2012年高考试题分项解析化学 专题12 工艺流程

2012年高考试题分项解析化学
专题12 工艺流程
（2012·广东）32．难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s） 2Ca2+ + 2K+ + Mg2+ + 4SO42— + 2H2O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH) 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：
Ca(OH)2溶液 滤渣 母液
杂卤石 过滤
（1）滤渣的主要成分有 和 以及未溶杂卤石。
（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH) 2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因：
。
（3）“除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液PH至中性。
（4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系见图14，由图可得，随着温度升高，①
② 。
（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：
CaSO4(s) + CO32— CaCO3 (s) + SO42—
已知298K时，Ksp(CaCO3)= 2.80×10—9，Ksp(CaSO3)= 4.90×10—5 ，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位的效数字）。
【答案】（1）Mg(OH)2， CaSO4
（2）加入Ca(OH)2溶液， Mg2+变成Mg(OH)2、也有CaSO4的析出，使平衡向右移动，杂卤石溶解浸出K+。
（3）K2CO3 稀H2SO4
（4）①在同一时间内，K+的浸出浓度增大。②K+的溶浸速率加快，达到溶浸平衡的时间短。
（5）K=1.75×104
【考点定位】工艺流程
（2012·四川）29.（16分）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将
烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，
最终生成硫酸钙。硫酸钙可在右图所示的循环燃烧装置的燃料反
应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧
化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。
请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问
题有 。（填写字母编号）
A．温室效应 B．酸雨 C．粉尘污染 D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间二氧化碳以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 。
（3）已知1mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收 160.1kJ，1mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3kJ。写出空气反应器中发生的热化学方程式： 。
（4）回收的CO2与苯酚钠在一定条件反应生成有机物M，其化学式为C7H5O3Na，M经稀硫酸酸化后得到一种药物中间体N，N的结构简式为。
①M的结构简式为 。
②分子中无—O—O—，醛基与苯环直接相连的N的同分异构体共有 种。
【答案】：（1）ABC（3分）（2）①Ca(HCO3)2或碳酸氢钙（2分）②Ca(HSO3)2+O2=CaSO4↓+ H2SO4（3分）
（3）CaS(s)+ 2O2(g)= CaSO4(s)，△H=-962.4 KJ/mol。（3分）
（4）①（2分）②6（3分）
（4）①由于酚羟基的酸性弱于羧基，故由N可推知，M为。②N的同分异构体中，除了醛基外，应该还有两个羟基，而醛基与苯环直接相连的N的同分异构体有如下6种：
【考点定位】本题考查化学工业流程，涉及到了化学式的推断、方程式书写、热化学方程式的书写、同分异构体的书写。
（2011·重庆）6.化学工业是国民经济的支柱产业，下列生产过程中不涉及化学变化的是
A.氮肥厂用氢气和氮气合成氨 B.钢铁厂用热还原法冶炼铁
C.硫酸厂用接触法生产硫酸 D.炼油厂用分馏法生产汽油
（2011·安徽）27．（15分）亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量（通常1kg样品中含SO2的质量计），某研究小组设计了如下两种实验流程：
（1）气体A的主要成分是 ，为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入
；通入N2的目的是 。
（2）写出甲方案第①步反应的离子方程式： 。
（3）甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是
。
（4）若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
（5）若取样品wg，按乙方案测得消耗0.01000mol·L—1I2溶液VmL，则1kg样品中含SO2的质量是 g（用含w、V的代数式表示）。
【答案】⑴SO2、N2 碎瓷片（或沸石） 将生成的SO2全部赶出
至弱酸性，且SO2的量不会因混入HCl而变化，因此消耗的I2不变，即对实验结果无影响。
⑸反应为H2O＋SO2－3＋I2===SO2－4＋2I－＋2H＋，SO2~ SO2－3~ I2
64 1mol
m 0.010 00 mol·L－1 ×V×10-3 L＝V×10-5 mol
m=64×V×10-5 g,则1 kg样品中含SO2的质量为：64×V×10-5 g×1000/w=0.64 V/w
【考点定位】本题属工业流程题。以食品中的亚硫酸盐含量的测定为问题情境，通过简明的实验流程图，将实验基本操作、仪器的使用、化学计算、化学方程式的书写等内容综合在一起，考查考生对化学实验方案的分析和问题解决的能力。
（2012·江苏）16. (12 分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：
(1)一定条件下，NO 与NO2 存在下列反应：NO(g)+NO2(g)N2O3(g)，其平衡常数表达式为K = 。
(2)上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)， 其目的是 ;滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)该工艺需控制NO 和NO2 物质的量之比接近1 颐1。若n(NO)：n(NO2)>1 颐1，则会导致 ;若n(NO)：n(NO2)<1 颐1，则会导致 。
(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2 会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为 。
【答案】
16. (12 分)
【考点定位】工业制取Ca(NO2)2的流程分析
（2012·江苏）19. (15 分)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下：
(1)①铜帽溶解时加入H2O2 的目的是 (用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后， 需将溶液中过量的H2O2 除去。除去H2O2 的简便方法是 。
(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H2O2 后溶液中Cu2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3~4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：摇摇2Cu2＋+4I－=2CuI(白色)↓+I2 2S2O32－ +I2=2I－+S4O62－
①滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察到的现象为 。
②若滴定前溶液中的H2O2 没有除尽，所测定的Cu2＋含量将会 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)已知pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 mol·L-1计算)。
开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3＋ 1. 1 3. 2
Fe2＋ 5. 8 8. 8
Zn2＋ 5. 9 8. 9
实验中可选用的试剂：30%H2O2、1. 0 mol·L-1HNO3、1. 0 mol·L-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：① ；② ；③过滤；④ ；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。
【答案】
19. (15 分)
(1) ①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O ②加热(至沸)
(2)①淀粉溶液 蓝色褪去 ②偏高
溶浸
过滤
硫酸钾
过滤
蒸发浓缩、冷却结晶
除杂
空 气
反应器
燃 料
反应器
尾气
空气
甲烷
CO2、H2O
回收CO2
分离
CaSO4
CaS
甲 方 案 流 程
乙 方 案 流 程
样品
足量稀硫酸
变通N2，边煮沸
气体A
溶液B
数据处理
碱液充分吸收后，
用盐酸调节至弱酸性
I2标准溶液
滴定
H2SO4溶液
数据处理
①用H2O2溶液充分吸收
②NaOH标准
溶液滴定