市鸽悉学校高考化学 化工流程全突破 化工流程计算对点专练试题

盘船州斜盒市鸽悉学校专题08 化工流程计算专练1．FeFe2O3纳米线是一种新型铁基材料，在催化、生物医药、环境科学等领域具有广阔应用前景。

某研究小组以赤泥（铝土矿提取氧化铝过程中产生的固体废弃物，含SiO2、Fe2O3、Al2O3）为原料，设计下列流程制备FeFe2O3纳米线并探究其在水处理中的应用。

回答下列问题：
（1）“浸出”实验中，盐酸起始浓度对铁、铝浸出率的影响如图所示：
①盐酸的合适浓度为______________。

②盐酸起始浓度为2 mol·L﹣1时，铁的浸出率很低，原因是______________。

（2）已知：25℃时，Al(OH)3(s)AlO2－+ H+ + H2O K=4×10－13。

若浸出液c(Al3+) = 0.04 mol·L－1，“调节pH”时，pH最小应为______________（设调节pH过程中溶液体积不变）。

（3）FeFe2O3纳米线为壳层结构（核是Fe、壳是Fe2O3），壳是由中心铁核在合成过程中被氧化而形成。

①“合成”时滴加NaBH4溶液过程中伴有气泡产生，滤液Ⅱ中含B(OH)3，合成铁核的离子方程式为____________________________。

②“合成”后，经过滤、______________、______________获得FeFe2O3纳米线。

（4）FeFe2O3纳米线去除水体中Cr2O72－的机理是，纳米线将Cr2O72－吸附在表面并还原。

在“无氧”和“有氧”条件下将纳米线分别置于两份相同的水体中，80 min后回收该纳米线，测得其表面元素的原子个数比如下表：
①在水体中FeFe2O3纳米线形成的分散系是____________________________。

②样本2的实验条件是______________（填“有氧”或“无氧”）。

③已知水体中检测不到Cr(Ⅲ)，样本1中FeFe2O3纳米线的表面Cr(Ⅵ)的去除率为____________________________。

【答案】 6 mol·L－1盐酸起始浓度为2mol·L－1时，Fe3+发生了水解 11 9H2O + 4Fe3+ + 3BH4－ = 4Fe +
6H2↑+ 3B(OH)3+ 9H+洗涤烘干胶体有氧 46.8%
2．钻(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。

为从某工业废料中回收钴，某学生设计流程如图(废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质)。

已知: LiF难溶于水，Li2CO3微溶于水。

请回答:
（1）写出I中发生反应的化学方程式并用单线桥标记电子转移的方向和数目________。

（2）写出步骤中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式_______________。

（3）步骤II所得废渣的主要成分除了LiF外，还有________________。

（4）NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀，此反应对步骤IV所起的作用是___________。

（5）在空气中加热10.98g草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表。

己知:M(CoC2O4•2H2O)=183g/mol。

温度范围/℃固体质量/g
150--210 8.82
290--320 4.82
890--920 4.5
经测定，加热到210℃时，固体物质的化学式为_____。

加热到210--290℃过程中产生的气体只有CO2，此过程发生反应的化学方程式是_________。

温度高于890℃时，固体产物发生分解反应，固体产物为__________。

【答案】
Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2OFe(OH)3防止锂离子结合碳酸根离子形成碳酸锂沉淀CoC2O43CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2CoO
3．硫酸铝在造纸、水净化、土壤改良中有着广泛的应用，同时还是泡沫灭火器中的试剂。

某化工厂利用含铝废料(成分为A12O3，SiO2及少量FeO·xFe2O3)制备硫酸铝晶体的工艺流程如下图所示，回答相关问题。

又知生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3
开始沉淀时 3.6 6.3 2.3
完全沉淀时 4.9 8.3 3.2
（1）料渣I的成分是__，操作X的内容是__、洗涤、干燥等。

（2）试剂B最好是__，a的范围是__，由表中数据求出K sp[Fe(OH)3]<_____(设沉淀完全时金属离子浓度小于1×10-5mol/L)。

（3）试剂A是一种液态绿色氧化剂，料液Ⅰ中反应的离子方程式_______
（4）泡沫灭火器容器构造分为内外两层，内层是玻璃容器、外层是钢筒。

则硫酸铝溶液应盛放在______容器中，泡沫灭火器中另一种试剂是小苏打溶液而不是苏打溶液的原因是____.
（5）请设计一种简单的方案，用于确定所制得的晶体组成是否与理论上的组成[Al2(SO4)3·18H2O]相同(写出主要操作过程即可):_________________
【答案】SiO2蒸发浓缩、冷却结晶、过滤Al2O3或Al(OH)3 3.6>a 3.2 1×10-37.4 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 玻璃消耗等量的硫酸铝时，小苏打生成的CO2量是苏打生成的CO2量的2倍准
确称量一定量晶体，溶于水后再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥后称量所得固体的质量
4．电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2Te、Ag2Se，工业上从其中回收硒(Se)、碲(Te)的一种工艺流程如下：
已知：I．TeO2是氧化物、微溶于水；
Ⅱ．元素碲在溶液中主要以Te4+、TeO32-、HTeO3-等形式存在；
Ⅲ．25℃时，亚碲酸(H2TeO3)的K a1=1×10-3，K a2=2×10-8。

（1）NaHTeO3的溶液的pH____7(填“>”、“=”或“<”)。

（2）SeO2与SO2通入水中反应的化学方程式为________。

操作①的名称为__________。

（3）焙砂中碲以TeO2形式存在。

溶液①中的溶质主要成分为NaOH、_______。

工业上通过电解溶液①也可得到单质碲。

已知电极均为石墨，则阴极的电极反应式为____________。

（4）向溶液①中加入硫酸，控制溶液的pH为4.5～5.0，生成TeO2沉淀。

如果H2SO4过量，将导致碲的回收率偏低，其原因是________________________。

（5）将纯净的TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲溶液，然后将SO2通入到溶液中得到Te单质。

由四氯化碲得到Te单质的离子方程式为__________________。

（6）上述流程中可循环利用的物质有__________________(填化学式)。

【答案】<SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓过滤
Na2TeO3TeO32-+3H2O+4e-=Te+6OH-TeO2是氧化物，溶液酸性过強，TeO2会继续与酸反应导致碲元素损失Te4++2SO2+4H2O=Te+8H++2SO42-H2SO4、HCl
5．CoCO3可用作选矿剂、催化剂及伪装涂料的颜料。

以含钴废渣(主要成CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO 等杂质) 为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下：
下表是相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)：
金属离子开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Co2+7.6 9.4
Al3+ 3.0 5.0
Zn2+ 5.4 8.0
（1）写出“酸溶”时发生氧化还原反应的化学方程式_________________。

（2）“除铝”过程中需要调节溶液pH 的范围为______________，形成沉渣时发生反应的离子方程式为_____________________。

（3）在实验室里，萃取操作用到的玻璃仪器主要有____________；上述“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层) ZnX2(有机层)+H2SO4(水层)，由有机层获取ZnSO4溶液的操作是_________________________。

（4）“沉钴”时，Na2CO3溶液滴加过快会导致产品不纯，请解释原因_________________。

（5）在空气中煅烧CoCO3生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为 2.41g，CO2的体积为0.672 L(状况)，则该钴氧化物的化学式为____________________。

【答案】Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O5.0～
5.42Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑分液漏斗，烧杯向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，
分离出水层Na2CO3溶液滴加过快，会导致局部碱性过强而产生Co(OH)2Co3O4
6．某化学学习小组设计了如下从海带灼烧后的海带灰中提取碘单质的流程：
（1）溶解海带灰时要加热煮沸2～3min的目的是_________，操作a的名称是 _______。

（2）向酸化的溶液I中加入H2O2的目的是__________________________________。

（3）已知I2与40%的NaOH溶液反应生成的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:5，则发生反应的化学方程式是________________________________。

（4）最后过滤得到的I2需要进行洗涤和干燥，下列洗涤剂中最应该选用的是______。

a.热水
b.乙醇
c.冷水
d.二硫化碳
（5）用Na2S2O3的溶液测定产品的纯度，发生反应：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI。

取5.0g产品，配制成100ml 溶液。

取10.00ml溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为0.050mol·L-1Na2S2O3的溶液进行滴定，相关数据记录如下表所示。

编号 1 2 3
溶液的体积/mL 10.00 10.00 10.00
消耗Na2S2O3溶液的体积/mL 19.95 17.10 20.05
滴定时，达到滴定终点的现象是________，碘单质在产品中的质量分数是________% 。

【答案】加快I-溶解，使海带灰中I-尽可能全部溶解分液将I-氧化为I23I2+6NaOH==NaIO3+5NaI+3H2Oc加入最后一滴溶液后，蓝色溶液恰好变为无色，且半分钟不恢复25.4
7．硝酸锶可用于制造烟火及信号弹等。

工业级硝酸锶[含Ca(NO3)2、Ba(NO3)2等杂质] 的提纯流程如下。

(已知: 硝酸锶、硝酸钡不溶于浓硝酸)
（1）要加快“酸浸”速率所采取的措施是______(写一条即可)。

（2）操作1的名称是_______，洗涤所用的洗涤剂是______ .
（3）“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3+，同时放出无污染的气体，写出发生反应的离子方程式______；氧化产物与还原产物的物质的量之比为______ 。

（4）已知Cr(OH)3不溶于水，还原后调节pH=8 的目的是_______ 。

（5）为了测定“残渣2”中Cr元素的质量分数，进行以下实验。

(已知: I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①“残渣2”中Cr元素的质量分数为______(用代数式表示)。

②若加入的HI溶液过量太多，测定结果会是_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)，其原因是_________。

【答案】将工业级硝酸锶磨得更細或不断搅拌过滤浓硝酸 4H2CrO4+3N2H4+12H+=4Cr3++3N2↑+16H2O
3:4 除去Cr 3+偏高 HI过量太多,过量I-会被空气氧化成I2，过量的H+要与Na2S2O3反应，消粍Na2S2O3的量増多
8．一种由菱镁矿(主要成分MgCO3、CaCO3、FeCO3、SiO2) 制备高纯氢氧化镁的工艺如下:
（1）“煅烧”时FeCO3发生反应的方程式为_____。

（2）“浸取”温度100℃左右，该步骤含镁化合物参与反应的化学方程式为______。

（3）“浸取”时NH4Cl用量对Mg2+浸出率的影响曲线如右图所示。

下列有关说法正确的____( 填序号)。

A．“浸取”时适当搅拌浆料
B．用超理论用量20%的NH4Cl进行浸取
C．可用NH4Cl对浸取后的滤渣进行二次浸取，将两次浸取液合并
D．浸出温度采用100℃可促进NH4Cl的水解和NH3的逸出
（4）本工艺流程中可循环利用的物质有______。

（5）若要得到高纯Mg(OH)2，需对“沉镁”步骤所得的固体进行洗涤，检验固体已洗净的方法是_______。

（6）25℃时，Ksp(CaSO4)=7.2×10-5。

实验测得“除钙”前后溶液中c(Ca2+)分别为2.8g/L和0.8g/L,则1L 溶液至少需加入MgSO4固体的质量为____g。

【答案】 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 MgO+2NH4Cl MgCl2+2NH3+H2O ACD NH4Cl、NH3取最后一次洗涤滤液，加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净 6.4g
9．四氧化三锰（Mn3O4）是电子工业的磁性材料，而氯化铅（PbCl2）常用于焊料和助溶剂、制备其他铅盐等。

用方铅矿精矿（主要成分为PbS）和软锰矿（主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、Al2O3等杂质）制备PbCl2和Mn3O4的工艺流程如下：
已知：PbCl2(s) + 2Cl-(aq) PbCl42-( aq) ΔH > 0
（1）80℃时，为提高方铅矿精矿、软锰矿与盐酸反应的速率，可采取的措施有________（写出一条即可）。

（2）试剂X是___________。

（填“化学式”）
（3）用盐酸处理两种矿石粉末，生成MnCl2、PbCl2和S的总反应化学方程式为___________。

（4）结合化学用语回答，向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是___________。

（5）向滤液b中通入NH3和O2发生反应后，总反应的离子方程式为___________。

（6）金属锰可以用Mn3O4为原料，通过铝热反应来制备，当生成5.5 kg Mn 时，理论上消耗金属铝的质量
最少为___________kg。

【答案】粉碎砂石、搅拌、适当増大盐酸的浓度 NaOH MnO2+PbS+4HC1=MnCl2+PbCl2+S+2H2O 増大溶液中c(C1-),平衡PbCl(s)+2C1-(aq) PbCl42-(aq) 正向移动 6Mn2++12NH3+6H2O+O2=12NH3+2Mn3O4 2.4。