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文档简介

1、高考化学工艺流程题1.(2017广西南宁二模)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合 理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(IIl)的处理工艺流程如下:4.8 mol L"1H20硫酸H2O2NaOH 溶液含铭污 跆科.I泄讷T> i 泥预处.器T过滤I产U氧化T调pH=8f过滤n on- 1I 'I其中硫酸浸取液中的金属离子主要是CP+,其次是Fd+、AF+、Ca2+和Mg2+。(1)实验室用18.4 mol-L-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol L”的硫酸,需量取浓硫酸 mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需 o酸浸时,为了提

2、高浸取率可采取的措施有 o (答出两点)H2O2的作用是将滤液I中的CP+转化为CnO写出此反应的离子方程 式:。(4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:阳离子Fe3+Mg2+aF+Cr3+开始沉淀时的pH2.7沉淀完全时的pH3.711.15.4(>8 溶解)9(>9溶解)加入NaOH溶液使溶液呈碱性CnOm.转化为Ci<o滤液H中阳离子主要有;但 溶液的pH不能超过8,其理由是(5)钠离子交换树脂的反应原理为M"+NaR-MR“+Na+,利用钠离子交换树脂除去滤 液II中的金属阳离子是 o写出上述流程中用SOz进行还原时发生反应的化学方程式:

3、_。2.(2017陕西西安一模)研究发现:一节电池烂在地里,能够使一平方米的土地失去利用价 值。废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量重金属上。将废旧锌锦电池回收处理, 既能减少它对环境的污染,又能实现废电池的资源化利用。(1)回收填料中的二氧化镒和氯化铁。已知:废旧干电池填料的主要成分为二氧化镒、炭9粉、氯化钱和氯化锌等,其中氯化铉、氯化锌可溶于水。回收物质的流程如图所示。溶解、操作1痂洗涤二烘阡三妁堂二氧化铉蒸发后部分结晶氯化镀晶体操作中先将电池填料研碎的目的是 O操作1和操作2的名称都是,该操作中玻璃棒的作用是 o灼烧滤渣的目的是。(2)回收二氯化镒:将废旧锌镒电池处理,得到含锌混合物,

4、向该混合物加入浓盐酸并加热。 写出 MnO(OH)与浓盐酸反应的化学方程 式:。镒回收新方法:向废旧锌镒电池内的混合物中加入一定量的稀硫酸和稀草酸(H2c2。4), 并不断搅拌至无CO2产生为止,写出MnO(OH)参与反应的化学方程 式:o与使用浓盐酸回收镜相比,新方法的优点是 (答1点即可)。废电池的锌皮可用于回收制作ZnSO4-7H2Oo过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其 方法是:常温下,加入稀硫酸和氏。2,铁溶解变为F”,加碱调节pH为4,使溶液中的Fe3+ 转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中c(Fe3+)= mobU。继续加碱调节pH为 时,锌开始沉淀(假定ZM+浓度为0.1 mo

5、ll")。部分难溶电解质的溶度积常数(Kg如下 表:化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Kp近似值1017IO-2.6x1 O-393.(2017贵州遵义二模)镁被称为“国防金属”,镁及其合金用途很广,目前世界上60%的镁从海水中提取。从海水中提取镁的流程如下: 请根据上述流程图和镁及化合物的性质回答下列问题: I 广滤液 海水(含NaCl、|混*MgSCh等)过滤l*Mg(0H)2、酸涤盐缩 洗加浓MgCl2 - 6H2OMg熔融砺无水MgCkHC1气体加热脱水用贝壳煨烧生石灰的化学方程式为 O氢氧化镁溶于盐酸的离子方程式为,(3)简述由MgC12-6H2O制无水MgC

6、b,加热时通HCI气体的主要原因是(4)Mg(OH)2煨烧可得熔点很高的MgO,MgO的电子式为 o(5)MgCb和AlCb的熔点均较低,而MgO和ALO3的熔点都很高。为什么冶炼金属镁是 电解MgCL,而冶炼金属铝则电解A12O3?o某MgCb溶液的浓度为0.01 mol L,在该溶液中滴加NaOH溶液至pH=10,此时溶液 中的Mg2+是否沉淀完全?(填“是”或“否”),此时c(Mg2+)=0 已 知:Mg(OH)2 的 Ksp=1.8xl0 "4.(2017湖南邵阳二模)三盐(3PbOTbSO4HO)可用作聚氯乙烯的热稳定剂,200 以上 开始失去结晶水,不溶于水及有机溶剂。以

7、200t铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSCU等) 为原料制备三盐的工艺流程如图所示。三盐1 干燥a滤、洗涤NMX)3溶液硝酸NO 硫酸NaOH溶液 一铅 1tlI翦滤 2H苔现 厂滤液2(5060©滤液3滤液1已知:PbSO4和PbCO3的溶解度和溶度积Ksp如下表。化合物PbSCUPbCO3溶解度/g1.03X1041.81X107Ksp1.82x10,1.46X1013步骤转化的目的是滤液1中的溶质为Na2co3和(填化学式)。步骤酸溶时,为提高酸溶速率,可采取的措施是 (任写一条)。其中铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式 为>滤液2中可循环利用的溶质的

8、化学式为 o若步骤沉铅后的滤液中c(Pb2+)=1.82xlO-5 mol L )则此时 c(SO; )= mol-Lo(4)步骤洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤完全的方法是 o(5)步骤合成三盐的化学方程式为,若得到纯净 干燥的三盐99.0 t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数 为。5.(2017广东茂名一模)硼氢化钠(NaBHQ具有优良的还原性,在有机化学和无机化学领域 有着广泛的应用。利用硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量AI2O3、SiCh、FeCh等)制取 NaBH4的流程如图1:NaOHCaOMgH2础II I硼 1 11精f 溶解一操作除硅、铝,操作2

9、 f反应1+N8BH4矿 I !滤渣 Na2O 3CaO A12O3 * nSiOj图1已知:偏硼酸钠(NaBCh)易溶于水,不溶于醇,在碱性条件下稳定存在。回答下列问题:写出加快硼精矿溶解速率的措施(写一种)。操作为,滤渣主要成分为 o除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCh的原因有:能将硅、铝以沉淀除去; 。(4)氢化镁(MgHz)中H元素的化合价为;MgH2与NaBO2在一定条件下发生 反应1,其化学方程式为。(5)如图2在碱性条件下,在阴极上电解NaBCh也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应 式 o(6)硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,从而变 废为宝

10、,写出该反应的离子方程式:o 6.(2017福建福州一中四模)下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是 O脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比 为,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是(填选项)。A.CbB.H2O2C.KMnO4D.O3流程中Fe(OH)3和K2c03可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有 o(4)合成氨反应的原料气中V(N2) : V(H2)=1 : 3o平衡混合物中氨的含量与温度、压强的 关系如下图所示:氨的物质的盘的百分助平衡混合物中氮的含量与温度、

11、压强的关系则A、B、。三点对应的化学平衡常数Ka、Kb、Kc的关系是(用 或“="表示那点H2的平衡转化率为 o工艺流程题参考答案1 .答案 65 250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)升高温度(加热)、搅拌(答案合理即可)(3)2Cr3+3H2O2+H2O=Cr20Z+8H+(4)Na Ca2 Mg2+ pH超过8会使部分A1(OH)3溶解生成A1CC最终影响Cr(川) .回收与再利用(5)Ca2+. Mg2+(6)3SO2+2Na2CrO4+l 2H2O2CrOH(H2O)5SO"+Na2so4+2NaOH解析 设需要浓硫酸的体积为V mL,则18.4 mol-L'

12、;xV mL=250 mLx4.8 解得 365。(2)为了提高酸浸的浸出率,可以延长浸取时间、加快溶解速率等。(3)出。2具有强 氧化性,能氧化C产为CnO;0(4)硫酸浸取液中的金属离子主要是(2口,其次是反3+、"3+、 Ca2+和Mg?:加入过氧化氢氧化等离子为CnO;,加入NaOH溶液使溶液呈碱性。2O;转 化为CrO;-o溶液pH=8,Fe3 AF+沉淀完全,滤液H中阳离子主要是Na+、CP和Mg2+; 超过pH=8,氢氧化铝是两性氢氧化物会溶解于强碱溶液中,影响络离子的回收利用。(5) 钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子。(6)二氧化硫具有还原性,被NazCrCU

13、氧 化为S0;Na2CrO4被还原为CrOH(H2O)5SC>4,依据原子守恒写出反应的化学方程 式:3SO2+2Na2CrO4+12H2。一2CrOH(H2O)5SO4+Na2so4+2NaOH。2 .答案增大接触面积,加快反应速率过滤引流除去炭粉(2) 2MnO(OH)+6HCl(浓)22MnC12+CLT+4H92MnO(OH)+H2c2O4+2H2sO4-2MnSO4+2CO2T+4H2O 工艺流程简单;生成 CO2 和 H2O不影响MnSO4纯度;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 (答1点即可)(3)2.6x10-9 6解析(1)废旧干电池填料的主要成分

14、为二氧化镒、炭粉、氯化铁和氯化锌等,其中氯化核、 氯化锌可溶于水。炭粉和二氧化镒不溶于水。将电池填料溶解、过滤,滤渣1为炭粉和 二氧化镒的混合物,经洗涤、烘干、灼烧,炭粉与氧气反应生成二氧化碳,剩余的固体为二 氧化镒;滤液1为氯化铁和氯化锌的混合液,蒸发结晶、过滤得氯化核晶体。操作中先 将电池填料研碎的目的是增大接触面积,加快反应速率。操作1和操作2为分离固体 和液体混合物的操作,名称是过滤,玻璃棒的作用是引流。灼烧滤渣1的目的是除去炭 粉。(2)MnO(OH)与浓盐酸反应生成氯化镒、氯气和水,利用化合价升降法配平,该反应 的化学方程式为2MnO(OH)+6HCl(浓)22MnC12+CbT+

15、4H20。MnO(OH)与稀硫酸和 稀草酸(H2c2。4)反应生成硫酸镒、二氧化碳和水,利用化合价升降法配平,该反应的化学 方程式为 2MnO(OH)+H2c2O4+2H2sCh=2M11SO4+2CO2T+4H20。与使用浓盐酸回收镒 相比,新方法的优点是工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSCU纯度;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)常温下,溶液的pH为 4,c(OH)=lxl010 mol-LX Ksp=c(Fe3+>c3(OH-)=2.6xlO-39,此时溶液中 c(Fe3+)=2.6xlO-9 mol L-1 o Ksp=c(Zn2+).c

16、2(OH-)=10/7,若 Zi?+ 浓度为 0.1 mol-L1,则 c(OH )=10-8 mol L" ,c(H+)= 10-6 molL",pH=6。3 .答案(l)CaCC>3吸aO+CO2T(2)Mg(OH)2+2H+-Mg2+2H2O(3)抑制MgCb水解(4)Mg2+:O.2-(5)MgO和MgCb均为离子化合物,熔融时均能电解制镁,但MgO熔点很高,电解时能 耗高,所以工业上是电解熔融MgCL冶炼镁,而AlCh是共价化合物,液态时难导电,所以工 业上是电解熔融ALO3冶炼铝否 1.8xlO 3 mol-L1解析 贝壳的主要成分是CaCCh施烧CaCO

17、3生成CaO和CO2o (2)氢氧化镁属于碱, 与盐酸发生复分解反应。(3)在HQ气体氛围中,可以防止Mg2+水解。(4)MgO是离子化 合物,其电子式为Mg2To,产。(5)MgO和MgCb均为离子化合物,熔融时均能电解制镁, 但MgO熔点很高,电解时能耗高,所以工业上是电解熔融MgCb冶炼镁,而A1CL是共价 化合物,液态时难导电,所以工业上是电解熔融A12O3冶炼铝。(6)溶液中 c(OH )二 =上亡 mol L-l.OxlO-4 molL/,此时的 c(Mg2+)= = 1 :7: , 10- m io-i0* 此(10-+)-mol L l.SxlO-30x10-5 molL,因此

18、 Mg?+没有完全沉淀。4 .答案 将PbSO4转化为PbCCh,提高铅的利用率 Na2sCM(2)适当升温(或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等其他合理答案)3Pb+8H+2N0: 3Pb2+2NOT+4H20(3)HNO3 l.OOxlO3(4)取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCh溶液,若不产生 白色沉淀,则表明已洗涤完全(或其他合理答案)(5)4PbSO4+6NaOHJ2zJC-3Na2SO4+3PbO-PbSO4- H2O+2H2O 51.75%解析步骤用纯碱溶液浸润铅泥,将PbSO4转化为PbCO3,提高铅的利用率,滤液1中 的溶质为过量的Na2co3和反应生成

19、的Na2so4。(2)步骤酸溶时,可以通过适当升温、 适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径来提高酸溶速率;铅与硝酸反应的离子方程式为 3Pb+8H+2NO33Pb2+2NOT+4H2。(3)滤液2中可循环利用的溶质的化学式为HNO3; 根 据 Ksp(PbSO4)= 1.82x 10-8=c(Pb2+)xc(S 0: ),c(Pb2+)=1.82xlO-5 mol-L1,则 此 时 c(S0:-)=1.00xl0-3moiLL(4)该沉淀吸附的离子是硫酸根离子,用盐酸酸化的氯化领检验, 其检验方法为取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCh溶 液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤

20、完全。(5)步骤合成三盐的化学方程式为 4PbSCU+6NaOH卫"-3Na2so4+3PbO PbSO4 H2O+2H2O,若得到纯净干燥的三盐 99.0 t, 则含有的铅元素质量为机(Pb)=99.0 tx1-xlOO%=82.8 t,则铅泥中铅元素的质量分数为 年显<100%=51.75%。5 .答案 将硼精矿粉碎、搅拌、增大NaOH浓度、升温等(答1点即可)(2)过滤 Fe(OH)3(3)提供碱性溶液抑制NaBOz水解(4)-1 价 2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO(5)BO;+6H2O+8e- -BH二 +8OH(6)4Cu2+BH: +8OH4Cu+B0; +6H2O .解析(1)将硼精矿粉碎、搅拌、增大NaOH浓度、升温等都可以加快硼精矿溶解速率。 (2)根据以上分析,操作1为过滤,滤渣主要成分为Fe(OH)3°(3)已知NaBCh易溶于水,在减 性条件下稳定存在,所以除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCh的原因有:能将硅、铝 以沉淀除去;提供碱性溶液抑制NaBO?水解。(4)根据化合价代数和为0,则氢化镁 (MgH2)+ H元素的化合价为-1价;MgH?与NaBCh在一定条件下发生反应生成NaBH4 和MgO,则化学方程式为2MgH2+NaB

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