1、南充一中高2016屆培優資料（工業流程題）1、硼、鎂及其化合物在工農業生產中應用廣泛。已知：硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5H2O，硼砂的化學式為Na2B4O710H2O。利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程為：回答下列有關問題：（1）硼砂中B的化合價為 ，溶于熱水后，常用H2SO4調pH23制取H3BO3，反應的離子方程式為 。X為H3BO3晶體加熱脫水的產物，其與Mg制取粗硼的化學方程式為 。（2）MgCl27H2O需要在HCl氛圍中加熱，其目的是 。若用惰性電極電解MgCl2溶液，其陰極反應式為 。（3）鎂H2O2酸性燃料電池的反應機理為Mg+H2O2+2H+Mg2+2H2O，則正極反應式

2、為 。若起始電解質溶液pH=1，則pH=2時溶液中Mg2+離子濃度為 。已知KspMg(OH)2=5.6×1012，當溶液pH=6時， （填“有”或“沒有”）Mg(OH)2沉淀析出。（4）制得的粗硼在一定條件下生成BI3，BI3加熱分解可以得到純凈的單質硼。現將0.020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30molL1 Na2S2O3（H2S2O3為弱酸）溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液18.00mL。盛裝Na2S2O3溶液的儀器應為滴定管（填“酸式”或“堿式”）。該粗硼樣品的純度為。（提示：I2+2S2O322I+S4O62）2、高效凈水劑聚合氯化鋁鐵（PAFC）的

3、組成可表示為AlFe（OH）nCl6nm，該物質廣泛應用于日常生活用水和工業廢水的處理。（1）為檢測PAFC中鋁和鐵元素的含量，采用如圖所示流程進行。回答下列問題：PAFC中鐵元素的化合價為。步驟I中的試劑A是 （從“氫氧化鈉溶液”、“氨水”中選擇），步驟中的試劑B是。步驟的操作是 ，用到的主要玻璃儀器 。（2）某工廠欲以工業廢料（鐵、鐵和鋁的氧化物）為原料制取PAFC，設計如下流程：廢料（Fe、Fe2O3、FeO、Al2O3）酸性溶液PAEC在廢料中加入過量稀鹽酸，發生多個離子反應，請在空白處補全離子方程式：FeO+2H+Fe2+H2O Al2O3+6H+2Al3+3H2O Fe2O3+6H

4、+2Fe3+3H2O 所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子是。3、某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸錳難溶于水。一種運用陰離子膜電解法的新技術可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳，流程如下：陰離子膜法電解裝置如圖所示：（1）寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應的離子方程式： 。（2）已知Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38，假設溶液中Fe3+離子濃度為0.1molL-1，則開始生成Fe(OH)3 沉淀的pH是，沉淀完全的pH是。（可能用到的數據：lg=0.1 lg=0.2）（3）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表

5、：離子Fe3+A13+Fe2+Mn2+Mg2+開始沉淀的pH1.23.77.07.89.3沉淀完全的pH3.74.79.69.810.8加氨水調節溶液的pH等于6，則“濾渣（待處理）”的成分是 （寫化學式），濾液中含有的陽離子有H+和 （寫符號）。（4）在浸出液里錳元素只以Mn2+的形式存在，且濾渣A中也無MnO2，請用離子方程式解釋原因： 。（5）電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向，則A電極是直流電源的極。實際生產中，陽極以稀硫酸為電解液，陽極的電極反應式為 。（6）該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+進入陽極區發生副反應生成MnO2造成資源浪費，寫出該副反應的電極反應式：

6、 。4、.工業廢水中Cr（）回收與再利用工藝如下：注：硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+部分陽離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表。氫氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2Al（OH）3Cr（OH）3pH3.79.611.189（9溶解）（1）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施 （至少寫一條）。（2）調pH=8是為了除去 離子（選填：Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）。（3）鈉離子交換樹脂的原理為：Mn+nNaRMRn+nNa+，被交換的雜質離子是 （選填：Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）。.電解法處理含Cr2

7、O72離子的廢水（pH=46）的一種方法是：往廢水中加入適量NaCl，以鐵為電極進行電解，同時鼓入空氣，經過一段時間后，經過一段時間后，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀產生，使工業廢水中鉻含量低于排放標準。（1）陰極電極反應式： 。（2）加入適量NaCl的作用？ 。（3）鼓入空氣的作用？ 。5、電解鋁技術的出現與成熟讓鋁從皇家珍品變成汽車、輪船、航天航空制造、化工生產等行業的重要材料。工業上用鋁土礦（主要成分為Al2O3，Fe2O3、SiO2等）提取純Al2O3做冶煉鋁的原料，某研究性學習小組設計了如下提取流程圖（1）固體的化學式為，該固體的顏色為；（2）在實際工業生產流程中需加入冰晶石，

8、目的是 ；（3）寫出流程的離子方程式 ；（4）鋁粉與氧化鐵粉末在引燃條件下常用來焊接鋼軌，主要是利用該反應 ；（5）從鋁土礦中提取鋁的過程不涉及的化學反應類型是 ；A、復分解反應 B、氧化還原反應 C、置換反應 D、分解反應（6）生產過程中除NaOH、H2O可以循環使用外，還可以循環使用的物質有 ；（7）若向濾液中逐滴滴入NaOH溶液至過量，產生沉淀隨NaOH滴入關系正確的是。6、金屬鈦（Ti）因其硬度大、熔點高、常溫時耐酸堿腐蝕等性質被廣泛用在高新科技材料和航天領域中。“硫酸法”生產鈦的原料是鈦鐵礦（主要成分是：FeTiO3，還含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金屬元素及脈石等雜質）；主要生

9、產流程如下：已知反應：將鈦鐵礦與濃H2SO4煮解：FeTiO3+2H2SO4（濃）TiOSO4（硫酸氧鈦）+FeSO4+2H2O。加水分解硫酸氧鈦：TiOSO4+（n+1）H2OTiO2nH2O+H2SO4。請回答下列問題：（1）副產品甲是 ，可循環利用的物質是 。（2）上述生產流程中加入鐵屑的目的是 。（3）寫出中間產品乙與焦炭、氯氣在高溫下發生反應的方程式為： 。（4）最近，用熔融法直接電解中間產品乙制取金屬鈦獲得成功。寫出電解乙制取金屬鈦的化學方程式 。（5）“硫酸法”生產鈦排放的廢液對水體有哪些污染，請指出主要的兩點： ； 。根據廢液的主要成分，針對其中一項污染，提出處理的方法： 。7

10、（15分）無水三氯化鐵易升華，有強烈的吸水性，是一種用途比較廣泛的鹽。（1）實驗室中可將FeCl3溶液 、 、過濾、洗滌干燥得FeCl3·6H2O；再 ，得到無水FeCl3。（2）利用工業FeCl3制取純凈的草酸鐵晶體Fe2(C2O4)3·5H2O的實驗流程如下圖所示：溶解萃取、分液反應工業FeCl3Fe2(C2O4)3·5H2O溶液X異丙醚水層草酸溶液分液醚層為抑制FeCl3水解，溶液X為 。上述流程中FeCl3能被異丙醚萃取，其原因是 ；檢驗萃取、分液后所得水層中是否含有Fe3的方法是 。所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗滌，其目的是 。1

11、7為測定所得草酸鐵晶體的純度，實驗室稱取a g樣品，加硫酸酸化，用KMnO4標準溶液滴定生成的H2C2O4，KMnO4標準溶液應置于右圖所示儀器 （填“甲”或“乙”）中；下列情況會造成實驗測得Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低的是 。a盛放KMnO4的滴定管水洗后未用標準液潤洗b滴定管滴定前尖嘴部分有氣泡，滴定后消失c滴定前仰視讀數，滴定后俯視讀數8、利用酸解法制鈦白粉產生的廢液含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，生產鐵紅和補血劑乳酸亞鐵。其生產步驟如下：已知：TiOSO4可溶于水，在水中可以電離為TiO2+和SO42。請回答：（1）步驟中分離硫

12、酸亞鐵溶液和濾渣的操作中所用的玻璃儀器是 。步驟得到硫酸亞鐵晶體的操作為蒸發濃縮、 。（2）步驟的離子方程式是 。（3）步驟必須控制一定的真空度，原因是有利于蒸發水以及 。（4）硫酸亞鐵在空氣中煅燒生成鐵紅和三氧化硫，該反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為 。（5）用平衡移動的原理解釋步驟中加乳酸能得到乳酸亞鐵的原因 。（6）為測定步驟中所得晶體中FeSO4·7H2O的質量分數，取晶體樣品a g，溶于稀硫酸配成10000 mL溶液，取出2000 mL溶液，用KMnO4溶液滴定（雜質與KMnO4不反應）。若消耗01000 molL-1 KMnO4溶液2000 mL，所得晶體中FeSO4

13、·7H2O的質量分數為（用a表示） 。9聚合氯化鋁是新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6n。工業上常采用鋁鹽溶液部分水解制備堿式氯化鋁，其工藝流程如下：已知：高嶺土：Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)及少量雜質和水。Al3以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH為5.2。根據流程圖回答下列問題：（1）寫出溶解過程中反應的離子方程式 ； 。（2）加適量鋁粉的主要目的是_。（3）溶液的pH需控制在4.24.5的原因是 ， 。（4）“蒸發濃縮”需保持溫度在90100 ，控制該溫度的操作名稱是 ，寫出該過程反應的

14、化學方式 。10、（）硒鼓回收料含硒約97%，其余為約3%的碲和微量的氯。從該回收料中回收硒的工 藝流程如下圖所示（已知煅燒過程中，回收料中的硒、碲被氧化成SeO2和TeO2）：部分物質的物理性質如下表： (l)Se與S是同族元素，比S多1個電子層，Se在元素周期表的位置為 ；H2 SeO4的酸性比H2SO4的酸性 （填“強”或“弱”）。 (2)實驗中往往需將硒鼓回收料粉碎，其目的是 。 (3)乙醇浸取后過濾所得濾渣的主要成分是 。蒸發除去溶劑后，所得固體中仍含有少量Te02雜質，除雜時適宜采用的方法是 。 (4)以SO2為還原劑可將Se02還原為單質硒，寫出反應的化學方程式： （）二氧化鈦廣

15、泛應用于各類結構表面涂料、紙張涂層等，二氧化鈦還可作為制備鈦單質的原料。二氧化鈦可由以下兩種方法制備：方法1：TiCl4水解生成TiO2·xH2O，過濾、水洗除去其中的Cl，再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2 ，此方法制備得到的是納米二氧化鈦。（1） TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化學方程式為 ； 檢驗TiO2·x H2O中Cl是否被除凈的方法是 。方法2：可用含有Fe2O3的鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，其中Ti元素化合價為+4價）制取，其主要流程如下：（1）甲溶液中除含TiO2+之外還含有的金屬陽離子有_。（2）加Fe的作用是_。（3）TiO2制

16、取單質Ti，涉及到的步驟如下： 反應的方程式是 ，該反應需要在Ar氣氛中進行，請解釋原因： 。（）工業上以粗銅為原料采取如圖1所示流程制備硝酸銅晶體：在步驟a中，還需要通入氧氣和水，其目的是 。在操作之前，對濾液用HNO3調節pH值至1，其目的是（結合離子方程式說明） 。從濾液中制取硝酸銅晶體的操作的具體步驟是 、 、 。（2）圖2是某小組學生查閱資料后所繪出的硝酸銅晶體Cu(NO3)2 nH2O的溶解度曲線（溫度在300C左右對應不同的晶體），說法正確的是 。(a) A點時的溶液為不飽和溶液 (b) B點時兩種晶體可以共存(c)按上述流程最終得到的晶體一定是Cu(NO3)2 3H2O (d)

17、 若將C點時的溶液降溫至300C以下，可以析出Cu(NO3)2 6H2O晶體（3）某燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2和HCO3)為電解質，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極。正極電極反應式為 用該燃料電池和如圖所示裝置來電解飽和食鹽水,若電解后得到200 mL 3.25 mol·L1 NaOH溶液，則消耗C4H10的體積在標準狀況下為 mL。11. 海水中含有豐富的鎂資源。工業上常用海水曬鹽后的苦鹵水提取Mg，流程如下圖所示：（1）試劑一般選用_（填化學式）。（2）工業制取鎂的化學方程式為 。（3）下圖是金屬鎂和鹵素反應的能量變化圖(反

18、應物和產物均為298K時的穩定狀態)。由圖可知Mg與鹵素單質的反應均為_（填“放熱”或“吸熱”）反應；推測化合物的熱穩定性順序為MgI2 _MgF2（填“”、“”或“”）。依上圖數據寫出MgBr2(s)與Cl2(g)反應的熱化學方程式 。（4）金屬Mg與CH3Cl在一定條件下反應可生成CH3MgCl，CH3MgCl是一種重要的有機合成試劑，易與水發生水解反應并有無色無味氣體生成。寫出CH3MgCl水解的化學方程式 。（5）向Mg(OH)2中加入NH4Cl溶液，可使沉淀溶解，請結合平衡原理和必要的文字解釋原因 。12（20分）I（6分）下列敘述正確的是 B電鍍的酸性廢液用堿中和后就可以排放C電解

19、制鋁的過程中，作為陽極材料的無煙煤不會消耗D使用煤炭轉化的管道煤氣比直接燃煤可減少環境污染II（14分）硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發由來已久，在現代生活中有廣泛應用。回答下列問題：（1）1810年瑞典化學家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是 。（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產普通玻璃的主要原料有 。（3）高純硅是現代信息、半導體和光伏發電等產業都需要的基礎材料。工業上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下：用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產碳化硅，該反應的化學方程式為 ；碳化硅又稱 ，其晶體結構與 相

20、似。在流化床反應的產物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關物質的沸點數據如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和 。物質SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點/235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9SiHCl3極易水解，其完全水解的產物為 。（4）氯堿工業可為上述工藝生產提供部分原料，這些原料是 。13（15分）鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2），導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發生的反應為6C+xLi+xe=

21、LixC6。現欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。萃取水相(Li2SO4溶液)有機相反萃取有機相水相(CoSO4溶液)沉鈷過濾濾液CoCO3固體NH4HCO3溶液廢舊鋰離子電池放電處理拆解正極堿浸過濾濾液濾渣調pH過濾濾液Al(OH)3固體酸浸調pH過濾濾渣濾液NaOH溶液H2SO4、H2O2回答下列問題：（1）LiCoO2中，Co元素的化合價為 。（2）寫出“正極堿浸”中發生反應的離子方程式 。（3）“酸浸”一般在800C下進行，寫出該步驟中發生的所有氧化還原反應的化學方程式 ；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是 。（4）寫出“沉鈷”過程中發生反

22、應的化學方程式 。（5）放電過程中，發生LiCoO2與Li1XCoO2之間的轉化，寫出放電時電池反應的方程式 。（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 ；在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 （填化學式）14.鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構造圖如圖（a）所示。回答下列問題：（1）普通鋅錳電池放電時發生的主要反應為：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH該電池中，負極材料主要是 ，電解質的主要成分 _，正極發生的主要反應是 。與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優點及其理由是 。（2）圖（b）表示回收利用廢舊普通鋅

23、錳電池的一種工藝（不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬）。圖（b）中產物的化學式分別為A ，B 。操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中，綠色的K2MnO4溶液反應后生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應的離子方程式為 。采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質是 。（填化學式）15、廢舊硬質金刀具中含碳化鎢（WC）、金屬鈷（Co）及少量雜質鐵，利用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡圖如下：（1）電解時廢舊刀具做陽極，不銹鋼做陰極，HCL溶液為電解液。陰極主要的電極反應式為 。（2）凈化步驟所得濾餅的主要成分是 。回收的洗滌液代替水配制電解液，目的是

24、回收利用其中的 。（3）溶液I的主要成分是 。洗滌CoC2O4不充分對最終產品純度并無明顯影響，但焙燒時會造成環境污染，原因是 。（4）將Co2O3還原成Co粉的化學反應方程式為 。南充一中高2016屆培優資料工業流程題答案1、（1）+3，B4O72+2H+5H2O=4H3BO3。X3Mg+B2O32B+3MgO。（2）防止MgCl2水解生成Mg（OH）2。2H2O+Mg2+2e=H2+Mg（OH）2。（3）H2O2+2H+2e=2H2O。0.045 molL1。沒有（4）堿式 99%。2、+3。 氫氧化鈉溶液 CO2。 過濾，燒杯、玻璃棒、漏斗。（2）Fe+2H+Fe2+H2、Fe+2Fe3

25、+3Fe2+ Fe3+。3、（1）MnCO3+2H+=Mn2+CO2+H2O。 （2）1.9，3.2。（3）Al（OH）3、Fe（OH）3 Mn2+、Mg2+、NH4+。 （4）MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O。（5）負。4OH4e=O2+2H2O。 （6）Mn2+2e+2H2O=MnO2+4H+，。4、（1）升高溫度，攪拌，過濾后再向濾渣中加入H2SO4 （多次浸取），適當延長浸取時間等。（2）Fe3+、Al3+。 （3）Mg2+、Ca2+。、（1）Cr2O72+14H+6e=2Cr3+7H2O。 （2）增強廢水的導電性，便于電解的進行。（3）將陽極溶解生成的Fe2+轉

26、化為Fe3+，便于形成沉淀除去。5、（1）Fe2O3，紅棕色； （2）降低Al2O3的熔化溫度，減少能量消耗；（3）AlO2+2H2O+CO2=Al（OH）3+HCO3； （4）放出大量的熱；（5）C； （6）CaOCO2； （7）D。6、（1）FeSO47H2O，硫酸。 （2）防止Fe2+氧化（成Fe3+）。（3）TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO。 （4）TiO2（熔融）Ti+O2。（5）廢液呈強酸性，污染水體；因廢液中含有的Mn2+、Cu2+、Cr3+等重金屬離子排入水體中會造成水體污染，使水體生物絕跡。 加入熟石灰。7（1）蒸發(濃縮)、冷卻(結晶)；將FeCl3·6

27、H2O在HCl的氣氛中加熱脫水 （每空1分）（2）（濃）鹽酸 FeCl3在異丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度；取少量溶液，向其中滴加少量KSCN溶液，若溶液變紅，則含有Fe3。（或其他合理方法）除去雜質、減少草酸鐵晶體的溶解損耗 甲；c （每空2分）9（1）Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2O（2分）（2）除去溶液中的鐵離子（2分）（3）pH超過4.5，Al3會形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3水解程度很小，很難形成液態堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6n （2分）（4）水浴加熱（2分）2AlCl3nH2O=Al2(OH)nCl6nnHCl（2分）（）（1）TiCl4 + (x+2)H2O TiO2·xH2O + 4HCl (加熱條件) 取最后一次洗滌液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，不產生白色沉淀，說明Cl已除凈。（2）Fe3+ 、Fe2+ （3）將Fe3+ 轉化為Fe2+（4）TiCl4 +2Mg = 2MgCl2 + Ti （800） 防止高溫下Mg(Ti)與空氣中的O2(或CO2、N2)作用（）（1）將NOx轉化為硝酸，提高原料的利用率，減