第8章 专题探究9 化学工艺流程题-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

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 矿（主要成分为A1,03,含少量Fe203、 (4)碱溶：用NaOH溶液溶解沉淀，分离出 Fe0、Si02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. HO 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 0 铝土矿→酸浸→氧化→沉淀 →碱溶 2.(2024·江苏常州高一期末)一种以高镁卤 浸渣 NaSO 溶液 Fe(OH) 水（主要含Na、Mg2+、Li、C、S0?和硼酸根 回答下列问题： 离子等)为原料经两段除镁制备i,CO,的工 (1)酸浸：将铝土矿先研磨的目的是 艺流程如下： ;H2S04溶液的用量不宜过量太 盐酸 HCI气体 生石灰纯碱饱和Na,CO,溶液 多，原因是 桌边如西迦率 含硼固体 固体滤渣I滤渣ⅡNaCl Li,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：H202的电子式为 ;该步骤 下图所示。 中反应的离子方程式为 6120 LiCI 但实 80 LiOH 际上H,02的用量比理论上多的原因是 12 000 0 00 1.5 0◇0 LiCO 约0.5 0-◇◇ 0 204060 80100 (用离子方程式表示)。 温度°C (3)沉淀：用NaC0,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 980 95 除Mg(OH)2外，还有 60 (填化学式)；若脱硼后直接进行精制I,除无 340 ·-铝沉淀率 20 -0-铁沉淀率80器 法回收HC1外，还将增加 175 0 (填化学式)的用量。 02.53.03.54.04.55.05.56.0 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,C03沉淀完全的操作为 海水 阳离子 BOH 为获得较纯净的Li,C0,过滤后应选用 (填字母)对Li,C03进行洗涤。 a.冰水b.常温水 c.95℃的热水 nHA(s)+MT*(aq)=MA (s)+nH*(aq) 3.(2024·云南玉溪高一期末)随着 mBOH(s)+Ym-(ag)=BY(s)+mOH(ag) 金属Mg、Ti新的用途不断被开发， M+表示阳离子，Ym表示阴离子，取i处流出 人们对这些具有优良性能的金属的需求也日 液，其中主要含有的阳离子为 ,阴离 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T02)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Ti02)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： 1H,S04↓CL 焦炭Cl,氩气Mg 海水 苦卤(K*、Mg2+、Br等) MgC4电解」 Mg、Cl2 粗盐 BmK*、Mg等-试剂1 金红石 TiC,}分离 第1步 第2步 海绵钛坛融，钛锭 Mg(OH)2 (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 (填化学式)。 MgO试剂2MgC,步骤1 沉淀 溶液 gCl,6H,O- 在圆蒙 (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 100 % .1500C 法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等，某实 ·1000C ■800C 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、Cl、S0),依次通 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 圾能产生大量的空气污染物，即使将烟囱建得高些，也不能避免烟气 产生的污染，D错误。 3.D解析：当溶液中c(CI0-)相同时，用Ca(Cl0)2代替NaCl0脱硫， Ca+与反应生成的S0?结合生成微溶的CaS04,有利于反应的进 行，脱硫效果比用NaClO好，A正确；过程2中产生的原子氧具有极 强的氧化能力，可加快对S02的吸收，B正确；根据图示，过程2中发 生的反应为2Ni02+CI0一Ni203+Cl+20,C正确；NaCI0有强氧 化性，S02具有还原性，所以二者能发生氧化还原反应，D错误。 压轴挑战 4.（1)不能过滤后所得滤渣的成分为Fe(OH)2、Cu(OH)2,加热后生 成Fe2O3、CuO,用H,还原可得Fe、Cu的混合物不能滤渣为Fe、 Cu的混合物，加热后生成Fe3O4、CuO,用H2还原得到Fe、Cu的混合 物能加人过量铁粉，滤渣为Fe、Cu的混合物，加稀硫酸溶解Fe, 生成FS04,滤渣为Cu,加热生成CuO,用H2还原得到Cu(2)稀硫 酸FeS04(3)Fe+CuS04一FeS04+Cu(4)过滤漏斗、烧杯 玻璃棒 解析：(1)甲中加入过量NaOH,生成Fe(OH)2、Cu(OH)2沉淀，过滤 后所得滤渣的成分为Fe(OH)2、Cu(OH)2,加热后生成Fe203、Cu0, 用H2还原可得Fe、Cu的混合物；乙中加入过量铁粉，滤渣为Fe、Cu 的混合物，加热后生成Fe3O4、CuO,用H2还原得到Fe、Cu的混合物； 丙中加入过量铁粉，滤渣为Fe、Cu的混合物，加稀硫酸溶解Fe,生成 FeS04,滤渣为Cu,加热生成Cu0,H2还原得到Cu。(2)在丙同学进 行的“酸溶”操作中，因为原来的盐都是硫酸盐，所以加入的酸是稀 硫酸：合并滤液中的主要溶质是FS04。(3)丙同学的方案中，过程 ①加人过量的铁粉时发生反应的化学方程式为Fe+CSO4 FS04+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。 专题探究9化学工艺流程题 黑题 专题强化 1.(1)增大反应物的接触面积，加快化学反应速率过量的H2S04溶 液会增大后续过程碳酸钠和氢氧化钠的用量，造成浪费S0, (2)H:0:0:H2Fe2++H202+2H+—2Fe3++2H202H202 =2H20+02↑(3)B(4)过滤(5)C02+Na[A(0H)4] =NaHC03+Al(OH)3↓ 解析：(2)过氧化氢属于共价化合物，其电子式为H:0:0:H;在酸 性环境下过氧化氢将Fe2+氧化为F3+,自身被还原成水：由于过氧化 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 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 化不大，所以最佳pH为5.0左右。(4)用Na0H溶液溶解沉淀，氢氧 化铝沉淀被溶解，F(OH)3沉淀不被溶解，通过过滤操作可将溶液 和沉淀分离。(5)碱溶后的溶液中存在Na[A1(OH)4],与二氧化碳 反应可生成氢氧化铝。 2.(1)MgCl6H2OMgO+2HCH+5H0 (CaSO,Cao,Na2CO3 (3)将精制I所得滤液中的钙离子转化为碳酸钙（或除去精制I所 得滤液中的钙离子)，提高碳酸锂纯度加人盐酸(4)向过滤后的 滤液中继续滴加碳酸钠溶液，若溶液变浑浊，则L未沉淀完全，若无 现象，则L已沉淀完全c 解析：(1)煅烧、水浸是第一次除镁，浓缩结晶得到的固体是 MgC2·6H20,煅烧晶体时生成氯化氢、氧化镁和水。(2)精制I是 第二次除镁，滤渣I的主要成分除Mg(OH)2外，还有CaS04,若脱硼 正本参考答案 后直接进行精制I,除无法回收HCl外，HCl和Ca0反应而导致消耗 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 除去剩余的碳酸根离子，为了防止引入杂质离子，应选择的试剂是盐 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 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 洗涤。 3.(1)石灰乳(2)盐酸冷却结晶品(3)HB0H(s)+C1(aq)-= BCI(s)+0H (ag)[2BOH(s)+SO(ag)B2S0(s)+20H (ag)] (4)Ti0,+2C+2C,高温nC4+2C0(5)MgCL,(6)800℃T的 提取率低，1000℃和1500℃Ti提取率相差不大，从能源消耗的角 度，反应适宜的温度为1000℃ 解析：(1)试剂1的作用是将Mg2+变为Mg(0H)2沉淀，在工业上， 般选用石灰乳，因为便宜易得。(2)Mg(0H)2沉淀与试剂2（盐酸） 反应得到MgC12溶液，再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 得到MgCL2·6H,0,在一定条件下得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁 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， 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 流出液，含有的离子有H、Clˉ、S0子；根据反应mBOH(s)+Ym(aq) 一BmY(s)+mOH(aq),阴离子交换树脂填充段存在的离子反应 有BOH(s)+CI(aq)一BCI(s)+OH(aq)、2BOH(s)+S0(aq) =B2S04(s)+20H(aq)。(4)第1步中，Ti02和焦炭混合物在高 温条件下通入氯气(Cl2)制得TCl4和一种可燃性气体，该可燃性气 体为一氧化碳。(5)根据工艺流程，电解熔融MgCL2得到Mg和C12, 可循环使用的物质还有Mg和Cl2。 第八章 章末检测 题号1 2 3 5 6 7 8 答案C A A D C D B 题号 9101112131415 答案A CD BB CD 1.C 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 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 不饱和烃，能与溴水发生加成反应，不能用于萃取溴水中的溴，B错 误；煤中不含苯和甲苯，通过煤的干馏获得煤焦油，煤焦油经分馏可 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 再生能源，D错误。 3.C4.A5.D6.C7.D 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 之百余火”的目的是使精铁中的碳转化为碳的氧化物，从而降低碳的 含量，B正确；炼钢的器具需保持干燥，否则会发生反应3F©+ 4,0(g)高温，0，+4H,C错误；精铁中的碳不可能完全转化为 C02,D错误。 9.A解析：卤水点豆腐的化学原理是卤水中的电解质能使豆浆中的蛋 白质胶体发生聚沉转化为豆腐，A正确：1molC0完全燃烧时消耗02 的物质的量为0.5mol,1 mol CH4完全燃烧消耗02的物质的量 为2mol,所以相同体积的煤气和天然气燃烧，天然气耗氧量更大， 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 和残留量都有严格规定，C错误：维生素C具有强还原性，所以制作 果酱添加维生素C作抗氧化剂，D错误。 10.C 黑白题43