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1、化学工艺流程题专项练习化学工艺流程题专项练习 一试题一试题 1.绿矾（FeSO47H2O）的一种综合利用工艺如下： 绿矾 NH4HCO3 FeCO3固体 母液 焙烧 煤粉 还原铁粉 (NH4)2SO4粗产品除杂 转化 分离 （1）绿矾与 NH4HCO3在溶液中按物质的量之比 1： 2 反应，有 CO2生成，反应的离子方程 式为_。 （2）隔绝空气进行“焙烧” ，铁元素的转化途径是， FeCO3 FeO Fe 分解 还原 实际作还原剂的是 CO。写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式_。 （3） “除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、调节 pH、过滤，除去的杂质离子是 _。 （4）母液“除杂
2、”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却 结晶、_。浓缩时若温度过高，产品中将混有 NH4HSO4，运用化学平衡 移动原理解释其原因_。 （5）绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO4转化为Fe2O3 和硫的氧化物。分析下表实验数据，为了提高SO3的含量，可采取的措施是 _。 空气通入量/Ls 1 温度/SO2含量/来 源: SO3含量/ 0.0285045.454.6 0.0685030.569.5 0.1085011.188.9 0.1081011.188.9 0.1089011.288.8 2.某炼铁废渣中含有大量 CuS 及少量的
3、铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产 CuCl22H2O 的流程如下： 请回答下列问题： （ 1） 废 渣 中 的 铁 在 潮 湿 的 空 气 中 发 生 吸 氧 腐 蚀 ， 其 正 极 反 应 式 为 。 废渣粉碎 NaCl 高温 空气 酸浸 调 pH 升高 至 34 滤渣 过滤 CuCl22H2O 废气 4mol/L 盐酸 试剂 A 滤液 B 高温 （2）高温煅烧时 CuS 发生的反应为： CuS + NaCl + O2 CuCl2 + Na2SO4 ， 配平该反应方程式。 （3）调 pH 后铁元素生成滤渣的离子方程式为 。 （4）试剂 A 最好选用下列三种物质中的 （填序号）： a.
4、NaClO b.Cl2 c.浓硫酸 理由 是 。 （5）分析右图溶解度曲线回答： 为了获得 CuCl22H2O 晶体，对滤液 B 进行的操 作是：蒸发浓缩、_、滤液冷却结晶、过 滤得到产品。 “冷却结晶”过程中，析出 CuCl22H2O 晶体的 合适温度或温度范围是 。 3.硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物, 主要成分是 Fe3O4、Fe2O3、FeO 和二氧 化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m流程图： 废铁皮 硫铁 矿烧 渣 酸溶 200300 水浸操作 I 反应 I 操作 II FeSO47H2O 稀 H2SO4 Fe2(OH
5、)n(SO4)3- n/2m 稀 H2SO4/H2O2 水解 滤渣 操作 III 滤液 滤渣 （1）实验室实现“操作 I”所用的玻璃仪器有 、玻璃棒和烧杯等。 “操作 III” 系列操作名称依次为： 、 、过滤和洗涤。 （2）“酸溶”过程中 Fe3O4溶解的化学反应方程式： 。 （3）硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是。 来源: （ 4） 实 验 室 检 验 “反 应 I”已 经 完 全 的 试 剂 是 ， 现 象 是 。 （ 5） 加 入 适 量 H2O2的 目 的 是 氧 化 Fe2+， 写 出 H2O2氧 化 Fe2+为 Fe3+的 离 子 方 程 式 。 4.铁氧体可用于隐形飞机
6、上吸收雷达波涂料。一种以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体 的主要流程如下： （1）酸浸时，二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为_。 （2）活性铁粉除汞时，铁粉的作用是_（填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂” ） 。 （3）除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经 KMnO4溶液进行吸收而实现的。右下图是 KMnO4溶液处于不同 pH 值时对应的 Hg 去除率变化图，图中物质为 Hg 与 MnO4在该 pH 范围内的主要产物。 请根据该图给出 pH 值对汞去除率影响的 变化规律：_。 试猜想在强酸性环境下汞的去除率高的 原因：_ _。 （4）当 x=0.2 时，所得到的锰锌铁氧体对雷达波 的吸收能力
7、特别强，试用氧化物形式表示该 铁氧体组成_。 （5）经测定滤液成分后同时加入一定量的 MnSO4和铁粉的目的是_。 5.已知工业上合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H0。在一体积为 2L 的密闭容积 中，加入 0.20mol 的 N2和 0.60mol 的 H2，反应中 NH3的物质的量浓度的变化情况如 图所示，请回答下列问题： （1） 写出该反应平衡常数的表达式 K=_ （2）反应进行到 4 分钟到达平衡。请计算从 反应开始到刚刚平衡，平均反应速率 v(NH3) 为 ； （3）5 分钟时，保持其它条件不变，把容器 的体积缩小一半，平衡 移动 （填“向逆反应方向” 、“
8、向正反应方向”或“不” ） 原因是： 。 化学平衡常数将 （填“增大” 、“减少”或“不变” ） 。 （4） 在第 5 分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后， 若在第 8 分钟时达到新的平衡 （此时 NH3 的浓度约为 0.25 molL1 ） ，请在图中画出第 5 分钟后 NH3浓度的变化曲线。 （5） N2和 H2的反应还有其它应用。 如 ： 有人设想寻求合适的催化剂和电极材料， 分别以 N2、 H2 为电极反应物，以 HClNH4Cl 溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的 正极电极反应式 。 6.高铁酸钾广泛应用于净水、电池工业等领域。工业上以钛白粉生产的副产品 FeSO4制备高
9、 铁酸钾的生产流程如下： FeSO4 I NaOH I H2SO4 II A B KOH K2FeO4 H2O2 查资料得知 K2FeO4的一些性质： 在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定 溶解度很大，难溶于无水乙醇等有机溶剂 具有强氧化性，能氧化有机烃、苯胺和 80%以下乙醇溶液 回答下列问题： （1） 写出 “氧化 I” 中， 生成 Fe3+的离子反应方程式 。（2） 氧化中，试剂 A 为 (填“H2O2”或“HNO3”或“NaClO”)； 过滤操作中，得到 的滤渣 B 中除 NaCl 还有 （3）操作 I 中包括冷却结晶、过滤、洗涤干燥几个步骤。洗涤干燥的目的是脱碱脱水，进 行该操
10、作时最好用 洗涤。 （4）净水时高铁酸钾能逐渐与水反应生成絮状的 Fe(OH)3，请补充并配平该反应方程式 K2FeO4 + H2O = Fe(OH)3 + KOH + (5)将一定量的 K2FeO4投入一定浓度的 FeCl3溶液中，测得剩余 K2FeO4浓度如下图所示，推 测产生曲线I 和曲线II 差异的原因是 来源: 高铁酸钾剩余浓度 mgL-1 时间/t FeCl3浓度 1.5 mgL- 1 0 mgL-1 I II 7.硫酸工业中废渣的成分为 SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方 案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。 A B C D E F G H
11、 pH=3.7pH=13 CO2 X X 已知：阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的 pH： 沉淀物Fe(OH) 3 Al(OH) 3 Mg(OH) 2 pH3452124 一水合氨电离常数 Kb=1.8105，其饱和溶液中c(OH)约为 110-3molL-1。 请回答： （1）写出 A 与氢氟酸反应的化学方程式： 。 （2）上述流程中两次使用试剂 X，推测试剂 X X 是 （填以下字母编号） A水B氧化铝 C氨水 D氢氧化钠 （3）溶液 D 到固体 E 过程中需要控制溶液 pH=13，如果 pH 过小，可能导致的后果 是 。 （任写 2 点） （4）写出F H的反应离子方程式： 。 （5）
12、证明 H 溶液的主要阴离子（Cl、OH除外）的方法是 。 8.镍电池电极材料由 Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材 料对环境有危害， 某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究， 设计实验流程如下 ： 已知：NiCl2易溶于水，Fe3不能氧化 Ni2。 已知实验温度时的溶解度：NiC2O4NiC2O4H2ONiC2O42H2O 某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的 pH 如下表所示： M(OH)nKsp开始沉淀时 pH沉淀完全时的 pH Al(OH)31.910233.44.2 Fe(OH)33.810382.52.9 Ni(OH)21.610147.
13、69.8 回答下列问题： (1) 用 NiO 调节溶液的 pH，依次析出沉淀 和沉淀 (填化学式)。 (2) 写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程 式： 。 (3) 写出电解滤液的阴极电极反应 式： 。 检验电解滤液时阳极产生的气体的方法 是： 。 (4) 写出“氧化”反应的离子方程 式： 。 (5) 如何检验Ni(OH)3是否洗涤干 净？ 。 9.工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为 Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制备高档颜料铁红 (Fe2O3 )，具体生产流程如下： 试回答下列问题： （1）滤液 X 中含有的金属阳离子是 （填离子符号） 。 （2）步骤中可选用 试剂调节溶液的 p
14、H（填字母） 。 A稀硝酸 B氨水 C氢氧化钠溶液 D高锰酸钾溶液 （3）步骤中，FeCO3 达到沉淀溶解平衡时，室温下测得溶液的 pH 为 8，c（Fe2+ ）为 1.0 105molL1 。 试判断所得 FeCO3 中是否混有 Fe(OH)2 （填 “是” 或 “否” ） ， 请通过简单计算说明理由 (已知：KspFe(OH)2=4.91017 )。 （4）步骤的反应温度一般需控制在 35以下，其目的是 。 （5）在空气中煅烧 FeCO3 生成产品氧化铁的化学方程式为 。 二答案二答案 1.（1）Fe22HCO3FeCO3CO2H2O来源: （2）FeCO3FeOCO2 CO2C2CO FeOCO FeCO2 （3）Fe2 （4）过滤 NH4+H2O NH3H2OH+，温度过高 NH3挥发使平衡向右移动，溶液酸性增 强生成 NH4HSO4。 （5）增大空气通入量 2.（1）2H2O+O
