2018——2019学年北京高三化学 二轮复习 工业流程图题目专题训练(专题训练)

2018——2019学年北京高三化学二轮复习工业流程图题目专题训练（专题训练）
1、过硫酸钾()具有强氧化性(常被还原为硫酸钾)，80 ℃以上易发生分解，实验室模拟工业合成过硫酸钾的流程如下：
(1)硫酸铵和硫酸配制成电解液，以铂作电极进行电解，生成过硫酸铵溶液，写出电解时发生反应的离子方程式____________________________________
_________________________________________________________。

(2)已知相关物质的溶解度曲线如图1所示，在实验室中提纯过硫酸钾粗产品的实验具体操作依次为：将过硫酸钾粗产品溶于适量水中，________________，干燥。

(3)样品中过硫酸钾的含量可用碘量法进行测定，实验步骤如下：
步骤1：称取过硫酸钾样品0.300 0 g于碘量瓶中，加入30 mL水溶解。

步骤2：向溶液中加入4.000 g KI固体(略过量)，摇匀，在暗处放置30 min。

步骤3：在碘量瓶中加入适量醋酸溶液酸化，以淀粉溶液作指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，共消耗Na2S2O3标准溶液21.00 mL。

(已知反应：I2＋2S2O2－3 ===2I－＋S4O2－6)
①若步骤2中未将碘量瓶“在暗处放置30 min”，立即进行步骤3，则测定的结果可能________(选填“偏大”、“偏小”、“无影响”)；上述步骤3中滴定终点的现象是______________________________________________
_____________________________________________________________。

②根据上述步骤可计算出该样品中过硫酸钾的质量分数为________。

(4)将0.40 mol 过硫酸钾与0.20 mol 硫酸配制成1 L 溶液，在80 ℃条件下加热并在t 时刻向溶液中滴加入少量FeCl 3溶液，测定溶液中各成分的浓度如图2所示(H ＋浓度未画出)。

图中物质X 的化学式为________。

答案 (1)2SO 2－4＋2H ＋=====电解S 2O 2－8＋H 2↑
(2)在不超过80 ℃的条件下加热浓缩，冷却结晶，过滤，用冷水洗涤
(3)①偏小 最后一滴滴入后溶液由蓝色变为无色，且30 s 不变色 ②94.50%(或0.945 0)
(4)H 2O 2
2、砷为ⅤA 族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。

Ⅰ.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H 3AsO 3)形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：
已知：①As 2S 3与过量的S 2－存在以下反应：As 2S 3(s)＋3S 2－(aq)
2AsS 3－3(aq)；
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。

(1)亚砷酸中砷元素的化合价为________；砷酸的第一步电离方程式为______________________________________________________________。

(2)“一级沉砷”中FeSO 4的作用是_______________________
___________________________________________________________；
“二级沉砷”中H 2O 2与含砷物质反应的化学方程式为_______________________
____________________________________________________________。

(3)沉淀X 为________(填化学式)。

Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As 2S 3的形式存在，可用古氏试砷法半定量检测(As 的最低检出限为3.0×10－6 g)。

步骤1：取10 g 废渣样品，粉碎后与锌粉混合，加入H 2SO 4共热，生成AsH 3气体。

步骤2：将AsH3气体通入AgNO3溶液中，生成银镜和As2O3。

步骤3：取1 g废渣样品，重复上述实验，未见银镜生成。

(4)AsH3的电子式为___________________________________________________。

(5)步骤2的离子方程式为_________________________________
__________________________________________________________。

(6)固体废弃物的排放标准中，砷元素不得高于4.0×10－5g·kg－1，则该排放的废渣中砷元素的含量________(填“符合”、“不符合”)排放标准。

答案(1)＋3H3AsO4H＋＋H2AsO－4
(2)沉淀过量的S2－，使As2S3(s)＋3S2－(aq)2AsS3－3(aq)平衡左移，提高沉砷效果H3AsO3＋H2O2===H3AsO4＋H2O
(3)CaSO4
(4)
(5)12Ag＋＋2AsH3＋3H2O===12Ag↓＋As2O3＋12H＋
(6)不符合
3、氧化锆(ZrO2)可用于生产压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料，还可用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化锆纤维。

以锆砂(主要成分为ZrSiO4，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备氧化锆的工艺流程如图所示：
已知：①ZrO2与NaOH反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与盐酸反应生成ZrO2＋。

②部分离子在溶液中开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。

离子Fe3＋Al3＋ZrO2＋
开始沉淀时pH 1.9 3.3 6.2
沉淀完全时pH 3.2 5.2 8.0
回答下列问题：
(1)ZrSiO4为硅酸盐，其用二氧化硅和金属氧化物的组合形式可表示为____________________________________________________________。

(2)锆砂中加入NaOH熔融，锆砂成分中不参加化学反应的物质是
__________________________________________________________________(写化学式)。

(3)加入过量盐酸酸浸时生成水的离子方程式为______________________
__________________________________________________________，
滤渣Ⅰ的成分是________(写化学式)。

(4)第一次加入氨水，调节pH＝a时，若用广范pH试纸检验溶液的pH，则a的值应该取________。

A．3.2 B．5 C．5.2 D．6
(5)滤渣Ⅱ为混合物，写出其中为白色物质的化学式：
__________________________________________________。

(6)为了操作方便，调节pH＝b时可不考虑b的大小，直接加入过量氨水，这样操作的理论依据是_________________________________________________
_______________________________________________________________，
该操作发生反应的离子方程式为______________________________________
________________________________________________________。

答案(1)ZrO2·SiO2(2)Fe2O3
(3)H＋＋OH－===H2O、ZrO2－3＋4H＋===ZrO2＋＋2H2O、AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O、Fe2O3＋6H ＋===2Fe3＋＋3H2O H4SiO4或H2SiO3
(4)D(5)Al(OH)3
(6)Zr(OH)4不溶于氨水ZrO2＋＋2NH3·H2O＋H2O===Zr(OH)4↓＋2NH＋4
4、铜是重要的金属，可以从多种矿物中提取铜及其化合物。

硅孔雀石是一种含铜矿石，含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。

以其为原料制取五水硫酸铜的工艺流程如图所示。

已知有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2开始沉淀的pH 3.3 1.5 6.5 4.2
沉淀完全的pH 5.2 3.7 9.7 6.7
回答下列问题：
(1)用较浓的硫酸配制30%的H2SO4溶液用到的玻璃仪器是________。

(2)步骤①中加入H2O2发生反应的离子方程式是__________________________
_______________________________________________________________。

(3)步骤②调节溶液的pH可以选用的试剂是________(填写试剂的化学式)，滤渣B的成分是________(填写化学式)。

(4)滤液B中含有的金属阳离子除Cu2＋外还有________(填写离子符号)，从滤液B通过________、________(填写操作名称)、过滤、洗涤等操作可得到硫酸铜晶体。

(5)某粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，电解法精炼粗铜时，阳极的电极反应式为_______________________________________________，
电解过程中硫酸铜溶液的浓度________(填写“变大”、“变小”或“不变”)。

答案(1)烧杯、量筒和玻璃棒
(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)CuO、Cu(OH)2或CuCO3Al(OH)3、Fe(OH)3
(4)Al3＋蒸发浓缩冷却结晶
(5)Fe－2e－===Fe2＋、Cu－2e－===Cu2＋变小
5、3PbO·PbSO4·H2O化学名：三盐基硫酸铅，简称三盐，M＝990 g·mol－1。

不溶于水，微黄色粉末，可用作聚氯乙烯稳定剂。

以铅泥(含PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐基硫酸铅的工艺流程如图所示。

已知：PbSO4的K sp＝1.82×10－8，PbCO3的K sp＝1.462×10－13。

请回答下列问题：
(1)铅蓄电池其工作原理是Pb＋PbO2＋2H2SO4放电
充电2PbSO4＋2H2O。

充电时，阳极的电极
反应式为_____________________________________。

(2)步骤①转化的目的是________________________________________，
将滤液1、滤液3合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，可得到一种结晶水合物(M＝322 g·mol－1)，其化学式为___________________________________；
滤液2中可循环利用的溶质为________(填化学式)。

(3)沉铅后的滤液中c (Pb 2＋)＝9.10×10－5 mol·L －1，则此时c (SO 2－4)＝________ mol·
L －1。

(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为___________________________________；
步骤⑦洗涤沉淀时的操作是_____________________________________________；
若以100.0 t 铅泥为原料制得纯净干燥的三盐49.5 t ，假设铅泥中的铅元素有90%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为________。

答案 (1)PbSO 4＋2H 2O －2e －===PbO 2＋SO 2－4＋4H ＋
(2)将PbSO 4转化为PbCO 3，提高铅的利用率 Na 2SO 4·10H 2O HNO 3
(3)2.0×10－4
(4)4PbSO 4＋6NaOH =====50～60 ℃3PbO·PbSO 4·H 2O ＋3Na 2SO 4＋2H 2O 向漏斗中加蒸馏水至浸没
沉淀，让蒸馏水自然流下，并重复上述操作2～3次 46.0%
6、氯化亚铜(CuCl)微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化，其制备有很多方法，工业上可以废旧铜为原料生产氯化亚铜。

方法一：
(1)CuCl 可以溶解在FeCl 3溶液中，请写出该反应的离子方程式是_______________________________________________________________。

(2)还原过程中的产物为Na[CuCl 2]，试写出发生反应的化学方程式是____________________________________________________________，
过滤操作用到的玻璃仪器有_______________________________。

(3)制备结束后所得产品用酒精淋洗的目的是______________________。

方法二：
(4)a.写出过程①的主要反应的化学方程式____________________________
_____________________________________________________________。

b ．为了更好体现绿色化学思想，有人提出如下方案：
方案一：可将上述X 稀溶液用于废铜的处理(如图所示)，则Y 可以为________(填化学式)。

方案二：过程①中Cu 与浓H 2SO 4反应所得SO 2和CuSO 4用于过程②中CuCl 的制备，理论上________(填“需要”或“不需要”)另外补充
SO 2，原因是
__________________________________________________。

(结合化学方程式回答)。

答案 (1)CuCl ＋Fe 3＋===Cu 2＋＋Fe 2＋＋Cl －
(2)CuCl 2＋2NaCl ＋Cu===2Na[CuCl 2] 烧杯、漏斗、玻璃棒
(3)除去表面可溶性杂质，使CuCl 尽快干燥，减少溶解损失
(4)a.2H 2SO 4(浓)＋Cu=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O b ．O 2(其他合理答案均可) 不需要 过程
①中生成CuSO 4和SO 2的物质的量之比为1∶1，而过程②发生反应：CuSO 4＋CuCl 2＋SO 2＋2H 2O===2CuCl ↓＋2H 2SO 4，需要的CuSO 4和SO 2的物质的量之比也恰好为1∶1，所以理论上不需要补充SO 2(其他合理答案均可)
7、镧系金属元素铈(Ce)常见有＋3、＋4两种价态，铈的合金耐高温，可以用来制造喷气推进器零件。

请回答下列问题：
(1)雾霾中含有的污染物NO 可以被含Ce 4＋的溶液吸收，生成NO －2、NO －3，若生成的NO －2、NO －3物质的量之比为1∶1，试写出该反应的离子方程式___________________________________________________________。

(2)用电解的方法可将上述吸收液中的NO －2转化为稳定的无毒气体，同时再生Ce 4＋，其原理如
图所示。

①无毒气体从电解槽的________(填字母序号)口逸出。

②每生成标准状况下22.4 L 无毒气体，同时可再生Ce 4＋________ mol 。

(3)铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在，其主要化学成分为CeFCO 3。

工业上利用氟碳铈矿提取CeCl 3的一种工艺流程如下：
①焙烧过程中发生的主要反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。

②假设参与酸浸反应的CeO2和CeF4的物质的量之比为3∶1，试写出相应的化学方程式____________________________________________________。

③向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是_________________________。

④常温下，当溶液中的某离子浓度≤1.0×10－5mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全。

据此，在生成Ce(OH)3的反应中，加入NaOH溶液至pH至少达到________时，即可视为Ce3＋已完全沉淀。

{K sp[Ce(OH)3]＝1.0×10－20}
⑤加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3，其中NH4Cl的作用是____________________________________________。

答案(1)4Ce4＋＋2NO＋3H2O===4Ce3＋＋NO－2＋NO－3＋6H＋
(2)①c②6
(3)①1∶4②9CeO2＋3CeF4＋45HCl＋3H3BO3===Ce(BF4)3↓＋11CeCl3＋6Cl2↑＋27H2O③避免Ce3＋以Ce(BF4)3形式沉淀而损失(或将Ce3＋全部转化为CeCl3，提高产率)④9⑤NH4Cl 固体分解产生的HCl可抑制CeCl3的水解
8、粉煤灰是燃煤产生的重要污染物，主要成分有Al2O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物质。

综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能获得纳米Fe2O3等重要物质。

已知：
i伯胺R-NH2能与Fe3+反应：3R-NH2+Fe3++SO42-+H2O Fe(NH2-R)3(OH)SO4+H+，生成易溶于煤油的产物。

ii Fe3+在水溶液中易与Cl-反应：Fe3++6Cl-[FeCl6]3-。

（1）写出过程I中Fe2O3发生反应的离子方程式：。

（2）过程II加入过量H2O2的作用是。

（3）过程II加入伯胺-煤油对浸取液进行分离，该操作的名称是。

（4）从化学平衡角度解释过程III利用NaCl溶液进行反萃取的原理：。

（5）N2H4具有碱性，可与H+结合生成N2H5+。

过程IV中先用过量的N2H4将水层2中Fe3+转化为Fe2+并生成N2，反应的离子方程式为，得到的Fe2+再被O2氧化为
FeOOH。

（6）纳米Fe2O3在常压电化学法合成氨过程中起催化作用。

该电解装置如图所示。

已知熔融NaOH-KOH为电解液，Fe2O3在阴极发生电极反应生成中间体Fe。

用化学用语表示Fe2O3在阴极催化生成NH3的反应过程。

第一步：；
第二步：。

（1）Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O（2分）
（2）将Fe2+完全氧化为Fe3+，有利于与伯胺反应，提高萃取率（1分）
（3）萃取、分液（2分）
（4Fe3++6Cl-[FeCl6]3-（已知ii中的反应）使Fe3+浓度下降，3R-NH2+Fe3++SO42-+H2O Fe(NH2-R)3(OH) SO4+H+（已知i中的反应）平衡向逆反应方向移动，Fe3+从易溶于煤油的物质中转化到易溶于水的物质中，实现反萃取（2分）
（5）4Fe3++ 5N2H4 === 4Fe2++ N2+4N2H5+（2分）
（4[FeCl6]3-+ 5N2H4 === 4Fe2++ N2+4N2H5++24Cl-）
（6）第一步：Fe2O3+3H2O +6e-===2Fe+6OH-（2分）
第二步：2Fe+N2+3H2O=== Fe2O3+2NH3（2分）。