14工业流程B.docx
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14工业流程B
化工生产及流程B卷
1．铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
（1）铜可采用如下方法制备：
火法炼铜：
Cu2S+O2高温2Cu+SO2
湿法炼铜：
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
上述两种方法中，铜元素均被__________（填“氧化”或“还原”）成铜单质。
（2）印刷电路板上使用的铜需要回收利用。
方法一：
用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl2·2H2O，实验室模拟回收过程如下：
①证明步骤1所加FeCl3溶液过量的方法是。
②步骤2中所加的氧化剂最适宜的是。
A．HNO3B．H2O2C．KMnO4
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到4.2，此时Fe3+完全沉淀，可选用的“试剂1”是。
（写出一种即可）
④蒸发浓缩CuCl2溶液时，要滴加浓盐酸，目的是（用化学方程式并结合简要的文字说明），再经冷却、结晶、过滤得到CuCl2·2H2O。
方法二：
用H2O2和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜，其热化学方程式是：
Cu（s）+H2O2（l）+H2SO4（aq）==CuSO4（aq）+2H2O（l）△H1=-320kJ/mol
又知：
2H2O2（l）==2H2O（l）+O2（g）△H2=-196kJ/mol
H2（g）+1/2O2（g）==H2O（l）△H3=-286kJ/mol
则反应Cu（s）+H2SO4（aq）==CuSO4（aq）+H2（g）的△H=。
（3）欲实现Cu+H2SO4==CuSO4+H2，在你认为能实现该转化的装置中的括号内，标出电极材料（填“Cu”或“C”）。
2．生产着色铝片的工艺流程如下：
请回答下列问题：
⑴第①步中NaOH溶液的作用是______________________________________。
⑵第②步HNO3的作用是对铝片进行抛光，写出其反应的的离子方程式
______________________________________。
⑶在第④步电解是以铝为阴极，铝片为阳极，在硫酸介质中控制电压电流，使阳极放出O2与Al反应使铝表面形成一层致密的氧化膜。
写出有关的电极反应式：
阴极：
_____________________________，阳极：
_____________________________。
⑷氧化膜质量的检验：
取出铝片干燥，在氧化膜未经处理的铝片上分别滴一滴氧化膜质量检查液（3gK2CrO4＋75mL水＋25mL浓盐酸），判断氧化膜质量的依据是________。
A．铝片表面有无光滑B．比较颜色变化
C．比较质量大小D．比较反应速率大小
⑸将已着色的铝干燥后在水蒸气中进行封闭处理约20～30min，封闭的目的是使着色的氧化膜更加致密，有关反应化学方程式是_____________________________。
3．碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。
工业碳酸钠（纯度约为98%）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺线路如下：
Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：
Ⅱ、有关物质的溶度积如下
物质
CaCO3
MgCO3
Ca（OH）2
Mg（OH）2
Fe（OH）3
Ksp
4.96×10-9
6.82×10-6
4.68×10-6
5.61×10-12
2.64×10-39
回答下列问题：
（1）加入NaOH溶液时，反应的离子方程式为
；向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）∶c（Fe3+）=。
（2）“母液”中除了含有Na+、CO32-离子外，还含有等离子。
（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线进行循环使用。
请你分析实际工业生产中是否可行（填“可行”或“不可行”）并说明理由
。
（4）已知：
Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）△H=+532.36kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3·H2O（s）+9H2O（g）△H＝+473.63kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式。
4．钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。
如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。
请填写下列空白：
（1）电解食盐水时，总反应的离子方程式是__________________________________。
（2）写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：
_________________________。
（3）已知:
①Mg（s）+Cl2（g）＝MgCl2（s）；△H=－641kJ/mol；②Ti（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（s）；△H＝－770kJ/mol。
下列说法正确的是。
A．Mg的燃烧热为641kJ/mol
B．Ti的能量一定比TiCl4高
C．等质量的Mg（s）、Ti（s）与足量的氯气反应，前者放出的热量多
D．该冶炼Ti法对环境友好
（4）在上述产业链中，合成192t甲醇理论上需额外补充H2________t（不考虑生产过程中物质的任何损失）。
（5）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。
该电池中负极上的电极反应式是____________________。
5．根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M、E用所对应的元素符号表示）：
（1）写出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式：
。
（2）某同学取X的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。
写出与上述变化过程相关的离子方程式：
、。
（3）写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式：
。
（4）由E制备的E（C5H5）2的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。
但早期人们却错误地认为它的结构为：
。
核磁共振法能够区分这两种结构。
在核磁共振氢谱中，正确的结构有种峰，错误的结构有种峰。
6．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。
以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：
①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。
③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
（1）160g/LNaOH溶液的物质的量浓度为 。
若要计算该溶液的质量分数，
还需要的一个条件是 （用文字说明）。
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是 （选填序号）。
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性；b．稀释ClO2以防止爆炸；
c．将NaClO3氧化成ClO2
（3）吸收塔内的反应的化学方程式为 。
吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是 。
（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是
否过量的简单实验方法是。
（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。
除H2O2外，还可以选择的还原剂是 （选填序号）。
a．Na2O2b．Na2Sc．FeCl2
（6）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是 （选填序号）。
a．蒸馏b．蒸发c．灼烧d．过滤e．冷却结晶
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是 （填操作名称）。
7．钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。
钨在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在。
有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。
白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成（Fe,Mn）WO4，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。
黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法：
其中A、B、C都是钨的化合物。
回答：
（1）74W在周期表的位置是第周期。
（2）写出上述流程中B、C的化学式：
B____________；C_____________
（3）钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。
对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。
写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式：
______________________________________________________________；
为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么?
_____________________________________________。
（4）仲钨酸的阱盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO3-x。
这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。
经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
①计算WO3-x中的x值。
X=_______________。
（相对原子质量：
W:
183.84;O:
16.00）
②一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。
则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比为________：
________．
8．科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术的研究，把过多二氧化碳转化为有益于人类的物质。
（1）如果将CO2和H2以1：
4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下，反应，可获得一种重要的能源。
请完成以下化学方程式：
CO2+4H2→（ ）+2H2O
（2）若将CO2和H2以1：
3的比例混合，使之发生反应生成某种重要的化工原料和水，该原料可能是（ ）
A．烷烃B．烯烃 C．炔烃D．芳香烃
（3）用CO2和H2可以人工合成CnH2n+2的烷烃，写出该化学方程式并配平：
（4）已知在443~473K时，用钴（Co）作催化剂可生成C5~C8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。
要达到该汽油的要求，CO2和H2的体积比的取值范围多少？
（5）甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同，但生产流程相同：
①甲厂以焦炭和水为原料；②乙厂以天然气和水为原料；③丙厂以石脑油（主要成分为C5H12）和水为原料，按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH3（换算成H2的物质的量）和CO2的物质的量之比，则对原料的利用率最高。
据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？
。
写出合成尿素的热化学方程式 （可逆的放热反应，CO（NH2）2的反应热是127kJ/molCO（NH2）2为固体、水是气体），请设计工业合成尿素的条件 。
9．最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。
具体生产流程如下：
回答下列问题：
（1）操作a的名称是________，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有__________；在实验室中操作b的名称是________________________。
（2）装置a中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是____________________________。
（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是__________（结晶水部分不写）。
（4）热交换器是实现冷热交换的装置。
化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，气、液热交换时通常使用的仪器是_____________。
（5）制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。
能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是。
（选填字母）
A.NaOH溶液、酚酞试液B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液D.氨水、酚酞试液
10．重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO·Cr2O3）为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：
6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O，试回答问题：
⑴在反应器①中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式：
。
⑵NaFeO2能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：
。
⑶操作③的目的是什么，用简要的文字说明：
。
⑷操作④中，酸化时，CrO42－转化为Cr2O72－,写出平衡转化的离子方程式：
。
⑸称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL2mol/LH2SO4和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr3+），放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32－=2I－+S4O62－）。
①判断达到滴定终点的依据是：
；
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品的中重铬酸钾的纯度（设整个过程中其它杂质不参与反应）。
11．工业上以锂辉石（Li2O·A12O3·4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。
其部分工艺流程如下：
已知：
①Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4（浓）Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓
②某些物质的溶解度（S）如下表所示。
T/℃
20
40
60
80
S（Li2CO3）/g
1.33
1.17
1.01
0.85
S（Li2SO4）/g
34.2
32.8
31.9
30.7
（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。
则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______。
（2）已知滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3。
向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）______。
（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是。
（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
a．将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是______。
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是______。
12．氟化钠是一种重要的氟盐，主要用于农作物杀菌、杀虫、木材的防腐。
实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H2SiF6）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵；
已知：
20℃时氯化铵的溶解度为37.2g，氟化钠的溶解度为4g。
Na2SiF6微溶于水。
请回答下列问题：
（1）上述流程①中产生浑浊的原因是生成了（选择序号）；
A．NH4FB．H2SiO3C．（NH4）2SiF6D．（NH4）2CO3
（2）写出流程②中相关的化学方程式:
；
（3）操作I和操作是相同的，操作II和操作V是相同的，其操作名称为；
（4）流程①中NH4HCO3必须过量，其原因是。
参考答案
1．
（1）还原反应
（2）①取少量充分反应后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，证明所加FeCl3溶液过量。
②B③CuO或Cu（OH）2（答案合理都给分）④CuCl2在溶液中可以发生水解反应，CuCl2+2H2O
Cu（OH）2+2HCl，滴加浓盐酸，可以抑制水解。
方法二：
+64.39kJ/mol
（3）
2．⑴洗去铝表面的油污
⑵Al＋4H＋＋NO3－＝Al3＋＋NO↑＋2H2O
⑶6H＋＋6e－＝H2↑2Al＋3H2O－6e－＝Al2O3＋6H＋⑷B
⑸2Al＋3H2O（g）
Al2O3＋3H2（g）
3．
（1）MgCO3+2OH-=Mg（OH）2+CO32-2.125×1021
（2）Cl-、SO42-
（3）不可行若“母液”循环使用，则溶液：
c（Cl-）和c（SO42-）增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质
（4）Na2CO3·H2O（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）；△H＝+58.73kJ·mol-1
4.
（1）2Cl―+2H2O
2OH―+H2↑+Cl2↑
（2）2FeTiO3+6C+7Cl2
2TiCl4+
2FeCl3+6C
O
（3）C（4）10（5）CH3OH－6e－+8OH―＝CO32―+6H2O
5.
（1）Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O
（2）4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
2Fe3++2I-2Fe2++I2（3）10KOH+3Cl2+2Fe（OH）32K2FeO4+6KCl+8H2O
（4）13
6．
（1）4mol·L－1；溶液的密度；
（2）2NaClO3＋SO2＋H2SO4＝2ClO2＋2NaHSO4或2NaClO3＋SO2＝2ClO2＋Na2SO4（2分）b；（3）A；（4）定吸收塔内溶液的pH；（5）BED或ED；（6）重结晶
7．
（1）六
（2）B:
H2WO4C:
WO3
（3）2WO3+3C==2W+3CO2↑；因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳做还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨。
用氢气作还原剂就不存在这些问题。
（4）①X=0.10②n（W）（V）:
n（W）（VI）=1:
4
8．
（1）CH4
（2）B（3）nco2+（3n+1）H2→CnH2n+2+2nH2O（4）5:
16≤V4（CO2）:
V（H2）≤8:
25（5）丙．CO2（g）+2NH3（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=－127kJ/mol
高压、催化剂、适宜的温度。
9．
（1）过滤，铁架台（含铁圈）、滤纸，蒸发浓缩、冷却结晶；
（2）NH4H2PO4（NH4）2HPO4
（3）CaSO4（4）冷凝管（5）BC
10．⑴Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
⑵NaFeO2+2H2O=Fe（OH）3↓+NaOH
⑶由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解，降低pH值有利于水解平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时，使它们水解完全，从而除去SiO32－和AlO2－
⑷2CrO42－+2H+
Cr2O72－+H2O
⑸①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去②94.08%
11．
（1）（2分）Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3↓+3NH4+
（2）（2分）Ca（OH）2（s）
Ca2++2OH－
（3）（2分）Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失
（4）①（2分）2Cl――2e―＝Cl2↑
②（2分）2LiOH+NH4HCO3＝Li2CO3+NH3+2H2O
12．
（1）B
（2）NH4F+NaCl＝NH4Cl+NaF↓（3）IV，洗涤
（4）必须保证H2SiF6能全部反应，防止②中生成Na2SiF6沉淀。
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