《工藝流程圖》專題訓練

精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上工藝流程圖專題訓練（1）1.利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產物ZnO。制備流程圖如下：Fe3O4膠體粒子廢舊鍍鋅鐵皮NaOH (aq)溶液A稀H2SO4溶液B(Fe2+、Fe2+)調節(jié)pH ZnO不溶物Zn(OH)2沉淀調節(jié)pH=12適量H2O2NaOH (aq)已知：Zn及其化合物的性質與Al及其化合物的性質相似。請回答下列問題：（1）用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有_ _。A去除油污B溶解鍍鋅層C去除鐵銹D鈍化（2）調節(jié)溶液A的pH可產生Zn(OH)2沉淀，為制得ZnO，后續(xù)操作步驟是_。（3）由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中，須持續(xù)通N2，其原因是_。（4）Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現(xiàn)固液分離？_(填“能”或“不能”)，理由是_。（5）用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測得產物Fe3O4中二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000 mol/L的K2Cr2O7的標準溶液250 mL，應準確稱取_g K2Cr2O7 (保留4位有效數(shù)字，已知MK2Cr2O7=294.0 g/mol)。配制該標準溶液時，下列儀器不必要用到的有_(用編號表示)。電子天平 燒杯 量筒 玻璃棒 容量瓶 膠頭滴管 移液管（6）滴定操作中，如果滴定前裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結束后氣泡消失，則測定結果將_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。2.(12分)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO3)2，其部分工藝流程如下：(1)一定條件下，NO與NO2存在下列反應：NO(g)NO2(g) N2O3(g)，其平衡常數(shù)表達式為K= 。(2)上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底部進入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋)，其目的是 ；濾渣可循環(huán)利用，濾渣的主要成分是 (填化學式)。(3)該工藝需控制NO和NO2物質的量之比接近1：1。若n(NO) ：n(NO)1：1,則會導致 ；若n(NO) ：n(NO)1：1,則會導致 。(4)生產中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO3)2會發(fā)生分解，產物之一是NO，其反應的離子方程式 。3.廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收銅并制備ZnO的部分實驗過程如下：(1)銅帽溶解時加入H2O2的目的是 (用化學方程式表示)。銅帽溶解后需將溶液中過量H2O2除去。除去H2O2的簡便方法是 。(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO，雜質為鐵及其氧化物)含量，實驗中需測定除去H2O2后溶液中Cu2的含量。實驗操作為：準確量取一定體積的含有Cu2的溶液于帶塞錐形瓶中，加適量水稀釋，調節(jié)pH=34，加入過量KI，用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。上述過程中的離子方程式如下：2Cu24I=2CuI(白色)I2 I22S2O32=2IS4O62滴定選用的指示劑為 ，滴定終點觀察到的現(xiàn)象為 。若滴定前溶液中H2O2沒有除盡，所測定的Cu2的含量將會 (填“偏高”“偏低”“不變”)。(3)已知pH11時Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成Zn(OH)42。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L1計算)開始沉淀的pH完全沉淀的pHFe31.13.2Fe25.88.8Zn25.98.9實驗中可選用的試劑：30% H2O2、1.0 mol·L1HNO3、1.0 mol·L1 NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為： ； ；過濾； ；過濾、洗滌、干燥900煅燒。4.鋇鹽行業(yè)生產中排出大量的鋇泥主要含有、等。某主要生產、的化工廠利用鋇泥制取，其部分工藝流程如下：水氯鎂石溶 解過濾熱水解沉淀鎂預氨化堿式碳酸鎂、濾液（1）酸溶后溶液中，與的反應化學方程式為 。（2）酸溶時通?？刂品磻獪囟炔怀^70，且不使用濃硝酸，原因是 、 。（3）該廠結合本廠實際，選用的X為 （填化學式）；中和使溶液中 （填離子符號）的濃度減少（中和引起的溶液體積變化可忽略）。 （4）上述流程中洗滌的目的是 。5.正極材料為的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鈷的資源匱乏限制了其進一步發(fā)展。（1）橄欖石型是一種潛在的鋰離子電池正極材料，它可以通過、與溶液發(fā)生共沉淀反應，所得沉淀經(jīng)80真空干燥、高溫成型而制得。共沉淀反應投料時，不將和溶液直接混合的原因是 。共沉淀反應的化學方程式為 。高溫成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的的導電性能外，還能 。（2）廢舊鋰離子電池的正極材料試樣（主要含有及少量AI、Fe等）可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。 在上述溶解過程中，被氧化成，在溶解過程中反應的化學方程式為 。 在空氣中加熱時，固體殘留率隨溫度的變化如右圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290時已完全脫水，則1000時，剩余固體的成分為 。（填化學式）；在350400范圍內，剩余固體的成分為 。（填化學式）。6.（10分）以水氯鎂石(主要成分為)為原料生產堿式碳酸鎂的主要流程如下： (l)預氨化過程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常溫下Mg(OH)2的，若溶液中，則溶液中= 。 (2)上述流程中的濾液濃縮結晶，所得主要固體物質的化學式為 。 (3)高溫煅燒堿式碳酸鎂得到。取堿式碳酸鎂4.66g，高溫煅燒至恒重，得到固體2.00g和標準狀況下0.896L，通過計算確定堿式碳酸鎂的化學式。 (4)若熱水解不完全，所得堿式碳酸鎂中將混有，則產品中鎂的質量分數(shù) （填 “升高”、“降低”或“不變”）。7.醫(yī)用氯化鈣可用于生產補鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業(yè)碳酸鈣（含有少量Na、Al3、Fe3等雜質）生產醫(yī)藥級二水合氯化鈣（CaCl2·2H2O的質量分數(shù)為97.0%103.0%）的主要流程如下：（1）除雜操作是加入氫氧化鈣，調節(jié)溶液的pH為8.08.5，以除去溶液中的少量Al3、Fe3。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的實驗操作是 。（2）酸化操作是加入鹽酸，調節(jié)溶液的pH為4.0，其目的有：將溶液中的少量Ca(OH)2 轉化為CaCl2；防止Ca2在蒸發(fā)時水解； 。（3）測定樣品中Cl含量的方法是：a.稱取0.7500g樣品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待測液于錐形瓶中；c.用0.05000mol·L1 AgNO3 溶液滴定至終點，消耗AgNO3 溶液體積的平均值為20.39mL。上述測定過程中需用溶液潤洗的儀器有： 。計算上述樣品中CaCl2·2H2O的質量分數(shù)為： 。若用上述方法測定的樣品中CaCl2·2H2O的質量分數(shù)偏高（測定過程中產生的誤差可忽略），其可能原因有： ； 。8.以氯化鉀和鈦白廠的副產品硫酸亞鐵為原料生產硫酸鉀、過二硫酸銨和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：（1）反應I前需在FeSO4 溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的Fe3。A鋅粉 B鐵屑 CKI溶液 DH2（2）反應I需控制反應溫度低35，其目的是 。（3）工業(yè)生產上常在反應的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是： 。（4）反應常被用于電解生產(NH4)2S2O8 (過二硫酸銨)。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應可表示為： 。9.由黃銅礦（主要成分是CuFeS2）煉制精銅的工藝流程示意圖如下：（1）在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1000°C左右，黃銅礦與空氣反應生成Cu和Fe的低價硫化物，且部分Fe的硫化物轉變?yōu)榈蛢r氧化物，該過程中兩個主要反應的化學方程式分別是_，_反射爐內生成爐渣的主要成分是_；（2）冰銅（Cu2S和FeS互相熔合而成）含Cu量為20%50%。轉爐中，將冰銅加熔劑（石英砂）在1200°C左右吹入空氣進行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化成Cu2O，生成的Cu2O與Cu2S反應，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發(fā)生反應的化學方程式分別是_；（3）粗銅的電解精煉如右圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應是圖中電極_（填圖中的字母）；在電極d上發(fā)生的電極反應式為_；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為_。10.鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C + xLi+ + xe- = LixC6 。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給回答下列問題：（1） LiCoO2中，Co元素的化合價為 。（2） 寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式 。（3） “酸浸”一般在80下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式 ；可用鹽酸代替H2SO4 和H2O2 的混合液，但缺點是 。（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式 。（5） 充電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化，寫出放電時電池反應方程式 。 （6） 上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 （填化學式）。11.某工廠用軟錳礦（含MnO2約70%及Al2O3）和閃鋅礦（含ZnS約80%及FeS），共同生產MnO2和Zn（干電池原料）。已知： A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。IV中的電解反應式為MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+ Zn+2H2SO4。（1）A中屬于還原產物的是 。（2）MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是 ；需要加熱的原因是 ；C的化學式是_。（3）該生產中除得到MnO2和Zn以外，還可得到的副產品是_。（4）如果不考慮生產中的損耗，除礦石外，需購買的化工原料是 。（5）要從Na2SO4溶液中得到芒硝（Na2SO410H2O），需進行的操作有蒸發(fā)濃縮、_、過濾、洗滌、干燥等。（6）從生產MnO2和Zn的角度計算，軟錳礦和閃鋅礦的質量比大約是 。（1）MnSO4 （1分）（2）增大溶液的pH，使Fe3+和Al3+均生成沉淀（2分） 促進Fe3+和Al3+的水解（1分） H2SO4（1分）（3）Fe2O3、Al2O3、S、Na2SO4（3分，錯漏一個扣1分）（4）純堿和硫酸（2分）純堿和硫酸（5）冷卻結晶（1分）2. 【參考答案】(1)k=c(N2O3)/c(NO)·c(NO2) (2)使尾氣中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2(3)放氣體中NO含量升高 產品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO22H=NO32NOH2O3. 【參考答案】(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O 加熱(至沸)(2)淀粉溶液 藍色褪去 偏高 (3)向濾液中加入30%的H2O2使其充分反應 滴加1.0 moL· L1的氫氧化鈉，調節(jié)pH約為5(或3.2pH5.9)，使Fe3沉淀完全 向濾液中滴加1.0 moL· L1的氫氧化鈉，調節(jié)pH約為10(或8.9pH11)，使Zn2沉淀完全【解析】本題以實驗室利用廢棄舊電池的銅帽回收銅并制備ZnO制取和分析為背景的綜合實驗題，涉及元素化合物知識、氧化還原滴定、指示劑選擇、誤差分析、實驗步驟、pH調節(jié)等多方面內容，考查學生對綜合實驗處理能力。【備考提示】實驗的基本操作、實驗儀器的選擇、實驗誤差分析、物質的除雜和檢驗等內容依然是高三復習的重點，也是我們能力培養(yǎng)的重要目標之一。4. 5. 、（4）升高1）Fe(OH)3若沒有沉淀完全，則會有Fe3存在，檢驗Fe3的存在用KSCN溶液最好，檢驗時一定要取上層清液，檢驗現(xiàn)象才能明顯；（2）空氣中的CO2會影響產品的純度，所以應該防止溶液吸收空氣中的CO2。（3）滴定實驗中，需潤洗的儀器有滴定管、移液管，該實驗是用 AgNO3 溶液滴定待測液的，所以需要潤洗的儀器一定有酸式滴定管。 根據(jù)關系式：CaCl2·2H2O 2AgNO3147 2×0.7500×25/250 0.05000×0.02039解得：0.999199.9%根據(jù)反應：CaCl2·2H2O 2Cl 2AgNO3若Cl偏多，則滴定的結果就會偏高，所以樣品中若混有含氯量高于CaCl2的或CaCl2·2H2O 晶體中的結晶水失去一部分都能使CaCl2·2H2O的質量分數(shù)偏高；答案：（1）取少量上層清液，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明Fe(OH)3 沉淀完全（2）防止溶液吸收空氣中的CO2（3）酸式滴定管 99.9% 樣品中存在少量的NaCl ，少量CaCl2·2H2O 失水16. 解析：（1）為了防止Fe2+被氧化，所以應加入既能防止Fe2+被氧化，又不會引入新雜質的物質，所以加入鐵屑最好。（2）溫度若較高則會促進Fe2+的水解，也會使NH4HCO3分解，所以反應溫度應低35。（3）要使K2SO4晶體析出，就要降低其在溶液中的溶解度，由于K2SO4是離子化合物，電解在醇類溶劑中的溶解度一定變小。（4）根據(jù)圖示知： (NH4)2SO4 (NH4)2S2O8 +H2H2應在陰極產生，所以陽極發(fā)生的變化就為：SO42S2O82答案：（1）B（2）防止NH4HCO3 分解（或減少Fe2+的水解 ）（3）降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4 析出（4）2SO422eS2O82高溫答案： （1）2Cu2FeS2+O2= Cu2S+2FeS+ SO2；2FeS+3O2=2FeO+2SO2；FeSiO3（2）冰2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2、2Cu2O+ Cu2S=6 Cu+ SO2（3）c；Cu2+2e-=Cu；Au、Ag以單質的形式沉積在c（陽極）下方，F(xiàn)e以Fe2+的形式進入電解液中（1）+3 （2）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 （3）（4）CoSO3+2NH4HCO3=CoCO3 +2(NH4)SO4 +H2O +CO2 （5）（6）Li+ 從負極中脫出，經(jīng)由電解質向正極移動并進入正極材料中； Al(OH)3 、 CoCO3、Li2SO4 專心-專注-專業(yè)