1、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：Fe 3 、Al 3 、Fe 2 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；Li 2SO4、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24Al3 、Fe 3 、
2、Fe 2 、Mg 2 、Ca 2 、Na 等杂质，需在搅拌下加入 _（填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”）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Al 2(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：Al
3、 2O3（ 25%34%）、SiO 2（40%50%）、Fe 2O3（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：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 4.2 4.5”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用品是_；“
4、蒸发浓缩”需保持温度在 90100，控制温度的实验方法是_。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 CaCO323. （16 分）（09 山东理综 30）孔雀石主要含 Cu2(OH)2CO3，还含少量 Fe、S 1 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+、Fe 2+、Fe 3+。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）。aKMnO 4 b(NH 4)
5、 2S cH 2O2 dKSCN（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
6、主要成分是 ZnCO3，并含少量的 Fe2O3 、FeCO 3 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：F e(OH)2+_+_=F e(OH)3 +CI - (3)针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Go ethe）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)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3开始沉淀的 pH 10.4 6.4 沉淀完全的 pH 12.4 8.0 3
7、开始溶解的 pH 10.5 Ksp 5.6 120 6.8 6102.810-9（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.（12 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(CO 3)2、Al 2O3 和 Fe2O3 等，回收其中镁的工艺流程如下：沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2pH 34 52 12
8、4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（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。
9、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： 。46.（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 。（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
10、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）KMnO 4 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、SiO 2 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K2MnO4，分离后得到 K2MnO4，再用铂板作阳极，铁作阴极电解 K2MnO4 溶液
11、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.（10 分）目前，聚氯乙烯塑料（PVC）占塑料消费量的
12、 30%以上，BICM 法用乙烯、氯气等为原料合成 PVC，其工艺流程如下。5CH2ClCH2ClC2H4O2HClCH2CHCl PVCCl2（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)O 2(g) 2Cl2(g)2H 2O(g) H114.4kJmol 1 。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 法中各步反应的转
13、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：3MnO 2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O几种物质的溶解度：溶解度/g温度K2CO3 KOH KMnO420 111 112 6.3860 127 154 22.1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
14、仪器中的 。A蒸发皿 B烧杯 C酒精灯 D铁坩埚（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）。610.（8 分）某科研小组设计出利用工业废酸（10%H 2SO4）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
15、)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 开始沉淀时的 pH 完全沉淀时的 pHFe2 6.34 9.7Fe3 1.48 3.2Zn2 6.2 8.0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：K sp(CuS) Ksp(ZnS)（选填“”“ ”或“” ）。（2）物质 A 可使用下列物质中的 。AKMnO 4 BO 2 CH 2O2 DCl 2（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 。
16、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+5O2催 化 剂 4NO+6H2O 4NO+3O2+2H2O4HNO 3（1）现以 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(NO
17、3)2、H 2O 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 + Na2CO3 NaNO2 + NaNO3 + CO2， NO + NO2 + Na2CO3 2NaNO2 + 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）CO 2 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？7pH0.2.40.6.81.0.21.4.612345678910gL-() Cul% 7580859095 Fe3+Cu2+ Culu2Fe312.（共 10
18、 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+、Fe 3+的电镀废液中制备氯化亚铜的工艺流程图。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。试填空：（1）当 pH5 时，在电镀废液中再加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
19、学方程式为 。13.（10 分）绿矾（FeSO 47H2O）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：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8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+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
20、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：5Fe 2+MnO-4+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O）。计算上述样品中 FeSO47H2O 的质量分数为
21、 。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（ClO 2）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：NCl 3 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，发生反应的化学方程式为 。为保证实验的安全，在电解时需注9意的问题是
22、：控制好生成 NCl3 的浓度； 。（3）NCl 3 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（ClO 2 反应后的产物 ClO-2） 。15. （共 10 分）氯化硫酰（SO 2Cl2）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取：S
23、O2（g）+Cl 2（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，Ag 2SO4 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
24、BaCl2 溶液中，计算最终生成沉淀的质量（写出计算过程）。16.（12 分）实验室制备甲酸铜晶体Cu(HCOO) 24H2O的流程如下：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CO2活性炭10回答下列问题：（1）生成碱式碳酸铜Cu 2(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
25、大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。石灰石 Fe 2 、Mg 2 、Ca 2 2Li CO32 Li2CO3 Na 2SO42. （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）Al 2O3+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）NH 3H2O 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
26、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 223()FeOH()Cl(1)O=()FeH(1)ClFe(H)案）（4） （或其它合理答案）（5）b 或（b 和 d）；d（6）蒸发浓缩、冷8.0.4p却结晶（或其它合理答案）（7） （或其它合理答案）/821m5. （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）Na 2SO4 （4）在某一温度时，NaCl 最先达到饱和析出；Mg(ClO 3)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，
27、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 HCOOH Pd 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1 分，共 3 分） （3）NO（1 分） SiO2(或其他合理答案)（2 分） H 2PdCl4（2 分）11电解7. （1）4KOH+2MnO 2+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
28、也给分）阳极：2MnO 42-2e=2MnO4（1 分） KOH（ 1 分）（4）3 K 2MnO4+ 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反应：4 C2H42Cl 2O 24CH 2CHCl2H 2O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（H 2C2O42H2O）配成标准溶液，则配制 100mL1.5molL1
29、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）2K 2MnO42H 2O 2KOH2KMnO 4H 2（4）蒸发浓缩、降温结晶（5）18.9g 滴定时消耗草酸溶液的体积、KMnO 4 粗品的质量（每空 2 分，共 14 分）10. （1） （2）BC （3）3.26.2 （4）NH 4)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）Cu 2+ + 2OH C
30、u(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）2Cu 2+ + 2Cl + Fe 2CuCl + Fe 2+ （2 分，不配平、化学式错不给分， “”不追究）2CuSO 4 + Na2SO3 + 2NaCl + H2O 2CuCl + 2Na 2SO4 + H2SO4（2 分，写正确的离子方程式也给分）13.（1）取少量晶体溶于水，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）（
31、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、H 2SO4 等）（1 分）样品部分被氧化（ 1 分）14.（1）H 2（1 分）控制好反应的温度（1 分） （3）NCl 3+3H2O+6ClO-2=6ClO2+3Cl -+3OH-+NH3（2 分）12（5）Mn 2+2ClO2+2H2O=MnO2+2ClO -2+4H+（2 分）15. （1）AC（2 分） （2）AgCl（1 分） （3）0.0706（2 分）（4）SO 2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HClH2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl（方程式各 1 分）由 S 元素质量守恒，可得：BaSO 4 的物质的量为 0.12mol，质量为：0.12mol233g/mol=27.96g（2 分）16. （1）2Cu 2+ + 4HCO3 = Cu2 (OH)2CO3 +3CO 2 + H 2O（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）
