1、化学工业流程题猜题1、高铁酸钾(K 2FeO4)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)在溶液中加入 KOH 固体的目的是_(填编号) 。A与溶液中过量的 Cl2 继续反应，生成更多的 KClOBKOH 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)从溶液中分离出 K2FeO4 后，还会有副产品 KNO3、 KCl，则
2、反应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(K 2FeO4)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)_O 2_OH 。24解析：(1)在较高温度下 KOH 与 Cl2发生歧化反应，除生成氧化产物 KClO3 外，还生成还原产物 KCl，反 应的化学方程式为 6KOH3Cl 2 KClO35KCl 3H 2O。(2)在溶液= = = = = 中加入 KOH 固体的目的有二：一是与溶液中过量的 Cl2继续反应，生成更多的 KClO；二是为下一步反应提供碱性环境。
3、(3)根据题意首先写出化学方程式为：3KClO2Fe(NO 3)210KOH= =3KCl2K 2FeO46KNO 35H 2O，然后改写成离子方程式为：2Fe3 3ClO 10OH =2FeO 3Cl 5H 2O。(4)可通过检验最后一次洗涤液中是否24含有 Cl ，来判断 K2FeO4 晶体是否洗涤干净。(5)据化合价升降的总数相等和电荷守恒配平离子方程式为：4FeO 10H 2O=4Fe(OH)3(胶体)3O 28OH 。24答案：(1)6KOH3Cl 2 KClO35KCl 3H 2O KClO3(2)AC(3)= = = = = 2Fe3 3ClO 10OH =2Fe O 3Cl 5
4、H 2O(4)用 试管取少量最后一次的洗涤液，加24入硝酸银溶液，无白色沉淀则 已被洗净(5)4 10 4 3 82、某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成分、性质和用途，设计了如下实验步骤：.用下列实验装置制取纯净干燥的氯气：写出 A、B 中所盛放最佳化学试剂的名称_、_，画出虚线框内所需装置图并标明所需试剂的名称。.某同学将一定量铁粉与 Cl2 恰好完全反应得到一固体物质 a，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：(1)提出假设：(请把下列假设补充完整 )假设：该固体物质是 FeCl3；假设：_；假设：_。(2)设计实验方案：取少量固体物质 a 于烧杯中，加适量水溶解，然后取两
5、份 a 溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表，请在表格内的横线处填空。实验方法 实验现象 结论在溶液中加 KSCN 溶液 _ 固体物质中有FeCl3向 a 溶液中滴加酸性KMnO4 溶液KMnO4 溶液紫色不褪色 固体物质中不含_由此得出结论：假设_成立(填序号) 。.为进一步探究物质 a 的性质，他们又利用 a 溶液做了如下一些实验，其中现象、结论均正确的是_(填写序号 )。A向氢氧化镁悬浊液中滴加 a 溶液出现红褐色沉淀，证明 KspFe(OH)3KspMg(OH)2 B向 a 溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色由浅绿色变成黄色C向沸水中滴加 a 的饱和溶液，立即出现红褐色沉淀D将
6、a 溶液加热蒸干并灼烧，得到 Fe2O3固体解析：.用浓盐酸和 MnO2 加热制得的 Cl2 中含有 HCl 和水蒸气，欲得到干燥的 Cl2 需将混合气体依次通过盛饱和食盐水和浓硫酸的洗气瓶，多余的 Cl2应用 NaOH 溶液吸收。.该固体物质可能有三种情况：只是 FeCl3，只是 FeCl2，是 FeCl3 和 FeCl2 的混合物；在FeCl3 溶液与加入 KSCN 溶液，溶液呈血红色；向 a 溶液中滴加酸性 KMnO4 溶液，KMnO 4 溶液紫色不褪色，说明溶液中不存在 Fe2 ，即固体物 质中无 FeCl2。.A 项，由 Mg(OH)2 沉淀转化为 Fe(OH)3 沉淀，能 证明 K
7、spFe(OH)3KspMg(OH)2；B 项，溶液颜色应该由黄色变成浅绿色；C 项，向沸水中滴加 FeCl3 的饱和溶液，得到的是红褐色的 Fe(OH)3 胶体，而不是 红褐色沉淀；D 项，FeCl 3 溶液中存在水解平衡： FeCl33H 2O Fe(OH)33HCl ，加热蒸= = = = = 干 HCl 挥发，得到 Fe(OH)3，灼烧 Fe(OH)3 分解得 Fe2O3 固体。答案：.饱和食盐水，浓硫酸.(1)该固体物质是 FeCl2，该固体物质是 FeCl3 和 FeCl2 的混合物(2) 溶液为血红色，FeCl2，.AD3、工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuC
8、l)，其工艺流程如下图所示：试根据上图转化回答下列问题：(1)工业生产 Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_。(2)还原过程中的产物为 NaCuCl2，试写出反应的化学方程式_。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得 CuCl，为什么不用一步法制得 CuCl？(已知 Cu2 Cu2Cl =2CuCl)_。(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是_，加入 NaCl 且过量的原因是_。(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。(5)实验室中在 CuCl2热溶液中通入 SO2气体也可制备白色的 CuCl 沉淀，试写出该反应的离子方程式_。解析：(1) Cl2 常用石灰乳吸收应该
9、从原料的来源、成本和 产物的角度来回答。(2) 产物NaCuCl2中 Cu 的化合价为1，因此还原过程发生的是归中反应；因为固体的反应是在固体的表面进行的，若直接制备 CuCl 沉淀沉积在 Cu 表面阻碍反应的进行(3)因为 Cu2 水解，加入盐酸抑制 Cu2 水解，由反应 CuCl22NaClCu= =2NaCuCl2可知，增大 NaCl 的浓度有利于生成更多的 NaCuCl2，提高产率。(4) 产品用水和酒精洗的效果是不同的，由于酒精沸点低，易挥发，易晾干。(5) 由化合价 变化可知反应中 CuCl2 被还原为 CuCl，则 SO2 做还原剂，氧化产物必为 H2SO4。答案：(1)石灰乳来
10、源丰富，成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉(2)CuCl22NaCl Cu =2NaCuCl2，CuCl 沉淀沉积在 Cu 表面阻碍反 应的进行(3) 防止 Cu2水解，增大 NaCl 的浓度有利于生成更多的 NaCuCl2，提高产率(4)使 CuCl 尽快干燥，防止被空气氧化(5)2Cu 2 2Cl SO 22H 2O 2CuCl4H SO= = = = = 244、高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。利用湿法、干法制备高铁酸盐的原理如表所示。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 混合加热生成紫红色高铁酸
11、盐和 KNO2等产物(1)工业上利用湿法制备高铁酸钾(K 2FeO4)的流程如图所示：反应的化学方程式为_。反应的离子方程式为_。加入饱和 KOH 溶液的目的是_。(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为_。(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，如图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_、_。解析：本题设计了用次氯酸钠氧化 Fe3 生成 FeO ，然后与 KOH 反应生成 K2FeO4，再经24提纯得到纯产品 K2FeO4 的流程。反应为常温下氯气与烧碱反应生成氯化钠与次氯酸钠
12、；反应为次氯酸根离子氧化 Fe3 生成 FeO ，次氯酸根离子被还原成氯离子，调节 pH 可24以使高铁酸盐中的杂质转化为沉淀而除去，然后高 铁酸盐 再与稀 KOH 溶液反应生成高铁酸钾，结晶后得到高铁酸钾晶体，用饱和 KOH 溶液洗涤高铁酸钾晶体可以减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出，用异丙醇可以洗去高 铁酸钾晶体表面的无机化合物 杂质，得到纯产品高铁酸钾。干法制 K2FeO4 的化学反应方程式为Fe2O33KNO 34KOH= =2K2FeO43KNO 22H 2O，由此可得出氧化剂与还原剂的物质的量之比。从所给的图象不难看出高 铁电池的优点为使用时间 比高能碱性电池的长，且放 电电
13、压比高能碱性电池的稳定。答案：(1)2NaOHCl 2=NaClNaClOH 2O3ClO 10OH 2Fe 3 =2FeO 3Cl 5H 224O增大 K 浓 度，促进 K2FeO4 晶体析出(2)高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒， Fe3 水解生成的 Fe(OH)3 有吸附性，有絮凝作用(3)31(4)使用时间长，工作电压稳定5、锗位于第四周期第A 族，高纯锗是一种良好的半导体材料，锗在自然界中主要以锗石矿(主要成分为 Cu2SFeSGeS2，另含有少量 Al2O3)的形式存在。以锗石矿制备高纯锗的一种流程如下：已知：部分金属氢氧化物或水合氧化物开始沉淀和完全沉淀时溶液的 pH 见下表。回答
14、下列问题：(1)反应中加 H2O2的作用是_。(2)反应和反应中所用的 pH 调节剂可以是下列物质中的_。ASiO 2 BAl 2O3 CNa 2CO3 DMg(NO 3)2(3)若本反应调节 pH 时用的是一种盐，写出反应中生成沉淀 A(白色)的离子方程式：_。(4)反应的化学方程式为_。解析： (3)A 项中的 SiO2和 D 项中的 Mg(NO3)2均不与盐酸反应，故不能调节 pH，B 项中的Al2O3和 C 项中的 Na2CO3均可以调节溶液的 pH，使溶液的 pH 增大而将 Al3 、Fe 3 转化成沉淀而除去；(4)反应时用的是一种盐，即碳酸钠，生成物是白色沉淀，可确定为 Al(OH)3，则反应的离子方程式为 2Al3 3CO 3H 2O=2Al(OH)33CO 2；(5)反应是用氢气23还原氧化锗，反应的化学方程式为 GeO22H 2=Ge2H 2O。答案：(1)将 Fe2 氧化为 Fe3 ，便于调节溶液 pH 时形成沉淀而除去(2)BC(3)2Al3 3CO 3H 2O=2Al(OH)33CO 2(4)GeO22H 2=Ge2H 2O23
