2010年实验热点《化学工业流程综合实验》.doc

实验热点 化学工业流程实验1工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H2O(g)CO2+H2t时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H2)=0.12molL1。该温度下此反应的平衡常数K=_（填计算结果）。保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的转化率(H2O)=_。T/KT1573T2K1.001072.451051.88103（2）合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；H”、“”或“=”）。900 温度产率 NO （3）NH3和O2在铂系催化剂作用下从145就开始反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) H=905kJmol1不同温度下NO产率如图所示。温度高于900时，NO产率下降的原因 。（4）吸收塔中发生反应的化学方程式为： 。（5）上述工业流程中，采用了循环操作工艺的是 （填序号）（6）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，如果不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)； H=574kJmol1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)； H=1160kJmol1则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为：_。答案：（1） 1； 50； （2） （3）温度高于900时，平衡向左移动（4）2NO+O22NO2 ，3NO2+H2O2HNO3+NO（5）（6）CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)2H2O(g)+N2(g) H867kJ/mol2 铁及其化合物在日常生活应用广泛，请根据下列实验回答问题：（1）钢铁的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀的负极反应式为： ；将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后，放入如下图所示装置中，下列叙述正确的是 A过一段时间，乙试管中的导管内水柱上升B甲试管中铁钉发生了化学腐蚀C铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快（2）生铁中含有一种铁碳化合物X（ Fe3C）。 X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是： ；X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式 。（3）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：操作的名称是 ，操作的名称是 ；Na2CO3溶液可以除油污，原因是（用离子方程式表示） ；请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：Fe2+ + HCO3 FeCO3+ + H2O写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式 ；答案：（1）Fe -2e = Fe2+ A（2）Fe2+ Fe3+ H+ Fe（NO3）3 （3） 过滤，洗涤 CO32 + H2O HCO3 + OH Fe2+ + 2HCO3- = FeCO3+ CO2 + H2O3.自然界中存在的天然纯碱主要来自于碱湖和固体碱矿。工业上以氯化钠为原料生产纯碱。我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法的原理是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，使碳酸氢钠从溶液中析出，过滤得到碳酸氢钠晶体。已知氯化钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵在20下的溶解度分别为：36 g、9.6 g、21.7 g。侯氏制碱法的流程如下图：食盐氨水二氧化碳碳酸化过滤氯化铵过滤冷却盐析食盐碳酸氢钠氨水加热碳酸钠请写出制取碳酸氢钠的化学方程式： ，碳酸氢钠能从溶液中析出的原因是： 。侯氏制碱法的原理是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，能否将其改为“将氨水通入到二氧化碳的氯化钠饱和溶液”呢（选填“能”或“不能”）？ 。你选择的理由是： _ _。将析出的碳酸氢钠晶体煅烧，分解得到碳酸钠。写出该反应的化学方程式： 。在滤出碳酸氢钠后的母液中加入石灰水并加热，生成的氨可以重新利用，写出发生反应的化学方程式： 。反应的另一产物氯化钙被弃掉，母液中食盐的利用率只有70%。侯德榜先生经过多年的摸索和实践，在过滤出碳酸氢钠后的母液中，不加石灰水，而是在降温到t 后加食盐，利用低温下氯化铵比氯化钠溶解度小的特点，加入的食盐在连续循环操作中不断被利用，使食盐的利用率提高到96%。同时，析出的氯化铵又可作为化学肥料。请根据下表所给有关溶解度的数据，结合经济效益推测温度t应在 左右溶解度 温度物质 0 10 20 30 NaCl35.7 g35.8 g36.0 g36.3 gNH4Cl29.4 g33.3 g37.2 g41.4 g答案：NH3 + CO2 + H2O + NaCl NaHCO3 + NH4Cl （或分步写） 碳酸氢钠的溶解度较小，生成碳酸氢钠的量多，故析出 不能 ；因为二氧化碳在水中的溶解度很小，若将氨水加入到二氧化碳的氯化钠饱和溶液中，生成的碳酸氢钠量少2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO22NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O ； 10 4. 废旧电池乱扔不仅污染环境，更是一种资源的浪费。普通锌锰干电池是圆筒形的，外筒由锌制成，筒中央为碳棒，筒内黑色糊状物主要成分是淀粉、氯化铵、氯化锌和二氧化锰等。某研究性学习小组设计如下流程，变废为宝：(1) “溶解”步骤中，为提高溶解速度，可采取的措施有加热、 等；“操作”的名称是 ；（2）检验“滤液b”中含有NH4+的方法是 。(3) 某同学将黑色滤渣与足量的浓盐酸充分反应后的液体进行过滤，得到的滤渣还是黑色，该黑色物质在热的浓硫酸中能完全消失，则该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为 。 (4) 二氧化锰还可大量用于炼钢、有机合成工业等。在制备高纯二氧化锰过程中，用FeSO4、稀H2SO4对软锰矿（主要成分为MnO2）进行酸浸富集锰元素生成Mn2，写出酸浸时发生反应的离子方程式_。(5) 已知：SOCl2极易与水发生下列反应：SOCl2+H2O=SO2+2HCl。有人用SOCl2代替“操作”中的HCl气体，使其与ZnCl2xH2O混合加热制取无水氯化锌，请你对使用SOCl2试剂作个评价 。 答案： (1)搅拌等； 蒸发、结晶 ；（2）取少量“滤液b”于试管中，滴入NaOH溶液，加热，用镊子将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近，若试纸变蓝，则说明“滤液b”中含有NH4+(3) C2H2SO4(浓) CO22SO22H20 (4) MnO22Fe2+4H+Mn2+2Fe3+2H2O (5) SOCl2能消耗H2O；生成的HCl气体抑制ZnCl2水解；生成的SO2有毒等。5.（8分）废定影液中含有Na、Ag(S2O3)23、Br等离子。某研究性学习小组拟通过下列实验程序，对废定影液进行实验处理，回收其中的银和溴。w.w.w.k.s.5*u.c.#om已知：4H+2Ag(S2O3)23= Ag2S+3S+3SO2+SO42+2H2O （1）加入锌粉的目的是将溶液中的少量溴化银还原出来，该反应的离子反应方程式为： 。（2）从绿色化学的要求看，该研究性学习小组所拟定的回收银的实验流程中，存在的严重缺陷为 。（3）请你帮助该研究性学习小组设计回收液溴的主要实验步骤： 向滤液中通入适量氯气；w.w.w.k.s.5*u.c.#om ； 。 2AgBr + Zn = Ag + Zn2+ + 2Br （2分） 在空气中灼烧时产生的SO2有毒，污染空气（2分） 在混合物中加入四氯化碳充分振荡后分液（2分）；蒸馏，收集所得馏分（2分） 6. （镇江市2010届高三第一次调研测试）（12分）某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和大量脉石（SiO2）,现采用酸浸法从矿石中提取铜，其流程图如下：已知： 当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；反萃取后的水层是硫酸铜溶液，Cu2+浓度约为50g/L。回答下列问题：（1）矿石用稀硫酸浸出过程中氧化亚铜发生的反应为：Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O；请写出该过程中发生的另一个氧化还原反应的离子方程式： 。 C=N（2）萃取剂A是一类称作为肟类的有机化合物，如N-510、N-530等。某肟类化合物A的分子结构中仅含n1个 CH3、n2个 OH 和n3个 三种基团，无环状结构，三种基团的数目关系为n3= 。若A的相对分子质量为116，分子结构中碳原子跟碳原子相连接，则A的结构简式是 。（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式： 。（4）循环中反萃取剂B的主要成分是 。（5）某铜矿石样品中，若仅含氧化亚铜、三氧化二铁和脉石三种物质。取该矿石样品200.0g，用100mL1.0molL1H2SO4溶液浸取后，还需加入10mL 1.0molL1 Fe2(SO4)3溶液才能使铜全部浸出，浸取液经充分电解后可得到 6.4gCu。求铜矿石样品中氧化亚铜和氧化铁的质量分数？（1）Cu+2Fe3+=2Fe2+ Cu2+（2分）（2）n3= n1+ n22 （1分） CH3C(=NOH)C(=NOH)CH3（2分）（3）4OH4e= O2+2H2O（2分）（4）H2SO4（1分）（5）Cu2O：3.6% （2分） Fe2O3：3.2%（2分）7.（10分）氯化亚铜在氯的衍生物产品中占有较突出的位置，在有机合成工业中可作催化剂。以下是从含Cu2+、Fe3+的电镀废水中制备氯化亚铜的工艺流程图。用滤液中Cu2+、Fe3+的含量对pH作图，可直观地反映出滤液中金属离子含量与pH之间的关系以及反应系统pH与CuCl产率的关系。请回答以下问题： （1）含Cu2+、Fe3+的电镀废水加碱沉淀时，会有Fe(OH)3生成。当pH=5时，在电镀废水中再加入氢氧化钠溶液生成电镀污泥的主要成分为_。 （2）由反应制备CuCl时的最佳pH在_左右。 （3）对CuCl产率探究时发现反应在隔绝空气条件下进行时CuCl产率较高，由此推测CuCl具有_性。 （4）反应中1mol铁粉完全反应转移2mol电子，写出其离子反应方程式为_。如果将反应中铁粉换为亚硫酸钠，也可以得到氯化亚铜，请完成这一反应的化学方程式_。（每空2分，共10分） （1）Cu(OH)2 （2）3.5 （3）还原 （4）2Cu2+2Cl-+Fe=2 CuCl +Fe2+ 2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl+2 Na2SO4+H2SO48.（无锡市2010届高三上学期期末质量调研）B某研究性学习小组拟从实验室含碘废液中回收碘。制订两种方案提取，他们的实验方案如下：试回答下列问题 （1）方案一，说明废水含有单质碘可用的试剂是： （2）方案一，步骤反应的化学方程式为： （3）方案二，用H2O2而不用Cl2，理由是：