高三化学工业流程汇总.docx

1、高三化学工业流程汇总2013年工业流程题汇总1（12分）为了回收利用SO2，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气，制备硫酸锰晶体（MnSO4H2O）的生产流程，其流程示意图如下： 已知：浸出液的pH2，其中的金属离子主要是Mn2，还含有少量的Fe2、Al3等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe27.69.7Fe32.73.7Al33.84.7Mn28.39.8 请回答：（1）含Al3的盐常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理_。（2）浸出过程中主要反应的化学方程式是_。（3

2、）氧化过程中主要反应的离子方程式是_，设计该环节的原因是_。（4）用石灰浆调节pH，pH应调节的范围是_。（5）滤渣的主要成分有哪些_。2（12分）某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）： 缓慢向烧瓶中（见右图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：SO2+ H2O = H2SO3MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O（铁浸出后，过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+） 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右，过滤。 调节滤液pH为6.57

3、.2 ，加入NH4HCO3 ，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。回答：（1）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS2O6 的生成，“浸锰”的适宜温度是 。（2）查阅表1，中调pH为3.5时沉淀的主要成分是 。中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是 ，相应反应的离子方程式为 。表1：生成相应氢氧化物的pH物质Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2开始沉淀pH2.77.68.34.7完全沉淀pH3.79.69.86.7（3）中所得的滤液中含有Cu2+，可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+，经过滤，得到纯

4、净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_。（4）中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是_。（5）检验中沉淀是否洗涤干净的方法是 。3.（15分） 绿矾（FeSO47H2O）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3.9SnS沉淀完全1.6FeS开始沉淀3.0FeS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 。AKSCN溶液 BNaOH溶液 CKMnO4溶液 D苯酚溶液（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是 ；在溶液

5、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：除去晶体表面附着的硫酸等杂质； 。（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。滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 （填仪器名称）。判断此滴定实验达到终点的方法是 。计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为 。4.（14分）海水中蕴藏着丰富的资源。海水

6、综合利用的流程图如下。（1）粗盐中含Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42及泥沙等杂质，需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有：加入过量的Na2CO3溶液；加入过量的BaCl2溶液；加入过量的NaOH溶液；调节溶液的pH等于7；溶解；过滤；蒸发。正确的操作顺序是_（填写序号字母）。A、 B、 C、 D、（2）NaCl做原料可以得到多种产品。工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是：将金属钠迅速升温至熔化，并控制温度在300400，通入经处理过的空气可制得过氧化钠，进行该处理的目的是 。工业生产中因温度过低而得不到纯净的过氧化钠，你认为可能含有的杂质是 (填化学式)。 实验室用惰性电极电解100 m

7、L0.1 mol/LNaCl溶液，若阴阳两极均得到112 mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为_（忽略反应前后溶液的体积变化）。 电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式：_。（3）分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。 粗产品的溶液中含有Na+、Fe2+、Fe3+和Mn2+，需将Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为沉淀除去。因此先向溶液中加入一种上述（1）中得到的物质NaClO，然后控制溶液的pH为_。物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)2

8、8.39.5Mg(OH)210.011.1 在家用电热水器不锈钢内胆表面镶嵌镁棒，利用电化学原理来防止内胆腐蚀，写出正极的电极反应式：_。5. （14分）辉铜矿主要成分Cu2S，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，软锰矿主要含有 MnO2，以及少量SiO2、 Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下：已知：MnO2有较强的氧化性，能将Cu+氧化成Cu2+ Cu(NH3)4SO4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH3部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3+：1.53.2 Mn2+

9、：8.39.8 Cu2+：4.46.4 （1）实验室配制250mL 4.8 mol/L的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要_。（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_（任写一点）。（3）酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式 _。（4）调节浸出液pH=4的作用是_。 （5）本工艺中可循环使用的物质是（写化学式）_。（6）获得的MnSO4H2O晶体后常用酒精洗涤，主要目的是_。（7） 用标准的BaCl2溶液测定样品中MnSO4H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有_ (任写一种)。6.（1

10、3分）用芒硝（Na2SO410H2O）制备纯碱、铵明矾NH4Al(SO4)212H2O的生产 工艺流程图如下所示：（1）溶液C中的溶质主要是 。（2）铵明矾的溶液呈 性，铵明矾可用于净水，用离子方程式说明原理 。（3）过程反应温度不能超过40，主要原因是 。（4）运用化学平衡原理解释Na2SO4溶液稍过量的原因 。（5）若将Al2(SO4)3直接加入滤液A中，将产生大量白色沉淀和气体，导致铵明矾产量降低请用离子方程式解释产生该现象的原因 。（6）滤液E中溶质离子为 。（7）已知铵明矾的溶解度随温度升高明显增大，过程得到铵明矾的系列实验操作为 、 、过滤洗涤、干燥7.（14分）高铁酸钾（K2Fe

11、O4）具有很强的氧化性，是一种高效水处理剂。（1）用K2FeO4处理废水时，既利用其强氧化性，又利用Fe(OH)3胶体的 作用。（2）制备K2FeO4可以采用干式氧化法或湿式氧化法。 干式氧化的初始反应是2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2，该反应中每生成2 mol Na2FeO4时转移电子 mol。 湿式氧化法的流程如下图： 上述流程中制备Na2FeO4的化学方程式是 。结晶过程中反应的离子方程式是 。（3）K2FeO4在水中不稳定，发生反应：4FeO+ 10H2O 4Fe(OH)3（胶体）+ 8OH- + 3O2，其稳定性与温度（T）和溶液pH的关

12、系分别如下图所示。T4T3T2T1c(FeO)/mmolL-1c(FeO)/mmolL-1图 K2FeO4的稳定性与温度的关系 图 K2FeO4的稳定性与溶液pH的关系1 由图可得出的结论是 。2 图中a c（填“”、“1 D反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌反应结束后，将溶液进行 、冷却、过滤、洗涤即得FeSO47H2O晶体。（2）工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2（SO4）3 其反应及操作流程如下：加入NaHCO3并搅拌，将混合液pH调控至 范围内，使杂质沉淀过滤除去。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Cu(OH)2开始沉淀2.37.53.44.7完全沉淀3.2

13、9.74.46.7反应中反应的离子方程式是： 。生产中，将反应产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应中，该设计的目的是 ，气体X与NO配比的比例是 。（3）用Fe2（SO4）3处理含S2-污水时，有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生，其反应的离子方程式是 。15（共14分）一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为 。（2）过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S

14、2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根） 。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_。（3）过程得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式_。（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是_。（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是_（填序号）。A c(Na+) = 2c(CO32-)B c(Na+) c(CO32-) c(HCO3-)C c(OH-) c(HCO3-

15、) c(H+)D c(OH-) - c(H+) = c(HCO3-) + 2c(H2CO3)（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl26H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是_。答案1 (1）Al3+3H2O Al(OH)3+3H + (2分)（2）SO2MnO2MnSO4 (2分)（3）2Fe2MnO24H2Fe3Mn22H2O (2分) Fe2的沉淀会影响Mn2+，因此，需将Fe2氧化为Fe3 (2分)（4）4.7pH8.3 (2分)（5）氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙 （全对2分,少写1分，有错2（12分）（1）150 （或150以上）（1分）（2） Fe(OH)3 （1分） 将Fe2+氧化为Fe3+ ，将过量的SO2氧化除去（2分） MnO22Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O ， MnO2+SO2 = Mn2+ + SO42- （2分）（3）MnS(s)Mn2+(aq)+S2-(aq) 生成的CuS比MnS更难溶，促进MnS不断溶解，平衡右移，使Cu2+除去。（2分） （4）Mn22HCO3MnCO3CO2H