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化工生产练习
2013届上海高三名校化学试题汇编【化工生产流程-】
一、(本题共12分)【2012年上海市金山区高三化学一模】
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。
以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。
20℃时溶解度(克/100克水),K2CO3:
111,KMnO4:
6.34。
41、KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。
其消毒机理与下列______(填序号)物质相似。
A.75%酒精B.双氧水C.苯酚D.NaClO溶液
42、写出MnO2、KOH的熔融混合物中通入空气时发生的主要反应的化学方程式:
_____。
43、向K2MnO4溶液中通入CO2以制备KMnO4,该反应中的还原剂和氧化剂之比是____。
44、上述流程中可以循环使用的物质有石灰、二氧化碳、_________和___________。
45、若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1molMnO2可制得_______molKMnO4。
46、操作Ⅰ的名称是_____________;操作Ⅱ是根据KMnO4和K2CO3两物质在__________(填性质)上差异,采用_______(填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4粗晶体的。
二、(本题共16分)【2012年上海市金山区高三化学一模】
工业上采用接触法制硫酸。
将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂V2O5作用下发生反应2SO2+O2
2SO3。
反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH,气体体积减少了21.28L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6L(以上气体体积均已换算成标准状况下的体积)。
(计算结果保留两位小数)
将催化剂取出,此时催化剂中含有V2O5、VOSO4和SiO2等,其中VOSO4能溶于水,从中回收V2O5的主要流程如下:
57、平衡时,SO2的物质的量是__________mol,若将平衡混合气体的5%通入过量BaCl2溶液,生成沉淀___________g。
58、反萃取过程使用质量浓度(单位体积溶液所含溶质的质量)为135g/L的H2SO4,配制1L该溶液需要质量分数为98%的浓硫酸___________mL。
(98%浓硫酸的密度为1.84g/cm3)。
若反萃取使用的硫酸用量过大,进一步处理时会增加_________的用量。
59、浸取还原过程的产物为之一是VOSO4,反应的方程式为__________________________,
氧化过程的反应方程式为:
KClO3+6VOSO4+3H2SO4→3(VO)2(SO4)3+KCl+3H2O
若两步所用试剂Na2SO3与KClO3物质的量之比为12:
7,则该催化剂中V2O5、VOSO4物质的量之比是________。
60、经分析,沉淀的摩尔质量为598g/mol,取沉淀59.8g充分焙烧,得固体残留物54.6g,再将所得气体通过碱石灰,减少1.8g,剩余气体能被稀硫酸完全吸收。
通过计算确定沉淀的化学式。
三、(本题共12分)【上海市闵行区2012届高三上学期期末】
某混合金属粉末,除Mg外,还含有Al、Zn中的一种或两种,含量都在10%以上。
某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。
所用试剂:
样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。
背景资料:
①锌与铝性质相似,可以与NaOH溶液反应生成H2和Na2ZnO2;
②Zn(OH)2为白色固体,难溶于水,可溶于强碱和氨水。
与氨水反应生成配合物[Zn(NH3)4]2+,该配合物遇强酸反应生成Zn2+、NH4+
甲同学设计的实验方案如下:
41.方案中试剂M是______________;沉淀B是____________。
42.操作Ⅰ的主要过程是:
在滤液中逐滴加入__________________________,
直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的__________________________
43.若金属中含铝,则沉淀____________(选填沉淀编号)的质量不为零;若金属中含锌,则沉淀____________(选填沉淀编号)的质量不为零。
44.乙同学对甲同学的方案做了如下改进:
与甲同学的方案相比,此方案的优点有。
45.某溶液中含有Zn2+、Al3+、NH4+和SO42-等离子,向其中逐滴加入NaOH溶液,则生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积关系的图像正确的是()。
46.上题中当沉淀质量最大时,溶液呈____________(从下列选项中选填,下同);当沉淀只有一种成分时,溶液可能呈____________。
A.酸性B.中性C.碱性D.可能酸性,也可能碱性
四..[上海南汇中学2012学年度高三第一次]硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。
某课外研究小组测定该补血剂中铁元素的含量,实验步骤如下:
请回答下列问题:
(1)证明步骤①滤液中含有Fe2+的方法是先滴加KSCN溶液,再滴加__________________该过程的现象为:
__________________________________
(2)步骤②加入过量H2O2的目的:
__________
(3)步骤③中反应的离子方程式:
___________________________________
(4)步骤④中一系列处理的操作步骤:
过滤、_________、灼烧____________、称量。
(5)若实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量_________g。
(6)该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。
(5Fe2++MnO—4+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O)
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻棒、烧杯、胶头滴管外,还需________________________----
②上述实验中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是____。
a.稀硝酸b.稀硫酸c.稀盐酸d.浓硝酸
③滴定到终点时的颜色为_____________色。
(7)正常人每天应补充14mg左右的铁。
其中绝大部分来自于食物。
如果全部通过服用含FeSO4·7H2O的片剂来补充铁,则正常人每天服需用含_________mgFeSO4·7H2O的片剂。
五..[上海南汇中学2012学年度高三第一次]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。
讨论用重晶石矿制硫酸钡,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
________________________________________________-
(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____________\______________等性质而可用作“钡餐”的。
六.[上海市南汇中学2012届高三第一学期期中考]粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:
饱和Na2CO3溶液、 饱和K2CO3溶液 、NaOH溶液、 KOH溶液、 BaCl2溶液 、Ba(NO3)2溶液
(1)欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的各种试剂,按滴加顺序依次为 __________(填化学式);
(2)蒸发浓缩溶液Ⅱ得到的糊状物的化学成分最多的是(填化学式);__________
(3)用提纯过的NaCl固体来配制480mL0.4mol·L-1NaCl溶液时,所用仪器除烧杯、药匙、玻璃棒、天平、胶头滴管外还有 ___________(填仪器名称);需NaCl g。
(4)电解饱和食盐水的装置如图所示:
若收集到的H2为2L,则同样条件下收集到的Cl2体积
(填“>”、“=”或“<”)2L,其原因是:
___________
(文字描述);
若将此装置的b口密封住,则电解一段时间后,U型管
中可以获得一种消毒液,写出获得此消毒液的一个总反应
方程式:
________________________________________-
七.[上海市南汇中学2012届高三第一学期期中考]红矾钠(重铬酸钠:
Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基础化工原料。
铬常见价态有+3、+6价。
铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4(含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质),实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下:
①中主要反应:
4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
①中副反应:
Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑,
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑
请回答下列问题:
(1)FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁,写出它的氧化物形式________________。
步骤“①”的反应器材质应选用__________(填“瓷质”、“铁质”或“石英质”)。
(2)“②”中滤渣1的成分是__________,“③”中调
pH值是_______(填“调高”或“调低”),“④”中
滤渣2的成分是___________。
(3)“⑤”酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,
写出平衡转化的离子方程式:
__________________________。
(4)上图是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线,则操作I是______,操作II是______(填序号)。
①蒸发浓缩,趁热过滤②降温结晶,过滤
(5)已知某铬铁矿含铬元素34%,进行步骤①~④中损失2%,步骤⑤~⑦中产率为92%,则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_______吨(保留2位小数)。
八【上海市长宁区2012届高三期终】某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
PH
3.2
5.2
12.4
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表,请回答下列问题:
42.“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有__________________________________
(要求写出两条)。
43.滤渣I的主要成分是_____________________。
Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:
MgCl2+2NaClO3→Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:
44.将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。
简述可制备Mg(ClO3)2的原因:
______________________________________
45.按题44中条件进行制备实验。
在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是____________除去产品中该杂质的方法是:
______________
九、实验题(本题共12分)[上海市普陀区2012届高三上学期期末]
高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下列反应制取:
NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)
NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)
41、用氨气和浓盐酸代替NH4Cl,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是:
。
42、反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.l5(相关物质的溶解度曲线如下图)。
从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)蒸发浓缩,,过滤,、干燥。
为了测定样品中NH4ClO4的含量,装置如上图所示(加热装置、仪器固定装置已略去),实验步骤如下:
43、步骤3中,准确取用24.00mLH2SO4(aq)的玻璃仪器是__________________
44、实验中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验步骤是__________________(填写步骤编号)。
45、必须重复实验2~3次,其原因是______________________
46、如果0.320g试样中含NH4ClO4的准确值为0.095g,而实验测定结果是0.092g。
该实验的相对误差为_____
十.[上海青浦区2011学年第一学期高三年级学习质量]下列化学工业有关设备、原料、反应条件配套的是(B)
A.接触法制硫酸:
氧化炉、硫铁矿、V2O5、4000C—5000C
B.联合制碱法制纯碱:
吸氨塔、碳酸塔、食盐、二氧化碳、氨、300C—350C的氨化饱和食盐水吸收二氧化碳
C.合成氨:
沸腾炉、焦炭、铁触媒、5000C
D.氨氧化法制硝酸:
合成塔、空气、铂铑合金、8000C
十二.[上海青浦区2011学年第一学期高三年级学习质量]
(1)工业上以粗铜为原料采取如图1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,根据下表数据,溶液的pH值应保持在
范围。
调节pH值时,可以向溶液中加入的试剂是()
(a)NaOH溶液(b)氨水(c)Cu(OH)2(d)CuO
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
③在操作Ⅰ之前,对滤液用HNO3调节pH值至1,其目的是(结合离子方程式说明)
______________________________________________
④从滤液中制取硝酸铜晶体的操作Ⅰ的具体步骤是_______________________
(2)图2是某小组学生查阅资料后所绘出的硝酸铜晶体[Cu(NO3)2
nH2O]的溶解度曲线(温度在300C左右对应不同的晶体),下列说法正确的是()
(a)A点时的溶液为不饱和溶液
(b)B点时两种晶体可以共存
(c)按上述流程最终得到的晶体一定是Cu(NO3)2
3H2O
(d)若将C点时的溶液降温至300C以下,
可以析出Cu(NO3)2
6H2O晶体
十三.([上海市上海理工大学附属中学2011年上学期期中考]16分)新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水,在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定。
工业上常采用NaClO氧化法生产,原理为:
3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
主要的生产流程如下:
(1)写出反应①的离子方程式_________________________________
(2)流程图中“转化”是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)_________Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。
图1图2
①工业生产中最佳温度为________℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为___________
②若NaClO加入过量,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式:
_______________
。
若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式:
_________________________
(4)上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质,可用重结晶发提纯,操作是:
将粗产品用
___________溶解,再加入_____然后冷却结晶。
(请选择合适的试剂,填试剂名称)
①H2O②稀KCl溶液③稀KOH溶液④饱和KOH溶液
十四.[上海市上海理工大学附属中学2011年上学期期中考]“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中正确的是[AD]
A.能耗大是该方法的一大缺点
B.整个过程中,只有一种物质可以循环利用
C.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
十五.[上理工附中2011学年第一学期高三化学]我国青海查尔汗盐湖蕴藏丰富的盐业资源。
经分析知道,该湖水中含有高浓度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等。
利用盐湖水可得到某些物质。
其主要工业流程如下:
请根据上述流程,回答下列问题:
(1)利用湖水得到晶体(A)的方法是_________结晶法(填“降温”或“蒸发”)。
(2)操作Ⅰ的名称为___________,此操作适用于分离___________________________。
(3)本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体,所依据的物理量是__________。
a.摩尔质量b.溶解度c.熔沸点
(4)检验钾肥中是否含有Na+的实验方法是___________,若含有Na+,能观察到的现象是___________。
若需得到高纯度的钾肥,可以采用的提纯方法为_________。
(5)水氯镁石的化学式可表示为MgCl2·χH2O,若通过实验确定χ,其实验步骤设计为:
①先称坩埚质量、再称质量;②高温充分灼烧;③____________;
④再称量;⑤____________操作。
根据实验数据计算χ时,所需的化学方程式为:
MgCl2·χH2O
_______+________+_________。
十六、【上海市十校2011—2012学年度高三第二学期】三聚氰胺(化学式:
C3N6H6)是一种非食品类的重要有机化工原料,广泛用于塑料、造纸、建材等行业。
下图是我国科技工作者研制的以尿素为原料生产三聚氰胺的工艺——“常压气相一步法联产纯碱新技术”:
已知:
①尿素的熔点是132.7℃,常压下超过160℃即可分解;
②三聚氰胺的熔点是354℃,加热易升华,微溶于水;
③以尿素为原料生产三聚氰胺的原理是:
6CO(NH2)2
C3N6H6+6NH3+3CO2
请回答:
41、尿素是一种常用含氮量最高的化肥,其氮元素的质量百分数为,在实验室使其熔化的容器名称叫_________。
42、工业上合成尿素的化学反应方程式为___________________________(反应条件可以不写)
43、写出各主要成份的化学式:
产品1_____、产品2___________、X__________;44、联氨系统沉淀池中发生的化学反应方程式为:
________________
45、为了使母液中析出更多的产品2,常用的方法是____________A、加入固体NaClB、加入固体NaHCO3C、通入CO2气体D、通入NH3
46、若生产过程中有4%的尿素损耗,每吨尿素可生产三聚氰胺_____________吨,
副产品纯碱__________吨。
(精确到0.001)
十七、[上理工附中2011学年第一学期高三化学月考](12分)下图中每一方框表示有关的一种反应物或生成物,方框中字母是有关反应物或生成物的代号。
固体A是生活中的一种常用调味品,主要来源于海水,固体B为一种淡黄色单质。
现对熔融状态的A进行电解,推断并回答下列问题:
(1)E物质是_________,固体G是__________,芒硝的化学式是。
(2)气体D和气体J均为实验室经常制备的气体,且均有毒,写出实验室制备气体J的化学方程式:
_______________________________以及实验室吸收有毒尾气D的化学方程式_______________________________
(3)写出固体I和气体J反应生成固体K的化学方程式:
____________________;
(4)写出C的溶液与气体D反应的离子方程式:
________________________________。
十八、[上理工附中2011学年第一学期高三化学月考]
I)右图是红矾钠Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线。
现欲对两种物质进行分离,操作I的方法是先对加热后的混合溶液进行___________,以得到硫酸钠晶体;然后操作II是___________,得到红矾钠晶体。
(填编号)
①蒸发浓缩,趁热过滤②降温结晶,过滤
II)醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。
实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4
HBr+NaHSO4①
R-OH+HBr
R-Br+H2O②
可能存在的副反应有:
醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br—被浓硫酸氧化为Br2等。
有关数据列表如下;
乙醇
溴乙烷
正丁醇
1-溴丁烷
密度/g·cm-3
0.7893
1.4604
0.8098
1.2758
沸点/℃
78.5
38.4
117.2
101.6
请回答下列问题:
(1)溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是___________(填字母)
a.圆底烧瓶b.量筒c.锥形瓶d.蒸发皿
(2)溴代烃的水溶性___________(填“大于”、“等于”或“小于”)醇。
(3)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在_________填“上层”、“下层”或“不分层”)。
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,其目的是_____(填字母)
a.减少副产物烯和醚的生成b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发d.水是反应的催化剂
(5)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是___________。
(填字母)
a.NaIb.NaOHc.NaHSO3d.KCl
(6)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方