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1、化学工业流程图练习11. （16分）（2010年广东卷32）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：Fe3、Al3、Fe2和Mg2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。步骤I前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_。步骤I中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li、SO，另含有Al3、Fe3、Fe2、Mg2、Ca2、Na等杂质，需在搅拌下加入_（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫
2、酸”）以调节溶液的pH到6065，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。步骤II中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有 。步骤III中，生成沉淀的离子方程式为_。从母液中可回收的主要物质是_。2. （9分）（08年广一模23）聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学
3、性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：煅烧溶解搅拌、过滤调节溶液pH在4.24.5蒸发浓缩90100Al2(OH)nCl6-n高岭土15的盐酸少量铝粉适量CaCO3根据流程图回答下列问题：（1）“煅烧”的目的是_。（2）配制质量分数15的盐酸需要200mL30的浓盐酸（密度约为1.15g/cm3）和_g蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_。（3）“溶解”过程中发生反应的离子方程式为_。（4）加少量铝粉的主要作用是_。（5）“调节溶液pH在4.24.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_；“蒸发浓缩”需保持温度在9010
4、0，控制温度的实验方法是_。3. （16分）（09山东理综30）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、S1的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为 （填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为 （填代号）。aKMnO4b(NH4) 2ScH2O2dKSCN（2）由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发， 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 。（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶
5、液中先通入（或先加入） （填化学式）。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列 装置回收（填代号）。（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应 ，直到 。用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管（填“酸式”或“碱式”）。4.（12分）（10福建24） 硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_ _ _（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：Fe(OH)2+_+_=Fe(OH)3 +CI- (3)针铁矿（Go
6、ethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_ _。（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为_ _。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH10.5Ksp5.66.82.810-9（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是_（选填序号）。a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液（6）“滤液4”之后的操作依次为_、_、过滤，洗涤，干燥。（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于_。5.（1
7、2分）（09广东22）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3.MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3452124部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表，请回答下列问题：（1）“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有 （要求写出两条）（2）滤渣I的主要成分有 。（3）从滤液中可回收利用的主要物质有 。（4）Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂，可采用复分解反应制备：MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl已知四种化合物的溶解度（
8、S）随温度（T）变化曲线如下图所示：将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2.简述可制备Mg(ClO3)2的原因： 。按中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中，常伴有NaCl析出，原因是： 。除去产品中该杂质的方法是： 。6.（12分）从废钯催化剂（该催化剂的载体为活性炭，杂质元素有铁、镁、铝、硅、铜等）中提取海棉钯（含Pd99.9%）的部分工艺流程如下：将最后所得到的滤液，经过一定的操作后可得到海棉钯。（1）废钯催化剂经烘干后，再在800的高温下焙烧，焙烧过程中需通入足量空气的原因是 ；焙烧时钯转化为氧化钯（PdO），则甲酸还原氧化钯的化学方程式为 。（
9、2）钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图1图3所示，则王水溶解钯精渣的适宜条件为 、 、 。（3）王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比13混合而成的，王水溶解钯精渣的过程中有化合物A和一种无色、有毒气体B生成，并得到滤渣。气体B的分子式： ；滤渣的主要成分是 。经测定，化合物A由3种元素组成，有关元素的质量分数为Pd：42.4%，H：0.8%，则A的化学式为 。7.（11分）KMnO4是一种常用的强氧化剂，工业上可以以软锰矿（主要成分MnO2，另含Al2O3、SiO2杂质）为原料，通过液相法生产。即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K
10、2MnO4，分离后得到K2MnO4，再用铂板作阳极，铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4，简略生产过程如下所示：回答下列问题：（1）写出反应器中反应的方程式 （2）生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿，因为MnO2含量最低的贫矿会导致KOH消耗量偏高，用离子方程式表示KOH消耗偏高的原因 、 。（3）写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式阴极： ；阳极： 。在电解法中循环、中利用的共同物质是 。（4）在传统工艺中，得到K2MnO4后，向其中通入CO2制备KMnO4，配平方程式： K2MnO4+ CO2= KMnO4+ MnO2+ K2CO3与传统法相比，液相法的优点是：_ _。8
11、.（10分）目前，聚氯乙烯塑料（PVC）占塑料消费量的30%以上，BICM法用乙烯、氯气等为原料合成PVC，其工艺流程如下。CH2ClCH2ClC2H4O2HClCH2CHClPVCCl2（1）一定条件下，HCl与O2反应制取Cl2的方法称为地康法，其热化学反应方程式为：4HCl(g)O2(g) 2Cl2(g)2H2O(g) H114.4kJmol1。升高温度，该反应的化学平衡常数K会 。A增大 B减小 C不变 D无法确定（2）一定温度下某体积可变的容器中充入4LHCl气体和6L空气（氧气占20%），充分反应后气体体积为9.2L。该反应中HCl气体的转化率为 。（3）假设BICM法中各步反应的
12、转化率均为100%，计算生产1000吨PVC需要购得的氯气质量。9.（14分）某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法来制备KMnO4。MnO2KOH分离反应反应过滤操作bKClO3H2O途径一途径二CO2K2CO3溶液KMnO4粗品KClKOH溶液熔融操作aMnO2KMnO4粗品已知：3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O几种物质的溶解度：温度溶解度/gK2CO3KOHKMnO4201111126.386012715422.1请回答下列问题：（1）第一步固体熔融时除三脚架、泥三角、细铁棒、坩埚钳外，还需下列仪器中的 。A蒸发皿 B烧杯 C酒精灯 D铁
13、坩埚（2）反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 ；该反应中可以循环利用的产物是 。（3）反应的条件为电解，写出反应的化学方程式 。（4）途径一、二中的操作a、b相同，均包括 、过滤等3步。（5）通过用草酸滴定KMnO4溶液的方法可测定KMnO4粗品的纯度（质量分数）。10.（8分）某科研小组设计出利用工业废酸（10%H2SO4）来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。氧化铜锌矿堆浸工业废酸过滤海绵铜Fe除铁Fe(OH)3A氨水沉淀Zn2B溶液焙烧NH4HCO3、氨水活性ZnO矿渣Zn2(OH)2CO3已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。离子开始沉淀时
14、的pH完全沉淀时的pHFe26.349.7Fe31.483.2Zn26.28.0请回答下列问题：（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp(CuS) Ksp(ZnS)（选填“”“”或“”）。（2）物质A可使用下列物质中的 。AKMnO4 BO2 CH2O2 DCl2（3）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在 范围之间。（4）物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是 。11.（共10分）工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：4NH3+5O24NO+6H2O 4NO+3O2+2H2O4HNO3（1）现
15、以1.7吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上至少需要加水的质量为 吨。（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）（2）工业上用Mg(NO3)2替代浓H2SO4可作为制取浓HNO3的脱水剂，现有50%（质量分数，下同）的硝酸M1吨，向其中加入80的Mg(NO3)2溶液M2吨，蒸馏分离得到90的硝酸和60%的Mg(NO3)2溶液（不含HNO3）。若蒸馏过程中HNO3、Mg(NO3)2、H2O均无损耗，则蒸馏前的投料比M1/M2= 。（3）硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：2NO2 + Na2CO3NaNO2 + NaNO3 + CO2，NO + NO2 + Na2C
16、O32NaNO2 + CO2 。现用足量的纯碱溶液来吸收硝酸工业尾气(NO和NO2)，每产生22.4L（标准状况下）CO2时，吸收液质量增加44g。求硝酸工业尾气中NO和NO2的物质的量之比？12.（共10分）氯化亚铜不仅在无机化工生产中具有重要作用，在有机合成工业中还可作催化剂。以下是从含Cu2+、Fe3+的电镀废液中制备氯化亚铜的工艺流程图。电镀废液电镀污泥高浓度硫酸铜溶液氯化钠铁粉CuCl产品滤液晶体滤液碱过滤酸浸蒸发、过滤调节pH、温度反应过滤2%盐酸洗无水乙醇洗下图曲线可表示滤液中金属离子含量与pH、CuCl产率与反应混合液中pH的关系。pH试填空：（1）当pH5时，在电镀废液中再加
17、入氢氧化钠溶液生成电镀污泥的离子反应方程式为 （2）由反应制备CuCl时的最佳pH在 左右（3）已知在隔绝空气条件下进行反应时CuCl产率较高，则CuCl具有 的特性。（4）反应中1mol铁粉完全反应转移2mol电子，该离子反应的方程式为 。如果将反应中铁粉换为亚硫酸钠，也可以得到氯化亚铜，则化学方程式为 。13.（10分）绿矾（FeSO47H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药。下面是以商品级纯度铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0沉淀完全时的pH为5.5。（1）检验得到的绿矾晶体中是否含有Fe3
18、+的实验操作是 。 （2）操作II在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 ；通入硫化氢至饱和的目的是： 除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子； 。（3）操作IV的顺序依次为： 、结晶、 。（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质； 。（5）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a.称取2.8500g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2+MnO-4+8
19、H+=5Fe3+Mn2+4H2O）。计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为 。若用上述方法测定的样品中FeSO47H2O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有 ； 。14.（8分） 二氧化氯（ClO2）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料制备ClO2的流程下如下： 已知：NCl3是黄色粘稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性臭味，自然爆炸点为95，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定。气体B能使湿润的红色石蕊底纸变蓝。 回答下列问题：（1）气体A的化学式为 。（2）电解时，发生反应的化学
20、方程式为 。为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：控制好生成NCl3的浓度； 。（3）NCl3与NaClO2（亚氯酸钠）按物质的量之比为1：6混合在溶液中恰好反应生成ClO2该反应的离子方程式为 。（4）实验室制取气体B的化学方程式为 。（5）在用二氧化氯进行水处理时，除了杀菌消毒外，还能除去水中Fe2+和Mn2+。写出用ClO2氧化除去Mn2+生成MnO2的离子方程式（ClO2反应后的产物ClO-2） 。15. （共10分）氯化硫酰（SO2Cl2）主要用作氯化剂。它是一种无色液体，熔点54.1，沸点69.1，遇水生成硫酸和氯化氢。氯化硫酰可用干燥的二氧化硫和氯气在活性炭催化剂存在下反应制
21、取：活性炭SO2（g）+Cl2（g） SO2Cl2 H=97.3kJ/mol（1）为了提高上述反应中Cl2的平衡转化率，下列措施合理的是 （用编号填空）。 A缩小容器体积B使用催化剂 C增加SO2浓度D升高温度 （2）已知20时，AgCl的溶解度为0.00015g，Ag2SO4的溶解度为0.796g。则SO2Cl2溶于水所得溶液中逐滴加入AgNO3稀溶液时，最先产生的沉淀是 。 （3）300时，体积为1L的密闭容器中充入16.20gSO2Cl2，达到平衡时容器中含SO27.616g，则300的合成SO2Cl2反应的平衡常数为 。（4）将（3）所得的平衡混合气溶于足量的BaCl2溶液中，计算最终
22、生成沉淀的质量（写出计算过程）。Cu2(OH)2CO3固 体7080的热水Cu(HCOO)24H2O1mol胆矾2mol小苏打甲酸约50的热水研磨冷却、操作a洗涤搅拌趁热过滤冷却、过滤、无水乙醇洗涤、晾干搅拌CO216.（12分）实验室制备甲酸铜晶体Cu(HCOO)24H2O的流程如下：回答下列问题：（1）生成碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3的离子方程式为 。（2）操作a的名称是 ，该操作使用的玻璃仪器有 。（3）证明碱式碳酸铜沉淀已经洗涤充分的实验操作是 ；“趁热过滤”的原因是 ；（4）用无水乙醇洗涤晶体的目的是 。答案与解析1. 增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。石灰石 Fe
23、2、Mg2、Ca2 2Li CO32 Li2CO3 Na2SO42. （1）改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。（2分）（2）230（1分） 量筒（1分） （3）Al2O3+6H+ = 2Al3+3H2O（1分） Fe2O3+6H+ = 2Fe3+3H2O（1分）（4）除去溶液中的铁离子（1分）（5）pH计（或精密pH试纸）（1分） 水浴加热（1分） 3.（1）c d （2）冷却结晶 引流 （3）NH3H2O b （4）平视凹液面的最低处与刻度线 凹液面的最低处与刻度线相切 酸式4.（1）增大反应物接触面积或增大反应速率或使反应更充分（3）（或其它合理答案）（4）（或其它合理答案）（5）b
24、或（b和d）；d（6）蒸发浓缩、冷却结晶（或其它合理答案）（7）（或其它合理答案）5. （1）适当提高反应温度；增加浸出时间；（或其他合理答案）（2）Fe(OH)3、Al(OH)3 （3）Na2SO4 （4）在某一温度时，NaCl最先达到饱和析出；Mg(ClO3)2的溶解度随温度的变化最大；NaCl的溶解度与其他物质的溶解度有一定差别。 降温前，溶液中NaCl已经饱和；降温过程中， NaCl的溶解度降低，会少量析出；重结晶。6.（1）使活性炭充分燃烧而除去（2分）PdO HCOOHPd CO2 H2O（2分）（2）8090 （或90 左右）、反应时间约为8 h、钯精渣与王水的质量比为18（每个
25、1分，共3分）（3）NO（1分） SiO2(或其他合理答案)（2分） H2PdCl4（2分）7. （1）4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O（2分）（2）2OH+Al2O3=2AlO2+H2O 2OH+SiO2= SiO 32+H2O（2分）（3）阴极：2H2O+2e = H2+2 OH（1分）（写成2H+2e=H2也给分） 阳极：2MnO42-2e=2MnO4（1分） KOH（1分）（4）3 K2MnO4+ 2CO2= 2 KMnO4+ 1 MnO2+ 2 K2CO3（1分） 产率高（1分）8. （1）B （2）80（3）由于各步反应的转化率均为100%时，根据题意可得下列总
26、反应：4 C2H42Cl2O24CH2CHCl2H2O根据n H2CCHCl ：nCl2 271n 125nm(Cl2) 1000tm(Cl2)568t （第（1）题2分，其余每小题4分，共10分）9. 实验时要将草酸晶体（H2C2O42H2O）配成标准溶液，则配制100mL1.5molL1的草酸溶液，需要称取草酸晶体的质量为 。该实验中除草酸晶体的质量外，还需要采集的数据有 。（1）CD （2）2:1 MnO2 （3）2K2MnO42H2O2KOH2KMnO4H2（4）蒸发浓缩、降温结晶（5）18.9g 滴定时消耗草酸溶液的体积、KMnO4粗品的质量（每空2分，共14分）10. （1） （2
27、）BC （3）3.26.2 （4）NH4)2SO4 （每空2分，共8分）11. （1）4.5（2分） （2）3/4或0.75（2分）（3）n(NO) /n(NO2)=17 过程3分，结果1分，共4分 12. （1）Cu2+ + 2OH Cu(OH)2（2分，“”未标扣1分）（2）3.5（2分） （3）能被空气中的氧气氧化（2分）（4）2Cu2+ + 2Cl + Fe 2CuCl + Fe2+ （2分，不配平、化学式错不给分，“”不追究）2CuSO4 + Na2SO3 + 2NaCl + H2O 2CuCl + 2Na2SO4 + H2SO4（2分，写正确的离子方程式也给分）13.（1）取少量晶
28、体溶于水，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明不含有Fe3+（2分） （2）使Sn2+完全变成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀（1分）防止Fe2+的氧化（1分） （3）蒸发（1分）过滤（洗涤）（1分） （4）降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗（2分） （5）97.54%（2分）样品中存在少量的杂质（如H2O、H2SO4等）（1分）样品部分被氧化（1分）14.（1）H2（1分）电解控制好反应的温度（1分） （3）NCl3+3H2O+6ClO-2=6ClO2+3Cl-+3OH-+NH3（2分） （5）Mn2+2ClO2+2H2O=MnO2+2ClO-2+4H+（2分）15. （1）AC（2分） （2）AgCl（1分） （3）0.0706（2分）（4）SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl（方程式各1分）由S元素质量守恒，可得：BaSO4的物质的量为0.12mol，质量为：0.12mol233g/mol=27.96g（2分）16. （1）2Cu2+ + 4HCO3 = Cu2 (OH)2CO3 +3CO2 + H2O（2）过滤 玻璃棒、漏斗、烧杯（3）取最后滤出的洗涤液，无明显现象 防止甲酸铜结晶而损失（4）除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失（每空2分，共12分）