2011高考二轮复习化工流程专项训练

2011高考二轮复习----化工流程专项训练1．某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程：试填空。（1）沉淀池中发生主要反应的化学方程式为：_______________________，该反应能够发生的原因是：______________________________________。（2）提纯滤液以获得(NH4)2SO4晶体，必要的操作步骤是：____________（填序号）。A．萃取B．蒸发浓缩C．冷却结晶D．蒸馏（3）该生产过程中可以循环使用的物质X是：_____________________（填化学式）。（4）上述生产流程中，有关NH3的作用及说明正确的是：_____________（填序号）。A．提供制备所需的氮元素B．增大CO32－的浓度促进反应发生C．作反应的催化剂D．生产1mol(NH4)2SO4，至少消耗2molNH32．重晶石（BaSO4）难溶于水，要转化成BaCO3再制备其他钡盐。工业上一般采用高温煅烧还原法；实验室可以采用沉淀转化法。高温煅烧还原法煅烧还原水浸取过滤过滤BaS溶液BaSCOBaCO3固体重晶石矿粉煤粉（C）通CO2⑴煅烧还原的热化学方程式为：______________________________________。有关的数据：Ba(s)＋S(s)＋2O2(g)＝BaSO4(s)；ΔH＝－1473.2kJ·mol－1C(s)＋21O2(g)＝CO(g)；ΔH＝－110.5kJ·mol－1Ba(s)＋S(s)＝BaS(g)；ΔH＝－460kJ·mol－1⑵经检验BaS的水溶液呈碱性，原因是（用离子方程式表示）_______________________。沉淀转化法向BaSO4沉淀中加入饱和Na2CO3溶液，充分搅拌，弃去上层清液。如此处理多次，直到BaSO4全部转化为BaCO3：BaSO4(s)＋CO32－(aq)BaCO3(s)＋SO42－(aq)（平衡常数K＝0.042）⑶现有0.20molBaSO4，每次用1.00L2.0mol·L－1饱和Na2CO3溶液处理，假定BaSO4能全部转化，至少需要处理多少次？（写出计算过程）⑷从“绿色化学”角度分析，用饱和Na2CO3溶液沉淀转化法的优点是_____________________。合成氨厂沉淀池煅烧炉足量NH3副产品滤液[提取产品(NH4)2SO4]CaSO4悬浊液CO2X3．高氯酸（HClO4）常用于塑料、电镀、人造金刚石工业，亚氯酸钠（NaClO2）是一种新型的优良漂白剂。高氯酸联产亚氯酸钠的工艺流程如下：⑴反应器1中发生反应的化学方程式为____________________________________。⑵通入反应器2的SO2作用是________；反应器2中发生反应的离子方程式为____________。⑶循环1利用的物质是_______________。4．钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，江西省攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。请填写下列空白：⑴电解食盐水时，总反应的离子方程式是：______________________________________________⑵写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：_____________________________________________。⑶已知：①Mg(s)＋Cl2(g)＝MgCl2(s)；ΔH＝－641kJ·mol－1②Ti(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)；ΔH＝－770kJ·mol－1则2Mg(s)＋TiCl4(g)＝2MgCl2(s)＋Ti(s)；ΔH____________________反应2Mg＋TiCl4══800℃2MgCl4＋Ti在Ar气氛中进行的理由是__________________________。⑷在上述产业链中，合成192t甲醇理论上需额外补充H2__________t（不考虑生产过程中物质的任何损失）。⑸以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是____________________________________________________________。5．从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：碱浸过滤滤渣①滤液②滤液③滤渣③酸浸过滤保温一段时间调pH为6过滤调pH为2～3浓缩结晶含镍废催化剂碱液酸液H2O2滤液①滤渣②FeSO47H2O晶体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%)。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5.23.29.79.2回答下列问题：⑴“碱浸”的目的是除去_______________________________。⑵“酸浸”时所加入的酸是_______________（填化学式）。酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是_________________。⑶“调pH为2～3”的目的是___________________________。⑷产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），可能是由于生产过程中___________________________导致Fe2＋未被完全氧化造成的。⑸NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH。该反应的离子方程式是_______________________________________。5．⑴Al、Al2O3、油脂；⑵H2SO4，Ni2＋、Fe2＋；⑶防止在浓缩结晶过程中Ni2＋水解；⑷H2O2的用量不足（或H2O2反应器1反应器2NaClO2粗品NaClO2纯品反应液冷却过滤滤液粗馏精馏HClO4纯品NaHSO4晶体ClO2NaOHH2OSO2循环1m(NaClO3)m(90%H2SO4)15＝失效）、保温时间不足；⑸2Ni2＋＋ClO－＋4OH－＝2NiOOH↓＋Cl－＋H2O6.聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：煅烧溶解搅拌、过滤调节溶液pH在4.2～4.5蒸发浓缩90℃～100℃高岭土15%盐酸少量铝粉适量CaCO3Al2(OH)nCl6－n根据流程图回答下列问题：⑴“煅烧”的目的是_________________________________________________________。⑵配制质量分数15％的盐酸需要200mL30％的浓盐酸（密度约为1.15g·cm－3）和_______g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。⑶“溶解”过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________。⑷加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。⑸“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_________________；“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制温度的实验方法是_________________。7.利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：CH4H2SCH4FeS、S、H2OO2CO、H2、CH4CO、H2、N2CO2、H2、N2S(硫)Fe2O3H2O一次转化二次转化H2O(g)H2O(g)K2CO3(aq)KHCO3N2、H2N2、H2、NH3N2、H2CO2空气NH3依据上述流程，完成下列填空：⑴图中CH4的第一次转化过程中的化学方程式是__________________。⑵脱硫过程中，若有nmolFe2O3·H2O转化，则生成S的物质的量为mol（用含n的代数式表示）。⑶整个流程有三个循环：一是K2CO3(aq)循环，二是N2和H2循环，第三个循环中被循环物质是____________。⑷改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢，以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫，其电解总反应方程式(忽略氧气的氧化还原)为____________________，该方法的优点是____________。答案及解析：1.（1）CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4（2分）；（或2NH3+H2O+CO2=(NH4)2CO3；(NH4)2CO3+CaSO4=CaCO3↓+(NH4)2SO4）生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反应向正向进行（2分）；（2）BC（2分，对1个给1分，选错不给分）（3）CO2（2分）（4）ABD（对1个给1分，全对给3分；2分）2．⑴BaSO4(s)＋4C(s)＝BaS(s)＋4CO(g)；ΔH＝＋571.2kJ•mol－1；⑵S2－＋H2OHS－＋OH－；⑶计算过程：设每次用1.00L2.0mol•L－1饱和Na2CO3溶液能处理BaSO4物质的量为xBaSO4＋CO32－＝BaCO3＋SO42－(2.0－x)mol•L－1xmol•L－1K＝)(）(－23－24COSOcc＝11Lmol0.2Lmol)(xx＝0.042x＝0.081（0.084也给分）；处理次数＝0.081mol0.2mol＝2.5（2.38也给分）。至少处理3次；⑷节能，环保3．⑴3NaClO3＋3H2SO4＝2ClO2↑＋HClO4＋H2O＋3NaHSO4或3NaClO3＋2H2SO4＝2ClO2↑＋NaClO4＋H2O＋2NaHSO4；⑵二氧化硫作为还原剂把ClO2还原为NaClO2、2ClO2＋SO2＋4OH－＝2ClO2－＋SO42－＋2H2O；（3）H2SO44．⑴2Cl－＋2H2O══通电2OH－＋H2↑＋Cl2↑；⑵2FeTiO3＋6C＋7Cl2══高温2TiCl4＋2FeCl3＋6CO；⑶－512kJ·mol－1防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）反应；⑷10；⑸CH3OH＋8OH－－6e—＝CO32－＋6H2O5．⑴Al、Al2O3、油脂；⑵H2SO4，Ni2＋、Fe2＋；⑶防止在浓缩结晶过程中Ni2＋水解；⑷H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足；⑸2Ni2＋＋ClO－＋4OH－＝2NiOOH↓＋Cl－＋H2O6.解析：对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料高岭土中的杂质，二是将Al2O3利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析，除铁用铝置换后过滤，高岭土中的Al2O3不溶于酸，必须经煅烧改变结构。该题经这样分析，题设的所有问题的答案就在分析之中。答案：⑴改变高岭土的结构，使其能溶于酸；⑵230；量筒；⑶Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O；⑷除去溶液中的铁离子；⑸pH计（或精密pH试纸）；水浴加热7.解析：该生产工艺属于多处循环生产工艺，因此分析工艺流程示意图时，分析的主线是弄清基本原材料CH4转化为合成氨的基本原料N2和H2的工艺生产原理。但还要回头分析循环生产的理由和循环生产的工艺生产段。通过这样既考虑产品的合成，又考虑原料的充分利用，该题所涉及到的问题也就可以解答了。答案：（1）CH4＋H2OCO＋3H2；（2）n；（3）Fe2O3·H2O；（4）Na2S＋2H2O══通电2NaOH＋S＋H2↑，NaOH可以循环利用，同时获得副产品氢气。（优点答到“NaO