化工流程专练(学生)

1、 化工流程专练1（12分）工业上生产高氯酸时，还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠（NaClO2），其工艺流程如下：已知：NaHSO4溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90请回答下列问题（1）反应器中发生反应的化学方程式为 ，冷却的目的是 ，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是 （2）反应器中发生反应的离子方程式为 （3）通入反应器中的SO2 用另一物质H2O2 代替同样能生成NaClO2，请简要说明双氧水在反应中能代替SO2的原因是 （4）Ca(ClO)2、ClO2、NaClO、NaClO2等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是

2、因为它们都具有 请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂NaClO的离子方程式 2硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物，主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图：（1）实验室实现“操作I”所用的玻璃仪器有_、_和烧杯。（2）检验“酸溶”后的溶液中含有Fe2+试剂是_，现象是_。（3）“操作III”系列操作名称依次为_、_、过滤和洗涤。洗涤的方法是_。（4）加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+，写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式：_。3（16分）炼锌厂产生的工业废渣锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和S

3、iO2等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO4·7H2O和金属镉是一个有益的尝试，其流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Zn2+、Cd2+、Fe2+以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7；锌的金属活动性比镉强。试回答下列问题：（1）“浸出”时用到的“试剂X”为 (填名称)。（2）写出“氧化”过程的离子方程式 。（3）“调pH”过程可以选用 。（从以下选项选择，填序号）AH2SO4 BZnO CNaOH“滤渣2”的主要成分是 (填化学式，下同)。（4）“试剂Y”是_（5）“操作1”是 ；在“操作1”时，必须采取的实验措施是 。4（16分）某地煤矸石经预处

4、理后主要含SiO2（61%）、Al2O3（30%）和少量的Fe2O3、FeO及钙镁的化合物等。某实验小组利用其提取Al(OH)3。（1）“酸浸”过程中发生的主要反应的离子方程式为 。为提高“酸浸”时铝浸出率，可采取的措施之一是 。（2）“氧化”的目的是 。检验Fe3+已水解完全的方法是 。（3）滤渣的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和 。（4）上述流程中可循环利用的物质的化学式是 。“转化”时主要反应的离子方程式为 。（5）Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al(OH)3，从氧化后的溶液开始，若只用纯碱一

5、种试剂，后续操作是 。5（16分)锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+，工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下：（1）锌浮渣利用硫酸浸出后，将滤渣1进行再次浸出，其目的是 。（2）净化1是为了将Mn2+转化为MnO2而除去，试写出该反应的离子方程式 。（3）90时，净化2溶液中残留铁的浓度受pH影响如图。pH值中等时，虽有利于Fe2+转化为Fe3+，但残留铁的浓度仍高于pH为34时的原因是 。（4）滤渣3的主要成份为 （填化学式）。（5）碳化在50进行,“前驱体”的化学式为ZnCO32Zn（OH)2H2O，写出碳化过程生成“前驱体”的化

6、学方程式 ；碳化时所用NH4HCO3的实际用量为理论用量的1.1倍，其原因一是为了使Zn2+充分沉淀，二是 。6粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3，其流程如图：已知烧结过程的产物主要是：NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。（1）写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式 。（2）操作a为冷却、研磨，其中研磨的目的是 。（3）浸出过程中，NaFeO2可完全水解，水解反应的离子方程式为 。（4）操作b的名称是 ，所用的玻璃仪器有 、 和烧杯。（5）“碳化”时生成沉淀的化学式为 。7（12分）以炼铅厂

7、铅锌烟灰（主要成分为ZnO，还含有少量Fe2+、Mn2+及微量其他重金属离子）为原料生产氯化锌的工艺流程如下：（1）“酸浸”时一般控制温度为30 ，温度不宜过高的原因是 。（2）“氧化”时需控制溶液的pH为5。写出KMnO4氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式 。实际生产中高锰酸钾用量远多于理论用量的原因是 。（3）物质A的化学式是 。（4）写出流程中省略的操作步骤： ，若操作不当则会产生杂质Zn(OH)Cl，欲降低产品中该杂质的含量，可以采取的方法是 。8（12分）氢氧化镁广泛用作阻燃剂和填充剂。以白云石（化学式：MgCO3·CaCO3）为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：（1）根据流

8、程图，白云石“轻烧”分解的化学反应式是 。（2）“研磨”的目的是 。（3）加入氨水时反应的化学方程式为 ；检验Mg(OH)2沉淀是否洗涤干净的方法是 。（4）本流程中可以循环利用的物质是 。（5）传统工艺是将白云石高温分解为氧化镁和氧化钙后提取，而该工艺采用轻烧白云石的方法，其优点是 。9（15分）含苯酚的工业废水的方案如下图所示：回答下列问题：（1）设备进行的是 操作（填写操作名称），实验室这一步操作所用的仪器是 。（2）由设备进入设备的物质A是 。（3）在设备中发生反应的化学方程式为 。（4）在设备中，物质B的水溶液和CaO反应，产物是CaCO3、 和水，再通过过滤得产物。（5）上图中，能

9、循环使用的物质是C6H6、CaO、NaOH水溶液、 。（6）写出同时满足下列条件的苯酚的一种同分异构体的结构简式是 。核磁共振氢谱只有一个峰 分子中无碳碳双键10(12分)工业上用碘酸盐(碘酸为强酸)制备高碘酸(H5IO6，属于弱酸)，并用高碘酸在酸性介质中氧化Mn2生成MnO4，其流程如下图所示：（1）反应是将碘酸钠氧化为不溶于水的Na2H3IO6，该反应的化学方程式为_。反应得到的是不溶于水的黑色Ag5IO6，过滤的滤液呈_(填“酸”、“碱”或“中”)性。（2）无色气体的名称为_。白色滤渣的化学式为_。（3）工业上为降低成本，减少对环境的污染，整个流程需要控制加入氯气和硝酸银的物质的量之比

10、为n(Cl2)n(AgNO3)_。（4）氧化Mn2过程中，消耗1 mol H5IO6时，转移2 mol电子，则该反应的离子方程式为_。11（12分）利用硫酸渣（主要含Fe2O3、FeO，杂质为Al2O3和SiO2等）生产铁基颜料铁黄（FeOOH）的制备流程如下：（1）“酸溶”时，Fe2O3与硫酸反应的化学方程式为 。（2）滤渣的主要成分是FeS2、S和 （填化学式）；Fe3+被FeS2还原的离子方程式为 。（3）“氧化”中，生成FeOOH的离子方程式为 。（4）滤液中溶质是Al2(SO4)3和 （填化学式）；“洗涤”时，检验铁黄表面已洗涤干净的操作是 。12（14分）用工业FeCl3粗品(含C

11、a、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红，实验室常用萃取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：已知：HCl(浓)+FeCl3 HFeCl4试回答下列问题：（1）用萃取剂X萃取，该步骤中：Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在 (填“水”或“有机”)相。若实验时共用萃取剂X 120 mL，萃取率最高的方法是 (填字母)。a一次性萃取，120 mL b分2次萃取，每次60 mL c分3次萃取，每次40 mL（2）用高纯水反萃取，萃取后水相中铁的存在形式是 (写化学式);反萃取能发生的原因是 。（3）所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤，其目的是 。（4）测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe

12、2+，然后在酸性条件下用标准K2Cr2O7溶液滴定，已知铬的还原产物为Cr3+，写出该滴定反应的离子方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目 。13四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意图如下：回答下列问题：（1）往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3+ + Fe = 3Fe2+2 TiO2+（无色）+ Fe + 4H+= 2Ti3+（紫色）+ Fe2+2 H2OTi3+（紫色）+ Fe3+ H2O = TiO2+（无色）+ Fe2+2H+加入铁屑的作用是

13、 。（2）在工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在范围。（3）若把中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25°C时，KspFe(OH)3 =2.79×10-39，该温度下反应Fe(OH)3+3H+ Fe3+3H2O的平衡常数K= 。（4）已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl 4(l)+O2(g) H+140kJ·mol12C（s）+O2（g） 2CO（g） H221kJ·mol1写出中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl 4和CO

14、气体的热化学方程式： 。（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是 （只要求写出一项 ）。（6）依据表格信息，要精制含少量SiCl 4杂质的TiCl 4，可采用 方法。TiCl4SiCl4熔点/-25.0-68.8沸点/136.457.614钛被称为“二十一世纪金属”，工业上用钛铁矿制备金属钛的工艺流程如下：请回答下列问题：（1）铁在元素周期表中的位置为 。（2）写出TiO2+水解的离子方程式： 。加入过量铁粉的作用是： ； 。（3）操作 的实验步骤为：_，过滤。（4）副产品主要成分的化学式为 。（5）写出TiO2转化成TiCl4的化学

15、方程式： 。15（14分）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_（写出两条）。（2）利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_（写化学式）。（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_。（4）“粗硼酸”中的主要杂质是 （填名称）

16、。（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_。（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_。16（19分）毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是 。实验室用37%的盐酸配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的 。a烧杯 b容量瓶 c玻璃棒 d滴定管（2）Ca2+Mg2+Fe3+开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.2

17、加入NH3·H2O调节pH=8可除去 （填离子符号），滤渣中含 （填化学式）。加入H2C2O4时应避免过量，原因是 。已知：Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10-9（3）利用简洁酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。已知：2CrO42+2H+=Cr2O72+H20 Ba2+CrO42=BaCrO4步骤I：移取xml一定浓度的Na2CrO4溶液与锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0mL。步骤II：移取y mLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤相

18、同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1mL。滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的 （填“上方”或“下方”）。BaCl2溶液的浓度为 mol·L1，若步骤中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2+浓度测量值将 （填“偏大”或“偏小”）。17（14分）从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺的流程如下：请回答下列问题：（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为_（2）流程乙加入烧碱后生成SiO32的离子方程式为_（3）验证滤液

19、B含Fe3+，可取少量滤液并加入_（填试剂名称）。（4）滤液E、K中溶质的主要成份是_（填化学式），写出该溶液的一种用途_（5）已知298K时，Mg（OH）2的溶度积常数KSP=56×1012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得PH=1300，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2+）=_18锂被誉为 “金属味精”， 以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以-锂辉矿 （主要成分为LiAlSi2O6， 还含有FeO、 MgO、 CaO等杂质） 为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：已知： 部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：Li

20、2CO3在不同温度下的溶解度如下表：请回答下列问题：（1）用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成： _。（2）反应加入碳酸钙的作用是_。（3）写出反应中生成沉淀A的离子方程式： _。（4）洗涤所得Li2CO3沉淀要使用_ （选填 “热水” 或 “冷水”）， 你选择的理由是_。（5）电解熔融氯化锂生产锂时， 阳极产生的氯气中会混有少量氧气， 原因是_。19(12分) ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质）通过如下方法制取。已知：ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2Z

21、rO3与酸反应生成ZrO2+。部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。金属离子Fe3+Al3+ZrO2+开始沉淀时pH1.93.36.2沉淀完全时pH3.25.28.0（1）熔融时ZrSiO4发生反应的化学方程式为 ，滤渣I的化学式为 。（2）为使滤液I的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH=a，则a的范围是 ；继续加氨水至pH=b时，所发生反应的离子方程式为 。（3）向过滤III所得滤液中加入CaCO3粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为 。（4）为得到纯净的ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是 。20(16分)硅孔雀石是一种含铜矿石

22、，含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以其为原料制取硫酸铜的工艺流程如图：（1）完成步骤中稀硫酸与CuSiO3·2H2O反应的化学方程式:CuSiO3·2H2O+H2SO4CuSO4 +_+H2O；双氧水的作用是_ 。（2）步骤调节溶液pH，可以选用的试剂是_。ACuO BFe2O3 CAl2O3 DCu(OH)2（3）有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)3来Fe(OH)2Cu(OH)2开始沉淀的pH3.31.56.54.2沉淀

23、完全的pH5.23.79.76.7步骤中，调节pH=4时，所得滤渣B的成分的化学式为 ，滤液B中除Cu2+外, 还含有的金属阳离子是 。（4）将滤液B通过 、 ，过滤等操作可得到硫酸铜晶体。测定硫酸铜晶体结晶水的含量时，应将其放入_中灼烧。加热失水后,若在空气中冷却称量，测定结果_ _(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。21（14分）碱式硫酸铁Fe(OH)SO4可用作净水剂、媒染剂、颜料和药物。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等），生产碱式硫酸铁的部分工艺如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（1）反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。（2）反应II中加入Na

24、HCO3调节体系的pH在_范围内。（3）反应III中生成的气体遇空气变红棕色，则III中发生反应的离子方程式是_ 。（4）反应III中通入氧气可减少NaNO2的用量，若消耗1mol氧气可节约n(NaNO2)=_mol。（5）用硫酸可知体系的pH。若硫酸加入量过小，溶液生成沉淀；若硫酸加入量过大，不利于产品形成，用化学平衡移动原理分析其原因是_。（6）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可发生水解生成Fe2(OH)42+聚合离子，该水解反应的离子方程式是_。22（14分）聚合氯化铝(化学式为Al2(OH)nCl6-nxH2Om)晶体是一种高效无机水处理剂，下图是实验室模拟工业制备聚合氯化

25、铝晶体的工艺流程，制备原料主要是铝加工行业的废渣铝灰，主要含Al2O3、Al，含有SiO2等杂质（1）试剂X（写名称）是_，操作2包含过滤、_和干燥。（2）生产过程中操作1的操作步骤_。（3）当m=1时，制备Al2(OH)nCl6-nxH2Om的离子方程式：_生产中要严格控制溶液中pH，过小，则氯化铝水解不完全，且m值偏小，产品产量质量会降低而pH过大，产量也会降低，其原因是_（4）工业上采用电解装置制取活泼金属铝，若阳极产生的氧气全部与石墨电极反应生成CO和CO2气体，若生产中每生成81 gAl，阳极损失石墨30g，则理论上产生CO的物质的量是_。23（14分）硅及其化合物在工业上有广泛用途

26、，以硅粉、镁粉等原料制备硅烷的工业流程如下：反应釜中发生反应：4NH4Cl+Mg2 Si 4NH3+SiH4+2MgCl2 H<0（1）工业上可用硅烷和氨气生产一种能耐高温的材料Si3 N4，Si3 N4应属于 晶体；NH3、Si3 N4和SiH4三种物质的熔沸点由高到低的顺序是 。（2）上述生产硅烷的过程中反应釜抽真空的原因是 。（3）液氨参与循环的作用是 。（4）氨气也是重要的工业原料，1mol氨气在一定温度下（T>150）发生催化氧化反应能释放出2265kJ的热量，该反应的热化学方程式是 。（5）三硅酸镁（Mg2Si3O8·nH2O）难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它

27、可以中和多余胃酸（主要成分盐酸），生成的难溶物还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与胃酸反应的化学方程式是 。若将184g三硅酸镁加到50mL 10mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，以甲基橙为指示剂，用l0mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30mL，则Mg2Si3O8·nH2O中n的值是 。24（18分）以铝灰（主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝 Alm(OH)nCl3mn，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。（1）Al2O3与盐酸反应的离子方程式是_。（

28、2）滤渣I是_。滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是_。（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。其中NaClO的作用是_。该过程发生反应的离子方程式为_。（4）将滤液3的pH调至4.24.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。该反应的化学方程式为_。（5）Na2S溶液呈碱性的原因是_（用离子方程式表示）。该溶液中c(Na)_。25（13分）氯化铁是一种重要的化学试剂和化工原料，工业上以黄铁矿（主要成分为FeS2）为原料在制备硫酸的同时，利用其煅烧后炉渣的主要成分Fe2O3可制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O），其工艺流程如下（杂质不参与反应）：回答下列问题：（1）高温煅烧时，黄铁矿要粉碎成细小的颗粒,其目的是 。（2）黄铁矿高温煅烧时发生反应的化学方程式 。（3）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是 、 。（4）系列操作包括:蒸发浓缩、 、 、洗涤等。蒸发与过滤时玻璃棒的作用分别是： 、 。（5）取a g黄铁矿，按上述流程制得FeCl3·6H2O晶体，将该晶体溶于水，再将所得溶液蒸干、灼烧，得到b g固体产物（整个过程中的损耗忽略不计），黄铁矿的纯度为 （用含a、b的表达式表示）。26(16分)利用明矾石(主要成分：K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O