工业流程题.doc

1(6分)纯碱在日常生活和化学工业中用途很广，如用于硬水软化、洗涤剂生产、食品加工、石油精炼、粗盐精制、玻璃制造等领域。工业上以食盐、氨气(主要由合成氨厂提供)和二氧化碳为主要原料生产纯碱。其流程如下：已知有关物质重要反应的化学方程式如下：NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3= Na2CO3+ H2O+CO22NH4Cl +X=2NH3+CaCl2+2H2ONH4Cl = NH3+HCl根据以上信息回答下列问题。 (1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程。为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉积，可以向其一和加入过量纯碱此时将混合液中不溶物除去的方法是 ；溶液中多余的纯碱可以加 试剂来除去。 (2)氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通人二氧化碳气体，溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。试分析该流程需要加压条件的原因是：_ _ 。 (3)在氨碱工业的历史上如何处理流程中剩余的氯化铵溶液，出现了两种工艺：一是“索尔维法”即在氯化铵溶液中加入物质X (填化学式)，产生了可循环使用的氨气和大量固体废弃物氯化钙；二是我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”，即在氯化铵溶液中加入适量氯化钠晶体降低了氯化铵的 ，使氯化铵晶体单独析出得到另一种产品氮肥氯化钠溶液则可以循环利用。 (4)在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体? 答： 。2(6分)用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙可以用矿石A来制备，某化学兴趣小组设计了2种转化流程，如下图所示。 已知：a二氧化碳持续通入氢氧化钙溶液发生如下反应： CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O， CaCO3+ H2O + CO2=Ca(HCO3)2；微热 b碳酸氢钙微溶于水，微热易分解： Ca(HCO3)2= CaCO3+H2O+ CO2； c生石灰与水充分反应后可得到颗粒非常细小的熟石灰浆。试填空。 (1)小王主张用流程、和操作的设计，认为其工艺简单。 请写出反应和的化学方程式： ； ； 操作包括 等工序。 (2)制轻质碳酸钙时，D为 (选填“悬浊液”或“溶液”或“乳浊液”)， 理由是： (3)小李认为流程、和操作I比小王的主张更好，其理由是：_ ；操作I包括搅拌和微热等工序。5某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如下：（1）操作a、b的名称分别是_、_。（2）写出流程中有关反应的化学方程式：_、_。以上两个反应能够发生的原因是_。3在上海世博园江苏馆的“春华秋实”展区，用我市东海水晶雕出的作品寄畅园之冬吸引了众多参观者的眼球。东海县石国家火炬计划硅胶材料产业化基地，产品由晶莹剔透的成分为SiO2）是制取高纯硅的主要原料，高纯硅又是制造计算机芯片的主要原料。其生产过程示意图如下：请你自学上述资料后，回答下列问题（1）由石英砂制得高纯硅的反应原理中，属于化合反应的是 填数字代号，下同），属于置换反应的是 （2）粗硅提纯必须在无氧的氛围中进行，除了考虑到硅易被氧化成二氧化硅外，还有一个原因是 （3）生产过程示意图中的“物质A”用水吸收，可得副产品（一种常见的酸）的名称是 （4）作为电器、电子、光纤等行业原料的石英砂纯度要求高，需要对普通石英砂（含有少量的CaCO3、Fe2O3）进行提纯，其中酸洗（用盐酸）和高纯水洗是两个最重要的步骤。请写出酸洗步骤中的一个反应的化学方程式 （任写一个）；判断高纯水洗是否洗净的方法是：取少量最后的洗涤液于试管中，向其中滴加AgNO3溶液，若无 现象，则表明残留物已洗净；否则，表明残留物未洗净。6下图是氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的部分工艺流程简图。（1）试剂I和操作Y的名称分别为_、_。（2）硫酸与氧化铁的反应为_。（3）往铁粉（含少量氧化铁）中加入硫酸，除铁、氧化铁与硫酸发生反应外，一定还发生其它反应。作出这种判断的依据是_。（4）某铁矿主要成分为Fe3O4，利用CO将该物质中铁还原出来的方程式为_。4我市某电镀厂为减少水污染及节约成本，从含有CuSO4，ZnSO4、FeSO4的废水中回收重要原料硫酸锌和有关金属，实验过程如下：废液滤液A固体A（Fe、Cu、Zn）ZnSO固体B固体CCu滤液B请回答：（1）滤液A和滤液B含有相同的溶质是 。（2）写出步骤其中一个反应的化学方程式： 。（3）固体A中含Fe、Cu、Zn三种金属，将其活动性填入下列空格中： (H) 金 属 活 动 性 逐 渐 减 弱（4）步骤加入的锌粉为什么要过量，请你简要说明理由 。（5）固体B的物质是 。7能源“非石油化”是战略目标，发展以CH4 、CO2等为原料的“C1化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有H2S等有毒气体，下图为天然气合成氨的工艺流程。(1)甲烷-氧气燃料电池是将_能转化为_能的装置。CH4在空气中燃烧时，将干冷的小烧杯罩在火焰上方，可观察到烧杯内壁有_。(2)CH4可合成多种无机物和有机物。研究CH4和CO2反应生成CO和H2，重大意义在于_；我国科研人员首先发现CH4可直接分解获得C6H6和H2，化学方程式为_。(3)中CH4与H2O(气）反应生成CO2、H2，化学方程式是_。中一般加人K2CO3溶液吸收CO2，此反应表示为K2CO3CO2H2O = 2_，N2 与 H2按照分子数1：_反应生成NH3。(4)使用Fe2O3H2O除去H2S,生成物中含硫元素的物质有_种。流程中参与循环的物质是_（填化学式）。8海水是一种重要的自然资源（海水中含NaCl、MgCl2等物质），被誉为“国防金属”的镁主要是从海水中提取的，下面是从海水中提取金属镁的简单流程。海水溶液Mg(OH)2MgCl2溶液无水MgCl2Mg试剂A试剂B通电从海水中获得淡水，常用的方法是 。从海水中获得粗盐，可将海水进行 。试剂A最好选用 。9（8分）硫酸钠是制造纸浆、染料稀释剂、医药品等的重要原料。某硫酸钠粗品中含有少量CaCl2和MgCl2，实验室进行提纯的流程如下：硫酸钠粗品溶解除杂NaOH过滤滤渣滤液后续处理硫酸钠固体水Na2CO3除杂回答下列问题：（1）用NaOH和Na2CO3除杂时，反应的化学方程式分别为_、_。（2）NaOH和Na2CO3如果添加过量了，可加入适量_溶液除去。（3）“后续处理”的主要操作是蒸发，为了获得纯净的硫酸钠，应蒸发至_（填序号）。 A完全蒸干时停止加热B快干时停止加热，利用余热蒸干C有大量固体析出时停止加热，过滤弃去剩余的少量溶液温度/溶解度/g（4）已知硫酸钠的溶解度随温度变化的曲线如右图所示。40时，100g蒸馏水中溶解_g硫酸钠达到饱和。将该饱和溶液升高温度至90，观察到的现象是_。10氯化钠是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。 (1)粗盐除含NaCl外，还含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是 粗盐提纯的操作流程。提供的试剂：Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、饱和NaCl溶液。 欲除去溶液I中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4，从提供的试剂中选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为：过量的NaOH溶液、 、 ； 在滤液中加盐酸的作用是 ； (2)用提纯的NaCl配制200g0.9的生理盐水，需要NaCl的质量为 g。 配制该溶液时所需要的玻璃仪器有 如果配制后溶液溶质的质量分数低于0.9，你认为可能的原因是 。(任写一个)13兴趣小组的同学在开展“废物利用、减少污染”的活动中，取某工厂合金废料（含铝、铁、铜）进行如下实验：（1）操作的名称是 ；该操作需用到的铁制仪器为 。（2）固体A的成分是 ；操作反应的化学方程式为 。（3）黑色固体C加适量稀硫酸反应的方程式为 。（4）图中由含铝的钠盐制备氯化铝有两种途径，你认为合理的途径是 （填：“”或“”），理由是 。11.我国拥有丰富的海洋资源，我们可以从海水中提取食盐，并以此为原料制得具有广泛用途的烧碱，其制取的主要工艺流程如下：(1)利用风吹日晒可以从海水中提取粗盐，风吹日晒的主要作用是 ；(2)氯化钠溶解过程中搅拌的目的是 ；(3)写出氯化钠饱和溶液在通电条件下发生反应的化学方程式 14为确定木炭还原氧化铜后的固体成份，请你与兴趣小组的同学完成以下探究。 【对固体猜想】猜想I：全部是金属铜； 猜想：除铜外，还含有氧化铜；猜想：除铜外，还含有木炭； 猜想：除铜外，还含有氧化铜、 。【进行实验】实验流程见下图：【问题与讨论】(1)步骤包括溶解、 两步操作，它们共同用到的玻璃仪器是烧杯、 。 (2)C的化学式为 ，D的化学式为 ，由此推出固体B中含有 (写化学式)，步骤发生反应的化学方程式为 。 (3)结合(2)的结论推断：如果溶液A显蓝色，则溶液A的溶质的化学式为 ，说明样品中含有 ，则证明猜想 成立；如果溶液A无色，则证明猜想 成立。12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如下： 整个制备过程必须达到无水无氧。在H2还原SiHCl3过程中若混入O2 ，可能引起的后果是 。在生产过程中物质A可循环使用，A的化学式是 ；在生产过程中还有一种可循环使用的物质是 。15海水是一种重要的自然资源。以下是我市对海水资源的部分利用。(1)从海水中获取淡水。常用的操作方法是。(2)从海水中获得氯化钠。将海水进行 可得到粗盐；为除去粗盐中含有的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质，-有如下操作：溶解；加过量的Na2CO3溶液； 加过量的BaCl2溶液；加适量的盐酸；加过量NaOH溶液；蒸发结晶；过滤。正确的操作顺序是 。(用序号填一种合理组合)。(3)从海水中得到金属镁。下图是从海水中提取镁的简单流程。上述过程中，沉淀B与试剂C发生的是中和反应，则沉淀B的化学式为，由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为。海水本身就是含有MgCl2的溶液，它与通过步骤、得到的MgCl2溶液有何不同：。(4)海水“制碱”。下图是海水“制碱”的部分简单流程。 步骤、步骤反应的化学方程式为： 、。制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳。如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低。这是因为。16海洋是地球上最大的储水库，浩瀚的海洋蕴藏着丰富的化学资源。（1）目前世界上60%的镁是从海水中提取的。其主要步骤如下：提取Mg的过程中，试剂A可以选用_，试剂B选用_，由无水MgCl2制取Mg的反应类型为 。分离出Mg(OH)2后的NaCl溶液中还含有CaCl2、Na2SO4等杂质，为了获得NaCl溶液，在分离后的溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、Na2CO3溶液，过滤，再向滤液中加入适量盐酸。实验中加入过量BaCl2溶液是为了除去 ；加入过量Na2CO3溶液的目的是 。（2）从海水中制得的氯化钠除食用外，还常用作工业原料生产相应的化工产品，如工业上利用氯化钠和水在通电条件下生成烧碱、氢气和氯气，试写出上述化学方程式： 。17近年来有人提出了利用海水(含氯化钠)处理含二氧化硫的废气，该方法的流程如下：(1) 上图中从海水最终得到“NaCl(产品)”的过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。(2) 图中反应、属于化合反应的是 (填序号)。(3) 中的反应物是氯化钠和 ，该反应的化学方程式为 。(4)反应的化学方程式为 。18废干电池内的黑色固体含有MnO2、ZnCl2、NH4Cl、C（少量）等物质。化学小组欲通过以下流程，分离并回收部分物质。回答相关问题；(1)玻璃棒在操作I中的作用：_。(2)过滤后，滤液C仍然浑浊，则造成浑浊的原因可能是_（填编号）。 A滤纸破损 B过滤过程中滤液的液面超过了滤纸的边缘 C烧杯不干净 D滤波C中的物质相互反应(3)固体B常用作催化剂，则B是 _ （填化学式），写出在空气中灼烧A时发生反应的化学方程式：_。(4)仅用硝酸银溶液 （填“能”或“不能”）区分E和F。某同学认为固体E是NH4Cl，则检验方法是： _ 。(5) NH4Cl属于化学肥料中的 肥。Na+Mg2+Ca2+OH-溶难溶微溶Cl-溶溶溶CO32-溶微溶难溶20已知某粗盐样品中含有少量MgCl2、CaCl2及不溶性杂质。某研究性学习小组对该粗盐的提纯进行了探究，设计如下实验流程，请根据图示回答下列问题：( 20时，部分物质的溶解性见右表) (1)操作中需要使用的玻璃仪器有：烧杯、 。操作的名称为 。若在操作结束后发现溶液A仍浑浊，应采取的措施是 。(2)操作是在加热条件下不断滴加稀盐酸至溶液的pH=7。该操作的目的是 。(3)操作是将溶液B倒入 （填仪器名称）中，加热并不断搅拌，直到 时（填现象），停止加热。19通过海水晾晒可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是制备精盐的实验方案，各步操作流程如下：（1）在第步粗盐溶解操作中要用玻璃棒搅拌，作用是 。（2）第步操作的目的是除去粗盐中的 （填化学式，下同），第步操作的目的是除去滤液中 。（3）第步“过滤”操作中得到沉淀的成分有：泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、 （填化学式）。（4）在第步操作中，选择的除杂的试剂不能用KOH代替NaOH，理由是 。21菠菜营养丰富，素有“蔬菜之王”的美称。民间流传：菠菜豆腐同食，易得结石。某化学兴趣小组对“菠菜豆腐是否不能同食”等问题进行了探究。【查阅资料】菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等，豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐。人体结石的主要成分：草酸钙（CaC2O4）醋酸不与草酸钙反应，但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等。【提出猜想】“菠菜豆腐不能同食”的原因可能是 。弃去 残渣 足量CaCl2溶液 足量醋酸白色沉淀A菠菜样品在少量开水中煮沸2-3min溶液M白色沉淀B无色无味气体C【探究一】菠菜中部分成分分析（1）步骤中加入足量的CaCl2溶液的目的 。（2）已知气体C能使澄清石灰水变浑浊，醋酸的化学式用HAC表示，写出步骤的化学反应方程式 。沉淀A、B的质量关系为：m（A） m（B）（填“”、“”或“”）。（3）白色沉淀B的化学式为 ，由此可见菠菜豆腐不能同食。以下饮食观点正确的是 （填字母） A禁吃菠菜 B高钙牛奶可与菠菜同食C菠菜烹饪时可用开水烫，可降低草酸盐含量【探究二】某草酸钙晶体（CaC2O4xH2O）热分解研究按下图装置将草酸钙晶体样品高温加热，使其完全分解，对所得气体产物进行探究（假设装置中各试剂均足量）（4）反应开始前通入氮气的目的是 。装置B中硫酸铜粉末变蓝，说明产物中有 ，C、F中澄清石灰水均变浑浊，E中CuO变红，说明产物还有 和 ，经检验A中残留固体为氧化物。对上述装置从环保角度提一个改进建议 。（5）某研究所利用SDT Q600热分析仪对草酸钙晶体（CaC2O4xH2O）进行热分解，获得固体质量/g0 200 400 600 800 1000 分解温度/ 固体质量分解温度关系图10.012.814.65.60相关数据，绘制成固体质量分解温度的关系如右图。800以上时，固体成分的化学式为 。计算CaC2O4xH2O中的x（写出计算过程，CaC2O4的相对分子质量：128）。残留固体为CaC2O4时的温度范围 ，写出固体质量由12.8g变为10.0g时的化学方程式 。22工业上可以用食盐和石灰石为原料制取纯碱（Na2CO3），生产的关键是在沉淀池中让 NaCl、NH3、CO2和H2O尽可能多地转化成NaHCO3（固体沉淀物）和NH4Cl（溶液）。主要生产流程如下：（已知2NH4CI+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 +2H2O） “煅烧炉”中发生反应的化学方程式是 。 若在化学实验室里分离“设备（I）”中的混合物，用到的操作名称是 。 在“设备（）”中固体A与水反应的化学方程式是 。 该反应属于 反应（填写基本反应类型）。 对“设备（）”中的母液处理后，除水以外可在本流程中再利用的物质有 （填写化学式）。 请写出一个该生产流程的优点： 。 23我国海洋资源十分丰富。随着科学技术的不断发展，不仅可以通过高分子材料来淡化海水，还可以从海水中提取食盐、金属镁等重要的化学物质。 海水晒盐所获得的粗盐中含有难溶性杂质和MgCl2、CaCl2、KCl等可溶性杂质。在实验过程中粗盐经过溶解、_、_可得到初步提纯。右上图是MgCl2、KCl和MgSO4三种物质的溶解度曲线示意图。设t1时，MgCl2、KCl和MgSO4三种物质的溶解度分别为a、b、c，则它们的大小关系为_。t2时，MgCl2、KCl两种物质的饱和溶液中溶质质量分数较大的是_。目前世界上60的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：电解熔融氯化镁的过程中，_能转化为_能。提取Mg的过程中，试剂A可以选用_，试剂B选用_。分离出Mg(OH)2后的NaCl溶液中还含有CaCl2、Na2SO4等杂质，为了获得NaCl溶液，在分离后的溶液中按照下图所示步骤进行实验即可。请将相关内容填写在图中相应的空格中。答案：（1）过滤 蒸发 （2）ab=c MgCl2饱和溶液 （3）电 化学 氢氧化钠溶液（或氢氧化钙溶液） 稀盐酸123（1）， （2）防止氧气进去与氢气混合引起爆炸（3）盐酸 （4）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2（或Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O）4（1）ZnSO4 (2分) （2）Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或 Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe (2分) （3）Zn Fe Cu (各1分,共3分)(4)将废液中的FeSO4和CuSO4完全反应掉 ( 2分) (5)Fe （1分）5.（1）过滤 蒸发（2）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，Fe+H2SO4=FeSO4+H2 在金属活动性顺序中，铁位于铜、氢之前。67（1）化学 电 无色液滴 （2）开发“非石油化”能源 6CH4=C6H6+9H2 （3）CH4+2H2O(气)=CO2+4H2 KHCO3 3 (4)2 Fe2O3H2O8从海水中获得淡水，常用的方法是蒸馏。从海水中获得粗盐，可将海水进行蒸发结晶。试剂A最好选用熟石灰或氢氧化钙或Ca(OH)2。9（1）2NaOH+MgCl2Mg(OH)2+2NaCl （2分）Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl （2分）（2）H2SO4 （1分） （3）C （1分）（4）50 （1分） 有固体析出 （1分）10(1)BaCl2溶液 Na2CO3溶液 除去过量的NaOH和Na2CO3 (2)18 烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管(答出前三种即可) 称量NaCl的操作错 误，如左盘放了纸片，右盘未放纸片；用量筒量取水时错误，如取水时仰视读数、烧杯 中有水等；氯化钠中混有杂质(其它答案合理也可)11（1）蒸发水分 （2）加速溶解 （3）2NaCl2Na + Cl212（1）B （2）不活泼 （3）硅被氧化得不到高纯硅 引起爆炸 HCl 氢气（H2）13（1）（2分）过滤（1 分） 铁架台（带铁圈）、或三角架（1 分） （2）（3分）铁、铜（或Fe、Cu）（2分） Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2（1 分）（3）（1分）CuO + H2SO4 = CuSO4 +H2O （4）（2分）（1 分） 途径没有引入新的杂质，得到的是纯净的氯化铝溶液（或途径引入的杂质钠盐，得到的氯化铝不是纯净。合理表述均给分。1 分）14猜想IV： 木炭 (1)过滤 玻璃棒 (2) CO2 CuO C和Cu CuO+ H2S