CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了5/6.若akg含Ca5(PO4)3F（相对分子质量为504）的质量分数为10%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2________kg。【答案】（1）CO2（2）漏斗、烧杯、玻璃棒。（3）NH4＋水解使溶液呈酸性，与CaO、Ca(OH)2反应生成Ca2＋（4）MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4。（5）Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=5CaSO4(s)+H3PO4(l)+HF(g)△H=-418kJ/mol。（6）（6）根据题给数据利用三行式分析。设CO的起始浓度为1mol/L，则水蒸气的起始浓度为5mol/LCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，起始浓度（mol/L）1500转化浓度（mol/L）5/65/65/65/6平衡浓度（mol/L）1/625/65/65/6则K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=1。相同条件下当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:3，平衡常数不变，设转化的CO为x。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，起始浓度（mol/L）1300转化浓度（mol/L）xxxx平衡浓度（mol/L）(1-x)(3-x)xx则x2/(1-x)(3-x)=1,解得x=3/4，即达平衡时，CO转化了3/4。转化为P4的Ca5(PO4)3F质量为a×10%×b%kg，根据反应4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C高温2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4知生成CO的质量为（30×28×a×10%×b%）/（4×504）kg，则转化的CO的质量为3（30×28×a×10%×b%）/4（4×504）kg，根据反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)知相同条件下达平衡时能产生H23（30×28×a×10%×b%）/56（4×504）kg=kg。【考点定位】考查化学工艺流程分析，化学实验基本操作，化学方程式和热化学方程式的书写，盖斯定律，化学平衡和化学计算。5．【2016年高考新课标Ⅲ卷】（14分）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：（一）碳酸钙的制备（1）步骤①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于____。（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b．玻璃棒用作引流c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d．滤纸边缘高出漏斗e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3稀盐酸、煮沸、过滤②滤液氨水和双氧水冰浴③过滤白色晶体（3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填“酸”、“碱”或“中”。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是___________。（4）步骤③中反应的化学方程式为________，该反应需要在冰浴下进行，原因是_________。（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_______。（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是______，产品的缺点是_______。【答案】（1）调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀；过滤分离；（2）ade；（3）酸；除去溶液中溶解的CO2；（4）CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2=CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O；温度过高时过氧化氢分解；（5）去除结晶表面水分；（6）工艺简单、操作简单；纯度较低。（3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，溶液中有二氧化碳生成，因此溶液呈酸性。容易含有二氧化碳，而过氧化钙能与酸反应，因此将溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2。【考点定位】考查物质制备实验设计【名师点睛】本试题考查物质的制备、实验基本操作、盐类水解、实验方案的设计与评价、元素及其化合物的性质等知识，这些问题属于基础知识的应用，考查考生的知识运用能力，同时注意信息的运用。制备碳酸钙，需要除去石灰石中的杂质，铁的氧化物和盐酸反应产生铁离子，然后利用过氧化氢，把Fe2＋氧化成Fe3＋，利用氢氧化铁在pH=2出现沉淀，当pH=3.7时沉淀完全，加入氨水调节pH，让Fe3＋转化成Fe(OH)3，然后进行过滤，除去杂质，做题过程中注意题目中信息，信息会告诉你解题的思路，“沉淀颗粒长大”，便于得到沉淀，便于过滤分离；实验操作中实验获得成功，一定要注意操作的规范性，如过滤的注意事项：“一贴”“二低”“三靠”；物质的制备为了得到纯净的物质，一定要把杂质除去，但不能引入新的杂质，把有可能引入杂质的情况考虑进去，CaC