北京市2022届高三各区一模化学试题分类汇编 生产工艺流程 Word版含答案

北京市2021-2022学年高三各区一模化学试题分类汇编 

         生产工艺流程

（海淀区）1. MnO2在电池中有重要应用。以软锰矿（主要成分为MnO2）为原料制备粗二氧化锰颗粒的过程如下：

（1）浸出

 ①用硫酸和FeSO4可溶解软锰矿，请补全该反应的离子方程式：

 □MnO2+□______ +□______ ===□Mn2+ + □Fe3+ + □______

 ②浸出时可用SO2代替硫酸和FeSO4。下列说法正确的是_________（填序号）。

  a. SO2在反应中作氧化剂

  b. 用SO2浸出可减少酸的使用

  c. 该法可同时处理烟气中的SO2，减少大气污染

（2）净化、分离

 ①软锰矿浸出液中的Fe3+、Al3+可通过加碱转化为沉淀去除，分离出清液的方法是 ______。

 ②为减少碱用量，可以通过稀释浸出液除去Fe3+，结合离子方程式解释原理： __________。

（3）热解

  在一定空气流速下，相同时间内MnCO3 热解产物中不同价态Mn的占比随热解温 度 的变化如右图。MnCO3热解过程中涉及如下              化学反应：

 i．MnCO3(s) === MnO(s)+CO2(g)

 ii．4MnO(s)+O2(g)2Mn2O3(s)Δ H＜0

 ⅲ．2Mn2O3(s) +O2(g)4MnO2(s)Δ H＜0

 ①为了增大产物中MnO2的占比，可以采用的 措施是__________（答出两条）。

 ②温度升高，产物中MnO的占比均降低，可能的原因是____________。

（朝阳区）2. 从印刷电路板的腐蚀废液（主要含CuCl2、FeCl3，、FeCl2等）中回收FeCl3、制备CuSO4·5H2O的流程如下。

（1）上述流程中能加快反应速率的措施有__________。

（2）粗品的主要成分是硫酸铜晶体，而不是硝酸铜晶体，分析有两种可能的原因：

①相对于Cu2+，粗液中，浓度过小，原因是__________（用离子方程式表示），不能得到硝酸铜晶体。

②粗液中浓度较大，但由于__________，不能得到硝酸铜晶体。

（3）测量粗品CuSO4·5H2O中铁（含Fe2+、Fe3+）的含量，评定纯度等级。

Ⅰ．用水溶解一定质量粗品，加入稀H2SO4和H2O2溶液，加热。

Ⅱ．待溶液冷却后，加入试剂X至溶液pH＝11。过滤、洗涤，得到红褐色沉淀。

Ⅲ．用稀HCl溶解红褐色沉淀，滴入KSCN溶液，稀释至一定体积。将溶液红色的深浅与标准色阶对照，确定含量。

已知：Cu2+完全沉淀的pH为6.7，Fe3+完全沉淀的pH为2.8

①Ⅰ中将Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式是__________。

②试剂X是__________。

（4）电解：在不同电压、不同pH（pH＜7）条件下电解0.1 mol・L-1 FeCl2溶液，研究FeCl3溶液的再生条件。

（V2＞V1，a＞b）

①     iii中产生Fe3+的原因有Fe2+ - e- = Fe3+、__________。

②FeCl3溶液再生的合适条件是__________（填实验序号）。

（东城区）3. 我国芒硝（Na2SO4·10H2O）储量居世界第一，由芒硝制备NaOH具有重要价值。

I．以芒硝和石灰石为原料生产NaOH、CaSO4和轻质CaCO3的主要流程如下。

（1）i、ii中涉及到的分离操作是________。

（2）原料石灰石经反应________、，可获得流程中所需的CO2和石灰乳。

（3）HA是一种弱酸，在上述流程中可以循环使用。

已知：温度相同时，溶解度

①从平衡移动的角度解释HA在i中反应起到的作用：________。

②本流程中还利用了HA的性质是________。

（4）溶液c中会含有少量NaHCO3，但不会影响钠的利用率，原因是________。

（用化学方程式表示）。

Ⅱ．利用电解法制备NaOH（如下图所示）。

（5）产生OH-电极反应是__________，NaOH在__________（填“A”或“C”）区生成。

（6）若改变上述装置中的阳极材料，并将阴极产生的H2导入阳极，发生反应： 。从电能与化学能转化的角度思考：产生等量的NaOH时，与原装置相比，消耗的电能________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（西城区）4．制备锂离子电池的正极材料的前体FPO4的一种流程如下：

资料：i．磷灰石的主要成分是

i i．可溶于水，微溶于水

iii．

iv．

（1）制备H3PO4

① 用H3PO4溶液、H2SO4溶液分步浸取磷灰石生成HF、CaSO4·2H2O和H3PO4，主要反应是和______。

②     增大酸浸反应速率的措施有______（只写1条）。

③     其他条件不变时，若仅用H2SO4溶液酸浸，浸取的速率低于用H3PO4、H2SO4分步浸取法，

原因是______。

（2）制备FePO4

将H3PO4、FeSO4、H2O2混合并调节溶液的pH制备FePO4。

①     酸性条件下，生成FePO4的离子方程式是________。

②     含磷各微粒的物质的量分数与pH的关系如下图。

pH=1时，溶液中的，则______。

再加入FeSO4晶体、H2O2溶液使溶液中的，不考虑溶液体积的变化，通过计算说明此时能否产生FPO4沉淀______。

③ FePO4的纯度及颗粒大小会影响其性能，沉淀速率过快容易团聚。

i．研究表明，沉淀时可加入含EDTA4-的溶液，EDTA4-的作用是______。

i i．其他条件不变时，工业上选择pH=2而不是更高的pH制备FePO4，可能的原因是______（答出2点）。

（丰台区）5．铜冶炼过程中，产生的粗硫酸镍废液中含有、、、、 等杂质微粒，工业生产以此为原料，精制硫酸镍，主要流程如下：

已知：常温下，

（1）步骤ⅰ的操作名称是______。

（2）①中As的化合价为______。

②步骤ⅱ中的作用是______。

（3）步骤ⅲ，加入的目的是通过调pH进一步去除，使。若溶液2中，则需控制pH的大致范围为______。

（4）①步骤ⅳ，沉淀3的主要成分有______（填化学式）。

②在加入NaF的同时需调pH约为5，若pH过低，导致沉淀率下降，原因是______。

（5）结合下图说明由溶液4得到的操作是______。

（石景山区）6．从铜电解液中分离得到的粗硫酸镍晶体中含有大量的杂质元素（Cu、Fe、As、Ca、Zn等），我国科学家对粗硫酸镍进行精制提纯，其工艺流程如下。

已知：i.含镍溶液中的主要离子有：Ni2+、SO2- 4、Cu2+、Fe2+、AsO3- 4、Ca2+和Zn2+

ii.饱和H2S溶液中，c(H2S) ≈ 0.1mol/L

ⅲ.部分物质的电离常数和溶度积常数如下表

（1）H2S是弱电解质，Kα1×Kα2=______ [用c(H2S)、c(H+)和c(S2−)表示]=1.43×10−20。

（2）滤渣1中含有As2S3和S，写出生成As2S3和S的离子方程式______。

（3）解释“氧化除杂”中析出Fe(OH)3的原因______。

（4）“氟化除杂”中试剂a为______。

（5）“P204萃取”水溶液的pH约为3.3，结合下图解释原因______。

（6）理论上“硫化除杂”之后，溶液中c(Cu2+)=______ mol/L [计算时c(H2S)取0.1 mol/L，结果保留两位有效数字]。

（门头沟区）7.废弃的锂离子电池中含有大量 Co、Ni、Mn、Cu、Al 等金属元素，需回收处理。柠檬酸因具有酸性和较好的络合性，可用于浸出金属离子并得到柠檬酸浸出液，下列是某小组研究从柠檬酸浸出液中去除铜的方法。

方法一：调 pH 去除铜

资料 1：金属离子沉淀的 pH

（1） 由数据分析，甲同学提出可以控制溶液 pH 至  去除溶液中铜离子。

（2） 设计实验，测得不同 pH 下铜的沉淀率如下表。

 由数据分析 pH=12 时铜的沉淀率为 12%，远小于理论分析结果，分析可能原因              。

结论：不可以通过调 pH 去除铜。

方法二：还原法去除铜资料 2：抗坏血酸（C6H8O6）具有较强的还原性，氧化后为脱氢抗坏血酸（C6H6O6）；受热易分解。

向柠檬酸浸出液中加入抗坏血酸能有效的将 Cu2+ 还原成金属 Cu。某实验小组研究了相同条件下，pH、反应时间和温度分别对 Cu 沉淀率的影响。

（3）依据图 1 和图 2，判断沉淀铜选择最佳 pH 为理由是。

（4）从图 3 可以看出，随着温度的升高，

相同时间内 Cu 的沉淀率先逐渐增加，

在 80℃时达到最高点，后略有下降。

分析原因。

（5）由上述实验可知：抗坏血酸还原

铜离子可能存在的路径  ，。

（用离子方程式表示）

结论：可以通过还原法去除铜。

（房山区）8.金属钛(Ti)性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿(主要成分FeTiO3,含FeO2等杂质)为主要原料冶炼金属钛，其生产的工艺流程图如下:

已知:2H2SO4(浓)+FeTiO3===TiOSO4+FeSO4+2H2O

（1）22Ti该元素位于周期表区。

（2）已知:TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中。25 ℃时,难

  溶电解质溶解度(S)与pH关系如右图,TiO(OH)2溶度积

Ksp=1×10-29

①     步骤II加入铁屑的目的是。 

②     TiO2+水解的离子方程式为。 

③ 溶液Ⅱ中加入Na2CO3溶液的作用是。

④ 当溶液pH接近时,TiO(OH)2已沉淀完全。 

（3）TiCl4           Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于℃即可。 

（4）研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融 CaF2-CaO作电解质,利用图示所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。写出阳极上所发生的反应式:。 

（延庆区）9. 燃烧煤排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污

染大气，采用NaClO2碱性溶液作为吸收剂可同时对烟气进行

脱硫、脱硝。回答下列问题：

（1）NaClO2中氯的化合价为_______。

（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温

度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反

应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式：__________。增加压强，

NO的转化率______（填“提高”“不变”或“降低”）。

②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______ （填“增大”“不变”或“减

小”）。

③由实验结果可知，脱硫反应速率大于脱硝反应速率，原因是除了SO2和NO

在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。

（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压pe

如图所示。

①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反

应的平衡常数均______________（填“增大”

“不变”或“减小”）。

②反应ClO- 2 + 2SO2- 3 2SO2- 4 + Cl−的平衡常

数K表达式为___________。

③如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果，从

化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是_______。

北京市2021-2022学年高三各区一模化学试题分类汇编 

      生产工艺流程   参考答案

（海淀区）1.

（1）①MnO2+ _2 Fe2+_ + _4 H+_ === Mn2+ + 2Fe3+ + 2_H2O_

 ②bc

（2）①过滤（1分）

②稀释使溶液的pH升高，有利于Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移动（沉淀写 FeOOH 且配平正确，也给分）

（3）①控制温度在450℃左右，增大空气流速

 ②MnO占比降低是由于反应速率ⅱ＞i（或i已反应完，ⅱ的反应速率变快）

（朝阳区）2.

（1）加热、搅拌

（2）① 3Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O      

② 硫酸铜的溶解度小，硝酸铜的溶解度大

（3）① 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O        ② 氨水

（4）① 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl–② ii

（东城区）3.

（1）过滤

（2）

（3）①由于溶解度正向反应限度小；加入HA，消耗NaOH，使上述平衡正向移动，促进CaSO4生成

②难溶于水

（4）

（5）    C

（6）减小

（西城区）4．

（1）①

②加热、将矿石粉碎、搅拌、适当提高酸的浓度等

③生成的CaSO4·2H2O固体覆盖在磷灰石表面，减少了磷灰石与硫酸溶液的接触面积

（2）①

②10-18．6，能产生FePO4沉淀

③i．发生反应，使降低，减小FePO4的沉淀速率，避免团聚；随着Fe3+被沉淀，上述平衡逆向移动，生成的Fe3+继续被沉淀

ii．pH更高时，产品中可能混有杂质；pH更高时，大，可能沉淀速率过快导致团聚等

（丰台区）5．

（1）萃取分液

（2）①＋3

②氧化和，以利于形成，除去砷和铁元素

（3）4～7

（4）①  

②与结合生成弱电解质HF，导致降低，沉淀率下降

（5）加热浓缩、冷却结晶、过滤

（石景山区）6．

（1）

（2）2AsO3− 4+ 5H2S + 6H+===As2S3↓+ 2S↓ + 8H2O

（3）Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3，加入的Ni(OH)2和H+反应，Fe3+的水解平衡正移，生成Fe(OH)3

（4）NiF2或HF

（5）pH过大，Ni2+损失较多；pH过小，Zn2+有较多剩余

（6）4.4×10−16

（门头沟区）7.

（1）6.67     

（2）柠檬酸是一种强络合剂，与铜离子结合能力大于与氢氧根离子的结合能力,致使铜离子无法与氢氧根离子结合形成氢氧化物沉淀  

（3）pH=6，

 pH=6时铜离子沉淀率较高，而其他金属离子损失率相对较少

（4）温度升高，反应速率变快；当温度超过80℃时，抗坏血酸出现分解现象，导致还原性降低，还原铜的能力减弱              

（5）Cu2+ + C6H8O6   C6H6O6 +2H++Cu       

    Cu(OH)2 + C6H8O6  C6H6O6 + 2H2O + Cu    

（房山区）8.

（1）d区

（2）①将Fe3+转化为Fe2+,防止Fe3+与TiO2+同时生成沉淀

②TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+

③调节溶液pH,促进TiO2+水解

④3

（3）1412　

（4）C+2O2−-4e−===CO2↑

（延庆区）9.

（1）+3

（2）①4OH-＋3ClO- 2＋4NO 4NO- 3＋3Cl－＋2H2O；

提高

②减小

③ SO2易溶于水，NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高

（3）①减小

②

③2OH-＋ClO-  ＋SO2         SO2-4＋Cl－＋H2O, Ca2+与SO2-4形成CaSO4沉淀，反应

平衡向产物方向移动，SO2转化率提高；