内容正文:
押全国卷理综第27题 无机工业流程
高考频度:★★★★★ 难易程度:★★★★☆
一、考题分析
化学工艺流程试题是全国卷的必考题型。化学工艺流程是将化工生产过程中主要生产阶段以流程框图形式呈现出来。涉及的知识包含元素及其化合物的性质、制备、分离提纯等化学问题。试题涉及的知识面多而杂,难度较大。
二、近五年考点分布分析
全国卷
年份
题号
考点分布
制备型流程
结合反应原理型
其他无机
综合型
涉及元素及
特殊物质
I
2020
26
√
V、钒酸铵
2019
26
√
B、Mg、硼酸
2018
27
√
√
S 焦亚硫酸钠
2017
27
√
Li 钛铁矿
2016
27
√
√
Cl、NaClO2
II
2020
26
氯及其化合物
Cl、Cl2O、ClO2、NaClO2等
2019
26
√
Ba、S 立德粉
2018
26
√
√
Zn 闪锌矿
2017
26
√
Ca 水泥
2016
26
√
√
N2H4
III
2020
27
√
Ni、硫酸镍晶体
2019
26
√
Mn、硫酸锰
2018
27
√
√
I KIO3
2017
27
√
Cr 铬铁矿
2016
28
√
V、V2O5
1.(2020年全国1卷)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是___________。
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成
,同时还有___________离子被氧化。写出VO+转化为
反应的离子方程式___________。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为
,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、___________,以及部分的___________。
(4)“沉淀转溶”中,
转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是___________。
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是___________。
2.(2020年全国2卷)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许______离子通过,氯气的逸出口是_______(填标号)。
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=
,X为HClO或ClO−]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为______。
(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为______。
(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_____mol;产生“气泡”的化学方程式为____________。
(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是______(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000 kg该溶液需消耗氯气的质量为____kg(保留整数)。
3.(2020年全国3卷)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH