高三专题复习工业流程图例题.docx
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高三专题复习工业流程图例题
2012年高三专题复习——工业流程图例题
muyi736选编
1.(16分)锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。
高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高
的经济价值,61℃时晶体开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。
用工业碳酸锶粉末
(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图。
请回答:
(1)氯化锶溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(2)写出步骤②在浆液中加入盐酸时发生反应的离子方程式 。
(3)步骤③中调节溶液pH至8—10,宜选用的试剂为 。
A.稀硫酸 B.氢氧化锶粉末 C.氢氧化钠 D.氧化锶粉末
所得滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(4)步骤⑤中,洗涤氯化锶晶体最好选用 。
A.水 B.稀硫酸 C.氢氧化钠溶液 D.氯化锶饱和溶液
工业上用50~60℃热风吹干六水氯化锶,选择该温度的原因是
。
(5)若滤液中Ba2+浓度为1×10-5mol·L-1,依据下表数据可以推算滤液中Sr2+物质的量浓
度为 。
SrSO4
BaSO4
Sr(OH)2
Ksp
3.3×10-7
1.1×10-10
3.2×10-4
2.(15分)2011年8月12日,云南曲靖市越州镇约5000余吨的重毒化工废料铬渣非法丢
放,毒水被直接排放南盘江中。
Ⅰ:
某工厂对制革工业污泥中Cr(III)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子
主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Ca2+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
7.6
9.5
4.0
—
4.6
沉淀完全时的pH
3.7
9.6
11.0
5.2(>12溶解)
—
5.6
(1)实验室用18.4mol·L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪
器除烧杯、玻璃棒和吸量管(一种能精确量取一定体积液体的仪器)外,还需 。
(2)加入H2O2的作用是 。
调节溶液的pH=8是为了除去 离子。
(3)还原过程发生以下反应,请配平:
[ ]Na2Cr2O7+[ ]SO2+[ ]_______=[ ]Cr(OH)(H2O)5SO4+[ ]Na2SO4
(4)钠离子交换树脂的原理为:
Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的的杂质离子是
。
Ⅱ:
工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大
损害,必须进行处理。
其中一种处理方法为电解法:
该法用Fe做电极,电解含Cr2O72-
的酸性废水,随着电解进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
阳极的电极
反应式为 。
在阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极
反应方程式解释) 。
产生的阳极产物在处理废水中
的铬元素中所起的作用是 。
3.(15分)从废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)中回收V2O5的一种生产工艺
流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)①中滤渣的主要成分是 。
(2)②、③中的变化过程可简化为(下式中Rn+表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂
的主要成分):
Rn+(水层)+nHA(有机层)
RAn(有机层)+nH+(水层)。
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
③中反萃取时加入的X试剂是 。
(3)完成④中反应的离子方程式:
[ ]ClO3-+[ ]VO2++[ ] =[ ]VO3++[ ]Cl-+[ ]H2O。
(4)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下
pH
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
钒沉淀率/%
88
92
93
95
95
95
93
90
87
根据上表数据判断,⑤中加入氨水,调节溶液pH最佳值为 ;若钒沉淀率为
90%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)在整个工艺流程中,可以循环利用的物质是水、 和 。
(6)写出废液Y中除H+之外的两种阳离子 。
4.(15分)制备过氧化氢的传统方法是在过氧化钡中加入稀硫酸。
以重晶石(BaSO4)为原
料制备过氧化氢的流程如下:
回答下列问题:
(1)图中的气体①可能含有的物质是 。
①CO ②CO2 ③SO2
A.仅①③ B.仅②③ C.仅①② D.全部
(2)BaS不能存在于水中,BaS溶于水后,S元素主要以HS-的形式存在,用化学方程
式表示其原因:
。
(3)已知:
Ba(OH)2(aq)+CO2(g)=BaCO3(s)+H2O(l) ΔH=-162kJ•mol-1
2H2S(g)+Ba(OH)2(aq)=Ba(HS)2(aq)+2H2O(l) ΔH=-191kJ•mol-1
写出CO2和Ba(HS)2溶液反应的热化学反应方程式:
。
需将溶液A加热的原因是 。
(4)气体②可进一步加工成为上述制取H2O2流程中的一种原料,该原料是 。
(5)通入的CO2若含有O2会有BaSO4生成,所以通常增大溶液的pH以提高CO32-浓度,
把BaSO4转化为BaCO3。
若测得SO42-的浓度为1×10-4mol•L-1,则CO32-的浓度需
大于 才不致于生成BaSO4沉淀。
已知Ksp[BaSO4]=1×10-10,Ksp[BaCO3]=2.5×10-9
(6)据报道,科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中,利用特殊电极材料以H2
和O2为原料制取过氧化氢的新工艺。
原理如右图所示:
请写出甲电极的电极反应式:
。
5.(15分)过氧化钙(CaO2)难溶于水,在常温下稳定,在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧
气,因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。
下图是以大理石(主要杂质是氧化铁)
等为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。
请回答下列问题:
(1)操作①应包括下列操作中的 。
(填序号)
A.溶解 B.过滤 C.蒸馏 D.分液 E.蒸发结晶
(2)用氨水调节pH至8~9的目的是__________________________________________。
(3)若测得滤液C中c(CO)=10-3mol/L,则Ca2+ (填“是”或“否”)沉淀完全。
[已知c(Ca2+)≤10-5mol/L时即可视为沉淀完全;Ksp[CaCO3]=4.96×10-9]
(4)若在滤液C中,加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3,则酸化后溶液中
c(NH)______c(NO)(填“≥”、“≤”、“<”、“>”或“=”)。
(5)操作②是:
在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应,一段时间后,
再加入氢氧化钠溶液,当调节溶液pH至9~11,才出现大量沉淀。
写出该反应的化
学方程式 ;用简要的文字解释用氢氧化钠调节
pH至9~11的原因 。
(6)已知大理石含CaCO3的质量分数为a,mg大理石可以制得ngCaO2,请计算:
CaCO3转化为CaO2过程中,Ca原子的利用率 。
6.(14分)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。
某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下:
已知:
主反应:
2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)
2Na2CO3·3H2O2(s) ΔH<0
副反应:
2H2O2=2H2O+O2↑
滴定反应:
6KMnO4+5(2Na2CO3·3H2O2)+19H2SO4
=3K2SO4+6MnSO4+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+34H2O
50℃时,2Na2CO3·3H2O2(s)开始分解。
请回答下列问题:
(1)图中支管的作用是 。
(2)步骤①的关键是控制温度,其措施有 、 、和 。
(3)在滤液X中加入适量NaCl固体或无水乙醇,均可析出过碳酸钠,原因是 。
(4)步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的是 。
(5)下列物质中,会引起过碳酸钠分解的有 。
A.Fe2O3 B.CuO C.Na2SiO3 D.MgSO4
(6)准确称取0.2000g过碳酸钠于250mL锥形瓶中,加50mL蒸馏水溶解,再加50mL
2.0mol·L-1H2SO4,用2.000×10-2mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗30.00mL,
则产品中H2O2的质量分数为 。
7.(12分)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。
一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,
还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:
①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式。
(2)NaClO3的作用是。
(3)加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图8。
萃取剂的作用是;
其使用的适宜pH范围是。
A.2.0~2.5B.3.0~3.5C.4.0~4.5
(5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。
通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是。
(答一条即可)
1、
(1)中性
(2)SrCO3+2H+ = Sr2++CO2↑+H2O
(3)BD;BaSO4、Fe(OH)3
(4)D;温度高有利于除去湿存(晶体表面附着的)水,但温度高于6 1℃时,氯化锶晶体中的结晶水也会失去
(5)不大于0.03mol/L
2、
(1)250mL容量瓶、胶头滴管
(2)氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr(或Cr2O72-),以便于与杂质离子分离; Fe3+和Al3+
(3)1, 3, 11H2O, 2, 1
(4)Ca2+、Mg2+
(5)Fe-2e-= Fe2+;2H++2e-=H2↑;做还原剂,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(III)
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- 专题 复习 工业 流程图 例题