2015高考化学化学与技术课堂检测（有解析）
1. [2014·海南高考]锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为________________。
(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的________操作。
(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为________，其作用是__________________。
(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb－Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是________。
(5)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为______________________。
(6)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载： “炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，……，冷淀，毁罐取出，……，即倭铅也。”
该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为________________________________。(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌)
解析：(1)由于硫化锌精矿的成分是ZnS，焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，发生反应：2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2。因此所产生焙砂的主要成分是ZnO。(2)焙烧过程中产生的含尘烟气主要成分是SO2可净化制酸，该酸可用于后续的浸出操作。(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是置换出Fe等。(4)电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb－Ag合金惰性电极，由于电极是惰性电极，所以在阳极是溶液中的OH－放电，电极反应是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。所以阳极逸出的气体是氧气。(5)根据题意可得“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为2ZnS＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2S↓＋2H2O。(6)用焦炭煅烧炉甘石的化学反应方程式为ZnCO3＋2CZn＋3CO↑。
答案：(1)ZnO (2)浸出 (3)锌粉 置换出Fe等
(4)O2 (5)2ZnS＋4H＋＋O2===2Zn2＋＋2S↓＋2H2O
(6)ZnCO3＋2CZn＋3CO↑
2. [2014·山东高考]工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3＋)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)，工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：
(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为_______________。通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是___________________。
(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_________________
________________________________________________________。
(3)固体A主要为______________(填化学式)。固体B主要为______________(填化学式)。
(4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高产率又可使能耗最低。
解析：依据质量守恒定律，分析工艺流程图不难写出反应方程式：Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7
＋2NaCl；依据题中所示三种物质溶解度曲线图，可看出K2Cr2O7的溶解度在温度较低时明显偏小，NaCl的溶解度受温度的影响变化小，分析可得出冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因和固体A的成分；洗涤固体A时洗涤液中应含有NaCl和K2Cr2O7，所以洗涤液回收后应转移到母液Ⅱ中。
答案：(1)Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl
低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小(合理即得分)
(2)除去Fe3＋
(3)NaCl K2Cr2O7
(4)Ⅱ
3. [2014·课标全国卷Ⅰ]磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2·H2O]和磷灰石[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。
部分物质的相关性质如下：
熔点/℃
沸点/℃
备注
白磷
44
280.5
PH3
－133.8
－87.8
难溶于水，有还原性
SiF4
－90
－86
易水解
回答下列问题：
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的________%。
(2)以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为__________________________________________________。
现有1 t折合含有P2O5
约30%的磷灰石，最多可制得85%的商品磷酸________t。
(3)如图(b)所示，热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是________(填化学式)，冷凝塔1的主要沉积物是________，冷凝塔2的主要沉积物是________。
(4)尾气中主要含有________ ，还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液，可除去________；再通入次氯酸钠溶液，可除去______________(均填化学式)。
(5)相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是____________________。
解析：(1)由图(a)可知，生产含磷肥料约占磷矿石使用量的比例为4%＋ 96%×85%×80%≈69%。(2)由题意可得Ca5F(PO4)3与H2SO4反应制H3PO4的反应方程式为Ca5F(PO4)3＋5H2SO4===5CaSO4＋HF↑＋3H3PO4。由P2O5～2H3PO4，根据磷原子守恒可知，最多可生产85%的磷酸：1 t×30%×÷85%≈0.49 t。(3)磷灰石与SiO2、过量焦炭反应生成P4，磷元素的化合价降低，故碳元素化合价升高，考虑到焦炭过量，故氧化产物为CO，由原子守恒可知，产物中应有CaSiO3，故炉渣主要成分为CaSiO3。根据题给物质的熔点和沸点数据可判断冷凝塔1的主要沉积物为液态白磷，冷凝塔2的主要沉积物为固态白磷。(4)尾气中主要成分是CO和SiF4，尾气通过纯碱溶液时HF、H2S被吸收，SiF4水解后也被吸收；通过NaClO溶液，NaClO可将具有强还原性的PH3氧化而除去。(5)热法磷酸中，磷灰石→P4→P2O5→H3PO4，制得的H3PO4纯度较高，浓度较大。
答案：(1)69
(2)Ca5F(PO4)3＋5H2SO4===3H3PO4＋5CaSO4＋HF↑
0．49
(3)CaSiO3 液态白磷 固态白磷
(4)SiF4、CO SiF4、HF、H2S PH3
(5)产品纯度高(浓度大)
4. [2013·海南高考]硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：
(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是________。
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有________。
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：
发生的主要反应
电弧炉
SiO2＋2CSi＋2CO↑
流化床反应器
Si＋3HClSiHCl3＋H2
还原炉
SiHCl3＋H2Si＋3HCl
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为________；碳化硅又称________，其晶体结构与________相似。
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和________。
物质
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2355
57.6
31.8
8.2
－30.4
－84.9
－111.9
③SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为________。
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是________。
解析：(1)注意条件“金属”，加引号，可知可能为合金；(3)①SiO2与C在高温条件下反应生成SiC和CO，配平即可；②注意所给信息是沸点，沸点不同可采用蒸馏法进行分离；③SiHCl3中Si、H、Cl的化合价分别为＋4、－1、－1，水解反应中Si和Cl的化合价不变，生成H2SiO3和HCl，－1价的H与水中＋1价的H结合生成H2；(4)氯碱工业产物为NaOH、Cl2、H2，Cl2和H2反应可制得HCl，再结合题干工艺流程中投入的原料分析，可得答案。
答案：(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)
(2)石英砂、纯碱和石灰石
(3)①SiO2＋3CSiC＋2CO↑ 金刚砂 金刚石(或单晶硅)
②精馏(或蒸馏)
③H2SiO3、H2、HCl
(4)H2、HCl
微信/支付宝扫码支付