2020北京市高三化學(xué)復(fù)習(xí)必備-生產(chǎn)工藝流程試題以及答案

2020復(fù)習(xí)必備北京市高三化學(xué)--生產(chǎn)工藝流程（海淀區(qū)）27．（13分）陽離子交換膜法電解飽和食鹽水具有綜合能耗低、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)流程如下圖所示：（1）電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為________。（2）電解結(jié)束后，能夠脫去陽極液中游離氯的試劑或方法是________（填字母序號）。a．Na2SO4b．Na2SO3c．熱空氣吹出d．降低陽極區(qū)液面上方的氣壓（3）IO3—可繼續(xù)被氧化為高碘酸根（IO4—），與Na+結(jié)合生成溶解度較小的NaIO4沉積于陽離子交換膜上，影響膜的壽命。①從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋ICl中碘元素的化合價為+1價的原因：________。②NaIO3被氧化為NaIO4的化學(xué)方程式為________。（4）在酸性條件下加入NaClO溶液，可將食鹽水中的I-轉(zhuǎn)化為I2，再進(jìn)一步除去。通過測定體系的吸光度，可以檢測不同pH下I2的生成量隨時間的變化，如下圖所示。已知：吸光度越高表明該體系中c(I2)越大。①結(jié)合化學(xué)用語解釋10min時不同pH體系吸光度不同的原因：________。②pH=4.0時，體系的吸光度很快達(dá)到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因：________。③研究表明食鹽水中I-含量≤0.2mg?L-1時對離子交換膜影響可忽略?，F(xiàn)將1m3含I-濃度為1.47mg?L-1的食鹽水進(jìn)行處理，為達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，理論上至少需要0.05mol?L-1NaClO溶液________L。（已知NaClO的反應(yīng)產(chǎn)物為NaCl，溶液體積變化忽略不計）（朝陽區(qū)）27．（13分）以廢舊鋅錳電池中的黑錳粉（MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化鐵等）為原料制備MnCl2，實(shí)現(xiàn)錳的再利用。其工作流程如下：（1）過程Ⅰ，在空氣中加熱黑錳粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化學(xué)方程式是。（2）溶液a的主要成分為NH4Cl，另外還含有少量ZnCl2等。①溶液a呈酸性，原因是。②根據(jù)右圖所示的溶解度曲線，將溶液a（填操作），可得NH4Cl粗品。③提純NH4Cl粗品，有關(guān)性質(zhì)數(shù)據(jù)如下：化合物ZnCl2NH4Cl熔點(diǎn)365℃337.8℃分解沸點(diǎn)732℃——根據(jù)上表，設(shè)計方案提純NH4Cl：。（3）檢驗(yàn)MnSO4溶液中是否含有Fe3+：取少量溶液，加入（填試劑和現(xiàn)象），證明溶液中Fe3+沉淀完全。（4）探究過程Ⅱ中MnO2溶解的適宜條件。ⅰ．向MnO2中加入H2O2溶液，產(chǎn)生大量氣泡；再加入稀H2SO4，固體未明顯溶解。ⅱ．向MnO2中加入稀H2SO4，固體未溶解；再加入H2O2溶液，產(chǎn)生大量氣泡，固體完全溶解。①用化學(xué)方程式表示ⅱ中MnO2溶解的原因：。②解釋試劑加入順序不同，MnO2作用不同的原因：。上述實(shí)驗(yàn)說明，試劑加入順序不同，物質(zhì)體現(xiàn)的性質(zhì)可能不同，產(chǎn)物也可能不同。（東城區(qū)）27.（15分）富硼渣中含有鎂硼酸鹽（2MgO·B2O3）、鎂硅酸鹽（2MgO·SiO2）及少量Al2O3、FeO等雜質(zhì)。由富硼渣濕法制備硫酸鎂晶體和硼酸（H3BO3）晶體的一種工藝流程如下：已知：生成氫氧化物沉淀的pH（金屬離子的起始濃度為0.1mol/L）Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2開始沉淀時1.93.47.09.1完全沉淀時3.24.79.011.1（1）上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有、等。（2）酸浸時發(fā)生反應(yīng)：2MgO·SiO2+2H2SO42MgSO4+SiO2+2H2O2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O2H3BO3+2MgSO4①上述反應(yīng)體現(xiàn)出酸性強(qiáng)弱：H2SO4H3BO3（填“＞”或“＜”）。②酸浸時，富硼渣中所含Al2O3和FeO也同時溶解，寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：、。③已知硼酸與過量NaOH溶液發(fā)生的中和反應(yīng)為：H3BO3+OH-B(OH)4-。下列關(guān)于硼酸的說法正確的是（填序號）。a.硼酸是一元酸b.向NaHCO3固體中滴加飽和硼酸溶液，有氣泡產(chǎn)生c.硼酸的電離方程式可表示為：H3BO3+H2OB(OH)4-+H+（3）檢驗(yàn)褐色浸出液中的雜質(zhì)離子：取少量浸出液，（填操作和現(xiàn)象），證明溶液中含有Fe2+。（4）除去浸出液中的雜質(zhì)離子：用MgO調(diào)節(jié)溶液的pH至以上，使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為（填化學(xué)式）沉淀，過濾。（5）獲取晶體：ⅰ.濃縮濾液，使MgSO4和H3BO3接近飽和；ⅱ.控制溫度使兩種晶體分別從溶液中結(jié)晶。結(jié)合右圖溶解度曲線，簡述ⅱ的方法：將濃縮液加入到高壓釜中，（將方法補(bǔ)充完整）。注：溫度較高時，硼酸會隨水蒸氣揮發(fā)注：溫度較高時，硼酸會隨水蒸氣揮發(fā)（西城區(qū)）26.（13分）用含鋰廢渣（主要金屬元素的含量：Li3.50%Ni6.55%Ca6.41%Mg13.24%）制備Li2CO3，并用其制備Li+電池的正極材料LiFePO4。部分工藝流程如下：I．制備Li2CO3粗品（1）上述流程中為加快化學(xué)反應(yīng)速率而采取的措施是。（2）濾渣2的主要成分有。（3）向?yàn)V液2中先加入EDTA，再加入飽和Na2C03溶液，90℃充分反應(yīng)后，分離出固體Li2C03粗品的操作是。（4）處理lkg含鋰3.50%的廢渣，鋰的浸出率為a，Li+轉(zhuǎn)化為Li2CO3的轉(zhuǎn)化率為b，則粗品中含Li2C03的質(zhì)量是g。（摩爾質(zhì)量：Li7g.mol-lLi2C0374g.mol-l）II．純化Li2C03粗品（5）將Li2CO3轉(zhuǎn)化為LiHCO3后，用隔膜法電解LiHCO3溶液制備高純度的LiOH，再轉(zhuǎn)化得電池級Li2CO3。電解原理如右圖所示，陽極的電極反應(yīng)式是，該池使用了（填“陽”或“陰”）離子交換膜。III．制備LiFePO4（6）將電池級Li2CO3和C、FePO4高溫下反應(yīng)，生成LiFePO4和一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（豐臺區(qū)）26．（12分）PbCl2是一種重要的化工材料，常用作助溶劑、制備鉛黃等染料。工業(yè)生產(chǎn)中利用方鉛礦精礦（主要成分為PbS，含有FeS2等雜質(zhì)）和軟錳礦（主要成分為MnO2）制備PbCl2的工藝流程如下圖所示。方方鉛礦軟錳礦鹽酸PbCl2NaOH調(diào)pH沉降NaCl浸取Fe(OH)3、礦渣酸性廢液（含Mn2+、SO42-、Cl－等）已知：i.PbCl2微溶于水ii.PbCl2(s)+2Cl－(aq)PbCl42-(aq)ΔH>0（1）浸取過程中MnO2與PbS發(fā)生如下反應(yīng)，請將離子反應(yīng)配平：□____+□____+□PbS+□MnO2□PbCl2+□____+□____+□____（2）由于PbCl2微溶于水，容易附著在方鉛礦表面形成“鈍化層”使反應(yīng)速率大大降低，浸取劑中加入飽和NaCl溶液可有效避免這一現(xiàn)象，原因是________。（3）調(diào)pH的目的是________。酸性廢液⊕ab酸性廢液⊕ab（5）通過電解酸性廢液可重新獲得MnO2，裝置示意圖如下：①在_______極（填“a”或“b”）獲得MnO2，電極反應(yīng)為________。②電解過程中發(fā)現(xiàn)有Cl2產(chǎn)生，原因可能是_________、__________。（石景山區(qū)）26．（12分）聚合硫酸鐵（簡稱PFS或聚鐵）是水處理中重要的絮凝劑。以黃鐵礦的燒渣（主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等）為原料制取聚合硫酸鐵（）的工藝流程如下：（1）酸浸時最合適的酸是（寫化學(xué)式）。（2）酸浸后溶液中主要的陽離子有。（3）加入KClO3的目的是（結(jié)合離子方程式說明）。（4）過程a中生成聚合硫酸鐵的過程是先水解再聚合。將下列水解反應(yīng)原理的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整。++（5）過程a中水解要嚴(yán)控pH的范圍。pH偏小或偏大聚合硫酸鐵的產(chǎn)率都會降低，請解釋原因。（6）鹽基度B是衡量絮凝劑絮凝效果的重要指標(biāo)，通常鹽基度越高，絮凝效果越好。鹽基度B的表達(dá)式：（n為物質(zhì)的量）。為測量聚合硫酸鐵的鹽基度，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：ⅰ.取聚合硫酸鐵樣品mg，加入過量鹽酸，充分反應(yīng)，再加入煮沸后冷卻的蒸餾水，再加入KF溶液屏蔽Fe3+，使Fe3+不與OH－反應(yīng)。然后以酚酞為指示劑，用cmol/L的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行中和滴定，到終點(diǎn)時消耗NaOH溶液VmL。ⅱ.做空白對照實(shí)驗(yàn)，取與步驟ⅰ等體積等濃度的鹽酸，以酚酞為指示劑，用cmol/L的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行中和滴定，到終點(diǎn)時消耗NaOH溶液V0mL。聚合硫酸鐵樣品中n(OH－)＝mol。②已知該樣品中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w，則鹽基度B＝。（門頭溝區(qū)）27．（12分）鎳電池廣泛應(yīng)用于混合動力汽車系統(tǒng)，電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計實(shí)驗(yàn)流程如下：已知：①NiCl2易溶于水，F(xiàn)e3＋不能氧化Ni2＋②已知實(shí)驗(yàn)溫度時的溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O③已知生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示。開始沉淀時完全沉淀時Al(OH)33.434.19Fe(OH)32.532.94Ni(OH)27.609.75回答下列問題：（1）加入試劑A來調(diào)節(jié)溶液的pH至5左右，試劑A最好選用。a．NaOHb．Na2CO3c．NiO該過程析出沉淀的成分是____________________（填化學(xué)式）。（2）加入Na2C2O4溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。（3）電解時的陰極電極反應(yīng)式是____________________________。檢驗(yàn)陽極產(chǎn)生的氣體的試劑是。（4）沉淀Ⅱ可被電解所得陽極產(chǎn)物氧化，該反應(yīng)的離子方程式是____________。（5）檢驗(yàn)Ni(OH)3已洗滌干凈的方法是________________________________。（懷柔區(qū)）27.（12分）我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家，一種以閃鋅礦（主要成分為ZnS還含有少量PbS等雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：回答下列問題：（1）焙燒時生成氣體的主要成分為（2）溶浸過程的浸出液以硫酸鋅為主，還含有Fe3+、Fe2+、A13+、Cu2+、Cd

2+、Cl－等雜質(zhì)，會影響鋅的電解，需氧化除雜和還原除雜以凈化。①寫出在溶浸過程中，Pb2+生成沉淀的離子方程式②氧化的目的是③X的作用是將浸出液的pH調(diào)節(jié)為5.5左右，使Fe3+、A13+形成沉淀而除去，且不引入其他雜質(zhì)，X為（填化學(xué)式）④用Zn除去Cu2+、Cd

2+，則濾渣3的成分為⑤用Ag2SO4除去Cl－，發(fā)生的離子方程式為（3）濾液電解制鋅得到的電解液可以循環(huán)利用。請結(jié)合化學(xué)用語簡述原因（平谷區(qū)）26.金屬鈦在航天、潛海和醫(yī)療方面應(yīng)用廣泛。工業(yè)上用鈦鐵礦（主要成分為鈦酸亞鐵FeTiO3，含F(xiàn)eO、Fe2O3、SiO2）為原料制TiO2,再由TiO2制得金屬Ti

資料：TiO2+會發(fā)生水解（1）步驟②、③、④中，均需用到的操作是。（填操作名稱）（2）檢驗(yàn)濾液2中是否含F(xiàn)e3+的方法是：

。（3）步驟1中FeTiO3溶于過量硫酸的化學(xué)方程式。（4）請結(jié)合化學(xué)用語用解釋步驟④中加熱水的原因。（5）電解法獲得Ti是通過右圖裝置，以熔融CaCl2做電解質(zhì)，①a為電源的（填“正”或“負(fù)”）②在制備鈦的過程中石墨電極附近的氣泡中除了O2、CO、CO2外還可能有的氣體是，用化學(xué)用語解釋原因。（6）測定廢液中Fe2+濃度已確認(rèn)鐵元素的回收率：取25.00ml廢液于錐形瓶中，用硫酸酸化的xmol/LKMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液體積如圖所示：（滴定時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2+＋MnO4-＋8H+→5Fe3+＋Mn2+＋4H2O）.廢液中c(Fe2+)=

化學(xué)試題答案（海淀區(qū)）27.（13分）（1）2NaCl+2H2OC12↑+H2↑+2NaOH（2分）（2）bcd（2分）（正選2個無錯選得1分；選4個得1分；其余如選3個錯選1個不得分）（3）①碘元素和氯元素處于同一主族（VIIA），二者最外層電子數(shù)均為7，ICl中共用一對電子（劃線為2點(diǎn)，答出1點(diǎn)即得1分），由于碘原子半徑大于氯原子（1分），碘原子得電子能力弱于氯原子，故共用電子對偏離碘原子，使得碘元素顯+1價（2分）②Na++IO3—+Cl2+H2O===NaIO4↓+2H++2Cl—（2分）（堿性環(huán)境不得分，NaIO4拆寫或NaIO3未拆的給1分）（4）①ClO-+2H++2I-===I2+Cl-+H2O（1分），10min時pH越低，c(H+)越大，反應(yīng)速率加快（或ClO-氧化性增強(qiáng)），c(I2)越高（1分），吸光度越大。（2分）②c(H+)較高，ClO-繼續(xù)將I2氧化為高價含碘微粒，c(I2)降低，吸光度下降（1分）③0.1（2分）（朝陽區(qū)）27．（13分）（1）（2）①?（或水解產(chǎn)生）②蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾③加熱粗品至340℃左右，NH4Cl=NH3+HCl；收集產(chǎn)物并冷卻，NH3+HCl=NH4Cl，得到純凈NH4Cl。（3）KSCN溶液，不變紅（4）①②i中作催化劑，反應(yīng)快，只催化分解；ii中作氧化劑，加入稀后，的氧化性增強(qiáng)，被還原為。（東城區(qū)）27.（15分）（1）研磨加熱（2）①＞②Al2O3+6H+2Al3++3H2OFeO+2H+Fe2++H2O③ac（3）滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（合理答案給分）（4）4.7Al(OH)3、Fe(OH)3（5）升溫結(jié)晶，得到硫酸鎂晶體，分離后，再將母液降溫結(jié)晶，分離得到硼酸晶體（西城區(qū)）26.（13分，（3）1分，其它每空2分）（1）研磨、70℃加熱（2）Mg（OH）2、Ni（OH）2和Ca（OH）2（3）趁熱過濾（4）185ab（5）4OH—4e-2H2O+O2↑ 陽（6）Li2CO3+2C+2FePO42LiFePO4+3CO（豐臺區(qū)）26.（12分）（1）8H＋+2Cl－+PbS+4MnO2==PbCl2+4Mn2++SO42-+4H2O（2分）（2）PbCl2(s)+2Cl－(aq)PbCl42-(aq)，加入NaCl增大c(Cl－)，有利于平衡正向移動，將PbCl2(s)轉(zhuǎn)化為溶液中的離子，消除“鈍化層”。（2分）（3）除去溶液中的Fe3+（1分）（4）加水稀釋、降溫（2分）（5）①a（1分） Mn2+-2e－+2H2O→MnO2+4H+（2分）②2Cl－-2e－→Cl2 （1分） MnO2+4HCl==MnCl2+Cl2↑+2H2O（1分）（文字表述合理也給分）（石景山區(qū)）26.（12分)（1）H2SO4……………………………（1分）（2）Fe3+、Fe2+、H+………………………（2分）（3）將Fe2+氧化為Fe3+：ClO3—+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O………………（2分）（4）1+x1+H2SO4……………………（2分）（5）pH偏小時，水解平衡逆向移動，聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低；pH偏大時，F(xiàn)e2(SO4)3生成Fe(OH)3聚沉，聚合硫酸鐵的產(chǎn)率會降低；……………（2分）（6）①10—3cV0－10—3cV………………………………（2分）②………………（1分）（門頭溝區(qū)）27.(12分)（1）cFe(OH)3、Al(OH)3(各1分)（2）NiCl2＋Na2C2O4＋2H2O