2018侯氏制碱法之工业流程套路.docx

第一讲2018年侯氏制碱法之工业流程套路1. （15年全国）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5-H2O和Fe3O4，还 有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：铁硼矿粉*过滤-粗硼酸滤渣浸渣回答下列问题:含镁盐母液（1） 写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式:。为提高浸出速率，除适当增硫酸浓度浓 度外，还可采取的措施有（写出两条）（2） 利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是（3） “净化除杂”需先加H2O2溶液，作用 。然后再调节溶液的 pH约为5，目的是（4） “粗硼酸”中的主要杂质是 （填名称）。（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表 示制备过程2. （15年天津）由硫酸铜溶液制胆矶的主要步骤3. （12年天津）用所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是4. 取一定量经Na2FeO4处理过的海水（主要存在的离子有Na+、Mg2+、Fe3+、Cl-、SO42-）为原料制备精 制食盐水和MgCl2«7H2O,过程如下：处理过的海水调节溶 液pH精制食盐水MgCl2- 7IL0已知沉淀B是氢氧化镁，则加入过量HCl的作用为5.实际生产中，将MgCl26H2O晶体加热到600口的过程中几乎得不到无水MgCl2，其原因是;若要得到无水MgCl2须采取的措施是侯氏/类侯氏热is和食盐水冷却 通入氮气a化盐水加压通入过量二氧 化碳后过滤母洁保持习叱 航食盐粉末纯碱为何先通皿3?氨气,使,利于,便于6.氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂，下图为制备粗高铁酸钾的工业流程。碱性条件下反应的离子方程式为碱性条件下反应的化学方程式为7. KClO3在农业上用作除草剂，超细CaCO3广泛用于消光纸、无炭复写纸等。某同学在实验室模拟工业过程，利用制乙炔产生的残渣制备上述两种物质，过程如下：曰电石水.灰浆一自然风干卜残渣 电石与水反应的化学方程式 残渣中主要成分是Ca(OH)2和口.将口中的部分灰浆配成浊液，通入Cl2，得到Ca(ClO3)2与CaCl2物质的量之比为1 : 5的溶液，反应的化学方程式是口.向口所得溶液中加入KCl，发生复分解反应，经蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得KClO3晶体。你认为能得到KClO3晶体的原因是.8.氯酸镁Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等，制备少量Mg(ClO3)2.6H2O的流程如下: 已知：卤块主要成分为MgCl2-6H2O，含有较多的MgSO4、MgCO3、FeCl2等杂质。稀释H2O2调节pH=4试剂XNaClOi饱和溶液懑渣滤渣* MgtClOJ. 6HQ四种化合物的溶解度。)随温度(7)变化曲线如图所示。过滤的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还需要(1)(2)加H2O2调节pH后过滤所得滤渣的主要成分为,(3)试剂X的滴加顺序为,a. BaCl2溶液，Na2CO3溶液，过滤后加适量盐酸b. Na2CO3溶液，BaCl2溶液，过滤后加适量盐酸c.以上两种顺序都可，再进一步制取(4)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为Mg(ClO3)2-6H2O的实验步骤依次为：蒸发结晶；趁热过滤；(14年山东)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)，；过滤、洗涤。9.工艺流程及相关物质溶解度曲线如图:Nii-CnO-勇废EaCrO-固体(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是(3)固体A主要为,(填化学式)，固体B主要为,(填化学式).(4)用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液(填“口”“口”或“口”)中，既能提高产率又可使能耗最低.10.下图是某工业生产过程及溶解度表:CO2h2oCaOh2o3ACaCl 2 6H2O温度力010203040608090100氯化铵29.433.337.241.445.855.265.671.377.3硫酸铵70.67375.47881889598103硫酸钾7.49.311.11314.818.221.422.924.1氯化钾2831.234.237.240.145.851.353.956.3本工业生产过程的目标产品是.。（写化学式）（1）(2)过滤I操作所得固体中，除CaCO 3外还有一种物质，该固体的用途有(3)根据溶解度表转化II适宜的温度是.A、010°CB、2030CC、4060°CD、90100C过滤II操作所得滤渣是。（4）我国著名的化学家也利用了转化II的反应原理制备了一种重要的碱，该制备的化学反应方程式为：一 （5）氯化钙结晶水合物（CaCl2-6H2O）进行脱水处理可制得常用的干燥剂，根据下图选择最佳脱水的方法22是A、氯化氢气流中加热到174CB、直接加热至174CC、直接加热至260CD、氯化氢气流中加热到260C （6）上述工业流程实现了绿色化学的理念，其中 （填化学式）实现了循环利用，副 产品 （填化学式）可转化为原料，整个流程基本实现了污染物零排放。11. （2011西城一模）铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3，还含有SiO2、A12O3等杂质，以铬铁矿为 原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的过程如下图所示。滤液2Na2CrO4滤渣2已知：NaFeO2遇水强烈水解。 Cr2O72-+ H2O2CrO42- + 2H+请回答：（1） K2Cr2O7中Cr元素的化合价是。（2） 生成滤渣1中红褐色物质的反应的化学方程式 。滤液1的成分除Na2CrO4外，还含有（填化学式）。（3）利用滤渣2,可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应的化学方 程式。（4） 由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施 。（5）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、过滤、洗涤、干燥。（6）煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是。12. （2016天津五区模拟）重铬酸钾（K2Cr2O7）是高中化学常见的的氧化剂，工业上以铬铁矿为原料用碱 溶氧化法制备。铬铁矿中通常含有Cr2O3、FeO、Al2O3、SiO2等。烧碱、氧气加水过滤调节pH过滤矿 石 粉 建*高温灼烧Na2CrO4NaFeO.2*滤渣1滤渣2滤液 2. Na2Cr2O7一1 溶液KCl固体Na2CrO4晶体已知：NaFeO2遇水强烈水解。2CrO42-（黄色）+2H+=Cr2O72-（橙色）+H2O请回答下列问题：（1） 将矿石粉碎的目的是;高温灼烧时Cr2O3发生反应的化学方程式为。（2） 滤渣1中有红褐色物质，写出生成该物质反应的离子方程式。滤渣2的主要成分是Al（OH）3 和。（3） 用简要的文字说明Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，降温析出K2Cr2O7的原因。（4）25时，对反应2CrO42-（黄色）+2H+= Cr2O72-（橙色）+ H2O,取Na2CrO4溶液进行实验，测 得部分实验数据如下：时间/ (s)00.010.020.030.04(CrO42-) / (molL -1)0.201.6x10-21.2x10-21.0X10-2(Cr2O72-) / (molL -1)09.2x10-29.4x10-29.5x10-2反应达到平衡时，溶液的pH=1,该反应平衡常数K为。下列有关说法正确的。a. 加少量NaHCO3固体，可使溶液的橙色加深b. 0.03 s时v(CrO42-)(正产代衍夕臼逆)c. 溶液中c(CrO42-):c(Cr2O72-)=2 ： 1时该反应已达平衡状态d. 反应达到平衡时CrO42-的转化率为95%1. Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2MgSQ+2H3BO3；搅拌矿粉、升高温度。Fe3O4； SiO2和CaSO4； 氧化溶液中的Fe2+ ；除去溶液中的Ak+和 Fe3+。WH : B : H硫酸钙七水硫酸镁 2HBO+3Mg = 3MgO+2B+3HO (或 2HBO = BO+3HO, BO+3Mg = 2B+3MgO )JJ& J&A2. 加热浓缩、冷却结晶、过滤3. 在坩埚中加热脱水4. 使Mg(OH)2全部溶解转化为MgCl2；在加热浓缩滤液C时，抑制Mg2+水解。5. Mg2+水解生成Mg(OH)2，得不到MgCl2通入HCl或增大盐酸的量可抑制Mg2+水解7. .CaC,+2珥。一Ca(OH),+C,HJ CaCOp 6CL+6Ca(OH), = 5CaCl,+Ca(ClOJ, +2222 232223 26H2O. KClO3的溶解度小8. (1)玻璃棒 (2) Fe(OH)3(3) a(4) MgCl2+2NaClO3= Mg(ClO3)2+2NaCl (2 分)冷却结晶9. (1) NaCrO+2KCl= KCrO+2NaCl；低温下KCr O溶解度远小于其它组分，随温度的降低，KCrO22722 722 722 7溶解度明显减小。(合理即得分)(2) 除去 Fe2+(3) NaCl； KCrO22 7(4) II10. CaCl26H2O (2)做石膏模型；加入到水泥中调节水泥的硬化速率；做建筑材料(3) D K SO (或 K SO 和 KCl)(4) NH +H O+NaCl+CO = NH Cl+NaHCO X242432243(5) C(6) NH3CaCO311. (14 分)(1) (1 分)+6(2) (2 分)NaFeO2 + 2H2O=NaOH + Fe(OH)3；(各 1 分)NaAlO2、Na2SiO3 和 NaOH（3）（2 分）2Al2O3（熔融）=mAl + 3O2T（4）（2分）加硫酸酸化（5）（2分）冷却结晶（6）（2 分）4FeO-Cr2O3+ 7O2 + 20NaOH =煅烧 8Na2CrO4+ 4NaFeO2+ 10H2O12 （1）增大反应物的表面积，加快反应速率 （1分）2Cr2O3 +3O2+ 8 NaOH4Na2CrO4+4H2O（2 分）（2） FeO2-+2H2O=Fe（OH）3|+OH-（2 分）H2SiO3 （2 分）（3） K2Cr2O7的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小（2分）（4） 9.5x104（2 分） bd （2 分）