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化学工艺流程题汇总.doc
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1、19.碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO等杂质,提纯工艺路线如下:碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下(1)滤渣的主要成分为。(2)“趁热过滤”的原因是。(3)在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是。(写一种)(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是。(5)Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) H=+532.36 kJmol-1 Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)+9H2O(g) H=+473.63 kJmol-1写出Na2CO3H2O脱水反应
2、的热化学方程式。23.(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式。H2还原SihCl3过程中若混02,可能引起的后果是 。(2)下列有头硅材料的详法正确的是 (填字母)。A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水混B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的,其熔点很高D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液
3、抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。写出实验现象并给予解释。17(10分)工业上制备BaCl2的工艺流程图如下:某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO4)对工业过程进行模拟实验。查表得BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) H1 = 571.2 kJmol-1 BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) H2= 226.2 kJmol-1 气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为 。向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,= 。 Ksp(
4、AgBr)=5.410-13,Ksp(AgCl)=2.010-10反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的H2= kJmol-1。实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是 , 。26某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。(1)图中标号处需加入的相应物质分别是、;(2)写出处发生反应的离子方程式;写出处发生反应的化学方程式;(3)铁红的化学式为;写出铁红和氧化铜在工业上的一种用途:铁红;氧化铜。30粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、F
5、e3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:提供的试剂:饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为 (只填化学式)。洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为 。用提纯的NaCl配制500mL4.00 molL-1NaCl溶液,所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 (填仪器名称)。电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的H2为2L,则同样条件下收集的Cl2 (填“”、“”或“”)2L,原因是 。装置改进后,用于
6、制备NaOH溶液。测定溶液中NaOH的浓度的方法是 。实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:ZnH2SO4=ZnSO4H2 MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 (填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 (填代号)。可选用制备气体的装置:27明矾石组成和明矾相似,含有氧化铝和少量氧化铁杂质。实验步骤如下图:明矾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250.28g氨) mL,用规格为 mL量筒量取。氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除K、SO42外,还有大量的NH4。 检验
7、NH4的方法是 。写出沉淀物中所有物质的化学式 。 滤液I含有水和 。为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,完善下列步骤:称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量 溶液,产生白色沉淀。 、 、 (填写实验操作名称)。 冷却、称重。试样质量为mg,沉淀的物质的量为nmol,则K2SO4的物质的量为: mol。28 (15分)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整4 +11(2)接触室中发生反应的化学方程式是 。(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。a. 为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎b. 过量空气能提高SO2的转化率c. 使
8、用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁(4)每160g SO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量,该反应的热化学方程是 。(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的SO2和铵盐。SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2吸收Br2的离子方程式是 。 为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。部分测定结果;铵盐质量为10.00g和2
9、0.00g 时,浓硫酸增加的质量相同;铵盐质量为30.00g时,浓硫酸增加的质量为0.68g;铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变。计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %; 若铵盐质量为15.00g。 浓硫酸增加的质量为 。 (计算结果保留两位小数)37(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k_ (2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2、Mg2、Fe3、SO24等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为Na2CO3、HCl(盐酸)BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是_(填序号) (3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃
10、料电池相组合的新工艺可以节(电)能30以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。 图中X、Y分别是 、_(填化学式),比较图中氢氧化钠质量分数a与b的大小 分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:_; 负极:_; 这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)_、_。9.从海水中提取食盐和溴的过程如下:(1)请列举海水淡化的两种方法: 、 。(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 、或H2、 。(3)步骤中已获得Br2,步骤中又将Br2还原为Br,其目的为 。(4)步骤用SO2水溶液吸收
11、Br2,吸收率可达95,有关反应的离子方程式为 ,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。(5)为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。装置简图如下:图中仪器B的名称: 。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是 。实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件: 。C中液体产生颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。15(10分)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量等杂志)生产医药级二水合氯化
12、钙(的质量分数为97.0%103.0%)的主要流程如下: 滤渣(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节为8.08.5,以除去溶液中的少量。检验是否沉淀完全的试验操作是 。(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的约为4.0,其目的有:将溶液中的少量; 防止在蒸发时水解; 。(3)测定样品中含量的方法是:a.称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用0.05000溶液滴定至终点,消耗溶液体积的平均值为20.39mL。上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 。样品中的质量分数为 。若用上述办法测定的样品中的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其
13、可能原因有 ; 。16以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,其主要流程如下:(1)反应I前需在溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的。 A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.(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(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为 。27.某厂废水中含5.0010-3molL-1的。某研究性学习小组将废水处理得到磁性材料(的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:含的酸性废水加FeSO47H2OE含Cr3+、Fe2+、Fe
14、3+的溶液加NaOH溶液至PH为9,过滤滤液滤渣焙烧(1)第步反应的离子方程式是 (2)第步中用PH试纸测定溶液PH的操作是 (3)第步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有 (4)欲使1L该废水中的完全转化为。需要加入 gFeSO47H2O。27实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁,以下是提纯大理石的实验步骤:(1)溶解大理石时,用硝酸而不同硫酸的原因是_。(2)操作的目的是_,溶液A(溶质是共价化合物)是_。(3)写出检验滤液中是否含铁离子方程式:_。(4)写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式_写出滤液B的一种用途:_(5)中一般含。试按下列
15、提示完成含量分析的实验设计。 试剂:氢氧化钠和盐酸标准溶液、酚酞 仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管 实验步骤:_加入_加入酚酞,用氢氧化钠标准溶液滴定。(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应,实际操作中过量半滴(1mL溶液为25滴),则相对误差为_锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材 (、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下: 加过量NaOH溶液通入过量CO2废旧锂离子电池正极材料过滤沉淀X过滤滤液过滤加一定量Na2CO3加稀H2SO4,通入空气过滤LiMn2O4、碳粉滤液MnO2、碳粉滤液Li2CO3(1)第
16、步反应得到的沉淀X的化学式为 _ 。(2)第步反应的离子方程式是_ 。(3)第步反应后,过滤所需的玻璃仪器有 _ 。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因: 、 。(4)电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g,第步反应中加入20.0ml3.0mol.的溶液,假定正极材料中的锂经反应和完全转化为,则至少有 g参加了反应。24.硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_。(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方
17、程式:Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +CI-(3)针铁矿(Goethite)组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是_。(4)根据下表数据,调节“滤液2”的ph时,理论上可选用的最大区间为_。Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH10.5Ksp5.66.82.8(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是_(选填序号)。 a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液(6)“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤,洗涤,干燥。(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量
18、分数不低于_。32.已知-锂辉石(主要成分为Li2OAl2O34SiO2)为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下:已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g(1)步骤前,B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_(2)步骤中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入_(填“石灰石”、“氯化钠”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.06.5,沉淀部
19、分杂质离子,然后分离得到浸出液。(3)步骤中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有_ (4)步骤中,生成沉淀的离子方程式为_(5)从母液中可回收的主要物质是_30.(16)聚合硫酸铁又称聚铁,化学式,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量等)制备聚铁和绿矾(),过程如下: (1)验证固体焙烧后产生的气体含有的方法是 (2) 实验室制备,收集干燥的,所需仪器如下。装置产生,按气流方向链接各仪器口,顺序为 。装置的作用是 ,装置中溶液的作用是 (3) 向溶液中加入过量充分反应后,经操作得溶液,再经浓缩,结晶等步骤得到绿矾
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