工业流程图题精选.doc
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工业流程图题精选.doc
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工业流程题
18.我省物产资源丰富。
东海有蛭石,蛭石为一种层状结构的含镁的铝硅酸盐,是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物,因为其受热膨胀时呈挠曲状,形态酷似水蛭,故此得名蛭石。
膨化后的蛭石呈颗粒状,有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能,但不耐酸。
⑴某硅酸盐矿石的组成可以看作SiO2中有1/4的Si被Al置换,再由Mg平衡其电荷形成的。
该矿石的组成以氧化物形式表示为________________________。
固体D
(8.92g))
滤液C
膨化蛭石矿样
(11.20g)
过量盐酸
过滤
固体A
(2.40g)g)
滤液B
过量NaOH溶液
过滤
过量CO2
过滤
滤液E
固体F
(3.12g)
固体G
(6.40g)
灼烧
⑵某校研究性学习小组取得了某种牌号的膨化蛭石样品,其成分可以用氧化物(MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、H2O)的形式表示。
为研究蛭石的组成,拟进行实验探究,实验流程及相关数据如下:
①固体A的化学式是_____________;②固体F的物质的量是___________________;
③通过计算,给出用氧化物的形式表示某种膨化蛭石组成的化学式。
19.NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。
工艺流程如下图:
请回答下列问题:
(1)用稀硫酸溶解废渣时,为了提高浸取率可采取的措施有_________________。
(任写一点)
(2)向滤液中滴入适量的Na2S溶液,目的是除去Cu2+、Zn2+,写出除去Cu2+的离子方程式:
__________。
(3)在40℃左右,用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95℃时加入NaOH调节pH,除去铁和铬。
此外,还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。
下图是温度—pH与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域(已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10−39)。
下列说法正确的是______(选填序号)。
a.FeOOH中铁为+2价
b.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10−29
c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为:
6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
d.工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH约为1.2~1.8
减少过氧化氢的分解
6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
(4)上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是_________________。
(5)确定步骤④中Na2CO3溶液足量,碳酸镍已完全
沉淀的简单实验方法是____________________________________。
Na2SO4、NiSO4
(6)操作Ⅰ的实验步骤依次为:
【实验中可选用的试剂:
6mol•L-1的H2SO4溶液,蒸馏水、pH试纸】。
①__________________________________;②__________________________________;
③蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得NiSO4•6H2O晶体;④用少量乙醇洗涤NiSO4•6H2O晶体并晾干。
20.钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。
利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下:
已知:
FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:
FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++TiOCl42−+2H2O
(1)滤渣A的成分是▲。
(2)滤液B中TiOCl42−转化生成TiO2的离子方程式是▲。
(3)反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,
Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图9所示。
反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因
是▲。
(4)反应③的化学方程式是▲。
图9
(5)由滤液D制备LiFePO4的过程中,所需
17%双氧水与H2C2O4的质量比是▲。
(6)LiFePO4电池中常加入少量活性炭黑,其作用可能是▲。
21.工业上可用软锰矿(主要成分为MnO2)和闪锌矿(主要成分为ZnS)制取干电池中所需的MnO2和Zn,其工艺流程如下:
软锰矿
闪锌矿
酸溶
H2SO4
过滤
单质硫
滤液
通电
MnO2
Zn
H2SO4
下列说法正确的是
A.酸溶时,MnO2作还原剂B.可用盐酸代替硫酸进行酸溶
C.原料硫酸可以循环使用D.在电解池的阴极处产生MnO2
22.(12分)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。
合成路线如下:
(1)写出反应Ⅰ的化学方程式。
(2)生产中,向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是
。
(3)下列有关说法正确的是。
a.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
b.反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1
c.反应IV需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解
d.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥
(4)反应Ⅴ在25℃、40%乙二醇溶液中进行,不断有硫酸钾晶体从溶液中析出,硫酸钾的产率会超过90%,选用40%乙二醇溶液的原因是。
(5)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式。
23.(15分))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几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如右图所示。
(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有,
加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为。
(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全?
答:
。
(3)加入NaClO3饱和溶液发生反应为:
MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓
再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:
①;
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10mL于锥形瓶中,加入10mL稀硫酸和20mL1.000mol·L-1的
FeSO4溶液,微热。
步骤3:
冷却至室温,用0.100mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
步骤4:
将步骤2、3重复两次,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:
。
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为。
24.(14分)Ni2O3是一种灰黑色粉末,约在600℃分解成NiO,工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取Ni2O3的工艺流程如下:
已知:
①草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。
②有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物
Ni(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀的pH
7.1
1.5
6.5
9.7
沉淀完全的pH
9.1
3.7
9.7
12.4
请问答下列问题:
(1)加入H2O2的目的是将溶液中Fe2+氧化,写出该反应的离子方程式▲。
(2)步骤A应调节溶液pH的范围是▲。
步骤B中加入NH4F的目的是▲。
(3)如果在酸溶过程中HNO3完全反应,则从溶液A中可以回收的物质是▲。
(4)干燥脱水后得到NiC2O4,将其煅烧3h,制得Ni2O3,同时生成CO和CO2。
写出NiC2O4受热分解的化学方程式▲。
煅烧时温度不宜过高的原因是▲。
(5)向NiCl2溶液中加入NaOH、NaClO溶液也可以析出Ni2O3沉淀,该反应的离子方程式为▲。
25.(15分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。
某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为____。
(2)第②步加H2O2的作用是____。
(3)该探究小组提出两种方案测定CuSO4·5H2O晶体的纯度。
方案一:
取ag试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。
用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(原理为I2+2S2O===2I-+S4O),到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。
①滴定过程中可选用________作指示剂,滴定终点的现象是____________。
②CuSO4溶液与KI反应的离子方程式为____。
方案二:
取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用cmol·L-1EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液6mL。
滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+。
③写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w=________。
④下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________(填字母)。
a.未干燥锥形瓶 b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子
26.(11分)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用,会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性,成为废催化剂。
一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下:
(1)“焙烧1”通入空气的目的是________________。
(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳,写出甲酸与PdO反应的化学方程式:
____。
(3)加入浓氨水的过程中,需要控制溶液的pH为8~9,实验室中检测溶液pH的简单方法是________________。
(4)写出“焙烧2”发生反应的化学方程式:
____。
(
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