2022届高考化学一轮复习 高考必考大题专练（一）化工流程分析题（A组——金属类）（含解析）.docx

1、高考必考大题专练(一)化工流程分析题(A组金属类)1绿矾被广泛用于医药和工业领域，工业上两种制备绿矾(FeSO47H2O)的流程如图所示，根据题意回答下列问题：方法一：利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矾(1)试剂a和试剂b分别是_，操作1的名称是_。(2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中，可以将CuFeS2氧化成硫酸盐，写出该反应的化学方程式：_。方法二：利用工业废铁屑制取绿矾(3)加入适量Na2CO3溶液的作用是_。(4)操作需要用到的玻璃仪器名称有_。(5)通过检验CO来判断操作是否洗涤干净，检验的方法是_。2K2Cr2O7是一种重要的化工原料。以铬铁矿(主要成分为FeOCr2

2、O3，还含有Al2O3、Fe2O3等杂质)为原料制备K2Cr2O7的一种工艺流程如下：已知：.4FeOCr2O38Na2CO37O28Na2CrO42Fe2O38CO2.Cr2OH2O2CrO2H(1)“焙烧”时，Al2O3与Na2CO3发生反应的化学方程式为_。(2)“滤渣”的主要成分是_(填化学式)。(3)“酸化”步骤调节溶液pH5，其目的是_。(4)“转化”一步发生反应的化学方程式为_。(5)采用电解法处理含铬废水原理如下图所示。阳极区溶液中发生反应：Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，阳极的电极反应式为_，阴极产生的气体为_(填化学式)。3以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb

3、、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：(1)过程中，在Fe2催化下，Pb和PbO2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：2Fe2PbO24HSO=2Fe3PbSO42H2O：写出的离子方程式：_。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)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处

4、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NaOH，提高原料的利用率C.增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程的操作：_。4一种由菱镁矿(主要成分MgCO3、CaCO3、FeCO3、SiO2)制备高纯氢氧化镁的工艺如下：(1)“煅烧”时FeCO3发生反应的方程式为_。(2)“浸取”温度100左右，该步骤含镁化合物参与反应的化学方程式为_。(3)“浸取”时NH4Cl用量对Mg2浸出率的影响曲线如图所示。下列有关说法正确的是_(填序号)。A.“浸取”时适当搅拌浆料B.用超理论用量20%的NH4Cl进行浸

5、取C.可用NH4Cl对浸取后的滤渣进行二次浸取，将两次浸取液合并D.浸出温度采用100可促进NH4Cl的水解和NH3的逸出(4)本工艺流程中可循环利用的物质有_。(5)若要得到高纯Mg(OH)2，需对“沉镁”步骤所得的固体进行洗涤，检验固体已洗涤干净的方法是_。(6)25时，Ksp(CaSO4)7.2105。实验测得“除钙”前后溶液中c(Ca2)分别为2.8gL1和0.8gL1，则1L溶液至少需加入MgSO4固体的质量为_g。5从含铬废水(主要成分为Cr2O)中回收铬渣并冶炼铬的部分工艺流程如下：已知：Na2S2O5H2O=2NaHSO3(1)“还原”过程中Cr2O转化为Cr3，该反应的离子方

6、程式为_。“还原”时，也可用Na2S2O3做还原剂，反应中S2O转变为SO，则与等量的Cr2O反应消耗的n(Na2S2O5)n(Na2S2O3)_。(2)Cr2O在不同酸碱性溶液中与CrO存在如下平衡：Cr2OH2O2CrO2H，该反应的平衡常数表达式为_。(3)用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)处理废水后，可能会使废水的COD增大。在焦亚硫酸钠与废水铬元素不同质量比的情况下，加H2SO4与未加H2SO4处理含铬废水后其COD对比变化如图所示。已知：“COD”是指化学需氧量，反映了水样中较强还原性物质含量的多少。水样中还原性物质越少，则COD越低，表明水质污染程度越小。未加H2SO4时，随着Na2

7、S2O5质量增大，废水COD增大的原因是_。在焦亚硫酸钠与废水中铬元素质量比相同的情况下，加H2SO4时，与未加H2SO4相比，废水COD均有所下降，原因可能是_。(4)已知“铬渣”的主要成分为Cr(OH)3，“沉淀”反应的化学方程式为_。高考必考大题专练（一）化工流程分析题（A组金属类）1解析：（1）由流程图可知滤渣2为Fe（OH）3，而目标产物为绿矾（FeSO47H2O），所以试剂a为稀H2SO4，起溶解作用，b为铁粉，起还原作用；由流程图可知操作1为过滤，其作用为除去过量的铁粉。（2）由题意可知，在细菌的作用下，氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4CuFeS217O22H2SO44CuSO42

8、Fe2（SO4）32H2O。（3）CO水解时使溶液呈碱性，可以除去油污。（4）因为操作为过滤与洗涤，所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。答案：（1）稀H2SO4、铁粉过滤（2）4CuFeS217O22H2SO44CuSO42Fe2（SO4）32H2O（3）除去油污（4）烧杯、玻璃棒、漏斗（5）取少量最后一次的洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，则未洗涤干净2解析：（1）高温条件下Na2CO3和Al2O3反应生成NaAlO2和CO2。（2）经过焙烧，Cr、Fe、Al的存在形式分别为：Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2，水浸后，溶液中主要有

9、：Na2CrO4、NaAlO2，调节pH7，AlO转化为Al（OH）3沉淀。（3）酸化时，溶液主要成分为Na2CrO4，由题给信息可知将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7。（4）Na2Cr2O7溶液中加KCl生成K2Cr2O7晶体，说明K2Cr2O7溶解度小于Na2Cr2O7。（5）铁板作阳极，优先失电子：Fe2e=Fe2，生成的Fe2还原Cr2O。阴极溶液中的阳离子即H放电。答案：（1）Na2CO3Al2O32NaAlO2CO2（2）Al（OH）3（3）使CrO转化为Cr2O（4）Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl（5）Fe2e=Fe2H23解析：（1）由题意可知，过程中，

10、在Fe2催化下，Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和H2O，Pb与PbO2在酸性条件下发生氧化还原反应，Pb为还原剂，PbO2为氧化剂，PbSO4既是氧化产物又是还原产物，化学方程式为PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。（2）催化剂在反应前后本身的质量和化学性质保持不变，但参加反应，反应特点是先消耗再生成，且消耗与生成的量相等。Fe2为该反应的催化剂，又知反应中Fe2被PbO2氧化为Fe3，则在反应中Fe3与Pb反应生成Fe2，离子方程式为2Fe3PbSO=PbSO42Fe2；a实验证明发生反应生成Fe3，则b实验需证明发生反应，Fe3转化为Fe2，实验方案为取a中红色溶液

11、，向其中加入铅粉后，充分反应，红色褪去。（3）过程的目的是脱硫。化学方程式为PbSO42NaOH=PbONa2SO4H2O；滤液1中含有未反应的NaOH和少量溶解的PbO，经处理后可重复利用减少PbO的损失，同时能提高NaOH的利用率。利用PbO不同温度下在不同氢氧化钠溶液中的溶解度曲线，可向PbO粗品中加入35%的NaOH溶液，加热至高温（110），充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤可得PbO固体。答案：（1）PbPbO22H2SO42PbSO42H2O（2）2Fe3PbSO=2Fe2PbSO4取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去（3）AB向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液

12、，加热至高温（110），充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体4解析：（1）空气中煅烧FeCO3，O2将FeCO3氧化为Fe2O3，同时放出CO2。（2）MgCO3煅烧后生成MgO，用NH4Cl溶液浸取，利用NH水解生成的H与MgO反应，由流程图可知有NH3生成。（3）A项，适当搅拌可以增大固液接触面积，加快反应速率，提高浸出率，正确；B项，由图可知，用超理论用量20%的NH4Cl进行浸取时，Mg2浸出率提高不明显，但NH4Cl利用率降低，错误；C项，二次浸取可提高浸出率，正确；D项，由（2）分析，利用NH水解生成的H与MgO反应，适当升高温度，促进NH水解，增大H浓度，同时有利于

13、NH3逸出，有利于水解平衡正向移动，正确；（4）浸取时生成氨气，可用于沉镁，沉镁时生成NH4Cl，可用于浸取。（5）Mg（OH）2固体吸附的溶液中的可溶性离子主要有NH、Cl、SO，可以检验SO、Cl的存在。（6）沉淀的n（Ca2）2g/40gmol10.05mol，生成CaSO4沉淀0.05mol，此时溶液中c（Ca2）0.02molL1，由Ksp（CaSO4）7.2105，此时溶液中c（SO）0.0036molL1，1L溶液生成CaSO4为mol0.05mol，所以需要MgSO4的质量为0.0036molL1120g/mol0.05mol120g/mol6.432g。答案：（1）4FeCO

14、3O22Fe2O34CO2（2）MgO2NH4ClMgCl22NH3H2O（3）ACD（4）NH4Cl、NH3（5）取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净（其他合理答案也可）（6）6.4325解析：（1）利用S2O将Cr2O还原为Cr3，自身被氧化为SO，注意酸性环境。Na2S2O5中S的平均价态为4价，被氧化到SO，转移4e，Na2S2O3中S的平均价态为2价，被氧化到SO，转移8e。（2）注意水溶液中水不写入平衡常数。（3）COD越低，说明还原性物质越多，还原性物质可能HSO或S2O增多（从物质的性质入手）。加硫酸，酸性增强，COD下降，说明还原性物质减

15、少，即H促进反应或将HSO转化为SO2逸出。（4）反应物有：Na2CO3、Cr2（SO4）3，生成物有Cr（OH）3、3CO2，配平，判断Cr3以Cr2（SO4）3存在是关键。答案：（1）3S2O2Cr2O10H=6SO4Cr35H2O或3HSOCr2O5H=3SO2Cr34H2O21（2）K（3）Na2S2O5质量越大，反应后废水中剩余的HSO（或S2O）的量就越多，HSO（或S2O）具有较强的还原性，所以废水的COD增大废水酸性增强，促进HSO（或S2O）与Cr2O充分反应，还原性的HSO（或S2O）转化更完全，含量减少（或废水酸性增强，H将HSO转化为SO2气体逸出，还原性的HSO减少）（4）3Na2CO3Cr2（SO4）33H2O=3Na2SO42Cr（OH）33CO2