2016年高考化学一轮复习 课时40 化学工艺流程考点过关
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高考化学一轮复习化学工艺流程试题汇编(学生版)(14分)Na2SO3应用广泛。
利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如下。
(1)举例说明向大气中排放SO2导致的环境问题:。
(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。
则初期反应(图中A 点以前)的离子方程式是。
(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是。
资料显示:Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大,将其饱和溶液加热至33℃以上时,由于溶解度降低会析出无水Na2SO3,冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O;Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化,Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。
(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,从而提高结晶产率,中和器中加入的NaOH是过量的。
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因。
②结晶时应选择的最佳操作是(选填字母)。
a. 95~100℃加热蒸发,直至蒸干b.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出c.95~100℃加热浓缩,冷却至室温结晶(5)为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4,需选用的试剂是、。
(6)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂,再用酸性KIO3标准溶液(x mol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色,消耗KIO3标准溶液体积为y mL。
①滴定终点前反应的离子方程式是:IO3-+SO32- =+(将方程式补充完整)②成品中Na2SO3(M = 126 g/mol)的质量分数是。
2.(2016年西城区期一模)以铝土矿(主要成分是Al2O3,杂质有SiO2、Fe2O3等)为原料,采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示:(1)Al2O3可用于电解制Al,其反应的化学方程式是_______。
高考化学一轮复习化学工艺流程试题汇编(学生版)1.(2016年东城区二模)某工厂废水中含有毒的CrO 42-和Cr 2O 72-,常见处理方法是使其转化为毒性较低的 Cr 3+或直接吸附除去。
现有如下几种工艺:(1)光催化法:在催化剂作用下,利用太阳光和人工光,使废水实现上述转化。
①该法的反应原理是2Cr 2O 72- +16H +→ ______ + _______ + 8H 2O (将方程式补充完整)②该法涉及的能量转化形式是 。
③某小组通过实验研究催化剂中W (钨)和α-Fe 2O 3的比例对铬的去除率的影响(每次实验均采用:0.01 mol/L 500 mL 酸化的K 2Cr 2O 7溶液、总质量为0.2 g 的催化剂、光照10 min ),六价铬的去除率如下表所示。
上表中,b = ;在去除率最高的催化剂实验组中,用Cr 2O 72-表示的该反应在10 min 内的平均化学反应速率v = mol/(L·min)。
(2)电化学处理法:向废铁屑(铁碳合金)中加入含铬废水,一段时间后,废水中六价铬元素的去除率能达到90%。
①废铁屑在使用前酸洗除锈的离子方程式是 。
②结合电化学原理说明废铁屑在此过程中所起的作用是 。
(3)离子交换树脂(ROH )法:将CrO 42-和Cr 2O 72-吸附至树脂上除去,原理如下:2ROH + CrO 42-→ R 2CrO 4 + 2OH —、2ROH + Cr 2O 72-→ R 2Cr 2O 7 + 2OH —(已知:废水中存在如下平衡:2CrO 42-+2H +Cr 2O 72-+H 2O )。
控制溶液酸性可以提高树脂对六价铬的去除率,其理由是 。
催化剂组成 1 2 3 WO 3 W α-Fe 2O 3 65% 5% 30% 65% 10% 25% a b 20% 六价铬去除率60.2%80%72.9%2.(2016年西城区期二模)煤是我国重要的化石燃料,煤化工行业中产生的H2S也是一种重要的工业资源。
工艺流程题1.(2016全国卷I(14分))NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:回答下列问题:(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是______。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是_________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为____。
(计算结果保留两位小数)2.(2016全国卷Ⅱ(14分))我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:[c n+-1Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+回答下列问题:(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________;氧化除杂工序中ZnO的作用是____________,若不通入氧气,其后果是________________。
(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为______________;沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
3.(2016全国卷III(14分))以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
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2016年高考化学复习-工艺流程综合训练题非选择题1。
(2015·镇江调研)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[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀2.37。
53。
4完全沉淀3。
29.7 4.4回答下列问题:(1) 加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的(填“Fe3+”、“Fe2+"或“Al3+”)沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是.(2)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作。
专题二化学工艺流程题随着新课改的进行,在高考化学试题中化工题逐渐成为一类热门的主流题型"它将高中化学及某些化工生产很好地融合在一起,题目情景新颖,综合性强,思维量大,具有挑战性。
一些专家预测,在新课改背景下,无机化工题可能会逐渐取代以往高考化学试题中的无机框图型推断题,化工题是以某个具体的工业生产为背景,以化学基本理论为主线,结合化学实践!环境保护!化学计算等考查同学们应用所学知识探究解决生产实际问题的能力,对综合能力要求很高"化工题的特点表现为:题目多以流程图的形式出现;题目实际考查的是应用化学反应原理、化学平衡原理、离子平衡理论!晶体结构知识!物质制备和分离(提纯)知识、绿色化学观点、安全生产思想及从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的能力.一、工艺流程题简介1、工艺流程题是以及工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心,以流程图为信息背景,以物质的性质、转化、分离等为考点,将元素化合物知识、化学反应原理、实验等内容有机融合2、化学工艺流程题结构一般包括题头、框图和问题三部分。
题头: 一般简单介绍此工艺的原料和目的是什么。
框图: 是简化的工艺流程图。
问题: 是根据生产流程中涉及到的化学知识设计的系列问题。
3、读题审题—关键1).此流程的原料和目的是什么?2)流程中有哪些步骤?各步作用是什么?3)流程中涉及哪些化学知识点,如何把获取的信息用规范的语言文字正确表达出来?二、真题试做锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。
某离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2),导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=Li x C6。
现欲利用以上工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件为给出)。
回答下列问题:⑴LiCoO2中,Co元素的化合价为_________。
⑵写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________________________。
专项突破4 化学工艺流程题的分析一、工艺流程题的结构二、工艺流程题分类突破题型一物质制备类化工流程题1.核心反应——陌生方程式的书写关注箭头的指向:箭头指入→反应物,箭头指出→生成物。
(1)氧化还原反应:熟练应用氧化还原反应的规律判断产物和配平。
(2)非氧化还原反应:结合物质性质和实际反应判断产物。
2.原料的预处理(1)溶解:通常用酸溶。
如用稀硫酸、盐酸等。
水浸与水接触反应或溶解浸出固体加水(酸)溶解得到离子酸浸在酸性溶液中反应,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去浸出率固体溶解后,金属被浸出的百分率(2)灼烧、焙烧、煅烧:改变物质结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分解。
3.常用的控制反应条件的方法(1)调节溶液的pH。
常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
调节pH所需的物质一般应满足两点:①能与H+反应,使溶液pH增大;②不引入新杂质。
例如:若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。
(2)控制温度。
根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
(3)趁热过滤。
防止某物质降温时析出。
(4)冰水洗涤。
洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
题型二提纯类化工流程题1.明确常用的提纯方法(1)水溶法:除去可溶性杂质。
(2)酸溶法:除去碱性杂质。
(3)碱溶法:除去酸性杂质。
(4)氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质。
(5)加热灼烧法:除去受热易分解或易挥发的杂质。
(6)调节溶液的pH法:如除去酸性溶液中的Fe3+等。
2.明确常用的分离方法(1)过滤:分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
(2)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同分离物质,如用四氯化碳或苯萃取溴水中的溴单质。
(3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如NaCl。
高中化学学习材料唐玲出品工艺流程1.(16分)工业上需要利用一批回收的含铜废料制造胆矾(CuSO4·5H2O)。
该废料中各种成份含量如下:Cu和CuO约占87%,其它为Mg、Al、Fe、Si及其氧化物,还有少量的难溶物质。
工艺流程为:①将含铜废料研成粉末②加过量热碱溶液,过滤③滤渣用水洗至pH=7④加稍过量稀硫酸,加热条件下通空气搅拌至固体基本溶解⑧分离得到胆矾晶体⑦再将滤液用硫酸调节pH=2~3⑥调节pH=5.2沉降1小时之后过滤⑤再加H2O2于80℃保温半小时部分金属阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)2pH 5.2 3.1 6.7 9.4 9.7回答:(1)步骤①中为什么要将含铜废料研磨成粉状?。
(2)步骤②中的离子方程式(写出2个即可):、。
步骤⑤中H2O2参加反应的离子方程式:。
(3)步骤⑥中调节溶液pH时适宜的物质是(填序号);A.NaOH B.氨水 C.Cu2(OH)2CO3 D.Cu(OH)2 E.MgCO3步骤⑥中滤渣成份的化学式。
(4)步骤⑦中用硫酸调节pH=2~3的原因是。
步骤⑧的分离方法是2.铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如下图所示。
已知:① NaFeO2遇水强烈水解....。
②2CrO42-+ 2H+Cr2O72-+ H2O请回答:(1)K2Cr2O7中Cr 元素的化合价是。
(2)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是。
(3)滤渣1为红褐色的固体,滤渣1的成分是(填名称..)______________ ,滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外,还含有(填化学式...)。
(4)利用滤渣2,可制得两种氧化物,其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属,该电解反应的化学方程式是。
化学工艺流程考向一原料的处理■核心透析1.化学工艺流程(1)认识化学工艺流程化工流程中箭头指出的是投料(反应物),箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物),返回的箭头一般是被“循环利用”的物质。
图14-1(2)化学工艺流程处理的三个阶段图14-22.原料处理的各种方法(1)粉碎或研磨:增大固液(或固气或固固)接触面积,加快反应(溶解)速率,增大原料的转化率(或浸取率)。
其他提高浸取率的方法:升高浸取时的温度、延长浸取的时间、增大浸取液的浓度、充分搅拌等。
(2)煅烧或灼烧:不易转化的物质转为容易提取的物质;其他矿转化为氧化物;除去有机物;除去热不稳定的杂质。
(3)酸浸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀)。
(4)碱溶:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解(沉淀)。
■ 典例探究1(1)用辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图14-3:图14-3①下列措施是为了加快浸取速率,其中无法达到目的的是(填字母)。
A.延长浸取时间B.将辉铜矿粉碎C.充分搅拌D.适当增加硫酸浓度②滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2,请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式: 。
③研究发现,若先除铁再浸取,浸取速率明显变慢,可能的原因是。
(2)从含镍废催化剂中可回收镍,其流程如下:图14-4某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%)。
①“碱浸”的目的是除去。
②“酸浸”时所加入的酸是(填化学式),酸浸后,滤液ⅱ中可能含有的金属离子是。
式1 (1)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14-5所示:图14-5写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式:。
课时40 化学工艺流程夯实基础考点过关常见的化工术语【基础梳理】常见的操作与答题微课1 物质制备的化学工艺流程的解题过程(1)审题:①阅读题目的背景材料;②提供的原料、生产目标;③操作流程和条件;④提供的图表或介质;⑤化工流程图的类型;⑥重要操作和专业术语。
(2)析题:①弄清原理,设问;②弄清各步骤的目的;③如何运用条件;④问题的突破口与隐含条件;⑤解题思路与方法。
(3)答题:①从目的和反应原理切入;②从原料和产品切入;③从生产要求和条件切入;④从产品分离提纯切入;⑤从绿色化工思想切入;⑥规范答题。
无机化工流程题在背景材料上呈现新(或陌生)内容。
但本质上还是落在双基上,内在要求或者核心知识考查不变。
如运用化学反应原理、化学平衡和水解理论、物质制备和分离的知识、晶体知识、绿色化学的观点分析实际生产中的各种问题,我们千万不能被新包装所迷惑、所吓倒。
从题干中获取有用信息,明确生产的目的。
牢牢抓住一点:一切反应或操作的目的都是围绕获得高质量、高产量的目标产品;平时要重视基本的实验操作、陌生的氧化还原反应方程式、离子方程式的书写训练。
【典型例题】卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。
以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程图如下:已知:Fe2+的氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。
若要求产品尽量不含杂质,请根据表1和表2提供的资料,填写空白:表1 生成氢氧化物沉淀的pH表2 化学试剂价格表(1)在步骤②中加入漂液而不是双氧水的原因是。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式:。
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是。
(3)沉淀物A的成分为,试剂Z应该是。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是。
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物C必须在(填仪器名称)中灼烧。
[答案](1)漂液比H2O2的价格低得多2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O(2)使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便过滤除去(3)Fe(OH)3、Mn(OH)2、Mg(OH)2纯碱(4)MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑(5)坩埚[解析]:(1)漂液与H2O2都具有强氧化性,都能把亚铁离子氧化成铁离子。
加入漂液不会引入新的杂质,且漂液比H2O2的价格低得多。
2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O。
(2)通过调节溶液的pH,使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便过滤除去。
(3)Fe3+和Mn2+完全以氢氧化物的形式存在于沉淀物A中,当pH=9.6时,Mg(OH)2也开始出现,所以沉淀物A中还含有少量的Mg(OH)2。
③中滤液中主要含有镁离子,把其转化为Mg(OH)2沉淀,可以加入NaOH,也可以加入纯碱,纯碱的价格比较低,生产成本较低,所以在这里选用纯碱。
(4)在步骤⑤中,产物为Mg(OH)2,发生的反应为MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑。
(5)灼烧固体物质须在坩埚中进行。
碲(Te)为ⅥA族元素,是当今高新技术新材料的主要成分之一。
工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲。
(1)粗铜中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO2及其他化合物,电解精炼后,阳极泥中主要含有TeO2、少量金属单质及其他化合物。
电解精炼粗铜时,阳极电极反应式为。
(2)TeO2是两性氧化物,微溶于水,可溶于强酸或强碱。
从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下:①“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为。
②“沉碲”时控制溶液的pH为4.55.0,生成TeO2沉淀。
如果H2SO4过量,溶液酸度过大,将导致碲的沉淀不完全,原因是;防止局部酸度过大的操作方法是。
③“酸溶”后,将SO2通入TeCl4溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是。
[答案](1)Zn-2e-Zn2+、Cu-2e-Cu2+(2)①TeO2+2NaOH Na2TeO3+H2O②TeO2是两性氧化物,H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失缓慢加入H2SO4,并不断搅拌③TeCl4+2SO2+4H2O Te+4HCl+2H2SO4[解析]:(1)电解精炼粗铜时,粗铜作阳极材料,铜和金属性比铜强的金属锌都会失去电子,生成对应的离子,电极反应式为Zn-2e-Zn2+、Cu-2e-Cu2+。
(2)①根据“TeO2是两性氧化物”,仿照氧化铝的性质,可知“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为TeO2+2NaOH Na2TeO3+H2O。
②根据“TeO2是微溶于水,可溶于强酸或强碱”可知,TeO2是两性氧化物,H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失。
防止局部酸度过大的操作方法是缓慢加入H2SO4,并不断搅拌。
③反应物有SO2、TeCl4,产物有Te,酸性条件下发生氧化还原反应,TeCl4溶液中进行“还原”得到碲,化合价降低,SO2被氧化为SO 2-4,该反应的化学方程式为TeCl4+2SO2+4H2O Te+4HCl+2H2SO4。
将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图:(1)本工艺中所用的原料除CaSO 4·2H 2O 、CaCO 3、H 2O 外,还需要 等原料。
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式: 。
(3)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH 4)2SO 4溶液。
检验滤液中含有C 2-3O 的操作方法是 。
(4)若过滤Ⅰ的滤液中的Ca 2+浓度低于1.0×10-5mol ·L -1时可认为被沉淀完全。
若要使Ca2+沉淀完全,则滤液中C 2-3O 的物质的量浓度不得低于 。
[已知:K sp (CaCO 3)=5.0×10-9](5)写出蒸氨过程中的化学方程式: 。
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl 2·6H 2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是 (填字母)。
a. 熔点较低(29 ℃熔化)b. 能导电c. 能制冷d. 无毒 [答案] (1)KCl 、NH 3(2)CaSO 4+C2-3O CaCO 3+S2-4O(3)用滴管取少量滤液于试管中,滴加盐酸,若产生气泡,证明滤液中含有C 2-3O(4)5.0×10-4mol ·L -1(5)CaO+2NH 4Cl+5H 2O CaCl 2·6H 2O+2NH 3↑(6)ad[解析]: (1)从流程图中可以看出还需要的原料是KCl 、NH 3。
(2)CaSO 4电离出来的Ca 2+和碳酸铵电离出来的C 2-3O 结合生成CaCO 3沉淀,促使平衡右移,CaSO 4+C2-3O CaCO 3+S2-4O 。
(3)检验滤液中含有C 2-3O 用盐酸,滴加盐酸,若产生气泡,证明滤液中含有C2-3O 。
(4)K sp (CaCO 3)=c(C2-3O )·c(Ca 2+)=5.0×10-9,c(C2-3O )>5.0×10-4 mol ·L -1。
(5)蒸氨中反应物是CaO 、NH 4Cl 、H 2O ,生成物是CaCl 2·6H 2O 、NH 3,根据质量守恒定律写出:CaO+2NH 4Cl+5H 2OCaCl 2·6H 2O+2NH 3↑。
(6)无机储热材料,选择的依据是熔点低、无毒。
我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法。
由于三氯氢硅氢还原法具有一定优点,被广泛应用。
其简化的工艺流程如下图所示:(1)制备三氯氢硅的反应为Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-210 kJ·mol-1。
伴随的副反应有:Si(s)+4HCl(g)SiCl4(g)+2H2(g)ΔH=-241 kJ·mol-1。
SiCl4在一定条件下与H2反应可转化为SiHCl3,反应的热化学方程式为SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH=。
(2)由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为。
该生产工艺中可以循环使用的物质是(至少写出两种)。
(3)由于SiH4具有易提纯的特点,因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法。
工业上广泛采用的合成硅烷方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷,化学方程式是;整个制备过程必须严格控制无水,否则反应将不能生成硅烷,而是生成硅酸和氢气等,其化学方程式为;整个系统还必须与氧隔绝,其原因是。
[答案](1)+31 kJ·mol-1(2)SiHCl3+H2Si+3HCl HCl、H2、SiHCl3、SiCl4等(3)Mg2Si+4NH4Cl SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑Mg2Si+4NH4Cl+3H2O2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑由于硅烷在空气中易燃,浓度高时容易发生爆炸[解析]:(1)根据盖斯定律第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得出ΔH=+31 kJ·mol-1。
(2)由题给信息可知,用氢气还原SiHCl3,SiHCl3+H2Si+3HCl;该生产工艺中可以循环使用的物质是HCl、H2、SiHCl3、SiCl4等。
(3)由题给信息,根据质量守恒定律写出:Mg2Si+4NH4Cl SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑,Mg2Si+4NH4Cl+3H2O2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑;由于硅烷在空气中易燃,浓度高时容易发生爆炸。
回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉[含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等],由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示:根据上图所示步骤并参考表格数据,回答下列问题。
(1)在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉,所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。
MnO2与浓盐酸反应的离子方程方程式为。
(2)酸浸时,浸出时间对锰浸出率的影响如下图所示,工业采用的是浸取60 min,其可能原因是。
(3)锰粉经浓盐酸浸取,过滤Ⅰ除去不溶杂质后,向滤液中加入足量H2O2溶液,其作用是。
(4)过滤Ⅰ所得滤液经氧化后,需加入NaOH溶液调节pH约为5.1,其目的是。
(5)过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9,使Mn2+氧化得到MnO2,反应的离于方程式为。
(6)工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。
主要生产过程分两步进行:第一步将MnO2和固体KOH粉碎,混合均匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌以制取K2MnO4;第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。