工业流程图题

2011年工业流程图题

1．工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：

（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。

A B

（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：

取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。

（3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是。（4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：。

（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：

滤液D加石灰水前先要加热，原因是。（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：

（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）

2．利用天然气合成氨的部分工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列问题：

（1）写出流程中一次转化的化学方程式：。（2）上述流程有二处循环，一是K2CO3(aq)循环，二是循环（填化学式）。

（3）1998年科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电解法合成氨。写出阳极反应式：。

（4）一定温度下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中，发生

反应：N 2（g）+ H2（g）NH3（g）△H＜0。达到平衡时，测得n（N2）= 13 mol ；n（NH3）= 6 mol。

①该反应平衡常数的表达式：K= ；

②达到平衡时N2的转化率为；

③为了提高H2的转化率，可采取的措施是。

A．增大的H2浓度B．增大的N2浓度C．使用催化剂D．降低温度

3．利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列填空：

（1）图中CH4的第一次转化过程中的化学方程式是。

（2）脱硫过程中，若有n mol Fe2O3·H2O转化，则生成S的物质的量为mol（用含n的代数式表示）。

（3）整个流程有三个循环：一是K2CO3(aq)循环，二是N2和H2循环，第三个循环中被循环物质是。

（4）改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢，以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫，其电解总反应方程式(忽略氧气的氧化还原)为____________________，该方法的优点是____________。

4．随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：

（1）投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为___________。

（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是__________________________；

（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：

MnFe2O4MnFe2O4－x＋O2↑

MnFe2O4－x＋x H2O→M nFe2O4＋x H2↑

请认真分析上述两个反应并回答下列问题：

①从理论上讲，该循环中，1 mol H2O能制mol H2

②若MnFe2O4－x中x＝0.8，则MnFe2O4－x中Fe2＋占全部铁元素的百分率为______。

③针对MnFe2O4热化学循环制氢过程存在的不足，你认为热化学循环制氢还需要解决的化学问题是。

5．现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。

已知：①Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。

回答下列问题：

（1）矿石用稀硫酸处理过程中Cu2O发生反应的离子方程式为：；

（2）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是。若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式。

（3）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式：。

（4）“循环III”中反萃取剂的主要成分是。

6．重晶石矿的主要成分为硫酸钡，纯净的硫酸钡才能供医用作“钡餐”，在对某些内脏器官进行X射线透视时服用。硫化钡是可溶于水的盐。讨论用重日石矿制硫酸钡，设计流程如下：

（1）写出步骤①的化学反应方程式，该反应产生的气体具有、等用途。（2）为进行②反应先要分离出硫化钡溶液，采用的方法是。在此之前要在溶液中滴入少量Ba（OH）2溶液，其作用是。

（3）若B物质在该生产过程中可循环使用，则③反应的化学方程式是：

。

（4）有人提出②反应产生了有臭有毒的气体，可采用改变反应物的方法使无该气体产生，则②反应的化学方程式是：。

此时若要B物质还能循环使用，则C为（写化学式）。

（5）BaSO4是因为具有、等性质而可用作“钡餐”的。

7．七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－一硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质（MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。

表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

沉淀物

Al（OH）

3Fe（OH）

3

Fe（OH）

2

Mn（OH）

2

Mg（OH）

2

pH值 5.2 3.2 9.7 10.4 11.2

表2 两种盐的溶解度（单位为g／100g水）

温度/ ℃10 30 40 50 60 CaSO40.19 0.21 0.21 0.20 0.19 MgSO4·7H2O 30.9 35.5 40.8 45.6 /

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：