届化工生产及流程题1.docx
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届化工生产及流程题1
化工生产及流程题
1．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：
（1）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________。
（2）电解熔融的氧化铝时，加入冰晶石的作用是_________。
（3）操作I、操作II、操作III都是________________（填操作名称），实验室要洗涤Al（OH）3沉淀应该在________________装置中进行。
（4）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有________（填化学式）。
用此法制取铝的副产品是________（填化学式）。
（5）写出Na2CO3溶液与CaO反应离子方程式：
__________________________________。
（6）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）。
2.亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。
以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：
①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。
③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
（1）160g/LNaOH溶液的物质的量浓度为 。
若要计算该溶液的质量分数，
还需要的一个条件是 （用文字说明）。
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是 （选填序号）。
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性；b．稀释ClO2以防止爆炸；c．将NaClO3氧化成ClO2
（3）吸收塔内的反应的化学方程式为 。
吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是 。
（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是
否过量的简单实验方法是。
（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。
除H2O2外，还可以选择的还原剂是 （选填序号）。
a．Na2O2b．Na2Sc．FeCl2
（6）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是 （选填序号）。
a．蒸馏b．蒸发c．灼烧d．过滤e．冷却结晶
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是 （填操作名称）。
3.蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。
由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下
氢氧化物
Fe（OH）3
Al（OH）3
Mg（OH）2
开始沉淀pH
1.5
3.3
9.4
（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是________
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7－8（有关氢氧化物沉淀的pH见右表）Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量可能会导致_________沉淀溶解。
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入（填入物质的化学式），然后__________________________________（依次填写实验操作名称）。
（4）物质循环使用，能节约资源。
上述实验中，可以循环使用的物质是___________（填写物质化学式）。
（5）现设计一个实验，确定产品aMgCO3·bMg（OH）2·cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤（可用试剂：
浓硫酸、碱石灰）：
①样品称量②高温分解③____________________________________
④____________________________________⑤MgO称量
（6）18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中：
a=_________b=_________C=_________
4．重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO·Cr2O3）为原料生产，实验室
模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：
6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O，
试回答下列问题：
⑴在反应器①中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，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：
。
⑵NaFeO2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：
。
⑶操作③的目的是什么，用简要的文字说明：
。
⑷操作④中，酸化时，CrO42－转化为Cr2O72－,写出平衡转化的离子方程式：
。
⑸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－）。
①判断达到滴定终点的依据是：
；
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品的中重铬酸钾的纯度（设整个过程中其它杂质不参与反应）。
5．以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜（CuSO4·5H2O）。
制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。
回答下列问题：
（1）配平在滤液（Ⅲ）中发生反应化学主程式：
____NOx+____H2O+____O2
____HNO3。
（2）写出制取硫酸铜的总反应方程式_________________________________。
（3）在上述生产过程中，被循环使用的物质是_______________________________。
（4）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。
6．一工厂用软锰矿（含MnO2约70%及Al2O3）和闪锌矿（含ZnS约80%及FeS）共同生产MnO2
和Zn（干电池原料）：
已知①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3的混合液。
②IV中的电解反应式为MnSO4＋ZnSO4＋2H2O
MnO2＋Zn＋2H2SO4。
（1）A中属于还原产物的是___________。
（2）MnCO3、Zn2（OH）2CO3的作用是_____________________________；II需要加热的原因是___________；C的化学式是____________。
（3）该生产中除得到MnO2和Zn以外，还可得到的副产品是______________。
（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是___________。
（5）要从Na2SO4溶液中得到芒硝（Na2SO4·10H2O），需进行的操作有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥等。
（6）从生产MnO2和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是__________。
7．重晶石矿（主要成分为硫酸钡）因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。
工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热（即“漂白”），再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料，广泛用作纸张、油漆等的填充剂。
重晶石填料的生产工艺流程为：
（1）在该流程中，为加快“漂白”速度，采取的措施有__________________。
（2）硫酸起到了“漂白”的作用。
请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式：
。
（3）铝粉也起到了“漂白”的作用。
你认为，铝粉是如何起到该作用的？
_____________。
（4）有同学认为，既然两次水洗，那么铝粉的作用就不大。
你的解释是：
_____________。
（5）煅烧的主要目的是_______________________________________。
（6）将煅烧后的固体磨细，使用的是加有刚玉（氧化铝）球的振动磨。
这说明刚玉具有很高的__________。
8、氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为___________，与电源负极相连的电极附近，溶液的pH_________。
（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为____________。
（3）如果粗盐中SO
含量较高，必须添加钡试剂除去SO
，该钡试剂可以是__________。
A．Ba（OH）2B．Ba（NO3）2C．BaCl2
（4）为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO
，加入试剂的合理顺序为________________，
A．先加入NaOH，后加入Na2CO3，再加入钡试剂B．先加入NaOH，后加入钡试剂，再加入Na2CO3
C．先加入钡试剂，后加入NaOH，再加入Na2CO3
（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_________________、冷却、_______________（填写操作名称）除去NaCl。
（6）用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2和NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水，Cl2和NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为____________________________。
9．现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体（CuCl2·2H2O），为制取纯净的CuCl2·2H2O，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）________________________________________________。
10、利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：
依据上述流程，完成下列填空：
（1）天然气脱硫时的化学方程式是_______________________________________。
（2）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol，产生H2___________________________mol
（3）K2CO3（aq）和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是__________________
A．相似相溶原理B．勒夏特列原理C．酸碱中和原理
（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于___________________________（写出一种用途）。
11、最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。
具体生产流程如下：
回答下列问题：
（1）操作a的名称是________，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有__________；在实验室中操作b的名称是________________________。
（2）装置a中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是____________________________。
（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是__________（结晶水部分不写）。
（4）热交换器是实现冷热交换的装置。
化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，气、液热交换时通常使用的仪器是_____________。
（5）制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。
能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是。
（选填字母）
A.NaOH溶液、酚酞试液B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液D.氨水、酚酞试液
12．空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。
其工艺流程如下：
（1）
（2）
（3）溴在周期表中位于_________周期，_________族。
（4）步骤
中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，为什么？
。
（5）步骤
的离子方程式：
________________________________________。
（6）步骤
的蒸馏过程中，溴出口温度为何要控制在80—900C。
温度过高或过低都不利于
生产，请解释原因:
___________________________________________。
（7）步骤
中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。
分离仪器的名称是_____________，分离时液溴从分离器的_____（填“上口”或“下口”）排出。
（6）为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”：
。
13、化学兴趣小组用废铁屑制印刷板的腐蚀剂，并回收铜。
活动过程如下：
请回答下列问题：
（1）加入Na2CO3溶液作用：
______________________________。
（2）写出D→铜的离子方程式：
______________________________________。
（3）加入Na2CO3溶液，经过操作甲得到固体A需要的玻璃仪器：
____________________。
（4）采用排液法收集Cl2，该液体是________________。
（5）某同学对黄绿色溶液B和绿色溶液D进行定性实验，完成下表：
编号
实验内容
实验操作
预期现象和结论
①
检验黄绿色溶液B中是否含有Fe2+
②
检验绿色溶液D中是否含有Fe3+
14．实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：
硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右下图所示。
回答下列问题：
⑴为了加速固体溶解，可采取的措施是。
⑵实验室进行蒸发浓缩操作时，将蒸发皿置于铁圈上，用酒精灯加热。
取用蒸发皿应使用（填仪器的名称），为了防止液滴飞溅，进行的操作是。
⑶“趁热过滤”操作中，滤渣的主要成分是（填化学式）。
⑶“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”，目的是。
⑸制得的KNO3产品中常含NaCl，进一步提纯的方法是。
15．化合物KxFe（C2O4）y·3H2O（Fe为＋3价）是一种光敏材料，实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。
Ⅰ．制备
K2C2O4
FeCl3
⑴结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是：
______。
⑵操作Ⅲ的名称是___________。
Ⅱ．组成测定
称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H2SO4，将C2O42－转化为H2C2O4后用0.1000mol·L－1KMnO4溶液滴定，当消耗KMnO4溶液24.00mL时恰好完全反应；再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe3＋完全转化为Fe2＋，用KMnO4溶液继续滴定，当Fe2＋完全氧化时，用去KMnO4溶液4.00mL。
相关反应的化学方程式如下：
2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4＝2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2OMnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
⑶配制100mL0.1000mol·L－1KMnO4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有________________________（填仪器名称）。
两个滴定中，终点时溶液颜色为________色，且30秒内不变色。
⑷该化合物KxFe（C2O4）y·3H2O中，x＝_______。
16．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℃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（IO3）2+KCl+Cl2↑（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/℃
0
10
20
40
60
80
KIO3g/100g水
4.60
6.27
8.08
12.6
18.3
24.8
17、
（1）合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。
工业合成氨生产示意图如图20所示。
①X的化学式为 ；
②图20中条件选定的主要原因是（选填字母序号） ；
A．温度、压强对化学平衡影响B．铁触媒在该温度时活性大
C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
③改变反应条件，会使平衡发生移动。
图21表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势。
当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（选填字母代号） ，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序号） 。
（2）常温下氨气极易溶于水，其水溶液可以导电。
①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆反应 ； ；
②氨水中水电离出的c（OH－） 10－7mol/L（填写“＞”、“＜”或“＝”）；
③将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大以小依次为 。
（3）氨气具有还原性，在铜的催化作用下，氨气和氟气反应生成A和B两种物质。
A为铵盐，B在标准状况下为气态。
在此反应中，若每反应1体积氨气，同时反应0.75体积氟气；若每反应8.96L氨气（标准状况），同时生成0.3molA。
①写出氨气和氟气反应的化学方程式 ；
②在标准状况下，每生成1molB，转移电子的物质的量为 mol。
18、下图所示的装置是仿照工业制备硫酸的工艺流程设计出来的，用于探究工业上为何采用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫。
试填写下列空白：
（1）写出工业上用FeS2制取SO2的化学方程式 。
（2）写出上图中部分装置的作用：
甲：
①混合SO2和O2；② ； 丙和丁：
。
（3）若丁装置在反应过程中出现气泡，不久就出现了白雾，而丙装置一直没有明显变化，产生这种现象的可能原因是：
①丙中插入浓硫酸溶液的导管插得太深，使两个吸收瓶内的压强差较大，导致SO3从丁的水中冒了出来，与水形成酸雾；②
（4）上图装置中的甲和乙部分、丙和丁部分分别与工业制取硫酸的装置相对应，甲和乙相当于 ；丙和丁相当于 。
（5）在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是 （填下列各项的序号）。
A．硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的硫铁矿不能在空气中燃烧
B．从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中二氧化硫会与杂质反应
C．二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，这样可以提高二氧化硫的转化率
D．三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率
19.钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。
钨在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在。
有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。
白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成（Fe,Mn）WO4，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。
黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱
熔法：
其中A、B、C都是钨的化合物。
回答：
（1）74W在周期表的位置是第周期。
（2）写出上述流程中B、C的化学式：
B____________；C_____________
（3）钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。
对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。
写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式：
______________________________________________________________；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么?
_____________________________________________。
（4）仲钨酸的阱盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO3-x。
这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。
经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
①计算WO3-x中的x值。
X=_______________。
（相对原子质量：
W:
183.84;O:
16.00）
②一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。
则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比为________：
________．
20.氟化钠是一种重要的氟盐，主要用于农作物杀菌、杀虫、木材的防腐。
实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H2SiF6）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵；
已知：
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