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工业流程实验题：1（14分）氨气是重要的化工原料（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） H= +1805kJmol-14NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g） H= -905kJmol-12H2（g）+O2（g）=2H2O（g） H= -4836kJmol-1写出氨气在高温高压催化剂条件下生成氮气和氢气的热化学方程式： ，如果在1L密闭容器中，3mol NH3 在等温条件下充分反应，平衡时的反应热为92.4kJ ，保持温度不变,将起始NH3的物质的量调整为8mol，平衡时NH3的转化率为 （2）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式： ，科学家利用此原理，设计成氨气一氧气燃料电池，则通入氨气的电极是 （填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为 。（3）一定条件下，某密闭容器中发生反应：4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g）。在一定体积的密闭容器中，为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，下列措施中可采用的是 （填字母代号）。a增大压强 b适当升高温度 c增大O2的浓度 d选择高效催化剂 （4）如果某氨水的电离程度为1%，浓度为0.01 mol/LMgCl2溶液滴加氨水至开始产生沉淀时(不考虑溶液体积变化)，溶液中的NH3H2O的浓度为 已知KspMg(OH)2=4.010-122工业上生产硫酸的流程图如下： 请回答下列问题：（1）早期生产硫酸以黄铁矿为原料，但现在工厂生产硫酸以硫黄为原料，理由是 （2）在气体进入催化反应室前需净化的原因是 （3）在催化反应室中通常使用常压，在此条件下SO2的转化率为90%。但是部分发达国家采取高压条件下制取SO3，采取加压措施的目的除了加快反应速率外，还可以 ，从而提高生产效率（4）工业生产中常用氨酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染，废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理： （5）除硫酸工业外，还有许多工业生产。下列相关的工业生产流程中正确的是 A海水提溴：海水浓缩溴蒸气液溴B海水提镁：海滩贝壳石灰水MgO镁C工业制硝酸：空气NO2硝酸尾气处理D工业合成氨：天然气氢气NH3、H2、N2氨3.（15分）碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液（主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H +、Cl-）制备，其制备过程如下：Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下：物 质Cu(OH)2Fe (OH)2Fe (OH)3开始沉淀pH4.25.81.2完全沉淀pH6.78.33.2（1）滤渣的主要成分是 （写化学式）。（2）调节反应A后溶液的pH范围应为 。选择的试剂最合适的是 （填序号）。 a氨水 b稀硫酸 c氢氧化钠 d碳酸铜（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是 。（4）将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀。用相应的离子方程式表示： 沉淀只有CuCO3： ； 沉淀只有Cu(OH)2 且放出气泡： 。（5）碱式碳酸铜的组成可表示为：aCuCO3bCu(OH)2cH2O。要测定其组成，甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤：称量样品的质量；高温分解；测出CO2的质量；测出水蒸汽的质量；称量CuO的质量。而乙同学认为除步骤外，实验只需测定四个量中的三个即可，则合理的组合为 （填序号，写一组即可）。4.(14分)一定浓度NaHCO3溶液与CuSO4溶液中反应后生成了蓝绿色颗粒状沉淀。就沉淀成分提出了如下三种假设：假设一：沉淀是CuCO3；假设二：沉淀是Cu(OH)2假设三：沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物(1)写出假设二，沉淀是Cu(OH)2生成的理由 （用离子方程式表示）；为了探究沉淀的成分，取出了一部分沉淀，滴加稀盐酸，有气体放出。凭此现象，判断沉淀中含有 ；为了进一步探究沉淀的成份，进而确定假设中何种假设成立，设计实验，装置图如下：研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为 、洗涤、干燥；装置E中药品的名称是 作用为 ；实验过程中有以下操作步骤：a打开K1、K3，关闭K2、K4，通入过量空气。此步骤的作用是 b关闭K1、K3，打开K2、K4，充分反应 c再通入过量空气时，活塞处于打开的 关闭的 。若沉淀样品的质量为m g，装置D的质量增加了n g；若沉淀样品为纯净物，m、 n之间的关系为 若假设三成立，则Cu(OH)2的质量分数为 ；若不进行步骤C，则会使测得结果 （填“偏高”“无影响”“偏低”）5工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2（g）3H2（g）2NH3（g），其部分工艺流程如下：催化剂高温、高压N2、H2氮气氢气混合气产品净化循环气体压缩（1） 已知：N2(g)+O2(g) 2NO(g)；H180.5kJ/mol（2） 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ；H-905kJ/mol2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ；H-483.6kJ/mol则N2（g）3H2（g2NH3（g）的H=_。（2）工业上，一定温度下，将1.5molN2 和6molH2 通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时，容器内气体的压强为起始时的80% ，则其平衡常数为_。改变下列条件，能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_增大压强 增大反应物的浓度 使用催化剂 降低温度 （3）合成氨反应的平衡常数很小，所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列哪种方法？_(填编号)。.过滤 . 蒸馏 . 渗析 . 萃取理由是_（4）可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟(成份为氯化铵)生成。该反应的化学方程式为：_。（5）假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20mol/L，实验室若需用80mL浓度为5mol/L的氨水时，需取20mol/L 的氨水_mL (用100mL的容量瓶)。假如该氨水的pH=a，加入相同体积的盐酸时，溶液呈中性，则此盐酸的pH_14a(填“大于”“小于”或“等于”)6. CoCl26H2O在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）为原料制取CoCl26H2O的一种新工艺流程：已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2CoCl26H2O熔点86，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.77.57.63.8完全沉淀3.29.79.25.2请回答下列问题：(1)加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是 。(2)操作包含3个基本实验操作，它们是 、 和过滤。(3)制得的CoCl26H2O需减压烘干的原因是： 。(4)为测定产品中CoCl26H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100，其原因可能是： 。(5)在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的CoCl26H2O，方法是： 。(6)在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为： 。原工艺较新工艺也有优点，其主要优点是 。7. 某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO47H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。固体含镍废催化剂碱液酸液碱浸操作b保温一段时间操作a酸浸操作aH2O2调pH为2-3操作c溶液固体操作aNiSO47H2O晶体部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5.23.29.79.2回答下列问题：(1)操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为 。(2)“碱浸”过程中发生的离子方程式是 。(3)“酸浸”时所加入的酸是 （填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体后，溶液中可能含有的金属离子是 。(4)操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是： 。(5)“调pH为23”的目的是 。(6)产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO47H2O），其原因可能是 _。8（15分）某小组查文献得知：氧化性IO3Fe3+I2，3Br2+6FeCl22FeBr3+4FeCl3；I22S2O32S4O622 I； CuI是一种白色沉淀（Ksp1.31012）。.该小组为确定一份加碘盐（可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+）的成分，设计定性实验加以猜想和验证。（1）实验过程如下：实验步骤实验过程和现象对应结论步骤1取一定量碘盐，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份步骤2第份试液 溶液变红碘盐中肯定含_第份试液 溶液不变色KSCN溶液碘盐溶液KIO3固体淀粉碘盐溶液足量KI固体溶液变为浅黄色转移至分液漏斗加试剂X下层为紫红色碘盐溶液第份试液X为_（填化学式）（2）该碘盐中肯定不含的物质是_(用化学式或离子符号表达)。（3）根据信息推断Fe3+、S4O62、I2、Br2的氧化性由强到弱的顺序是 。（4）第份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_、_。.用“间接碘量法”测定含有CuCl22H2O晶体的试样（不含能与I发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下： 取0.40 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示剂，用0.1000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。（1）滴定终点的现象是_。（2）CuCl2溶液与K I反应的化学方程式为_。（3）该试样中CuCl22H2O的质量百分数为_。乙醇Fe2O3 乳胶管aCu(OH)2悬浊液鼓入氮气9.（14分） 某研究性学习小组用下列装置（铁架台等支撑仪器略）探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物。注 本图原题不全不清楚，我做了补充，不知是否正确，大家使用时注意。（1）预测乙醇反应后的产物的类别是_，用2%的CuSO4溶液和10%的NaOH溶液配制Cu(OH)2悬浊液的注意事项是_。（2）为快速得到乙醇气体，可采取的方法是_；若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸，你采取的措施是_ (填写编号)； a取下小试管b移去酒精灯 c将导管从乳胶管a中取下d以上都可以（3）如图实验，观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体(M)，充分反应后停止加热。取下小试管，加热，有砖红色沉淀生成，小试管中发生反应的化学方程式是：_。（4）若M的成份可表达为FeXOY，用CO还原法定量测定其化学组成。称取ag M样品进行定量测定，实验装置和步骤如下： 组装仪器；点燃酒精灯；加入试剂；打开分液漏斗活塞；检查气密性；停止加热；关闭分液漏斗活塞；正确的操作顺序是_(填写编号)。a bc d（5）若实验中每步反应都进行完全，反应后M样品质量减少了b g，则FeXOY中XY=_。10. （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+：8.39.8 Cu2+：4.46.4 MnSO4H2O晶体4.8mol/L硫酸辉铜矿酸浸S、SiO2浸出液调节pH至4沉淀物滤液NH4HCO3和氨水的混合物MnCO3加热赶氨Cu2(OH)2CO3软锰矿氨气滤液 （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)。11（13分）铁铜及其化合物与人类生活密切相关：Fe2O3、Cu2O都是红色粉末，常用作颜料。某校化学实验小组通过实验来探究某红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下：查阅资料：Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。提出假设：假设1：红色粉末是Fe2O3假设2：红色粉末是Cu2O（1）假设3： 设计探究实验： 取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 溶液。（2）若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含Fe2O3。你认为这种说法合理吗？ 。简述你的理由 。（3）经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物，实验小组欲用加热法测定红色混合物中Cu2O的质量分数。取ag固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg（ba），则混合物中Cu2O的质量分数为 。：铁是人体必须的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某化学实验小组同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计了如下实验：(4) 试剂1是 。(5)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，其可能的原因是 。(6)在实验中发现放置一段时间，红色溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因，甲、乙、丙三位同学首先进行了猜想：编 号猜 想甲溶液中的Fe3+又被还原为Fe2+乙溶液中的SCN-被过量的氯水氧化丙新制的氯水具有漂白性，将该溶液漂白基于乙同学的猜想，请设计实验方案，验证乙同学的猜想是否正确。写出有关的实验操作、预期现象和结论。（不一定填满，也可以补充）编号实验操作预期现象和结论作业：1工业上以锂辉石（Li2OA12O34SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：过滤、热水洗涤锂辉石研磨浸出过滤滤液1滤渣1过滤滤液2滤渣2Li2CO3粗品93% 98 % 硫酸250 300石灰乳调pH至11饱和Na2CO3溶液Na2CO3溶液250 300已知： Li2OAl2O34SiO2 +H2SO4（浓） Li2SO4+Al2O34SiO2H2O 某些物质的溶解度（S）如下表所示。T/20406080S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85S(Li2SO4)/g34.232.831.930.7滤渣1（ ） （ ） II灼烧 IIIAl2O3（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。则步骤中反应的离子方程式是 。（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述） 。（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是 。（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。a将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。b电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。 a中，阳极的电极反应式是 。 b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是 。2（14分）下图是某有色金属冶炼厂以某铜矿石（主要成分为Cu2S，且含有Fe、Zn硫化物）为原料冶炼铜的工艺流程，其冶炼过程中铜、硫回收率达到97%、87%。（1）冶炼精铜矿制粗铜的主要反应方程式为 ，从提高资源利用率和减排考虑，烟气中的主要废气可综合利用其制备 。（2）以硫酸铜溶液为介质电解精炼铜时，阴极上的电极反应式为 ；电解过程中，硫酸铜溶液的浓度会 （填“变大”“不变”或“变小”）。（3）在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+) 会逐渐增大而影响进一步电解。几种物质的溶度积常数（Ksp）如下：物质Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Cu(OH)2Ksp8.010-164.010-383.010-172.210-20 调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含等物质的量浓度 Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是 。 一种方案是先加人过量的H2O2，再调节pH到4左右，加人H2O2后发生反应的离子方程式为 。（4）为测定某铁铜合金组成比例，某同学将一定量该合金样品与某浓度的稀硝酸反应，当加入硝酸10 mL，剩余金属1.8 g，生成NO（标况）0.224 L；再加入硝酸10 mL，剩余金属0.96 g，又生成NO（标况）0.224 L；此时溶液中的金属离子是 ，继续加入硝酸10 mL，金属恰好全部溶解，又生成NO（标况）0.224L；则该合金中铁铜的物质的量之比为 。3(14分)某课外小组欲探究在适当温度和催化剂的条件下，SO2与O2反应后混合气体的成分。已知： 沸点：SO2 10，SO3 45； SO3遇水剧烈反应，放出大量热， 产生酸雾。 98.3% H2SO4可以吸收SO3和酸雾。 提供的药品：Na2SO3固体、10 mol/L H2SO4、催化剂（V2O5）、KMnO4固体、蒸馏水、0.5 mol/L BaCl2溶液、98.3% H2SO4、2.0 mol/L NaOH溶液、品红溶液等。（1）该小组同学用Na2SO3固体与10 mol/L H2SO4混合制取SO2。发生装置应该选用下图中 装置（填字母）。（2）若选用上图中b装置制O2，反应的方程式是 。（3）该小组同学为检验反应后混合气体的成分，设计如下装置： b中发生反应的化学方程式是 。 c中盛放的试剂是 ；e中盛放的试剂是 ，其作用是 。 某同学提出用饱和的NaHSO3溶液代替98.3%的浓 H2SO4，请你评价该方案是否可行，若可以不必说明理由；若不可行，简述其理由 。4.下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略（装置和装置为气体发生装置）。 （1）甲同学用此装置（在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶）制备NO2并验证其性质。装置用于实验室制备NH3，用装置制备过量O2。A装置中相应药品在催化加热时发生反应的化学方程式是 。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请解释原因 。（2）乙同学用此套装置合成SO3，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中若盛放K2Cr2O7溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是 （生成物中Cr以Cr3+形式存在）；现欲制得纯净干燥的SO3，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进 （从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明）。（3）丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率（装置、装置分别制NO和NH3），将上述装置A、B、C分别换成下列、。请回答：装置的作用可能是 ；若进入装置的NO共2688 mL（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下2016 mLN2，则NO的转化率是 （能正确表达出计算过程即可）。5沿海地区有着丰富的海水资源，海水占地球总储水量的97.4，海水是人类宝贵的自然资源，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海水资源，从海水中可以提取多种化工原料，下图是某工厂对海水资源综合利用的示意图：请列举海水淡化的两种方法 、 。使用离子交换树脂与水中的离子进行交换也是常用的水处理技术。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂，写出聚丙烯酸钠单体的结构简式 步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br -，其目的是： 步骤用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式 在制取无水氯化镁时需要在干躁的HCl气流中加热MgCl26H2O的原因 电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用做镁蒸气的冷却剂的是 AH2 BCO2 C空气 DO2 E水蒸气苦卤（海水蒸发结晶分离出食盐后的母液