化学与技术(二)

1、化学与技术专题（二）一、 生产篇1.二氧化氯(ClO2)被称作第四代杀菌消毒剂。工业上用NaCl 还原NaClO3生产ClO2的工艺流程如图所示：     (1)反应器中发生的化学反应方程式为_  ，反应器中生成的ClO2和Cl2 由通入空气驱出进入ClO2吸收塔，产生的混合液进入汽提塔，汽提塔排出废液中溶质的成分主要是_   （填化学式）。   (2)生产中将NaClO3和NaCl按物质的量之比1：1.05的混   合水溶液加入反应器。NaCl

2、稍过量的目的是_  (3)制取ClO2可用阳离子交换膜分隔的电解池电解NaClO2溶液，在阳极室加入的物质是_，在阴极室产生的物质是_，电解的离子方程式可表示为_ 2.MnO2和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿(主要成分MnO2)和闪锌矿(主要成分ZnS)联合生产MnO2和Zn的工艺流程如下图所示：（1）操作I用到硅酸盐材质的仪器有烧杯、玻璃棒和_ _(填仪器名称)。（2）稀硫酸浸泡时反应的离子方程式为_该反应中若析出19.2g单质A，共转移_mo1电子。浸泡时反应速率较慢，下列措施不能提高浸泡时反应速率的是_(填代号)。a将矿石粉碎  

3、60;b提高浸泡温度c适当增大硫酸浓度d改变软锰矿与闪锌矿的比例（3）由硫酸锰溶液可得到固体碳酸锰，然后在空气中煅烧碳酸锰制备MnO2。已知：写出碳酸锰在空气中煅烧生成MnO2的热化学方程式_（4）锌可以由电解硫酸锌溶液获得高纯锌，则电解的总反应式为_（5）用惰性电极电解硫酸酸化的硫酸锰溶液制备MnO2的装置如下图所示：a应与直流电源的_(填“正”或“负”)极相连。阳极的电极反应式为_电解过程中氢离子的作用是_和_；若转移的电子数为6.02×1023个，左室溶液中n(H+)的变化量为_3硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末

4、的流程如下：已知：（）PbCl2（s）+2Cl(aq)PbCl4-(aq) H0（）Ksp(PbSO4)=1.08×10-8, Ksp(PbCl2)=1.6×10-5（）Fe3、Pb2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04（1）步骤中生成PbCl2和S的离子方程式                       

5、0;      _ ，加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.51.0，原因是                                     _（2

6、）用化学平衡移动的原理解释步骤中使用冰水浴的原因                       _（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式                  &

7、#160;        _（4）请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因                         _，滤液3是          &

8、#160;    。（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的  PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为                      _4.新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制

9、备方法如下：方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁(CH3COO)2Fe、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下： 请回答下列问题： (1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_。(2)在方法

10、一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有_、_、_(填化学式)生成。(3)在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为_(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_(5)已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为_ 5.工业上以锂辉石（Li2O·A12O3·4SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：已知：Li2O·Al2O3·4SiO2 +H2SO4（浓）Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O某些物质的溶解度（S）如下表所示。T/2040

11、6080S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85S(Li2SO4)/g34.232.831.930.7（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。则步骤中最佳反应的离子方程式是_（2）已知滤液1中的主要离子为Li+、Mg2、Ca2+、SO42，滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述，并写离子方程式）_（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是    _（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO

12、3的部分工艺如下。a将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。b电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。 a中，阴极的电极反应式是_b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是_6.锆（Zr)主要用于核反应堆燃料棒的包层，这是因为含有1.5%Sn的锆合金具有在辐射下稳定的抗腐蚀性和机械性。以斜锆石(ZrO2)生产金属锆的生产过程示意图如下(1) 写出斜锆石转化为四氯化锆的化学反应方程式：_(2) 已知：    则 _ 该反应在Ar气氛中进行的理由是

13、_(3) ZrCl4是白色固体，在潮湿的空气中“冒烟”。这是因为ZrCl4易发生_反应，生成了 _。 (4) 2011年3月发生的日本福岛核电站爆炸，其原因是锆在高温下与水蒸气反应产生大量氢气，同时伴随着放热，最后氢气与空气混合发生爆炸。所发生的置换反应的化学方程式是_(5) 种新型燃料电池，一极通入空气,另一极通入甲烷；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3)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。电池正极的电极反应式为_负极的电极反应式为_7.氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3，它是提取铈族稀

14、土元素的重要矿物原料。氟碳铈矿的冶炼处理工艺已经发展到十数种，其中一种提取铈的工艺流程如下已知：焙烧后烧渣中含+4价的铈及+3价的其它稀土氟氧化物；酸浸I的浸出液中含少量的+3价的铈请回答下列问题（1）焙烧前将矿石粉碎成细颗粒的目的是_（2）酸浸II后，四价铈转化为三价，为了避免三价铈以四氟硼酸盐形式损失，用可溶性钾盐将四氟硼酸根沉淀除去，该反应的离子方程式为_ （3）在生产过程中,酸浸I 中会产生大量黄绿色气体,污染环境、腐蚀设备,写出产生黄绿色气体的离子方程式:_提出一种解决的方案:_（4）实验室中进行操作I所用玻璃仪器名称:_;在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是为了调节溶液p

15、H值获得Ce(OH)3，测定该溶液pH值的操作是_（5）写出氧化步骤的化学方程式:_, 其中还原产物是_. 二、回收利用篇8.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 CKI溶液 DH2（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，阳极发生的电极反应可表示为_(NH4)2S2O8在酸性条件下

16、水解生成过氧化氢且另外的生成物可以循环利用，写出该化学方程式_9.从废钯催化剂（该催化剂的载体为活性炭，杂质元素有铁、镁、铝、硅、铜等）中提取海棉钯（含Pd> 99.9%）的部分工艺流程如下： 将最后所得到的滤液，经过一定的操作后可得到海棉钯。(1)废钯催化剂经烘干后，再在800的高温下焙烧，焙烧过程中需通入足量空气的原因是_；焙烧时钯转化为氧化钯(PdO)，则甲酸还原氧化钯的化学方程式为_(2)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图(a)所示，则王水溶解钯精渣的适宜条件为_、_、_。 (3)王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1

17、:3混合而成的，王水溶解钯精渣的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成，并得到滤渣。气体B的分子式：_；滤渣的主要成分是_。经测定，化合物A由3种元素组成，有关元素的质量分 数为Pd：42.4%，H：0.8%，则A的化学式为_10.CoCl26H2O是一种饲料营养强化剂以含钴（Co）废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl26H2O的一种新工艺，流程如图：已知：钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl=CoCl2+H2CoCl26H2o熔点86，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110120时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物F

18、e（OH）3Fe（OH）2Co（OH）2Al（OH）3开始沉淀2.37.57.63.4完全沉淀4.09.79.25.2回答下列问题：（1）在上述工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为_（2）加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是_（3）操作I包含3个基本实验操作，它们是_和过滤（4）制得的CoCl26H2O需减压烘干的原因是_（5）为测定产品中CoCl26H2O的含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量通过计算发现产品中CoCl26H2O的质量分数大于100%，其原因可能是_（6）在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl26H2O，采用的方法是_11.工业上可以从电解铜的阳极泥中提取很多重要物质，其工