高三工艺流程题专题训练3

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1、高三工艺流程题专题训练（三）编题：李跃 审题：江和平2013年5月 2、孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl23H2O及纯碱，流程如下图。 且知：溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如表所示。回答下列问题：（1）图中“试剂1”为 。（2）加入CuO作用是调节溶液pH，则pH的范围为。金属离子Fe3+Fe2+Cu2+pH 氢氧化物开始沉淀1.97.04.7氢氧化物完全沉淀3.29.06.7 （3）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通人饱和食盐水中。其中，应先通入气体是 （填

2、代号及对应物质的化学式）（4）由溶液C获得CuCl23H2O，需要经过、 、过滤等操作。（5）已知：常温下Cu（OH）2的Ksp=210-20。计算Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+反应平衡常数 。2、(1)C12或H2O2(2)3.2，4.7(3)F NH3(4)蒸发浓缩、冷却结晶(5)510-9 3、摩尔盐(NH4)2SO4FeSO46H2O是一种复盐，它易溶于水，不溶于乙醇，性质比一般亚铁盐稳定，不易被氧化。某实验小组查得硫酸铵、七水硫酸亚铁、硫酸亚铁铵的溶解度如下表：温度/1020304050(NH4)2SO4/g73.075.478.081.084.5FeSO47H2O/g40.

3、048.060.073.3(NH4)2SO4FeSO46H2O/g18.121.224.527.931.3该实验小组在实验室按下列流程进行制取摩尔盐的实验：（1）为了加快铁屑的溶解，可加入少量的_（填物质名称）。（2）反应进行后要“趁热过滤”，其目的是：_。实验中要在反应的溶液中加入少量稀硫酸，其作用是：_。（3）反应后的溶液经蒸发等操作所得固体用乙醇洗涤的目的是：_ _ _ _。（4）在摩尔盐溶液中加入足量氨水，反应的离子方程式为：_ _。（1）铜或硫酸铜等（写出正确的化学式也给分）（2）除去过量铁屑防止温度降低析出FeSO47H2O造成FeSO4的损失 抑制Fe2+、NH4+的水解（3）除

4、去晶体表面的少量水分（4）Fe2+ + 2(NH3H2O)Fe(OH)2+2NH4+ 11、分子筛可用于物质的分离提纯。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下：（1）在加NH3H2O调节pH的过程中，若pH控制不当会有Al(OH)3生成。已知常温下，Al(OH)3浊液的pH=3，其Ksp=110-36，则其中c(Al3+)= 。（2）生产流程中所得滤液的主要成分为 （写化学式）。（3）假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗，钠原子的利用率为10，试通过计算确定该分子筛的化学式（写出计算过程）。（4）分子筛的孔道直径为4称为 4A型分子筛；当Na+被Ca2+取代时就制得 5A型分子筛，当N

5、a+被K+取代时就制得 3A型分子筛。要高效分离正丁烷（分子直径为4.65）和异丁烷（分子直径为5.6）应该选用 型的分子筛。（1）0.001 molL1 （2）Na2SO4、(NH4)2SO4 （3）nAl2(SO4)3 = 34.2 g / 342 gmol-1 = 0.1 mol，n(Na2SiO3) = 122 g /122 gmol-1 = 1 moln(Al2O3) = 0.1 mol，n(SiO2) = 1 mol，n(Na2O) = 0.1 mol，n(H2O) = 0.6moln(Na2O)n(Al2O3)n(SiO2)n(H2O) = 0.1 mol0.1 mol1mol0

6、.6mol = 11106化学式：Na2O Al2O3 10SiO2 6H2O或Na2(Al2Si10O24)6H2O（4） 5A 13、由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式是 、 ，反射炉内生成炉渣的主要成分是 ；(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1200左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化成Cu2O，生成的Cu2O与Cu2

7、S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式是 、 ；(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极 (填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应为 ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的纯存在形式和位置为 。【答案】：(1) 2CuFeS2 + O2 Cu2S + 2FeS + SO22FeS + 3O2 2FeO + 2SO2， FeSiO3；(2) 2Cu2S + 3O2 2Cu2O + 2SO2、 Cu2S + 2Cu2O 6Cu + SO2(3) c； Cu2+ + 2e- = Cu； Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方

8、，Fe以Fe2+的形式进入电解质溶液中。 某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K+、Mg2+、Br、SO42、Cl等），来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴，他们设计了如下流程：回答以下问题：（1）操作的名称： ；要从橙色液体中分离出溴，所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外，还需要 ；（2）试剂z的化学式为 ；检验SO42已除尽的方法是 ；（3）写出操作的具体操作步骤（4）某同学用如图所示的实验装置制取氧化剂并将其通入盐湖苦卤中，装置b在实验中的作用是 。若把上述装置中的a、b作为气体的发生、收集装置，装置c可任意改进，则根据下列提供的药品，用这套装置还可以制取的气体是 ；若用上述

9、装置中的a、b制取并收集NO，应将装置b如何改进 。制NH3：浓氨水和碱石灰 制SO2：Cu片和浓硫酸制NO：Cu片和稀硝酸 制O2：MnO2和双氧水10（1）萃取、分液；蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶； （2）K2CO3；取无色溶液D，加入BaCl2溶液，若没有白色沉淀，则SO42-已除尽；（3）将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上；加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到出现较多晶体时，停止加热。（4）安全瓶（或答防止倒吸）；将b中装满水。 硅孔雀石是一种含铜的矿石，含铜形态为CuCO3Cu(OH)2和CuSiO32H2O，同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以硅孔

10、雀石为原料直接制取硫酸铜产品的工艺流程如下图：请回答下列问题：（1）写出步骤中在矿粉中加入30%稀硫酸时CuSiO32H2O发生反应的化学方程式： 。（2）步骤中加入双氧水的作用是（用离子方程式表示） 。（3）步骤调节溶液pH约为4，可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的，调节溶液pH可选用的最佳试剂是。AFe(OH)3 BNH3H2O CCuO DNaOH （4）已知常温下，KspAl(OH)33.210-34，测得滤液A中Al3+的浓度为1102mol/L，则在滤渣B中（填“有”或“没有”）Al(OH)3。 （5）为充分利用母液，某学生设计二种方案回收铜。乙方案中铜将在 （填“A”或

11、“B”）极析出，为保持乙方案中电流恒定，B极应该使用（填“铁”或“石墨”）作电极材料。该方案和甲相比较，最大的缺点是。9（1）CuSiO32H2O + H2SO4= CuSO4 + H2SiO3 + 2H2O（2）2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O（3）C（4）有（5）A铁耗能 用黄铁矿（主要成分FeS2，铁元素化合价为+2）氧化焙烧后产生的硫酸渣制备铁黄颜料（主要成份为FeOOH），工业流程如下：（1）从物质分类的角度，FeOOH属于。（2）步骤被氧化的元素是 （填符号）。（3）步骤中用氨水做沉淀剂得到pHt（时间）变化曲 线如右图。已知反应过程中存在沉淀溶解

12、平衡 Fe(OH)2Fe2+2OH和氧化还原平衡 4Fe2+O2 +6H2O4 FeOOH +8 H+。试从平衡移动的 角度解释：线段l溶液pH快速下降的原因是 ，线段2溶液pH变化缓慢的原因是 ，线段3溶液pH急剧下降的原因是 。（4）操作是。（5）称取铁黄颜料0 3107 g，用稀硫酸溶解后配成100 mL溶液，每次取2500 mL溶液，用01000 molL1的磺基水杨酸（H2Y）标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为2550 mL，该产品的纯度为 。（已知:Fe3+3H2Y= FeY3 3+6H+） 回答下列问题：(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。氮气是从空气中分离出来的，通

13、常使用的两种分离方法是，；氢气的来源是水和碳氢化合物，写出分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式；(2)设备A中含有电加热器、触煤和热交换器，设备A的名称，其中发生的化学反应方程式为；(3)设备B的名称 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”）。不宜从相反方向通水的原因；(4)设备C的作用；(5)在原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g)已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过90%，则起始物中c(H2O)：c(CO)不低于 。(1)液化、

14、分馏与碳反应后除去CO 2 CH2OCOH2 CH4H2OCO3H2(2)合成(氨)塔 N2(g)3H2(g)2NH3(3)冷却塔(或冷凝器) n高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好(4)将液氨与未反应的原料气分离(5)13.8 钼酸钠晶体(Na2MoO42H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，由钼精矿（主要成分是MoS2，含少量PbS等）制备钼酸钠晶体的部分流程如下：(1)写出“碱浸”反应的离子方程式： (2)减浸液结晶前需加入Ba(OH)z固体以除去SO42。当BaMoO4开始沉淀时，SO42的去除率是 。已知：碱浸液中c（MoO42）=0.40molL1，c（

15、SO42）=0.04molL1，Ksp（BaSO4）= 1.110-10、Ksp（BaMoO4）= 4.010-8，加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽略。(3)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因是 。(4)右图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果：盐酸中碳钢的腐蚀速率；硫酸中碳钢的腐蚀速率；缓蚀剂中碳钢的腐蚀速率碳钢在盐酸和硫酸中腐 蚀速率随酸的浓度变化有明显差异，其原因可能是 。空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4Fe2O3保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2。NaNO2

16、的作用是。若缓释剂钼酸钠月桂酸肌氨酸总浓度为300mgL1，则缓蚀效果最好时钼酸钠的物质的量浓度为 。（1）MoO3CO32= MoO42CO2（2）97.3%（3）使用定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶时会析出杂质，影响产品纯度，（4）(Cl有利于碳钢的腐蚀，SO42不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；硫酸溶液随着浓度的增大，氧比性增强，会使钢铁钝化，腐蚀速率减慢。替代空气中氧气起氧化剂作用7.28l04molL1 正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。（1）橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80真空干燥、高温成型而制得。共沉淀反应投料时，不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是 。共沉淀反应的化学方程式为 。高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外，还能 。（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2