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第1页共53页工业流程1.(1)化学镀是指使用合适的还原剂,使镀液中的金属离子还原成金属而沉积在镀件表面上的一种镀覆工艺。化学镀广泛用作金属、塑料、玻璃、陶瓷等材料的装饰和防护。在ABS工程塑料表面进行化学镀镍的流程如下:回答下列问题:(1)化学镀与电镀比较,优点之一是。(2)镀件浸入AgNO3溶液后,镀件表面吸附的SnCl2将AgNO3还原成有催化活性的金属银,反应的化学方程式是。(3)镀镍时,镀液中的Ni2+与H2P-在催化表面上反应沉积镍,同时生成中强酸H3PO3及与金属镍物质的量相等的氢气,该反应的离子方程式是。(4)化学镀镍废液中含有Ni2+等污染物,需转化为沉淀除去。已知25℃,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,若加入碱后使废液的pH=10,则处理后的废液中镍元素的含量为mg/L。(5)随着淡水资源的日益匮乏,人们已将目光转向了海水,那么海水淡化技术变成为重大课题。电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过,电极均为惰性电极。某地海水中的主要离子为Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、S-、HC-:①开始时阳极的电极反应式为。②电解一段时间,(填“阴”或“阳”)极会产生水垢,其成分为(填化学式)。③淡水的出口为a、b、c中的出口。(6)还可以利用海水制备消毒剂ClO2。①其反应原理为2NaClO3+2NaCl+H2SO42ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O。生产中将NaClO3和NaCl物质的量之比为1∶1.05的混合水溶液加入反应器,NaCl稍过量的目的是。②用阳离子交换膜电解池电解NaClO2溶液,可在阳极室产生ClO2,在阴极室产生H2和NaOH。下列有关说法正确的是(填字母)。A.电解时电子流向为电源负极→导线→阴极,阳极→导线→电源正极B.在电解过程中,Na+向阳极移动,Cl-向阴极移动C.在电解过程中,阳极周围的pH基本不变D.电解的离子方程式可表示为2Cl-+2H2O2ClO2↑+H2↑+2OH-第2页共53页2.富铁铝土矿(主要含有Al2O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。研究发现,当a=b时净水效果最好。工艺流程如下(部分操作和产物略):(1)Al2O3与H2SO4发生反应的离子方程式是。(2)测得滤液中1。加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是(结合化学用语说明)。(3)将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁。装置如图所示(阴离子交换膜只允许阴离子通过,电极为惰性电极)。①阴极室的电极反应式是。②电解过程阳极室溶液pH的变化是(填“增大”“减小”或“不变”)。③简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理:。3.重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的氧化剂。某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质。实验室以此样品为主要原料制取K2Cr2O7，相关流程及物质溶解度曲线如下：已知：2+2H++H2O(1)煅烧后残留固体包含Na2CrO4、NaAlO2、MgO等，试写出Cr2O3被氧化的化学方程式______________________。(2)滤渣X的化学式为___________，酸化1中发生反应的离子方程式为______________________。(3)酸化2的目的是______________________，加入KCl固体，生成K2Cr2O7晶体的反应类型是___________。(4)操作X包含______________________。第3页共53页(5)K2Cr2O7标准溶液常用于植物样品中有机碳的测定。其步骤如下：①准确称取某植物样品ag。②在较高的温度下，向上述样品中加入V1mLbmol·L-1稍过量K2Cr2O7标准溶液充分反应。[2K2Cr2O7+3C+8H2SO42K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O]③剩余的K2Cr2O7用cmol·L-1FeSO4标准溶液(H2SO4酸化)进行返滴定，共消耗V2mLFeSO4标准溶液。[K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O]则该植物样品中有机碳的质量分数为___________。4.高氯酸可用于生产高氯酸盐、人造金刚石提纯、电影胶片制造、医药工业等方面。工业上用以下工艺流程生产高氯酸，同时得到副产物亚氯酸钠(NaClO2)粗品。已知：①NaHSO4的溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出。②高氯酸是迄今为止已知酸中的最强酸，沸点为90℃。③NaClO2固体受热易分解。请回答下列问题：(1)反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为______________________，冷却过滤的目的是___________，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是________________。(2)反应器Ⅱ中通入SO2的目的是______________________。(3)从反应器Ⅱ中获得NaClO2粗品的实验操作依次是___________(填序号，下同)，进一步提纯的操作为___________。a.过滤b.重结晶c.蒸馏d.蒸发浓缩e.蒸干灼烧f.冷却结晶g.萃取分液(4)现提供0.1mol·L-1的NaHSO4溶液，请设计实验方案判断在溶液中是否完全电离：______________________。5.Mg(OH)2可用于制造防火材料。工业上，以蛇纹石为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下:已知:①蛇纹石的主要成分为3MgO·2SiO2·2H2O，还有少量Fe2O3、FeO、CaO和Al2O3。②几种金属氢氧化物沉淀的pH如下:第4页共53页(1)酸A宜选择(填代号)；加入酸A适当过量，但不宜过多，其原因是。(2)试剂B可选择NaClO。用离子方程式表示加NaClO的目的。(3)试剂C可能是MgCO3或MgO，加入过量试剂C的目的是。滤液A中含有的阳离子主要是(填离子符号)。(4)向过滤Ⅱ所得滤液中加入一定量氨水，镁离子的转化率与温度的关系如图所示。写出镁离子沉淀的离子方程式。温度高于50℃时，Mg2+的转化率降低，其主要原因是。(5)若滤渣B只含两种物质，且滤渣B的总物质的量为bmol；试剂C为MgCO3或MgO。原矿石中镁元素质量分数为a%，现有100t这种矿石，按上述流程制备氢氧化镁，理论上制得Mg(OH)2的质量为kg(用含a、b的代数式表示)。6.高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值，工业上用碳酸锶(SrCO3)粉为原料(含少量钡和铁的化合物等)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下：已知：①M(SrCl2·6H2O)=267g·mol-1②Ksp(SrSO4)=3.3×10-7、Ksp(BaSO4)=1.1×10-10③经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+、Fe2+、Fe3+杂质④SrCl2·6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水请回答下列问题：第5页共53页(1)已知Sr为第五周期第ⅡA族元素，则不符合SrCa的是___________(填序号)。①原子半径②最外层电子数③金属性④最高价氧化物对应的水化物的碱性(2)写出碳酸锶与盐酸反应的离子方程式______________________。(3)工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是___________(填字母)。A.50~60℃B.70~80℃C.80~100℃D.100℃以上(4)步骤④的操作是___________、___________、过滤。(5)加入硫酸的目的是___________；为了提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于___________mol·L-1(注：此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5mol·L-1)。(6)产品纯度检测：称取1.000g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3为1.100×10-2mol的AgNO3溶液，溶液中除Cl-外，不含其他与Ag+反应的离子，待Cl-完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000mol·L-1的NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3，使Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。若滴定过程中消耗NH4SCN标准溶液20.00mL，则产品中SrCl2·6H2O的质量分数为___________。7.兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物的氢化反应的催化剂。以红土镍矿为原料制备兰尼镍的工艺流程如图所示(部分反应条件和产物省略)：已知：红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等)在高温下灼烧会生成Ni2O3、Fe2O3，酸浸液的溶质是NiSO4、Fe2(SO4)3。回答下列问题：(1)滤渣A的主要成分是___________(填化学式)。上述流程中氩气的作用是______________________。(2)Ni2O3与硫酸反应生成NiSO4的化学方程式为_____________________。(3)通入H2S发生还原反应的离子方程式为______________________。(4)通入H2S生成NiS而不生成FeS，由此推知Ksp(NiS)___________Ksp(FeS)(填“”“”或“=”)。(5)NiSNi(CO)4Ni过程中碳元素化合价没有变化。写出NiS和CO在一定条件下反应的化学方程式_________________。(6)参照上述流程图，从浸出液B中提取铝，循环利用。设计流程：__________________________________。第6页共53页8.氧化镁主要用于制备陶瓷和耐火材料，医药上可用作抗酸剂。以卤水(主要含Mg2+、Na+、Cl-、S)为原料制取高纯氧化镁的工艺流程如图所示:(1)反应温度对产品质量的影响情况如表所示:由此可知，煅烧A生成MgO最适宜的温度为，原因是。(2)的主要成分是(填化学式)，确定A已洗涤干净的操作和现象是。(3)物质B和C的主要成分分别是、(两者均写名称)。(4)写出碱式碳酸镁高温分解生成MgO的化学反应方程式:。9.用湿法制磷酸的副产品氟硅酸(H2SiF6)生产无水氟化氢的工艺如图所示：已知：氟硅酸钾(K2SiF6)有吸湿性和极弱的酸性，微溶于水，不溶于醇。在热水中水解生成氟化钾、氟化氢及硅酸。(1)写出反应器中发生反应的化学方程式：______________________。(2)在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有__________，在洗涤氟硅酸钾(K2SiF6)时常用酒精洗涤，其目的是______________________。(3)该流程中可以循环使用的物质是___________(填化学式)。(4)氟化氢可以刻蚀玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H2SiF6，写出该反应的化学方程式：______________________。(5)为了测定无水氟化氢产物的纯度，取气体产物2.24L(已换算为标况下的气体体积)，测得其质量为3.1g，并将气体通入含足量Ca(OH)2的溶液中，得到5.85gCaF2沉淀，则无水氢氟酸的质量分数为___________(保留2位有效第7页共53页数字)。通过计算，试解释2.24L(已换算为标况下的气体体积)无水氟化氢产物的质量远远大于2.0g的原因：___________。10.离子交换膜法为目前普遍使用的制碱技术，其生产流程如图1所示：请回答下列问题：(1)氯碱工业中需用精制的食盐水，用精制食盐水的目的是________________。由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、等无机杂质，在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生反应的离子方程式：____________________。(2)该流程中可以循环的物质是__________(写物质名称)。(3)从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为________