第八章 第三节 专题探究9 化学工艺流程题-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中化学必修第二册（人教版2019)

专题探究9化学工艺流程题 黑题 专题强化 限时：35min 1.(2024·山东济南高一期中)工业上以铝土 A.4.0左右 B.5.0左右 C.6.0左右 刊矿（主要成分为Al,03,含少量Fe,0、 (4)碱溶：用NaOH溶液溶解沉淀，分离出 Fe0、SiO2等杂质)为主要原料制备氧化铝，流 Fe(OH)3的实验操作是 (填名称)。 程如图： (5)碳分：向碱溶后的溶液里通入过量二氧化 H.SO, H.O.Na.CO,NaOH 碳得到氢氧化铝沉淀，写出该化学方程式： 溶液 溶液 溶液 溶液 铝土矿一 酸浸+氧化+沉淀 2.(2024·江苏常州高一期末)一种以高镁卤 浸 Na SO. 落液 Fe(OH) 水（主要含Na'、Mg2、Li、CI、S0和硼酸根 回答下列问题： 离子等)为原料经两段除镁制备Li,CO,的工 (1)酸浸：将佣土矿先研磨的目的是 艺流程如下： ;H,S0,溶液的用量不宜过量太 盐酸 HCI气体 生石灰纯破饱和Na,C0,溶液 多，原因是 束鑫翅协加率 含哪因体 国体滤渣1滤渣INC1i,CO, :浸渣的主要 成分为 (填化学式)。 已知：相关化合物的溶解度与温度的关系如 (2)氧化：H,02的电子式为 :该步骤 下图所示。 中反应的离子方程式为 LiCI ,但实 80 LiOH 际上H,O,的用量比理论上多的原因是 12 0-0-0 00 15 00-0 1i,C01 1.0 00.5 020406080100 (用离子方程式表示)。 温度PC (3)沉淀：用Na,CO,溶液调节pH,将A、 (1)煅烧、水浸是第一次除镁，煅烧时发生反 Fe3+转化为沉淀。溶液pH对铝、铁沉淀率的 应的化学方程式为 影响如图所示。 100 100 (2)精制I是第二次除镁，滤渣I的主要成分 80 95 除Mg(OH)2外，还有 0 (填化学式)；若脱硼后直接进行精制I,除无 40 0铝沉淀率 20 -0-铁沉淀单80系 法回收HC1外，还将增加 5 170 (填化学式)的用量。 2.0253.03.54.04.55.05.56.0 PH (3)精制Ⅱ的目的是 为获得较高的铝、铁沉淀率，溶液pH最佳为 ;请补充完整操 (填字母)。 作X的实验步骤：向滤液中 ,得 必修第二册：RJ黑白题110 滤液。 示固体，aq表示溶液)： (4)沉锂时判断Li,C0,沉淀完全的操作为 海永 链树服 BOH 为获得较纯净的Li,C0,过滤后应选用 (填字母)对Li,C0,进行洗涤。 a.冰水b.常温水 c.95℃的热水 nHA(s)+M(aq)=MA,(s)+nH*(aq) 3.(2024·云南玉溪高一期末)随着 mBOH(s)+Ym-(ag)=B Y(s)+mOH(ag) 金属Mg、Ti新的用途不断被开发， M表示阳离子，Y-表示阴离子，取i处流出 液，其中主要含有的阳离子为 ,阴离 人们对这些具有优良性能的金属的需求也日 子交换树脂填充段存在的离子反应有 益增加。从海水中提取Mg,并联合金红 石（主要成分为TO2)可以冶炼金属钛。 (任写一个)。 I.海洋约占地球表面积的71%，对其进行开 Ⅱ.金红石（主要成分为T02)冶炼金属钛的 发利用的部分流程如图所示： 工艺流程如图所示： H.SO.ICl 焦炭CL,氧气Mg 海水 苦卤K,Mg、Br等) Mg、Cd 分离 Mg电解 B国K,Mg-试利1 金红石 第1步 第2步 海绵钛蛇融钛悦 Mg(OH) (4)第1步在高温条件下进行，产物中有一种 (1)在工业上，试剂1一般选用 (填 可燃性无色气体，则生成该气体的化学方程 “NaOH溶液”或“石灰乳”)。 式为 (2)工业上由氢氧化镁制备Mg经历了如图所 (5)海绵钛除杂时得到的MgCL,可以循环使 示流程： 用，在上述工艺流程中还可循环使用的物质 有 MgOH试剂2MgC步聚1 (填化学式)。 沉淀 溶液 gCl6H.O- 产 (6)第2步中钛的提取率在不同温度下随时 试剂2可以选用 (填名称)，步骤1 间变化的曲线如图所示，工业中，实际生产选 包括一定条件下的蒸发浓缩 、过 择1000℃左右进行，请解释原因： 滤、洗涤、干燥等。 (3)海水中拥有丰富的矿产资源和水资源，但 海水不能直接饮用，需要淡化。海水淡化方 9100A 96 .15009C 法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等，某实 ·1000C 92 8009℃ 验室用离子交换法除去海水中的杂质离 88 子（主要含Ca2+、Mg2、Na、C、S0}),依次通 84 80 过阳离子交换树脂HA和阴离子交换树脂 102030405060 BOH(如图)，发生的反应可表示为（已知：s表 时间min 第八章黑白题111电或供热，能较充分地利用生活垃圾中的生物质能，C正确：焚烧垃： 后直接进行精制I,除无法回收HC外，HC和C0反应面导致清耗 圾能产生大量的空气污染物，即使将烟肉建得高些，也不能避免烟气 的生石灰的量增多，精制Ⅱ时增加纯碱的用量。(3)操作X是为了 产生的污染，D错误 除去剩余的碳酸根离子，为了防止引人杂质离子，应选择的试剂是盐 3.D解析：当溶液中c(CIO)相同时.用Ca(CO),代替NmCO脱硫 酸。(4)根据碳酸锂的溶解度图知，温度越高，其溶解度越小，所以 Ca+与反应生成的S0:结合生成微溶的CaS0,有利于反应的进 为获得较纯净的碳酸锂.过滤后应选用95℃的热水对碳酸锂进行 行，脱硫效果比用NaC0好，A正确；过程2中产生的原子氧具有极 洗涤 强的氧化能力.可加快对S0的吸收，B正确：根据图示，过程2中发 3.(1)石灰乳(2)盐酸冷却结品(3)HB0H(s)+C(胸)一 生的反应为2N02+C0一Ni203+C+20,C正确：NaC0有强氧 BC1(s)+0H(aq)[或2B0H(s)+S0(期)一B,S0.(=)+20H(q)] 化性，S02具有还原性，所以二者能发生氧化还原反应，D错误。 (4)Ti0,+20+2C,高通rG,+200（5)Mga,（6)80℃i的 压轴挑战 提取率低，1000℃和1500℃雪提取率相差不大，从能源消耗的角 4.(1)不能过滤后所得滤渣的成分为Fe(0H)2.Cu(0H)2,加热后生 度，反应适宜的温度为100)℃ 成Fe2O,.CuO,用H2还原可得Fe.Cu的混合物不能滤渣为Fe, 解析：(1)试剂1的作用是将Mg·变为Mg(OH),沉淀，在工业上，一 Cu的混合物，加热后生成Fe,O,CuO,用H,还原得到Fe,Cu的混合 股选用石灰乳，因为便宜易得。(2)Mg(0H)2沉淀与试剂2（非酸） 物能加入过量铁粉，滤渣为Fe,Cu的混合物，加稀硫酸溶解Fe, 反应得到MC溶液，再通过蒸发浓缩，冷却结品，过滤，洗涤，干燥 生成FSO,滤渣为Cu.加热生成CO.用H2还原得到Cu(2)稀硫 得到M:C2·6H,0,在一定条件下得到无水氯化镁，电解熔做氯化镁 酸Fs04(3)Fe+CuS0,一Fes0,+Cu(4)过滤漏斗.烧杯， 得到单质镁。(3)阳离子交换树脂只交换阳离子，对阴离子无影响。 玻璃棒 天然水通过阳离子交换树脂，将金属阳离子转化成H°，因此取i处 解析：(1)甲中加人过量NaOH,生成Fe(O),,Cu(OH),沉淀，过滤 流出液，含有的离子有H”,C、SO子：根据反应mB0OH(￥)+Y() 后所得滤渣的成分为Fe(0H)2,Cu(OH)2,加热后生成Fe0,Cu0, 一BY(s)+mOH(期)，阴离子交换树脂填充段存在的离子反应 用H2还原可得Fe、Cu的混合物：乙中加入过量铁粉，滤渣为Fe、C 有B0H(s)+C(aq）→BC(s)+0H(aq）、2B0H(s)+S0}(aq) 的混合物，加热后生成FeO,,CuO.用H2还原得到Fe,C如的混合物： 丙中加入过量铁粉，能渣为F,C的混合物，加稀硫酸溶解F,生成 一BS0,()+20H(期)。(4)第1步中，T02和焦炭混合物在高 FS0,滤渣为Cu,加热生成Cu0,H,还原得到Cu。(2)在丙同学进 温条件下通入氯气(C,)制得TC,和一种可燃性气体，该可燃性气 行的~酸溶”操作中，因为原来的盐都是硫酸盐，所以加人的酸是稀 体为一氧化碳。(5)根据工艺流程，电解熔磁MgC2得到Mg和Cl2, 硫酸：合并滤液中的主要溶质是FSO,。(3)丙同学的方案中，过程 可循环使用的物质还有Mg和C,。 ①加人过量的铁粉时发生反应的化学方程式为Fe+GS0,一 第八章 章末检测 FS0,+Cu。(4)操作一，二、三都是分离固，液混合物，所以名称是过 滤：过滤操作中需使用的玻璃仪器有漏斗、烧杯，玻璃棒。 题号 专题探究9化学工艺流程题 答案 C 号 9 1011 12 5 黑题 专题强化 答案AC 1,(1)增大反应物的接触面积.加快化学反应速率过量的H,S0,溶 1.C 液会增大后续过程碳酸销和氢氧化钠的用量，造成浪费SO, 2.A解析：“可燃冰”的主要成分是甲烷水合物，具有可燃性，是一种 (2)H:0:0:H2Fe2+H,02+2H—2Fe+2H,02H,0 高效清洁能源，A正确：石油裂化可提高汽油的产量，裂化汽油中含 —2H,0+02↑(3)B(4)过滤(5)C02+Na[A1(0)4] 不包和烃，能与溴水发生加成反应，不能用于萃取溴水中的溴，B错 -NaHCO,+Al(OH) 误：煤中不含苯和甲苯，通过煤的干瘤获得煤焦油，煤焦油经分馏可 解析：(2)过氧化氢属于共价化合物，其电子式为：0：0：Ⅲ：在酸 得到苯，甲苯等，C错误：天然气、石油，煤都属于化石燃料，属于不可 性环境下过氧化氢将F2+氧化为下·，自身被还原成水：由于过氧化 再生能源，D错误 氢自身存在分解，所以实际用量比理论上多。(3)根据图像可知，当： 3.C4.A5.D6.C7.D pH在5.0左右时铝、铁沉淀率接近百分之百.后续调节pH沉淀率变 8.B解析：生铁的含碳量比钢高，质地比钢硬，A错误：“但取精铁，锻 化不大.所以最佳pH为5,0左右。(4)用NaOH溶藏溶解沉淀，氢氧 之百余火”的目的是使精铁中的碳转化为碳的氧化物，从面降低碳的 化铝沉淀被溶解，F(OH),沉淀不被溶解，通过过滤操作可将溶液 含量，B正确：炼钢的器具需保持干燥，否则会发生反应3F+ 和沉淀分离。(5)碱溶后的溶液中存在Na[A1(OH),],与二氧化碳 4H,0(g)高温心，0，+4H,C错误：铁中的碳不可能完全转化为 反应可生成氢氧化铝 C02,D错误 2.（1)MeC,·6H,0高Me0+2HC+5H,0(2)CS0Ca0.a,C0, 9.A解析：肉水点豆腐的化学原理是卤水中的电解质能使豆浆中的蛋 (3)将精制【所得滤液中的钙离子转化为碳酸钙（或徐去椅制【所 白质胶体发生聚沉转化为豆腐，A正确：1mC0完全燃烧时消耗0 得滤液中的钙离子)，提高碳酸埋纯度加入盐酸(4)向过滤后的 的物质的量为0.5ml,1 mol CH完全燃烧消耗0，的物质的量 滤液中继续滴加碳酸钠溶液，若溶液变浑浊，则”未沉淀完全，若无 为2ml,所以相同体积的煤气和天然气燃烧，天然气耗氧量更大 现象，则1已沉淀完全e B错误：亚硝酸钠有毒，须限量使用，食品中亚硝酸钠的最大使用量 解析：（」）煅烧、水浸是第一次除镁，浓缩结品得到的周体是 和残留量都有严格规定，C错误：推生素C具有强还原性，所以制作 gC2·6H,0,橙烧品体时生成氯化氢、氧化镁和水。(2)格制I是 果酱添加罐生素C作抗氧化剂.D错误。 第二次除镁，滤渣1的主要成分除Mg(0H)2外，还有CS04,若脱霸10.C 正本参考答案黑白题43