工业流程题训练

工业流程题训练
(1)
(3)
(4) 操作A的名称是______________ . （2）NaCIO 3中氯元素的化合价为
蒸发所需的仪器有铁架台（带铁圈）、蒸发皿、酒精灯和
_
价.
(5) 该流程中可以循环利用的物质是H2SO4和
工业流程题
1、以电解食盐水为基础制取氯气、氢氧化钠等产品的工业称为“氯碱工业"，它是目前化学工业的重要支柱之一。

由于粗盐中含有少量MgC
2、CaCb、NaSQ等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。

以粗
盐为原料的“氯碱工业”流程如下：
回答下列问题: 氯气、氢氧化钠在工业上有广泛的用途。

下列关于氢氧化钠的描述中，错误的是液代替BaCL溶液可达到同样的目的。

（4）电解饱和NaCI溶液的化学方程式是
（5）该流程中可以循环利用的物质是____________________ 。

2、MnO 2是一种重要的无机功能材料，粗MnO 2 （含有较多的MnO和MnCO 3）的提纯是工业生产的重要
环节.如图是某研究性学习小组在实验室中模拟工业上粗MnO 2转化为MnO 2的工艺流程.
样品r*加MC10请
摄作土禅作B~*
■
喊b （含址53）
MnO;固体
请回答下列问题:
(1)
(2)
(3)
•能去除油污，可做厨房清洁剂
.水溶液能使石蕊溶液变红
操作②的名称是
B. 易溶于水，溶解时放岀大量的热
D.
，操作④的名称是
操作①②间除杂质时所加的三种试剂是
可用作某些气体的干燥剂
NaOH溶液、NaCQ溶液、BaCL溶液（均过量），其顺序要求是：NaCO溶液必须在BaCL溶液之（填“前"或“后"）加入。

有同学提出用
3、高纯氧化钙是用于电子工业重要的无机化工原料•用硝酸钙溶液制备高纯氧化钙的工艺流程如下:
反应池中发生反应的化学方程式为：CO2+2NH3?H2O+Ca (NO3) 2—2NH 4NO 3+CaCO 3 J +H2O
请回答下列问题： (1)过滤操作中玻璃棒的作用是•
(2) ___________________________________________________________ 过滤后所得沉淀表面可能含有的可溶性杂质有__________________________________________________________ (写岀一种即可)
(3) ______________________________________________________ 该工艺流程中可循环使用的物质是•
(4) 冷却需在干燥的环境中进行，否则制得的高纯氧化钙中会混有的杂质是
(5) 上述流程中的副产物NH4NO3可用作氮肥，氮肥的主要作用是•
A、促进植物生长，叶色浓绿
B、增强作物的抗寒，抗旱能力
C、增强作物的抗病虫害和抗倒伏能力.
4、FeSO4?7H2O是一种重要的食品和饲料添加剂. 某工业废渣主成分是Fe2O3,还含有CaCO3和SiO2
溶于水也不溶于稀硫酸)，实验室用此废渣制备FeSO4?7H2O的流程如图
KQH IL | 'J KjMnOj
①it
COiflSk
gg 1
②扇協水「②吳ft 1
I法釣应
- =
►
已知相关物质的溶解度(20 C)如下表:
(1) _________________________________ KMnO 4中锰元素的化合价为________ 。

(2)操作I的名称是。

"干燥”过程中温度不宜过
高的原因是_______________________ (用化学方程式表示)。

⑶“通CO2 酸化”，反应的化学方程式为：3K2 MnO 4+2CO 2======2KMnO 4+MnO 2 J +2K2 CO3
若用稀H2SO4酸化，反应的化学方程式为：3K2 MnO 4+2H2 SO4=====2KMnO 4+MnO 2 J +2K2SO4+2H2O
工业上不米用稀H2SO4酸化的原因是____________________________________________ 。

⑷电解法也可以实现由K2MnO 4向KMnO 4的转化，反应的化学方程式为：2K 2MnO 4+2H 2O
1:
请根据流程图回答下列问题：
(1)稀硫酸与粉末中的氧化铁反
应的化学方程式为____________
(2)操作②所需要的玻璃仪器
是：烧杯、玻璃棒和______
(3)经测定，滤渣中只含有
和SiO2，你认为实验室
“能”或者“不能”)用粉末状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳.
Fe与Fe2 ( SQ) 3反应的化学方程式为_________________
硫酸亚铁的溶解度曲线如图2.待结晶完毕后，滤除晶体，用少量冰水洗涤 2 -
用冰水洗涤的目的是：I除去晶体表面附着的杂质；
(4)
(5)
3次.
n ___________________________________________________________________ .
5、工业上以高纯度的二氧化锰为原料制备高锰酸钾的主要流程如下:
2KMnO 4+2KOH 十W 与“通CO2酸化”相比，其优点是 __________________________________________
&我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，其生产纯碱的产品和副产品氯化铵的工艺流程如图所示：
(1) NH 3溶于水得到氨水，将无色酚酞溶液滴入 、过滤.
(4 )上述工艺流程中可循环利用的物质是
9、七水硫酸镁(MgSO 7HC )是一种重要的化工原料，在 48.1 C 以下的潮湿空气中稳定，在温热干燥空
气中易失去结晶水。

工业上将白云石(主要成分为
MgCO CaCO )煅烧成粉，用于制取 MgSO ・ 7H0,工艺
流程如下图所示：
6、硫酸铜晶体常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂。

以下是由废铜料 (含铁)生产硫酸铜晶体的流程。

由苞丙芮严更毎桢亠航鹼耐佯
② u (3) 1 i _______ 釀航醴*如毎 ____________ \ 逾轻n ④
⑴B 的化学式为 ____________ ，操作a 的名称是 ______________ 。

(2) ②的反应基本类型为 _________________ ;反应①、③的化学方程式分别为
① ___________________________________ :③ _____________________________________ 。

(3) 已知：Cu+2H 2SO 4 (浓) △ CuSO 4+ SO 2 f +2H 20。

从环保和经济的角度分析，
股刚和配.兰剂壬晅殛攥作2
予
对比途径I 、H,途径I 的优点有：不产生有害气体和 ______________________________。

7、以钛铁矿(主要成分FeTiO3，钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿 与
浓硫酸发生反应的化学方程式为： FeTiO 3 + 2H 2SO 4===TiOSO 4 + FeSO 4 + 2H 2O 回答下列问题:
(1)钛酸亚铁中钛元素的化合价为
上述制备TiO 2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是 ⑶反应TiCI4 + 2Mg
•2MgCI2 + Ti 在Ar 气氛中进行的理由是
⑵上述生产流程中加入物质 A 的目的
是防止Fe 2+被氧化，物质A 是 __________
色.
桂和 -■-■CO? it
古
氨水中，溶液呈
(2)写出反应I 的化学方程式
该反应的基本类型为 (3)操作a 的过程是
(1) ____________________________________________________________ 煅烧过程中，MgCO专化为MgO的基本反应类型是 ___________________________________________________________ 。

(2)写出MgC与HSQ反应的
⑵操作I 的名称为 ________________ ，沉淀的主要物质为 (
填化学式)•
(3) 蒸氨过程中涉及的反应类型
填编号)• A •复分解反应 B •化合反
应 C •分解反应
D •置换
反应
(4) __________________________________________ 操作山包含一系列操作：蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥. (5)
可循环利用的物质除了 NH 外，还有 ( 填化学式)•
12、过氧化钙(CaO )是一种对环境友好的多功能无机化合物，通常有两种制备方法。

已知：温度过高过 氧化钙会分解生成氧化物和氧气。

方法1:由Ca(OH)2为原料最终制得，其制备流程如下：
化学方程式 ___________________________ 。

(3)操作a 的名称为 ______________________ 。

(4)将分离后的母液 循环利用的目的是 ______________________ 。

(5)干燥得成品时，需要控制的条件是 _______________________ 10、某热电厂用脱硫得到的石膏( CaSO 4?2H 2O )生产K 2SO 4肥料的流程如下•请回答下列问题:
(1)石膏中S 的化合价是 •脱
拌，其目的是
* Mi —*—• Ai&n
产事畸sm
KI ⑷
CtfCOj
(3 )实验室完成过滤操作所需要的仪器有铁架台、玻璃棒以及
(5
)该工艺可以循环利用的物质有 __________ 气体能使湿润的红色石蕊试纸变 _________ 色.
硫过程的化学方程式为
2CaCO 3+2SO 2+O 2+4H 2O=2CaSO 4 ?2H 2O+2 ____ •
(2)石膏与饱和(NH 4) 2CO 3溶 液相混合，发生反应I 时需不断搅
(填字母序号)，
玻璃棒的作用是 _________ •
(4) ( NH 4) 2SO 4与KCl 溶液需在浓氨水中发生反应 析岀K 2SO 4晶体•此反应的基本类型是 ____________ ，浓氨 水的作用是 _____________________________________ ，反应
H
需在密闭容器中进行的原因是 ____________ •
(写一种)，畐产品NH 4CI 与NaOH 溶液混合微热，产生的
11、硫酸钙转化为 K 2SO 和CaCl 2?6H 2O 的工艺流程如下:
KCI
CaCh •
(1)吸收过程中发生了化学反应，化学方程式为
方法2:由鸡蛋壳(含CaCO 高达90%)为原料最终反应制得，其制备流程如下:
=CaQ • 8HO J + 2NH4C1。

制备过程中除水外可循环使用的物质 是 ____________ (填化学式)；
(2) ___________________________ 方法2中气体X 是 ____________ ，实验室常用 溶液来吸收。

煅烧后的反应
时化合反 应，也能生成 CaQ • 8H 2O,反应的化学方程式为 ___________________________________ 。

该反应需控制温度在 0〜2'C,可将反应器放置在 ____________ 中，获得CaO2产品中主要含有的固体杂质是 ____________________ (填 化学式)；(3)这两种制法均要求在低温下进行(除煅烧外) ，温度过高除了防止氨水挥发外，还
能
；
(4) “绿色化学”一般是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物，则上述两种方法中生成 的反应符合“绿色化学”的是
(填“方法1 ”或“方法2”)。

13、能源非石油化”是战略目标，发展以CH 4、CO 2等为原料的“C 化学”成为当今化工生产的必然趋势. 通 常天然气中含有H 2S 等有毒气体，图为天然气合成氨的工艺流程.
用下可直接分解获得 C 6H 6和H 2，化学方程式为
(3)①中CH 4与H 2O (气)反应生成 CO 2、H 2,化学方程式是
(1)钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁
(FeTiO s )，其中钛元素的化合价为
预处理方 的鸡蛋壳
----- *产品
(1)方法1中搅拌的目的是。

请将搅拌过程中发生反应的化学方程式补充完整:
CaCl 2 + H 2Q + 2NH 3 • H 2O + 6 CaQ • 8H 2O
(2) CH 4可合成多种无机物和有机物•研究 CH 4和CO 2反应生成CO 和H 2,重大意义在 我国科研人员首先发现 CH 4在一种催化剂的作
②中一般加入K 2CO 3的水溶液吸收CO 2,此反应方程式： N 2与H 2按照分子数
反应生成NH 3.
(4)使用Fe 2O 3?H 2O 除去H 2S ，生成物中含硫元素的物质 有 种•右图是实验室模拟合成氨气的装置
甲装置的作用有三个：一是将氮气和氢气干燥；二是使氮气 和氢气充分混合；三是 ，从而提高氮
气和氢气的利用率。

(5) 流程中参与循环的物质是
-
| TiCU
*
(填化学式).
14、金属钛被称为铁和铝之后崛起 的“第三金属”，它是航海、化工、 医疗上不可缺少的材料。

工业上用 钛铁
矿(主要成分 FeTiO s )制备金 属钛的
一种工艺流程如下图所示。

(部分产物略)
(1)甲烷-氧气燃料电池是将 能转化为电能的装置.
于
TJCL
FeCl.
I T 420 9
(2) ______________________________________________________ 步骤②分离出TiCI 4的方法，利用了TiCI 4与FeCb __________________________________________________ 的不同。

(3 ［④反应的化学方程式为_____________ ，该反应在氩气中进行的理由是 ____________
(4)绿色化学提倡物料循环。

以上流程中，可用于循环的物质除CI2、Mg外，还有
15.某矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如图所示:
(1)溶液A中共含有________ 种阳离子；(2)在溶液A中加入熟石灰调节溶液的pH，可以使溶液中的金
属阳离子转化为沉淀•该实验条件下，使金属阳离子沉淀的相关pH数据见下表•为保证产品纯度、减少
产品损失，并便于操作，溶液B的pH可容许的范围为；
Mg (OH)
氢氧化物Fe (OH ) 3Cu (OH ) 2
开始沉淀的pH 1.5 4.28.6
完全沉淀的pH 3.2 6.711.1
(3)溶液B中一定含有的溶质为(填化学式)；
(4)写出溶液B中加人熟石灰，生成产品的化学方程式：
16、下图是海水“制碱”的部分简单流程
步骤山、步骤W反应的化学方程式为：________________ 、 _______________ 。

制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳。

如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低。

这是因为。

(拓展)已知有关物质重要反应的化学方程式如下：
2NH 4CI+X==2NH3+CI 2+2H 20 NH 4Cl/=== NH3 f +HCI f 根据以上信息回答下列问题。

(1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程。

为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉积，可以向其一和加入过量纯碱.此时将混合液中不溶物除去的方法是 _______________ ;溶液中多余的纯碱可以加
试剂来除去。

(2) 氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水中通人二氧化碳气体，溶液中会有碳酸
氢钠晶体析岀。

试分析该流程需要加压条件的原因是：_______________________ 。

(3) 在氨碱工业的历史上•如何处理流程中剩余的氯化铵溶液，出现了两种工艺：一是“索尔维法”•即在氯化镀溶液中加入物质X __________ (填化学式)，产生了可循环使用的氢气和大量固体废弃物氯化钙；二是
L涪液A pHd
我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”，即在氯化铵溶液中加入适量氯化钠晶体•降低了氯化氨
的____________ ，使氯化铵晶体单独析出得到另一种产品一一氮肥•氯化钠溶液则可以循环利用。

(4) 在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时•为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体？
答：________________________________________________________________________ 。

17、某制碱厂以海水为主要原料生产纯碱(碳酸钠)和其他副产品.
(一)将海水进行处理后获得精盐水.海水中，除氯化钠外，还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质.其
处理的主要流程如下：(1)加入氢氧化钠溶液的目的是 _____________________ . ( 2)操作I的名称是 __________ .
(3) 操作1所得的沉淀是混合物，其成分有：(填化
学式) BaS0 4、Mg (OH) 2、 ____________ .
(4) 向滤液中滴加适量稀盐酸的目的是
(二)将精盐水制成饱和溶液，先向其中通入足量的氨气，再向其中通入足量的二氧化碳至有大量晶体(碳
酸氢钠，NaHCO 3)析出，反应的化学方程式为NaCI+NH 3+CO 2+H2O=NH 4CI+NaHCO 3J;将晶体转移
岀来后，加热至不再有气体产生，所得固体即为纯碱.
(1 )加热晶体碳酸氢钠获得纯碱的化学方程式为
(2)称取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后，再
称重，质量无变化；另取少量纯碱样品加入适量水，样
品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴
加AgNO 3溶液，有白色沉淀，根据上述实验可确定纯碱
样品含有杂质(写化学
式).
(三)为测定上述方法获得的纯碱产品中碳酸钠的纯度•
某研究性学习小组对纯碱产品进行检测•取22
克该样品于烧杯中，加水将其溶解，然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断振荡•通过查阅
资料得知，在滴加盐酸过程中首先发生的反应是：Na2CO3+HCl=NaHCO 3+NaCl ;然后发生的反应是：
NaHCO 3+HCl=NaCl+H 2O+CO 2^，在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图甲所示：
(1 )某同学认为，在上述纯碱含量测定过程中，用玻璃棒不断搅拌，能使测定误差减小，其理由是_
(2)请你根据图甲提供的信息，在图乙的坐标系中画出检测过程中产生CO2的质量随滴加盐酸质量的变
化曲线•(标明二氧化碳质量的相应数值)
(3 )计算该样品中纯碱的质量分数(写岀计算过程)
18、(烟台)海水是一种重要的自然资源•以下是我市对海水资源的部分利用.
(1 )从海水中获取淡水.常用的操作方法是____________________ .
(2)从海水中获得氯化钠•将海水进行可得到粗盐；为除去
粗盐中含有的SO42-、Ca2+、
Mg2+等杂质，-有如下操作：①溶解；②加过量的Na2CO3溶液；③加过量的BaCl2溶液；④加适量的盐酸；⑤加过量NaOH溶液；⑥蒸发结晶；⑦过滤.正确的操作顺序是.(用序号填一种合理
组合).
(3)从海水中得到金属镁•下图是从海水中提取镁的简单流程.
上述过程中，沉淀B 与试剂C 发生的
是中和反应，则沉淀B 的化学式为 ________________________________ ,由无水MgCl 2制取Mg 的化学方程式 为 •海水本身就是含有 MgCl 2的溶液，它与通过步骤①、②得到的 MgCl 2 溶液有何不同： ________________ •
(4 )海水制碱”下图是海水 制碱”的部分简单流程.步骤山、步骤W 反应的化学方程式为： 、 制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳.如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低.这是因
为
19、某化工厂为综合利用生产过程中的副产品
流程。

【工艺流程及原理】
沉淀池中发生的主要化学反应为：
CO 2+2NH 3+CaSO 4+H 2O==CaCO 3 J
+(NH 4)2SO 4
【讨论交流】(1)操作a 的名称是 _________
若在实验室进行此操作，用到的玻璃仪器除
玻璃棒、烧杯外，还需要 _____________ 。

(2)经操作a 后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成
X 和Y 两种物质，该工艺中，Y 被作为原料之一 循环利用。

Y 的化学式为 ___________ 。

⑶沉淀池中也可能生成少量 NH 4HCO 3，该反应的化学方程式为 _________________________________________ 。

【硫酸铵化肥等级测定】(4)判断(NH 4)2SO 4化肥中有无NH 4HCO 3 :取少量试样溶于水，滴加足量的
________ ，无气泡产生，则可判断该化肥中不存在 NH 4HCO 3。

化肥中氮元素含量的测定(已确定该化肥中不存在 NH4HCO3杂质):查阅资料：
A , ①已知：(NH 4)2SO 4+2NaOH
Na 2SO 4+2NH 3 f +2H 2O ，氨气极易溶于水，其水溶液为氨水。

氨水呈碱 性，不稳定，易挥发。

②工业判断硫酸铵化肥等级指标如下 指标
芥~7
合格品 氮(K)含童 ^20.5%
实验设计：按下图所示装置进行实验。

实验过程中，往烧瓶中加入足量浓氢氧化钠溶液， 并加热使硫酸铵
充分反应完全转化为 NH 3。

(5) 烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气，下列最适宜的试剂是 (填序
号)；①水 ②浓HCI ③稀H 2SO 4④NaOH 溶液 烧杯中干燥管的作用是。

交流讨论：实验小组的同学认为，用上述实验装置测得的结果可能 会岀现
IV H 萍東色和
IW#.
it 卿滤化肥 CaSO 4,与相邻的化肥厂联合设计了制备 (NH 4)2SO 4的工艺 锻烧炉
下列情况。

(6) 甲同学认为：应在实验装置________ A、B之间增加一个装有(填“浓硫酸"或“碱石灰”)的干燥装置，
否则实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高。

(7) 乙同学认为：在实验装置A、B之间增加正确的干燥装置后进行实验，
测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏低，___ 理由是。

实验测定：经讨论后，他们改进了实验装置，排除了可能产生误差的因
素，重新进行实验。

取硫酸铵化肥样品13.5g进行实验，测得B装置增
重与反应时间的关系如下图所示。

请通过计算判断该化肥的等级。

(8) 计算该化肥的等级为品。