工业流程题练习

工业流程题练习

1、某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，

需及时清洗除去。清洗流程如下：

Ⅰ．加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时；

Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；

Ⅲ．向洗液中加入Na2SO3溶液；

Ⅳ．清洗达标，用NaNO2溶液钝化锅炉。

（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是_____。

（2）已知：20℃时溶解度/g

CaCO3CaSO4Mg(OH)2MgCO3

1.4×10-3

2.55×10-29×10-4 1.1×10-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程。

（3）在步骤Ⅱ中：

①被除掉的水垢除铁锈外，还有。

②清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因。（4）步骤Ⅲ中，加入Na2SO3的目的是。

（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe2O3保护膜。

①完成并配平其反应的离子方程式：

+ NO2- + 2O== 2↑+ +

②下面检测钝化效果的方法合理的是。

a. 在炉面上滴加浓H2SO4，观察溶液出现棕黄色的时间

b. 在炉面上滴加酸性CuSO4溶液，观察蓝色消失的时间

c. 在炉面上滴加酸性K3[Fe(CN)6]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间

d. 在炉面上滴加浓HNO3，观察出现红棕色气体的时间

2、工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：

请回答下列问题：

（1）在反应器中发生反应的化学方程式是

（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)H 2(g)＋I2(g) ∆H>0。若在一定条

件密闭容器中加入1 mol HI(g)，n(H2)随时间(t)的变化关系如右图所示：

① 该温度下，反应平衡常数K＝_______，若升高温度，K值将_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

② 用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是

（3）电渗析装置如右图所示：

①结合电极反应式解释阴极区HI x转化为HI的原理是_______。

②该装置中发生的总反应的化学方程式是_______。

（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_______。

3、硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化

剂和催化剂等。

（1）工业制硫酸铜的方法很多。

①方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。该反应的化学方程式是_______，此法的最大缺点是_______。

②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：

稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是_______；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是_______；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是_______。

（2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵。主要的工艺流程如下图所示：

①

②有数据表明，吸收塔中溶液的pH在5.5~6.0之间，生产效率较高。当控制一定流量的尾气时，调节溶液的pH的方法是_______。

4

成分Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- SO42-HCO3-

含量/mg∙L-1 9360 83 200 1100 16000 1200 118

（1）海水显弱碱性的原因是（用离子方程式表示）：，该海水中Ca2+的物质的量浓度为_______ mol/L 。

（2）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如

右图所示。其中阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子通过。

①阴极的电极反应为。

②电解一段时间，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO3和Mg(OH)2，

写出生成CaCO3的离子方程式

③淡水的出口为a、b、c中的__________ 出口。

（3）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。

锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池电解质为能传导Li+的固体材料。

放电时该电极是电池的极（填“正”或“负”），

FePO4 LiFePO4

电极反应式为