2021届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练(选择和综合大题)

2021届高三化学一轮复习工业流程图专题训练（选择和综合大题）
一、选择题
1、磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。

采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是( )
A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
答案 D
2、(2020·宁波市余姚市3月，24)二氧化铈 (CeO2)是一种重要的稀土氧化物。

平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含 SiO2、Fe2O
3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质)，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
下列说法不正确的是( )
A.洗涤滤渣 A 的目的是为了除去滤渣上附着的 Fe3＋、Cl－等，取最后洗涤液少量，滴加 AgNO3溶液，如无白色沉淀，则已洗净
B.步骤②中 H2O2作还原剂
C.萃取是分离稀土元素的常用方法，用合适的萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，此萃取剂不能与水互溶
D.如要测定最终产品的纯度，可先准确称取一定量产品，经溶解、预处理后，用带有刻度的烧杯准确配制成 100 mL 溶液用于后续的滴定分析
答案 D
3、(2020·稽阳高三联考，24)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3, 还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：
下列说法不正确的是( )
A.“酸浸”后，若钛主要以TiOCl 2－4形式存在，则相应反应的离子方程式可表示为：FeTiO 3＋4H ＋＋4Cl －
===Fe 2＋＋TiOCl 2－4＋2H 2O
B.若Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为＋4，则其中过氧键的数目为3个
C.“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式可表示为： 2FePO 4＋Li 2CO 3＋H 2C 2O 4=====高温
2LiFePO 4＋H 2O↑＋3CO 2↑
D.TiO 2· x H 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示：
可知，40 o C 前，未达到平衡状态，随着温度升高，转化率变大；40 o C 后，H 2O 2分解加剧，转化率降低 答案 B
4、(2020·浙江4月选考，25)白色固体混合物A ，含有KCl 、CaCO 3、Na 2CO 3、Na 2SiO 3、CuSO 4中的几种，常温常压下进行如下实验。

下列推断不正确的是( ) A.无色溶液B 的pH≥7
B.白色固体F 的主要成分是H 2SiO 3
C.混合物A 中有Na 2SiO 3、CuSO 4和CaCO 3
D.在无色溶液B 中加HNO 3酸化，无沉淀；再滴加AgNO 3，若有白色沉淀生成，说明混合物A 中有KCl 答案 C
5、(2020·四川省教考联盟高三第三次诊断性考试)处理锂离子二次电池正极废料铝钴膜(含有LiCoO 2、Al 等)的一种工艺如下：
下列有关说法不正确的是( ) A ．碱浸的目的是溶解铝
B．酸溶时H2O2被还原
C．H2SO4/H2O2可改用浓盐酸
D．铝、钴产物可再利用
答案 B
4(2020·佛山市南海区七校联合体模拟)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下，下列叙述不正确的是( )
A．加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
B．向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
C．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶5
D．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
答案 C
5(2020·临沂市普通高考模拟)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。

采用废易拉罐制备明矾的过程如下图所示。

下列叙述错误的是( )
A．合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用
B．从易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO3
答案 D
6．(2020·济南市高三5月模拟)Na2S2O5是常用的防腐剂和漂白剂。

可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5，其流程如下：
下列说法正确的是( )
A．上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物
B．Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时，均表现还原性
C．上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换
D．实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗
答案 C
7．(2020·德州市高三第二次模拟)一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示，反应Ⅰ中的反应为：
3NaClO3＋4SO2＋3H2O===2ClO2＋Na2SO4＋3H2SO4＋NaCl。

下列说法正确的是( )
A．产品中可能含有NaCl
B．反应Ⅱ中H2O2作氧化剂
C．NaClO2的漂白原理与SO2相同
D．实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行
答案 A
8(2020·福州市高三第三次质量检测)氢氧化铈[Ce(OH)4]是一种重要的稀土氢氧化物。

平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2)，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
下列说法错误的是( )
A．滤渣A中主要含有SiO2、CeO2
B．过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C．过程②中发生反应的离子方程式为CeO2＋H2O2＋3H＋===Ce3＋＋2H2O＋O2↑
D．过程④中消耗11.2LO2(已折合成标准状况)，转移电子数为2×6.02×1023
答案 C
9．(2020·深圳市高三4月调研)NiSO4·6H2O易溶于水，其溶解度随温度升高明显增大。

以电镀废渣(主要成分是NiO，还有CuO、FeO等少量杂质)为原料制备该晶体的流程如下，下列说法错误的是( )
A．溶解废渣时不能用稀盐酸代替稀H2SO4
B．除去Cu2＋可采用FeS
C．流程中a～b的目的是富集NiSO4
D．“操作Ⅰ”为蒸发浓缩、冷却结晶
答案 A
10、某炼铁废渣中含有大量CuS 及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl 2·2H 2O 晶体的工艺流程如下：
下列说法正确的是( )
A ．焙烧过程中每消耗1 mol CuS 则消耗3 mol O 2
B ．焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C ．滤渣主要是含铁的氧化物
D ．将获得的CuCl 2·2H 2O 晶体加热可制得CuCl 2固体
解析 根据2CuS ＋3O 2=====高温
2CuO ＋2SO 2知，1 mol CuS 消耗1.5 mol O 2，A 错误；废气含SO 2能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，B 正确；滤渣中主要是氢氧化铁，C 错误；Cu 2＋水解，加热CuCl 2·2H 2O 晶体，不能得CuCl 2固体，D 错误。

答案 B 二、非选择题
11、I （1）以废旧铅蓄电池的含铅废料(主要含Pb 、PbO 、PbO 2、PbSO 4)和稀H 2SO 4为原料制备高纯PbO ，实现铅的再生利用。

其主要流程如下：
PbO 溶解在NaOH 溶液中，存在平衡：PbO(s)＋NaOH(aq)
NaHPbO 2(aq)，其溶解度曲线如图所示。

结合
图示溶解度曲线，简述由粗品PbO 得到高纯PbO 的操作_____________。

II （2）Mg(ClO 3)2常用作催熟剂、除草剂等，下图为制备少量Mg(ClO 3)2·6H 2O 的方法：
已知：①卤块的主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。

②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如上图。

(1)加入BaCl2的目的是除________，如何判断该离子已除尽：___________________________。

(2)加入NaClO3饱和溶液会发生反应：MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓，请利用该反应，结合溶解度图，制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为：
①取样，加入NaClO3饱和溶液充分反应；②蒸发浓缩；③______；④冷却结晶；⑤过滤、洗涤，获得
Mg(ClO3)2·6H2O晶体。

答案（1）在35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体（2）答案(1)SO2－4静置，取上层清液加入BaCl2，若无白色沉淀，则SO2－4已沉淀完全(2)趁热过滤
12铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。

(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO和NaOH的混合溶液将Fe(OH)3氧化制备高铁酸钠，反应的离子方程式为________________；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是
________________。

(2)氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下：
①酸溶过程中发生反应的化学方程式为________________，________________，
________________________；“滤渣A”主要成分的化学式为________。

②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式：________________________________。

③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2＋反应的离子方程式为________________________。

④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是________，如果pH过大，可能引起
的后果是________________________________________。

沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2
开始沉淀pH 2.7 3.8 7.6 9.4
完全沉淀pH 3.2 5.2 9.7 12.4
答案(1)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO2－4＋3Cl－＋5H2O FeO2－4具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成Fe3＋，Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体可吸附悬浮颗粒而净水
(2)①Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O SiO2
②FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO2－4＋16H＋
③4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe(OH)3↓[或Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3]
④3.2～3.8 Al3＋、Mg2＋形成沉淀，使制得的铁红不纯
13、(2020·天津理综，10)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。

以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：
Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________________________________________
__________________________________________________________________。

SiHCl3的电子式为________。

Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：
①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＞0
②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g) ΔH2＜0
③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g) ΔH3
(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H2的电极名称________(填“阳极”或“阴极”)，该电极反应方程式为
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。

(2)已知体系自由能变ΔG ＝ΔH －T ΔS ，ΔG ＜0时反应自发进行。

三个氢化反应的ΔG 与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是________；相同温度下，反应②比反应①的ΔG 小，主要原因是___________________________________________________________________ _________________________________________________________________。

(3)不同温度下反应②中SiCl 4转化率如图2所示。

下列叙述正确的是________(填序号)。

a.B 点：v 正＞v 逆
B.v 正：A 点＞E 点
c.反应适宜温度：480～520 ℃
(4)反应③的ΔH 3＝________(用ΔH 1，ΔH 2表示)。

温度升高，反应③的平衡常数K ________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl 4、SiHCl 3和Si 外，还有________(填分子式)。

答案 Ⅰ.Si(s)＋3HCl(g)=====300 ℃
SiHCl 3(g)＋H 2(g) ΔH ＝－225 kJ·mol －1
Ⅱ.(1)阴极 2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －或2H ＋＋2e －===H 2↑ (2)1 000 ℃ ΔH 2＜ΔH 1导致反应②的ΔG 小 (3)ac
(4)ΔH 2－ΔH 1 减小 (5)HCl 、H 2
14、一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)n Cl 6－n ]m )，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。

某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC ，设计生产流程如下：
请回答下列问题：
(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有________。

A.容量瓶
B.烧杯
C.烧瓶
D.胶头滴管
(2)下列关于PAFC的说法中正确的是________。

A.PAFC是一种有机高分子化合物
B.PAFC中Fe显＋2价
C.PAFC溶于水能电离出OH－，是一种碱
D.PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在
(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。

A.测定溶液中Fe2＋与Fe3＋的含量比
B.测定原料是否完全溶解
C.测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量
D.测定溶液中Al3＋的含量
(4)写出向溶液中加入NaClO3时，发生反应的离子方程式为
_____________________________________________________________________。

(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中Al和Fe的含量，进行下列试剂的选择和基本操作：
①测定时所需的试剂有________。

A.NH3·H2O
B.NaOH
C.CO2
D.NaClO3
②测定时，直接测定的是________和________的质量(填化学式)。

③在测定过程中的操作顺序是：过滤、________、灼烧、________、称量(写操作名称)。

答案(1)ABD (2)D (3)C (4)6Fe2＋＋6H＋＋ClO－3===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O (5)①BC②Al2O3Fe2O3③洗涤冷却
15.(2020·南阳模拟)用辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图：
(1)下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是________(填字母)。

A.延长浸取时间
B.将辉铜矿粉碎
C.充分搅拌
D.适当增加硫酸浓度
(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式：
_________________________________________________________
(3)研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是
____________________________________________________________________。

(4)“除铁”的方法是通过调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3。

则加入的试剂A可以是
___________________________________________________________(填化学式)；
“赶氨”时，最适宜的操作方法是________________________________________。

(5)“沉锰”(除Mn2＋)过程中有关反应的离子方程式为
____________________________________________________________________。

(6)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是_________________________________(填化学式)。

答案(1)A
(2)2MnO2＋Cu2S＋8H＋===S↓＋2Cu2＋＋2Mn2＋＋4H2O
(3)Fe3＋可催化Cu2S被MnO2氧化
(4)CuO或Cu(OH)2加热
(5)Mn2＋＋HCO－3＋NH3===MnCO3↓＋NH＋4
(6)(NH4)2SO4
16、以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为
____________________________________________________________________。

(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃
硫去除率＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫1－焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量×100% ①不添加CaO 的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。

②700 ℃焙烧时，添加1%CaO 的矿粉硫去除率比不添加CaO 的矿粉硫去除率低，其主要原因是_________________________________________________________
____________________________________________________________________。

(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO 2，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为________(填化学式)。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe 2O 3。

Fe 2O 3与FeS 2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe 3O 4和SO 2，理论上完全反应消耗的n (FeS 2)∶n (Fe 2O 3)＝________。

答案 (1)OH －＋SO 2===HSO －3
(2)①FeS 2 ②硫元素转化为CaSO 4而留在矿粉中
(3)NaAlO 2 Al(OH)3
(4)1∶16
17. 废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。

实验室利用废旧电池的铜帽(Cu 、Zn 总含量约为99%)回收Cu 并制备ZnO 的部分实验过程如下：
(1)①铜帽溶解时加入H 2O 2的目的是_________________________________________________
_____________________________________________________________(用化学方程式表示)。

②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H 2O 2除去。

除去H 2O 2的简便方法是_______________。

(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn 、ZnO ，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H 2O 2后溶液中Cu 2＋的含量。

实验操作：准确量取一定体积的含有Cu 2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH ＝3～4，加入过量的KI ，用Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点。

上述过程中反应的离子方程式如下：
2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2
2S2O2－3＋I2===2I－＋S4O2－6
①滴定选用的指示剂为________，滴定终点观察到的现象为____________________________。

②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2＋含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(3)已知pH＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L－1计算)。

实验中可选用的试剂：30%H2O2溶液、1.0mol·L－1HNO3溶液、1.0mol·L－1NaOH溶液。

由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③过滤；
④________________________________________________________________________；
⑤过滤、洗涤、干燥；
⑥900℃煅烧。

答案．(1)①Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O ②加热(至沸)
(2)①淀粉溶液当滴入最后一滴标准液蓝色褪去且半分钟不恢复②偏高
(3)①向滤液中加入适量30%H2O2溶液，使其充分反应
②滴加1.0mol·L－1NaOH溶液，调节溶液pH约为5(或3.2≤pH＜5.9)，使Fe3＋沉淀完全
④向滤液中滴加1.0mol·L－1NaOH溶液，调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全。