专题17化工流程二非金属学生版备战2020高考化学一轮必刷题集

专题17化工流程（二）（非金属）1．硼单质在高温时是良好的导体，也是用途广泛的化工原料。镁单质可用于制造轻金属合金、球墨铸铁等。硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，可以制取单质硼和镁。制取工艺流程如图所示，已知硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O，硼镁泥是硼镁矿制硼砂过程中产生的废渣，其主要成分是MgCO3，还含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。按要求回答问题：(1)化合物Mg2B2O5·H2O中B的化合价为________。(2)将硼砂溶于热水后，常用稀硫酸调pH至2～3制取H3BO3，该反应的离子方程式为______________。(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体，则滤渣B的主要成分为___________________。(4)写出加NaClO的过程中发生反应的离子方程式：___________________________。(5)将硼镁泥中加入的硫酸改为盐酸是否可行？___________________________。(填“是”或“否”)，理由是____________________________________。(6)仿照如下示例设计用MgSO4·7H2O制取金属镁的反应流程。(注明反应所需的反应物、条件和操作)示例：NaOH―→NaCl溶液NaCl固体________________________________。2．某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：已知：：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。（1）固体1的主要成分除Ca(OH)2外，还有__________、________（填化学式）;（2）步骤Ⅱ中需要的O2量应是_____（填“少量”或“过量”）；步骤Ⅴ最终捕获剂捕获的气体产物是________;（3）步骤Ⅳ处理含NH4+废水时，发生反应的离子方程式为__________________;（4）为确保步骤Ⅲ无NaNO3生成，理论上应控制NO与O2的物质的量之比为_____，若n(NO):n(O2)=5:2且NaOH溶液足量，则步骤Ⅲ所得溶液中NaNO3与NaNO2的物质的量之比为______________。3．由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下：⑴写出KIO3在日常生活中的一个重要应用________________________。⑵检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是________(写试剂名称)。⑶通入SO2的目的是将I2还原为I－，该反应的离子方程式为______________________。⑷工艺中五种物质的制备反应中，不涉及氧化还原反应的步骤是“制________”。⑸“制KI(aq)”时，该温度下水的离子积为Kw＝1.0×10－13，Ksp[Fe(OH)2]＝9.0×10－15。为避免0.9mol·L－1FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-，起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于______。⑹“制KIO3溶液”反应的离子方程式为__________________。⑺KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶体的操作步骤为_____________________。4．硒(Se)和铜(Cu)在生产生活中有广泛的应用。硒可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂，也是动物体必需的营养元素和对植物有益的营养元素等。氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下所示：请回答下列问题：(1)若步骤①中得到的氧化产物只有一种，则它的化学式是____________。(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式：____________________________________。(3)步骤⑤包括用pH＝2的溶液酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是__________(写酸的名称)。(4)上述工艺中，步骤⑥和⑦的作用是_____________。(5)Se为ⅥA族元素，用乙二胺四乙酸铜阴离子水溶液和硒代硫酸钠(Na2SeSO3)溶液反应可获得纳米硒化铜，硒代硫酸钠还可用于Se的精制，写出硒代硫酸钠(Na2SeSO3)与H2SO4溶液反应得到精硒的化学方程式：_____。(6)氯化亚铜产率与温度、溶液pH关系如下图所示。据图分析，流程化生产氯化亚铜的过程中，温度过低影响CuCl产率的原因是____________________________________；温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是_______________________________。(7)用NaHS作污水处理的沉淀剂，可以处理工业废水中的Cu2＋。已知：25℃时，H2S的电离平衡常数Ka1＝1.0×10－7，Ka2＝7.0×10－15，CuS的溶度积为Ksp(CuS)＝6.3×10－36。反应Cu2＋(aq)＋HS－(aq)CuS(s)＋H＋(aq)的平衡常数K＝__________(结果保留1位小数)。5．NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水，水溶液近中性，具有强还原性，可用于化学镀银、镍、铬等。一种利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如下：已知P4与两种碱的反应主要有：Ⅰ.2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑(1)已知H3PO2是一元中强酸，NaH2PO2是___________(填“正盐”或“酸式盐”)。(2)尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2，从吸收液中获得NaH2PO2·H2O的操作为______________、______________过滤、洗涤和干燥。(3)用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni，同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为：______________________。(4)“反应”在温度和水量一定时，混合碱总物质的量与P4的物质的量之比[n(碱)/n(磷)]与NaH2PO2产率的关系如图所示。当n(碱)/n(磷)＞2.6时，NaH2PO2的产率随n(碱)/n(磷)的增大而降低的可能原因是______。(5)滤渣2主要成分为___________________(填化学式)。(6)“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，其中加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多，其主要原因是_________________。(7)在工业上，可以用惰性电极电解NaH2PO2溶液制取磷酸，请写出其阳极反应式_________________。6．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知：①HC1O2可视为强酸，NaClO2的溶解度随温度升高而增大。②ClO2的沸点为283K，纯ClO2易分解爆炸。回答下列问题：(1)ClO2发生器中发生反应的离子方程式为____；向其中鼓入空气的作用可能是____。(2)吸收塔中发生反应的化学方程式为____；为防止生成的NaClO2被继续还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是____（填序号）。A．Na2O2B.Na2SC．FeCl2D.KMnO4(3)操作①的实验方法依次是_____、_____、过滤；操作②实验方法是_____。(4)akgNaClO3理论上可制___kgNaClO2·3H2O。7．某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸，获得了良好的经济效益，下面是其生产流程图。（1）试剂a可能是________，设备B的名称为_________，设备A中的化学方程式为____________。（2）该化工厂合成氨时的压强40MPa，温度为500℃左右，在此条件下，测定达到平衡时混合气体中NH3的体积分数约为35.2%。①在保持温度、压强不变的情况下，写出一种能提高合成塔中H2转化率的方法____________，温度越低，NH3的产率越高，为何不在较低温度下进行合成____________。②从合成塔中出来的NH3的体积分数通常约为15%，其原因是____________。（3）从设备B中出来的硝酸浓度较小，通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是：____________A．浓硫酸B．硫酸镁C．生石灰②蒸馏时通常采用减压蒸馏，这样做的主要目的是____________。（4）用尿素[CO(NH2)2]处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体，反应过程为：NO、NO2在水中反应转化亚硝酸，然后亚硝酸再与尿素反应，写出后者反应的化学方程式：____________。8．从海水中提取溴的工业流程如图：（1）以上步骤I中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是____。（2）实验室保存液溴时，通常在盛液溴的试剂瓶中加少量的水，这与液溴的_____性质有关（填写序号）。A氧化性B还原性C挥发性D腐蚀性E密度比水大（3）流程Ⅱ中将吹出的溴蒸气用纯碱溶液吸收时还有CO2生成，写出吸收时发生反应的离子方程式：__________。（4）实验室分离溴水中的溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是____。（填序号）A四氯化碳B乙醇C烧碱溶液D苯9．亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用。研究小组用Na2CO3溶液吸收SO2制备Na2SO3。其实验流程如下：查阅资料可知，向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中，溶液中有关组分的质量分数变化如下图是所示。（1）如图中的线2表示的组分为____________（填化学式）（2）写出如图曲线4的反应方程式：__________________________（3）实验时，“反应Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是_______________________（用化学方程式表示）（4）国家标准规定产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品，≥93.0%为一等品。为了确定实验所得产品的等级，研究小组采用了下列方法进行测定。称取2.570g产品，用蒸馏水溶解，加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4，再加入过量的BaCl2溶液，所得沉淀经过滤、洗涤、干燥后称重，质量为4.660g，通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数（写出计算过程）。_________________10．硼酸(H3BO3)是有重要用途的一元弱酸。请回答下列问题：(1)单质硼溶于热的浓硝酸可以生成硼酸，该反应的化学方程式为___________。(2)利用铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)制硼酸，已知天然的Fe3O4不溶于酸。生产硼酸的工艺流程如下：①“浸渣”主要成分的化学式为_____________。②“净化除杂”：滤液保持一定温度，需先加H2O2溶液，然后再调节溶液的pH=5.6。温度不宜过高的原因是___________。调节溶液的pH=5.6的主要目的是___________。[已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39]，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，[已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.7×10-6]，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，(3)硼酸也可以通过电解方法制备。工作原理如图所示。①写出阳极的电极反应式___________________。②a膜或b膜为阳离子交换膜的