2022年高考化学工艺流程题.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载工艺流程图题型突破 1【 2022 新课标 1 卷】( 14 分)Li4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子 电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3,仍含有少 量 MgO、SiO2 等杂质)来制备,工艺流程如下:回答以下问题:(1) “酸浸 ” 试验中,铁的浸出率结果如下图所示;由图可知,当铁的浸出率为 70%时,所采纳 的试验条件为 _;(2) “酸浸 ”后,钛主要以TiOCl2形式存在,写出相应反应的离子方程式_;4(3) TiO2xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得试验结果如下表所示:温
2、度 /30 35 40 45 50 TiO2xH2O 转化率 % 92 95 97 93 88 分析 40 时 TiO2xH2O 转化率最高的缘由_;名师归纳总结 (4) Li2Ti 5O15 中 Ti 的化合价为 +4,其中过氧键的数目为_;第 1 页,共 17 页(5)如“ 滤液 ” 中cMg20.02 mol L1,加入双氧水和磷酸 (设溶液体积增加1 倍),使3 Fe恰好沉淀完全即溶液中cFe31.0105mol L1,此时是否有Mg 3PO42沉淀生成?- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载22、1.01024;(列式运算);Fe
3、PO4、Mg3PO42 的 Ksp 分别为1.3 10(6)写出 “高温煅烧 ”中由 FePO4 制备 LiFePO4 的化学方程式;【答案】(1)100、 2h, 90, 5h (2)FeTiO3+ 4H +4Cl- = Fe 2+ TiOCl 24 + 2H2O (3)低于 40, TiO2xH2O 转化反应速率随温度上升而增加;超过 40,双氧水分解与氨气逸出导致 TiO2xH2O 转化反应速率下降(4)4 22( 5) Fe 3+恰好沉淀完全时,c PO 34 = 1.3 105 mol L- 1=1.3 1017 mol L- 1, c 3Mg 2+ c 2 PO 34 1.0 10
4、0.01 3 1.3 10 2=1.7 1040Ksp ,因此不会生成 Mg 3PO42 沉淀;高温(6) 2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4 2LiFePO4+ H2O + 3CO22(4) Li2Ti 5O15 中 Li 为+1 价, O 为2 价, Ti 为+4 价,过氧根 O 2 中氧元素显 1 价,设过氧键的数目为 x,依据正负化合价代数和为0,可知 +1 2+4 5+2 152x+1 2x=0,解得: x=4;(5)Ksp=cFe 3+ c3 PO 4=1.3 102,就 c3 PO 4cKsp 1.3 1017 mol/L ,Qcc 3Mg2+ c23 PO 43 F
5、e0.01 3 1.3 10 2=1.69 1040 1.0 1024,就无沉淀;(6)高温下 FePO4 与 Li2CO3 和 H2C2O4 混合加热可得LiFePO4,依据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式为2FePO4 + Li2CO3+ H2C2O4高温2LiFePO4+ H2O + 3CO2 ;【名师点睛】工艺流程题,就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并依据生产流程中有关的化学学问步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题;制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成,每一步操作都有其详细的目标、任务;审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上,
6、分析时要从成本角度 原料是否廉价易得 、环保角度 是否符合绿色化学的要求 、现实角度等方面考虑;解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边摸索,易处着手;先局部,后全盘,逐步深化;而且仍要看清问题,不能答非所问;要求用理论名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 回答的试题应采纳学习必备欢迎下载 依据什么理论 所以有什“四段论法 ” :此题转变了什么条件或是什么条件么变化 结论;2【 2022 新课标 3 卷】( 15 分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为 FeO Cr2O3,仍含有 硅
7、、铝等杂质;制备流程如下列图:回答以下问题:(1)步骤的主要反应为:FeO Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 高温Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2 上述反应配平后 FeO Cr2O3 与 NaNO3 的系数比为 _;该步骤不能使用陶瓷容器,缘由是 _;(2)滤渣 1 中含量最多的金属元素是_,滤渣 2 的主要成分是 _及含硅杂质;(3)步骤调滤液 2 的 pH 使之变 _(填 “ 大”或“小” ),缘由是 _(用离子方程式表示) ;(4)有关物质的溶解度如下列图;向“滤液 3” 中加 入适量 KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到名师归纳总结 K2Cr2O7固体;冷却到 _
8、(填标号)得到的K2Cr2O7 固体产品最多;第 3 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - a 80b 60学习必备欢迎下载c40d10步骤的反应类型是_;K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为(5)某工厂用m 1 kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备_;【答案】(1)27 陶瓷在高温下会与Na2CO3 反应 (2)铁AlOH3(3)小2CrO2+2H+Cr O2+H2O (4)d 复分解反应(5)190m 2 100% 47147m 1( 3 ) 滤 液2调 节pH的 目 的 是 提 高 溶 液 的 酸 性 , pH变 小
9、; 因 为 溶 液 中 存 在2CrO42-+2H+Cr2O7 2-+H2O,增大溶液中H +浓度,可促进平稳正向移动,提高溶液中Cr2O72-的浓度;(4)由图示可知,在10 左右时,得到K2Cr2O7 的固体最多; 2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7 +2NaCl的反应类型为复分解反应;(5)样品中 Cr2O3 的质量为 m 1 40% kg,就生成 K2Cr2O7 的理论质量为m 1 40% kg 294 152,就所得产品的产率为m 2 kg (m 1 40% kg 294 152) 100%= 190 m 2147 m 1 100%;3【 2022 北京卷】( 13 分) T
10、iCl4是由钛精矿(主要成分为 备纯 TiCl4 的流程示意图如下:资料: TiCl4 及所含杂质氯化物的性质TiO2)制备钛( Ti)的重要中间产物,制化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点 /58 136 181(升华)316 1412 熔点/- 69 - 25 193 304 714 在 TiCl4 中的溶解性互溶微溶难溶(1)氯化过程: TiO2与 Cl2 难以直接反应,加碳生成CO 和 CO2可使反应得以进行;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 已知: TiO2s+2 Cl2g= Ti
11、Cl4g+ O2g 学习必备欢迎下载-1 H1=+175.4 kJmol-12Cs+O2g=2COg H2=-220.9 kJ mol 沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4g和 COg的热化学方程式:_; 氯化过程中 CO和 CO2 可以相互转化,依据如图判定:CO2 生成 CO 反应的 H_0(填“ ” “ ”或“=”),判定依据:_; 氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的 HCl 和 Cl2 经吸取可得粗盐酸、FeCl3 溶液, 就尾气的吸取液依次是 _; 氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗 TiCl4 混合液,就滤渣中含有 _;(2)精制过程:粗 TiCl4 经两步蒸馏得纯 TiCl4;示意图
12、如下:物质 a 是_, T2 应掌握在 _;名师归纳总结 【答案】( 1) TiO2s+2Cl2g+2Cs=TiCl4g+2COg H=-45.5 kJ/mol 第 5 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载随温度上升, CO 含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应H2O、FeCl2 溶液、 NaOH 溶液 MgCl2、AlCl3、FeCl3 (2) SiCl4 高于 136,低于 181中,最终用氢氧化钠溶液吸取剩余酸性气体;资料中已经给出 “ TiCl4 及所含杂质氯化物的性质”一览表,因此氯化过程中生成的 MgCl2、
13、AlCl3、FeCl3 只有少量溶解在液态 TiCl4 中,而 SiCl4 完全溶解在 TiCl4 中,因此过滤得到粗 TiCl4 混合液时滤渣中含有上述难溶物和微溶物;滤渣应为 MgCl2、AlCl3、FeCl3;(2)依据资料, SiCl4的沸点最低,先蒸馏出来,因此物质 a 为 SiCl4,依据流程目的,为了得到纯洁的 TiCl4,后续温度需掌握在略微大于 136,但小于 181;【名师点睛】此题以钛精矿制备纯TiCl4 的流程为素材,主要考查盖斯定律和热化学方程式、化学平衡移动、 HCl 及 Cl2 尾气的利用和吸取、制备流程中物质关系、过滤、蒸馏试验等基础化学学问,考查考生对化学反应
14、原理学问的综合应用才能和对已知信息的综合应用才能;制备类工艺流程题 一般由多步连续的操作组成,每一步操作都有其详细的目标、任务;审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上,分析时要从成本角度原料是否廉价易得、环保角度 是否符合绿色化学的要求 、现实角度等方面考虑;解答时要看框内,看框外,里外结合;边分析,边摸索,易处着手;先局部,后全盘,逐步深化;而且仍要看清问题,不能答非所问;要求用理论回答的试题应采纳“ 四段论法” :此题转变了什么条件或是什么条件 依据什么理论所以有什么变化结论;另外需要留意题干信息的提取和挑选,例如此题中:溶解性打算溶液中溶质及沉淀的成分,表格中信息就可以得到TiCl
15、4 液体中溶解的溶质及同时存在的沉淀成分;工业过程中有毒、有污染的尾气都需要进行处理防止污染;4【2022 江苏卷】 12 分铝是应用广泛的金属;以铝土矿 主要成分为Al2O3,含SiO2 和Fe2O3 等杂质为原料制备铝的一种工艺流程如下:名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载注: SiO2 在“碱溶 ”时转化为铝硅酸钠沉淀;(1) “碱溶 ”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_;(2)向“ 过滤 ”所得滤液中加入 NaHCO3 溶液,溶液的 pH_ 填“增大 ”、“不变 ”或“减小 ” ;(3) “电解
16、 ” 是电解熔融 Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,缘由是 _;(4)“ 电解 ” 是电解 Na2CO3 溶液,原理如下列图; 阳极的电极反应式为 _,阴极产生的物质 A 的化学式为 _;(5)铝粉在 1000时可与 N2 反应制备 AlN;在铝粉中添加少量 AlN 的制备,其主要缘由是 _;NH4Cl 固体并充分混合,有利于【答案】(1)Al2O3+2OH- =2AlO2+H2O (2)减小( 3)石墨电极被阳极上产生的 O2氧化(4) 4CO3 2+2H2O-4e- =4HCO3+O2 H2 (5) NH4Cl 分解产生的 HCl能够破坏 Al 表面的 Al2O3薄膜(2)为了提高
17、铝土矿的浸取率,氢氧化钠溶液必需过量,所以过滤I 所得滤液中含有氢氧化钠,名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载加入碳酸氢钠溶液后,氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水,所以溶液的 pH 减小;(3)电解 I 过程中,石墨阳极上氧离子被氧化为氧气,在高温下,氧气与石墨发生反应生成气体,所以,石墨电极易消耗的缘由是被阳极上产生的氧气氧化;(4)由图中信息可知,生成氧气的为阳极室,溶液中水电离的OH- 放电生成氧气,破坏了水的电离平稳,碳酸根结合 H +转化为 HCO3,所以电极反应式为 4CO3 2
18、+2H2O-4e- =4HCO3+O2 ,阴极室氢氧化钠溶液浓度变大,说明水电离的 H +放电生成氢气而破坏水的电离平稳,所以阴极产生的物质 A 为 H2;(5)铝在常温下就简单与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜;氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜,所以加入少量的氯化铵有利于 AlN 的制备;【名师点睛】 此题通过化工流程考查了课本上学过的从铝土矿提取铝的元素化合物的学问,在问题中又结合原料的循环利用考查了电解原理;制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成,每一步操作都有其详细的目标、任务;审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上,分析时要从成本角度 原料是否廉价易得
19、、环保角度 是否符合绿色化学的要求、现实角度等方面考虑;解答时要先看框内,后看框外,里外结合;边分析,边摸索,易处着手;先局部,后全盘,逐步深化;而且仍要看清问题,不能答非所问;要求用理论回答的试题应采纳“四段论法 ”:此题转变了什么条件 或是什么条件 依据什么理论或性质所以有什么变化结论,如此题最终一个问题,只要留意了铝表面易生成氧化膜和氯化铵受热易分解这两条性质,即可想到分解产物对氧化膜的作用,所以备考时,要多看课本上元素化合物方面内容,知道学了哪些,大多数的试题的根都在课本上;5【 2022 江苏卷】 15 分某科研小组采纳如下方案回收一种光盘金属层中的少量 Ag金属层中其他金属含量过低
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- 2022 年高 化学 工艺流程
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