工业流程题总结.docx
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工业流程题总结
工业流程图
27、用海水可同时提取氯化钠和金属镁或镁的化合物,其流程如下图所示:
(1)在实验室中由粗盐“重结晶”制精制食用盐,需要“蒸发”等操作。
有关“蒸发”的目的或操作错误的是。
(填写选项编号)
a、得到热的饱和溶液b、得到晶体c、用余热蒸干溶液
(2)上述流程中:
①用过量盐酸溶解氢氧化镁的原因是:
;
②操作A的实验步骤包括:
、、。
(3)若在空气中加热MgCl2·nH2O,生成的是Mg(OH)Cl,写出反应的化学方程式:
。
(4)用电解法制取镁时,需要无水氯化镁。
所以MgCl2·nH2O必须在气流中加热得到无水MgCl2,原因是:
。
27、
(1)a、c
(2)①防止在下一步操作中氯化镁发生水解(1分);②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(3)MgCl2·nH2OMg(OH)Cl+HCl↑+(n-1)H2O;
(4)氯化氢(HCl)、在干燥的氯化氢气流中,抑制了MgCl2的水解,且带走了MgCl2·nH2O加热产生的水蒸气,故能得到无水氯化镁。
(
27.CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。
以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如下图:
已知:
①钴与盐酸反应的化学方程式为:
Co+2HCl→CoCl2+H2↑
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③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
开始沉淀
2.3
7.5
7.6
3.4
完全沉淀
4.1
9.7
9.2
5.2
请回答下列问题:
(1)在上述新工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,其主要优点为____________________________________________________。
(2)加入碳酸钠调节pH至a,a的范围是_______________________________________。
(3)操作Ⅰ包含3个实验基本操作,它们依次是___________________________和过滤。
(4)制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是____________________________。
(5)为测定产品中CoCl2·6H2O含量,某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的AgNO3溶液,过滤,并将沉淀烘干后称量其质量。
通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是___________________________。
(6)在实验室,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O,通常先将产品溶解在乙醚中,除去不溶性杂质后,再进行_______________操作。
27.
(1)(2分)减少有毒气体的排放,防止大气污染;防止产品中混有硝酸盐。
(2)(2分)5.2~7.6。
(3)(2分)蒸发(浓缩)、冷却(结晶)。
(4)(2分)降低烘干温度,防止产品分解。
(5)(2分)样品中含有NaCl杂质;烘干时失去了部分结晶水。
(6)(2分)蒸馏。
27.印刷电路的废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费。
可从该废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,作为腐蚀液原料循环使用。
测得某废腐蚀液中含CuCl21.5mol/L、FeCl23.0mol/L、FeCl31.0mol/L、HCl3.0mol/L。
取废腐蚀液200mL按如下流程在实验室进行实验:
回答下列问题:
(1)操作1的名称是,上述方法获得的铜粉中含有杂质,除杂所需试剂是 (填化学式)。
(2)实验室可用固体KClO3与浓HCl反应制备Cl2,此反应中Cl2既是氧化产物,又是还原产物。
反应的化学方程式为 。
(3)右图是实验室制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液的部分装置。
从下图挑选所需的仪器,完成上述装置简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管。
固定装置不用画),并标明容器中所装试剂。
(4)实验中,必需控制氯气的速度,使导管口逸出的气泡每秒1~2个,以便被FeCl2溶液完全吸收。
控制生成氯气速度的操作是:
。
(5)按上述流程操作,需称取Fe粉的质量应不少于 g(精确到0.1g),需通入Cl2的物质的量不少于 mol,加入烧瓶中的KClO3的质量应不少于 g(精确到0.1g)。
27.(12分)
(1)过滤,HCl(或H2SO4)(答CuCl2、CuSO4也得分)(2分)
(2)KClO3+6HCl(浓)→3Cl2↑+KCl+3H2O
(条件错或漏写,最多扣1分。
)(2分)
(3)(共3分:
试剂1分,玻璃仪器1分,橡皮管连接1分)
(4)缓慢旋动分液漏斗的活塞,调节液体滴下的速度(2分)
(5)39.2;0.75;30.6(或30.7)(计算不准确或小数位数不正确不得分)(3分)
27.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↑
请回答下列问题:
(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______(填序号)。
①蒸发浓缩,趁热过滤②降温结晶,过滤
(5)已知某铬铁矿含铬元素34%,进行步骤①~④中损失2%,步骤⑤~⑦中产率为92%,则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_______吨(保留2位小数)。
27.(共12分)
(1)FeO·Cr2O3,铁质;
(2)Fe2O3、MgO(2分),调低,H2SiO3、Al(OH)3(2分);
(3)2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O;(4)①,②(填两个相同序号不给分);
(5)0.88(2分)
27.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。
实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及纳米材料G,步骤如下:
(含氮)
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。
从下列所给试剂中选择:
实验步骤中试剂①最佳为 (填代号),检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 (填代号)。
a.KMnO4/H+ b.Cl2c.H2O2d.KSCN
沉淀D中除了过量的CuO外,还存在另一种固体,其化学式为 ,
加入CuO作用是 。
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过操作。
除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是 。
(3)制备纳米材料G时,应向CaCl2溶液中选通入(或先加入) (填化学式)。
写出该反应的化学方程式 。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4标准溶液应使用 。
取A溶液稀释一定倍数后,用KMnO4标准溶液滴定,终点现象为 。
27.(12分)
(1)c(1分);d(1分)Fe(OH)3(1分) 调节溶液的pH值,促进Fe3+的水解(1分)
(2)蒸发、冷却结晶、过滤(2分,写不完整不得分)引流(1分)
(3)NH3(1分)2NH3+CO2+CaCl2+H2O→CaCO3+2NH4Cl(2分)
(4)滴定管(1分) 溶液变成紫红色并保持半分钟(1分)
15.(12分)制造干电池的主要原料之一是MnO2,工业上常用Mn(NO3)2和KMnO4为原料制备MnO2,其生产原理如下:
用软锰矿(含MnO2和少量的Fe2O3、SiO2)和碳反应制得MnO;再将MnO与稀硝酸反应,反应后经过滤、提纯、浓缩,可制得50%的Mn(NO3)2溶液;在一定条件下,把50%的Mn(NO3)2溶液滴加到KMnO4溶液中,发生如下反应:
3Mn(NO3)2+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+2KNO3+4HNO3,
反应生成的沉淀经过滤、洗涤、干燥后得到MnO2。
请回答下列问题:
(1)若将软锰矿和碳反应后的固体产物置于
右图所示的装置甲中,与稀硝酸反应,
观察到装置乙中有红棕色气体产生。
①写出甲中产生气体反应的化学方程
式
▲。
②反应过程中,要向乙中通入一定量的空气,原因是▲。
③装置丙试剂瓶中盛放的试剂是▲。
(2)在制备MnO2的实验中要向反应混合液中不断滴加氨水,则氨水的作用是
▲。
(3)沉淀经过滤、洗涤、干燥后得到的固体,除主要含有MnO2外,还可能混有杂质,则该杂质可能是▲(写化学式)。
(4)有人提出用日光分解KMnO4溶液的方法可制取
MnO2,反应方程式为:
4KMnO4+2H2O
4MnO2↓+4KOH+3O2↑,该反应中c(OH-)随时间
的变化曲线如右图所示,分析曲线的变化趋势,
你认为形成该变化的原因是▲。
16.(10分)工业上用铌铁矿(主要含有Nb2O5、Fe2O3等)生产铌及相关产品的生产流程可表示如下:
已知:
Nb(OH)5实际上是水合氧化铌,它能跟酸起复分解反应;FeSO4是一种重要的食品和饲料添加剂。
(1)检验滤液中的阳离子所需使用的试剂的名称为▲。
(2)Nb2O5与Al反应的化学方程式为▲。
(3)滤液与单质反应的离子方程式为▲。
(4)由上述生产流程可知Nb(OH)5具有▲。
(填“碱性”、“酸性”或“两性”)
(5)滤液与单质反应后,经过滤、浓缩、结晶得到的晶体的化学式为▲。
15.共12分。
每空2分。
(1)
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
把一氧化氮氧化成二氧化氮,便于尾气吸收充分,防止污染环境
③NaOH溶液(或其他合理答案)
(2)中和产生的HNO3,使原料尽可能多的转化为MnO2
(3)Mn(OH)2
(4)反应生成的MnO2对该反应有催化作用
16.共10分。
每空2分。
(1)硫氰化钾或硫氰化钠等
(2)3Nb2O5+10Al
6Nb+5Al2O3
(3)2Fe3++Fe=3Fe2+
(4)两性
(5)FeSO4·7H2O
17.某化学兴趣小组设计以下实验步骤与操作来定性检验茶叶中含有的少量钙、铁、铝三种元素。
已知Ca2+、Al3+、Fe3+完全形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表:
Ca(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
pH
≥13
≥5.2
≥4.1
(1)步骤①中加入盐酸的作用是▲。
(2)步骤②中调节pH至6~7的目的是▲。
(3)沉淀X所含主要物质的化学式为▲。
(4)写出步骤③中发生反应的离子方程式:
▲。
(5)试剂A为▲;试剂B为铝试剂,加入该试剂后的实验现象是▲。
17.每空2分。
(1)使茶叶中的钙、铁、铝元素转化为离子
(2)使Fe3+、Al3+转化为沉淀
(3)Al(OH)3、Fe(OH)3(4)Ca2++C2O42-=CaC2O4↓
(5)硫氰化钾溶液(KSCN) 血红色物质
18.(12分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,且不会造成二次污染。
已知高铁酸盐热稳定性差,工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示:
⑴在农业生产中,滤液1可用作。
⑵上述氧化过程中,发生反应的离子方程式是:
,控制反应温度30℃以下的原因是:
。
⑶结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是:
。
⑷某温度下,将Cl2通入K
OH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液,经测定ClO-与ClO3-离子的物质的量之比是1:
2,则Cl2与氢氧化钾反应时,被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为。
⑸实验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K2FeO4产率的实验数据分别如图1、图2所示。
为了获取更多的高铁酸钾,铁盐的质量分数应控制在附近、反应时间应控制在。
18.⑴化肥
⑵2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O防止生成的K2FeO4发生分解
⑶增大K+浓度,促进K2FeO4晶体析出
⑷11∶3
⑸30%60min
6.(12分)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:
某锰矿的主要成分为MnO2,还含有SiO2、Fe2O3、Al2O3、ZnO和CuO等氧化物。
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
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Cu(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
≥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离子方程式为 。
(2)滤渣A的主要成分是 (3)碱性锌锰干电池的电池反应为:
Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3,电池中负极的电极反应式为 。
用碱性锌锰干电池、惰性电极电解200mL饱和食盐水时,一种湿润的试纸可鉴别该电极产物,反应的离子方程式为 。
当消耗0.65g锌时,电解后溶液的pH为(4)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的元素有 (写两种)
6.(12分)(每空2分)
(1)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O
(2)Fe(OH)3Al(OH)3
(3)Zn+2OH――2e=Zn(OH)2; Cl2+2I-=I2+2Cl- 13(4)锌、锰
3.(8分)金属钛素有“太空金属”“未来金属…‘海洋金属”等美誉,已知钛的化合价主要有+4价和+3价,其中+3价极易被氧化;有关氢氧化物开始沉淀的pH如下:
氢氧化物
Ti(OH)4
Ti(OH)3
Fe(
OH)3
Fe(OH)2
开始
沉淀时的pH
0.5
3.0
1.5
7.6
某地钛铁矿主要成份为FeTi0,,含有少量杂质Si0:
等;提纯Ti0:
并得到副产品FeSO4·7H2O(绿矾)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)黑钛液中生成的主要阳离子有TiO2+和Fe2+,写出反应①的化学方程式:
(2)黑钛液中加入铁粉主要目的是:
(3)步骤④的离子方程式是:
(4)钛的冶炼新法是电解法。
OS法电解炼钛示意图:
以CaCl2/CaO共熔体作为介质,电解时,在阴极生成的Ca进一步还原T1O2得钛。
写出阴极生成钛的有关电极反应式和化学方程式:
25.(10分)从铝+矿(主要成分是Al2O3,含RO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3的一种工艺流程如图13所示:
(1)元素R位于周期表中的第三周期,其最高正化合价和负化合价的绝对值相等。
RO2的用途有(写出1条即可)。
(2)铝土矿加入足量烧碱溶液后主要反应的离子方程式为
①。
②。
(3)工业上通过电解氧化铝和冰晶石的熔融液来冶炼金属铝。
已知电极材料为惰性材料,阳极反应式为。
(4)氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应,制得新型非金属材料AIN与一种中学常见气体X。
已知每转移3mole-,有1.5mol化合物X生成,此反应的化学方程式。
25.(10分)
(1)制作光纤、饰品、建筑材料、石英玻璃、石英坩埚等………………………1分
(2)①Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O……………………………………………2分
②SiO2+2OH-=SiO32-+H2O……………………………………………2分
(3)2O2--4e-=O2↑………………………………………………………2分
(4)Al2O3+N2+3C高温2AlN+3CO……………………………………3分
28.(14分)
某化学小组用粗氧化铜(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜,其实验流程如下所示:
(1)步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式是。
(2)步骤①、③的过滤操作中,除用到铁架台(带铁圈)外,还需要使用的玻璃仪器是
。
(3)已知:
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
1.9
3.2
Fe2+|
7.0
9.0
Cu2+
4.7
6.7
提供的试剂:
a.NaOHb.H2O2c.Na2CO3d.CuO
参照表中给出的数据和试剂,请回答:
步骤②的目的是,反应的离子方程式是。
步骤③中调节溶液pH的范围是,试剂Y是(填字母)。
(4)步骤⑤要得到无水氯化铜,需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2·2H2O,其原因是。
28.(每空2分,共14分)
(1)CuO+2H+=Cu2++H2O
(2)普通漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)将Fe2+氧化成Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;3.2至4.7;d
(4)干燥的HCl气流既可抑制Cu2+的水解,还能带走CuCl2·2H2O受热产生的水汽
27.(12分)硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。
(1)以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆巩(CuSO4·5H2O)的生产流程示意图:
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(∥100g水)见下表。
温度(℃)
20
40
60
80
100
石膏
0.32
0.26
0.15
0.11
0.07
胆矾
32
44.6
61.8
83.8
1
14
请回答下列问题:
①红褐色滤渣的主要成分是
②写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式;
③操作I的温度应该控制在左右;
④从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为:
将热溶液、、洗涤、干燥。
(2)某兴趣小组在实验室用铁粉和稀硝酸及
右图装置制取Fe(NO3)3(固定所用
仪器和加热装置未画出)。
①为保证原料的充分利用,并加快反应
速率,往往将加热温度控制在100℃以内。
该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式是
加热;
②请在图中虚线框内画出尾气吸收装置
(提示:
碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体)。
27.(12分)
(1)①Fe(OH)3…………2分
②3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O…………2分
③100°C…………2分
④冷却结晶、过滤…………2分
(2)①水浴…………2分
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