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PAGEPAGE15專題07工藝流程題1.硫酸廠燒渣〔主要成分是Fe2O3,其次含少量的SiO2和FeS〕經(jīng)回收處理可制得綠礬(FeSO4·7H2O)和一種重要的水處理劑聚鐵膠體[Fe(OH)SO4]n,上述生產(chǎn)工藝流程如下:請通過分析答復以下相關問題:〔1〕操作Ⅰ的名稱是_____?!?〕灼燒產(chǎn)生的尾氣對大氣有污染,因此工業(yè)生產(chǎn)中必須進行回收處理,以下方法可行的是____________。A.直接用水吸收B.用氨水吸收C.用濃硫酸吸收D.與空氣混合用石灰石粉末懸濁液吸收〔3〕操作Ⅲ經(jīng)蒸發(fā)濃縮、___________、過濾、____、枯燥等?!?〕在由溶液X制聚鐵膠體過程中①調(diào)節(jié)pH及②控制溫度目的是_________?!?〕檢驗溶液X中金屬陽離子所加試劑是______,其現(xiàn)象是___________?!?〕溶液X轉(zhuǎn)化為溶液Y需參加一種常見物質(zhì)是____________。〔7〕在反響釜中FeS、O2及稀H2SO4反響生成硫酸鐵等物質(zhì),那么反響的離子方程式是_____?!敬鸢浮窟^濾BD冷卻結晶洗滌促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體KSCN溶液溶液變?yōu)檠t色Fe(或鐵粉〕4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O水解形成膠體,在由溶液X制聚鐵膠體過程中①調(diào)節(jié)pH及②控制溫度目的是:促使Fe3+充分水解并形成聚鐵膠體;〔5〕溶液X中金屬陽離子是鐵離子,檢驗所加試劑是KSCN溶液,其現(xiàn)象是溶液變?yōu)檠t色;〔6〕溶液X轉(zhuǎn)化為溶液Y是將鐵離子復原為亞鐵離子,在不引入雜質(zhì)的情況下,最好參加鐵粉;〔7〕在反響釜中FeS、O2及稀H2SO4反響生成硫酸鐵、硫單質(zhì)和水,其反響的離子方程式是:4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O。2.Cr2O72-和CN-是工業(yè)廢水中常見的污染物。假設利用以下流程可對分別含兩種離子的廢水進行綜合處理:答復以下問題:〔1〕步驟②中無氣體生成,寫出反響的離子方程式___________________
,步驟④中NaClO可將CNO-處理為完全無害的溶液,該過程中有兩種無毒的不支持燃燒的氣體產(chǎn)生,寫出這兩種氣體的化學式
________________________________。〔2〕步驟⑥的反響為S2O32-+Cr2O72-+2H+→SO42-+Cr3++H2O(未配平),那么每處理1molCr2O72-離子轉(zhuǎn)移_______mol電子?!?〕步驟⑦的操作名稱為_______,該操作所需的玻璃儀器為__________________
。〔4〕CrO42-和Cr2O72-在溶液中可相互轉(zhuǎn)化,用離子方程式表示K2Cr2O7溶液中的轉(zhuǎn)化反響_____?!?〕Cr3+也有一定毒性,會污染水體,常溫下要除去廢液中多余的Cr3+,調(diào)節(jié)pH至少為_______,才能使鉻離子沉淀完全〔鉻離子濃度應小于10-5mol/L〕。Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31,≈4,lg2≈0.3。【答案】CN-+ClO-=CNO-+Cl-N2、CO26過濾漏斗、玻璃棒、燒杯Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+5.63.鎂及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛的用途。(1〕組成為Mg17Al12的鎂鋁合金是一種潛在的貯氫材料,當其貯氫最到達最大值時組成變?yōu)椤?7MgH2+12Al〞,那么Mg、Al、Mg17Al12三種物質(zhì)按熔點由高到低的順序排列為_______,1mol“17MgH2+12Al〞與足量Na0H溶液反響時生成的氣體的質(zhì)量是___________g。(2〕鎂可與SiO2發(fā)生多種反響,且條件不同時得到的產(chǎn)物也不同。當二者在高溫條件下發(fā)生置換反響時.復原產(chǎn)物是_________,假設鎂過量,那么產(chǎn)物為兩種鎂的二元化合物,寫出反響的化學方程式:______。(3〕堿式碳酸鎂[MgCO3·3H2O]是重要的化工原料,以下圖表示的是制備它的一種工藝流程。開始沉淀時的PH完全沉淀時的pHFe(OH)32.73.7Mg(OH)29.711①Mg9FeSi5O20中鐵元素的化合價為____,pH的調(diào)節(jié)范圍是______.②試劑a是一種常用的綠色氧化劑,參加a后反響的離子方程式為__________。③寫出料渣Ⅱ的一種用途:______。一般認為c(Mg2+)≤1×10-5mol/L時,Mg2+已完全沉淀,那么Mg(OH)2的Ksp=______。寫出生成堿式碳酸鎂的離子方程式:____________。【答案】Al>Mg>Mg17Al12104Si4Mg+SiO22MgO+Mg2Si+23.7≤pH<9.72Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O加熱Fe(OH)3制備鐵紅1×10-112Mg2++3CO32-+5H2O=Mg2CO3·Mg(OH)2·3H2O+2HCO3-4.高鐵酸鉀〔K2FeO4)是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑。其制取如下:己知:①2KOH+Cl2→KCl+KClO+H2O(條件:溫度較低〕②6KOH+3Cl2→5KCl+KClO3+3H2O(條件:溫度較高〕③2Fe(NO3)3+2KClO3+10KOH→2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O答復以下問題:〔每空2分〕〔1〕高鐵酸鉀〔K2FeO4)應在_______(填“溫度較高〞或“溫度較低〞〕情況下進行;〔2〕0.1mol/LKClO溶液中c(ClO-)+c(HClO)_______0.1mol/L(填>、<、=)〔3〕K2FeO4具有強氧化性的原因____________________________;〔4〕配制KOH溶液時,是在每100mL水中溶解56gKOH固體〔該溶液的密度為1.56g/mL),它的物質(zhì)的量濃度為_________________;〔5〕在“反響液Ⅰ〞中加KOH固體的目的是_______________;A.與“反響液I〞中過量的Cl2繼續(xù)反響,生成更多的KClOB.KOH固體溶解時會放出較多的熱量,有利于提高反響速率C.為下一步反響提供反響物D.使副產(chǎn)物KClO3轉(zhuǎn)化為KClO〔6〕從“反響液Ⅱ〞中別離出K2FeO4后,會有副產(chǎn)品__________〔寫化學式〕,它們都是重要的化工產(chǎn)品,具體說出其中一種物質(zhì)的用途_____________________。【答案】溫度較低=Fe元素的化合價顯+6價,易得電子10mol/LACKNO3KClKNO3可用于化肥,炸藥等5.化學鍍鎳是指不使用外加電流,利用氧化復原作用在金屬制件的外表上沉積一層鎳的方法。次磷酸鈉(NaH2PO2)是化學鍍鎳的重要原料,工業(yè)上制備NaH2PO2·H2O的流程如下:答復以下問題:⑴次磷酸鈉(NaH2PO2)是次磷酸(H3PO2)與足量NaOH溶液反響的產(chǎn)物,NaH2PO2屬于_______(填“正鹽〞“酸式鹽〞“堿式鹽〞〕,NaH2PO2中磷元素的化合價為___________?!?〕在反響器中參加乳化劑并高速攪拌的目的是________________〔3〕在反響器中發(fā)生多個反響,其中白磷(P4)與Ca(OH)2反響生成次磷酸鈉及磷化氫的化學方程式為_________________________〔4〕流程中通入CO2的目的是______________,濾渣X的化學式為_____________〔5〕流程中母液中的溶質(zhì)除NaH2PO2外,還有的一種主要成分為_____________〔6〕含PH3的廢氣可用NaClO和NaOH的混合溶液處理將其轉(zhuǎn)化為磷酸鹽,該反響的離子方程式為____________〔7〕某次生產(chǎn)投入的原料白磷為1240kg,在高速乳化反響器中有80%的白磷轉(zhuǎn)化為次磷酸鈉及磷化氫,忽略其它步驟的損失,理論上最終得到產(chǎn)品NaH2PO2·H2O的質(zhì)量應為__________kg(NaH2PO2·H2O的相對分子質(zhì)量為106)【答案】正鹽+1加快反響速率2P4+3Ca(OH)2+6H2O=3Ca(H2PO2)2+2PH3↑將Ca(H2PO2)2轉(zhuǎn)化為NaH2PO2CaCO3Na2HPO3PH3+4ClO-+3OH-=PO43-+4Cl-+3H2O25446.石棉尾礦主要含有Mg3(Si2O5)(OH)4和少量的Fe2O3、Al2O3。以石棉尾礦為鎂源制備碳酸鎂晶須〔MgCO3?nH2O〕的工藝如下:“焙燒〞過程中的主反響為:Mg3(Si2O5)(OH)4+5(NH4)2SO43MgSO4+10NH3↑+2SiO2+7H2O↑+2SO3↑。〔1〕寫出焙燒產(chǎn)物NH3的電子式___________?!?〕為提高水浸速率,可采取的措施為______________________________〔任寫一條〕。“浸渣〞的主要成分為_________________?!?〕“除鐵、鋁〞時,需將pH調(diào)至8.0左右,適宜作調(diào)節(jié)劑的是____〔填字母代號〕。a.NaOHb.Mg(OH)2c.NH3?H2〔4〕“沉鎂〞過程中反響的離子方程式為______________。“沉鎂〞時假設溫度超過60℃〔5〕流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是______〔填化學式〕?!?〕某小組同學稱取13.8gMgCO3?nH2O進行熱重分析,并繪制剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如下圖,那么n=________?!敬鸢浮繉⒈簾鬯榛蚣訜峄驍嚢鑃iO2bcMg2++2HCO3-+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑升溫促進Mg2+局部水解或升溫促進Mg2+水解(NH4)2SO4313.8g
4.0g=,解得n=3,故答案為:3。7.高鐵酸鹽在能源、環(huán)保等方面有著廣泛的用途。實驗室用氯化鈉、廢鐵屑、稀硫酸、氫氧化鉀溶液等為原料,通過以下過程制備高鐵酸鉀〔K2FeO4):(l)Na2O2的電子式為__________。(2〕操作I的步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、隔絕空氣減壓枯燥.其中隔絕空氣減壓枯燥的目的是_______。(3〕氣體X為____,寫出FeSO4與Na2O2反響的化學方程式:________。(4〕最終在溶液中可得到K2FeO4晶體的原理是_________。(5〕K2FeO4在水溶液中可以發(fā)生:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(膠體)+8OH-+3O2↑,,那么K2FeO4可以在水處理中的作用是__________。(6〕稱取提純后的K2FeO4樣品0.2100g于燒杯中,參加強堿性亞鉻酸鹽溶液,反響后再加稀硫酸調(diào)節(jié)溶液呈強酸性,配成250mL溶液,取出25.00mL放入錐形瓶,用0.0l000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至終點,重復操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。涉及的主要反響為:Cr(OH)4-+FeO42-=Fe(OH)3+CrO42-+OH-Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O那么該K2FeO4樣品的純度為______________?!敬鸢浮繉eSO4·7H2O轉(zhuǎn)變成不含結晶水的FeSO4,同時防止亞鐵離子被氧化O2FeSO4+4Na2O2=Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑[答案不唯一,FeSO4+(2+2n)Na2O2=Na2FeO4+2nNa2O+Na2SO4+nO2↑(n為正整數(shù))]0℃時K2FeO4的溶解度比Na2FeO4、NaOH、KOH和Na2SO4的溶解度小殺菌消毒、凈水94.3%8.高錳酸鉀(KMnO4)是一種常用氧化劑,主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下:答復以下問題:〔1〕原料軟錳礦與氫氧化鉀按1∶1的比例在“烘炒鍋〞中混配,混配前應將軟錳礦粉碎,其作用是____________________________?!?〕“平爐〞中發(fā)生的化學方程式為__________________________,該條件下此反響的△S____0(填大于、小于或等于)。〔3〕將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。①“CO2歧化法〞是傳統(tǒng)工藝,即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體,使體系呈中性或弱堿性,K2MnO4發(fā)生歧化反響生成的含錳物質(zhì)有KMnO4和MnO2,該反響的化學方程式為__________________。②“電解法〞為現(xiàn)代工藝,即電解K2MnO4水溶液,假設用惰性電極,陽離子交換膜電解槽電解時產(chǎn)品純度高,陰極室中參加電解質(zhì)溶液溶質(zhì)的化學式為_______,電解時陽極發(fā)生的電極反響為____________,從陽極室的溶液得到產(chǎn)品的實驗操作是___________________。與傳統(tǒng)工藝比擬,現(xiàn)代工藝的優(yōu)點除產(chǎn)品純度高外還有_______________?!敬鸢浮吭龃蠼佑|面積,加快反響速率2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O?S>03K2MnO4+4CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3KOHMnO42--e-=MnO4-蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶,過濾原料利用率大9.鈰元素〔Ce〕是鑭系金屬中自然豐度最高的一種,常見有+3、+4兩種價態(tài),鈰的合金耐高溫,可以用來制造噴氣推進器零件。請答復以下問題:〔1〕霧霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-〔二者物質(zhì)的量之比為1:1〕,該反響氧化劑與復原劑的物質(zhì)的量之比為________。〔2〕可采用電解法將上述吸收液中的NO2-轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),同時再生Ce4+,其原理如右圖所示。①Ce4+從電解槽的______〔填字母序號〕口流出。②寫出陰極的電極反響式________________。〔3〕鈰元素在自然界中主要以氟碳礦形式存在。主要化學成分為CeFCO3。工業(yè)上利用氟碳鈰礦提取CeCl3的一種工藝流程如下:①焙燒過程中發(fā)生的主要反響方程式為__________________。②有同學認為酸浸過程中用稀硫酸和H2O2替換鹽酸更好,他的理由是_________。③Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分別為a、b,那么Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)3KBF4(s)+CeCl3(aq)平衡常數(shù)為________〔用a、b的代數(shù)式表示〕。④加熱CeCl3·6H2O和NH4Cl的固體混合物可得固體無水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______?!敬鸢浮?:1a2NO2-+8H++6e—=N2↑+4H2O4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2〔沒條件、不配平均扣1分〕不釋放氯氣,減少對環(huán)境的污染〔只答復減少對環(huán)境的污染也得分〕NH4Cl固體分解產(chǎn)生的HCl可以抑制CeCl3的水解〔只答復抑制CeCl3的水解也得分〕10.將銅鋅合金溶解后與足量KI溶液反響〔Zn2+不與I-反響〕,生成的I2用Na2S2O3標準溶液滴定,根據(jù)消耗的Na2S2O3溶液體積可測算合金中銅的含量。實驗過程如以下圖所示:答復以下問題:〔1〕H2O2的電子式為_________;“溶解〞后銅元素的主要存在形式是______〔填離子符號〕?!?〕“煮沸〞的目的是除去過量的H2O2。298K時,
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