高三化学工艺流程题专项练习

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1、高三化学工艺流程题专项练习化学工艺流程题专项练习 1.绿矾的一种综合利用工艺如下： 煤粉 NH4HCO3 绿矾 转化分离FeCO3固体 焙烧 还原铁粉 (NH4)2SO4粗产品 (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_。 母液 除杂 (2)隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是 分解 ，实际作还原剂的是CO。 还原FeCO3 FeO Fe 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

2、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/Ls1 温度/ 850 850 850 810 890 SO2含量/来SO3含量/ 源: 45.4 30.5 11.1 11.1 11.2 54.6 69.5 88.9 88.9 88.8 0.02 0.06 0.10 0.10 0.10 2.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C

3、uCl22H2O的流程如下： NaCl 空气 4mol/L盐酸 试剂A 废渣 粉碎 高温 废气 酸浸 调pH升高至34 过滤 滤渣 滤液B 请回答下列问题： CuCl22H2O (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 。 (2)高温煅烧时CuS发生的反应为： CuS + NaCl + O2 CuCl2 + Na2SO4 ， (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 _： 1 高温 a.NaClO b.Cl2 c.浓硫酸 理由是 。 (5)分析右图溶解度曲线回答： 为了获得CuCl22H2O晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩、_、

4、滤液冷却结晶、过滤得到产品。 “冷却结晶”过程中，析出CuCl22H2O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/2m流程图： 稀H2SO4 硫铁矿烧酸溶 200300 废铁皮 滤渣 水浸 操作I 反应I 操作II 滤渣 滤液 Fe2(OH)n(SO4)3-n/2稀H2SO4/H2O2 水解 FeSO47H2O 操作III (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： 、

5、 、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 (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_ _。 2 (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

6、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。 请根据该图给出pH值对汞去除率影响的变化规律：_。 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) H0。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

7、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 ,原因是： 。化学平衡常数将 。 (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，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HClNH4Cl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

8、备高铁酸钾的生产流程如下： H2SO4NaOHKOHFeSO4溶液氧化IH2O2氧化II试剂A过滤滤渣B反应操作IK2FeO4查资料得知K2FeO4的一些性质： 在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定 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。 (

9、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 . FeCl3浓度 I 0 mgL-1 1.5 mgL-1 II 时间/t 7.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。 过量盐酸硫酸渣充分反应固体A试剂X溶液B调pH=3.7C固体试剂X溶液DpH=13调固体E溶液F过量CO2

10、固体G溶液H已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH： 沉淀物 pH Fe(OH)3 34 2 Al(OH)3 54 Mg(OH)2 12一水合氨电离常数Kb=1.8105，其饱和溶液中c(OH)约为110-3molL-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 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 。 (4)写出FH的反应离子方程式： 。 (5)证明H溶液的主要阴离子的方法是 。 4 8.镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上

11、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：NiCl2易溶于水，Fe不能氧化Ni。 已知实验温度时的溶解度：NiC2O4NiC2O4H2ONiC2O42H2O 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)n Ksp 开始沉淀时pH 沉淀完全时的pH 23Al(OH)3 3.4 4.2 1.910 38Fe(OH)3 2.5 2.9 3.810 14Ni(OH)2 7.6 9.8 1.610 回答下列问题： (1)用NiO调节溶液的pH，依次析出沉淀 和沉淀 (填化学式)。 (2)写出加入Na2C2O

12、4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为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3 )，具体生产流程如下： 32试回答下列问题： (1)滤液X中含有的金属阳离子是 。 (2)步骤中可选用 试剂调节溶液的pH。 A稀硝酸 B氨水 C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液 (3)步骤中，FeCO3 达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的pH为8，c为1.0105molL1 。试判断所得FeCO3 中是否混有Fe(OH)2 ，

13、请通过简单计算说明理由 (已知：KspFe(OH)2=4.91017)。 (4)步骤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 。 5 答案 1.(1)Fe22HCO3FeCO3CO2H2O来源: (2)FeCO3FeOCO2 CO2C2CO FeOCO FeCO2 (3)Fe2 (4)过滤 NH4+H2O NH3H2OH+，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)1 2 2 1 1 (3)Fe3+3OH= Fe(OH)3 (4)a Na

14、ClO能将Fe2氧化为Fe3，且NaClO溶液显碱性，能增大溶液pH (5)趁热过滤 3540 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+2H2O 4.(1)MnO2+H2O2+H2SO4 = MnSO4 +O2+2H2O (2)还原剂 (3)随pH值的升高汞的去除率先降低后增加 Mn2+具有催化作用 (4)MnO4ZnO5Fe2O3 (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.

15、(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,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 (4)C (5)N2 + 8H+ 6e=2NH4+ 6.(1) H2O2 +2 H+2Fe2+=2Fe3+2H2O (2) NaClO Na2SO4 (3) 无水乙醇 (4) 4 10 8 3O2 (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 6 (4)AlO2 + CO2 + 2

16、H2O = Al(OH)3+ HCO3 (5)取1-2 mL H溶液，加入过量BaCl2溶液，没有沉淀产生；再滴加入NaOH溶液，有白色沉淀产生，证明含有HCO3 8.(1) Fe(OH)3 Al(OH)3 (2) NiCl2Na2C2O42H2O=NiC2O42H2O2NaCl +(3) 2H + 2e = H2 用湿润的淀粉碘化钾试纸检验 (4) 2Ni(OH)22OHCl2=2Ni(OH)32Cl (5) 用小试管取少量洗涤液，滴加AgNO3溶液，若没有白色沉淀生成，则说明Ni(OH)3已洗涤干净；若有白色沉淀生成，则说明还未洗涤干净。 9.(1)Fe2+ 、Fe3+ (2)B (3)否 溶液中c(Fe2+)c2(OH)=1.0105(1106)2=1.01017KspFe(OH)2，故无Fe(OH)2沉淀生成 高温(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2+的水解 (5)4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 7