2009-2014北京工业流程大题汇总(含答案)

2009-26．（15分）以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）；
I 从废液中提纯并结晶处FeSO4·7H2O
II将FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液
IV 将浊液过滤，用90°C热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体
V煅烧FeCO3，得到FeCO3固体
已知：NH4HCO3在热水中分解
（1）I中，加足量的铁屑出除废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是。

（2）II中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用。

（3）III中，生成FeCO3的离子方程式是。

若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是。

（4）IV中，通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净。

检验SO42-操作是是。

（5）已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2，现煅烧464.0kg的Fe2O3，得到316.8kg产品，若产品中杂质只有FeO，则该产品中FeCO3的质量是kg（相对分子质量：FeCO3：116、Fe2O3：160、FeO：72）。

2009-28．（15分）以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整：
4 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
（2）接触室中发生反应的化学方程式是。

（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）。

a. 为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎
b. 过量空气能提高SO2的转化率
c. 使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
（4）每160g SO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程是：。

（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。

①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。

SO2吸收Br2的离子方程式是。

②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。

该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量。

部分测定结果；
铵盐质量为10.00g和20.00g 时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。

计算：该铵盐中氮元素的质量分数是%；若铵盐质量为15.00g。

浓硫酸增加的质量为（计算结果保留两位小数）。

某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：
（1）过程I：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。

①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：。

②用化学平衡原理解释通空气的目的：。

（2）过程II：在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3—。

两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是反应（选填“放热”或“吸热”），判断依据是。

②1 mol NH4+（aq）全部氧化成NO3—（aq）的热化学方程式是。

（3）过程III：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。

若该反应消耗32gCH3OH 转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是。

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。

（1）溶液A 的溶质是 。

（2）电解饱和食盐水的离子方程式是 。

（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH 在2～3。

用
化学平衡移动原理解释盐酸的作用： 。

（4）电解所用的盐水需精制，去除有影响的
22222444Ca Mg NH SO [(SO )(Ca )]c c +++
--+、、、＞。

精制流程如下（淡盐水和溶液A 来自电解池）：
①盐泥 a 除泥沙外，还含有的物质是 。

②过程Ⅰ中将4NH +
转化为N 2的离子方程式是 。

③ BaSO 4的溶解度比BaCO 3的小。

过程Ⅱ中除去的离子有 。

④经过程 Ⅲ 处理，要求盐水 c 中剩余Na 2SO 3的含量小于5 mg/L 。

若盐水 b 中NaClO 的含量是
7.45 mg/L ，则处理10 m 3 盐水 b ，至多添加10% Na 2SO 3溶液 kg （溶液体积变化忽略不计）。

直接排放含SO 2的烟气会形成酸雨，危害环境。

利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO 2。

（1）用化学方程式表示SO 2形成硫酸型酸雨的反应： 。

（2）在钠碱循环法中，Na 2SO 3溶液作为吸收液，可由NaOH 溶液吸收SO 2制得，该反应的离子方程式是 。

（3）吸收液吸收SO 2的过程中，pH 随2 33(SO ):(HSO )--n n 变化关系如下表：
①由上表判断，NaHSO 3溶液显 性，用化学平衡原理解释： 。

②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母） 。

+2 33+ 2 +33++2 33a.(Na )2(SO )(HSO )
b.(Na )(HSO )(SO )(H )(OH )
c. (Na )(H )(SO )(HSO )(OH )
c c c c c c c c
c c c c c --------=+>>>=+=++
（4）当吸收液的pH 降至约为6时，需送至电解槽再生。

再生示意图如下：
①3HSO -在阳极放电的电极反应式是 。

②当阴极室中溶液pH 升至8以上时，吸收液再生并循环利用。

简述再生原理： 。

用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。

利用反应A，可实现氯的循环利用。

反应A：
（1）已知：ⅰ．反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ 的热量。

ⅱ．
① H2O的电子式是。

②反应A的热化学方程式是。

③断开1 mol H－O键与断开1 mol H－Cl键所需能量相差约为kJ，H2O中
H－O键比HCl中H－Cl键（填“强”或“弱”）。

（2）对于反应A，下图是在4种投料比 [n(HCl):n(O2)，分别为1:1、2:1、4:1、6:1] 下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。

①曲线b对应的投料比是。

②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是。

③投料比为2:1、温度为400 ℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是。

2013-26．（14分）NO x是汽车尾气中的主要污染物之一。

（1）NO x能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：。

（2）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：
①写出该反应的热化学方程式：。

②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是。

（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO x的排放。

①当尾气中空气不足时，NO x在催化转化器中被还原成N2排出。

写出NO被CO还
原的化学方程式：。

②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NO x生成盐。

其吸收能力
顺序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。

原因是，元素的金属性逐渐增
强，金属氧化物对NO x的吸收能力逐渐增强。

（4）通过NO x传感器可监测NO x的含量，其工作原理示意图如下：
① Pt电极上发生的是反应（填“氧化”或“还原”）。

②写出NiO电极的电极反应式：。

2013-27．（12分）
用含有Al 2O 3、SiO 2和少量FeO·x Fe 2O 3的铝灰制备Al 2(SO 4)3·18H 2O ，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．向铝灰中加入过量稀H 2SO 4，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量KMnO 4溶液，调节溶液的pH 约为3； Ⅲ．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色； Ⅳ．加入MnSO 4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ．浓缩、结晶、分离，得到产品。

（1）H 2SO 4溶解Al 2O 3的离子方程式是 。

（2）将4MnO -
氧化Fe 2+的离子方程式补充完整：
22341MnO Fe ______1Mn Fe ______-
+++++=++
（3）已知：
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的： 。

（4）已知：一定条件下，4MnO -可与2Mn +反应生成MnO 2。

① 向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl 并加热，能说明沉淀中存在MnO 2的现象是 。

② Ⅳ中加入MnSO 4的目的是 。

2014-26．（14分）NH 3经一系列反应可以得到HNO 3和NH 4NO 3，如下图所示。

（1）I 中，NH 3和O 2在催化剂作用下反应，其化学方程式是________________________。

（2）II 中，2NO(g) +O 2(g) 2NO 2(g) 。

在其他条件相同时，分别测得NO 的平衡转化率在不同压强（p 1、p 2）下温度变化的曲线（如右图）。

①比较p 1、p 2的大小关系_____________。

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_______________。

（3）III 中，将NO 2(g)转化成N 2O 4(l)，再制备浓硝酸。

①已知：2NO 2(g)
N 2O 4(g) ΔH 1 2NO 2(g) N 2O 4(l) ΔH 2
②N 2O 4与O 2、H 2O 化合的化学方程式_________________________________________。

（4）IV 中，电解NO 制备NH 4NO
3
，
其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH 4NO 3，需补充物质A ，A 是________，说明理由：_______________________________ _________________________________________________。

2009-26．（15分）
（1）Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋
（2）加入硫酸，H+浓度增大，使Fe2＋＋2H2O Fe(OH)2＋2H＋的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解
（3）Fe2＋＋2HCO3－＝FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
4 FeCO3＋6H2O＋O2＝4Fe(OH)3↓＋4CO2
（4）取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净
（5）288.0
2009-28．（15分）
（1）FeS2
（2）2SO2＋O22SO2
△
（3）a b d
（4）SO3(g)＋H2O(l)＝H2SO4(l)；△H＝－130.3 kJ/mol
（5）① SO2＋Br2＋2H2O＝4H＋＋2Br－＋SO42－
② 14.56 2.31 g
2010-26．（1）NH4++OH—=NH3·H2O
废水中的NH3被空气带走，使NH3·H2O NH3+H2O的平衡向正反应方向移动，利于除氨（2）放热
ΔH=－273kJ/mol＜0（反应物的总能量大于生成物的总能量）
NH4+（aq）+2O2（g）= NO3—（aq）+2H+（aq）+ H2O（l）ΔH=－346 kJ/mol
（3）5:6
2011-26．（14分）
（1）NaOH
（2）2222Cl 2H O H Cl 2OH --+−−−→↑+↑+通电
（3）Cl 2与水反应：Cl 2+H 2O HCl+HClO ，增大HCl 的浓度使平衡逆向移动，减少Cl 2
在水中的溶解，有利于Cl 2的逸出
（4）① Mg(OH)2
② 42222NH 3Cl 8OH N 6Cl 8H O +
--++=↑+ +
③ 224SO Ca
-+、 ④ 1.76
2012-25.（13分）
（1）SO 2+H 2O H 2SO 3 2H 2SO 3+O 22H 2SO 4
（2）22232OH SO =H O SO --++
（3）① 酸
3HSO -存在：HSO 3- H + +SO 32- 和HSO 3-+H 2O H 2SO 3+OH -，3HSO -的电离程度
强于水解程度
② a b
（4）① 2+324HSO +H O 2e =SO +3H ----
② +H 在阴极得电子生成H 2，溶液中c (+H )降低，促使3HSO -电离生成23SO -，且+Na 进
入阴极室，吸收液得以再生
2012-26.（13分）
（1）① H O H ::
②
△H =-115.6kJ/mol ③ 32
强
（2）① 4:1
② 投料比越高，对应的反应温度越低
③ 30.8%
2013-26．（14分）
（1）2233NO H O 2HNO NO +=+
（2）① 122N (g)O (g)2NO (g)+183kJ mol H -+=∆=⋅
② 增大
（3）① 222CO 2NO N 2CO ++催化剂
② 根据Mg 、Ca 、Sr 和Ba 的质子数，得知它们均为ⅡA 族元素。

同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大
（4）① 还原
② 22NO O 2e NO --+-=
2013-27．（12分）
（1）3232Al O 6H 2Al 3H O +++=+
（2）5 8H + 5 24H O
（3）pH 约为3时，2Fe +和3Al +不能形成沉淀，将2Fe +氧化为3Fe +，可使铁完全沉淀
（4）① 生成黄绿色气体 ② 除去过量的4MnO -
2014-26.（1）4NH 3+5O 2
4NO+6H 2O
（2）①p2> p1 ②变小 （3）①A ②2N 2O 4+O 2+2H 2O=4HNO 3
（4）NH 3 根据电子守恒，阳极得到的NO 3—的量大于阴极得到的NH 4+的量，所以需充入NH 3（或从阴阳极电极反应式说明也可）。