化学工艺流程题汇总.doc

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资源描述

1、19.碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约 98)中含有 Ca2+、Mg 2+、Fe 3+、Cl -和 SO 等杂质,提纯工艺路线如下:24碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下(1)滤渣的主要成分为 。 (2) “趁热过滤”的原因是 。(3)在实验室进行“趁热过滤” ,可采取的措施是 。 (写一种)(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是 。(5)Na 2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) H=+532.36 kJmol-1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)+9H2O(g) H=+473.63 kJmol

2、 -1写出 Na2CO3H2O 脱水反应的热化学方程式 。23.(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:写出由纯 SiHCl3 制备高纯硅的化学反应方程式 。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质,写出配平的化学反应方程式 。H 2 还原 SihCl3 过程中若混 02,可能引起的后果是 。(2)下列有头硅材料的详法正确的是 (填字母) 。A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水混B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承C.普通玻璃是由纯

3、碱、石灰石和石英砂的,其熔点很高D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。写出实验现象并给予解释 。17 (10 分)工业上制备 BaCl2 的工艺流程图如下: 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) H 1 = 571.2 kJmol-1 BaSO4(s) + 2C(s) 2CO2(g) + BaS(s) H 2= 226.2 kJmol-1 气体用过量 NaOH 溶液吸收,得到硫化钠。Na 2

4、S 水解的离子方程式为 。向 BaCl2 溶液中加入 AgNO3 和 KBr,当两种沉淀共存时, = 。 c(Br-)ClKsp(AgBr)=5.410-13,K sp(AgCl)=2.010-10反应 C(s) + CO2(g) 2CO(g)的H 2= kJmol-1。实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是 , 。26某厂的酸性工业废水中含有一定量的 Fe3+、Cu 2+、Au 3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。(1)图中标号处需加入的相应物质分别是 、 、 、 、 ;(2)写出处发生反应的

5、离子方程式 ;写出处发生反应的化学方程式 ;(3)铁红的化学式为 ;写出铁红和氧化铜在工业上的一种用途:铁红 ;氧化铜 。30粗食盐常含有少量 K+、Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+、SO 42-等杂质离子,实验室提纯 NaCl 的流程如下:提供的试剂:饱和 Na2CO3 溶液 饱和 K2CO3 溶液 NaOH 溶液 BaCl2 溶液 Ba(NO3)2 溶液 75%乙醇 四氯化碳欲除去溶液中的 Ca2+、Mg 2+、Fe 3+、SO 42-离子,选出 a 所代表的试剂,按滴加顺序依次为 (只填化学式) 。洗涤除去 NaCl 晶体表面附带的少量 KCl,选用的试剂为 。用提纯的 NaCl 配制

6、 500mL4.00 molL-1NaCl 溶液,所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 (填仪器名称) 。电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的 H2 为 2L,则同样条件下收集的 Cl2 (填“” 、 “”或“”)2L,原因是 。装置改进后,用于制备 NaOH 溶液。测定溶液中 NaOH 的浓度的方法是 。实验室制备 H2 和 Cl2 通常采用下列反应:ZnH 2SO4=ZnSO4H 2 MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集 H2 的装置 (填代号)和制备并收集干燥、纯净 Cl2 的装置 (填代号) 。可选用制备气体的装置:27 明矾石组成和明

7、矾相似,含有氧化铝和少量氧化铁杂质。实验步骤如下图:明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制 500mL 稀氨水( 每升含有 39.20g 氨)需要取浓氨水(每升含有 250.28g 氨) mL,用规格为 mL 量筒量取。氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除 K、SO42外,还有大量的 NH4。 检验 NH4的方法是 。 写出沉淀物中所有物质的化学式 。 滤液 I 含有水和 。为测定混合肥料 K2SO4、(NH4)2SO4 中钾的含量,完善下列步骤:称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量 溶液,产生白色沉淀。 、 、 (填写实验操作名称) 。 冷却、称重。试样质量为 mg,沉淀的物质的量为 nmol,则

8、 K2SO4 的物质的量为: mol。28 (15 分)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整4 +11 2232O Fe+8SO高 温(2)接触室中发生反应的化学方程式是 。(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。a. 为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎b. 过量空气能提高 SO2 的转化率c. 使用催化剂能提高 SO2 的反应速率和转化率d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁(4)每 160g SO3 气体与 H2O 化合放出 260.6kJ 的热量,该反应的热化学方程是 。(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的

9、SO2 和铵盐。SO2 既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO 2 吸收 Br2 的离子方程式是 。 为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到 50.00mL 相同浓度的 NaOH 溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出( 此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果;铵盐质量为 10.00g 和 20.00g 时,浓硫酸增加的质量相同;铵盐质量为30.00g 时,浓硫酸增加的质量为 0.68g;铵盐质量为 40.00g 时,浓硫酸的质量不变。计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %; 若铵盐质量

10、为 15.00g。 浓硫酸增加的质量为 。 (计算结果保留两位小数)37 (1)氯气、烧碱是电解食盐水时按固定的比率 k(质量比)生成的产品。理论上k_(2)原料粗盐中常含有泥沙和 Ca2 、Mg 2 、Fe 3 、SO 2 4 等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为Na 2CO3、HCl(盐酸)BaCl 2,这 3 种试剂添加的合理顺序是_ (填序号)(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能 30以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。 图中

11、X、Y 分别是 、_(填化学式) ,比较图中氢氧化钠质量分数 a与 b的大小 分别写出燃料电池 B 中正极、负极上发生的电极反应正极:_; 负极:_; 这样设计的主要节(电)能之处在于(写出 2 处)_、_。9.从海水中提取食盐和溴的过程如下:(1)请列举海水淡化的两种方法: 、 。(2)将 NaCl 溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有 H2、 、 、或 H2、 。(3)步骤中已获得 Br2,步骤中又将 Br2 还原为 Br,其目的为 。(4)步骤用 SO2 水溶液吸收 Br2,吸收率可达 95,有关反应的离子方程式为 ,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。(

12、5)为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br 2 的沸点为 59。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。装置简图如下:图中仪器 B 的名称: 。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是 。实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件: 。C 中液体产生颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量 Cl2,可向其中加入 NaBr 溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。15 (10 分)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量 3FeAlNa、 等杂志)生产医药级二水合氯化钙( OHCal2的质量分数为97.0%103.0%)的主要流程如下:(

13、1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节 pH为 8.08.5,以除去溶液中的少量 3FeAl、 。检验 3)(OHFe是否沉淀完全的试验操作是 。(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的 约为 4.0,其目的有:将溶液中的少量22)(Cala转 化 为; 防止 2a在蒸发时水解; 。(3)测定样品中 含量的方法是:a.称取 0.7500g 样品,溶解,在 250mL 容量瓶中定容;b.量取 25.00mL 待测溶液于锥形瓶中;c.用 0.05000 1Lmol3AgNO溶液滴定至终点,消耗 3AgNO溶液体积的平均值为 20.39mL。上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 。样品中 HCal2的质量分数为

14、 滤渣。若用上述办法测定的样品中 OHCal2的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略) ,其可能原因有 ; 。16 以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,其主要流程如下:(1)反应 I 前需在 4FeSO溶液中加入 (填字母) ,以除去溶液中的 3Fe。A.锌粉 B.铁屑 C.KI 溶液 D. 2H(2)反应需控制反应温度低于 35,其目的是 。(3)工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。(4)反应常被用于电解生产 428()NSO(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为 。27.某厂废水中含 5.0010-3molL-1

15、 的 。某研究性学习小组将废水处理得到磁性材料72Cr( 的化合价依次为 +3、+2) ,设计了如下实验流程:45.1.0FeOCr(1)第 步反应的离子方程式是 (2)第 步中用 PH 试纸测定溶液 PH 的操作是 (3)第 步过滤得到的滤渣中主要成分除 Cr(OH) 3 外,还有 (4)欲使 1L 该废水中的 完全转化为 。需要加入 72OCr45.1.0FeOCrgFeSO47H2O。27实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:含的27r酸性废水加FeSO47H2OE含Cr3+、Fe 2+、Fe3+的溶液加 NaOH 溶液至

16、 PH 为 9,过滤滤液滤渣焙烧 45.1.0FeOCr(1)溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是_。(2)操作的目的是_,溶液 A(溶质是共价化合物)是_。(3)写出检验滤液中是否含铁离子方程式:_。(4)写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式_写出滤液 B 的一种用途:_(5) 中一般含 。试按下列提示完成 含量分析的实验设计。2CaOa2CaO试剂:氢氧化钠和盐酸标准溶液、酚酞 仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤:_加入_加入酚酞,用氢氧化钠标准溶液滴定。(6)若理论上滴定时耗用标准溶液 20.00mL 恰好完全反应,实际操作中过量半滴(1mL溶液为 25 滴) ,则相对误差为_锂离

17、子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材 ( 、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:24LiMnO 加过量NaOH 溶液通入过量 CO2废旧锂离子电池正极材料 过滤沉淀 X过滤滤液过滤加一定量Na2CO3加稀 H2SO4,通入空气过滤LiMn2O4、碳粉滤液MnO2、碳粉滤液Li2CO3(1)第步反应得到的沉淀 X 的化学式为 _ 。 (2)第步反应的离子方程式是_ 。(3)第步反应后,过滤 所需的玻璃仪器有 _ 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操23LiC作的角度给出两种可能的原因: 、 。(4)电池正极材料含 LiMn2O4

18、 的质量为 18.1g,第步反应中加入 20.0ml3.0mol. 的 溶液,假1L24HSO定正极材料中的锂经反应和完全转化为 ,则至少有 g 参加了反应。23LiO23NaC24.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 3 MgO、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:F e(OH)2+_+_=F e(OH)3 +CI -(3)针铁矿(Goethite )组成元素是 Fe、O 和 H,化学式量为 89,化学式是_。(4)根据下表

19、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 5.6 120 6.8 6102.8 910(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_。32.已知 -锂辉石(主要成分为 Li2O Al2O3 4SiO2)为

20、原材料制备 Li2CO3 的工艺流程如下:已知:Fe 3+、Al 3+、Fe 2+和 Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的 PH 分别为 3.2、5.2、9.7 和12.4;Li 2SO4、LiOH 和 Li2CO3 在 303K 下的溶解度分别为 34.2g、12.7g 和 1.3g(1)步骤前,B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_(2)步骤中,酸浸后得到的酸性溶液中含有 Li+、SO 42-,另含有 Al3+、Fe 3+、Fe2+、Mg 2+、Ca 2+、Na +等杂质,需在搅拌下加入_( 填“石灰石” 、 “氯化钠”或“稀硫酸”) 以调节溶液的 PH 到6.06.5,沉淀部分杂质离子,

21、然后分离得到浸出液。(3)步骤中,将适量的 H2O2 溶液、石灰乳和 Na2CO3 溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有_ (4)步骤中,生成沉淀的离子方程式为_(5)从母液中可回收的主要物质是_ _30.(16)聚合硫酸铁又称聚铁,化学式 ,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸2430.5()nnFeHSO厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 等)制备聚铁和绿矾( ) ,过程如下:、 i 427FeSOHg(1)验证固体焙烧后产生的气体含有 的方法是 2SO(2)实验室制备,收集干燥的 ,所需仪器如下。装置产生 ,按气流方向链接各仪器口,顺2SO2SO序为 。装置的作用是 ,装置中 溶液的

22、作用是 NaH(3)向溶液中加入过量 充分反应后,经 操作得溶液,再经浓缩,结晶等步骤得到绿矾。()溶液的 影响聚铁中铁的质量分数,用 试纸测定溶液 的操作方法为 若溶液的pHp偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏 pH27工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:1)粗盐水加入沉淀剂 A、B 除杂质(沉淀剂 A 来源于石灰窑厂) ,写出 A、B 的化学式 2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是 。4)碳酸化后过滤,滤液 D 最主要的成分是 (填写化学式) ,检验这一成分的阴离子的具体方法是: 。5)氨碱法流程中氨是循环使用的。滤液 D 加入石灰水产生氨。加石灰水后发生反应的离子方程式为 。滤液 D 加石灰水前先要加热,原因是 。

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