隆昌一中高届化工工艺流程题.docx
- 文档编号:13856097
- 上传时间:2023-06-18
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:426.14KB
隆昌一中高届化工工艺流程题.docx
《隆昌一中高届化工工艺流程题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《隆昌一中高届化工工艺流程题.docx(19页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
隆昌一中高届化工工艺流程题
隆昌一中高2015届化工工艺流程题
———每日一练
1.(2015-4-15)从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
已知:
明矾焙烧的化学方程式为:
4[KAl(SO4)2·12H2O]+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,氧化剂是。
(2)步骤②中,为提高浸出率,可采取的措施有_____________。
A.粉碎固体混合物 B.降低温度C.不断搅拌 D.缩短浸泡时间
(3)明矾焙烧完全后,从步骤②的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。
(4)步骤③电解的化学方程式是,电解池的电极是用碳素材料做成,电解过程中,阳极材料需要定期更换,原因是:
。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则该电池的正极电极反应式是 。
(6)焙烧a吨明矾(摩尔质量为bg/mol),若SO2的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H2SO4质量为吨(列出计算表达式)。
2.(2015-4-16)氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:
①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)加速卤块在H2O2溶液中溶解的措施有:
(写出一条即可)。
(2)加入MgO的作用是;滤渣的主要成分为。
(3)向滤液中加入NaClO3饱和溶液后,发生反应的化学方程式为,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为①蒸发结晶;②;③____;④过滤、洗涤。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:
准确称量3.50g产品配成100mL溶液。
步骤2:
取10.00mL于锥形瓶中,加入10.00mL稀硫酸和20.00mL1.000mol·L-1的FeSO4溶
液,微热。
步骤3:
冷却至室温,用0.l000mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点,此过程中反应的离
子方程式为:
。
步骤4:
将步骤2、3重复两次,计算得平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式(还原产物为Cl-):
;
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为(保留一位小数)。
3.(2015-4-17)尿素可作为H2O2的稳定载体,生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2],其合成工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)操作I、II的名称分别是______、_______。
CO(NH2)2·H2O2分子中尿素和过氧化氢之间以________结合,其结合力较弱,具有尿素和过氧化氢双重性质。
(2)工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备,已知:
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3KJ/mol、285.8kJ/mol
②H2O(l)=H2O(g)H=+44.0 kJ/mol
写出CH4与水蒸气作用生产CO2和H2的热化学方程式:
_______________。
(3)合成过氧化氢尿素加入的稳定剂可以是水杨酸、酒石酸等。
酒石酸分子式为C4H6O6,其核磁共振氢谱只有3种锋,只含羧基和羟基两种官能团,则酒石酸的结构简式为___________。
(4)为测定产品中H2O2的含量,称取干燥样品12.0g配成250mL溶液,取25.00mL
于锥形瓶中,加入适量硫酸酸化,用0.20mol/LKMnO4标准溶液滴定,三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL.(KMO4溶液与尿素不反应).
①完成并配平方程式:
MnO4-+
H2O2+
_________=Mn2++
O2↑+
___;
②计算出产品中H2O2的质量分数为_______。
(5)电解尿素的废水既可以处理废水,又可制得纯氢,电解原理如图所示。
电解池中隔膜仅阻止气体通过,B两极均为惰性电极。
B极连接电源的____极(填“正”或“负”),阳极电极反应方程为_____________。
4.(2015-4-18)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。
三种金属离子生成沉淀的pH如右表。
(1)某含铬废水处理的主要流程如下图所示:
①初沉池中加入明矾作沉降剂,其作用的原理是(用离子方程式表示)
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式:
Cr2O72-+HSO3-+=Cr3++SO42-+H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生主要反应的离子方程式是:
H++OH-=H2O和。
证明Cr3+沉淀完全的方法是。
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水。
实验室利用
如右图模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-=Fe2+,
阴极反应式是2H++2e-=H2↑。
①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是,
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡角度解释其原因。
③若溶液中含有0.01molCr2O72-,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是_______mol。
5.(2015-4-19)某工厂废弃的钒渣中主要含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等,现从该钒渣回收V2O5的工艺流程示意图如下:
(已知:
沉淀为(NH4)2V6O16,全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂)。
R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)
2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)
回答下列问题:
(1)(NH4)2V6O16中钒(V)的化合价为,①中产生的废渣的主要成分是。
(2)工艺中反萃取所用的X试剂为。
(3)为提高②中萃取效率,应采取的措施是。
(4)请完成④中的反应离子方程式:
(5)成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒,写出该反应的化学方程式:
。
(6)将两个全钒液流储能电池串联后作为电源,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,装置如下:
b为电解池的极,全钒液流储能电池正极的电极反应式为;
若通过消毒液发生器的电子为0.2mol,则消毒液发生器中理论上最多能产生gNaClO。
6.(2015-4-20)亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。
它在碱性环境中稳定存在。
工业设计生产NaClO2的主要流程如下:
(1)A的化学式是,装置III中A在极区产生。
(2)II中反应的离子方程式是。
(3)通电电解前,检验III中阴离子的方法和步骤是。
(4)为防止II中制备的NaClO2被还原成NaCl,应选合适的还原剂,除双氧水外,还可以选择的还原剂是(填字母编号)。
a.Na2O2b.FeCl2c.Na2S
(5)常温时,HClO2的电离平衡常数Ka=1.07
10-2mol·L-1,II中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,则溶液中
=。
(6)气体a、b与氢氧化钠溶液可构成燃料电池,用该电池电解200mL0.5mol·L-1的CuSO4溶液,生成铜3.2g,此时所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是
7.(2015-4-21)蓝铜矿主要含xCuCO3·yCu(OH)2,还含有少量Fe的化合物,工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO3和CuSO4.5H2O。
具体方法步骤如下:
已知:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Cu2+
pH
氢氧化物开始沉淀
1.9
7.0
4.7
氢氧化物完全沉淀
3.2
9.0
6.7
(1)蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式
。
(2)从下列所给试剂中选择:
实验步骤中试剂①为(填代号)。
a.KMnO4b.K2Cr2O7c.H2O2d.氯水
(3)在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH,则pH的范围为。
(4)由溶液C获得CuSO4.5H2O,需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,加热蒸发
至时停止加热。
(5)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通人(或加入)试剂②,则试剂②可以是
(填代号);a.氨水b.盐酸c.水蒸气d.NaOH溶液
如果不加人试剂②,则CaCl2溶液不能与CO2反应生成CaCO3,请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因。
(6)为确定试剂①的用量,需测定溶液A中Fe2+的浓度。
实验操作为:
准确量取20.00mL溶液A于锥形瓶中,用0.01200mol/L的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液15.00mL,则溶液A中Fe2+的浓度为。
8.(2015-4-22)钛合金是航天航空工业的重要原料。
由钛铁矿(主要成分是TiO2和Fe的氧化物)制备Ti和绿矾(FeSO4·7H2O)等产品的一种工艺流程示意如下
已知:
①TiO2+易水解,只能存在于强酸性溶液中②TiCl4的熔点-25℃,沸点136.4℃;SiCl4的熔点-68.8℃,沸点57.6℃回答下列问题:
(1)TiCl4的晶体类型是晶体。
(2)TiO2的天然晶体中,最稳定的一种晶体结构如图,其中黑球表示原子。
(3)钛铁矿酸浸时,主要成分TiO2反应的离子方程式为。
(4)操作Ⅱ包含的具体操作方法有。
(5)废液中溶质的主要成分是(填化学式)。
(6)沸腾氧化炉中发生反应的化学方程式为,
制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质,可采用方法除去。
(7)若经事先处理后的钛铁矿只含有TiO2和Fe3O4两种氧化物,现有312kg经处理后的钛铁矿,经上述流程后(省去操作Ⅰ)制得了48kg纯净的金属钛。
已知在上述流程的强酸性溶液中加过量铁粉时测得转移的电子的物质的量为2a×103mol,则理论上可制得kgFeSO4·7H2O(假设上述各步反应均完全且各步没有损耗)。
9.(2015-4-23)钡盐生产中排出大量的钡泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],某主要生产BaCO3的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体及其他副产物,其部分工艺流程如下:
已知:
i.Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2和9.7。
ii.Ba(NO3)2在热水中溶解度较大,在冷水中溶解度较小。
Iii.KSP(BaSO4)=1.1×10-10,KSP(BaCO3)=5.1×10-9。
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:
将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中,充分搅拌,过滤,洗涤。
用离子方程式和必要的文字说明提纯原理:
_________。
(2)上述流程酸溶时,Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐,化学方程式为:
_____。
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为(从下列选项中选择);废渣2为(写出化学式)。
①BaCl2②Ba(NO3)2③BaCO3④Ba(OH)2
(4)过滤3后的母液应循环到容器_____________________中。
(填“a”、“b”或“c”)
(5)称取wg晶体溶于蒸馏水,加入足量的硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀质量为mg,则该Ba(NO3)2的纯度为_______________________。
10.(2015-4-24)化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如下:
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是________(填选项序号)。
a.品红溶液b.紫色石蕊溶液c.酸性KMnO4溶液d.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________
(3)过程③中,需加入的物质是____________;反应的化学方程式为_____________________用溶液Y制绿矾时,可取少量Y溶液于试管中,向试管内加入少量的________________溶液,观察溶液是否变为________色,以验证其中是否含有Fe3+。
(4)在实验室里,完成过程④中的____________(填操作名称),需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等,还需要的玻璃仪器有___________________________。
(5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是_________________________________。
(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:
①用分析天平称取2.700g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495g。
若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。
(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
11.(2015-4-25)银铜合金广泛应用于航空工业。
从切割废料中回收银并制备铜的化工产品CuAlO2的工艺如下:
(注:
Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)铜的核外电子排布式为.
(2)电解精炼银时,阴极反应式为滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为.
(3)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,最后将得不到CuAlO2,写出因NaOH过量引起的反应的离子方程式_______________________.
(4)若将上述流程图中加入的稀NaOH溶液改为加入过量的氨水(其它均不变),则滤液中的阳离子有___________.
(5)完成上述煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO+Al2O3
CuAlO2+___
(6)若银铜合金中铜的质量分数为64%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液L.
12.(2015-4-26)硝酸铝是重要的化工原料。
(1)在实验室中,硝酸铝必须与可燃物分开存放,是因为硝酸铝具有。
A.可燃性B.氧化性C.还原性
(2)用Al作电极电解HNO3溶液制取Al(NO3)3,电解反应的离子方程式为。
(3)查资料得知:
当Al(NO3)3溶液pH>3时,铝元素有多种存在形态,如Al3+、[Al(OH)]2+、[Al(OH)2]+等。
写出[Al(OH)]2+转化为[Al(OH)2]+的离子方程式____。
(4)用硝酸铝溶液(加入分散剂)制备纳米氧化铝粉体的一种工艺流程如下。
1(CH2)6N4水溶液显碱性。
请补充完整下列离子方程式。
②经搅拌Ⅱ,pH下降的原因是。
③凝胶中含有的硝酸盐是____。
(Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33;溶液中离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,可认为这种离子在溶液中不存在)
④煅烧过程主要发生如下转化:
.
煅烧过程中样品的失重率(TG%)随温度变化如图。
凝胶煅烧失重曲线有明显的三个阶段:
(i)a~b段:
失重率82.12%;(ii)b~c段:
失重率9.37%;(iii)c~d段:
失重率几乎为0;
转化Ⅱ对应的失重阶段是(填序号),转化Ⅲ开始的温度是。
13.(2015-4-27)I.KNO3俗名硝石,是一种重要的化工原料,在农业上用途十分广泛,下面是一种KNO3制备方法的主要步骤:
(1)反应Ⅰ中,CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1︰2,该反应的化学方程式为
_________________________________________________。
(2)反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行,加热的目的是_______;从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是_______(填“趁热过滤”、“冷却过滤”)。
(3)检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是:
取少量K2SO4样品溶解于水,
__________________________________________________________________。
(4)整个流程中,可循环利用的物质除(NH4)2SO4外,还有(填化学式)。
(5)将硝酸与浓KCl溶液混合,也可得到KNO3,同时生成等体积的气体A和气体B。
B是三原子分子,B与O2反应生成1体积黄绿色气体A和2体积红棕色气体C。
B的分子式为。
II.
(1)工业上可采用电化学的方法获得N2H4,装置如右图所示,则通入氧气的一极为(填“正极”、“负极”),NH3反应的电极反应式为____________________。
(2)肼(N2H4)可以在纯氧中燃烧生成氮气和水,为了充分利用其能量,有人设计了原电池装置,电极材料是多孔石墨电极,电解质为能够传导H+的固体电解质,请写出负极反应式
__________________________________。
14.(2015-4-28)明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。
具体实验步骤如下图所示:
根据上述图示,完成下列填空:
(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)__________mL,用规格为_______mL量筒量取。
(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42-外,还有大量的NH4+。
检验NH4+的方法是______________________________________________。
(3)写出沉淀物中所有物质的化学式________________________________________。
(4)滤液I的成分是水和______________。
(5)为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,请完善下列步骤:
①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量______溶液,产生白色沉淀。
②___________、__________、_________(依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol,则试样中K2SO4的物质的量为:
___________mol(用含有m、n的代数式表示)。
15.(2015-4-29)活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用。
但随着锌资源的不断开发和利用,锌矿资源越来越少,因此研究利用锌二次资源对缓解锌资源枯竭进程具有重要意义。
下图是以含锌铜烟尘(火法炼铜的副产品,主要成分是ZnO、CuO和FeO)制备活性氧化锌的工艺流程:
含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分为ZnO,还含有少量的CuO和Fe2O3。
(1)操作a名称是____,在实验室中,该过程用到的主要玻璃仪器有。
(2)溶解池中待固体全部溶解后,加入锌粉的作用有:
①将Fe3+还原为Fe2+;②:
③调节溶液的pH(控制其在5,0-5.4之间)。
(3)检验溶解池中Fe3+已全部被还原为Fe2+的最佳试剂是;
(4)右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1.0mol-l计算)。
反应池中的温度控制在90-95℃,请写出反应池中所发生反应的离子方
程式:
。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
2n2+
5.9
8.9
(5)操作b的名称是________;
(6)沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为:
aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O(a、b、c均为整数)。
某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成,进行如下实验:
称取3.59g沉淀进行焙烧,将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,它们分别增重0.72g和0.44g,则该沉淀的组成为。
16.(2015-4-30)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。
某课题以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到Ce(OH)4和硫酸铁铵:
已知:
ⅰ.酸性条件下,铈在水溶液中有
、
两种主要存在形式,
易水解,
有较强氧化性。
ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸
ⅲ.硫酸铁铵[aFe2(SO4)3·b(NH4)2SO4·cH2O]广泛用于水的净化处理。
(1).操作Ⅰ的名称是 ,检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是:
。
(2).反应①之前先要洗涤滤渣B,其目的是为了除去 (填离子符号)。
(3).写出反应①的化学方程式 。
(4).用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。
滴定时所用定量仪器的读数精确为 ;若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定,则测得该Ce(OH)4产品的质量分数 。
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(5).称取14.00g硫酸铁铵样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份加入足量NaOH溶液,过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体;向另一份溶液中加入0.5mol/LBa(NO3)2溶液100mL,恰好完全反应。
则该硫酸铁铵的化学式为 。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 隆昌 一中 化工 工艺流程