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2026届高三高考化学一轮冲刺-工业流程题
1.海水中溴元素主要以形式存在,工业上从海水中提取溴的流程如下:
(1)将吹出后的含Br2的空气按一定速率通入吸收塔,用SO2和水进行吸收,写出吸收反应的化学方程式: ,此反应中SO2做 (填氧化剂或还原剂)。
(2)工业上也可用Na2CO3溶液代替二氧化硫水溶液吸收Br2,完成下列化学方程式:
_______Br2+_______Na2CO3——______NaBrO3+_______CO2+________
当有3molBr2参加反应,发生转移的电子的物质的量为 。
(3)用于吸收Br2的SO2是工业制硫酸的重要物质,其中主反应是催化氧化SO2。现将SO2与足量O2置于密闭容器中,在催化剂、500℃条件下发生反应。SO2与SO3的物质的量浓度随时间的变化如图所示,请回答下列问题。
①反应开始至2min末,以SO2 的浓度变化表示该反应的平均速率是 ;2min时,反应是否达到化学平衡状态 (填“是”或“否”)。
②关于该反应下列说法不正确的是 。
a.催化剂可以增大化学反应速率
b.改变温度或压强,可以实现SO2的完全转化
c.若仅增大容器容积,则该化学反应速率增大
2.海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
请回答:
(1)实验步骤①不需要下列仪器中的 (填字母)。
a.酒精灯 b.漏斗 c.坩埚 d.泥三角
(2)步骤③的操作名称 。
(3)步骤④中反应的离子方程式 。
(4)请设计一种检验水溶液中是否含有碘单质的方法 。
(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤 (填序号)中实现与碘分离。
3.钴的氧化物常用于制取催化剂和颜料等。以含钴废料(含和少量Fe,Al,Ca,Mg等的氧化物及活性炭)为原料制取钴的氧化物的流程如下。
已知:
①“浸取”后液体中阳离子主要有:、、、、、;
②钴与铁性质相似;不能氧化。
(1)在焙烧炉中,空气从炉底进入,矿石经粉碎后从炉顶加入,这样处理的目的是 。
(2)“浸取”过程加入的作用是 。
(3)写出“除铁铝”过程中氧化生成和的离子方程式为 。
(4)“除Ca、Mg”过程中,当时,溶液中、 (填“是”或“否”)已经除尽(当某离子浓度c≤1×10-5mol/L时,认为该离子已除尽)。[,]
(5)钴的一种氧化物的晶胞如图所示,该氧化物的化学式为 ,在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有 个,其晶体密度为 。
4.过碳酸钠(,相对分子质量314)俗名固体双氧水,是一种新型家用清洁剂和消毒剂,相比于传统消毒剂有高效、绿色的优点;过碳酸钠是一种白色细小颗粒状粉末,具有碳酸钠和双氧水的双重性质,其3%水溶液的pH约为10.某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)过碳酸钠中O元素有两种化合价,分别是 ;某同学取适量过碳酸钠溶液,滴加酚酞,微热后振荡,观察到的现象是 。
(2)制备过程中“过滤”用到的主要玻璃仪器是 。“控温反应”中一般控制温度不高于50℃的原因是 ,向滤液X中加入无水乙醇可析出过碳酸钠,原因是 。
(3)以下关于过碳酸钠的说法正确的是_______(填选项字母)。
A.过碳酸钠是混合物
B.过碳酸钠水溶液的显碱性可能与有关
C.制备过碳酸钠的过程涉及氧化还原反应
D.可用粉末大致判断过碳酸钠水溶液是否已经失效
(4)有研究认为过碳酸钠溶液强力的杀菌消毒效果来自于在碱性条件下转化为氧化性更强的离子。请将过碳酸钠溶液中产生离子的方程式补充完整并配平:
(5)市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠,现用以下方案测定某过碳酸钠样品的纯度:
称量73.4g样品;全部溶于水中并加入足量稀盐酸充分反应;加热蒸发至蒸发皿中出现大量晶体时,停止加热,利用余热蒸干蒸发皿中剩余水分;称量所得固体质量为58.5g。
①“全部溶于水中并加入足量稀盐酸”产生两种无色无味的气体,写出该反应的化学方程式 ;
②该样品中过碳酸钠的质量分数 (保留小数点后一位)。
5.以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌,其生产工艺流程如图所示:
(1)铜萃余液含硫酸,设计采用过硫酸钠氧化法除锰,写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式 ;采用石灰石粉中和除去铝和铁,则中和渣中主要成分为 。
(2)沉锌生成碱式碳酸锌的化学方程式为 。
(3)检验碱式碳酸锌洗涤干净的操作及现象为 。
(4)煅烧炉中发生反应的化学方程式为 ,工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水 ,蒸发生产过程可实现零排放。
6.某工厂的工业废水中含有大量的和,为了减少污染并变废为宝,工厂拟定用以下流程从该废水中回收和金属Cu。请根据以下流程图,回答相关问题:
(1)操作Ⅰ和操作Ⅱ分离固体和溶液的方法是 。
(2)为了将完全转化,步骤①加入的铁粉应 (选填“过量”或“少量”)。
(3)固体A的成分是铁和 (填名称)。
(4)步骤②加入试剂B的稀溶液,B的化学式为 ,该物质在该反应中作 剂(选填“氧化”或“还原”)。
7.氧化铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2(难溶于稀硫酸)、Al2O3等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如图,回答下列问题:
(1)“酸溶”过程中,加入过量的稀硫酸充分反应,反应后溶液中含有的金属阳离子除了Fe3+还有 (填离子符号),写出Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式: 。
(2)“还原”过程中加入FeS2粉的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而FeS2自身被氧化为H2SO4,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(3)“滤渣A”是SiO2,SiO2是一种常见的酸性氧化物,与CO2类似,都可与强碱反应,写出SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
8.是一种锂离子电池的正极材料。用高锰酸钾废渣(主要成分为、、、)和硫铁矿(主要成分为)制备的工艺流程如下:
已知:酸浸液主要含有、、、等金属阳离子。
回答下列问题:
(1)酸浸。与反应生成和的离子方程式为: 。
(2)滤渣1中主要含有 (填化学式),其属于 (填“酸性氧化物”、“两性氧化物”或“碱性氧化物”)。
(3)保持温度、浸取时间不变,能提高锰元素浸出率的措施有 。
(4)除杂。加入的作用为: 。
(5)热解。在真空中加热分解,测得固体的质量随温度变化如图所示。真空热解制备,需控制的温度为大于 ℃,原因为: 。(写出计算推理过程)
(6)焙烧。生成的反应为 。
9.氯化铍(BeO)高温下导热性能良好,具有一定的防核辐射作用,常用于制合金、催化剂和耐火材料等。利用金绿宝石共生矿(主要成分是BeAl2O4,含少量铁的氧化物、石英)制备氧化铍和副产品铵明矾的工艺流程如下:
已知:①当金绿宝石与其他矿石共生时,形成的结构不易溶于硫酸。
②该工艺中,溶液中金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
Fe3+
Al3+
Fe2+
Be2+
开始沉淀pH
1.5
3.3
6.5
5.2
完全沉淀pH
3.7
5.0
9.7
8.8
回答下列问题:
(1)“熔炼”的作用是 。
(2)“酸浸”时,BeAl2O4发生反应的离子方程式是加入过量硫酸的作用是: 。①充分反应,提高浸出率;② 。
(3)“结晶”时可获得铵明矾,将铵明矾脱水后进一步热分解可获得高纯氧化铝,完成反应的化学方程式: ↑+ 。
(4)“氧化”时加入H2O2的目的是 。“调pH”的范围是 。
(5)BeO的立方晶胞如图所示:
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,若W原子的坐标为(0,0,0),则1号原子的坐标为 。
②若晶胞参数为anm,设阿伏加德罗常数的值为,则BeO晶体的密度 g·cm-3。
10.废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值,其主要组成为。某探究小组回收处理流程如图:
(1)基态原子的简化电子排布式为 ,基态原子属于 区。
(2)高温焙烧得到的烧渣主要成分是氧化物(如:),“酸浸氧化”得蓝色溶液,则该过程发生的主要氧化还原反应的离子方程式为 。
(3)“滤渣”与混合前需要洗涤、干燥,检验滤渣是否洗净的操作: 。
(4)的作用: 。
(5)已知:。当金属阳离子浓度小于时沉淀完全,恰好完全沉淀时溶液的约为 (保留一位小数);为探究在氨水中能否溶解,计算反应的平衡常数 。(已知)
(6)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为 。
11.铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS2、CuO、SiO2等杂质)制备NaBiO3的工艺流程如下:
已知:
i.Bi3易水解。NaBiO3难溶于冷水。
ii.“氧化浸取”时,铋元素转化为Bi3,硫元素转化为硫单质。
iii.Cu(OH)2(s)+4NH3(g)Cu[(NH3)4]2-(aq)+2OH-(aq) K=4.4×10-7
回答下列问题:
(1)为提高“浸取”速率,采取的措施有:升高温度、 (写出一条)。辉铋矿浸取率随温度的变化曲线如图,高于40℃时浸取率快速下降,其可能的原因是 。
(2)“氧化浸取”时,H2O2和FeS2发生反应的物质的量之比为 。
(3)“除铜”时发生反应:Cu2+(aq)+4NH3(g)Cu[(NH3)4]2-(aq) K=2×1013,则Ksp[Cu(OH)2]= 。
(4)“转化”时,生成NaBiO3的离子方程式为 。
(5)已知酸性环境下,NaBiO3的可以将氧化成(被还原成)
取NaBiO3产品wg,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用amol·L1H2C2O4标准溶液滴定生成的,当溶液紫红色恰好褪去时,消耗bmL标准溶液。该产品的纯度为 (用含w、a、b的代数式表示)。
12.硫脲[]称为硫代尿素,它是制造磺胺药物的原料,用于合成抗甲状腺功能亢进药物等。150℃时硫脲部分异构化为硫脲能溶于水和乙醇,但不溶于乙醚等有机溶剂。反应原理:,一种制备硫脲的新工艺如图所示:
回答下列问题:
(1)“过滤”获得滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)①“合成”时,在反应釜中加入石灰氮()和水,边搅拌边通入,这样操作的目的是 ;②洗液、母液循环回收于“合成”工序,这样操作的目的是 。
(3)宜选择下列试剂洗涤“硫脲”晶体 (填字母)。
A.水 B.75%酒精 C.乙醚
(4)尿素、硫脲、聚乙烯熔融生成固体电解质(SPE)。用丙酮作溶剂(导电性很弱),浸取SPE得到丙酮浸出液并进行如下实验:
①向浸出液中滴加1%盐酸,测得溶液导电率与盐酸浓度关系如图所示:
实验结果发现,CD段产生沉淀质量最大,用元素分析仪测定该沉淀令含氮、氢、氮三种元素,进一步实验发现,该沉淀有固定熔点,与氢氧化钠浓溶液共热产生一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,由此推知,产生沉淀的成分是 (填化学式);BC段导电率降低的主要原因是 。
②向分离沉淀后的剩余溶液中滴加溶液,溶液变为红色,说明固体电解质导电阴离子可能是。
(5)测定固体电解质(SPE)中含量。称取w g样品溶于水(没有发生化学变化),滴加2~3滴溶液,用c 溶液滴定至终点,消耗滴定液的体积为V mL,则该SPE含的质量分数为 。已知:滴定反应为。
13.稀土元素是国家战略资源,目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某课题组以废显示屏玻璃碴(含较多的、、FeO、及少量其他可溶于酸的物质)为原料,设计如图流程回收稀土元素铈,实现资源再利用。
已知:不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。
回答下列问题:
(1)为提高“酸溶”的速率,可采取的措施是 (填一种);可用于检验“滤液1”中含有的,中铁元素的化合价为 价。
(2)获得晶体的“一系列操作”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干,则晶体的溶解度随温度的变化关系为 。
(3)“滤渣2”中主要成分的化学式为 ;“反应3”中的作用与“反应1”中的作用 (填“相同”或“不相同”)。
(4)“反应4”的离子方程式为 。
(5)可用作净水剂,其净水原理是 (用离子方程式表示)。等物质的量浓度的下列三种溶液中,浓度由小到大的顺序是 (用标号表示)。
①溶液;②溶液;③溶液
(6)取上述流程中得到的产品0.640g,加稀硫酸溶解后,用标准溶液滴定至终点时(铈被还原为),消耗标准溶液的体积为25.00mL,则测得该产品中Ce元素的质量分数约为 (保留三位有效数字)。
14.工厂以镍废渣(主要成分为Ni含少量Fe、Pb、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料制备翠矾(NiSO4•7H2O),其生产工艺如图:
已知:铅能溶于强碱性溶液。回答下列问题:
(1)“碱浸”时Al2O3发生反应的化学方程式为 。
(2)“转化”过程中加入H2O2的目的是 ,该过程用离子方程式表示为 。
(3)设计实验方案确认“滤液B”中的杂质离子已经被完全除去: 。
(4)“操作1”的具体操作是控制pH、蒸发浓缩、冷却结晶、 、 、干燥。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出NiOOH。写出该反应的离子方程式 。
(6)Pb3O4在涂料工业中用作防锈颜料,Pb3O4中+2价铅和+4价铅的原子个数之比为 。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1) Br2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr 还原剂
(2) 3Br2+3Na2CO3=1NaBrO3+3CO2+5NaBr 5mol
(3) 1.25mol·L-1·min-1 否 bc
2.(1)b
(2)过滤
(3)2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
(4)取少量水溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,观察是否出现蓝色。如果变蓝,则说明含有碘单质
(5)⑤
3.(1)增大固气接触面积,加快反应速率,提高原料利用率
(2)还原和
(3)
(4)否
(5) CoO 12
4.(1) -1、-2 溶液先变红后褪色
(2) 玻璃棒、漏斗、烧杯 防止温度过高双氧水分解 降低过碳酸钠的溶解度
(3)BD
(4)
(5) 85.6%
5.(1) MnO2、、Fe(OH)3
(2)
(3)取少量最后一次洗涤液于试管中,向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,没有白色沉淀生成,说明洗涤干净
(4) Na2SO4或硫酸钠
6.(1)过滤
(2)过量
(3)铜单质
(4) H2SO4 氧化
7.(1) Al3+
(2)14:1
(3)
8.(1)
(2) 酸性氧化物
(3)适当增加硫酸浓度,将固体原料粉碎,加快搅拌速率(任答一条即可,其它合理答案也得分)
(4)氧化剂,将氧化为
(5) 1000 ,
所以需控制温度大于1000℃。
(6)
9.(1)破坏金绿宝石共生矿的结构,使其能够溶解在硫酸中
(2) 抑制Be2+、Al3+和Fe3+等的水解(或抑制金属离子水解)
(3) 6SO2 6SO3
(4) 将Fe2+氧化为Fe3+ 5.0≤pH<5.2或5.0~5.2
(5)
10.(1) ds
(2)
(3)取最后一次洗涤液于试管中,加入盐酸酸化的氯化钡,如无白色沉淀生成,则证明洗涤干净;若有白色沉淀生成,则证明没有洗涤干净
(4)将氢氧化物转化为氯化物和做溶剂
(5) 4.0
(6)
11.(1) 将辉铋矿粉碎研磨(或适当提高盐酸浓度或搅拌等) 高于40℃时,盐酸挥发、双氧水分解
(2)3:2
(3)
(4)
(5)
12.(1)Ca(OH)2
(2) 增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分 提高原料的利用率
(3)C
(4) NH4Cl NH4Cl难溶于丙酮,反应中溶液中离子浓度减小,导致导电率降低
(5)%
13.(1) 适当升高酸溶的温度 +3
(2)溶解度随温度的升高而增大
(3) 不相同
(4)
(5) ②<①<③
(6)54.7%或0.547
14.(1)
(2) 将亚铁离子氧化为铁离子 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)取少量滤液B于试管中,滴加几滴硫氰化钾试剂,滤液不显红色,证明杂质铁离子已经被完全除去
(4) 过滤 洗涤
(5)
(6)2:1
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