化学工艺流程题汇总.docx
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化学工艺流程题汇总
2+2+3+-
19.碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。
工业碳酸钠（纯度约98％）中含
有Ca、Mg、Fe、Cl和SO
2
4
等杂质，提纯工艺路线如下：
碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下
（1）滤渣的主要成分为 。
（2）“趁热过滤”的原因是 。
（3）在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是 。
（写一种）
（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是 。
（5）Na
2
CO
3
·10H
2
O（s）=Na
2
CO
3
（s）+10H
2
O（g）
ΔH=+532.36kJ·mol
-1
Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3·H2O（s）+9H2O（g）
ΔH=+473.63kJ·mol
-1
写出Na2
CO
3
·H
2
O脱水反应的热化学方程式 。
23.
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷（SiHCl
3
）还原法是当前制备
高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl
3
制备高纯硅的化学反应方程式 。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl
3
遇水剧烈反应生成H
2
SiO
3
、HCl和另一种
物质，写出配平的化学反应方程式 。
H
2
还原SihCl
3
过程中若混0
2
，可能引起的后果是
。
（2）下列有头硅材料的详法正确的是（填字母）。
A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混
B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高
D.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。
写出实验现象并给予解释 。
¸ßαºÉÕ
Èܽâ
ÎüÊÕ
¹ýÂË
½á¾§
-
-
c（Cl）
-13
-10
-1
3+2+3+
17．（10分）工业上制备BaCl
Ì¿
2
的工艺流程图如下：
ÑÎËá
Öؾ§Ê¯¿ó
ÂËÒº
²úÎï
ÆøÌå
某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。
查表得
BaSO
4
¸ßÎÂ
（s）+4C（s）4CO（g）+BaS（s）
△H
1
=571.2kJ·mol
-1
①
BaSO
4
¸ßÎÂ
（s）+2C（s）2CO
2
（g）+BaS（s）
△H
2
=226.2kJ·mol
-1
②
⑴气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。
Na
2
S水解的离子方程式为
。
⑵向BaCl
2
溶液中加入AgNO
3
c（Br）
和KBr，当两种沉淀共存时，=
。
[K
sp
（AgBr）=5.4×10，Ksp
（AgCl）=2.0×10]
¸ßÎÂ
3反应C（s）+CO2（g）2CO（g）的△H2=kJ·mol。
4实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是，。
26．某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe、Cu、Au等离子。
有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
（1）图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ ；
（2）写出①处发生反应的离子方程式 ；写出③处发生反应的化学方程式 ；（3）铁红的化学式为 ；写出铁红和氧化铜在工业上的一种用途：
铁红 ；氧化铜
。
30．⑴粗食盐常含有少量K
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
、SO
4
2-
等杂质离子，实验室提纯NaCl的
流程如下：
2+2+3+2-
-1
提供的试剂：
饱和Na
2
CO
3
溶液饱和K
2
CO
3
溶液NaOH溶液BaCl
2
溶液Ba（NO
3
）
2
溶液
75%乙醇四氯化碳
①欲除去溶液Ⅰ中的Ca、Mg、Fe、SO4
离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依
次为（只填化学式）。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为。
⑵用提纯的NaCl配制500mL4.00mol·LNaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有（填仪器名称）。
⑶电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集
的Cl
2
（填“＞”、“＝”或“＜”）2L，原因是
。
装置改进后，用于制备NaOH溶液。
测定溶液中NaOH的浓度的方法是。
⑷实验室制备H
2
和Cl
2
通常采用下列反应：
Zn＋H
2
SO
4
====ZnSO
4
＋H
2
↑
MnO
2
＋4HCl（浓）
△
MnCl
2
＋Cl
2
↑＋2H
2
O
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H
2
的装置（填代号）和制备
并收集干燥、纯净Cl
2
的装置（填代号）。
可选用制备气体的装置：
27明矾石组成和明矾相似，含有氧化铝和少量氧化铁杂质。
实验步骤如下图：
⑴明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL稀氨水（每升含有39.20g氨）需要取浓氨水（每
升含有250.28g氨）
mL，用规格为
mL量筒量取。
⑵氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，还有大量的NH4＋。
检验NH4＋的方法是。
⑶写出沉淀物中所有物质的化学式。
⑷滤液I含有水和。
⑸为测定混合肥料K2SO4、（NH4）2SO4中钾的含量，完善下列步骤：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量
溶液，产生白色沉淀。
②、、（填写实验操作名称）。
③冷却、称重。
⑹试样质量为mg，沉淀的物质的量为nmol，则K2SO4的物质的量为：
28．（15分）以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
mol。
（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整4+11O2高温2Fe2O3+8SO2
（2）接触室中发生反应的化学方程式是。
（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）。
a.为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b.过量空气能提高SO
2
的转化率
c.使用催化剂能提高SO
2
的反应速率和转化率
d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）每160gSO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程是。
（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。
①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的
Br
2
。
SO
2
吸收Br
2
的离子方程式是。
②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解）。
该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果；铵盐质量为10.00g和20.00g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为
30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。
计算：
该铵盐中氮元素的质量分数是
%；若铵盐质量为15.00g。
浓硫酸增加
的质量为。
（计算结果保留两位小数）
37．
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按固定的比率k（质量比）生成的产品。
理论上k＝_____
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca
2＋
、Mg
2＋
、Fe
3＋
、SO
2－
4
等杂质，必须精制后才能供
电解使用。
精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）
③BaCl
2
，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。
在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是、_（填化学式），比较图中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：
________;
负极：
________;
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）____________、____________。
9.从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）请列举海水淡化的两种方法：
、。
（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H
2
、、、或H
2
、
。
（3）步骤Ⅰ中已获得Br
2
，步骤Ⅱ中又将Br
2
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）为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br有毒性和强腐蚀性。
装置简图如下：
2
的沸点为59℃。
微溶于水，
滤渣
3
3
2
1
1图中仪器B的名称：
。
2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。
3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：
。
④C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。
15．（10分）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、Al、Fe
3
等杂志）生产医药级二水合氯化钙（CaCl22H2O的质量分数为
97.0%~103.0%）的主要流程如下：
（1）除杂操作是加入氢氧化钙，调节pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al、Fe
3
。
检验Fe（OH）
3
是否沉淀完全的试验操作是。
（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将溶液中的少量
Ca（OH）
2
转化为CaCl2；②防止Ca在蒸发时水解；③。
（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0.05000molL
AgNO3溶液滴定至终点，消
耗AgNO3
溶液体积的平均值为20.39mL。
①上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有。
②样品中CaCl
2
2H
2
O的质量分数为
2
含Cr2O7的
3+2+
3+
含
Cr、Fe、
Fe的溶液
滤液
滤渣
Cr0.5Fe1.5FeO4
3
2
2
。
③若用上述办法测定的样品中CaCl
2
2H
2
O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；。
16以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，其主要流程如下：
（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入（填字母），以除去溶液中的Fe。
A.锌粉B.铁屑C.KI溶液D.H
2
（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是。
（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是。
（4）反应Ⅳ常被用于电解生产（NH4）2S2O8（过二硫酸铵）。
电解时均用惰性电极，阳极发生地电极反应可表示为。
27.某厂废水中含5.00×10
-3
mol·L
-1
的Cr2O7。
某研究性学习小组将废水处理得到磁性材料
Cr0.5Fe1.5FeO4（Fe的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：
①加FeSO4·7H2OE
②加NaOH溶液
至PH为9，过滤
③焙烧
酸性废水
（1）第①步反应的离子方程式是
（2）第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是（3）第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr（OH）3外，还有
（4）欲使1L该废水中的Cr2O7完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。
需要加入
gFeSO4·7H2O。
27．实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。
大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：
废旧锂离子电池正极材料
沉淀X
滤液
LiMn2O4、碳粉
滤液
MnO
2
、碳
滤液
Li2CO3
过滤
1
（1）溶解大理石时，用硝酸而不同硫酸的原因是___。
（2）操作Ⅱ的目的是______________，溶液A（溶质是共价化合物）是___________。
（3）写出检验滤液中是否含铁离子方程式：
______。
（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式______写出滤液B的一种用途：
_____（5）CaO2中一般含CaO。
试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。
试剂：
氢氧化钠和盐酸标准溶液、酚酞
仪器：
电子天平、锥形瓶、滴定管
实验步骤：
①_______②加入______③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。
（6）若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为______________
锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。
某研究性小组对废旧锂离子电池正极材（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：
②通入过量CO
2
①
加过量
④加一定量
NaOH溶液
Na
2
CO
3
过滤
过滤
③加稀H
2
SO
4
通入空气
过滤
粉
（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为__。
（2）第③步反应的离子方程式是__
。
（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有
作的角度给出两种可能的原因：
、。
_。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操
（4）电池正极材料含LiMn
2
O
4
的质量为18.1g，第③步反应中加入20.0ml3.0mol.L的H
2
SO
4
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。
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：
3+3+2+2+
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。
（2）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）组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是______。
（4）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
5.6×1012
—
6.8×106
2.8×109
（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ZnCO
3
的质量分数不低于________。
32.已知-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：
Fe、Al、Fe和Mg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；Li
2
SO
4
、LiOH和Li
2
CO
3
在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g．
（1）步骤Ⅰ前，B-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
+
、SO
4
2-
另含有Al
3+
、Fe
3+
、Fe2+、Mg
2+
、Ca
2+
、Na
+
等杂质，需在搅拌下加入_____________（填“石灰石”、“氯化钠”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H
2
O
2
溶液、石灰乳和Na
2
CO
3
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___________．
30.（16）聚合硫酸铁又称聚铁，化学式Fe2（OH）n（SO4）30.5n
n
，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（FeSO4g7H2O），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，按气流方向链接各仪器口，顺序为ａｆ。
装置Ｄ的作用是，装置Ｅ中NaOH溶液的作用是
（3）向溶液Ｘ中加入过量 充分反应后，经 操作得溶液Ｙ，再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。
（４）溶液Ｚ的 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
27．工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：
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
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。
滤液D加入石灰水产生氨。
加石灰水后发生反应的离子方程式为
。
滤液D加石灰水前先要加热，原因是 。
2
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：
（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）
29.钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4）作原料，生产二氧化钛的步骤如下：
请回答下列问题：
（1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。
（2）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：
______、_______。
（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。
水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。
请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：
______。
过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、________、_____________（填化学式），减少废物排放。
（1）A可用于生产红色颜料（Fe2O3）,其方法是：
将556akgA（摩尔质量为278g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336bkgA和115ekg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。
若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则可生产红色颜料_____kg。
27.（15）分水硫酸四氨合铜（Ⅱ）的化学式为[Cu（NH3）4]SO4·H2O是一种重要的染料及农药中间体。
某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质，设计的合成路线为：
①[Cu（NH
3
）
4
]SO
4
·H
2
O在溶液中存在以下电离（解离）过程：
[Cu（NH3）4]SO4·H2O＝[Cu（NH3）4]
2+
+so4
+H2O
CuNH34
2
ƒ
Cu
2
4NH
3
2（NH4）2SO4在水中可溶，在乙醇中难溶。
3[Cu（NH3）4]SO4·H2O在乙醇·水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下：
（1）方案1的实验步骤为：
a.加热蒸发
b.冷却结晶
c.抽滤
d.洗涤
e.干燥
1步骤1的抽滤装置如上图，该装置中的错误之处是；抽滤完毕或中途停止抽滤时，应先，然后。
2该方案存在明显缺陷，因为得到的产物晶体事往往含有杂质，产生该杂质的原因是。
（2）方案2的实验步骤为：
a.向溶液C加入适量，b.
，c.洗涤，d.干燥
1请在上述内填写合适的试剂或操作名称。
2下列选项中，最适合作为步骤c的洗涤液是。
A.乙醇
B.蒸馏水
C.乙醇和水的混合液
D.饱和硫酸钠溶液
③步骤d不宜采用加热干燥的方法，可能的原因是。
26.（15分）金属钙线是炼钢的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M和Ca，并含有质量分数3.5%
CaO.
（1）Ca元素在周期表中位置是＿＿＿，其原子结构示意图＿＿＿．
（2）Ca与最活跃的非金属元素Ａ形成化合物Ｄ，Ｄ的电子式为＿＿＿，Ｄ的沸点比Ａ与Si形成的化合物Ｅ的沸点＿＿＿．
（3）配平用钙线氧脱鳞的化学方程式：
（磷+氧化亚铁+氧化钙==高温==磷酸钙+铁）
（4）将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量NaOH溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变
成红褐色M（OH）
n
.则金属M为______；检测m
n
的方法是_____（用离子方程式表达）。
g.
（5）取1.6g钙线试样，与水充分反应，生成224ml.H多能得到CaCO
3
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