2022年新高考化学工艺流程题.pdf
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1、2 0 2 2年 高 考 化 学 工 艺 流 程 综 合 题 1.碘(紫 黑 色 固 体,微 溶 于 水)及 其 化 合 物 广 泛 用 于 医 药、染 料 等 方 面。回 答 下 列 问 题:(1儿 的 一 种 制 备 方 法 如 图 所 示:AgN()3 Fe 粉 Cl2I I I鼾 鬻 后 一 僮 函 一 悬 浊 液 一 麻 一 悻 丽 一 u沉 淀 加 入 F e粉 进 行 转 化 反 应 的 离 子 方 程 式 为,生 成 的 沉 淀 与 硝 酸 反 应,生 成 后 可 循 环 使 用。通 入 C 1 2的 过 程 中,若 氧 化 产 物 只 有 一 种,反 应 的 化 学 方 程
2、式 为 若 反 应 物 用 量 比 暗;=1.5 时,氧 化 产 物 为 _;当 喀;1.5后,单 质 碘 的 收 率 n(FeI2)n(FeI2)会 降 低,原 因 是 _ O(2)以 NalCh为 原 料 制 备 L 的 方 法 是:先 向 NalCh溶 液 中 加 入 计 量 的 NaHSCh,生 成 碘 化 物;再 向 混 合 溶 液 中 加 入 N alO j溶 液,反 应 得 到 卜。上 述 制 备 12的 总 反 应 的 离 子 方 程 式 为(3)K I溶 液 和 CuSO4溶 液 混 合 可 生 成 C u i沉 淀 和 卜,若 生 成 1 m o lb,消 耗 的 K I至
3、 少 为 mole L 在 K I溶 液 中 可 发 生 反 应:I2+r=5。实 验 室 中 使 用 过 量 的 K I与 CuSO4溶 液 反 应 后,过 滤,滤 液 经 水 蒸 气 蒸 储 可 制 得 高 纯 碘。反 应 中 加 入 过 量 K I的 原 因 是 2.磁 选 后 的 炼 铁 高 钛 炉 渣,主 要 成 分 有 TiO2、SiO2、ALO3、MgO、C aO以 及 少 量 的 Fe2O3,为 节 约 和 充 分 利 用 资 源,通 过 如 下 工 艺 流 程 回 收 钛、铝、镁 等。(NH,)2s O,热 水 1,-1高 钛 炉 渣 一 f b l 浸 尾 气 匐 渣 氨
4、水 粤 分 步 F 淀 卜 气 氧 化 物 沉 淀 母 液 T 酸 7 一|水 墨 卜 TiO?祖 0焉 酸 溶 渣,水 母 液 该 工 艺 条 件 下,有 关 金 属 离 子 开 始 沉 淀 和 沉 淀 完 全 的 p H见 下 表 金 属 离 子 Fe3+Al3+Mg2+Ca2+开 始 沉 淀 的 pH 2.2 3.5 9.5 12.4沉 淀 完 全(c=LOX10 5 mol L】)的 pH3.2 4.7 11.1 13.8回 答 下 列 问 题:(1)“焙 烧”中,TiCh、SiCh几 乎 不 发 生 反 应,AI2O3、MgO、CaO、FezCh转 化 为 相 应 的 硫 酸 盐。写
5、 出 AI2O3转 化 为 NH4A1(SO4)2的 化 学 方 程 式。(2)“水 浸”后“滤 液”的 p H 约 为 2.0,在“分 步 沉 淀”时 用 氨 水 逐 步 调 节 p H 至 11.6,依 次 析 出 的 金 属 离 子 是“母 液”中 Mg2+浓 度 为 m o l-fo 水 浸 渣”在 160“酸 溶”,最 适 合 的 酸 是。“酸 溶 渣”的 成 分 是(5)“酸 溶”后,将 溶 液 适 当 稀 释 并 加 热,TiCP+水 解 析 出 TiCxHzO沉 淀,该 反 应 的 离 子 方 程 式 是 _(6)将“母 液”和“母 液”混 合,吸 收 尾 气,经 处 理 得,
6、循 环 利 用。3 2 0 2 0全 国 卷 I 钿 具 有 广 泛 用 途。黏 土 钿 矿 中,钮 以+3、+4、+5 价 的 化 合 物 存 在,还 包 括 钾、镁 的 铝 硅 酸 盐,以 及 SiO2 Fe3O4o采 用 以 下 工 艺 流 程 可 由 黏 土 钮 矿 制 备 NH4Vo3。30%HJSO4 NaOH NaOH HC1 NH4cl|JpH=10-3.1|pH13|p H=8J|机 矿 粉 一 加.氧 化 1MH叫|中 和 沉 淀 阴 笠|沉 旋 转 辞 蚂 中 始 加 一|沉 机|-NH.VO,L 十 IMnO:滤 渣 滤 液 漆 渣 滤 渣 滤 液 该 工 艺 条 件
7、下,溶 液 中 金 属 离 子 开 始 沉 淀 和 完 全 沉 淀 的 p H如 下 表 所 示:金 属 离 子 Fe3+Fe2+Al Mn2+开 始 沉 淀 pH 1.9 7.0 3.0 8.1完 全 沉 淀 pH 3.2 9.0 4.7 10.1回 答 下 列 问 题:(1)“酸 浸 氧 化”需 要 加 热,其 原 因 是。(2)“酸 浸 氧 化”中,VCT和 VO2+被 氧 化 成 V0,同 时 还 有 离 子 被 氧 化。写 出 VO+转 化 为 V0 反 应 的 离 子 方 程 式。(3)“中 和 沉 淀”中,帆 水 解 并 沉 淀 为 V2O5-X H 2。,随 滤 液 可 除 去
8、 金 属 离 子 K+、Mg2+、Na*、,以 及 部 分 的 o(4)“沉 淀 转 溶”中,V2O5-XH2O转 化 为 帆 酸 盐 溶 解。滤 渣 的 主 要 成 分 是。(5)“调 pH”中 有 沉 淀 生 成,生 成 沉 淀 反 应 的 化 学 方 程 式 是(6)“沉 钮”中 析 出 NH4VO3晶 体 时,需 要 加 入 过 量 NH4C 1,其 原 因 是 4.2020全 国 卷 III 某 油 脂 厂 废 弃 的 油 脂 加 氢 银 催 化 剂 主 要 含 金 属 Ni、Al、F e及 其 氧 化 物,还 有 少 量 其 他 不 溶 性 物 质。采 用 如 下 工 艺 流 程
9、回 收 其 中 的 银 制 备 硫 酸 银 晶 体(NiSO#7H20):NaOH溶 液 箱 HiSO,H q:溶 液 NaOH溶 液 旗 叫*自 当,3*H 集 晶 体 渡 波 S 渡 渣 溶 液 中 金 属 离 子 开 始 沉 淀 和 完 全 沉 淀 的 p H如 下 表 所 示:金 属 离 子 Ni2+Al3+Fe3 Fe2+开 始 沉 淀 时(c=0.0l m o l D 的 pH 7.2 3.7 2.2 7.5沉 淀 完 全 时(c=1.0X 10-5 mo1L-i)的 pH 8.7 4.7 3.2 9.0回 答 下 列 问 题:(1)“碱 浸”中 N aO H的 两 个 作 用 分
10、 别 是。为 回 收 金 属,用 稀 硫 酸 将“滤 液”调 为 中 性,生 成 沉 淀。写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式(2)“滤 液”中 含 有 的 金 属 离 子 是,(3)“转 化”中 可 替 代 H2O2的 物 质 是.若 工 艺 流 程 改 为 先“调 pH”后“转 化”,即 NaOH溶 液 H Q 2溶 液 滤 液 滤 液.调 pH-转 化 源 清“滤 液”中 可 能 含 有 的 杂 质 离 子 为。(4)利 用 上 述 表 格 数 据,计 算 Ni(OH)2的 K p=(列 出 计 算 式)。如 果“转 化”后 的 溶 液 中 Ni2+浓 度 为 LOmolL-i,则
11、“调 pH”应 控 制 的 p H 范 围 是。(5)硫 酸 镁 在 强 碱 溶 液 中 用 NaClO氧 化,可 沉 淀 出 能 用 作 银 镉 电 池 正 极 材 料 的 NiOOHo写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式。(6)将 分 离 出 硫 酸 银 晶 体 后 的 母 液 收 集、循 环 使 用,其 意 义 是 5.2019全 国 卷 I 硼 酸(H3BO3)是 一 种 重 要 的 化 工 原 料,广 泛 应 用 于 玻 璃、医 药、肥 料 等 工 业。一 种 以 硼 镁 矿(含 MgzBzOsHO、SiCh及 少 量 FezCh、AI2O3)为 原 料 生 产 硼 酸 及 轻
12、 质 氧 化 镁 的 工 艺 流 程 如 下:轻 康 气 化 镁 回 答 下 列 问 题:在 95“溶 浸”硼 镁 矿 粉,产 生 的 气 体 在“吸 收”中 反 应 的 化 学 方 程 式 为(2)“滤 渣 1”的 主 要 成 分 有 o 为 检 验“过 滤 1”后 的 滤 液 中 是 否 含 有 Fe3+离 子,可 选 用 的 化 学 试 剂 是。(3)根 据 H3BO3 的 解 离 反 应:H3BO3+H20#H+B(OH)J,Ka=5.81Xl(pi。,可 判 断 H3BO3是 酸;在“过 滤 2”前,将 溶 液 p H 调 节 至 3.5,目 的 是(4)在“沉 镁”中 生 成 Mg
13、(OH)2MgCO3沉 淀 的 离 子 方 程 式 为 母 液 经 加 热 后 可 返 回 _工 序 循 环 使 用。由 碱 式 碳 酸 镁 制 备 轻 质 氧 化 镁 的 方 法 是 o6.2019 全 国 卷 H立 德 粉 ZnS-BaSO4(也 称 锌 钢 白),是 一 种 常 用 白 色 颜 料.回 答 下 列 问 题:(1)利 用 焰 色 反 应 的 原 理 既 可 制 作 五 彩 缤 纷 的 节 日 烟 花,亦 可 定 性 鉴 别 某 些 金 属 盐。灼 烧 立 德 粉 样 品 时,领 的 焰 色 为(填 标 号)。A.黄 色 B.红 色 C.紫 色 D.绿 色(2)以 重 晶 石
14、(BaSO。为 原 料,可 按 如 下 工 艺 生 产 立 德 粉:水 画 画 一 还 原 料 一 I旃 H900 1 200,黑 T 军 翟 硫 酸 锌 _立 德 粉 瑞 成 品 在 回 转 炉 中 重 晶 石 被 过 量 焦 炭 还 原 为 可 溶 性 硫 化 钢,该 过 程 的 化 学 方 程 式 为。回 转 炉 尾 气 中 含 有 有 毒 气 体,生 产 上 可 通 过 水 蒸 气 变 换 反 应 将 其 转 化 为 CO2和 一 种 清 洁 能 源 气 体,该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 o 在 潮 湿 空 气 中 长 期 放 置 的“还 原 料”,会 逸 出 臭 鸡 蛋 气
15、 味 的 气 体,且 水 溶 性 变 差,其 原 因 是“还 原 料”表 面 生 成 了 难 溶 于 水 的(填 化 学 式)。沉 淀 器 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为。(3)成 品 中 S2-的 含 量 可 以 用“碘 量 法”测 得。称 取 机 g 样 品,置 于 碘 量 瓶 中,移 取 25.00m LO.lOOOm olL/i的 E-K I溶 液 于 其 中,并 加 入 乙 酸 溶 液,密 闭,置 暗 处 反 应 5 m i n,有 单 质 硫 析 出。以 淀 粉 为 指 示 剂,过 量 的 h 用 0.100 0 mol-L*1 Na2s2O3溶 液 滴 定,反 应 式 为
16、+(6)写 出“沉 锦”的 离 子 方 程 式。(7)层 状 镶 钻 镒 三 元 材 料 可 作 为 锂 离 子 电 池 正 极 材 料,其 化 学 式 为 LiNiCovMn:O 2,其 中 Ni、Co、M n的 化 合 价 分 别 为+2、+3、+4。当 尸 尸 时,z=.省 市 卷 1.2021广 东 卷 对 废 催 化 剂 进 行 回 收 可 有 效 利 用 金 属 资 源。某 废 催 化 剂 主 要 含 铝(AI)、铝(Mo)、保(Ni)等 元 素 的 氧 化 物,一 种 回 收 利 用 工 艺 的 部 分 流 程 如 下:2s2。/=2 L+S4。:-。测 定 时 消 耗 Na2s
17、2O3溶 液 体 积 V m L。终 点 颜 色 变 化 为,样 品 中 S2-的 含 量 为(写 出 表 达 式)。7.2019全 国 卷 HI高 纯 硫 酸 镐 作 为 合 成 馍 钻 镭 三 元 正 极 材 料 的 原 料,工 业 上 可 由 天 然 二 氧 化 镒 粉 与 硫 化 镒 矿(还 含 Fe、Al、Mg、Zn、Ni、S i等 元 素)制 备,工 艺 如 图 所 示。回 答 下 列 问 题:H2SO4 MnO2 氨 水 Na2s MnF2 NH4HCO3滤 渣 1 滤 渣 2 淀 渣 3 漉 山 4相 关 金 属 离 子 3(M+)=0.1 mol L 形 成 氢 氧 化 物
18、沉 淀 的 p H范 围 坐 幺 MnSO,如 下:金 属 离 子 Mn2+Fe21Fe3+Al3+Mg2 Zn2+Ni2+开 始 沉 淀 的 pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9沉 淀 完 全 的 pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9(1)“滤 渣 1”含 有 S 和 _;写 出“溶 浸”中 二 氧 化 镭 与 硫,化 镭 反 应 的 化 学 方 程 式(2)“氧 化”中 添 加 适 量 的 MnCh的 作 用 是。(3)“调 pH”除 铁 和 铝,溶 液 的 p H范 围 应 调 节 为 6 之 间。(4)“除 杂 1”的 目 的 是 除
19、 去 Zn2+和 Ni2+,“滤 渣 3”的 主 要 成 分 是。(5)“除 杂 2”的 目 的 是 生 成 MgF2沉 淀 除 去 Mg2+。若 溶 液 酸 度 过 高,Mg2+沉 淀 不 完 全,原 因 是 _N a()H(s)过 量 CO2适 量 废 催 化 剂 f750 焙 烧 水 浸 过 滤 沉 铝 过 滤 滤 液 HB aC l,溶 液 Vaf B a M o O J s)f 滤 液 I I I含 Ni 固 体 X-AlAs己 知:25 时,H2cCh 的 心=4.5 X I CT7,%=4.7义 10一”;Ksp(BaMoO4)=3.5 X 10-8;Kp(BaCO3)=2.6X
20、10 9;该 工 艺 中,pH 6.0时,溶 液 中 M o元 素 以 MoO 的 形 态 存 在。(1)“焙 烧”中,有 Na2Mo0 4生 成,其 中 M。元 素 的 化 合 价 为。(2)“沉 铝”中,生 成 的 沉 淀 X 为 o(3)“沉 铝”中,p H为 7.0。生 成 BaMoO4的 离 子 方 程 式 为。若 条 件 控 制 不 当,BaCO3也 会 沉 淀。为 避 免 BaMoO4中 混 入 BaCO3沉 淀,溶 液 中 C(HC03):c(M o O t)=(列 出 算 式)时,应 停 止 加 入 BaCE溶 液。(4)滤 液 H I中,主 要 存 在 的 钠 盐 有 N
21、a C l和 Y,Y 为。往 滤 液 I I I中 添 加 适 量 N a C l固 体 后,通 入 足 量 _(填 化 学 式)气 体,再 通 入 足 量 CO2,可 析 出 Y。(5)高 纯 AlAs(碎 化 铝)可 用 于 芯 片 制 造。芯 片 制 造 中 的 一 种 刻 蚀 过 程 如 图 所 示,图 中 所 示 致 密 保 护 膜 为 一 种 氧 化 物,可 阻 止 H2O2刻 蚀 液 与 下 层 GaAs(碑 化 钱)反 应。该 氧 化 物 为。已 知:G a和 A 1同 族,A s和 N 同 族。在 H2O2与 上 层 G aA s的 反 应 中,A s元 素 的 化 合 价
22、变 为+5 价,则 该 反 应 的 氧 化 剂 与 还 原 剂 物 质 的 量 之 比 为。2.2021湖 南 卷 Ce2(CCh)3可 用 于 催 化 剂 载 体 及 功 能 材 料 的 制 备。天 然 独 居 石 中,饰(Ce)主 要 以 CePO4形 式 存 在,还 含 有 SiO2 AI2O3、Fe2O3 CaF2等 物 质。以 独 居 石 为 原 料 制 备 Ce2(C03)3-/?H20 的 工 艺 流 程 如 下:M gO 调 pH=5H,()独 居 焙 烧 水 浸 酸 性 废 气 滤 渣 I 絮 凝 剂 F e C h溶 液|N H H C()3溶 液(4 4f|除 磷|f 国
23、 司 f|沉 锦|fC e z(C()3)3 H,()滤 渣 I I 滤 渣 III 滤 液 回 答 下 列 问 题:(1)铀 的 某 种 核 素 含 有 5 8个 质 子 和 8 0个 中 子,该 核 素 的 符 号 为;(2)为 提 高“水 浸”效 率,可 采 取 的 措 施 有(至 少 写 两 条);(3)滤 渣 H I的 主 要 成 分 是(填 化 学 式);(4)加 入 絮 凝 剂 的 目 的 是;沉 锦”过 程 中,生 成 Ce2(CO3)3”汨 2 0 的 离 子 方 程 式 为 常 温 下 加 入 的 NH4HCO3溶 液 呈 _(填“酸 性”“碱 性”或“中 性”)(已 知:
24、NH3 H2O 的 卷=1.75X10r,H2cO3 的 Kai=4.4X10-7,/fa2=4.7X W11);(6)滤 渣 H 的 主 要 成 分 为 FePCU,在 高 温 条 件 下,Li2co3、葡 萄 糖(C6Hl2。6)和 FePCU可 制 备 电 极 材 料 LiFePCU,同 时 生 成 C O 和 H2O,该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 3.2021.河 北 卷 绿 色 化 学 在 推 动 社 会 可 持 续 发 展 中 发 挥 着 重 要 作 用。某 科 研 团 队 设 计 了 一 种 熔 盐 液 相 氧 化 法 制 备 高 价 铝 盐 的 新 工 艺,该 工 艺
25、 不 消 耗 除 珞 铁 矿、氢 氧 化 钠 和 空 气 以 外 的 其 他 原 料,不 产 生 废 弃 物,实 现 了 Cr-Fe-AI-Mg的 深 度 利 用 和 Na卡 内 循 环。工 艺 流 程 如 下:气 体 AFe(CrO2)20 虫)+熔 融 NaOHI H,O(1)高 温(含 A i q,、一|连 续 卜|工 序 卜 MgO)氧 化 滤 T滤 渣 I介 态 分 稳 相 离 过 量 气 体 A+HzO(g)T 工 管 IN 4 3 溶 液 产 Na2Cr2O7溶 液+物 质 V(s)-NaOH溶 液(循 环)过 量 气 体 A无 色,I,A1(OH)3(S)+溶 液 一 配 的
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- 2022 新高 化学 工艺流程
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