化工流程练习及答案

试卷第 1 页 总 5 页 高三化学专题高三化学专题 化工流程练习题化工流程练习题 1 硫化锌 ZnS 是一种重要的化工原料 难溶于水 可由炼锌的废渣锌灰制取 t 其 工艺流程如下图所示 1 为提高锌灰的浸取率 可采用的方法是 填序号 研磨 多次浸取 升高温度 加压 搅拌 2 步骤 所得滤渣中的物质是 写化学式 3 步骤 中可得 Cd 单质 为避免引入新的杂质 试剂 b 应为 4 步骤 还可以回收 Na2SO4来制取 Na2S 检验 ZnS 固体是否洗涤干净的方法是 Na2S 可由等物质的量的 Na2S04和 CH4在高温 催化剂条件下 制取 化学反应方式为 已知 Na2SO4 10H2O 及 Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如 图 从滤液中得到 Na2SO4 10H2O 的操作方法是 5 若步骤 加入的 ZnCO3为 b mol 步骤 所得 Cd 为 d mol 最后得到 VL 物质的量浓度为 c mol L 的 Na2SO4溶液 则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为 2 高铁酸钾 K2FeO4 是一种集氧化 吸附 絮凝于一体的新型多功能水处理剂 其生产工艺如下 已知 2KOH Cl2 KCl KClO H2O 条件 温度较低 6KOH 3Cl2 5KCl KClO3 3H2O 条件 温度较高 2Fe NO3 3 3KClO 10KOH 2K2FeO4 6KNO3 3KCl 5H2O 回答下列问题 1 该生产工艺应在 填 温度较高 或 温度较低 情况下进行 2 写出工业上制取 Cl2的化学方程式 3 K2 FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是 4 配制 KOH 溶液时 是在每 100 mL 水中溶解 61 6 g KOH 固体 该溶液的密度 为 1 47 g mL 它的物质的量浓度为 5 在 反应液 I 中加 KOH 固体的目的是 A 与 反应液 I 中过量的 Cl2继续反应 生成更多的 KClO B KOH 固体溶解时会放出较多的热量 有利于提高反应速率 C 为下一步反应提供反应物 D 使副产物 KClO3转化为 KClO 试卷第 2 页 总 5 页 6 从 反应液 II 中分离出 K2FeO4后 会有副产品 写化学式 7 该工艺每得到 1 98 kg K2FeO4 理论上消耗 Cl2的物质的量为 mol 3 二氧化氯 ClO2 可用于自来水消毒 以粗盐为原料生产 ClO2的工艺主要包括 粗盐精制 电解微酸性 NaCl 溶液 ClO2的制取 工艺流程如下图 1 粗食盐水中含有 Ca2 Mg2 SO 等杂质 除杂操作时 往粗盐水中先加入过 量的试剂 X X 是 填化学式 至沉淀不再产生后 再加入过量的 Na2CO3 和 NaOH 充分反应后将沉淀一并滤去 经检测发现滤液中仍含有一定量的 SO 其 原因是 已知 Ksp BaSO4 1 1 10 10 Ksp BaCO3 5 1 10 9 2 上述过程中 将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成 ClO2 电解时生成的气体 B 是 反应 的化学方程式为 3 ClO2很不稳定 需随用随制 产物用水吸收得到 ClO2溶液 为测定所得溶液中 ClO2的含量 进行了以下实验 步骤 1 准确量取 ClO2溶液 10 00 mL 稀释成 100 mL 试样 步骤 2 量取 V1mL 试样加入到锥形瓶中 调节试样的 pH 2 0 加入足量的 KI 晶体 摇匀 在暗处静置 30 分钟 已知 ClO2 I H I2 Cl H2O 未配平 步骤 3 以淀粉溶液作指示剂 用 c mol L 1Na2S2O3溶液滴定至终点 消耗 Na2S2O3 溶液 V2 mL 已知 I2 2S2O32 2I S4O62 准确量取 10 00 mL ClO2 滴定过程中 至少须平行测定两次的原因是 根据上述步骤可计算出原 ClO2溶液的物质的量浓度为 mol L 1 用含 字母的代数式表示 4 铬是一种银白色的金属 化学性质稳定 用途广泛 工业上以铬铁矿 主要成分是 Fe CrO2 2 为原料冶炼铬及获得强氧化性 Na2Cr2O7 其工艺流程如下图所示 1 Na2Cr2O7 中铬元素的化合价为 已知 Cr OH 3 为两性氢氧化物 写 出其电离方程式 2 写出利用铝热反应制取铬的化学方程式 试剂 c 通常还可以是 至少写两种 3 酸化过程中 不选用盐酸的原因是 试卷第 3 页 总 5 页 4 固体 a 的主要成分是 Na2SO4 10H2O 根据图分析 操作 a 为 过 滤 5 将废旧锌锰电池处理得到含锰混合物 既能减少它对环境的污染 又能实现废电池 的资源化利用 回收二氯化锰 将废旧锌锰电池处理 得到含锰混合物 向该混合物加入浓盐酸 并加热 1 写出 MnO OH 与浓盐酸反应的化学方程式 锰回收新方法 向含锰混合物加入一定量的稀硫酸 稀草酸 并不断搅拌至无气 泡为止 其主要反应为 2MnOOH MnO2 2H2C2O4 3H2SO4 3MnSO4 4CO2 6H2O 2 与使用浓盐酸回收锰相比 新方法的优点是 答 1 点即 可 3 欲以 MnSO4溶液为原料制备 MnCO3 选用的加料方式 填字 母 原因是 已知 Ksp MnCO3 2 3 10 11 Ksp Mn OH 2 2 1 10 13 a 将 MnSO4溶液与 Na2CO3溶液同时加入到反应容器中 b 将 MnSO4溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3溶液的反应容器中 c 将 Na2CO3溶液缓慢加入到盛有 MnSO4溶液的反应容器中 d 以上三种方式都无法得到 MnCO3 现以含锰混合物为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如图 l 所示 请回答下列问题 4 MnxZn1 xFe2O4中铁元素化合价为 3 则锰元素的化合价为 5 活性铁粉除汞时 铁粉的作用是 填 氧化剂 或 还原剂 6 酸浸时 MnO2与 H2SO4 H2O2反应的离子方程式为 7 除汞是以氮气为载气吹入滤液中 带出汞蒸气经 KMnO4溶液进行吸收而实现的 在恒温下不同 pH 时 KMnO4溶液对 Hg 的单位时间去除率及主要产物如图 2 所示 写出 pH 10 时 KMnO4溶液吸收汞蒸气的离子方程式 在强酸性环境中汞的单位时间去除率高 其原因除氢离子浓度增大使 KMnO4溶液的 氧化性增强外 还可能是 6 2Zn OH 2 ZnCO3是制备活性 ZnO 的中间体 以锌焙砂 主要成分为 ZnO 含少 量 Cu2 Mn2 等离子 为原料制备 2Zn OH 2 ZnCO3的工艺流程如下 试卷第 4 页 总 5 页 请回答下列问题 1 当 NH4 2SO4 NH3 H2O 的混合溶液中存在 c NH4 2c SO42 时 溶液呈 填 酸 碱 或 中 性 2 浸取 时为了提高锌的浸出率 可采取的措施是 任写一种 3 浸取 时加入的 NH3 H2O 过量 生成 MnO2的离子方程式为 4 适量 S2 能将 Cu2 等离子转化为硫化物沉淀而除去 若选择 ZnS 进行除杂 是 否可行 用计算说明原因 已知 Ksp ZnS 1 6 10 24 Ksp CuS 1 3 10 36 5 沉锌 的离子方程式为 6 过滤 3 所得滤液可循环使用 其主要成分的化学式是 7 锡及其化合物在生产 生活中有着重要的用途 已知 Sn 的熔点为 231 Sn2 易水解 易被氧化 SnCl4极易水解 熔点为 33 沸点为 114 请按要求回答 下列相关问题 1 用于镀锡工业的硫酸亚锡 SnSO4 的制备路线如下 步骤 加入 Sn 粉的作用 及调节溶液 pH 步骤 用到的玻璃仪器有烧杯 步骤 生成 SnO 的离子方程式 步骤 中检验 SnO 是否洗涤干净的操作是 证明已洗 净 步骤 操作依次为 过滤 洗涤 低温干燥 2 某化学兴趣小组对用于微电子器件生产的锡粉进行了纯度测定 取 1 19 g 试样溶 于稀硫酸中 杂质不参与反应 使 Sn 完全转化为 Sn2 加入过量的 Fe2 SO4 3 用 0 1 000 mol L K2Cr2O7溶液滴定 产物中 Cr 呈 3 价 消耗 20 00 mL 写出步骤 加入 Fe2 SO4 3发生反应的离子方程式 此锡粉样品中锡的质量分数为 8 硼酸 H3BO3 大量应用于玻璃制造业 以硼镁矿 2MgO B2O3 H2O SiO2及少量 Fe3O4 CaCO3 Al2O3 为原料生产硼酸的工艺流程如下 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 H3BO3在 20 40 60 100 时的溶解度依次为 试卷第 5 页 总 5 页 5 0g 8 7g 14 8g 40 2g 1 为了提高硼镁矿粉的浸出率 可采取的措施有 至少答两条 2 浸出液 显酸性 含 H3BO3和 Mg2 和 SO42 还含有 Fe2 Fe3 Ca2 Al3 等杂 质 除杂 时向浸出液中依次加入适量 H2O2和 MgO H2O2的作用是 用离子方程式表示 MgO 除去的杂质离子是 3 已知 H3BO3与过量的 NaOH 反应生成 Na B OH 4 试写出 H3BO3在溶液中的电离 方程式 4 浸取 后 采用 热过滤 的目的是 母液中的主要溶质有 5 母液 可用于回收硫酸镁 已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图 且溶液 的沸点随压强增大而升高 为了从 母液 中充分回收 MgSO4 H2O 应采取的 措施是将 母液 蒸发浓缩 6 测定所得产品的纯度 取 ag 硼酸 小心加热使其分解脱去水分 杂质受热不分解 得残留固体 bg 则产品的纯度为 答案第 1 页 总 2 页 高三化学专题高三化学专题 化工流程练习题化工流程练习题 参考答案参考答案 1 1 2 Fe OH 3 3 Zn 或锌 4 取最后一次洗涤液少 许于试管 滴加几滴 BaCl2溶液 若出现浑浊则未洗净 反之则已洗净 Na2SO4 CH4 Na2S 2H2O CO2 蒸发浓缩 降温结晶 过滤 5 65 cV b d g 2 1 温度较低 2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 3 K2FeO4具有强氧化性 可杀菌消毒 还原产物 Fe 元素为 3 价 在水中形成 Fe OH 3胶体 可吸附水中悬浮物形成沉淀 4 10mol L 5 AC 6 KNO3 KCl 7 15 3 BaCl2 BaSO4 和 BaCO3的 Ksp 相差不大 当溶液中存在大量的 CO 离子时 BaSO4 s 会部分转化为 BaCO3 s H2 2NaClO3 4HCl 2ClO2 2NaCl 2H2O Cl2 酸式滴定管 减少实验误差 CV2 2V1 4 1 6 H CrO2 H2O Cr OH 3 Cr3 3OH 2 2Al Cr2O3Al2O3 2Cr CO C H2 任写两种都可 3 盐酸中的 Cl 会被氧化 产生 Cl2 4 蒸发浓缩 降温结晶 5 1 2MnO OH 6HCl 2MnCl2 Cl2 4H2O 2 反应过程无有毒有害物质生成 不造成二次污染 废物资源化等 3 c 1 分 避免生成 Mn OH 2 4 2 5 还原剂 6 MnO2 H2O2 2H Mn2 O2 2H2O 7 3Hg 2MnO4 4H2O 3Hg2 2MnO2 8OH Mn2 作了催化剂 6 答案 1 中 2 搅拌 适当加热 3 Mn2 H2O2 2NH3 H2O MnO2 2NH 2H2O 4 可行 ZnS Cu2 CuS Zn2 K 1 2 1012 1 105 Ksp ZnS Ksp CuS 5 3Zn2 6HCO 2Zn OH 2 ZnCO3 5CO2 H2O 6 NH4 2SO4 7 1 防止 Sn2 被氧化为 Sn4 漏斗 玻璃棒 Sn2 2HCO3 SnO 2CO2 H2O