高三工艺流程题专题训练3Word文档格式.docx
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常温下Cu(OH)2的Ksp=2×
10-20。
计算Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+反应平衡常数 。
2、
(1)C12或H2O2
(2)3.2,4.7
(3)F NH3
(4)蒸发浓缩、冷却结晶
(5)5×
10-9
3、摩尔盐[(NH4)2SO4·
FeSO4·
6H2O]是一种复盐,它易溶于水,不溶于乙醇,性质比一般亚铁盐稳定,不易被氧化。
某实验小组查得硫酸铵、七水硫酸亚铁、硫酸亚铁铵的溶解度如下表:
温度/℃
10
20
30
40
50
(NH4)2SO4/g
73.0
75.4
78.0
81.0
84.5
7H2O/g
40.0
48.0
60.0
73.3
―
(NH4)2SO4·
6H2O/g
18.1
21.2
24.5
27.9
31.3
该实验小组在实验室按下列流程进行制取摩尔盐的实验:
(1)为了加快铁屑的溶解,可加入少量的__________________(填物质名称)。
(2)反应Ⅰ进行后要“趁热过滤”,其目的是:
__________________。
实验中要在反应Ⅱ的溶液中加入少量稀硫酸,其作用是:
(3)反应Ⅱ后的溶液经蒸发等操作所得固体用乙醇洗涤的目的是:
_________________。
(4)在摩尔盐溶液中加入足量氨水,反应的离子方程式为:
______________________。
(1)铜或硫酸铜等(写出正确的化学式也给分)
(2)除去过量铁屑防止温度降低析出FeSO4·
7H2O造成FeSO4的损失
抑制Fe2+、NH4+的水解
(3)除去晶体表面的少量水分
(4)Fe2++2(NH3·
H2O)=Fe(OH)2↓+2NH4+
11、分子筛可用于物质的分离提纯。
某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下:
(1)在加NH3·
H2O调节pH的过程中,若pH控制不当会有Al(OH)3生成。
已知常温下,Al(OH)3浊液的pH=3,其Ksp=1×
10-36,则其中c(Al3+)= 。
(2)生产流程中所得滤液的主要成分为 (写化学式)。
(3)假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗,钠原子的利用率为10%,试通过计算确定该分子筛的化学式(写出计算过程)。
(4)分子筛的孔道直径为4Å
称为4A型分子筛;
当Na+被Ca2+取代时就制得5A型分子筛,当Na+被K+取代时就制得3A型分子筛。
要高效分离正丁烷(分子直径为4.65Å
)和异丁烷(分子直径为5.6Å
)应该选用 型的分子筛。
(1)0.001mol·
L-1
(2)Na2SO4、(NH4)2SO4
(3)n[Al2(SO4)3]=34.2g/342g·
mol-1=0.1mol,n(Na2SiO3)=122g/122g·
mol-1=1mol
n(Al2O3)=0.1mol,n(SiO2)=1mol,n(Na2O)=0.1mol,n(H2O)=0.6mol
n(Na2O)∶n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(H2O)=0.1mol∶0.1mol∶1mol∶0.6mol=
=1∶1∶10∶6
化学式:
Na2O·
Al2O3·
10SiO2·
6H2O或Na2(Al2Si10O24)·
6H2O
(4)5A
13、由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物。
该过程中两个主要反应的化学方程式是、,反射炉内生成炉渣的主要成分是;
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。
转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。
冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式是、
;
(3)粗铜的电解精炼如右图所示。
在粗铜的电解过程中,粗铜板是图中电极(填图中的字母);
在电极d上发生的电极反应为;
若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的纯存在形式和位置为。
【答案】:
(1)2CuFeS2+O2
Cu2S+2FeS+SO2
2FeS+3O2
2FeO+2SO2,FeSiO3;
(2)2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2、Cu2S+2Cu2O
6Cu+SO2↑
(3)c;
Cu2++2e-=Cu;
Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。
某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴,他们设计了如下流程:
回答以下问题:
(1)操作Ⅰ的名称:
;
要从橙色液体中分离出溴,所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外,还需要 ;
(2)试剂z的化学式为 ;
检验SO42-已除尽的方法是 ;
(3)写出操作Ⅲ的具体操作步骤 ;
(4)某同学用如图所示的实验装置制取氧化剂并将其通入盐湖苦卤中,装置b在实验中的作用是 。
若把上述装置中的a、b作为气体的发生、收集装置,装置c可任意改进,则根据下列提供的药品,用这套装置还可以制取的气体是 ;
若用上述装置中的a、b制取并收集NO,应将装置b如何改进 。
①制NH3:
浓氨水和碱石灰 ②制SO2:
Cu片和浓硫酸
③制NO:
Cu片和稀硝酸 ④制O2:
MnO2和双氧水
10.
(1)萃取、分液;
蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶;
(2)K2CO3;
取无色溶液D,加入BaCl2溶液,若没有白色沉淀,则SO42-已
除尽;
(3)将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上;
加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体,直到出现较多晶体时,停止加热。
(4)安全瓶(或答防止倒吸);
①;
将b中装满水。
硅孔雀石是一种含铜的矿石,含铜形态为CuCO3·
Cu(OH)2和CuSiO3·
2H2O,同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。
以硅孔雀石为原料直接制取硫酸铜产品的工艺流程如下图:
请回答下列问题:
(1)写出步骤①中在矿粉中加入30%稀硫酸时CuSiO3·
2H2O发生反应的化学方程式:
。
(2)步骤①中加入双氧水的作用是(用离子方程式表示) 。
(3)步骤②调节溶液pH约为4,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调节溶液pH可选用的最佳试剂是 。
A.Fe(OH)3 B.NH3·
H2O C.CuO D.NaOH
(4)已知常温下,Ksp[Al(OH)3]=3.2×
10-34,测得滤液A中Al3+的浓度为1×
10-2mol/L,则在滤渣B中 (填“有”或“没有”)Al(OH)3。
(5)为充分利用母液,某学生设计二种方案回收铜。
乙方案中铜将在 (填“A”或“B”)极析出,为保持乙方案中电流恒定,B极应该使用 (填“铁”或“石墨”)作电极材料。
该方案和甲相比较,最大的缺点是 。
9.
(1)CuSiO3·
2H2O+H2SO4==CuSO4+H2SiO3+2H2O
(2)2Fe2+ +H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
(3)C
(4)有
(5)A 铁 耗能
用黄铁矿(主要成分FeS2,铁元素化合价为+2)氧化焙烧后产生的硫酸渣制备铁黄颜料(主要成份为FeOOH),工业流程如下:
(1)从物质分类的角度,FeOOH属于 。
(2)步骤②被氧化的元素是 (填符号)。
(3)步骤③中用氨水做沉淀剂得到pH-t(时间)变化曲线如右图。
已知反应过程中存在沉淀溶解平衡Fe(OH)2
Fe2++2OH-和氧化还原平衡4Fe2++O2+6H2O
4FeOOH+8H+。
试从平衡移动的角度解释:
线段l溶液pH快速下降的原因是 ,
线段2溶液pH变化缓慢的原因是 ,线段3溶液pH急剧下降的原因是 。
(4)操作⑤是 。
(5)称取铁黄颜料0.3107g,用稀硫酸溶解后配成100mL溶液,每次取25.00mL溶液,用0.1000mol·
L-1的磺基水杨酸(H2Y)标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.50mL,该产品的纯度为 。
(已知:
Fe3++3H2Y=[FeY3]3-+6H+)
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。
氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是 , ;
氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式 ;
(2)设备A中含有电加热器、触煤和热交换器,设备A的名称 ,其中发生的化学反应方程式为 ;
(3)设备B的名称 ,其中m和n是两个通水口,入水口是 (填“m”或“n”)。
不宜从相反方向通水的原因 ;
(4)设备C的作用 ;
(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):
c(CO)不低于 。
(1)液化、分馏 与碳反应后除去CO2 C+H2O
CO+H2 CH4+H2O
CO+3H2
(2)合成(氨)塔 N2(g)+3H2(g)
2NH3
(3)冷却塔(或冷凝器) n 高温气体由冷却塔的上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷却效果好
(4)将液氨与未反应的原料气分离
(5)13.8
钼酸钠晶体(Na2MoO4·
2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,由钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的部分流程如下:
(1)写出“碱浸”反应的离子方程式:
(2)减浸液结晶前需加入Ba(OH)z固体以除去SO42-。
当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率是 。
[已知:
碱浸液中c(MoO42-)=0.40mol·
L-1,c(SO42-)=0.04mol·
L-1,Ksp(BaSO4)=1.1×
10-10、Ksp(BaMoO4)=4.0×
10-8,加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽略。
]
(3)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用,但达到一定次数后必须净化处理,原因是 。
(4)右图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果:
▲盐酸中碳钢的腐蚀速率;
■硫酸中碳钢的腐蚀速率;
●缓蚀剂中碳钢的腐蚀速率
①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,其原因可能是 。
②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4—Fe2O3保护膜。
密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2。
NaNO2的作用是 。
③若缓释剂钼酸钠—月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·
L-1,则缓蚀效果最好时钼酸钠的物质的量浓度为 。
(1)MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑
(2)97.3%
(3)使用定次数后,母液中杂质的浓度增大,重结晶时会析出杂质,影响产品纯度,
(4)④(Cl-有利于碳钢的腐蚀,SO42-不利于碳钢的腐蚀,使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸;
硫酸溶液随着浓度的增大,氧比性增强,会使钢铁钝化,腐蚀速率减慢。
②替代空气中氧气起氧化剂作用
③7.28×
l0-4mol·
L-1
正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。
但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
①共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是 。
②共沉淀反应的化学方程式为 。
③高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外,还能 。
(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
①在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为 。
②Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如右图所示。
已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为 。
(填化学式);
在350~400℃范围内,剩余固体的成分为 。
(填化学式)。
(1)①Fe2+在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可)
②(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O
③与空气中O2反应,防止LiFePO4中的Fe2+被氧化
(凡合理答案均可)
(2)①8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O
②CoO、Co2O3、Co3O4
工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式。
A B
(2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:
取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、 、烘干。
(3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是 。
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是 。
(4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是 (填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:
。
(5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。
加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:
滤液D加石灰水前先要加热,原因是 。
(6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。
如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:
(注明你的表达式中所用的有关符号的含义)
(1)Ca(OH)2或CaO;
Na2CO3
(2)溶解 过滤 蒸发 过滤
(3)有晶体析出(或出现浑浊) 碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大
(4)NH4Cl 取样,加硝酸酸化,加硝酸银,有白色沉淀,该阴离子是氯离子
(5)NH4++OH-=NH3↑+H2O 防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀
(6)ω(NaHCO3)=84(m1-m2)/31m1
我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下图所示:
(1)沉淀池中发生反应的化学方程式是 。
(2)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了 (填上述流
程中的编号)的循环。
从沉淀池中取出沉淀的操作是 。
(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加 。
(4)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有 。
a.增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
b.使NaHCO3更多地析出
c.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
(1)NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)循环Ⅰ过滤
(3)用硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,说明含NaCl杂质
(4)a