专题十无机工艺流程分析(8).doc

专题十 无机工艺流程分析（8）
1、碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I-的形式存在,几种粒子之间有如图所示转化关系,根据图示转化关系推测下列说法中不正确的是(   )

A.可用KI-淀粉试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘
B.由图可知氧化性的强弱顺序为
C.足量Cl2能使湿润的KI-淀粉试纸变白,其原因可能是5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl
D.途径Ⅱ中若生成1mol I2,反应中转移的电子数为10NA
2、实验室中,从海带中提取I2的实验流程如下图所示,下列说法中不正确的是(   )

A.操作①用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
B.操作②中需加入氧化剂
C.可以用四氯化碳或酒精灯代替苯作萃取剂
D.蒸馏I2的苯溶液可获取I2并回收苯
3、(NH4)2SO4是一种常见的化肥,某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如下:

下列说法正确的是(   )
A.通入NH3和CO2的顺序可以互换
B.操作2为将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤,可得(NH4)2SO4
C.步骤②中反应的离子方程式为Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2
D.通入的NH3和CO2均应过量,且工艺流程中CO2可循环利用
4、工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:

下列叙述不正确的是(   )
A.试剂X可以是氢氧化钠溶液
B.反应①过滤后所得沉淀为氧化铁
C.图中所示转化反应包含氧化还原反应
D.反应②的化学方程式为2NaAlO2+3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+Na2CO3
5、实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体,经历了下列过程(已知Fe3+在pH=5时沉淀完全)。其中分析错误的是(   )

A.步骤②发生的主要反应为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
B.步骤②可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2
C.步骤③用CuCO3代替CuO也可调节溶液的pH
D.步骤⑤的操作为向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体,待水自然流下,重复操作2~3次
6、工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:

下列叙述正确的是(   )
A.试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸
B.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C.图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D.反应②发生的化学方程式中存在:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
7、纳米级四氧化三铁是应用最为广泛的软磁性材料之一。共沉淀法是目前制备纳米四氧化三铁的重要方法,其流程如下图所示:

下列说法错误的是(   )
A.保存溶液A时,应加入少量铁粉
B.其制备反应类型不属于氧化还原反应
C.取滤液进行焰色反应,火焰为黄色
D.FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的物质的量之比最好应为2:1
8、某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,物质转化关系如图所示:

下列说法错误的是(   )
A.a、b、c既能与酸又能与碱反应
B.a→b发生的反应为
C.b→c→Al的反应条件分别为:加热、电解
D.X为NaOH溶液,Y为盐酸
9、海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源,对今后世界经济发展有着决定性作用。下列有关说法正确的是(   )

A.整个过程可在实验室中模拟进行
B.工段②是风化过程
C.在工段③④⑤中溴元素均被氧化
D.工段①中除去粗盐中的、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
10、从淡化海水中提取溴的流程如图所示,下列有关说法错误的是(   )

A.X为SO2气体,也可以为Na2SO3溶液
B.设备Y为蒸馏塔
C.在提取溴的过程中一定有Br-被氧化
D.工业上,每获得1mol Br2,需要消耗Cl2的体积最多为44.8L(标准状况)
11、能源“非石油化”是战略目标，发展以、等为原料的“Cl化学”成为当今化工生产的必然趋势。通常天然气中含有等有毒气体，如图为天然气合成氨的工艺流程：

请回答下列问题：
（1）.合成氨的原料之一为氮气，该流程中为合成氨提供氮气的是_________。
（2）①处加入的目的是__________。
（3）.②处与(g)反应的化学方程式是________。
（4）.③处一般加入溶液吸收，溶液与反应生成碳酸氢钾()，该反应的化学方程式是_________。
（5）该流程中参与循环的物质是__________。

12、利用某地的闪锌矿（主要成分为ZnS，其杂质主要为含铁、铜元素的物质）冶炼纯锌的传统工艺如图所示：

注:锌、铁、铜的沸点依次为1175K、3023K、2840K。
回答下列问题：
（1）高温焙烧时，若氧气足量，则ZnS发生反应的化学方程式为__________。
（2）方案2中固相2的主要成分为__________，液相1所含金属阳离子为__________。
（3）方案2中从液相1获取粗锌的过程中可加入单质_________除掉其他杂质;对比两种方案，方案2的优点是________。
（4）方案2的系列操作产生的废液可以制取绿矾。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如表所示：
温度/℃
0
10
30
50
56.7
60
70
80
90
溶解度
14.0
17.0
25.0
33.0
35.2
35.3
35.6
33.0
33.5
析出晶体

从上表数据可以得出的结论是①__________；②___________。

13、钼是合金钢的必须添加剂，其盐在消防和水处理方面“大放异彩”。钼酸钠晶体()常用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图:

回答下列问题：
（1）提高焙烧效率的方法有__________。(写一种)
（2）“焙烧”时转化为,该反应过程的化学方程式为__________,氧化产物是__________(写化学式)。
（3）“碱浸”时含钼化合物发生的主要反应的化学方程式为__________。
（4）.若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为,则废渣成分的化学式为__________。
（5）测得“除重金属离子”过程中部分离子的浓度:,。“结晶”前需先除去,方法是加入固体。假设加入固体后溶液体积不变,当完全沉淀时,是否会析出?__________。(请通过计算说明)[已知:,]。
（6）钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有生成,该反应的离子方程式为__________。

14、醋酸镍是石油工业的主要催化剂。以粗镍(含少量Fe和Cr杂质)为原料制备醋酸镍的工艺流程如下:

已知:几种金属离子沉淀的pH如下表:
离子

开始沉淀的pH
1.5
4.3
6.9
完全沉淀的pH
2.8
5.6
8.9
回答下列问题:
（1）粗镍原料在“酸浸”前粉碎的原因是____________。
（2）“酸浸”过程中,镍浸出率随时间的变化如图。“酸浸”的最佳温度与时间分别为__________℃、________min。

（3）.“酸浸”时,Ni和浓硝酸反应的化学方程式为____________。
（4）.加入的试剂X为__________(填字母序号),可调节溶液的pH至____________(填pH范围)。
A.
B.
C.NaOH
D.
（5）.进入“沉镍”步骤的滤液中,若要处理1L该滤液使完全沉淀,则需要加入固体的质量最少为__________g。(已知的,结果保留小数点后2位有效数字)

15、铋(Bi)与氮同族，氯氧化铋(BiOCl)广泛应用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种用火法炼铜过程中产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物外，还含有、、CuS、、及)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下：

请冋答下列问题：
（1）.Bi位于第六周期，其原子结构示意图为______________。
（2）向“酸浸”所得浸液中加入Zn粉，充分反应后过滤，从溶液中获得的操作为_______、过滤、洗涤、干燥。
（3）“浸铜”时，有单质硫生成，其离子方程式为______________。
（4）.“浸铋”时，温度升高，铋的浸出率降低，其原因为___________。
（5）.“除铅、砷”时，可以采用以下两种方法：
①加入改性HAP。浸液1和HAP的液固比(L/S)与铅、 砷去除率及后续沉铋量的关系如下表：
L/S
125:1
50:1
25:1
15:1
去除率/%
84.86
94.15
95.40
96.83
去除率/%
98.79
98.92
98.34
99.05
m(沉铋)/g
2.34
2.33
2.05
1.98
实验中应采用的L/S=__________。
②铁盐氧化法：向浸液1中加入，并调节溶液pH，生成沉淀。欲使溶液中的且不产生沉淀，应控制pH的范围为____________。
已知：lg2=0.3;、的分別为、。
（6）“沉铋”时需控制溶液的pH=3.0,此时发生反应的化学方程式为___________。

答案以及解析
1答案及解析：
答案：B
解析：加碘盐中含有,在酸性条件下可被I-还原成I2,KI-淀粉试纸会变蓝,A项正确;根据途径Ⅰ可知氯化性Cl2>I2,根据途径Ⅱ可知氯化性,根据途径Ⅲ可知氧化性,B项错误;根据图示转化关系可知,其原因可能是5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl,C项正确:根据关系式可知,若生成1mol I2,反应中转移的电子数为10NA,D项正确。

2答案及解析：
答案：C
解析：

3答案及解析：
答案：B
解析：

4答案及解析：
答案：D
解析：

5答案及解析：
答案：B
解析：

6答案及解析：
答案：D
解析：

7答案及解析：
答案：D
解析：D项,由Fe3O4中的个数比为1:2可知FeSO4·7H2O和FeCl3·6H2O的用量比应为1:2

8答案及解析：
答案：A
解析：

9答案及解析：
答案：A
解析：整个过程中的化学反应、物质的分离和提纯、电解等都可以在实验室中完成,所以整个过程可在实验室中模拟进行,故A正确;风化是指某些含结晶水的矿物类药物,因与干燥空气接触,日久逐渐脱水而成为粉末状态,该过程需要加热,所以不是风化,故B错误;第③步中,溴元素化合价从一1升高到0价,被氧化,第④步中,溴元素化合价从0降低到-1价,被还原,第⑤步中,溴元素化合价从-1升高到0价,被氧化,故C错误;选项中的试剂添加顺序中,钡离子最后无法除去,则加入的药品顺序为:BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸,故D错误。

10答案及解析：
答案：D
解析：选项A,Br2能被SO2的水溶液吸收,也能被Na2SO3溶液吸收;选项B.Br-先被Cl2氧化为Br2.然后经蒸馏得到Br2蒸气;选项C,海水中Br-被氧化为Br2,吸收塔内也发生了Br-被氧化的反应;选项D,根据选项C分析可知.两步都发生Cl2氧化Br-的反应,考虑到氯气部分溶于水等因素.实际工业生产中每获得1molBr2,需要消耗Cl2的体积大于44.8L(标准状况下)。

11答案及解析：
答案：1.空气；2.除去，防止空气污染；3.；4.；5.
解析：1.从流程图可看出，为合成氨提供氮气的是空气。
2.天然气中含有的气体是有毒的气体，不能排放到大气中，通过加入生成硫化亚铁等除去。
3.与(g)反应生成、,根据质量守恒定律,反应的化学方程式是。
4.溶液与反应生成碳酸氢钾（),根据质量守恒定律，反应的化学方程式是。
5.在该流程中加入了,最后又生成了,所以该流程中参与循环的物质是。

12答案及解析：
答案：1.；2.C、Cu；、；3.Zn；节约能量(或不需高温条件）；4.①随着温度的升高，硫酸亚铁的溶解度先升高后降低；②温度超过60℃时，硫酸亚铁晶体中结晶水含量越来越少
解析：1.高温焙烧时，若氧气足量，则ZnS与氧气反应生成氧化锌和二氧化硫，发生反应的化学方程式为。
2.锌熔体为锌和少量铁、铜、碳的混合物，加入稀硫酸，锌和铁与稀硫酸反应生成硫酸锌、硫酸亚铁和氢气，固相2的主要成分为C、Cu,液相1所含金属阳离子为、。
3.方案2中,液相1为含硫酸锌、硫酸亚铁和少量硫酸的混合液，获取粗锌的过程中可加入单质锌除掉其他杂质；对比两种方案，方案2的优点是节约能量（或不需高温条件）。
4.分析表中数据可以得出的结论是①随着温度的升高，硫酸亚铁的溶解度先升高后降低;②温度超过60℃时，硫酸亚铁晶体中结晶水含量越来越少。

13答案及解析：
答案：1.粉碎固体颗粒(合理答案即可); 2.;、;3.;4.PbS;5.当时,,,所以会析出沉淀;6.
解析：1.为了提高矿石原料的利用率，最常用的方法是将矿石粉碎,或者通入过量的空气。
2.根据流程图和已知信息可知该反应的化学方程式为;分析元素化合价变化情况可知,氧化产物为和。
3.由流程图可知，加入的目的是与焙烧后的产物即作用生成气体，而生产的最终产物是钼酸钠晶体，且在后面加入的沉淀剂是为了除去杂质铅，也就是说钼酸钠在后续过程中没有发生变化，所以反应的化学方程式为。
4.当加入的沉淀剂为时,重金属离子因生成PbS废渣而除去。
5.当完全沉淀，即时，由，求出,此时，所以有沉淀析出。
6.由题目叙述可知，反应物为钼精矿、碱和NaClO,生成物为钼酸钠和硫酸钠，结合化合价升降规律可知还有氯化钠生成，所以反应的离子方程式为。

14答案及解析：
答案：1.增大固体的接触面积，加快酸浸速率；2.70；120；3.;4.C;5.6~6.9;5.313.76
解析：1.将原料粉碎可增大固体的接触面积，加快酸浸速率。
2.由图像可知，在70℃、反应到120min时，镍的浸出率较高。
3.根据流程图提供的信息可知，镍与浓硝酸反应可生成，浓硝酸被还原生成,故反应的化学方程式为。
4.加入试剂X的目的是中和溶液中过量的硝酸，调节溶液pH至5.6~6.9,从而使溶液中的、转化为、沉淀，故试剂X可为NaOH。
5.要让溶液中的完全沉淀，需。要使溶液中的，则需。故加入碳酸纳的总物质的量为2mol+0.96mol=2.96mol，其质量为。

15答案及解析：
答案：1.;2.蒸发浓缩、冷却结晶;3.;4.温度升高，HC1挥发,反应物浓度降低;5.①50:1;②pH<5.3;6.
解析：1.Bi位于第六周期VA族，原子序数为83,其原子结构示意图。
2.获得带有结晶水的物质时，一般采用蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥等操作。
3.“浸铜”时加入的物质是、稀硫酸、浸渣,得到单质硫，故可得该反应的离子方程式是。
4.“浸铋”时所加物质为盐酸和NaCl溶液，盐酸易挥发，温度升高，HC1挥发，反应物浓度降低。
5.①根据表格数据可知L/S=50:1后，、去除率虽然增加，但、去除率变化都不大，为了节省能源及原料，L/S应控制在50:1。
②已知,则，此时,即pH=5.3,所以应控制pH<5.3。
6.“沉铋”时，加入的物质是，生成的是BiOCl，根据反应特点可知，产物还有NaCl和,该反应的化学方程式为。

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