化学工业流程高考题.doc

1、化学工业流程高考题【例 1】NH 3经一系列反应可以得到 HNO3和 NH4NO3，如下图所示。NH3NONH4O3NO2HNO3II IIV（1）中，NH 3和 O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是_。（2）中，2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) 。在其他条件相同时，分别测得 NO 的平衡转化率在不同压强（p 1、p 2）下随温度变化的曲线（如右图） 。比较 p1、p 2的大小关系_。随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。（3）中，将 NO2(g)转化成 N2O4(l)，再制备浓硝酸。已知：2NO 2(g) N2O4(g) H 12NO2(g) N2O4(l) H 2N 2O4

2、与 O2、H 2O 化合的化学方程式_。（4）中，电解 NO 制备 NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为 NH4NO3，需补充物质 A，A 是_，说明理由_。【例 2】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成下列填空：（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。 A_ B_。（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：沉淀 过滤 氨化 碳酸化 过滤 煅烧粗盐水 纯碱A B NH3 CO2 EC D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_

3、。（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，为此，滤液 D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为_。滤液 D 加石灰水前先要加热，原因是_。（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为_。【例 3】二氧化氯（ClO 2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产 ClO2方法。 用于电解的食盐水需先除去其中的 Ca2+、Mg 2+、SO 42等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量

4、的_（填化学式） ，至沉淀不再产生后，再加入过量的 Na2CO3和 NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的 SO42-，其原因是_ 已知：K sp(BaSO4)= 1.1 1010 、 Ksp(BaCO3)= 5.1 109 该法工艺原理如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO 3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有_（填化学式）发生器中生成 ClO2的化学方程式为_ 。（2）纤维素还原法制 ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物 D 与 NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式： （D） +24NaCl

5、O 3 + 12H2SO4 ClO 2+CO 2+18H 2O + _（3）ClO 2和 Cl2均能将电镀废水中的 CN 氧化为无毒的物质，自身被还原为 Cl 。处理含 CN 相同量得电镀废水，所需 Cl2的物质的量是 ClO2的_倍。【例 4】2004 年天津高考理综题I. 合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途 。II. 实验室制备氨气，下列方法中适宜选用的是 。 固态氯化铵加热分解 固体氢氧化钠中滴加浓氨水 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热III. 为了在实验室利用工业原料制备少量氨气，有人设计了如下装置（图中夹持装置均已略去） 。实验操作

6、 检查实验装置的气密性后，关闭弹簧夹 a、b、c、d、e。在 A 中加入锌粒，向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹 c、d、e，则 A 中有氢气发生。在 F 出口处收集氢气并检验其纯度。 关闭弹簧夹 c，取下截去底部的细口瓶 C，打开弹簧夹 a，将氢气经导管 B 验纯后点燃，然后立即罩上无底细口瓶 C，塞紧瓶塞，如图所示。氢气继续在瓶内燃烧，几分钟后火焰熄灭。 用酒精灯加热反应管 E，继续通氢气，待无底细口瓶 C 内水位下降到液面保持不变时，打开弹簧夹b，无底细口瓶 C 内气体经 D 进入反应管 E，片刻后 F 中的溶液变红。回答下列问题： 检验氢气纯度的目的是_。 C 瓶内水位下降到液面保

7、持不变时，A 装置内发生的现象是_，防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹 b 的原因是_，C 瓶内气体的成份是_。 在步骤中，先加热铁触媒的原因是_。反应管 E 中发生反应的化学方程式是_。【例 5】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 2SO的转化率c. 使用催化剂能提高 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 3气体与

8、 2H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 2SO和铵盐。 2SO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 2Br。 SO吸收 Br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 NaH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

9、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 %； 若铵盐质量为 15.00g。 浓硫酸增加的质量为 。 历年高考题1、石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含 SiO2（7.8%） 、Al 2O3（5.1%） 、Fe 2O3（3.1%）和MgO（0.5%）：（注：SiCl 4的沸点为 57.6，金属氯化物的沸点均高于 150）（1）向反应器中通入 Cl2前，需通一段时间 N2，主要目的是_。（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体 I 中的碳氧化物主要为_，由气体 II 中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_。（3

10、）步骤为：搅拌、_、所得溶液 IV 中的阴离子有_。（4）由溶液 IV 生成沉淀 V 的总反应的离子方程式为_，100kg 初级石墨最多可获得 V 的质量为_kg。（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成图 19 防腐示意图，并作相应标注。2、银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：（注：Al(OH) 3和 Cu(OH)2开始分解的温度分别为 450和 80）（1）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣 A 与稀 HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为 。（2）固体混合物 B 的组成为 ；在生成固体 B 的过程中，需控制 N

11、aOH 的加入量，若 NaOH 过量，则因过量引起的反应的离子方程式为 。(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： CuO + Al2O3 CuAlO2 + （4）若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%，理论上 5.0kg 废料中的铜可完 全转化为 mol CuAlO2，至少需要 1.0molL-1的 Al2(SO4)3溶液 L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。3、难溶性杂卤石（K 2SO4MgSO42CaSO42H2O）属于“呆矿” ，在水中存在如下平衡为能充分利用钾资源，用饱和 Ca（OH） 2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：（1）滤渣主要

12、成分有 和 以及未溶杂卤石。（2）用化学平衡移动原理解释 Ca（OH） 2溶液能溶解杂卤石浸出 K+的原因：_。（3） “除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液 PH 至中性。（4）不同温度下，K +的浸出浓度与溶浸时间的关系是图 14，由图可得，随着温度升高， （5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：已知 298K 时， Ksp(CaCO3)=2.80109， Ksp(CaSO4)=4.90105 ，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留三位有效数字） 。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

13、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 Cl2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）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以 AlCl4 和 Al2Cl7 形式存在，铝电极的主要电极反应式为 （5）钢材镀铝后，表面形

14、成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_；5、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以 -锂辉石（主要成分为 Li2O Al2O3 4SiO2）为原材料制备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， -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+、Fe 2+、Mg 2+、Ca

15、2+、Na +等杂质，需在搅拌下加入_(填“石灰石” 、 “氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的 PH 到6.06.5，沉淀部分杂质离子，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_（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_6、废旧锂离子电池的回收利用意义重大，其正极废料的主要成分是 LiCoO2、铝、炭黑及其他杂质，回收利用的流程如下：已知“溶液 A”中主要金属离子是 Co2+、Li +，还含有少量 Fe3+、Al 3+、Cu 2+。（1）步骤中铝溶解的离子方程式为_，固体 X 的成分

16、是_。（2）步骤中 LiCoO2固体溶解的化学方程式为_，该反应的还原剂是_。（3）实验表明溶液 A 中各种金属离子的沉淀率随 pH 的变化如图，除杂时加入氨水调节溶液 pH，可除去的杂质离子是_。（4）母液中含量最大的三种离子是_。（5）从 1000 g 锂离子电池正极材料（Li 元素含量为 5）中可回收 Li2CO3的质量为_ g。 （已知回收率为 84，Li 2CO3化学式量为 74）7、某煤渣主要含有 Al2O3、SiO 2，可制备碱式硫酸铝Al 2(SO4)32Al(OH)3溶液，用于烟气脱硫，减少SO2的排放，其制备流程： 1 H2SO4 CaO3pH=3.6 1 22已知：25，

17、K sp（CaCO 3）2.810 9 ， K sp（CaSO 4）9.110 6 。（1）操作的名称 。（2）酸浸时反应的离子方程 ；为了提高酸浸时铝元素的浸出率，可采取的措_，_。（3）固体 2 的化学式是 ，分析固体 2 生成的主要原因 （用离子方程式）_。（4）碱式硫酸铝溶液吸收 SO2生成 Al2(SO4)3Al2(SO3)3，再向该溶液通入足量空气，生成一种硫酸盐，用于制备碱式硫酸铝溶液的循环使用，试写出有关反应的化学方程式：_，_。8、下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有 Fe2+、AsO 2-、Ca 2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。CuSO4H2OpH=Na2CO3III

18、ICuSO45 H2已知：Fe 3+ Cu2+ 开始沉淀的 pH 分别 2.7、5.4，完全沉淀的 pH 分别为 3.7、6.4;K SP(Cu(OH)2=210-20(1)溶解操作中需要配制含铜 64g/L 的硫酸铜溶液 100L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为 _ 杂质离子沉淀率/ 2040608010010203040Co2+沉淀率/4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4pHFe3+Al3+Cu2+Co2+ 浸出液浸出渣液稀 H2SO4过滤 固体 X 粗铝废渣稀 H2SO4、H 2O2除杂 溶液 B(NH4)2C2O4CoC2O4 固体母液 Li2CO3 固体溶液 A正极废料蒸

19、发浓缩NaOH 溶液 沉淀Kg。(2)氧化步骤中发生的离子反应方程式为_ AsO 2 + H2O2+ H+=H3AsO4 H 3AsO4+ Fe3+=FeAsO4+ 3H +(3)若要检验调节 pH 后溶液的 Fe3+是否除尽，方法是 ；氧化后需要将溶液进行稀释，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过 molL -1。(4)固体 I 的主要成分除 FeAsO 4外还有 ，操作为 。(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜（含铁、银杂质）制备纯铜，写出阳极发生的电极反应方程式_。9、以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和硫单质，原料的综合利用率较高。其主要流程如下回答下面问题：(1)从黄

20、铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜。这种方法的缺点是耗能大及 （回答其中一种即可） 。(2)过滤得到的滤渣成分是 （填化学式） 。(3)反应中，共有 个反应不属于氧化还原反应。(4)溶液 A 中含有的溶质是 （填化学式） 。(5)写出反应的化学方程式 。(6)反应是是 FeCO3在空气中煅烧，写出化学方程式 。反应中发生反应的离子方程式 。10、某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有 MgCO3、MgSiO 3、 CaMg(CO3)2、Al 2O3和 Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物 Fe（OH） 3 Al(OH)3 Mg(OH)2P

21、H 3.2 5.2 12.4部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的 pH 由见上表，请回答下列问题：（1） “浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出两条） 。（2）滤渣 I 的主要成分有 。（3）从滤渣中可回收利用的主要物质有 。（4）Mg(ClO 3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备： MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备 Mg(ClO3)2。简述可制备 Mg(ClO3)2的原因： 。按中条件进行制备实验。在冷却降温析出 Mg(C

22、lO3)2过程中，常伴有 NaCl 析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。11、工业上回收利用某合金废料（主要含 Fe、Cu、Co、Li 等，已知 Co、Fe 都是中等活泼金属）的工艺流程如下：（1）金属 M 为 ，操作 1 为 。（2）加入 H2O2的作用是（用离子方程式表示） ，加入氨水的作用是 。（3）充分焙烧的化学方程式为 。（4）已知 Li2CO3微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作 2 中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因是 ，90时 Ksp（Li 2CO3）的值为 。温度/ 10 30 60 90浓度/mol L10.21 0.17 0.14 0.10（5）用

23、惰性电极电解熔融 Li2CO3制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为 。H 2O2氨水Li2CO3高温焙烧足量空气12、工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：请回答下列问题：（1）沉淀 C 的化学式为_，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作_。（2）操作 I、操作 II、操作 III 都是_（填操作名称） ，实验室要洗涤 Al(OH)3沉淀应该在_装置中进行。（3）生产过程中，除 NaOH、H 2O 可以循环使用外，还可以循环使用的物质有_（填化学式） 。用此法制取铝的副产品是_（填化学式） 。（4）写出 Na2CO3溶液与 CaO 反应离子方程式：_。（5）若铝土矿中还

24、含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质：_（填化学式） 。13、亚氯酸钠（NaClO 2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：溶解吸收塔NaClO3配料ClO2发生器H2O稀 H2SO4160g/LNaOHSO2 和空气混合气 H2O2过滤滤液NaClO23H2O3已知：NaClO 2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出 NaClO23H2O。纯 ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到 10以下安全。160 g/L NaOH 溶液是指 160 gNaOH 固体溶于水所得溶液的体积为 1L。（1）160 g/L NaOH 溶液的物质的量浓度为 。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是_。（2）发生器中鼓入空气的作用可能是 （选填序号） 。a将 SO2氧化成 SO3，增强酸性； b稀释 ClO2以防止爆炸；c将 NaClO3氧化成 ClO2（3）吸收塔内的反应的化学方程式为 。吸收塔的温度不能超过 20，其目的是 。（4）在碱性溶液中 NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持 NaOH 稍过量，判断 NaOH 是否过量的简单实验方法是_。（5）吸收塔中为防止 NaClO2被还原成 NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除 H2O2外，还可以选择的还