高三化学专项训练（7）——无机工业流程.doc

高三化学专项训练（7）无机工业流程1（13分）沸腾炉黄铁矿空气接触室吸收塔净化炉渣吸收剂尾气发烟硫酸工业接触法制硫酸的流程如下图所示：(1)写出沸腾炉中发生反应的化学方程式 。(2)从沸腾炉出来的气体经净化干燥处理后进入接触室，其气体体积组成是：SO2 7%，O2 11%，N2 82%。从接触室出来的气体中SO3的体积分数为7%，则SO2的转化率为 。(3)接触室采用常压而不采用高压的原因是 (4)在吸收塔中为什么用98.3%的浓硫酸而不是用水吸收SO3？ 每100 g SO3气体与H2O完全反应放出热量162.9 kJ，该反应的热化学方程式为 。(5)某硫酸厂每天用含FeS2 60%的硫铁矿500 t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，SO2的转化率为90%。每天能生产98%的硫酸 吨。2、 七水硫酸镁(MgSO47H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。 表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH值5.23.29.710.411.2表2 两种盐的溶解度(单位为g100g水)温度 / 1030405060CaSO40.190.210.210.200.19MgSO47H2O30.935.540.845.6/硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH56，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为 _ 。加热煮沸的主要目的是_ _ 。（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 _ (填化学式)等物质。（3）检验过滤后的滤液中是否含有Fe3的实验方法是 _ ；（4）沉淀C的化学式是 _ 。过滤II需趁热过滤的理由是 _ 3、（17分）我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3CO2H2O NH4HCO3 ； NH4HCO3NaCl NaHCO3NH4Cl ；2NaHCO3 Na2CO3CO2H2O （1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是 （2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验。 一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。试回答下列有关问题：（）乙装置中的试剂是 ；（）丁装置中稀硫酸的作用是 ；（）实验结束后，分离出NaHCO3 晶体的操作是 （填分离操作的名称）。 另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验。（）实验时，须先从 管通入 气体，再从 管中通入 气体；（）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是 ；（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：_ 。4(10分)金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分FeTiO3，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下：回答下列问题： 钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成。副产品甲是 。 上述生产流程中加入Fe屑的目的是 ，检验副产品甲是否变质的实验方法是 。 上述生产流程中所得到的金属钛中混有少量杂质，可加入 溶解后除去。 最近，用熔融法直接电解中间产品乙制取金属钛获得成功。写出电解乙制取金属钛的化学方程式 。5、（16分）随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上。部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：物质VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶难溶难溶易溶Na2SO3/H2SO4废钒催化剂（主要含VOSO4、V2O5）粉碎、水浸过滤滤液滤渣还原、酸浸、过滤滤渣滤液制砖调节pH为8离子交换KClO3 NH4Cl反应焙烧V2O5反应(VO2)2SO4NH4VO3VO3反应(1)23V在元素周期表位于第 周期 族。工业上由V2O5 冶炼金属钒常用铝热剂法，其用化学方程式表示为 。(2)反应的目的是 。(3)该工艺中反应的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式 。(4)用已知浓度的硫酸酸化的H2C2O4溶液，滴定(VO2)2SO4溶液，以测定反应后溶液中含钒量： VO2+ + H2C2O4 + H+ VO2+ + CO2 + _。(5)经过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的