化学流程图专题

化学流程图专题【例1】重铬酸钠(Na2Cr2O7・2H2O)俗称红矶钠，在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO・Cr2O3，还含有A12O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：中涉及的主要反应有：主反应：4FeO・CrO+8NaCO+7O8NaCrO+2FeO+8CO.TOC\o"1-5"\h\z2323224232副反应：SiO2+Na2CO3塞Na2SiO3+CO2f、Al2O3+Na2CO^=2NaAlO2+CO2?部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：沉淀物A1(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀时溶液pH4.73.711.25.6TOC\o"1-5"\h\z试回答下列问题：⑴“①”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用—。两个副反应均为吸热反应，但在高温下均能自发进行，其原因。(2)“③”中调节pH至4.7,目的是。⑶“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-，请写出该平衡转化的离子方程式：。⑷“⑦”中采用冷却结晶的方法析出红矶钠，依据。【例2】明矶石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矶石的组成和明矶相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：焙烧—浸出—过滤乎钾氮混和肥料沉淀物f溶解焙烧—浸出—过滤乎钾氮混和肥料沉淀物f溶解滤液I引过轡T水导-氢』化钠氣&铁空气过滤―氯氧化钳根据上述图示，完成下列填空：(1)明矶石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)mL,用规格为mL量筒量取。氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K+、SO42-外，还有大量的NH4+。检验NH4+的方法是。

TOC\o"1-5"\h\z写出沉淀物中所有物质的化学式。滤液I的成分是水和。为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，请完善下列步骤：①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量溶液，产生白色沉淀。②、、(依次填写实验操作名称)。③冷却、称重。若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：mol(用含有m、n的代数式表示)。【例3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：r*滤渣H阳过星FeSCX软盘矿r*滤渣H阳过星FeSCX软盘矿f过滤一了滤渣AMnS1徴f至5.4—>过滤加热L滤液至沸―>—氨水某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.o0>-0.42>2.5>7>7FeSO4在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为滤渣A的主要成分是。加入MnS的目的是除去杂质。碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为。从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质(写两种)。【例4】将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4・2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。本工艺中所用的原料除CaSO4・2H2O、KCl外，还需要等原料写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：过滤I操作所得固体中，除CaCO3外还含有(填化学式)等物质，该固体可用作生产水泥的原料。过滤I操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32d的方法是：。已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度(C)02060K2SO4溶解的量(g)7.411.118.260°C时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0°C,可析出K2SO4晶体g氯化钙结晶水合物(CaCl2・6H2O)是目前常用的无机储热材料，选择的依据a熔点较低(29C熔化)b能导电c能制冷d无毒上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：。【例5】以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜(CuSO『5H2O)。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。回答下列问题：配平在滤液(III)中发生反应化学主程式：—NOx+—H2O+—O2—JHNO3。写出制取硫酸铜的总反应方程式。在上述生产过程中，被循环使用的物质是。请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。将它们的编号填入方框。例6】工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。

空气KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的（填代号）。a.84消毒液（NaClO溶液）b.双氧水c.苯酚d.75%酒精高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的（填代号）。a.浓硝酸b.硝酸银c.氯水d.烧碱上述流程中可以循环使用的物质有、（写化学式）。若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得molKMnO4。该生产中需要纯净的co2气体。若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号）用（填操作步骤）、趁热过滤得到用（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。填性质）上的差异，采练习1.减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆主要成分是MnO2)吸收废渣高温焙烧产生的S02，制备硫酸锰的生产流程如下：废渣-高温焙烧卜SO?软锰矿浆-废渣-高温焙烧卜SO?软锰矿浆-|浸出|-浸出液-滤渣MnSO4・H2O-干燥浸出液的pHV2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、A13+、Ca2+、Pb2+等其他金属离子。

有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。离子离子半径离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7A13+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99一一已知PbO2的氧化性大于MnO2。请回答下列问题：⑴写出浸出过程中主要反应的化学方程式，氧化过程中主要反应的离子方程。⑵在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH,pH应调节至。⑶阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是(填写序号)。a.溶液的pHb金属离子的电荷c•金属离子的半径d吸附时间⑷操作a包括等过程。2.重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业生产和实验室的重要氧化剂。实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿(主要成份为FeO・Cr2O3)、纯碱、烧碱、氯酸钾等为原料先制得铬酸钠(Na2CrO4),涉及的主要反应是6FeO・Cr2O3+24NaOH+7KC1O312Na2CrO4+3Fe2O3+7KC1+12H2O，然后将铬酸钠转化为K2Cr2O7。其主要工艺如下：试回答下列问题：在反应器①中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO?，杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式：。NaFeO2能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：。操作③的目的是什么，用简要的文字和化学方程式说明：(4)操作④中，酸化时，CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式:(5)称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL2mol/LH2SO4溶液和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。TOC\o"1-5"\h\z22322346判断达到滴定终点的依据是：；若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品中的重铬酸钾的纯度为(设K2Cr2O7的摩尔质量为294g・mol-1，整个过程中其它杂质不参与反应)。3、工业上用铝土矿(含氧化铝、氧化铁)制取铝的过程如下：请回答下列问题：沉淀C的化学式为，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作。电解熔融的氧化铝时，加入冰晶石的作用是。操作I、操作II、操作III都是(填操作名称)，实验室要洗涤A1(OH)3沉淀应该在装置中进行。生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质(填化学式)。用此法制取铝的副产品是(填化学式)。写出Na2CO3溶液与CaO反应离子方程式：。若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质：(填化学式)。4.现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuC12・2H2O),为制取纯净的CuC12・2H2O，首先将其制成水溶液，然后按下图所示步骤进行提纯：已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性，要将溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀为氢氧化物，需溶液的pH分别为6.4、6.4、3.7。请回答下列问题：（1）本实验最适合的氧化剂X是A．K2Cr2O7B．NaClOC．H2O2D．KMnO4（2）物质Y不可以是A．CuOB．CuCl2C．Cu（OH）2D．CuCO3（3）除去Fe3+的有关离子方程式是（物质Y在（2）中选择合适的选项）：（4）加入氧化剂的目的是。（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2・2H2O?（填“能”或“不能”）。如不能，应如何操作？（如能，此空不填）。5．碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560°C开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：I2+KClO3+H2O--KH（IO丄+KCl+Cl2f（未配平）（1）已知步骤①反应器发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请配平该反应的化学方程式:（2）步骤②中，用稀酸酸化的作用是；在稀硝酸和稀盐酸中不能选用的酸是：，其原因是（3）步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为（4）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是温度/C01020406080KIO3g/100g水4.606.278.0812.618.324.8

6.(10分)工业碳酸钠(纯度约为98%沖含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、C卜和SO42-等杂质，提纯工艺线路如下：I、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:I、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"血2卩1°电0|Na?®7*0丨血彳卩也0”3236t(°C)II、有关物质的溶度积如下:物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96x10—96.82x10—64.68x10—65.61x10—122.64x10—39TOC\o"1-5"\h\z回答下列问题:加入NaOH溶液时，首先生成的沉淀是(填化学式)；生成氢氧化镁沉淀的离子方程式为，。“趁热过滤”时的温度应控制在。有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行，并说明理由。(4)已知:Na(4)已知:Na2CO3・10H2O(s)=Na2CO3(s)+10钛0(1)Na2CO3・10H2O(s)=Na2CO3.H2O(s)+9H2O(g)H=+92.36kJmol—1H=+473.63kJ・mol―1又知：H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJmol—1写出Na2CO3・H2O脱水生成气态水的热化学方程式

参考答案例1【答案】⑴使反应物接触更充分，加快反应速率AS〉。⑵除去溶液中的A102—、SiO32—⑶2CrO42-+2H^^Cr2O72-+H2O⑷红矶钠的溶解度随温度的降低而减小例2【答案】(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(2)Fe(OH)3Al(OH)33)Cu2+Zn2+5)锌、⑷Mnq+^O+e亠MnOOH+OH-(或ZHnq+^O+Ze-M^q+ZOH-)5)锌、例3【答案】(1)78；100。(2)取滤液少许，加入NaOH,加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变m-132n蓝。⑶A1(OH)3；A12O3；Fe2O3。(4)K2SO4；(NH4)2SO4。(5)BaCl2；过滤；洗涤；干燥。(6)必mol。例4【答案】(1)CaCO3NH3H2O(2)CaSO4+CO32-fCaCO3J+SO42-(3)CaSO4(4)滤液中滴加盐酸产生气泡(5)54g(6)ad例5答案：(1例5答案：(1)2Cu+O2+2H2SO例6【答案】(1)ab(2)d3)B、A。2CuSO+3)B、A。44233)MnO2；KOH(4)2/3(5)cd；A；(6)过滤；溶解度；浓缩结晶练习2Fe2++2Fe2++MnO2+4H亠2Fe3++Mn2++2H2O蒸发浓缩结晶4.7〜8.3⑶)bcd⑷)2.(1)Al2O3+Na2CO3亘2NaAlO2+CO2f(2分)NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3J+NaOH(2分)由于硅酸钠和偏铝酸钠发生水解：SiO32-+2H2^^H2SiO3+2OH-(或SiO32-+