高三化学化工流程题专题练习
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高三化学化工流程题专题练习 1 / 11 高三化学工业流程题专题练习 1.从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下:
已知:①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+; ②Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5 mol·L-1)时pH分别为3.6和5。 (1)“微热”除能加快反应速率外,同时还可以 , 滤渣A为_______(填化学式)。 (2)根据溶解度(S)∽温度(T)曲线,操作B的 最佳方法为_______(填字母序号) A.蒸发浓缩,趁热过滤 B.蒸发浓缩,降温结晶,过滤 (3)酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+,离子方程式为______ ; 酸C为 ,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=______。 (4)根据2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7, 图中右侧电极连接电源的 极,其电极反应式为_____ 。
2.钛有强度高和质地轻的优点,广泛应用于飞机制造业等。工业上利用钛铁矿,其主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)制备钛金属,工业流程如下: 已知:Ti与TiO2化学性质稳定,不溶于稀硫酸、稀盐酸等。 高三化学化工流程题专题练习
2 / 11 (1)请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式: 。 (2)请写出“熔融氧化”的化学方程式: 。 (3)电解氯化镁的阴极反应式为: ,可循环利用的物质为: (填化学式)。 (4)热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂: (填“能”或“不能”);原因为: 。 (5)用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl2和Mg,除杂试剂是 (填化学式)。
3.锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
已知25℃,部分物质的溶度积常数如下: 物质 Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 MnS CoS NiS Ksp 2.1×10-13 3.0×10-16 5.0×10-16 1.0×10-11 5.0×10-22 1.0×10-22 (1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。 (2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式是 ,加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0,以除去Fe3+。 (3)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是 。 (4)步骤Ⅳ中,在 (填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为 。
碳酸锰矿粉 H2SO4
溶浸 滤渣1 Mn 滤渣2
(NH4)2S 电解 除杂 滤液
除杂
滤液
氨水 MnO
2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ 电解废水 高三化学化工流程题专题练习
3 / 11 (5)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。进行二级沉降的目的是 。
4.回收的废旧锌锰于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。 物 质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Fe(OH)2 7.6 9.6 Mn(OH)2 8.3 9.8
(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: _。 (2)酸浸时,浸出时间对锰浸出率的影响如右上图所示,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。 ① 第一步反应的化学方程式为 。 ② 电解K2MnO4的浓溶液时,电解池中阴极的实验现象为 。
5.铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,下图所示是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程。 高三化学化工流程题专题练习 4 / 11 碳酸钠 铬铁矿 焙 烧 浸 出 O2 CO2 中 和 酸 化 废液处理 H2O 醋酸 醋酸 KCl pH<5 pH=7~8 固体a 固体b K2Cr2O7晶体 操作 I 操作 II 操作 III
已知1:物质的溶解度(g/100g水)
已知2: ①焙烧时有Na2CrO4、 Fe2O3 、NaAlO2 等生成。 ②Cr2O72-+ H2O 2CrO42- + 2H+ ; Cr2O72-具有很强的氧化性 回答问题: (1) “浸出”步骤中,为了提高浸出率,可采取的措施有 (要求写一条)。 (2)固体b中主要含有 (填写化学式)。 (3)要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用 (填写仪器或用品名称)。 (4)酸化步骤用醋酸调节溶液的pH﹤5,其目的是 ; 不用盐酸调节溶液pH的原因是 。 (5)操作III发生反应的化学方程式是 , 要得到K2Cr2O7 晶体的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、 、 和干燥。 6.从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
明矾焙烧的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4 +2Al2O3+9SO2↑+48H2O 请回答下列问题: (1)在焙烧明矾的反应中,氧化剂是 。
物质 0℃ 40℃ 80℃ KCl 28.0 40.1 51.3 NaCl 35.7 36.4 38.0 K2Cr2O7 4.7 26.3 73.0 Na2Cr2O7 163.0 215.0 376.0
固体 混合物 SO2 Al2O3 SO3 Al H2SO4 K2SO4 ①硫 焙烧 ②水浸 过滤 V2O5 ③冰晶石970℃通电 明矾 高三化学化工流程题专题练习
5 / 11 (2)步骤②中,为提高浸出率,可采取的措施有_____________。 A.粉碎固体混合物 B.降低温度 C.不断搅拌 D.缩短浸泡时间 (3)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。 (4)步骤③电解的化学方程式是 ,电解池的电极是用碳素材料做成,电解过程中,阳极材料需要定期更换,原因是: 。 (5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,则该电池的正极电极反应式是 。 (6)焙烧a吨明矾(摩尔质量为b g/mol),若SO2 的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H2SO4质量为 吨(列出计算表达式)。
7.用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。工艺流程如下:
(一定条件下,MnO4 -可与Mn2+反应生成MnO2) 已知:生成氢氧化物沉淀的pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时 3.4 6.3 2.7 完全沉淀时 5.2 9.7 3.2 (1)H2SO4溶解A12O3的离子方程式是 (2)检验滤液中还存在Fe2+的方法是______________________________(注明试剂、现象)。 (3) “除杂”环节有如下几个步骤, (Ⅰ)向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH为3.2; (Ⅱ)加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色 (Ⅲ)加入MnSO4至紫红色消失,过滤。 ①步骤Ⅰ的目的: ;调节溶液的pH为3.2的目的是 。 ②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 ,写出其反应方程式: ; ③Ⅲ中加入MnSO4的目的是 。 (4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是_____________________。(填化学式) 高三化学化工流程题专题练习 6 / 11 操作② 8.为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:
请回答: (1)绿矾的化学式为 。 (2)写出反应①的化学方程式 , 反应②生成沉淀的离子反应方程式 。 (3)为了检测滤液D中含有的金属离子,可设计实验方案为(试剂自选): 。 (4)在滤渣B中滴加稀硫酸时,发现反应速率比一般的铁粉反应要快,其原因是 。 (5)若考虑绿色化学工艺,在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体,试剂Y为无色液体,则反应④的总化学方程式为 ;若不考虑绿色化学工艺,所选试剂Y为1mol/L的硝酸,欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO4,则需该硝酸的体积 L。
9.某地煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用工艺设计如下:
(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。 (2)“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。(写出两个) (3)物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的离子方程式为____________。 (4)已知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,从煤矸石的盐酸浸取液开始,若只用CaCO3一种试剂,后续操作过程是____________________。 (5)以煤矸石为原料还可以开发其他产品,例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后,常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3·6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因:_______________________。