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1、專題三 工藝流程
類型一 物質制備
1.(2017安順)某種礦石由氧化鎂、氧化鐵、氧化銅和二氧化硅組成,用它制備氫氧化鎂的流程示意圖如圖所示(已知:二氧化硅不溶于水也不與稀鹽酸反應)。
請回答下列問題:
(1)溶液A中共含有__________種陽離子;寫出礦石中的任意一種金屬氧化物與稀鹽酸反應的化學方程式:______________________________(只寫一個)。
(2)在溶液A中加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液的pH,可以使溶液中的金屬陽離子逐步轉化為沉淀。該實驗條件下,使金屬陽離子沉淀的相關pH數(shù)據(jù)見下表。為保證產(chǎn)品純度、減少產(chǎn)品損失,并便于操作,所得溶液B的pH的取值范
2、圍為____________________。
氫氧化物
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Mg(OH)2
開始沉淀的pH
1.5
4.2
8.6
完全沉淀的pH
3.2
6.7
11.1
(3)寫出溶液B中加入熟石灰發(fā)生的化學反應方程式:___________________________。
2.(2017無錫)硅酸鈉(Na2SiO3)是我國優(yōu)先發(fā)展的精細化學品,用某種石英砂礦石(主要成分是SiO2,還含有少量的CuO、Na2SO4、Na2CO3)制備硅酸鈉(Na2SiO3)的流程如下:
資料:SiO2既不溶于水,也不與鹽酸反應。
請回答下列問
3、題:
(1)“研磨”的目的是__________________________________________?! ?
(2)檢驗“洗滌a”已洗凈的方法是__________________________________________。
(3)“酸浸”的化學方程式為_______________________________________?! ?
(4)“堿浸”的化學方程式為____________________________________?! ?
(5)“操作a”包含蒸發(fā)濃縮、________________、過濾、洗滌、干燥等一
4、系列操作。
3.(2016廣州)保險粉(化學式為Na2S2O4)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。Na2S2O4在堿性溶液中穩(wěn)定。在中性和酸性溶液中極不穩(wěn)定。在NaCl存在下,Na2S2O4在水中溶解度顯著下降。制備流程如圖:
(1)反應Ⅰ的原理為:Zn+2SO2=== ZnS2O4,該反應類型為______________。
(2)反應Ⅱ為復分解反應,該反應的化學方程式為_________________________________。
(3)操作a的名稱為__________。
(4)濾液中含有Na2S2O4,為使Na2S2O4結晶析出還需要加入少量NaOH的原因是_______
5、___________________,加入NaCl的原因是____________________________。
(5)198 g Zn(OH)2理論上能得到Zn的質量為__________g。
4.(2017宜昌改編)侯德榜是我國著名的化學家,為純堿和氮肥工業(yè)技術的發(fā)展作出了杰出的貢獻,他發(fā)明的侯氏制堿法大大提高了原料的利用率,其工業(yè)流程大致如圖:
(1)上述流程中,用到的原料有空氣、焦炭、水、二氧化碳、______________等。
(2)上述流程中,已知步驟②發(fā)生的是化合反應,步驟⑤發(fā)生的是分解反應,則步驟②、⑤發(fā)生反應的化學方程式分別是:②_____________
6、______,⑤_____________________。
(3)上述流程中,可循環(huán)利用的物質是________________。
(4)上述流程中,較關鍵的一步是在加壓條件下不斷向飽和的氨鹽水(含氯化鈉和氨水)中通入CO2,析出NaHCO3,該流程需要加壓條件的原因是__________________________。
5.(2016蘇州)某科研小組設計利用稀H2SO4浸取某廢棄的氧化銅鋅礦(主要成分為CuO和ZnO,其余成分既不與酸反應,也不溶解于水)的方案,實現(xiàn)廢物綜合利用。部分實驗流程如下:
請根據(jù)上述實驗流程回答下列問題:
(1)操作1的名稱是__________。
7、
(2)在氧化銅鋅礦中加入過量稀硫酸,主要成分發(fā)生反應的化學方程式為________________________________,__________________________________。
(3)加過量鐵粉后,發(fā)生反應的基本反應類型是______________,得到濾渣1的成分為__________(填化學式)。
(4)在實驗過程中,雙氧水會與Fe2+反應生成Fe3+和水,以便在后續(xù)的操作中將溶液中鐵元素除去;高錳酸鉀溶液也能將Fe2+氧化成Fe3+,選用雙氧水的優(yōu)點是________________________。
6.煉鐵產(chǎn)生的廢渣中含有大量CuS及少量鐵和鐵的
8、化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2的流程圖如下:
(1)操作1:粉碎。粉碎的目的是______________________________。
(2)操作2:焙燒。高溫條件下,通入空氣,CuS和NaCl反應生成了CuCl2和Na2SO4,化學方程式為______________________________。
(3)操作3:__________(填操作名稱)。
(4)流程圖中能循環(huán)利用的物質是__________。
7.(2017煙臺改編)十三五期間,煙臺將建設大型海水淡化廠。綠色生態(tài)、綜合利用海洋資源將是設計的重點。如圖是某設計院設計的綜合利用海水的流程圖。據(jù)圖回答
9、問題:
(1)反滲透膜法與濾紙過濾法在原理上都是利用混合體系中各物質的____________ __________ 不同進行分離的方法。
(2)過程③是氨堿法制純堿的一個流程,需要向飽和食鹽水中先后加入NH3和CO2,產(chǎn)物除NaHCO3外,還有一種氮肥,寫出該反應的化學方程式:_______________________。
(3)過程④采用蒸發(fā)結晶的方法,而不采用冷卻熱飽和溶液方法,原因是________________________________________________________________________。
(4)如果要充分利用海邊貝殼資源,過程⑤生成
10、氫氧化鎂的化學方程式是__________________________________________________。
(5)濃海水中Mg2+、SO、Ca2+可用離子交換膜直接除去,若用化學沉淀法依次除去Mg2+、SO、Ca2+,需要的三種離子分別是________________________________(寫離子符號)。
(6)離子交換膜是對特定離子的選擇性透過膜,可以使帶特定電量的離子透過。過程②中“某種離子交換膜”選擇透過的離子特點是________________________________________。
類型二 分離提純
8.(2017長沙改編)為了將混有
11、硫酸鉀、氯化鈣、碳酸氫銨(不穩(wěn)定,受熱易分解生成氨氣、二氧化碳和水)的氯化鉀提純,并制得純凈的氯化鉀溶液,某同學設計的實驗流程如下:
請根據(jù)以上流程圖中的信息?;卮鹣铝袉栴}:
(1)步驟①中除去碳酸氫銨的方法是_________________________________________。
(2)步驟③中加入過量氯化鋇的目的是_____________________(用化學方程式表示)。
(3)步驟④中加過量碳酸鉀溶液的目的是___________________________________。
(4)此設計方案是否嚴謹?并說明理由____
12、______________________________。
若不嚴謹,如何改進?________________________________________?! ?
(5)若要得到KCl晶體,可采用蒸發(fā)結晶的方法,蒸發(fā)過程中除用到酒精燈、蒸發(fā)皿外,還要用到的一種玻璃儀器是__________,其作用是______________________________。
9.(2016內(nèi)江)為了除去銅粉中混有的鐵粉,并用提純的銅粉制取膽礬(CuSO4·5H2O)。某課外活動小組的同學按如下流程進行實驗(反應中部分生成物已略去)。
已知:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+S
13、O2↑+2H2O?;卮鹣铝杏嘘P問題:
(1)操作a的名稱是__________;除去銅粉中的鐵粉,最簡便的實驗方法是________________________________________________________________________。
(2)FeCl2溶液中通入Cl2發(fā)生化合反應,寫出該反應的化學方程式____________。
(3)由Cu制CuSO4溶液的途徑Ⅱ中,若不通入O2,反應將不會發(fā)生,原因是________________________________________。途徑Ⅱ與途徑Ⅰ相比較,其顯著的優(yōu)點是____________________
14、________(回答一點即可)。
(4)FeCl3溶液可腐蝕銅以制作印刷線路板,反應只生成兩種常見的鹽,則該反應的化學方程式為____________________________。
類型三 環(huán)保相關
10.某沿海工業(yè)區(qū)排放的污水中含有少量的Fe2+、Na+、Ca2+、Cu2+、Cl-,為了達到零污染的目標,將污水進行如下工業(yè)流程處理:
(1)步驟Ⅰ的操作名稱是________________,在實驗室進行該操作所需玻璃儀器除漏斗、玻璃棒外,還有__________________;寫出步驟Ⅰ中的化學反應方程式:_____________ ___________________
15、______________。
(2)濾渣Ⅰ所含的物質是__________________(填化學式)。
(3)加入過量NaOH溶液的目的是_________________________________________。
(4)在濾液Ⅲ中加入鹽酸使得到的溶液呈中性,要使用____________來測定溶液的酸堿度,確保鹽酸不過量。
11.某研究人員按如圖所示流程進行“燃煤煙氣的脫硫研究”,實驗中,先一次性分別在相應裝置中加入水和鐵,然后連續(xù)通入CO2、SO2和O2混合氣體,反應液多次循環(huán),但過量的鐵仍在反應裝置中與循環(huán)進入的反應液不斷反應,經(jīng)過多次循環(huán)以后,
16、導出的反應液可用于制備FeSO4·7H2O。
(1)吸收裝置的溫度不宜過高,原因是__________________________;該裝置中總反應的化學方程式為______________________________。
(2)反應裝置的溫度控制在40 ℃左右,其中的反應化學方程式為_______________,此時欲加快該反應速率可采取的措施有____________________(寫出一種即可)。
(3)實驗中,對第一次循環(huán)中反應液的pH在A、B、D三點進行跟蹤監(jiān)測,A、B、D三點pH由小到大的次序為__________,若忽略循環(huán)中的熱量散失,C、D兩點中溫度高的是_
17、_________點。
(4)經(jīng)過多次循環(huán)以后導出反應液,經(jīng)過______________、______________、洗凈晶體和干燥即可制得FeSO4·7H2O。
(5)上述流程中存在兩個可改進處,一是______________________________,二是可利用尾氣1和尾氣2在一定條件下催化合成甲醇CH4O(同時有H2O生成),該反應的化學方程式為______________________________________________________。
專題三 工藝流程
1.(1)4 MgO+2HCl=== MgCl2+H2O
(或Fe2O3+6HCl=== 2F
18、eCl3+3H2O;或CuO+2HCl=== CuCl2+H2O) (2)6.7~8.6(或6.7
19、O4的溶解度降低,更易結晶析出,提高產(chǎn)率
(5)130
【解析】(5)由質量守恒定律可知反應前后鋅元素的質量不變,198 g Zn(OH)2理論上能得到Zn的質量為198 g××100%=130 g。
4.(1)氯化鈉 (2)N2+3H2 2NH3
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
(3)二氧化碳、水 (4)增大二氧化碳在水中的溶解度
5.(1)過濾 (2)ZnO+H2SO4=== ZnSO4+H2O
CuO+H2SO4=== CuSO4+H2O
(3)置換反應 Fe、Cu (4)不引入較難除去的雜質
6.(1)增大反應物的接觸面積
(2)CuS+2NaCl+
20、2O2 CuCl2+Na2SO4 (3)過濾
(4)NaCl(或氯化鈉)
7.(1)顆粒大小
(2)NH3+CO2+H2O+NaCl=== NaHCO3↓+NH4Cl
(3)氯化鈉的溶解度受溫度的影響較小
(4)MgCl2+Ca(OH)2=== CaCl2+Mg(OH)2↓
[或MgSO4+Ca(OH)2=== CaSO4+Mg(OH)2↓]
(5)OH-、Ba2+、CO (6)帶有一個單位電荷的離子
8.(1)加熱 (2)K2SO4+BaCl2=== BaSO4↓+2KCl
(3)除去氯化鈣和過量的氯化鋇
(4)不嚴謹;反應后剩余的碳酸鉀沒有除去 在濾液中加入過量的鹽酸
21、(5)玻璃棒 攪拌,防止局部溫度過高,造成液滴飛濺
9.(1)過濾 用磁鐵吸引 (2)2FeCl2+Cl2=== 2FeCl3
(3)在金屬活動順序中,銅是位于氫之后的,與稀硫酸不反應 不會產(chǎn)生污染空氣的二氧化硫氣體
(4)2FeCl3+Cu=== 2FeCl2+CuCl2
10.(1)過濾 燒杯 Fe+CuCl2=== Cu+FeCl2 (2)Fe和Cu
(3)完全除去Fe2+ (4)pH試紙
11.(1)溫度過高,氣體的溶解度下降,不利于反應的進行 2SO2+2H2O+O2=== 2H2SO4
(2)Fe+H2SO4=== FeSO4+H2↑ 攪拌(或采用更細的鐵粉)
(3)BDA D (4)冷卻結晶 過濾
(5)廢熱利用 CO2+3H2 CH4O+H2O
【解析】(1)溫度過高,氣體的溶解度下降,不利于反應的進行,因此吸收裝置的溫度不宜過高。
(3)A點是純水,因此pH=7,B點是硫酸溶液,因此pH<7,D點可能存在未完全反應的硫酸,因此pH會增大,但仍然<7,因此A、B、D三點pH由小到大的次序為BDA;D點是鐵和硫酸反應的溶液,反應放熱,因此溫度會升高,即D點的溫度高于C點。
(5)由于反應放熱,因此可以進行廢熱回收利用。
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