工业流程样本.docx
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工业流程样本
工业流程
1．（上海高考）工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
完成下列填空:
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂）,写出A、B的化学式。
A B
（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为:
取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。
（3）工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是 。
（4）碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是 （填写化学式）,检验这一成分的阴离子的具体方法是:
。
（5）氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。
加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:
滤液D加石灰水前先要加热,原因是 。
（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。
如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:
（注明你的表示式中所用的有关符号的含义）
2．（宁德质检）利用天然气合成氨的部分工艺流程示意图如下:
依据上述流程,完成下列问题:
（1）写出流程中一次转化的化学方程式:
。
（2）上述流程有二处循环,一是K2CO3（aq）循环,二是 循环（填化学式）。
（3）1998年科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）,实现了高温常压下高转化率的电解法合成氨。
写出阳极反应式:
。
（4）一定温度下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,发生反应:
N2（g）+
H2（g）
NH3（g）△H＜0。
达到平衡时,测得n（N2）=13mol;n（NH3）=6mol。
①该反应平衡常数的表示式:
K= ;
②达到平衡时N2的转化率为 ;
③为了提高H2的转化率,可采取的措施是 。
A．增大的H2浓度 B．增大的N2浓度 C．使用催化剂 D．降低温度
3．（扬州调研）利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下:
依据上述流程,完成下列填空:
（1）图中CH4的第一次转化过程中的化学方程式是 。
（2）脱硫过程中,若有nmolFe2O3·H2O转化,则生成S的物质的量为 mol（用含n的代数式表示）。
（3）整个流程有三个循环:
一是K2CO3（aq）循环,二是N2和H2循环,第三个循环中被循环物质是 。
（4）改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢,以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫,其电解总反应方程式（忽略氧气的氧化还原）为____________________,该方法的优点是____________。
4．（青岛质检）随着能源问题的进一步突出,利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。
最近的研究发现,复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）也能够用于热化学循环分解水制氢, MnFe2O4的制备流程如下:
（1）投入原料Fe（NO3）n和Mn（NO3）2的物质的量之比应为___________。
（2）步骤二中”连续搅拌”的目的是__________________________;
（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为:
MnFe2O4
MnFe2O4－x＋O2↑
MnFe2O4－x＋xH2O→MnFe2O4＋xH2↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问题:
①从理论上讲,该循环中,1molH2O能制 molH2
②若MnFe2O4－x中x＝0.8,则MnFe2O4－x中Fe2＋占全部铁元素的百分率为______。
③针对MnFe2O4热化学循环制氢过程存在的不足,你认为热化学循环制氢还需要解决的化学问题是 。
5．（青岛质检）现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。
某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2）,现采用酸浸法从矿石中提取铜,其工艺流程图如下。
其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
已知:
①Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应;②当矿石中三氧化二铁含量太低时,可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜;③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
回答下列问题:
（1）矿石用稀硫酸处理过程中Cu2O发生反应的离子方程式为:
;
（2）”循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用,但可分离出一种重要的硫酸盐晶体,该晶体的化学式是 。
若水层1暴露在空气中一段时间后,能够得到另一种重要的硫酸盐,写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式 。
（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式:
。
（4）”循环III”中反萃取剂的主要成分是 。
6．（上海联考）重晶石矿的主要成分为硫酸钡,纯净的硫酸钡才能供医用作”钡餐”,在对某些内脏器官进行X射线透视时服用。
硫化钡是可溶于水的盐。
讨论用重日石矿制硫酸钡,设计流程如下:
（1）写出步骤①的化学反应方程式 ,该反应产生的气体具有 、 等用途。
（2）为进行②反应先要分离出硫化钡溶液,采用的方法是 。
在此之前要在溶液中滴入少量Ba（OH）2溶液,其作用是 。
（3）若B物质在该生产过程中可循环使用,则③反应的化学方程式是:
。
（4）有人提出②反应产生了有臭有毒的气体,可采用改变反应物的方法使无该气体产生,则②反应的化学方程式是:
。
此时若要B物质还能循环使用,则C为 （写化学式）。
（5）BaSO4是因为具有 、 等性质而可用作”钡餐”的。
7．（南京一研）七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣－一硼镁泥可制取七水硫酸镁。
硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其它杂质（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物
Al（OH）3
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Mn（OH）2
Mg（OH）2
pH值
5.2
3.2
9.7
10.4
11.2
表2 两种盐的溶解度（单位为g／100g水）
温度/℃
10
30
40
50
60
CaSO4
0.19
0.21
0.21
0.20
0.19
MgSO4·7H2O
30.9
35.5
40.8
45.6
/
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH＝5～6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为 。
加热煮沸的主要目的是_ 。
（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 （填化学式）等物质。
（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3＋的实验方法是 ;
（4）沉淀C的化学式是 。
过滤II需趁热过滤的理由是
8．（南京二测）二氧化氯（ClO2）被称作第四代杀菌消毒剂。
（1）工业上用NaCl还原NaClO3生产ClO2的工艺流程如下图所示:
①反应器中发生反应的化学方程式为:
2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O
生产中将NaClO3和NaCl按物质的量之比1:
1.05的混合水溶液加入反应器,NaCl稍过量的目的是 。
②反应器中生成的ClO2和Cl2由通入空气驱出进入ClO2吸收塔,产生的混合液进入汽提塔,汽提塔排出的废液成分主要是 （填化学式,下同）。
③以上生产流程中循环②循环利用的物质是 。
④为提高ClO2的产量,可用亚氯酸钠（NaClO2）与反应器中Cl2反应生成ClO2,该反应的化学方程式为 。
尾气中的Cl2可用SO2水溶液吸收,该反应的化学方程式为 。
（2）用阳离子交换膜分隔的电解池电解450g/LNaClO2溶液,可在阳极室产生ClO2,在阴极室产生H2和NaOH。
下列有关说法正确的是 （填字母符号）。
A．电解时电子流向为:
电源负极→导线→阴极,阳极→导线→电源正极
B．在电解过程中,Na+向阳极移动,ClO—2向阴极移动
C．在电解过程中阳极周围的pH基本不变
D．电解的离子方程式可表示为:
2ClO—2+2H2O
2ClO2↑+H2↑+2OH—
9．（潍坊适练）有两条途径能够使重晶石（BaSO4）转化为碳酸钡,如下图所示:
试回答下列问题:
（l）反应I中发生的主要反应为:
BaSO4+4C=BaS+4CO,若1molBaSO4完全反应,电子转移的物质的量为 ;
（2）Na2CO3溶液的pH大于10,用离子方程式说明其主要原因 ,其溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ;
（3）已知反应IV中发生的反应为:
BaSO4（s）+CO32-
BaCO3（s）+SO42-,写出此反应平衡常数表示式K= ;若KSP（BaSO4）为,KSP（BaCO3）为5×10-9,则K的值为 ;
（4）若每次加入1L2mol·L-1的Na2CO3溶液,至少需要 次能够将0.2molBaSO4转化为BaCO3。
10．（厦门二检）高温裂解法处理工业废硫酸工艺流程图如下:
废硫酸高
温裂解的基本原理可用下列方程按两个阶段进行
H2SO4（l） SO3（g）+H2O（g） △H=+176kJ·mol－1
2SO3（g）
2SO2（g）+O2（g） △H=+196k·mol－1
为研究废硫酸的雾化和裂解情况,有关实验数据如下:
雾化后废硫酸液滴直径
废硫酸完全裂解所需时间
普通雾化器
800-1200μm
10s以上
旋转式雾化器
600-850μm
8-10s
压缩风雾化器
400-650μm
6-7s
超声波雾化器
100-300μm
3.5-5s
（1）由上表数据可得出的结论是 ;
（2）废硫酸裂解成SO2总反应的热化学方程式为 ;
（3）在催化氧化室中发生反应:
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）△H=-196kJ·mol－1
① 某温度时,该反应的平衡常数K=3.5,平衡后再充入一定量气体测得100L的恒容密闭容器中含有3.0molSO2,16.0molO2和3.0molSO3（g）,此时平衡
移动;（填”向正反应方向”、”向逆反应方向”或”不”）
②上述反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2平衡浓度比原来减小的是 ;（填字母）
A．保持温度和容器体积不变,充入1.0molO2
B．保持温度和容器内压强不变,充入3.0molN2
C．降低温度
D．在其它条件不变时,缩小容器的容积
（4）尾气SO2用饱和Na2SO3溶液吸收可得到一种化工原料,反应的化学方程式为 ;
（5）科学家研究出以右图所示装置用电化学原理生产硫酸的新工艺,其阳极的电极反应式为 ,总反应的化学方程式为 。
11．（泉州二检）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（CO32－）=10－3 mol/L,则Ca2+ （填”是”或”否”）沉淀完全。
[已知c（Ca2+）≤10－5mol/L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（NH4＋） c（NO3－）（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,写出该反应的化学方程式 。
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。
用简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9～11的原因 。
（6）已知大理石含CaCO3的质量分数为a,mg大理石能够制得ngCaO2,请计算:
CaCO3转化为CaO2过程中,Ca原子的利用率为 。
12．（三明质检）氯化亚铜（CuCl）在石油工业生产中常见作脱硫剂和脱色剂。
工业生产氯化亚铜的一种工艺流程如下图所示:
已知:
①CuCl难溶于水和乙醇,干燥的CuCl在空气中比较稳定,但湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化;②CuCl溶于氯化钠的浓溶液可生成CuCl2－,CuCl2－的溶液用水稀释可生成CuCl沉淀,反应式为CuCl2－
CuCl↓＋Cl―。
（1）往CuSO4和NaCl混合液中通入SO2可生成CuCl2－和硫酸,请写出反应的离子方程式:
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）在反应⑴中,温度升至70～80℃,并使用NaCl浓溶液,主要目的是＿＿＿＿＿＿。
（3）在反应⑴中,还原剂除了可用SO2外,还可选用＿＿＿＿＿＿（填标号）。
A．Na2SO3 B．Cu C．Ag
（4）过滤所得沉淀须迅速用＿＿＿＿（填”水”或”95%乙醇”）洗涤、干燥得CuCl成品。
（5）合成氨工业生产中的CO会使催化剂中毒,可经过下列反应除去。
[Cu（NH3）2]Ac（aq）＋CO（g）＋NH3（g）＝[Cu（NH3）3]Ac·CO（aq） △H＜0,生产中为了提高CO的吸收率,可采用的措施是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑹．CuOH不稳定易分解为Cu2O。
298K时,CuOH的Ksp＝1.0×10－14,CuCl的Ksp＝1.2×10－6。
把CuCl固体和NaOH溶液混合,加热,得到红色沉淀,该沉淀的化学式为＿＿＿＿＿＿。
13．（东城二模）
（1）工业上以粗铜为原料采取如图17所示流程制备硝酸铜晶体:
①在步骤a中,还需要通入氧气和水,其目的是 。
②在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,能够向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在 范围。
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
Cu2+
1.9
4.7
3.2
6.7
不用加水的方法调节溶液pH的原因是 。
③进行蒸发浓缩时,要用硝酸调节溶液的pH=1,其目的是（结合离子方程式说明） 。
（2）工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜,电镀时阴极的电极反应式是 。
（3）图18是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[Cu（NO3）2·nH2O]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体）,下列说法正确的是 （填字母）。
a.A点时的溶液为不饱和溶液
b.B点时两种晶体能够共存
c.按上述流程最终得到的晶体是Cu（NO3）2·3H2O
d.若将C点时的溶液降温至30℃以下,能够析出Cu（NO3）2·6H2O晶体
（4）某些共价化合物（如H2O、NH3、N2O4等）在液态时有微弱的导电性,主要是因为发生了电离,如:
2NH3
NH4＋+NH2－,由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应。
液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18,则液态N2O4电离的方程式是 ;Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜的化学方程式是 。
14．（江苏高考）钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba（FeO2）2等。
某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba（NO3）2,其部分工艺流程如下:
（1）酸溶后溶液中pH=1,、Ba（FeO2）2与HNO3的反应化学方程式为 。
（2）酸溶时一般控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,原因是 、 。
（3）该厂结合本厂实际,选用的X为 （填化学式）;中和Ⅰ使溶液中 （填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。
（4）上述流程中洗涤的目的是 。
15．（广东高考）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_____________．
16．（山东高考）对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是洗去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时候常有气泡冒出,原因是 （用离子方程式表示）。
为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的 。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为 。
取少量废电解液,加入NaHCO3,溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨做阳极的原因是 。
（3）利用右装置,能够模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应该置于 处。
若X为锌,开光K置于M处,该电化学防护法称为 。
17．（安徽高考）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。
某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉行涂覆在铝箔上）进行资源回收研究,设计实验流程如下:
⑴第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。
⑵第③步反应的离子方程式是 。
⑶第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:
_。
⑷若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g,第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则至少有 gNa2CO3参加了反应。
18．（福建高考）硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。
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