化工流程图题

1化工流程图题1．MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：（1）第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的（写化学式）转化为可溶性物质。（2）第②步反应的离子方程式是：＋ClO3—＋＝MnO2↓＋Cl2↑＋；反应中氧化剂是___________。（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、、、玻璃棒。（4）若粗MnO2样品的质量为①加稀H2SO4CO2含NaClO3的固体粗MnO2样品滤液MnO2Cl2滤液MnO2②加NaClO3溶液③通入热NaOH溶液中蒸发过滤过滤212.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第①步反应中至少需要_____molH2SO4。（已知摩尔质量：MnO2-87g/mol；MnO-71g/mol；MnCO3-115g/mol）2．明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾（成分为KAl（SO4）2·12H2O，易溶于水）相似，此外还含有Al2O3和少量Fe2O3杂质。具体实验步骤如下图所3示：根据上述图示，完成下列填空：(1）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，还有大量的NH4＋。检验NH4＋的方法是______________________________________________________________________________4_____。(2）写出沉淀物中所有物质的化学式______________________________________________________。(3）写出向沉淀物中加NaOH溶液发生反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________。3．从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：5请回答下列问题：(1)流程甲通入过量CO2后生成沉淀F的离子反应方程式为______________________________________________________________________________________________________________。(2流程乙加入烧碱溶解SiO2的化学反应方程式_______________________________________________。(3)验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入________________________(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是___________(填化学式)，写出该溶质的一种用途____________________。(5)已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH＝12，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝_____________________________。4．四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2OTi3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋加入铁屑的作用是__________________________________________________________。（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_____________范围。（3）若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋H2O的平衡常数K=___________。（4）已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)△H=+140KJ·mol-12C(s)＋O2(g)===2CO(g)△H=—221KJ·mol-1.写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：____________________________________________________________________。（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是__________________________________________________________（只要求写出一项）。（6）依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用________________________方法。TiCl4SiCl4熔点/℃－25.0－68.8沸点/℃136.457.65．由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：6（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①_______________________和②______________。（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在。（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为__________。（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电镀的主要电极反应式为________________________________。（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是______________________________________________________________________________________________。6．亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：（1）提高“反应1”反应速率的措施有_______________________、_________________________等。（2）“反应2”的的氧化剂是_________，该反应的化学方程式为______________________________。（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是___________________________________________。（4）从“母液”中可回收的主要物质是___________________________________。（5）“冷却结晶”后经_____________________________（填操作名称）即可获得粗产品。7．活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2pH3.26.78.09.7（1）“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是________________________________________。（2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、SO42－，另含有Fe2＋、Cu2＋等杂质。先加入___________（填“Na2CO3”或“H2SO4”）调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2＋转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2＋的浓度为0.009mol·L－1，则每升溶液中至少应加入__________molKMnO4。（3）杂质Cu2＋可利用置换反应除去，应选择的试剂是___________________。（4）“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅烧”在450～500℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为_______________________________________________________________________________。8．多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很NaClO3H2SO4溶解SO2反应2H2O2、NaOH减压蒸发55℃冷却结晶粗产品反应1ClO2母液氧化锌粗品H2SO4溶解滤渣产品滤液Na2CO3煅烧除杂滤液沉淀滤渣控制在40℃SiCl4H2O过滤钡矿粉调节pH=7过滤滤渣A20%NaOH溶液过滤滤渣过滤真空干燥H4SiO4）（滤渣调节pH=·BaCl2控制在70℃H2O2①②③④12.5···7大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有铁、镁等离子）制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下。已知：①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。②M(BaCO3)=197g/mol，M(BaCl2·2H2O)=244g/mol（1）SiCl4水解反应的方程式为__________________。已知：SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g)ΔH1=+47kJ/molSiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)ΔH2=+189kJ/mol则由SiCl4制备硅的热化学方程式为____________________________________________________。（2）加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和____________________________________。（3）加20%NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是_____________________________________。（4）BaCl2滤液经__________、_______、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。（5）10吨含78.8%BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O__________吨。9．二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Pb(OH)2Mn(OH)2PbSCuSZnSMnSFeSpH5.23.29.78.710.4≥0.1≥-0.42≥2.5≥7≥7回答下列问题：（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_________________________________________________________________。（2）滤渣B的主要成分是。（3）加入MnS的目的是除去____杂质。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为_______________________________