实验专题五化学工业流程题定时作业1.docx
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实验专题五化学工业流程题定时作业1
实验专题五化学工业流程题定时作业1
1、
某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下。
回答下列问题：
（1）硫酸铵在农业生产中的用途是（一种即可），写出利用该流程制备（NH4）2SO4的总化学方程：
。
（2）a和b分别是（填序号）。
A．足量CO2、适量NH3B．足量NH3、适量CO2
C．适量CO2、足量NH3D．适量NH3、足量CO2
（3）上述流程中，可以循环使用的物质有（写化学式）。
（4）从滤液中获得（NH4）2SO4晶体，必要的操作步骤是。
（5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是。
A．提供制备所需的氮元素B．增大CO32-的浓度促进反应发生
C．作反应的催化剂 D．生产1mol（NH4）2SO4，至少消耗2molNH3
2、医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。
以工业碳酸钙（含有少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下：
（1）除杂操作是加入Ca（OH）2，调节溶液pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al3+、Fe3+。
检验Fe（OH）3是否沉淀完全的实验操作是。
（2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：
①防止Ca2+在蒸发时水解；②。
（3）测定样品中Cl-含量的方法是：
a.称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000mol·L-1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。
①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有。
②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为。
③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有；。
3、（11分）海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）从海水中可以得到食盐。
为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO2-4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：
①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量NaCO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液。
正确的操作顺序是。
A．①④②⑤③B．④①②⑤③C．②⑤④①③D．②④⑤①③
（2）电解NaCl溶液是氯碱工业的核心反应，请写出其化学方程式
。
（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为。
（4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95％，有关反应的离子方程式为
，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是。
（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59℃。
微溶于水，有毒性和强腐蚀性。
他们参观生产过程后，绘制了如右装置简图，请你参与分析讨论：
①整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是。
②实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：
。
③C中液体产生颜色为。
为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。
4、某厂排放的废液中含有大量的K+、Cl-、Br-，还含有少量的Ca2+、Mg2+、SO2-4。
某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶体及液澳，他们设计了如下的流程：
可供试剂a、b、c选择的试剂：
饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液、苯、CCl4、H2O2溶液、KMnO4（H+）溶液。
根据以上流程回答相关问题：
（1）试剂a、b分别是、。
（2）操作①、②、③、④的名称是（填字母序号）
a过滤、分液、过滤、蒸发结晶b分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
c分液、过滤、过滤、蒸发结晶d分渣、分液、过滤、蒸发结晶
（3）除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO-24离子，选出e所代表的试剂，按滴加顺序依次是（只填化学式）。
（4）调节pH的作用是；操作方法是。
（5）操作④中用到的瓷质仪器名称是____。
5、高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。
其制备路线如下：
试回答下列问题
（1）操作①搅拌的目的是：
。
（2）操作②与操作③相同，该操作名称是：
___________________。
（3）反应器中，NaOH、NaClO及Fe（NO3）3反应的离子方程式为：
_______________________。
（4）次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约为_________。
（计算结果保留一位小数）
（5）从环境保护的角度看，制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法，其装置如图乙所示，则阳极的电极反应式为。
6、（8分）某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用，在实验室中用含有铝、铁、铜的合金制取氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体。
其实验方案如下：
（1）所加试剂①、②分别是__________________。
（2）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是__________________________________；
从滤渣F制取胆矾的第一步操作最好采用__________________________________。
（3）上述实验方案中，有一步设计明显不合理，请你予以指出，并说明理由_____________________________________________________________________________。
7、氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。
下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程：
根据上述流程回答下列问题：
（1）混合①中发生反应的化学方程式为__________________________________。
（2）混合①中使用冰水的目的是_______________。
（3）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是_________、________。
操作Ⅲ一般适用于分离____________混合物。
（选填编号）
a．固体和液体b．固体和固体c．互不相溶的液体d．互溶的液体
（4）混合②中加入Na2SO3的目的是________________________________。
（5）纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸（工业氢溴酸）带有淡淡的黄色。
于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究：
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为_____________，若假设成立可观察到的现象为__________________。
乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为_______，其用于证明该假设所用的试剂为_____________。
8、（10分）铝是一种重要金属：
（1）生产中曾用铝热反应焊接钢轨，则铝与氧化铁发生反应的化学方程式为：
（2）工业上用铝土矿（主要成分为A12O3，还有少量的Fe2O3,SiO2等杂质）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：
①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是； ；
②沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有 ，固体N是 ；
③滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为 ，它属于 （填“酸”、“碱”或“盐”）类物质；
④实验室里常往AlCl3溶液中加入 （填“氨水”或“NaOH溶液”）来制取
A1（OH）3。
其反应的离子方程式为：
___________________________________________。
化学工业流程题定时作业1
1．（10分）
（1）：
2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe
（2）：
①过滤②Fe2O3,Al2O3
③NaAlO2盐④氨水Al3++3NH3·H2O===Al（OH）3↓+3NH4+
2、
（1）肥料（1分）CaSO4＋2NH3＋CO2+H2O＝CaCO3＋（NH4）2SO4（2分，CaCO3加或不加“↓”，均不扣分）
（2）B（2分），
（3）CO2、NH3（各1分，共2分）
（4）蒸发浓缩冷却结晶过滤（2分，答对一点得0分，答对二点得1分）
（5）ABD（2分，选对一项得0分，选对二项且不见错得1分）
3．
（1）取上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe（OH）3沉淀完全
（2）中和Ca（OH）2；防止溶液吸收空气中的CO2，（只答对前一条即可）
（3）①酸式滴定管
②99.9%
③样品中存在少量的NaCl；少量CaCl2·2H2O失水
4.
（1）C（1分）
（2）2NaCl+2H2O======2NaOH+H2↑+Cl2↑（2分）
（3）富集溴元素（1分）
（4）Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO2-4（2分）强酸对设备的严重腐蚀（1分）
（5）①Br2腐蚀橡胶（1分）②控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分（1分）③深红棕色（1分）分液（或蒸馏）（1分）
5.
6.
（1）为了加速反应物之间的接触，加快化学反应速率。
（2分）
（2）过滤（2分）
（3）2Fe3++3ClO─+10OH─==2FeO42─+3Cl─+5H2O（3分）
（4）3.6mol/L（2分）；
（5）Fe+8OH──6e─==FeO42─+4H2O（3分）
7.
（1）NaOH溶液和稀硫酸
（2）在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷却结晶 将滤渣F在空气中灼烧
（3）由滤液A制得氯化铝溶液不合理，所得氯化铝溶液中含有大量NaCl杂质
8.
（1）SO2＋Br2＋2H2O==
2HBr＋H2SO4
。
（1分）
（2）降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全。
（1分）
（3）过滤、（1分）蒸馏（1分）d（1分）
（4）除去粗品中未反应完的溴。
（1分）
（5）KSCN溶液，（1分）溶液变成血红色。
（1分）含有Br2，（1分）CCl4。
（1分）
实验专题五化学工业流程题定时作业2
1.［2012·山东］（12分）工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：
（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收。
a．浓H2SO4b．稀HNO3c．NaOH溶液d．氨水
（2）用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中
存在（填离子符号），检验溶液中还存在Fe2＋的方法是
（注明试剂、现象）。
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。
（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是。
a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（5）利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为
2.［2012·山东］（14分）实脸室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4主要流程如下:
（1）为使Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入（填“A”或“B"），再滴加另一反应物。
（2）如右图所示，过滤操作中的一处错误是。
（3）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是。
高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是。
（4）无水AlCl3（183℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是。
F中试剂的作用是。
用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为_。
3.（2013年山东）30、（15分）TiO2既是制备含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
（1）实验室利用反应TiO2（s）+CCl4（g）
TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下制备TiCl4，实验装置示意图如下：
有关物质的性质如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
其它
CCl4
-23
76
与CCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮湿空气产生白雾
仪器A的名称是。
装置E中的试剂是。
反应开始前依次进行如下操作：
组装仪器、、加装药品，通N2一段时间后点燃酒精灯。
反应结束后的操作包括：
①停止铜N2②熄灭酒精灯③冷却至室温。
正确的顺序为（填序号）。
欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是。
（2）工业上由钛铁矿（FeTiO3）（含Fe2O3、SiO2等杂质）制备TiO2的有关反应包括：
简要工艺流程如下：
①试剂A为。
钛液I需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，原因是。
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸震荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是。
这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄的杂质是（填化学式）。
4．（2012天津∙9）信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁。
某“变废为宝”学生探究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晶体的路线：
回答下列问题：
⑴第①步Cu与酸反应的离子方程式为；得到滤渣1的主要成分为。
⑵第②步加入H2O2的作用是，使用H2O2的优点是；调节pH的目的是使生成沉淀。
⑶用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是。
⑷由滤渣2制取Al2（SO4）3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，方案不可行，原因是；
从原子利用率角度考虑，方案更合理。
⑸探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O（Mr=250）含量。
取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol/LEDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。
滴定反应如下：
Cu2++H2Y2－＝CuY2－+2H+写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝；
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量测定结果偏高的是。
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
5.（2012江苏）（15分）废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。
实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：
（1）
铜帽溶解时加入H2O2的目的是（用化学方程式表示）。
铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。
除去H2O2的简便方法是。
（2）为确定加入锌灰（主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物）的量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。
实验操作为：
准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3~4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。
上述过程中反应的离子方程式如下：
2Cu2＋+4I－=2CuI（白色）↓+I2.2S2O32－+I2=2I－+S4O62－
滴定选用的指示剂为，滴定终点观察到的现象为。
若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2＋含量将会（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。
（3）已知pH>11时Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-。
下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算）。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3＋
1.1
3.2
Fe2＋
5.8
8.8
Zn2＋
5.9
8.9
实验中可选用的试剂：
30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：
；
；
过滤；
；
过滤、洗涤、干燥；
900℃煅烧。
6．（2010山东卷∙30）聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2（OH）n（SO4）3－0.5n]m，广泛用于污水处理。
实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO4·7H2O）过程如下：
（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是_____。
（2）实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。
装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a
f装置D的作用是_____，装置E中NaOH溶液的作用是______。
（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量_____，充分反应后，经_______操作得到溶液Y，再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。
（4）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为______。
若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏_______。
实验专题五化学工业流程题定时作业2
1．（2011福建卷∙24）四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：
回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。
该过程中有如下反应发生。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2TiO2＋（无色）＋Fe＋4H＋===2Ti3＋（紫色）＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋（紫色）＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋（无色）＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用：
（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在______范围。
（3）若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe（OH）3杂质，还可制得钛白粉。
已知25℃时，
该温度下反应Fe（OH）3＋3H＋
Fe3＋＋3H2O的平衡常
数K=_____________。
（4）已知：
TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（l）＋O2（g）△H=+140KJ·mol-1
C（s）＋O2（g）===2CO（g）△H=-221KJ·mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：
_____________。
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。
依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_____________（只要求写出一项）。
（6）依据右表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用_____________方法。
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
-25.0
-68.8
沸点/℃
136.4
57.6
2．（2011广东卷∙32）（16分）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。
工艺流程如下：
（注：
NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①和②
（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。
气泡的主要成分除Cl2外还含有；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在
（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为
（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为
（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是
3．（2010广东理综卷∙32）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。
以β-锂辉石（主要成分为Li2O
Al2O3
4SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：
Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g．
（1）步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_____________．
（2）步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_____________（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的PH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有______________．
（4）步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为________________．
（5）从母液中可回收的主要物质是_____________．
4．（2010福建卷∙24）硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：
⑴将菱锌矿研磨成粉的目的是_____________________________。
⑵完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
Fe（OH）2+
____+
_____==
Fe（OH）3+
CI-
（3）针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_______。
⑷根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为______。
Mg（OH）2
Zn（OH）2
MgCO3
CaCO3
开始沉淀的pH
10.4
6.4
—
—
沉淀完全的pH
12.4
8.0
—
—
开始溶解的pH
—
10.5
—
—
Ksp
5.6×10-12
—
6.8×10-6
2.8×10-9
（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是______（选填序号）。
a．大理石粉b．石灰乳c．纯碱溶液d．烧碱溶液
（6）“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤，洗涤，干燥。
（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。
5.实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要
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