2019高考化学三轮冲刺大题提分大题精做5物质制备类化工工艺流程.docx

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1、1大题精做五 物质制备类化工工艺流程1.（2018北京卷）磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca 5(PO4)3(OH)，还含有Ca 5(PO4)3F和有机碳等。溶解度：Ca 5(PO4)3(OH)”或“ 的复分解反应规律，Ca 5(PO4)3F 与 H2SO4反应生成 HF、磷石膏和磷酸。生成 HF 的化学反应为 2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O=10CaSO40.5H2O+6H3PO4+2HF；（4）图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率，80前温度升高反应速率加快，相同时间内有机碳脱除率增大；80后温度升高，H 2O2分解速率大

2、，H 2O2浓度显著降低，反应速率减慢，相同条件下有机碳脱除率减小。 （5）脱硫时，CaCO 3稍过量，充分反应后仍有 SO 残留，原因是：CaSO 4微溶于水。加入 BaCO3可进一步提高硫的脱除率，因为 BaSO4难溶于水，24其中 SO 与 BaCO3生成更难溶的 BaSO4和 CO ，H 3PO4的酸性强于 H2CO3，在粗磷酸中 CO 转化成 H2O 和24 23 23CO2，反应的离子方程式为 BaCO3+SO +2H3PO4 BaSO4+CO2+2H 2PO +H2O。 （6）滴定终点生成 Na2HPO4，则24 4消耗的 H3PO4与 NaOH 物质的量之比为 12，n（H 3

3、PO4）= n（NaOH）= bmol/L c12 12 10-3L= mol，m（H 3PO4）= mol 98g/mol= g=0.049bcg，精制磷酸中 H3PO4的质量分数为 。bc2000 bc2000 49bc1000 0.049bca【答案】(1)研磨、加热（2）(3)核电荷数 PS，原子半径 PS，得电子能力 PS，非金属性 PS (4)2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O=10CaSO45H2O+6H3PO4+2HF (5)80后，H 2O2分解速率大，浓度显著降低(6)CaSO4微溶(7)BaCO3+SO +2H3PO4=BaSO4+CO2+H 2O+2H2P

4、O24 4(8)0.049bca1.（2018 贵州遵义四中理综）钛酸钡（BaTiO 3）在工业上有重要用途，主要用于制作电子陶瓷、PTC 热敏电阻、电容器等多种电子元件。以下是生产钛酸钡的一种工艺流程图：已知：25时，BaCO 3的溶度积 Ksp=2.58109；（1）BaTiO 3中 Ti 元素的化合价为：_。（2）用盐酸酸浸时，为使酸浸速率加快，可采取的一种措施是：_，发生反应的离子方程式为：_。（3）流程中通过过滤得到草酸氧化钛钡晶体，过滤操作中使用的玻璃仪器有：_。（4）TiO 2具有很好的散射性，是一种有重要用途的金属氧化物。工业上可用 TiCl4水解来制备，制备时需加入大量的水，

5、同时加热，其目的是：_。3（5）某兴趣小组取 19.70gBaCO3模拟上述工艺流程制备 BaTiO3，得产品 13.98g，BaTiO 3的产率为：_。（6）流程中用盐酸酸浸，其实质是 BaCO3溶解平衡的移动。若浸出液中 c(Ba2+)=0.1molL1，则 c(CO)在浸出液中的最大浓度为：_molL 1。23【解析】(1)BaTiO 3中 Ba 的化合价为+2 价，O 的化合价为-2 价，根据化合物中元素的正负化合价代数和为 0，Ti 元素的化合价为+4 价，因此，本题答案为：+4；(2)适当增大盐酸浓度、适当升高温度、减小 BaCO3粒径都可以使酸浸速率加快；盐酸酸浸时反应的化学方程

6、式为 BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2+H 2O，离子方程式为：BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H 2O。因此，本题答案为：适当增大盐酸浓度；适当升高温度；减小 BaCO3粒径等合理即可；BaCO 3+2H+=Ba2+CO2+H 2O；(3)过滤操作中使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；(4)TiCl 4水解的离子方程式为 TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl ，加入大量水促进 TiCl4水解，盐的水解是吸热过程，加热促进TiCl4水解，故制备时加入大量的水同时加热，目的是促进 TiCl4的水解。因此，本题答案为：促进 TiCl4水解；（5）根据 Ba 元素守恒，理论上得到 B

7、aTiO3的质量为 19.7g/197(g/mol)233g/mol=23.3g，BaTiO 3的产率为 13.98g/23.3g100%=60%，因此，本题答案为：60%；（6）BaCO 3的溶解平衡方程式为 BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO (aq)，Ksp(BaCO 3)=c(Ba2+)c(CO )=2.5810-9，若浸出液中 c(Ba2+)=0.1mol/L，则 CO 在23 23 23浸出液中最大浓度 c(CO )=2.5810-8mol/L，因此，本题答案为： 2.5810-8；23【答案】 （1）+4 （2）适当增大盐酸浓度；适当升高温度；减小 BaCO3粒径等合理即可B

8、aCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O （3）漏斗、烧杯、玻璃棒（4）促进 TiCl4水解（5）60% （6）2.5810 -82.（2018 四川乐山理综）高铁酸钾（K 2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：已知：2KOH+Cl 2=KCl+KClO+H2O（条件：温度较低）6KOH+3Cl 2=5KCl+KClO3+3H2O（条件：温度较高）2Fe(NO 3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O4回答下列问题：（1）该生产工艺应在_（填“温度较高”或“温度较低” ）情况下进行，从绿色化学的角度考虑通入氯气速率

9、应_（填“较快”或“较慢” ） ；（2）写出工业上制取 Cl2的化学方程式_；（3）K 2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是_；（4）配制 KOH 溶液时，是在每 100mL 水中溶解 61.6g KOH 固体（该溶液的密度为 1.47 g/mL） ，它的物质的量浓度为_（保留整数） ；（5）在“反应液 I”中加 KOH 固体的目的是_：A与“反应液 I”中过量的 Cl2继续反应，生成更多的 KClOBKOH 固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率C为下一步反应提供反应物D使副产物 KClO3转化为 KClO（6）从“反应液 II”中分离出 K2FeO4后，会有副产品_（写化学式

10、） 。（7）该工艺每得到 1.98 kg K2FeO4，理论上消耗 Cl2的物质的量为_mol。【解析】(1)在温度较高时发生反应6KOH+3Cl 2=5KCl+KClO3+3H2O，现在要制备 KClO，为了防止产生杂质 KClO3，所以反应要在温度较低下进行；从绿色化学的角度考虑，氯气的通过速率慢一些会使反应更加充分；故答案为：温度较低，较慢；(2)在工业上 Cl2是用电解饱和食盐水的方法制取的，反应的化学方程式是 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl 2；故答案为：= = = = =电 解 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl 2；(3)+6 价的铁元素易得电子表现出强氧

11、化性，可杀菌消毒，= = = = =电 解 还原产物铁元素为+3 价，在水中形成 Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物并可使泥沙聚沉；故答案为：K 2FeO4具有强氧化性，可杀菌消毒；还原产物 Fe 元素为+3 价，在水中形成 Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物形成沉淀；(4)溶液的质量=(100+61.6)g，溶液体积= =0.11L，n(KOH)= =1.1mol,物质的量浓度161.6g1.47g/mL 61.6g56g/mol= =10mol/L；故答案为：10mol/L；(5)在“反应液 I”中加 KOH 固体的目的是使过量的 Cl2继续反应，生1.1mol0.11L成更多的 Kc

12、lO，同时为下一步反应提供反应物；故答案为：AC；(6)加入硝酸铁溶液发生反应的化学方程式：2Fe(NO3)3+2KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O，由反应方程式可看出：分离出 K2FeO4后，会得到副产品KNO3、KCl；故答案为：KNO 3、KCl；(7)1.98 kg K2FeO4的物质的量为： =10mol，根据转化关系可1.981000g198g/mol知，Cl 2KClO K2FeO4，即需要 Cl215mol；故答案为：15mol。23【答案】(1)温度较低较慢（2） 2NaCl+2H 2O 2NaOH+H2+Cl 2 = = = = =电 解

13、5（3） K 2FeO4具有强氧化性，可杀菌消毒；还原产物 Fe 元素为+3 价，在水中形成 Fe(OH)3胶体，可吸附水中悬浮物形成沉淀（4） 10mol/L （5） AC （6） KNO 3KCl（7） 15 3.（2018 河南开封市一模）氧化材料具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良的物化性能。以锆英石(主要成分为 ZrSiO4，含有少量 Al2O3、SiO 2、Fe 2O3等杂质)为原料通过碱熔法制备氧化锆(ZrO 2)的流程如下：25时，有关离子在水溶液中沉淀时的 pH 数据：Fe(OH)3 Zr(OH)4 Al(OH)3开始沉淀时 pH 1.9 2.2 3.

14、4沉淀完全时 pH 3.2 3.2 4.7请回答下列问题：(1)流程中旨在提高化学反应速率的措施有_。(2)操作 I 的名称是_滤渣 2 的成分为_。(3)锆英石经“高温熔融”转化为 Na2ZrO3，写出该反应的化学方程式：_。(4)“调节 pH”时，合适的 pH 范围是_。为了得到纯的 ZrO2，Zr(OH) 4需要洗涤，检验 Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是_。(5)写出“高温煅烧”过程的化学方程式_。根据 ZrO2的性质，推测其两种用途_。【解析】(1)锆英石状态为固态，为提高反应速率，可以通过将矿石粉碎，以增大接触面积；或者通过加热升高反应温度的方法加快反应速率；(2)操作 I 是分

15、离难溶于水的固体与可溶性液体物质的方法，名称是过滤；(3)将粉碎的锆英石与 NaOH 在高温下发生反应：ZrSiO 4+4NaOH Na2ZrO3+Na2SiO3 = = = = =高 温 +2H2O；Al 2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；SiO 2+2NaOH=2Na2SiO3+H2O；Fe 2O3是碱性氧化物，不能与碱发生反应，所以水浸后过滤进入滤渣 1 中，Na 2ZrO3、Na 2SiO3、NaAlO 2能溶于水，水浸、过滤进入滤液 1 中；(4)向滤液中加入足量盐酸，HCl 会与 Na2ZrO3、Na 2SiO3、NaAlO 2发生反应，生成 NaCl、H 2SiO3(或

16、 H4SiO4)、6AlCl3、ZrCl 4，其中 H2SiO3(或 H4SiO4)难溶于水，过滤时进入滤渣 2 中，其余进入滤液 2 中，因此滤渣 2 的成分为 H2SiO3(或 H4SiO4)；向滤液 2 中加入氨水，发生复分解反应，调节溶液的 pH 至大于 Zr(OH)4，而低于开始形成 Al(OH)3沉淀的 pH，即 3.2pH3.4，就可以形成 Zr(OH)4沉淀，而 Al 元素仍以 Al3+形式存在于溶液中；Zr(OH)4沉淀是从氨水和金属氯化物的混合液中过滤出来的，所以要检验 Zr(OH)4是否洗涤干净的方法可通过检验洗涤液中是否含有 Cl-离子判断，方法是取最后一次洗涤液，向其

17、中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则 Zr(OH)4洗涤干净，否则未洗涤干净；(5)将 Zr(OH)4沉淀过滤、洗涤，然后高温灼烧，发生分解反应：Zr(OH) 4 ZrO2+2H2O 就得到 ZrO2；由于 ZrO2是高温分解产生的物质，说明 ZrO2熔点高，微粒之间作用力强，物质的硬度大，因此根据 ZrO2的这种性质，它可用作制耐火材料、磨料等。【答案】 （1）粉碎、高温（2）过滤硅酸(H 2SiO3或 H4SiO4) （3）ZrSiO 4+4NaOH Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O = = = = =高 温 （4）3.2pH3.4 取最后一次洗涤液，向其中滴加稀硝

18、酸，再滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成，则Zr(OH)4洗涤干净，否则未洗涤干净（5）Zr(OH) 4 ZrO2+2H2O 耐火材料、磨料等4.（2018 江西赣州发展联盟联考）四氯化钛（TiCl 4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是 FeTiO3）制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：已知四氯化钛的熔点-25.0，沸点 136.4，SiCl 4的熔点-68.8，沸点 57.6。回答下列问题：（1）加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3+Fe=3Fe2+2TiO2+(无色)+Fe+4H +=2Ti3+(紫色)+Fe 2+2H

19、2OTi3+(紫色)+Fe 3+H2O=TiO2+(无色)+Fe 2+2H+加入铁屑的目的是_。（2）若将制得的固体 TiO2nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知 25时，KspFe(OH)3=2.791039 ，该温度下反应 Fe(OH)3+3H+ Fe3+3H2O 的平衡常数 K=_（3）已知：TiO 2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) H=+140kJmol1；2C(s)+O 2(g)=2CO(g) H=221kJmol 1写出 TiO2和焦炭、氯气反应生成液态 TiCl4和 CO 气体的热化学方程式：_。（4）上述工艺具有成本低、可

20、用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_（只要求写出一项） 。（5）要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4，可采用的方法是_。7【解析】 （1）由题中信息可知，加入铁屑作还原剂，使 Fe3 还原为 Fe2 ，当溶液变为紫色时，标志着铁离子已除尽。 （2）K spFe(OH)3=2.791039 =c(Fe3 )c3(OH )反应 Fe(OH)3+ 3H+ Fe3+ 3H2O 的平衡常数 K=c(Fe3 )/c3(H )= =c(Fe3 )c3(OH )1042=2.7910-391042=2.79103；（3）依据盖斯定律c(Fe3 )(10-14c(OH

21、 )3+得到：TiO 2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) H=-81kJmol-1；（4）由工艺流程可知，生成中产生废气、废液、废渣等，不符合绿色化学理念，依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是：没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等。 （5）由已知四氯化钛的熔点-25.0，沸点 136.4，SiCl 4的熔点-68.8，沸点 57.6，可知，SiCl 4、TiCl 4为液体，二者沸点相差较大，要精制含少量 SiCl4杂质的TiCl4，可采用蒸馏（或分馏）方法。【答案】 （1）使 Fe3+还原成 Fe2+（2） 2.7910 3（3） TiO 2(

22、s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+2CO(g) H=-81kJmol-1（4） 没有对“三废”进行合理的处理或回收再利用等（5） 蒸馏（或分馏）5.(2018 四川内江三模）铍铜是力学、化学综合性能良好的合金，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含 BeO、CuS、少量 FeS 和 SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。已知：铍、铝元素处于周期表中的对角线位置，化学性质相似常温下：K spCu(OH)2=2.21020、K spFe(OH)3=4.01038、K spMn(OH)2=2.l1013(1)写出铍铜元件中 SiO2与 NaOH 溶液反应的离子方程式

23、_。(2)滤渣 B 的主要成分为_(填化学式)。写出反应中含铍化合物与过量盐酸反应的化学方程式_。(3)溶液 C 中含 NaCl、BeCl 2和少量 HCl，为提纯 BeCl2，选择合理步骤并排序_。a加入过量的 NaOH b过滤 c加入适量的 HCld加入过量的氨水 e通入过量的 CO2 f洗涤从 BeCl2溶液中得到 BeCl2 固体的操作是_。(4)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫，写出反应中 CuS 发生反应的离子方程式_。(5)溶液 D 中含 c(Cu2+)=2.2molL1 、c(Fe 3+)=0.008molL1 、c(Mn 2+)=0.01molL1 ，逐滴加入稀氨

24、8水调节 pH 可依次分离，首先沉淀的是_(填离子符号)。【解析】 （1）SiO 2是酸性氧化物，和 NaOH 反应生成，硅酸钠和水，离子方程式为：SiO2+2OH =SiO +H2O；本题答案为：SiO 2+2OH =SiO +H2O。 （2）铍铜元件主要成分是23 23BeO、CuS、FeS、SiO 2，由信息可知 BeO 是两性氧化物，CuS、FeS 不与 NaOH 反应，SiO 2是酸性氧化物能和氢氧化钠反应，因此滤渣 B 的主要成分是不反应的 CuS、FeS；滤液 A 中含铍化合物为 Na2BeO2，Na 2BeO2与过量的盐酸反应的化学方程式为：Na 2BeO2+4HCl=BeCl

25、2+2NaCl+2H2O；本题答案为：CuS、FeS，Na 2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O。 （3）依据 Be(OH)2和 Al(OH)3性质相似，难溶于水及具有两性的特点，在溶液 C 中加入过量的氨水，生成 Be(OH)2沉淀，过滤后洗涤，再加入盐酸溶解即可，所以提纯BeCl2选择的合理步骤为：dbfc；本题答案为：dbfc。BeCl 2易发生水解，生成 Be(OH)2和 HCl，从 BeCl2溶液中用蒸发结晶法得到 BeCl2固体时，要抑制水解，所以操作为：蒸发结晶时向溶液中持续通入 HCl 气体(或在 HCl 气流中加热蒸干)；本题答案为：蒸发结晶时向溶液中持续通

26、入 HCl 气体( 或在 HCl 气流中加热蒸干)。（4）反应是在硫酸存在的条件下，MnO 2和 CuS 反应，依据题所给信息，CuS 中的 S 元素被氧化成 S 单质，同时 MnO2中的 Mn 被还原成 Mn2+，所以反应的离子方程式为：MnO 2+CuS+4H+=S+Mn2+Cu2+2H2O；本题答案为：MnO2+CuS+4H+=S+Mn2+Cu2+2H2O。 （5）当加入氨水时，依据 KspCu(OH)2=2.21020 ，欲使 Cu(OH)2沉淀，根据 c(OH)2 c(Cu2+)=2.21020 ，即 c(OH)=1 mol/L，时就有 Cu(OH)2沉淀，同理可求欲使 10-10Fe3+、Mn 2+转化为沉淀的 c(OH)分别为，1.7 mol/L，1.45 mol/L，因此首先沉淀的是10-12 10-5.5Fe3+；本题答案为：Fe 3+。【答案】 （1）SiO 2+2OH =SiO +H2O 23（2） CuS、FeSNa 2BeO2+4HCl=BeCl2+2NaCl+2H2O （3） dbfc 蒸发结晶时向溶液中持续通入 HCl 气体(或在 HCl 气流中加热蒸干) （4） MnO 2+CuS+4H+=S+Mn2+ Cu2+2H2O （5）Fe 3+9