1、专题三十二 工业流程试题分析与突破【高频考点解读】 化工流程题主要考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。这类题型不但综合考查考生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查考生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。【热点题型】题型一 实验型化工流程 例1、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿
2、的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：(1)将菱锌矿研磨成粉的目_。 (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式： (3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_。 (4)根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为_。Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 开始沉淀的pH 10.4 6.4 沉淀完全的pH 12.4 8.0 开始溶解的pH 10.5 Ksp 5.61012 6.8106 2.8109 (5)工业上从“滤
3、液3”制取MgO过程中，合适的反应物是_(选填序号)。 a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液 (6)“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤、洗涤、干燥。 (7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于_。【提分秘籍】 实验型化工流程题是以考查考生实验基础知识、基本操作及基本技能为主要目的的一类化工流程题。解答此类题时，应认真审题，找到该实验的目的。一般来说，该流程题只有两个目的：一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。 1对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时，要求考生一定要认真在
4、流程中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。 2对于以制备某一物质为实验目的的流程题，要求考生注意以下几个方面： (1)明确要制备的是什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。若产物具有某些特殊性质(由题目信息获得或根据所学知识判断)，则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其他杂质。一般来说主要有如下几种情况： 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中
5、的NaHCO3，还有H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。 如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu(NO3)2等物质，蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相对应的酸或在酸性气流中干燥以防止其水解。如果产物是一种强氧化剂或强还原剂，则要防止可以与其发生氧化还原反应的物质，如：含Fe2、SO等离子的物质，要防止其与氧化性强的物质接触。 如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水而变质的物质(如NaOH固体等)，在制备过程中则要将CO2或水除去，同时也要防止空气中的CO2或水进
6、入装置。 如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。 (2)寻找在制备过程中所需的原料，写出主要的化学方程式或制备原理，从中了解流程图。若题目已给出制备物质时所需的原料，则一般会涉及物质的分离、提纯等操作，所以在明确实验目的之后，再写出主要的化学方程式，观察有没有副产物，如果有，则剩余的步骤就是分离和提纯了。【举一反三】某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下：下列推断不合理的是() A直接蒸干滤液得到纯净的(NH4)2SO4 B生成1 mol (NH4)2
7、SO4至少消耗2 mol NH3 CCO2可循环使用 D往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成 【热点题型】题型二 原理型化工流程例2、氯碱工业是化学工业的基础，如图为一种降低能耗，充分利用氯碱工业产物的联产示意图。 试回答下列问题： (1)X气体为_(填化学式)。 (2)写出B中燃料电池负极的电极反应式：_。(3)若用浓硫酸处理钛铁矿，并向所得溶液中加入铁，则此时溶液中含有Fe2、TiO2和少量Mg2等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的溶解度(S/molL1)与溶液pH的关系如图所示。将上述处理液加水稀释后， 立即析出大量白色沉淀，写出该反应的离子方程式：_。(4)已知：Mg(s)Cl2(
8、g)=MgCl2(s)H641 kJmol1Ti(s)Cl2(g)=TiCl4(l)H385 kJmol1写出Mg与TiCl4反应的热化学方程式：_，该反应过程中还应控制的反应条件是_。 【提分秘籍】 原理型化工流程题是以物质制备流程为主线，主要考查考生运用化学平衡原理、化学反应与能量变化、电化学等知识来解决化工生产中实际问题的能力。 解答此类型题目的基本步骤是：(1)从题干中获取有用信息，了解生产的产品。(2)分析流程中的每一步骤，如：每一步骤中反应物是什么，发生了什么反应，该反应造成了什么后果，对制取产品有什么作用。(3)从题中获取信息，运用化学反应原理分析制备产品的最佳条件，帮助解题。【
9、举一反三】“绿色化学”是将反应物全部转化为期望产物，以使原子利用率达到100%，而尽量减少有害物质生成的化学工艺理念。下列符合“绿色化学”要求的工艺原理是()【热点题型】题型三 元素化合物型化工流程例3、利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。 (一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO， 可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO的离子方程式为_。 (二)某工厂对制革工业污泥中Cr()回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3，其次是Fe3、Fe2、Al3、Ca2、Mg2)：常温下部分阳离子以氢氧化物形式
10、沉淀时溶液的pH见下表： (1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是_(至少写一条)。 (2)调pH8是为了除去_(填Fe3、Al3、Ca2、Mg2)。 (3)钠离子交换树脂的原理为MnnNaRMRnnNa，被交换的杂质离子是_(填Fe3、Al3、Ca2、Mg2)。(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2的浓度均为0.10 molL1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤：_；_；过滤。(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu) 【提分秘籍】 元素化合物型化工流程题是以物质制备流
11、程为主线，主要考查元素及其化合物、物质结构、元素周期律、氧化还原反应等知识。其解题的基本步骤与原理型化工流程题的解题步骤相同。 注意外界条件对化工流程的影响 在很多的化工流程题中， 我们会看到压强、温度等外界条件的出现，不同的工艺对物质反应的温度或压强有不同的要求，其所起的作用也不一样，但却都是能否达到实验目的的关键所在，也是命题专家们经常考查考生的地方。对外界条件的分析主要从对反应速率和平衡转化率的影响这两个方面着手。如外界条件温度可从以下几个方面来考查： (1)趁热过滤(或冰水洗涤)的目的：防止某物质降温时会析出(或升温时会溶解)而损失或带入新的杂质。 (2)冰水中反应(或降温反应)的目的
12、：防止某物质在高温时溶解或使化学平衡向着题中要求的方向移动。(3)反应中采取加热措施的目的：一般是加快反应速率或加速某固体的溶解。 (4)如果题目中要求温度控制在具体的一个温度范围内(可用水浴或油浴来控制)，一般有以下几个目的： a防止某种物质温度过高时会分解或挥发，也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来，具体问题要具体分析。如Br2的制取过程中，出溴口的温度控制在8090 ，目的是使Br2挥发出来同时减少水蒸气混入Br2中。 b使催化剂的活性达到最高：如工业合成氨或SO2的催化氧化反应，选择的温度是500 左右，原因之一就是使催化剂的活性达到最高。 c防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控
13、制在170 ，原因是在140 时会有乙醚产生。 d对于一些工艺来说，降温或减压都可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的目的。【举一反三】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程中的判断正确的是()A试剂X为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物B反应中生成Al(OH)3的反应为CO2AlOH2O=Al(OH)3HCOC结合质子(H)的能力由强到弱的顺序是OHAlOCODAl2O3的熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al【高考风向标】 1【2014年高考安徽卷第27题】(14分)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质
14、。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：已知：HCl的沸点是85.0 ，HF的沸点是19.5 。 （1）第步反应中无水HF的作用是 、 。反应设备不能用玻璃材质的原因是 (用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的 溶液冲洗。（2）该流程需在无水条件下进行，第步反应中PCl5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式： 。 （3）第步分离采用的方法是 ；第步分离尾气中HF、HCl采用的方法是 。（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiP
15、F6的物质的量为 mol(用含有w、n的代数式表示)。2【2014年高考福建卷第24题】 (15分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化腐蚀称为 。图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是 (填字母)。（2）用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下：步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。步骤中发生反应：4Fe(NO3)2O2(2n4)H2O2Fe2O3nH2O8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为 。上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是
16、 (任写一项)。（3）已知t时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。t时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO2) 。若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x 。【考点定位】本题考查金属的电化学腐蚀原理，反应方程式的书写，化学平衡常数的有关计算。3【2014年高考天津卷第10题】（14分）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为： N2（g）+3H2（g）2NH3（g） H=92.4kJmol1 一种工业合成氨的简易流程图如下：（1）天然气中的H2S杂质常用常用氨
17、水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： 。（2）步骤II中制氯气原理如下： 对于反应，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的是 。 a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强 利用反应，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为 。（3）下左图表示500、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数
18、： 。（4）依据温度对合成氨反应的影响，在下右图坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。（5）上述流程图中，使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是（填序号） ，简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法： 。 动，分离液氨，减少生成物浓度，未反应的N2、H2循环使用等措施可提高提高合成氨原料总转化率。【考点定位】本题考查化学反应速率和化学平衡的移动、化学计算、化学图像、化学流程的分析。 4【2014年高考江苏卷第16题】（12分）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝Al2
19、(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。（1）酸浸时反应的化学方程式为 ；滤渣的主要成分为 （填化学式）。（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为 （填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是 （用离子方程式表示）。（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是 ；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。5【2014年高考四川卷第11题】（16分）污染物的有效去除和资
20、源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某化学研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已略去）。请回答下列问题：（1）上述流程脱硫实现了_（选填下列字母编号）。A废弃物的综合利用 B白色污染的减少 C酸雨的减少（2）用MnCO3能除去溶液中Al3和Fe3，其原因是_。（3）已知：25、101kpa时，Mn(s)O2(g)MnO2(s) H520kJ/molS(s)O2(g)SO2(g) H297kJ/molMn(s)S(s)2O2(g)MnSO4(s) H1065kJ/
21、molSO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_。（4）MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是_ _。（5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_。（6）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中的MnO2反应。按照图示流程，将a m3（标准状况）含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量为c kg，则除去铁、铝、6【2014年高考广东卷第32题】（16分）石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(
22、3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：（注：SiCl4的沸点是57.6C，金属氯化物的沸点均高于150C）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是 。（2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为 。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为 。（3）步骤为：搅拌、 。所得溶液IV中阴离子有 。（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为 。100kg初级石墨最多可获得V的质量为 kg。（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图19防腐示意图，并作相应标注。 7.（2013四川卷）11、(15分)明
23、矾石经处理后得到明矾KAl(SO4)212H2O。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示： 焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO4)212H2O+3S2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O请回答下列问题： (1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是 。 (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。 (3)A12O3在一定条件下可制得AIN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是 。 (4)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是 。 (5)焙烧产生的SO2可用于制
24、硫酸。已知25、101 kPa时： 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) H1= 一197 kJ/mol； 2H2O (g)2H2O(1) H2一44 kJ/mol；2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) H3一545 kJ/mol。 则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。 焙烧948t明矾(M474 g/mol )，若SO2 的利用率为96%，可生产质量分数为98的硫酸 t。8.（2013江苏卷）16. 氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧
25、化镁的实验流程如下：（1）MgCO3 与稀硫酸反应的离子方程式为 。（2）加入H2O2 氧化时，发生反应的化学方程式为 。（3）滤渣2 的成分是 (填化学式)。800（4）煅烧过程存在以下反应：8002MgSO4+C= = 2MgO+2SO2+CO2800MgSO4+C= = MgO+SO2+CO MgSO4+3C= = MgO+S+3CO利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体可以是 (填化学式)。B中盛放的溶液可以是 (填字母)。aNaOH 溶液 bNa2CO3 溶液 c稀硝酸 dKMnO4溶液 A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写
26、出该反应的离子方程式： 。程式。9.（2013安徽卷）27（13分）二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质）。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：滤液A通O2过滤、洗涤干燥加稀硫酸和H2O2过滤废玻璃粉末Ce(OH)3悬浊液加碱加稀盐酸过滤、洗涤滤渣A滤液B（含Ce3+）滤渣BCe(OH)4产品（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除 （填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法是 。（2）第步反应的离子方程式是 ，滤渣B的主要成分是 。（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物
27、TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP （填“能”或“不能”）与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。（4）取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000molL-1FeSO4标准溶液滴定终点是（铈被还原为Ce3+），消耗25.00mL标准溶液，该产品中Ce(OH)4的质量分数为 。应等相关知识。10.（2013山东卷）30、（15分）TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。（1）实验室利用反应TiO2（s）+CCl4（g）TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下制备TiCl4，
28、实验装置示意图如下：有关物质性质如下表物质熔点/沸点/其他CCl4-2376与TiCl4互溶TiCl4-25136遇潮湿空气产生白雾仪器A的名称是 ，装置E中的试剂是 。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、 、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：停止通N2 熄灭酒精灯 冷却至室温。正确的顺序为 （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是 。（2）工业上由钛铁矿（FeTiO3）(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括：90酸溶 FeTiO3（s）+2H2SO4（aq）=FeSO4（aq）+ TiOSO4（aq）+ 2H2O（l）水解 TiO
29、SO4（aq）+ 2H2O（l）= H2TiO3（s）+H2SO4（aq） 简要工艺流程如下：试剂A为 。钛液需冷却至70左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，原因是 。取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是 （填化学式）。11.（2013山东卷）31、废旧硬质合金刀具中含碳化钨（WC）、金属钴（Co）及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：（1）解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电
30、解液。阴极主要的电极反应式为 。（2）净化步骤所得滤饼的主要成分是 。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的 。溶液I的主要成分是 。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是 。将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为 。12.（2013上海卷）溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂，具有易溶于水，易吸潮等性质。实验室用工业大理石（含有少量Al3+、Fe3+等杂质）制备溴化钙的主要流程如下：完成下列填空：35.上述使用的氢溴酸的质量分数为26%，若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的氢溴酸500ml，所需的玻璃仪器有玻璃棒、 。36.已知步骤的滤液中不
31、含NH4+。步骤加入的试剂a是 ，控制溶液的pH约为8.0的目的是 、 。37.试剂b是 ，步骤的目的是 。38.步骤所含的操作依次是 、 。39.制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度：称取4.00g无水溴化钙样品；溶解；滴入足量Na2CO3溶液，充分反应后过滤； ；称量。若得到1.88g碳酸钙，则溴化钙的质量分数为 （保留两位小数）。若实验操作规范而测定结果偏低，其原因是 。13.（2013广东卷）32（15分）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：（注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450和80）（1）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤
32、渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为 。（2）固体混合物B的组成为 ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为 。（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： CuO+ Al2O3 CuAlO2 + 。（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2，至少需要1.0molL1的Al2(SO4)3溶液 L。（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。14.（2013福建卷）24（14分）二氧化氯（ClO2）是一种高效、
33、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO，其原因是_【已知：Ksp(BaSO4)= 1.1 10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 10-9】该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有_（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为_。（2）纤
34、维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式： （D） +24NaClO3+12H2SO4=ClO2+CO2+18H2O+_（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_倍【随堂巩固】 1实验室常用强氧化剂(如KMnO4、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸的方法来制备氯气，某研究性学习小组欲探究用Na2O2与浓盐酸制备并检验氯气。供选用的实验试剂及装置如下图所示(部分导管、蒸馏水略)。aNa2O2b浓盐酸c碱石灰dN
35、aOH溶液e淀粉KI溶液fCaCO3g石蕊试液h饱和NaCl溶液(1)写出用Na2O2与浓盐酸制备氯气的化学方程式_。(2)下表中的装置组合最合理的是_(填序号，需考虑实验结束撤除装置时残留有害气体的处理)。组合制备装置净化装置检验装置/试剂尾气处理装置A/eB/gC/eD/g(3)尾气经处理后仍有较多气体排出，其主要原因可用化学方程式表示为_。(4)某小组成员建议用双氧水代替过氧化钠进行实验更好，请你给出两条合适的理由：_，_。 2次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2HCHO2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛，已知次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120 以上发生分解。以Na2SO3、SO
36、2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：步骤1：在烧瓶中(装置如图所示)加入一定量Na2SO3和水，搅拌溶解，缓慢通入SO2，至溶液pH约为4，制得NaHSO3溶液。步骤2：将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在8090 下，反应约3 h，冷却至室温，抽滤。步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶，抽滤。(1)仪器A的名称为_，冷凝管进水口_(填“a”或“b”)，装置C的作用是_。(2)步骤2中，应采用何种加热方式_，优点是_；冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有_(填化学式)。(3)在抽滤操作中，仪器除抽气泵、烧杯、玻璃棒、布氏漏斗外，还必须使
37、用属于硅酸盐材料的仪器(或装置)有_。抽滤所用的滤纸应略_(填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径，并将全部小孔盖住。(4)步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是_。3绿矾(FeSO47H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：查询资料，得有关物质的数据如下表：25 时pH值饱和H2S溶液3.9SnS沉淀完全1.6FeS开始沉淀3.0FeS沉淀完全5.5(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3，可选用的试剂为_。AKSCN溶液 BNaOH溶液CKMnO4溶液 D苯酚溶液(2)操作中，通入硫化氢至饱和的目的是_；在溶液中用硫酸酸化
38、至pH2的目的是_。(3)操作的顺序依次为_、冷却结晶、_。(4)操作得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质；_。4化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气，因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。同时，由于粗锌中还含有铁等杂质，使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁，为了充分利用制氢废液，常用其制备皓矾(ZnSO47H2O)。某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾。制备皓矾的实验流程如下图所示。已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.73.7；Fe(OH)2：7.69.6；Zn(OH)2：5.78.0，试回答下列问题：(1)加入的试
39、剂，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸等，最好选用_，其理由是_。(2)加入的试剂：供选择使用的有：a.Zn粉、b.ZnO、c.Zn(OH)2、d.ZnCO3、e.ZnSO4等，可选用_。(3)从晶体1晶体2，该过程的名称是_。(4)在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是_。 (4)在洗涤皓矾时，为了减少损失，可用酒精洗涤。5加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下性质稳定，加热至560 开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业生产碘酸钾的流程如下：(1)已知步骤反应器发生的反应中，单
40、质碘和氯酸钾的物质的量之比为611，则反应器中发生反应的化学方程式为_。(2)步骤中调节pH10的目的是_。参照碘酸钾的溶解度：温度/20406080KIO3 g/100 g H2O8.0812.618.324.8操作的方法是_。(3)检验加碘食盐中的碘元素，学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应，然后用四氯化碳检验生成的碘单质时，甲应观察到的明显现象有_。学生乙对纯净的NaCl进行了如下实验：取1 g纯净的NaCl，加3 mL水配成溶液，然后滴入5滴淀粉溶液和1 mL 0.1 molL1 KI溶液，振荡，溶液无变化，然后再滴入1滴1 molL1的H2SO4，振荡，一段时间后溶液变浅蓝色
41、。请推测实验中产生蓝色现象的可能原因，用离子方程式表示_。(4)学生丙查阅有关食品碘强化剂的资料后知道，碘酸钙也是一种允许使用的食品碘强化剂，它是一种白色结晶或结晶性粉末，难溶于水和乙醇。丙同学在氯化钙溶液中加入理论量的碘酸钾溶液，反应生成的沉淀经水洗后，室温下干燥得碘酸钙晶体，加热至160540 变成无水物，此时固体质量为原晶体质量的78.3%，写出制备碘酸钙晶体的离子方程式：_；检验沉淀已经洗涤干净的方法是_。6碱式碳酸铜广泛用于制油漆颜料、烟火、杀虫剂、催化剂、其他铜盐和固体荧光粉激活剂等，也用于种子处理及作杀菌剂等。某化学兴趣小组在实验室利用Na2CO310H2O跟CuSO45H2O反
42、应制备并检验碱式碳酸铜，实验步骤如下：黏胶状蓝绿色沉淀蓝绿色晶体(1)写出制备碱式碳酸铜的化学方程式_。(2)用研钵分别研细Na2CO310H2O和CuSO45H2O的目的是_。(3)检验蓝绿色沉淀是否洗涤干净的实验操作是_。(4)碱式碳酸铜可以看成Cu(OH)2CuCO3，该兴趣小组同学选择下列实验仪器验证产物中含有Cu(OH)2、CuCO3。各装置连接顺序为_。装置B中试剂的名称是_，装置C中试剂的名称是_。证明含有CuCO3的实验现象是_，证明含有Cu(OH)2的实验现象是_。7氯化亚铜在工业上应用广泛。氯化亚铜(CuCl)为白色晶体，微溶于水，能溶于氨水、浓盐酸，并生成配合物，不溶于硫
43、酸、稀硝酸和醇。实验药品：铜丝20 g、氯化铵20 g、65%硝酸10 mL、36%盐酸15 mL、水。(1)反应的化学方程式为_，用95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是_。(2)工业化生产时，95%乙醇可通过_的方法回收并循环利用，而NH4Cl、_(填化学式)可直接循环利用。(3)实验室用下图装置制备CuCl。实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，最宜选择下列装置中的_(填字母序号)。实验开始时，温度计显示反应液温度低于室温，主要原因是_。电炉加热升温至50 时停止加热，反应快速进行，烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色，从环保角度考虑，当_时才能停止通入氧气；待冷却
44、至室温后，再打开瓶塞，沿_(填字母)口倾出棕色反应液于1 000 mL大烧杯，加水500 mL，即有大量白色沉淀析出。8以黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾(FeSO47H2O)。其主要工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表。沉淀物Cu(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀pH4.72.77.6完全沉淀pH6.73.79.6(1)反应的化学反应方程式为_。该反应中被_(填“氧化”或“还原”)，其目的是_。(2)试剂a是_，具体操作为_，目的是_。(3)反应的离子方程式为_。试剂c参与反应的离子方程式分别为_、_。
