2024届高三化学高考备考一轮复习专题训练：工业流程题（word版含答案）

2023届高三化学高考备考一轮复习专题训练：工业流程题1．（2022·福建省福州第一中学高二学业考试）氧化镁是优质的耐高温材料。某兴趣小组利用菱镁矿(主要成分为MgCO3，还含有少量SiO2、Al2O3等杂质)设计制备氧化镁的流程如下：(1)步骤(Ⅰ)中分离操作的名称是_______，所需的玻璃仪器为_______；(2)步骤(Ⅰ)分离出的滤渣中主要含有_______，它属于_______(填“酸性”或“碱性”)氧化物；(3)滤液Y中的阴离子除了含、外还有_______；(4)写出步骤(Ⅲ)Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O的化学方程式：_______。2．（2023·北京·杨镇第一中学模拟预测）钒(V)是一种重要的金属，有金属“维生素”之称，用途涵盖了航空航天、电池、光学、医药等众多领域，主要由五氧化二钒冶炼得到。某种由钒精矿(含V2O5及少量MgO、SiO2等杂质)提取五氧化二钒的工艺流程如下图所示。[资料]+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：pH4~66~88~1010~12主要离子VOVOV2OVO(1)钒精矿磨细的目的是_______，浸出液中含有钒酸钠(Na3VO4)。VO与PO的空间构型相同，均为_______构型。(2)用硫酸缓慢调节浸出液的pH为7，得到净化液中主要的阴离子是_______。(3)净化液中加入氯化铵溶液进行氨化沉钒，过滤得到的固体经煅烧后得到V2O5，煅烧过程中发生反应的化学方程式是_______。(4)五氧化二钒的结构简式如图所示，该结构中σ键与π键个数之比是_______。(5)钒在周期表中的位置是_______，单质钒的晶胞结构如图所示，若晶胞的棱长为anm，密度为ρg•cm-3，钒的相对原子质量为_______。(设阿伏加德罗常数的值为NA)3．（2022·黑龙江·哈尔滨三中三模）工业上常用水钴矿(主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：已知：CoC2O4·2H2O微溶于水，它的溶解度随温度升高而逐渐增大。回答下列问题：(1)“酸浸”后加入Na2SO3的主要作用是___________。(2)NaClO的电子式为___________，向溶液a中加入NaClO溶液，写出溶液中的金属离子与NaClO反应的离子方程式___________。(3)沉淀a所含有的主要物质有___________。(4)向溶液c中加入足量的NaF溶液可将Ca2+、Mg2+沉淀而除去，若所得溶液d中c(Mg2+)=1.0×10-5mol/L，则溶液d中c(Ca2+)为___________。[已知该温度下Ksp(CaF2)=3.4×10-11，Ksp(MgF2)=7.1×10-11](5)草酸钴是制备各种钴氧化物和钴粉的重要原料，广泛应用于磁性材料、电极材料及超硬材料等领域。草酸钴在惰性气氛中的热重分析图谱表明，350-420°C之间的失重率达59.9%，则该温度范围内草酸钴分解的化学方程式为___________。(6)“沉钴”过程中，加入(NH4)2C2O4使得n()：n(Co2+)初始比值为1.15，沉淀反应时间为10min，沉淀反应的温度与钴的沉淀率关系如图所示。该过程需控制温度在46°C-50°C的原因是___________。4．（2022·河南信阳·高三期中）氮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。不溶于酸(氢氟酸除外)，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及氧化物)和(含少量)合成氮化硅的工艺流程如下：(1)净化时，铜屑的作用是_______。(2)X可能是_______(选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”)。(3)如何证明氮化硅产品已用水洗干净？_______。(4)推测氮化硅可能有哪些用途：_______(填字母)。a.制作切削刀具       b.制作坩埚       c.制作耐高温轴承       d.用作建筑材料(5)工业上还可以采用化学气相沉积法制备氮化硅。在的环境中，使与在高温下反应生成氮化硅沉积在石墨表面，该反应的化学方程式为_______。5．（2022·宁夏六盘山高级中学三模）氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。请回答下列问题：(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物NOx，用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。已知：①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-865.0kJ·mol-l②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.5kJ·mol-1③适量的N2和O2完全反应，每生成2.24L(标准状况下)NO时，吸收8.9kJ的热量。则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=___________kJ·mol-1(2)已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ·mol-l，科研小组模拟不同条件下的合成氨反应，向刚性容器中充入10.0molN2和20.0molH2，不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图，T1、T2、T3由小到大的排序为___________；在T2、50MPa条件下，A点v正___________v逆(填“＞”“＜”或“=”)；在温度T2压强50MPa时，平衡常数Kp=___________MPa-2(列出表达式，分压=总压×物质的量分数)。(3)将1mol的N2和3mol的H2通入密闭容器中进行反应，在一定温度和压强下达到平衡时氨气的体积分数ϕ(NH3)的变化趋势如图所示(其中X1→X4逐渐减小，Y1→Y4逐渐增大)：图中X轴表示的外界条件为___________，判断的理由是____。(4)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池，能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如下图所示：写出电极B的电极反应式：___________。6．（2022·四川·阆中中学高三阶段练习）工业上由MnS矿(还含少量FeCO3、MgO等)制备高纯硫酸锰，工艺如图所示：已知相关金属离子(浓度为0.1mol·L-1)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Mg2+开始沉淀的pH8.16.31.88.9沉淀完全的pH10.18.33.210.9(1)“酸浸”过程中，MnS(难溶)发生反应的离子方程式为_______。(2)“酸浸”时MnO2应过量，目的是_______和_______。(3)已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。常温下，当溶液的pH=2时，c(Fe3+)=_______mol·L-1。(4)“除杂”时若溶液pH过低，Mg2+沉淀不完全，原因是_______。(5)“沉锰”反应的化学方程式为_______。(6)用MnO2悬浊液吸收SO2也可以制取MnSO4。将SO2和空气的混合气通入MnO2悬浊液，测得吸收液中Mn2＋、SO的浓度随反应时间t变化如图。导致Mn2+、SO浓度变化产生明显差异的原因是_______。7．（2021·云南文山·高三期末）以红土镍矿(主要含有、FeO、NiO、等)为原料，获取高效净水剂黄钠铁矾[]和纳米镍粉的部分工艺流程如图：已知：在pH约为3.7时可完全转化为，在pH约为9时可完全转化为。(1)若中y=2，则黄钠铁矾的化学式为_______。(2)“酸浸”过程，欲提高铁和镍元素的浸出率，可采取的措施为_______(写出一条即可)。(3)滤渣的主要成分为_______。(4)“氧化”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______，“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度，生成黄钠铁矾，应将pH控制在_______，写出该反应的化学方程式：_______。(5)高铁酸盐也是优良的含铁净水剂，利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得，请写出阳极生成的电极反应式为_______。8．（2022·江苏泰州·模拟预测）K2Cr2O7是化学实验室中的一种重要分析试剂。工业上以铬铁矿[Fe(CrO2)2，含Al、Si氧化物等杂质]为主要原料制备K2Cr2O7的工艺流程如图所示。(1)“焙烧”过程。将一定量铬铁矿与Na2CO3固体混合后在空气中焙烧，生成Na2CrO4和Fe2O3，该反应的化学方程式为_______。(2)“转化”过程。如图为几种物质在水中的溶解度随温度变化曲线。向酸化液中加入一定量KCl固体，并将溶液蒸发浓缩至有晶膜出现，降温时会析出大量K2Cr2O7晶体，试分析晶体析出的原理_______。(3)生产过程中产生的K2Cr2O7酸性废液可通过以下方法处理。①钡盐沉淀法。先将K2Cr2O7酸性废液碱化处理，再加入BaCl2.废液需进行碱化处理的目的是_______。[已知：BaCrO4(s)Ba2+(aq)+CrO(aq)     ΔH＞0；Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10]②FeS还原法。在K2Cr2O7酸性废液中加入纳米FeS后，测得Cr(Ⅵ)和总铬去除率随时间的变化关系如图所示，反应过程中还检测到Cr2S3沉淀。10min后，Cr(Ⅵ)和总铬的去除率升高幅度变小的可能原因是_______。(4)测定K2Cr2O7产品纯度。称取产品2.500g配成500mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，加10mL2mol·L-1H2SO4和足量KI，放于暗处5min(+I-→I2+Cr3+)。然后加入100mL水，加入3mL淀粉溶液，用0.1200mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+→I-+)，消耗20.00mLNa2S2O3标准溶液，则该样品的纯度为_______。(写出计算过程)9．（2022·河南开封·模拟预测）一种从钼镍废催化剂(主要含MoS2、NiS、Al2O3、SiO2以及C)中回收镍和钼的工艺流程如下：回答下列问题：(1)写出“培烧”时产生的CO2的电子式：_______。(2)“焙烧”时，MoS2首先转化为MoO3，写出该反应的化学方程式：_______。(3)写出滤液中溶质的一种工业用途：_______；“净化2”时，发生反应的离子方程式为_______。(4)已知常温下，Ksp(CaMoO4)=1.46×10-8；Ksp(CaCO3)=3.36×10-9，由CaMoO4制备Na2MoO4的方法是_______。(5)已知NiO是不溶于水的碱性氧化物，由浸渣“除铝”所用的试剂是_______；“酸溶”得到的溶液制备NiSO4·7H2O的操作方法是_______、过滤、洗涤、干燥。(6)若废催化剂中含160gMoS2，上，述工艺中获得CaMoO4的质量为190g，则CaMoO4的产率为_______。10．（2022·安徽阜阳·高三阶段练习）二硫化钼是重要的固体润滑剂，被誉为“高级固体润滑油王”。利用低品相的辉钼矿(含，以及等杂质)制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图：(1)中Mo的化合价为___________价。HCl与HF气体相比，热稳定性更强的是___________。(2)“焙烧”时转化为和的化学方程式为___________。(3)“转化”中第一步加入后，转化为，写出第二步与盐酸生成的离子方程式：___________。(4)的产率与反应时间、温度的关系如图所示。由图分析可知产生沉淀的流程中选择的最优温度和时间是___________。利用化学平衡原理分析低于或高于最优温度时，的产率均下降的原因：___________。(5)利用低品相的原料制备高纯产品是工业生产中的普遍原则。如图所示，反应   在充满CO的石英管中进行，先在温度为的一端放入未提纯的粗镍粉末，一段时间后，在温度为的一端得到了纯净的镍粉，请结合平衡移动原理，判断温度：___________(填“＞”、“＜”或“=”)。(6)已知，，不纯的溶液