高考化学工艺流程真题及专题讲解

2017年高考化学《工艺流程》试题汇编

1．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：

硼镁泥的主要成分如下表：

MgO SiO2FeO、Fe2O3CaO Al2O3B2O3

30%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2%

回答下列问题：

（1）“酸解”时应该加入的酸是_______，“滤渣1”中主要含有_________（写化学式）。

（2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、_______。

（3）判断“除杂”基本完成的检验方法是____________。

（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是___________。

2．（13分）

TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：

资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质

化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2

沸点/℃58136181（升华）3161412

熔点/℃−69−25193304714

在TiCl4中的溶解

互溶——微溶难溶性

（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。

已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1

①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。

②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH_____0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：_______________。

③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是__________________________。

④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有_____________。

（2）精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：

物质a是______________，T2应控制在_________。

3．（15分）

重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的

主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所

示：

回答下列问题：

（1）步骤①的主要反应为：

FeO·Cr 2O 3+Na 2CO 3+NaNO 3−−−→高温 Na 2CrO 4+ Fe 2O 3+CO 2+ NaNO 2

上述反应配平后FeO·Cr 2O 3与NaNO 3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________。

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_______________及含硅杂质。

（3）步骤④调滤液2的pH 使之变____________________（填“大”或“小”），原因是_________（用离子方程式表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl ，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K 2Cr 2O 7固体。冷却到___________________（填标号）得到的K 2Cr 2O 7固体产品最多。

a.80℃

b.60℃

c.40℃

d.10℃

步骤⑤的反应类型是___________________。

（5）某工厂用m 1 kg 铬铁矿粉（含Cr 2O 3 40%）制备K 2Cr 2O 7，最终

得到产品 m 2 kg ，产率为_____________。

4．（14分）

水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO 、SiO 2，并含

有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__________，还可使用___________代替硝酸。

（2）沉淀A 的主要成分是_________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为____________________________________。

（3）加氨水过程中加热的目的是___________。沉淀B 的主要成分为_____________、____________（填化学式）。

（4）草酸钙沉淀经稀H 2SO 4处理后，用KMnO 4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：4MnO -

+H ++H 2C 2O 4→Mn 2+

+CO 2+H 2O 。实验中称取0.400 g 水泥样品，滴定时消耗了0.0500

mol·L -1的KMnO 4溶液36.00 mL ，则该水泥样品中钙的质量分数为______________。

5．（14分）Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO 3，还含有少量MgO 、SiO 2等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。

（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl 42-形式存在，写出

相应反应的离子方程式__________________。

（3）TiO 2·xH 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得

实验结果如下表所示：

分析40 ℃时TiO 2·xH 2O 转化率最高的原因

__________________。

（4）Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。

（5）若“滤液②”中c(Mg 2+)=0.02 mol/L ，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe 3+恰好

沉淀完全即溶液中c(Fe 3+)=1×10-5 mol/L ，此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成？___________（列式计算）。

FePO 4、Mg 3(PO 4)2的K sp 分别为1.3×10-22、1.0×10-24。

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4

的化学方程式 。

6．（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO 2和少量Na 2CrO 4,。考虑到胶体的吸附作用使Na 2CrO 4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）

（1）反应①所加试剂NaOH 的电子式为_________。B→C 的反应条件为__________，C→Al 的制备方法称为______________。

（2）该小组探究反应②发生的条件。D 与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl 2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl 2。由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）___________。

温度/℃

30 35 40 45 50 TiO 2·xH 2O

转化率% 92 95 97 93 88