2013年北京高考化学试题---工艺流程汇编

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： 实验编号 T/℃ 平衡时压强 P/MPa 起始用量/mol 平衡时CO的转化率 放出热量/kJ n(H2) n(CO)

Ⅰ 250 2 20 10 90% a Ⅱ 250 P1 40 20 c b ① P1 4MPa（填“＞”、“＜”或“＝”）； ② 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 + 2H2O ①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/mol ② 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。

假设 主要操作 现象 结论 假设1 ： 假设2 ：可能是H+与OH－中和，导致溶液褪色 （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CaSO4＋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（NH4)2SO3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（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。 已知：TiOSO4遇水会水解。 （1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+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TiO2+转化为H2TiO3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MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，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CaF2-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AlCl3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Al2O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3的工艺（碳氯化法）流程如下。

高温 焙烧炉(800℃) 氯化炉(950℃) 冷却器 升华器 无水AlCl3 铝土矿 石油焦 NaCl固体 Cl2、 Al O2 石油焦 CO、Cl2 （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： 沉淀物 Al(OH)3 Fe (OH)3 Mg (OH)2 开始沉淀pH 3.8 2.7 9.4 完全沉淀pH 5.2 3.2 12.4 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：