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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,OH—与Mg2+结合成Mg(OH)2、Ca2+与SO42—结合成CaSO4而析出,使平衡向右移动,杂卤石溶解浸出K+(留在滤液中)。
(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
(2011年高考32题)32、(15分)由熔盐电解法获得粗铝含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于刚才镀铝,工艺流程如下:
(注:
NaCl熔点为801℃;
AlCl3在181℃升华)
(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为①和②
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。
气泡的主要成分除Cl2外还含有;
固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在
(3)在用废碱液处理A的过程中,所发生反应的离子方程式为
(4)镀铝电解池中,金属铝为极,熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在,铝电极的主要电极反应式为
(5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是
(1)2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe,4Al+3SiO2
2Al2O3+3Si;
(2)HCl,NaCl、AlCl3;
(3)2OH—+Cl2=Cl—+ClO—+H2O;
(4)阳,Al+4Cl―—3e—=AlCl4―和2Al+7Cl―—6e—=Al2Cl7―;
(5)致密的氧化铝薄膜隔绝钢材与空气接触,阻止电化学腐蚀发生。
1、(16分)工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO3)2,其生产流程如下:
已知:
Ca(IO3)2微溶于水,溶于硝酸;
Ksp(CuI)=1.1×
10-12,Ksp(Cu2S)=2.5×
10-48;
氧化性:
HNO3>
IO3—>
H2O2
(1)“还原”过程中主要反应的化学方程式为:
2Na2S2O3+I2=+2NaI。
(2)在还原过程还伴随有CuI沉淀生成,写出加入Na2S的离子反应方程式.
(3)在氧化过程中先加入H2O2再加入浓硝酸,不直接加入浓硝酸的目的是.
(4)加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca(IO3)2,则溶液要调节至(填“酸性”或“中性”或“碱性”),原因是
(5)Ca(IO3)2也可用电化学氧化法制取:
先充分电解KI溶液,然后在电解后的溶液中加入CaCl2,最后过滤制得Ca(IO3)2。
写出电解时阳极发生的电极反应方程式,用该方法制取Ca(IO3)2,每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO3)2的质量为____kg(计算结果保留3位有效数字)。
2、(16分)为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:
(1)绿矾的化学式为。
(2)写出反应①的化学方程式,
反应②生成沉淀的离子反应方程式。
(3)为了检测滤液D中含有的金属离子,可设计实验方案为(试剂自选):
。
(4)在滤渣B中滴加稀硫酸时,发现反应速率比一般的铁粉反应要快,其原因是
。
(5)若考虑绿色化学工艺,在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体,试剂Y为无色液体,则反应④的总化学方程式为;
若不考虑绿色化学工艺,所选试剂Y为1mol/L的硝酸,欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4,则需该硝酸的体积L。
3、(15分)从明矾[KAl(SO4)2·
12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
明矾焙烧的化学方程式为:
4KAl(SO4)2·
12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
(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)从水浸后的滤液中得到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)。
4、(16分)铬铁矿的主要成分可表示为FeO·
Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,下图所示是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程。
已知1:
物质的溶解度(g/100g水)已知2:
物质
0℃
40℃
80℃
KCl
28.0
40.1
51.3
NaCl
35.7
36.4
38.0
K2Cr2O7
4.7
26.3
73.0
Na2Cr2O7
163.0
215.0
376.0
①焙烧时有Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2等生成。
②Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+;
Cr2O72-具有很强的氧化性
(1)“浸出”步骤中,为了提高浸出率,可采取的措施有(要求写一条)。
(2)固体b中主要含有(填写化学式)。
(3)要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用(填写仪器或用品名称)。
(4)酸化步骤用醋酸调节溶液的pH﹤5,其目的是;
不用盐酸调节溶液pH的原因是。
(5)操作III发生反应的化学方程式是,
要得到K2Cr2O7晶体的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、、和干燥。
5、(16分)用含有A1203、SiO2和少量FeO·
xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·
18H2O。
:
稀H2SO4滤渣母液
产品
铝灰滤液
(一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2)
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
2.7
完全沉淀时
5.2
9.7
3.2
(1)H2S04溶解A1203的离子方程式是
(2)检验滤液中还存在Fe2+的方法是______________________________(注明试剂、现象)。
(3)“除杂”环节有如下几个步骤,(Ⅰ)向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH为3.2;
(Ⅱ)加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色:
(Ⅲ)加入MnSO4至紫红色消失,过滤。
①步骤Ⅰ的目的:
;
调节溶液的pH为3.2的目的是。
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是,写出其反应方程式:
③Ⅲ中加入MnS04的目的是。
(4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是_____________________。
(填化学式)
6、(16分)铬铁矿的主要成分可表示为FeO·
Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如下图所示。
①NaFeO2遇水强烈水解。
②Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+
(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合价是。
(2)滤液1的成分除Na2CrO4、Na2SiO3外,还含有(填化学式);
生成滤渣1中红褐色物质反应的化学方程式是。
(3)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是。
(4)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是。
(5)莫尔法是一种沉淀滴定法,以Na2CrO4为指示剂,用标准硝酸银溶液滴定待测液,进行测定溶液中Cl-的浓度。
银盐
性质
AgCl
AgBr
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白
浅黄
砖红
Ksp
1.34×
10-6
7.1×
10-7
1.1×
10-8
6.5×
10-5
1.0×
滴定终点的现象是________________________________________________。
若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,可选为滴定指示剂的是__________(选填编号)
A.NaClB.K2CrO4C.BaBr2
7、(16分)锶(Sr)为第五周期第ⅡA族元素。
高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·
6H2O)具有很高的经济价值,用工业碳酸锶粉末(含少量钡、铁的化合物等杂质)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下图所示。
SrCl2·
6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。
⑴操作①加快反应速率的措施有(任写一种)
碳酸锶与盐酸反应的离子方程式为。
(2)加入少量30%H2O2溶液的发生反应的离子方程式为
(3)步骤③中调节溶液pH至8—10,宜选用的试剂为_______(填序号):
A.氨水B.氢氧化钠C.氢氧化锶粉末D.碳酸钠晶体
所得滤渣的主要成分是Fe(OH)3和(填化学式)。
(4)工业上用热风吹干六水氯化锶,选择的适宜温度范围是。
A.50~60℃B.70~80℃C.80~100℃D.100℃以上
(5)若滤液中Ba2+
浓度为1×
10-5mol/L,依右表
数据推算出滤液中Sr2+物质的量浓度不大于
mol/L。
8、(17分)工业上以软锰矿为原料,利用烧结烟气中的SO2
制备MnSO4·
H2O的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。
酸浸过程发生反应:
MemOn+H+→Me(2n/m)++H2O,Me表示Fe、Al、Zn、Cu等。
25℃时部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Mn(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
CuS
ZnS
MnS
FeS
pH
10.4
6.7
8.0
≥-0.42
≥2.5
≥7
回答下列问题:
(1)酸浸时SO2将MnO2还原为MnSO4,其离子方程式为 。
酸浸时SO2的吸收率与pH和温度的关系如下图,为提高SO2的吸收率,酸浸适宜的条件是 。
图1:
SO2的吸收率与pH值的关系 图2:
SO2的吸收率与温度的关系
(2)滤渣B的主要成分是 。
(3)加入MnS的目的是 。
(4)操作IV的步骤为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,在不断搅拌情况下,电解酸化的MnSO4溶液,阳极的电极反应式为:
。
(6)已知金属离子浓度小于1.0×
10-5mol/L时认为已经完全沉淀,根据表格数据,计算25℃时Zn(OH)2溶度积Ksp为(不需计算过程)。
9、(15分)钛有强度高和质地轻的优点,广泛应用于飞机制造业等。
工业上利用钛铁矿,其主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)制备钛金属,工业流程如下:
Ti与TiO2化学性质稳定,不溶于稀硫酸、稀盐酸等。
(1)请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式:
(2)请写出“熔融氧化”的化学方程式:
。
(3)电解氯化镁的阴极反应式为:
,可循环利用的物质为:
(填化学式)。
(4)热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂:
(填“能”或“不能”);
原因为:
(5)用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl2和Mg,除杂试剂是(填化学式)。
10、(16分)工业上将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是
(写化学式),操作I的名称。
(2)步骤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)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是
。
③中X试剂为
(3)⑤的离子方程式为。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
钒沉淀率%
88.1
94.8
96.5
98.0
98.8
96.4
93.1
89.3
结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)<
〖已知:
25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×
10-39〗
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有
和
工艺流程答案
1、
(1)Na2S4O6(2分)
(2)2CuI(s)+S2—(aq)
Cu2S(s)+2I—(aq)(3分)
(3)减少氧化过程中生成的氮的氧化物的污染(2分)
(4)中性(2分)Ca(IO3)2在硝酸溶液中溶解,故要中和过量的酸;
而在碱性溶液中,会混有微溶的Ca(OH)2造成产品不纯。
(2分)
(5)3H2O+I—-6e—=IO3—+6H+(3分);
1.20(2分)
2、
(1)(2分)FeSO4·
7H2O
(2)(4分)2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑AlO2-+CO2+2H2O
Al(OH)3↓+HCO3-
((或2AlO2-+CO2+3H2O
2Al(OH)3↓+CO32-)[未写离子方程式扣1分,不配平扣
1分,离子符号错0分]
(3)(3分)用试管取少量滤液D(1分),向滤液中滴加KSCN(或NaSCN、或NH4SCN)]
溶液无明显现象(1分),再滴入氯水(或双氧水,或通入Cl2)若变成血红色,则溶
液则中存在Fe2+(1分)。
(4)(2分)铜、铁与稀硫酸形成了原电池(或发生了电化腐蚀,或有电流产生)
(5)(5分)Cu+H2O2+H2SO4
CuSO4+2H2O(2分。
配平1分,化学式错0分)
2(3分)[说明:
反应式为3Cu+2HNO3+3H2SO4
3CuSO4++2NO↑+4H2O]
3、
(1)KAl(SO4)2·
12H2O(2分)
(2)AC(2分,多选、错选0分)
(3)蒸发结晶(2分,“蒸发浓缩、冷却结晶”给1分)
(4)
(2分)
阳极中碳被氧化成CO2(CO)(2分,用化学方程式表示也可,如:
C+O2
CO2或2C+O2
2CO,条件用加热或970℃也可)
(5)NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-(2分)
(6)
或
(3分,不带单位不扣分,化简也可以)
4、
(1)加热;
或研磨;
或搅拌;
(2)Al(OH)3(2分);
(3)pH计或精密pH试纸(2分)
(4)使CrO42-转化为Cr2O72-(2分);
Cr2O72-会把盐酸(或氯离子)氧化为氯气(3分)
(5)Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl(3分,没↓或没配平扣1分),
过滤、洗涤(2分)
5、
(1)
(2)取少量滤液,滴加KMnO4溶液(2分),KMnO4溶液褪色(1分)
(3)①将Fe2+氧化为Fe3+,(2分)调节pH值使铁完全沉淀;
△
②生成有黄绿色气体(2分);
MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O(2分)
③除去过量的MnO4-。
(1分)
(4)K2SO4。
6、
(1)+6(2分)
(2)NaOH、NaAlO2;
(2分,只写一项得1分,多写或错写得0分)
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH;
(3分)
△
(3)加硫酸酸化(2分)
(4)4[FeO·
Cr2O3]+7O2+20NaOH==8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O(3分)
(5)①滴入最后一滴标准溶液,生成砖红色沉淀,且30s内沉淀不消失(2分)
②B (2分)
7、
(1)(共5分)升高温度、或增大盐酸浓度、或充分搅拌等(合理均可,2分)
SrCO3+2H+==Sr2++CO2↑+H2O(3分)
(2)(共3分)2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++H2O(3)(共4分)C(2分)
BaSO4(2分)(4)(共2分)A(5)(共2分)0.03(或3×
10-2)
8、(17分)
(1)MnO2+SO2=Mn2++SO42-(3分);
pH为3左右、温度为40℃左右(2分)
(2)Fe(OH)3、Al(OH)3(2分)
(3)除去Cu2+、Zn2+(2分)
(4)蒸发浓缩冷却结晶(2分)
(5)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+(3分)
(6)1.0×
10-17(3分)
9、
(1)FeTiO3+2H+
Fe2++TiO2+H2O(3分)
(2)TiO2+2C+2Cl2
TiCl4+2CO(3分)
(3)Mg2++2e-=Mg(3分)Cl2和Mg(2分)
(4)能;
(1分)钠的还原性比镁强(1分)
(5)HCl(2分)(填写H2SO4、HNO3均可)
10、16分)
(1)SiO2(2分);
过滤(2分)
(2)加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率[或类似表述,如提高RAn(有机层)的浓度、百分含量等](2分);
H2SO4(2分)
(3)NH3·
H2O+VO3-=NH4VO3↓+OH-(2分)
(4)1.7~1.8(或1.7、1.8其中一个)(2分),2.6×
10-3mol·
L-1(2分)
(5)氨气(或氨水)(1分);
有机萃取剂(1分)
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