化工生产及流程题专项训练

1化工生产及流程题专项训练1、海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式；用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。写出用电解法制取金属镁的化学方程式。（2）Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。________________________________________________________________________。（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解时：_________________________________________________________；过滤时：_________________________________________________________；蒸发时：_________________________________________________________。2、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空：（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为；与电源负极相连的电极附近，溶液PH（选填：不变、升高或下降）。（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为：。（3）如果精盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是（选填：a、b、c）；a．Ba(OH)2b．Ba(NO3)2c．BaCl2（4）为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的合理顺序为（选填：a、b、c）；a．先加NaOH，后加NaCO3，再加钡试剂b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过、冷却、（填操作名称）除去NaCl。（6）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为。3、氧化铜有多种用途，如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：（1）制备氧化铜:工业CuSO4一→一→CuSO4溶液一→CuSO4·5H2O一→……一→CuOⅠⅡⅢ2①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质，操作是：。②步骤Ⅱ的目的是除铁，操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+完全转化后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是：。③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O固体，操作是：、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是：。(2)探究氧化铜的性质:①取A、B两支试管，往A中加入适量的CuO粉末，再分别向A和B加入等体积3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡，结论是：。②为探究试管A中的反应速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有：。4、往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其使用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低，该Mg(OH)2的生产工艺如下：（1）精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2－nCln·mH2O]，反应的化学方程式为。（2）合成反应后，继续在393K～523K下水热处理8h，发生发应：Mg(OH)2－nCln·mH2O＝(1-n/2)Mg(OH)2＋n/2MgCl2＋mH2O水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是。（3）阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是。（4）已知热化学方程式：Mg(OH)2(s)＝MgO(s)＋H2O(g)；ΔH1＝＋81.5kJ/molAl(OH)3(s)＝1/2Al2O3(s)＋3/2H2O(g)；ΔH2＝＋87.7kJ/mol①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是。②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果最好的是，原因是。（5）常用阻燃剂主要有三类：A．卤系，如四溴乙烷；B．磷系，如磷酸三苯酯；C．无机类，主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是______（填代号），理由是。5、以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化钠硫酸铵混合溶解蒸发浓缩趁热过滤滤液冷却结晶过滤滤液Na2SO4NH4Cl干燥NH4Cl产品洗涤20304050203040506070温度/℃溶解度/g8060708090100氯化铵硫酸钠氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：石灰乳精制卤水→合成→水热处理→过滤→水洗→表面处理→过滤水洗→干燥3工业碳酸钠溶解除杂滤渣滤液蒸发浓缩结晶过滤母液Na2CO3·H2O趁热过滤试剂级Na2CO3检验加热脱水(1)欲制备10.7gNH4Cl，理论上需NaClg。(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。(3)“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为。(4)不用．．其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是。(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是。6、碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠（纯度约98％）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等杂质，提纯工艺路线如下：已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题：（1）滤渣的主要成分为。（2）“趁热过滤”的原因是。（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是（写出1种）。（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是。（5）已知：Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH1=+532.36kJ·mol-1Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH2=+473.63kJ·mol-1写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式。7、硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式；H2还原SiHCl3过程中若混O2，可能引起的后果是。（2）下列有关硅材料的说法正确的是（填字母）。A、碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B、氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C、高纯度二氧化硅可用于制造高性能通讯材料—光导纤维D、普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E、盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出Na2CO3·H2O石英砂粗硅SiHCl3（粗）高纯硅SiHCl3（纯）焦炭高温精馏HCl573kH21357K4实验现象并给予解释8、工业上制备BaCl2的工艺流程图如下：重晶石矿高温焙烧炭溶解盐酸气体吸收过滤结晶滤液产物某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查表得：BaSO4(s)+4C(s)高温4CO(g)+BaS(s)△H1=+571.2kJ·mol-1①BaSO4(s)+2C(s)高温2CO2(g)+BaS(s)△H2=+226.2kJ·mol-1②（1）气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为：。（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，c(Br-)c(Cl-)=。[Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgCl)=2.0×10-10]（3）反应C(s)+CO2(g)高温2CO(g)的△H=kJ·mol-1。（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是，。9、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相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列天空：（1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水（每升含有250.28g氨）mL，用规格为mL量筒量取。（2）氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K＋、SO42－外，还有大量的NH4＋。检验NH4＋的方法是。（3）写出沉淀物中所有物质的化学式。（4）滤液I的成分是水和。（5）为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，完善下列步骤：①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量溶液，产生白色沉淀。②、、（依次填写实验操作名称）。③冷却、称重。（6）若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：mol(用含m、n的代数式表示)。10、（08深圳宝安区一模）镉是银白色或有蓝色光泽的软质金属，具延展性，密度：8.642克/厘米3。5熔点：320.9℃。沸点765℃。常见化合价为+2价。不溶于水，溶于大多数酸中。在元素周期表中，锌（30Zn）、镉（48Cd）、汞（80Hg）同属于锌族，锌和汞在自然界中常共生，镉的金属活动性介于锌和汞之间。湿法炼锌过程中产生的铜镉渣中含有Cu、Cd、Zn等多种金属，可用于生产金属镉。镉的主要用途可以用作镍—镉电池，以及用于颜料生产，镉化合物还在PVC稳定剂、发光材料、半导体材料、杀菌剂等方面有广泛的应用。镉的生产流程如图示意如下：请回答下列问题：（1）写出步骤①反应的离子方程式。（2）步骤②所加入的金属的名称是，为了实现绿色化学的目标，应如何处理“溶液1”？。（3）步骤④用“溶液2”作电解液，镉在极析出，该电极反应式是。（4）“电解废液”中含有镉，不能直接作为污水排放。目前含镉的废水处理的方式有两种，一种是在含镉污水中加入硫化钠沉淀镉离子，另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝沉淀镉离子。写出加入硫化钠溶液沉淀镉离子的离子方程式。11、某化学兴趣小组全体同学进入一家回收含铜电缆废料的工厂做社会调查，工厂负责人向同学们展示两个处理方案，并向同学们提出下列问题：方案甲：方案乙：（1）两个方案哪个符合当前生产的绿色理念，为什么？。（2）写出方案甲中的②③步骤反应的离子方程式：、。（3）工厂负责人指出，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑”这一步时，应该加入略过量的铁屑，你认为这么说的道理是：。（4）用简便方法检验红色粉末中是否含有过量的铁屑，如果有，请你提出合理的处理方案。（5）为了增加经济效益,该工厂把最后一步所得浅绿色滤液通过、冷却结晶、、洗涤、自然干燥得到一种俗称“绿矾”的工业产品。12、）实验室以氯化钾和硝酸钠为原料制备硝酸钾的实验流程如下：氯化钾硝酸钠混合溶解蒸发浓缩趁热过滤滤渣冷却结晶过滤滤液洗涤干燥KNO3产品水滤液滤渣含铜废料黑色固体及残留物足量稀硫酸、加热②蓝色溶液及不溶物过滤滤液加铁屑③浅绿色溶液及红色沉淀物过滤红色粉末在空气中灼烧①含铜废料碎铜、碎电缆皮、其他杂质加入足量稀硫酸通入空气并加热蓝色溶液及不溶物过滤滤液加铁屑浅绿色溶液及红色沉淀物过滤红色粉末粉碎电解④精镉电解废液铜镉渣铜渣浸出液硫酸①粗镉溶液1金属粉末②残渣溶液2硫酸③6硝酸钾等四种物质的溶解度随温度变化如右图所示。回答下列问题：（1）为了加速固体溶解，可采取的措施是：。（2）实验室进行蒸发浓缩操作时，将蒸发皿置于铁圈上，用酒精灯加热。取用蒸发皿应使用（填仪器的名称），为了防止液滴飞溅，进行的操作是。（3