工艺流程

2013年北京高考化学试题---工艺流程汇编

3.（朝阳区14分）高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：回答下列问题：

（1）氢氧化钠的电子式是________。

（2）经过步骤①后，加入NaOH固体的原因是。

（3）步骤②反应的离子方程式是。

（4）从溶液Ⅰ中分离出Na2FeO4后，还有副产品Na2SO4、NaCl，则步骤

③中反应的离子方程式为。

（5）将一定量的Na2FeO4投入到pH不同的污水中（污水中其余成分均相同），

溶液中Na2FeO4浓度变化如下图曲线Ⅰ、Ⅱ所示，试推测曲线I比曲线II对应

的污水pH________（填“高”或“低”）。

（6）通过计算得知Na2FeO4的消毒效率（以单位质量得到的电子

数表示）比氯气的_____（填“高”或“低”），用高铁酸钠代替

氯气作净水消毒剂的优点是（答两点）。

4. (东城区14分)某小组根据工业生产原理设计如下转化关系，以获

取烧碱和金属钛(Ti)。

（1）燃料电池中通入氧气的电极是（填“正”或“负”）

极，电极反应式是；用该电池电解饱和食盐水，

若消耗32 g甲醇，理论上Ⅰ中可生成NaOH ________mol。

（2）如图所示，理论上加入Ⅱ中的TiO2和焦炭的物质的量之比

是；由TiCl4得到金属Ti的化学方程式是。

（3）根据Ⅲ中合成甲醇的反应，该小组保持温度不变，在两个相同的恒容密闭容器中进行实验，有关实验数据如下：

①P1 4MPa

②实验Ⅰ条件下合成甲醇的热化学方程式是。

5．（房山区）金属钛被称为“21世纪金属”。（1）工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过以下流程制得TiO2：

其中，步骤Ⅱ发生的反应为：

2H2SO4 + FeTiO3 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式：、。

②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水，在酸性条件下加入H2O2溶液，可制得具有净水作用的铁盐，该反应的离子方程式

为。

③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2·nH2O胶体，该分散质颗粒直径大小在____________范围。

（2）可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：

方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，其阴极发生的反应：。

方法二：通过以下反应制备金属钛① TiO2(s) + 2Cl2(g) TiCl4(g) + O2(g)；△H= +151kJ/mol

② TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti 在实际生产中，需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4，其原因

是：。

（3）若已知：C(s) + O2(g) = CO2(g) △H= －394kJ/mol ，则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方

程式为_。

6．（丰台区15分）（1）A为用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca2+、Mg2+）的装置。

电解一段时间后，B中出现浑浊现象，请用离子方程式表示原因。

此时电极a附近的现象为，因此工业电解用食盐水需精制。

②随反应的进行，C中溶液红色褪去，主要原因有两种可能。请按要求填写表格。

（2）电解饱和食盐水所得气体X，可应用于提取溴单质。现有流程图如下：

①气体X的化学式为，反应II的化学方程式为。

②在母液苦卤中含有较多的NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4等物质。用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量（g/L），实验过程中应测定的数据有。

③电解200kg 质量分数为25%的饱和食盐水，当浓度下降到20%时，收集到氯气的物质的量为(溶于溶液中的氯气忽略不计，计算结果保留一位小数) 。

7．（丰台区15分）近年来，为提高能源利用率，西方提出共生系统。特指为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。

（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO2制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO2通入电池的极（填“正”或“负”），负极反应式为。用这种方法处理SO2废气的优点是。

（2）以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

①生产中，向反应II 中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是 。 ②下列有关说法正确的是 。

A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B.反应III 中发生反应的化学方程式为CaSO 4＋4C === CaS ＋4CO↑

C ．反应IV 需控制在60～70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D ．反应V 中的副产物氯化铵可用作氮肥

③ 反应V 中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是 。

④（NH 4)2SO 3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。

8（海淀区15分）工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO 3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。 已知：TiOSO 4遇水会水解。 （1）步骤②中，用铁粉将Fe 3+转化为Fe 2+的反应的离子方程

式为 。

（2）步骤③中，实现混合

物的分离是利用物质的 （填字母序号）。

a. 熔沸点差异

b. 溶解

性差异 c. 氧化性、还原性差异

（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是 （填操作名称）。

（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO 2+转化为H 2TiO 3的原理： 。 （5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO 2）反应生产硫酸锰（MnSO 4，易溶于水），

该反应的离子方程式为 。

（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF 2-CaO 作电解质， 利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。 ①写出阳极所发生反应的电极反应式： 。

②在制备金属钛前后，CaO 的总量不变，其原因是（请结合化学用语

解释） 。

9．（14分）无水AlCl 3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(主要成分是Al 2O 3和Fe 2O 3)和石油焦(主要

高温