2013年北京高考化学试题工艺流程汇编_5

2013年北京高考化学试题---工艺流程汇编3.（朝阳区14分）高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。

工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：回答下列问题：（1）氢氧化钠的电子式是________。

（2）经过步骤①后，加入NaOH固体的原因是。

（3）步骤②反应的离子方程式是。

（4）从溶液Ⅰ中分离出Na2FeO4后，还有副产品Na2SO4、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为。

（5）将一定量的Na2FeO4投入到pH不同的污水中（污水中其余成分均相同），溶液中Na2FeO4浓度变化如下图曲线Ⅰ、Ⅱ所示，试推测曲线I比曲线II对应的污水pH________（填“高”或“低”）。

（6）通过计算得知Na2FeO4的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）比氯气的_____（填“高”或“低”），用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是（答两点）。

4. (东城区14分)某小组根据工业生产原理设计如下转化关系，以获取烧碱和金属钛(Ti)。

（1）燃料电池中通入氧气的电极是（填“正”或“负”）极，电极反应式是；用该电池电解饱和食盐水，若消耗32 g甲醇，理论上Ⅰ中可生成NaOH ________mol。

（2）如图所示，理论上加入Ⅱ中的TiO2和焦炭的物质的量之比是；由TiCl4得到金属Ti的化学方程式是。

（3）根据Ⅲ中合成甲醇的反应，该小组保持温度不变，在两个相同的恒容密闭容器中进行实验，有关实验数据如下：①P1 4MPa②实验Ⅰ条件下合成甲醇的热化学方程式是。

5．（房山区）金属钛被称为“21世纪金属”。

（1）工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过以下流程制得TiO2：其中，步骤Ⅱ发生的反应为：2H2SO4 + FeTiO3 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式：、。

②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水，在酸性条件下加入H2O2溶液，可制得具有净水作用的铁盐，该反应的离子方程式为。

③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2·nH2O胶体，该分散质颗粒直径大小在____________范围。

（2）可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，其阴极发生的反应：。

方法二：通过以下反应制备金属钛① TiO2(s) + 2Cl2(g) TiCl4(g) + O2(g)；△H= +151kJ/mol② TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti 在实际生产中，需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4，其原因是：。

（3）若已知：C(s) + O2(g) = CO2(g) △H= －394kJ/mol ，则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为_。

6．（丰台区15分）（1）A为用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca2+、Mg2+）的装置。

电解一段时间后，B中出现浑浊现象，请用离子方程式表示原因。

此时电极a附近的现象为，因此工业电解用食盐水需精制。

②随反应的进行，C中溶液红色褪去，主要原因有两种可能。

请按要求填写表格。

（2）电解饱和食盐水所得气体X，可应用于提取溴单质。

现有流程图如下：①气体X的化学式为，反应II的化学方程式为。

②在母液苦卤中含有较多的NaCl、KCl、MgCl2、MgSO4等物质。

用沉淀法测定苦卤中镁元素的含量（g/L），实验过程中应测定的数据有。

③电解200kg 质量分数为25%的饱和食盐水，当浓度下降到20%时，收集到氯气的物质的量为(溶于溶液中的氯气忽略不计，计算结果保留一位小数) 。

7．（丰台区15分）近年来，为提高能源利用率，西方提出共生系统。

特指为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。

共生工程将会大大促进化学工业的发展。

（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO2制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，该电池电动势为1.06V。

实际过程中，将SO2通入电池的极（填“正”或“负”），负极反应式为。

用这种方法处理SO2废气的优点是。

（2）以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。

合成路线如下：①生产中，向反应II 中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是 。

②下列有关说法正确的是 。

A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙B.反应III 中发生反应的化学方程式为CaSO 4＋4C === CaS ＋4CO↑C ．反应IV 需控制在60～70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解D ．反应V 中的副产物氯化铵可用作氮肥③ 反应V 中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是 。

④（NH 4)2SO 3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。

写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。

8（海淀区15分）工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。

钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO 3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

已知：TiOSO 4遇水会水解。

（1）步骤②中，用铁粉将Fe 3+转化为Fe 2+的反应的离子方程式为 。

（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的（填字母序号）。

a. 熔沸点差异b. 溶解性差异c. 氧化性、还原性差异（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是 （填操作名称）。

（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO 2+转化为H 2TiO 3的原理： 。

（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO 2）反应生产硫酸锰（MnSO 4，易溶于水），该反应的离子方程式为 。

（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF 2-CaO 作电解质， 利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式： 。

②在制备金属钛前后，CaO 的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释） 。

9．（14分）无水AlCl 3易升华，可用作有机合成的催化剂等。

工业上由铝土矿(主要成分是Al 2O 3和Fe 2O 3)和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl 3的工艺（碳氯化法）流程如下。

高温（1）氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为_ 。

（2）用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为。

（3）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入一定量Al，其目的是。

（4）为测定制得的无水AlCl3产品（含少量FeCl3杂质）的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。

①此过程涉及反应的离子方程式为、。

②AlCl3产品的纯度为_______。

（5）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中，最后一步是由AlCl3·6H2O在氯化氢的气流中加热脱去结晶10.（14分）硫酸铝铵常用于水的净化以及工业水的处理。

硫酸铝铵是白色透明结晶硬块，易溶于热水，水溶液呈酸性；随温度升高、脱去结晶水，产生晶变。

工业用铝土矿（主要成分Al2O3、少量SiO2、Fe2O3、MgO等）为原料制取硫酸铝铵的工艺流程示意图如下：部分氢氧化物沉淀的pH如下表：请回答下列问题：（1）步骤③中调节pH使Fe (OH)3沉淀完全，检验Fe3+是否沉淀完全的操作是。

（2）若X为NaOH ，步骤④中发生反应的离子方程式是。

（3）用化学平衡移动原理解释步骤⑤中加入硫酸的作用。

（4）硫酸铝铵水溶液呈酸性的原因是（用离子方程式表示）。

浓度均为0.1 mol/L硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液，c(Al3+) 较大的是（填“硫酸铝铵”或“硫酸铝”）溶液。

（5）步骤⑥中，要求温度控制在90—100℃之间至硫酸铵全部溶解，其原因是。

（6）步骤⑦的操作方法包括。

1、（2013.西城）硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。

（1）工业制硫酸铜的方法很多。

①方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。

该反应的化学方程式是_______，此法的最大缺点是_______。

②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是_______；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是_______；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是_______。

（2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵。

主要的工艺流程如下图所示：①吸收塔中发生反应的化学方程式是_______。

②有数据表明，吸收塔中溶液的pH在5.5~6.0之间，生产效率较高。

当控制一定流量的尾气时，调节溶液的pH的方法是_______。

2．（2013.西城）工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：请回答下列问题：（1）在反应器中发生反应的化学方程式是_______。

（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)H 2(g)＋I2(g) ∆H>0。

若在一定条件密闭容器中加入1 mol HI(g)，n(H2)随时间(t)的变化关系如下图所示：①该温度下，反应平衡常数K＝_______，若升高温度，K值将_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是_______。

（3）电渗析装置如下图所示：①结合电极反应式解释阴极区HI x转化为HI的原理是____。

②该装置中发生的总反应的化学方程式是___。

（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_______。

3之间。

某地海水中主要离子的含量如下表：（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）：，该海水中Ca2+的物质的量浓度为__________ mol/L 。

（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。

其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过。

①阴极的电极反应式为。

②电解一段时间，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO3和Mg(OH)2，写出生成CaCO3的离子方程式。

③淡水的出口为a、b、c中的__________出口。

（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。

锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示：该电池电解质为能传导 Li +的固体材料。