化学基本原理类化工流程2

14.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:

下列说法正确的是()

A.从吹出塔进入吸收塔的物质只有Br2

B.从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4

C.两次通入水蒸气的作用都是参加反应

D.第一次通入Cl2的目的是氧化Br-,第二次通Cl2的目的是氧化SO2

15.下列化工生产与该生产过程中使用的一些生产工艺不相符的是()

A.氢气和氯气制盐酸——催化和气循环

B.氢气和氮气合成氨——压缩和水冷却

C.联合制碱法制纯碱——过滤和热灼烧

D.二氧化硫接触氧化——催化和热交换

16.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图:

下列说法错误的是()

A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2

B.从吹出塔进入吸收塔的物质为混合物

C.蒸馏塔中只发生了物理变化

D.经过吸收塔后,溴元素得到富集

17.自来水加工处理流程如图,下列有关说法不正确的是()

A.若用FeSO4作混凝剂,最终铁将以Fe(OH)2形式进入反应沉淀池

B.投药时常加入适量的石灰,是为了除去水中Mg2+、HCO3﹣等

C.自来水生产中,前面加氯起消毒杀菌作用,后面加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染

D.用ClO2消毒自来水,消毒效率是等质量氯气的2.63倍

18.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。

下列有关说法正确的是()

A.大量的氮、磷废水排入海洋,易引发赤潮

B.在③中加入盐酸溶解得到MgCl2溶液,再直接蒸发得到MgCl2·6H2O

C.在④⑤⑥中溴元素均被氧化

D.在①中除去粗盐中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

20.我国电池的年市场消费量约为80亿只,其中70%是锌锰干电池,某工艺利用软锰矿(主要成分MnO2,含少量A12O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS、CdS)为原料制备MnO2和Zn,其流程如下:

已知:I.矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液A中。

II.各种金属离子完全沉淀的pH如下表:

Zn2+

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

pH

8.0

10.1

9.0

3.2

4.7

下列说法中不正确的是

A.滤渣A主要成分:S和SiO2

B.适量金属锌是为了回收金属Cu和Cd

C.步骤③中,加入物质X可以是MnO2,调pH:4.7≤pH8.0

D.上述流程中,可以循环使用的物质有H2SO4

21.锂被誉为“高能金属”,废旧锂离子电池的正极材料主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等,处理该废料的一种工艺流程如图所示(已知:Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,LiCoO2难溶于水,具有强氧化性):

下列有关说法错误的是

A.碱溶时的主要反应为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

B.加氨水调节pH的目的是完全沉淀溶液中的Fe3+

C.酸溶时H2O2在反应中被还原

D.该流程涉及多次过滤,实验室过滤操作中要用的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒

参考答案

12.

D

A.过程①中粗盐中的提纯过程中,为了保证杂质离子完全出去,每一次所加试剂都过量,加入NaOH溶液是除去镁离子,加BaCl2溶液是除去硫酸根离子,加Na2CO3溶液是除去钙离子和过量的钡离子,因此Na2CO3溶液一定在BaCl2溶液之后加入,故A错误;

B.过程③中将MgCl26H2O制得无水MgCl2过程中有新物质生成,属于化学变化,故B错误;

C.过程④、⑥中发生的反应为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,每氧化0.2molBr-需消耗0.1molCl2,0.1molCl2的体积标准状况为2.24L,在其他状况下不一定为2.24L,故C错误;

D.过程⑤中发生的反应为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,反应后溶液呈酸性,能与金属容器反应,因此生产中需解决其对设备的腐浊问题,故D正确;

故选D。

13.

B

A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,故A正确;

B.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,故B错误;

C.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中,故C正确;

D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,故D正确;

故答案为B。

14.

B

A.通入过量氯气与溴离子反应生成溴单质,再鼓入空气和水蒸气使溴蒸气挥发进入吸收塔,但进入吸收塔的还有空气、水蒸气和过量的氯气,A错误;

B.在吸收塔里发生反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,所以从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4,B正确;

C.在吹出塔通入水蒸气,有助于溴挥发出去,没有参加反应;在蒸馏塔中,发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,水作为溶剂,使物质发生反应,同时提供能量,使溴挥发,未参与反应,C错误;

D.第一次、第二次通入Cl2的目的都是氧化Br-,D错误;

答案选B。

15.

A

A.氢气和氯气制盐酸过程中不需要催化剂,化工生产与生产过程中使用的生产工艺不相符,故A选;

B.氢气和氮气合成氨的反应为气体体积减小的放热反应,压缩和水冷却有利于氨的合成,化工生产与生产过程中使用的生产工艺相符,故B不选;

C.联合制碱法制纯碱中首先生产制得碳酸氢钠固体,再将碳酸氢钠灼烧分解制得碳酸钠,化工生产与生产过程中使用的生产工艺相符,故C不选;

D.二氧化硫接触氧化需要催化剂,该反应为放热反应,利用热交换可以充分利用反应放出的热量,节约能源,化工生产与生产过程中使用的生产工艺相符,故D不选;

故选A。

16.

C

A.通入氯气发生2Br-+Cl2=2Cl-+Br2,溴易挥发,可热空气吹出,则进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2,故A正确;

B.从吹出塔进入吸收塔的物质为混合物,含二氧化硫、溴、水等,在吸收塔中发生Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-,故B正确;

C.蒸馏塔中发生的反应为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2,为化学变化,故C错误;

D.经过吸收塔后,可将溶液中的Br-浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的Br-溴浓度,因此得到了富集,故D正确;

故答案为C。

17.

A

A.亚铁离子具有还原性,含氯物质具有强氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,所以若用FeSO4作混凝剂,最终铁元素将以Fe(OH)3形式进入反应沉淀池,A项错误;

B.CaO和水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2和Mg2+产生Mg(OH)2沉淀,氢氧化钙和反应生成CaCO3沉淀,从而除去水中的Mg2+、等,B项正确;

C.含氯物质具有强氧化性,能杀菌消毒,所以自来水生产中,前面加氯起消毒杀菌作用,后面加氯是保持水中有效氯的含量,防止自来水二次污染,从而使用水更安全,C项正确;

D.消毒杀菌时,ClO2和Cl2中的Cl最终都转变成Cl-;1个ClO2转变为1个Cl-,可以得5个电子,1个Cl2转变为2个Cl-,可以得到2个电子;质量均为ag的ClO2和Cl2能够得到的电子数目的比例为:,所以ClO2消毒效率是Cl2的2.63倍,D项正确;

答案选A。

18.

A

A.氮、磷为植物生长的营养元素,氮和磷大量排入海洋中,会导致水体富营养化污染,形成赤潮,故A正确;

B.在③中加入盐酸溶解得到MgCl2溶液,MgCl2溶液中水解生成的氯化氢容易挥发,直接蒸发得不到MgCl2·6H2O,故B错误;

C.⑤中溴得电子化合价降低转化为溴离子,溴元素被还原,故C错误;

D.镁离子用氢氧根离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,钙离子用碳酸根离子沉淀,为了除去过量的钡离子,碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,因此Na2CO3溶液不能放在BaCl2溶液之前加入,故D错误;

故选A。

19.

D

A.NaClO3和SO2、H2SO4反应生成NaHSO4和ClO2,其中NaClO3为氧化剂,稀硫酸只提供酸性条件,无法比较氧化性,故A错误;

B.由以上分析可知,装置中阴极ClO2得电子生成ClO,所以“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2,故B错误;

C.由流程知,吸收ClO2用NaOH和H2O2,反应方程式为:2ClO2+2NaOH+H2O2=2NaC1O2+O2+2H2O,其中氧化剂为ClO2,还原剂为H2O2,二者的物质的量之比为2:1,故C错误;

D.利用含Mg2+和Ca2+的粗盐水制备“电解”用的食盐水,加入氢氧化钠可以产生氢氧化镁沉淀,然后加入碳酸钠,生成碳酸钙沉淀,通过过滤,除去杂质,最后加入盐酸,除去多余的碳酸钠和氢氧化钠,故D正确;

故选D。

20.

C

软锰矿(主要成分MnO2,含少量A12O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS、CdS)与硫酸混合反应,-2价的硫元素被MnO2氧化成S单质,SiO2难溶于稀硫酸,所以滤渣A为S和SiO2;得到的滤液A中主要含有Mn2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Cd+等阳离子,加入适量Zn,将Cu2+、Cd+还原为Cu和Cd形成滤渣B,向滤液B中通入O2和X,O2将Fe2+氧化成Fe3+,X调节pH使Al3+、Fe3+形成沉淀除去,所以滤渣C主要含氢氧化铝和氢氧化铁,滤液C中含有MnSO4和ZnSO4,电解得到MnO2和Zn。

A.根据分析可知滤渣A的主要成分为S和SiO2;

B.根据分析可知加入适量Zn是为了置换出Cu和Cd,故B正确;

C.步骤③中氧气为氧化剂将Fe2+氧化,所以X的作用主要是调节pH值,而MnO2与氢离子并不反应,所以不能用来调节pH,为了不引入新的杂质X可以是ZnO、Mn(OH)2等,故C错误;

D.步骤④中电解时阳极Mn2+失电子发生氧化反应生成MnO2,阳极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+,阴极Zn2+得电子发生还原反应生成Zn,废电解液为硫酸,则本工艺中能循环利用的物质是H2SO4,故D正确;

综上所述答案为C。

21.

C

A.碱溶时废旧锂离子电池的正极材料中的Al被溶解,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑,故A正确;

B.铁不溶于碱,根据流程图,铁在加入硫酸和过氧化氢时被氧化生成铁离子,加氨水调节pH的目的是完全沉淀溶液中的Fe3+,故B正确;

C.LiCoO2具有强氧化性,酸溶时H2O2被氧化,2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,故C错误;

D.根据上述分析,该流程中涉及多次过滤,实验室过滤操作中要用的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,故D正确;

故选C。

22.

C

A.天然海水中,含有CO32-和HCO3-,均会水解,使得溶液呈现碱性,因此天然海水可能显弱碱性,A正确,不选;

B.SO2通入海水中,溶液中会有H2SO3、HSO3-、SO32-等,通入O2可将它们转化为SO42-,B正确,不选;

C.SO2溶于水生成H2SO3,其酸性强于H2CO3,因此CO32-和HCO3-均会转化为CO2逸出,CO32-和HCO3-的数量也会发生变化,C错误,符合题意;

D.海水中Na+、Cl-的含量高于其他离子,且经过处理后,CO32-和HCO3-明显减少,此外部分Ca2+与氧化后生成SO42-结合生成沉淀,溶液中部分离子减少,因此蒸发结晶后NaCl含量最高,D正确,不选;

答案选C。



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