高三化学化工流程题专题练习.doc
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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。
（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：
碳酸锰矿粉
H2SO4
溶浸
滤渣1
Mn
滤渣2
（NH4）2S
电解
除杂
滤液
除杂
滤液
氨水
MnO2
Ⅰ℃
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
电解废水
已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：
物质
Mn（OH）2
Co（OH）2
Ni（OH）2
MnS
CoS
NiS
Ksp
2.1×10－13
3.0×10－16
5.0×10－16
1.0×10－11
5.0×10－22
1.0×10－22
（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。
（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）3
2.7
3.7
Fe（OH）2
7.6
9.6
Mn（OH）2
8.3
9.8
（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。
已知1：
物质的溶解度（g/100g水）
物质
0℃
40℃
80℃
KCl
28.0
40.1
51.3
NaCl
35.7
36.4
38.0
K2Cr2O7
4.7
26.3
73.0
Na2Cr2O7
163.0
215.0
376.0
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。
固体
混合物
SO2
Al2O3
SO3
Al
H2SO4
K2SO4
①硫
焙烧
②水浸
过滤
V2O5
③冰晶石970℃通电
明矾
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。
（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pH
Al（OH）3
Fe（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀时
3.4
6.3
2.7
完全沉淀时
5.2
9.7
3.2
（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）
操作②
8．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）
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