高考化学工艺流程练习题.docx
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高考化学工艺流程练习题
26.(14分
)
过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。
学.科网.以下是一种制备过氧化钙的实验方法。
回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是_______。
小火煮沸的作用是
使沉淀颗粒长大,有利于____。
(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是______(填标号)。
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c
.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二)过氧化钙的制备
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈____性(填“酸”、“碱”或“中”)。
将溶液煮沸,趁热过滤。
将溶液煮沸的作用是___________。
(4)步骤③中反应的化学方程式为________,该反应需要在冰浴下进行,原因是_________。
(5)将过滤得到的白色
结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_______。
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:
将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
该工艺方法的优点是______,产品的缺点是_______。
28.(14分)
以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有_______。
强碱性阴离子交换树脂)。
为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(5)“流出液”中阳离子最多的是________。
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
27、(2015新课标1)硼及其化合物在工业上有许多用途。
以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式。
为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度浓度外,还可采取的措施有(写出两条)。
(2)利用的磁性,可将其从“浸渣”中分离。
“浸渣”中还剩余的物质是(化学式)。
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是。
然后在调节溶液的pH约为5,目的是。
(4)“粗硼酸”中的主要杂质是(填名称)。
(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为。
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。
以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程。
28.(15分)
某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol/L的溶液.在FeCl2液中需加入少量铁属,其目的是________。
(2)甲组同学取2mlFeCl2溶液.加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_______。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5ml煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______。
(4)丙组同学取10mL0.1mol/LKI溶液,加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层呈紫色;
②第二只试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀:
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是_____(填离子符号);实验①和③说明:
在I-过量的情况下,溶液中仍含有______(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为______。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液·变成棕黄色,发生反应的离子方程式为________;一段时间后.溶液中有气泡出现,并放热.随后有红褐色沉淀生成。
产生气泡的原因是______;生成沉淀的原因是______
27.(15分)
锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-==LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
(1)LiCoO2中,Co元素的化合价为______。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式____________________。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____________;可用盐
酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺点是__________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式__________________________。
(5)充放电过程中,发生LiCoO2与LixCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式___________________。
(6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是________________________。
在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有_________________(填化学式)。
27.(14分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。
纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:
提示:
在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是________,发生反应的离子方程式为________;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是__________。
(2)反应③的反应类型为________,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有________。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是__________。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。
取干燥后的滤饼11.2g,煅烧后可得到产品8.1g,则x等于________。
28.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:
部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:
(1)“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)
(2)滤渣I的主要成分有。
(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有。
(4)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:
①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:
。
②按①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:
。
28.[14分]利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。
制备流程图如下:
已知:
Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似。
请回答下列问题:
(1)用NaOH溶液处理废旧锌铁皮的作用有。
A.去除油污B.溶解镀锌层C.去除铁锈D.钝化
(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤是。
(3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通入N2,原因是。
(4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤发实现固液分离?
(填“能”或“不能”),理由是。
(5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。
若需配制浓度为0.01000mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250mL,应准确称取gK2Cr2O7(保留4位有效数字,已知M(K2Cr2O7)=294.0g·mol-1)。
配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有。
(用编号表示)。
①电子天平②烧杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥胶头滴管⑦移液管
(6)滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
28.绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
查询资料,得有关物质的数据如下表:
25℃时
pH值
饱和H2S溶液
3.9
SnS沉淀完全
1.6
FeS开始沉淀
3.0
FeS沉淀完全
5.5
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为 .
A.KSCN溶液 B.NaOH溶液 C.KMnO4溶液 D.苯酚溶液
(2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是
(2) ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 .
(3)操作IV的顺序依次为 、冷却结晶、.
(4)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② .
(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取2.850g绿矾产品,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.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 (填仪器名称).
②判断此滴定实验达到终点的方法是③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为 .
28.(15分)近年来,为提高能源利用率,西方提出共生系统。
特指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化。
共生工程将会大大促进化学工业的发展。
(1)由于共生工程的应用,利用发电厂产生的SO2制成自发电池,其电池反应方程式为:
2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06V。
实际过程中,将SO2通入电池的 极(填“正”或“负”),负极反应式为 。
用这种方法处理SO2废气的优点是 。
(2)以硫酸工业的SO2尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。
合成路线如下:
①生产中,向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是 。
②下列有关说法正确的是 。
A.反应Ⅰ中需鼓入足量空气,以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙
B.反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4+4C
CaS+4CO↑
C.反应IV需控制在60~70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解
D.反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥
③反应V中选用了40%的乙二醇溶液,温度控制在25℃,此时硫酸钾的产率超过90%,选用40%的乙二醇溶液原因是 。
④(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,形成共生系统。
写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式 。
28.某废金属屑中主要成分为Cu、Fe、Al,还含有少量的铜锈[Cu2(OH)2CO3]、少量的铁锈和少量的氧化铝,用上述废金属屑制取胆矾(CuSO4·5H2O)、无水AlCl3和铁红的过程如下图所示:
(1)在废金属屑粉末中加入试剂A,生成气体1的反应的离子方程式是 。
(2)溶液2中含有的金属阳离子是 ;气体2的成分是 。
(3)溶液2转化为固体3的反应的离子方程式是 。
(4)固体2制取CuSO4溶液有多种。
如在固体2中加入稀H2SO4后,通入O2并加热,使固体2全部溶解得CuSO4溶液,反应的离子方程式是 。
(5)溶液1转化为溶液4的一系列过程,不能简化为“向溶液1中+加试剂C→溶液4”,理由是 。
(6)直接加热AlCl3·6H2O不能得到无水AlCl3。
SOCl2为无色液体,极易与水反应生成HCl和一种具有漂白性的气体。
AlCl3·6H2O与SOCl2混合加热制取无水AlCl3,反应的化学方程式是 。
29.利用酸解法处理制钛自粉后产生的废液含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,并用于生产补血剂乳酸亚铁.其生产步骤如下:
已知:
TiOSO4可溶于水,在水中可以完全电离为TiO2+和SO42-.
请回答;
(1)步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是______.
(2)滤渣的成分之一为TiO2•xH2O,写出TiOSO4水解生成TiO2•xH2O的离子方程式______.
(3)步骤②的离子方程式是______.
(4)用平衡移动原理解释步骤③中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因______.
(5)步骤④必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及______.
28.KClO3在农业上用作除草剂,超细CaCO3广泛用于消光纸、无炭复写纸等.某同学在实验室模拟工业过程,利用制乙炔产生的残渣制备上述两种物质,过程如下:
Ⅰ.
①电石与水反应的化学方程式是________.
②残渣中主要成分是Ca(OH)2和________.
Ⅱ.将Ⅰ中的部分灰浆配成浊液,通入Cl2,得到Ca(ClO3)2与CaCl2物质的量之比为1∶5的溶液,反应的化学方程式是________.
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入KCl,发生复分解反应,经蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得KClO3晶体.你认为能得到KClO3晶体的原因是________________.
Ⅳ.将Ⅰ中的残渣溶于NH4Cl溶液,加热,收集挥发出的气体再利用.向所得CaCl2溶液中依次通入NH3、CO2,便可获得超细CaCO3,过程如下:
①根据沉淀溶解平衡原理,解释残渣中难溶盐的溶解原因________________.
②CaCl2溶液中通入两种气体后,生成超细CaCO3的化学方程式是________.
③图示的溶液A可循环使用,其主要成分的化学式是________.
28.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:
28.重铬酸钾(K2Cr2O7)是高中化学常见的氧化剂,工业上以铬铁矿为原料用碱溶氧化法制备.铬铁矿中通常含有Cr2O3、FeO、Al2O3、SiO2等.
已知:
①NaFeO2遇水强烈水解.②2CrO42-(黄色)+2H+⇌Cr2O72-(橙色)+H2O请回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是 ;高温灼烧时Cr2O3发生反应的化学方程式为 4Na2CrO4+4H2O
.
(2)滤渣1中有红褐色物质,写出生成该物质反应的离子方程式 .滤渣2的主要成分是Al(OH)3和 .
(3)用简要的文字说明Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体,降温析出K2Cr2O7的原因 .
(4)25℃时,对反应2CrO42-(黄色)+2H+⇌Cr2O72-(橙色)+H2O,取Na2CrO4溶液进行实验,测得部分实验数据如下:
时间/(s)
0
0.01
0.02
0.03
0.04
(CrO42-)/(mol•L-1)
0.20
1.6×10-2
1.2×10-2
1.0×10-2
(Cr2O72-)/(mol•L-1)
0
9.2×10-2
9.4×10-2
9.5×10-2
①反应达到平衡时,溶液的pH=1,该反应平衡常数K为 .
②下列有关说法正确的 .
a.加少量NaHCO3固体,可使溶液的橙色加深
b.0.03s时v(CrO42-)(正)=2v(Cr2O72-)(逆)
c.溶液中c(CrO42-):
c(Cr2O72-)=2:
1时该反应已达平衡状态
d.反应达到平衡时CrO42-的转化率为95%
28.(15分)工业上,以钛铁矿为原料制备TiO2的工艺流程如下图所示。
钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。
已知:
滤液A中含有TiO2+,TiO2+遇水会水解。
⑴ 步骤②中发生的氧化还原反应的离子方程式为 。
⑵ 步骤②、③、④中,均需采取的操作是 (填操作名称)。
⑶ 请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:
。
⑷ 研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
① 写出阳极所发生反应的电极反应式:
。
② 在制备金属钛前后,CaO的质量 ?
(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑸ 通过以下反应也可以制备金属钛
① TiO2(s)+2Cl2(g)
TiCl4(g)+O2(g);△H= +151kJ/mol
② TiCl4 +2Mg
2MgCl2 +Ti
在实际生产中,需在反应①过程中加入碳与氧气反应才能顺利制得TiCl4。
查阅资料得知:
C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-394kJ/mol ,则由固体TiO2、固体C与氯气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为 。
27.绿矾(FeSO4?
7H2O)的一种综合利用工艺如下:
(1)绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1:
2反应,有CO2生成,反应的离子方程式为______.
(2)隔绝空气进行“焙烧”,铁元素的转化途径是FeCO3
FeO
Fe,实际作还原剂的是CO.写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式______.
(3)“除杂”步骤为:
向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤,除去的杂质离子是______.
(4)母液“除杂”后,欲得到(NH4)2SO4粗产品,操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、______.浓缩时若温度过高,产品中将混有NH4HSO4,运用化学平衡移动原理解释其原因______.
(5)绿矾的另一种综合利用方法是:
绿矾脱水后在有氧条件下焙烧,FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物.分析下表实验数据,为了提高SO3的含量,可采取的措施是______.
空气通入量/L?
s-1
温度/℃
SO2含量/%
SO3含量/%
0.02
850
45.4
54.6
0.06
850
30.5
69.5
0.10
850
11.1
88.9
0.10
810
11.1
88.9
0.10
890
11.2
88.8
28.锶(38Sr)元素广泛存在于矿泉水中,是一种人体必需的微量元素,在元素周期表中与20Ca和56Ba同属于第ⅡA族。
(1)碱性:
Sr(OH)2____Ba(OH)2(填“>”或“<”);锶的化学性质与钙和钡类似,用原子结构的观点解释其原因是______________。
(2)碳酸锶是最重要的锶化合物。
用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2的天青石制备SrCO3,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合,过滤;
Ⅱ.将滤渣溶于盐酸,过滤;
Ⅲ.向Ⅱ所得滤液中加入浓硫酸,过滤;
Ⅳ.向Ⅲ所得滤液中先加入次氯酸,充分反应后再用氨水调pH约为7,过滤;
Ⅴ.向Ⅳ所得滤液中加入稍过量NH4HCO3,充分反应后,过滤,将沉淀洗净,烘干,得到SrCO3。
已知:
ⅰ.相同温度时的溶解度:
BaSO4ⅱ.生成氢氧化物沉淀的pH
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.4
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
①Ⅰ中,反应的化学方程式是__________________________________________________。
②Ⅱ中,能与盐酸反应溶解的物质有___________________________________________。
③Ⅳ的目的是__________________________________________。
④下列关于该工艺流程的说法正确的是________(填字母)。
a.该工艺产生的废液含较多的NH
、Na+、Cl-、SO
b.Ⅴ中反应时,升高温度一定可以提高SrCO3的生成速率
c.Ⅴ中反应时,加入溶液一定可以提高NH4HCO3的利用率