[2020高中化学]专题17化工流程(二)(非金属)(学生版)

1、专题 17 化工流程（二） （非金属）1硼单质在高温时是良好的导体 ,也是用途广泛的化工原料 .镁单质可用于制造轻金属合金、球墨铸铁等.硼镁矿的主要成分为 Mg2B2O5·H2O,可以制取单质硼和镁 .制取工艺流程如图所示 ,已知硼砂的化学式为 Na2B4O7·10H2O,硼镁泥是硼镁矿制硼砂过程中产生的废渣,其主要成分是 MgCO 3,还含有 CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO 、SiO2等杂质 .按要求回答问题：（1）化合物 Mg 2B2O5·H2O中 B的化合价为 .（2）将硼砂溶于热水后 ,常用稀硫酸调 pH至23制取 H3BO3,该反应的离子

2、方程式为 .（3）滤渣 B中含有不溶于稀盐酸的黑色固体 ,则滤渣 B 的主要成分为 .（4）写出加 NaClO 的过程中发生反应的离子方程式： .（5）将硼镁泥中加入的硫酸改为盐酸是否可行？ .（填“是”或“否”,）理由是 .（6）仿照如下示例设计用 MgSO4·7H2O 制取金属镁的反应流程 .（注明反应所需的反应物、条件和操作）示例： NaOH NaCl 溶液 NaCl 固体2某工厂拟综合处理含 NH4+废水和工业废气（主要含 N2、CO2、SO2、NO 、CO,不考虑其他成分） ,设计了如下流程：已知：2NO2+2NaOH=NaNO 3+NaNO 2+H2O；NO+NO 2+2

3、NaOH=2NaNO 2+H 2O.（1）固体 1的主要成分除 Ca（OH）2外,还有 、 （填化学式） ;（2）步骤中需要的 O2量应是 （填“少量”或“过量”）；步骤 最终捕获剂捕获的气体产物是 （3）步骤 处理含 NH 4+废水时 ,发生反应的离子方程式为 ;(4) 为确保步骤 无 NaNO 3生成,理论上应控制 NO与 O2的物质的量之比为 ,若 n(NO) :n(O 2)=5:2且NaOH 溶液足量 ,则步骤 所得溶液中 NaNO 3与 NaNO 2的物质的量之比为 .3由含碘废水制取碘酸钾的一种工艺如下： 写出 KIO 3 在日常生活中的一个重要应用 . 检验 “含碘废水 ”中是否

4、含有单质 I2 的常用试剂是 ( 写试剂名称 ). 通入 SO2的目的是将 I2 还原为 I,该反应的离子方程式为 . 工艺中五种物质的制备反应中 ,不涉及氧化还原反应的步骤是 “制 ”. “制 KI(aq) ”时,该温度下水的离子积为 K w 1.0 ×1013,KspFe(OH)29.0 ×1015.为避免 0.9 mol ·L1 FeI2溶液中 Fe2+水解生成胶状物吸附 I-,起始加入 K2CO3必须保持溶液的 pH不大于 “制 KIO 3 溶液 ”反应的离子方程式为 . KCl 、KIO 3 的溶解度曲线如图所示 .流程中由 “ KIO3 (aq) 得”

5、到 KIO 3晶体的操作步骤为4硒(Se)和铜 (Cu)在生产生活中有广泛的应用 .硒可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂,也是动物体必需的营养元素和对植物有益的营养元素等.氯化亚铜 (CuCl) 广泛应用于化工、印染、电镀等行业 .CuCl 难溶于醇和水 ,可溶于氯离子浓度较大的体系 ,在潮湿空气中易水解氧化 .以海绵铜 (主要成分是 Cu 和少量 CuO)为原料 , 采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl 的工艺过程如下所示：请回答下列问题：(1) 若步骤中得到的氧化产物只有一种 ,则它的化学式是 .(2) 写出步骤中主要反应的离子方程式： .(3) 步骤包括用 pH2 的溶液酸洗、水洗两步

6、操作 ,酸洗采用的酸是 (写酸的名称 ).(4) 上述工艺中 ,步骤和的作用是 .(5) Se 为 A 族元素 ,用乙二胺四乙酸铜阴离子水溶液和硒代硫酸钠(Na2SeSO3)溶液反应可获得纳米硒化铜 ,硒代硫酸钠还可用于 Se的精制 ,写出硒代硫酸钠 (Na2SeSO3)与 H2SO4 溶液反应得到精硒的化学方程式： (6) 氯化亚铜产率与温度、溶液 pH关系如下图所示 .据图分析 ,流程化生产氯化亚铜的过程中 ,温度过低影响 CuCl 产率的原因是 ；温度过高、 pH 过大也会影响 CuCl 产率的原因是 .(7) 用NaHS作污水处理的沉淀剂 ,可以处理工业废水中的 Cu2.已知：25时,

7、H2S的电离平衡常数 Ka11.0 ×107,Ka27.0 ×1015,CuS的溶度积为 Ksp(CuS)6.3×1036.反应 Cu2(aq)HS(aq)CuS(s)H(aq)的平衡常数 K(结果保留 1位小数 ).5 NaH2PO2(次磷酸钠 )易溶于水 ,水溶液近中性 ,具有强还原性 ,可用于化学镀银、镍、铬等 .一种利用泥磷 (含P4和少量 CaO、Fe2O3、Al 2O3、CaCl2等)为原料制备 NaH2PO2·H 2O的工艺流程如下：已知 P4与两种碱的反应主要有：. 2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2 . 4

8、NaOH + P 4+8H 2O = 4NaH 2PO2·H2O+2H 2. 4NaOH + P 4+2H2O = 2Na2HPO3 +2PH3 . NaH 2PO2+NaOH = Na2HPO3+H2(1) 已知 H 3PO2是一元中强酸 ,NaH2PO2是(填“正盐”或“酸式盐”.)(2) 尾气中的 PH3被 NaClO 溶液吸收可生成 NaH2PO2,从吸收液中获得 NaH 2PO2·H2O的操作为 、 过滤、洗涤和干燥 .(3) 用 NiCl 2、NaH2PO2 溶液化学镀 Ni,同时生成 H3PO4和氯化物的化学方程式为： (4) 反“应”在温度和水量一定时 ,混

9、合碱总物质的量与 P4的物质的量之比 n(碱)/ n(磷)与NaH2PO2产率的关系如图所示 .当 n(碱)/ n(磷)>2.6时,NaH 2PO2的产率随 n(碱)/ n(磷)的增大而降低的可能原因是 .(5) 滤渣 2 主要成分为 (填化学式 ).(6) 过“滤 2”的滤液须用 Ag2SO4、Ba(OH) 2及 Na2S溶液除去其中 Cl及 Fe2+等,其中加入的 Ag2SO4溶液不宜 过量太多 ,其主要原因是 .(7) 在工业上 ,可以用惰性电极电解 NaH2PO2溶液制取磷酸 ,请写出其阳极反应式 .6亚氯酸钠 (NaClO 2)是一种重要的含氯消毒剂 .以下是过氧化氢法生产亚氯

10、酸钠的工艺流程图：已知： HC1O 2可视为强酸 ,NaClO 2的溶解度随温度升高而增大 .ClO 2的沸点为 283K,纯 ClO 2易分解爆炸 回答下列问题：(1) ClO 2发生器中发生反应的离子方程式为 ；向其中鼓入空气的作用可能是 .(2) 吸收塔中发生反应的化学方程式为 ；为防止生成的 NaClO 2被继续还原成 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 (填序号) .ANa2O2 B.Na2SC FeCl2D.KMnO 4(3) 操作的实验方法依次是 、过滤；操作实验方法是 .（4）akg NaClO 3理论上可制 _ kg NaClO 2&#

11、183;3H2O.,获得了良好的经济效益 ,下面是其生产流程7某化工厂以天然气、水、空气为基本原料联合生产氨、硝酸图.4）实验室分离溴水中的溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是 .（填序号）（1）试剂 a可能是,设备 B的名称为 ,设备 A 中的化学方程式为 .（2）该化工厂合成氨时的压强 40MPa,温度为 500左右 ,在此条件下 ,测定达到平衡时混合气体中 NH 3的体 积分数约为 35.2%. 在保持温度、压强不变的情况下,写出一种能提高合成塔中 H2转化率的方法 ,温度越低 ,NH 3的产率越高 ,为何不在较低温度下进行合成 . 从合成塔中出来的 NH 3的体积分数通常约

12、为 15%,其原因是 .（ 3）从设备 B 中出来的硝酸浓度较小 ,通常先加入一定量的硝酸镁后再进行蒸馏 下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是： A 浓硫酸 B硫酸镁 C生石灰蒸馏时通常采用减压蒸馏 ,这样做的主要目的是 .（4）用尿素 CO（NH 2）2处理尾气时可得到纯净的两种常见无毒气体,反应过程为： NO 、NO2在水中反应转化亚硝酸 ,然后亚硝酸再与尿素反应 ,写出后者反应的化学方程式： .8从海水中提取溴的工业流程如图：1）以上步骤 I 中已获得游离态的溴 ,步骤 又将之转变成化合态的溴 ,其目的是2）实验室保存液溴时 , 通常在盛液溴的试剂瓶中加少量的水,这与液溴的 性质有关（填

13、写序号）A 氧化性 B 还原性 C 挥发性 D 腐蚀性 E 密度比水大（3）流程 中将吹出的溴蒸气用纯碱溶液吸收时还有CO2生成,写出吸收时发生反应的离子方程式：已知： KspFe(OH) 2=4.7 ×10-6, K spMg(OH) 2=5.6 1×0-12,A 四氯化碳B 乙醇 C 烧碱溶液9亚硫酸钠在印染、造纸等众多行业中有着广泛的应用.研究小组用 Na2CO3 溶液吸收 SO2制备 Na2SO3.其实验流程如下：查阅资料可知 ,向碳酸钠溶液通入二氧化硫的过程中,溶液中有关组分的质量分数变化如下图是所示（1）如图中的线 2 表示的组分为 （填化学式）（2）写出如图曲

14、线 4 的反应方程式： （3）实验时 ,“反应 ”中加入 NaOH 溶液的目的是 （用化学方程式表示）（4）国家标准规定产品中 Na 2SO3的质量分数 97.0%为优等品 , 93.0%为一等品 .为了确定实验所得产品的等 级 ,研究小组采用了下列方法进行测定 .称取 2.570g产品 ,用蒸馏水溶解 ,加入足量的双氧水使 Na2SO3完全氧化生成 Na2SO4,再加入过量的 BaCl 2溶液, 所得沉淀经过滤、洗涤、干燥后称重,质量为 4.660g,通过计算确定产品中 Na2SO3 的质量分数（写出计算过程） . 10硼酸 （H3BO3） 是有重要用途的一元弱酸 .请回答下列问题：（1）单

15、质硼溶于热的浓硝酸可以生成硼酸 ,该反应的化学方程式为 （2）利用铁硼矿 （主要成分为 Mg2B2O5·H2O和 Fe3O4,还有少量 Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和 SiO2等）制硼酸,已 知天然的 Fe3O4 不溶于酸 .生产硼酸的工艺流程如下：“浸渣 ”主要成分的化学式为 “净化除杂 ”：滤液保持一定温度 ,需先加 H2O2溶液 ,然后再调节溶液的 pH=5.6.温度不宜过高的原因是. 调节溶液的 pH=5.6 的主要目的是 已知： K spFe(OH) 3=2.6 ×10-39, K spAl(OH) 3=1.3 ×10-33,（3）硼酸也可以通

16、过电解方法制备 .工作原理如图所示 写出阳极的电极反应式 .a膜或 b膜为阳离子交换膜的是 ；阴极室溶液的浓度 （填“变大”、 “不变 ”、“变小”.） （4）写出一定条件下硼酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式11某种制取纯碱的生产流程如下图所示：完成下列填空：（ 1） N 原子核外有 种不同运动状态的电子 ,它的最外层电子排布式是 ；组成纯碱的元素原子半径从大到小 依次为 .2）氨水是常用氮肥 ,用氨水施肥时要避开高温、大风天气,原因是 .3）用离子方程式表示碳酸钠被称为“碱 ”的原因 .4）结合下图用溶解平衡理论解释反应II 的反应原理 （ 5）在向母液中通入石灰乳进行蒸氨之前,通常需要先将

17、母液加热 .若不加热 ,加入石灰乳容易产生沉淀堵塞管道 ,生成的沉淀是 .（ 6）上述流程中可以循环利用的物质有 ,副产物是 .（ 7）利用化工生产遵循的一般原则分析上述纯碱生产流程,指出不足之处 （写一条）12纯碱 （Na2CO3）在生产生活中具有广泛的用途 .以下是实验室模拟制碱原理制取Na2CO3 的流程图 .已知：向饱和食盐水中通入 NH 3、CO2后发生的反应为 NaClNH3CO2H2O=NaHCO 3 NH 4Cl.回答以 下问题：（1）粗盐中含有的杂质离子有 Ca2、 Mg2、SO42等.精制除杂的步骤顺序是a 填b（字母编号 ）.a.粗盐溶解 ,滤去沉渣b加入盐酸调 pH c

18、加入 Ba（OH） 2溶液 d加入 Na2CO3 溶液 e过滤（ 2）向饱和食盐水中先通入 ,后通入 制得的碳酸钠样品中往往含有少量 NaCl,现欲测定样品中 Na2CO3 的质量分数 ,某探究性学习小组分别设计 了如下实验方案请回答下列有关问题： 方案一：把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2 溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、称量、计算.（ 3）洗涤沉淀的具体操作是 .方案二：利用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）.实验步骤如下：按图连接装置 ,并检查气密性；准确称得盛有碱石灰的干燥管 D 的质量为 33.4g； 准确称得 6g 纯碱样品放入容

19、器 b 中； 打开分液漏斗 a 的旋塞 ,缓缓滴入稀硫酸 ,至不再产生气泡为止； 打开弹簧夹 ,往试管 A 中缓缓鼓入空气数分钟 ,然后称得干燥管 D 的总质量为 35.6g.( 4)装置 A 中试剂 X 应选用 .(5) 根据实验中测得的有关数据 ,计算纯碱样品 Na2CO3 的质量分数为 (结果保留小数点后一位) .13氮化硅可用作高温陶瓷复合材料 ,在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用.由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：其中 NH 2中各元素的化合价与 NH3 相同.请回答下列问题：(1) 石英砂不能与碱性物质共同存放 ,以 NaOH 为例 ,用化学反应方程式表示其原因

20、：(2) 图示的变化中 ,属于氧化还原反应的是 .(3) SiCl 4在潮湿的空气中剧烈水解 ,产生白雾 ,军事工业中用于制造烟雾剂 .SiCl4 水解的化学反应方程式为(4) 在反应中 ,3 mol Si(NH 2)4在高温下加热可得 1 mol 氮化硅粉末和 8 mol A 气体,则氮化硅的化学式为,B和 C 两种气体在一定条件下化合生(5) 在高温下将 SiCl 4在 B和 C两种气体的气氛中 ,也能反应生成氮化硅成 A.写出 SiCl 4与B 和 C两种气体反应的化学方程式14晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料,可用于制芯片和太阳能电池等 .以下是工业上制取纯硅的一种方法 .请

21、回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示 )：(1) 在上述生产过程中 ,属于置换反应的有 (填反应代号 ).(2) 写出反应的化学方程式 .(3) 化合物 W 的用途很广 ,通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂,可作肥皂的填充剂 ,是天然水的软化剂将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 3731 623 K 反应,生成化合物 W,其化学方程式是 .(4)A 、B、 C三种气体在 “节能减排 ”中作为减排目标的一种气体是(填化学式 )；分别通入 W 溶液中 能得到白色沉淀的气体是 (填化学式 ).(5) 工业上合成氨的原料 H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气,再提纯水煤气得到纯净的 H2

22、,提纯水煤气得到纯净的 H2 的化学方程式为 .15欲用含有少量氯化钙的氯化钠固体,配制 100 mL a mol L·1 的氯化钠溶液 ,设计了下面的操作方案 .根据方案操作步骤回答下列问题：(1) 称量粗盐样品 m g,在托盘天平左盘上放 ,右盘上放 .(2) 蒸发操作时应将液体放在 中加热,等加热至 时即停止加热 .(3) 在样品的溶液中加入过量的 Na2CO3溶液,作用是 反应的化学方程式是 .(4) 在滤液中加入盐酸的作用是 ,反应的化学方程式是 .(5) 配制 100 mL a mol L·1的 NaCl 溶液时 ,应从 W g固体中称取 NaCl 的质量为 .

23、16工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx 气体(含 NO 、 NO 2)制备 NaNO 2、 NaNO 3,工艺流程如下：已知： Na2CO3+NO+NO 2 2NaNO2+CO21)中和液所含溶质除 NaNO 2及少量 Na2CO3 外,还有 (填化学式)（2）中和液进行蒸发 操作时 ,应控制水的蒸发量 ,避免浓度过大 ,目的是 ；蒸发 产生的蒸汽中含有少量的 NaNO2等有毒物质 ,不能直接排放 ,将其冷凝后用于流程中的 （填操作名称）最合理 .（3）母液进行转化时加入稀 HNO 3的目的是 ；母液需回收利用 ,下列处理方法合理的是 .a转入中和液 b转入结晶 操作 c转入转化液d转入结晶

24、操作（4）若将 NaNO 2、NaNO 3两种产品的物质的量之比设为2：1,则生产 1.38 吨 NaNO 2时,Na2CO3的理论用量为 吨（假定 Na2CO3 恰好完全反应） .17碘在工农业生产和日常生活中有重要用途.（ 1）上图为海带制碘的流程图 .步骤灼烧海带时 ,除需要三脚架外 ,还需要用到的实验仪器是 （从下列仪器中选出所需的仪器 ,用标号字母填写） .A. 烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.冷凝管 步骤发生反应的离子方程式为 .（ 2）若步骤采用裂化汽油提取碘 ,后果是 .（3）溴化碘（ IBr ）的化学性质类似于卤素单质 ,如能与大多数金属反应生成金属卤

25、化物,跟水反应的方程式为： IBr+H 2O=HBr+HIO 等 ,下列有关 IBr 的叙述中错误的是（ ）.A. 固体溴化碘熔沸点较高B. 在许多反应中 ,溴化碘是强氧化剂C. 跟卤素单质相似 ,跟水反应时 ,溴化碘既是氧化剂 ,又是还原剂D. 溴化碘跟 NaOH 溶液反应生成 NaBr、 NaIO 和 H2O（4）为实现中国消除碘缺乏病的目标.卫生部规定食盐必须加碘盐 ,其中的碘以碘酸钾（ KIO 3）存在 .可以用硫酸酸化的碘化钾淀粉溶液检验加碘盐,下列说法正确的是（ ）.A. 碘易溶于有机溶剂 ,可用酒精萃取碘水中的 I2B. 检验加碘盐原理： IO3+5I+3H2O =3I 2+6O

26、H C. 在 KIO 3溶液中加入几滴淀粉溶液 ,溶液变蓝色D. 向某无色溶液中加入氯水和四氯化碳,振荡,静置 ,下层呈紫色 ,说明原溶液中有 I18（题文）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 的工艺流程示意图如下（1）粗盐中含 CaCl2、MgCl 2 等杂质 ,写出精制过程中发生反应的离子方程式是 ,（ 2）如果粗盐中 SO42含量较高 ,必须添加钡式剂除去 SO42 ,该钡试剂可以是 A. Ba（OH）2 B. Ba （ NO 3） 2 C. BaCl2（ 3）电解过程中所发生反应的化学方程式为 ,与电源正极相连的电极附近产生的气体是 检验该气体可使用的试纸及现象是（ 4）氯碱工厂生产的氯气和氢气可以进一步用于生产盐酸,主要过程如下：其中关键的一步为氯气和氢气在燃烧管口燃烧生成 HCl, 氯气有毒 ,应采取的措施是 合成盐酸厂要求合成气中的 HCl 的含量要大于 97%,试用最简便的方法进行分析是否含量大于97% （ 5）氯碱工厂生产的氯气和氢氧化钠溶液可以用