工业流程专题练习

流程题专练

1、As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素（As）的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。

（1）“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐。H3AsO4转化为Na3AsO4反应的化学方程式是________。（2）“氧化”时，1 mol AsO33－转化为AsO43－至少需要O2________mol。

（3）“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀，发生的主要反应有：

a．Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH－(aq) ΔH＜0

b．5Ca2+ + OH－+ 3AsO43－Ca5(AsO4)3OH ΔH＞0

研究表明：“沉砷”的最佳温度是85℃。

用化学平衡原理解释温度高于85℃后，随温度升高沉淀率下降的原因是________。

（4）“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3，反应的化学方程式是________。

（5）“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，同

时结晶得到粗As2O3。As2O3在不同温度和不同浓

度硫酸中的溶解度（S）曲线如右图所示。为了提

高粗As2O3的沉淀率，“结晶”过程进行的操作是

________。

（6）下列说法中，正确的是________（填字母）。

a．粗As2O3中含有CaSO4

b．工业生产中，滤液2可循环使用，提高砷的回收率

c．通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的

2．工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价．

已知：TiOSO4遇水会水解．

（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为．

（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的（填字母序号）．

a．熔沸点差异 b．溶解性差异 c．氧化性、还原性差异

（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是（填操作名称）．

（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：．

（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰（MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为．

（6）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2﹣CaO作电解质，利用如下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．

①写出阳极所发生反应的电极反应式：．

②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）．

3.（13分）将CH4、CO2催化重整为可用的化学品，对缓辫能源危机、改善环境意义重大。

(l)以Fe(OH)3为脱硫剂，通过复分解反应吸收H2S，产物是H2O和___________。

(2)过程A主要涉及以下反应：

i. CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol

ii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol

①反应i的化学平衡常数K随温度的变化关系是____。

②分析反应iixt反应i中CO2转化率可能的影响并说明理由：____（写出一种即可）。

（3）某科研团队利用Ni、CaO、Fe3O4三种催化剂在850℃下“超干重整”CH4和CO2；

过程I．通入CO2和CH4，所得CO被吸收，H2O被分离出体系，如下面左图所示。

过程Ⅱ．H2O被分离后，向该装置中再通入He气，使催化剂再生并获得CO，如下面右图所示。

①CH4和CO2重整为CO、H2O的热化学方程式是____________。

②结合反应方程式简述Fe3O4的催化作用：___________。

③CaO对Fe3O4是否起到催化作用至关重要，实验研究结果如

编号催化剂是否添加CaO 还原产物

1 Fe3O4添加有Fe

2 Fe3O4不添加无Fe

运用有关化学原理解释实验结果：____。

4、某同学用含少量硫酸铁的硫酸钠固体，制取芒硝（Na2SO4·10H2O）,操作流程图如下所示，请回答下列问题：

（1）操作I的名称是________；操作III所需的玻璃仪器有________________________。

（2）试剂A为__________；试剂B为__________，加入试剂B的目的是__________________，实验中加入适量试剂B 的实验方案为___________________。

（3）操作V的步骤依次是________（用编号填入）

a.过滤

b.冷却

c.蒸发浓缩

d.蒸发至接近蒸干

5．综合利用海水可以制备氯化铵、纯碱、金属镁等物质，其流程如下图所示：

（1）反应①～⑤中，

属于氧化还原反应的是__________（填编号）

（2）写出反应②的离子方程式_______________________________

（3）X溶液中的主要阳离子是Na+和___________

（4）已知氨气极易溶于水，实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制取。根据流程原理制取碳酸氢钠固体，下列实验装置正确且能达到实验目的的是_________

A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙制取二氧化碳

C．用装置丙制取碳酸氢钠 D．用装置丁分离碳酸氢钠固体与母液

（5）粗盐中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性杂质，为制得纯净的NaCl晶体，操作如下：

①溶解；②依次滴加过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液；③______________；④滴加适量盐酸；

⑤_____________________（请补全缺少的实验操作）

（6）检验纯碱样品中是否含NaCl，至少应选用的试剂是____________________

（7）电解熔融氯化镁制镁，得到的镁蒸气可在下列哪种气体氛围中冷却（填序号）________________ A．H2 B．CO2 C．O2 D．N2

6．重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：