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化工流程专题训练1、高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下：硫酸铵溶液滤渣产品滤液硫酸铝溶液煅烧除杂滤液合成铵明矾滤渣结晶（1）“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+。检验Fe2+已除尽的实验操作和现象是 _ _ _ _ _ _ 。（2）通常条件下，KSPFe(OH)34.010-36，则理论上计算除杂后溶液中c（Fe3+）等于 _ 。（3）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，目的是 _ _ _ _ 。（4）“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止，冷却结晶，得到铵明矾（含结晶水）。母液不能蒸干的原因是 。（5）完成化学方程式：_ _NH4Al（SO4）212H2O_ _N2_NH33SO29SO3_Al2O3_ _2、美国科学家理查德-海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂长期使用，催化剂会被杂质（如：铁、有机物等）污染而失去活性，成为废催化剂，需对其再生回收。一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下：（1）甲酸在反应中的作用是 （选填：“氧化剂”、“还原剂”）。（2）加浓氨水时，钯转变为可溶性Pd(NH3)42+，此时铁的存在形式是 （写化学式）。（3）钯在王水（浓硝酸与浓盐酸按体积比13）中转化为H2PdCl4，硝酸还原为NO，该反应的化学方程式 。（4）700焙烧1的目的是： ；550焙烧2的目的是： 。3、近年来高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费增长较快。实验室可用软锰矿（主要成分MnO2）为原料制备高锰酸钾。其部分流程如下：（1）实验中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是 ；（2）KOH、KClO3、MnO2共熔制得绿色K2MnO4的化学方程式 ；（3）通入CO2，可使MnO42发生歧化反应，生成MnO4及MnO2，则K2MnO4完成反应时，转化为KMnO4的百分率约 （精确至01）（4）若通入CO2太多，则在加热浓缩时，会有 晶体和KMnO4晶体一起析出。（5）在加热、浓缩、烘干的过程中温度不宜过高，其原因是 _ ；加热时用玻璃棒不停搅拌溶液的目的是 。4氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸（氢氟酸除外），是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺流程如下： （1）净化N2和H2时，铜屑的作用是： ；硅胶的作用是 。（2）在氮化炉中3SiO2(s)+2N2(g)=Si3N4(s) H=727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度： ；体系中要通入适量的氢气是为了 。（3）X可能是 （选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）。（4）如何说明氮化硅产品已用水洗干净？ 。（5）用硅粉作硅源、叠氮化钠（NaN3）作氮源，直接燃烧生成氮化硅（发生置换反应），该反应的化学方程式为： 5、碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，试回答下列问题：配平反应器中发生的反应方程式： I2 + KClO3 + H2O KH(IO3)2 + KCl + Cl2步骤中，用硝酸而不用HI，其原因可能是 ；步骤要保持溶液微沸1小时，以完全排出氯气，排出氯气的原因为 ；合成实验中涉及两次过滤，在实验室进行过滤实验时，用到的玻璃仪器有 原料 水 / m(碘)：m(氯酸钾)=21：20 用氢氧化钾调节溶液的PH值，发生的反应方程式为： 参照碘酸钾溶解度曲线，步骤9得到碘酸钾晶体，你建议的方法是 温度01020406080KIO3g/100g水4.606.278.0812.618.324.8石灰乳精制卤水 合成 水热处理 过滤 水洗 表面处理 过滤水洗 干燥 6、往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低。该Mg(OH)2的生产工艺如下：精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁Mg(OH)2-xClxmH2O，反应的化学方程式为 。合成反应后，继续在393K523K下水热处理8h，发生反应： Mg(OH)2-xClxmH2O=(1-)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是 。阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是 。已知热化学方程式： Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g)； H1=+81.5kJmol-1 Al(OH)3(s)=Al2O3(s)+H2O(g)； H2=+87.7kJmol-1Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是 。等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是 ， 原因是 。常用阻燃剂主要有三类：A.卤系，如四溴乙烷；B.磷系，如磷酸三苯酯；C.无机类Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是 ，理由是 。7、(10分)锂被誉为“高能金属”。工业上用硫酸与-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)在250300反应，生成Li2SO4以及硅铝化合物、MgSO4等，其工业生产流程如下：(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成：_。(2)沉淀X的主要成分是(写化学式)_。(3)流程中两次使用了Na2CO3溶液，试说明前后浓度不同的原因:_。(4)锂和氢气在加热时能反应生成白色固体氢化锂，氢化锂遇到水就立即溶解并释放出大量的气体。试写出氢化锂遇水反应的化学方程式：_。(5)将盐酸与Li2C03完全反应后的溶液，加热蒸干得到固体，再将其熔融电解生产锂。电解时产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_。8、在已知提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：试回答：（1）乙、丁中溶质的分子式：乙 ，丁 。（2）第步操作中用稀H2SO4浸洗的目的是 （填写字母编号）a除去未反应的NO3 b除去未反应的I c除去未反应的Fe d除去碱性物质（3）第步操作可供提纯的两种方法是 和 （不要求写具体步骤）。 （4）实验室检验I2的方法是 。（5）甲物质见光易变黑，其原因是（用化学方程式表示） 。（6）溶解银的硝酸应该用 硝酸（填浓或稀）。原因是 9、氟硅酸(H2SiF6)是湿法磷肥厂的副产品，可用于制氟化铝、氟硅酸钠或氟化钠。氟化钠是一种重要的氟盐，在水中溶解度为4g（20），主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。下图所示以氟硅酸为原料制取氟化钠的流程图：（1）已知流程中的反应为：在溶液中两种物质反应生成了一种铵盐和三种氧化物，写出反应发生的反应方程式：_ _写出反应的化学方程式：_（2）图中A、B是2种产品，分别是_、 _(写化学式)，另一种产品白炭黑的化学成分是 (写化学式)。（3）流程中C、D步骤的操作名称分别是C 、D 。（4）流程中NH4HCO3的用量必须过量，为什么？ _ 对另一反应物NaCl的用量有什么要求？ （5）NaF也可以用萤石(CaF2)和纯碱熔融制备：写出反应方程式； 如何分离得到产品； 比较两种制备的NaF产品的市场竞争力。 10、实验室需要制备纯净的氯化钾。现有含少量KBr和K2SO4的氯化钾样品，按照下图所示的实验方案进行提纯。称取样品W g加水溶解沉淀甲溶液适量BaCl2溶液操作I滤 液过量氯气操作II固体乙请回答下列问题：（1）操作I的名称为 ，操作II所需要的玻璃仪器有 。（2）若用硝酸钡来代替氯化钡，是否可行？请说明理由。 。（3）某同学对该实验方案提出质疑，他认为加适量氯化钡溶液不容易控制，应该加入过量氯化钡溶液，请你按照他的思路，用上述实验流程图表示出他后面的实验过程，要注明所用试剂和所得产物的化学式以及相应操作的名称。11、某化学兴趣小组全体同学进入一家回收含铜电缆废料的工厂做社会调查，工厂负责人向同学们展示两个处理方案，并向同学们提出下列问题：方案甲：含铜废料黑色固体及残留物足量稀硫酸、加热蓝色溶液及不溶物过滤滤液加铁屑浅绿色溶液及红色沉淀物过滤红色粉末在空气中灼烧方案乙：含铜废料碎铜、碎电缆皮、其他杂质加入足量稀硫酸通入空气并加热蓝色溶液及不溶物过滤滤液加铁屑浅绿色溶液及红色沉淀物过滤红色粉末粉碎（1）两个方案哪个符合当前生产的绿色理念，为什么？ ；（2）写出方案甲中的步骤反应的离子方程式： ；（3）工厂负责人指出，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑”这一步时，应该加入略过量的铁屑，你认为这么说的道理是： ；（4）用简便方法检验红色粉末中是否含有过量的铁屑 如果有，请你提出合理的处理方案 （5）为了增加经济效益,该工厂把最后一步所得浅绿色滤液通过 、冷却结晶、 、洗涤、自然干燥得到一种俗称“绿矾”的工业产品。12、碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。已-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g（1）步骤前，B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_（2）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。（3）步骤中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有_（4）步骤中，生成沉淀的离子方程式为_（5）从母液中可回收的主要物质是_13、 (NH4)2SO4是农业生产中常见化肥之一，某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4，首先石膏磨成粉制成CaSO4悬浊液，然后按如下工艺流程进行产生：（1）操作1与操作2的顺序能否调换？ （填能与否），理由是 。（2）常温下，CaCO3和CaSO4的溶解度分别为1.5X10-3g和2.1X10-1g，请解析CaSO4向CaCO3转化的原因。 （3）判断操作2通入“适量CO2”的简单实验方法是 （4）从绿色化学角度考虑，该工艺流程应增加一个操作，这个操作是 。（5）豆腐是日常食品之一，它的制作过程中使用了石膏或盐卤，其中包含的化学原理是 。14、以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：（1）反应I前需在FeSO4溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3+。A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.H2 （2）反应需控制反应温度低于35，其目的是 。（3）工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是 。（4）反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8 (过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生地电极反应可表示为 。15、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： 。参考答案1、（1）取少量滤液于试管中，滴加适量H2O2溶液，振荡，滴加几滴KSCN溶液，若无明显现象，说明Fe2+已除尽。（2）4.01020molL1 （3）抑制Al3+水解（4）减少可溶性杂质的析出及Al3+水解（5） 2、（1）还原剂（2）Fe(OH)3 （3）3Pd+12HCl+2HNO3=3H2PdCl4+2NO+4H2O（4）除去活性炭及有机物；脱氨将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2。3、4、（1）除去原料气中的氧气；除去生成的水蒸气。（2）这是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的接触；将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去。（3）硝酸（4）洗涤后的滤出液呈中性（5）9Si+4NaN33Si3N4 +4Na5、（1）6，11，3 6，5，3 （2）HI具有还原性能将已生成的碘酸氢钾还原（3）反应生成的氯气跟KOH反应生成KClO，KClO能将KIO3氧化成KIO4从而不能得到碘酸钾（4）漏斗，烧杯，玻璃棒 （5）KH(IO3)2KOH2KIO3H2O (6)蒸发结晶6、2MgCl2+(2-X)Ca(OH) 2+2mH2O=2Mg(OH)2-XClx mH2O+(2-X)CaCl2除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2 、CaCl2 等。表面处理。Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳。Mg(OH)2 Mg(OH)2的吸热效率为：81.5kJmol-1/58gmol-1=1.41 kJg-1Al(OH)3的吸热效率为：87.7kJmol-1/78gmol-1=1.12 kJg-1 等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多。 C 四溴乙烷、磷酸三苯酯沸点低，高温时有烟生成，且高温时受热分解产生有毒、有害的污染物。无机类阻燃剂Mg(OH)2和Al(OH)3无烟、无毒、腐蚀性小。7、（1）Li2OAl2O34SiO2 （2）CaCO3、Mg(OH)2 （3）前者是除去Ca2+ ，浓度过大会使部分Li+沉淀；后者是沉淀Li+，浓度大有利于Li2CO3沉淀的生成（其他合理答案均可）（4）LiH + H2O = LiOH + H2（5）加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解产成Li2O，电解时产生O2（其他合理答案均可）光8、（1）FeI2 FeCl3 ；（2） c （3）升华、凝华，萃取、分液、减压蒸馏 （4）将I2加在淀粉溶液中，溶液显蓝色（5） 2AgI= 2Ag +I2 （6）稀（2分），减少过程中产生NOx的量；节生硝酸物质的量。9、（1）H2SiF66NH4HCO36NH4FSiO26CO24H2O NH4FNaClNaFNH4Cl（2）A：NaF B：NH4Cl SiO2 （3）过滤洗涤、蒸发浓缩（4）必须保证H2SiF6能全部反应，以免有杂质混入NaF中影响NaF质量；NaCl要求和滤液中的NH4F物质的量比为11（5）CaF2Na2CO32NaFCaCO3 用水浸出 题干方法产品纯度高，成本低，具有市场优势。10、（1）过滤，玻璃棒、酒精灯 （2）否，会引入硝酸钠杂质。（3）（2分）（4）BaSO4溶液过量BaCl2过滤KClKBrBaCl2过量K2CO3过滤KClBaCO3KClKBrK2CO3过量HCl和Cl2蒸发结晶11、（1）乙 。甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。 （2） CuO + 2 H+= Cu2+ + H2O （2分） Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 。（3）确保Cu完全置换出来（4）可用磁铁检验是否含铁屑（或取样品加入盐酸看有没有气泡产生）；将所得铜粉用稀盐酸或稀硫酸清洗后再洗涤、干燥。（5）蒸发浓缩 、过滤