高三专题复习工业流程图例题.docx
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高三专题复习工业流程图例题
2012年高三专题复习——工业流程图例题
muyi736选编
1．（16分）锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素。
高纯六水氯化锶晶体（SrCl2·6H2O）具有很高
的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。
用工业碳酸锶粉末
（含少量Ba、Fe的化合物）制备高纯六水氯化锶的过程如下图。
请回答：
（1）氯化锶溶液显 （填“酸性”、“碱性”或“中性”）。
（2）写出步骤②在浆液中加入盐酸时发生反应的离子方程式 。
（3）步骤③中调节溶液pH至8—10，宜选用的试剂为 。
A．稀硫酸 B．氢氧化锶粉末 C．氢氧化钠 D．氧化锶粉末
所得滤渣的主要成分是 （填化学式）。
（4）步骤⑤中，洗涤氯化锶晶体最好选用 。
A．水 B．稀硫酸 C．氢氧化钠溶液 D．氯化锶饱和溶液
工业上用50～60℃热风吹干六水氯化锶，选择该温度的原因是
。
（5）若滤液中Ba2+浓度为1×10-5mol·L-1，依据下表数据可以推算滤液中Sr2+物质的量浓
度为 。
SrSO4
BaSO4
Sr（OH）2
Ksp
3.3×10-7
1.1×10-10
3.2×10-4
2．（15分）2011年8月12日，云南曲靖市越州镇约5000余吨的重毒化工废料铬渣非法丢
放，毒水被直接排放南盘江中。
Ⅰ：
某工厂对制革工业污泥中Cr（III）回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子
主要是Cr3+，其次是Fe3＋、Al3+、Ca2+、Mg2+）：
部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Al3+
Ca2+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
7.6
9.5
4.0
—
4.6
沉淀完全时的pH
3.7
9.6
11.0
5.2（＞12溶解）
—
5.6
（1）实验室用18.4mol·L－1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L－1的硫酸溶液，所用的玻璃仪
器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需 。
（2）加入H2O2的作用是 。
调节溶液的pH=8是为了除去 离子。
（3）还原过程发生以下反应，请配平：
[ ]Na2Cr2O7＋[ ]SO2＋[ ]_______＝[ ]Cr（OH）（H2O）5SO4＋[ ]Na2SO4
（4）钠离子交换树脂的原理为：
Mn＋＋nNaR→MRn＋nNa＋，被交换的的杂质离子是
。
Ⅱ：
工业废水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它们会对人类及生态系统产生很大
损害，必须进行处理。
其中一种处理方法为电解法：
该法用Fe做电极，电解含Cr2O72－
的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）3沉淀。
阳极的电极
反应式为 。
在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极
反应方程式解释） 。
产生的阳极产物在处理废水中
的铬元素中所起的作用是 。
3．（15分）从废钒催化剂（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）中回收V2O5的一种生产工艺
流程示意图如下：
回答下列问题：
（1）①中滤渣的主要成分是 。
（2）②、③中的变化过程可简化为（下式中Rn+表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂
的主要成分）：
Rn+（水层）+nHA（有机层）
RAn（有机层）+nH+（水层）。
②中萃取时必须加入适量碱，其原因是 。
③中反萃取时加入的X试剂是 。
（3）完成④中反应的离子方程式：
[ ]ClO3－＋[ ]VO2+＋[ ] ＝[ ]VO3+＋[ ]Cl－＋[ ]H2O。
（4）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下
pH
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
钒沉淀率/%
88
92
93
95
95
95
93
90
87
根据上表数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为 ；若钒沉淀率为
90%时不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）< 。
（已知：
25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=2.6×10－39）
（5）在整个工艺流程中，可以循环利用的物质是水、 和 。
（6）写出废液Y中除H+之外的两种阳离子 。
4．（15分）制备过氧化氢的传统方法是在过氧化钡中加入稀硫酸。
以重晶石（BaSO4）为原
料制备过氧化氢的流程如下：
回答下列问题：
（1）图中的气体①可能含有的物质是 。
①CO ②CO2 ③SO2
A．仅①③ B．仅②③ C．仅①② D．全部
（2）BaS不能存在于水中，BaS溶于水后，S元素主要以HS－的形式存在，用化学方程
式表示其原因：
。
（3）已知：
Ba（OH）2（aq）+CO2（g）＝BaCO3（s）+H2O（l） ΔH=－162kJ•mol－1
2H2S（g）+Ba（OH）2（aq）＝Ba（HS）2（aq）+2H2O（l） ΔH=－191kJ•mol－1
写出CO2和Ba（HS）2溶液反应的热化学反应方程式：
。
需将溶液A加热的原因是 。
（4）气体②可进一步加工成为上述制取H2O2流程中的一种原料，该原料是 。
（5）通入的CO2若含有O2会有BaSO4生成，所以通常增大溶液的pH以提高CO32－浓度，
把BaSO4转化为BaCO3。
若测得SO42－的浓度为1×10－4mol•L－1，则CO32－的浓度需
大于 才不致于生成BaSO4沉淀。
已知Ksp[BaSO4]＝1×10－10，Ksp[BaCO3]＝2.5×10－9
（6）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以H2
和O2为原料制取过氧化氢的新工艺。
原理如右图所示：
请写出甲电极的电极反应式：
。
5．（15分）过氧化钙（CaO2）难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧
气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。
下图是以大理石（主要杂质是氧化铁）
等为原料制取过氧化钙（CaO2）的流程。
请回答下列问题：
（1）操作①应包括下列操作中的 。
（填序号）
A．溶解 B．过滤 C．蒸馏 D．分液 E．蒸发结晶
（2）用氨水调节pH至8～9的目的是__________________________________________。
（3）若测得滤液C中c（CO）＝10－3mol/L，则Ca2＋ （填“是”或“否”）沉淀完全。
[已知c（Ca2＋）≤10－5mol/L时即可视为沉淀完全；Ksp[CaCO3]＝4.96×10－9]
（4）若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，则酸化后溶液中
c（NH）______c（NO）（填“≥”、“≤”、“<”、“>”或“＝”）。
（5）操作②是：
在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，一段时间后，
再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀。
写出该反应的化
学方程式 ；用简要的文字解释用氢氧化钠调节
pH至9～11的原因 。
（6）已知大理石含CaCO3的质量分数为a，mg大理石可以制得ngCaO2，请计算：
CaCO3转化为CaO2过程中，Ca原子的利用率 。
6．（14分）过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。
某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下：
已知：
主反应：
2Na2CO3（aq）＋3H2O2（aq）
2Na2CO3·3H2O2（s） ΔH<0
副反应：
2H2O2＝2H2O＋O2↑
滴定反应：
6KMnO4＋5（2Na2CO3·3H2O2）＋19H2SO4
＝3K2SO4＋6MnSO4＋10Na2SO4＋10CO2↑＋15O2↑＋34H2O
50℃时，2Na2CO3·3H2O2（s）开始分解。
请回答下列问题：
（1）图中支管的作用是 。
（2）步骤①的关键是控制温度，其措施有 、 、和 。
（3）在滤液X中加入适量NaCl固体或无水乙醇，均可析出过碳酸钠，原因是 。
（4）步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的是 。
（5）下列物质中，会引起过碳酸钠分解的有 。
A．Fe2O3 B．CuO C．Na2SiO3 D．MgSO4
（6）准确称取0.2000g过
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