2022年高考化学专题突破训练化学工艺流程试题的解题策略.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载化学工艺流程试题专题突破训练一的解题策略1无水氯化铝在生产、生活中应用广泛；（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为_ ；（2）工业上用铝土矿 主要成分为 Al 2O3,含有 Fe2O3、SiO 2 等杂质 制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质 SiCl 4 AlCl 3 FeCl3 FeCl2沸点 /57.6 180升华 300升华 1 023 步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是 _只要求写出一种 ；步骤中如不通入氯气和氧气,就反应生成相对原子质量比硅大的单质是 _；步骤的尾气经冷却至室温后,气体用足量的 NaOH 冷溶液吸取,生成的盐主要有 3 种,其化学式分别为 _ ；名师归纳总结 - - - - - - -结合流程及相关数据分析,步骤中加入铝粉的目的是_；【解析】（1） Al3水解生成AlOH 3 胶体和 H；（2） 水分削减可防止Al3的水解,气孔数目增多,增大了接触面积,可以加快反应速率；焦炭能仍原矿石中的铁； 尾气中存在Cl 2和 CO 2,故与 NaOH 溶液反应生成NaCl 、NaClO 、Na2CO 3；依据工艺流程示意图可知液态混合物中含有FeCl3 杂质,因此加入铝粉可除去FeCl3,提高 AlCl 3 的纯度；【答案】（1） Al33H2OAlOH 3胶体 3H（2）防止后续步骤生成的AlCl 3 水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率铁或FeNaCl 、NaClO 、Na2CO3除去 FeCl3,提高 AlCl 3 纯度2硼氢化钠 NaBH 4在化工等领域具有重要的应用价值,某讨论小组采纳偏硼酸钠NaBO 2为主要原料制备NaBH 4,其流程如下：第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载_ 已知： NaBH 4 常温下能与水反应,可溶于异丙胺沸点： 33 ；（1）在第步反应加料之前,需要将反应器加热至100 以上并通入氩气,该操作的目的是_ ,原料中的金属钠通常储存在 需要用到的试验用品有 _、_、玻璃片和小刀等；_中,试验室取用少量金属钠（2）第步分别采纳的方法是 _；第步分出 NaBH 4 并回收溶剂,采纳的方法是 _；（3）写出第步反应的化学方程式 _ ；【解析】（1）通入氩气后排净反应器中的水蒸气和空气,防止 Na、 NaBH 4 与水和空气中的 O2 反应；金属钠通常储存在煤油中；在取用钠时,应用镊子将钠从煤油中取出,并用滤纸吸干表面的煤油；（2）经过第 步后得到溶液和固体,故该操作为过滤；由于异丙胺的沸点较低,故第步可以采纳蒸（3）NaBO 22SiO 2馏的方法分别出NaBH 4 并回收溶剂；【答案】（1）除去反应器中的水蒸气和空气煤油镊子滤纸（2）过滤蒸馏4Na2H 2NaBH 42Na2SiO33烟气脱硫能有效削减二氧化硫的排放；试验室用粉煤灰 Al 2SO4xOH 62x；溶液,并用于烟气脱硫讨论；主要含 Al 2O3、SiO2等制备碱式硫酸铝（1）酸浸时反应的化学方程式为 _ ；滤渣的主要成分为 _ 填化学式 ；（2）加 CaCO3 调剂溶液的 pH 至 3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使 Al 2SO43 转化为 Al 2SO4xOH 62x；滤渣的主要成分为 _ 填化学式 ；如溶液的 pH 偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其缘由是_ 用离子方程式表示 （3）上述流程中经完全热分解放出的 SO2 量总是小于吸取的 SO2量,其主要缘由是_ ；与吸取 SO2 前的溶液相比, 热分解后循环利用的溶液的 pH 将_填“ 增大” “ 减小” 或“ 不变”；【解析】（1）酸浸时能与 H2SO4 反应的是 Al 2O3, H2SO4 与 Al 2O3反应生成盐和水,SiO2 不和 H 2SO4 反应,成为滤渣；（2）CaCO3 和溶液中的 H 2SO4 反应生成 CaSO4；假如 pH 偏高,一部分 Al 3会转化为 AlOH 3沉淀,离子方程式为 3CaCO 32Al 33SO 4 3H2O2AlOH 33CaSO43CO2 ；（3）热分解时,一部 2分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐,不能分解成为 SO2；SO2 溶于水生成 H2SO3,会中和溶液中的部分 OH,使溶液的 pH 减小；名师归纳总结 - - - - - - -【答案】（ 1）Al 2O33H2SO4Al 2SO4 3 3H 2OSiO2（ 2） CaSO422SO 3被氧化成 SO 43CaCO32Al33SO243H2O2AlOH 33CaSO43CO2（ 3）溶液中的部分减小4硼镁泥是硼镁矿生产硼砂Na 2B 4O7· 10H2O时的废渣,其主要成分是MgO ,仍含有 CaO、Al 2O3、 Fe2O3、FeO、MnO 、B 2O3、SiO2等杂质；以硼镁泥为原料制取的七水硫酸镁在印染、造纸和医药等工业上都有广 泛的应用；硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载（1）滤渣 A 能溶于氢氟酸,写出其反应的化学方程式（2）滤渣 B 中含有不溶于稀盐酸的黑色固体,就滤渣 煮沸的目的是 _；（3）写出加 NaClO 过程中发生反应的离子方程式_ ；B 含有的成分有 _,加 MgO 并_ ；（4）趁热过滤的目的是 _ ；（5）因 B 2O3 溶于硫酸,所以此法制备的七水硫酸镁含有少量硼酸 H 3BO 3,硼酸与 NaOH 溶液反应可制得硼砂,写出该反应的化学方程式 _ ；失去结晶水的硼砂与金属钠、氢气及石英砂一起反应可制备有机化学中的“ 万能仍原剂 NaBH 4”和另一种钠盐,写出其反应的化学方程式_ ；【解析】（ 1）硼镁泥是硼镁矿生产硼砂 Na2B4O7·10H2O时的废渣, 其主要成分是 MgO ,仍含有 CaO、Al 2O3、Fe2O3、 FeO、MnO 、B 2O3、SiO2 等杂质,在硼镁泥中加硫酸,二氧化硅不溶,所以过滤后的滤渣 A 为二氧化硅, 二氧化硅和氢氟酸反应的方程式为SiO 24HFSiF4 2H2O；（2）加次氯酸钠的目的是为了将亚铁离子和Mn2氧化,氧化后加氧化镁是为了调剂pH,让铁离子和铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝的沉淀除去,滤渣 B 中含有不溶于稀盐酸的黑色固体是二氧化锰,所以滤渣 B 的成分为： AlOH 3、FeOH 3、MnO 2；（3）加 NaClO 过程中发生反应的离子方程式为 Mn 2ClO H 2OMnO 2 Cl 2H、2Fe 2ClO 2H2Fe 3Cl H2O；（4）蒸发浓缩、趁热过滤是为了除去硫酸钙,温度降低后,即冷却结晶后析出了硫酸镁,所以趁热过滤是为了防止硫酸镁析出；（5）4H 3BO 32NaOH 3H 2ONa2B 4O7·10H2O；失去结晶水的硼砂 Na2B 4O7与金属钠、氢气及石英砂 主要成分是 SiO2一起反应可制备有机化学中的“ 万能仍原剂 NaBH 4”和另一种钠盐,这种钠盐应当是硅酸钠,反应的方程式为 Na2B 4O7 16Na8H 27SiO 24NaBH 47Na2SiO 3；【答案】（1） SiO24HFSiF4 2H 2O （2） AlOH 3、 FeOH 3、MnO 2 调高溶液 pH,促进 Al 3、Fe 3完全水解成氢氧化物沉淀而除去（3） Mn 2ClOH 2OMnO 2 Cl2H、2Fe 2ClO 2H2Fe 3ClH2O（4）防止 MgSO 4 在温度降低时结晶析出（5） 4H3BO 32NaOH 3H 2ONa2B 4O7·10H2O Na2B4O716Na8H27SiO24NaBH47Na2SiO35工业上利用氨氧化获得的高浓度 NOx气体 含 NO 、NO2制备 NaNO 2、NaNO3,工艺流程如下：已知： Na2CO 3NONO 22NaNO 2CO 2名师归纳总结 - - - - - - -（1）中和液所含溶质除 NaNO 2 及少量 Na 2CO 3外,仍有 _ 填化学式 ；（2）中和液进行蒸发操作时,应掌握水的蒸发量,防止浓度过大,目的是 _；蒸发产生的蒸汽中含有少量NaNO 2 等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的_ 填操作名称 最合理；（3）母液进行转化时加入稀HNO 3 的目的是 _ ；母液需回收利用,以下处理方法合理的是_；第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载a转入中和液 b转入结晶操作 c转入转化液 d转入结晶操作（4）如将 NaNO 2、NaNO 3 两种产品的物质的量之比设为 21,就生产 1.38 吨 NaNO 2 时, Na2CO 3 的理论用量为 _吨假设 Na2CO3 恰好完全反应 ；【解析】（1）NO 2 与碱液反应可生成 NaNO 3；（2）蒸发 操作的目的是使 NaNO 2 结晶析出,使 NaNO 3 留在母液中,当 H2O 蒸发量太大时,可能会造成 NaNO 3 的浓度过大,从而形成饱和溶液而结晶析出；NaNO 2冷凝后用于流程中的溶碱操作,以达到原料循环利用的目的；（3）酸性条件下, NaNO 2 易被氧化, 加入 HNO 3 可供应酸性环境；或转入结晶 操作,以达到原料循环利用的目的；母液 中含有 NaNO 3,将其转入转化液,（4）设 Na2CO3 理论用量为 x,依据 Na 元素守恒得 2×1061.38 t 691 2× 1.38 t 69,解得 x1.59 t；【答案】（1） NaNO 3 （2）防止 NaNO 3 的析出 溶碱（ 3）将 NaNO 2 转化为 NaNO 3 c、d （4） 1.59 6锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用；某锂离子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO 2、导电剂乙炔黑和铝箔等；充电时,该锂离子电池负极发生的反应为 6CxLixeLi xC6；现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 部分条件未给出 ；回答以下问题：（1） LiCoO 2 中, Co 元素的化合价为 _；（2）写出“ 正极碱浸” 中发生反应的离子方程式_ ；（3）“ 酸浸” 一般在 80 下进行,写出该步骤中发生的全部氧化仍原反应的化学方程式_ ；可用盐酸代替 H2SO4 和 H 2O2 的混合液,但缺点是 _ ；（4）写出“ 沉钴” 过程中发生反应的化学方程式 _ ；（5）充放电过程中,发生 LiCoO 2 与 Li 1xCoO2 之间的转化,写出放电时电池反应方程式_ ；（6）上述工艺中,“ 放电处理” 有利于锂在正极的回收,其缘由是 _；在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有_ 填化学式 ；【解析】 从工艺流程入手,结合元素化合物性质、氧化仍原反应原理分析解答问题；（1） LiCoO 2 中 Li 为 1 价, O 为 2 价,故 Co 元素的化合价为3 价；（2）正极碱浸过程中, 导电剂中 Al 箔与 NaOH 溶液反应, 离子方程式为 3H 2 ；2Al 2OH6H 2O2AlOH4（3）由流程知：正极碱浸过滤 滤渣中,反应物 LiCoO 2加入 H2SO4、H 2O2 后,产物有 Li 2SO4、CoSO4,分析该反应知 Co 由 3 2CoSO4 中 Co 显 2 价,化合价降低,就只能是 H2O2 中 O 元素化合价上升生成 O2；配平 电子守恒、原子守恒 该化学方程式得：2LiCoO 2 3H2SO4H2O2 Li 2SO4 2CoSO4 O24H 2O,反应温度在 80 ,H2O2 易发生分解反应 2H2O2 2H 2OO2 ；盐酸既具有酸性又具有仍原性,盐酸中的 Cl被氧化生成氯气,氯气有毒,能污染空气；名师归纳总结 - - - - - - -（4）由流程知 “ 沉钴 ” 反应物为CoSO4 和 NH 4HCO 3,产物有CoCO 3,CoCO3 中 CO 23来自 HCO 3的电离HCOHCO 23 ,由于Co2结合 CO23使 HCO 3电离平稳正向移动,溶液中cH增大,一部分HCO3发生反应： HCO 3H H2OCO2 ；故反应方程式为第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载CoSO42NH 4HCO 3CoCO3 NH4 2SO4CO 2 H2O；（5）依据题干信息, 充电时负极发生反应6CxLi xeLi xC6,放电时负极发生Li xC6xe6CxLi,结合 LiCoO 2 与 Li 1 xCoO2 的转化可知放电总反应为Li 1 xCoO2Li xC6LiCoO 26C；（6）由于 Li带正电荷,放电时 Li向正极移动,进入正极材料,便于回收；从流程图可看出,可回收到的金属化合物有 AlOH 3、CoCO3 和 Li 2SO4；【答案】（1） 3 （ 2）2Al 2OH6H 2O2AlOH 43H2（3）2LiCoO 23H2SO4 H2O2 Li 2SO42CoSO4O2 4H2O、2H2O2 2H 2OO2有氯气生成,污染较大（ 4）CoSO42NH 4HCO 3CoCO 3 NH 42SO4H 2OCO 2 （ 5）Li 1xCoO2Li xC6LiCoO 26C （6）Li从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中 AlOH 3、CoCO3、Li 2SO47辉铜矿石主要含有硫化亚铜 Cu2S及少量脉石 SiO 2；一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示：（1）写出“ 浸取” 过程中 Cu2S 溶解时发生反应的离子方程式：_；（2）“ 回收 S” 过程中温度掌握在5060 之间,不宜过高或过低的缘由是_；（3）气体 NO x与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该反应的化学方程式为_ ；向“ 滤液 M” 中加入 或通入 _ 填字母 ,可得到另一种可循环利用的物质；a铁 b氯气 c高锰酸钾（4）“ 保温除铁” 过程中,加入 CuO 的目的是 _；“ 蒸发浓缩、冷却结晶” 过程中,要用 HNO 3 溶液调剂溶液的 pH,其理由是 _ ；【解析】（1）Fe 3作氧化剂, Cu 2S 被氧化,离子方程式为 Cu2S4Fe 32Cu 24Fe 2S；（ 2）苯的沸点较低,温度过高苯易挥发,温度过低矿渣的溶解速率小,故应掌握温度为5060 ；（3）NO x作仍原剂,依据质量守恒和得失电子守恒可写出反应的化学方程式：4NOx52xO22H 2O4HNO 3；向滤液 M 中通入 Cl 2,将 FeCl2 氧化成 FeCl3,FeCl 3 溶液可循环使用；（4）Fe 3可发生水解反应名师归纳总结 - - - - - - -Fe 33H2OFeOH 33H,加入 CuO,可使水解平稳向正反应方向移动；Cu 2会水解,加入 HNO 3溶液可抑制Cu2的水解 不引入其他杂质；【答案】（1） Cu2S4Fe32Cu24Fe 2 S （ 2）温度过高苯易挥发,温度过低矿渣的溶解速率小（3）4NO x52xO22H 2O4HNO 3（4）加大 Fe 3转化为 FeOH 3 的程度b pH,抑制 Cu2的水解调剂溶液的第 5 页,共 5 页