高三化学化工流程题专题练习

1高三化学工业流程题专题练习1．从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：已知：①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72－、Fe3+；②Fe3+、Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10－5mol·L－1）时pH分别为3.6和5。(1)“微热”除能加快反应速率外，同时还可以，滤渣A为_______（填化学式）。(2)根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，操作B的最佳方法为_______（填字母序号）A．蒸发浓缩，趁热过滤B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤(3)酸化后Cr2O72－可被SO32－还原成Cr3+，离子方程式为______；酸C为，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]＝______。(4)根据2CrO42－＋2H+Cr2O72－＋H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的极，其电极反应式为_____。2．钛有强度高和质地轻的优点，广泛应用于飞机制造业等。工业上利用钛铁矿，其主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）制备钛金属，工业流程如下：已知：Ti与TiO2化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等。2(1)请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式：。(2)请写出“熔融氧化”的化学方程式：。(3)电解氯化镁的阴极反应式为：，可循环利用的物质为：（填化学式）。(4)热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂：（填“能”或“不能”）；原因为：。(5)用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl2和Mg，除杂试剂是（填化学式）。3．锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：物质Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp2.1×10－133.0×10－165.0×10－161.0×10－115.0×10－221.0×10－22(1)步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是。(2)步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式是，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe3+。(3)步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是。(4)步骤Ⅳ中，在（填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为。碳酸锰矿粉H2SO4溶浸滤渣1Mn滤渣2(NH4)2S电解除杂滤液除杂滤液氨水MnO2Ⅰ℃ⅡⅢⅣ电解废水3(5)电解后的废水中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。进行二级沉降的目的是。4．回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。根据上图所示步骤并参考表格数据，回答下列问题。物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式：_。(2)酸浸时，浸出时间对锰浸出率的影响如右上图所示，工业采用的是浸取60min，其可能原因是。(3)锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是。(4)过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调节pH约为5.1，其目是。(5)过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+氧化得到MnO2，反应的离于方程式为。(6)工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行：第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。①第一步反应的化学方程式为。②电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为。5．铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，下图所示是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的工艺流程。4碳酸钠铬铁矿焙烧浸出O2CO2中和酸化废液处理H2O醋酸醋酸KClpH＜5pH=7~8固体a固体bK2Cr2O7晶体操作I操作II操作III已知1：物质的溶解度（g/100g水）已知2：①焙烧时有Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2等生成。②Cr2O72－+H2O2CrO42－+2H+；Cr2O72－具有很强的氧化性回答问题：(1)“浸出”步骤中，为了提高浸出率，可采取的措施有（要求写一条）。(2)固体b中主要含有（填写化学式）。(3)要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用（填写仪器或用品名称）。(4)酸化步骤用醋酸调节溶液的pH﹤5，其目的是；不用盐酸调节溶液pH的原因是。(5)操作III发生反应的化学方程式是，要得到K2Cr2O7晶体的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、、和干燥。6．从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下：明矾焙烧的化学方程式为：4KAl(SO4)2·12H2O+3S＝2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O请回答下列问题：(1)在焙烧明矾的反应中，氧化剂是。物质0℃40℃80℃KCl28.040.151.3NaCl35.736.438.0K2Cr2O74.726.373.0Na2Cr2O7163.0215.0376.0固体混合物SO2Al2O3SO3AlH2SO4K2SO4①硫焙烧②水浸过滤V2O5③冰晶石970℃通电明矾5(2)步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有_____________。A．粉碎固体混合物B．降低温度C．不断搅拌D．缩短浸泡时间(3)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。(4)步骤③电解的化学方程式是，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：。(5)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则该电池的正极电极反应式是。(6)焙烧a吨明矾（摩尔质量为bg/mol），若SO2的转化率为96%，可生产质量分数为98％的H2SO4质量为吨（列出计算表达式）。7．用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。工艺流程如下：（一定条件下，MnO4－可与Mn2+反应生成MnO2）已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.32.7完全沉淀时5.29.73.2(1)H2SO4溶解A12O3的离子方程式是(2)检验滤液中还存在Fe2＋的方法是______________________________（注明试剂、现象）。(3)“除杂”环节有如下几个步骤，（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH为3.2；（Ⅱ）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色（Ⅲ）加入MnSO4至紫红色消失，过滤。①步骤Ⅰ的目的：；调节溶液的pH为3.2的目的是。②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是，写出其反应方程式：；③Ⅲ中加入MnSO4的目的是。(4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是_____________________。（填化学式）6操作②8．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：请回答：(1)绿矾的化学式为。(2)写出反应①的化学方程式，反应②生成沉淀的离子反应方程式。(3)为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）：。(4)在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是。(5)若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4，则需该硝酸的体积L。9．某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。(2)“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。（写出两个）(3)物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的离子方程式为____________。(4)已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al(OH)3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是____________________。(5)以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·6H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_______________________。710．工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO3)2,其生产流程如下：已知：Ca(IO3)2微溶于水,溶于硝酸；Ksp(CuI)=1.1×10－12,Ksp(Cu2S)=2.5×10－48；氧化性:HNO3IO3－H2O2(1)“还原”过程中主要反应的化学方程式为：2Na2S2O3＋I2=＋2NaI。(2)在还原过程还伴随有CuI生成，写出加入Na2S的离子反应方程式。(3)在氧化过程中先加入H2O2再加入浓硝酸，而不直接加入浓硝酸的目的是。(4)加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca(IO3)2，则要调节pH至（填“酸性”或“中性”或“碱性”），原因是。(5)Ca(IO3)2也可用电化学氧化法制取：先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入CaCl2，最后过滤得到Ca(IO3)2。写出电解时阳极发生的电极反应方程式,用该方法制取Ca(IO3)2，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO3)2的质量为kg（计算结果保留3位有效数字）。11．工业上生产高氯酸（沸点：90°C）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：反应器IClO2气体反应器IINaClO2粗品操作②NaHSO4晶体滤液操作①：冷却、过滤浓H2SO4NaClO3NaOHH2OSO2HClO4纯品(1)实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有。(2)反应器I中的温度最佳为（填序号）；操作②的名称为。A.0°C；B.20°C；C.80°C；D.120°C(3)反应器II中发生反应的离子方程式为。(4)加快反应器II中反应速率的措施有（写出一种措施即可）等。从反应器II中获得NaClO2粗品的实验操作依次是（填序号，下同），进一步提纯的操作名称为。8A.过滤B.重结晶C.蒸馏D.蒸发浓缩E.蒸干灼烧F.冷却结晶G.萃取分液(5)上述流程中可循环使用的物质为，副产品除NaClO2、NaHSO4外还有（填化学式）。12．、磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。医药工业利用共沉淀原理，通过控制Ca/P物质的量比[n(Ca)/n(P)]制备相应产品[Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2的n(Ca)/n(P)分别为1.67和1.5]流程如下：（注：Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2和CaHPO4均难溶于水；Ca(H2PO4)2溶液pH7）下表为n(Ca)/n(P)＝1.5时，不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果：pH值6.87.28.09.010.0产率(%)92.695.396.794.695.6n(Ca)/n(P)1.511.501.511.521.52(1)流程中强调“滴加速度100mL/45min”的作用是_________。流程中调pH选氨水，不选生石灰或石灰乳的理由是____。(2)从表中数据分析生成Ca3(PO4)