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1、题型十工艺流程题1.(2017广西南宁二模)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr()的处理工艺流程如下:其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。(1)实验室用18.4 molL-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 molL-1的硫酸,需量取浓硫酸 mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需。(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有。(答出两点)(3)H2O2的作用是将滤液中的Cr3+转化为Cr2,写出此反应的离子方程式:。(4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:
2、阳离子Fe3+Mg2+Al3+Cr3+开始沉淀时的pH2.7沉淀完全时的pH3.711.15.4(8溶解)9(9溶解)加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2转化为Cr。滤液中阳离子主要有;但溶液的pH不能超过8,其理由是。(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn+nNaRMRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液中的金属阳离子是。(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式:。导学号404141612.(2017陕西西安一模)研究发现:一节电池烂在地里,能够使一平方米的土地失去利用价值。废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量重金属上。将废旧锌锰电池回收处理,既能减少它对环境的污染,又
3、能实现废电池的资源化利用。(1)回收填料中的二氧化锰和氯化铵。已知:废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。回收物质的流程如图所示。操作中先将电池填料研碎的目的是。操作1和操作2的名称都是,该操作中玻璃棒的作用是。灼烧滤渣1的目的是。(2)回收二氯化锰:将废旧锌锰电池处理,得到含锰混合物,向该混合物加入浓盐酸并加热。写出MnO(OH)与浓盐酸反应的化学方程式:。锰回收新方法:向废旧锌锰电池内的混合物中加入一定量的稀硫酸和稀草酸(H2C2O4),并不断搅拌至无CO2产生为止,写出MnO(OH)参与反应的化学方程式:。与使用浓盐酸回收锰相比,新方法的
4、优点是(答1点即可)。(3)废电池的锌皮可用于回收制作ZnSO47H2O。过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:常温下,加入稀硫酸和H2O2,铁溶解变为Fe3+,加碱调节pH为4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中c(Fe3+)= molL-1。继续加碱调节pH为时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 molL-1)。部分难溶电解质的溶度积常数(Ksp)如下表:化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10-1710-172.610-39导学号404141623.(2017贵州遵义二模)镁被称为“国防金属”,镁及其合金用途很广,目前世界上60%的镁
5、从海水中提取。从海水中提取镁的流程如下:请根据上述流程图和镁及化合物的性质回答下列问题:(1)用贝壳煅烧生石灰的化学方程式为。(2)氢氧化镁溶于盐酸的离子方程式为。(3)简述由MgCl26H2O制无水MgCl2,加热时通HCl气体的主要原因是。(4)Mg(OH)2煅烧可得熔点很高的MgO,MgO的电子式为。(5)MgCl2和AlCl3的熔点均较低,而MgO和Al2O3的熔点都很高。为什么冶炼金属镁是电解MgCl2,而冶炼金属铝则电解Al2O3?。(6)某MgCl2溶液的浓度为0.01 molL-1,在该溶液中滴加NaOH溶液至pH=10,此时溶液中的Mg2+是否沉淀完全?(填“是”或“否”),
6、此时c(Mg2+)=。已知:Mg(OH)2的Ksp=1.810-114.(2017湖南邵阳二模)三盐(3PbOPbSO4H2O)可用作聚氯乙烯的热稳定剂,200 以上开始失去结晶水,不溶于水及有机溶剂。以200 t铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如图所示。已知:PbSO4和PbCO3的溶解度和溶度积Ksp如下表。化合物PbSO4PbCO3溶解度/g1.0310-41.8110-7Ksp1.8210-81.4610-13(1)步骤转化的目的是,滤液1中的溶质为Na2CO3和(填化学式)。(2)步骤酸溶时,为提高酸溶速率,可采取的措施是(任写一条)。其中铅与硝酸
7、反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为。(3)滤液2中可循环利用的溶质的化学式为。若步骤沉铅后的滤液中c(Pb2+)=1.8210-5 molL-1,则此时c(S)= molL-1。(4)步骤洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤完全的方法是。(5)步骤合成三盐的化学方程式为,若得到纯净干燥的三盐99.0 t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为。导学号404141635.(2017广东茂名一模)硼氢化钠(NaBH4)具有优良的还原性,在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。利用硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)制取NaBH4的流程
8、如图1:图1图2已知:偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,不溶于醇,在碱性条件下稳定存在。回答下列问题:(1)写出加快硼精矿溶解速率的措施(写一种)。(2)操作1为,滤渣主要成分为。(3)除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:能将硅、铝以沉淀除去;。(4)氢化镁(MgH2)中H元素的化合价为;MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应1,其化学方程式为。(5)如图2在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式。(6)硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,从而变废为宝,写出该反应的离子方程式:。导学号404141646.(201
9、7福建福州一中四模)下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:(1)脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是。(2)脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是(填选项)。A.Cl2B.H2O2C.KMnO4D.O3(3)流程中Fe(OH)3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有。(4)合成氨反应的原料气中V(N2)V(H2)=13。平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如下图所示:平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系则A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的
10、关系是(用“”“”或“=”表示);A点H2的平衡转化率为。题型十工艺流程题1.答案 (1)65250 mL容量瓶、胶头滴管(2)升高温度(加热)、搅拌(答案合理即可)(3)2Cr3+3H2O2+H2OCr2+8H+(4)Na+、Ca2+、Mg2+pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成Al,最终影响Cr()回收与再利用(5)Ca2+、Mg2+(6)3SO2+2Na2CrO4+12H2O2CrOH(H2O)5SO4+Na2SO4+2NaOH解析 (1)设需要浓硫酸的体积为V mL,则18.4 molL-1V mL=250 mL4.8 molL-1,解得V65。(2)为了提高酸浸的浸出率,可以延长
11、浸取时间、加快溶解速率等。(3)H2O2具有强氧化性,能氧化Cr3+为Cr2。(4)硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+,加入过氧化氢氧化铬离子为Cr2,加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2转化为Cr。溶液pH=8,Fe3+、Al3+沉淀完全,滤液中阳离子主要是Na+、Ca2+和Mg2+;超过pH=8,氢氧化铝是两性氢氧化物会溶解于强碱溶液中,影响铬离子的回收利用。(5)钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子。(6)二氧化硫具有还原性,被Na2CrO4氧化为S,Na2CrO4被还原为CrOH(H2O)5SO4,依据原子守恒写出反应的化学方程式:3
12、SO2+2Na2CrO4+12H2O2CrOH(H2O)5SO4+Na2SO4+2NaOH。2.答案 (1)增大接触面积,加快反应速率过滤引流除去炭粉(2)2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2+4H2O2MnO(OH)+H2C2O4+2H2SO42MnSO4+2CO2+4H2O工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生成,不造成二次污染;废物资源化等(答1点即可)(3)2.610-96解析 (1)废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。炭粉和二氧化锰不溶于水。将电池填料溶解、过滤,滤渣1为炭粉和
13、二氧化锰的混合物,经洗涤、烘干、灼烧,炭粉与氧气反应生成二氧化碳,剩余的固体为二氧化锰;滤液1为氯化铵和氯化锌的混合液,蒸发结晶、过滤得氯化铵晶体。操作中先将电池填料研碎的目的是增大接触面积,加快反应速率。操作1和操作2为分离固体和液体混合物的操作,名称是过滤,玻璃棒的作用是引流。灼烧滤渣1的目的是除去炭粉。(2)MnO(OH)与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,利用化合价升降法配平,该反应的化学方程式为2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2+4H2O。MnO(OH)与稀硫酸和稀草酸(H2C2O4)反应生成硫酸锰、二氧化碳和水,利用化合价升降法配平,该反应的化学方程式为2MnO(O
14、H)+H2C2O4+2H2SO42MnSO4+2CO2+4H2O。与使用浓盐酸回收锰相比,新方法的优点是工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生成,不造成二次污染;废物资源化等。(3)常温下,溶液的pH为4,c(OH-)=110-10 molL-1,又Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)=2.610-39,此时溶液中c(Fe3+)=2.610-9 molL-1。Ksp=c(Zn2+)c2(OH-)=10-17,若Zn2+浓度为0.1 molL-1,则c(OH-)=10-8 molL-1,c(H+)=10-6 molL-1,pH=6。3.答案 (1)CaCO3CaO+CO2(2)Mg(OH)2+2H+Mg2+2H2O
