江苏高考化学复习2020届高考复习-物质制备类化工工艺流程大题精做（word解析版）.docx

1、2 2020020 届高考复习届高考复习- -物质制备类化工工艺流程大题精做物质制备类化工工艺流程大题精做（wordword 解析版）解析版） 1. （2019北京卷）磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下： 已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。 溶解度：Ca5(PO4)3(OH)”或“”） 。 结合元素周期律解释中结论：P和S电子层数相同，_。 （3） 酸浸时， 磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF， 并进一步转化为SiF4除去。 写出生成HF的化学方程式： _。 （4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO2脱除，同时自身也会发生分

2、解。相同投料比、相同反应时间， 不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80后脱除率变化的原因：_。 （5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有 SO2 4残留，原因是_；加入 BaCO3可进一步提高 硫的脱除率，其离子方程式是_。 （6）取 a g 所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用 b mol L1NaOH 溶液滴定至终点时 生成 Na2HPO4，消耗 NaOH 溶液 c mL，精制磷酸中 H3PO4的质量分数是_。 （已知：H3PO4摩尔质量为 98g mol1） 【解析】磷精矿粉酸浸后生成粗磷酸和磷石膏，粗磷酸经过脱有机碳、脱硫等步骤获得精制磷酸。研磨能 增大反应物的接

3、触面积，加快反应速率，加热，升高温度加快反应速率；流程中能加快反应速率的措施有：研 磨、加热。 （1）根据外界条件对化学反应速率的影响分析，流程中能加快反应速率的措施有：研磨、加热。 （2） 精 选 大 题精 选 大 题 根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，酸性：H3PO4 /_D_Dd_効 _ / D_Dd_ D_Dd_ /_D_Dd_ H2SO4+5H2O=10CaSO4 0.5H2O+6H3PO4+2HF； （4）图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机 碳脱除率，80前温度升高反应速率加快，相同时间内有机碳脱除率增大；80后温度升高，H2O2分解速率 大，H2O2浓度显著降低，

4、反应速率减慢，相同条件下有机碳脱除率减小。 （5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分 反应后仍有 SO2 4残留，原因是：CaSO4微溶于水。加入 BaCO3可进一步提高硫的脱除率，因为 BaSO4难溶于 水， 其中 SO2 4与 BaCO3生成更难溶的 BaSO4和 CO 2 3， H3PO4的酸性强于 H2CO3， 在粗磷酸中 CO 2 3转化成 H2O 和 CO2，反应的离子方程式为 BaCO3+SO2 4+2H3PO4 BaSO4+CO2+2H2PO4+H2O。 （6）滴定终点生成 Na2HPO4，则消耗的 H3PO4与 NaOH 物质的量之比为 12，n（H3PO4）=2n（NaOH）=

5、b mol/Lc 10-3L=mol，m（H3PO4）=mol98g/mol=g=0.049bcg，精制磷酸中 H3PO4的质量分数为 。 【答案】(1)研磨、加热 （2） (3)核电荷数 PS，原子半径 PS，得电子能力 PS，非金属性 PS (4)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O=10CaSO4 5H2O+6H3PO4+2HF (5)80后，H2O2分解速率大，浓度显著降低 (6)CaSO4微溶 (7)BaCO3+SO2 4+2H3PO4=BaSO4+CO2+H2O+2H2PO 4 (8) 1.（2019 贵州遵义四中理综）钛酸钡（BaTiO3）在工业上有重要用途，主要用于

6、制作电子陶瓷、PTC 热 敏电阻、电容器等多种电子元件。以下是生产钛酸钡的一种工艺流程图： 已知：25时，BaCO3的溶度积 Ksp=2.58 109； （1）BaTiO3中 Ti 元素的化合价为：_。 （2）用盐酸酸浸时，为使酸浸速率加快，可采取的一种措施是：_，发生反应的离 子方程式为：_。 （3）流程中通过过滤得到草酸氧化钛钡晶体，过滤操作中使用的玻璃仪器有：_。 （4）TiO2具有很好的散射性，是一种有重要用途的金属氧化物。工业上可用 TiCl4水解来制备，制备时 模 拟 精 做模 拟 精 做 需加入大量的水，同时加热，其目的是：_。 （5）某兴趣小组取 19.70g BaCO3模拟上

7、述工艺流程制备 BaTiO3，得产品 13.98g，BaTiO3的产率为： _。 （6）流程中用盐酸酸浸，其实质是 BaCO3溶解平衡的移动。若浸出液中 c(Ba2+)=0.1mol L1，则 c(CO2 3) 在浸出液中的最大浓度为：_mol L1。 【解析】(1)BaTiO3中 Ba 的化合价为+2 价，O 的化合价为-2 价，根据化合物中元素的正负化合价代数和 为 0，Ti 元素的化合价为+4 价，因此，本题答案为：+4；(2)适当增大盐酸浓度、适当升高温度、减小 BaCO3 粒径都可以使酸浸速率加快；盐酸酸浸时反应的化学方程式为 BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2+H2O，离子方

8、程式 为：BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O。因此，本题答案为：适当增大盐酸浓度；适当升高温度；减小 BaCO3粒 径等合理即可； BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O； (3)过滤操作中使用的玻璃仪器有烧杯、 漏斗、 玻璃棒； (4)TiCl4 水解的离子方程式为 TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl ，加入大量水促进 TiCl4水解，盐的水解是吸热过程，加热促 进 TiCl4水解，故制备时加入大量的水同时加热，目的是促进 TiCl4的水解。因此，本题答案为：促进 TiCl4水 解； （5）根据 Ba 元素守恒，理论上得到 BaTiO3的质量为 19.7g/197(g/mo

9、l) 233g/mol=23.3g，BaTiO3的产率为 13.98g/23.3g 100%=60%， 因此， 本题答案为：60%； （6）BaCO3的溶解平衡方程式为 BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO2 3 (aq)，Ksp(BaCO3)=c(Ba2+) c(CO2 3)=2.58 10 -9，若浸出液中 c(Ba2+)=0.1mol/L，则 CO2 3在浸出液中最大浓度 c(CO2 3)=2.58 10 -8mol/L，因此，本题答案为：2.58 10-8； 【答案】 （1）+4 （2）适当增大盐酸浓度；适当升高温度；减小 BaCO3粒径等合理即可 BaCO3+2H+=Ba2+CO2

10、+H2O （3）漏斗、烧杯、玻璃棒 （4）促进 TiCl4水解 （5）60% （6）2.58 10-8 2.（2019 四川乐山理综）高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。 其生产工艺如下： 已知： 2KOH+Cl2=KCl+KClO+H2O（条件：温度较低） 6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高） 2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O 回答下列问题： （1）该生产工艺应在_（填“温度较高”或“温度较低”）情况下进行，从绿色化学的角度考 虑通入氯气速率应_（填“较快”或“较

11、慢”） ； （2）写出工业上制取 Cl2的化学方程式_； （3）K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是_； （4）配制 KOH 溶液时，是在每 100mL 水中溶解 61.6g KOH 固体（该溶液的密度为 1.47 g/mL） ，它的物 质的量浓度为_（保留整数） ； （5）在“反应液 I”中加 KOH 固体的目的是_： A与“反应液 I”中过量的 Cl2继续反应，生成更多的 KClO BKOH 固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率 C为下一步反应提供反应物 D使副产物 KClO3转化为 KClO （6）从“反应液 II”中分离出 K2FeO4后，会有副产品_（写化学式） 。

12、 （7）该工艺每得到 1.98 kg K2FeO4，理论上消耗 Cl2的物质的量为_mol。 【解析】(1)在温度较高时发生反应6KOH+3Cl2=5KCl+KClO3+3H2O，现在要制备 KClO，为了防止产 生杂质 KClO3，所以反应要在温度较低下进行；从绿色化学的角度考虑，氯气的通过速率慢一些会使反应更加 充分；故答案为：温度较低，较慢；(2)在工业上 Cl2是用电解饱和食盐水的方法制取的，反应的化学方程式是 2NaCl+2H2O= 电解 2NaOH+H2+Cl2；故答案为：2NaCl+2H2O= 电解 2NaOH+H2+Cl2；(3)+6 价的铁元素易得 电子表现出强氧化性，可杀菌

13、消毒，还原产物铁元素为+3 价，在水中形成 Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物 并可使泥沙聚沉； 故答案为： K2FeO4具有强氧化性， 可杀菌消毒； 还原产物 Fe 元素为+3 价， 在水中形成 Fe(OH)3 胶 体 ， 可 吸 附 水 中 悬 浮 物 形 成 沉 淀 ； (4) 溶 液 的 质 量 =(100+61.6)g ， 溶 液 体 积 =0.11L， n(KOH)=1.1mol,物质的量浓度=10mol/L；故答案为：10mol/L；(5)在“反应液 I”中加 KOH 固 体的目的是使过量的 Cl2继续反应，生成更多的 KclO，同时为下一步反应提供反应物；故答案为：AC；(6

14、)加 入硝酸铁溶液发生反应的化学方程式：2Fe(NO3)3+2KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，由反应方 程式可看出：分离出 K2FeO4后，会得到副产品 KNO3、KCl；故答案为：KNO3、KCl；(7)1.98 kg K2FeO4的物 质的量为：=10mol，根据转化关系可知，Cl2KClOK2FeO4，即需 要 Cl2 15mol；故答案为：15mol。 【答案】(1)温度较低 较慢 （2） 2NaCl+2H2O= 电解 2NaOH+H2+Cl2 （3） K2FeO4具有强氧化性，可杀菌消毒；还原产物 Fe 元素为+3 价，在水中形成 Fe(OH)3

15、胶体，可吸附 水中悬浮物形成沉淀 （4） 10mol/L （5） AC （6） KNO3 KCl （7） 15 3.（2019 河南开封市一模）氧化材料具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良 的物化性能。以锆英石(主要成分为 ZrSiO4，含有少量 Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料通过碱熔法制备氧 化锆(ZrO2)的流程如下： 25时，有关离子在水溶液中沉淀时的 pH 数据： Fe(OH)3 Zr(OH)4 Al(OH)3 开始沉淀时 pH 1.9 2.2 3.4 沉淀完全时 pH 3.2 3.2 4.7 请回答下列问题： (1)流程中旨在提高化学反应速率的

16、措施有_。 (2)操作 I 的名称是_滤渣 2 的成分为_。 (3)锆英石经“高温熔融”转化为 Na2ZrO3，写出该反应的化学方程式：_。 (4)“调节 pH”时，合适的 pH 范围是_。为了得到纯的 ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验 Zr(OH)4 是否洗涤干净的方法是_。 (5)写出“高温煅烧”过程的化学方程式_。根据 ZrO2的性质，推测其两种用途_。 【解析】(1)锆英石状态为固态，为提高反应速率，可以通过将矿石粉碎，以增大接触面积；或者通过加 热升高反应温度的方法加快反应速率； (2)操作 I 是分离难溶于水的固体与可溶性液体物质的方法， 名称是过滤； (3) 将 粉 碎 的

17、 锆 英 石 与 NaOH 在 高 温 下 发 生 反 应 ： ZrSiO4+4NaOH = 高温 Na2ZrO3+Na2SiO3 +2H2O ； Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；SiO2+2NaOH=2Na2SiO3+H2O；Fe2O3是碱性氧化物，不能与碱发生反应， 所以水浸后过滤进入滤渣 1 中，Na2ZrO3、Na2SiO3、NaAlO2能溶于水，水浸、过滤进入滤液 1 中；(4)向滤液 中加入足量盐酸， HCl 会与 Na2ZrO3、 Na2SiO3、 NaAlO2发生反应， 生成 NaCl、 H2SiO3(或 H4SiO4)、 AlCl3、 ZrCl4， 其中 H2

18、SiO3(或 H4SiO4)难溶于水，过滤时进入滤渣 2 中，其余进入滤液 2 中，因此滤渣 2 的成分为 H2SiO3(或 H4SiO4)；向滤液 2 中加入氨水，发生复分解反应，调节溶液的 pH 至大于 Zr(OH)4，而低于开始形成 Al(OH)3 沉淀的 pH，即 3.2pH3.4，就可以形成 Zr(OH)4沉淀，而 Al 元素仍以 Al3+形式存在于溶液中；Zr(OH)4沉淀 是从氨水和金属氯化物的混合液中过滤出来的， 所以要检验 Zr(OH)4是否洗涤干净的方法可通过检验洗涤液中 是否含有 Cl-离子判断，方法是取最后一次洗涤液，向其中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若无沉淀生

19、成，则 Zr(OH)4洗涤干净，否则未洗涤干净；(5)将 Zr(OH)4沉淀过滤、洗涤，然后高温灼烧，发生分解反应： Zr(OH)4ZrO2+2H2O 就得到 ZrO2；由于 ZrO2是高温分解产生的物质，说明 ZrO2熔点高，微粒之间作 用力强，物质的硬度大，因此根据 ZrO2的这种性质，它可用作制耐火材料、磨料等。 【答案】 （1）粉碎、高温 （2）过滤 硅酸(H2SiO3或 H4SiO4) （3）ZrSiO4+4NaOH= 高温 Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O （4）3.2pH3.4 取最后一次洗涤液，向其中滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成，则 Zr(OH)4洗涤干净

20、，否则未洗涤干净 （5）Zr(OH)4ZrO2+2H2O 耐火材料、磨料等 4.（2019 江西赣州发展联盟联考）四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料， 由钛铁矿（主要成分是 FeTiO3）制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下： 已知四氯化钛的熔点-25.0，沸点 136.4，SiCl4的熔点-68.8，沸点 57.6。回答下列问题： （1）加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe3+Fe=3Fe2+ 2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2+2H2O Ti3+(紫色)+Fe3+H2O=TiO2+(无色)

21、+Fe2+2H+ 加入铁屑的目的是_。 （2）若将制得的固体 TiO2 nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知 25时， KspFe(OH)3=2.79 1039，该温度下反应 Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2O 的平衡常数 K=_ （ 3 ） 已 知 ： TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) H=+140kJ mol1； 2C(s)+O2(g)=2CO(g) H= 221kJ mol1 写出 TiO2和焦炭、氯气反应生成液态 TiCl4和 CO 气体的热化学方程式：_。 （4）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色

22、化学理念，该工艺流程中存在的不 足之处是_（只要求写出一项） 。 （5）要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4，可采用的方法是_。 【解析】 （1）由题中信息可知，加入铁屑作还原剂，使 Fe3还原为 Fe2，当溶液变为紫色时，标志着铁 离子已除尽。 （2）KspFe(OH)3=2.79 1039=c(Fe3) c3(OH)反应 Fe(OH)3+ 3H+ Fe3+ 3H2O 的平衡常数 K=c(Fe3 )/c3(H )= =c(Fe3 ) c3(OH ) 1042=2.79 10-39 1042=2.79 103； （ 3 ） 依 据 盖 斯 定 律 + 得 到 ： TiO2(s)+2C(s

23、)+2Cl2(g) =TiCl4(l)+2CO(g) H=-81kJ mol-1； （4）由工艺流程可知，生成中产生废气、废液、废渣等，不符合绿色化 学理念， 依据绿色化学理念， 该工艺流程中存在的不足之处是： 没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等。 （5）由已知四氯化钛的熔点-25.0，沸点 136.4，SiCl4的熔点-68.8，沸点 57.6，可知，SiCl4、TiCl4 为液体，二者沸点相差较大，要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4，可采用蒸馏（或分馏）方法。 【答案】 （1）使 Fe3+还原成 Fe2+ （2） 2.79 103 （3） TiO2(s)+2C(s)+2Cl

24、2(g) =TiCl4(l)+2CO(g) H=-81kJ mol-1 （4） 没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等 （5） 蒸馏（或分馏） 5.(2019 四川内江三模）铍铜是力学、化学综合性能良好的合金，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是 从某废旧铍铜元件(含 BeO、CuS、少量 FeS 和 SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。 已知：铍、铝元素处于周期表中的对角线位置，化学性质相似 常温下：KspCu(OH)2=2.2 1020、KspFe(OH)3=4.0 1038、KspMn(OH)2=2.l 1013 (1)写出铍铜元件中 SiO2与 NaOH 溶液反应的离子方程式_。

25、(2)滤渣 B 的主要成分为_(填化学式)。写出反应中含铍化合物与过量盐酸反应的化 学方程式_。 (3)溶液 C 中含 NaCl、BeCl2和少量 HCl，为提纯 BeCl2，选择合理步骤并排序_。 a加入过量的 NaOH b过滤 c加入适量的 HCl d加入过量的氨水 e通入过量的 CO2 f洗涤 从 BeCl2溶液中得到 BeCl2 固体的操作是_。 (4)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫，写出反应中 CuS 发生反应的离子方程式 _。 (5)溶液 D 中含 c(Cu2+)=2.2mol L1、c(Fe3+)=0.008mol L1、c(Mn2+)=0.01mol L1，逐滴加

26、入稀氨水调节 pH 可依次分离，首先沉淀的是_(填离子符号)。 【解析】 （1）SiO2是酸性氧化物，和 NaOH 反应生成，硅酸钠和水，离子方程式为：SiO2+2OH=SiO2 3 +H2O；本题答案为：SiO2+2OH=SiO2 3+H2O。 （2）铍铜元件主要成分是 BeO、CuS、FeS、SiO2，由信息可 知 BeO 是两性氧化物，CuS、FeS 不与 NaOH 反应，SiO2是酸性氧化物能和氢氧化钠反应，因此滤渣 B 的主 要成分是不反应的 CuS、FeS；滤液 A 中含铍化合物为 Na2BeO2，Na2BeO2与过量的盐酸反应的化学方程式为： Na2BeO2+4HCl=BeCl2

27、+2NaCl+2H2O；本题答案为：CuS、FeS，Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O。 （3） 依据 Be(OH)2和 Al(OH)3性质相似， 难溶于水及具有两性的特点， 在溶液 C 中加入过量的氨水， 生成 Be(OH)2 沉淀，过滤后洗涤，再加入盐酸溶解即可，所以提纯 BeCl2选择的合理步骤为：dbfc；本题答案为：dbfc。 BeCl2易发生水解，生成 Be(OH)2和 HCl，从 BeCl2溶液中用蒸发结晶法得到 BeCl2固体时，要抑制水解，所 以操作为：蒸发结晶时向溶液中持续通入 HCl 气体(或在 HCl 气流中加热蒸干)；本题答案为：蒸发结晶时向溶

28、 液中持续通入 HCl 气体( 或在 HCl 气流中加热蒸干)。 （4）反应是在硫酸存在的条件下，MnO2和 CuS 反应， 依据题所给信息，CuS 中的 S 元素被氧化成 S 单质，同时 MnO2中的 Mn 被还原成 Mn2+，所以反应的离子方 程式为：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2+Cu2+2H2O；本题答案为：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2+Cu2+2H2O。 （5） 当 加 入 氨 水 时 ， 依 据KspCu(OH)2=2.2 10 20 ， 欲 使Cu(OH)2沉 淀 ， 根 据c(OH)2 ()_D_Dd_-mol/L，时就有 Cu(OH)2沉淀，同理可求欲使 Fe3+、Mn2+转化为沉淀的 c(OH)分别为， 1.710mol/L，1.4510mol/L，因此首先沉淀的是 Fe3+；本题答案为：Fe3+。 【答案】 （1）SiO2+2OH=SiO2 3+H2O （2） CuS、FeS Na2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O （3） dbfc 蒸发结晶时向溶液中持续通入 HCl 气体(或在 HCl 气流中加热蒸干) （4） MnO2+CuS+4H+=S+Mn2+ Cu2+2H2O （5）Fe3+