化学流程图题专项训练.doc

个人收集整理 勿做商业用途化工工艺流程专项训练1.亚氯酸钠(NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：已知：NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO23H2O;纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10以下较安全；HClO2可看成是强酸。(1)160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为_，若要计算该溶液溶质的质量分数，还需要的一个条件是_。（2）在发生器中鼓入空气的作用可能是_(填序号)。A将SO2氧化成SO3，增强酸性 B稀释ClO2以防止爆炸 C将NaClO3氧化成ClO2(3）吸收塔内的反应的化学方程式为_，吸收塔的温度不能超过20，其目的是防止H2O2分解，写出H2O2分解的化学方程式：_。（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单的实验方法是_.（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中.除H2O2外，还可以选择的还原剂是_(填序号）.ANa2O2 BNa2S CFeCl2 DPbO（悬浊液）(6)从滤液中得到NaClO23H2O粗晶体的实验操作依次是_(填序号).A蒸馏 B蒸发 C灼烧 D过滤 E冷却结晶要得到更纯的NaClO23H2O晶体必须进行的操作是_(填操作名称）。2.下图所示是以海水为原料，获得某产物的工艺流程图。已知在吸收塔中，溶液的pH显著减小。试回答下列问题：（1）图中两次氯化的作用是否相同?_（选填“是或“否)。（2）吸收塔中反应的化学方程式为_，第2次氯化的离子方程式为_。（3）资料证实,在酸性介质中，第1次氯化过程中可用O2或空气替代。但在实际工业生产中为什么不用更廉价的空气替代Cl2?_。(4）本工艺的处理方法可简单概括为“空气吹出、X气体吸收、氯化”.某同学认为在工业生产过程中对第1次氯化液直接蒸馏也可得到产物,不必进行上述过程，请对该同学的说法作出正确的评价：_。3.某一化工厂的生产流程如下图：(1）L、M的名称分别是_、_。（2)GH过程中为什么通入过量空气：_。 (3）写出饱和食盐水、E、F生成J和K(此条件下K为沉淀)的化学方程式：_，要实现该反应,你认为应该如何操作：_。4 工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：(1)简述原料气N2、H2的来源：_(2）下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是: A浓硫酸 B氯化钙 C氯化镁 D生石灰（3)氨气和氧气145就开始反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如图所示)：4NH35O24NO6H2OK111053mol/L（900）4NH33O22N26H2OK211067mol/L(900）温度较低时以生成_为主，温度高于900时，NO产率下降的原因：_。吸收塔中需要补充空气的原因：_。（4）尾气处理时，小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂，此法运行费用低,吸收效果好,不产生二次污染，吸收后尾气中NO和NO2的去除率高达99.95。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素CO（NH2）2反应生成CO2和N2，请写出有关反应的化学方程式：_，_.5.“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”,不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式.下面是几个工厂利用废气、废渣（液)联合生产化肥硫酸铵的工艺：请回答下列问题:(1）工艺操作、分别为_、_.(2）工业合成氨的化学方程式为：_。(3）写出生成“产品”的离子方程式：_ （4）在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是_ (5）副产品的化学式为_。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是_.6.将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO42H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙水合物的工艺流程示意图:(1)石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后反应的离子方程式为_。(2）过滤操作所得固体中，除CaCO3外还含有_(填化学式）等物质,该固体可用作生产水泥的原料。(3)过滤操作所得滤液主要是（NH4)2SO4溶液，检验滤液中是否含有CO的方法是_（4)氯化钙结晶水合物(CaCl26H2O)是目前常用的无机储热材料，选择其作为储热材料的依据是_（选填序号）。a熔点较低(29熔化） b能导电 c能制冷 d无毒（5）简述如何用实验的方法证明硫酸钾肥料中钾元素的存在:_7哈伯法合成氨是德国人哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g)3H2（g)2NH3（g)H92。4 kJ/mol。试回答下列问题：(1)在298 K时，将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，为何放出的热量小于924 kJ？_。（2)工业上利用天然气合成氨的工艺流程图如下：依据上述流程，完成下列填空：天然气脱硫时的化学方程式是_.n mol CH4经一次转化后产生CO 0。9 n mol，产生H2_mol（用含n的代数式表示)。该合成氨工艺能直接生成H2、N2的原料是_，可循环利用的辅助原料有_。8。某硝酸厂附近的空气主要污染物为氮的氧化物。为了保护环境和综合利用，可采用氨-碱两级吸收法。此法兼有碱吸收和氨吸收两法的优点，其吸收工艺流程如下:（1）排空物质的主要成分为_。(2)进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是_.(3）从吸收塔排出的混合液的用途之一为_。.空气的主要污染物为硫的氧化物和氮的氧化物。研究人员设计了同时净化废气中二氧化硫和氮的氧化物的方法,将其转化为硫酸和硝酸，工艺流程如下:各室中发生的反应如下:氧化室：NO2(g)SO2（g）H2O(l)=H2SO4(l)NO（g)Ha kJ/mol。清除室:NO（g）NO2（g）=N2O3（g）Hb kJ/mol;N2O3（g)2H2SO4（l）=2NOHSO4(s）H2O（l） Hc kJ/mol。分解室：4NOHSO4（s）O2(g)2H2O(l)=4H2SO4（l)4NO2(g)Hd kJ/mol.回答下列问题：（1）物质和分别为(写化学式）_、_。(2)写出SO2、O2和H2O反应生成H2SO4的热化学方程式：_。9硼的制备及其化合物的关系如下图所示(已知硼酸是白色片状晶体，溶解度很小,在水中的电离方程式为H3BO3H2OB(OH)4H)：(1)操作1的名称为_。（2)硼酸为_(填“一元、“二元”或“三元”)酸；步骤中镁过量使B2O3充分反应，得粗硼，那么粗硼中的主要杂质是_。（3）硼酸和甲醇反应生成硼酸酯的化学方程式为：_；由纯硼制备氧化硼的化学方程式为_.（4)已知：B2O3(s)H2O(g)=2HBO2(g） Ha kJ/molB2O3(s）3H2O（l)=2H3BO3(aq）Hb kJ/molH2O（l)=H2O（g)Hc kJ/mol那么HBO2（g）H2O（l）=H3BO3（aq)H_(5）已知硼既能和酸反应又能和碱反应,化学性质类似于铝；请写出硼与氢氧化钠反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目?10.碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料.工业碳酸钠(纯度约98)中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl和SO等杂质，提纯工艺流程如下:已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:回答下列问题：（1)滤渣的主要成分为_。(2)“趁热过滤”的原因是_。（3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_ (写出一种）.(4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是_。(5）已知：Na2CO310H2O (s)=Na2CO3(s）10H2O（g)H1532。36 kJmol1Na2CO310H2O（s)=Na2CO3H2O（s)9H2O（g） H2473。63 kJmol1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式_.11。锂被誉为“金属味精，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源.工业上常以锂辉矿（主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂.其中一种工艺流程如下：已知:部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物Fe(OH)3Al(OH）3Mg（OH)2开始沉淀pH2.73.79。6完全沉淀pH3。74。711Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：温度/010205075100Li2CO3的溶解度/g1。5391。4061。3291。1810。8660.728请回答下列问题：（1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:_。（2)反应加入碳酸钙的作用是_.（3)写出反应中生成沉淀A的离子方程式_。(4）反应生成Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称_，洗涤所得Li2CO3沉淀要使用_（选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是_。（5）电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_.12。高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管.实验室制取高纯氧化铝的流程如下：（1）“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8。0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2。检验Fe2是否除尽的实验操作是_.（2)通常条件下KspFe(OH)34.01038（mol/L)4,除杂后溶液中c(Fe3)约为_。（3）配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化,酸化的目的是_。（4）“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止,冷却结晶,得到铵明矾(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是_.(5)“分离操作名称是_(填字母代号）.A蒸馏B分液C过滤(6）测定铵明矾组成的方法是:a称取0。453 0 g铵明矾样品，高温灼烧,得Al2O3固体0.102 0 g；b称取0.453 0 g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化，得BaSO4 0。465 9 g。c称取0.453 0 g铵明矾样品，加入足量的NaOH溶液，加热，将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.017 0 g。则铵明矾的化学式为_。13.金属镁和镁合金在航空、汽车制造和电子工业等领域具有广泛的用途，金属镁的冶炼有多种方法，其中之一为皮江法.该方法是以白云石（CaCO3MgCO3)为原料,经高温煅烧生成氧化物(CaOMgO）,氧化物在还原炉中经1 200真空条件下用硅铁还原生成镁蒸气（铁在反应前后化合价不变),镁蒸气经冷凝器冷凝为粗镁，粗镁再经精炼、铸锭得到成品金属镁。反应工艺流程如下图：(1）在冶炼过程中反应温度对生成金属镁的影响如下图,从图中分析,该反应的反应热H_(填“”、“”或“）0，理由是_（2）还原炉中的物质需要在1 200真空条件下反应，真空条件对制备金属镁来讲,可以达到的目的是：_；_。(3）工业上，另一种冶炼金属镁的原理是，MgCO3MgOCO2，MgOCCl2MgCl2CO，电解氯化镁。工业上不直接电解氧化镁的原因是_(4）另外也可以海水为原料来冶炼金属镁，已知298 K时，Mg（OH)2的溶度积常数Ksp5。61012（mol/L)3,如果在海水结晶的母液中,加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH13。00,则此温度下残留在溶液中的c（Mg2)_mol/L。14.四氧化三铁在生产和生活中有着广泛的用途，打印机、复印机所使用的墨粉其主要成分是Fe3O4,下图是以工业绿矾为原料制取Fe3O4的一种工艺流程：已知：工业绿矾中FeSO4的含量为52。5，其中的杂质不参与反应;Fe（OH)22Fe（OH)3=Fe3O44H2O请回答下列问题：(1）Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式是:_，检验反应后的溶液中含Fe3的方法是:_。(2)在工艺流程中，通入适量空气“氧化”时的化学方程式是_.(3)流程图中所示的副产品是_，提取该副产品还需要的操作依次是_(填写序号）。a过滤b加热浓缩c冷却d结晶e洗涤（4）在生产过程中,若工业绿矾的投料速率是12.16 kg/h,为使产品较纯，鼓入空气的速率应为_m3/h(假设反应在标准状态下进行,空气中O2占20%）。15。工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl），其工艺流程如下图所示:试根据上图转化回答下列问题：(1）工业生产Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_。（2)还原过程中的产物为NaCuCl2，试写出反应的化学方程式_.制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl？（已知Cu2Cu2Cl=2CuCl） .(3）还原过程中加入少量盐酸的作用是_，加入NaCl且过量的原因是_。(4）合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方程式_16。高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途.利用湿法、干法制备高铁酸盐的原理如表所示.湿法强碱性介质中，Fe(NO3）3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加热生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物(1)工业上利用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:反应的化学方程式为_。反应的离子方程式为_.加入饱和KOH溶液的目的是_。(2)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为_。(3）干法制备K2FeO4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_.（4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池，如图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有_、_17。铝、铁及其合金是制造飞机的重要材料，大飞机制造对拉动铝的冶炼、新型设备制造等相关行业的发展具有极为重要的作用。工业上用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁）制取铝的流程如下：请回答下列问题:（1)下列关于铝及其化合物的说法正确的是_。A利用氨水、稀盐酸、氯化铝溶液即可证明氢氧化铝具有两性B使用镁铝合金制造飞机机体比使用单质铝制造飞机机体性能更差C用铝制备1 mol氢氧化铝时，最少消耗0。375 mol硫酸D将钠铝合金投入水中没有明显的现象（2）我国大飞机制造也需要大量钢材，下列说法正确的是_。A铁和钢的主要化学成分相同，性质也相同B用磁铁矿（主要成分为Fe3O4)炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe转移8 mol eC只利用KSCN溶液即可检验出赤铁矿中含有铁元素D铁矿石是一种可再生资源，没有必要进行开采限制（3）操作、操作、操作都用到的玻璃仪器有_（4）写出由溶液B生成Al（OH）3的离子方程式：_。（5）工艺流程中涉及到的氧化还原反应的化学方程式为_.（6)生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有_(填化学式)。用此法制取铝的副产品是_(填化学式)。18.锗位于第4周期第A族，高纯锗是一种良好的半导体材料，锗在自然界中主要以锗石矿（主要成分为Cu2SFeSGeS2，另含有少量Al2O3）的形式存在。以锗石矿制备高纯锗的一种流程如下:已知：部分金属氢氧化物或水合氧化物开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH见下表。氢氧化物或水合氧化物Fe（OH)2Fe（OH）3Al（OH)3GeO2xH2O开始沉淀pH7。52。73.77。2完全沉淀pH9。73.74.78.6回答下列问题：(1)反应中加入浓盐酸时有一种红色金属固体产生，写出生成此物质的化学方程式：_.（2)反应中加H2O2的作用是_.(3)反应和反应中所用的pH调节剂可以是下列物质中的_.ASiO2 BAl2O3 CNa2CO3 DMg(NO3）2（4)若本反应调节pH时用的是一种盐，写出反应中生成沉淀A(白色）的离子方程式：_.(5）反应的化学方程式为_19、随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上.部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：物质VOSO4V2O5NH4VO3（VO2)2SO4溶解性可溶难溶难溶易溶该工艺的主要流程如下：请回答下列问题：（1)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，其用化学方程式表示为_。（2）反应的目的是_（3)该工艺中反应的沉淀率(又称沉矾率）是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式：_(4)过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值(纵坐标）随温度变化的曲线如下图所示。则NH4VO3在分解过程中_。A先分解失去H2O，再分解失去NH3 B先分解失去NH3，再分解失去H2OC同时分解失去H2O和NH3 D同时分解失去H2、N2和H2O参考答案1。 (1)4 mol/L该溶液的密度 (2）B（3）2NaOH2ClO2H2O2=2NaClO22H2OO2 2H2O22H2OO2（4）连续测定吸收塔内溶液的pH （5)AD(6）BED或ED重结晶2。 （1)是（2）Br2SO22H2O=H2SO42HBr 2BrCl2=Br22Cl（3)若用廉价的空气替代Cl2进行第1次氯化，反应的离子方程式为4BrO24H=2Br22H2O，则反应时需要将大量的盐卤(浓度不大）酸化，反应后又要将废液中和才能排放，在经济上没有吸引力(4)氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高，“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个溴的富集过程，以提高其浓度，减少能源的消耗3。（1）硝酸铵碳酸钠（2）提高NO的转化率（3）NH3H2ONaClCO2=NaHCO3NH4Cl向饱和的食盐水中先通入足量的NH3，再通入足量的CO24 (1)N2来源于空气，H2来源于焦炭与水蒸气的反应 （2）A(3）N2生成NO的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动,NO的产率下降提高氨气的转化率，进一步与NO反应，尽可能多的生成所需产品（4）NONO2H2O=2HNO2CO（NH2)22HNO2=CO22N23H2O5。 （1)将空气液化后蒸馏分离出氧气，获得氮气过滤 （2)N23H2 2NH3（3)CaSO4CO22NH3H2O=CaCO32NHSO（4）用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝,则证明有NH3(或其他可行的方法)(5)CaOCO26. (1)CaSO4CO=CaCO3SO(2)CaSO4(3)取少许滤液于一洁净试管中，向试管中滴加入稀盐酸，有气泡产生，则证明滤液中含有CO(4)ad（5）用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色呈紫色，则证明肥料中含钾元素7 （1）因为该反应是可逆反应，10 mol N2与30 mol H2不可能完全反应生成NH3，所以放出的热量小于924 kJ(2)3H2S2Fe（OH)3=Fe2S36H2O2。7nCH4、H2O、空气K2CO3、Fe（OH）38。(1）N2、O2（只填N2也算对） (2）使氨气和污染的空气充分混合 （3)用作肥料。（1）NO2H2SO4 （2）2SO2(g)O2（g)2H2O（l)=2H2SO4（l) H（2a2b2cd) kJ/mol9 (1)过滤(2）一元Mg、MgO、Mg3B2(3）H3BO33CH3OH B(OCH3）33H2O4B3O22B2O3(4）kJ/mol(5)2B2NaOH6H2O =2NaBO23H24H2O10。 (1）Mg(OH)2、Fe（OH)3、CaCO3（2）使析出的晶体为Na2CO3H2O，防止因温度过低而析出Na2CO310H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长(3）用已预热的布氏漏斗趁热抽滤(4）溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质;原因：“母液”中含有的离子有Ca2、Na、Cl、SO、OH、CO，当多次循环后，使得离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀(5）Na2CO3H2O（s)=Na2CO3(s）H2O(g）H58.73 kJmol111. (1）Li2OAl2O34SiO2(2)除去反应中过量的H2SO4;控制pH,使Fe3、Al3完全沉淀（3）Mg22OH=Mg（OH）2、Ca2CO=CaCO3(4）过滤热水Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗(5）加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH,受热分解生成Li2O，电解时产生O2（其他合理答案均可)12。 (1)取样，加适量H2O2溶液,振荡，滴加KSCN溶液，若无明显现象，说明Fe2已除尽（2）4.01020 mol/L(3）抑制Al3水解（4）减少可溶性杂质的析出及Al3水解(5)C（6）NH4Al（SO4)212H2O13。 (1）升高温度,Mg的产率增大，平衡向正反应方向移动,说明正反应为吸热反应(2）降低反应所需的温度，节约能源防止Mg被空气氧化(3)氧化镁熔点高于氯化镁,电解氧化镁消耗电能多，生产成本高(4）5。6101014. （1)3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O取待测液少许于试管中，加入适量的KSCN溶液,若溶液显红色，则证明含Fe3（2）4Fe(OH）22H2OO2=4Fe（OH)3(3)Na2SO410H2O（或芒硝,写Na2SO4也可）bcdae(4)1.17615。 (1)石灰乳来源丰富,成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉（2)CuCl22NaClCu=2NaCuCl2CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行(3)防止Cu2水解增大NaCl的浓度有利于生成更多的NaCuCl2，提高产率（4）使CuCl尽快干燥，防止被空气氧化(5）2Cu22ClSO22H2O2CuCl4HSO16. (1）2NaOHCl2=NaClNaClOH2O3ClO10OH2Fe3=2FeO3Cl5H2O增大K浓度，促进K2FeO4晶体析出(2)高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒，Fe3水解生成的Fe(OH)3有吸附性，有絮凝作用(3)31（4）使用时间长工作电压稳定17. (1)C（2)B(3）烧杯、漏斗、玻璃棒(4）2Al(OH) 4CO2=2Al(OH)3COH2O（5)2Al2O3(熔融) 4Al3O2(6)CaO和CO2Fe2O3和O218. (1）Cu2S2HCl(浓）=CuCuCl2H2S(2)将Fe2氧化为Fe3，便于调节溶液pH时形成沉淀而除去(3)BC(4）2Al33CO3H2O=2Al（OH）33CO2(5）GeO22H2=Ge2H2O19、 （1)3V2O510Al 6V5Al2O3（2）将V2O5转化为可溶性的VOSO4(3）NHVO=NH4VO3（4)B