化學(xué)流程圖專題

化學(xué)流程圖專題【例1】重鉻酸鈉(Na2Cr2O7?2H2O)俗稱紅磯鈉，在工業(yè)方面有廣泛用途。我國目前主要是以鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3，還含有A12O3、MgO、SiO2等雜質(zhì))為主要原料進行生產(chǎn)，其主要工藝流程如下：中涉及的主要反應(yīng)有：主反應(yīng)：4FeO?CrO+8NaCO+7O8NaCrO+2FeO+8CO.TOC\o"1-5"\h\z2323224232副反應(yīng)：SiO2+Na2CO3塞Na2SiO3+CO2f、Al2O3+Na2CO^=2NaAlO2+CO2?部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH：沉淀物A1(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀時溶液pH4.73.711.25.6TOC\o"1-5"\h\z試回答下列問題：⑴“①”中反應(yīng)是在回轉(zhuǎn)窯中進行，反應(yīng)時需不斷攪拌，其作用—。兩個副反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，但在高溫下均能自發(fā)進行，其原因。(2)“③”中調(diào)節(jié)pH至4.7,目的是。⑶“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，請寫出該平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：。⑷“⑦”中采用冷卻結(jié)晶的方法析出紅磯鈉，依據(jù)。【例2】明磯石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料，明磯石的組成和明磯相似，此外還含有氧化鋁和少量氧化鐵雜質(zhì)。具體實驗步驟如下圖所示：焙燒—浸出—過濾乎鉀氮混和肥料沉淀物f溶解焙燒—浸出—過濾乎鉀氮混和肥料沉淀物f溶解濾液I引過轡T水導(dǎo)-氫』化鈉氣&鐵空氣過濾―氯氧化鉗根據(jù)上述圖示，完成下列填空：(1)明磯石焙燒后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取濃氨水(每升含有251.28g氨)mL,用規(guī)格為mL量筒量取。氨水浸出后得到固體混合體系，過濾，濾液中除K+、SO42-外，還有大量的NH4+。檢驗NH4+的方法是。

TOC\o"1-5"\h\z寫出沉淀物中所有物質(zhì)的化學(xué)式。濾液I的成分是水和。為測定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中鉀的含量，請完善下列步驟：①稱取鉀氮肥試樣并溶于水，加入足量溶液，產(chǎn)生白色沉淀。②、、(依次填寫實驗操作名稱)。③冷卻、稱重。若試樣為mg,沉淀的物質(zhì)的量為nmol，則試樣中K2SO4的物質(zhì)的量為：mol(用含有m、n的代數(shù)式表示)。【例3】二氧化錳是制造鋅錳干電池的基本材料。工業(yè)上以軟錳礦為原料，利用硫酸亞鐵制備高純二氧化錳的流程如下：r*濾渣H陽過星FeSCX軟盤礦r*濾渣H陽過星FeSCX軟盤礦f過濾一了濾渣AMnS1徴f至5.4—>過濾加熱L濾液至沸―>—氨水某軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見下表，回答下列問題:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.o0>-0.42>2.5>7>7FeSO4在酸性條件下將MnO2還原為MnSO4，酸浸時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為濾渣A的主要成分是。加入MnS的目的是除去雜質(zhì)。堿性鋅錳電池中，MnO2參與的電極反應(yīng)方程式為。從廢舊堿性鋅錳電池中可以回收利用的物質(zhì)(寫兩種)。【例4】將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏(CaSO4?2H2O)轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料,無論從經(jīng)濟效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護角度看都具有重要意義。以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖。本工藝中所用的原料除CaSO4?2H2O、KCl外，還需要等原料寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：過濾I操作所得固體中，除CaCO3外還含有(填化學(xué)式)等物質(zhì)，該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料。過濾I操作所得濾液是(NH4)2SO4溶液。檢驗濾液中含有CO32d的方法是：。已知不同溫度下K2SO4在100g水中達到飽和時溶解的量如下表：溫度(C)02060K2SO4溶解的量(g)7.411.118.260°C時K2SO4的飽和溶液591g冷卻到0°C,可析出K2SO4晶體g氯化鈣結(jié)晶水合物(CaCl2?6H2O)是目前常用的無機儲熱材料，選擇的依據(jù)a熔點較低(29C熔化)b能導(dǎo)電c能制冷d無毒上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的是：?！纠?】以濃硫酸、濃硝酸、粗銅、水和空氣為原料可制得硫酸銅(CuSO『5H2O)。制取硫酸銅晶體的過程如下圖所示。回答下列問題：配平在濾液(III)中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)主程式：—NOx+—H2O+—O2—JHNO3。寫出制取硫酸銅的總反應(yīng)方程式。在上述生產(chǎn)過程中，被循環(huán)使用的物質(zhì)是。請你選用下列適宜的裝置來模擬上述生產(chǎn)過程。將它們的編號填入方框。例6】工業(yè)制備高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。

空氣KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的（填代號）。a.84消毒液（NaClO溶液）b.雙氧水c.苯酚d.75%酒精高錳酸鉀保存在棕色試劑瓶，下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的（填代號）。a.濃硝酸b.硝酸銀c.氯水d.燒堿上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有、（寫化學(xué)式）。若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失，則1molMnO2可制得molKMnO4。該生產(chǎn)中需要純凈的co2氣體。若實驗室要制備純凈的CO2，所需試劑最好選擇（選填代號）用（填操作步驟）、趁熱過濾得到用（填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體。填性質(zhì)）上的差異，采練習(xí)1.減少SO2的排放、回收利用SO2成為世界性的研究課題。我國研究人員研制的利用低品位軟錳礦漿主要成分是MnO2)吸收廢渣高溫焙燒產(chǎn)生的S02，制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下：廢渣-高溫焙燒卜SO?軟錳礦漿-廢渣-高溫焙燒卜SO?軟錳礦漿-|浸出|-浸出液-濾渣MnSO4?H2O-干燥浸出液的pHV2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、A13+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。

有關(guān)金屬離子的半徑以及形成氫氧化物沉淀時的pH見下表，陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果見下圖。離子離子半徑離子離子半徑(pm)開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7A13+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99一一已知PbO2的氧化性大于MnO2。請回答下列問題：⑴寫出浸出過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式，氧化過程中主要反應(yīng)的離子方程。⑵在氧化后的液體中加入石灰漿，用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至。⑶陽離子吸附劑用于除去雜質(zhì)金屬離子。決定陽離子吸附劑吸附效果的因素是(填寫序號)。a.溶液的pHb金屬離子的電荷c?金屬離子的半徑d吸附時間⑷操作a包括等過程。2.重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室的重要氧化劑。實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)重鉻酸鉀時用鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3)、純堿、燒堿、氯酸鉀等為原料先制得鉻酸鈉(Na2CrO4),涉及的主要反應(yīng)是6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KC1O312Na2CrO4+3Fe2O3+7KC1+12H2O，然后將鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7。其主要工藝如下：試回答下列問題：在反應(yīng)器①中，有Na2CrO4生成，同時Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO?，雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，寫出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：。NaFeO2能強烈水解，在操作②生成沉淀而除去，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。操作③的目的是什么，用簡要的文字和化學(xué)方程式說明：(4)操作④中，酸化時，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式:(5)稱取重鉻酸鉀試樣2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL2mol/LH2SO4溶液和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放于暗處5min,然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol/LNa2S2O3標準溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。TOC\o"1-5"\h\z22322346判斷達到滴定終點的依據(jù)是：；若實驗中共用去Na2S2O3標準溶液40.00mL,則所得產(chǎn)品中的重鉻酸鉀的純度為(設(shè)K2Cr2O7的摩爾質(zhì)量為294g?mol-1，整個過程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng))。3、工業(yè)上用鋁土礦(含氧化鋁、氧化鐵)制取鋁的過程如下：請回答下列問題：沉淀C的化學(xué)式為，該物質(zhì)除了用于金屬冶煉以外，還可用作。電解熔融的氧化鋁時，加入冰晶石的作用是。操作I、操作II、操作III都是(填操作名稱)，實驗室要洗滌A1(OH)3沉淀應(yīng)該在裝置中進行。生產(chǎn)過程中，除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)(填化學(xué)式)。用此法制取鋁的副產(chǎn)品是(填化學(xué)式)。寫出Na2CO3溶液與CaO反應(yīng)離子方程式：。若鋁土礦中還含有二氧化硅，此生產(chǎn)過程中得到的氧化鋁將混有雜質(zhì)：(填化學(xué)式)。4.現(xiàn)有含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的氯化銅晶體(CuC12?2H2O),為制取純凈的CuC12?2H2O，首先將其制成水溶液，然后按下圖所示步驟進行提純：已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強氧化性，要將溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀為氫氧化物，需溶液的pH分別為6.4、6.4、3.7。請回答下列問題：（1）本實驗最適合的氧化劑X是A．K2Cr2O7B．NaClOC．H2O2D．KMnO4（2）物質(zhì)Y不可以是A．CuOB．CuCl2C．Cu（OH）2D．CuCO3（3）除去Fe3+的有關(guān)離子方程式是（物質(zhì)Y在（2）中選擇合適的選項）：（4）加入氧化劑的目的是。（5）最后能不能直接蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl2?2H2O?（填“能”或“不能”）。如不能，應(yīng)如何操作？（如能，此空不填）。5．碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，無臭無味，酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，與氫碘酸、二氧化硫等還原性物質(zhì)作用，被還原為單質(zhì)碘，在堿性介質(zhì)中，碘酸鉀能被氯氣、次氯酸鹽等氧化為高碘酸鉀。碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定，加熱至560°C開始分解。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：I2+KClO3+H2O--KH（IO丄+KCl+Cl2f（未配平）（1）已知步驟①反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)中，兩種還原產(chǎn)物所得電子數(shù)相同，請配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式:（2）步驟②中，用稀酸酸化的作用是；在稀硝酸和稀鹽酸中不能選用的酸是：，其原因是（3）步驟③要保持溶液微沸1小時以完全排出氯氣，排出氯氣的原因為（4）參照下表碘酸鉀的溶解度，步驟11得到碘酸鉀晶體，你建議的方法是溫度/C01020406080KIO3g/100g水4.606.278.0812.618.324.8

6.(10分)工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%沖含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、C卜和SO42-等雜質(zhì)，提純工藝線路如下：I、碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示:I、碳酸鈉的飽和溶液在不同溫度下析出的溶質(zhì)如下圖所示:TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"血2卩1°電0|Na??7*0丨血彳卩也0”3236t(°C)II、有關(guān)物質(zhì)的溶度積如下:物質(zhì)CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe(OH)3Ksp4.96x10—96.82x10—64.68x10—65.61x10—122.64x10—39TOC\o"1-5"\h\z回答下列問題:加入NaOH溶液時，首先生成的沉淀是(填化學(xué)式)；生成氫氧化鎂沉淀的離子方程式為，。“趁熱過濾”時的溫度應(yīng)控制在。有人從“綠色化學(xué)”角度設(shè)想將“母液”沿流程中虛線所示進行循環(huán)使用。請你分析實際工業(yè)生產(chǎn)中是否可行，并說明理由。(4)已知:Na(4)已知:Na2CO3?10H2O(s)=Na2CO3(s)+10鈦0(1)Na2CO3?10H2O(s)=Na2CO3.H2O(s)+9H2O(g)H=+92.36kJmol—1H=+473.63kJ?mol―1又知：H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJmol—1寫出Na2CO3?H2O脫水生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式

參考答案例1【答案】⑴使反應(yīng)物接觸更充分，加快反應(yīng)速率AS〉。⑵除去溶液中的A102—、SiO32—⑶2CrO42-+2H^^Cr2O72-+H2O⑷紅磯鈉的溶解度隨溫度的降低而減小例2【答案】(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(2)Fe(OH)3Al(OH)33)Cu2+Zn2+5)鋅、⑷Mnq+^O+e亠MnOOH+OH-(或ZHnq+^O+Ze-M^q+ZOH-)5)鋅、例3【答案】(1)78；100。(2)取濾液少許，加入NaOH,加熱，生成的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變m-132n藍。⑶A1(OH)3；A12O3；Fe2O3。(4)K2SO4；(NH4)2SO4。(5)BaCl2；過濾；洗滌；干燥。(6)必mol。例4【答案】(1)CaCO3NH3H2O(2)CaSO4+CO32-fCaCO3J+SO42-(3)CaSO4(4)濾液中滴加鹽酸產(chǎn)生氣泡(5)54g(6)ad例5答案：(1例5答案：(1)2Cu+O2+2H2SO例6【答案】(1)ab(2)d3)B、A。2CuSO+3)B、A。44233)MnO2；KOH(4)2/3(5)cd；A；(6)過濾；溶解度；濃縮結(jié)晶練習(xí)2Fe2++2Fe2++MnO2+4H亠2Fe3++Mn2++2H2O蒸發(fā)濃縮結(jié)晶4.7?8.3⑶)bcd⑷)2.(1)Al2O3+Na2CO3亙2NaAlO2+CO2f(2分)NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3J+NaOH(2分)由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解：SiO32-+2H2^^H2SiO3+2OH-(或SiO32-+