高三化学二轮复习：无机综合——化工流程综合题的研究(含精讲与训练)(word版含答案)

2021年高三化学二轮复习无机综合——化工流程综合题的研究

高考调研总结：高考化工流程题的命题规律及设问方向

一、高考化工流程题常以“以自然资源为原料制备无机物”或“从工业废料中提取无机物”为载体考查：

1、无机化学基础知识(物质的类别、名称、元素的化合价、化学式和电子式的规范书写)；

2、基本技能(陌生化学方程式、离子方程式、电极反应式的书写；分离提纯规范操作等)；

3、识图能力(物质的转化与跟踪)；

4、物质制备及提纯条件的控制(提高反应速率、产率或转化率、产品纯度的措施)；

5、基本计算(产品化学式、含量及纯度、氧化还原反应中电子转移数目的计算等)。

二、工艺流程题常见答题方向

高考真题

1．(2020·山东等级模拟考，19)普通立德粉(BaSO4·ZnS)广泛用于工业生产中，可利用ZnSO4和BaS共沉淀法制备。以粗氧化锌(含Zn、CuO、FeO等杂质)和BaSO4为原料制备立德粉的流程如下：

(1)生产ZnSO4的过程中，反应器Ⅰ要保持强制通风，原因是______________________。

(2)加入锌粉的主要目的是___________________________________(用离子方程式表示)。

(3)已知KMnO4在酸性溶液中被还原为Mn2＋，在弱酸性、弱碱性溶液中被还原为MnO2，在碱性溶液中被还原为MnO2－4。据流程判断，加入KMnO4时溶液的pH应调至________；

a．2.2～2.4 b．5.2～5.4 c．12.2～12.4

滤渣Ⅲ的成分为________。

(4)制备BaS时，按物质的量之比计算，BaSO4和碳粉的投料比要大于1∶2，目的是

______________________________________；生产过程中会有少量氧气进入反应器Ⅳ，反应器Ⅳ中产生的尾气需用碱液吸收，原因是______________________________________。

(5)普通立德粉(BaSO4·ZnS)中ZnS含量为29.4%，高品质银印级立德粉中ZnS含量为62.5%。在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S中选取三种试剂制备银印级立德粉，所选试剂为_____，反应的化学方程式为________(已知BaSO4相对分子质量为233，ZnS相对分子质量为97)。

答案(1)防止产生H2的浓度过大而发生爆炸

(2)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

(3)b Fe(OH)3、MnO2

(4)防止C粉过量，进而形成CO O2可能将BaS氧化为SO2，污染环境

(5)ZnSO4、BaS、Na2S 4ZnSO4＋BaS＋3Na2S===BaSO4·4ZnS＋3Na2SO4

解析(3)反应的目的是除掉Fe2＋，但该过程不能引入新的杂质，故MnO－4不能转化为Mn2＋或MnO2－4，需将

溶液调节至弱酸性。(5)设ZnS为x mol，BaSO4为y mol，

97x

97x＋233y

＝62.5%，解得x∶y＝4∶1。

2．(2020·全国卷Ⅰ，26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为________。

(2)“滤渣1”的主要成分有________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是________。

(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2O H＋＋B(OH)－4，K a＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________酸；

在“过滤2”前，将溶液pH调节到3.5，目的是___________________。

(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________________________，母液经加热后可

返回_____工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_____。

答案(1)NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3

(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN溶液

(3)一元弱将硼元素转化为H3BO3，促进析出

(4)2Mg2＋＋3CO2－3＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO－3(或2Mg2＋＋2CO2－3＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑)

溶浸高温焙烧

解析(1)硫酸铵溶液中存在平衡：NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋，硼酸镁能与水解出的H＋反应，促进平衡向

右移动，生成的一水合氨浓度增大，因溶液中存在平衡NH3·H2O NH3＋H2O，一水合氨浓度增大，促进

NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气，发生的反应为NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。(2)二氧化硅、

氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液，滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3＋的试剂可选用KSCN溶液。(3)由题给硼酸的解离反应方程式知，硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前，调节pH≈3.5的目的是将硼元素转化为硼酸，促进硼酸析出。(4)“沉镁”中，碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生相互促进

的水解反应生成碱式碳酸镁：2MgSO4＋2(NH4)2CO3＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2(NH4)2SO4＋CO2↑，或者反应

生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体现绿色化学理念

和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁，也可

高温以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳，可知采用的方法是高温焙烧法，Mg(OH)2·MgCO3=====

2MgO＋H2O＋CO2↑。

3．(2020·全国卷Ⅱ，26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：

(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为________(填标号)。

A．黄色B．红色C．紫色D．绿色

(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：