2013工艺流程题2013.4.5

1、32.2013 汕头一模（16 分）锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石（ZrSiOq）,含AI2O3、SiO?、Fe?。？等杂质，生产锆流程之一如下： 试回答下列问题：（1） 写出上述流程中高温气化的反应方程式（碳转化成CO）： ；（2） 写出ZrOCI 2?8H2O在900C 生成ZrO2的反应方程式 ;（3） 关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是 （单选）；A. 二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料B. 1纳米=10-10米C. 锆合金的硬度比纯锆要高D. 日本福岛核电站的爆

2、炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起（4） 一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇 （丫203）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。在熔融电解质中，O2向（填正负）极移动。电池正极电极反应为：，负极电极反应为： 。32. （16 分）（1）（2）高温4C + 4CI2+ ZrSiO 4 = ZrCI 4 + SiCI 4 + 4CO -小900CZrOCI 2?8巴0=:（3分）（3分）（3）（2分）2（2 分），O2+4e- = 2O -（3 分），C4H10 - 26e +13O2 =4CO2 +5H2O （3 分）（2013肇

3、庆一模）（16分）铜是一种重要的金属元素，位于元素周期表第IB族，+1价的铜与氯离子结合的生成的 CuCI是一种难溶物质，但它可与过量的C形成可溶于水的络离子CuCb。含铜最丰富 的天然资源是黄铜矿（CuFeS）。（1）目前有一种湿法冶炼技术，以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和可用于橡胶硫化的硫单质， 原料的综合利用率较高。其主要流程如下： 请完成反应I中 FeC3与CuFe反应的化学方程式：空气Na2CO3空气CuFeS + eC3 = I+4 写 出 反» CuFeS FeCI 3式： 是一已知Cu+在反应 质有。（2）传统工艺从黄铜矿冶炼粗铜的技术，是将精选后的富铜矿砂与空

4、气在高温下煅烧，与上面湿法冶炼技术方法比较，新方法的优点是 （4）32.旳过滤中 发， FeCQ 应铁红的离子方程反反应I是FeCQnSci溶空气中 煅烧其化学0方程式S（s）所得溶液一液AA中含有的溶使其转变为铜。 032 . （ 16 分）（1）（共 12 分） 3 CuCI FeC2 （3 分） CI- + CuCI = CuQ-（2 分）高温 4FeCQ + O2 = 4CO + 2FqO3（3 分） CuC2、NaCI （4 分）（2） （共4分）不会产生SQ污染大气（2分），不用煅烧黄铜矿从而节约热能或可得副产品铁红和硫，合理答案都行。2分32. （2013江门一模）（17分）化工

5、原料红矶钠（重铬酸钠：Na2Crs07-2H20）主要是以铬铁矿（主要成份为FeO-Ci2O3，还含有AI2O3, Si02等杂质）为主要原料生产，其主要工艺流程如下：步骤中主要反应的化学方程式为：4Fe0 C2O3+ 8Na2C03+ 702=8Na2Cr04+ 2Fe2O3+ 8CO2（1）中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是（2）杂质A1 203, SiO2在中转化的化学反应方程式为杵社电悵（3） 用化学平衡移动原理说明中煮沸的作用是 （用离 子方程式结合文字说明），若调节pH过低产生的影响是|1!'1|.-二 回答下酸问题E、（1）酸浸、过滤后滤合成I过滤建烧铵F

6、（CO生成度40 煅烧操作所需仪器除了溶20(2)喷灯、一 硫酸铵式兰二氯化钾 脚架架、玻璃棒外，还有 二硫酸钾产品H （无氯钾肥）；实验室进行（3） 产品n的化学式仍 _11丨1 1_,为了获得产品H,向 （NH） 2SQ溶液中加入 KCI溶液后，还 需要进行的操作是：020406080100温度心（4）检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是：取少量产品n于试管中配成溶液，（4）中酸化是使 Cr04（5）工业上还可用电解法制备重铬酸钠，其装置示意图如右：阴极发生的电极反应式为：阳极发生的电极反应式为：32 . （ 17 分） 增大反应物的接触面积（1分），加快反应速率（1分）it -曰

7、 Al2O3+Na2CQ ° 2NaAIO2+CQ f（2 分）SiQ+Na2CC3 山 NazSiQ+CQ f（2 分）一转化为C207 水解吸热，煮沸促进 A I O2 7 + 2 H 2O Al （O H） 3+O . （1 分），SiQ2：+H2O =HSiQ7 +OH7 （1分）水解平衡向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀（1分）。（合理即给 ' ' 分）H+将水解生成的氢氧化铝沉淀溶解（1分），杂质A产难与Na2CrO4分离（1分）。（合理即给分）2 +2 2CrO4 + 2HCr2O7 + H2O（2 分，写=不扣分） 阴极：4H2O+ 4e = 4OH：+

8、 2H?f 或 2H2O + 2e = 2OH：+ H?f或 4 H+ 4e 2H2f 或 2 H+ + 2e H2 f （2 分） 阳极：2H2O 4e。2匸 + 4H+ 或 4OH -4eO2 f +2H2O （2 分）一，写出该反应的离子方程式32 . （16 分）（1） Fe2+ （2 分）（2）4FeCQ+O2墾L2Fe2O3+4CC2（2 分）；坩埚、坩埚钳（2 分）（3）K2SO4 （2分）蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥（4分）（4） 滴加过量ba （ NO3 ） . 2溶液（1分），过滤后（或静置后向上层清夜）.（1分），向滤液滴加 AgNO3 溶液。（2分）32 . （201

9、3湛江一模）（16分）纳米氧化镁具有特殊的热、光、电、力学和化学等性能，有广泛的应用前景。下图是利用海水制盐的副产品制备纳米氧化镁的流程图。（1）操作I包括蒸发结晶、。（2）操作I后得到的母液中镁离子浓度为1.8 x 10-3 mol L-1，要使镁离子产生沉淀，溶液的pH最低应为。（已知：KspMg（OHM= 1.8 x 10-11）（3）反应I中CO（NH2与H0反应生成CQ和NHH20,还发生另一主要化学反应的离子方程式为。（4）某科研小组研究反应I在378K398K时的反应时问、反应物的物质的量配比等因素对制备纳米氧化镁产率的影响。请完成以下实验设计表：（5）下图为反应的温度对纳米Mg

10、O产率的影响。请归纳出温度对纳米 MgO产率的影响规律。32 . （16 分）（1）过滤（2分）（写趁热过滤1分）（2）10（3 分）（3）Mg2+2NH HkQ=Mg（OH）； + 2NH： （3 分）4: 1 （2分）（II）温度对产率的影响（2分）（III） （1分）（5）其他条件相同时，在378K398K纳米MgO的产率随温度升高而升高，之后纳米MgC的产率随温度升高而降低。（或其他条件相同时，纳米 MgO勺产率随温度的升高先升高后降低)(3分)33. (2013华附、省实、广雅、深中四校联考)(16分)铝广泛应用于化学工业和日常 生活中。工业上由铝土矿(Al2O3?3H2O的含量约为

11、85%,其余主要为SiC2、Fe2O3等)冶炼金属铝 的流程如下。已知拜耳法生产Al2O3?3H2O的基本原理为：溶岀Al2O3?3H2O+2NaOH (aq)结晶2NaAIO2 ( aq) +4出0, AbOsWHzO 也可表示为 2 Al(OH)3(1) 操作I的名称为 ，赤泥中除含有铝硅酸盐外，还含有的主要物质有 (2) 为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为 (任写三点)(3) 用化学平衡理论解释稀释溶液I有利于Al2O3?3H2O结晶的原因(4) 为了析出a|2O3?3H2O,也可向溶液I中通入过量CO?气体，与出生成 Al2O3?3H2O的离子方程式：(5) 为了回收赤泥附着液

12、带走的有用成分，工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液I的稀释剂，请指出流程图中另一处类似的做法 33. (1)过滤FezO3(共4分，各2分)(2) 将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大NaOH的浓度(任答三点即得满分)(3分)(3) 稀释降低了 NaOH的浓度，有利于NaAIO2或NaAI(OH)4的水解，使平衡向结晶方向移动(或向左 移动)(3分)(4) CQ (过量)+ AIO2-+2H2O = Al ( OH) 3J +HCQ-或2CO2 (过量)+ 2AIO2+4H2O = A2O3?3H2O J +2HCQ-(3 分)写下列反应也得分：CQ (过量)+AI(OH) 4-= Al ( OH)

13、 3 J +HCQ-或2CQ(过量)+2AI(OH) 4-= AI2O3?3H2OJ +2HCO3-(3 分)(5) 将溶液III循环使用溶解铝土矿(3分)32. ( 2013 年深圳一模)(16 分)水钴矿中除 SQ 夕卜，还有 9.24% CoO 2.78% FQO3、0.96% MgO、0.084 % CaQ 从中提取钴的主要工艺流程如下：Na2CQ溶液NaF溶液呀化如镁所示。滤1 滤渣C。考虑生产成本和效率，最(1) 在一定浓度的 H稀OW中 ，钻的浸出率随时间入旳浸出液除铁佳的钴矿刪间财匕|浸出时过最佳的浸出温度为U矿渣申作X -沉淀 溶液Na 2F&(So)4(OH)12

14、J+丨 n2 2sd+ I cO 草酸铵溶液(2) 请配平下列除铁的化学方程式：CoC2O4 4H2OIFe2(SO4)3+ _H_ 2O+ _Na 2CO=(3) "除钙、镁”的原理反应为：MgSQ + 2NaF= MgF2 J + Na2SQ ； CaSQ+ 2NaF= CaR J + NazSQ已知Ksp( CaE)= 1.11 X 1O0, Ksp ( MgF2)= 7.40 X 1O1,加入过量NaF溶液反应完全后过滤，则滤液中 c(Ca2 ) c(Mg )CJ 各广Iri LiCoO1；固休电解质Li*还原为Li,应为LiCoQ（4）“沉淀”中含杂质离子主要有SC42-、F-、和；“操作X”包括（5）某锂离子电池正极是 LiCoC2，含Li+导电固体为电解质。充电时，并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6（ G）中（如图所示）。电池反+ C6C0C2 + LiC6，写出该电池放电时的正极反应式。32、（ 16 分）（1）12 （2 分），90 （2 分）（2）3 ,目,6, 1, 5 , 6 （2 分）3Fe2（SC4）3+ 6H2O+ 6Na2CC3= Na2Fe6 （SC4）4（OH）12 J + 5Na2SC4+ 6CC2 f（3）