《最新《工艺流程图》专题训练(1).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新《工艺流程图》专题训练(1).doc(27页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date工艺流程图专题训练(1)工艺流程图专题训练(1)工艺流程图专题训练(1)1.利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下:Fe3O4胶体粒子废旧镀锌铁皮NaOH (aq)溶液A稀H2SO4溶液B(Fe2+、Fe2+)调节pH ZnO不溶物Zn(OH)2沉淀调节pH=12适量H2O2NaOH (aq)已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合
2、物的性质相似。请回答下列问题:(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有_ _。A去除油污B溶解镀锌层C去除铁锈D钝化(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤是_。(3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通N2,其原因是_。(4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离?_(填“能”或“不能”),理由是_。(5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测得产物Fe3O4中二价铁含量。若需配制浓度为0.01000 mol/L的K2Cr2O7的标准溶液250 mL,应准确称取_g K2Cr2O7 (保留4位有效数字,已知MK2Cr2O7=294.0
3、 g/mol)。配制该标准溶液时,下列仪器不必要用到的有_(用编号表示)。电子天平 烧杯 量筒 玻璃棒 容量瓶 胶头滴管 移液管(6)滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。2.(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO3)2,其部分工艺流程如下:(1)一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)NO2(g) N2O3(g),其平衡常数表达式为K= 。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部
4、喷淋),其目的是 ;滤渣可循环利用,滤渣的主要成分是 (填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1:1。若n(NO) :n(NO)1:1,则会导致 ;若n(NO) :n(NO)1:1,则会导致 。(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO3)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式 。3.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下:(1)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。(
5、2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)含量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节pH=34,加入过量KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下:2Cu24I=2CuI(白色)I2 I22S2O32=2IS4O62滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的Cu2的含量将会 (填“偏高”“偏低”“不变”)。(3)已知pH11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成Zn(OH)42。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀
6、pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe31.13.2Fe25.88.8Zn25.98.9实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0 molL1HNO3、1.0 molL1 NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为: ; ;过滤; ;过滤、洗涤、干燥900煅烧。4.钡盐行业生产中排出大量的钡泥主要含有、等。某主要生产、的化工厂利用钡泥制取,其部分工艺流程如下:水氯镁石溶 解过滤热水解沉淀镁预氨化碱式碳酸镁、滤液(1)酸溶后溶液中,与的反应化学方程式为 。(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70,且不使用浓硝酸,原因是 、 。(3)该
7、厂结合本厂实际,选用的X为 (填化学式);中和使溶液中 (填离子符号)的浓度减少(中和引起的溶液体积变化可忽略)。 (4)上述流程中洗涤的目的是 。5.正极材料为的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。(1)橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过、与溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80真空干燥、高温成型而制得。共沉淀反应投料时,不将和溶液直接混合的原因是 。共沉淀反应的化学方程式为 。高温成型前,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导电性能外,还能 。(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴
8、、锂。 在上述溶解过程中,被氧化成,在溶解过程中反应的化学方程式为 。 在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290时已完全脱水,则1000时,剩余固体的成分为 。(填化学式);在350400范围内,剩余固体的成分为 。(填化学式)。6.(10分)以水氯镁石(主要成分为)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下: (l)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Mg(OH)2的,若溶液中,则溶液中= 。 (2)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为 。 (3)高温煅烧碱式碳酸镁得到。取碱式碳酸镁4.66g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00g和标准
9、状况下0.896L,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。 (4)若热水解不完全,所得碱式碳酸镁中将混有,则产品中镁的质量分数 (填 “升高”、“降低”或“不变”)。7.医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量Na、Al3、Fe3等杂质)生产医药级二水合氯化钙(CaCl22H2O的质量分数为97.0%103.0%)的主要流程如下:(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为8.08.5,以除去溶液中的少量Al3、Fe3。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 。(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的pH为4.0,其目的有:将溶液中的少量Ca(OH)2 转化为CaCl2
10、;防止Ca2在蒸发时水解; 。(3)测定样品中Cl含量的方法是:a.称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中;c.用0.05000molL1 AgNO3 溶液滴定至终点,消耗AgNO3 溶液体积的平均值为20.39mL。上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有: 。计算上述样品中CaCl22H2O的质量分数为: 。若用上述方法测定的样品中CaCl22H2O的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有: ; 。8.以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:(1)反
11、应I前需在FeSO4 溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3。A锌粉 B铁屑 CKI溶液 DH2(2)反应I需控制反应温度低35,其目的是 。(3)工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是: 。(4)反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8 (过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生的电极反应可表示为: 。9.由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000C左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物,该过程中两个主要反应的化学方程式分别是_,_反射炉内生成炉
12、渣的主要成分是_;(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200C左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是_;(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极_(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为_;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为_。10.锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该
13、锂离子电池负极发生的反应为6C + xLi+ + xe- = LixC6 。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给回答下列问题:(1) LiCoO2中,Co元素的化合价为 。(2) 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。(3) “酸浸”一般在80下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ;可用盐酸代替H2SO4 和H2O2 的混合液,但缺点是 。(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。(5) 充电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式 。 (6) 上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是
14、。在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 (填化学式)。11.某工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS),共同生产MnO2和Zn(干电池原料)。已知: A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+ Zn+2H2SO4。(1)A中属于还原产物的是 。(2)MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是 ;需要加热的原因是 ;C的化学式是_。(3)该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品是_。(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工原料是 。(
15、5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO410H2O),需进行的操作有蒸发浓缩、_、过滤、洗涤、干燥等。(6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿的质量比大约是 。(1)MnSO4 (1分)(2)增大溶液的pH,使Fe3+和Al3+均生成沉淀(2分) 促进Fe3+和Al3+的水解(1分) H2SO4(1分)(3)Fe2O3、Al2O3、S、Na2SO4(3分,错漏一个扣1分)(4)纯碱和硫酸(2分)纯碱和硫酸(5)冷却结晶(1分)2. 【参考答案】(1)k=c(N2O3)/c(NO)c(NO2) (2)使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2(3)放气体中NO含量升高 产
16、品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO22H=NO32NOH2O3. 【参考答案】(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O 加热(至沸)(2)淀粉溶液 蓝色褪去 偏高 (3)向滤液中加入30%的H2O2使其充分反应 滴加1.0 moL L1的氢氧化钠,调节pH约为5(或3.2pH5.9),使Fe3沉淀完全 向滤液中滴加1.0 moL L1的氢氧化钠,调节pH约为10(或8.9pH11),使Zn2沉淀完全【解析】本题以实验室利用废弃旧电池的铜帽回收铜并制备ZnO制取和分析为背景的综合实验题,涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、实验步骤、pH调节等多方
17、面内容,考查学生对综合实验处理能力。【备考提示】实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、物质的除杂和检验等内容依然是高三复习的重点,也是我们能力培养的重要目标之一。4. 5. 、(4)升高1)Fe(OH)3若没有沉淀完全,则会有Fe3存在,检验Fe3的存在用KSCN溶液最好,检验时一定要取上层清液,检验现象才能明显;(2)空气中的CO2会影响产品的纯度,所以应该防止溶液吸收空气中的CO2。(3)滴定实验中,需润洗的仪器有滴定管、移液管,该实验是用 AgNO3 溶液滴定待测液的,所以需要润洗的仪器一定有酸式滴定管。 根据关系式:CaCl22H2O 2AgNO3147 20.750025/2
18、50 0.050000.02039解得:0.999199.9%根据反应:CaCl22H2O 2Cl 2AgNO3若Cl偏多,则滴定的结果就会偏高,所以样品中若混有含氯量高于CaCl2的或CaCl22H2O 晶体中的结晶水失去一部分都能使CaCl22H2O的质量分数偏高;答案:(1)取少量上层清液,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明Fe(OH)3 沉淀完全(2)防止溶液吸收空气中的CO2(3)酸式滴定管 99.9% 样品中存在少量的NaCl ,少量CaCl22H2O 失水16. 解析:(1)为了防止Fe2+被氧化,所以应加入既能防止Fe2+被氧化,又不会引入新杂质的物质,所以加入铁屑最好。(
19、2)温度若较高则会促进Fe2+的水解,也会使NH4HCO3分解,所以反应温度应低35。(3)要使K2SO4晶体析出,就要降低其在溶液中的溶解度,由于K2SO4是离子化合物,电解在醇类溶剂中的溶解度一定变小。(4)根据图示知: (NH4)2SO4 (NH4)2S2O8 +H2H2应在阴极产生,所以阳极发生的变化就为:SO42S2O82答案:(1)B(2)防止NH4HCO3 分解(或减少Fe2+的水解 )(3)降低K2SO4的溶解度,有利于K2SO4 析出(4)2SO422eS2O82高温答案: (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以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中(1)+3 (2)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 (3)(4)CoSO3+2NH4HCO3=CoCO3 +2(NH4)SO4 +H2O +CO2 (5)(6)Li+ 从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中; Al(OH)3 、 CoCO3、Li2SO4 -