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工艺流程1
2012高考复习全国各地理综化工生产流程题
1、河南省郑州外国语学校2012届高三下学期综合测试验收(5)(15分)稀土元素是周期表中ⅢB族钪、钇和镧系元素之总称。
他们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价为+3价。
其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料。
我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。
已知:
①该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表:
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.7
3.7
Y3+
6.0
8.2
②在元素周期表中,铍元素和铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。
请回答下列问题:
(1)钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)的组成用氧化物的形式表示为______________。
(2)欲从Na2SiO3和Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。
①最好选用盐酸和________两种试剂,再通过必要的操作即可实现。
a.NaOH溶液 b.氨水 c.CO2 d.HNO3
②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式 。
(3)为使Fe3+沉淀完全,用氨水调节pH=a时,a应控制在________范围内,检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法是 。
2、2012届浙江省部分重点中学高三第二学期3月联考试题理科综合(16分)高铁酸钾是一种高效多功能水处理剂。
工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:
①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:
Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下:
(1)写出反应①的离子方程式
(2)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
①工业生产中最佳温度为 ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为。
②若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式:
(4)K2FeO4在水溶液中易水解:
4FeO42-+10H2O
4Fe(OH)3+8OH-+3O2。
在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用溶液(填序号)。
A.H2OB.CH3COONa、异丙醇C.NH4Cl、异丙醇D.Fe(NO3)3、异丙醇
3、2012年3月泰安市高三第一轮复习质量检测(8分)
随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。
为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:
物质
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
难溶
易溶
该工艺的主要流程如下:
请回答下列问题。
(1)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,用化学方程式表示为________________。
(2)反应①的目的是_________________。
(3)该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,写出该步发生反应的离子方程式:
______________________________。
(4)经过热重分析测得:
NO4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如右图所示。
则NH4VO3在分解过程中_________(填序号)。
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3B.先分解失去NH3,再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O和NH3D.同时分解失去H2、N2和H2O
4、2012年3月泰安市高三第一轮复习质量检测(15分)
(1)下列关于工业生产说法正确的是。
(填序号)
A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳,后通氨气
B.在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中,皆采用循环操作提高原料利用率
C.在氯碱工业,电解槽被离子交换膜隔成阴极室和阳极室
D.工业上采用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝
E.石油裂化属于化学变化,主要目的是为了获得短链不饱和气态烃
(2)我国规定饮用水质量标准规定必须符合下表中要求:
pH
Ca2+、Mg2+总浓度
细菌总数
6.5~8.5
<0.0045mol·L-1
<100个·mL-1
以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图:
1水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等,加入石灰生成Ca(OH)2,进而发生若干复分解反应,写出其中的离子方程式(只要求写出两个):
;
2a。
②FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂,它在水中最终生成沉淀;通入二氧化碳的目的是和。
③气体A的作用是,通常可以用Ca(ClO)2替代A,下列物质中同样可以作为气体A的代用品(填编号,多选倒扣)。
a.ClO2b.浓氨水c.K2FeO4d.SO2
5、(2012年济宁市高三考试理综12分)工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产Zn(NO3)2·6H2O晶体,其工艺流程为:
(1)在“酸浸”步骤中,为提高锌的浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是。
(2)上述工艺流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有。
(3)在“除杂I”步骤中,需再加入适量H2O2溶液,H2O2与Fe2+反应的离子方程式为。
为使Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,而Zn(OH)2不沉淀,应控制溶液的pH范围为。
检验Fe3+是否沉淀完全的实验操作是。
(4)加入Zn粉的作用是。
“操作A”的名称是。
6、安徽省2012届高三高考信息交流试题
(一)(15分)
利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下:
依据上述流程,完成下列填空:
(1)天然气脱硫后产生的Fe2S3与H2O,O2反应的化学方程式是。
(2)CH4经一次转化后,假设混合气只有CO、H2和CH4,CH4所占体积分数为20%,则该混合气体的
平均相对分子质量为。
(3)反应①的目的和优点是。
(4)反应②的离子方程式为。
(5)上述过程中脱硫处理最终得到的硫磺如果进行分离和富集后,在工业生产上可用于
(写出一种用途)
(6)合成氨的反应中,若充入amolN2、bmolH2发生反应,达平衡时N2和H2的转化率相同,则a:
b=;已知合成氨反应是一个放热反应。
则下列条件的选择,可用勒夏特列原理解释的是。
(填字母)。
A.工业合成氨选择铁作催化剂B.工业合成氨选择500℃的高温
C.工业合成氨选择20Mpa~50MPaD.及时分离氨气,提高转化率
7、安徽省安庆市2012届高三第二次模拟考试(14分)
是一种重要的化工原料。
某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主耍成分是
,并含有
杂质)制取
的实验,流程如下:
(1)第①步研磨的目的是______________所得滤液主要含______________,______________等溶质。
(2)第②步反应的离子方程式为____________________________。
(3)第③步浓缩结晶后,要经过_______、洗涤、干燥竚步骤才可得到
洗涤沉淀的基本操作
是:
___________________________________。
(4)若制得
质量为82.00克,测得MnO2质量为1.74克,且测得第①步滤渣质量为4.70克,
忽略各物质在溶液中的溶解损失,可计算出菱镁矿石中
的质量分数为_______。
8、安徽省东至县2012届高三第一次模拟考试(15分)
高锰酸钾,也叫灰锰氧、PP粉,是一种常见的强氧化剂,常温下为深紫色细长斜方柱状结晶,有金
属光泽,易见光分解。
高锰酸钾以二氧化锰为原料制取,有广泛的应用,在工业上用作消毒剂、漂白
剂等。
以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。
在实验室里,KMnO4晶体应保存在中。
写出上述流程中生成K2MnO4的化学方程式:
。
上述流程中可以循环使用的物质有、(填化学式)。
如果物质不循环使用,也不考虑制备过程中的损失,则1molMnO2可制的mol的KMnO4。
操作I的名称是,要用到的玻璃仪器有;操作II是根据KMnO4和K2CO3两物质
的(填性质)差异来进行分离的。
9、安徽省东至县2012年高三“二模”(19分)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可以将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。
已知Cr3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为5.0和7.0,Fe3+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为2.7和3.7,Fe2+的氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH分别为7.6和9.6。
(1)某含铬废水处理的主要流程如图所示:
第27题图
1初沉池中加入的混凝剂是KAl(SO4)2·12H2O,用于吸附悬浮杂质,用离子方程式表示其反应原理是
②反应池中发生主要反应的离子方程式是。
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、
;证明Cr3+沉淀完全的方法是。
实验室中操作A的名称是,需用玻璃仪器是。
(2)工业上也可用硫酸亚铁来处理含Cr2O72-废水。
Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是
,调节溶液pH至,可使得到的金属阳离子Fe3+和Cr3+沉淀完全。
处理该溶液中0.01molCr2O72-时,理论上至少可生成沉淀的质量是克。
10、安徽省怀宁中学2011-2012学年高三下学期模拟考试
(一)(15分)
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。
某工厂以孔雀石为主要原料制备CuSO4·5H2O及纳米材料G,主要步骤如下:
已知该条件下,通过调节溶液的酸碱性而使Fe3+、Fe2+、Cu2+生成沉淀的pH分别如下:
物质
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe(OH)3
2.2
3.2
Fe(OH)2
7.6
9.6
Cu(OH)2
4.7
6.4
请回答下列问题:
(1)在相同温度时溶度积的相对大小:
Ksp[Fe(OH)2]Ksp[Cu(OH)2](填“>”或“<”)。
(2)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。
试剂①是一种氧化剂,把Fe2+氧化成Fe3+的
目的是。
该工厂选用试剂①最好为下列中的(填代号)。
a.H2O2b.空气c.Cl2d.KSCN
(3)根据下图有关数据,你认为工业上氧化操作时应采取的措施是。
(4)向溶液B中加入试剂②的化学式为,操作I的名称是。
(5)气体E和气体F应该先通人CaCl2溶液中的是(填化学式)。
写出制备G和H的化学反应方程式。
(6)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,反应中MnO4-被还原为Mn2+,则该反应的离子方程式为。
取A溶液20.00mL,用去0.0240mol/LKMnO4溶液16.00mL时,恰好达到滴定终点,则A溶液中Fe2+浓度为。
11、安徽省六校教育研究会2012届高三测试(14分)“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石,例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分FeS2)氧化为Fe2(SO4)3,并使溶液酸性增强;利用Fe2(SO4)3作氧化剂溶解辉铜矿石(主要成分Cu2S),然后加入铁屑进一步得到铜,其流程如图:
(1)黄铁矿氧化过程的化学反应方程式为。
(2)完成溶解辉铜矿石(Cu2S)和进一步得到铜的离子反应方程式:
①Cu2S+Fe3++H2OCu2++Fe2++()+SO42-
②。
(3)工业上以辉铜矿为原料,采取火法熔炼工艺生产铜。
该过程中有如下反应:
2Cu2S(s)+3O2(g)====2Cu2O(s)+2SO2(g)△H=mkJ/mol
2Cu2O(s)+Cu2S(s)===6Cu(s)+SO2(g)△H=nkJ/mol
则Cu2S(s)+O2(g)===2Cu(s)+SO2(g)△H=;
该工艺炼铜的副产品SO2用于制硫酸,SO2转化为SO3的反应为:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K= ;
工业上用氨水吸收硫酸厂尾气中的SO2,反应的化学方程式为 。
(4)请评价细菌冶金的优点。
(说一点即可)
12、安徽省铜陵一中安庆一中2011-2012联考(15分)聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。
用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。
实验步骤如下:
(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有。
(a)玻璃棒(b)烧杯(c)烧瓶
(2)步骤
取样分析溶液中Fe2+、Fe3+的含量,目的是和确定氧化Fe2+所需NaClO3的量
(a)控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比(b)确保铁的氧化物酸溶完全
(c)确定下一步还原所需铁的量
(3)完成步骤
中的氧化还原反应:
补充产物并配平
____Fe2++____ClO3-+____H+=____Fe3++____Cl-+________
(4)聚合硫酸铁溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比不是3:
2。
根据下列提供选择的试剂和基本操作,测定聚
合硫酸铁产品溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比。
测定时所需的试剂。
(a)NaOH(b)FeSO4(c)BaCl2(d)NaClO3
需要测定Fe2O3和的质量(填写化合物的化学式)。
13、东北三省三校2012届高三下学期第一次联合模拟考试
14、福建省福州八中2012届高三第五次质量检测考试(17分)FeSO4•7H2O广泛用于医药和工业领域。
以下是FeSO4•7H2O的实验室制备流程图。
根据题意完成下列填空:
(1)碳酸钠溶液能除去酯类油污,是因为(用离子方程式表示),反应Ⅰ
需要加热数分钟,其原因是。
(2)废铁屑中含氧化铁,无需在制备前除去,理由是(用离子方程式回答)
,。
(3)判断反应Ⅱ完成的现象是:
。
以下是测定某补血剂(FeSO4•7H2O)中铁元素含量的流程图。
根据题意完成下列填空:
Ⅲ
(4)步骤Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸,用98.3%,ρ=1.84g/cm3的浓硫酸配制,所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及。
写出步骤Ⅳ的离子方程式:
。
(5)步骤Ⅴ一系列操作依次是:
①过滤②洗涤③④冷却⑤称量⑥恒重操作。
操作⑥的目的是。
(6)假设实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量g(用含a的代数式表示)。
15、福建省福州市2012届高三质量检查(16分)锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。
高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值,61℃时晶体开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。
用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图。
请回答:
(1)氯化锶溶液显________(填“酸性"、“碱性”或“中性”);
(2)写出步骤②在浆液中加入盐酸时发生反应的离子方程式____________________________
(3)步骤③中调节溶液pH至8一1O,宜选用的试剂为_______________。
A.稀硫酸B.氢氧化锶粉末C.氢氧化钠D.氧化锶粉末
所得滤渣的主要成分是______________(填化学式)。
(4)步骤⑤中,洗涤氯化锶晶体最好选用___________。
A.水B.稀硫酸C.氢氧化钠溶液D.氯化锶饱和溶液
工业上用50~60℃热风吹干六水氯化锶,选择该温度的原因是____________________。
(5)若滤液中Ba2+浓度为1×10一5mol·L一1,依据下表数据可以推算滤液中Sr2+物质的量浓度为___________________。
SrSO4
BaSO4
Sr(OH)2
Ksp
3.3×10—7
1.1×10—10
3.2×10—4
16、福建省龙岩一中2012届高三第八次月考(16分)氧化铜有多种用途,如用作玻璃着色剂、油类脱硫
剂等。
为获得纯净的氧化铜,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:
经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
⑴步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质。
所需操作的名称是________、________。
⑵步骤Ⅱ的目的是除硫酸亚铁。
操作步骤
是先滴加H2O2溶液,稍加热,当Fe2+转化完全后,慢慢加
入Cu2(OH)2CO3粉末,搅拌,以调整溶液pH在一定范围之内,加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫
酸酸化滤液至pH=1。
①写出用H2O2溶液除去硫酸亚铁的离子方程式____________________________。
②调整pH的范围应该在____________之间。
⑶步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。
操作是将溶液加热蒸发至有晶膜出现时,停止加热,
______,水浴加热烘干。
采用水浴加热的原因是____。
⑷该同学用CuSO4溶液进行如下探究实验:
取A、B两支试管,分别加入2mL5%H2O2溶液,再向
H2O2溶液中分别滴入0.1mol·L-1FeCl3和CuSO4溶液各1mL,摇匀,观察到滴入FeCl3溶液的
试管产生气泡更快,由此得到结论:
Fe3+对H2O2溶液分解的催化效率比Cu2+高,该同学的结论是否
正确________(填正确或错误),请说明原因。
17、福建省莆田一中2012届高三上学期期末考试(16分)硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废
渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质)。
用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下:
(1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有。
(2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因用离子方程式表示:
。
(3)根据下表数据:
氢氧化物
Al(OH)3
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀的pH
3.10
8.54
2.01
7.11
完全沉淀的pH
4.77
11.04
3.68
9.61
在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于,当pH=5时,溶液中c(Al3+)
为mol·L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)。
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,碳酸氢铵与硫酸亚铁反应的离子方程
式为。
若用等物质的量的碳酸铵替代碳酸氢铵,则产品中可能混有的杂质是。
(5)A的操作是。
(6)mg烧渣经过上述工艺可得红氧化铁ng。
药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于(用含m、n的表达式表示)。
18、福建省泉州市2012届高中毕业班质量检查(16分)
制备过氧化氢的传统方法是在过氧化钡中加入稀硫酸。
以重晶石(BaSO4)为原料制备过氧化氢的流程如下:
回答下列问题:
(1)图中的气体①可能含有的物质是
①CO②CO2③SO2
A.仅①③B.仅②③C.仅①②D.全部
(2)BaS不能存在于水中,BaS溶于水后,S元素主要以HS-的形式存在,用化学方程式表
示其原因:
(3)已知:
写出CO2和Ba(HS)2反应的热化学反应方程式:
需将溶液A加热的原因是
(4)气体②可进一步加工成为上述制取H2O2流程中的一种原料,该原料是
(5)通入的CO2若含有O2会有BaSO4生成,所以通常增大溶液的pH以提高CO2—3浓度,把BaSO4转化为BaCO3。
若测得SO2—4的浓度为
,则CO2-3的浓度需大于才不致于生成BaSO4沉淀,已知
(6)据报道,科学家在实验室已研制出在燃料电池的
反应容器中,利用特殊电极材料以H2和O2为原
料制取过氧化氢的新工艺。
原理如右图所示:
请写出甲电极的电极反应式:
19、福建省石光华侨联中2012届高中毕业班第一次综合能力测试(17分)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。
X与过量浓硝酸反应后生成两种气体,请写出该反应的所有产物(水除外)的化学式。
(2)氧化铁是重要工业颜料,用表面生锈的废铁屑制备它的流程如下:
NH4HCO3溶液
Na2CO3溶液稀硫酸
滤液、
气体
回答下列问题:
1请写出加稀硫酸过程中所发生的所有反应的离子方程式
②操作I的名称是,
③请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式。
④已知FeCO3(s)=FeO(s)+CO2(g)ΔH=172KJ﹒mol_1
4FeO(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH=—120KJ﹒mol_1
写出FeCO3煅烧过程反应的热化学方程式
(3)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、
烧杯、胶头滴管外,还需。
②该实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是。
A.稀硝酸B.稀盐酸C.稀硫酸D.浓硝酸
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