2025届高三化学训练----工业流程题

2025届高三化学训练----工业流程题 1．（2024·江苏宿迁·三模）硼化钛(TiB2)常用于制备导电陶瓷材料。 I．高钛渣(主要含TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图： 已知：①B2O3高温易挥发；②TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。 (1)“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、Fe3+、 。 (2)“水解”需在沸水中进行，离子方程式为 。 (3)“热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑，B2O3的实际用量超过了理论用量，原因是 。 Ⅱ．气相沉积法获得硼化钛：以TiCl4和BCl3为原料，在过量的H2参与下，沉积温度为800～1000℃，可制得具有空间网状结构的磨料级硼化钛。 (4)制得硼化钛的化学方程式为 ，硼化钛能作为磨料的原因是 。 (5)生产硼化钛，当BCl3和TiCl4投料比[m(BCl3)：m(TiCl4)]超过1.25时硼化钛的纯度下降，原因是 。 Ⅲ．硼砂(Na2B4O7·10H2O)与NaOH的混合溶液中加入H2O2可以制备X(Na2B2O8H4)。已知X的阴离子[B2O8H4]2-只有一种化学环境的B原子，结构中有一个六元环且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构。 (6)X阴离子的结构式为 。 2．（23-24高三下·湖南邵阳·阶段练习）天然铝土矿主要成分是Al2O3，杂质主要为SiO2、Fe2O3、MgO等，工业上用天然铝土矿生产铝的工艺流程如图： 已知部分氢氧化物沉淀的pH如下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 开始沉淀时的pH(离子初始浓度为0.01mol·L-1) 2.2 3.7 9.6 完全沉淀时的pH(离子浓度<10-5mol·L-1) 3.2 4.7 11.1 (1)为了加快铝土矿和盐酸的反应速率，可以采取的措施为 。 (2)固体A的主要成分是 (填化学式)，溶液E中的金属离子主要为 。 (3)“溶液C”调节pH的范围为 。 (4)为了验证“溶液C”中是否含有Fe3+，可取少量“溶液C”于试管中，向其中加入 溶液(填试剂名称)，溶液变成血红色，则证明“溶液C”中有Fe3+。 (5)固体D中有少量杂质离子，必须对D进行洗涤，如何检验D是否洗涤干净 。操作④反应的化学方程式为 。 3．（23-24高三下·福建厦门·阶段练习）铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要成分为，还含有一定量的和)生产BeO的一种工艺流程如下图： 已知： ①绿柱石的主要成分写成氧化物的形式为。 ②与在元素周期表中的位置符合对角线规则，与性质相似，与性质相似，元素在碱性溶液中的存在形态为。 ③沉淀完全的，沉淀完全的。 回答下列问题： (1)Sr(锶)与同主族，在元素周期表中的位置为 ，的原子结构示意图为 。 (2)“粉碎”的目的是 。 (3)无水可用作聚合反应的催化剂。工业上可用、与过量碳粉在600∼800℃制备，反应的化学方程式为 。 (4)残渣的主要成分是 (填物质名称)，“浸取”中浓硫酸的作用除了用于溶解矿石外，还起的作用为 。 (5)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)，写出该物质的一种用途 。 (6)“沉铍”时，用溶液代替氨水，则产生的量会减少，请用离子方程式说明原因 。 (7)绿柱石(BeO含量为)经过一系列反应后，得到纯度为90%的BeO产品，请计算BeO的产率为 (用含、的式子表示)。 4．（23-24高三下·四川广安·阶段练习）稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。从钒钛磁铁矿中提取钒、钛的工艺流程图如下： 已知：①钛渣中主要包括TiO2、Al2O3、SiO2和Fe3O4等。 ②“高温氯化”后的产物中含少量的、、、杂质，相关物质的沸点如下表： 化合物 沸点/℃ 136 310 56.5 180 127 回答下列问题： (1)钛在周期表中的位置为 ，上述获得钛单质的“还原”工序中需要通入氩气的目的是 。 (2)滤液X中含有的主要金属离子有 。 (3)“高温氯化”工序生成和一种可燃性气体Y，该反应的化学方程式为 ；的粗产品可以通过分馏提纯，但收集的中总是混有的原因是 。 (4)钒的浸出率随焙烧温度和浸取时间的变化如图所示，则“焙烧”时最适合的反应条件为 。 (5)“浸出”目的是将难溶物Ca3(VO4)2转化成进入水相，以便后续沉钒，则“浸出”时反应的离子方程式为 。 5．（23-24高三下·山东聊城·阶段练习）以高硫铝土矿(主要成分为、，少量等)为原料，生产氧化铝并获得的部分工艺流程如下： (1)为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率，可采取的有效措施为 (任写两点)。 (2)已知： ①第一次焙烧的主要目的是脱硫(降低矿粉中硫化物型硫的含量)，以免影响产品Al2O3的质量； ②此过程中与氧气发生了氧化还原反应：。 第一次焙烧结束后，硫最终主要以 (填物质的化学式)的形式存在。 (3)碱浸时发生的主要反应的离子方程式为 。 (4)第二次焙烧过程中产生了污染性气体，工业生产中可选用___________(填字母)除去。 A．澄清石灰水 B．品红溶液 C．石灰乳 D．NaOH溶液 (5)第二次焙烧是在缺氧的条件下进行的，此步骤发生的主要反应的化学方程式为 。 6．（23-24高三下·广东韶关·阶段练习）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。 氢氧化物 回答下列问题： (1)活性可与水反应，化学方程式为 。 (2)常温下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。 (3)“氨浸”时，由转化为的离子方程式为 。 (4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①属于 (填“晶体”或“非晶体”)。 ②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和 (填化学式)。 (5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。 ②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，则在晶胞中的位置为 ； 晶体中一个周围与其最近的O的个数为 。 7．（23-24高三下·云南大理·阶段练习）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含、和CaO等)提铝的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)硅元素在元素周期表中的位置是 。 (2)“浸出”前将粉煤灰进行粉碎的主要目的是 ；“浸出”时发生反应的离子方程式为 。 (3)“浸出”步骤需进行过滤，用到的玻璃仪器有 ，“浸渣”的主要成分除残余外，还有 。 (4)“沉铝”时，将铝元素转化为析出，“焙烧”时，主要反应的化学方程式为 。 (5)经一系列操作制得，“水浸”后需进行过滤、洗涤、干燥，请设计实验方案检验沉淀已洗涤干净： 。 8．（23-24高三下·广西南宁·阶段练习）铬元素的常见价态是+3价和+6价。重铬酸钾()在实验室和工业上都有广泛应用，如用于制铬矾、制火柴、电镀、有机合成等。工业上，以铬铁矿[主要成分为，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]制备重铬酸钾的工艺流程如图所示： 已知：①焙烧时中的Fe元素转化为，Cr元素转化为，铝的氧化物转化为。 ②矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图1所示。当溶液中可溶性组分浓度时，可认为已除尽。 ③有关物质的溶解度如图2所示。回答下列问题： (1)写出“焙烧”过程中发生的主要反应的化学方程式 。 (2)“水浸”滤渣的主要成分是，写出生成此滤渣的化学方程式 (3)“中和”步骤中理论pH的范围是 ，中和后滤渣的主要成分有两种，是 (填化学式)。 (4)“酸化”时加可将转化为，简述不能用盐酸的可能原因是 。 (5)“工序1”加入KCl后发生反应的离子方程式为 。滤液经 (填操作名称)可得到固体。 9．（23-24高三下·云南大理·阶段练习）资源的回收利用，对可持续发展有着重要意义。某工业废料中主要含、、、、等，现欲利用如图工业流程回收某些金属资源。 回答下列问题： (1)“滤渣1”的成分为 （填化学式），调节后的实验操作是 。 (2)“氧化”的目的是将氧化为，其反应的离子方程式为 ；作氧化剂的优点是 。 (3)新型富钴电池常用到的化合物，其化学性质与相似，则中Co的化合价为 。 (4)“煅烧”反应的化学方程式为 。 (5)每制备1，至少需要标准状况下的空气体积为 L。（氧气约占空气体积的五分之一） (6)写出Al与NaOH溶液反应的化学方程式 。 10．（23-24高三下·河南·阶段练习）碘化亚铜(CuI)是一种有机合成的催化剂、动物饲料的添加剂。它是一种白色固体，难溶于乙醇和水，在潮湿的空气中易被氧化。实验室以含铜废液(主要含有、、和等)为原料制备CuI的流程如图所示： 已知几种金属离子生成氢氧化物时的pH如下。 金属氢氧化物 开始沉淀的pH 2.7 7.6 6.3 完全沉淀的pH 3.7 9.6 8.2 请回答下列问题： (1)滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (2)“氧化”的离子方程式是 。 (3)中含有 mol σ键。 (4)“还原”中被还原的元素是 (填元素符号)。 (5)用乙醇代替水洗涤产品的优点是 。 (6)实验室可以用和KI溶液反应制备CuI，写出化学方程式： 。 (7)已知：在特定条件下，的晶体结构(正六棱柱)如图所示： 若将分子看作球体，紧邻球体呈正四面体形，该晶体结构中分子为 个。 （23-24高三下·上海松江·阶段练习）工业上用黄铁矿(，其中铁为+2价)为原料制备硫酸的流程如下： 11．沸腾炉中被氧化的元素是 ，还原产物是 ，废渣可用于 。 12．将矿石粉碎，采用沸腾炉煅烧的目的是 。 13．转化器中常用的催化剂是 (填化学式)。工业生产中来采用常压的原因是 。 14．关于转化器(见下图)中气体的说法正确的是_______。 A．a、b两处气体：成分相同、含量相同，温度不同 B．a、b两处气体：成分相同、含量不同，温度相同 C．c、d两处气体：成分相同、含量相同，温度相同 D．c、d两处气体：成分相同、含量不同，温度不同 15．吸收塔内用来吸收的试剂是_______。 A． B．稀 C．98.3% D． 16．我国排放标准限值为100mgm-3。硫酸工业废气(假设含硫化合物均为)可采用氨水直接吸收(反应生成)。若烟气含量为，试计算要使该烟气中排放值达标，每立方米烟气至少需要浓度为氨水的体积 (用含a、b的代数式表示，写出计算过程)。 17．另一种处理方法利用下图所示装置处理硫酸工业尾气中的(电极均为惰性材料)进行反应。下列说法正确的是_______。 A．M极为正极 B．该装置总反应为： C．氢离子通过质子交换膜向左侧移动 D．该装置能提供电能，同时生产硫酸 18．（23-24高三下·新疆乌鲁木齐·期中）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，部分转化过程如图所示。回答下面问题： (1)高纯硅是制造半导体芯片的基础原材料，由SiO2制备高纯硅的工业流程如上图所示，写出第①步的化学方程式 。可以循环使用的物质为 (填化学式，下同)和 。 (2)光导纤维是一种良好的通讯材料，其成分是 (填化学式)。 (3)生产磨砂玻璃时可以用HF溶蚀玻璃，是因为HF溶液可与SiO2反应，其化学方程式为 。 (4)关于硅及其相关化合物的叙述正确的是 (填字母)。 A．晶体硅熔点高、硬度大，故可用作半导体材料 B．玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品 C．二氧化硅是酸性氧化物，所以能溶于水且可与水反应生成硅酸 D．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物 E．碳化硅是一种新型陶瓷材料，具有耐高温、耐磨的特点 (5)碳化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定，但生产成本较高。根据氮和硅的原子结构示意图、元素周期律的知识，写出氮化硅的化学式 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)Al3+、Ca2+、Mg2+ (2)TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+ (3)B2O3易挥发 (4) 硼化钛是共价晶体，硬度大 (5)BCl3过量，被过量的氢气还原为单质硼 (6) 【分析】高钛渣加入稀盐酸，只有SiO2不会溶解，TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+，TiO2+沸水中形成TiO2•xH2O，热还原中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑； 【详解】（1）“酸浸”加入稀盐酸与Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3反应生成AlCl3、CaCl2、MgCl2、FeCl3，“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+； （2）“水解”需在沸水中进行，TiO2+沸水中形成TiO2•xH2O，离子方程式为TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+； （3）“热还原”中发生反应的化学方程式为TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑，B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是B2O3高温下蒸气压大、易挥发，只有部分参加了反应； （4）以TiCl4和BCl3为原料，在过量的H2参与下，沉积温度为800～1000℃，制得硼化钛(TiB2)，反应的化学方程式为；硼化钛由Ti和B原子相连构成空间网状结构，能作为磨料的原因是硼化钛是共价晶体，硬度大； （5）当BCl3和TiCl4投料比[m(BCl3)：m(TiCl4)]超过1.25时硼化钛的纯度下降，原因是BCl3过量，被过量的氢气还原为单质硼； （6） X的阴离子[B2O8H4]2-只有一种化学环境的B原子说明结构对称，结构中有一个六元环且B和O原子最外层都达到8电子稳定结构，则B原子与四个O原子相连，X阴离子的结构式为。 2．(1)粉碎铝土矿或加热或搅拌 (2) SiO2 Mg2+ (3)4.7≤pH<9.6 (4)硫氰化钾或硫氰化钠或硫氰化铵 (5) 取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入过量稀硝酸酸化，再加入几滴硝酸银，若无白色沉淀生成，则洗涤干净 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 【分析】铝土矿加过量盐酸溶解后，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，而SiO2和HCl不反应，不能溶解，固体A为SiO2；向滤液中加入碱溶液调节pH，首先使容易沉淀的三价铁转化为氢氧化铁沉淀，过滤 ，滤液再次调节pH值，使氯离子反应生成Al (OH)3，则沉淀D为Al(OH)3，氢氧化铝经灼烧生成氧化铝，电解熔融氧化铝得到Al；滤液E中含有镁离子。 【详解】（1）粉碎铝土矿或加热或搅拌都可以加快反应速率；故答案为：粉碎铝土矿或加热或搅拌； （2）SiO2难溶于酸，故酸溶后的杂质主要成分为SiO2，溶液C用碱液调pH为4.7≤pH<9.6，使Al3+沉淀而Mg2+不沉淀，故溶液E中的金属离子主要为Mg2+； （3）溶液C用碱液调pH，使Al3+沉淀而Mg2+不沉淀，实现两种离子的分离，结合图表可知，pH为4.7≤pH<9.6； （4）用硫氰化钾或硫氰化钠或硫氰化铵溶液可以检验Fe3+，反应中溶液变为红色，故为：硫氰化钾或硫氰化钠或硫氰化铵； （5）氢氧化铝沉淀中可能含杂质离子氯离子，银离子和氯离子生成不溶于酸的氯化银沉淀，故实验设计为：取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入过量稀硝酸酸化，再加入几滴硝酸银，若无白色沉淀生成，则洗涤干净；操作④反应为氢氧化铝经灼烧生成氧化铝，化学方程式为2Al(OH)3Al2O3+3H2O。 3．(1) 第五周期第ⅡA族 (2)增大接触面积，加快反应速率 (3)BeO+Cl2+CCO+BeCl2 (4) 二氧化硅 把Fe2+氧化为Fe3+以便于除铁 (5) (NH4)2SO4 用作化肥 (6)+2OH－＝ (7) 【分析】“酸浸”时，SiO2不能和稀硫酸反应，成为滤渣，加入的硫酸和绿柱石中的BeO、Al2O3、Fe2O3、FeO反应分别生成BeSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、FeSO4，然后加入硫酸铵调节pH除铝，滤液中加入氨水调节pH除铁生成氢氧化铁沉淀，过滤后继续加入氨水调节pH除铍，得到Be(OH)2，煅烧得到BeO，据此解答。 【详解】（1） Sr(锶)与同主族，在元素周期表中的位置为第五周期第ⅡA族，的原子结构示意图为。 （2）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率。 （3）工业上可用、与过量碳粉在600∼800℃制备，反应的化学方程式为BeO+Cl2+CCO+BeCl2。 （4）根据以上分析可知残渣的主要成分是二氧化硅，浓硫酸 具有强氧化性，“浸取”中浓硫酸的作用除了用于溶解矿石外，还起的作用为把Fe2+氧化为Fe3+以便于除铁。 （5）根据元素守恒可知滤液中含有(NH4)2SO4，该流程中能循环使用的物质是(NH4)2SO4)，(NH4)2SO4的可用作化肥。 （6）根据题目信息，与性质相似，元素在碱性溶液中的存在形态为，因此用溶液代替氨水，会产生，所以产生的量会减少，反应的离子方程式为+2OH－＝。 （7）根据原子守恒可知BeO的产率为。 4．(1) 第4周期第ⅣB族 防止金属钠和金属钛被空气中的O2氧化 (2)Fe3+、Fe2+和Al3+ (3) TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO TiCl4和VOCl3的沸点非常接近，很难分离完全 (4)1200℃ (5)Ca3(VO4)2++2+CO2=+3CaCO3↓+H2O 【分析】由题干工艺流程图可知，钒钛磁铁矿在空气中高温冶炼出含钒铁水和钛渣(主要包括TiO2、Al2O3、SiO2和Fe3O4等)，含钒铁水再在空气中深度氧化得到半钢水和钒渣，钒渣与CaO共热焙烧后通入CO2和NH4HCO3溶液，浸出后过滤出CaCO3和滤液，向滤液中加入NH4Cl固体进行沉钒，即产生NH4VO3，过滤洗涤干燥，最后对NH4VO3进行煅烧得到NH3和V2O5，向钛渣中先加入盐酸进行酸浸，将Al2O3和Fe3O4分别转化为可溶性盐，过滤得到滤液X主要含HCl、FeCl3、FeCl2和AlCl3，滤渣含TiO2、SiO2，向滤渣中加入NaOH溶液进行碱浸将SiO2转化为Na2SiO3溶液，过滤得到滤液即Na2SiO3溶液，滤渣主要含TiO2，将TiO2、C和Cl2高温氯化得到TiCl4和气体Y为CO，最后用Na还原TiCl4制得Ti，据此分析解题。 【详解】（1）已知钛为22号元素，其价电子排布式为：3d24s2，故钛在周期表中的位置为第4周期第ⅣB族，上述获得钛单质的“还原”工序中需要通入氩气的目的是防止金属钠和金属钛被空气中的O2氧化，故答案为：第4周期第ⅣB族；防止金属钠和金属钛被空气中的O2氧化； （2）由分析可知，滤液X主要含HCl、FeCl3、FeCl2和AlCl3，滤液X中含有的主要金属离子有Fe3+、Fe2+和Al3+，故答案为：Fe3+、Fe2+和Al3+； （3）“高温氯化”工序生成TiCl4和一种可燃性气体Y，根据元素守恒可知，Y为CO，该反应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；由题干表中数据可知，TiCl4和VOCl3的沸点非常接近，故TiCl4的粗产品可以通过分馏提纯，但收集的TiCl4中总是混有VOCl3，故答案为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；TiCl4和VOCl3的沸点非常接近，很难分离完全； （4）由题干钒的浸出率随焙烧温度和浸取时间的变化图所示信息可知，在1200℃温度下“焙烧”1.0小时，钒的浸出率达到最高，故最适合的反应条件为1200℃，故答案为：1200℃； （5）“浸出”目的是将难溶物Ca3(VO4)2转化成进入水相，以便后续沉钒，即Ca3(VO4)2和NH4HCO3、CO2和H2O生成CaCO3、则“浸出”时反应的离子方程式为Ca3(VO4)2++2+CO2=+3CaCO3↓+H2O，故答案为：Ca3(VO4)2++2+CO2=+3CaCO3↓+H2O。 5．(1)将烧渣粉碎、加热、搅拌、增大NaOH溶液的浓度 (2)硫酸钙 (3) (4)CD (5)或 【分析】高硫铝土矿主要成分为、，还有少量。第一次焙烧时，、转化为和二氧化硫，二氧化硫和氧化钙、氧气反应生成硫酸钙；烧渣中氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，过滤，滤渣中含有；在缺氧条件下，与反应生成和二氧化硫。 【详解】（1）根据影响反应速率的因素，为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率，可采取的有效措施有将烧渣粉碎、加热、搅拌、增大NaOH溶液的浓度 （2）第一次焙烧时，二氧化硫和氧化钙反应生成了亚硫酸钙，亚硫酸钙又被氧气氧化为硫酸钙，硫最终主要以硫酸钙的形式存在。 （3）碱浸时，氧化铝与氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠，反应的离子方程式为； （4）A．澄清石灰水吸收的量较少，故不选A； B．品红溶液可用于检验，无法除去，故不选B； C．石灰乳可以吸收，故选C； D．氢氧化钠溶液可以吸收，故选D。 选CD。 （5）在缺氧条件下，与反应生成和二氧化硫，反应的化学方程式为。 6．(1)MgO+H2O=Mg(OH)2 (2)＞ (3)或 (4) 晶体 MgO (5) HCl 体心 12 【分析】硝酸浸取液(含)中加入活性氧化镁调节溶液pH值，使溶液中转化为氢氧化物沉淀，过滤分离，滤液1中主要含有Mg(NO3)2，结晶纯化得到硝酸镁晶体，加热分解得到的氧化物为MgO，气体冷却至室温后获得硝酸溶液，则气体中含有NO2、O2、H2O，而MgO、硝酸可以重复利用；滤泥中Co(OH)2易被空气氧化为Co(OH)3，进行氨浸，将Co(OH)3还原为Co2+，Ni、Co元素与NH3形成可溶于水的配离子而进入溶液，过滤分离，滤渣主要含有Al(OH)3及未反应Mg(OH)2，滤液2进行镍钴分离，系列操作获得饱和NiCl2、CoCl2溶液，向饱和NiCl2溶液中通入HCl进行结晶，抑制Ni2+水解，获得NiCl2•4H2O，据此分析解题。 【详解】（1）MgO属于碱性氧化物，与水反应生成氢氧化镁，反应的化学方程式为MgO+H2O=Mg(OH)2； （2）由可知，常温下pH=9.9的氨性溶液中c(OH-)=109.9-14mol/L=10-4.1mol/L，则＜1，即； （3）“氨浸”时，与亚硫酸根发生氧化还原反应，被还原为Co2+，Co2+再与氨水反应生成，则由转化为的离子方程式为或； （4）①X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰，则属于晶体； ②加热分解得到的氧化物为MgO，气体冷却至室温后获得硝酸溶液，则气体中含有NO2、O2、H2O，而MgO、硝酸可以重复利用，则 “热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和为MgO； （5）①为了防止水解，因此通入的酸性气体A为HCl； ②x、y为整数，根据图中信息Co、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，与O最小间距大于与O最小间距，则Al在顶点，因此在晶胞中的位置为体心；晶体中一个Al周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12。 7．(1)第三周期第IVA族 (2) 增大固体表面积，提高反应速率，提高浸出率 (3) 烧杯、漏斗、玻璃棒 和 (4)或 (5)取少量最后一次洗涤过滤液于试管中，先加稀盐酸，再加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明已洗涤干净，反之，未洗涤干净 【分析】粉煤灰为原料（主要含、和CaO等）加入硫酸，浸渣为二氧化硅、硫酸钙，加入硫酸钾，产生复盐明矾沉铝，干燥脱水，焙烧产生氧化铝、硫酸钾和二氧化硫或三氧化硫气体，水浸除去硫酸钾，得到氧化铝。 【详解】（1）硅元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族。 （2）“浸出”前将粉煤灰进行粉碎的主要目的是增大固体表面积，提高反应速率，提高浸出率。和发生反应生成和，反应离子方程式为。 （3）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。“浸渣”的主要成分除残余外，还有二氧化硅、硫酸钙。 （4）“焙烧”时，分解为、和或、、和，反应方程式为或。 （5）“水浸”后得到的“滤液2”成分为，故检验沉淀已洗涤干净的方案为取少量最后一次洗涤过滤液于试管中，先加稀盐酸，再加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明已洗涤干净，反之，未洗涤干净。 8．(1)4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2 (2)NaFeO2+2H2O= Fe(OH)3+NaOH (3) 4.5-9.3 H2SiO3、Al(OH)3 (4)Cl-能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ) (5) Cr2O+2K+= K2Cr2O7 蒸发浓缩、冷却结晶 【分析】铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]，加入碳酸钠灼烧，“焙烧” 所得固体为Na2CrO4、NaFeO2、NaAlO2和Na2SiO3，加水浸取，滤渣为难溶性的Fe(OH)3，滤液中含有可溶性的Na2CrO4、NaAlO2和Na2SiO3，加入醋酸调节溶液的pH，得到沉淀Al(OH)3、H2SiO3，则滤渣为Al(OH)3、H2SiO3，调节溶液pH<5，酸性条件下CrO转化为Cr2O，向溶液中加入KCl，得到溶解度较小的K2Cr2O7，再经过重结晶得到纯净的K2Cr2O7固体。 【详解】（1）由分析可知，焙烧过程中发生的主要反应为Fe(CrO2)2与碳酸钠、氧气反应生成铬酸钠、NaFeO2和CO2，反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2； （2）由分析可知，水浸发生的反应为NaFeO2与水反应生成氢氧化铁沉淀和氢氧化钠，反应的离子方程式为NaFeO2+2H2O= Fe(OH)3+NaOH； （3）由分析可知，中和步骤加入醋酸中和调节溶液pH的目的是将硅酸钠、偏铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀，结合图像可知，使Al3+完全沉淀且让转化为H2SiO3，pH应在4.5-9.3之间； （4）Cr(Ⅵ)具有强氧化性，Cl-具有还原性，Cl-能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)，因此酸化时加冰醋酸，不能用盐酸； （5）由分析可知，工序1过程中加入KCl的作用是将Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，离子方程式为Cr2O+2K+= K2Cr2O7；工序1为过滤，滤液中含有NaCl和K2Cr2O7，经过蒸发浓缩、冷却结晶可以从滤液中得到部分K2Cr2O7；经过工序2可得到更纯的K2Cr2O7固体，因此工序2为提纯操作，即对K2Cr2O7进行重结晶，以提高K2Cr2O7的纯度。 9．(1) 过滤 (2) 不会引入新的杂质，对环境友好 (3)+2、+3 (4) (5)56 (6)2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 【分析】工业废料中主要含、、、、等，粉碎后加入盐酸酸浸，二氧化硅不溶，过滤得到滤渣1。滤液中加入双氧水氧化亚铁离子，然后调节pH使沉淀铁离子、铝离子以及镍离子，滤液中加入草酸得到草酸钴，在空气中煅烧得到CoO，据此解答。 【详解】（1）SiO2是酸性氧化物，难溶于水也难溶于强酸，故滤渣1的成分为SiO2；分离滤液和滤渣，用过滤的方法； （2）“氧化”的目的是用过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，其反应的离子方程式为：；H2O2是绿色氧化剂，还原产物为水，不会引入新的杂质，对环境友好； （3）的化学性质与相似，则的化合价为+2、+3； （4）由流程图可知，CoC2O4沉淀煅烧产生CoO和CO2，化学方程式为：； （5）根据第四问方程式可知每制备1molCoO，至少需要0.5molO2，即标准状况下11.2L。空气中氧气的含量约为20%，所以需要标况下的空气体积为11.2÷20%=56L； （6）Al与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，化学方程式为：2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑。 10．(1) (2) (3)16 (4)Cu、I (5)干燥快，减少产品被氧化 (6) (7)9 【分析】含铜废液加入双氧水氧化，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入氨水，将铁元素以沉淀形式除去；氢氧化铜酸溶后，加入二氧化硫和碘单质，还原获得CuI。 【详解】（1）加入过量氨水，将铜离子转化成四氨合铜离子，铁离子转化成氢氧化铁沉淀； （2）双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，最终以沉淀形式除去，氧化步骤的离子反应为； （3）中配位键和氮氢键均属于σ键，则中含有16 mol σ键； （4）“还原”中发生的反应有：，，铜、碘都被还原； （5）产品难溶于水、乙醇，但是产品易与氧气反应，尽可能减少与空气接触，故选用乙醇洗涤产品； （6）碘化钾可以还原硫酸铜生成碘化亚铜沉淀和碘单质，化学方程式为； （7）该六棱柱顶点的分子只占据了，故该晶体结构中分子为个。 11． 铁、硫 三氧化二铁、二氧化硫 炼铁 12．增大反应接触面积、提高反应速率，使原料充分燃烧 13． V2O5 常压下二氧化硫的转化率已经很大，再增大压强，对设备要求较高，增加了生产成本 14．AD 15．C 16． 17．BD 【分析】黄铁矿和通入的空气在沸腾炉中高温反应生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫进入接触室，在催化剂表面发生氧化反应生成三氧化硫，三氧化硫被浓硫酸吸收得到发烟硫酸，据此分析解题。 11．沸腾炉内发生的反应为，根据氧化还原的概念判断，被氧化的元素为铁、硫，还原产物为三氧化二铁和二氧化硫；产物中的三氧化二铁可以作为炼铁的原料；故答案为：铁、硫；三氧化二铁、二氧化硫；炼铁； 12．将矿石粉碎，采用沸腾炉煅烧的目的是增大反应接触面积、提高反应速率，使原料充分燃烧；故答案为；增大反应接触面积、提高反应速率，使原料充分燃烧； 13．二氧化硫催化氧化使用的催化剂为V2O5；常压下二氧化硫的转化率已经很大，再增大压强，对设备要求较高，增加了生产成本；故答案为：V2O5；常压下二氧化硫的转化率已经很大，再增大压强，对设备要求较高，增加了生产成本； 14．接触室采用了热交换原理，催化剂表面发生的反应为，该反应为可逆反应，故a、b、c、d四处都有SO2、O2、SO3气体，a处为反应前温度较低的气体，b处为反应前温度较高的气体，a、b两处气体：成分相同、含量相同，温度不同；c处为经过催化剂反应后的高温气体，d处为再次经过催化剂反应后的低温气体，c、d两处气体：成分相同、含量不同，温度不同；故答案为：AD； 15．吸收塔内三氧化硫被浓硫酸吸收得到发烟硫酸，故答案为；C； 16．反应为，每立方米需要吸收的二氧化硫的物质的量为；，，需要消耗的氨水体积为：; 故答案为： ； 17．该装置为原电池装置，M为负极，N为正极，发生的总反应为：，氢离子通过质子交换膜向右侧移动；故答案为：BD。 18．(1) SiO2+2CSi+2CO↑ HCl H2 (2)SiO2 (3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O (4)BE (5)Si3N4 【分析】SiO2在1800~2000℃时被焦炭还原，生成粗硅和X(CO)；粗硅与HCl在300℃时发生反应，生成SiHCl3和H2，SiHCl3在1100℃时用H2还原，便可得到高纯硅，同时生成HCl。SiO2能被HF溶解，生成SiF4和水。SiO2作为酸性氧化物，能溶于NaOH溶液，生成Na2SiO3和水；Na2SiO3与HCl反应，生成H2SiO3和NaCl；H2SiO3加热分解，可制得硅胶。 【详解】（1）由SiO2制备高纯硅的工业流程如上图所示，第①步中SiO2在1800~2000℃时被焦炭还原，生成粗硅和X(CO)，化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，由分析可知，HCl在第②步中消耗，又在第③步中生成，可以循环使用，H2在第②步中生成，又在第③步中消耗，可以循环使用。 （2）光导纤维具有良好的导光性，是优良的通讯材料，其成分是SiO2。 （3）HF溶液与SiO2反应，可生产磨砂玻璃，其化学反应方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。 （4）A．晶体硅的导电能力介于金属和非金属之间，是良好的半导体材料，与其熔点高、硬度大无关，A错误； B．玻璃、水泥、陶瓷都采用硅酸盐工业生产，主要成分都是硅酸盐，属于传统的硅酸盐产品，B正确； C．二氧化硅是酸性氧化物，但不和水反应，C错误； D．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，但与氢氟酸反应没有盐生成，所以SiO2是酸性氧化物，不是两性氧化物，D错误； E．碳化硅陶瓷是一种具有优异性能的新型陶瓷材料，具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀等优点，E正确； 故选BE。 （5）N原子的最外层电子数为5，Si原子的最外层电子数为4，且Si的非金属性比N弱，则在氮化硅中，Si显+4价，N显-3价，从而得出氮化硅的化学式为Si3N4。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$