2023人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè) 第八章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 專題強(qiáng)化練6 化學(xué)工藝流程題

專題強(qiáng)化練6化學(xué)工藝流程題1.(2021江西撫州期末)海洋中有豐富的化學(xué)資源,現(xiàn)有一種制取粗碘的工藝流程如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是()A.步驟②③④為碘的富集過程B.步驟⑤中“操作X”為萃取、分液和蒸餾C.步驟④中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為5∶1D.③④中的反應(yīng)互為可逆反應(yīng)2.(2022重慶巴蜀中學(xué)月考)海水化學(xué)資源開發(fā)利用的部分過程如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.設(shè)計(jì)步驟④、⑤的主要目的是富集溴元素B.步驟②脫水時(shí),在HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O得到無(wú)水MgCl2C.步驟③中可通入Cl2使溴離子被還原為Br2D.不能用澄清石灰水鑒別NaHCO3和Na2CO33.硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O)是一種重要的化工原料。以菱鎂礦(主要成分是MgCO3,含少量FeCO3和不溶性雜質(zhì))為原料制取硫酸鎂晶體的過程如下:(1)MgCO3溶于稀硫酸的離子方程式是。

(2)“氧化”步驟中,加入H2O2溶液的目的是(用離子方程式表示)。

(3)部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:陽(yáng)離子Mg2+Fe2+Fe3+開始沉淀9.17.61.9完全沉淀11.19.73.2“沉淀”步驟中,用氨水調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是。

(4)“過濾”所得濾液中主要存在的陽(yáng)離子是。

4.“低碳”既是時(shí)尚,也是環(huán)保要求?！暗吞肌痹诠I(yè)生產(chǎn)中意義重大,充分利用原材料,不排放或減少排放“三廢”,不同工廠聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式。下面是幾個(gè)工廠利用廢氣、廢渣(液)聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝:請(qǐng)回答下列問題:(1)工藝操作①、②分別為、。

(2)工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為

。

(3)寫出生成“產(chǎn)品”的離子方程式:

。

(4)“副產(chǎn)品”的化學(xué)式為。該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是。

5.(2022河南南陽(yáng)一中月考)用鋁土礦(含30%SiO2、40.8%Al2O3和少量Fe2O3等)制取鋁硅合金材料有濕法、干法等方法,其中干法制備的工藝流程如下:(1)焙燒除鐵的反應(yīng)為4(NH4)2SO4+Fe2O32NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑(Al2O3部分發(fā)生類似反應(yīng))。氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖,最適宜的焙燒溫度為。

(2)操作①包括加水溶解、。

(3)用過量焦炭還原SiO2、Al2O3會(huì)產(chǎn)生中間體SiC、Al4C3。寫出以上過程中高溫下Al4C3與Al2O3反應(yīng)生成鋁單質(zhì)的化學(xué)方程式:。

(4)不計(jì)損失,投入1t鋁土礦,當(dāng)加入54kg純鋁后,鋁硅合金中m∶n=。

6.(2021廣東肇慶期末)海水中含有豐富的自然資源,含有大量的Na、Cl、Mg、Ca、Br等元素,其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛,從海水中提取液溴的同時(shí)制取NaCl晶體的流程如下:回答下列問題:(1)“濃縮”的目的是(任答1條即可)。

(2)流程中可用熱空氣吹出溴的原因?yàn)?填字母)。

A.溴的氧化性較強(qiáng)B.溴的熔點(diǎn)較低C.溴的揮發(fā)性較強(qiáng)D.溴在水中的溶解度較低(3)上述流程中涉及的氧化還原反應(yīng)有個(gè)。

(4)“吸收塔”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(5)根據(jù)除雜原理,在表中填寫“除雜”時(shí)依次添加的試劑及其預(yù)期除去的離子。實(shí)驗(yàn)步驟試劑(填化學(xué)式)預(yù)期除去的離子步驟1BaCl2S步驟2①

②

步驟3Na2CO3③

步驟4④

CO32-(6)制取NaCl晶體的“結(jié)晶”操作為。

答案全解全析1.D步驟①為過氧化氫將海帶浸取原液中的碘離子氧化為碘單質(zhì);步驟②為萃取碘水中的碘單質(zhì);步驟③為向萃取液中加入NaOH溶液,使碘單質(zhì)與堿反應(yīng)生成碘離子、碘酸根離子,從有機(jī)相中分離;步驟④向水溶液中加入硫酸,重新生成碘單質(zhì),經(jīng)一系列操作得到粗碘。步驟②③④為碘的富集過程,A正確;步驟⑤中經(jīng)萃取、分液和蒸餾得到粗碘,B正確;步驟④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5I-+IO3-+6H+3I2+3H2O,則氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為5∶1,C正確;步驟③④中的反應(yīng)不是可逆反應(yīng),D2.C步驟④⑤主要目的是富集溴元素,A項(xiàng)正確;步驟②脫水時(shí),在HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O,利于得到無(wú)水MgCl2,B項(xiàng)正確;步驟③中可通入Cl2將溶液中的Br-氧化為Br2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;澄清石灰水與NaHCO3和Na2CO3都能反應(yīng)生成CaCO3沉淀,故不能用澄清石灰水鑒別NaHCO3和Na2CO3,D項(xiàng)正確。反思升華可根據(jù)NaHCO3、Na2CO3化學(xué)性質(zhì)不同進(jìn)行鑒別:①加熱法:兩固體加熱有氣體生成的是NaHCO3;②用鹽酸鑒別:兩物質(zhì)的溶液中逐滴滴入鹽酸,立即生成氣體的是NaHCO3。3.答案(1)MgCO3+2H+Mg2++CO2↑+H2O(2)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O(3)3.2~9.1(4)Mg2+、NH解析由化學(xué)工藝流程可知,菱鎂礦中加入稀硫酸浸取,MgCO3、FeCO3溶于稀硫酸生成Mg2+和Fe2+,加入H2O2溶液將Fe2+氧化為Fe3+,然后加氨水調(diào)節(jié)溶液pH,將Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去,將濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到MgSO4·7H2O。(1)根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理,MgCO3溶于稀硫酸生成硫酸鎂、水和二氧化碳,離子方程式是MgCO3+2H+Mg2++CO2↑+H2O。(2)加入H2O2溶液的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O。(3)用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+沉淀除去,不能影響Mg2+,由題給數(shù)據(jù)可知,pH=3.2時(shí)Fe3+完全沉淀,pH=9.1時(shí)Mg2+開始沉淀,則用氨水調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是3.2~9.1。(4)因“沉淀”步驟中使用氨水,使Fe3+沉淀除去,而Mg2+沒有沉淀,則過濾所得濾液中主要存在的陽(yáng)離子是Mg2+和NH44.答案(1)將空氣液化后分離出氧氣,獲得氮?dú)膺^濾(2)N2+3H22NH3(3)CaSO4+CO2+2NH3+H2OCaCO3+2NH4(4)CaOCO2解析(1)合成氨的原料之一氮?dú)鈦?lái)源于空氣,分離方法是將空氣液化后分離出氧氣,獲得氮?dú)狻?2)工業(yè)合成氨的條件是高溫、高壓和催化劑。(3)“產(chǎn)品”是硫酸銨,反應(yīng)物是硫酸鈣懸濁液、二氧化碳、氨和水,產(chǎn)物除硫酸銨外,還有碳酸鈣。(4)分析框圖中各物質(zhì)的關(guān)系可知“副產(chǎn)品”為氧化鈣,能循環(huán)使用的物質(zhì)是二氧化碳。5.答案(1)300℃(2)過濾(3)Al4C3+Al2O36Al+3CO↑(4)2∶1解析(1)焙燒的目的是除去Fe2O3,結(jié)合圖示可知最適宜的溫度是300℃。(2)焙燒時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)化為可溶的NH4Fe(SO4)2,Al2O3和SiO2都不溶于水,故操作①應(yīng)包括加水溶解、過濾,得到Al2O3和SiO2。(3)根據(jù)題中信息可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al4C3+Al2O36Al+3CO↑。(4)根據(jù)Si原子守恒,Si的質(zhì)量為1t×30%×2860=0.14t=140kg,鋁土礦中Al的質(zhì)量為1t×40.8%×54102=0.216t=216kg,加入54kg純鋁,鋁的總質(zhì)量為(216+54)kg=270kg,故鋁硅合金中m∶n=27027∶6.答案(1)增大溴離子濃度,富集溴離子(2)C(3)3(4)Br2+SO2+2H2O2Br-+SO42-+4H(5)NaOHMg2+Ca2+、Ba2+HCl(6)蒸發(fā)結(jié)晶解析向濃縮后的海水中加入氧化劑氯氣把溴離子氧化為單質(zhì)溴,利用熱空氣把單質(zhì)溴吹入吸收塔中,加入二氧化硫和水,把單質(zhì)溴還原為溴離子,最后進(jìn)入蒸餾塔中通入氯氣氧化溴離子得到單質(zhì)溴。從吹出塔得到的溶液經(jīng)過除雜、結(jié)晶得到氯化鈉晶體。(1)海水中溴離子濃度很小,“濃縮”的目的是增大溴離子濃度,富集溴離子。(2)流程中可用熱空氣吹出溴是利用了溴易揮發(fā)的特點(diǎn)。(3)在“氧化”“吸收塔”和“蒸餾塔”中共涉及3個(gè)氧化還原