工业流程题强化训练.doc

工业流程题强化训练1
高三化学之工业流程题强化训练1
1．钼（Mo)是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂.钼酸钠晶体( Na2MoO4·2H2O）是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上利用钼精矿（主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠及制备金属钼的主要流程图如图所示：
(1）Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是______________.结晶得到的钼酸钠晶体是粗产品，要得到纯净的钼酸钠晶体,下一步需要进行的操作是_______________(填名称）。
(2)灼烧过程中钼精矿发生的主要反应的化学方程式为MoS2+O2→MoO3+SO2（未配平），该反应中氧化产物是____________________(填化学式)；若反应中生成36.0 g MoO3，反应中转移电子的数目为________________。
(3）尾气中含有SO2需要处理，下列不能用作吸收剂的是（填序号）。
a. Ca（OH)2 b。 HNO3 c。 Na2CO3
(4）加入Na2CO3溶液时发生反应的化学方程式为___________________________________
________________________________________。
能提高该反应速率的措施有_________________（填序号)。
a．将粗产品粉碎 b．降低碳酸钠溶液的浓度 c．适当升高温度
(5)利用铝热反应也可回收金属钼,写出MoO3发生铝热反应的化学方程式_____________
__________________________________________________。
（6） 已知钼酸钠溶液中c（）=0。40 mol·L−1，c（）=0.52 mol·L−1.由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去。当BaMoO4开始沉淀时，的去除率是_________________。[已知Ksp(BaCO3)=2。6×10−9、Ksp(BaMoO4）=4。0×10−8，忽略溶液的体积变化］
2．工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2）制备铁红（Fe2O3)的生产流程如下:
试回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ常需将烧渣粉碎、并加入过量H2SO4，其目的是_____________________________；所得溶液中铁元素的化合价是。
(2）步骤Ⅲ的目的是将溶液中的Fe3 +还原为Fe2 +,如何证明步骤Ⅲ已经进行完全
_____________________________________________________________________________。步骤Ⅲ也可以加入FeS2代替铁粉的作用,请完成该反应的离子方程式：
FeS2 + 14Fe3 + + H2O=15Fe2 + + SO42— + .
（3）步骤Ⅳ中可以选用试剂调节溶液的pH(填字母编号).
a．FeO固体 b．氢氧化钠溶液 c．Fe2O3固体 d．氨水
（4）步骤Ⅵ中发生反应的化学方程式为_____________________________。
（5）室温下FeCO3达到溶解平衡时溶液pH＝8.5，c(Fe2+)＝1。0×10-6 mol·L—1.通过计算说明FeCO3固体产物中是否含有Fe(OH）2____________________
__________________________________________________________________________（已知：Ksp[Fe（OH）2］＝4。8×10—16）。
3．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2（反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(1）上述流程中多次涉及到过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐材质的仪器有玻璃棒、_____、____;其中玻璃棒的作用是___________________.
（2）用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+，其原理是
__________________________________________________。
(3）已知Ksp（CuS）=8。4×10−45，Ksp（NiS）=1。4×10−24;在除铜镍的过程中，当Ni2+恰好完全沉淀时［此时溶液中c（Ni2+）=1.0×10−5mol·L−1］，溶液中Cu2+的浓度是mol·L−1。
(4）工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4,其中隋性电极作阳极,铁作阴极，请写出阳极的电极反应式__________.
(5）下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是__________（填编号)。
a．NaOH溶液、酚酞试液 b．稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c．碘水、淀粉溶液 d．氨水、酚酞试液
（6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过（填操作名称)制得硫酸锰晶体（MnSO4·H2O，相对分子质量为169）.已知废气中SO2浓度为8.4 g·m−3，软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%，则处理1000 m3燃煤尾气,可得硫酸锰晶体质量为kg （结果保留3位有效数字）。
4．氯化亚铜（CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。工业上以制作印刷电路的废液（含Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl-)为原料生产CuCl的流程如下：
根据以上信息回答下列问题：
（1）试剂X是______________,检验刻蚀液中金属阳离子的化学试剂是_______________。(均填化学式）
（2）滤液①与氯气反应的离子方程式为_____________________________________。
(3）产生CuCl的化学方程式为_____________________________________________，反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为__________。当观察到___________
__________________________________现象,即表明反应已经完全。
（4） 在CuCl的生产过程中理论上不需要补充SO2气体,结合化学方程式和必要的文字说明理由________________________________________________________________
_________________________________________________。
（5） 上述工艺中，CuCl晶体用95％乙醇洗涤不能省略，理由是______
_________________________________________________________.
（6)已知25℃时,Ksp［Fe（OH）3］=4。0×10—38，此温度下若在实验室中配制100mL 5mol/LFeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入2mol/L的盐酸__________mL(忽略加入盐酸体积）。
5．以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)为原料，制备粗铅，可以实现铅的再生利用。其工艺流程如图1所示:
已知：Ksp(PbSO4）=1。6×10−5，Ksp（PbCO3)=3。3×10−14。
（1） 过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是
____________________________________________________________.
（2）过程Ⅰ中，Fe2+ 催化过程可表示为：
ⅰ．2Fe2++PbO2+4H++SO42−==2Fe3++PbSO4+2H2O
ⅱ．……
①写出ⅱ的离子方程式____________________。
②下列实验方案可证实上述催化过程，将实验方案补充完整。
a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红；b．__________.
（3)过程Ⅱ的目的是脱硫。若滤液2中c（SO42−）=1。6 mol·L−1，c（CO32−）=0.1 mol·L−1，则PbCO3中_________ (填“是"或“否”)混有PbSO4。
（4）为测定粗产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4−）标准溶液滴定，反应的离子方程式为：Pb2++Y4−==PbY2−.测定时，先称取0。2500 g粗铅，溶于足量稀硝酸，以试剂掩蔽少量干扰离子,用0.0500 mol·L−1的EDTA标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液23。00 mL,则粗产品中铅的含量为__________（以质量分数表示）。
（5)钠离子交换膜固相电解法是从含铅废料中提取铅的一种新工艺,其装置如图所示。将含铅废料投入阴极室，含铅废料中的PbSO4与NaOH溶液发生反应：PbSO4+3OH−=HPbO2−+SO42−+H2O。
①b与外接电源的极相连.
②电解过程中,PbO2、PbO、HPbO2−在阴极放电，其中PbO2放电的电极反应式为.
③与传统无膜固相电解法相比，使用钠离子交换膜可以提高Pb元素的利用率,原因是。
6．镁是一种重要的金属资源,在各领域都具有重要的作用。
(1）皮江法炼镁是我国生产镁的重要方法,其实质是在高温和真空条件下,有氧化钙存在时,通过硅还原氧化镁生成镁蒸气，与反应生成的固体硅酸二钙（2CaO·SiO2）相互分离，并经冷凝得到结晶镁.写出该反应的化学反应方程式
________________________________________。
电解槽中先得到的是镁的蒸气,镁蒸气可以在下列（填编号）气体氛围中冷却。
A．空气 B．氮气 C．水蒸气 D．氢气
（2）目前发达国家80%的镁来自于电解熔融氯化镁。电解原料无水氯化镁可由海水制备。主要有以下步骤:①在干燥的HCl气流中加热脱水干燥;②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩冷却结晶。
其步骤先后顺序是__________________________________（步骤可重复使用)；在干燥的HCl气流中加热时，能得到无水MgCl2，其原因是_____________________________
____________________________________________________________.
（3） 已知某温度下Mg（OH)2的Ksp＝6。4×l0−12，当溶液中c（Mg2+)≤1.0×10−5mol·L−1可视为沉淀完全，则此温度下应保持溶液中c(OH－）≥_________________ mol·L−1.
(4)在Mg（OH)2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液，溶液变澄清。反应原因可能有两个：一是NH4+水解产生H+，H+再与Mg（OH）2反应;二是_________________________________
_________________________________（用离子方程式表示).要验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，可选取________代替NH4Cl溶液作对照实验。
A．NH4NO3 B．(NH4)2SO4C．CH3COONH4 D．NH4HCO3
（5）镁电池是近年来科学技术研究的热点之一,右图为Mg—NaClO燃料电池结构示意图。其工作时Mg作(填“X”或“Y”）电极，正极的电极反应式:___________________________________________________。
7．某工厂用软锰矿（主要成分是MnO2，含少量Al2O3和SiO2）和闪锌矿(主要成分是ZnS，含少量FeS、CuS等杂质）为原料制备MnO2和Zn（干电池原料）,其简化流程如下：
已知：反应Ⅰ中所有金属元素均以离子形式存在。
回答下列问题：
（1)滤渣1中除了SiO2以外，还有一种淡黄色物质，该物质是由MnO2、CuS与硫酸共热时产生的,请写出该反应的离子方程式______________________________________.
(2）反应Ⅱ中加入适量金属锌的目的是为了回收某种金属，滤渣2的主要成分是________________（填名称)。
(3）反应Ⅲ中MnO2的作用是____________________________________，另外一种物质X可以是________________.（填字母代号)
a．MgO b．Zn（OH）2 c．Cu2（OH)2CO3 d．MnCO3
(4）反应Ⅳ中电极均是惰性电极，写出阳极电极反应式_________________________。本工艺可以循环利用的物质有MnO2、Zn和_______________。
（5)已知：H2S的电离常数K1=1。0×10−7，K2=7。0×10−15。0.1 mol/L NaHS的pH___________7（填“＞”“＝”或“＜"）,理由是_______________________________________________
___________________________________________________________________________。（6)在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含有0.020 mol·L−1 Mn2+废水中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH=a，当HS−浓度为1.0×10−4 mol·L−1时,Mn2+开始沉淀，则a=________。［已知:Ksp（MnS)=1。4×10−15］
8．钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资.
Ⅰ．自然界中钨主要存在于黑钨矿中，其主要成分是铁和锰的钨酸盐（FeWO4、MnWO4），还含有少量Si、As的化合物.由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下：
已知：滤渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3、MnO2；上述流程中钨的化合价只有最后一步发生改变.
（1） 请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解的化学方程式为
__________________________________________________。
（2）上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后，溶液中的杂质阴离子含有SiO32－、HAsO32－、HAsO42－等，则“净化”过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为______________________________，滤渣Ⅱ的主要成分是。
（3)目前,冶炼拉制钨丝的金属钨，都用组成为非整比的钨氧化物为原料，这种氧化钨中存在五价和六价两种价态的钨。试确定组成为WO2。9的钨氧化物中这两种价态的钨原子数之比等于__________。
Ⅱ．已知氢氧化钙和钨酸钙（CaWO4）都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。如图为不同温度下Ca（OH）2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。
(4）T1T2（填“＞"或“＜")；T1时Ksp(CaWO4）=__________.
(5)钨酸钠溶液中加入石灰乳得到大量钨酸钙沉淀，发生反应的离子方程式为______________________________；由于溶液中离子间的相互作用，实验测得该反应的平衡常数与理论值相差较大,50℃时，向一定体积的钨酸钠碱性溶液［c（Na2WO4)=c（NaOH）=0。5mol·L－1］中,加入过量Ca(OH）2，反应达到平衡后WO42－的沉淀率为60％,则实验测得的该反应的平衡常数K=__________。
工业流程题强化训练1 参考答案
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