高三化学工艺流程题专项练习

化学工艺流程题专项练习一·试题1.绿矾（FeSO4·7H2O）的一种综合利用工艺如下：（1）绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1：2反应，有CO2生成，反应的离子方程式为______________。（2）隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是，实际作还原剂的是CO。写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式____________。（3）“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤，除去的杂质离子是____________。（4）母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、____________。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因__________________。（5）绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物。分析下表实验数据，为了提高SO3的含量，可采取的措施是__________________。空气通入量/L·s－1温度/℃SO2含量/％[来源:]SO3含量/％0.0285045.454.60.0685030.569.50.1085011.188.90.1081011.188.90.1089011.288.82.某炼铁废渣中含有大量CuS及少量的铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O的流程如下：请回答下列问题：（1）废渣中的铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，其正极反应式为。FeCO3FeOFe分解还原绿矾NH4HCO3FeCO3固体母液焙烧煤粉还原铁粉(NH4)2SO4粗产品除杂②转化②分离②……废渣粉碎NaCl高温空气酸浸调pH升高至3～4滤渣过滤CuCl2·2H2O……废气4mol/L盐酸试剂A滤液B高温（2）高温煅烧时CuS发生的反应为：CuS+NaCl+O2——→CuCl2+Na2SO4，配平该反应方程式。（3）调pH后铁元素生成滤渣的离子方程式为。（4）试剂A最好选用下列三种物质中的（填序号）：a.NaClOb.Cl2c.浓硫酸理由是。（5）分析右图溶解度曲线回答：①为了获得CuCl2·2H2O晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩、_________、滤液冷却结晶、过滤得到产品。②“冷却结晶”过程中，析出CuCl2·2H2O晶体的合适温度或温度范围是。3.硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物,主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m流程图：（1）实验室实现“操作I”所用的玻璃仪器有、玻璃棒和烧杯等。“操作III”系列操作名称依次为：、、过滤和洗涤。（2）“酸溶”过程中Fe3O4溶解的化学反应方程式：。（3）硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是。[来源:]废铁皮硫铁矿烧渣酸溶200~300℃水浸操作I反应I操作IIFeSO4∙7H2O稀H2SO4[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m①稀H2SO4/②H2O2③水解滤渣操作III滤液滤渣（4）实验室检验“反应I”已经完全的试剂是，现象是。（5）加入适量H2O2的目的是氧化Fe2+，写出H2O2氧化Fe2+为Fe3+的离子方程式。4.铁氧体可用于隐形飞机上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：（1）酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为___________________________。（2）活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_____（填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”）。（3）除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。右下图是KMnO4溶液处于不同pH值时对应的Hg去除率变化图，图中物质为Hg与MnO4－在该pH范围内的主要产物。①请根据该图给出pH值对汞去除率影响的变化规律：_______________________。②试猜想在强酸性环境下汞的去除率高的原因：______________。（4）当x=0.2时，所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强，试用氧化物形式表示该铁氧体组成____________________。（5）经测定滤液成分后同时加入一定量的MnSO4和铁粉的目的是_____________________。5.已知工业上合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜0。在一体积为2L的密闭容积中，加入0.20mol的N2和0.60mol的H2，反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：（1）写出该反应平衡常数的表达式K=______________________（2）反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡，平均反应速率v(NH3)为；（3）5分钟时，保持其它条件不变，把容器的体积缩小一半，平衡移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”）原因是：。化学平衡常数将（填“增大”、“减少”或“不变”）。（4）在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后，若在第8分钟时达到新的平衡（此时NH3的浓度约为0.25mol·L—1），请在图中画出第5分钟后NH3浓度的变化曲线。（5）N2和H2的反应还有其它应用。如：有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，分别以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应式。6.高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品FeSO4制备高铁酸钾的生产流程如下：FeSO4溶液氧化I过滤NaOH操作IH2SO4氧化II试剂AB反应KOHK2FeO4滤渣H2O2查资料得知K2FeO4的一些性质：①在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定②溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂③具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和80%以下乙醇溶液回答下列问题：（1）写出“氧化I”中，生成Fe3+的离子反应方程式。（2）氧化Ⅱ中，试剂A为(填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)；过滤操作中，得到的滤渣B中除NaCl还有（3）操作I中包括冷却结晶、过滤、洗涤干燥几个步骤。洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进行该操作时最好用洗涤。（4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的Fe(OH)3，请补充并配平该反应方程式K2FeO4+H2O=Fe(OH)3↓+KOH+(5)将一定量的K2FeO4投入一定浓度的FeCl3溶液中，测得剩余K2FeO4浓度如下图所示，推测产生曲线I和曲线II差异的原因是[来源:]高铁酸钾剩余浓度mg·L-1时间/tFeCl3浓度1.5mg·L-10mg·L-1III7.硫酸工业中废渣的成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。硫酸渣过量盐酸固体充分反应固体固体固体溶液溶液溶液溶液ABCDEFGH试剂试剂调调pH=3.7pH=13过量CO2XX已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3．45．212．4一水合氨电离常数Kb=1.8×10－5，其饱和溶液中c(OH－)约为1×10-3mol·L-1。请回答：（1）写出A与氢氟酸反应的化学方程式：。（2）上述流程中两次使用试剂X，推测试剂X是（填以下字母编号）A．水B．氧化铝C．氨水D．氢氧化钠（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是。（任写2点）（4）写出FH的反应离子方程式：。（5）证明H溶液的主要阴离子（Cl－、OH－除外）的方法是。8.镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：已知：①NiCl2易溶于水，Fe3＋不能氧化Ni2＋。②已知实验温度时的溶解度：NiC2O4＞NiC2O4·H2O＞NiC2O4·2H2O③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示：M(OH)nKsp开始沉淀时pH沉淀完全时的pHAl(OH)31.9×10－233.44.2Fe(OH)33.8×10－382.52.9Ni(OH)21.6×10－147.69.8回答下列问题：(1)用NiO调节溶液的pH，依次析出沉淀Ⅰ和沉淀Ⅱ(填化学式)。(2)写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式：。(3)写出电解滤液的阴极电极反应式：。检验电解滤液时阳极产生的气体的方法是：。(4)写出“氧化”反应的离子方程式：。(5)如何检验Ni(OH)3是否洗涤干净？。9.工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：（1）滤液X中含有的金属阳离子是（填离子符号）。（2）步骤Ⅲ中可选用试剂调节溶液的pH（填字母）。A．稀硝酸B．氨水C．氢氧化钠溶液D．高锰酸钾溶液（3）步骤Ⅳ中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8，c（Fe2+）为1.0×10－5mol·L－1。试判断所得FeCO3中是否混有Fe(OH)2（填“是”或“否”），请通过简单计算说明理由(已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10－17)。（4）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是。（5）在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为。二·答案1.（1）Fe2＋＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O[来源:]（2）FeCO3FeO＋CO2↑CO2＋C2COFeO＋COFe＋CO2（3）Fe2＋（4）过滤NH4+＋H2ONH3·H2O＋H+，温度过高NH3挥发使平衡向右移动，溶液酸性增强生成NH4HSO4。（5）增大空气通入量2.（1）2H2O+O2+4e－=4OH－（2）12211（3）Fe3++3OH—=Fe(OH)3↓（4）a（2分）NaClO能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且NaClO溶液显碱性，能增大溶液pH（5）①趁热过滤②35～40℃3.（1）漏斗蒸发浓缩冷却结晶（2）Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O（3）增大烧渣与硫酸的接触面积，加快烧渣的溶解速率（4）KSCN溶液溶液不呈血红色（5）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O4.（16分）（1）MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+O2↑+2H2O（2）还原剂（3）①随pH值的升高汞的去除率先降低后增加②Mn2+具有催化作用（4）MnO·4ZnO·5Fe2O3（5）调节滤液离子的成分，符合水热后获得锰锌铁氧化体组成5.（1）（2）0.025mol/(Lmin)（3）向正反应方向；原因是：若只把容器的体积缩小一半，各种物质的浓度都加倍，浓度熵QK，平衡向正向移动[也可答体积缩小一半相当于增大体系的压强．．．．．．．．．，平衡向气体分子数减小．．．．．．．的方向即正反应方向移动]不变气体分子数减小．．．．．．．的方向即正反应方向移动]不变（4）（5）N2+8H++6e—==2NH4+6.(1)H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O(2)NaClONa2SO4(3)无水乙醇(4)41083O2↑(5)FeCl3溶液水解显酸性，促进K2FeO4与水反应，从而降低K2FeO4浓度7.(1)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（2）D（3）镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全（4）AlO2－+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3－（5）取1-2mLH溶液，加入过量．．BaCl2（CaCl2）溶液，没有沉淀产生；再滴加入NaOH溶液，有白色沉淀产生，（或再滴加入盐酸，有无色无味气体产生），证明含有HCO3－8.（(1)Fe(OH)3Al(OH)3(2