1、化学工业流程图练习化学工业流程图练习11. （16分）（2010年广东卷32）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原料制备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303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。步骤I前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_。步骤I中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li、SO，另含有Al3、Fe3、Fe2、Mg2、Ca2、Na等杂质，需在搅拌下加入_（填“石灰石”、
2、“氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6065，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。步骤II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 。步骤III中，生成沉淀的离子方程式为_。从母液中可回收的主要物质是_。2. （9分）（08年广一模23）聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多
3、种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：根据流程图回答下列问题：（1）“煅烧”的目的是_。（2）配制质量分数15的盐酸需要200mL30的浓盐酸（密度约为1.15g/cm3）和_g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。（3）“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_。（4）加少量铝粉的主要作用是_。（5）“调节溶液pH在4.24.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_；“蒸发浓缩”需保持温度在90100，控制温度的实验方法是_。3. （16分）（09山东理综30）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量
4、Fe、S1的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为 （填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 （填代号）。aKMnO4 b(NH4) 2S cH2O2 dKSCN（2）由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发， 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 。（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入（或先加入） （填化学式）。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列 装置回收（填代号）。（4）欲
5、测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应 ，直到 。用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管（填“酸式”或“碱式”）。4.（12分）（10福建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程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +CI- (3)针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学
6、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)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH10.5Ksp5.66.82.810-9（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 的质量分数不低于_。5.（12分）（09广东22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3.MgSiO3、CaMg(
7、CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3452124部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表，请回答下列问题：（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出两条）（2）滤渣I的主要成分有 。（3）从滤液中可回收利用的主要物质有 。（4）Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl已知四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示：将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可
8、制备Mg(ClO3)2的原因： 。按中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。6.（12分）从废钯催化剂（该催化剂的载体为活性炭，杂质元素有铁、镁、铝、硅、铜等）中提取海棉钯（含Pd99.9%）的部分工艺流程如下：将最后所得到的滤液，经过一定的操作后可得到海棉钯。（1）废钯催化剂经烘干后，再在800的高温下焙烧，焙烧过程中需通入足量空气的原因是 ；焙烧时钯转化为氧化钯（PdO），则甲酸还原氧化钯的化学方程式为 。（2）钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影
9、响如图1图3所示，则王水溶解钯精渣的适宜条件为 、 、 。（3）王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比13混合而成的，王水溶解钯精渣的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成，并得到滤渣。气体B的分子式： ；滤渣的主要成分是 。经测定，化合物A由3种元素组成，有关元素的质量分数为Pd：42.4%，H：0.8%，则A的化学式为 。7.（11分）KMnO4是一种常用的强氧化剂，工业上可以以软锰矿（主要成分MnO2，另含Al2O3、SiO2杂质）为原料，通过液相法生产。即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4，分离后得到K2MnO4，再用铂板作阳极，铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4，简略生
10、产过程如下所示：回答下列问题：（1）写出反应器中反应的方程式 （2）生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿，因为MnO2含量最低的贫矿会导致KOH消耗量偏高，用离子方程式表示KOH消耗偏高的原因 、 。（3）写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式阴极： ；阳极： 。在电解法中循环、中利用的共同物质是 。（4）在传统工艺中，得到K2MnO4后，向其中通入CO2制备KMnO4，配平方程式： K2MnO4+ CO2= KMnO4+ MnO2+ K2CO3与传统法相比，液相法的优点是：_ _。8.（10分）目前，聚氯乙烯塑料（PVC）占塑料消费量的30%以上，BICM法用乙烯、氯气等为原料合成P
11、VC，其工艺流程如下。（1）一定条件下，HCl与O2反应制取Cl2的方法称为地康法，其热化学反应方程式为：4HCl(g)O2(g) 2Cl2(g)2H2O(g) H114.4kJmol1。升高温度，该反应的化学平衡常数K会 。A增大 B减小 C不变 D无法确定（2）一定温度下某体积可变的容器中充入4LHCl气体和6L空气（氧气占20%），充分反应后气体体积为9.2L。该反应中HCl气体的转化率为 。（3）假设BICM法中各步反应的转化率均为100%，计算生产1000吨PVC需要购得的氯气质量。9.（14分）某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法来制备KMnO4。已知：3MnO
12、2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O几种物质的溶解度：温度溶解度/gK2CO3KOHKMnO4201111126.386012715422.1请回答下列问题：（1）第一步固体熔融时除三脚架、泥三角、细铁棒、坩埚钳外，还需下列仪器中的 。A蒸发皿 B烧杯 C酒精灯 D铁坩埚（2）反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 ；该反应中可以循环利用的产物是 。（3）反应的条件为电解，写出反应的化学方程式 。（4）途径一、二中的操作a、b相同，均包括 、过滤等3步。（5）通过用草酸滴定KMnO4溶液的方法可测定KMnO4粗品的纯度（质量分数）。10.（8分）某科研小组设计出利用工业废
13、酸（10%H2SO4）来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe26.349.7Fe31.483.2Zn26.28.0请回答下列问题：（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp(CuS) Ksp(ZnS)（选填“”“”或“”）。（2）物质A可使用下列物质中的 。AKMnO4 BO2 CH2O2 DCl2（3）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在 范围之间。（4）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式
14、是 。11.（共10分）工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：4NH3+5O24NO+6H2O 4NO+3O2+2H2O4HNO3（1）现以1.7吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上至少需要加水的质量为 吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）（2）工业上用Mg(NO3)2替代浓H2SO4可作为制取浓HNO3的脱水剂，现有50%（质量分数，下同）的硝酸M1吨，向其中加入80的Mg(NO3)2溶液M2吨，蒸馏分离得到90的硝酸和60%的Mg(NO3)2溶液（不含HNO3）。若蒸馏过程中HNO3、Mg(NO3)2、H2O均无损耗，则蒸馏前的投料比M1/M2= 。（3）
15、硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：2NO2 + Na2CO3NaNO2 + NaNO3 + CO2，NO + NO2 + Na2CO32NaNO2 + CO2 。现用足量的纯碱溶液来吸收硝酸工业尾气(NO和NO2)，每产生22.4L（标准状况下）CO2时，吸收液质量增加44g。求硝酸工业尾气中NO和NO2的物质的量之比？12.（共10分）氯化亚铜不仅在无机化工生产中具有重要作用，在有机合成工业中还可作催化剂。以下是从含Cu2+、Fe3+的电镀废液中制备氯化亚铜的工艺流程图。下图曲线可表示滤液中金属离子含量与pH、CuCl产率与反应混合液中pH的关系。试填空：（1）当pH5
16、时，在电镀废液中再加入氢氧化钠溶液生成电镀污泥的离子反应方程式为 （2）由反应制备CuCl时的最佳pH在 左右（3）已知在隔绝空气条件下进行反应时CuCl产率较高，则CuCl具有 的特性。（4）反应中1mol铁粉完全反应转移2mol电子，该离子反应的方程式为 。如果将反应中铁粉换为亚硫酸钠，也可以得到氯化亚铜，则化学方程式为 。13.（10分）绿矾（FeSO47H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药。下面是以商品级纯度铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0沉淀完全时的pH为5.5。（1）检验得到的绿矾
17、晶体中是否含有Fe3+的实验操作是 。 （2）操作II在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 ；通入硫化氢至饱和的目的是： 除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子； 。（3）操作IV的顺序依次为： 、结晶、 。（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质； 。（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a.称取2.8500g绿矾产品，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.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL（滴定时发生反应的离子方程式为：5F
18、e2+MnO-4+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O）。计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为 。若用上述方法测定的样品中FeSO47H2O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有 ； 。14.（8分） 二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料制备ClO2的流程下如下： 已知：NCl3是黄色粘稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性臭味，自然爆炸点为95，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定。气体B能使湿润的红色石蕊底纸变蓝。 回答下列问题：（1）气体A的化学式为 。（2）电
19、解时，发生反应的化学方程式为 。为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：控制好生成NCl3的浓度； 。（3）NCl3与NaClO2（亚氯酸钠）按物质的量之比为1：6混合在溶液中恰好反应生成ClO2该反应的离子方程式为 。（4）实验室制取气体B的化学方程式为 。（5）在用二氧化氯进行水处理时，除了杀菌消毒外，还能除去水中Fe2+和Mn2+。写出用ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2的离子方程式（ClO2反应后的产物ClO-2） 。15. （共10分）氯化硫酰（SO2Cl2）主要用作氯化剂。它是一种无色液体，熔点54.1，沸点69.1，遇水生成硫酸和氯化氢。氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯气在活性
20、炭催化剂存在下反应制取：活性炭SO2（g）+Cl2（g） SO2Cl2 H=97.3kJ/mol（1）为了提高上述反应中Cl2的平衡转化率，下列措施合理的是 （用编号填空）。 A缩小容器体积 B使用催化剂 C增加SO2浓度 D升高温度 （2）已知20时，AgCl的溶解度为0.00015g，Ag2SO4的溶解度为0.796g。则SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时，最先产生的沉淀是 。 （3）300时，体积为1L的密闭容器中充入16.20gSO2Cl2，达到平衡时容器中含SO27.616g，则300的合成SO2Cl2反应的平衡常数为 。（4）将（3）所得的平衡混合气溶于足量的B
21、aCl2溶液中，计算最终生成沉淀的质量（写出计算过程）。16.（12分）实验室制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)24H2O的流程如下：回答下列问题：（1）生成碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3的离子方程式为 。（2）操作a的名称是 ，该操作使用的玻璃仪器有 。（3）证明碱式碳酸铜沉淀已经洗涤充分的实验操作是 ；“趁热过滤”的原因是 ；（4）用无水乙醇洗涤晶体的目的是 。答案与解析1. 增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。石灰石 Fe2、Mg2、Ca2 2Li CO32 Li2CO3 Na2SO42. （1）改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。（2分）（2）230（1分） 量筒（1分）
22、 （3）Al2O3+6H+ = 2Al3+3H2O（1分） Fe2O3+6H+ = 2Fe3+3H2O（1分）（4）除去溶液中的铁离子（1分）（5）pH计（或精密pH试纸）（1分） 水浴加热（1分） 3.（1）c d （2）冷却结晶 引流 （3）NH3H2O b （4）平视凹液面的最低处与刻度线 凹液面的最低处与刻度线相切 酸式4.（1）增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分（3）（或其它合理答案）（4）（或其它合理答案）（5）b或（b和d）；d（6）蒸发浓缩、冷却结晶（或其它合理答案）（7）（或其它合理答案）5. （1）适当提高反应温度；增加浸出时间；（或其他合理答案）（2）Fe(O
23、H)3、Al(OH)3 （3）Na2SO4 （4）在某一温度时，NaCl最先达到饱和析出；Mg(ClO3)2的溶解度随温度的变化最大；NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定差别。 降温前，溶液中NaCl已经饱和；降温过程中， NaCl的溶解度降低，会少量析出；重结晶。6.（1）使活性炭充分燃烧而除去（2分）PdO HCOOHPd CO2 H2O（2分）（2）8090 （或90 左右）、反应时间约为8 h、钯精渣与王水的质量比为18（每个1分，共3分）（3）NO（1分） SiO2(或其他合理答案)（2分） H2PdCl4（2分）7. （1）4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O（
24、2分）（2）2OH+Al2O3=2AlO2+H2O 2OH+SiO2= SiO 32+H2O（2分）（3）阴极：2H2O+2e = H2+2 OH（1分）（写成2H+2e=H2也给分） 阳极：2MnO42-2e=2MnO4（1分） KOH（1分）（4）3 K2MnO4+ 2CO2= 2 KMnO4+ 1 MnO2+ 2 K2CO3（1分） 产率高（1分）8. （1）B （2）80（3）由于各步反应的转化率均为100%时，根据题意可得下列总反应：4 C2H42Cl2O24CH2CHCl2H2O根据n H2CCHCl ：nCl2 271n 125nm(Cl2) 1000tm(Cl2)568t （第
25、（1）题2分，其余每小题4分，共10分）9. 实验时要将草酸晶体（H2C2O42H2O）配成标准溶液，则配制100mL1.5molL1的草酸溶液，需要称取草酸晶体的质量为 。该实验中除草酸晶体的质量外，还需要采集的数据有 。（1）CD （2）2:1 MnO2 （3）2K2MnO42H2O2KOH2KMnO4H2（4）蒸发浓缩、降温结晶（5）18.9g 滴定时消耗草酸溶液的体积、KMnO4粗品的质量（每空2分，共14分）10. （1） （2）BC （3）3.26.2 （4）NH4)2SO4 （每空2分，共8分）11. （1）4.5（2分） （2）3/4或0.75（2分）（3）n(NO) /n(N
26、O2)=17 过程3分，结果1分，共4分 12. （1）Cu2+ + 2OH Cu(OH)2（2分，“”未标扣1分）（2）3.5（2分） （3）能被空气中的氧气氧化（2分）（4）2Cu2+ + 2Cl + Fe 2CuCl + Fe2+ （2分，不配平、化学式错不给分，“”不追究）2CuSO4 + Na2SO3 + 2NaCl + H2O 2CuCl + 2Na2SO4 + H2SO4（2分，写正确的离子方程式也给分）13.（1）取少量晶体溶于水，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明不含有Fe3+（2分） （2）使Sn2+完全变成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀（1分）防止Fe2+的氧化（1分）
27、 （3）蒸发（1分）过滤（洗涤）（1分） （4）降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗（2分） （5）97.54%（2分）样品中存在少量的杂质（如H2O、H2SO4等）（1分）样品部分被氧化（1分）14.（1）H2（1分）电解控制好反应的温度（1分） （3）NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2+3Cl-+3OH-+NH3（2分） （5）Mn2+2ClO2+2H2O=MnO2+2ClO-2+4H+（2分）15. （1）AC（2分） （2）AgCl（1分） （3）0.0706（2分）（4）SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl（方程式各1分）由S元素质量守恒，可得：BaSO4的物质的量为0.12mol，质量为：0.12mol233g/mol=27.96g（2分）16. （1）2Cu2+ + 4HCO3 = Cu2 (OH)2CO3 +3CO2 + H2O（2）过滤 玻璃棒、漏斗、烧杯（3）取最后滤出的洗涤液，无明显现象 防止甲酸铜结晶而损失（4）除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失（每空2分，共12分）
