化学工业流程高考题.doc
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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流化学工业流程高考题【精品文档】第 14 页化学工业流程高考题【例1】NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。(1)中,NH3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(p1、p2)下随温度变化的曲线(如右图)。比较p1、p2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:2NO2(g) N2O4(g) H1 2NO2(g) N2O4(l) H2N2O4
2、与O2、H2O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】沉淀过滤氨化碳酸化过滤煅烧粗盐水纯碱A B NH3 CO2 EC D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: 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
3、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(ClO2)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+、Mg2+、SO42 等杂质。其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的_(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3
4、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:Ksp(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(NaClO3)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) +24NaClO3 + 12H2SO4 ClO2+CO2+18H2O + _(3)ClO2和Cl2均
5、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 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
6、,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
7、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(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气体与化合放出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,得到较高浓度的和铵盐。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。吸收的离子方程式是_。 为测定
8、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%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%):
9、(注:SiCl4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)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)
10、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NaOH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
11、和干燥。3、难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)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(CaSO
12、4)=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,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下:(注:NaCl熔点为801;AlCl3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_。(
13、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Li2OAl2O34SiO2)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下:已知:Fe3+、Al3+、Fe2+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;Li2SO4、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
14、浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、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+、Al3
15、+、Cu2+。(1)步骤中铝溶解的离子方程式为_,固体X的成分是_。(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_。浸出液浸出渣液稀H2SO4过滤固体X粗铝废渣稀H2SO4、H2O2除杂溶液B(NH4)2C2O4CoC2O4固体母液Li2CO3固体溶液A正极废料蒸发浓缩NaOH溶液沉淀杂质离子沉淀率/2040608010010203040Co2+沉淀率/4.44.64.85.05.25.4pHFe3+Al3+Cu2+Co2+(5
16、)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,Li2CO3化学式量为74)7、某煤渣主要含有Al2O3、SiO2,可制备碱式硫酸铝Al2(SO4)32Al(OH)3溶液,用于烟气脱硫,减少SO2的排放,其制备流程:已知:25,Ksp(CaCO3)2.8109 , Ksp(CaSO4)9.1106。(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)
17、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+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。已知:Fe3+ 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;KSP(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 _ Kg。(2)氧化步骤中发生的离子反应方程式为_ AsO2 + H2O2+ H+=H3AsO4 H3AsO4+ Fe3+=FeAsO4+ 3H+(3)若要检
18、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 FeAsO4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
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- 化学工业 流程 考题
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