最新高考化学 工艺流程图 题型分类

化学工艺流程1

1． Li

4Ti

5

O

12

和LiFePO

4

都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO

3

，还含

2

有少量MgO、SiO

2等杂质）来制备，工艺流程如下：

3

4

回答下列问题：

5

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的净出率为70%时，所采6

用的实验条件为___________________。

7

8

（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl

42－形式存在，写出相应反应的离子方程式

9

__________________。

10

（3）TiO

2·x H2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

11

温度/℃3035404550

分析40℃时TiO

2·x H2O转化率最高的原因__________________。

12

（4）Li

2Ti

5

O

15

中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。

13

（5）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+ 14

恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？___________（列式15

计算）。

16

FePO

4、Mg

3

(PO

4

)

2

的K

sp

分别为1.3×10-22、1.0×10-24。

17

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO

4制备LiFePO

4

的化学方程式。

18

【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h 19

（2）FeTiO

3+ 4H++4Cl? = Fe2++ TiOCl

4

2? + 2H

2

O

20

（3）低于40℃，TiO

2·x H2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气

21

逸出导致TiO

2·x H2O转化反应速率下降

22

（4）4 23

（5）Fe3+恰好沉淀完全时，c(PO43－)=

22

5

1.310

1.010

-

-

?

?

mol·L?1=1.3×10-17mol·L?1，c3(Mg2+)×c2(PO43-)

24

＝(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.7×10-40＜K sp [Mg3(PO4)2]，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。

25

（6）2FePO

4 + Li

2

CO

3

+ H

2

C

2

O

4

高温

2LiFePO

4

+ H

2

O↑+ 3CO

2

↑

26

2．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO

2，并含有一定量的铁、铝和镁等

27

金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：28

29

回答下列问题：

30

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝31

酸的目的是__________，还可使用___________代替硝酸。

32

（2）沉淀A 的主要成分是_________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程33

式为____________________________________。

34

（3）加氨水过程中加热的目的是___________。沉淀B 的主要成分为_____________、35

____________（填化学式）。

36

（4）草酸钙沉淀经稀H 2SO 4处理后，用KMnO 4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙

37

的含量，滴定反应为：4MnO +H ++H 2C 2O 4→Mn 2++CO 2+H 2O 。实验中称取0.400 g 水泥样品，滴定时消耗

38

了0.0500 mol·L -1的KMnO 4溶液36.00 mL ，则该水泥样品中钙的质量分数为______________。

39 【答案】（1）将样品中可能存在的Fe 2+氧化为Fe 3+ ； 双氧水(H 2O 2) 40

（2） SiO 2 (或H 2SiO 3)；SiO 2+4HF

SiF 4↑+2H 2O

41

（3）防止胶体生成，易沉淀分离；Fe(OH)3 、 (OH)3 42 （4）45.0%

43

3．重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr 2O 3，还44

含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

45

46

回答下列问题：

47

（1）步骤①的主要反应为：48

FeO·Cr

2O

3

+Na

2

CO

3

+NaNO

3

???→

高温 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2

49

上述反应配平后FeO·Cr

2O

3

与NaNO

3

的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因

50

是________________。

51

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是____________及含52

硅杂质。

53

（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________________（填“大”或“小”），原因是54

_________（用离子方程式表示）。

55

（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤56

得到K

2Cr

2

O

7

固体。冷却到___________________（填标号）得到的K

2

Cr

2

O

7

固体产品最多。

57

58

a.80℃

b.60℃

c.40℃

d.10℃

59

步骤⑤的反应类型是___________________。

60

（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为61

_____________。

62

【答案】（1）2:7 陶瓷在高温下会与Na

2CO

3

反应

63

（2）铁 Al(OH)3

64 (3)小 增大溶液中H +，促进平衡2CrO 42-+2H +

Cr 2O 72-+H 2O 正向移动

65 （4）d 复分解反应

66

（5）

2

1

190m 100%147m 67

4.高锰酸钾（KMnO 4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要68

成分为MnO 2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：

69

70

回答下列问题：

71

（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其72

作用

73

是 。

74

（2）“平炉”中发生的化学方程式为 。 75

（3）“平炉”中需要加压，其目的是 。

76

（4）将K 2MnO 4转化为KMnO 4的生产有两种工艺。

77

① “2CO 歧化法”是传统工艺，即在K 2MnO 4溶液中通入CO 2气体，使体系呈中性或弱酸性，K 2MnO 4

78

发生歧化反应，反应中生成K 2MnO 4、MnO 2和 （写化学式）。

79

② “电解法”为现代工艺，即电解K 2MnO 4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为 ， 80

阴极逸出的气体是 。

81

③ “电解法”和“CO

2歧化法”中，K

2

MnO

4

的理论利用率之比为。

82

（5）高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取83

浓度为

84

0.2000 mol·L?1的H

2C

2

O

4

标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO

4

溶液平行滴定三次，

85

平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为（列出计算式即可，已知86

2MnO

4-+5H

2

C

2

O

4

+6H+=2Mn2++10CO

2

↑+8H

2

O）。

87

【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；

88

（2）2MnO

2+4KOH + O

2

2K

2

MnO

4

+2H

2

O；

89

（3）提高氧气的压强，加快反应速率，增加软锰矿转化率；

90

（4）①KHCO

3；②MnO

4

2??e?=MnO4?；H2；③3:2；

91

（5）

-3

2100

20.00100.2000158

524.48100%

1.0800

?????

?。

92

5．过氧化钙微溶于水，溶于酸，可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧93

化钙的实验方法。回答下列问题：

94

（一）碳酸钙的制备

95

96

（1）步骤①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于____。

97

（2）右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是______（填标号）。

98

99

a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b．玻璃棒用作引流c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁

00

d．滤纸边缘高出漏斗e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度

01

(二) 过氧化钙的制备

02

03

（3）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈____性（填04

“酸”、“碱”或“中”）。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是___________。

05

（4）步骤③中反应的化学方程式为________，该反应需要在冰浴下进行，原因是_________。

06

（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_______。07

（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到08

过氧化钙产品。该工艺方法的优点是______，产品的缺点是_______。

09

【答案】（1）调节溶液pH使Fe(OH)

3沉淀；过滤分离；（2）ade ；（3）酸；除去溶液中溶解的

10

CO

2；

11

（4）CaCl

2＋2NH

3

·H

2

O＋H

2

O

2

=CaO

2

↓＋2NH

4

Cl＋2H

2

O或CaCl

2

＋2NH

3

·H

2

O＋H

2

O

2

＋

12

6H

2O=CaO

2

·8H

2

O↓＋2NH

4

Cl；温度过高时过氧化氢分解；（5）去除结晶表面水分；（6）工艺简单、

13

操作方便；纯度较低。

14

6．天青石（主要含有SrSO

4和少量CaCO

3

杂质）是获取锶元素的各种化合物的主要原料。回答

15

下列问题（相关数据如下）16