1、無機工藝流程常見題第II卷（非選擇題）請點擊修改第II卷的文字說明評卷人得分一、實驗題1氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業級氧化鋅(含有Fe(), Mn(), Ni()等雜質)的流程如下:工業ZnO浸出液濾液濾液濾餅ZnO提示：在本實驗條件下，Ni()不能被氧化，高錳酸鉀的還原產物是MnO2回答下列問題:（1）反應中除掉的雜質離子是 ，發生反應的離子方程式為 。加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是 。（2）反應的反應類型為 ，過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有 。（3）反應形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是 。（4）反應中產物的成分可能是ZnCO3

2、·xZn(OH)2 .取干操后的濾餅11.2g，煅燒后可得到產品8.1 g. 則x等于 。 【答案】（1）Fe2+和Mn2+ 鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質 （2）置換反應 鎳 （3）取少量水洗液于試管中，滴入1-2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經洗滌干凈 （4）1【解析】（1）根據題意，Ni()不能被氧化，反應中除掉的雜質離子是Fe2+和Mn2+，發生的離子方程式為MnO4-+3 Fe2+7H2O=3 Fe(OH)3+ MnO2+5H+；2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+。加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，鐵離子和錳離子

3、不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質。（2）反應為鋅與鎳離子的反應，反應類型為置換反應，得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有金屬鎳。（3）檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是取少量水洗液于試管中，滴入1-2滴稀硝酸酸化，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，說明沒有硫酸根離子，則說明沉淀已經洗滌干凈（4）根據關系式ZnCO3·xZn(OH)2 - （x+1）ZnO 125+99x 81（x+1） 11.2g 8.1g解得：x=1 【考點定位】工藝流程、化學實驗、化學計算 2(15分)乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯直接水合法或間接水合法生產。回答下列問題：（1）間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應

4、生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。寫出相應的反應的化學方程式 （2）已知：甲醇脫水反應2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)DH123.9KJ·mol1甲醇制烯烴反應2CH3OH(g)C2H4 (g)2H2O(g)D H229.1KJ·mol1乙醇異構化反應CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g)D H3+50.7KJ·mol1則乙烯氣相直接水合反應C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)的DH KJ·mol1與間接水合法相比，氣相直接水合法的優點是： 。（3）下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關

5、系(其中n(H2O)n(C2H4)=11)列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數K (用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓×物質的量分數)圖中壓強P1、P2、P3、P4的大小順序為： ，理由是： 氣相直接水合法黨采用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290 ，壓強69MPa，n(H2O)n(C2H4)=061。乙烯的轉化率為5。若要進一步提高乙烯的轉化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有： 、 。【答案】（1）C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3HH2O=C2H5OH+ H2SO4;(2) -45.5 污染小，腐蝕性小等

6、；（3）K=0.07(MPa)-1; P1< P2< P3< P4;反應分子數減少，相同溫度下，壓強升高，乙烯轉化率提高； 將產物乙醇液化轉移去，增加n(H2O):n(C2H4)的比。【解析】試題分析：（1）根據題意可得乙烯與濃硫酸反應生成硫酸氫乙酯C2H5OSO3H的方程式：C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3HH2O=C2H5OH+ H2SO4；（2），整理可得C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)，H（23.9+29.150.7）KJ/mol=45.5 KJ/mol；與間接水合法相比，氣相直接水合法的優點是污染小，腐蝕性小等；（3）乙烯

7、水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數K(MPa)-1; 在相同的溫度下由于乙烯是平衡轉化率是P1< P2< P3< P4;由方程式C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)可知該反應的正反應是氣體體積減小的反應，所以增大壓強，平衡正向移動，乙烯的轉化率提高，因此壓強關系是：P1< P2< P3< P4; 若要進一步提高乙烯的轉化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有改變物質的濃度，如從平衡體系中將產物乙醇分離出去，或增大水蒸氣的濃度，改變二者的物質的量的比等等。考點：考查化學方程式的書寫、壓強對平衡移動的影響、物質制取方案的設計與比較、反

8、應熱的計算、化學平衡常數的計算及提高產品產率的方法的探究的知識。評卷人得分二、填空題3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- = 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）。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80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”

9、過程中發生反應的化學方程式 。（5）充放電過程中，發生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化，寫出放電時電池反應方程式 。（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）。【答案】（1）+3（2）2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)- 4 + 3H2（3）2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2Li2SO4 + 2CoSO4 + O2+ 4H2O2H2O22H2O + O2 ；有氯氣生成，污染較大。（4）CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 + (NH4)2SO4 +CO2+ H2O（

10、5） Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C（6）Li+從負極中脫出，經由電解質向正極移動并進入正極材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4【解析】以工藝流程為背景考查化學反應原理中的電化學知識，包括電極反應式的書寫、氧化還原反應，綜合性較強。（1）根據化合價代數和為0的原則，LiCoO2中Li為+1價，O為-2價，iCo元素的化合價為+3。（2）根據工藝流程和相關產物可知，鋰離子電池正極材料中只有鋁箔與氫氧化鈉反應，發生反應的離子方程式2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)- 4 + 3H2。（3）根據“酸浸”的反應物和反應條件，發生的所有氧化

11、還原反應的化學方程式為；2LiCoO2 + 3H2SO4 + H2O2Li2SO4 + 2CoSO4 + O2+ 4H2O，H2O2自身發生分解反應，2H2O22H2O + O2；LiCoO2具有較強的氧化性，用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，氯氣生成，污染較大。（4）根據“沉鈷”過程中反應物和產物，發生反應的化學方程式CoSO4 + 2NH4HCO3 = CoCO3 + (NH4)2SO4 +CO2+ H2O。（5）充放電過程中，發生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化，放電時負極發生的反應為LixC6-xe-=6C+xLi+，正極Li1-xCoO2 + xe- = LiCoO2

12、 + xLi+，電池總反應方程式Li1-xCoO2 + LixC6 = LiCoO2 + 6C。（6）進行放電處理時，Li+從負極中脫出，經由電解質向正極移動并進入正極材料中，有利于鋰在正極的回收。根據整個工藝流程的化學反應原理，可回收到的金屬化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4三種。【考點定位】工藝流程、電化學、離子方程式4（13分）在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。回答下列問題：（1）反應的H 0（填“大于”“小于”）；100時，體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在060s時段，反應速率v

13、(N2O4)為 molL-1s-1反應的平衡常數K1為 。（2）100時達到平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，經10s又達到平衡。T 100（填“大于”“小于”），判斷理由是 。列式計算溫度T是反應的平衡常數K2 （3）溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半，平衡向 （填“正反應”或“逆反應”）方向移動，判斷理由是 。【答案】（1）大于 0.001 0.36 mol·L1。（2）大于；反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故溫度升高平衡時，c（NO2）=0.120 mol·L1+0.002 mol·L1

14、·s1×10s×2=0.160mol·L1c（N2O4）=0.040 mol·L10.002 mol·L1·s1×10s=0.02 mol·L1 K2= （0.160mol·L1）2/0.020mol·L1=1.3mol·L1（3）逆反應 對氣體分子數增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動【解析】試題分析：（1）根據題意知，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，二氧化氮的濃度增大，說明平衡向正反應方向移動；當其他條件不變時，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，故H大于0。根據題給圖

15、像知，060s時段，N2O4的物質的量濃度變化為0.060 mol·L1，根據公式v=c/t計算，v (N2O4)=0.001 mol·L1·s1；分析題給圖像知，二氧化氮的平衡濃度為0.120 mol·L1，四氧化二氮的平衡濃度為0.040 mol·L1，K1= NO2 2/N2O4=0.36 mol·L1。（2）根據題意知，改變反應溫度為T后，c(N2O4)以0.0020 molL-1s-1的平均速率降低，即平衡向正反應方向移動，又反應正方向吸熱，反應向吸熱方向進行，故為溫度升高，T大于1000C，答案為：大于；反應正方向吸熱，反

16、應向吸熱方向進行，故溫度升高；根據題意知，平衡時，c（NO2）=0.120 mol·L1+0.002 mol·L1·s1×10s×2=0.160mol·L1，c（N2O4）=0.040 mol·L10.002 mol·L1·s1×10s=0.02 mol·L1，K2= （0.160mol·L1）2/0.020mol·L1=1.3mol·L1。（3）溫度為T時，反應達平衡，將反應容器的體積減小一半，即增大壓強，當其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體物質平衡向

17、氣體物質系數減小的方向移動，即向逆反應方向移動，答案為：逆反應 對氣體分子數增大的反應，增大壓強平衡向逆反應方向移動。考點：考查與化學反應速率和化學平衡相關的圖像，化學反應速率和化學平衡的計算及反應速率與化學平衡的影響因素。5鋁是一種應用廣泛的金屬，工業上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下：以螢石（CaF2）和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：回答下列問題：（1）寫出反應1的化學方程式 ， ；（2）濾液中加入CaO生成的沉淀是 ，反應2的離子方程式為 ；（3）E可作為建筑材料，化合物C是 ，寫出由D

18、制備冰晶石的化學方程式 ；（4）電解制鋁的化學方程式是 ，以石墨為電極，陽極產生的混合氣體的成分是 。【答案】 （1）2NaOHSiO2Na2SiO3H2O（2分） 2NaOHAl2O32NaAlO2H2O（2分） （2）CaSiO3（2分） 2AlO2CO23H2O2Al(OH)3CO32（2分）（3）濃H2SO4（1分） 12HF3Na2CO32Al(OH)32Na3AlF63CO29H2O（2分）（4）2Al2O3高溫=通電，Na3AlF6 4Al+3O2（2分） O2、CO2（CO）（2分）【解析】本題呈現的是制備金屬鋁原料的兩個生產流程圖：是從鋁土礦中提煉Al2O3是以螢石和純堿為原料制備冰晶石。由題意知鋁土礦主要成分有Al2O3和SiO2，結合圖，反應加入的是NaOH溶液，（1）Al2O3（兩性氧化物）和SiO2（酸性氧化物）均與NaOH反應，生成鹽和水，濾液中成分是Na2SiO3、NaAlO2。（2）向濾液中加CaO會使Na2SiO3生成CaSiO3沉淀而除去；再向濾液通入氣體A（CO2）使NaAlO2與CO2反應而生成Al(OH)3沉淀。（3）由流程圖知E可作為建筑材料，推知E為CaSO4（作