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化工流程题1. 现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。 已知：Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。 回答下列问题： （1）矿石用稀硫酸处理过程中Cu2O发生反应的离子方程式为： ； （2）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是 。若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式 。 （3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式： 。 （4）“循环III”中反萃取剂的主要成分是 。2. 聚合氯化铝晶体的化学式为Al2(OH)nCl6n·XH2Om，它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：（1）搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为： ； 。 （2）生产过程中B和D的操作名称分别是 和 （B和D均为简单操作）。 （3）反应中副产品a是 。 （4）生产过程中可循环使用的物质是 （用化学式表示）。 （5）调节pH至4.04.5的目的是 。 （6）实验室要测定水处理剂产品中n和x的值。为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净。生产过程C物质可选用 。ANaOHBAl C氨水DAl2O3ENaAlO23. 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺，请按要求回答问题： （1）“氨碱法”产生大量CaC12废弃物，请写出该工艺中产生CaC12的化学方程式： ； （2）写出“联合制碱法”有关反应的化验学方程式： ； 。 （3）CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO2的来源有何不同？ ； （4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式：原子利用率（%）= 。4硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。 （1）硫酸的最大消费渠道是化肥工业，用硫酸制造的常见化肥有 （任写一种）。 （2）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 （填写序号）。A矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B使用V2O5作催化剂C转化器中使用适宜的温度 D净化后的炉气中要有过量的空气E催化氧化在常压下进行 F吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3 （3）在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：催化剂2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） H=98.3kJ·mol-1在实际工业生产中，常采用“二转二吸法”，即将第一次转化生成的SO2分离后，将未转化的SO2进行二次转化，假若两次SO2的转化率均为95%，则最终SO2的转化率为 。 （4）硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备（沸腾炉、转化器、吸收塔）。三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。 。工业生产中常用氨酸法进行尾气脱硫，以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。（只写出2个方程式即可） 。5.某矿抽出的废液中含有大量的K+、Cl、Br，还有少量的Ca2+、Mg2+、SO42。某研究性学习小组所拟取这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如下流程：可供试剂a、b的选择试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba（NO3）2溶液、H2O2、KMnO4（H+）溶液、稀HNO3。请根据以上流程，回答相关问题：（1）试剂a应该选用_；（2）操作、的名称是_（填字母）。 A萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶B萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶 C分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶D萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶（3）除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO42-离子，选出b所代表的试剂，按滴加顺序依次是 （填化学式）。（4）调节pH的作用是，操作方法是 。（5）操作中用到的瓷质仪器名称是。6硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下：请回答下列问题：（1）步骤加入过量H2O2的目的： （2）步骤中反应的离子方程式： （3）步骤中一系列处理的操作步骤：过滤、 、灼烧、 、称量。（4）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量 g（用含a的代数式表示，不用化简）。（5）该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。（5Fe2+ + MnO4 + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O）实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需_。上述实验中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是_。a稀硝酸 b稀硫酸 c稀盐酸 d浓硝酸7“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请你回答以下问题：(1)无机非金属材料。高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，是制备半导体的重要材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：写出步骤的化学方程式                                           。步骤经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0)中含有少量的SiCl4(沸点57.6)和HCl(沸点84.7)，提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是              。粉末状硅能猛烈地与强碱溶液作用，试写出该反应的离子方程式 。 (2)磁性材料。这种材料一般含有铁元素，铁是用途最为广泛的金属，也较为活泼，所以从它的使用开始就不断实施着对它的防护。最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀，请出最为普遍的电化学腐蚀的正极反应式                  。(3)纳米材料。胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系，三氯化铁可起到净水的作用，用离子方程式表示其原理                ，三氯化铁溶液可以加速伤口止血，请简述原因 。(4)高分子材料。可以分成无机高分子材料和有机高分子材料。一种新型高效净水剂AlFe(OH)nCl6nm就属于无机高分子材料，广泛应用于生活用水和工业污水处理，其中铁元素的化合价为                    。一种合成纤维腈纶，又称“人造羊毛”，由丙烯腈(CH2=CHCN)为原料聚合生成，请写出生成该有机高分子材料的化学方程式                                               。8（16分）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u氯化钠硫酸铵混合溶解蒸发浓缩趁热过滤Na2SO4滤液1冷却结晶过滤滤液2NH4Cl粗品ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示：ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u203040506070802030405060708090100氯化铵溶解度/g硫酸钠温度/回答下列问题：（1）由原料得到产品的反应方程式为： 。（2）必须“趁热过滤”的原因是 。（3）滤液1中除水外，还含有的主要成分是 。（4）该流程中，可循环利用的物质是 。9高铁酸钾（K2FeO4）具有极强的氧化性，且其还原产物为铁锈，对环境无不良影响。因该物质具有“绿色”、选择性高、活性强等特点受到人们关注。I高铁酸钾制备方法之一为：在一定温度下，将氯气通入KOH溶液中制得次氯酸钾溶液；在剧烈搅拌条件下，将Fe（NO3）3分批加人次氯酸钾溶液中，控制反应温度，以免次氯酸钾分解；加KOH至饱和，使K2FeO4充分析出，再经纯化得产品，其纯度在95以上。（1）氯碱工业中制备氯气的化学方程式是。（2）温度过高会导致次氯酸钾分解生成两种化合物，产物之一是氯酸钾（KClO3），另一种产物应该是（写化学式）。（3）制备过程中有一步反应如下，请配平此方程式（将计量数填人方框中）：为探究高铁酸钾的某种性质，进行如下两个实验：实验1：将适量K2FeO4分别溶解于pH为474、 700、1150的水溶液中，配得FeO42浓度为10 mmol·L1（1 m mol·L1=103mol·L1）的试样，静置，探究不同初始pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，结果见图l（注：800 min后，三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变）。实验2：将适量K2FeO4溶解于pH=474的水溶液中，配制成FeO42浓度为10 m mol·L1的试样，将试样分别置于20、30、40和60的恒温水浴中，考察不同温度对K2FeO4某种性质的影响，结果见图2。（4）实验1的目的是。（5）实验2可得出的结论是。（6）高铁酸钾在水中的反应为：。由图l可知，800 min时，pH=1150的溶液中高铁酸钾的最终浓度比pH=474的溶液中高，主要原因是。高铁酸钾还是高能电池的电极材料。例如，AlK2FeO4电池就是一种高能电池（以氢氧化钾溶液为电解质溶液），该电池放电时负极反应式是。10、（09年江苏化学·15）（10分）医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na、Al3、Fe3等杂志）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%103.0%）的主要流程如下：（1）除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为8.08.5，以出去溶液中的少量Al3、Fe3。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的试验操作是 。（2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH约为4.0，其目的有：将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2；防止Ca2在蒸发时水解； 。（3）测定样品中Cl含量的方法是：a.称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用0.05000mol·L1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 。计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为 。若用上述办法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有 ； 。11、（09年山东理综·30）（16分）孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、S1的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为 （填代号），检验溶液A中Fe3+的最试剂为 （填代号）。aKMnO4b(NH4) 2ScH2O2dKSCN（2）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发， 。过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是 。（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中选通入（或先加入） （填化学式）。若实验过程中有氨气逸出、应选用下列 装置回收（填代号）。（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应 ，直到 。用KMnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管（填“酸式”或“碱式”）。12（16分）铁及其化合物在日常生活应用广泛，请根据下列实验回答问题：（1）钢铁的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀的负极反应式为： ；将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后，放入如下图所示装置中，下列叙述正确的是 A过一段时间，乙试管中的导管内水柱上升B甲试管中铁钉发生了化学腐蚀C铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快（2）生铁中含有一种铁碳化合物X（ Fe3C）。 X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是： ；X与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式 。（3）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：操作的名称是 ，操作的名称是 ；Na2CO3溶液可以除油污，原因是（用离子方程式表示） ；请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式：Fe2+ + HCO3 FeCO3+ + H2O写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式 ；参考答案1. （1）Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O （2）FeSO4·7H2O， 4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O （3）4OH4e=O2+2H2O （4）H2SO42. （1）Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O， 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2 （2）过滤，过滤 （3）H2 （4）HCl （5）促进AlCl3水解，使晶体析出 （6）B D3. （1）2NH4Cl+Ca（OH）2=2NH3+CaCl2+2H2O;（2）NH3+CO2+H2O+NaCl（饱和）=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+ CO2+H2O；（3）“氨碱法”的CO2来源于石灰石煅烧，“联合制碱法”的CO2来源于合成氨工业的废气。（4）由于总反映可看作是：2NH3+2NaCl+CO2+H2O=Na2CO3+2NH4Cl，所以：原子利用率（%）4. （1）硫酸铵（或硫酸钾或过磷酸钙等） （2）CD （3）99.75% （4）SO3 从吸收塔底部进入，吸收剂（浓硫酸）从顶部下淋，形成对流。 SO2+NH3+H2O NH4HSO3；2NH4HSO3+H2SO4 (NH4)3SO4+2H2O+2SO2 （或SO2+2NH3+H2O (NH4)2SO3;(NH4)2SO3+H2SO4 (NH4)2SO4+H2O+SO2）5（15分）（1）H2O2 （2）B（3）BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液或KOH溶液、BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液（4）中和过剩的KOH及K2CO3，滴加HCl，无气体产生时，用PH试纸测定至PH=7（5）蒸发皿6（1）将Fe2+全部氧化为Fe3+（2）Fe3+ + 3OH = Fe（OH）3（3）洗涤 冷却（4）112a/1600-（5）250 mL容量瓶 b7 (1)SiO2+2CSi+2CO 蒸馏(或分馏) Si + 2OH +H2O = SiO32 +2H2(2)O2 + 4e + 2H2O = 4OH(3)   Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 (胶体)+ 3H+氯化铁是电解质，使血液胶体聚沉。(5)+3   8.ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u（1）2NaCl + (NH4)2SO4 = Na2SO4 +2NH4Clks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u（2）防止温度下降时，Na2SO4溶解，减小Na2SO4产量；如果温度过低，NH4Cl析出，影响Na2SO4的纯度和NH4Cl的产量。ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u（3） Na+、SO42-、NH4+、Cl-ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5u（4） 滤液29【解析】 I（1）略。（2）KClO分解产物之一为KClO3，该产物为氧化产物，另外一种肯定是还原产物，故其为KCl，其分解的化学方程式为：3KClOKClO3+2KCl。（3）根据得失电子相等配平，铁元素化合价升高3，氯元素化合价降2，故Fe（OH）3的系数为2，ClO的系数为3，其他根据原子守恒即可配平。II（4）根据配制的不同pH的高铁酸钾溶液及图1中的纵坐标c（FeO42）与横坐标时间可知实验l的目的是探究高铁酸钾在不同pH溶液中的稳定性。（5）观察图2可知，温度越高，高铁酸钾溶液中FeO42越不稳定。（6）用化学平衡的原理解释碱性条件下高铁酸钾的稳定性强，即碱性条件下，平衡左移。负极反应为铝在碱性条件下失电子。【答案】 I（1） （2分）（2）KCl（1分）（3）2，3，4；2，3，5（2分）（4）探究高铁酸钾在不同pH溶液中的稳定性（或与水反应的速率）（1分）（5）温度越高，高铁酸钾越不稳定（1分）（6）pH=1150的溶液中OH浓度大，使上述平衡向左移动（1分）Al 3e- + 4OH- = AlO2- + 2H2O （2分）10答案：（1）取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3 沉淀完全。（2）防止溶液吸收空气中CO2；（3）酸式滴定管；99.9%； 样品中存在少量的NaCl；少量的CaCl2·2H2O失水。11.答案：（1）c d （2）冷却结晶 引流 （3）NH3·H2O b （4）注视凹页面的最低处与刻度线 凹页面的最低处与刻度线相平 酸式12.（1）Fe -2e = Fe2+ （2分） A（2分）（2）Fe2+ Fe3+ H+ （2分）；（Fe2+ 、 Fe3+ 各1分， 没写H+不扣分）Fe（NO3）3 （2分）（3） 过滤，洗涤（每空1分，共2分，有错别字不得分）； CO32 + H2O HCO3 + OH （2分） （无可逆号不得分） Fe2+ + 2HCO3- = FeCO3+ CO2 + H2O；（2分）（配平错误扣1分）（2分）（配平错误扣1分）8