广东省雷州一中第二学习专题复习化工流程分类解析有答案Word格式文档下载.docx
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完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3~4
(1)写出下列主要离子方程式:
A→B;
B→C+D。
(2)溶液A中加入NaClO的目的是。
(3)在溶液B中加入CuO的作用是。
(4)操作①应控制的pH范围是:
;
操作②的目的是。
(5)由Cu(OH)2加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl2。
采用“稍多量盐酸”和“低温蒸干”的目的是
例题3.二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。
工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯
二氧化锰的流程如下:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.72%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。
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,回答下列问题:
沉淀物
Al(OH)3
Mn(OH)2
Zn(OH)2
CuS
ZnS
MnS
FeS
pH
5.2
3.2
9.7
10.4
6.7
8.0
≥–0.42
≥2.5
≥7
(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程
式为
(2)滤渣A的主要成分是。
(3)加入MnS的目的是除去杂质。
(4)碱性锌锰电池中总反应式:
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
MnO2参与的电极反应方程式为。
(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有(写出两种)。
例题4.为了回收利用SO2,研究人员研制了利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气,制备硫酸锰晶体的生产流程,其流程示意图如下:
离子
(0.01mo/L)
开始
沉淀的pH
完全
Fe2+
7.5
Fe3+
2.2
Al3+
4.0
Mn2+
8.6
已知,浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等金属离子;
有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见右表。
请回答下列问题:
(1)浸出过程中主要反应的化学方程式为
(2)氧化过程中主要反应的离子方程式为
(3)在氧化后的液体中加入石灰浆是用于调节pH(设溶液中离子浓度≥0.01mol/L),则pH应调节至。
(4)滤渣的主要成分的化学式为。
(5)下列各组试剂中,能准确测定尾气中SO2含量的是__________(填编号)。
a.NaOH溶液、酚酞试液b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.碘水、淀粉溶液d.氨水、酚酞试液
练习:
1.胆矾(五水硫酸铜)是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其它含铜化含物的原料。
现有废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾。
有人设计了如下流程:
pH控制可参考下列数据
物质
完全沉淀对的pH
氢氧化铁
2.7
3.7
氢氧化亚铁
7.6
9.6
氢氧化铜
5.2
6.4
请根据上述流程回答下列问题:
(1)A物质可选用。
(填字母)。
a.稀H2SO4b.浓H2SO4/△c.浓FeC13溶液d.浓HNO3
写出A物质溶解铜的化学方程式
(2)I中加H2O2的目的。
(3)II中也可以加入下列物质中的代替Cu2(OH)2CO3(填字母)。
A.NH3B.CuOC.NaOHD.Na2CO3E.Cu(OH)2
(4)Ⅲ加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为。
已知25℃时Fe(OH)3的溶度积为2.6×
10-39,试计算25℃时,用溶液中Fe3+的浓度为
(5)IV过滤所需要的玻璃仪器除烧杯外还有。
(6)V中加H2SO4调节pH=1是为了。
(7)某工程师认为上述流程中所加的A物质并不理想,需作改进,其理由是。
2.从粗产品硫酸锌固体除去铁、铜、镉等可溶性硫酸盐,从而得到纯净的硫酸锌,实验流程如下:
Cd(OH)2
pH值
9.4
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH参见上表,请回答下列问题:
(1)“酸浸”步骤中,为提高锌的浸出率,可采取的措施有。
“酸浸”时适当补充少量水的原因是。
(2)滤液I加入酸性KMnO4所发生反应的离子方程式为。
加入ZnO的原因是。
(3)滤渣III的成份主要是。
(4)从滤液III得到晶体的操作过程为、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。
3.回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、NH4Cl和炭黑等),由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示:
根据上图所示步骤并参考左边表格数据回答问题:
(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。
MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为;
这种处理方法不足之处为:
(2)锰粉经浓盐酸浸取,过滤I除去不溶杂质后,向滤液中加入足量H2O2溶液,其作用是_________________________。
(3)过滤I的滤渣的化学式为;
过滤Ⅱ的滤渣的化学式为。
(4)将过滤I所得滤液经H2O2氧化后,再加入NaOH溶液调节pH的范围是:
,其目的是。
(5)过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使Mn2+氧化得到MnO2,反应的离于方程式为__________________________________________。
4.碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。
已
-锂辉石(主要成分为Li2O
Al2O3
4SiO2)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下:
Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;
Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g.
(1)步骤Ⅰ前,B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________.
(2)步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钠”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
(3)步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有______________.
(4)步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为________________.
(5)从母液中可回收的主要物质是___________.
专题复习---无机化工流程试题
(二)
例题1.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题:
其中需要重点回收的是正极材料,其主要成分为钴酸锂(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机粘接剂。
某回收工艺流程如下:
(1)上述工艺回收到的产物有。
(2)废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂,为了安全对拆解环境的要求是______________。
(3)碱浸时主要反应的离子方程式为___________________。
(4)酸浸时反应的化学方程式为________。
如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解
的目的,但不利之处是________。
(5)若废旧锂离子电池正极材料为LiMn2O4、碳粉、铝箔;
碱浸后的滤渣在酸浸时用空气代替H2O2
也能达到溶解回收的目的,且同时生成MnO2。
则该过程反应的离子方程式。
(6)生成Li2CO3的化学反应方程式为____________。
已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度升高而减小,最后一步过滤时应___________。
例题2.红矾钠(重铬酸钠:
Na2Cr2O7·
2H2O)是重要的基础化工原料。
铬常见价态有+3、+6价。
铬
的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4(含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质),实验室模拟工业以铬
铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下:
①中主要反应:
4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
①中副反应:
Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑,
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑
(1)FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁,写出它的氧化物形式________________。
步骤“①”的反应器材质应选用__________(填“瓷质”、“铁质”或“石英质”)。
(2)“②”中滤渣1的成分是__________,“③”中调pH值是_______(填“调高”或“调低”),“④”中滤渣2的成分是___________。
(3)“⑤”酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式:
____________________。
(4)右图是Na2Cr2O7·
2H2O和Na2SO4的溶解度曲线,则操作I是______,操作II是______。
例题3.新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱
性溶液中稳定。
工业上制备K2FeO4的常用方法有两种。
方法Ⅰ:
次氯酸盐氧化法。
工艺流程如图13.
(1)
完成“氧化”过程中反应的化学方程式:
FeCl3+NaOH+NaClO→Na2FeO4++
其中氧化剂是(填化学式)。
(2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为。
(3)上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质,可用重结晶发提纯,操作是:
将粗产品用
溶解,然后。
方法Ⅱ:
电解法。
以铁为阳极电解氢氧化钠溶液,然后在阳极溶液中加入KOH。
(4)电解时阳极发生反应生成FeO42-,该电极反应方程式为。
练习1.硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是生产硫酸的工业废渣,其综合利用对环境保护具有现实意义。
利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下:
已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示:
回答下列问题:
(1)酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。
(2)煅烧FeCO3生成产品I和CO2的化学反应方程式为________________________________。
实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外,还有__________。
(3)产品Ⅱ的化学式为_______________,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是:
(4)检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是:
取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液,
2.硬铝废料(含90%铝、2.5%镁、7.5%铜)可以制取明矾KAl(SO4)2.12H2O,某探究小组设计了下列实验。
请回答以下问题:
(1)写出步骤②的离子方程式__________;
简述用pH试纸的过程:
__________。
(2)步骤④包括三个环节,分别是______、_________、________。
(3)步骤⑤不直接用水洗的原因是_____________,洗涤的操作是____________。
(4)有人建议:
直接将硬铝溶于稀硫酸中,过滤;
滤液中加入硫酸钾得到溶液丙,在进行后续实验。
请你评价此建议的可行性_____________________。
3.广东省有着丰富的海洋资源。
海水提取食盐和Br2以后的盐卤可以用来制备纯净的MgCl2或MgO盐卤中含有Mg2+、Cl-,还含有少量Na+、Fe2+、Fe3+、SO42-和CO(NH2)2等。
制备流程如下图:
(1)滤渣的成分是(写化学式);
滤液Ⅱ中所含主要的杂质离子是(写离子符号)。
(2)用NaClO除去尿素CO(NH2)2时,生成物除盐外,都是能参与大气循环的物质,则该反应的化学方程式为;
加入NaClO的另一个作用是。
(3)温度和压强P(HCl)g对MgCl2·
6H2O晶体热分解产物的影响如图所示。
①写出P(HCl)g=0.25MPa,温度从300℃升高到550℃时反应的化学方程式;
②实际生产中,将MgCl2·
6H2O晶体加热到600℃的过程中几乎得不到无水MgCl2,其原因是;
若要得到无水MgCl2须采取的措施是。
专题复习---无机化工流程试题(三)
例题1.某化工厂用重晶石为原料制备锌钡白,生产过程中会产生大量废气(主要成分为CO2、CO及少量SO2和硫蒸气等),为防止污染空气并提高原料利用率,生产中采用下述工艺流程:
锌钡白是BaSO4和ZnS的混合物,ZnS难溶于水。
(1)重晶石的化学式为_________,锌钡白可用于调制_______色和浅色油漆。
(2)处理过程
的步骤为:
①_____________;
②洗涤;
③______________。
(3)设备1是冷却分离塔,若设备1前面的导气管过长、过窄,可能使导气管堵塞,
其原因是。
(4)设备2中所用的洗涤剂是NaOH溶液,则y的化学式为。
写出设备2中发生反应的离子方程式:
___________________________、________________________。
(5)可用法分离溶液中的钠盐,进行分离前,需要查得的是。
(6)制备过程中得到的硫磺,除了可用来制硫酸外,其它的
用途为(至少写一种)。
例题2.高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。
其生产工艺如下:
(1)反应①应在温度较低的情况下进行。
因在温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3。
写出在温度较高时KOH与Cl2反应的化学方程式,
当反应中转移5mol电子时,消耗的氯气是mol。
(2)在反应液I中加入KOH固体的目的是(填编号)。
A.与反应液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使KClO3转化为KClO
(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式
为。
(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,其离子反应是:
FeO42¯
+H2O=Fe(OH)3(胶体)+O2↑+
完成并配平方程式,将完整的离子方程式写在下方:
例题3.一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高
。
其主要流程如下:
(1)反应Ⅲ的离子方程式为4CuCl2-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O,CuCl2-中铜元素的化合价为______,该反应中的氧化剂是___________。
(2)一定温度下,在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸,可以析出硫酸铜晶体而不析出氯化铜晶体,其原因可能是____________________________________________。
(3)炼钢时,可将铁红投入熔融的生铁中,以降低生铁的含碳量,该过程中主要反应的化学方程式是_____________________________________。
(4)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 。
(5)已知反应Ⅱ的离子方程式为Cu2++CuS+4Cl—=2CuCl2-+S,反应Ⅰ的产物为(填化学式)_____和________。
例题4.过碳酸钠俗称固体双氧水,被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中,它的
制备原理和路线如下:
2Na2CO3+3H2O2→2Na2CO3·
3H2O2
+Q
(Q>
0)
(1)与过碳酸钠的用途相关的化学性质是
(2)下列物质可使过碳酸钠较快失效的是
a.MnO2
b.H2S
c.稀硫酸
d.NaHCO3
(3)加入NaCl的作用是
(4)工业纯碱中含有Fe3+等杂质,加入稳定剂的作用是与Fe3+生成稳定的配合物,Fe3+对反应的不良影响是
(5)反应的最佳温度控制在15℃~20℃,温度偏高时造成产率低的可能原因
有
,温度偏低时造成产率低的可能原因有
(6)以上生产流程中遗漏了一步,造成所得产品纯度偏低,该步操作的名称是
练习1.亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。
以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·
3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全
③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
(1)160g/LNaOH溶液的物质的量浓度为
。
若要计算该溶液的质量分数,
还需要的一个条件是
(用文字说明)。
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是 (选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性;
b.稀释ClO2以防止爆炸;
c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内的反应的化学方程式为 。
吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是
(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是
否过量的简单实验方法是
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成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
(选填序号)。
a.Na2O2
b.Na2S
c.FeCl2
(6)从滤液中得到NaClO2·
3H2O粗晶体的实验操作依次是 (选填序号)。
a.蒸馏
b.蒸发
c.灼烧
d.过滤
e.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2·
3H2O晶体必须进行的操作是
(填操作名称)。
2.工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下:
(1)水蒸气的作用。
(2)沉淀C的化学式为________,该物质除了用于金属冶炼以外,还可用作________。
(3)操作I、操作II、操作III都用到的玻璃仪器是有________________。
(4)实验室洗涤Al(OH)3沉淀应该如何操作:
(5)生产过程中,除NaOH、H2O可以循环使用外,还可以循环使用的物质有________(填化学式)。
用此法制取铝的副产品是________(填化学式)。
(6)写出Na2CO3溶液与CaO反应离子方程式:
_______________________________。
专题复习---无机化工流程试题(四)
例题1聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)nCl6-n·
xH2O]m,它是一种高效无机水处理剂,它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH,通过促进其水解而结晶析出。
其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。
聚合氯化铝生产的工艺流程如下:
(1)搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式;
(2)生产过程中操作B和D的名称均为(B和D为简单操作)。
(3)反应中副产品a是(用化学式表示)。
(4)生产过程中可循环使用的物质是(用化学式表示)。
(5)调节pH至4.0~4.5的目是。
(6)为使得到的晶体较纯净,生产过程中加入的物质C可选用。
A.NaOHB.AlC.氨水D.Al2O3E.NaAlO2
(7)已知
mol4·
L一4。
现向pH=0,浓度均为0.04mol·
L-1的Al3+、Fe3+溶液中加入氢氧化钠溶液,以调节pH(设溶液体积不变),该过程中Al3+、Fe3+的浓度与pH关系正确的是(填字母代号)。
例题2重铬酸钠(Na2Cr2O7)广泛用于合成颜料、媒染剂等,以烙铁矿(主要成分:
Cr2O3,含有FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程图如下:
(1)若Ⅰ中只用一种试剂调节溶液的PH,应选用(填标号)
A.稀硫酸B.氧化钠固体C.氢氧化钾溶液
(2)Ⅰ中,调节溶液pH后,如果溶液的PH
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