-2018年高考化工流程题上课讲义

2016-2018年高考化工流程题（2016全国卷I）11. 高锰酸钾（KMnO4）是一种常见的氧化剂。

主要用于化工、防腐及制药工业等。

以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1:1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，起作用是。

（2）“平炉”中发生的化学方程式为。

（3）“平炉”中需要加压，其目的是。

（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产由两种工艺。

①“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成KMnO4，MnO2和（写化学式）。

②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为，阴极逸出的气体是。

③“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为。

（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800g样品，溶解后定容于100mL容量瓶中，摇匀。

取浓度为0.02000mol/L的H2C2O4标准溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48mL，该样品的纯度为（列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）。

（2016全国卷I）10. NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：（1）NaClO2中Cl的化合价为。

（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式。

（3）“电解”所用食盐水由粗盐精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为、。

“电解”中阴极反应的主要产物是。

（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2，此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为，该反应中氧化产物是。

（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每百克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。

NaClO2的有效氯含量为。

（计算结果保留两位小数）。

（2016全国卷3）28.（14分）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。

从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。

废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2 <1/%以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。

“废渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。

（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。

“废渣2”中含有_______。

（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124−R4V4O12+4OH−（ROH为强碱性阴离子交换树脂）。

为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”、“碱”或“中”）。

（5）“流出液”中阳离子最多的是________。

（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。

（2016全国卷3）26．（14分）过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。

以下是一种制备过氧化钙的实验方法。

回答下列问题：（一）碳酸钙的制备（1）步骤①加入氨水的目的是_______。

小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于____。

（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。

a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b．玻璃棒用作引流c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d．滤纸边缘高出漏斗e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备（3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填“酸”、“碱”或“中”）。

将溶液煮沸，趁热过滤。

将溶液煮沸的作用是___________。

（4）步骤③中反应的化学方程式为________，该反应需要在冰浴下进行，原因是_________。

（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_______。

（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。

该工艺方法的优点是______，产品的缺点是_______。

（2017全国卷1）27．（14分）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：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，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。

（2）“酸浸”后，钛主要以24TiOCl -形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。

（3）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：分析40 ℃时TiO 2·x H 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21(Mg )0.02mol L c +-=⋅，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使3Fe +恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=⨯⋅，此时是否有342Mg (PO )沉淀生成？ （列式计算）。

4342Fe PO Mg (PO )、的K sp 分别为22241.310 1.010--⨯⨯、。

（6）写出“高温煅烧②”中由4Fe PO 制备4LiFe PO 的化学方程式 。

（2017全国卷2）26．（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。

加入硝酸的目的是将滤液中的Fe 2+全部氧化为Fe 3+，还可使用H 2O 2代替硝酸。

（2）沉淀A 的主要成分是SiO 2，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SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2O 。

（3）加氨水过程中加热的目的是加快反应的速率，促进Fe 3+、Al 3+的水解。

沉淀B 的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3（写化学式）。

（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45%。

（2018全国卷1）27．（14分）焦亚硫酸钠（Na 2S 2O 5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。

回答下列问题：（1）生产Na 2S 2O 5，通常是由NaHSO 3过饱和溶液经结晶脱水制得。

写出该过程的化学方程式__________。

（2）利用烟道气中的SO 2生产Na 2S 2O 5的工艺为：①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。

②工艺中加入Na 2CO 3固体、并再次充入SO 2的目的是__________。

（3）制备Na 2S 2O 5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO 2碱吸收液中含有NaHSO 3和Na 2SO 3。

阳极的电极反应式为_____________。

电解后，_____________室的NaHSO 3浓度增加。

将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na 2S 2O 5。

（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。

在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.01000 mol·L−1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。

滴定反应的离子方程式为_____________，该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·L−1（以SO2计）。

（2018全国卷2）8. 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(M n+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。

（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。

（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。

（2018全国卷3）27．（14分）KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。

回答下列问题：（1）KIO3的化学名称是_______。

（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。

“逐Cl2”采用的方法是________。

“滤液”中的溶质主要是_______。

“调pH”中发生反应的化学方程式为__________。

（3）KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式______。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。

③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。