2019新课标高考化学工业流程题专题.docx

高考化学工艺流程题突破技巧窍门

练习： 1 、工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下

空气

是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。2

CO 2

KMnO 4 MnO

2

H O

K 2CO 3

KOH 粉碎

熔融

K 2

MnO 4

MnO 2

石灰苛化

母液

KOH

操作ⅠKMnO 4

操作Ⅱ

K 2 CO 3

KMnO 4 干燥

KMnO 4

粗晶体

晶体

（ 1 ） KMnO 4 稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相

同的是 _

___（填代号）。

a 、84 消毒液（ NaClO 溶液）

b 、双氧水

c 、二氧化硫

d 、

75% 酒精

（ 2）高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的

是____

_（填代号）。 a 、浓硝酸

b 、硝酸银

c 、氯水

d 、烧碱

（ 3 ）上述流程中可以循环使用的物质有

、

（写化学式）。

（ 4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则

1 mol MnO

2

可制得

mol KMnO4。

（ 5）该生产中需要纯净的CO 2气体。若实验室要制备纯净的CO 2，所需试剂最好选择（选填代号）。a、石灰石 b 、稀 HCl c、稀 H 2 SO 4 d 、纯碱

（ 6）操作Ⅰ的名称是；操作Ⅱ根据 KMnO 4和 K 2 CO 3两物质在（填性质）上的差异，采用（填操作步骤）、趁热过滤得到 KMnO 4粗晶体。

水

2、实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：

氯化钾混合蒸发趁热滤液

冷却过滤滤渣洗涤干燥KNO 3产品

硝酸钠溶解浓缩过滤结晶

滤液

滤渣

度

解g KNO

3

溶/

硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所200

NaNO 3示。

100

KCl

回答下列问题：NaCl

02040 6080 100温度（ 1 ）为了加速固体溶解，可采取的措施

是：。

（2 ）实验室进行蒸发浓缩操作时，将蒸发皿置于铁圈上，

用酒精灯加热。取用蒸发皿应使用（填仪器的名称）

为了防止液滴飞溅，进行的操作

是。

（ 3 ）“ 趁热过滤”操作中，滤渣的主要成分是（填化学式）。

（4 ）“趁热过滤” ，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却

结晶”，目的是

。

（ 5 ）制得的KNO 3产品中常含NaCl，进一步提纯的方法是。

3 ．（ 16 分）铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿（ Al 2O 3 ?3H 2O 的含量约为 85% ，其余主要为 SiO 2、 Fe 2O 3等）冶炼金属铝的流程如下。

已知拜耳法生产Al溶出2O 3?3H 2O 的基本原理为：

Al 2 O3 ?3H 2O+2NaOH 结（晶 aq ）2NaAlO 2（aq ）+4H 2O ，[Al 2 O 3?3H 2O

也可表示为 2 Al(OH) 3 ]

（1 ）操作 I 的名称为，赤泥中除含有铝硅酸盐外，还含有的

主要物质有

（ 2 ）为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为

（任写三点）

（ 3 ）用化学平衡理论解释稀释溶液I 有利于Al 2O 3 ?3H 2O 结晶的原因____________

（4 ）为了析出 Al 2O3 ?3H 2O ，也可向溶液 I 中通入过量 CO 2气体，写出生成 Al 2O 3?3H 2 O 的离子方程式：

（5 ）为了回收赤泥附着液带走的有用成分，工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液 I 的稀释剂，请指出流程图中另一处类似的做法

4 ．工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O 3、FeO 、SiO 2等 )为原料制备高

档颜料铁红 (Fe 2 O3 )，具体生产流程如下：

试回答下列问题：

(1)滤液 X 中含有的金属阳离子是 ______________(填离子符号 )。

(2)步骤Ⅲ中可选用 ________调节溶液的 pH( 填字母 )。

A．稀硫酸 B ．氨水 C ．氢氧化钠溶液

D．高锰酸钾溶液

(3) 步骤Ⅳ中， FeCO 3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe 2＋，检验Fe2＋的方法是 __

_____________________________________________________________ ___________。

(4) 步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35 ℃以下，其目的是

_____________________________________________________________ ___________。

(5)在空气中煅烧 FeCO 3生成产品氧化铁的化学方程式为

_____________________________________________________________ ___________。

5．（ 2015全国卷1）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要

成分为 Mg 2 B 2 O5·H 2O 和 Fe 3O 4，还有少量Fe 2 O 3、 FeO 、 CaO 、Al 2 O3和 SiO 2等)为原料制备硼酸 (H 3 BO 3 )的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

⑴写出Mg 2 B 2 O 5· H 2 O与硫酸反应的化学方程式_______

______。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有

_________（写出两条）。

⑵利用 _______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质

是______（化学式）。

⑶“净化除杂”需先加 H 2 O2溶液，作用是 _______。然后再调节溶液的 pH约为 5 ，目的是 ___ __。

⑷“粗硼酸”中的主要杂质是________（填名称）。

⑸以硼酸为原料可制得硼氢化钠（ NaBH 4），它是有机合成中的重要还原剂，

其电子式为 ___ ____。

⑹单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制

备单质硼，用化学方程式表示制备过程_______ ____。

专题一无机流程综

热点 1非氧化还原反应方程式的书写

1．钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物，成分可表示为FeTiO 3 (Ti 为 +4 价)。钛白粉（ TiO 2）涂料、塑料、油墨、造纸行业具有广泛的用途，制备流程如

下：

（ 1 ）写出操作III中TiOSO 4水解的化学方程式：

_________________________。

2 ．碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以- 锂辉石（主要成分为

Li 2 O Al 2O 3 4SiO 2）为原材料制备Li 2CO 3的工艺流程如下：

（ 1 ）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为 ____________

___。

3．铜在自然界存在于多种矿石中。

（Ⅰ）以硅孔雀石（主要成分为CuSiO 3 ?2H 2O ，含少量 SiO 2、 FeCO 3、Fe2 O3等杂质）为原料制取硫酸铜的工艺流程如下：

已知： Fe 3+、 Cu 2+和 Fe 2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH 分别为3.2 、 6.7 和 9.7 ．

（1 ）“溶浸”中 CuSiO 3?2H 2O 和 H 2SO 4发生反应的化学方程

式。

（1）

5 ．金属钒（ V ）在材料科学上有重要作用，被称为“合金的维生素”。以下是

测定矿石中钒的含量的两个反应：

（1 ）用稀硫酸溶解五氧化二钒，得到(VO 2)2SO 4溶液。写出该反应的化学方程式_____________；

热点 2氧化还原反应方程式的书写

1．氯化亚铜（ CuCl ）常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色。下图是工业上用制作印刷电路的废液

（含 Fe 3+、Cu 2+、 Fe 2+、 Cl -）生产 CuCl的流程：

根据以上信息回答下列问题：

（1）写出产生 CuCl 的化学方程式 _______________________

_。

2．钛 (Ti ) 被称为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示，将钛厂、氯碱厂

食盐水

减少环境污染。请填写下列和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，

空白：电解烧碱

焦炭

Cl 2

钛铁矿

化CO

合成甲醇

氯FeTiO3

FeCl3TiCl 4Mg 、Ar

Ti

o

800 C

（1 ）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程：_____________ _。

3．一种将废水（含Ca 2+、 Mg 2+、 CN ﹣及悬浮物）通过净化、杀菌消毒生

产自来水的流程示意图如下：

（1 ）向滤液 2 中通人 Cl 2的作用有两种：其中之一是将 CN ﹣氧化成无毒气体，从而消除 CN ﹣的毒性，若参加反应的 C1 2与 CN ﹣的物质的量之比为 5：

2，则该反应的离子方程式是。

4．辉铜矿主要成分Cu 2 S，此外还含有少量 SiO 2、 Fe 2 O3等杂质，软锰矿主要含有 MnO 2，以及少量 SiO 2、

Fe2 O3等杂质。研究人员综合利用这两种资源，开发出同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰和碱式碳酸铜。

主要工艺流程如下：

已知：① MnO 2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫

② [Cu(NH 3 )4 ]SO 4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH 3

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的 pH) ：

Fe3+： 1.5 ~3.2Mn 2+： 8.3~ 9.8Cu 2+： 4.4~6.4（ 1 ）酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSO 4、 MnSO 4等。写出该反

应的化学方程式

。5．近年来，高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。

实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下：

（1 ） KOH 、 KClO 3和 MnO 2共熔反应生成墨绿色K 2 MnO 4的化学方程式为。

综合一无机流程综合推断

1.氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产

方法，其生产流程如图 1 所示：

（1 ）该流程中可以循环的物质是。

（2 ）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca 2+、Mg 2+、SO 42﹣等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生的离子方程式、

，若食盐水不经过二次精制，仍会有少量的 Ca 2+、Mg 2+直接进入离子膜电解槽，这样产生什么后果

是。

（3 ）图 2 是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金

属钛网制成，阴极由碳钢网制成）．则 B 处产生的气体是，E电极的名称是极。电解总反应的离子方程式

为。（4 ）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8% ～9% 的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式

为。

（5 ）已知在电解槽中，每小时通过1 安培的直流电理论上可以产生 1.492g

的烧碱，某工厂用 300 个电解槽串联生产8 小时，制得 32% 的烧碱溶液（密度为 1.342吨/m3）113m3，电解槽的电流强度 1.45 × 10 4 A，该电解槽

的电解效率为。

2．研究人员研制利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO 2）吸收硫酸厂的

尾气 SO 2，制备硫酸锰的生产流程如图 1 ：

图 2

已知：浸出液的 pH ＜ 2 ，其中的金属离子主要是 Mn 2+，还含有少量的

Fe2+、Al 3+、 Ca 2+、 Pb 2+等其他金属离子。 PbO 2的氧化性大于 MnO 2．有

关金属离子的半径、形成氢氧化物沉淀时的 pH 见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见图 2．

离离子半径开始沉淀时完全沉淀时

子（ pm ）的pH的pH

Fe 2+747.69.7

Fe 3+64 2.7 3.7

Al 3+50 3.8 4.7

Mn808.39.8

2+

Pb 21218.08.8

+

Ca 299﹣﹣

+

（1 ）浸出过程中生成Mn 2+反应的化学方程式

为。

（2 ） Fe 2+被氧化的过程中主要反应的离子方程

式。

（3 ）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH ， pH 应调节至

范围。

（4）阳离子吸附剂可用于除去杂质金属离子．请依据图、表信息回答，

决定阳离子吸附剂吸附效果的因素有

等（写二点）。

（5）吸附步骤除去的主要离子

为。

（6 ）电解 MnSO 4、ZnSO 4和 H 4SO 4的混合溶液可制备MnO 2和 Zn ，写出阳极的电极反应方程

式

。

3．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为 Al 2 O3，还含有 Fe2O 3、FeO 、SiO 2）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

（1 ）在滤液 A 中加入漂白液，所得滤液 B显酸性。

①滤液 A 中加入漂白液的目的是：（用离子方程式表示）。

②将滤液 B 中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为（填代号）。

A ．氢氧化钠溶液

B ．硫酸溶液

C ．氨水

D ．二氧化碳（2 ）由滤液 B 制备少量无水 AlCl 3（ AlCl 3极易在空气中水解）

①由滤液 B制备氯化铝晶体（将AlCl 3 ? 6H 2 O ）涉及的操作为：、冷却结晶、（填操作名称）、洗涤。

②将 AlCl 3 ?6H 2O 溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl 3，此原理是利用浓硫酸下列性质中的

（填序号）。

①氧化性②吸水性③难挥发性④脱水性

（ 3 ） SiO 2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为（填代号）。

4．工业上用某矿渣（含有Cu 2 O、Al 2 O3、Fe2 O3、SiO 2）提取铜的操作流

程如下：

已知： Cu 2 O+2H +═Cu+Cu 2+ +H 2 O

（1 ）实验操作I 的名称为；在空气中灼烧固体混合物

D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有

（填仪器名称）。

（2 ）滤液 A 中铁元素的存在形式为（填离子符号），生成该离子的离子方程式为，检验滤液A 中存在该离子的试剂为（填试剂名称）。

（3 ）金属 E 与固体 F 发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程

式为。

（4 ）常温下，等 pH 的 NaAlO 2和 NaOH两份溶液中，由水电离出的c（OH ﹣）前者为后者的10 8倍，则两种溶液的pH=。

（5）①利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的

是（填代号）。

a．电能全部转化为化学能

b．粗铜接电源正极，发生氧化反应

c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu 2+浓度减小

d．粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系

②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的

质量分数，涉及的主要步骤为：称取一定质量的样品→→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量．（填缺少的操作步骤，不必描

述操作过程的细节）

5．磷酸二氢钾（KH 2 PO 4）在工业、农业、医药及食品等行业均有广泛的

应用，有报道一种湿法磷酸萃取制备磷酸二氢钾的工艺流程如图甲所示（部分流程步骤已省略）：

已知萃取的主要反应原理：KCl+H 3 PO 4═KH 2PO 4+HCl ；HCl+E （表示有机萃取剂）═ HCl ?E ；

请回答下列问题：

（1 ）在实验室实现流程图中操作X 需要的主要玻璃仪器是；流程图中物质 A 是；

（2 ）副产品 B 的化学式是；一系列操作Y，具体包

括、洗涤、干燥；

（3 ）评价该工艺的优点、

（任写两点）；

（4 ）若用 1000kg质量分数为56% 的磷酸溶液，产率为98% ，则可生产KH 2 PO 4的质量为：kg ；

（5 ）萃取一步是该流程的核心操作，萃取率、杂质脱除率受众多因素影响，

请从如图乙中寻找出投料比

n( KCl )

对萃取率和杂质脱除率影响的主要规n(H 3PO4 )

律或结论（任写两条）：①

；

②

。

6．工业上以软锰矿（主要成分MnO 2）为原料，通过液相法生产KMnO 4．即在碱性条件下用氧气氧化MnO 2得到 K 2 MnO 4，分离后得到的K 2MnO 4，再用惰性材料为电极电解K 2MnO 4溶液得到 KMnO 4，其生产工艺简略如下：

（1 ）反应器中反应的化学方程式

为。

（2 ）生产过程中最好使用含MnO 280% 以上的富矿，因为 MnO 2含量最低的贫矿中 Al 、Si 的氧化物含量较高，会导致KOH 消耗量

（填“偏高”或“偏低” ）．

（3）电解槽中阳极的电极反应方程式

为。

（4）在传统工艺中得到 K 2MnO 4后，向其中通入 CO 2反应生成黑色固体、KMnO 4等，反应的化学反应方程式为。根据上述反应，从 Mn 元素的角度考虑 KMnO 4的产率最高为。与该传统工艺相比，电解法的优势是。

（5）用高锰酸钾测定某草酸结晶水合物的纯度：称量草酸晶体样品 0.250g 溶于水，用 0.0500mol ?L﹣1的酸性 KMnO 4溶液滴定（杂质不反应），至溶液呈浅粉红色且半分钟内不褪去，消耗KMnO 4溶液 15.00mL，则该草酸

晶体的纯度为。（已知该草酸结晶水合物H 2 C2 O4 ?

2H 2O 的式量为126 ）

7．为回收利用废钒催化剂（含有V 2O 5，、及不溶性残渣），科研人员最新

研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如图 1 ：

已知部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质VOSO 4V 2 O5NH 4VO（VO2）

32SO 4

溶解性可溶难溶难溶易溶

回答下列问靥：

（1 ）工业由V 2 O5冶炼金属钒常用铝热法，写出该反应的化学方程

式。

（2 ）滤液中含钒的主要成分为（写化学式）。

（3 ）反应③的沉淀率是回收钒的关键，该步反应的离子方程式

为；沉淀率的髙低除受溶液pH 影响外，还与氯化按系数（ NH 4 Cl 加入质量与样品中V 2O 5的质量比）和温度有关．根据图2判断最佳氯化铵系数和温度分别