题型十 工艺流程题
1.(2017广西南宁二模)利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下:
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。 (1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol·L-1的硫酸,需量取浓硫酸 mL;配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需 。
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有 。(答出两点) (3)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2
Fe3+ 2.7 3.7 ,写出此反应的离子方程式: 。
(4)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下: 阳离子 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH Mg2+ — 11.1
加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Cr2
转化为Cr
。滤液Ⅱ中阳离子主要有 ;但溶液的pHAl3+ — 5.4(>8溶解) Cr3+ — 9(>9溶解) 不能超过8,其理由是 。
(5)钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaRMRn+nNa+,利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是 。
(6)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式: 。
?导学号40414161?
2.(2017陕西西安一模)研究发现:一节电池烂在地里,能够使一平方米的土地失去利用价值。废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量重金属上。将废旧锌锰电池回收处理,既能减少它对环境的污染,又能实现废电池的资源化利用。
(1)回收填料中的二氧化锰和氯化铵。已知:废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。回收物质的流程如图所示。
①操作中先将电池填料研碎的目的是 。
②操作1和操作2的名称都是 ,该操作中玻璃棒的作用是 。 ③灼烧滤渣1的目的是 。
(2)回收二氯化锰:将废旧锌锰电池处理,得到含锰混合物,向该混合物加入浓盐酸并加热。
①写出MnO(OH)与浓盐酸反应的化学方程式: 。
②锰回收新方法:向废旧锌锰电池内的混合物中加入一定量的稀硫酸和稀草酸(H2C2O4),并不断搅拌至无CO2产生为止,写出MnO(OH)参与反应的化学方程式: 。与使用浓盐酸回收锰相比,新方法的优点是 (答1点即可)。
1
(3)废电池的锌皮可用于回收制作ZnSO4·7H2O。过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:常温下,加入稀硫酸和H2O2,铁溶解变为Fe3+,加碱调节pH为4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中c(Fe3+)= mol·L-1。继续加碱调节pH为 时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 mol·L-1)。部分难溶电解质的溶度积常数(Ksp)如下表: 化合物 Ksp近似值 Zn(OH)2 10-17
?导学号40414162?
3.(2017贵州遵义二模)镁被称为“国防金属”,镁及其合金用途很广,目前世界上60%的镁从海水中提取。从海水中提取镁的流程如下:
Fe(OH)2 10-17 Fe(OH)3 2.6×10-39
请根据上述流程图和镁及化合物的性质回答下列问题:
(1)用贝壳煅烧生石灰的化学方程式为 。 (2)氢氧化镁溶于盐酸的离子方程式为 。 (3)简述由MgCl2·6H2O制无水MgCl2,加热时通HCl气体的主要原因是 。 (4)Mg(OH)2煅烧可得熔点很高的MgO,MgO的电子式为 。
(5)MgCl2和AlCl3的熔点均较低,而MgO和Al2O3的熔点都很高。为什么冶炼金属镁是电解MgCl2,而冶炼金属铝则电解Al2O3? 。 (6)某MgCl2溶液的浓度为0.01 mol·L-1,在该溶液中滴加NaOH溶液至pH=10,此时溶液中的Mg2+是否沉淀完全? (填“是”或“否”),此时c(Mg2+)= 。[已知:Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11] 4.(2017湖南邵阳二模)三盐(3PbO·PbSO4·H2O)可用作聚氯乙烯的热稳定剂,200 ℃以上开始失去结晶水,不溶于水及有机溶剂。以200 t铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如图所示。
已知:PbSO4和PbCO3的溶解度和溶度积Ksp如下表。
化合物 溶解度/g Ksp PbSO4 1.03×10-4 1.82×10-8 (1)步骤①转化的目的是 ,
滤液1中的溶质为Na2CO3和 (填化学式)。
(2)步骤③酸溶时,为提高酸溶速率,可采取的措施是 (任写一条)。其中铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为 。 (3)滤液2中可循环利用的溶质的化学式为 。若步骤④沉铅后的滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5 mol·L-1,则此时c(S
PbCO3 1.81×10-7 1.46×10-13 )= mol·L-1。
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(4)步骤⑦洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤完全的方法是 。
(5)步骤⑥合成三盐的化学方程式为 ,若得到纯净干燥的三盐
99.0 t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为 。?导学号40414163? 5.(2017广东茂名一模)硼氢化钠(NaBH4)具有优良的还原性,在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。利用硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)制取NaBH4的流程如图1:
图1
图2
已知:偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水,不溶于醇,在碱性条件下稳定存在。回答下列问题: (1)写出加快硼精矿溶解速率的措施 (写一种)。 (2)操作1为 ,滤渣主要成分为 。
(3)除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:①能将硅、铝以沉淀除去;② 。
(4)氢化镁(MgH2)中H元素的化合价为 ;MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应1,其化学方程式为 。
(5)如图2在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式 。
(6)硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,从而变废为宝,写出该反应的离子方程式: 。
?导学号40414164?
6.(2017福建福州一中四模)下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:
(1)脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是 。
(2)脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是 (填选项)。 A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.O3
(3)流程中Fe(OH)3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有 。
(4)合成氨反应的原料气中V(N2)∶V(H2)=1∶3。平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如下图所示:
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