高中化学实践课堂——2011年工业流程图题
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2011年工业流程图题
本卷共有试题：20
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题号 1
出处
 2010上海高考
题干 工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

　　　完成下列填空：
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。
　　 A 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　B 　　　　　　　　　　　　　　　
（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
　　取样、　　　　　　 　、沉淀、　　　　　　 　、　　　　　　 　、冷却结晶、　　　　　　 　、烘干。
（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
滤液D加石灰水前先要加热，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：
　（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）
答案
 （1）Ca(OH)2或CaO；Na2CO3
（2）溶解　过滤　蒸发　过滤
（3）有晶体析出（或出现浑浊）　碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大
（4）NH4Cl　取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子
（5）NH4＋＋OH－＝NH3↑+H2O　防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀
（6）ω（NaHCO3）=84(m1－m2)/ 31m1

题号 2
出处
 2009宁德质检
题干 利用天然气合成氨的部分工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列问题：
（1）写出流程中一次转化的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（2）上述流程有二处循环，一是K2CO3(aq)循环，二是　　　　　　　　　　　　 循环（填化学式）。
（3）1998年科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电解法合成氨。写出阳极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（4）一定温度下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入容积为 2 L的密闭容器中，发生反应：N2（g）+ H2（g）NH3（g）△H＜0。达到平衡时，测得n（N2）= 13 mol ；n（NH3）= 6 mol。
　①该反应平衡常数的表达式：K = 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②达到平衡时N2的转化率为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；
③为了提高H2的转化率，可采取的措施是　　　　　　　　　　　　　 。
A．增大的H2浓度　　 B．增大的N2浓度　　 C．使用催化剂　　　 D．降低温度
答案
 （1）CH4+H2O=CO+3H2 （条件没写不扣分）
（2）N2、H2
（3）H2－2e－＝2H+
（4）①  ②18.75%（保留小数点后两位）
       ②B、D 

题号 3
出处
 2009扬州调研
题干 利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列填空：
（1）图中CH4的第一次转化过程中的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（2）脱硫过程中，若有nmol Fe2O3·H2O转化，则生成S的物质的量为　　　　　 mol（用含n的代数式表示）。
（3）整个流程有三个循环：一是K2CO3(aq)循环，二是N2和H2循环，第三个循环中被循环物质是　　　　　 。
（4）改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢，以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫，其电解总反应方程式(忽略氧气的氧化还原)为____________________，该方法的优点是____________。
答案
 （1）CH4+H2O CO+3H2（2）n  （3）Fe2O3·H2O 
（4）Na2S＋2H2O＝2NaOH+S+H2 ;优点是：NaOH可以循环利用，同时获得副产品氢气。

题号 4
出处
 2009青岛质检
题干 　随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）也可以用于热化学循环分解水制氢，　MnFe2O4的制备流程如下：

　　（1）投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为___________。
　　（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是__________________________；
　　（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：
　　MnFe2O4MnFe2O4－x＋O2↑
　　MnFe2O4－x＋xH2O→MnFe2O4＋xH2↑
　　请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
　　①从理论上讲，该循环中，1 mol H2O能制　　　　 mol H2
　　②若MnFe2O4－x中x＝0.8，则MnFe2O4－x中Fe2＋占全部铁元素的百分率为______。
　　③针对MnFe2O4热化学循环制氢过程存在的不足，你认为热化学循环制氢还需要解决的化学问题是　　　　　　　　 。
答案
   （1）2：1  充分反应、沉淀完全
  （2）合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或找分解温度更低的氧化物

题号 5
出处
 2008青岛质检
题干 　现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。

　　已知：①Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
　　　回答下列问题：
（1）矿石用稀硫酸处理过程中Cu2O发生反应的离子方程式为：　　　　　 ；
（2）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是　　　　　　 。若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式　　　　 。
（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式：　　　　　 。
（4）“循环III”中反萃取剂的主要成分是　　　　　　　　 。
答案
 （1）Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O
（2）FeSO4·7H2O，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
（3）4OH——4e—=O2+2H2O 
（4）H2SO4

题号 6
出处
 2009上海联考
题干 重晶石矿的主要成分为硫酸钡，纯净的硫酸钡才能供医用作“钡餐”，在对某些内脏器官进行X射线透视时服用。硫化钡是可溶于水的盐。讨论用重日石矿制硫酸钡，设计流程如下：

　（1）写出步骤①的化学反应方程式　　，该反应产生的气体具有　　、　　等用途。
（2）为进行②反应先要分离出硫化钡溶液，采用的方法是　　　。在此之前要在溶液中滴入少量Ba（OH）2溶液，其作用是　　。
（3）若B物质在该生产过程中可循环使用，则③反应的化学方程式是：
　　　　　　　　　　　　 。
（4）有人提出②反应产生了有臭有毒的气体，可采用改变反应物的方法使无该气体产生，则②反应的化学方程式是：　　　　　　　　 。
此时若要B物质还能循环使用，则C为　　（写化学式）。
（5）BaSO4是因为具有　　、　　等性质而可用作“钡餐”的。
答案
 （1）BaSO4+4CBaS+4CO↑，作燃料、冶炼金属
（2）溶解过滤，防止BaS发生水解。
（3）BaC12+H2SO4→BaSO4↓+2HC1
（4）BaS+CuC12→CuS↓+BaC12   CuSO4
（5）即不溶于水也不溶于一般酸、不能被X射线透过。

题号 7
出处
 2008南京一研
题干 七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。
表1　部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物
 Al（OH）3
 Fe（OH）3
 Fe（OH）2
 Mn（OH）2
 Mg（OH）2
pH值
 5.2
 3.2
 9.7
 10.4
 11.2
表2　两种盐的溶解度（单位为g／100g水）
温度/ ℃
 10
 30
 40
 50
 60
CaSO4
 0.19
 0.21
 0.21
 0.20
 0.19
MgSO4·7H2O
 30.9
 35.5
 40.8
 45.6
 /
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：
　（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为　　　　　　　 。加热煮沸的主要目的是_　　　　　　　 。
　（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有　　　　　　　 （填化学式）等物质。
　（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3＋的实验方法是　　　　　　　 ；
　（4）沉淀C的化学式是　　　　　　　 。过滤II需趁热过滤的理由是　　　　　　　
答案
 （1）Mn2+＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋2H＋＋Cl－
促进Al3＋、Fe3＋水解及Mn2＋氧化成MnO2
（2）Fe(OH)3   Al(OH)3
（3）取过滤II后的滤液1～2 ml于试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不显红色，
证明滤液中无Fe3＋
CaSO4·2H2O或CaSO4   
以防MgSO4在温度低时结晶析出。

题号 8
出处
 2008南京二测
题干 二氧化氯（ClO2）被称作第四代杀菌消毒剂。
　　（1）工业上用NaCl还原NaClO3生产ClO2的工艺流程如下图所示：

①反应器中发生反应的化学方程式为：
2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O
生产中将NaClO3和NaCl按物质的量之比1：1.05的混合水溶液加入反应器，NaCl稍过量的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 。
②反应器中生成的ClO2和Cl2由通入空气驱出进入ClO2吸收塔，产生的混合液进入汽提塔，汽提塔排出的废液成分主要是　　　　　　　　　　 （填化学式，下同）。
③以上生产流程中循环②循环利用的物质是　　　　　　　　　　　　 。
④为提高ClO2的产量，可用亚氯酸钠（NaClO2）与反应器中Cl2反应生成ClO2，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　 。尾气中的Cl2可用SO2水溶液吸收，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 。
　　（2）用阳离子交换膜分隔的电解池电解450g/L NaClO2溶液，可在阳极室产生ClO2，在阴极室产生H2和NaOH。下列有关说法正确的是　　　　　　　　　　　 （填字母符号）。
　A．电解时电子流向为：电源负极→导线→阴极，阳极→导线→电源正极
　B．在电解过程中，Na+向阳极移动，ClO—2向阴极移动
　C．在电解过程中阳极周围的pH基本不变
　D．电解的离子方程式可表示为：2ClO—2+2H2O2ClO2↑+H2↑+2OH—
答案
 （1）①使NaClO3充分反应或提高NaClO3的利用率
②Na2SO4、H2SO4、NaCl
③NaOH（或NaOH、NaClO、NaCl）
④2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaClCl2+SO2+2H2O = H2SO4+2HCl
（2）ACD

题号 9
出处
 2010潍坊适练
题干 有两条途径可以使重晶石（BaSO4）转化为碳酸钡，如下图所示：

试回答下列问题：
（l）反应I中发生的主要反应为：BaSO4 + 4C =BaS + 4CO，若1 mol BaSO4完全反应，电子转移的物质的量为　　　　　　　　　　　　 ;
（2）Na2CO3溶液的pH大于10，用离子方程式说明其主要原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，其溶液中离子浓度由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;
（3）已知反应IV中发生的反应为：BaSO4 ( s ) + CO3 2- 　BaCO3 ( s ) + SO42- ，写出此反应平衡常数表达式K =　　　 　　　　　；若KSP (BaSO4)为，KSP (BaCO3)为5×10-9，则K的值为　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；
（4）若每次加入 1L2mol · L-1的Na2CO3溶液，至少需要　 　　　　　次可以将0.2mol BaSO4转化为BaCO3。
答案
 （l）8mol
（2）CO32-＋H2O HCO3-＋OH- ;  c( Na+）> c( CO32-)＞c( OH-）> c( HCO3-）> c ( H+ )
（3）
（4）6 

题号 10
出处
 2010厦门二检
题干 高温裂解法处理工业废硫酸工艺流程图如下：

废硫酸高温裂解的基本原理可用下列方程按两个阶段进行
H2SO4（l）　　　　　　　　　　　SO3（g）+ H2 O（g）　　　△H= +176kJ·mol－1
2SO3（g）2SO2（g）+ O2（g）　　　　　　　　　　　△H= +196k·mol－1
为研究废硫酸的雾化和裂解情况，有关实验数据如下：
　 雾化后废硫酸液滴直径
 废硫酸完全裂解所需时间
普通雾化器
 800-1200μm
 10 s以上
旋转式雾化器
 600-850μm
 8-10 s
压缩风雾化器
 400-650μm
 6-7 s
超声波雾化器
 100-300μm
 3.5-5 s
（1）由上表数据可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；
（2）废硫酸裂解成SO2总反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
（3）在催化氧化室中发生反应：
2SO2（g）+ O2（g）2SO3（g）△H= -196 kJ·mol－1
①　　　　某温度时，该反应的平衡常数K=3.5，平衡后再充入一定量气体测得 100 L的恒容密闭容器中含有3.0 mol SO2,16.0 mol O2和3.0mol SO3(g)，此时平衡
　　　　　　　　　　 移动；(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)
②上述反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2平衡浓度比原来减小的是　　　　　 ；(填字母)
　A．保持温度和容器体积不变，充入1.0mol O2
　B．保持温度和容器内压强不变，充入3.0mol N2
　C．降低温度
　D．在其他条件不变时，缩小容器的容积
（4）尾气SO2用饱和Na2SO3溶液吸收可得到一种化工原料，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；
（5）科学家研究出以右图所示装置用电化学原理生产硫酸的新工艺，其阳极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 ，总反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　。
答案
 （1）废硫酸液滴直径越小裂解速率越快（其它合理答案也给分）
（2）2H2SO4(l)==== 2SO2(g)+ O2(g)+ 2H2 O(g)  △H= +548 kJ·mol－1
（3）①向逆反应方向    ②A、C
（4）SO2 + H2O + Na2SO3＝2NaHSO3
（5）SO2 + 2H2O＝SO42－+ 4 H+  + 2e－    2SO2 + O2 + 2H2 O== 2H2SO4

题号 11
出处
 2010泉州二检
题干 过氧化钙（CaO2）难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。下图是以大理石（主要杂质是氧化铁）等为原料制取过氧化钙（CaO2）的流程。

请回答下列问题：
（1）操作①应包括下列操作中的　　　　　　　（填序号）。
　　A．溶解　　　　　　 B．过滤　　　　 C．蒸馏　　　　 D．分液　　　　　 E．蒸发结晶
（2）用氨水调节pH至8～9的目的是　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）若测得滤液C中c（CO32－）=10－3　mol/L，则Ca2+　　 　　　　　（填“是”或“否”）沉淀完全。[已知c(Ca2+)≤10－5mol/L可视为沉淀完全；Ksp（CaCO3）＝4.96×10－9]
（4）若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，则酸化后溶液中，
c(NH4＋)　　　　　　 　　c(NO3－)（填“≥”、“≤”、“＜”、“＞”或“＝”）
（5）操作②是：在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀。用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9～11的原因　　　　　　　　　　　　　　。
（6）已知大理石含CaCO3的质量分数为a，mg大理石可以制得ngCaO2，请计算：CaCO3转化为CaO2过程中，Ca原子的利用率为　　　　　　　　　　　。
答案
 （1）A、B、E
（2）除去Fe3+
（3）是
（4）＜
（5）CaCl2+H2O2CaO2+2HCl（或CaCl2+H2O2+2NaOH＝CaO2↓+2NaCl+2H2O）
加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向，有利于CaO2沉淀的生成。
（6）25n/18am

题号 12
出处
 2009三明质检
题干 氯化亚铜（CuCl）在石油工业生产中常用作脱硫剂和脱色剂。工业生产氯化亚铜的一种工艺流程如下图所示：

　　已知：①CuCl难溶于水和乙醇，干燥的CuCl在空气中比较稳定，但湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化；②CuCl溶于氯化钠的浓溶液可生成CuCl2－，CuCl2－的溶液用水稀释可生成CuCl沉淀，反应式为CuCl2－CuCl↓＋Cl―。
（1）往CuSO4和NaCl混合液中通入SO2可生成CuCl2－和硫酸，请写出反应的离子方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）在反应⑴中，温度升至70～80℃，并使用NaCl浓溶液，主要目的是＿＿＿＿＿＿。
（3）在反应⑴中，还原剂除了可用SO2外，还可选用＿＿＿＿＿＿（填标号）。
A．Na2SO3　　　　　　　　　　 B．Cu　　　　　　　　　　　　　　　　　　 C．Ag
（4）过滤所得沉淀须迅速用＿＿＿＿（填“水”或“95%乙醇”）洗涤、干燥得CuCl成品。
（5）合成氨工业生产中的CO会使催化剂中毒，可通过下列反应除去。
[Cu(NH3)2]Ac(aq)＋CO(g)＋NH3(g)＝[Cu(NH3)3]Ac·CO(aq)　△H＜0，生产中为了提高CO的吸收率，可采用的措施是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑹．CuOH不稳定易分解为Cu2O。298K时，CuOH的Ksp＝1.0×10－14，CuCl的Ksp＝1.2×10－6。把CuCl固体和NaOH溶液混合，加热，得到红色沉淀，该沉淀的化学式为＿＿＿＿＿＿。
答案
 （1）2Cu2＋＋SO2＋4Cl―＋2H2O＝2CuCl2－＋SO42―＋4H＋
（2）提高CuCl2－的生成速率
（3）AB
（4）95%乙醇
（5）加压降温
⑹．Cu2O

题号 13
出处
 2009东城二模
题干 （1）工业上以粗铜为原料采取如图17所示流程制备硝酸铜晶体：

　 ①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是 　　　 。
②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在 　　　 范围。
　 氢氧化物开始沉淀时的pH
 氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
Cu2+
 1.9
4.7
 3.2
6.7
不用加水的方法调节溶液pH的原因是 　　　 。
③进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是（结合离子方程式说明） 　　　 。
（2）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是 　　　 。
（3）图18是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[ Cu(NO3)2·nH2O ]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体），下列说法正确的是 　　　 （填字母）。

　a. A点时的溶液为不饱和溶液
　b. B点时两种晶体可以共存
　c.按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO3)2·3H2O
　d.若将C点时的溶液降温至 30℃以下，可以析出Cu(NO3)2·6H2O晶体
（4）某些共价化合物（如H2O、NH3、N2O4等）在液态时有微弱的导电性，主要是因为发生了电离，如：2NH3NH4＋+NH2－，由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应。液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18，则液态N2O4电离的方程式是　　　；Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜的化学方程式是　　　。
答案
 （1）①提高原料的利用率，减少污染物的排放
②3.2~4.7     加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩
③由于Cu2+发生水解：Cu2+＋2H2OCu(OH)2＋2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解
（2）Cu2+＋2e-＝Cu
（3）b  d
（4）N2O4NO+＋NO3-    Cu＋2N2O4＝Cu(NO3)2＋2NO↑

题号 14
出处
 2010江苏高考
题干 钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：

（1）酸溶后溶液中pH=1，、Ba(FeO2)2与HNO3的反应化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为　　　　　　　　　　　　 （填化学式）；中和Ⅰ使溶液中　　　　　 （填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。
（4）上述流程中洗涤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
答案
 (1)Ba（FeO2）2+8HNO3=Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O
(2)防止反应速度过快 浓HNO3易挥发、分解
(3)BaCO3   Fe3+  H+
(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染

题号 15
出处
 2010广东高考
题干 碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β－锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：

已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为 34.2g、 12.7g和 1.3g．
（1）步骤Ⅰ前，β－锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________．
（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42－,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________．
（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为________________．
（5）从母液中可回收的主要物质是_____________．
答案
 (1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率
（2）石灰石
（3）Fe2+、Mg2+、Ca2+
（4）2Li++CO32－=LI2CO3↓
（5）Na2SO4

题号 16
出处
 2010山东高考
题干 对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是洗去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时候常有气泡冒出，原因是 　　　　　　　　　　　（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的　　　　　 。
　a.NH3 　　　　b.CO2 　　　　　　c. NaOH　　　 　　d.HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为　　　　　　 。取少量废电解液，加入NaHCO3 ,溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是　　　　　　　 。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是　　　　　　　　　　　 。
（3）利用右装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于　 　　　　　　　　　　　　　　　处。
若X为锌，开光K置于M处，该电化学防护法称为　　　　　　　　　　　　　　　 。
答案
 （1）①2Al+2OH－+6H2O＝2AlO2－+3H2O； ②2Al+3H2O＝Al2O3＋6H＋＋6e－
HCO3－与H＋反应使H＋浓度减小，产生Al(OH)3沉淀（合理即给分）
（2）补充溶液中消耗的Cu2+，保持溶液中Cu2+浓度恒定。
（3）N ；牺牲阳极的阴极保护法（或：牺牲阳极保护法）

题号 17
出处
 2010安徽高考
题干 锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉行涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：

⑴第②步反应得到的沉淀X的化学式为　　　　　　　。
⑵第③步反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
⑶第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有　　　　　　　　　。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：
　　　　　　　　　　　　　　　_。
⑷若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为 18.1 g,第③步反应中加入20.0 mL 3.0mol·L-1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有　　　　　g Na2CO3参加了反应。
答案
 （1）Al(OH)3
（2）4LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O
（3）漏斗玻璃棒烧杯；   滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（其它合理答案均可）
（4）6.4或6.36

题号 18
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 2010福建高考
题干 硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3　 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：

（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。
（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
□Fe(OH)2+□____+□_____==□Fe(OH)3+□Cl－
（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_______。
（4）根据下表数据，调节“滤液2”的ph时，理论上可选用的最大区间为______。
　 Mg(OH)2
 Zn(OH)2
 MgCO3
CaCO3
开始沉淀的pH
 10.4
 6.4
 —
 —
沉淀完全的pH
 12.4
 8.0
 —
 —
开始溶解的pH
 —
 10.5
 —
 —
Ksp
 5.6×10－12
 —
 6.8×10－6
 2.8×10－9
（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是______（选填序号）。
　 a.大理石粉　　　　　　 b.石灰乳　　　　　　 c.纯碱溶液　　　　　　　 d.烧碱溶液
（6）“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤，洗涤，干燥。
（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。
答案
 （1）增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分
（2）2Fe(OH)2+ClO－+H2O===2Fe(OH)3+Cl－
（3）FeO(OH)（或其它合理答案）
（4）8.0≤pH＜10.4（或其它合理答案）
（5）b或（b和d）；d
（6）蒸发浓缩、冷却结晶（或其它合理答案）
（7） 125m2/81m1（或其它合理答案）

题号 19
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 2010四川高考
题干 四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4)作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：

请回答下列问题：
(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(2)向滤液Ⅰ中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：
　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(3)在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、
　　　　　　 　　　　、　　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　 (填化学式)，减少废物排放。
(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3)，其方法是：将556akgA(摩尔质量为278g/mol)溶于水中，加入过量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体，再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完全后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料，若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 kg。
答案
 (1) TiO2 + 2H2SO4 = Ti2(SO4)2 + 2H2O或TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O
(2) Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+     Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
(3)加入促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低H+浓度促进钛盐水解
H2O      FeSO4     H2SO4
(4) 160a + 320b + 160c

题号 20
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 2010广州测试
题干 工业炼镁排放大量废渣，其主要成分是MgCI2、KC1和少量Mg0、BaCl2、　　 FeCl3、CuCl2.利用该废渣生产硫酸镁和光卤石(KC1·MgCI2·6H2O)的工艺流程如下：

沉淀物
 Fe(OH)3
 Cu(OH)2
 Mg(OH)2
pH
 3.2
 6.7
 12.4
　　　　部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时溶液的pH见上表，1同答下列问题：
(1)调PH至7的目的是____　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(2)调节pH过程中，MgO发生反应的离子方程式为　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)实验室进行“蒸发浓缩”时要用到的硅酸盐质仪器有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(4)光卤石在一定压力下受热分解，剩余固体成分及质量(m)　随温度（T）变化情况如图13。
　　　①图中固体A的成分是____。
　　　②图中x=　　　　　　　　　　　　　　　
答案
 （1）使Fe3+、Cu2+生成Fe(OH)3、Cu(OH)3沉淀分离
（2）MgO + 2H+ ==  Mg2+ + H2O
（3）蒸发皿、玻璃棒、酒精灯
（4）①KCl、MgCl、MgO   ②4

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