工艺流程高考题
1. 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为 ;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为 。 (2)固体混合物B的组成为 ;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式: CuO + Al2O3 CuAlO2 + ↑(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液 L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。
2.石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是_________________。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体I中的碳氧化物主要为_______________,由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为______________。 (3)步骤①为:搅拌、________、所得溶液IV中的阴离子有_______________。
(4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为___________________,100kg初级石墨最多可获得V的质量为___________kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成图19防腐示意图,并作相应标注。
3、(2014广州调研)锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
(NH4)2S H2SO4 MnO2 氨水
Mn 滤液 除杂 碳酸锰矿粉 电解 滤液 溶浸 除杂 电解废水 滤渣1 滤渣2 Ⅲ Ⅳ ⅠⅡ
℃
1
已知25℃,部分物质的溶度积常数如下: Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 MnS CoS NiS 物质 Ksp 2.1×10-13 3.0×10-16 5.0×10-16 1.0×10-11 5.0×10-22 1.0×10-22 (1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。 (2)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式是 ,加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0,以除去Fe3+。 (3)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是 。 (4)步骤Ⅳ中,在 (填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为 。
(5)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。进行二级沉降的目的是 。
4.(2014广州一模)某地煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用工艺设计如下:
(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为
__________________________________、______________________________________ (2)“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。(写出两个) (3)物质X的化学式为___________。
“碱溶”时反应的离子方程式为____________________________________。
(4)已知Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2,Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得产品Al(OH) 3,从煤矸石的盐酸浸取液开始,若只用CaCO3一种试剂,后续操作过程是_________________________________________________________。 (5)以煤矸石为原料还可以开发其他产品,例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后,常温下向AlCl3溶液中不断通入HCl气体,可析出大量AlCl3·6H2O晶体,结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因:_______________________________________________________________。
5.(2014广州二模)碲(Te)为ⅥA族元素,是当今高新技术新材料的主要成分之一。工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲。
(1)粗铜中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO2及其他化合物,电解精炼后,阳极泥中主要含有TeO2、少量金属单质及其他化合物。电解精炼粗铜时,阳极电极反应式为____________。
(2)TeO2是两性氧化物,微溶于水,可溶于强酸或强碱。从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下:
2
①“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为_______________________________________。 ②“沉碲”时控制溶液的pH为4.5-5.0,生成TeO2沉淀。如果H2SO4过量,溶液酸度过大,将导致碲的沉淀不完全,原因是____________________________________;防止局部酸度过大的操作方法是_______________________________________________________________。 ③“酸溶”后,将SO2通入TeCl4溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是 ______________________________________________________。
6.(2014深圳一模)从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下:
水 铬渣 浸取 稀NaOH 调pH约3.6并微热 滤渣A 过滤 滤液 操作B 产品
母液 酸化、还原 酸C+Na2SO3溶液
调pH为5 NaOH溶液
过滤 滤渣D
……
已知:①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+;②Fe3+、Cr3+完全沉淀(c ≤1.0×10-5 mol·L-1)时pH分别为3.6和5。
(1)“微热”除能加快反应速率外,同时还可以 ,滤渣A为 (填化学式)。
(2)根据溶解度(S)∽温度(T)曲线,操作B的最佳方法为 (填字母序号)
A.蒸发浓缩,趁热过滤 B.蒸发浓缩,降温结晶,过滤
-
(3)酸化后Cr2O72可被SO32-还原成Cr3+,离子方程式
为: ;酸C为 ,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]= 。
--(4)根据2CrO42+2H+ Cr2O72+H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解电源 Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极连接电源的 极,其电极反应式为 。 NaOH 浓溶液 7.(2014深圳二模)粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au(金)和PbSO4等杂质,湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如下:
3
空气 阳极泥 焙烧 焙烧后 阳极泥 硫酸 过滤 酸浸渣 操作Ⅱ 碳酸钠 溶夜 碱浸渣 过滤 脱铅渣 溶金 含AuCl4溶液 - Na2Cr2O7 溶液 Na2CrO4 溶液
硫酸铜 操作Ⅰ 溶液 硫酸铜晶体 滤液1 NaOH 稀溶液 Na+交换膜 滤液2 硝酸铅 硫酸 溶液 过滤 硫酸铅 废渣 SO2 Au 硝酸
(1)用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜,阳极的电极反应式有: ..
和Cu-2e-= Cu2+。
(2)焙烧阳极泥时,为了提高焙烧效率,采取的合理措施
是 ,焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外,还有 (填化学式)。
(3)操作I的主要步骤为 ,操作Ⅱ的名称是 (4)写出用SO2还原AuCl4-的离子方程式 (5)为了减少废液排放、充分利用有用资源,工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循
环操作,请指出流程图中另一处类似的做法
10-13,Ksp(PbSO4)= 1.82×10-8,用离子方程式(6)已知298K时,Ksp(PbCO3)=1.46×
表示加入碳酸钠溶液的作用
8.(2014湛江一模)铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,下图所示是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程。 醋酸 KCl H2O 醋酸 O2 pH<5 pH=7~8 废操碳酸钠 操操焙浸中酸液作 作 作 处铬铁矿 烧出和化I II III 理 CO2
已知1:物质的溶解度(g/100g水) 已知2:
0℃ 40℃ 80℃ ①焙烧时有Na2CrO4、 Fe2O3 、NaAlO2 等生成。 物质 KCl 28.0 40.1 51.3 ②Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+ ; NaCl 35.7 36.4 38.0 Cr2O72-具有很强的氧化性 K2Cr2O7 4.7 26.3 73.0 Na2Cr2O7 163.0 215.0 376.0 回答问题:
(1)“浸出”步骤中,为了提高浸出率,可采取的措施有 (要求写一条)。 (2)固体b中主要含有 (填写化学式)。 (3)要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用 (填写仪器或用品名称)。 (4)酸化步骤用醋酸调节溶液的pH﹤5,其目的是 ; 不用盐酸调节溶液pH的原因是 。 (5)操作III发生反应的化学方程式是 , 要得到K2Cr2O7 晶体的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、 、 和干燥。
9.(2014湛江二模)工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
4
固体a 固体b K2Cr2O7晶体
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有(写一条) 。 (2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol?L-1, 滤液中残留的c(Ca2+)= 〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol?L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是___________ 。 (6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是 。 副产品A的化学式是 。
10.(10分)氯化铁是常见的水处理剂,工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
(1)试写出吸收塔中吸收剂Q(FeCl2)反应的离子方程式: 。 (2)六水合氯化铁在水中的溶解度如下: 温度/℃ 溶解度(g/100gH2O) 0 74.4 10 81.9 20 91.8 30 106.8 50 315.1 80 525.8 100 535.7 从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)常温下,若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀,pH=4时,溶液中c(Fe3+)=
--
mol·L1。(常温下Ksp[Fe(OH)3]=2.6×1039)。
5
高考--工艺流程题(含答案)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)
![](/skin/haowen/images/icon_star.png)