高中化学专题17 化工流程二非金属学生版Word文档格式.docx
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(1)固体1的主要成分除Ca(OH)2外,还有__________、________(填化学式);
(2)步骤Ⅱ中需要的O2量应是_____(填“少量”或“过量”);
步骤Ⅴ最终捕获剂捕获的气体产物是________;
(3)步骤Ⅳ处理含NH4+废水时,发生反应的离子方程式为__________________;
(4)为确保步骤Ⅲ无NaNO3生成,理论上应控制NO与O2的物质的量之比为_____,若n(NO):
n(O2)=5:
2且NaOH溶液足量,则步骤Ⅲ所得溶液中NaNO3与NaNO2的物质的量之比为______________.
3.由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下:
⑴写出KIO3在日常生活中的一个重要应用________________________.
⑵检验“含碘废水”中是否含有单质I2的常用试剂是________(写试剂名称).
⑶通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为______________________.
⑷工艺中五种物质的制备反应中,不涉及氧化还原反应的步骤是“制________”.
⑸“制KI(aq)”时,该温度下水的离子积为Kw=1.0×
10-13,Ksp[Fe(OH)2]=9.0×
10-15.
为避免0.9mol·
L-1FeI2溶液中Fe2+水解生成胶状物吸附I-,起始加入K2CO3必须保持溶液的pH不大于______.
⑹“制KIO3溶液”反应的离子方程式为__________________.
⑺KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示.流程中由“KIO3(aq)”得到KIO3晶体的操作步骤为_____________________.
4.硒(Se)和铜(Cu)在生产生活中有广泛的应用.硒可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂,也是动物体必需的营养元素和对植物有益的营养元素等.氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业.CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化.以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下所示:
请回答下列问题:
(1)若步骤①中得到的氧化产物只有一种,则它的化学式是____________.
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式:
____________________________________.
(3)步骤⑤包括用pH=2的溶液酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是__________(写酸的名称).
(4)上述工艺中,步骤⑥和⑦的作用是_____________.
(5)Se为ⅥA族元素,用乙二胺四乙酸铜阴离子水溶液和硒代硫酸钠(Na2SeSO3)溶液反应可获得纳米硒化铜,硒代硫酸钠还可用于Se的精制,写出硒代硫酸钠(Na2SeSO3)与H2SO4溶液反应得到精硒的化学方程式:
_____.
(6)氯化亚铜产率与温度、溶液pH关系如下图所示.据图分析,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低影响CuCl产率的原因是____________________________________;
温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是_______________________________.
(7)用NaHS作污水处理的沉淀剂,可以处理工业废水中的Cu2+.已知:
25℃时,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×
10-7,Ka2=7.0×
10-15,CuS的溶度积为Ksp(CuS)=6.3×
10-36.反应Cu2+(aq)+HS-(aq)
CuS(s)+H+(aq)的平衡常数K=__________(结果保留1位小数).
5.NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水,水溶液近中性,具有强还原性,可用于化学镀银、镍、铬等.一种利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2·
H2O的工艺流程如下:
已知P4与两种碱的反应主要有:
Ⅰ.2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·
H2O+2H2↑
Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑
(1)已知H3PO2是一元中强酸,NaH2PO2是___________(填“正盐”或“酸式盐”).
(2)尾气中的PH3被NaClO溶液吸收可生成NaH2PO2,从吸收液中获得NaH2PO2·
H2O的操作为______________、______________过滤、洗涤和干燥.
(3)用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni,同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为:
______________________.
(4)“反应”在温度和水量一定时,混合碱总物质的量与P4的物质的量之比[n(碱)/n(磷)]与NaH2PO2产率的关系如图所示.当n(碱)/n(磷)>2.6时,NaH2PO2的产率随n(碱)/n(磷)的增大而降低的可能原因是______.
(5)滤渣2主要成分为___________________(填化学式).
(6)“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl-及Fe2+等,其中加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多,其主要原因是_________________.
(7)在工业上,可以用惰性电极电解NaH2PO2溶液制取磷酸,请写出其阳极反应式_________________.
6.亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂.以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
①HC1O2可视为强酸,NaClO2的溶解度随温度升高而增大.②ClO2的沸点为283K,纯ClO2易分解爆炸.回答下列问题:
(1)ClO2发生器中发生反应的离子方程式为____;
向其中鼓入空气的作用可能是____.
(2)吸收塔中发生反应的化学方程式为____;
为防止生成的NaClO2被继续还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中.除H2O2外,还可以选择的还原剂是____(填序号).
A.Na2O2B.Na2SC.FeCl2D.KMnO4
(3)操作①的实验方法依次是_____、_____、过滤;
操作②实验方法是_____.
(4)akgNaClO3理论上可制___kgNaClO2·
3H2O.
7.某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸,获得了良好的经济效益,下面是其生产流程图.
(1)试剂a可能是________,设备B的名称为_________,设备A中的化学方程式为____________.
(2)该化工厂合成氨时的压强40MPa,温度为500℃左右,在此条件下,测定达到平衡时混合气体中NH3的体积分数约为35.2%.
①在保持温度、压强不变的情况下,写出一种能提高合成塔中H2转化率的方法____________,温度越低,NH3的产率越高,为何不在较低温度下进行合成____________.
②从合成塔中出来的NH3的体积分数通常约为15%,其原因是____________.
(3)从设备B中出来的硝酸浓度较小,通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏
①下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是:
____________
A.浓硫酸B.硫酸镁C.生石灰
②蒸馏时通常采用减压蒸馏,这样做的主要目的是____________.
(4)用尿素[CO(NH2)2]处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体,反应过程为:
NO、NO2在水中反应转化亚硝酸,然后亚硝酸再与尿素反应,写出后者反应的化学方程式:
____________.
8.从海水中提取溴的工业流程如图:
(1)以上步骤I中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是____.
(2)实验室保存液溴时,通常在盛液溴的试剂瓶中加少量的水,这与液溴的_____性质有关(填写序号).
A氧化性B还原性C挥发性D腐蚀性E密度比水大
(3)流程Ⅱ中将吹出的溴蒸气用纯碱溶液吸收时还有CO2生成,写出吸收时发生反应的离子方程式:
__________.
(4)实验室分离溴水中的溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是____.(填序号)
A四氯化碳B乙醇C烧碱溶液D苯
9.亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用.研究小组用Na2CO3溶液吸收SO2制备Na2SO3.其实验流程如下:
查阅资料可知,向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中,溶液中有关组分的质量分数变化如下图是所示.
(1)如图中的线2表示的组分为____________(填化学式)
(2)写出如图曲线4的反应方程式:
__________________________
(3)实验时,“反应Ⅱ”中加入NaOH溶液的目的是_______________________(用化学方程式表示)
(4)国家标准规定产品中Na2SO3的质量分数≥97.0%为优等品,≥93.0%为一等品.为了确定实验所得产品的等级,研究小组采用了下列方法进行测定.
称取2.570g产品,用蒸馏水溶解,加入足量的双氧水使Na2SO3完全氧化生成Na2SO4,再加入过量的BaCl2溶液,所得沉淀经过滤、洗涤、干燥后称重,质量为4.660g,通过计算确定产品中Na2SO3的质量分数(写出计算过程)._________________
10.硼酸(H3BO3)是有重要用途的一元弱酸.请回答下列问题:
(1)单质硼溶于热的浓硝酸可以生成硼酸,该反应的化学方程式为___________.
(2)利用铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·
H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)制硼酸,已知天然的Fe3O4不溶于酸.生产硼酸的工艺流程如下:
①“浸渣”主要成分的化学式为_____________.
②“净化除杂”:
滤液保持一定温度,需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH=5.6.温度不宜过高的原因是___________.调节溶液的pH=5.6的主要目的是___________.
[已知:
Ksp[Fe(OH)3]=2.6×
10-39],Ksp[Al(OH)3]=1.3×
10-33,
Ksp[Fe(OH)2]=4.7×
10-6],Ksp[Mg(OH)2]=5.6×
10-12,
(3)硼酸也可以通过电解方法制备.工作原理如图所示.
①写出阳极的电极反应式___________________.
②a膜或b膜为阳离子交换膜的是________;
阴极室溶液的浓度________(填“变大”、“不变”、“变小”).
(4)写出一定条件下硼酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_________________________.
11.某种制取纯碱的生产流程如下图所示:
完成下列填空:
(1)N原子核外有_______种不同运动状态的电子,它的最外层电子排布式是________;
组成纯碱的元素原子半径从大到小依次为___________________.
(2)氨水是常用氮肥,用氨水施肥时要避开高温、大风天气,原因是_______________.
(3)用离子方程式表示碳酸钠被称为“碱”的原因_____________________________.
(4)结合下图用溶解平衡理论解释反应II的反应原理____________________________________.
(5)在向母液中通入石灰乳进行蒸氨之前,通常需要先将母液加热.若不加热,加入石灰乳容易产生沉淀堵塞管道,生成的沉淀是________.
(6)上述流程中可以循环利用的物质有________,副产物是______________.
(7)利用化工生产遵循的一般原则分析上述纯碱生产流程,指出不足之处____________________(写一条).
12.纯碱(Na2CO3)在生产生活中具有广泛的用途.以下是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3的流程图.
向饱和食盐水中通入NH3、CO2后发生的反应为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl.回答以下问题:
(1)粗盐中含有的杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO42-等.精制除杂的步骤顺序是a→________→________→________→b(填字母编号).
a.粗盐溶解,滤去沉渣b.加入盐酸调pHc.加入Ba(OH)2溶液d.加入Na2CO3溶液e.过滤
(2)向饱和食盐水中先通入_______,后通入________
制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl,现欲测定样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案.请回答下列有关问题:
方案一:
把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、称量、计算.
(3)洗涤沉淀的具体操作是_____________________________.
方案二:
利用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去).实验步骤如下:
①按图连接装置,并检查气密性;
②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为33.4g;
③准确称得6g纯碱样品放入容器b中;
④打开分液漏斗a的旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后称得干燥管D的总质量为35.6g.
(4)装置A中试剂X应选用_________________.
(5)根据实验中测得的有关数据,计算纯碱样品Na2CO3的质量分数为___________(结果保留小数点后一位).
13.氮化硅可用作高温陶瓷复合材料,在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用.由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示:
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同.请回答下列问题:
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放,以NaOH为例,用化学反应方程式表示其原因:
________________________________________________________________________.
(2)图示①~⑤的变化中,属于氧化还原反应的是_______________________.
(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解,产生白雾,军事工业中用于制造烟雾剂.SiCl4水解的化学反应方程式为____________________________.
(4)在反应⑤中,3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体,则氮化硅的化学式为________________.
(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中,也能反应生成氮化硅,B和C两种气体在一定条件下化合生成A.写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式______________________.
14.晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料,可用于制芯片和太阳能电池等.以下是工业上制取纯硅的一种方法.
请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示):
(1)在上述生产过程中,属于置换反应的有________(填反应代号).
(2)写出反应③的化学方程式__________________________.
(3)化合物W的用途很广,通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂,可作肥皂的填充剂,是天然水的软化剂.将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1373~1623K反应,生成化合物W,其化学方程式是_________.
(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________(填化学式);
分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是________(填化学式).
(5)工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气,再提纯水煤气得到纯净的H2,提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为___________________________________.
15.欲用含有少量氯化钙的氯化钠固体,配制100mLamol·
L-1的氯化钠溶液,设计了下面的操作方案.根据方案操作步骤回答下列问题:
(1)称量粗盐样品mg,在托盘天平左盘上放________,右盘上放_______.
(2)蒸发操作时应将液体放在________中加热,等加热至________时即停止加热.
(3)在样品的溶液中加入过量的Na2CO3溶液,作用是_________________________________,
反应的化学方程式是______________________________________________________.
(4)在滤液中加入盐酸的作用是____________________________________,
反应的化学方程式是____________________________________________.
(5)配制100mLamol·
L-1的NaCl溶液时,应从Wg固体中称取NaCl的质量为________.
16.工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3,工艺流程如下:
Na2CO3+NO+NO2═2NaNO2+CO2
(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有_________________(填化学式).
(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是_____________;
蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量的NaNO2等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的_____________________(填操作名称)最合理.
(3)母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是______________________________;
母液Ⅱ需回收利用,下列处理方法合理的是_______.
a.转入中和液
b.转入结晶Ⅰ操作
c.转入转化液
d.转入结晶Ⅱ操作
(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2:
1,则生产1.38吨NaNO2时,Na2CO3的理论用量为
______________吨(假定Na2CO3恰好完全反应).
17.碘在工农业生产和日常生活中有重要用途.
(1)上图为海带制碘的流程图.步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是_____________(从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写).
A.烧杯
B.坩埚
C.表面皿
D.泥三角
E.酒精灯
F.冷凝管
步骤④发生反应的离子方程式为____________________________________.
(2)若步骤⑤采用裂化汽油提取碘,后果是__________________________.
(3)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,如能与大多数金属反应生成金属卤化物,跟水反应的方程式为:
IBr+H2O==HBr+HIO等,下列有关IBr的叙述中错误的是(____).
A.固体溴化碘熔沸点较高
B.在许多反应中,溴化碘是强氧化剂
C.跟卤素单质相似,跟水反应时,溴化碘既是氧化剂,又是还原剂
D.溴化碘跟NaOH溶液反应生成NaBr、NaIO和H2O
(4)为实现中国消除碘缺乏病的目标.卫生部规定食盐必须加碘盐,其中的碘以碘酸钾(KIO3)存在.可以用硫酸酸化的碘化钾淀粉溶液检验加碘盐,下列说法正确的是(____).
A.碘易溶于有机溶剂,可用酒精萃取碘水中的I2
B.检验加碘盐原理:
IO3—+5I—+3H2O===3I2+6OH—
C.在KIO3溶液中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.向某无色溶液中加入氯水和四氯化碳,振荡,静置,下层呈紫色,说明原溶液中有I—
18.(题文)氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下
(1)粗盐中含CaCl2、MgCl2等杂质,写出精制过程中发生反应的离子方程式是________,________.
(2)如果粗盐中SO42﹣含量较高,必须添加钡式剂除去SO42﹣,该钡试剂可以是____
A.
Ba(OH)2
B.
Ba(NO3)2
C.
BaCl2
(3)电解过程中所发生反应的化学方程式为________,与电源正极相连的电极附近产生的气体是________,检验该气体可使用的试纸及现象是.
(4)氯碱工厂生产的氯气和氢气可以进一步用于生产盐酸,主要过程如下:
其中关键的一步为氯气和氢气在燃烧管口燃烧生成HCl,氯气有毒,应采取的措施是________.合成盐酸厂要求合成气中的HCl的含量要大于97%,试用最简便的方法进行分析是否含量大于97%________.
(5)氯碱工厂生产的氯气和氢氧化钠溶液可以用于制取“84消毒液”,反应的化学方程式为________.
(6)某同学欲证明盐酸与氯化氢气体性质不同,他分别向A、B、C三支洁净试管中各放入一片干燥的蓝色石蕊试纸,然后往A试管内加入盐酸,试纸显________色,往B试管中通入干燥的氯化氢气体,试纸显________色.最后向C试管中加入物质________(填化学式),他之所以加入这种物质的理由是________.
19.工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同的地方,又有区别.下图路线中的①-③、Ⅰ-Ⅲ分别是工业生产硝酸和雷电高能固氮过程中硝酸的生成途径.回答下列问题:
(1)雷电高能固氮生产硝酸的三个反应中,是否均为氧化还原反应?
_______.
(2)图中途径I、①和②对应的三个反应中,常温下就能进行的是途径________.
(3
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