鲁科版 2023高考化学 一轮复习 高考热点专项练（二）化工工艺流程分析 试卷

高考热点专项练(二)　化工工艺流程分析

1.（2022·佛山二模）在制备和纯化溴苯及验证反应类型的实验过程中，下列装置未涉及的是（　　）

2.苯甲酸的熔点为122.13 ℃，微溶于水，易溶于酒精，实验室制备少量苯甲酸的流程如下：

下列叙述不正确的是（　　）

A．加热回流的目的是提高甲苯的转化率

B．加入KMnO4反应后紫色变浅或消失，有浑浊生成

C．操作1为过滤，操作2为酸化，操作3为过滤

D．得到的苯甲酸固体用酒精洗涤比用水洗涤好

3．铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。

(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O转化为Cr3＋，其电极反应式为_______________________________________________________。

(2)在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中

Cu2＋和Pb2＋的去除率，结果如图所示。

①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2＋和Pb2＋，其原因是____________________________________________________________。

②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2＋和Pb2＋的去除率不升反降，其主要原因是___________________________ _____________________________________________。

(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。

①一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)，其离子方程式为______________________________________________________。

②纳米铁粉与水中NO反应的离子方程式为

4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O

研究发现，若pH偏低将会导致NO的去除率下降，其原因是____________ ________________________。

③相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO的速率有较大差异(如图)，产生该差异的可能原因是______________________________。

4．以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图：

(1)“酸溶”中加快溶解的方法为_________________________________ (写出一种)。

(2)“还原”过程中的离子方程式为______________________________________ __________________________________。

(3)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为_____________________ ___________________________________________________。

②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀，当反应完成时，溶液中＝________。

[已知Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9，Ksp(FeCO3)＝2×10－11]

(4)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，虽然能缩短氧化时间，但缺点是__________________________________________________。

(5)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1 225 ℃、＝1.2时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15 min金属产率下降的原因是_____ _________________________________________________________。

5．硫酸锰在电解锰、染料、造纸以及陶瓷等工业生产中有广泛的应用。利用软锰矿(主要成分为MnO2，含铁的化合物等杂质)和闪锌矿(主要成分ZnS)制得硫酸锰的流程如下：

(1)“酸浸”时，为了缩短浸取时间，常加入少量FeSO4溶液，FeSO4的作用可能是________；MnO2、ZnS及硫酸反应转变为两种硫酸盐的化学方程式为______________________________________________。

(2)常温下，Ksp(ZnS)＝1.2×10－24，Ksp(MnS)＝1.5×10－15，“沉锌”反应为Zn2＋(aq)＋MnSZnS＋Mn2＋(aq)，该反应的平衡常数K＝___________________ ______________________________________________。

(3)在强酸性条件下加入MnO2氧化Fe2＋的离子方程式为__________________ ______________________________________________________。

(4)“除铁”时需要调节pH约为3～4，过滤所得的滤渣2中除MnO2以外的另一种物质是____________________________________(写化学式)。

(5)该工艺流程中可以循环利用的物质是________________。

6．以黄铜矿(CuFeS2)、FeCl3和乳酸[CH3CH(OH)COOH]为原料可制备有机合成催化剂CuCl和补铁剂乳酸亚铁

{[CH3CH(OH)COO]2Fe}。其主要实验流程如图：

(1)FeCl3溶液与黄铜矿发生反应的离子方程式为_________________________。

(2)向溶液1中加入过量铁粉的目的是___________________________________。

(3)过滤后得到的FeCO3固体应进行洗涤，检验洗涤已完全的方法是__________________________________________________________。

(4)实验室制备乳酸亚铁的装置如图1所示。

①实验前通入N2的目的是________________________________。

②某兴趣小组用KMnO4滴定法测定样品中Fe2＋含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，结果测得产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是______________________________________________________。

(5)已知：

①CuCl为白色晶体，难溶于水和乙醇，在空气中易氧化；可与NaCl溶液反应，生成易溶于水的NaCuCl2。

②NaCuCl2可水解生成CuCl，温度、pH对CuCl产率的影响如图2、3所示。

由CuCl(s)、S(s)混合物提纯CuCl的实验方案为将一定量的混合物溶于饱和NaCl溶液中，______________________。(实验中须使用的试剂：饱和NaCl溶液，0.1 mol·L－1 H2SO4、乙醇；除常用仪器外须使用的仪器：真空干燥箱)。

7．一种以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量SiO2)为原料制备硝酸铜晶体的工艺流程如图所示：

(1)写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式：___________

_________________________________________________。

(2)恒温“浸取”的过程中发现铜元素的浸取速率先增大后减小，有研究指出CuCl2是该反应的催化剂，该过程的反应原理可用化学方程式表示为①Cu2S＋2CuCl2===4CuCl＋S；

②______________________。

(3)向滤液M中加入(或通入)________(填字母)，所得物质可循环利用。

A.铁　　B．氯气　　C．高锰酸钾　　D．氯化氢

(4)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是_____________________________

___________________________________________；向浓缩池中加入适量HNO3的作用是________________。操作1是________________。

(5)某探究性小组的研究成果如图所示，可以用废铜屑和黄铜矿来富集Cu2S。通入的硫化氢的作用是______________________，当转移0.2 mol电子时，生成Cu2S________mol。

8.实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂(LiMn2O4)的一种流程如图：

(1)废旧电池可能残留有单质锂，拆解不当易爆炸、着火，为了安全，对拆解环境的要求是________________________________________。

(2)“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体，可将难溶的LiMn2O4转化为Mn(NO3)2、LiNO3等产物。请写出该反应离子方程式________________________________________，如果采用盐酸溶解，从反应产物的角度分析，以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是_________________________________________________________________。

(3)“过滤2”时，洗涤Li2CO3沉淀的操作是_______________________________________________________________。

(4)把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末，按物质的量1∶4混合均匀加热可重新生成LiMn2O4，升温到515 ℃时，开始有CO2产生，同时生成固体A，比预计碳酸锂的分解温度(723 ℃)低很多，可能的原因是__________________________

__________________________________________________________________。

(5)制备高纯MnCO3固体：已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100 ℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀的pH＝7.7。请补充由上述过程中，利用Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操作步骤(实验中可选用的试剂：H2SO4、Na2CO3、C2H5OH)：向Mn(OH)2中边搅拌边加入_______________________________。

9.以硫铁矿烧渣(主要成分Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、Al2O3、MgO)生产安全高效的水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)的工艺流程如图：

已知：FeO在强碱性溶液中稳定，但在Fe(OH)3催化作用下会发生分解。

(1)“酸浸”时加入硫酸的量不宜过多的原因是_____________________________

__________________________________________________________________。

(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为________________________________。

(3)在控制其他条件不变的情况下，探究保持Fe2(SO4)3和NaOH总质量不变，改变其质量比对K2FeO4产率的影响，实验结果如图所示，当质量比大于0.55时K2FeO4的产率下降的原因可能是____________________________________。

(4)“过滤2”产生的滤渣的主要成分为________________________________(填化学式)，“过滤3”所得滤液中含有的阴离子有OH－、Cl－、SO、________、________(填化学式)。

(5)K2FeO4可将水中的H2S氧化为硫酸盐，同时K2FeO4被还原为Fe(OH)3，则反应时K2FeO4与H2S的物质的量之比为________。