工业流程题训练.docx

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工业流程题训练

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工业流程题

1、以电解食盐水为基础制取氯气、氢氧化钠等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。

由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。

以粗盐为原料的“氯碱工业”流程如下：

回答下列问题：

（1）氯气、氢氧化钠在工业上有广泛的用途。

下列关于氢氧化钠的描述中，错误的是。

A．能去除油污，可做厨房清洁剂B.易溶于水，溶解时放出大量的热

C．水溶液能使石蕊溶液变红D.可用作某些气体的干燥剂

（2）操作②的名称是，操作④的名称是。

（3）操作①②间除杂质时所加的三种试剂是NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液（均过量），其顺序要求是：

Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之（填“前”或“后”）加入。

有同学提出用溶液代替BaCl2溶液可达到同样的目的。

（4）电解饱和NaCl溶液的化学方程式是。

（5）该流程中可以循环利用的物质是。

2、MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）的提纯是工业生产的重要环节．如图是某研究性学习小组在实验室中模拟工业上粗MnO2转化为MnO2的工艺流程．

请回答下列问题：

（1）操作A的名称是　_________　．

（2）NaClO3中氯元素的化合价为　_________　价．

（3）蒸发所需的仪器有铁架台（带铁圈）、蒸发皿、酒精灯和　_________　．

（4）写出加稀硫酸H2SO4时产生CO2的化学方程式　_________　．

（5）该流程中可以循环利用的物质是H2SO4和　_________　．

3、高纯氧化钙是用于电子工业重要的无机化工原料．用硝酸钙溶液制备高纯氧化钙的工艺流程如下：

化学方程式_________________________。

（3）操作a的名称为________________。

（4）将分离后的母液循环利用的目的是_____________________。

（5）干燥得成品时，需要控制的条件是____________________。

10、某热电厂用脱硫得到的石膏（CaSO4•2H2O）生产K2SO4肥料的流程如下．请回答下列问题：

（1）石膏中S的化合价是　　．脱硫过程的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2+4H2O=2CaSO4•2H2O+2　　．

（2）石膏与饱和（NH4）2CO3溶液相混合，发生反应Ⅰ时需不断搅拌，其目的是　　．

（3）实验室完成过滤操作所需要的仪器有铁架台、玻璃棒以及　　（填字母序号），

玻璃棒的作用是　　．

（4）（NH4）2SO4与KCl溶液需在浓氨水中发生反应Ⅱ，析出K2SO4晶体．此反应的基本类型是　　，浓氨水的作用是　　，反应Ⅱ需在密闭容器中进行的原因是　　．

（5）该工艺可以循环利用的物质有　　（写一种），副产品NH4Cl与NaOH溶液混合微热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变　　色．

11、硫酸钙转化为K2SO4和CaCl2•6H2O的工艺流程如下：

（1）吸收过程中发生了化学反应，化学方程式为．

（2）操作I的名称为，沉淀的主要物质为（填化学式）．

（3）蒸氨过程中涉及的反应类型（填编号）．A．复分解反应 B．化合反应 C．分解反应 D．置换反应

（4）操作Ⅲ包含一系列操作：

蒸发浓缩、、过滤、洗涤、干燥．

（5）可循环利用的物质除了NH3外，还有（填化学式）．

12、过氧化钙（CaO2）是一种对环境友好的多功能无机化合物，通常有两种制备方法。

已知：

温度过高过氧化钙会分解生成氧化物和氧气。

  方法1：

由Ca（OH）2为原料最终制得，其制备流程如下：

方法2：

由鸡蛋壳（含CaCO3高达90％）为原料最终反应制得，其制备流程如下：

（1）方法1中搅拌的目的是 。

请将搅拌过程中发生反应的化学方程式补充完整：

 CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6 =CaO2·8H2O↓+2NH4Cl。

制备过程中除水外可循环使用的物质是 （填化学式）；

（2）方法2中气体X是，实验室常用溶液来吸收。

煅烧后的反应时化合反应，也能生成CaO2·8H2O，反应的化学方程式为。

该反应需控制温度在0~2℃，可将反应器放置在中，获得CaO2产品中主要含有的固体杂质是 （填化学式）；（3）这两种制法均要求在低温下进行（除煅烧外），温度过高除了防止氨水挥发外，还能 ；

（4）“绿色化学”一般是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物，则上述两种方法中生成CaO2·8H2O的反应符合“绿色化学”的是（填“方法1”或“方法2”）。

13、能源“非石油化”是战略目标，发展以CH4、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势．通常天然气中含有H2S等有毒气体，图为天然气合成氨的工艺流程．

（1）甲烷-氧气燃料电池是将化能转化为电能的装置．

（2）CH4可合成多种无机物和有机物．研究CH4和CO2反应生成CO和H2，重大意义在于

我国科研人员首先发现CH4在一种催化剂的作用下可直接分解获得C6H6和H2，化学方程式为

（3）①中CH4与H2O（气）反应生成CO2、H2，化学方程式是

②中一般加入K2CO3的水溶液吸收CO2，此反应方程式：

N2与H2按照分子数反应生成NH3．

（4）使用Fe2O3•H2O除去H2S，生成物中含硫元素的物质有种．右图是实验室模拟合成氨气的装置

甲装置的作用有三个：

一是将氮气和氢气干燥；二是使氮气和氢气充分混合；三是，从而提高氮气和氢气的利用率。

（5）流程中参与循环的物质是（填化学式）．

14、金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属”，它是航海、化工、医疗上不可缺少的材料。

工业上用钛铁矿（主要成分FeTiO3）制备金属钛的一种工艺流程如下图所示。

（部分产物略）

（1）钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁（FeTiO3），其中钛元素的化合价为。

（2）步骤②分离出TiCl4的方法，利用了TiCl4与FeCl3的不同。

（3）④反应的化学方程式为，该反应在氩气中进行的理由是。

（4）绿色化学提倡物料循环。

以上流程中，可用于循环的物质除Cl2、Mg外，还有。

15．某矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如图所示：

（1）溶液A中共含有　　种阳离子；

（2）在溶液A中加入熟石灰调节溶液的pH，可以使溶液中的金属阳离子转化为沉淀．该实验条件下，使金属阳离子沉淀的相关pH数据见下表．为保证产品纯度、减少产品损失，并便于操作，溶液B的pH可容许的范围为　　；

氢氧化物

Fe（OH）3

Cu（OH）2

Mg（OH）2

开始沉淀的pH

1.5

4.2

8.6

完全沉淀的pH

3.2

6.7

11.1

（3）溶液B中一定含有的溶质为　　（填化学式）；

（4）写出溶液B中加人熟石灰，生成产品的化学方程式：

16、下图是海水“制碱”的部分简单流程。

步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为：

　　　　、　。

制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳。

如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低。

这是因为　　　　　　　　　。

（拓展）已知有关物质重要反应的化学方程式如下：

△

2NH4Cl+X==2NH3+Cl2+2H2ONH4Cl===NH3↑+HCl↑根据以上信息回答下列问题。

（1）盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程。

为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉积，可以向其一和加入过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是；溶液中多余的纯碱可以加试剂来除去。

（2）氨碱工业最关键的一步是：

在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通人二氧化碳气体，溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。

试分析该流程需要加压条件的原因是：

_______________。

（3）在氨碱工业的历史上．如何处理流程中剩余的氯化铵溶液，出现了两种工艺：

一是“索尔维法”．即在氯化镀溶液中加入物质X（填化学式），产生了可循环使用的氢气和大量固体废弃物氯化钙；二是我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”，即在氯化铵溶液中加入适量氯化钠晶体．降低了氯化氨的，使氯化铵晶体单独析出得到另一种产品——氮肥．氯化钠溶液则可以循环利用。

（4）在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时．为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体?

答：

。

17、某制碱厂以海水为主要原料生产纯碱（碳酸钠）和其他副产品．

（一）将海水进行处理后获得精盐水．海水中，除氯化钠外，还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质．其处理的主要流程如下：

（1）加入氢氧化钠溶液的目的是．

（2）操作Ⅰ的名称是．

（3）操作1所得的沉淀是混合物，其成分有：

（填化学式）BaSO4、Mg（OH）2、．

（4）向滤液中滴加适量稀盐酸的目的是．

（二）将精盐水制成饱和溶液，先向其中通入足量的氨气，再向其中通入足量的二氧化碳至有大量晶体（碳酸氢钠，NaHCO3）析出，反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓；将晶体转移出来后，加热至不再有气体产生，所得固体即为纯碱．

（1）加热晶体碳酸氢钠获得纯碱的化学方程式为．

（2）称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再称重，质量无变化；另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，根据上述实验可确定纯碱样品含有杂质（写化学式）．

（三）为测定上述方法获得的纯碱产品中碳酸钠的纯度．某研究性学习小组对纯碱产品进行检测．取22克该样品于烧杯中，加水将其溶解，然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断振荡．通过查阅资料得知，在滴加盐酸过程中首先发生的反应是：

Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl；然后发生的反应是：

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示：

（1）某同学认为，在上述纯碱含量测定过程中，用玻璃棒不断搅拌，能使测定误差减小，其理由是

（2）请你根据图甲提供的信息，在图乙的坐标系中画出检测过程中产生CO2的质量随滴加盐酸质量的变化曲线．（标明二氧化碳质量的相应数值）

（3）计算该样品中纯碱的质量分数（写出计算过程）

18、（烟台）海水是一种重要的自然资源．以下是我市对海水资源的部分利用．

（1）从海水中获取淡水．常用的操作方法是．

（2）从海水中获得氯化钠．将海水进行可得到粗盐；为除去粗盐中含有的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质，-有如下操作：

①溶解；②加过量的Na2CO3溶液； ③加过量的BaCl2溶液；④加适量的盐酸；⑤加过量NaOH溶液；⑥蒸发结晶；⑦过滤．正确的操作顺序是．（用序号填一种合理组合）．

（3）从海水中得到金属镁．下图是从海水中提取镁的简单流程．

上述过程中，沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为，由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为．海水本身就是含有MgCl2的溶液，它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同：

．

（4）海水“制碱”．下图是海水“制碱”的部分简单流程．步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为：

、

 ．

制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳．如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低．这是因为．

19、某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的化肥厂联合设计了制备（NH4）2SO4的工艺流程。

【工艺流程及原理】

沉淀池中发生的主要化学反应为：

CO2+2NH3+CaSO4+H2O==CaCO3↓+（NH4）2SO4

【讨论交流】

（1）操作a的名称是________，若在实验室进行此操作，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要___________。

（2）经操作a后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成X和Y两种物质，该工艺中，Y被作为原料之一循环利用。

Y的化学式为_________。

（3）沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3，该反应的化学方程式为____________________。

【硫酸铵化肥等级测定】（4）判断（NH4）2SO4化肥中有无NH4HCO3：

取少量试样溶于水，滴加足量的________，无气泡产生，则可判断该化肥中不存在NH4HCO3。

化肥中氮元素含量的测定（已确定该化肥中不存在NH4HCO3杂质）：

查阅资料：

①已知：

（NH4）2SO4+2NaOH

Na2SO4+2NH3↑+2H2O，氨气极易溶于水，其水溶液为氨水。

氨水呈碱性，不稳定，易挥发。

②工业判断硫酸铵化肥等级指标如下

实验设计：

按下图所示装置进行实验。

实验过程中，往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液，并加热使硫酸铵充分反应完全转化为NH3。

（5）烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气，下列最适宜的试剂是________（填序号）；①水②浓HCl③稀H2SO4④NaOH溶液

烧杯中干燥管的作用是____________。

交流讨论：

实验小组的同学认为，用上述实验装置测得的结果可能会出现下列情况。

（6）甲同学认为：

应在实验装置A、B之间增加一个装有________（填“浓硫酸"或“碱石灰”）的干燥装置，否则实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高。

（7）乙同学认为：

在实验装置A、B之间增加正确的干燥装置后进行实验，测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏低，理由是______________________。

实验测定：

经讨论后，他们改进了实验装置，排除了可能产生误差的因素，重新进行实验。

取硫酸铵化肥样品13.5g进行实验，测得B装置增重与反应时间的关系如下图所示。

请通过计算判断该化肥的等级。

（8）计算该化肥的等级为_________品。