工业流程图题精选.doc

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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________________________。

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

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：

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+）=2.64×10−29

c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为：

6Fe2++ClO3－+6H+=6Fe3++Cl－+3H2O

d．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

减少过氧化氢的分解

6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O

（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____________________________________。

Na2SO4、NiSO4

（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▲。

图9

（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：

软锰矿

闪锌矿

酸溶

H2SO4

过滤

单质硫

滤液

通电

MnO2

Zn

H2SO4

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MnO2

22．（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︰1

c．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：

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：

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）2

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Mg（OH）2

开始沉淀的pH

7.1

1.5

6.5

9.7

沉淀完全的pH

9.1

3.7

9.7

12.4

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＋2S2O===2I－＋S4O），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）。

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：

____。

（