高三化学工艺流程题专项练习(8页).doc

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1、-高三化学工艺流程题专项练习-第 8 页化学工艺流程题专项练习一试题1.绿矾（FeSO47H2O）的一种综合利用工艺如下：绿矾NH4HCO3FeCO3固体母液焙烧煤粉还原铁粉(NH4)2SO4粗产品除杂转化分离（1）绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1：2反应，有CO2生成，反应的离子方程式为_。（2）隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是FeCO3 FeO Fe分解 还原，实际作还原剂的是CO。写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式_。（3）“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤，除去的杂质离子是_。（4）母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依

2、次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、_。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因_。（5）绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物。分析下表实验数据，为了提高SO3的含量，可采取的措施是_。空气通入量/Ls1温度/SO2含量/SO3含量/0.0285045.454.60.0685030.569.50.1085011.188.90.1081011.188.90.1089011.288.82.某炼铁废渣中含有大量CuS及少量的铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O废渣粉碎NaCl高温空气酸浸调pH

3、升高至34滤渣过滤CuCl22H2O废气4mol/L盐酸试剂A滤液B的流程如下：请回答下列问题：高温（1）废渣中的铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，其正极反应式为 。（2）高温煅烧时CuS发生的反应为： CuS + NaCl + O2 CuCl2 + Na2SO4 ，配平该反应方程式。（3）调pH后铁元素生成滤渣的离子方程式为（4）试剂A最好选用下列三种物质中的 （填序号）：a.NaClO b.Cl2 c.浓硫酸理由是 。（5）分析右图溶解度曲线回答：为了获得CuCl22H2O晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩、_、滤液冷却结晶、过滤得到产品。“冷却结晶”过程中，析出CuCl22H2O晶体的合适

4、温度或温度范围是 。3.硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物, 主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m流程图：废铁皮硫铁矿烧渣酸溶200300水浸操作I反应I操作IIFeSO47H2O稀H2SO4Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m稀H2SO4/H2O2水解滤渣操作III滤液滤渣（1）实验室实现“操作I”所用的玻璃仪器有 、玻璃棒和烧杯等。 “操作III” 系列操作名称依次为： 、 、过滤和洗涤。（2）“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式： 。（3）硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要

5、目的是。来源:（4）实验室检验“反应I”已经完全的试剂是 ，现象是 。（5）加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+，写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式 。4.铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：（1）酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为_。（2）活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_（填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”）。（3）除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。右下图是KMnO4溶液处于不同pH值时对应的Hg去除率变化图，图中物质为Hg与MnO4在该pH范围内的主要产物。请根据该图给出pH值对

6、汞去除率影响的 变化规律：_。试猜想在强酸性环境下汞的去除率高的 原因：_ _。（4）当x=0.2时，所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强，试用氧化物形式表示该铁氧体组成_。（5）经测定滤液成分后同时加入一定量的MnSO4和铁粉的目的是_。5.已知工业上合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0。在一体积为2L的密闭容积中，加入0.20mol的N2和0.60mol的H2，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：（1） 写出该反应平衡常数的表达式K=_（2）反应进行到4分钟到达平衡。请计算从 反应开始到刚刚平衡，平均反应速率v(NH3) 为 ；（3

7、）5分钟时，保持其它条件不变，把容器的体积缩小一半，平衡 移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）原因是： 。化学平衡常数将 （填“增大”、“减少”或“不变”）。 （4）在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后，若在第8分钟时达到新的平衡（此时NH3的浓度约为0.25 molL1 ），请在图中画出第5分钟后NH3浓度的变化曲线。（5）N2和H2的反应还有其它应用。如：有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，分别以N2、H2为电极反应物，以HClNH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应式 。6.高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品

8、FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：查资料得知K2FeO4的一些性质：在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液回答下列问题：（1）写出“氧化I”中，生成Fe3+的离子反应方程式 。（2）氧化中，试剂A为 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)；过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有 （3）操作I中包括冷却结晶、过滤、洗涤干燥几个步骤。洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行该操作时最好用 洗涤。 （4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)3，请补充并配平该反应方程式 K2FeO4 + H

9、2O = Fe(OH)3 + KOH + (5)将一定量的K2FeO4投入一定浓度的FeCl3溶液中，测得剩余K2FeO4浓度如下图所示，推测产生曲线I和曲线II差异的原因是 来源:高铁酸钾剩余浓度 mgL-1时间/tFeCl3浓度1.5 mgL-10 mgL-1III7.硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3452124一水合氨电离常数Kb=1.8105，其饱和溶液中c(OH)约为110-3molL

10、-1。请回答：（1）写出A与氢氟酸反应的化学方程式： 。（2）上述流程中两次使用试剂X，推测试剂X是 （填以下字母编号）A水B氧化铝 C氨水 D氢氧化钠 （3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果 是 。（任写2点）（4）写出的反应离子方程式： 。（5）证明H溶液的主要阴离子（Cl、OH除外）的方法是 。8.镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：已知：NiCl2易溶于水，Fe3不能氧化Ni2。已知实验温度时的溶解度：NiC2O4NiC2

11、O4H2ONiC2O42H2O某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：M(OH)nKsp开始沉淀时pH沉淀完全时的pHAl(OH)31.910233.44.2Fe(OH)33.810382.52.9Ni(OH)21.610147.69.8回答下列问题：(1) 用NiO调节溶液的pH，依次析出沉淀 和沉淀 (填化学式)。(2) 写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式： 。(3) 写出电解滤液的阴极电极反应式： 。检验电解滤液时阳极产生的气体的方法是： 。(4) 写出“氧化”反应的离子方程式： 。(5) 如何检验Ni(OH)3是否洗涤干净？ 。9.工业上利用硫铁矿烧渣（主

12、要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3 )，具体生产流程如下：试回答下列问题：（1）滤液X中含有的金属阳离子是 （填离子符号）。（2）步骤中可选用 试剂调节溶液的pH（填字母）。 A稀硝酸 B氨水 C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液（3）步骤中，FeCO3 达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8，c（Fe2+ ）为1.0105molL1 。试判断所得FeCO3 中是否混有Fe(OH)2 （填“是”或“否”），请通过简单计算说明理由 (已知：KspFe(OH)2=4.91017)。（4）步骤的反应温度一般需控制在35以下，其目的是 。（5）在空气中煅烧FeC

13、O3 生成产品氧化铁的化学方程式为 。二答案1.（1）Fe22HCO3FeCO3CO2H2O来源:（2）FeCO3FeOCO2 CO2C2CO FeOCO FeCO2（3）Fe2 （4）过滤 NH4+H2O NH3H2OH+，温度过高NH3挥发使平衡向右移动，溶液酸性增强生成NH4HSO4。（5）增大空气通入量2.（1）2H2O+O2+4e=4OH （2）1 2 2 1 1 （3）Fe3+3OH= Fe(OH)3（4） a（2分） NaClO能将Fe2氧化为Fe3，且NaClO溶液显碱性，能增大溶液pH（5）趁热过滤 35403.（1）漏斗 蒸发浓缩 冷却结晶（2）Fe3O4+4H2SO4=F

14、eSO4+Fe2(SO4)3+4H2O（3）增大烧渣与硫酸的接触面积，加快烧渣的溶解速率（4）KSCN溶液 溶液不呈血红色（5）2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O4.（16分）（1）MnO2+H2O2+H2SO4 = MnSO4 +O2+2H2O（2）还原剂（3）随pH值的升高汞的去除率先降低后增加Mn2+具有催化作用（4）MnO4ZnO5Fe2O3 （5）调节滤液离子的成分，符合水热后获得锰锌铁氧化体组成5.（1）（2）（3）向正反应方向； 原因是：若只把容器的体积缩小一半，各种物质的浓度都加倍，浓度熵QK，平衡向正向移动 也可答体积缩小一半相当于增大体系的压强，平衡向气体分子数

15、减小的方向即正反应方向移动 不变气体分子数减小的方向即正反应方向移动 不变 （4）C（NH3）（molL-1）（5）N2 + 8H+ 6e=2NH4+ 6.(1) H2O2 +2 H+2Fe2+=2Fe3+2H2O (2) NaClO Na2SO4 (3) 无水乙醇 (4) 4 10 8 3O2 (5) FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应，从而降低K2FeO4浓度 7.(1) SiO2+4HF=SiF4+2H2O （2）D （3）镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全 （4）AlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+ HCO3 （5）取1-2 mL H溶液，加入过量

16、BaCl2（CaCl2）溶液，没有沉淀产生；再滴加入NaOH溶液，有白色沉淀产生，（或再滴加入盐酸，有无色无味气体产生），证明含有HCO38.（(1) Fe(OH)3 Al(OH)3 (2) NiCl2Na2C2O42H2O=NiC2O42H2O2NaCl (3) 2H+ + 2e = H2 用湿润的淀粉碘化钾试纸检验 (4) 2Ni(OH)22OHCl2=2Ni(OH)32Cl (5) 用小试管取少量洗涤液，滴加AgNO3溶液，若没有白色沉淀生成，则说明Ni(OH)3已洗涤干净；若有白色沉淀生成，则说明还未洗涤干净。 9. （1）Fe2+ 、Fe3+（2）B（3）否 溶液中c(Fe2+)c2(OH)=1.0105(1106)2=1.01017KspFe(OH)2，故无Fe(OH)2沉淀生成 （4）防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解高温（5）4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2