2020北京市高三化学复习必备-生产工艺流程试题以及答案.docx

1、2020复习必备北京市高三化学 -生产工艺流程（海淀区）27（13分）阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。生产流程如下图所示：（1）电解饱和食盐水的化学方程式为_。（2）电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是_（填字母序号）。aNa2SO4bNa2SO3c热空气吹出d降低阳极区液面上方的气压（3）食盐水中的I若进入电解槽，可被电解产生的Cl2氧化为ICl，并进一步转化为IO3。IO3可继续被氧化为高碘酸根（IO4），与Na+结合生成溶解度较小的NaIO4沉积于阳离子交换膜上，影响膜的寿命。 从原子结构的角度解释ICl中碘元素的化合价为+1价的原因：_。 Na

2、IO3被氧化为NaIO4的化学方程式为_。（4）在酸性条件下加入NaClO溶液，可将食盐水中的I-转化为I2，再进一步除去。通过测定体系的吸光度，可以检测不同pH下I2的生成量随时间的变化，如下图所示。已知：吸光度越高表明该体系中c(I2)越大。 结合化学用语解释10 min时不同pH体系吸光度不同的原因：_。 pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因：_。 研究表明食盐水中I-含量0.2 mgL-1时对离子交换膜影响可忽略。现将1m3含I-浓度为1.47 mgL-1 的食盐水进行处理，为达到使用标准，理论上至少需要0.05 molL-1 NaClO溶

3、液_L。（已知NaClO的反应产物为NaCl，溶液体积变化忽略不计）（朝阳区）27（13分）以废旧锌锰电池中的黑锰粉（MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭 黑、氧化铁等）为原料制备MnCl2，实现锰的再利用。其工作流程如下： （1）过程，在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是 。 （2）溶液a的主要成分为NH4Cl，另外还含有少量ZnCl2等。 溶液a呈酸性，原因是 。 根据右图所示的溶解度曲线，将溶液a （填操作），可得NH4Cl粗品。 提纯NH4Cl粗品，有关性质数据如下：化合物ZnCl2NH4Cl熔点365337.8

4、分解沸点732 根据上表，设计方案提纯NH4Cl： 。 （3）检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+：取少量溶液，加入 （填试剂和现象），证明溶液中Fe3+沉淀完全。 （4）探究过程中MnO2溶解的适宜条件。 向MnO2中加入H2O2溶液，产生大量气泡；再加入稀H2SO4，固体未明显溶解。 向MnO2中加入稀H2SO4，固体未溶解；再加入H2O2溶液，产生大量气泡，固体完全溶解。 用化学方程式表示中MnO2溶解的原因： 。 解释试剂加入顺序不同，MnO2作用不同的原因： 。 上述实验说明，试剂加入顺序不同，物质体现的性质可能不同，产物也可能不同。（东城区）27.（15分）富硼渣中含有镁硼酸盐（2

5、MgOB2O3）、镁硅酸盐（2MgOSiO2）及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸（H3BO3）晶体的一种工艺流程如下：已知：生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1mol/L）Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀时1.93.47.09.1完全沉淀时3.24.79.011.1（1）上述流程中能加快反应速率的措施有 、 等。（2）酸浸时发生反应：2MgOSiO2 + 2H2SO4 2MgSO4 + SiO2 + 2H2O2MgOB2O3+ 2H2SO4 + H2O 2H3BO3 + 2MgSO4 上述反应体现出酸性强弱：H2SO4

6、 H3BO3（填“”或“”）。 酸浸时，富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解，写出相关反应的离子方程式： 、 。 已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：H3BO3 + OH- B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是 （填序号）。a. 硼酸是一元酸b. 向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生c. 硼酸的电离方程式可表示为：H3BO3 + H2OB(OH)4-+H+（3）检验褐色浸出液中的杂质离子：取少量浸出液， （填操作和现象），证明溶液中含有Fe2+。（4）除去浸出液中的杂质离子： 用MgO调节溶液的pH至 以上，使杂质离子转化为 （填化学式）沉淀，过滤。（5）获取晶体

7、：.浓缩滤液，使MgSO4和H3BO3接近饱和；.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合右图溶解度曲线，简述的方法：将浓缩液加入到高压釜中， （将方法补充完整）。注：温度较高时，硼酸会随水蒸气挥发（西城区）26.（13分）用含锂废渣（主要金属元素的含量：Li 3.50% Ni 6.55% Ca 6.41% Mg 13.24%）制备Li2CO3，并用其制备Li+电池的正极材料LiFePO4。部分工艺流程如下：I制备Li2CO3粗品 （1）上述流程中为加快化学反应速率而采取的措施是 。 （2）滤渣2的主要成分有 。 （3）向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和Na2C03溶液，90充分反应后，分离

8、出 固体Li2C03粗品的操作是 。 （4）处理lkg含锂3.50%的废渣，锂的浸出率为a，Li+转化为Li2CO3的转化率为b，则粗品中含Li2C03的质量是 g。 （摩尔质量：Li 7 g.mol-l Li2C03 74 g.mol-l）II纯化Li2C03粗品（5）将Li2CO3转化为LiHCO3后，用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH，再转化得电池级Li2CO3。电解原理如右图所示，阳极的电极反应式是 ，该池使用了 （填“阳”或“阴”）离子交换膜。III制备LiFePO4 （6）将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应，生成LiFePO4和一种可燃性气体，该反应的化学

9、方程式是 。（丰台区）26（12分）PbCl2是一种重要的化工材料，常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿（主要成分为PbS，含有FeS2等杂质）和软锰矿（主要成分为MnO2）制备PbCl2的工艺流程如下图所示。方铅矿软锰矿盐酸PbCl2NaOH调pH沉降NaCl浸取Fe(OH)3、矿渣酸性废液（含Mn2+、SO42-、Cl等）已知：i. PbCl2微溶于水ii. PbCl2 (s) + 2Cl(aq) PbCl42-(aq) H 0（1）浸取过程中MnO2与PbS发生如下反应，请将离子反应配平：_+ _+PbS + MnO2 PbCl2 + _+ _+ _（2）由于PbCl2

10、微溶于水，容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低，浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象，原因是_。（3）调pH的目的是_。酸性废液ab（4）沉降池中获得PbCl2采取的措施有_。（5）通过电解酸性废液可重新获得MnO2，装置示意图如下： 在_极（填“a”或“b”）获得MnO2，电极反应为_。电解过程中发现有Cl2产生，原因可能是_、_。（石景山区）26（12分）聚合硫酸铁（简称PFS或聚铁）是水处理中重要的絮凝剂。以黄铁矿的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制取聚合硫酸铁（）的工艺流程如下： （1）酸浸时最合适的酸是 （写化学式）。 （2）酸浸后溶液

11、中主要的阳离子有 。 （3）加入KClO3的目的是 （结合离子方程式说明）。 （4）过程a中生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合。将下列水解反应原理的化学方程式补充完整。 + + （5）过程a中水解要严控pH的范围。pH偏小或偏大聚合硫酸铁的产率都会降低，请解释原因 。 （6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，通常盐基度越高，絮凝效果越好。盐基度 B的表达式：（n为物质的量）。为测量聚合硫酸铁的盐基度，进行如下实验操作： .取聚合硫酸铁样品m g，加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，再加入 KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不与OH反应。然后以酚酞为指示剂，用c mol/L的标

12、准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V mL。 .做空白对照实验，取与步骤等体积等浓度的盐酸，以酚酞为指示剂，用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定，到终点时消耗NaOH溶液V0 mL。 聚合硫酸铁样品中n(OH) mol。 已知该样品中Fe的质量分数w，则盐基度B 。（门头沟区）27（12分）镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：已知：NiCl2易溶于水，Fe3不能氧化Ni2已知实验温度时的溶解度：NiC2O4NiC2

13、O4H2ONiC2O42H2O已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。开始沉淀时完全沉淀时Al(OH)33.434.19Fe(OH)32.532.94Ni(OH)27.609.75回答下列问题：（1）加入试剂A来调节溶液的pH至5左右，试剂A最好选用 。aNaOH bNa2CO3 cNiO 该过程析出沉淀的成分是_（填化学式）。（2）加入Na2C2O4溶液发生反应的化学方程式是_。（3）电解时的阴极电极反应式是_。检验阳极产生的气体的试剂是 。（4）沉淀可被电解所得阳极产物氧化，该反应的离子方程式是_。（5）检验Ni(OH)3已洗涤干净的方法是_。（怀柔区）27.（12分）我国是世界上最早制得和

14、使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（主要成分为 ZnS还含有少量PbS等杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示： 回答下列问题： （1）焙烧时生成气体的主要成分为 （2）溶浸过程的浸出液以硫酸锌为主，还含有Fe3+、Fe2+、A13+、Cu2+、Cd2+、Cl等杂质，会影 响锌的电解，需氧化除杂和还原除杂以净化。 写出在溶浸过程中，Pb2+生成沉淀的离子方程式 氧化的目的是 X的作用是将浸出液的pH调节为5.5左右，使Fe3+、A13+形成沉淀而除去，且不引入其他杂 质，X为 （填化学式） 用Zn除去Cu2+、Cd2+，则滤渣3的成分为 用Ag2SO4除去Cl，发生的离子方程式为 （3）滤液电解制锌

15、得到的电解液可以循环利用。请结合化学用语简述原因 （平谷区）26.金属钛在航天、潜海和医疗方面应用广泛。工业上用钛铁矿（主要成分为钛酸亚铁 FeTiO3，含FeO、Fe2O3、SiO2）为原料制TiO2 , 再由TiO2制得金属 Ti 资料：TiO2+会发生水解 （1）步骤、中，均需用到的操作是 。（填操作名称） （2）检验滤液2中是否含Fe3+的方法是： 。 （3）步骤1中FeTiO3溶于过量硫酸的化学方程式 。 （4）请结合化学用语用解释步骤中加热水的原因 。 （5）电解法获得Ti是通过右图装置，以熔融CaCl2做电解质， a为电源的 （填“正”或“负”） 在制备钛的过程中石墨电极附近的气

16、泡中除了O2、CO、CO2 外还可能有的气体是 ，用化学用语解释原因 。 （6）测定废液中Fe2+浓度已确认铁元素的回收率：取25.00ml废液于锥形瓶中，用硫酸酸化的xmol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积如图所示：（滴定时发生反应的离子方程式为： 5Fe2+MnO4-8H+5Fe3+Mn2+4H2O）.废液中c(Fe2+)= 化学试题答案（海淀区）27.（13分）（1）2 NaCl + 2H2O C12 + H2+ 2NaOH（2分） （2）bcd（2分） （正选2个无错选得1分；选4个得1分；其余如选3个错选1个不得分） （3）碘元素和氯元素处于同一主族（VIIA），

17、二者最外层电子数均为7，ICl中共用一对电子 （划线为2点，答出1点即得1分），由于碘原子半径大于氯原子（1分），碘原子得电子能 力弱于氯原子，故共用电子对偏离碘原子，使得碘元素显+1价（2分） Na+IO3+ Cl2 + H2O= NaIO4+ 2H+2Cl（2分） （碱性环境不得分，NaIO4拆写或NaIO3未拆的给1分） （4）ClO- + 2H+ + 2I-= I2 + Cl- + H2O（1分），10 min时pH越低，c(H+)越大，反应速率加快 （或ClO-氧化性增强），c(I2)越高（1分），吸光度越大。（2分） c(H+)较高，ClO-继续将I2 氧化为高价含碘微粒，c(I2

18、)降低，吸光度下降（1分） 0.1（2分）（朝阳区）27（13分）（1） （2） （或水解产生） 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤 加热粗品至340左右，NH4Cl = NH3 + HCl；收集产物并冷却，NH3 + HCl=NH4Cl，得到纯净NH4Cl。 （3）KSCN溶液，不变红 （4） i中作催化剂，反应快， 只催化分解；ii中作氧化剂，加入稀后，的氧化性增强，被还原为。（东城区）27.（15分）（1）研磨 加热（2） Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O a c（3）滴加K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀（合理答案给分）（4）4

19、.7 Al(OH)3、Fe(OH)3（5）升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体（西城区）26. （13分，（3）1分，其它每空2分）（1）研磨、70加热（2）Mg（OH）2、Ni（OH）2和Ca（OH）2（3）趁热过滤（4）185ab（5）4OH4e-2H2O+O2阳（6）Li2CO3+2C+2FePO42LiFePO4+3CO（丰台区）26.（12 分）（1）8H+ 2Cl + PbS + 4MnO2 = PbCl2 + 4Mn2+ + SO42- + 4H2O（2 分） （2）PbCl2 (s) + 2Cl(aq) PbCl42- (aq)，加入 NaCl

20、增大 c(Cl)，有利于平衡正向移动，将 PbCl2 (s)转化为溶液中的离子，消除“钝化层”。（2 分） （3）除去溶液中的 Fe3+（1 分） （4）加水稀释、降温（2 分） （5） a （1 分）Mn2+- 2e+ 2H2OMnO2 + 4H+（2 分） 2Cl- 2e Cl2（1 分）MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2+2H2O（1 分）（文字表述合理也给分）（石景山区）26.（12分) （1）H2SO4（1分） （2）Fe3+、Fe2+、H+（2分） （3）将Fe2+氧化为Fe3+：ClO3+ 6Fe2+ + 6H+ = Cl+ 6Fe3+ + 3H2O（2分） （4

21、）1+ x1+ H2SO4（2分） （5）pH偏小时，水解平衡逆向移动，聚合硫酸铁的产率会降低；pH偏大时，Fe2(SO4)3生成Fe(OH)3 聚沉，聚合硫酸铁的产率会降低；（2分） （6）103cV0103cV（2分） （1分）（门头沟区）27. (12分)（1） c Fe(OH)3、Al(OH)3 (各1分) （2） NiCl2Na2C2O42H2O = NiC2O42H2O2Na Cl (2分) （3） 2H2O 2e = 2OH- + H2 或 2H+ 2e = H2 (2分) 用湿润的淀粉KI试纸 (其他合理答案均可) (1分) （4）2Ni(OH)22OHCl2 = 2Ni(OH

22、)32Cl (2分) （5）取最后一次洗涤液，加入酸化的AgNO3溶液，如无白色沉淀生成，证明沉淀已洗涤干净（其 它合理答案也给分，如检验Na+） (2分)（怀柔区）27.（12分）（1）SO2 （1分） （2） Pb2+ + SO42- = PbSO4 使Fe2+氧化为Fe3+,便于后续除去 ZnO （1分）（合理即可） Cu Cd Zn Ag2SO4 + 2Cl- = 2AgCl + SO42- （3）滤液的成分为ZnSO4溶液，电解的原理为： 随电解的进行电解液的主要成分为硫酸溶液，故可以直接用于溶浸。（平谷区）26.(1) 过滤（1分） (2) 取12ml滤液2，滴加KSCN溶液，变红，有Fe3+（2分） (3) FeTiO3 + 2H2SO4 = FeSO4 + TiOSO4 + 2H2O（2分） (4) TiO2+ + 2H2O H2TiO3 + 2H+ 水解反应吸热，用热水促进反应向正向进行。（2分） (5) 负。（1分） Cl2 （1分）, 2Cl- 2e- = Cl2 （2分） (6) 2xmolL（2分）