工业生产与化学结合习题训练.doc

化学工业与高考考查的结合1.（北京09-26）（15分）以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略)： 1从废液中提纯并结晶出FeS047H2O。 将FeS047H2O配制成溶液。 FeS04溶液与稍过量的NH4HC03溶液混合，得到含FeC03的浊液。 将浊液过滤，用90热水洗涤沉淀，干燥后得到FeC03固体。 煅烧FeC03，得到Fe2O3固体。 已知：NH4HC03在热水中分解。(1)中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是 。(2)中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用 。(3)中，生成FeC03的离子方程式是 。若FeC03浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是 。 (4)IV中，通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO42的操作是 。 (5)已知煅烧FeC03的化学方程式是4FeC03+O2 2Fe203+4C02。现煅烧4640 kg的FeC03，得到3168 kg产品。若产品中杂质只有Fe0，则该产品中Fe2O3的质量是 Kg。(摩尔质量gmol-1：FeC03 116 Fe203 160 Fe0 72)2（09安徽卷27）(12分)某厂废水中含5.0010-3molL-1的，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料（的化合价依次为+3、+2），设计了如下实验流程：（1）第步反应的离子方程式是 （2）第步中用PH试纸测定溶液pH的操作是： （3）第步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr（OH）3外，还有 （4）欲使1L该废水中的完全转化为。理论上需要加入 gFeSO47H2O。3（09福建卷24）（13分）w 从铝土矿（主要成分是，含、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：请回答下列问题：（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为_ _.（2）流程乙加入烧碱后生成Si的离子方程式为_ _.（3）验证滤液B含，可取少量滤液并加入_ _（填试剂名称）。（4）滤液E、K中溶质的主要成份是_ _(填化学式)，写出该溶液的一种用途_（5）已知298K时，的容度积常数=5.6,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=13.00，则此温度下残留在溶液中的=_ _.4（09广东化学22）（12分）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）3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4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：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： 。按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： 。5.（2010山东卷）30（16）聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO47H2O ）过程如下：（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2 的方法是_。（2）实验室制备、收集干燥的SO2 ，所需仪器如下。装置A产生SO2 ，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a f装置D的作用是_，装置E中NaOH溶液的作用是_。（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量_，充分反应后，经_操作得到溶液Y，再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。KS*5U.C#O%下（4）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为_。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏_。6.（2010安徽卷）27.（14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（1）第步反应得到的沉淀X的化学式为 。（2）第步反应的离子方程式是 。（3）第步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因： 、 。（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g第步反应中加入20.0mL3.0molL-1的H2SO4溶液。假定正极材料中的锂经反应和完全为Li2CO3,剩至少有 g Na2CO3参加了反应。7.（2010上海卷）27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： （注明你的表达式中所用的有关符号的含义）8.（10分）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_ _。9.（14分）工业上可以利用氟硅酸、碳酸氢铵制备冰晶石（Na3AlF6），其工艺如下：请回答：（1）反应中生成的无色气体A是 ，滤液的溶质是 。（2）经测定NH4HCO3溶液呈中性，请分析原因（用离子方程式和文字表述说明理由） 。（3）经反应后，过滤得到的冰晶石（Na3AlF6）固体，该固体上附着有杂质，需要洗涤，请简述如何证明冰晶石固体已经洗涤干净 。 （4）温度和NH4HCO3浓度会影响反应的速率。现设计如下实验方案探究温度和NH4HCO3浓度对反应速率的影响。请在表格空白处填写适当的反应条件。实验编号实验目的温度c （NH4HCO3）为以下实验作参照60c 1探究浓度对反应速率的影响c2探究温度对反应速率的影响80（5）下图是滤液中溶质质量分数随温度变化的曲线图：请分析t2时滤液溶质质量分数下降的原因 。10（14分）铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。（1）铜可采用如下方法制备： 火法炼铜： Cu2S + O2 高温 2Cu + SO2 湿法炼铜： CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu 上述两种方法中，铜元素均被_（填“氧化”或“还原”）成铜单质。（2）印刷电路板上使用的铜需要回收利用。方法一：用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl22H2O，实验室模拟回收过程如下： 证明步骤1所加FeCl3溶液过量的方法是 。 步骤2中所加的氧化剂最适宜的是 。 AHNO3 BH2O2 CKMnO4 步骤3的目的是使溶液的pH升高到4.2 ，此时Fe3+完全沉淀，可选用的“试剂1”是 。（写出一种即可） 蒸发浓缩CuCl2溶液时，要滴加浓盐酸，目的是 （用化学方程式并结合简要的文字说明），再经冷却、结晶、过滤得到CuCl22H2O。方法二：用H2O2和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜，其热化学方程式是： Cu(s) + H2O2(l) + H2SO4(aq) = CuSO4(aq) + 2H2O(l) H1 = -320kJ/mol 又知：2H2O2(l) = 2H2O(l) + O2(g) H2= -196kJ/mol H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) H3= -286kJ/mol 则反应Cu(s) + H2SO4(aq) = CuSO4(aq) + H2(g)的H= 。 （3） 欲实现Cu + H2SO4 = CuSO4 + H2，在你认为能实现该转化的装置中的括号内，标出电极材料（填“Cu”或“C”）。 11.（14分）某化学小组拟用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化无水氯化铜加入Y调节pH，过滤沉淀II溶液II加入X过滤过量盐酸粗氧化铜溶液I沉淀I氯化铜晶体CuCl22H2O铜，其实验流程如下图所示：（1）步骤中氧化铜与盐酸反应的离子方程式是 。（2）步骤、的过滤操作中，除用到铁架台(带铁圈)外，还需要使用的玻璃仪器是 。（3）已知：氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe31.93.2Fe27.09.0Cu24.76.7提供的试剂：aNaOH bH2O2 cNa2CO3 dCuO参照表中给出的数据和试剂，请回答：步骤的目的是 ，反应的离子方程式是 。步骤中调节溶液pH的范围是 ，试剂Y是 （填字母）。（4）步骤要得到无水氯化铜，需要在干燥的HCl气流中加热CuCl22H2O，其原因是 。12(16分) 根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法。氧化还原法 除Cu2+ 、Hg2+废水废水除悬浮物pH近于7沉淀法中和法混凝法废水废水除CN-（1） 废水若采用 CO2处理，离子方程式是 。 废水常用明矾处理。实践中发现废水中的 c(HCO3-)越大，净水效果越好，这是因为 。 废水中的汞元素存在如下转化（在空格上填相应的化学式）： Hg2+ + CH3Hg+ + H+ 我国规定，Hg2+ 的排放标准不能超过0.05 mg/L。若某工厂排放的废水1L中含Hg2+ 310-7 mol，是否达到了排放标准 （填“是”或“否”）。 废水常用Cl2氧化CN-成CO2和N2，若参加反应的Cl2与CN-的物质的量之比为52，则该反应的离子方程式是 。 （2）化学需氧量（COD）可量度水体受有机物污染的程度，它是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，换算成氧的含量（以mg/L计）。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量（COD），过程如下： .取V1 mL水样于锥形瓶，加入10.00 mL 0.2500 mol/L K2Cr2O7 溶液。.加碎瓷片少许，然后慢慢加入少量硫酸，混合均匀，加热。 .反应完毕后，冷却，加指示剂，用c mol/L的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2 溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL。 中，量取K2Cr2O7 溶液的仪器是 。 中，碎瓷片的作用是 。 中，发生的反应为：Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O由此可知，该水样的化学需氧量COD =_（用含c、V1、V2的表达式表示）。13.（12分）硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。（1）以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆矾（CuSO45H2O）的生产流程示意图： 胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表。温度（）20406080100石膏0.320.260.150.110.07胆矾3244.661.883.8114请回答下列问题：红褐色滤渣的主要成分是_；写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式 ；操作I的温度应该控制在_左右；从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为将热溶液_、_、洗涤、干燥。（2）某兴趣小组在实验室用铁粉和稀硝酸及右图装置制取Fe(NO3)3 （固定所用仪器和加热装置未画出）。 为保证原料的充分利用并加快反应速率，往往将温度控制在 100以内。该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式是 加热； 请在图中虚线框内画出尾气吸收装置 （提示：碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体）。 14（14分）高纯六水氯化锶（SrCl26H2O）可用于制造高档磁性材料、电解金属钠的助熔剂、高档颜料和液晶玻璃等，具有很高的经济价值。高纯六水氯化锶的制备过程如下：将纯水加入烧杯内,搅拌下加入适量工业碳酸锶粉末（含少量Ba、Fe的化合物),制成浆料。缓慢加入工业盐酸进行酸化，将固体物质溶解。然后喷淋加入适量的硫酸,再加入质量分数为30%的双氧水少许。调节pH至810, 加热至6070, ,搅拌1h,过滤,除去残渣。滤液加热至沸,继续浓缩至氯化锶质量浓度（溶质质量与溶液体积之比）为 x g/L。请回答：（1）用电子式表示HCl的形成过程 。 （2）已知Sr为第五周期第A族元素，则不符合SrCa的是 （填序号）。 原子半径 最外层电子数 金属性 最高价氧化物对应的水化物的碱性（3）写出步骤中加入盐酸时发生反应的离子方程式： 。（4）加入硫酸后会先生成硫酸锶沉淀，进而转化为硫酸钡沉淀，试分析原理 。（5）步骤中在酸性环境下加入双氧水是为将亚铁离子氧化成铁离子，写出该反应的离子方程式： 。（6）步骤中调节pH至810,最好选用的试剂为 。（7）已知某次实验得到浓缩后的氯化锶溶液中溶质为818g,溶剂为1000 g，经测定该溶液的密度为1.5 g/mL,则该溶液溶质的质量浓度x为 g/L（计算结果保留整数） 。15.（2）含硫燃料中间体废水中主要含有物为Na2SO3，回收废水中的硫化物，以减少资源的浪费，可采用以下方法： 中和含酸废水工业常用的试剂x是 。 写出H2S气体与足量NaOH溶液反应的化学方程式 。 铁屑与石墨能形成微型原电池，SO32在酸性条件下放电生成H2S进入气相从而达到从废水中除去Na2SO3的目的，写出SO32在酸性条件下放电生成H2S的电极反应式： 。16（14分）铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的过程如下图所示。已知： NaFeO2遇水强烈水解。 Cr2O72+ H2O 2CrO42 + 2H+ 请回答： （1）K2Cr2O7中Cr元素的化合价是 。（2）生成滤渣1中红褐色物质的反应的化学方程式是 。滤液1的成分除Na2CrO4外，还含有（填化学式） 。（3）利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应的化学方程式是 。（4）由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是 。（5）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。（6）煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是 。2.（1）Cr2O72- + 6Fe2 + 14H 2Cr3+ + 6Fe3 + 7H2O（2）将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照。（3）Fe(OH)3、Fe(OH)2 （4）13.93.（1）Al2O3 + 6H 2Al3 +3H2O（2）SiO2 + 2OH SiO32 + H2O（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案：）（4）NaHCO3；制纯碱或做发酵粉等合理答案：（5）5.610-10mol/L4（1）升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取）（2）Fe(OH)3 Al(OH)3（3）Na2SO4（4）在某一时NaCl最先达到饱和析出；Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化最大；NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。降温前溶液中NaCl以达饱和；降低过程中NaCl溶解度会降低 ，会少量析出。重结晶。5. (1)将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红，证明有SO2。(2)d e b c；安全瓶，防止倒吸；尾气处理，防止污染（3）铁粉 过滤（4）将试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比。 低6.（1）Al(OH)3(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li+8MnO2+2H2O (3) 漏斗 玻璃棒 烧杯 ； 滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（4）5.3 7.Ca(OH)2或CaO；Na2CO3；2）溶解；过滤；蒸发；过滤；3）有晶体析出（或出现浑浊）；碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大；4）NH4Cl；取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子；5）NH4+OH-NH3+H2O；防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀；6）。8（10分）（1）（2分）Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+ （化学式错、离子符号错全扣，未配平或配平错扣1分；写Al3+3OHAl(OH)3可给分）+Mg2+Mg(OH)2(s)（2）（2分）Ca(OH)2(s)Ca2+2OH （化学式错、离子符号错全扣，未配平或配平错扣1分；可文字表达。）（3）（2分）Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失 （两点各1分）（4）（2分）2Cl2eCl2 （化学式错、离子符号错全扣，未配平或配平错扣1分）（2分）2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+NH3+2H2O （化学式错、离子符号错全扣，未配平或配平错扣1分；写2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+NH3H2O+H2O给分）9(1) CO2 NH4F(2) NH4 H2O NH3H2O HHCO3 H2O H2CO3 OHNH4 和HCO3 的水解程度基本相同。（3）取洗涤后的溶液，向其中滴加BaCl2溶液，无现象，说明已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，说明没有洗涤干净。（其他方法合理给分）（4）60 c1（5）温度升高NH4F会分解（或答出NH4H CO3会分解也给分）10（14分）每空2分（1）还原反应（2） 取少量充分反应后的溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变为红色，证明所加FeCl3溶液过量。 B CuO 或 Cu(OH)2 （答案合理都给分） CuCl2在溶液中可以发生水解反应，CuCl2 +2 H2O Cu(OH)2 + 2HCl ，滴加浓盐酸，可以抑制水解。方法二：+64.39 kJ/mol（3）11（每空2分，共16分）（1）CuO+2H+=Cu2+H2O （2）普通漏斗、玻璃棒、烧杯 （3）将Fe2+氧化成Fe3+；2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；3.2至4.7；d（4）干燥的HCl气流既可抑制Cu2+的水解，还能带走CuCl22H2O受热产生的水汽12（16分）（1） OH- + CO2 = HCO3- （2分） HCO3-会促进Al3+的水解，生成更多的Al(OH)3，净水效果增强 （2分） CH4 （2分） 否 （2分） 5Cl2