2021届高考化学(广东专用)一轮总复习限时训练：热点回头专练5-无机化工流程题专项突破.docx

热点回头专练5　无机化工流程题专项突破
1．由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列试验(部分产物略去)：

(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)________。
(2)Z为一种或两种气体：
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是______________________________；
②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是________。
(3)向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)______________________________________________________
_____________________________。
(4)取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I－时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_____________________________。
答案　(1)Al
(2)①C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　②NO、CO2
(3)Cu2＋、Fe3＋、H＋
(4)2Fe2＋＋3H2O2＋4I－=== 2Fe(OH)3↓＋2I2
2．(2021·深圳一模，32)某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下：

请回答下列问题：
(1)步骤①中先加入热的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名称是________。
(2)步骤②中，除发生反应Fe＋2HCl=== FeCl2＋H2↑外，其他可能反应的离子方程式为_____________________________________________________
___________________。
(3)溶液C的颜色是________，溶液D中可能含有的金属阳离子有________。
(4)可以验证溶液B中是否含有Fe2＋的一种试剂是________(填选项序号)。
a．稀硫酸 b．铁
c．硫氰化钾 d．酸性高锰酸钾溶液
(5)操作乙的名称是________，步骤⑤产生金属铜的化学方程式为_________
_______________________________________________________________。
答案　(1)过滤
(2)Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋=== 3Fe2＋
(3)棕黄色　Fe2＋、Cu2＋
(4)d　(5)电解　CuCl2 Cu＋Cl2↑
3．(2021·山东理综，30)TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
(1)试验室利用反应TiO2(s)＋CCl4(g)TiCl4(g)＋CO2(g)，在无水无氧条件下制备TiCl4，试验装置示意图如下：

有关物质性质如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
CCl4
－23
76
与TiCl4互溶
TiCl4
－25
136
遇潮湿空气产生白雾
仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开头前依次进行如下操作：
组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通N2　②熄灭酒精灯　③冷却至室温。正确的挨次为________(填序号)。欲分别D中的液态混合物，所接受操作的名称是________。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括：
酸溶　FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)=== FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l)
水解　TiOSO4(aq)＋2H2O(l)H2TiO3(s)＋H2SO4(aq)
简要工艺流程如下：

①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，缘由是___________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________。
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后消灭微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是____________________(填化学式)。
解析　(1)留意审题，该反应是在无水无氧条件下制备的；安装完装置，首先检查气密性，然后装入药品。依据反应条件，N2必需进行干燥处理(干燥管)。然后通过N2排解系统内的空气(O2)，点燃酒精灯，使反应发生。为了防止倒吸，反应结束后，应先熄灭酒精灯，再冷却到室温，最终停止通N2。在D中冷凝的液体有CCl4和TiCl4，依据沸点不同，可接受分馏的方法分别。
(2)①加入H2SO4，除发生FeTiO3酸溶外，还发生反应
Fe2O3＋6H＋=== 2Fe3＋＋3H2O，为了使Fe3＋转化成Fe2＋，所以应加入Fe粉(A)，钛液中含有FeSO4和TiOSO4，考虑到温度越高，TiOSO4的水解程度越大，造成TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀，在过滤时，造成钛损失。
②由于Fe2＋不行能全部结晶生成绿矾，造成H2TiO3中含Fe2＋，滴入H2O2发生反应2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=== 2Fe3＋＋2H2O，所以当加入KSCN后，显红色，由于在H2TiO3中含Fe2＋，所以煅烧后会发生反应生成Fe2O3，造成TiO2发黄。
答案　(1)干燥管　浓H2SO4　检查气密性　②③①　分馏(或蒸馏)　
(2)①Fe　温度过高会导致TiOSO4提前水解，产生H2TiO3沉淀　
②Fe2＋　Fe2O3
4．铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。试验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示：

请回答下列问题：
(1)固体a的化学式为________，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为_______________________________
_______________________________________________________________，
从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的试验操作依次为(填操作名称)________、冷却结晶、过滤洗涤。
(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm－1)________L(保留一位小数)。
(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过把握硫酸的用量调整两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为________。
解析　(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO2。Al2O3溶于烧碱生成NaAlO2溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。
(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。
(3)m(Al2O3)＝1 000 kg×36%＝360 kg，
m(H2SO4)＝ kg＝1 037.6 kg，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 g·cm－3)为＝575.4×103 mL＝575.4 L。
(4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量都是1 mol，
则Al3＋共3 mol，SO共5 mol，依据铝原子和SO守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物质的量之比为∶5＝3∶10。
答案　(1)SiO2　AlO＋CO2＋2H2O=== HCO＋Al(OH)3↓　
(2)Al2O3＋4H2SO4＋2NH3=== 2NH4Al(SO4)2＋3H2O　蒸发浓缩　
(3)575.4　(4)3∶10
5．(2021·惠州二模，32)我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：

冶炼中的主要反应：Cu2S＋O22Cu＋SO2
(1)烟气中的主要废气是________，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是_________________________________________________________。
(2)电解法精炼铜时，阳极是________(填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽________(填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是______________________________________
__________________________________。
(3)在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2＋)、c(Zn2＋)会渐渐增大而影响进一步电解。
几种物质的溶度积常数(Ksp)
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
Ksp
8.0×10－16 mol3·L－3
4.0×10－38 mol4·L－4
3.0×10－17 mol3·L－3
2.2×10－20 mol3·L－3
①调整电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。依据上表中溶度积数据推断，含有等物质的量浓度的Fe2＋、Zn2＋、Fe3＋、Cu2＋的溶液，随pH上升最先沉淀下来的离子是________。
②一种方案是先加入过量的H2O2，再调整pH到4左右，加入H2O2的目的是_____________________________________________________________。
加入H2O2后发生反应的离子方程式为_________________________________
_____________________________________。
答案　(1)SO2　制硫酸
(2)粗铜板　阳极　Cu2＋＋2e－=== Cu
(3)①Fe3＋　②将Fe2＋氧化为Fe3＋　2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=== 2Fe3＋＋2H2O
6．(2021·山东理综，31)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：

(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为_____________________________________________________
___________________。
(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是____________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的____________。
(3)溶液Ⅰ的主要成分是____________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，缘由是________________________
______________________________________________________________。
(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为__________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀，氧化还原反应方程式的书写，意在考查考生对化工流程的分析力量和综合运用学问的力量。(1)阴极发生还原反应，应是H＋放电生成氢气。(2)废旧刀具作阳极，电解时阳极产生Co2＋和Fe2＋，加入双氧水后Fe2＋被氧化生成Fe3＋，通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2＋，可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl2反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4Cl未洗净，则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl，造成环境污染。(4)Co2O3～6e－～2Co，H2～2e－～H2O，依据得失电子守恒有Co2O3～3H2，可得Co2O3＋3H2=== 2Co＋3H2O。
答案　(1)2H＋＋2e－=== H2
(2)Fe(OH)3　Co2＋(或Co)
(3)NH4Cl　焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl
(4)Co2O3＋3H2===2Co＋3H2O
7．(2021·揭阳质检，32)钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增加合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增加其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。

(1)写出反应①的化学方程式：_______________________________________。
(2)反应①的尾气可以再利用，写出应用该尾气制得的两种重要化学试剂_________________________________________________________________。
(3)假如在试验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有_________________________________________________________________。
(4)钼在空气中灼烧生成三氧化钼，三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠；三氧化钼不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为________。
(5)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2＋CH42CO＋2H2，CH4＋H2OCO＋3H2。含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)自然 气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体(CO和H2)还原MoO3制钼，理论上能生产钼的质量为________。
解析　(1)二硫化钼与氧气在高温下反应生成三氧化钼和二氧化硫。
(2)二氧化硫可收集再利用，制备硫酸和盐类等。
(3)操作1和操作2都是分别固体与液体混合物，都是过滤操作。
(4)钼酸是二元酸，可直接写出钼酸钠。
(5)依据反应方程式知，1 mol甲烷完全反应生成4 mol还原性气体，
而：3CO＋MoO3Mo＋3CO2,3H2＋MoO3Mo＋3H2O,3 mol还原性气体理论上生成1 mol钼。n(CH4)＝×80%，
n(H2＋CO)＝×80%×90%×4 mol＝，
n(Mo)＝× mol＝ mol，
m(Mo)＝ mol×96 g·mol－1≈4.11a g。
答案　(1)2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2
(2)H2SO4、Na2SO3[或Na2SO4、(NH4)2SO4等]
(3)烧杯、漏斗、玻璃棒　(4)Na2MoO4　(5)4.11a g