化学工艺流程题

1化工流程题练习【化学工艺流程题的一般组成】1、利用酸性含锰废水（主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+）可制备高性能磁性材料（MnCO3）及纯净的氯化铜晶体（CuCl2•2H2O）。工业流程如下：已知：几种金属离子沉淀的pH如表金属离子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+完全沉淀的pH9.73.26.410.4[回答下列问题：（1）过程①中，MnO2在酸性条件下反应的离子方程式为（2）将滤渣Q溶解在过量的盐酸中，经过，过滤、洗涤、低温烘干，即可获得纯净的氯化铜晶体（CuCl2•2H2O）。（3）过程④中，298K、c(Mn2+)为1.0mol/L时，实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如右图。据图中信息，你选择的最佳pH是；理由是。(4)由MnCO3可制备重要催化剂MnO2，在空气中加热460.0g的MnCO3得到332.0g产品，2若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO2的物质的量是。（摩尔质量（g/mol）：MnCO3:115MnO2:87MnO:71）2．某实验小组以粗镍（含少量Fe和Cr杂质）为原料制备Ni(NH3)6Cl2，并测定相关组分的含量。制备流程示意图如下：已知：①部分离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按离子浓度为0.1mol·L-1计算)如下表所示：离子Fe3+Cr3+Ni2+开始沉淀pH1.54.36.9完全沉淀pH2.85.68.9②Ni(OH)2为绿色难溶物。Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cl2均为可溶于水的蓝紫色晶体，水溶液均显碱性。回答下列问题：（1）实验需要配制3.0mol·L-1稀硝酸250mL，需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和_________________。（2）步骤(a)中Ni和浓硝酸反应的化学方程式为________________。（3）步骤(b)首先加入试剂X调节溶液的pH约为6，过滤后再继续加入X调节pH以得到绿色沉淀。①调节pH约为6的原因是_______________________________________________。②试剂X可以是__________________(填标号)。A.H2SO4B.Ni(OH)2C.NaOHD.Fe2O3E.NiO（4）NH3含量的测定i.用电子天平称量mg产品于锥形瓶中，用25mL水溶解后加入3.00mL6mol/L盐酸，以甲基橙作指示剂，滴定至终点消耗0.5000mol·L-1NaOH标准溶液V1mL；ii.空白试验：不加入样品重复实验i，消耗NaOH标准溶液V2mL。NH3的质量分数为____________。(用V1,V2表示)②在上述方案的基础上，下列措施能进一步提高测定准确度的有____________（填标号）。A.适当提高称量产品的质量B.用H2SO4溶液替代盐酸C.用酚酞替代甲基橙D.进行平行实验（5）为测定Cl－的含量，请补充完整下述实验方案。称量mg产品于锥形瓶中，用25mL水溶解，________________，滴入2～3滴K2CrO4溶液作指示剂，用已知浓度的AgNO3标准溶液滴定至终点，记录读数，重复操作2～3次。3．锂电池应用很广，某种锂离子电池，其正极材料可再生利用。其正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。3回答下列问题：（1）写出“正极碱浸”中发生反应的化学方程式____________；（2）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式________________________；如果可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液，可能发生反应的离子方程式___________________________；（3）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式______________________________；（4）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出充电时正极的电极反应_____________________________________；（5）在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有____________(填化学式)；（6）最近美国和韩国的科学家合作研究出新型锂—空气电池，他们的锂—空气电池在放电过程中产生稳定的晶状超氧化锂(LiO2)，超氧化锂可以很容易地分解成锂和氧，从而具有更高的效率和更长的循环寿命。请写出该电池正极的电极反应____________。4．废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3）42+，反应中H2O2的作用是。写出操作①的名称：。（2）反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3）42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：。操作②用到的主要仪器名称为，其目的是（填序号）。a．富集铜元素b．使铜元素与水溶液中的物质分离c．增加Cu2＋在水中的溶解度（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和。若操作③使用下图装置，图中存在的错误是。（4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是。（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是。5．毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2∙2H2O的流程如下：4Ca2+Mg2+Fe3+开始沉淀的pH11.99.11.9完全沉淀的pH13.911.13.2已知：Ksp（BaC2O4）=1.6×10–7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10–9（1）实验室用37%的盐酸配制1mol/L盐酸，除烧杯外，还需要使用下列玻璃仪器中的：______________。a．容量瓶b．量筒c．玻璃棒d．滴定管为了加快毒重石的酸浸速率，可以采取的措施有：_______________________。（至少两条）（2）加入氨水调节溶液pH=8的目的是：________________________________。滤渣Ⅱ中含__________（填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是：_____________________________。（3）操作Ⅳ的步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、____________。（4）利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。已知：2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H2OBa2++CrO42—=BaCrO4↓步骤Ⅰ移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL。步骤Ⅱ：移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用bmol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。氯化钡溶液浓度为______________________mol·L－1(用含字母的式子表示)。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则Ba2+浓度的测量值将___________（填“偏大”或“偏小”）。【真题演练】【2016年高考新课标Ⅲ卷】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/%2.2~2.92.8~3.122~2860~651~21以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：废钒催化剂V2O5酸浸浸液氧化中和离子交换洗脱沉钒煅烧废渣1H2SO4NH4ClKOH废渣2流出液淋洗液KClO3回答下列问题：（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。5（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+V4O124−R4V4O12+4OH−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈性（填“酸”“碱”“中”）。（5）“流出液”中阳离子最多的是________。（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式。强化练习1．马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3)为原料制备马日夫盐的流程如下：⑴软锰矿要先制成矿浆的目的是______________，葡萄糖(C4H12O6)与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________。(2)用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为_______________________。(3)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表，“调pH并过滤”时，应调整的pH范围为______________，滤渣1的主要成分为____________(填化学式)。金属离子开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe3+1.83.2Al3+3.05.0Fe2+5.88.8Mn2+7.89.8(4)加入磷酸后发生反应的化学方程式为_____________________。(5)某工厂用上述流程制备马日夫盐，已知软锰矿中MnO2的含量为87%，整个流程中锰元素的损耗率为9%，则1吨该软锰矿可制得马日夫盐________t。2．以某种软锰矿(主要成分MnO2，同时含有FeCO3、Al2O3、SiO2等)为主要原料生产KMnO4的一种流程图如下：已知：Mn(OH)2极易被空气氧化；Fe(OH)3、Al(OH)3的溶度积常数依次为4.0×10-38、1.3×10-33。(1)滤渣A的化学式是_________；溶液B中的主要阴离子有______________。(2)为避免引入杂质，②步调节pH加入的物质是____________；调节pH除杂过程中，后析出的6沉淀是________________。(3)浓硫酸与MnO2反应也能生成Mn2+，其化学方程式是___________________。(4)K2MnO4在酸性、中性环境下都会歧化生成MnO4-和MnO2，则③步原料应保证_______________。④步溶解水应煮沸的目的是_____________________。(5)⑤步的阳极电极反应式是____________；该法电解时要产生污染，其原因是________________。3．高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是____________________________。(2)“平炉”中发生的化学方程式为__________________________，该条件下此反应的△S____0(填大于、小于或等于)。(3)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。①“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱碱性，K2MnO4发生歧化反应生成的含锰物质有KMnO4和M