高三题型专练题型十五 化工流程.docx
- 文档编号:23441563
- 上传时间:2023-05-17
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:1.06MB
高三题型专练题型十五 化工流程.docx
《高三题型专练题型十五 化工流程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高三题型专练题型十五 化工流程.docx(36页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高三题型专练题型十五化工流程
题型十五化工流程
高考真题
1.(2016课标Ⅰ)高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。
以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1:
1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是
。
(2)“平炉”中发生的化学方程式为。
(3)“平炉”中需要加压,其目的是。
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“
歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱酸性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成K2MnO4、MnO2和(写化学式)。
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为,阴极逸出的气体是。
③“电解法”和“
歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为。
(5)高锰酸钾纯度的测定:
称取1.0800g样品,溶解后定容于100mL容量瓶中,摇匀。
取浓度为0.2000mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48mL,该样品的纯度为(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
【答案】
(1)增大反应物接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;
(2)2MnO2+4KOH+O2
2K2MnO4+2H2O;
(3)提高氧气的压强,加快反应速率,增加软锰矿转化率;
(4)①KHCO3;②MnO42−−e−=MnO4−;H2;③3:
2;
(5)
。
2.(2016课标Ⅲ)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________。
(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:
4ROH+V4O124−
R4V4O12+4OH−(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。
为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(5)“流出液”中阳离子最多的是。
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式
。
【答案】
(1)V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2;
(2)0.5;(3)Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)碱;(5)K+;(6)2NH4VO3
V2O5+H2O+2NH3↑。
模拟训练
1.一种以黄铜矿和硫磺为原料制取钢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:
已知:
“反应Ⅱ”的离子方程式为Cu2++CuS+4Cl-=2[CuCl2]-+S
回答下列问题:
(1)铁红的化学式为________;
(2)“反应Ⅱ”的还原剂是________(填化学式);
(3)除CuS外“反应II”的产物还有_________(填化学式);
(4)“反应Ⅲ”的离子
方程式为_____________________________________;
(5)某同学设想利用电化学原理实现以CuSO4、SO2为原料制备Cu和H2SO4,并吸收炼铁过程中产生的CO尾气,实现资源与能源的综合利用。
该同学据此组装出的装置如下图所示:
闭合该装置中的K,A池中通入SO2的Pt电极的电极反应式为______________________________________,B池中生成的气体X的电子式为_____________,若在C池中生成64gCu,则整个装置中共生成H2SO4_____mol。
【答案】
(1)Fe2O3
(2)CuS(3)FeS2
(4)4[CuCl2]-+O2+4H+=4Cu2++8Cl-+2H2O(5)SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
2
2.摩尔盐易[(NH4)2Fe(SO4)2]易溶于水,具有还原性。
以下是利用废铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料制取摩尔盐的流程图。
回答下列问题:
(1)在“步骤l”中加Na2CO3溶液是为了洗涤除去废铁屑表面的油污,加热的目的是______________________
________________________________________(利用简要文字和必要的离子方程式说明),配制100g10%的Na2CO3溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和_______;
(2)“步骤2”中所用废铁屑必须过量,原因是___________________________________;
(3)“步骤3”加入(NH4)2SO4固体充分搅拌溶解后,依次进行的实验操作是:
蒸发浓缩、_____________、过滤、洗涤、干燥;
(4)一般采用滴定法测定摩尔盐产品中Fe2+的含量:
称取4.0g摩尔盐样品,溶于水,加入适量稀硫酸,用0.2mol/LKMnO4溶液滴定,达到终点时,消耗10.00mLKMnO4溶液。
①滴定过程中发生反应的离子方程式为______________________________________________;
②产品中Fe2+的质量分数为_________;
③滴定过程中.左手控制_______________,右手摇动锥形瓶,直到__________________________________时停止滴定,读数。
此时若俯视读数.测定结果将偏________(填“高”或“低”)。
【答案】
(1)使平衡CO32-+H2O
HCO3-+OH-右移,增强溶液碱性天平
(2)防止产生Fe3+,保证所制摩尔盐的纯度
(3)冷却结晶
(4)①5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O②14%③酸式滴定管的活塞溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色低
3.某实验小组探究少量Cl2和FeBr2反应的过程。
(1)配制FeBr2溶液:
ⅰ.配制50mL1.0mol/LFeBr2溶液;
ⅱ.上述溶液呈淡黄色。
取少量此溶液,向其中滴入KSCN溶液,变为浅红色。
①配制50mL1.0mol/LFeBr2溶液需要的玻璃容器是_______________________。
②由ⅱ可知,此FeBr2溶液呈黄色的原因是其中含有________,
用离子方程式解释产生其原因:
__________
________________________________________________。
(2)氯气和FeBr2反应实验操作及现象如下:
据此甲同学得出结论:
少量Cl2既能和Fe2+又能和Br-发生氧化还原反应。
①Cl2和Fe2+发生反应的离子方程式是____________________________________________。
②乙同学认为上述实验不能证明Cl2和Br-发生反应,理由是________________________________________。
③乙同学改进实验如下:
在上述FeBr2溶液中加入过量铁粉,取上清液2mL,向其中滴加3滴饱和氯水后,再加入CCl4,振荡后静置,观察现象。
乙得出结论:
少量Cl2只与Fe2+反应,不与Br-反应。
乙得出该结论依据的实验现象是_________________________________________。
(3)丙同学继续设计实验,探究反应过程:
①转移到大试管前CCl4液体中呈红棕色的物质是___________。
②丙通过此实验可得出结论:
_________________________________________________________。
【答案】
(1)①50mL容量瓶、烧杯(多答“量筒”亦可)②Fe3+4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
⑵①Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+②溶液中含有的Fe3+可与I-反应生成I2使淀粉变蓝③静置后,上层溶液为黄色,下层溶液无色
⑶①Br2②少量Cl2能与Br-反应,生成的Br2会继续氧化溶液中的Fe2+
4.硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。
用锌白矿(主要成分为ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂成)制备ZnSO4·7H2O的流程如下。
相关金属离了生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Zn2+
6.4
8.0
(1)“滤渣1”的主要成分为_________(填化学式)。
“酸浸”过程中,提高锌元素浸出率的措施有:
适当提高酸的浓度、_____________________(填一种)。
(2)“置换”过程中,加入适量的锌粉,除与溶液中的Fe3+,H+反应外,另一主要反应的化学方程式为______
________________________________________________。
(3)“氧化”一步中,发生反应的离子方程式为___________________________________________________。
溶液pH控制在[3.2,6.4)之间的目的是_________________________________________________________。
(4)“母液”中含有的盐类物质有_________(填化学式)。
【答案】⑴SiO2粉碎锌白矿(或充分搅拌浆料、适当加热等)
⑵ Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4
⑶3Fe2++MnO4-+7ZnO+9H+═3Fe(OH)3+MnO2+7Zn2+使Fe3+沉淀完全,而Zn2+不沉淀MnO4-变为MnO2沉淀,避免引入杂质
⑷ZnSO4、K2SO4
5.硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为:
2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2(该反应△>0)某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O流程如下。
(1)吸硫装置如图所示。
①装置B的作用是检验装置中SO2的吸收效率,B中试剂是_____________________________,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液___________________________________。
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是____________________________、____________________________。
(写出两条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。
(室温时CaCO3饱和溶液的pH=12),限用试剂及仪器:
稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管、
序号
实验操作
预期现象
结论
①
取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,____________________________________。
有白色沉淀生成
样品含NaCl
②
另取少量样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,充分振荡溶解,__________________________________。
有白色沉淀生成,上层清液pH>10.2
样品含NaOH
(3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:
第一步:
准确称取agKIO3(相对分子质量:
214)固体配成溶液,
第二步:
加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,
第三步:
用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液溶液的体积为vmL则c(Na2S2O3溶液)=_______mol·L-1。
(只列出算式,不作运算)已知:
IO3-+I-+6H+=3I2+3H2O,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3的浓度可能_______(填“不受影响”、“偏低”或“偏高”),原因是____________________________________(用离子方程式表示)。
【答案】⑴①品红、溴水或酸性KMnO4溶液溶液颜色很快褪色(或其他合理答案)②控制SO2的流速适当升高温度(或其他合理答案)⑵①滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡②加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测量上层清液pH
⑶6000a/214V或3000a/107V偏低O2+4H++4I-=2I2+2H2O
6.重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。
为回收利用,通常采用如下流程处理:
注:
部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
ll.l
8
9(>9溶解)
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。
A.Na2O2B.HNO3C.FeCl3 D.KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是________;已知钠离子交换树脂的原理:
Mn++nNaR→MRn+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是__________。
A.Fe3+B.Al3+C.Ca2+D.Mg2+
(3)还原过程中,每消耗172.8gCr2O72-转移4.8mole-,该反应离子方程式为_______________________。
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O72-形式存在,工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。
实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-==Fe2+,阴极反应式是2H++2e-==H2↑。
(1)电解时能否用Cu电极来代替阳极上的Fe电极?
________(填“能”或“不能”),理由是______________
___________________________________。
(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为_______________________________________。
(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡影响角度解释其原因_________
__________________________________________________________________________________________。
(4)若溶液中初始含有0.1molCr2O72-,则生成的阳离子全部转化化成沉淀的质量是________g。
【答案】Ⅰ⑴A⑵ABCD⑶3S2O32-+4Cr2O72-+13H2O==6SO42-+8Cr(OH)3↓+2OH-
Ⅱ⑴不能因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态⑵Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O
⑶水中的H+在阴极区放电,H+浓度减小促使水的电离平衡H2O=H++OH-向右移动,阴极区OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全⑷84.8
7.实验室以一种工业废渣(含80%~90%的Ca(OH)2,其余为焦炭等不溶物)为原料制备KClO3的实验过程如下:
几种物质的溶解度如下图:
⑴反应I的目的是制备Ca(ClO3)2,写出该反应的化学方程式:
_______________________________________;在通入Cl2和O2比例、废渣量均一定的条件下,为使Cl2转化完全,可采取的合理措施是_________________
____________________________________。
⑵若过滤时滤液出现浑浊,其可能的原因是_____________(填序号)。
A.漏斗中液面高于滤纸边缘B.滤纸已破损C.滤纸未紧贴漏斗内壁
⑶所加试剂Y选用KCl而不用KNO3的原因是_________________________________________。
⑷已知:
4KClO3
3KClO4+KCl;2KClO3
2KCl+3O2↑。
实验室可用KClO3制备高纯KClO4固体,实验中必须使用的用品有:
热过滤装置(如下图所示)、冰水。
①热过滤装置中玻璃漏斗的下端露出热水浴部分不宜过长,其原因是_______________________________。
②请补充完整由KClO3制备高纯KClO4固体的实验方案:
向坩埚中加入一定量的KClO3,______________________________________________________________
__________________________________________,在低温下干燥得KClO4固体。
【答案】⑴2Ca(OH)2+2Cl2+5O2=2Ca(ClO3)2+2H2O缓慢通入Cl2、O2(搅拌浆料或控制合适的温度)
⑵AB⑶防止产物KClO3中含有较多的KNO3杂质
⑷①防止滤液冷却析出的晶体堵塞漏斗②控制温度400℃,使KClO3充分分解,将所得固体溶于水并煮沸至有大量固体析出,用热过滤装置过滤,并用冰水洗涤滤渣2~3次
8.镁在工业、医疗等领域均有重要用途。
某化学小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等),设计了回收其中镁的工艺流程:
(1)酸浸前,将固体废弃物研磨的目的是_____________________,为达到此目的,还可以采取的措施是______________________________________________________(任写一条)。
(2)酸浸时,生成滤渣I的离子方程式为______________________________。
(3)第一次调节pH的目的是_______________________________________________。
当加入氨水使Al3+开始沉淀时,溶液中c(Fe3+)/c(Al3+)为_________。
已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1×10-33.
(4)设计简单方案分离滤渣2,简述实验过程:
_________________________________________________
___________________________。
(5)滤液3中可回收利用的物质主要是___________(填化学式),其阳离子的电子式为______________。
(6)写出工业上从滤渣3中获得镁锭的所有反应的化学方程式:
_______。
【答案】⑴加快浸出速率提高反应温度或适当增加硫酸浓度(或其他合理答案)
⑵MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3⑶使Fe3+、Al3+沉淀从而分离出来4.0×10-5
⑷溶于适量氢氧化钠溶液,过滤得Fe(OH)3;向滤液中通入过量CO2,过滤得Al(OH)3
⑸(NH4)2SO4
⑹Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O、MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
9.某工厂用一固体废渣(主要成份为Al2O3·Cr2O3,还含有FeO、SiO2)为主要原料回收利用,生产红矾钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O),同时制备明矾(KAl(SO4)2·12H2O)。
其主要工艺流程如下:
己知:
NaBiO3不溶于冷水,在碱性条件下能将Cr3+氧化为CrO42-
(1)I、II目的是____________________________________________________________。
(2)实验室中操作④的名称为_____________________________。
(3)己知:
Ksp[Fe(OH)3]=3.0×10-39,Ksp[Al(OH)3]=3×10-33。
当pH=5.6时Cr(OH)3开始沉淀。
室温下,II中需调节溶液pH范围为__________________(杂质离子浓度小于1×10-6mol/L视为沉淀完全)。
(4)写出Ⅲ中发生反应的离子方程式_______________________________________________________。
(5)IV中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化,理由是________________________________________________(结合化学方程式回答)。
(6)写出溶液F和硫酸溶液反应的离子方程式___________________________________________________,若用足量二氧化碳通入F中,则生成的溶液中离子浓度关系为______________________________________。
【答案】⑴使Fe2+转化为Fe3+,并调整pH,使Fe3+和Al3+完全沉淀,与铬元素完全分离
⑵蒸发浓缩,冷却结晶,过滤⑶5.0≤pH<5.6
⑷3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=2CrO42-+3Na++3Bi(OH)3
⑸酸性条件下CrO42-或Cr2O72-会被Cl-还原为Cr3+
⑹Cr2O72-+6Cl-+l4H+=2Cr3++3Cl2+7H2OAlO2-+4H+=Al3++2H2O
c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)
10.黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产氯化铜晶体的流程如下:
(1)反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量的原因是___________________________________________
(2)滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是_________________
(3)写出反应Ⅱ的化学方程式____________________________________________________
(4)“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、__________、___________。
(5)在空气中直接加热CuCl2·xH2O晶体得不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高三题型专练题型十五 化工流程 题型 十五 化工 流程