高三化学工艺流程题专项练习

化学工艺流程题专项练习化学工艺流程题专项练习 一一 试题试题 1 绿矾 FeSO4 7H2O 的一种综合利用工艺如下 绿矾 NH4HCO3 FeCO3固体 母液 焙烧 煤粉 还原铁粉 NH4 2SO4粗产品除杂 转化 分离 1 绿矾与 NH4HCO3在溶液中按物质的量之比 1 2 反应 有 CO2生成 反应的离子方 程式为 2 隔绝空气进行 焙烧 铁元素的转化途径是 FeCO3 FeO Fe 分解 还原 实际作还原剂的是 CO 写出 焙烧 过程中各步反应的化学方程式 3 除杂 步骤为 向母液中通入含臭氧的空气 调节 pH 过滤 除去的杂质离子 是 4 母液 除杂 后 欲得到 NH4 2SO4粗产品 操作步骤依次为真空蒸发浓缩 冷却 结晶 浓缩时若温度过高 产品中将混有 NH4HSO4 运用化学平衡 移动原理解释其原因 5 绿矾的另一种综合利用方法是 绿矾脱水后在有氧条件下焙烧 FeSO4转化为Fe2O3 和硫的氧化物 分析下表实验数据 为了提高SO3的含量 可采取的措施是 空气通入量 L s 1 温度 SO2含量 来源 SO3含量 0 0285045 454 6 0 0685030 569 5 0 1085011 188 9 0 1081011 188 9 0 1089011 288 8 2 某炼铁废渣中含有大量 CuS 及少量的铁和铁的化合物 工业上以该废渣为原料生产 CuCl2 2H2O的流程如下 请回答下列问题 废渣粉碎 NaCl 高温 空气 酸浸 调 pH 升高 至 3 4 滤渣 过滤 CuCl2 2H2O 废气 4mol L 盐酸 试剂 A 滤液 B 1 废渣中的铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀 其正极反应式为 2 高温煅烧时 CuS 发生的反应为 CuS NaCl O2 CuCl2 Na2SO4 配平该反应方程式 3 调 pH 后铁元素生成滤渣的离子方程式为 4 试剂 A 最好选用下列三种物质中的 填序号 a NaClO b Cl2 c 浓硫酸 理由是 5 分析右图溶解度曲线回答 为了获得 CuCl2 2H2O 晶体 对滤液 B 进行的 操作是 蒸发浓缩 滤液冷却结晶 过滤得到产品 冷却结晶 过程中 析出 CuCl2 2H2O 晶体 的合适温度或温度范围是 3 硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物 主要成分是 Fe3O4 Fe2O3 FeO 和二氧 化硅等 下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁 Fe2 OH n SO4 3 n 2 m流程图 废铁皮 硫铁 矿烧 渣 酸溶 200 300 水浸操作 I 反应 I 操作 II FeSO4 7H2O 稀 H2SO4 Fe2 OH n SO4 3 n 2 m 稀 H2SO4 H2O2 水解 滤渣 操作 III 滤液 滤渣 1 实验室实现 操作 I 所用的玻璃仪器有 玻璃棒和烧杯等 操作 III 系列操作名称依次为 过滤和洗涤 2 酸溶 过程中 Fe3O4溶解的化学反应方程式 高温 3 硫铁矿烧渣在 酸溶 前要粉碎的主要目的是 来源 4 实验室检验 反应 I 已经完全的试剂是 现象是 5 加入适量 H2O2的目的是氧化 Fe2 写出 H2O2氧化 Fe2 为 Fe3 的离子方程式 4 铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料 一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体 的主要流程如下 1 酸浸时 二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为 2 活性铁粉除汞时 铁粉的作用是 填 氧化剂 或 还原剂 或 吸附剂 3 除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经 KMnO4溶液进行吸收而实现的 右下图是 KMnO4溶液处于不同 pH 值时对应的 Hg 去除率变化图 图中物质为 Hg 与 MnO4 在该 pH 范围内的主要产物 请根据该图给出 pH 值对汞去除率影响的 变化规律 试猜想在强酸性环境下汞的去除率高的 原因 4 当 x 0 2 时 所得到的锰锌铁氧体对雷达 波的吸收能力特别强 试用氧化物形式表示 该铁氧体组成 5 经测定滤液成分后同时加入一定量的 MnSO4和铁粉的目的是 5 已知工业上合成氨的反应为 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 在一体积为 2L 的密闭容 积中 加入 0 20mol 的 N2和 0 60mol 的 H2 反应中 NH3的物质的量浓度的变化情况 如图所示 请回答下列问题 1 写出该反应平衡常数的表达式 K 2 反应进行到 4 分钟到达平衡 请计算从 反应开始到刚刚平衡 平均反应速率 v NH3 为 3 5 分钟时 保持其它条件不变 把容器 的体积缩小一半 平衡 移动 填 向逆反应方向 向正反应方向 或 不 原因是 化学平衡常数将 填 增大 减少 或 不变 4 在第 5 分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后 若在第 8 分钟时达到新的平衡 此时 NH3的浓度约为 0 25 mol L 1 请在图中画出第 5 分钟后 NH3浓度的变化曲线 5 N2和 H2的反应还有其它应用 如 有人设想寻求合适的催化剂和电极材料 分别以 N2 H2为电极反应物 以 HCl NH4Cl 溶液为电解质溶液制造新型燃料电池 试写出 该电池的正极电极反应式 6 高铁酸钾广泛应用于净水 电池工业等领域 工业上以钛白粉生产的副产品 FeSO4制备 高铁酸钾的生产流程如下 FeSO4 I NaOH I H2SO4 II A B KOH K2FeO4 H2O2 查资料得知 K2FeO4的一些性质 在碱性环境中稳定 在中性和酸性条件下不稳定 溶解度很大 难溶于无水乙醇等有机溶剂 具有强氧化性 能氧化有机烃 苯胺和 80 以下乙醇溶液 回答下列问题 1 写出 氧化 I 中 生成 Fe3 的离子反应方程式 2 氧化 中 试剂 A 为 填 H2O2 或 HNO3 或 NaClO 过滤操作 中 得到的滤渣 B 中除 NaCl 还有 3 操作 I 中包括冷却结晶 过滤 洗涤干燥几个步骤 洗涤干燥的目的是脱碱脱水 进 行该操作时最好用 洗涤 4 净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的 Fe OH 3 请补充并配平该反应方程式 K2FeO4 H2O Fe OH 3 KOH 5 将一定量的 K2FeO4投入一定浓度的 FeCl3溶液中 测得剩余 K2FeO4浓度如下图所示 推测产生曲线 I 和曲线 II 差异的原因是 来源 高铁酸钾剩余浓度 mg L 1 时间 t FeCl3浓度 1 5 mg L 1 0 mg L 1 I II 7 硫酸工业中废渣的成分为 SiO2 Fe2O3 Al2O3 MgO 某探究性学习小组的同学设计以下 方案 进行硫酸渣中金属元素的提取实验 A B C D E F G H pH 3 7pH 13 CO2 X X 已知 阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH 沉淀物 Fe OH 3 Al OH 3 Mg OH 2 pH 3 45 212 4 一水合氨电离常数 Kb 1 8 10 5 其饱和溶液中c OH 约为 1 10 3mol L 1 请回答 1 写出 A 与氢氟酸反应的化学方程式 2 上述流程中两次使用试剂 X 推测试剂 X X 是 填以下字母编号 A 水 B 氧化铝 C 氨水 D 氢氧化钠 3 溶液 D 到固体 E 过程中需要控制溶液 pH 13 如果 pH 过小 可能导致的后果 是 任写 2 点 4 写出F H的反应离子方程式 5 证明 H 溶液的主要阴离子 Cl OH 除外 的方法是 8 镍电池电极材料由 Ni OH 2 碳粉 氧化铁等涂覆在铝箔上制成 由于电池使用后电极 材料对环境有危害 某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究 设计实验流程 如下 已知 NiCl2易溶于水 Fe3 不能氧化 Ni2 已知实验温度时的溶解度 NiC2O4 NiC2O4 H2O NiC2O4 2H2O 某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的 pH 如下表所示 M OH nKsp 开始沉淀时 pH沉淀完全时的 pH Al OH 3 1 9 10 23 3 44 2 Fe OH 3 3 8 10 38 2 52 9 Ni OH 2 1 6 10 14 7 69 8 回答下列问题 1 用 NiO 调节溶液的 pH 依次析出沉淀 和沉淀 填化学式 2 写出加入 Na2C2O4溶液的反应的化学方程式 3 写出电解滤液的阴极电极反应式 检验电解滤液时阳极产生的气体的方法是 4 写出 氧化 反应的离子方程式 5 如何检验 Ni OH 3是否洗涤干净 9 工业上利用硫铁矿烧渣 主要成分为 Fe2O3 FeO SiO2等 为原料制备高档颜料铁红 Fe2O3 具体生产流程如下 试回答下列问题 1 滤液 X 中含有的金属阳离子是 填离子符号 2 步骤 中可选用 试剂调节溶液的 pH 填字母 A 稀硝酸 B 氨水 C 氢氧化钠溶液 D 高锰酸钾溶液 3 步骤 中 FeCO3 达到沉淀溶解平衡时 室温下测得溶液的 pH 为 8 c Fe2 为 1 0 10 5mol L 1 试判断所得 FeCO3 中是否混有 Fe OH 2 填 是 或 否 请通过简单计算说明理由 已知 Ksp Fe OH 2 4 9 10 17 4 步骤 的反应温度一般需控制在 35 以下 其目的是 5 在空气中煅烧 FeCO3 生成产品氧化铁的化学方程式为 二二 答案答案 1 1 Fe2 2HCO3 FeCO3 CO2 H2O 来源 2 FeCO3FeO CO2 CO2 C2CO FeO CO Fe CO2 3 Fe2 4 过滤 NH4 H2O NH3 H2O H 温度过高 NH3挥发使平衡向右移动 溶液酸性 增强生成 NH4HSO4 5 增大空气通入量 2 1 2H2O O2 4e 4OH 2 1 2 2 1 1 3 Fe3 3OH Fe OH 3 4 a 2 分 NaClO 能将 Fe2 氧化为 Fe3 且 NaClO 溶液显碱性 能增大溶液 pH 5 趁热过滤 35 40 3 1 漏斗 蒸发浓缩 冷却结晶 2 Fe3O4 4H2SO4 FeSO4 Fe2 SO4 3 4H2O 3 增大烧渣与硫酸的接触面积 加快烧渣的溶解速率 4 KSCN 溶液 溶液不呈血红色 5 2Fe2 H2O2 2H 2Fe3 2H2O 4 16 分 1 MnO2 H2O2 H2SO4 MnSO4 O2 2H2O 2 还原剂 3 随pH值的升高汞的去除率先降低后增加 Mn2 具有催化作用 4 MnO 4ZnO 5Fe2O3 5 调节滤液离子的成分 符合水热后获得锰锌铁氧化体组成 5 5 1 2 0 025mol L min 3 向正反应方向 原因是 若只把容器的体积缩小一半 各种物质的浓度都加倍 浓度熵 Q K 平衡向 正向移动 也可答体积缩小一半相当于增大体系的压强 平衡向气体分子数减小的方 向即正反应方向移动 不变 气体分子数减小的方向即正反应方向移动 不变 4 C NH3 mol L 1 5 N2 8H 6e 2NH4 6 1 H2O2 2 H 2Fe2 2Fe3 2H2O 2 NaClO Na2SO4 3 无水乙醇 4 4 10 8 3O2 5 FeCl3溶液水解显酸性 促进 K2FeO4与水反应 从而降低 K2FeO4浓度 7 1 SiO2 4HF SiF4 2H2O 2 D 3 镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全 4 AlO2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO3 5 取 1 2 mL H 溶液 加入过量 BaCl2 CaCl2 溶液 没有沉淀产生 再滴加入 NaOH 溶液 有白色沉淀产生 或再滴加入盐酸 有无色无味气体产生 证明含有 HCO3 8 1 Fe OH 3 Al OH 3 2 NiCl2 Na2C2O4 2H2O NiC2O4 2H2O 2NaCl 3 2H 2e H2 用湿润