2021年高考化学真题和模拟题分类汇编 专题20 工业流程题 (含解析).docx
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1、- 1 - 20212021 高考真题和模拟题分类汇编高考真题和模拟题分类汇编 化学化学 专题专题 20 工业流程题工业流程题 2021 年化学高考题年化学高考题 一、单选题一、单选题 1 (2021 年山东省高考化学试题(山东卷年山东省高考化学试题(山东卷) ) )工业上以工业上以 SO2和纯碱为原料制备无水和纯碱为原料制备无水 NaHSO3 的主要流程如图,下列说法错误的是的主要流程如图,下列说法错误的是 A吸收过程中有气体生成吸收过程中有气体生成 B结晶后母液中含有结晶后母液中含有 NaHCO3 C气流干燥湿料时温度不宜过高气流干燥湿料时温度不宜过高 D中和后溶液中含中和后溶液中含 Na
2、2SO3和和 NaHCO3 【答案】【答案】B 【分析】 根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为 NaHSO3,则母液为 饱和 NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的 反应为:H2SO3+2Na2CO3= Na2SO3+ 2NaHCO3,NaHSO3+ Na2CO3= Na2SO3+ NaHCO3,所以调 节 pH 为 8 进行中和后得到 Na2SO3和 NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收 过程中发生反应为:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,SO2+ NaHCO3= CO2+ NaHSO3,此时
3、会 析出大量 NaHSO3晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到 NaHSO3 产品,据此分析解答。 【解析】 A根据上述分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A 正确; B结晶后母液中含饱和 NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有 NaHCO3,假设产物 中存在 NaHCO3,则其会与生成的 NaHSO3发生反应,且 NaHCO3溶解度较低,若其残留于母 液中,会使晶体不纯,假设不成立,B 错误; CNaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C 正确; D结合上述分析可知,中和后溶液中含 Na2SO3和 NaHCO3,D 正确; - 2 - 故选
4、B。 2 (2021 年河北省普通高中学业水平选择性考试化学试题年河北省普通高中学业水平选择性考试化学试题( (河北卷河北卷) )BiOCl 是一种具有珠光是一种具有珠光 泽的材料,利用金属泽的材料,利用金属 Bi 制备制备 BiOCl 的工艺流程如图:的工艺流程如图: 下列说法错误的是下列说法错误的是 A酸浸工序中分次加入稀酸浸工序中分次加入稀 HNO3可降低反应剧烈程度可降低反应剧烈程度 B转化工序中加入稀转化工序中加入稀 HCl 可抑制生成可抑制生成 BiONO3 C水解工序中加入少量水解工序中加入少量 CH3COONa(s)可提高 可提高 Bi3+水解程度水解程度 D水解工序中加入少量
5、水解工序中加入少量 NH4NO3(s)有利于有利于 BiOCl 的生成 的生成 【答案】【答案】D 【解析】 A硝酸为强氧化剂,可与金属铋反应,酸浸工序中分次加入稀 3 HNO,反应物硝酸的用量减 少,可降低反应剧烈程度,A 正确; B金属铋与硝酸反应生成的硝酸铋会发生水解反应生成 3 BiONO,水解的离子方程式为 3+-+ 323 Bi +NO +H OBiONO +2H,转化工序中加入稀HCl,使氢离子浓度增大,根据勒夏特 列原理分析,硝酸铋水解平衡左移,可抑制生成 3 BiONO,B 正确; C氯化铋水解生成BiOCl的离子方程式为 3+-+ 2 Bi +Cl +H OBiOCl+2H
6、,水解工序中加入少 量 3 CH COONa(s),醋酸根会结合氢离子生成弱电解质醋酸,使氢离子浓度减小,根据勒夏特 列原理分析,氯化铋水解平衡右移,促进 3 Bi 水解,C 正确; D氯化铋水解生成BiOCl的离子方程式为 3+-+ 2 Bi +Cl +H OBiOCl+2H,水解工序中加入少 量 43 NH NO (s),铵根离子水解生成氢离子,使氢离子浓度增大,根据勒夏特列原理分析,氯 化铋水解平衡左移,不利于生成BiOCl,且部分铋离子与硝酸根、水也会发生反应 3+-+ 323 Bi +NO +H OBiONO +2H,也不利于生成BiOCl,综上所述,D 错误; 故选 D。 - 3
7、- 3 (2021 年湖南省普通高中学业水平选择性考试化学试题年湖南省普通高中学业水平选择性考试化学试题( (湖南卷湖南卷) )已二酸是一种重要的化已二酸是一种重要的化 工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色绿色”合成路线:合成路线: 下列说法正确的是下列说法正确的是 A苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色 B环己醇与乙醇互为同系物环己醇与乙醇互为同系物 C已二酸与已二酸与 3 NaHCO溶液反应有 溶液反应有 2 CO生成生成 D环己烷分子中所有碳原子共平面环己烷分子中所有碳原
8、子共平面 【答案】【答案】C 【解析】 A.苯的密度比水小,苯与溴水混合,充分振荡后静置,有机层在上层,应是上层溶液呈橙红 色,故 A 错误; B环己醇含有六元碳环,和乙醇结构不相似,分子组成也不相差若干 CH2原子团,不互为同 系物,故 B 错误; C己二酸分子中含有羧基,能与 NaHCO3溶液反应生成 CO2,故 C 正确; D环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子,与每个碳原子直接相连的 4 个原子形成四面体结 构,因此所有碳原子不可能共平面,故 D 错误; 答案选 C。 4 (2021 年湖南省普通高中学业水平选择性考试化学试题年湖南省普通高中学业水平选择性考试化学试题( (湖南卷湖南卷)
9、 )一种工业制备无水氯化一种工业制备无水氯化 镁的工艺流程如下:镁的工艺流程如下: - 4 - 下列说法错误的是下列说法错误的是 A物质物质 X 常选用生石灰常选用生石灰 B工业上常用电解熔融工业上常用电解熔融 2 MgCl制备金属镁 制备金属镁 C“氯化氯化”过程中发生的反应为过程中发生的反应为 22 MgO+C+ClMgCl +CO 高温 D“煅烧煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水 2 MgCl 【答案】【答案】D 【分析】 海水经一系列处理得到苦卤水, 苦卤水中含 Mg2+, 苦卤水中加物质 X 使 Mg2+转化为
10、Mg(OH)2, 过滤除去滤液,煅烧 Mg(OH)2得 MgO,MgO 和 C、Cl2经“氯化”得无水 MgCl2。 【解析】 A物质 X 的作用是使 Mg2+转化为 Mg(OH)2,工业上常采用 CaO,发生 CaO+H2O=Ca(OH)2, Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A 正确; BMg 是较活泼金属,工业上常用电解熔融 2 MgCl制备金属镁,B 正确; C由图可知“氯化”过程反应物为 MgO、氯气、C,生成物之一为 MgCl2,C 在高温下能将二 氧化碳还原为 CO,则“气体”为 CO,反应方程式为 22 MgO+C+ClMgCl +CO 高温 ,C 正确; D
11、“煅烧”后得到 MgO,MgO 和盐酸反应得到 MgCl2溶液,由于 MgCl2在溶液中水解为氢氧 化镁和 HCl,将所得溶液加热蒸发 HCl 会逸出,MgCl2水解平衡正向移动,得到氢氧化镁,得 不到无水 MgCl2,D 错误; 选 D。 二、元素或物质推断题二、元素或物质推断题 5 (2021 年年 1 月浙江省普通高校招生选考化学试题)月浙江省普通高校招生选考化学试题)某兴趣小组对化合物 某兴趣小组对化合物 X 开展探究实验开展探究实验。 - 5 - 其中:其中:X 是易溶于水的强酸盐,由是易溶于水的强酸盐,由 3 种元素组成;种元素组成;A 和和 B 均为纯净物;均为纯净物;B 可使品
12、红水溶液褪可使品红水溶液褪 色。请回答:色。请回答: (1)组成组成 X 的的 3 种元素是种元素是_(填元素符号填元素符号),X 的化学式是的化学式是_。 (2)将固体将固体 X 加入温热的稀加入温热的稀 H2SO4中,产生气体中,产生气体 B,该反应的离子方程式是,该反应的离子方程式是_。 (3)步骤步骤 I,发生反应的化学方程式是,发生反应的化学方程式是_。 (4)步骤步骤 II,某同学未加,某同学未加 H2O2溶液,发现也会缓慢出现白色浑浊,原因是溶液,发现也会缓慢出现白色浑浊,原因是_。 。 (5)关于气体关于气体 B 使品红水溶液褪色的原因使品红水溶液褪色的原因,一般认为一般认为:
13、B 不能使品红褪色不能使品红褪色,而是而是 B 与水反应的与水反应的 生成物使品红褪色。请设计实验证明生成物使品红褪色。请设计实验证明_。 【答案】【答案】Cu、S、OCuS2O6S2O 2 6 + H SO 2 4 + SO2+ Cu(OH)2 + 2H2OSO2与水反应生成H2SO3;H2SO3能被氧气氧化为H2SO4, 与BaCl2 反应生成 BaSO4配制品红无水乙醇溶液(其他非水溶剂亦可),通入 SO2,不褪色;品红水 溶液中加入亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)固体,褪色更快 【分析】 将固体隔绝空气加热,能生成一种固体和一种气体,其中将固体溶于水分成两等分,一份加 入盐酸酸化的氯化钡溶液,能
14、生成白色沉淀,说明固体中有硫酸根的存在,另一份溶液加入 适量的 NaOH 溶液,出现蓝色悬浊液,加入甘油后能形成绛蓝色溶液,说明固体中存在 Cu, 则固体 A 为 CuSO4;将气体 B 通入足量的 BaCl2溶液和 H2O2溶液中,出现白色沉淀,说明该 气体可以被 H2O2氧化, 则该气体为 SO2, 再根据产生沉淀 C 和固体 X 的质量计算固体 X 的化 学式。 【解析】 - 6 - (1)根据分析,固体 X 中含有的元素是 C、S、O;加入盐酸酸化的氯化钡溶液,生成 1.165g 硫 酸钡沉淀,则该份硫酸铜的质量为 0.005mol,则固体 CuSO4的物质的量为 0.010mol,质
15、量为 1.6g,根据质量守恒的气体 SO2的质量为 0.640g,该物质中三种元素的质量比 m(Cu):m(S):m(O)=0.640g:0.640g:0.960g,则这三种原子的物质的量的比 n(Cu):n(S):n(O)=1:2:6, 故固体 X 的化学式为 CuS2O6; (2)根据题目,固体 X 与温热的稀硫酸反应可以生成 SO2气体,根据原子守恒和电荷守恒配平, 则该过程的离子方程式为 S2O 2 6 + H SO 2 4 + SO2; (3)步骤为甘油和氢氧化铜发生反应,反应的化学方程式为 +Cu(OH)2+2H2O; (4)步骤中未加入过氧化氢,也可以出现白色沉淀,说明 SO2溶
16、于水后可以被空气中的氧气 氧化,故答案为:SO2与水反应生成 H2SO3;H2SO3能被氧气氧化为 H2SO4,与 BaCl2反应生 成 BaSO4; (5)SO2可以使品红溶液褪色,SO2溶液中存在 SO2分子和 H2SO3,欲知道是哪一种物质能够使 品红溶液褪色,可以利用如下实验验证:配制品红无水乙醇溶液(其他非水溶剂亦可) ,通入 SO2,不褪色;品红水溶液中加入亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)固体,褪色更快。 三、工业流程题三、工业流程题 6(2021 年高考全国乙卷化学试题年高考全国乙卷化学试题) 磁选后的炼铁高钛炉渣磁选后的炼铁高钛炉渣, 主要成分有主要成分有 2 TiO、 、 2 SiO、
17、 、 23 Al O、 、 MgO、 、CaO以及少量的以及少量的 23 Fe O。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁 。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁 等。等。 - 7 - 该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表见下表 金属离子金属离子 3 Fe 3 Al 2 Mg 2 Ca 开始沉淀的开始沉淀的pH2.23.59.512.4 沉淀完全沉淀完全 51 c=1.0 10 mol L 的的pH3.24.711.113.8 回答下列问题:回答下列问题: (1)“焙烧焙烧”中,中, 2 TiO、
18、2 SiO几乎不发生反应,几乎不发生反应, 23 Al O、MgO、CaO、 23 Fe O转化为相应的硫酸 转化为相应的硫酸 盐,写出盐,写出 23 Al O转化为转化为 44 2 NH Al SO的化学方程式的化学方程式_。 (2)“水浸水浸”后后“滤液滤液”的的pH约为约为 2.0,在在“分步沉淀分步沉淀”时用氨水逐步调节时用氨水逐步调节pH至至 11.6,依次析出的金依次析出的金 属离子是属离子是_。 (3)“母液母液中中 2+ Mg浓度为浓度为_ -1 mol L。 (4)“水浸渣水浸渣”在在 160“酸溶酸溶”最适合的酸是最适合的酸是_。“酸溶渣酸溶渣”的成分是的成分是_、_。 (
19、5)“酸溶酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,后,将溶液适当稀释并加热, 2 TiO 水解析出水解析出 22 TiOxH O沉淀,该反应的离子方程沉淀,该反应的离子方程 式是式是_。 (6)将将“母液母液”和和“母液母液”混合,吸收尾气,经处理得混合,吸收尾气,经处理得_,循环利用。,循环利用。 【答案】【答案】 2344 2 Al O4 NHSO 焙烧 32 2 44 2NH Al SO6NH3H O 3+3+2+ FeAlMg、 6 1.0 10硫酸 2 SiO 4 CaSO 2+ 222 +(x+1)H OTiOxH O+ HTiO2 - 8 - 424 (NH ) SO 【分析】 由题给流
20、程可知,高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时,二氧化钛和二氧化硅不反应,氧化铝、 氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐,尾气为氨气;将焙烧后物质加入热水水浸, 二氧化钛、二氧化硅不溶于水,微溶的硫酸钙部分溶于水,硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于 水,过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵 和硫酸钙的滤液;向 pH 约为 2.0 的滤液中加入氨水至 11.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子 依次沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液和氢氧化物沉淀;向水浸渣中加入浓硫酸 加热到 160酸溶,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,二氧化钛与稀硫酸反应得到 TiOSO4, 过滤得
21、到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和 TiOSO4溶液;将 TiOSO4溶液加入热水稀释并适 当加热,使 TiOSO4完全水解生成 TiO2x H2O 沉淀和硫酸,过滤得到含有硫酸的母液和 TiO2x H2O。 【解析】 (1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨 气和水,反应的化学方程式为 Al2O3+4(NH4)2SO4焙烧NH4Al(SO4)2+4NH3+3H2O,故答案 为:Al2O3+4(NH4)2SO4焙烧NH4Al(SO4)2+4NH3+3H2O; (2)由题给开始沉淀和完全沉淀的 pH 可知, 将 pH 约为 2.0 的滤液加入氨水调节溶液
22、 pH 为 11.6 时,铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子,钙离子没有沉淀,故答案为:Fe3+、Al3+、Mg2+; (3)由镁离子完全沉淀时,溶液 pH 为 11.1 可知,氢氧化镁的溶度积为 110 5(1102.9)2=11010.8,当溶液 pH 为 11.6 时,溶液中镁离子的浓度为 -10.8 -2.42 1 10 10(1) =110 6mol/L,故答案为:1106; (4)增大溶液中硫酸根离子浓度,有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀,为了使微溶的硫酸钙完 全沉淀,减少 TiOSO4溶液中含有硫酸钙的量,应加入浓硫酸加热到 160酸溶;由分析可知, 二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反
23、应,则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙,故答案为: 硫酸;SiO2、CaSO4; (5)酸溶后将 TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,能使 TiOSO4完全水解生成 TiO2x H2O 沉淀和硫酸,反应的离子方程式为 TiO2+(x+1)H2OTiO2xH2O+2H+,故答案为: TiO2+(x+1)H2OTiO2xH2O+2H+; - 9 - (6)由分析可知,尾气为氨气,母液为硫酸铵、母液为硫酸,将母液和母液混合后吸 收氨气得到硫酸铵溶液,可以循环使用,故答案为:(NH4)2SO4。 7 (2021 年高考全国甲卷化学试题)年高考全国甲卷化学试题)碘 碘(紫黑色固体,微溶于水紫黑色固
24、体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、及其化合物广泛用于医药、 染料等方面。回答下列问题:染料等方面。回答下列问题: (1) 2 I的一种制备方法如下图所示: 的一种制备方法如下图所示: 加入加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为粉进行转化反应的离子方程式为_,生成的沉淀与硝酸反应,生成,生成的沉淀与硝酸反应,生成_后后 可循环使用。可循环使用。 通入通入 2 Cl的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为 的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为_;若反应物用量比;若反应物用量比 22 n Cl/n FeI=1.5时 时,氧化产物为氧化产物为_;当当 22 n Cl/n FeI1
25、.5, ,单质碘的收率会降低单质碘的收率会降低, 原因是原因是_。 (2)以以 3 NaIO为原料制备 为原料制备 2 I的方法是 的方法是:先向先向 3 NaIO溶液中加入计量的 溶液中加入计量的 3 NaHSO,生成碘化物生成碘化物;再再 向混合溶液中加入向混合溶液中加入 3 NaIO溶液,反应得到 溶液,反应得到 2 I,上述制备 ,上述制备 2 I的总反应的离子方程式为 的总反应的离子方程式为_。 (3)KI溶液和溶液和 4 CuSO溶液混合可生成 溶液混合可生成CuI沉淀和沉淀和 2 I,若生成 ,若生成 2 1mol I,消耗的 ,消耗的KI至少为至少为 _mol。 2 I在 在K
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