【60分钟搞定系列】工业流程类实验

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3、海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）请列举海水淡化的一种方法：
。
（2）将 NaCl 溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有 H2、
、
、或 H2
。
（3）步骤 I 中已获得 Br2，步骤 II 中又将 Br2 还原为 Br-，其目的为
细菌
黄
铜 矿
反应Ⅰ 过滤
粉
不断通入 O2
CuO 调 pH 为 3.7～4
反应Ⅱ 过滤
试剂 a 反应Ⅲ 过滤
试剂 b SiO2
Fe(OH)3
试剂 b
反应Ⅳ 过滤
Cu
滤液 操作 X 绿矾
过滤 反应Ⅴ
试剂 a
细菌
已知：① 4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2＝4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O ② 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的 pH 如下表
沉淀物
Cu(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀 pH
4.7
1.5
完全沉淀 pH
6.7
⑴试剂 a 是
，试剂 b 是
。
⑵操作 X 应为蒸发浓缩、
、
、
⑶反应Ⅱ中加 CuO 调 pH 为 3.7～4 的目的是
⑷反应Ⅴ的离子方程式为
3.7
、 ；
。
答案：⑴Fe（或铁） 稀硫酸（或稀 H2SO4） ⑵冷却结晶 过滤 洗涤 干燥
式
；用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。写出用电解法
制取金属镁的化学方程式
。
（2）Mg(OH)2 沉淀中混有 Ca(OH)2 应怎样除去？写出实验步骤。
________________________________________________________________________
。
如何改进___________________。
答案：.（1）b； （2）将亚铁离子氧化为铁离子；
（3）中和过量的硫酸，调节溶液的 pH，使 Fe3+水解完全而沉淀；不引入新的杂质；
①联合制碱法或侯德榜制碱法 ，化肥或电解液或焊药等②NH3＋CO2＋H2O＋NaCl＝NH4Cl＋NaHCO3↓
③CO2 ④I
⑤ A、C
5、以黄铜矿（主要成份为 CuFeS2，含少量杂质 SiO2等）为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。 其主要流程如下：
过量稀 H2SO4
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6、高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：
已知： ① 2KOH + Cl2 = KCl + KClO + H2O（条件：温度较低）
② 6KOH + 3Cl2
5KCl + KClO3 + 3H2O（条件：温度较高）
。
（4）步骤 II 用 SO2 水溶液吸收 Br2，吸收速率可达 95%，有关该反应的离．子．方．程．式．为
。由此反应可知，除保护环境外，在工业生产中还应解决的问
题是
。
（5）某化学研究性学习小组为了了解从工业溴水中提纯溴的方法，查阅有关资料知 Br2 的沸点为 59°C。微溶 于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观了有关生产过程后，设计了如下装置简图在实验室模拟工业提纯
（4）III 加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为________________________。
（5）V 中加 H2SO4 调节 pH=1 是为了____________________________________________。 （6）V 到 VI 的操作是
（7）某工程师认为上述流程中所加的 A 物质并不理想，需作改进，其理由是__________。
可提取许多种物质，广泛应用于生活、生产、科技等方面。
试回答下列问题：
（1）蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法。
你认为蒸馏法海水淡化最理想的能源是
▲
。
（2）从海水中可得到多种化工原料和产品。下列是海水资源利用的流程图。
①流程图中操作 a 的名称为
▲
。
②工业上从海水中提取的 NaCl，可用来制取纯缄，其简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体 A，后通
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4、坐落在山东沿海地区的潍坊纯碱厂是我国重点大型企业，其生产工艺沿用我国化学侯德榜改革国外的纯碱生 产工艺，生产流程可简要表示如下：
①上述生产纯碱的方法称
，副产品的一种用途为
。
②沉淀池中发生的化学反应方程式是
⑶使 Fe3＋形成 Fe(OH)3 沉淀，防止生成 Cu(OH)2 沉淀 ⑷Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋
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备胆矾。有人设计了如下流程：
pH 值控制可参考下列数据
物质
开始沉淀时的 pH 值
完全沉淀时的 pH 值
氢氧化铁
2.7
3.7
氢氧化亚铁
7.6
9.6
氢氧化铜
5.2
6.4
请根据上述流程回答下列问题：
（1）A 物质可选用_____（填字母）。
a．稀 H2SO4 b．浓 H2SO4/ c．浓 FeCl3 溶液
。
③写出上述流程中 X 物质的分子式
。
④使原料氯化钠的利用率从 70%提高到 90%以上，主要是设计了
（填上述流程中的编号）的循环。
⑤向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有
。
A．增大 NH4＋的浓度，使 NH4Cl 更多地析出
B．使 NaHCO3 更多地析出
C．使 NaHCO3 转化为 Na2CO3，提高析出的 NH4Cl 纯度
度为
；
⑸在―反应液 I‖中加 KOH 固体的目的是
A．与―反应液 I‖中过量的 Cl2 继续反应，生成更多的 KClO B．KOH 固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率
C．为下一步反应提供反应物
D．使副产物 KClO3 转化为 KClO ⑹从―反应液 II‖中分离出 K2FeO4 后，会有副产品 具体说出其中一种物质的用途
一、基本理论 1、物资分离的方法：过滤、蒸发、结晶、蒸馏、萃取、洗气。 2、重要的工业原则：经济型、可行性。 3、离子检验方法。 二、典型例题 1、海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（ 1 ） 若 在 空 气 中 加 热 MgCl2·6H2O 生 成 的 是 Mg(OH)Cl 或 MgO ， 写 出 相 应 反 应 的 化 学 方 程
（写化学式），它们都是重要的化工产品，
。
答案：⑴温度较低
⑵2NaCl + 2H2O
2NaOH + H2↑ + Cl2↑
⑶Fe 元素的化合价显+6 价，易得电子 ⑷10 mol/L ⑸AC
⑹KNO3 KCl， KNO3 可用于化肥，炸药等(KCl 在食品工业中用作代盐剂、营养增补剂；在医疗上用于低钾血 症的防治)
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2、海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景。工业上从海水中
网络课程 内部讲义
60 分钟搞定工业流程类实验
教 师：高东辉
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60 分钟搞定工业流程类实验
③ 2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O 回答下列问题：
⑴该生产工艺应在
（填―温度较高‖或―温度较低‖）情况下进行；
⑵写出工业上制取 Cl2 的化学方程式
；
⑶K2FeO4 具有强氧化性的原因
；
⑷配制 KOH 溶液时，是在每 100 mL 水中溶解 61.6 g KOH 固体（该溶液的密度为 1.47 g/mL），它的物质的量浓
过程：
请你参与分析讨论：
①图中仪器 B 的名称是
。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是
。
③若实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中需精确控制温度计
（ 填 ―a‖ 或 ―b‖ ） 的 温 度
为
°C 时所收集的馏分即为纯溴。
④C 中所得深的颜色为 再进行的分离操作是
。为除去该产物中仍残留的少量 Cl2，可向其中加入 NaBr 溶液，充分反应后， 。
（1）蒸馏法 渗析法 离子交换法
（2）Cl2、NaOH NaClO （3）富集 Br2、提高 Br2 的浓度 （4）SO2+H2O+Br2=4H++Br-+SO42— （5）①冷凝管
强酸对设备的腐蚀
②Br2 会与橡胶反应，腐蚀橡胶 ③b 59
④深红棕色 分液或蒸馏
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入气体 B，充分反应后过滤得到晶体 C 和滤液 D，将晶体 C 灼烧即可制得纯碱。气体 A、B 是 CO2 或 NH3，