工业流程图题精选

第1页共14页工业流程题18．我省物产资源丰富。东海有蛭石，蛭石为一种层状结构的含镁的铝硅酸盐，是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物，因为其受热膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故此得名蛭石。膨化后的蛭石呈颗粒状，有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能，但不耐酸。⑴某硅酸盐矿石的组成可以看作SiO2中有1/4的Si被Al置换，再由Mg平衡其电荷形成的。该矿石的组成以氧化物形式表示为________________________。⑵某校研究性学习小组取得了某种牌号的膨化蛭石样品，其成分可以用氧化物（MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、H2O）的形式表示。为研究蛭石的组成，拟进行实验探究，实验流程及相关数据如下：①固体A的化学式是_____________；②固体F的物质的量是___________________；③通过计算，给出用氧化物的形式表示某种膨化蛭石组成的化学式。19．NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）为原料获得。工艺流程如下图：废渣H2SO4调pH过滤滤液INa2S过滤滤液IIH2O2过滤NaOH滤液IIINa2CO3操作INiSO4H2O6请回答下列问题：（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有_________________。（任写一点）（2）向滤液中滴入适量的Na2S溶液，目的是除去Cu2+、Zn2+，写出除去Cu2+的离子方程式：__________。（3）在40℃左右，用6%的H2O2氧化Fe2+，再在95℃时加入NaOH调节pH，除去铁和铬。此外，还常用NaClO3作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠［Na2Fe6(SO4)4(OH)12］沉淀除去。下图是温度—pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域（已知25℃时，Fe(OH)3的Ksp=2.64×10−39）。下列说法正确的是______（选填序固体D(8.92g))滤液C膨化蛭石矿样(11.20g)过量盐酸过滤固体A(2.40g)g)滤液B过量NaOH溶液过滤过量CO2过滤滤液E固体F(3.12g)固体G(6.40g)灼烧Fe2O3FeOOHFe(OH)3温度—pH值与生成的沉淀关系图200160120804002468101214t/℃pH第2页共14页号）。a．FeOOH中铁为+2价b．若在25℃时，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10−29c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为：6Fe2++ClO3－+6H+=6Fe3++Cl－+3H2Od．工业生产中常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为1.2～1.8（4）上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是_________________。（5）确定步骤④中Na2CO3溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是____________________________________。（6）操作Ⅰ的实验步骤依次为：【实验中可选用的试剂：6mol•L-1的H2SO4溶液，蒸馏水、pH试纸】。①__________________________________；②__________________________________；③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO4•6H2O晶体；④用少量乙醇洗涤NiSO4•6H2O晶体并晾干。20．钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下：已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H+＋4Cl−＝Fe2+＋TiOCl42−＋2H2O（1）滤渣A的成分是▲。（2）滤液B中TiOCl42−转化生成TiO2的离子方程式是▲。（3）反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图9所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是▲。（4）反应③的化学方程式是▲。（5）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是▲。（6）LiFePO4电池中常加入少量活性炭黑，其作用可能是▲。21．工业上可用软锰矿(主要成分为MnO2)和闪锌矿(主要成分为ZnS)制取干电池中所需的MnO2和Zn，其工艺流程如下：图9第3页共14页下列说法正确的是A．酸溶时，MnO2作还原剂B．可用盐酸代替硫酸进行酸溶C．原料硫酸可以循环使用D．在电解池的阴极处产生MnO222．（12分）以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：(1)写出反应Ⅰ的化学方程式。(2)生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是。(3)下列有关说法正确的是。a．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙b．反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1c．反应IV需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解d．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥(4)反应Ⅴ在25℃、40%乙二醇溶液中进行，不断有硫酸钾晶体从溶液中析出，硫酸钾的产率会超过90%，选用40%乙二醇溶液的原因是。(5)(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式。23．（15分））氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下：软锰矿闪锌矿酸溶H2SO4过滤单质硫滤液通电MnO2ZnH2SO4第4页共14页已知：①卤块主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如右图所示。（1）过滤所需要的主要玻璃仪器有，加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为。（2）加入BaCl2的目的是除去SO42－，如何检验SO42－已沉淀完全？答：。（3）加入NaClO3饱和溶液发生反应为：MgCl2＋2NaClO3＝Mg(ClO3)2＋2NaCl↓再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为：①；②；③；④过滤、洗涤。（4）产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定：步骤1：准确称量3.50g产品配成100mL溶液。步骤2：取10mL于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL1.000mol·L－1的FeSO4溶液，微热。步骤3：冷却至室温，用0.100mol·L－1K2Cr2O7溶液滴定至终点，此过程中反应的离子方程式为：Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL。①写出步骤2中发生反应的离子方程式：。②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为。24．（14分）Ni2O3是一种灰黑色粉末，约在600℃分解成NiO，工业上利用含镍废料（镍、铁、钙、镁合金为主）制取Ni2O3的工艺流程如下：第5页共14页酸溶氧化步骤AH2SO4、HNO3H2O2Fe(OH)3成品草酸步骤B沉淀煅烧Na2CO3NH4F沉淀B溶液A镍废料干燥脱水已知：①草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。②有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氢氧化物Ni(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀的pH7.11.56.59.7沉淀完全的pH9.13.79.712.4请问答下列问题：（1）加入H2O2的目的是将溶液中Fe2＋氧化，写出该反应的离子方程式▲。（2）步骤A应调节溶液pH的范围是▲。步骤B中加入NH4F的目的是▲。（3）如果在酸溶过程中HNO3完全反应，则从溶液A中可以回收的物质是▲。（4）干燥脱水后得到NiC2O4，将其煅烧3h，制得Ni2O3，同时生成CO和CO2。写出NiC2O4受热分解的化学方程式▲。煅烧时温度不宜过高的原因是▲。（5）向NiCl2溶液中加入NaOH、NaClO溶液也可以析出Ni2O3沉淀，该反应的离子方程式为▲。25．(15分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了威胁。某研究性学习小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为____。(2)第②步加H2O2的作用是____。(3)该探究小组提出两种方案测定CuSO4·5H2O晶体的纯度。方案一：取ag试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定(原理为I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6)，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。①滴定过程中可选用________作指示剂，滴定终点的现象是____________。②CuSO4溶液与KI反应的离子方程式为____。方案二：取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6mL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋。③写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝________。④下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________(填字母)。第6页共14页a.未干燥锥形瓶b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c.未除净可与EDTA反应的干扰离子26．(11分)有机合成中常用的钯/活性炭催化剂若长期使用，会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性，成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl2的工艺流程如下：(1)“焙烧1”通入空气的目的是________________。(2)甲酸在反应中被氧化为二氧化碳，写出甲酸与PdO反应的化学方程式：____。(3)加入浓氨水的过程中，需要控制溶液的pH为8～9，实验室中检测溶液pH的简单方法是________________。(4)写出“焙烧2”发生反应的化学方程式：____。(5)Pd中加入王水的反应可以表示为Pd＋HCl＋HNO3―→A＋B↑＋H2O(未配平)。其中B为无色有毒气体，该气体在空气中不能稳定存在；A中含有三种元素，其中Pd元素的质量分数为42.4%，H元素的质量分数为0.8%。则A的化学式为____。27．（13分）NaClO2用于棉、麻、粘胶纤维及织物的漂白。实验室制备NaClO2的装置如下图所示：(1)装置I控制温度在35~55℃，通入SO2将NaClO3还原为ClO2（沸点：11℃），反应结束后通入适量的空气，其目的是▲。(2)装置Ⅱ中反应生成NaClO2的化学方程式为▲。反应后的溶液中阴离子除了ClO2－，还有少量ClO3－、Cl－、ClO－、OH－，另外还可能含有的一种阴离子是▲，用离子方程式表示该离子产生的原因▲。(3)已知在NaClO2饱和溶液中温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O，温度高于38℃时析出晶体是NaClO2，温度高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。请补充从装置Ⅱ反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤。①减压，55℃蒸发结晶；②▲；③▲；④▲；得到成品。(4)装置Ⅲ中试剂X为▲。28．（12分）NaNO3是重要的化工原料，可通过下列方法制备：第一步：在吸收塔中，将硝酸生产中排出的尾气(体积分数：含0.5%NO、1.5%NO2)用纯碱溶液完全吸收。第7页共14页第二步：将吸收塔中的混合液送入转化塔中，加入50%HNO3溶液，同时通入足量的压缩空气搅拌，充分反应，得到NaNO3和硝酸的混合液。第三步：将转化塔中的混合液用纯碱中和后，经蒸发浓缩、冷却结晶、离