工艺流程3

1．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下。其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋。(1)实验室用18.4mol·L－1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L－1的H2SO4溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外，还需________________________。(2)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有___________________________________________________________________________________(答出两点)。(3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O72—，写出此反应的离子方程式：_____________________________________________________________。(4)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：阳离子Fe3＋Mg2＋Al3＋Cr3＋开始沉淀时的pH2.7－－－沉淀完全时的pH3.711.189(9溶解)加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72—转化为CrO42—。滤液Ⅱ中阳离子主要有________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_________________________。(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，利用钠离子交换树脂除去的滤液Ⅱ中的金属阳离子是_______________________________。(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：__________________________________________________。2．化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，流程如下：(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________(填选项序号)。a．品红溶液b．紫色石蕊溶液c．酸性KMnO4溶液d．溴水(2)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________(3)过程③中，需加入的物质是____________；反应的化学方程式为_____________________用溶液Y制绿矾时，可取少量Y溶液于试管中，向试管内加入少量的________________溶液，观察溶液是否变为________色，以验证其中是否含有Fe3＋。(4)在实验室里，完成过程④中的____________(填操作名称)，需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等，还需要的玻璃仪器有___________________________。(5)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃，目的是____________________________________________________。(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：①用分析天平称取2.700g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为3.495g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n，则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)3．工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al2(OH)nCl6－n]的流程如下：(1)粉碎煤矸石的目的是__________________________________________________；滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)。(2)步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，此时溶液中的有色离子为_____________(填化学式)；随后溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为_________；步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管，长导管的作用是__________________________。(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH，其目的：一是生成BAC；二是_______________________________；已知BAC的分散质粒子大小在1～100nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是________________________；若Ca(OH)2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式：_______________________(4)若0.1molAlCl3在某温度下溶于蒸馏水，当有5%水解生成Al(OH)3溶液时，吸收热量akJ。写出该过程的热化学方程式：____________________________________。4．亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂。已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O，②ClO2的沸点为283K，纯ClO2易分解爆炸，③HClO2在25℃时的电离程度与硫酸的第二步电离程度相当，可视为强酸。如图是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：(1)C1O2发生器中所发生反应的离子方程式为，发生器中鼓入空气的作用可能是(选填序号)。A．将SO2氧化成SO3增强酸性B．稀释C1O2以防止爆炸C．将NaClO3氧化成C1O2(2)在该实验中用质量浓度来表示NaOH溶液的组成，若实验时需要450mLl60g／L的NaOH溶液，则在精确配制时，需要称取NaOH的质量是g，所使用的仪器除托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须有(3)在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量所需要的试剂是(4)在吸收塔中，可代替H2O2的试剂是(填序号)。A．Na2O2B．Na2SC．FeCl2D．KMnO4(5)从滤液中得到NaClO2·3H2O晶体的实验操作依次是（填操作名称）5．以白云石（化学式表示为MgCO3·CaCO3）为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：（1）根据流程图判断白云石“轻烧”后固体产物的主要成份_____。则“轻烧”温度应不超过_____。（2）流程图中“加热反应”的化学方程式为__________________________。（3）沉淀过程溶液的pH=9.5，此时溶液中c(Mg2+)=_______（已知Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12）。（4）该工艺中可以循环使用的物质是、（填化学式）。（5）传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取，该工艺采用轻烧白云石的方法，其优点是、。6．下图是工业上生产碳酸锂的部分工艺流程，请根据流程图及已知信息回答问题。②③几种物质不同温度下的溶解度。（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。写出图中①、②、③表示的各物质，步骤II中反应的离子方程式是。（2）已知滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3，写出生成滤渣2反应的离子方程式：。（3）向滤液2中加入饱和Na2CO，溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是。（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。①将粗产品Li2CO3溶于盐酸作用解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择半透膜隔开，用惰性电极电解。阳极的电极反应式是。②电解后向产品LiOH溶液中加入过量NH4HCO，溶液生成Li2CO3反应的化学方程式是。7．钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中，其主要成分是铁和锰的钨酸盐（FeWO4、MnWO4），还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下：已知：①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2。②上述流程中，钨的化合价只有在最后一步发生改变。③常温下钨酸难溶于水。（1）钨酸盐（FeWO4、MnWO4）中钨元素的化合价为____，请写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式__________。（2）上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后，溶液中的杂质阴离子确SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等，则“净化”过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为____，滤渣Ⅱ的主要成分是____。（3）已知氢氧化钙和钨酸钙（CaWO4）都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca（OH）2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则：①T1_____T2（填“”或“”）T1时Ksp（CaWO4）=____。②将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为____。8．利用海水资源进行化工生产的部分工艺流程如下图所示：（1）流程I中，欲除去粗盐中含有的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等离子，需将粗盐溶解后，按序加入药品进行沉淀、过滤。其加入药品顺序合理的是。a.Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液b．NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液c．NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液d．BaCl2、Na2CO3、NaOH溶液（2）流程Ⅱ中，电解饱和NaCl溶液的离子方程式为。从原子结构角度分析阴极之所以得到H2其根本原因是。（3）流程Ⅲ中，通过化学反应得到NaHCO3晶体。下图为NaCl、NH4Cl、NaHCO3、NH4HCO3的溶解度曲线，其中能表示NaHCO3溶解度曲线的是，化学反应方程式是。（4）流程Ⅳ中，所得纯碱常含有少量可溶性杂质，提纯它的过程如下：将碳酸钠样品加适量水溶解、、、过滤、洗涤2-3次，得到纯净Na2CO3•10H2O。②对Na2CO3•10H2O脱水得到无水碳酸钠。已知：Na2CO3·H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)ΔH1=+58.73kJ·mol-1Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH1=+473.63kJ·mol-1如把该过程中产生的气态水液化，将释放的热量反补给该生产过程所需的能耗，若不考虑能量无效损失，则理论上生产1molNa2CO3只需耗能92.36kJ，由此得出：H2O(g)=H2O(l)△H=。9．四氧化三铁是一种常用的磁性材料，纯净的四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。下图是氧化沉淀法生产Fe3O4工艺流程示意图：已知：①工业绿矾中的杂质不溶于水，不参与反应；②Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O。请回答下列问题：（1）铁的常见氧化物中可用作颜料的化学式是。（2）加水溶解过程中，实验室通常使用的玻璃仪器有，操作A的名称是，与加水溶解的过程中用到不同的玻璃仪器是。（3）在工艺流程中，通入适量空气氧化时的化学方程式为。（4）由溶液B获得该副产品要经历以下步骤，请排出正确的操作顺序是（填字母编号），得到副产品的化学式为。a．过滤b．加热浓缩c．结晶d．冷却e．洗涤（5）Fe3O4与稀硝酸恰好完全反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为。10．ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料。某课题组设计由含锌工业废料（含Fe、Cu、Mn等杂质）生产ZnO的工艺流程如下：含Zn废料滤液ZnO①试剂X压缩空气浸取液黄钠铁矾NaFe3(SO4)2(OH)6②10%H2O2氧化液MnO(OH)2等还原液③试剂Y海绵Cu④Na2CO3碳化⑤洗涤pH=5.5焙烧已知：黄钠铁矾在pH为1.5，温度为90℃时完全沉淀，且易于过滤。2Cu+O2+2H2SO4==2CuSO4+2H2O（1）步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+以外，还含有的金属离子有、，所加试剂X为Na2SO4和_________的混合液。（2）步骤②可进一步氧化除铁，还氧化除去了Mn2+，试写出相应的除去Mn2+的离子方程式_________________________，步骤③加入的试剂是_______，整个工艺流程中可以循环使用的试剂是______