高三化学化工流程题专题练习.docx

1、高三化学化工流程题专题练习高三化学工业流程题专题练习1从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：已知：铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72、Fe3+；Fe3+、Cr3+完全沉淀（c1.0105 molL1）时pH分别为3.6和5。(1)“微热”除能加快反应速率外，同时还可以 ，滤渣A为_（填化学式）。(2)根据溶解度（S）温度（T）曲线，操作B的最佳方法为_（填字母序号）A蒸发浓缩，趁热过滤B蒸发浓缩，降温结晶，过滤(3)酸化后Cr2O72可被SO32还原成Cr3+，离子方程式为_ ；酸C为 ，Cr(OH)3的溶度积常数KspCr(OH)3_。(4)根据2CrO422H+Cr2O72H2O设计图示

2、装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的 极，其电极反应式为_ 。2钛有强度高和质地轻的优点，广泛应用于飞机制造业等。工业上利用钛铁矿，其主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）制备钛金属，工业流程如下： 已知：Ti与TiO2化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等。(1)请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式： 。(2)请写出“熔融氧化”的化学方程式： 。(3)电解氯化镁的阴极反应式为： ，可循环利用的物质为： （填化学式）。(4)热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂： （填“能”或“不能”）；原因为： 。(5)用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl2

3、和Mg，除杂试剂是 （填化学式）。3锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：已知25，部分物质的溶度积常数如下：物质Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp2.110133.010165.010161.010115.010221.01022(1)步骤中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。(2)步骤中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式是 ，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe3+。(3)步骤中，滤渣2的主要成分是 。(4)步骤中，在 （

4、填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为 。(5)电解后的废水中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。进行二级沉降的目的是 。4回收的废旧锌锰于电池经过处理后得到锰粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示。根据上图所示步骤并参考表格数据，回答下列问题。物 质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式： _。(2)

5、酸浸时，浸出时间对锰浸出率的影响如右上图所示，工业采用的是浸取60 min，其可能原因是 。(3)锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是 。(4)过滤I所得滤液经氧化后，需加入NaOH溶液调节pH约为5.1，其目是 。(5)过滤所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+ 氧化得到MnO2，反应的离于方程式为 。(6)工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行：第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4

6、。 第一步反应的化学方程式为 。 电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为 。 5铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，下图所示是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的工艺流程。已知1：物质的溶解度（g/100g水） 物质04080KCl28.040.151.3NaCl35.736.438.0K2Cr2O74.726.373.0Na2Cr2O7163.0215.0376.0已知2：焙烧时有Na2CrO4、 Fe2O3 、NaAlO2 等生成。Cr2O72+ H2O 2CrO42 + 2H+ ； Cr2O72具有很强的氧化性回答

7、问题：(1) “浸出”步骤中，为了提高浸出率，可采取的措施有 （要求写一条）。(2)固体b中主要含有 （填写化学式）。(3)要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用 （填写仪器或用品名称）。(4)酸化步骤用醋酸调节溶液的pH5，其目的是 ；不用盐酸调节溶液pH的原因是 。(5)操作III发生反应的化学方程式是 ， 要得到K2Cr2O7 晶体的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、 、 和干燥。6从明矾KAl(SO4)212H2O制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下：明矾焙烧的化学方程式为：4KAl(SO4)212H2O+3S2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O请回答下列问

8、题：(1)在焙烧明矾的反应中，氧化剂是 。(2)步骤中，为提高浸出率，可采取的措施有_。A粉碎固体混合物B降低温度 C不断搅拌 D缩短浸泡时间(3)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。(4)步骤电解的化学方程式是 ，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：。(5)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，则该电池的正极电极反应式是 。(6)焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO2 的转化率为96%，可生产质量分数为98的H2SO4质量为 吨（列出计算表达式）。7用含有A12O

9、3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备A12(SO4)318H2O。工艺流程如下：（一定条件下，MnO4 可与Mn2+反应生成MnO2）已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.32.7完全沉淀时5.29.73.2(1)H2SO4溶解A12O3的离子方程式是 (2)检验滤液中还存在Fe2的方法是_（注明试剂、现象）。(3) “除杂”环节有如下几个步骤，（）向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH为3.2；（）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色（）加入MnSO4至紫红色消失，过滤。步骤的目的： ；调节溶液的pH为3.2的目

10、的是 。向的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是 ，写出其反应方程式： ；中加入MnSO4的目的是 。(4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是_。（填化学式）8为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：请回答：(1)绿矾的化学式为 。(2)写出反应的化学方程式 ， 反应生成沉淀的离子反应方程式 。(3)为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）： 。(4)在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是 。(5)若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应的总化学方程

11、式为 ；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4，则需该硝酸的体积 L。9某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_、_。(2)“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_、_。（写出两个）(3)物质X的化学式为_。“碱溶”时反应的离子方程式为_。(4)已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al(OH) 3，从煤矸

12、石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是_。(5)以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl36H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：_。10工业上利用含有一定浓度的I2和CuSO4溶液的工业废水制备饲料添加剂Ca(IO3)2,其生产流程如下： 已知：Ca(IO3)2微溶于水,溶于硝酸；Ksp(CuI)=1.11012, Ksp(Cu2S)=2.51048；氧化性: HNO3IO3H2O2 (1) “还原”过程中主要反应的化学方程式为：2Na2S2O3I2 = 2NaI。 (

13、2)在还原过程还伴随有CuI生成，写出加入Na2S的离子反应方程式 。(3)在氧化过程中先加入H2O2再加入浓硝酸，而不直接加入浓硝酸的目的是 。(4)加入的石灰乳在溶液中反应而得到Ca(IO3)2，则要调节pH至 （填“酸性” 或“中性”或“碱性”），原因是 。(5)Ca(IO3)2也可用电化学氧化法制取：先充分电解KI溶液，然后在电解后的溶液中加入CaCl2，最后过滤得到Ca(IO3)2。写出电解时阳极发生的电极反应方程式 , 用该方法制取Ca(IO3)2，每1kg碘化钾理论上可生产纯度为97.8%Ca(IO3)2的质量为 kg（计算结果保留3位有效数字）。 11工业上生产高氯酸（沸点：9

14、0C）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：(1)实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有 。(2)反应器I中的温度最佳为 （填序号）；操作的名称为 。A. 0C ； B. 20C ； C. 80C ； D. 120C (3)反应器II中发生反应的离子方程式为 。2ClO2+SO2+4OH-=2ClO2-+SO42-+2H2O(4)加快反应器II中反应速率的措施有 （写出一种措施即可）等。从反应器 II中获得 NaClO2粗品的实验操作依次是 （填序号，下同），进一步提纯的操作名称为 。A.过滤 B. 重结晶 C.蒸馏 D.蒸发浓缩 E. 蒸干灼烧 F. 冷却结晶 G.萃取分液(5)上述流程中可循

15、环使用的物质为 ，副产品除NaClO2、NaHSO4外还有 （填化学式）。12、磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。医药工业利用共沉淀原理，通过控制Ca/P物质的量比n(Ca)/n(P)制备相应产品Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2的n(Ca)/n(P)分别为1.67和1.5 流程如下：（注：Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2和CaHPO4均难溶于水；Ca(H2PO4)2溶液pH7）下表为n(Ca)/n(P)1.5时，不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果：pH值6.87.28.09.010.0产率(%)92.695.396.794.695.6n(Ca)/n(P)1.51

16、1.501.511.521.52(1)流程中强调“滴加速度100mL/45min”的作用是_。流程中调pH选氨水，不选生石灰或石灰乳的理由是_。(2)从表中数据分析生成Ca3(PO4)2时，“pHx”中的x的最佳取值为_，滤饼的化学成分Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2、CaHPO4和_。(3)酸性条件下产率偏低的原因是_。(4)“高温煅烧”滤饼，化学反应方程式为_。(5)下图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线，依据图信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L，pH10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为_。参考答案1(1)促进Fe3水解生成Fe(OH)3而除去；（2分）Fe(OH

17、)3；（2分）(2)A（2分）(3)3SO32Cr2O728H2Cr33SO424H2O；（3分，化学式和配平错误0分）H2SO4；（2分）1.01032 mol4L4（2分，不带单位扣1分）(4)正极，（2分）4OH4eO22H2O（2分）（无“”扣分1分）2(1)FeTiO3+2H+ Fe2+TiO2+H2O （3分）(2)TiO2+ 2C+ 2Cl2 TiCl4+ 2CO （3分）(3)Mg2+ + 2e= Mg （3分） Cl2和Mg （2分）(4)能；（1分）钠的还原性比镁强（1分）(5)HCl（2分）（填写H2SO4、HNO3均可）3、(1)MnCO3+H2 SO4 MnSO4+

18、CO2+H2O（3分）(2) MnO2+2Fe2+4H+ Mn2+2Fe3+2H2O（3分）(3)CoS和NiS （3分，错、漏均扣1分）(4)阴（1分）， Mn2+2eMn（3分）(5)沉降得到MnS，以进一步去除废水中的Mn2+（3分）4(1)MnO2+4H+C1 Mn2+C12+2H2O （3分）(2)60min后， 再延长浸出时间，增加生产成本，而浸出的量会不明显（2分）(3)将Fe2+转化为Fe3+ （2分）(4)使Fe3+完全转化为 Fe(OH)3沉淀，并防止Mn2+变成Mn(OH)2 （2分）(5)Mn2+H2O2+2OH=MnO2+2H2O（3分）(6)2MnO2+4KOH+O

19、22K2MnO4+2H2O （2分） 产生无色气泡（2分）5(1)加热；或研磨；或搅拌；（2分） (2)Al(OH)3（2分）；(3)pH计或精密pH试纸（2分）(4)使CrO42转化为Cr2O72（2分）；Cr2O72会把盐酸（或氯离子）氧化为氯气（3分）(5)Na2Cr2O7 + 2KCl= K2Cr2O7 +2NaCl（3分，没或没配平扣1分）， 过滤、洗涤（2分） 6(1)KAl(SO4)212H2O（2分）(2) AC （2分，多选、错选0分）(3)蒸发结晶（2分，“蒸发浓缩、冷却结晶”给1分）(4)（2分）阳极中碳被氧化成CO2（CO） （2分，用化学方程式表示也可，如：CO2CO

20、2或2CO22CO ，条件用加热或970也可）(5)NiO(OH)+H2OeNi(OH)2OH（2分）(6)或（3分，不带单位不扣分，化简也可以） 7(1) （2分）(2)取少量滤液，滴加KMnO4溶液（2分），KMnO4溶液褪色（1分）(3)将Fe2+氧化为Fe3+，（2分）调节pH值使铁完全沉淀；（2分）生成有黄绿色气体（2分）；MnO24HCl MnCl2+ Cl2+2H2O（2分）除去过量的MnO4。（2分）(4)K2SO4。（2分）8(1) FeSO47H2O（2分）(2) 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 AlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3 （4分

21、） （或2AlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3+CO32） 未写离子方程式扣1分，不配平扣1分，离子符号错0分(3)用试管取少量滤液D（1分），向滤液中滴加KSCN（或NaSCN、或NH4SCN)溶液无明显现象（1分），再滴入氯水（或双氧水，或通入Cl2）若变成血红色，则溶液则中存在Fe2+（1分）。(4)铜、铁与稀硫酸形成了原电池（或发生了电化腐蚀，或有电流产生）（2分）(5) Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O（2分。配平1分，化学式错0分）2（3分）说明：反应式为3Cu+2HNO3+3H2SO43CuSO4+2NO+4H2O9(1) Al2O3+6H+=2Al3+3H2

22、O ； Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O （4分，每个2分）(2)盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间（任写两个4分，每个2分）(3) CO2 ； Al(OH)3 +OH=AlO2+2H2O（4分，每个2分）(4)加入CaCO3调节pH到3.2，过滤除去Fe(OH) 3后，再加入CaCO3调节pH到5.4，过滤得到Al(OH) 3 （2分）(5) AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl36H2O(s)Al3+(aq) +3Cl(aq) +6H2O(l)，通入HCl气体使溶液中c(Cl)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体（2分）10(1) Na

23、2S4O6（2分） (2)2CuI(s)+S2=Cu2S(s)+2I（3分） (3)减少氧化过程中生成的氮的氧化物的污染（2分）(4)中性（2分）Ca(IO3)2在硝酸溶液中溶解，故要中和过量的酸；在碱性溶液中，会混有微溶的Ca(OH)2 造成产品不纯。（2分） (5) 3H2O+I6e=IO3+6H+ （3分） ； 1.20（2分） 11(1)（普通）漏斗、玻璃棒、烧杯（3分，各1分）(2)C； 蒸馏 （各1分）(3)2ClO2+SO2+4OH=2ClO2+SO42+2H2O（2分）(4)适当升高温度（增大NaOH溶液的浓度、增大气体（SO2、ClO2）和NaOH溶液的接触面积等）（2分）；

24、DF(A)（2分）；B（1分）(5)硫酸；Na2SO4 （各2分）12(1)使反应物充分接触（2分）；若选择生石灰或石灰乳调节pH会改变n(Ca)/n(P)（2分）(2)7.2（2分）；CaCO3（2分）(3)酸性条件下，容易造成钙的流失。（或“酸性条件下，容易造成钙磷流失。”或“酸性条件下，难溶产物易溶解转化为易溶物质造成钙磷流失”）或“酸性条件下，Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2和CaHPO4等易转化为可溶的Ca(H2PO4)2，造成钙磷流失”） （2分）(4)2CaHPO4+CaCO3 高温 Ca3(PO4)2+H2O+CO2 或Ca5(PO4)3OH+CaHPO4 高温 2Ca3(PO4)2+H2O（2分）(5)0.056 mmolL1min1 （3分）