2016年高考化学真题分类汇编-专题15-工艺流程.docx

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1、 专题十五 工艺流程1【2016年高考北京卷】（12分）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下： （1）过程中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_。（2）过程中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2+ PbO2+4H+SO422Fe3+PbSO4+2H2Oii: 写出ii的离子方程式：_。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。b._。（3）PbO溶解在NaO

2、H溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用，其目的是_(选填序号)。A减少PbO的损失，提高产品的产率B重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率C增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率过滤的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程的操作_。【答案】（1）Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4+ 2H2O。 （2）2Fe3+Pb+SO42=PbSO4+2Fe2；取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去。（3）A、B；将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110，充分

3、溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到PbO固体。根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液，降温结晶、过滤，洗涤并干燥即可得到PbO。【考点定位】本题主要是考查化学工艺流程分析，催化剂，离子方程式书写，化学实验方案的设计，物质的分离、提纯，平衡移动原理的应用等。【名师点晴】化学高考试题的发展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系，但不管如何灵活多变，工业生产离不开反应原理中的方向、速率和限度问题。该题以铅的再生利用为载体，考查了陌生方程式书写、元素化合物性质、速率平衡、转化率等问题，综合性较强。第（3）问不太好分析，需要结合图像

4、及题目的前后信息来解决。2【2016年高考海南卷】（8分）KAl(SO4)212H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：（1）为尽量少引入杂质，试剂应选用_（填标号）。AHCl溶液 BH2SO4溶液 C氨水 DNaOH溶液（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_。（3）沉淀B的化学式为_；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。（4）已知：Kw=1.010-14，Al(OH)3AlO2-+H+H2O K=2.010-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_

5、。【答案】（8分）（1）d （2分）（2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 （2分）（3）Al(OH)3 Al3+水解，使溶液中H+浓度增大 （每空1分，共2分）（4）20 （2分）式是AlO2-+2H2O+NH4+= Al(OH)3+NH3H2O，所以沉淀B化学式为Al(OH)3；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是该盐是强酸弱碱盐，Al3+发生水解反应，消耗水电离产生的H+，当最终达到平衡时溶液中c(H+)c(OH-)，所以溶液显酸性。（4）已知：Kw=1.010-14，Al(OH)3AlO2-+H+H2O K=2.010-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的

6、平衡常数K=。考点：考查铝的性质及物质制备工艺流程的知识。3【2016年高考江苏卷】（12分）以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3为原料制备KClO3的流程如下： （1）氯化过程控制电石渣过量，在75左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 （填序号）。A适当减缓通入Cl2速率 B充分搅拌浆料 C加水使Ca(OH)2完全溶解（2）氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)

7、2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。滤渣的主要成分为 （填化学式）。滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2 nCaCl2 15（填“”、“”或“”）。（3）向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100gL-1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。 【答案】（1）2Cl22Ca(OH)2=Ca(ClO)2CaCl22H2O；AB （2）CaCO3、Ca(OH)2 ；（3）蒸发浓缩、冷却结晶【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程

8、分析4【2016年高考四川卷】 (16分）资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3MgCO3 。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下：已知：Ca5(PO4)3F在950不分解；4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题：（1）950煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是_。（2）实验室过滤所需的玻璃仪器是_。（3）NH4NO3溶液能从磷矿I中浸取出Ca2+的原因是_。（4）在浸取液II中通入NH3

9、，发生反应的化学方程式是_。（5）工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸。已知25，101kPa时：CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) H=-271kJ/mol5 CaO(s)+H3PO4(l)+HF(g)= Ca5(PO4)3F (s)+5H2O(l) H=-937kJ/mol则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_。（6）在一定条件下CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:5，达平衡时，CO转化了5/6.若akg含Ca5(PO4)3F（相对分子质量为504）的质量分数为10

10、%的磷尾矿，在上述过程中有b%的Ca5(PO4)3F转化为P4，将产生的CO与H2O(g)按起始物质的量之比1:3混合，则相同条件下达平衡时能产生H2_kg。【答案】（1）CO2 （2）漏斗、烧杯、玻璃棒。（3）NH4 水解使溶液呈酸性，与CaO、Ca(OH)2反应生成Ca2（4）MgSO4+2NH3+2H2O=Mg(OH)2+(NH4)2SO4 。（5）Ca5(PO4)3F (s)+ 5H2SO4(l)=5CaSO4(s) +H3PO4(l)+HF(g) H=-418kJ/mol 。（6）（6）根据题给数据利用三行式分析。设CO的起始浓度为1mol/L，则水蒸气的起始浓度为5mol/LCO(

11、g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，起始浓度（mol/L）1 5 0 0转化浓度（mol/L）5/6 5/6 5/6 5/6平衡浓度（mol/L）1/6 25/6 5/6 5/6则K=c(CO2)c(H2)/c(CO)c(H2O)=1。相同条件下当CO与H2O(g)的起始物质的量之比为1:3，平衡常数不变，设转化的CO为x。CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)，起始浓度（mol/L）1 3 0 0转化浓度（mol/L）x x x x平衡浓度（mol/L）(1-x) (3-x) x x则x2/(1-x)(3-x)=1,解得x=3/4，即达平衡时，CO转化了3/4。转化为P

12、4的Ca5(PO4)3F质量为a10%b%kg，根据反应4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4知生成CO的质量为（3028a10%b%）/（4504）kg，则转化的CO的质量为3（3028a10%b%）/4（4504）kg，根据反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)知相同条件下达平衡时能产生H23（3028a10%b%）/56（4504）kg=kg。【考点定位】考查化学工艺流程分析，化学实验基本操作，化学方程式和热化学方程式的书写，盖斯定律，化学平衡和化学计算。5【2016年高考新课标卷】（14分）过氧化钙微溶于水，溶于酸，

13、可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：（一）碳酸钙的制备 （1）步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_（填标号）。a 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3滤液 白色晶体（3）步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性（填“酸”、“碱”或“中”。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。（4）步骤中反应的化学方程式为_，该反

14、应需要在冰浴下进行，原因是_。（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。【答案】（1）调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀；过滤分离；（2）ade ；（3）酸；除去溶液中溶解的CO2；（4）CaCl22NH3H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O；温度过高时过氧化氢分解；（5）去除结晶表面水分；（6）工艺简单、操作简单；纯度较低。（3）步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，溶液中有二氧化碳生成，因此溶液呈酸性

15、。容易含有二氧化碳，而过氧化钙能与酸反应，因此将溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2。【考点定位】考查物质制备实验设计【名师点睛】本试题考查物质的制备、实验基本操作、盐类水解、实验方案的设计与评价、元素及其化合物的性质等知识，这些问题属于基础知识的应用，考查考生的知识运用能力，同时注意信息的运用。制备碳酸钙，需要除去石灰石中的杂质，铁的氧化物和盐酸反应产生铁离子，然后利用过氧化氢，把Fe2氧化成Fe3，利用氢氧化铁在pH=2出现沉淀，当pH=3.7时沉淀完全，加入氨水调节pH，让Fe3转化成Fe(OH)3，然后进行过滤，除去杂质，做题过程中注意题目中信息，信息会告诉你解题的思路，“沉淀颗粒长

16、大”，便于得到沉淀，便于过滤分离；实验操作中实验获得成功，一定要注意操作的规范性， 如过滤的注意事项：“一贴”“二低”“三靠”；物质的制备为了得到纯净的物质，一定要把杂质除去，但不能引入新的杂质，把有可能引入杂质的情况考虑进去，CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，但CO2能溶于水，会有一部分CO2溶解，加入氨水时会产生(NH4)2CO3，制备的过氧化钙不纯净，需要除去溶解CO2，加热煮沸，除去溶解CO2；在实验题目中往往以元素及其化合物的性质为基础进行考查，过氧化氢不稳定受热易分解，在冰浴中进行，为防止过氧化氢的分解；在物质的制备中也要注意题给信息，因为这往往解某题的关键，过氧化钙微溶

17、于水，用蒸馏水洗涤中会有部分溶解，为了减少溶解，利用过氧化钙难溶于乙醇进行洗涤，本试题难度适中。6【2016年高考新课标卷】（14分）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.22.92.83.122286065121以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为_，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是_。（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2

18、+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为_mol。（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_。（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124 R4V4O12+4OH（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_性（填“酸”“碱”“中”）。（5）“流出液”中阳离子最多的是_。（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式_。【答案】（1）V2O52H=2VO2H2O；SiO2；（2）0.5；（3）Fe(OH)3、Al(OH)3；（4）碱；（5）K ；（6）2NH4VO3V2O5H2O2NH3。（4）根据方程式可知为了提高洗脱效率，反应应该向逆反应方向进行，因此淋洗液应该呈碱性。（5）由于前面加入了氯酸钾和氢氧化钾，则“流出液”中阳离子最多的是钾离子。（6）根据原子守恒可知偏钒酸铵（NH4VO3 “煅烧”生成七氧化二钒、氨气和水，发生反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5H2O2NH3。【考点定位】考查物质制备工艺流程图分析10