高考化学工艺流程专题训练.docx
- 文档编号:30704197
- 上传时间:2023-08-19
- 格式:DOCX
- 页数:42
- 大小:765.97KB
高考化学工艺流程专题训练.docx
《高考化学工艺流程专题训练.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学工艺流程专题训练.docx(42页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高考化学工艺流程专题训练
绝密★启用前
高考化学工艺流程专题训练
一、填空题
1.工业上制备BaCl2的工艺流程图如图:
某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。
查表得
BaSO4(s)+4C(s)
4CO(g)+BaS(s)△H1=+571kJ·mol-1①
BaSO4(s)+2C(s)
2CO2(g)+BaS(s)△H=+226kJ·mol-1②
(1)反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)的△H=_______kJ·mol-1。
(2)气体用过量NaOH溶液吸收,得到Na2S,在Na2S水溶液中c(Na+)与c(S-2)的关系是_______。
(填字母)
A.c(Na+)=2c(S2-)B.c(Na+)<2c(S2-)
C.c(Na+)>2c(S2-)D.2c(Na+)>c(S2-)
(3)向AgNO3溶液中加入BaCl2和KBr,当两种沉淀共存时,
=___________。
[KSP(AgBr)=5.4×l0-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
(4)常温常压下,空气中的CO2溶于水达到平衡时,溶液的pH=5.6,溶液c(H2CO3)=1.5×10-5mol·L-1。
若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3H2CO3-+H+的平衡常数K1=_______。
(保留两位有效数字)(已知:
10-5.60=2.5×10-6)
2.高纯度氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域。
镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如图所示:
已知:
溶液
中除含Mg2+、SO42-外,还含少量Fe3+、Al3+、Fe2+等离子;
Mg2+与氨水的反应为吸热反应。
请回答下列问题:
(1)Mg在元素周期表中的位置为__________________。
(2)H2O2的电子式为________。
溶液
中加入H2O2溶液发生反应的离子方程式是__________。
(3)向溶液
中首先加入的试剂是___________,产生沉淀的化学式为_________________。
工业上有时只用一种含钠化合物替代H2O2和MgO,该试剂通常为___________(填化学式)。
(4)溶液
中Mg2+转化率随温度T的变化情况如图所示:
向溶液
中加入氨水发生反应的离子方程式是______________________。
T1前Mg2+转化率增大的原因是_________________;
3.硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3 、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:
请回答下列问题:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是:
______________________________。
(2)漂白粉的有效成分是NaClO,请完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
_______________________
□Fe(OH)2+□ClO-+□_____=□Fe(OH)3+□Cl-
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,相对分子质量为89,化学式是____________(不用考虑化学式中各元素的排列顺序)。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________________。
Mg(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
10.4
6.4
沉淀完全的pH
12.4
8.0
开始溶解的pH
—
10.5
(5)假设各步转化均完全,分析图中数据可知:
菱锌矿粉中ZnCO3的质量是_____________。
4.利用氯碱工业的盐泥生产MgSO4·7H2O的工艺流程如下。
[盐泥含Mg(OH)2及少量的CaCO3、MnCO3、FeCO3、Al(OH)3、SiO2等]:
(1)酸浸时,FeCO3与硫酸反应的化学方程式为____________;滤渣1的主要成分为CaSO4和________(填化学式);为了提高浸取率可采取的措施有___________(填序号)。
a.多次用废硫酸浸取b.减小盐泥粒度并充分搅拌c.延长浸取时间
(2)氧化时,次氯酸钠溶液(碱性条件)将MnSO4氧化为MnO2的离子方程式为________;滤渣2为MnO2和_____________、________(填化学式)。
(3)镁的碳化物常见的有MgC2和Mg2C3两种,分别可发生水解反应生成乙炔和丙二烯,MgC2的电子式为___________;丙二烯的结构简式为___________。
(4)一种碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O]可用作防火保温材料,用化学方程式说明可作防火材料的原理:
_______________。
5.碳酸钡是一种重要的无机盐产品,广泛应用于工业陶瓷、光学玻璃、建筑等行业。
碳化法生产碳酸钡的工艺流程示意图如下:
已知:
重晶石的主要成分是BaSO4;Ba(HS)2溶液呈弱碱性;2BaS+2H2O=Ba(OH)2+Ba(HS)2。
回答下列问题:
(1)煅烧时发生反应的化学方程式为,该反应的氧化产物的电子式为;当温度过高时,尾气中有毒气体的含量会升高,原因是(用化学方程式表示)。
(2)为了提高浸取速率,可采取的措施是(任写一种)。
(3)碳化时发生反应的离子方程式为。
(4)脱硫过程是用Na2CO3溶液将BaCO3浆液中含有的BaS2O3除去:
CO32-+BaS2O3=BaCO3+S2O32-,该反应的平衡常数为【已知Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,Ksp(BaS2O3)=1.6×10-5】。
(5)Ba(HS)2溶液中离子浓度由大到小的顺序为。
(6)BaCO3不能用于医疗用的“钡餐”,原因是。
6.近年来,高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。
实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。
其部分流程如下:
(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)________________________________________。
(2)KOH、KClO3和MnO2共熔反应生成墨绿色K2MnO4的化学方程式为________________________________________。
(3)第④步通入CO2可以使MnO42—发生反应,生成MnO4—和MnO2。
则K2MnO4完全反应时,转化为KMnO4的百分率约为________(精确到0.1%)。
(4)第⑤步趁热过滤的目的是______________________________________。
(5)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时,停止加热,冷却结晶、________、洗涤、干燥。
干燥过程中,温度不宜过高,因为____________________________________。
7.工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。
钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。
已知:
TiOSO4遇水会水解。
(1)步骤②中,用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的离子方程式为_______________________
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。
a.熔、沸点差异 b.溶解性差异 c.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均需要进行的操作是________(填操作名称)。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:
____________________________________________________________。
(5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为__________________________________
(6)研究发现,用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如图所示装置可获得金属钙,并可以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
写出阳极的电极反应式:
_________________________
在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。
8.工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42—等杂质,提纯工艺流程如下:
Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
Ⅱ.有关物质的溶度积如下:
物质
CaCO3
MgCO3
Ca(OH)2
Mg(OH)2
Fe(OH)3
Ksp
4.96×10-9
6.82×10-6
4.68×10-6
5.61×10-12
2.64×10-39
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液后过滤得到的滤渣中主要含有________(填写化学式)。
25℃时,向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+)∶c(Fe3+)=________。
(2)操作X为________,其温度应控制在_____________________________________
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。
请你分析实际工业生产中是否可行________,并说明理由______________________________
________________________________________________________________________。
9.氧化铜矿石含有CuO和难溶于水的Cu2(OH)2CO3,还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。
铜、铁是畜禽所必需的微量元素。
某厂生产硫酸铜和硫酸亚铁流程如下:
(1)氧化铜矿石粉碎的目的是,KMnO4的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。
(2)写出“酸浸”中Cu2(OH)2CO3发生反应的离子方程式。
(3)“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是,使Fe3+水解成沉淀而除去。
(4)流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、。
(5)加入铁屑的作用是使母液中Fe3+转化为Fe2+、。
(6)下表为硫酸铜晶体“烘干粉碎”的试验结果。
表中m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水个数。
据此可确定由CuSO4·5H2O脱水得流程所示产品的适宜工艺条件为(指出条件的温度和时间)。
10.醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。
一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料,制取醋酸镍的工艺流程图如下:
相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表:
(1)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是____________。
(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是____________、_____________。
(3)酸浸过程中,lmolNiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。
写出该反应的化学方程式_____________________________。
(4)沉镍前c(Ni2+)=2.0mol·L-1,欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为______g。
(保留小数点后1位)
11.化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如下:
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是________(填选项序号)。
a.品红溶液b.紫色石蕊溶液c.酸性KMnO4溶液d.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________
(3)过程③中,需加入的物质是____________;反应的化学方程式为_____________________
用溶液Y制绿矾时,可取少量Y溶液于试管中,向试管内加入少量的________________溶液,观察溶液是否变为________色,以验证其中是否含有Fe3+。
(4)在实验室里,完成过程④中的____________(填操作名称),需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等,还需要的玻璃仪器有___________________________。
(5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是____________________________________________________。
(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:
①用分析天平称取2.700g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495g。
若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。
(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
12.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
(1)实验室用18.4mol·L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L-1的H2SO4溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需________________________。
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有_____________________________
______________________________________________________(答出两点)。
(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72—,写出此反应的离子方程式:
_____________________________________________________________。
(4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
-
-
-
沉淀完全时的pH
3.7
11.1
8
9(>9溶解)
加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2O72—转化为CrO42—。
滤液Ⅱ中阳离子主要有________;但溶液的pH不能超过8,其理由是_________________________。
(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR―→MRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。
(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式:
__________________________________________________。
二、实验题
13.氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH)2CO3,还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。
铜、铁是畜禽所必需的微量元素。
某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下:
(1)氧化铜矿石粉碎的目的是。
氧化时加入的KMnO4的作用是。
(2)写出“酸浸”中Cu2(OH)2CO3发生反应的离子方程式。
(3)“中和/过滤”中加入CuCO3的目的是。
(4)流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、。
(5)加入铁屑的作用是、。
(6)下表和图为“烘干粉碎”的试验结果。
表2中,m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。
据此可确定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为,(分别指出两条件的温度和时间)。
14.锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物,主要含ZnO、ZnSO4,有少量FeO、CuO、NiO杂质,是炼锌最主要的原料。
某科研小组设计了如下提取金属锌的实验流程:
(1)酸浸时需要240mL4mol·L-1稀H2SO4,用18.4mol·L-1浓硫酸配制该稀H2SO4过程
中用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、胶头滴管外,还要、;酸浸得到的溶液中除Zn2+、Ni2+外,还含有的金属阳离子是、(填离子符号)。
(2)净化Ⅰ需要加入H2O2,加入H2O2时发生的离子反应方程式是;反应后控制溶液pH为4即沉淀完全,沉淀的主要成分是。
(3)净化Ⅱ得到的Cu、Ni,需要进行洗涤操作,检验是否洗涤干净的方法是;本流程中可以循环利用的物质除锌外还有、。
(4)可用电解沉积硫酸锌溶液的方法制备锌,若在在阳极产生13.44L(标准状况下)氧气,在阴极析出锌的质量为。
(5)上述工艺中,如果不设计“净化Ⅱ”,对提取金属锌造成的影响是____________________。
15.硫酸厂的烧渣主要成分是Fe2O3,其次含少量的SiO2和FeS。
工业上利用硫酸厂烧渣经回收处理制得绿矾(FeSO4·7H2O)和一种聚铁胶体[Fe(OH)SO4]n。
绿矾是治疗缺铁性贫血药品的重要成分,而聚铁胶体是重要的水处理剂。
上述生产工艺流程如下:
请通过分析回答下列相关问题:
(1)灼烧产生的尾气对大气有污染,因此工业生产中必须进行回收处理,下列方法可行的是_______________:
A.用氨水吸收B.直接用水吸收
C.用浓硫酸吸收D.与空气混合用石灰石粉末悬浊液吸收
(2)操作Ⅲ是_____________、_______________、过滤、洗涤、干燥保存等;
(3)在由溶液X制聚铁胶体过程中①调节pH及②控制温度目的是___________________。
(4)在反应釜中FeS、O2及稀H2SO4反应硫酸铁等物质,则反应的离子方程式为___________________________;
(5)某研究性小组为探究绿矾(相对分子质量:
278)在隔绝空气条件下加热分解反应的产物(已知分解产物全为氧化物),进行了如图所示的实验:
①实验开始时,在点燃C处酒精喷灯之前应先打开活塞通CO2,其目的是_____________。
装置D的作用是______________________。
②该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是____________________________。
③该组同学称取55.6g绿矾按上图装置进行实验。
待绿矾分解完全后,E瓶中产生了23.3g白色沉淀。
将C中固体产物投入足量稀硫酸中完全溶解得到溶液,取少量该溶液滴入KSCN溶液呈红色;另取少量该溶液滴入酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液不褪色。
据写出绿矾分解的化学方程式为__________________________。
16.用软锰矿(MnO2)、黄铁矿(FeS2)酸浸生产硫酸锰(MnSO4),并进一步电解制取二氧化锰(EMD)的工艺流程如下:
I.将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定比例放入反应釜中,搅拌,加热保温反应一定时间。
II.向反应釜中加入MnO2、CaCO3试剂,再加入Na2S溶液除掉浸出液中的重金属。
III.过滤,向滤液中加入净化剂进一步净化,再过滤,得到精制MnSO4溶液。
IV.将精制MnSO4溶液送入电解槽,电解制得EMD。
请回答下列问题:
(1)步骤I中搅拌、加热的目的是。
完成酸浸过程中反应的离子方程式:
(2)加入CaCO3将浸出液pH调至pH=5,从而除掉铁,请解释用CaCO3除铁的原理:
。
(结合离子方程式解释)
(3)步骤IV中用如图所示的电解装置电解精制的MnSO4溶液,生成EMD的是
极(填“a”或“b”),生成EMD的电极反应式是。
(4)EMD可用作碱性锌锰电池的材料。
已知碱性锌锰电池的反应式为:
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2。
下列关于碱性锌锰电池的说法正确的是(填字母序号)。
[来源
A.碱性锌锰电池是二次电池
B.碱性锌锰电池将化学能转化为电能
C.正极反应为:
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
D.碱性锌锰电池工作时,电子由MnO2经外电路流向Zn极
17.用铝土矿(含30%SiO2、40.8%Al2O3和少量Fe2O3等)制取铝硅合金材料有湿法、干法等方法,其中干法制备的工艺流程如下:
(1)若湿法处理铝土矿,用强酸浸取时,所得溶液中阳离子有。
(2)焙烧除铁反应:
4(NH4)2SO4+Fe2O3
2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑(Al2O3部分发生类似反应)。
氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图,最适宜焙烧温度为,用电子式表示气体I的形成过程。
(3)操作①包括:
加水溶解、。
(4)用焦炭还原SiO2、Al2O3会产生中间体SiC、Al4C3。
写一个高温下中间体与Al2O3反应生成铝单质的化学方程式。
(5)铝硅合金材料中若含铁,会影响其抗腐蚀性。
原因是。
(6)不计损失,投入1t铝土矿,当加入54kg纯铝后,铝硅合金中m:
n=。
18.氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH)2CO3,还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。
铜、铁是畜禽所必需的微量元素。
某厂生产硫酸铜和硫酸亚铁流程如下:
(1)氧化铜矿石粉碎的目的是。
氧化时加入的KMnO4的作用是。
(2)写出“酸浸”中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式。
(3)“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是。
(4)流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、。
(5)加入铁屑的作用是、。
(6)下表为硫酸铜晶体“烘干粉碎”的试验结果。
表中m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水个数。
据此可确定由CuSO4·5H2O脱水得流程所示产品适宜工艺条件分别为(指出条件的温度和时间)。
19.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物质的熔沸点随压强降低而降低
④乙醚沸点为 34.6℃
⑤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
(1)在上述工艺中,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,从环保角度分析其主要优点为___________
- 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:
- 高考 化学 工艺流程 专题 训练