高三化学 化学工艺流程题(含答案

高高高高高高高高高高—高高高高高高高01高高高VIB高高高高高高高一、单选题（本大题共2小题，共4分）1.以铬铁矿为原料[Fe(CrO2)2]可制备K2Cr2O7和金属铬。

实验流程如下：下列说法中，不正确的是()A. 焙烧时不能使用陶瓷容器B. Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和将重铬酸钠还原为氢氧化铬C. 在酸性溶液中CrO42−比Cr2O72−稳定D. 操作①包括过滤和洗涤。

实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀，待水自然滤出，重复2∼3次【答案】C【解析】【分析】本题考查实验制备方案设计，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力、实验能力，注意把握实验的原理以及物质的性质，把握实验操作的方法，难度中等。

【解答】A.高温下二氧化硅与碳酸钠反应，生成硅酸钠和二氧化碳，则焙烧时不能使用陶瓷容器焙烧，故A正确；B.Na2Cr2O7溶液中加入Na2S，发生氧化还原反应生成Cr(OH)3，同时调节溶液的pH，故B正确；C.在酸性溶液中Cr2O72−比CrO42−稳定，故C错误；D.实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀，待水自然滤出，重复2∼3次操作正确，故D正确。

故选C。

2.某电镀污泥含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量金等，某小组设计如下资源综合利用的方案：已知：碲和硫位于同主族，煅烧时Cu 2Te 发生的反应为，滤渣中TeO 2溶于稀硫酸发生的反应为TeO 2+H 2SO 4=TeOSO 4+H 2O 。

下列说法错误的是( )A. “高温煅烧”电镀污泥时铜、碲和铬元素都被氧化B. “酸化”时可向溶液中加入硫酸C. “固体1”的主要成分为CuD. “滤液3”可以循环利用【答案】C【解析】【分析】本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握物质的性质、混合物分离提纯方法、流程中发生的反应、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识与实验的结合，题目难度不大。

【解答】某种电镀污泥中主要含有碲化亚铜(Cu 2Te)、三氧化二铬(Cr 2O 3)以及少量的金(Au)，可以用于制取Na 2Cr 2O 7溶液、金属铜、粗碲等，根据流程图，煅烧时Cu 2Te 发生的反应为Cu 2Te +2O 2− 高温 2CuO +TeO 2，Cr 2O 3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na 2CrO 4，Na 2CrO 4酸化后生成Na 2Cr 2O 7溶液；滤渣中主要含有CuO 、TeO 2以及少量的金(Au)，用稀硫酸溶解后，固体1为Cu ，浸出液中主要含有铜离子和TeOSO 4，电解后铜离子放电生成铜，固体2为Cu ，溶液中含有TeOSO 4，TeOSO 4与二氧化硫发生氧化还原反应生成粗碲，以此解答该题。

A.煅烧时Cu 2Te 发生的反应为Cu 2Te +2O 2− 高温 2CuO +TeO 2，且生成Na 2CrO 4，则铜、碲和铬元素都被氧化，故A 正确；B.加入浓盐酸，可被氧化生成氯气，应用硫酸酸化，故B 正确；C.由以上分析可知，固体1为金，固体2为铜，故C 错误；D.滤液3含有硫酸，可以循环利用，故D 正确。

故选C 。

二、填空题（本大题共2小题，共16分）3. 来源于电镀、冶金等行业的含六价铬(含Cr 2O 72−或CrO 42−)废水具有很强的生物毒性，因此，含铬废水必须严格控制六价铬的质量浓度，达标后才能允许排放。

一种处理含铬酸性废水的工艺如图所示：回答下列问题：(1)去除铁屑表面油污的方法是____________________________________________。

(2)酸性环境中，废水中主要存在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−，原因是_________________(用化学用语和文字表述解释)。

(3)向“铁屑滤池”中加入碳粒料的作用是_________________________________________；“铁屑滤池”中存在的Fe 2+可将Cr 2O 72−还原，该反应的离子方程式为_________________________。

(4)向“反应池”中加入NaOH 使Cr 3+沉淀，池中存在沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)⇌Cr 3+(aq)+3OH −(aq)。

已知：某离子浓度小于等于10−5mol ·L −1时视为完全沉淀；常温下，K sp [Cr(OH)3]=10−32。

常温下，欲使废水中Cr 3+完全沉淀，则溶液的pH 至少应为_______。

(5)①参照上述工艺流程知，也可采用电解原理处理含铬酸性废水，画出电解池的装置示意图并标出电极和电解质溶液的名称(可选电极：Fe 和石墨)。

②上述装置中，阳极的电极反应式为_______________________________。

【答案】(1)碱煮水洗(2)存在平衡Cr 2O 72−+H 2O ⇌2CrO 42−+2H +，酸性环境中，平衡逆向移动，故废水中存在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−(3)铁屑滤池中加人碳粒料后，碳作正极，形成铁−碳原电池，从而加快了电化学反应的进行；Cr 2O 72−+6Fe2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O (4)5(5)①②Fe −2e −=Fe 2+【解析】【分析】本题考查水解平衡的影响因素、离子方程式的书写、氧化还原反应、原电池的应用，电解池的设计和电极方程式的书写等，题目难度中等，熟练掌握化学反应原理是解题的关键。

【解答】(1)油脂在碱性条件下可以水解，去除铁屑表面油污的方法是碱煮水洗；故答案为：碱煮水洗；(2)溶液中存在平衡：Cr 2O 72−+H 2O ⇌2CrO 42−+2H +，酸性环境中，平衡逆向移动，故废水中存在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−；故答案为：存在平衡Cr 2O 72−+H 2O ⇌2CrO 42−+2H +，酸性环境中，平衡逆向移动，故废水中存在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−；(3)“铁屑滤池”中加入碳粒料后，在酸性条件下，铁屑与碳粒接触进一步形成铁碳原电池，从而加快了电化学反应的进行，促进Fe失去电子形成Fe2+；Fe2+可将Cr2O72−还原，反应的离子方程式为Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；故答案为：铁屑滤池中加人碳粒料后，碳作正极，形成铁−碳原电池，从面加快了电化学反应的进行；Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；(4)K sp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH−)=10−32，将c(Cr3+)=10−5mol/L代入得，3mol/L=10−9mol/L，c(H+)=10−5mol/L，故废水中Cr3+完全沉淀时，c(OH−)=√10−3210−5溶液的pH至少应为5；故答案为：5；(5)①由流程可知，Fe失去电子形成Fe2+，Fe2+可将Cr2O72−还原为Cr3+，据此设计电解池，应选Fe作阳极，与电源正极相连，阴极可选用石墨或Fe电极，电解质溶液为含铬酸性废水，电解池的装置示意图为；故答案为：；②阳极的电极反应式为Fe−2e−=Fe2+；故答案为：Fe−2e−=Fe2+。

4.铬鞣剂[Cr(OH)SO4]可用于提高皮革的耐曲折强度。

一种以铬渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO4的工艺流程如下：回答下列问题：(1)“焙烧”时Cr2O3转化为Na2CrO4的化学方程式是________。

(2)“水浸”过程中，物料的粒度(颗粒大小)对铬残余量的影响如图所示。

最佳的反应条件为________目。

(3)“滤渣1”中一种成分为铁铝酸四钙(Ca4Fe2Al2O10)，是制造水泥的原料之一，用氧化物的形式表示其化学式________。

(4)“滤渣2”主要成分为Al(OH)3和________(填化学式)，“过滤2”后，将溶液pH调至a，a________6.5(填“小于”或“大于”)，目的是________(用离子方程式表示)。

(5)已知CH3OH被氧化生成CO2，写出生成Cr(OH)SO4的化学方程式________。

(6)某厂用m1kg的铬渣(含Cr2O340％)制备Cr(OH)SO4，最终得到产品m2kg，产率为________。

【答案】(1)2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2(2)60(3)4CaO·Al2O3·Fe2O3(4)H2SiO3；小于；2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O(5)Na2Cr2O7+3H2SO4+CH3OH=2Cr(OH)SO4+Na2SO4+CO2↑+4H2O(6)38m233m1×100％【解析】【分析】本题考查无机工业流程中涉及的化学反应，需能正确书写化学方程式和离子方程式，并选取合适的工业条件，题目难度较大。

【解析】(1)如题，“焙烧”工序后Cr2O3中+3价Cr原子转化Na2CrO4中+6价Cr原子，化合价升高，失去电子，被氧化；加入的空气为反应提供了氧气，由电子转移守恒、元素守恒可推断Cr2O3转化为Na2CrO4的化学方程式为：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2；故答案为：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2(2)由图中曲线所示，当物料颗粒为60目时，铬残余量最少，反应最充分，最佳的反应条件为物料的粒度为60目；故答案为：60(3)铁铝酸四钙(Ca4Fe2Al2O10)中含Ca、Fe、Al3种金属元素，用氧化物的形式表示为：4CaO·Al2O3·Fe2O3；故答案为：4CaO·Al2O3·Fe2O3(4)经过“焙烧”、“水浸”工序后，调节pH至弱酸性，可除去Al3+和硅酸盐，生成Al(OH)3和H2SiO3；“过滤2”后，将溶液pH调至6.5以下，在酸性条件下CrO42−可转化为Cr2O72−离子，离子方程式表示为：2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O；故答案为：H2SiO3；小于；2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O(5)已知CH 3OH 被氧化生成CO 2，由电子转移守恒、元素守恒可推断化学方程式为：Na 2Cr 2O 7+3H 2SO 4+CH 3OH =2Cr(OH)SO 4+Na 2SO 4+CO 2↑+4H 2O故答案为：Na 2Cr 2O 7+3H 2SO 4+CH 3OH =2Cr(OH)SO 4+Na 2SO 4+CO 2↑+4H 2O(6)由元素守恒可得，1molCr 2O 3(摩尔质量为152g/mol)最终转化为2molCr(OH)SO 4(摩尔质量为165g/mol)，产率=m 2kg×1000g/kg m 1kg×40％×1000g/kg 152g/mol ×2×165g/mol ×100％=m 2m 1×1520.4×2×165×100％=38m 233m 1×100％； 故答案为：38m233m 1×100％三、简答题（本大题共5小题，共40分）5. 铬铁矿主要含有亚铬酸亚铁(FeCr 2O 4)，还含有少量Al 2O 3和SiO 2。