2020年高考化学专题复习化学工艺流程题

2020年高考复习 化学工艺流程题题型特点本题型以现代工业生产为基础,与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离、提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理、紧扣信息、抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性,能较好地考查学生信息获取能力、分析问题能力、语言表达能力和计算能力等。突破点一化工工艺流程题的分析【解题策略】1.粗读试题(1)读题头,得目的。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品),以及提供需要用到的信息。(2)读题干、析过程。题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来。题干信息有三个层次:读得懂的;读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的;完全读不懂的。关键是突破第二层次,对于读得不太懂但根据上下文可以勉强懂的部分需要学生运用已有的基础知识,根据学习过的化学反应原理,联系实际工业生产及题目信息等进行知识的整合,最终得到结论。(3)读题尾、看措施:题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计成系列问题,构成一道完整的化学试题。阅读题尾时要将设问中的提示性信息,用笔画出来,以便在后面精读试题时随时提醒自己与之联系。2.精读试题在粗读试题的基础上,结合流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,在流程图上随手画出相关信息,以便在解题时随时进行联系和调用;同时思考几个问题:从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?),每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物,杂质或副产物用什么方法除去等等,体会出题者设问的角度、意图。只要掌握了这一题型的一般特点和解题策略,无论流程如何陌生复杂,在高考中即使遇到情境陌生的流程图题,也能够驾驭自如,迎刃而解。1 2019全国卷高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图G2-1所示。回答下列问题:图G2-1相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣1”含有S和;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式:。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是。(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为6之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是。(6)写出“沉锰”的离子方程式:。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=13时,z=。突破点二流程题中方程式的书写方法【解题策略】(1)分析框图中说明的文字,箭头的指向等确定最关键的反应物和生成物;(2)结合化合价情况确认反应发生的本质;(3)配平关键反应物和生成物;(4)根据守恒配平或补充其他辅助反应物和产物;(5)依据题目信息写好反应条件;(6)结合反应条件和反应体系所处的环境对各物质的存在形式、状态进行修正。2 (1)2016全国卷改编 NaClO2的一种生产工艺如下:图G2-2()写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式:。()“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。(2)2016全国卷节选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/%2.22.92.83.12228606512<1以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:图G2-3回答下列问题:()“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为,同时V2O4转化成VO2+。“废渣1”的主要成分是。()“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:。1.金属钼具有高强度、高熔点、耐磨抗腐性,用于制火箭、卫星的合金构件。钼酸钠晶体(Na2MoO42H2O)是一种重要的金属缓蚀剂。利用钼矿(主要成分为MoS2,还含少量钙、镁等元素)为原料冶炼金属钼和钼酸钠晶体的主要流程如下:图G2-4(1)Na2MoO42H2O中钼元素的价态为,煅烧产生的尾气引起的环境危害主要是。(2)用浓氨水溶解粗产品的离子方程式是,由图中信息可以判断MoO3是氧化物。(填“酸性”“碱性”或“两性”)(3)操作是,操作所得的钼酸要水洗,检验钼酸是否洗涤干净的方法是。(4)采用NaClO氧化钼矿的方法将矿石中的钼浸出,该过程放热。请配平以下化学反应:NaClO+MoS2+NaOHNa2MoO4+Na2SO4+NaCl+H2O。钼的浸出率随着温度变化如图G2-5,当温度高于50 后浸出率降低的可能原因是(写一点)。图G2-5(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为xLi+nMoS2Lix(MoS2)n,则电池充电时阳极上的电极反应式为。2.由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:图G2-6(1)写出KIO3在日常生活中的一个重要应用:。(2)检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是(写试剂名称)。(3)通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为。(4)工艺中五种物质的制备反应中,不涉及氧化还原反应的步骤是“制”。(5)“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为KW=1.010-13,KspFe(OH)2=9.010-15。为避免0.9 molL-1 FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于。(6)“制KIO3(aq)”反应的离子方程式为。(7)KCl、KIO3的溶解度曲线如图G2-7所示。流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶体的操作步骤为。图G2-73.以方潜矿(PbS)为原料制备铅蓄电池的电极材料的工艺流程如图G2-8所示:图G2-8部分化合物的Ksp如下表所示:物质PbCl2PbSPbCrO4Ksp1.210-59.010-291.810-14请回答下列问题:(1)“焙烧”生成的气体可用于工业制备。(2)写出“高温还原”的主要化学方程式:。(3)“粗铅”的杂质主要有锌、铁、铜、银等,电解精炼时阴极反应式为。阳极泥的主要成分为。(4)铅与稀盐酸反应产生少量气泡后反应终止,原因是。写出制备PbO2的离子方程式:。(5)Pb(NO3)2是强酸弱碱盐,氢硫酸(H2S)是弱酸,向Pb(NO3)2溶液中通入H2S气体是否能产生黑色PbS沉淀?。(列式计算说明,Ka1(H2S)=1.310-7,Ka2(H2S)=7.110-15)。(6)将PbCrO4加入足量硝酸中,充分振荡,观察到的主要现象是,反应的离子方程式为。4.镍废料中主要含有Ni,还有少量的Cu、Fe、Pb等。现从中制取Ni2O3,可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池,也可用于制成镍镉碱性电池。生产流程见下:图G2-9已知:常温下,0.010 molL-1金属离子在不同pH下的沉淀情况如下:Fe3+Cu2+Ni2+Fe2+开始沉淀pH2.25.07.46.8完全沉淀pH3.26.59.08.3回答下列问题:(1)加入碳酸钙调pH的目的是,“沉渣2”的主要成分是,必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是。(2)用离子方程式解释加入NH4F “除Ca”的过程:。(3)“酸浸”时参与反应的H2SO4与HNO3物质的量之比保持为32,此时Ni单质所发生的化学反应方程式为。(4)“操作X”是、。(5)向NiO中加入盐酸溶解,待完全溶解后,加入足量NaOH溶液,再加入NaClO溶液,写出其中和NaClO相关的反应的离子方程式:。(6)根据上表数据,计算当0.010 molL-1 NiSO4溶液中Ni2+完全沉淀时,c(Ni2+)=molL-1。5.利用酸解法制钛白粉产生的废液含有大量的FeSO4、H2SO4和少量的Fe2(SO4)3、TiOSO4生产铁红和补血剂乳酸亚铁的工艺流程如图G2-10所示:图G2-10已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2+和SO42-,TiO2+水解成TiO2xH2O沉淀为可逆反应;乳酸结构简式为CH3CH(OH)COOH。回答下列问题:(1)TiOSO4中钛元素的化合价是,步骤中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是。(2)滤渣的主要成分为TiO2xH2O,结合离子方程式解释得到滤渣的原因: 。(3)从硫酸亚铁溶液中得到硫酸亚铁晶体的操作方法是、洗涤、干燥;硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为。(4)步骤中发生反应的离子方程式为。(5)步骤必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及。(6)实验室中检验溶液B中主要阳离子的方法是 。6.用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O42H2O)的工业流程如图G2-11。图G2-11已知:草酸钴晶体难溶于水;RH为有机物(难电离)。请回答下列问题:(1)滤渣的主要成分是(填化学式),写出一种能提高酸浸速率的措施:。(2)操作用到的玻璃仪器有。(3)H2O2是一种绿色氧化剂,写出加入H2O2后发生反应的离子方程式:。(4)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH。若要将浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀,则应将浸出液的pH控制在。(已知:溶液中离子浓度小于110-5 molL-1,则认为该离子完全沉淀;Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分别为110-15、 110-38、110-32)(5)加入(NH4)2C2O4反应的离子方程式为,过滤得到的草酸钴晶体需要用蒸馏水洗涤,检验是否洗涤干净的方法是。(6)加入有机萃取剂的目的是。实验室可以用酸性KMnO4标准液滴定草酸根离