高考化学复习专题15工艺流程高考化学试题分项版解析(解析版)

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1．【2014年高考安徽卷第27题】(14分)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。

某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：
已知：HCl的沸点是－85.0 ℃，HF的沸点是19.5 ℃。

（1）第①步反应中无水HF的作用是、。

反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。

无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的溶液冲洗。

（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PCl5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式：。

（3）第④步分离采用的方法是；第⑤步分离尾气中HF、HCl 采用的方法是。

（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。

取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为mol(用含有w、n的代数式表示)。

以如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的NaHCO3溶液冲洗。

【说明】该题同时分类于专题14、
15
①步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为。

②步骤II中发生反应：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O＝2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反应产生的HNO3
又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为。

③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是(任写一项)。

（3）已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO 2(g)的平衡常数K＝0．25。

①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO2)＝。

②若在1 L密闭容器中加入0．02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。

此时FeO(s)
转化率为50%，则x＝。

【答案】
【解析】结合铁的吸氧腐蚀原理分析第⑴题；应用书写陌生反应方程式的方法回答第⑵题；结合化学平衡
【说明】该题同时分类于专题10、11、15
3．【2014年高考天津卷第10题】（14分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N 2（g）+3H2（g）2NH3（g）∆H=—92.4kJ•mol‾1
一种工业合成氨的简易流程图如下：
（1）天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收，产物为NH4HS。

一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：。

（2）步骤II中制氯气原理如下：
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是。

a.升高温度
b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂
d.降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。

若1mol CO和H2的混合气体（CO的体积分
数为20%）与H2O反应，得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为。

（3）图1表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。

根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：。

（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

（5）上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是（填序号），简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：。

（4）随着反应的进行，NH3的物质的量逐渐增大，当反应平衡后，升高温度，平衡向左移动，NH3的
4．【2014年高考江苏卷第16题】（12分）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。

实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反应的化学方程式为；滤渣Ⅰ的主要成分为（填化学式）。

（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6—2x。

滤渣Ⅱ的主要成分为（填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降
低，其原因是（用离子方程式表示）。

（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是；与吸收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”）。

【答案】
5．【2014年高考四川卷第11题】（16分）污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。

某化学研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已略去）。

请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了____（选填下列字母编号）。

A．废弃物的综合利用B．白色污染的减少C．酸雨的减少
（2）用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是_____。

（3）已知：25℃、101kp a时，Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s) △H＝－520kJ/mol
S(s)＋O2(g)＝SO2(g) △H＝－297kJ/mol
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s) △H＝－1065kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是________________。

（4）MnO2可作超级电容器材料。

用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是_ _。

（5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。

碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是______。

（6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应。

按照图示流程，将a m3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量为c kg，则除去
铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO2___________kg。

6．【2014年高考广东卷第32题】（16分）石墨在材料领域有重要应用。

某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。

设计的提纯和综合应用工艺如下：
（注：SiCl4的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）
（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是。

（2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。

气体I中的氯化物主要为。

由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式
为。

（3）步骤①为：搅拌、。

所得溶液IV中阴离子有。

（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为。

100kg初级石墨最多可获得V的质量为kg。

（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。

7．【2014年高考山东卷第31题】（20分）工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）（I）
2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）（II）
S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq）（III）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若，则整个装置气密性良好。

装置D的作用是。

装置E中为溶液。

（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为。

（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择。

a．蒸馏水b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液d．饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是。

已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是。

反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有。

a．烧杯b．蒸发皿c．试管d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。

利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：。

已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解：S2O32‾+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
【解析】
试题分析：改变了往年以化学工艺流程为载体的呈现方式，而是把工业上利用含硫废水生产Na2S2O3·5H2O 的过程搬到实验室来，以中学化学实验中各种常见仪器的科学组装、合理搭配为载体，把生产流程以。