广东各地市模拟试题汇编 化学工业流程.docx
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广东各地市模拟试题汇编化学工业流程
2014广东各地市模拟试题汇编化学工业流程
1.(2014广州调研)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)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。
2.(2014广州一模)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:
_______________________________________________________________。
3.(2014广州二模)
碲(Te)为ⅥA族元素,是当今高新技术新材料的主要成分之一。
工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲。
(1)粗铜中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO2及其他化合物,电解精炼后,阳极泥中主要含有TeO2、少量金属单质及其他化合物。
电解精炼粗铜时,阳极电极反应式为____________。
(2)TeO2是两性氧化物,微溶于水,可溶于强酸或强碱。
从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下:
①“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为_______________________________________。
②“沉碲”时控制溶液的pH为4.5-5.0,生成TeO2沉淀。
如果H2SO4过量,溶液酸度过大,将导致碲的沉淀不完全,原因是____________________________________;防止局部酸度过大的操作方法是_______________________________________________________________。
③“酸溶”后,将SO2通入TeCl4溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是
______________________________________________________。
4.(2014潮州二模)镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。
由于电池使用后电极材料对环境有危害。
某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:
①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②K
(Ni(OH)
):
5.0×10-16K
(NiC2O4):
4.0×10-10
回答下列问题:
(1)酸溶后所留残渣的主要成份(填物质名称)。
(2)用NiO调节溶液的pH,析出沉淀的成分为____________________(填化学式);用pH试纸测定某溶液pH的具体操作是
。
(3)写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式。
4)写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式,
该反应的平衡常数为
(5)沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一(填化学式)氧化生成Ni(OH)3,如何洗涤Ni(OH)3沉淀?
5.(2014东莞一模)
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)为了加快菱镁矿的溶解,在酸溶阶段可以采取的措施有(任写一条)
。
MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的离子方程式为。
(3)滤渣2的成分是(填化学式)。
滤液A的主要成分有(填化学式)
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4(s)+C(s)
2MgO(s)+2SO2(g)+CO2(g)∆H1
MgSO4(s)+C(s)
MgO(s)+SO2(g)+CO(g)∆H2
MgSO4(s)+3C(s)
MgO(s)+S(g)+3CO(g)∆H3
那么CO2(g)+C(s)
2CO(g)∆H
。
(5)该菱镁矿中MgCO3的含量为94.5%,那么1t该矿石理论上最多制取MgOt
6.(2014佛山一模)
医学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15]流程如下:
(注:
Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2和CaHPO4均难溶于水;Ca(H2PO4)2溶液pH<7)
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:
(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)2时,“pH=x”中的x的最佳取值为,滤饼的化学成分Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2和CaHPO4和。
(3)酸性条件下产率偏低的原因是。
(4)“高温煅烧”滤饼,化学反应方程式为。
(5)右图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线,依据图上信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L,pH=10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为。
7.(2014佛山二模)
高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,广泛应用于净水、电池工业等领域。
以粗FeO(含有CuO、Al2O3和SiO2等杂质)制备高铁酸钠的生产流程如下,回答下列问题:
H2SO4
已知:
NaClO不稳定,受热易分解。
(1)粗FeO酸溶过程中通入水蒸气(高温),其目的是
(2)操作目的是得到高纯度FeSO4溶液,则氧化中反应的离子方程式为
____________
(3)本工艺中需要高浓度NaClO溶液,可用Cl2与NaOH溶液反应制备
Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为_________________
在不同温度下进行该反应,反应相同一段时间后,测得生成NaClO浓度如下:
温度/0C
15
20
25
30
35
40
45
NaClO浓度/mol·L-1
4.6
5.2
5.4
5.5
4.5
3.5
2
请描述随温度变化规律__________________________________________________________
其原因为______________________________________________________________________
(4)工业也常用电解法制备Na2FeO4,其原理为:
Fe+2OH-+2H2O
FeO42-+3H2↑
请用下列材料设计电解池并在答题卡的方框内画出该装置。
可选材料:
铁片、铜片、碳棒、浓NaOH溶液、浓HCl等
其阳极反应式为:
________________________________
8.(2014惠州一模)
已知:
水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2[也可表示为NaAl(OH)4]、Na2ZnO2等物质。
(1)水浸后回收Cu、Ni时的操作是。
水浸后的溶液呈性(“酸”、“碱”、“中”)
(2)完成氧化焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式
Cr(OH)3+Na2CO3+O2Na2CrO4+CO2+H2O
(3)滤渣II的主要成分有Zn(OH)2、。
(4)已知:
①除去滤渣II后,溶液中存在如下反应:
CrO42—+2H+
Cr2O72—+H2O;②Na2Cr2O7、Na2CrO4在不同温度下的溶解度如下表
化学式
20℃
60℃
100℃
Na2SO4
19.5
45.3
42.5
Na2Cr2O7
183
269
415
Na2CrO4
84
115
126
“系列操作”中为:
继续加入H2SO4,冷却结晶,过滤。
继续加入H2SO4目的是__________________________________________________。
(5)工业上还可以在水浸过滤后的溶液(Na2CrO4)加入适量H2SO4,用石墨做电极电解生产金属铬,写出生成铬的电极反应方程式。
9.(2014惠州二模)
铬铁矿的主要成分的化学式为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质。
工业上常采用固体碱熔氧化法用铬铁矿粉制备重铬酸钾,流程为:
已知:
①NaFeO2遇水强烈水解;
重铬酸钾为橙红色针状晶体,溶于水,不溶于乙醇,有强氧化性;
2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O
(1)灼烧操作一般在坩埚中进行,下列物质适合用来制作此实验坩埚材料的是
A.铁B.氧化铝C.石英D.陶瓷
(2)①铬铁矿经粉碎处理的目的是。
②写出Cr2O3和纯碱、氧气反应生成Na2CrO4的化学方程式为;
③NaFeO2水浸时强烈水解生成氢氧化铁沉淀,离子方程式为。
(3)滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外,还含有(填化学式),
(4)通过途径
从Na2CrO4溶液获得K2Cr2O7晶体,操作步骤有:
“酸化”→加KCl固体→蒸发浓缩→操作a→过滤→洗涤→干燥。
“酸化”步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是;
操作a的名称。
10.(2014江门调研)
用霞石岩(化学式为 KNa3[AlSiO4]4,主要成份Na2O、K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下:
已知:
NaHCO3溶液的pH约为8~9,Na2CO3溶液的pH约为11~12。
溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝
的可溶性盐类,钙和硅等其他杂质在滤渣霞石
泥中。
部分物质的溶解度见右图。
试回答下列问题:
(1)灼烧得到固体M的化学方程式是
________________________________。
(2)X物质是___________,滤液W中主要
含有的离子有______________。
(写三种)
(3)操作Ⅰ得到碳酸钠晶体的操作为
、、、洗涤、干燥。
(4)碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是
________________________________。
(5)碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是
_______________________________。
11.(2014江门一模)
从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
已知:
明矾焙烧的化学方程式为:
4[KAl(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)明矾焙烧完全后,从步骤②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)。
12.(2014揭阳一模)
卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。
以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如下图:
加NaClO
已知:
Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。
若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:
表1生成氢氧化物沉淀的pH表2化学试剂价格表
试剂
价格(元/吨)
漂液(含NaClO,25.2%)
450
双氧水(含H2O2,30%)
2400
烧碱(含98%NaOH)
2100
纯碱(含99.5%Na2CO3)
600
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
Mg(OH)2
9.6
11.1
(1)在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式。
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是。
(3)沉淀物A的成分为,试剂Z应该是。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是。
(5)若在实验室中完成步骤
,则沉淀物必需在(填仪器名称)中灼烧。
13.(2014揭阳二模)
利用钛白工业的副产品FeSO4(含TiO2+、Al3+)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。
其工艺流程如下:
(1)检验FeSO4是否已有部分氧化的方法是。
(2)已知过滤1得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3。
请补充化学方程式:
TiOSO4+=H2SO4+H2TiO3↓;铁粉的作用有:
①除去溶液中的Fe3+,②。
(3)沉淀反应的离子方程式是。
(4)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有。
FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致FeC2O4的产率(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(5)过滤2得到的滤液经蒸发浓缩、、洗涤可得到副产品,该物质可用作(写出一种用途)。
14.(2014茂名一模)
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:
HNO3>IO3—>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沉淀生成,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,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,则溶液要调节至(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,最后过滤制得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)。
15.(2014茂名二模)
工业上利用电镀污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如下:
已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下:
Fe3+
Cu2+
Cr3+
开始沉淀pH
2.1
4.7
4.3
完全沉淀pH
3.2
6.7
a
(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有
(2)在除铁操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,请完成相关操作:
①加入石灰乳调节pH到;②将浊液加热到80℃,。
(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体的离子反应方程式,此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%,若NaHSO3过量,除了浪费试剂外,还会出现的问题是。
(4)当离子浓度≤1×10—5mol•L-1认为沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀则要保持C(OH—)≥。
已知:
Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31,
)
16.(2014清远一模)
研究人员研制利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收硫酸厂的尾气SO2,制备硫酸锰的生产流程如下:
已知:
浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、
Pb2+等其他金属离子。
PbO2的氧化性大于MnO2。
有关金属离子的半径、形成氢氧化物沉淀时的pH见下表,阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。
离子
离子半径(pm)
开始沉淀
时的pH
完全沉淀
时的pH
Fe2+
74
7.6
9.7
Fe3+
64
2.7
3.7
Al3+
50
3.8
4.7
Mn2+
80
8.3
9.8
Pb2+
121
8.0
8.8
Ca2+
99
-
-
请回答下列问题:
(1)写出浸出过程中生成Mn2+反应的化学方程式。
(2)氧化过程中主要反应的离子方程式。
(3)在氧化后的液体中加入石灰浆,用于调节pH值,此处调节pH值用到的仪器是,应调节至范围。
(4)阳离子吸附剂可用于除去杂质金属离子。
请依据图、表信息回答,决定阳离子吸附剂吸附效果的因素有、等;吸附步骤除去的主要离子为:
。
(5)CaSO4是一种微溶物质,已知Ksp(CaSO4)=9.10×10—7。
现将cmol·L—1CaCl2溶液与
2.00×10—2mol·L—1Na2SO4溶液等体积混合(忽略体积的变化〉,则生成沉淀时,c的最小值是 。
17.(2014清远二模)
锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素,其化合物六水氯化锶(SrCl2·6H2O)是实验室重要的分析试剂,工业上常以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备,生产流程如下:
已知:
①经盐酸浸取后,溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还含有少量Ba2+杂质;
②SrSO4、BaSO4的溶度积常数分别为3.3×10-7、1.1×10-10;
③SrCl2·6H2O的摩尔质量为:
267g/mol。
(1)天青石焙烧前先研磨粉碎,其目的是_________________________________________。
(2)隔绝空气高温焙烧,若0.5molSrSO4中只有S被还原,转移了4mol电子。
写出该反应的化学方程式:
_____________________________________________。
(3)为了得到较纯的六水氯化锶晶体,过滤2后还需进行的两步操作是_______________。
(4)加入硫酸的目的是______________________。
为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于_________mol/L(注:
此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5mol/L)。
(5)产品纯度检测:
称取1.000g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO31.100×10-2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl―外,不含其它与Ag+反应的离子),待Cl―完全沉淀后,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.2000mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。
①滴定反应达到终点的现象是_________________________________________。
②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00mL,则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为______________(保留4位有效数字)。
18.(2014汕头一模)
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下图所示,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,其目的是:
(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:
19.(2014汕头二模)
欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。
三种金属离子生成沉淀的pH如右表。
(1)某含铬废水处理的主要流程如下图所