工业流程含答案.docx

1、1、MnO 2 是一种重要的无机功能材料，粗 MnO2 的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗 MnO2（含有较多的 MnO2 和 MnCO3）样品转化为纯 MnO2 实验，其流程如下：（1）第 步加稀 H2SO4 时，粗 MnO2 样品中的_（写化学式）转化为可溶性物质。 （2）第 步反应的离子方程式（3）第 步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、_、_、_ ，已知蒸发得到的固体中有 NaClO3 和 NaOH，则一定还有含有_（写化学式）。（4）若粗 MnO2 样品的质量为 12.69g，第步反应后，经过滤得到 8.7gMnO2，并收集到 0.224 L CO2（标准状况

2、下），则在第步反应中至少需要_mol NaClO3。（1）MnO 2、 MnCO3 （2）5Mn 2+，2，4H 2O，5 ，8H + （3）蒸发皿；酒精灯；玻璃棒；NaCl （4）0.022、 高温条件下，辉铜矿(主要成分为 Cu2S)通适量的空气可冶炼金属铜，经过一系列反应可得到 B 和 D、E 。G 为砖红色沉淀。请回答下列问题：(1)辉铜矿(Cu 2S)通适量的空气冶炼金属铜的化学方程式为 ，其中氧化剂为 。(2)E 的浓溶液与 Cu 发生反应的化学方程式是 。(3)利用电解可提纯铜，在该电解反应中阳极物质是 ，电解质溶液是 。(4)自然界中当胆矾矿与黄铁矿 (主要成分为 FeS2)相

3、遇时会缓慢发生下列反应产生辉铜矿。对反应：14CuSO 45FeS 212H 2O=7Cu2S5FeSO 412H 2SO4，被氧化的硫和被还原的硫的质量比为 。(1)Cu2SO 2(适量) 2CuSO 2 O2和 Cu2S(2)Cu2H 2SO4(浓) CuSO4SO 22H 2O(3)粗铜 硫酸铜或含 Cu2 的盐溶液(4)373、高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K 2FeO4）的流程如图所示：洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是： 。反应 II 的离子方程式为 。高铁酸钾在水中既能消毒杀菌，又能净水，是一种

4、理想的水处理剂它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是 。已知 25 时 Fe(OH)3 的 Ksp = 4.010-38，反应 II 后的溶液中 c(Fe3+)=4.010-5 mol/L,则需要调整 时，开始生成 Fe(OH)3（不考虑溶液体积的变化）。（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠中加入饱和 KOH 溶液，即可析出高铁酸钾。加入饱和 KOH 溶液的目的是： 。由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 （填 “大”或“小”）。湿法 强碱性介质中，Fe(NO 3)3 与 NaClO 反应生成紫红色高铁酸盐溶液干法 Fe2O3、KNO 3、KOH 混合

5、加热共熔生成紫红色高铁酸盐和 KNO2 等产物（3）干法制备 K2FeO4 的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，高铁电池具有工作电压稳定， 放电时间长等优点，有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料，以硫酸酸钾为电解质，用惰性电极设计成高温下使用的电池，写出该电池正极电极反应式： 。（1） 减少高铁酸钾的溶解损失(2 分)3ClO -+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O(2 分)高铁酸钾（K 2FeO4）有强氧化性 (1 分)高铁酸钾的还原产物水解产生的 Fe（OH ） 3 胶体，有吸附性（有絮凝作用），使水澄清起净水作用

6、(1 分) 3 (2 分)（2） 增大 K 浓度，促进 K2FeO4 晶体析出(1 分) 小 (1 分)（3）3：1 (2 分)（4）2FeO 42 +6e +8SO3 2Fe3 +8SO42-(2 分)4、由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：（注：NaCl 熔点为 801；AlCl 3 在 181升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为 和 。（2）将 Cl2 连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除 Cl

7、2 外还含有 ；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在 （3）在用废碱液处理 A 的过程中，所发生反应的离子方程式为 。（4）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 。5、工业上由黄铜矿（主要成分 CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的 _吸收。a浓 H2SO4 b稀 HNO3 cNaOH 溶液 d氨水用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B，取少量所得溶液，检验溶液中还存在 Fe3 的方法是_（注明试剂、现象）。由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜（含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等

8、杂质）的电解精炼，下列说法正确的是_。a阴阳极的质量变化相等 b电解质溶液的组成不发生变化c溶液中 Cu2 向阳极移动 d利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属利用反应 2CuO 22H 2SO42CuSO 42H 2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。6、 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、FeCO 3MgO、CaO 等，生产工艺流程示意如下：（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_（2）完成 “氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：_Fe（OH） 2+_+_Fe（OH） 3+_Cl-（

9、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，化学式量为 89，化学式是_（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 MgCO3 CaCO3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 - -Ksp 5.610-12 - 6.810-6 2.810-9（5）工业上从“滤液 3”制取 MgO 过程中，合适的反应物是_ （选填序号）a大理石粉 b石灰乳 c纯碱溶液 d烧碱溶液（6）“ 滤液 4”之后的

10、操作依次为_、_ 、过滤，洗涤，干燥（7）分析图中数据，菱锌矿粉中 ZnCO3 的质量分数不低于_（1）将菱锌矿研磨成粉可以增加反应时的接触面积，使得反应更加充分，故答案为：增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分；（2）流程中 “氧化除铁”是加入漂白粉，方程式后面产物中又有氯离子，可知氧化剂是ClO-，观察方程式前后可以推出还要加入水分子，故答案为：2Fe（OH） 2+ClO-+H2O2Fe（OH） 3+Cl-；（3）化学式量为 89，组成元素是 Fe、O、H，其中铁的相对原子量为 56，扣掉 56 剩下33，化学式中只能含有 2 个氧原子和 1 个氢原子，所以可能的组成为 FeO（O

11、H），故答案为：FeO（OH）（或其它合理答案）；（4）调节滤液 2 的 PH 要想生成 Zn（OH ） 2 沉淀而不生成 Mg（OH） 2，必须知道Mg（OH） 2 开始沉淀时的 pH、Zn （OH ） 2 开始沉淀时的 pH，Mg（OH） 2 沉淀完全时的 pH、Zn（OH） 2 沉淀完全时的 pH，pH 应介于 8.0pH10.4，故答案为：8.0pH10.4；（5）从 “滤液 3”制取 MgO 过程中，应先生成 Mg（OH） 2，溶液碱性应较强，bd 符合，而纯碱溶液水解呈碱性，碱性较弱，故答案为：bd；（6）“ 滤液 4”之后的操作目的是得到纯净的固体，应将溶液蒸发、结晶、过滤后洗涤

12、并干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；（7）设碳酸锌的质量为 m，利用关系式法计算：ZnCO3-ZnO125 81m m2 ZnCO3 的质量为125m281ZnCO3 的质量分数为125m281m1故答案为：125m281m17、 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CuSO45H2O 及 CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：(1)溶液 A 的金属离子有 Cu2+、Fe 2+、Fe 3+：从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为0_(填代号)，检验溶液 A 中 Fe3+的最试剂为_(填代号)aKMnO 4b(NH 4)2S cH 2O

13、2 dKSCN(2)由溶液 C 获得 CuSO45H2O，需要经过加热蒸发，_，过滤等操作除烧杯、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 CaCO3时，应向 CaCl2溶液中先通入(或先加入)_(填化学式)若实验过程中有氨气逸出、应选用下列_装置回收(填代号)(4)欲测定溶液 A 中 Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应_，直到_用 KMnO4标准溶液滴定时应选用_滴定管(填“酸式”或“碱式”)8、 七水硫酸镁（MgSO 47H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用可利用化工厂生产硼砂的废渣 M（主要成分是 MgCO3，还含有

14、MgO、 SiO2、Fe 2O3、FeO、CaO 、Al 2O3 等杂质）来制取七水硫酸镁已知：表 1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的 pH沉淀 Al（OH） 3 Fe（OH ） 3 Fe（OH ） 2 Mg（OH） 2pH 5.2 3.2 9.7 11.2表 2 盐的溶解度（单位为 g/100g 水）温度 10 30 40 50 60CaSO4 0.19 0.21 0.21 0.20 0.19MgSO47H2O 30.9 35.5 40.8 45.6 -由废渣 M 制取七水硫酸镁的工艺流程如下：回答下列问题：（1）过滤 I 的滤液中加入 NaClO 溶液的目的是_ ，写出反应的离子方程

15、式 _，需要加热煮沸的目的是_（2）操作 所用的玻璃仪器是_（3）检验过滤后的滤液中是否含有 Fe3+，其实验方法是_（用离子方程式表示）（4）沉淀 C 的化学式是_，过滤需趁热过滤的理由是 _（1）根据表中数据可知 Fe3+易水解生成 Fe（OH） 3 沉淀， NaClO 具有氧化性，能将Fe2+氧化为 Fe3+，易于除杂，反应的方程式为 6Fe2+3ClO-+3H2O=2Fe（OH ） 3+4Fe3+3Cl-或 2Fe2+ClO-+2H+=2Fe3+Cl-+H2O，盐的水解为吸热过程，加热有利于促进 Al3+、Fe 3+的水解生成 Fe（OH） 3、Al （OH） 3 等沉淀，故答案为：将

16、 Fe2+氧化为 Fe3+；6Fe 2+3ClO-+3H2O=2Fe（OH ） 3+4Fe3+3Cl-或2Fe2+ClO-+2H+=2Fe3+Cl-+H2O；促进 Al3+、Fe 3+的水解；（2）过滤用到的仪器或用品有铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒、漏斗以及滤纸，其中玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；（3）实验室检验 Fe3+离子的方法是在溶液中加入 KSCN，溶液变红色，反应的离子方程式为 Fe3+3SCN-=Fe（SCN） 3，故答案为：Fe 3+3SCN-=Fe（SCN） 3；（4）趁热过滤时，硫酸钙的溶解度较小，而硫酸镁的溶解度较大，易于分离混合物，此时过滤

17、得到的沉淀为 CaSO42H2O 或 CaSO4，如不趁热过滤，冷却后硫酸镁的溶解度减小，会生成硫酸镁晶体，故答案为：CaSO 42H2O 或 CaSO4；防止 MgSO4 在温度降低时结晶析出9、工业上以铝土矿（主要成分是 Al2O3，含杂质 Fe2O3 和 SiO2）为原料生产铝，其生产流程如下：请回答： (1)工业上由 Al2O3 冶炼金属 Al 所采用的方法是_（填字母）。 a电解法 b加热分解 c加入还原剂 (2)若在实验室中完成上述流程，操作中属于过滤的是 _（填序号）。 (3)加入试剂甲后发生反应的离子方程式是_。(4)在溶液 B 中加入过量烧碱溶液的目的是_。(1)a(2)(3

18、)Al2O3+6H+=2Al3+3H2O， Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O(4)将 Fe3+全部转化为 Fe(OH)3 沉淀，将 Al3+或 Al(OH)3全部转化为 AlO2-10、无铁硫酸铝是制造高档纸张和高级织物的重要原材料，制取无铁硫酸铝的工艺流程如下图所示。铝土矿酸溶后得到含铁（Fe 2+和 Fe3+）的硫酸铝溶液，再经过后续加工，最终得到成品无铁硫酸铝（溶液中各种金属离子开始沉淀和沉淀完全时的 pH 见表）。（1）试剂 X 可以用下列试剂中的_（填编号） a铝土矿粉 b氢氧化钠 c氧化钙（2）生产中控制 pH 为 3 而不大于 3 的原因是_ ；（3）除铁时，必须先加入高锰

19、酸钾溶液，目的是_；高锰酸钾溶液和硫酸锰溶液反应生成活性二氧化锰，写出反应的化学方程式_ ；（4）滤渣的含铁成分是_；（5）活性二氧化锰能和 Fe(OH)3 发生吸附共沉作用，用化学平衡理论解释活性二氧化锰的作用_。（1）a （2）pH 超过 3.3 将导致 Al3+沉淀，降低成品产量（意思合理即可）（3）把 Fe2+转化为 Fe3+；2KMnO 4+3MnSO4+2H2O=5MnO2+2H2SO4+K2SO4（4）Fe(OH) 3（6）吸附 Fe(OH)3，促使 Fe3+水解而充分沉淀（或促使水解平衡正向移动）11、晶体硅是信息科学和能源科学的一种重要材料，可用作制芯片和太阳能电池等。下列流

20、程图是工业上制取纯硅的一种方法：请回答下列问题：（各元素用相应的元素符号表示）在上述生产过程中，属于置换反应的有（填反应的代号“IIV” ）A、B 、C 三种气体，在上述生产过程中可循环利用的是 ；在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是 。化合物甲的用途很广，有些已应用于高、精、尖科技领域。通常可作建筑工业和造纸工业上的黏合剂，可作肥皂的填料，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至 13731623K 反应生成化合物甲，其化学方程式为 。利用反应 III 能制得纯硅的原因是 。已知反应 IV 中产物的总能量比反应物的总能量低，则在密闭容器内反应 IV 建立平衡，改变下列的一个条件，气体 B 的物质的量增大的是 。a缩小容器的容积b降低反应体系的温度c加入少量 NaOH 固体（生成物在此温度下不分解）d加入少量催化性能更好的催化剂金属镍（Ni）与气体 A 能形成常温下为液态的 Ni（A） 4、利用 Ni（A） 4 的生成与分解可以制得纯度很高的纳米镍，写出 Ni（A ） 4 在 423K 分解的化学方程式