《专题19工艺流程题—三年高考(2015-2017)化学真题(原卷版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题19工艺流程题—三年高考(2015-2017)化学真题(原卷版)（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1 专题专题 19 工艺流程题工艺流程题 1【2017 新课标 1 卷】（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 要以形式存 在， 写出 相应 反应的 离子 方程 式 _。 （3）TiO2 xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示： 温度/ 30 35 40 45 5
2、0 TiO2 xH2O 转化率% 92 95 97 93 88 分析 40 时 TiO2 xH2O 转化率最高的原因_。 （4）Li2Ti5O15中 Ti 的化合价为+4，其中过氧键的数目为_。 （5）若“滤液”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加 1 倍） ，使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成？ （列式计算） 。FePO4、Mg3(PO4)2的 Ksp分别为 2 4 TiOCl 21 (Mg )0.02mol Lc 3 Fe 351 (Fe)1.0 10mol Lc 2 。 （6）写出“高温煅烧”中由 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式 。 2【2017
3、新课标 3 卷】（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）步骤的主要反应为：FeO Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2 上述反应配平后 FeO Cr2O3与 NaNO3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
4、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 K2Cr2O7固体。 冷却到_ （填标号） 得到的 K2Cr2O7固体产品最多。 a80 b60 c40 d10 步骤的反应类型是_。 （5）某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉（含 Cr2O3 40%）制备 K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg， 2224 1.3 101.0 10 、 高温 3 产率为 _。 3【2017 北京卷】（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 SiC
5、l4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸点/ 58 136 181（升华） 316 1412 熔点/ 69 25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 微溶 难溶 （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) H1=+175.4 kJ mol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=-220.9 kJ mol-1 沸 腾 炉 中 加 碳 氯 化 生 成TiCl4(g) 和CO(g) 的 热 化 学 方 程 式 ： _。 氯化过程中 C
6、O 和 CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成 CO 反应的 H_0（填“”“”或“=”），判断依据：_。 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_。 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： 4 物质 a 是_，T2应控制在_。 4【2017 江苏卷】(12 分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 注：SiO2在“碱溶”时转化
7、为铝硅酸钠沉淀。 （1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。 （2）向“过滤”所得滤液中加入 NaHCO3溶液，溶液的 pH_ (填“增大”、“不 变”或“减小”)。 （3） “电解”是电解熔融 Al2O3， 电解过程中作阳极的石墨易消耗， 原因是_。 （4） “电解”是电解 Na2CO3溶液，原理如 图所示。阳极的电 极反 应式为 _，阴极产生的物质 A 的化学式为_。 （5）铝粉在 1000时可与 N2反应制备 AlN。在铝粉中添加少量 NH4Cl 固体并充分混 合，有利于 AlN 的制备，其主要原因是_。 5【2017 江苏卷】(15 分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的
8、少量 Ag(金属 层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。 5 已知：NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3 AgCl 可溶于氨水：AgCl+2NH3 H2O Ag(NH3) 2+ Cl +2H2O 常温时 N2H4 H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3)2+： 4Ag(NH3) 2+N2H4 H2O4Ag+N2+4NH4 +4NH3+H2O （1）“氧化”阶段需在 80条件下进行，适宜的加热方式为_。 （2）NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2，该反应的化学方程式为 _。 HNO3也能氧化 Ag， 从
9、反应产物的角度分析， 以 HNO3代替 NaClO 的缺点是_。 （3） 为提高 Ag的回收率， 需对“过滤”的滤渣进行洗涤， 并_。 （4）若省略“过滤”，直接向冷却后的反应容器中滴加 10%氨水，则需要增加氨水的 用量，除因过量 NaClO 与 NH3 H2O 反应外(该条件下 NaClO3与 NH3 H2O 不反应)，还 因为_。 （ 5 ） 请 设 计 从 “ 过 滤 ” 后 的 滤 液 中 获 取 单 质Ag的 实 验 方 案 ： _( 实验中须使用 的试剂有：2 mol L 1 水合肼溶液，1 mol L1H2SO4)。 6 【2016 新课标 1 卷】NaClO2是一种重要的杀菌
10、消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生 产工艺如下： 回答下列问题： （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”所用食盐水由粗盐水精制而成，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_。 6 （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
11、量为_。(计算结果保留 两位小数) 7 【2016 新课标 3 卷】 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 V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 质量分数/% 2.22.9 2.83.1 2228 6065 12 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 V 2O4转 成 VO2 +。“废渣 1”的主要成分是_。 （2） “氧化”中欲使 3 mol 的
12、 VO2 +变为 VO 2 +， 则需要氧化剂 KClO 3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_。 8 【2016 北京卷】以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和 H2
13、SO4为原料，制备高纯 PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下： 7 （1） 过程中， 在 Fe2 +催化下， Pb和 PbO 2反应生成 PbSO4的化学方程式是_。 （2）过程中，Fe2 +催化过程可表示为： i：2Fe2 + PbO 2+4H +SO 4 22Fe3+PbSO 4+2H2O ii: 写出 ii 的离子方程式：_。 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的 FeSO4溶液中加入 KSCN 溶液，溶液几乎无色，再加入少量 PbO2，溶液变 红。 b._。 （3） PbO 溶解在 NaOH 溶液中， 存在平衡： PbO （s） +NaOH （aq）N
14、aHPbO2（aq） ， 其溶解度曲线如图所示。 过程的目的是脱硫。滤液 1 经处理后可在过程中重复使用，其目的是_(选填 序号)。 A减少 PbO 的损失，提高产品的产率 B重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率 C增加 Na2SO4浓度，提高脱硫效率 过滤的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程的操作_。 8 9 【2016 海南卷】KAl(SO4)212H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验 室中，采用废易拉罐（主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质）制备明矾的过程如 下图所示。回答下列问题： （1）为尽量少引入杂质，试剂应选用_（填标号） 。 aHCl 溶液 bH2SO4溶液
