《工藝流程圖》專題訓練

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 《工藝流程圖》專題訓練（1） 1.利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下： Fe3O4 膠體粒子 廢舊 鍍鋅 鐵皮 NaOH (aq) △ 溶液A 稀H2SO4 溶液B (Fe2+、Fe2+) 調(diào)節(jié)pH …… ZnO 不溶物 Zn(OH)2沉淀 調(diào)節(jié)pH=1～2 適量H2O2 NaOH (aq) △ 已知：Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似。請回答下列問題： （1）用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有__ _。

2、 A．去除油污B．溶解鍍鋅層C．去除鐵銹D．鈍化 （2）調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀，為制得ZnO，后續(xù)操作步驟是___________。 （3）由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中，須持續(xù)通N2，其原因是_______________。 （4）Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現(xiàn)固液分離？_____(填“能”或“不能”)，理由是___________________________。 （5）用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測得產(chǎn)物Fe3O4中二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000 mol/L的K2Cr2O7的標準溶液250 mL，應(yīng)準確稱取______g K2C

3、r2O7 (保留4位有效數(shù)字，已知MK2Cr2O7==294.0 g/mol)。配制該標準溶液時，下列儀器不必要用到的有_____(用編號表示)。 ①電子天平 ②燒杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥膠頭滴管 ⑦移液管 （6）滴定操作中，如果滴定前裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié)束后氣泡消失，則測定結(jié)果將_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。 2.(12分)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO3)2，其部分工藝流程如下： (1)一定條件下，NO與NO2存在下列反應(yīng)：NO(g

4、)＋NO2(g) N2O3(g)，其平衡常數(shù)表達式為K= 。 (2)上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底部進入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋)，其目的是 ；濾渣可循環(huán)利用，濾渣的主要成分是 (填化學式)。 (3)該工藝需控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近1：1。若n(NO) ：n(NO)＞1：1,則會導致 ；若n(NO) ：n(NO)＜1：1,則會導致

5、 。 (4)生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO3)2會發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO，其反應(yīng)的離子方程式 。 3.廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收銅并制備ZnO的部分實驗過程如下： (1)①銅帽溶解時加入H2O2的目的是 (用化學方程式表示)。 ②銅帽溶解后需將溶液中過量H2O2除去。除去H2

6、O2的簡便方法是 。 (2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO，雜質(zhì)為鐵及其氧化物)含量，實驗中需測定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。實驗操作為：準確量取一定體積的含有Cu2＋的溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調(diào)節(jié)pH=3～4，加入過量KI，用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。上述過程中的離子方程式如下： 2Cu2＋＋4I－=2CuI(白色)↓＋I2 I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－ ①滴定選用的指示劑為 ，滴定終點觀察到的現(xiàn)象為 。 ②若滴定前溶液中H2O2沒有

7、除盡，所測定的Cu2＋的含量將會 (填“偏高”“偏低”“不變”)。 (3)已知pH＞11時Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。下表列出了 幾種離子生成氫氧化物沉淀pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算) 開始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe3＋ 1.1 3.2 Fe2＋ 5.8 8.8 Zn2＋ 5.9 8.9 實驗中可選用的試劑：30% H2O2、1.0 mol·L－1HNO3、1.0 mol·L－1 NaOH。 由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為：①

8、 ； ② ； ③過濾； ④ ； ⑤過濾、洗滌、干燥 ⑥900℃煅燒。 4.鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含有、、、等]。某主要生產(chǎn)、、的化工廠利用鋇泥制取，其部分工藝流程如下： 水氯 鎂石 溶 解 過濾 熱水解 沉淀鎂 預(yù)氨化 堿式 碳酸鎂

9、 、 濾液 （1）酸溶后溶液中，與的反應(yīng)化學方程式為 。 （2）酸溶時通?？刂品磻?yīng)溫度不超過70℃，且不使用濃硝酸， 原因是 、 。 （3）該廠結(jié)合本廠實際，選用的X為 （填化學式）；中和Ⅰ使溶液中 （填離子符號）的濃度減少（中和Ⅰ引起的溶液體積變化可忽略）。 （4）上述流程中洗滌的目的是 。 5.正極材料為的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電

10、源。但鈷的資源匱乏限制了其進一步發(fā)展。 （1）橄欖石型是一種潛在的鋰離子電池正極材料，它可以通過、與溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)，所得沉淀經(jīng)80℃真空干燥、高溫成型而制得。 ①共沉淀反應(yīng)投料時，不將和溶液直接混合的原因是 。 ②共沉淀反應(yīng)的化學方程式為 。 ③高溫成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的的導電性能外，還能 。 （2）廢舊鋰離子電池的正極材料試樣（主要含有及少量AI、Fe等）可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。 ① 在上述溶解過程中，被氧化成，在溶解過程中反應(yīng)的化學方程式為

11、 。 ② 在空氣中加熱時，固體殘留率隨溫度的變化 如右圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290℃時已完全 脫水，則1000℃時，剩余固體的成分為 。（填化學式）； 在350~400℃范圍內(nèi)，剩余固體的成分為 。（填化學式）。 6.（10分）以水氯鎂石(主要成分為)為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程如下： (l)預(yù)氨化過程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常溫下Mg(OH)2的，若溶液中，則溶液中= 。 (2)上述流程中的濾液濃縮結(jié)晶，所得主要固

12、體物質(zhì)的化學式為 。 (3)高溫煅燒堿式碳酸鎂得到。取堿式碳酸鎂4.66g，高溫煅燒至恒重，得到固體2.00g和標準狀況下0.896L，通過計算確定堿式碳酸鎂的化學式。 (4)若熱水解不完全，所得堿式碳酸鎂中將混有，則產(chǎn)品中鎂的質(zhì)量分數(shù) ▲ （填 “升高”、“降低”或“不變”）。 7.醫(yī)用氯化鈣可用于生產(chǎn)補鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業(yè)碳酸鈣（含有少量 Na＋、Al3＋、Fe3＋等雜質(zhì)）生產(chǎn)醫(yī)藥級二水合氯化鈣（CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為 97.0%~103.0%）的主要流程如下： （1

13、）除雜操作是加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)溶液的pH為8.0~8.5，以除去溶液中的少量 Al3＋、Fe3＋。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的實驗操作是 。 （2）酸化操作是加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH為4.0，其目的有：①將溶液中的少量 Ca(OH)2 轉(zhuǎn)化為CaCl2；②防止Ca2＋在蒸發(fā)時水解；③ 。 （3）測定樣品中Cl－含量的方法是：a.稱取0.7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶 中定容；b.量取25.00mL待測液于錐形瓶中；c.用0.05000mol·L－1 AgNO3 溶液 滴定至終點，消耗AgNO3 溶液體積

14、的平均值為20.39mL。 ①上述測定過程中需用溶液潤洗的儀器有： 。 ②計算上述樣品中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為： 。 ③若用上述方法測定的樣品中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)偏高（測定過程中產(chǎn)生的誤差可 忽略），其可能原因有： ； 。 8.以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下： （1）反應(yīng)I前需在FeSO4 溶液中加入

15、 （填字母），以除去溶液中的Fe3＋。 A．鋅粉 B．鐵屑 C．KI溶液 D．H2 （2）反應(yīng)I需控制反應(yīng)溫度低35℃，其目的是 。 （3）工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)Ⅲ的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是： 。 （4）反應(yīng)Ⅳ常被用于電解生產(chǎn)(NH4)2S2O8 (過二硫酸銨)。電解時均用惰性電極，陽極 發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為： 。 9.由黃銅礦（主要成分是CuFeS2）煉制精銅的工藝流程示意圖如下： （1）在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合

16、加熱到1000°C左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物，該過程中兩個主要反應(yīng)的化學方程式分別是______，_________反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是____； （2）冰銅（Cu2S和FeS互相熔合而成）含Cu量為20%~50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑（石英砂）在1200°C左右吹入空氣進行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化成Cu2O，生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學方程式分別是____； （3）粗銅的電解精煉如右圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極____（填圖中的字母）；在電極d上

17、發(fā)生的電極反應(yīng)式為______；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為_____。 10.鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應(yīng)為6C + xLi+ + xe- = LixC6 。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給回答下列問題： （1） LiCoO2中，Co元素的化合價為 。 （2） 寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。 （3） “酸浸”一般在

18、80℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學方程式 ；可用鹽酸代替H2SO4 和H2O2 的混合液，但缺點是 。 （4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式 。 （5） 充電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)方程式 。 （6） 上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 （填化學式）。 11.某工廠用軟錳礦（含M

19、nO2約70%及Al2O3）和閃鋅礦（含ZnS約80%及FeS），共同生產(chǎn)MnO2和Zn（干電池原料）。 已知： ①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。 ②IV中的電解反應(yīng)式為MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+ Zn+2H2SO4。 （1）A中屬于還原產(chǎn)物的是 。 （2）MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是 ；Ⅱ需要加熱的原因是 ；C的化學式是______________。 （3）該生產(chǎn)中除得到MnO2和Zn以外，還可得到的副產(chǎn)品是__

20、_____________________。 （4）如果不考慮生產(chǎn)中的損耗，除礦石外，需購買的化工原料是 。 （5）要從Na2SO4溶液中得到芒硝（Na2SO4?10H2O），需進行的操作有蒸發(fā)濃縮、________、 過濾、洗滌、干燥等。 （6）從生產(chǎn)MnO2和Zn的角度計算，軟錳礦和閃鋅礦的質(zhì)量比大約是 。

21、 （1）MnSO4 （1分） （2）增大溶液的pH，使Fe3+和Al3+均生成沉淀（2分） 促進Fe3+和Al3+的水解（1分） H2SO4（1分） （3）Fe2O3、Al2O3、S、Na2SO4（3分，錯漏一個扣1分） （4）純堿和硫酸（2分）純堿和硫酸 （5）冷卻結(jié)晶（1分） 2. 【參考答案】 (1)k=c(N2O3)/c(NO)·c(NO2) (2)使尾氣中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 (3)放氣體中NO含量升高 產(chǎn)品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 (4)3NO2－＋2H＋=NO

22、3－＋2NO↑＋H2O 3. 【參考答案】 (1)①Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O ②加熱(至沸) (2)①淀粉溶液 藍色褪去 ②偏高 (3)①向濾液中加入30%的H2O2使其充分反應(yīng) ②滴加1.0 moL· L－1的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH約為5(或3.2≤pH＜5.9)，使Fe3＋沉淀完全 ④向濾液中滴加1.0 moL· L－1的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)pH約為10(或8.9≤pH≤11)，使 Zn2＋沉淀完全 【解析】本題以實驗室利用廢棄舊電池的銅帽回收銅并制備ZnO制取和分析為背景的綜合實驗題，涉及元素化合物知識、氧化還原滴

23、定、指示劑選擇、誤差分析、實驗步驟、pH調(diào)節(jié)等多方面內(nèi)容，考查學生對綜合實驗處理能力。 【備考提示】實驗的基本操作、實驗儀器的選擇、實驗誤差分析、物質(zhì)的除雜和檢驗等內(nèi)容依然是高三復(fù)習的重點，也是我們能力培養(yǎng)的重要目標之一。 4. 5. ② 、 （4）升高 1）Fe(OH)3若沒有沉淀完全，則會有Fe3＋存在，檢驗Fe3＋的存在用KSCN溶液最好， 檢驗時一定要取上層清液，檢驗現(xiàn)象才能明顯； （2）空氣中的CO2會影響產(chǎn)品的純度，所以應(yīng)該防止溶液吸收空氣中的CO2。 （3）①滴定實驗中，需潤洗的儀器有滴定管、移液管，該實驗是用 AgNO3 溶液滴定 待測液的，所

24、以需要潤洗的儀器一定有酸式滴定管。 ② 根據(jù)關(guān)系式：CaCl2·2H2O ~ 2AgNO3 147 2 α×0.7500×25/250 0.05000×0.02039 解得：α＝0.9991＝99.9% ③根據(jù)反應(yīng)：CaCl2·2H2O ~ 2Cl－~ 2AgNO3 若Cl－偏多，則滴定的結(jié)果就會偏高，所以樣品中若混有含氯量高于CaCl2的 或CaCl2·2H2O 晶體中的結(jié)晶水失去一部分都能使CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)偏高； 答案：（1）取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明Fe(OH)3 沉淀完全 （2）

25、防止溶液吸收空氣中的CO2 （3）①酸式滴定管 ②99.9% ③樣品中存在少量的NaCl ，少量CaCl2·2H2O 失水 16. 解析：（1）為了防止Fe2+被氧化，所以應(yīng)加入既能防止Fe2+被氧化，又不會引入新雜質(zhì)的物質(zhì)， 所以加入鐵屑最好。 （2）溫度若較高則會促進Fe2+的水解，也會使NH4HCO3分解，所以反應(yīng)溫度應(yīng)低35℃。 （3）要使K2SO4晶體析出，就要降低其在溶液中的溶解度，由于K2SO4是離子化合物， 電解 在醇類溶劑中的溶解度一定變小。 （4）根據(jù)圖示知： (NH4)2SO4 (NH4)2S2O8 +H2 H2應(yīng)在陰極產(chǎn)生，所

26、以陽極發(fā)生的變化就為：SO42－→S2O82－ 答案：（1）B （2）防止NH4HCO3 分解（或減少Fe2+的水解 ） （3）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4 析出 （4）2SO42－－2e－＝S2O82－ 高溫 答案： （1）2Cu2FeS2+O2=== Cu2S+2FeS+ SO2；2FeS+3O2===2FeO+2SO2；FeSiO3 （2）冰2Cu2S+3O2===2Cu2O+2SO2、2Cu2O+ Cu2S===6 Cu+ SO2↑ （3）c；Cu2++2e-=Cu；Au、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c（陽極）下方，F(xiàn)e以Fe2+的形式進入電解液中（1）+3 （2）2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ （3） （4）CoSO3+2NH4HCO3==CoCO3 ↓ +2(NH4)SO4 +H2O +CO2↑ （5） （6）Li+ 從負極中脫出，經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進入正極材料中； Al(OH)3 、 CoCO3、Li2SO4 專心---專注---專業(yè)