无机化工生产流程题.docx
- 文档编号:8542150
- 上传时间:2023-01-31
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:382.33KB
无机化工生产流程题.docx
《无机化工生产流程题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无机化工生产流程题.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
无机化工生产流程题
无机化工生产工艺流程题
(广州一模)1.(16分)亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等,亚氯酸钠受热易分解。
以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应1”反应速率的措施有_________________、__________________等。
(2)“反应2”的的氧化剂是_________,该反应的化学方程式为____________________。
(3)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是_________________________________。
(4)从“母液”中可回收的主要物质是_________。
(5)“冷却结晶”后经______________(填操作名称)即可获得粗产品。
(广州二模)2.(16分)活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。
以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下:
一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Fe(OH)2
pH
3.2
6.7
8.0
9.7
(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,目的是_____________________________。
(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-,另含有Fe2+、Cu2+等杂质。
先加入___________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4,然后加入适量KMnO4,Fe2+转化为Fe(OH)3,同时KMnO4转化为MnO2。
经检测溶液中Fe2+的浓度为0.009mol·L-1,则每升溶液中至少应加入__________molKMnO4。
(3)杂质Cu2+可利用置换反应除去,应选择的试剂是___________。
(4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,“煅烧”在450~500℃下进行,“煅烧”反应的化学方程式为_____________________________________。
(佛山一模)3、(16分)多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。
研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成份为BaCO3,且含有铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O,工艺流程如下。
已知:
①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:
3.4、12.4。
②M(BaCO3)=197g/mol,M(BaCl2·2H2O)=244g/mol
(1)SiCl4水解反应的方程式为__________________。
已知:
SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)ΔH1=+47kJ/mol
SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)ΔH2=+189kJ/mol
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为________________________________。
(2)加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和________________。
(3)加20%NaOH调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是__________________。
(4)BaCl2滤液经__________、_______、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。
(5)10吨含78.8%BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O__________吨。
(佛山二模)4.(16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:
某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。
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。
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Pb(OH)2
Mn(OH)2
PbS
CuS
ZnS
MnS
FeS
pH
5.2
3.2
9.7
8.7
10.4
≥0.1
≥-0.42
≥2.5
≥7
≥7
回答下列问题:
(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化学方程式为。
(2)滤渣B的主要成分是
。
(3)加入MnS的目的是除去杂质。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为
。
(肇庆一模)5.(18分)某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的组成如下:
软锰矿:
MnO2含量≥65%,SiO2含量约20%,Al2O3含量约4%,其余为水分;
闪锌矿:
ZnS含量≥80%,FeS、CuS、SiO2含量约7%,其余为水分。
科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,工艺流程如下图所示。
MnCO3、ZnCO3
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。
试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式:
MnO2+CuS+=↓++CuSO4+。
(2)反应Ⅱ加入适量锌的作用是;如果锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为。
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Zn(OH)2
开始沉淀pH
2.3
4.0
5.4
完全沉淀pH
4.1
5.2
8.0
(3)反应Ⅲ要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3,中过量的H+所使用的物质是,调节的pH范围是(pH数据见右表)。
(4)本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、、MnCO3和。
(肇庆二模)6.(17分)请回答有关锌及其化合物的问题。
(1)高温锻烧时,闪锌矿(ZnS)与氧气反应生成ZnO和SO2。
其反应方程式为:
,该反应1mol还原剂失去电子mol。
(2)已知Zn(OH)2具有两性,在过量的强碱性溶液中生成可溶于水的Zn(OH)42-。
右图是Zn2+在某温度时水解、沉淀、溶解的曲线图。
①当pH=7、c(Zn2+)=0.01mol·L-1,Zn2+主要存在形式为、(写化学式)。
②向c(Zn2+)=1×10-5mol·L-1的溶液中加入固体NaOH到pH=13,其反应的离子方程式为。
③已知该温度下的Ksp[Zn(OH)2]=1×10-17、Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
当向新生成的Zn(OH)2浊液中滴入足量的Na2S溶液,振荡后Zn(OH)2会全部转化为ZnS,其原理是:
。
(汕头一模)
7.(16分)我国某大型电解铜生产企业,其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。
下图表示其冶炼加工的流程:
冶炼中的主要反应:
⑴烟气中的主要废气是,从提高资源利用率和减排考虑,其综合利用方式是:
。
⑵电解法精炼铜时,阳极是(填“纯铜板”或“粗铜板”);粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽(填“阳极”或“阴极”)的槽底,阴极的电极反应式是。
⑶在精炼铜的过程中,电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。
几种物质的溶度积常数(Ksp)
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
Ksp
8.0×10-16
4.0×10-38
3.0×10-17
2.2×10-20
①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。
根据上表中溶度积数据判断,含有等物质的量浓度Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液,随pH升高最先沉淀下来的离子是。
②一种方案是先加入过量的H2O2,再调节pH到4左右,加入H2O2的目的是
。
加入H2O2后发生反应的离子方程式为。
(汕头二模)8.(16分)工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl—、和SO42—等杂质,提纯工艺线路如下:
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:
Na2CO3·10H2ONa2CO3·7H2ONa2CO3·H2O
3236t(℃)
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溶液时发生的离子方程式为。
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)“趁热过滤”时的温度应控制在。
(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。
(4)已知:
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)△H=+532.36kJ·mol—1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)△H=+473.63kJ·mol—1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式。
(江门二模)9.(16分)铁及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为:
。
(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。
X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y可溶于过量盐酸,形成黄绿色的溶液,写出Y与盐酸反应的化学方程式:
。
(3)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产
CuCl2·2H2O的工艺流程如下:
已知:
Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为:
9.7、3.2、6.4。
试回答下列问题:
①试剂F应选用。
(填编号)
A.Cl2B.NaClO
C.HNO3D.浓硫酸
理由是。
②为了获得CuCl2·2H2O晶体,对滤液B进行的操作是:
蒸发浓缩,趁热过滤,滤液经冷却结晶,过滤得到产品。
分析有关物质的溶解度曲线(如图),“趁热过滤”得到的固体是。
(潮州二模)10.(16分)
高铁酸盐(K2FeO4、Na2FeO4)在能源、环保等方面有着广泛的用途。
干法、湿法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
干法
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色K2FeO4和KNO2等产物
湿法
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色Na2FeO4溶液
△
(1)干法制备K2FeO4的化学方程式为Fe2O3+3KNO3+4KOH=====2K2FeO4+3KNO2+2H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示:
溶解
①反应I的离子方程式为 。
②反应II的化学方程式为 。
③加入饱和KOH溶液的目的是 。
(3)高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂。
它能消毒杀菌是因为,它能净水的原因是
____。
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,右图为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由图可得出高铁电池的优点有:
工作电压稳定,
。
(揭阳一模)11.(16分)某研究性学习小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产提取
镁,主要过程如下:
回答下列问题:
(1)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有饱和溶液的烧杯中,充分搅拌后经、(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。
写出有关反应的离子方程式。
(2)右图是该研究性学习小组设计进行
过程③的实验装置图。
其中装置A的作用是
。
若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,
最简单的操作方法是
。
(3)写出过程④中发生反应的化学方程式
。
(揭阳二模)12.(16分)锌锰废电池可回收锌、锰元素生产硫酸锌及碳酸锰,其中生产工业级碳酸锰工艺如下:
试回答下列问题:
(1)上述过程中的氢气,是回收硫酸锌的另一个工艺流程中产生的副产品。
已知硫酸锌水溶液显酸性,用离子方程式说明。
(2)原料锰粉粗品中主要成分为MnO2和碳,焙烧时反应的化学方程式为MnO2+C=MnO+CO↑,该反应的氧化产物是。
(3)50~55℃向MnSO4的母液中加入足量NH4HCO3,反应的化学方程式为:
MnSO4+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+MnCO3↓+_______+_______。
(4)已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3+:
2.7~3.7,Mn2+:
8.6~10.1,Fe2+:
7.6~9.6。
下表是上述过程②中除去Fe2+的模拟操作方法,请完成下表内容:
实验步骤
离子方程式
步骤1:
取少量滤液于试管中,加入过量酸化的H2O2溶液,振荡。
_______________________________
步骤2:
将pH调到,使Fe3+沉淀完全
Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+
(韶关一模)13.(16分)以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图:
回答下列问题:
(1)酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是__________;
(2)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为________;
(3)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如右图所示,产品Ⅱ的化学式为____,为了获得产品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,还需要进行的操作是、趁热过滤、洗涤、干燥;
(4)检验产品II晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是,进一步提纯产品II的方法是;
(5)步骤Ⅲ中可选用(填序号)试剂调节溶液的pH。
A.稀硝酸B.双氧水C.氨水D.高锰酸钾溶液
(韶关二模)14.(16分)工业生产无铁硫酸铝,以硫酸浸取铝土矿(主要成分是Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2)得含铁(Fe3+)的硫酸铝溶液,加热到一定温度,搅拌,加入一定量高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液,在溶液中生成活性二氧化锰,调节溶液的pH,反应一段时间,二氧化锰和Fe(OH)3发生吸附共沉作用,最终得到无铁硫酸铝产品。
(1)硫酸浸取铝土矿时主要反应的离子方程式为;
(2)完成高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应的化学方程式:
2KMnO4+3MnSO4+2H2O=
;
(3)调节pH的作用是;
(4)操作1的名称为,实验室进行操作2用到的陶瓷质仪器有;
(5)下列有关工艺的说法正确的是(双选,填字母)。
A.可以向溶液中再加入铝土矿粉等调节pH
B.溶液的碱性越强,则除铁效果越好,而且不会影响硫酸铝的产率
C.活性二氧化锰生成量应适宜,不足时铁的去除率较低,过量时会增加成本
D.可以直接向溶液中加入二氧化锰粉末以除去Fe(OH)3
湛江市一模
(湛江二模)
16.(16分)高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。
其生产工艺如下:
(1)反应①应在温度较低的情况下进行。
因在温度较高时KOH与Cl2反应生成的是KClO3。
写出在温度较高时KOH与Cl2反应的化学方程式,该反应的氧化产物是。
(2)在溶液I中加入KOH固体的目的是(填编号)。
A.与溶液I中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
B.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
C.为下一步反应提供碱性的环境
D.使KClO3转化为KClO
(3)从溶液II中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为。
(4)如何判断K2FeO4晶体已经洗涤干净。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:
FeO
+H2O=Fe(OH)3(胶体)+O2↑+OH-。
(5)4FeO42-+10H2O==4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-(3分)
(深圳一模)
17.抗氧剂亚硫酸钠可利用硫酸工业的炉气和尾气与纯碱反应来制取,生产流程如下图:
已知:
①炉气、尾气中含有SO2;②混合反应中还溶解有少量Fe2O3、MgO等矿尘。
(1)煅烧1molFeS2放出热量为853kJ,则FeS2燃烧的热化学方程式为。
(2)“混合反应”中纯碱(Na2CO3)参与反应的化学方程式为(任写一个)。
(3)用NaOH“除杂”时,主要的离子方程式为(任写一个)。
(4)通过“操作Ⅰ”可以得到亚硫酸钠晶体,写出主要操作步骤的名称:
(5)硫酸生产中炉气转化反应为:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
研究发现,SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线Ⅰ所示。
下列判断正确的是
A.该反应的正反应为放热反应
B.曲线Ⅰ上A、C两点反应速率的关系是:
vA>vC
C.反应达到B点时,2v正(O2)=v逆(SO3)
D.已知V2O5的催化效果比Fe2O3好,
若Ⅰ表示用V2O5催化剂的曲线,则Ⅱ是Fe2O3作催化剂的曲线
(深圳二模)18.(16分)有关钴和铁化合物的性质见下表
分子式
溶度积Ksp
沉淀完全时的pH
氯化钴晶体的性质
Co(OH)2
5.9×10-15
9.4
CoCl2·6H2O呈红色,常温下稳定。
110—120℃时脱水变成蓝色无水氯化钴。
Fe(OH)2
1.6×10-14
9.6
Fe(OH)3
1.1×10-36
3.7
用含钴废料(含少量铁)可制备氯化钴:
Co+2HCl=CoCl2+H2↑。
工艺流程如下:
试回答:
(1)“净化除铁”中,写出加入H2O2时反应的离子方程式。
(2)②步中用Na2CO3调pH≈4的原因是。
(3)“滤液”中所含主要溶质的化学式是。
(4)为防止CoCl2·6H2O脱水,“干燥”时可采用的方法或操作是。
(惠州调研)19.(16分).某学习小组通过查阅资料,设计如下方案制备KMnO4:
已知:
①3MnO2+KClO3+6KOH
3K2MnO4+KCl+3H2O
②几种物质的溶解度:
温度
溶解度/g
K2CO3
KOH
KMnO4
20℃
111
112
6.38
60℃
127
154
22.1
⑴第一步固体熔融时除三脚架、泥三角、细铁棒、坩埚钳外,还需的仪器是。
A.酒精灯B.铁坩埚C.瓷坩埚D.烧杯
⑵反应Ⅰ的化学方程式;
⑶反应Ⅱ的条件为电解,其化学方程式为。
⑷两个途径中操作a、b相同,均包括、、过滤等3步;在整个方案中可以循环利用的产物有。
⑸最后可以用1.5mol·L—1的草酸(H2C2O4)溶液滴定KMnO4溶液来测定KMnO4粗品的纯度(质量分数),则还需要采集的数据为。
- 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:
- 无机 化工 生产流程