高中化学 化学流程图专题(三)(教师用)基础知识解析 人民版

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1、 化学流程图专题(三)【例1】重铬酸钠(Na2Cr2O72H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeOCr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:中涉及的主要反应有:主反应:4FeOCr2O38Na2CO37O28Na2CrO42Fe2O38CO2副反应:SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀时溶液pH4。73。711。25。6试回答下列问题: “

2、”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是 。两个副反应均为吸热反应,但在高温下均能自发进行,其原因是 。 “”中调节pH至4.7,目的是 。 “”中加硫酸酸化的目的是使CrO42转化为Cr2O72,请写出该平衡转化的离子方程式: 。 “”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,依据是 。【答 案】 使反应物接触更充分,加快反应速率 S0 除去溶液中的AlO2、SiO32 2CrO422H+ Cr2O72H2O 红矾钠的溶解度随温度的降低而减小【例2】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:根据上述图示,完成下列

3、填空: (1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39。20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)_mL,用规格为_mL量筒量取。(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K、SO42外,还有大量的NH4。检验NH4的方法是_。(3)写出沉淀物中所有物质的化学式_。(4)滤液I的成分是水和_。(5)为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,请完善下列步骤:称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量_溶液,产生白色沉淀。_、_、_(依次填写实验操作名称)。冷却、称重。(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为n mol,则试样中K2SO4的物质的量为:_mol(用

4、含有m、n的代数式表示)。【答案】(1)78;100。(2)取滤液少许,加入NaOH,加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)Al(OH)3;Al2O3;Fe2O3。(4)K2SO4;(NH4)2SO4。(5)BaCl2;过滤;洗涤;干燥。(6)mol。【例3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料,利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下:某软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si(16。27%)、Fe(5。86%)、Al(3。42%)、Zn(2。68%)和Cu(0。86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表,回答下列问题:沉

5、淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.。00.422.577(1)FeSO4在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。(2)滤渣A的主要成分是 。(3)加入MnS的目的是除去 杂质。(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应方程式为 。(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 (写两种)。【答案】(1)MnO22FeSO42H2SO4MnSO4Fe2(SO4)32H2O (2)Fe(OH)3 Al(OH)3(3)Cu2 Zn2(4)MnO2

6、H2OeMnOOHOH(或2MnO2H2O2eMn2O32OH)(5)锌、二氧化锰【例4】将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO42H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。(1)本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl外,还需要 等原料(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式: (3)过滤操作所得固体中,除CaCO3外还含有 (填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。(4)过滤操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32的方法是:

7、 。(5)已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表:温度()02060K2SO4溶解的量(g)7。411。118。260时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0,可析出K2SO4晶体 g(6)氯化钙结晶水合物(CaCl26H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是 a 熔点较低(29熔化) b 能导电 c 能制冷 d 无毒(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是: 。【答案】(1)CaCO3 NH3 H2O (2)CaSO4CO32CaCO3SO42(3)CaSO4(4)滤液中滴加盐酸产生气泡 (5)54g (6)a d(7)碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫

8、酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中)【例5】以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜(CuSO45H2O)。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。 回答下列问题: (1)配平在滤液()中发生反应化学主程式: _NOx+_H2O+_O2_HNO3。 (2)写出制取硫酸铜的总反应方程式_。 (3)在上述生产过程中,被循环使用的物质是_。 (4)请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。将它们的编号填入方框。答案:(1)2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O (2)HNO3 (3)B、A。【例6】工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常

9、用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。粉碎MnO2熔融KMnO4K2CO3MnO2KOHH2OK2MnO4CO2操作KMnO4K2CO3操作母液KMnO4粗晶体干燥KMnO4晶体石灰苛化KOH空气KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是_(填代号)。a. 84消毒液(NaClO溶液) b. 双氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精高锰酸钾保存在棕色试剂瓶,下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_(填代号)。a. 浓硝酸 b. 硝酸银 c. 氯水 d. 烧碱上述流程中可以循环使用的物质有 、 (写化学式)。若不考虑物质循环与制备过程中的损失,则1 mol Mn

10、O2可制得 mol KMnO4。该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2,所需试剂最好选择(选填代号) 。a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 纯碱所需气体发生装置是_(选填代号)。操作的名称是 ;操作根据KMnO4和K2CO3两物质在 (填性质)上的差异,采用 (填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。【答案】(1)ab (2)d (3)MnO2;KOH (4)2/3 (5)cd ;A;(6)过滤;溶解度;浓缩结晶练习1减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收废渣高温焙烧产生的S

11、O2,制备硫酸锰的生产流程如下:滤渣阳离子吸附剂MnSO4H2O滤渣石灰浆MnO2粉浸出液软锰矿浆SO2废渣高温焙烧浸出氧化调节pH静 置过滤操作a干燥吸附静置、过滤浸出液的pH2,其中的金属离子主要是Mn2,还含有少量的Fe2、Al3、Ca2、Pb2等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表,阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。 离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2747.69.7Fe3642.73.7Al3503.84.7Mn2808.39.8Pb21218.08.8Ca299Pb2Ca2Fe2Al3Mn2、Fe3吸附率1.000.750.500.250 2 4 6 8 吸附时间/h已知PbO2的氧化性大于MnO2。请回答下列问题: 写出浸出过程中主要反应的化学方程式 ,氧化过程中主要反应的离子方程式 。 在氧化后的液体中加入石灰浆,用于调节pH,pH应调节至 。 阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是 (填写序号)。a溶液的pH b金属离子的电荷 c金属离子的半径 d吸附时间 操作a包括 等过程。2重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业生产和实验室的重要氧化剂。实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿(

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