届高考化学复习专题一工业流程图综合训练Word文档格式.docx
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为降低成本,减少硫酸投加量的最好办法是。
③滤渣A的主要成分有。
(3)根据表中数据,回答下列问题。
①化学絮凝沉淀过程中,加入FeSO4发生反应的离子方程式是。
②熟石灰能促进沉淀的生成,结合离子方程式,从平衡角度分析其原因是。
(4)用臭氧进一步处理废水中的氰化物和残留硫化物,若将400mL废水中的CN-完全氧化成N2和CO2,转移______mole-。
答案
(1)CaC2+2H2O=Ca(OH)2+CH≡CH↑
(2)①处理至相同pH时,废水中SS含量越高,中和所需的硫酸越多
②加硫酸前,静置5~6小时
③CaSO4
(3)①Fe2++S2-=FeS
②水解平衡:
S2-+H2O
HS-+OH-,加入熟石灰,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(S2-)增大,有利于FeS沉淀的生成
(4)5×
10-4
2、(2020届山东等级模拟考)普通立德粉(BaSO4·
ZnS)广泛用于工业生产中,可利用ZnSO4和BaS共沉淀法制备。
以粗氧化锌(含Zn、CuO、FeO等杂质)和BaSO4为原料制备立德粉的流程如下:
(1)生产ZnSO4的过程中,反应器Ⅰ要保持强制通风,原因是。
(2)加入锌粉的主要目的是(用离子方程式表示)。
(3)已知KMnO4在酸性环境中被还原为Mn2+,在弱酸性、弱碱性溶液中被还原为MnO2,在碱性环境中被还原为MnO42-。
据流程判断,加入KMnO4时溶液的pH应调至;
a.2.2~2.4b.5.2~5.4c.12.2~12.4
滤渣Ⅲ的成分为。
(4)制备BaS时,按物质的量之比计算,BaSO4和碳粉的投料比要大于1:
2,目的是;
生产过程中会有少量氧气进入反应器Ⅳ,反应器Ⅳ中产生的尾气需用碱液吸收,原因是。
(5)普通立德粉(BaSO4·
ZnS)中ZnS含量为29.4%。
高品质银印级立德粉中ZnS含量为62.5%。
在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S中选取三种试剂制备银印级立德粉。
所选试剂为,反应的化学方程式为(已知BaSO4的相对分子质量为233。
ZnS的相对分子质量为97)。
【答案】
(1)反应中产生氢气,达一定浓度后易爆炸,出现危险,需要通风。
(2)Zn+Cu2+=Zn2++Cu2+
(3)b,MnO2和Fe(OH)3
(4)避免产生CO等有毒气体;
尾气中含有的SO2等有毒气体
(5)ZnSO4、BaS、Na2S;
4ZnSO4+BaS+3Na2S=BaSO4·
4ZnS+3Na2SO4
3、(2020·
济南市高三上学期期末)在南北朝刘宋·
雷敩所著的《雷公炮炙论》中收录了一种矿物类药材石髓铅,又称自然铜,具有活血化瘀止痛的效果。
今用现代分析技术检测一份石髓铅样品,发现其含铜极少,含有铁元素的质量分数为44.8%,硫元素的质量分数为51.2%。
回答下列问题:
(1)石髓铅的主要成分是一种化合物(质量分数为96%),化学式为______________;
石髓铅粉末几乎能完全溶于硫酸酸化的高锰酸钾溶液中,形成多种硫酸盐的混合液,写出主要反应的离子方程式:
_______________________________________。
(2)利用石髓铅、焦炭和氧气在高温下反应可制造硫黄,副产品为Fe3O4和CO。
Fe3O4是________色晶体,可用于制作复印机的墨粉,CO可用于合成在纺织工业中广泛使用的保险粉(Na2S2O4),其流程如下:
合成塔Ⅰ中得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%,从中分离出HCOONa·
2H2O的主要步骤是_________________、________、过滤、洗涤、干燥;
合成塔Ⅱ中发生主要反应的化学方程式为___________________________________。
保险粉暴露在空气中易吸收氧气和水蒸气而变质,当吸收自身物质的量一半的氧气和一定量水蒸气时,变质形成______________(填化学式)。
答案
(1)FeS2 FeS2+3MnO
+8H+===Fe3++2SO
+3Mn2++4H2O
(2)黑 (加热)蒸发(浓缩) (冷却)结晶 HCOONa·
2H2O+NaOH+2SO2===Na2S2O4+CO2+3H2O NaHSO3
4、按要求书写方程式
(1)酸性环境中脱硫过程示意图如下:
过程i的离子反应方程式为___________________________________。
(2)将CO2和H2分离得到H2的过程如示意图:
吸收池中发生反应的离子方程式是______________________________________。
(3)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
①H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O
,写出此反应的离子方程式:
________________________。
②加入NaOH溶液使溶液呈碱性,既可以除去某些杂质离子,同时又可以将Cr2O
转化为CrO
,写出该反应的离子方程式___________________________________。
③写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式:
___________________。
(4)若乙酸钴[(CH3COO)2Co]在空气中最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X)∶n(CO)∶n(CO2)∶n(C2H6)=1∶4∶2∶3(空气中的成分不参与反应),则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为_________________________________________________。
(5)强氧化剂NaClO会将CN-氧化,生成N2、CO
和Cl-等无毒无害物质,可用该反应处理含氰废水(破氰),反应的离子方程式为______________________________。
若用一定量NaClO处理浓缩后的含氰废水10L[c(CN-)=0.2mol·
L-1],过程中产生标准状况下21L氮气,则该过程的破氰率达到________%。
(6)酸性环境中,纳米Fe/Ni去除NO
分两步,将步骤ⅱ补充完整:
ⅰ.NO
+Fe+2H+===NO
+Fe2++H2O;
ⅱ.
________+
H+===
Fe2++
________。
(7)NaClO氧化可除去氨氮,反应机理如下图所示(其中H2O和NaCl略去)
NaClO氧化NH3的总反应的化学方程式为_______________________________________。
答案
(1)H2S+2Fe3+===2Fe2++S↓+2H+
(2)CO
+CO2+H2O===2HCO
(3)①2Cr3++3H2O2+H2O===Cr2O
+8H+
②Cr2O
+2OH-===2CrO
+H2O
③2CrO
+3SO2+12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO
+2OH-
(4)3(CH3COO)2Co
Co3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑
(5)2CN-+5ClO-+2OH-===2CO
+N2↑+5Cl-+H2O 93.75
(6)1 NO
3 Fe 8 3 1 NH
2 H2O
(7)2NH3+3NaClO===N2+3H2O+3NaCl
5、一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;
钴以Co2O3·
CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;
锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:
(1)过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为________________。
(2)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。
则浸出钴的化学方程式为(产物中无沉淀且只有一种酸根)_________________________。
在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因:
________________________________________。
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式:
_______________________________________________。
(4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同,请写出在过程Ⅳ中起的作用:
______________________________________________。
(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是________(填字母)。
A.c(Na+)===2c(CO
)
B.c(Na+)>
c(CO
)>
c(HCO
C.c(OH-)>
)>
c(H+)
D.c(OH-)-c(H+)=c(HCO
)+2c(H2CO3)
(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。
CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。
下图是粉红色的CoCl2·
6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是_____________________________________。
答案
(1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
(2)4Co2O3·
CoO+Na2S2O3+11H2SO4===12CoSO4+Na2SO4+11H2O Co2O3·
CoO可氧化盐酸产生Cl2,污染环境
(3)2Al3++3CO
+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)调节pH,提供CO
,使Co2+沉淀为CoCO3
(5)BCD
(6)CoCl2·
2H2O
6、以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为Na2Cr2O7·
2H2O),其主要工艺流程如下:
查阅资料得知:
ⅰ.常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO
。
金属离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
Fe2+
Bi3+
开始沉淀的pH
2.7
3.4
5.0
7.5
0.7
沉淀完全的pH
3.7
4.9
5.9
9.7
4.5
(1)反应之前先将矿石粉碎的目的是__________________________________。
(2)步骤③加的试剂为____________,此时溶液pH要调到5的目的________________。
(3)写出反应④的离子反应方程式:
___________________________________________。
(4)⑤中酸化是使CrO
转化为Cr2O
,写出该反应的离子方程式:
(5)将溶液H经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得红矾钠粗晶体,精制红矾钠粗晶体需要采用的操作是__________(填操作名称)。
答案
(1)增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高铬铁矿的浸取率
(2)氢氧化钠溶液(或NaOH溶液) 使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去
(3)3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O===3Bi(OH)3+2CrO
+3Na+
(4)2CrO
+2H+Cr2O
(5)重结晶
7、金属锰及其化合物在工农业生产和科研领域具有广泛的应用。
Ⅰ.溶液中的Mn2+可被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化为MnO
,该方法可用于检验Mn2+。
(1)用酸性(NH4)2S2O8溶液检验Mn2+时的实验现象为______________________________。
(2)该反应的离子方程式为__________________________________。
(3)(NH4)2S2O8可视为由两分子硫酸缩合所得,则H2S2O8的结构简式为________________。
Ⅱ.实验室用含锰废料(主要成分为MnO2,还含有少量Al2O3、MgO、SiO2)为原料制备Mn的工艺流程如下图所示:
难溶物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
Mn(OH)2
溶度积常数
4.0×
10-38
1.0×
10-33
1.8×
10-11
10-13
(4)“酸浸”时,MnO2将Fe氧化为Fe3+,该反应的离子方程式为____________________;
该过程中浸出时间和液固比对锰浸出率的影响分别如下图所示。
则适宜的浸出时间和液固比分别为____________、____________。
(5)若“酸浸”后所得滤液中c(Mn2+)=0.18mol·
L-1,则应“调pH”的范围为____________。
(6)“煅烧”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
“还原”时发生的置换反应在化学上又叫做________。
答案
(1)溶液由无色变为紫红色
(2)5S2O
+2Mn2++8H2O===2MnO
+10SO
+16H+
(3)
(4)3MnO2+2Fe+12H+===3Mn2++2Fe3++6H2O 60min 3∶1
(5)
≤pH<8
(6)1∶2 铝热反应
8、LiFePO4可作为新型锂离子电池的正极材料。
以钛铁矿(主要成分为FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2杂质)为主要原料生产TiOSO4,同时得到的绿矾(FeSO4·
7H2O)与磷酸和LiOH反应可制备LiFePO4,LiFePO4的制备流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)酸溶时FeTiO3与硫酸反应的化学方程式可表示为_____________________。
(2)①加铁屑还原的目的是__________________,②过滤前需要检验还原是否完全,其实验操作可描述为________________________________________。
(3)“反应”需要按照一定的顺序加入FeSO4溶液、磷酸和LiOH,其加入顺序应为__________________________,其理由是_____________________________。
(4)滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu2O,Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:
2Cu+H2O
Cu2O+H2↑。
则该装置中铜电极应连接直流电源的_____________极,石墨电极的电极反应式为_____________________,
当有0.1molCu2O生成时电路中转移________mol电子。
答案
(1)FeTiO3+2H2SO4===FeSO4+TiOSO4+2H2O
(2)①把铁离子还原为亚铁离子,置换出铜 ②取少量反应液于试管中,加入几滴硫氰化钾溶液,如果溶液变红色,说明还原没有完全,如果溶液不变红色,说明还原已经完全 (3)磷酸、硫酸亚铁溶液、LiOH 先加磷酸,在酸性环境可以抑制亚铁离子的水解、氧化,又避免生成氢氧化铁沉淀 (4)正 2H2O+2e-===H2↑+2OH- 0.2
9、铜是人类最早使用的金属,在生产生活中应用极其广泛。
工业上以黄铜矿(主要成分FeCuS2)为原料制取金属铜,其主要工艺流程如图所示。
反应Ⅱ的离子方程式:
Cu2++CuS+4Cl-===2[CuCl2]-+S
(1)FeCuS2中S的化合价__________。
(2)反应Ⅰ在隔绝空气、高温煅烧条件下进行,写出化学方程式:
_________________________。
(3)为了使反应Ⅰ充分进行,工业上可采取的措施是__________________________________。
(4)反应Ⅲ的离子方程式为________________________________________________________。
(5)向反应Ⅲ后的溶液中加入稀硫酸的目的是________________________________________。
(6)该流程中,可循环利用的物质除CuCl2外,还有__________________________(填化学式)。
(7)反应Ⅳ中,处理尾气SO2的方法,合理的是_____________________________(填字母)。
A.高空排放
B.用BaCl2溶液吸收制备BaSO3
C.用氨水吸收后,再经氧化,制备(NH4)2SO4
D.用纯碱溶液吸收可生成Na2SO3(H2CO3:
Ka1=4.4×
10-7,Ka2=4.7×
10-11;
H2SO3:
Ka1=1.2×
10-2,Ka2=5.6×
10-8)
(8)CuCl悬浊液中加入Na2S,发生的反应为2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)。
该反应的平衡常数K=________[已知Ksp(CuCl)=a,Ksp(Cu2S)=b]。
答案
(1)-2
(2)FeCuS2+S
FeS2+CuS (3)粉碎或搅拌 (4)4[CuCl2]-+O2+4H+===4Cu2++8Cl-+2H2O
(5)在相同条件下,CuSO4的溶解度低于其他物质,加入H2SO4,有利于其析出
(6)S、H2SO4、HCl
(7)CD
(8)
10、PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。
(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是________;
PFS中铁元素的化合价为________________;
在酸浸槽中,为了提高浸出率,可以采取的措施有_____________________________(写两条)。
(2)若废铁屑中含有较多铁锈(Fe2O3·
xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有_________________
_______________________________________________________________________________。
(3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂,则反应的离子方程式为_____________________________;
生产过程中,发现反应釜中产生了大量的气体,且温度明显升高,其原因可能是_____________
(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。
如果溶液酸性过强,造成的后果是________
如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。
若溶液中Fe3+的浓度为1mol·
L-1,当Fe3+开始沉淀时,溶液的pH约为________。
[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×
10-39]。
答案
(1)H2SO4 +3 加热、搅拌、多次浸取等
(2)Fe2O3·
xH2O+3H2SO4===Fe2(SO4)3+(3+x)H2O、Fe2(SO4)3+Fe===3FeSO4、Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ (3)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O H2O2与Fe2+的反应为放热反应,加入的H2O2过多,且生成的Fe3+能作H2O2分解的催化剂,H2O2发生分解反应,生成了O2
(4)影响Fe3+与OH-的结合(合理答案均可) 1