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高考化学突破七大题
三、突破化工生产
1. 某工厂用软锰矿（含MnO2约70%及Al2O3）和闪锌矿（含ZnS约80%及FeS）
共同生产MnO2和Zn（干电池原料）：
已知① A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。
② IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O MnO2+ Zn+2H2SO4。
（1）A中属于还原产物的是__________ ______。（1分）
（2）MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是 ；（1分）II需要加热的原因是 （1分）；C的化学式是________________。（1分）
（3）该生产中除得到MnO2和Zn以外，还可得到的副产品是_______________________。（3分）
（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是___________。（2分）
（5）要从Na2SO4溶液中得到芒硝（Na2SO4·10H2O），需进行的操作有蒸发浓缩、
________、过滤、洗涤、干燥等。（1分）
（6）从生产MnO2和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是______。（2分）
1. (1) MnSO4 （1分）
(2)增大溶液的pH，使Fe3+和 Al3+生成沉淀； （1分）
使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀；（1分） H2SO4 （1分）
(3) Fe2O3、Al2O3、S （各1分） (4)纯碱 、H2SO4 （各1分） （5）降温结晶 （1分） （6）1.03（或1）（2分）
2. 高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：
已知：① 2KOH + Cl2 → KCl + KClO + H2O（条件：温度较低）
② 6KOH + 3Cl2 → 5KCl + KClO3 + 3H2O（条件：温度较高）
③ 2Fe(NO3)3 + 2KClO + 10KOH → 2K2FeO4 + 6KNO3 + 3KCl + 5H2O
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在 （填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；
（2）写出工业上制取Cl2的化学方程式 ；
（3）K2FeO4具有强氧化性的原因 ；
（4）配制KOH溶液时，是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体（该溶液的密度为1.47 g/mL），它的物质的量浓度为 ；
（5）在“反应液I”中加KOH固体的目的是 ：
A．与“反应液I”中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO
B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供反应物
D．使副产物KClO3转化为 KClO
（6）从“反应液II”中分离出K2FeO4后，会有副产品 （写化学式），它们都是重要的化工产品，具体说出其中一种物质的用途 。
2. 答案．（1）温度较低（2分）
（2）2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑（2分）
（3）Fe元素的化合价显+6价，易得电子（2分）
（4）10 mol/L（2分）
（5）AC（2分）
（6）KNO3 KCl， KNO3可用于化肥，炸药等（合理就给分）（2分）
3. 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（Si02) ，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（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
已知：①Cu2O+2H+＝Cu2++Cu + H2O；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发生反应的离子方程式为：Cu2O+2H+＝Cu2++Cu + H2O
、 （写其中2个各2分）
(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.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l暴露在空气中发生反应的离子方程式 。2分
(3)“循环n”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N一510、N一530等。
某肟类化合物A的分子结构中仅含n1个—CH3、n2个-OH和n3个 三种基团，
无环状结构，三种基团的数目关系为n3= 。2分若A的相对分子质量为116，上述基团连接时碳原子跟碳原子相连，则A的结构简式是 1分
(4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式 1分
(5)该工艺最大亮点是它符合下列原理 。1分
A．化学平衡 B．绿色化学 C．质量守恒 D．能量守恒
E．相似相溶 F.酸碱中和 G.氧化还原反应
（6）铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他设计了如下方案：①铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；②铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2；③足量的铁粉和铜粉和浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4；④铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解；⑤把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，交用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生；⑥把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。以上设计合理的有 。1分
A．两种方案 B．三种方案 C．四种方案 D．五种方案
3. 答案..(1)CuO+2H+=Cu2++H2O，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Cu+2Fe3++2Fe2++Cu2+
(2)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(3)n3=n1+n2-2
(4)4OH- -4e-=2H2O+O2 (5)B（6）A
4. 二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效，具有优良的环保性能。四川是利用天然气生产二甲醚的重要基地之一。
请填写下列空白：
（1）相同条件下，二甲醚与乙醇的燃烧热 （填“相同”或“不同”），理由是 。
（2）二甲醚可由合成气(CO＋H2)在一定条件下制得。用合成气制二甲醚时，还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式可能是：____________________________________。
（3）制备二甲醚的合成气可由甲烷与水蒸气或二氧化碳经高温催化反应制得。合成气除制二甲醚外，还可用于冶炼金属，用它冶炼铁的生产过程可示意如下：
①在催化反应室中进行的反应均为可逆反应，增大体系的压强对甲烷转化率的影响是_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在上述炼铁过程的某时间段内，若有x m3(标准状况)的甲烷进入燃烧室中充分燃烧，还原反应室有5y kg(即×103 mol)铁生成，假设燃烧室与还原反应室产生的高温尾气全部进入催化反应室，则这些高温尾气在理论上可产生合成气_________m3(标准状况)。
4. （1）不同，1 mol 二甲醚与乙醇燃烧所需要的O2、生成的CO2、H2O的量完全相同。但二甲醚与乙醇结构不同，1 mol二甲醚与乙醇中所含的化学键的数目相同，种类不同，导致化学键断裂所需能量不同。（2）3CO＋3H2 = CH3OCH3＋CO2 或 2CO＋4H2 = CH3OCH3＋H2O。 （3）①减小； ②12(x＋y)。
设问方式多角度
5. 碳酸锰（MnCO3）是理想的高性能强磁性材料，也是制备Mn2O3、MnO2等锰的氧化物的重要原料，广泛用于电子、化工、医药等行业。一种制备MnCO3的生产流程如下图所示。
已知生成氢氧化物的pH和有关硫化物的Ksp如下表：
物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2
开始沉淀pH 2.7 7.6 8.3
完全沉淀pH 3.7 9.6 9.8
物质 MnS CuS PbS
Ksp 2.5×10—13 6.3×10—36 8.0×10—28
软锰矿主要成分为MnO2，其中含有铁、铝、硅的氧化物和少量重金属化合物杂质，SO2来自工业废气。流程①中主要发生的反应有：MnO2＋SO2====MnSO4 2Fe3+＋SO2＋2H2O====2Fe2+＋SO42—＋4H+。
（1）流程①中所得MnSO4溶液的pH比软锰矿浆的pH （填“大”或“小”），该流程可与 （填写工业生产名称）联合，生产效益更高。
（2）反应②的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，其离子反应方程式为 　　　　　，这样设计的目的和原理是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）反应③中硫化钠的作用是使重金属离子转化为硫化物沉淀，碳酸钙的作用是 。
（4）反应④发生的化学反应为：MnSO4 + 2NH4HCO3 = MnCO3↓+ (NH4)2SO4 + CO2↑ + H2O。
反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3 ，且控制溶液的pH为6.8～7.4。加入稍过量的NH4HCO3的目的是 ，溶液的pH不能过低的原因是 。
（5）软锰矿中锰的浸出有两种工艺：
工艺A：软锰矿浆与含SO2的工业废气反应
工艺B：软锰矿与煤炭粉混合，焙烧后加稀硫酸溶解。
其中工艺A的优点是 。（答对1个即可）
5.（1）小，工业制备硫酸。 （2）MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O。
使Fe2+ 转变为Fe3+，Fe3+完全沉淀的pH较低（或Fe3+更易沉淀）。
（3）与溶液中的酸反应，使溶液中的Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀。
（4）使MnCO3沉淀完全。MnCO3沉淀量少，NH4HCO3与酸反应。（或MnCO3、NH4HCO3与酸反应溶解）
（5）节约能源、治理含SO2的工业废气等。（答对1个即可）（每空1分）
6. 重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO·Cr2O3）为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3 +7KCl+12H2O，
试回答下列问题：
⑴在反应器①中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式： 。
⑵操作③的目的是什么，用简要的文字说明： 。
⑶操作④中，酸化时，CrO42－转化为Cr2O72－,写出平衡转化的离子方程式： 。
⑷称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL 2mol/LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32－=2I－+S4O62－）。
①判断达到滴定终点的依据是： ；
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品的中重铬酸钾的纯度（设整个过程中其它杂质不参与反应） 。
6. ⑴Al2O3 + Na2CO32NaAlO2 +CO2↑；SiO2 +Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑
⑵由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解，SiO32－+H2OHSiO3－+OH－,HSiO3－+H2OH2SiO3+OH－,AlO2－+H2OAl(OH)3+OH－,降低pH值有利于平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时，使它们水解完全。
⑶2CrO42－+2H+ Cr2O72－+H2O
⑷①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去
②94.08%
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电解
稀硫酸、闪锌矿粉、软锰矿粉
加热、浸取（I）
A
B（III）
加热（II）
电解（IV）
Na2SO4
过滤，回收S
过滤、灼热，回收Fe2O3、Al2O3
MnCO3、Zn2(OH)2CO3
回收MnO2、Zn
C
Na2CO3
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