专题九-工艺流程题(原卷版)(人教2019必修第二册)

专题九工艺流程题1．（2021·福建宁德市·高一期末）氨和硝酸是重要的工业产品，如图是工业合成氨及制备硝酸的流程示意图：（1）合成塔中发生反应的化学方程式为_______。（2）氨分离器中压强约为15MPa，温度约为-20℃，分离氨应用了氨_______的性质。（3）氧化炉中，NH3转化为NO的化学方程式为_______。标准状况下，5.6LNH3被氧化为NO时转移电子的物质的量为_______。（4）吸收塔中出来的尾气可用Na2CO3溶液吸收，主要反应为：a.b.①吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到晶体。该晶体中的主要杂质是_______(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是_______(填化学式)。②根据反应b，每产生22.4L(标准状况下)吸收液质量将增加_______g。（5）以合成氨为基础的化肥工业对粮食增长的贡献率占50%左右，但人类如果过度施用化肥，对环境造成影响是_______(任答1点)；为了维持自然界中氮的平衡，除了合理施用化肥外，人类还可以采取措施是_______(任答1点)。2．（2020·贵州省望谟民族中学高一期末）利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：（1）一定条件下，NO与NO2可以生成一种新的氧化物，试写出该反应的化学方程式：___。（2）上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是__；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是__(填化学式)。（3）该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致__；若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致__。（4）生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为__。3．（2020·江苏镇江市·高一期末）某课外兴趣小组通过如图所示的流程来制取少量亚硝酸钠晶体(NaNO2)，并对其进行纯度测定和相关性质的实验。已知：①；②NaNO2是白色固体，易被氧化。（1）生产过程中，SO2从底部通入，硝酸从顶部以雾状喷下，其目的是______。写出“还原”步骤中生成NO2反应的离子方程式______。（2）若使“吸收”步骤中NO、NO2完全转化为NaNO2，则理论上“还原”步中SO2与HNO3的物质的量之比为______。（3）该课外兴趣小组对实验制取的NaNO2晶体进行纯度测定：a.称取2.000g样品，将其配成250mL溶液b.先向锥形瓶内加入40.00mL0.100mol·L-1的溶液，加热至40～50℃，冷却后再向其中加入20.00mL0.10mol·L-1KMnO4溶液，充分混合。c.最后用待测的样品溶液与锥形瓶内溶液恰好完全反应，重复三次，平均消耗样品溶液50.00mL。(NaNO2与KMnO4反应的关系式为：)①测定过程中应迅速操作，不宜耗时过长，否则测定的数值将会偏小，原因是______。②通过计算，该样品中NaNO2的质量分数是______，可能含有的杂质有、和______。（4）该课外兴趣小组将NaNO2溶液逐滴加入到含淀粉KI的酸性溶液中，溶液变蓝，同时放出NO气体，该反应的离子方程式是______。4．（2021·江苏常州市·高一期末）蛇纹石是一种天然富镁矿物，主要成分为Mg3Si2O5(OH)4，还含有少量Al2O3、Fe2O3、FeO等杂质。现用蛇纹石来制取碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]，其工艺流程如下：回答下列问题：（1）镁元素在元素周期表中的位置是_______；（2）加入的H2O2可将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，该步骤操作时应严格控制反应在较低温度下进行，其目的是_______；（3）通入NH3调节pH，得到的滤渣主要充分是Fe(OH)3和_______；（4）沉镁时先加入氨水进行预氨化处理，但氨水的加入量不宜过多，原因是_______；（5）写出加热MgCO3·3H2O生成碱式碳酸镁的化学方程式_______。5．（2021·淮北市树人高级中学高一期末）我国“蓝天保卫战”成果显著，肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：回答下列问题：（1）从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有________(写化学式)。（2）图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。（3）写出SO2转化为SO3的化学方程式________________________。（4）工业上利用氨气制备一氧化氮，反应的化学方程式为________________。（5）实验室长期保存浓硝酸，需使用棕色试剂瓶，并放置在阴凉处，其原因为________________(用化学方程式表示)。（6）氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为________________。6．（2020·江苏南通市·高一期末）控制和治理二氧化硫，是解决酸雨问题的有效途径。（1）SO2是酸性氧化物，可用NaOH溶液吸收含SO2的尾气，该反应的化学方程式为___________。（2）用NaClO碱性溶液吸收二氧化硫。工业上控制在40℃~50℃时，将含有SO2的烟气和NaClO碱性溶液按图示方式通入反应釜，发生反应∶NaClO+SO2+2NaOH=NaCl+Na2SO4+H2O。①该反应中，SO2表现出___________填写具体化学性质)。②反应釜中采用“气—液逆流”接触吸收法的优点是___________。③为了提高SO2的吸收效率，工业上常加Ni2O3作催化剂，催化过程如图1所示。在催化过程中，反应产生的四价镍和氧原子具有强氧化能力，能加快吸收速度。试写出过程2的离子方程式∶___________。（3）碘、水吸收二氧化硫，具体流程如图2所示。已知∶I2易升华；硫酸是高沸点含氧酸，HI易挥发。①在反应器中，控制温度不超过100℃的目的是___________。②在分离器中，分离H2SO4和HI的方法为___________(填字母)。a．过滤b．蒸馏c．结晶③碘、水吸收二氧化硫的总反应方程式为___________。④该工艺中可以循环使用的物质是___________。7．（2020·山东枣庄市·滕州市第一中学新校高一期末）“环境就是民生，青山就是美丽，蓝天也是幸福。“拥有天蓝、地绿、水净的美好家园，是每个中国人的梦想。回答下列问题：（1）排放到大气中的氮的氧化物，会造成___污染。（2）化肥、炼油、稀土、钢铁等工业都会排放出高浓度的氨氮废水。氨氨废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素。①某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O形式存在，为达到变废为宝回收利用的目的。可采取的方法是___。②某团队设计处理流程如下：过程Ⅱ为硝化过程，在微生物的作用下实现NH4+→NO2-→NO3-的转化，在碱性条件下NH4+被氧气氧化成NO3-的总反应离子方程式为___。过程Ⅲ为反硝化过程，向一定条件下的废水中加入甲醇（CH3OH）实现HNO3→NO2-→N2的转化，将lmolNO2-完全转化为N2，转移的电子数为___。（3）磷酸生产及煤燃烧产生的废气SO2等会对大气造成污染。①为防止工业煤燃烧产生SO2，常向燃煤中加入CaCO3浆状物进行脱硫，脱硫的产物用于制造石膏。脱硫反应的化学方程式为____。②某兴趣小组对取得的酸雨样品进行pH测定，随着的简的推移，得到以下数据（pH越小，酸性越强）。时间/h开始81624324048pH5.04.84.54.34.24.04.0雨水pH变化的主要原因是___（用化学方程式表示）。③某硫酸化工厂，使用一种含杂质为25%的黄铁矿石（FeS2）为原料。若取2吨该矿石，可制得98%的浓硫酸___吨（假设生产过程中96%SO2转化为SO3）。8．（2020·山东潍坊市·高一期末）焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是葡萄酒中常用的抗氧化剂。一种以硫黄为原料制取Na2S2O5的生产工艺如下：已知：结晶脱水发生的反应：回答下列问题：（1）Na2S2O5中硫元素的化合价为________。（2）焚烧炉中反应的化学方程式为________________。（3）反应器中发生反应的离子方程式为________________。（4）葡萄酒酿造过程中添加Na2S2O5会放出一种有刺激性气味的气体，该气体是一种食品添加剂。实验室中检验该气体的常用试剂是________________。（5）废水中的硫单质(S8)能与碱反应，化学反应：，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。9．（2019·北京高一期末）硫的含量影响钢铁性能。一种测定硫含量的方法是将钢样中硫转化为二氧化硫气体，再用测硫装置进行测定。某测定硫含量的流程如下：（1）气体a的主要成分有CO2、______、______。（2）若钢样中硫以FeS的形式存在，煅烧装置中发生的化学反应为3FeS＋5O21______＋3_______（3）吸收装置中，H2O2氧化SO2的化学方程式是_________________。（4）用NaOH溶液中和生成的溶液b，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为yg，则该钢样中硫的质量分数为______。10．（2019·浙江绍兴市·高一期末）硝酸铵常用作化肥和化工原料，工业上制备硝酸铵的简要流程如图：（1）中和器中主要反应的化学方程式为___________（2）制备硝酸铵采用加压中和法还是常压中和法？同时说明原因___________（3）在不同的反应条件下，中和器中硝酸浓度与硝酸铵含量存在如图关系：[不利用中和热及在不同情况下利用中和热时生产硝铵溶液中NH4NO3的含量1－HNO3和NH3(70℃)；2－HNO3和NH3(50℃)；3－HNO3(50℃)和NH3(20℃)；4－HNO3和NH3(20℃)]①按图中的数据分析，要使中和器中硝酸铵含量达到90%以上，原料最佳温度和硝酸最佳含量是__________A．70℃；58%B．HNO3(50℃)，NH3(20℃)；56%C．50℃；56%D．20℃；58%②中和器中产品检测时，工作人员发现N2浓度明显高于正常空气带入的N2浓度，试用化学方程式表示中和器中生成N2的最有可能的过程____________、___________③以下制备硝酸铵分析不正确的是___________A．硝酸铵制备中应利用反应的中和热用于预热原料和浓缩硝酸铵溶液。B．采用真空蒸发器有利于获得较高浓度的硝酸铵溶液和较大颗粒的硝酸铵晶体析出。C．已知NH3与HNO3的气相反应很不彻底，工艺中应尽量使反应在液相中进行，可将硝酸持续匀速地通入预先装有液氨的中和器中反应。D．充分回收、重复利用蒸发器的蒸气和冷凝液中的产品，可以降低原料损耗。11．（2021·内蒙古包头市·高一期末）硅藻土是由无定形组成的，含有少量、及有机物等杂质，通常呈浅黄色或浅灰色，质软多孔。工业上可按如图所示流程，用硅藻土制备纳米级二氧化硅。请回答下列问题：（1）在加热条件下加入烧碱溶液时，发生反应的化学方程式为___________。（2）加入烧碱后过滤所得滤渣的主要成分是___________(填化学式)。（3）加入过量硫酸后，生成沉淀的离子方程式为___________。（4）若用纳米级二氧化硅制成水溶液，则该溶液所具有的性质与下列图片有关的是___________(填字母)。12．（2020·四川遂宁市·射洪中学高一期末）“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请回答下列问题：（1）无机非金属材料。高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：①写出步骤I的化学方程式：_______。②步骤II经过冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点为57.6℃)和HCl(沸点为-84.7℃)，提纯SiHCl3的实验方法是_______，所用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、锥形瓶外还需要_______。（2）磁性材料。这种黑色材料含有某种铁的氧化物，请写出该氧化物溶于稀硫酸溶液的化学方程式_______，简述检验所得溶液中较低价态阳离子的实验操作方法_______。（3）激光材料。我国是激光技术先进的国家，红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料。请用离子方程式来证明它是一种两性氧化物：_______、_______。（4）高分子材料。一种新型高效净水剂[AlFe(OH)nCl6-n]m属于无机高分子材料，它广泛应用于生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为_______。（5）合金材料。取等质量的两份某镁铝合金分别加入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，产生的H2体积分别为100mL、90mL则该合金中镁，铝的质量之比为_______。（6）消毒材料。棕黄色强刺激性气体Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取少量Cl2O，补充完整并配平下列反应方程式：____。_______Cl2＋_______Na2CO3＋_______=_______NaHCO3＋_______NaCl＋_______Cl2O13．（2020·全国高一期末）氮化硅高温陶瓷材料是现代重要的结构陶瓷，因其有硬度大、熔点高、化学性质稳定等特点而受到广泛关注。工业上普遍用下列流程进行生产：（1）SiO2和C反应除了得到粗硅外，还有可能得到一种硬度也很大的物质SiC，是生成粗硅还是生成该物质主要是由___决定的。（2）反应①的条件是隔绝空气和____。（3）写出制粗硅的反应的化学方程式____。（4）写出硅与氢氧化钠溶液的离子方程式____。（5）现在是用四氯化硅、氮气、氢气在稀有气体保护下加强热，得到纯度较高的氮化硅，其反应方程式为___。14．（2019·四川绵阳市·高一期末）多晶硅是广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。以下是由石英砂制备多晶硅的简易过程。回答下列问题：（1）反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。反应②中生成SiHCl3的化学方程式为___________。分离混合物采用的方法为蒸馏，其原理是利用了物质的______不同。（2）反应③氢化过程中所需的高纯度H2可通过电解精制的饱和食盐水制得，电解过程中同时生成一种黄绿色的气体和一种易溶、易电离的碱，电解反应的离子方程式是________。粗盐水精制过程中，为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-

等杂质，要按__________顺序（填标号）加入下列溶液：a.NaOHb.Na2CO3c.BaCl2，过滤后再向滤液中加________调节pH。（3）反应④中H2还原SiHCl3过程中若混入O2，除可能引起爆炸外，还可能引起_____。由粗硅制备多晶硅的过程中，循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外，还有__________(填分子式)。15．（2019·江苏省溧水高级中学高一期末）某科研小组以难溶性钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：（1）“煅烧”过程中有如下反应发生：①钾长石中的硅元素在CaCO3作用下转化为CaSiO3，写出SiO2转化为CaSiO3的化学方程式：__________。②钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2，写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式：____________________________________。（2）“转化”时加入NaOH的主要作用是________________________(用离子方程式表示)。（3）上述工艺中可以循环利用的主要物质是________________、_________________和水。16．（2020·吴江汾湖高级中学高一期末）硫酸铵一种优良的氮肥，适用于各种土壤和作物，硫酸铵还可用于纺织、皮革、医药等方面。某化工厂以硫酸钙为原料制备硫酸铵，其工艺流程如下：（1）X为_____，操作a名称为_______。（2）煅烧CaCO3生成生石灰和CO2的反应为_____反应(填“吸热”或“放热”)，欲加快该反应速率可采取的措施为______(写出一种即可)。（3）上述流程中，可以循环使用的物质有______(写化学式)。（4）从滤液中获得(N