高中化学化学工艺流程大题专练第4篇

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《化学工艺流程》大题专练(四)

1.氧化铬绿(Cr2O3)的性质独特,在冶金、颜料等领域有着不可替代的地位。一种利用淀粉水热还原铬酸钠制备氧化铬绿的工艺流程如下:已知:①向含少量Na2CO3的铬酸钠碱性溶液中通入CO2可制得不同碳化率的铬酸钠碳化母液;②“还原”反应剧烈放热,可制得Cr(OH)3浆料。(1)该工艺中“还原”反应最初使用的是蔗糖或甲醛,后来改用价格低廉的淀粉。请写出甲醛(HCHO)与铬酸钠(Na2CrO4)溶液反应的离子方程式:___________。(2)将混合均匀的料液加入反应釜,密闭搅拌,恒温发生“还原”反应,下列有关说法错误的是________(填标号)。A.该反应一定无需加热即可进行B.必要时可使用冷却水进行温度控制C.铬酸钠可适当过量,使淀粉充分反应D.应建造废水回收池,回收含铬废水(3)测得反应完成后在不同恒温温度、不同碳化率下Cr(Ⅵ)还原率如图。实际生产过程中Cr(Ⅵ)还原率可高达99.5%以上,“还原”阶段采用的最佳反应条件为__________。(4)滤液中所含溶质为________。该水热法制备氧化铬绿工艺的优点有_______、__________(请写出两条)。(5)由水热法制备的氢氧化铬为无定型氢氧化铬[Cr(OH)3·nH2O]。将洗涤并干燥后的氢氧化铬滤饼充分煅烧,质量损失与固体残留质量比为9∶19,经计算得出n=________。(6)重铬酸钠(Na2Cr2O7·H2O)与硫酸铵热分解法也是一种生产氧化铬绿的方法,生产过程中产生的气体对环境无害,其化学反应方程式为______。答案:(1)4CrO+3HCHO+4H2O===4Cr(OH)3↓+2OH-+3CO(2)AC(3)碳化率40%、恒温℃(4)Na2CO3(或NaHCO3或Na2CO3、NaHCO3) 工艺清洁、原料价格低廉、设备要求低、副产物碳酸盐可用于铬酸钠碳化母液的制备、无废气废渣排放、废水可回收利用、流程短等(合理答案写出两条即可)(5)0.5(6)Na2Cr2O7·H2O+(NH4)2SO4Cr2O3+Na2SO4+5H2O+N2↑2.实验室里,从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质LiCoO2)中,回收钴、锂的操作流程如图1所示:回答下列问题。(1)拆解废旧电池获取正极材料前,先将其浸入NaCl溶液中,使电池短路而放电,此时溶液温度升高,该过程中能量的主要转化方式为_________。(2)“碱浸”过程中产生的气体是____________;“过滤”所得滤液用盐酸处理可得到氢氧化铝,反应的化学方程式为___________。(3)“酸浸”时主要反应的离子方程式为_________;若硫酸、Na2S2O3溶液用一定浓度的盐酸替代,也可以达到“酸浸”的目的,但会产生________(填化学式)污染环境。(4)“沉钴”时,调pH所用的试剂是________;“沉钴”后溶液中c(Co2+)=________。(已知:Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15)(5)在空气中加热Co(OH)2,使其转化为钴的氧化物。加热过程中,固体质量与温度的关系如图2所示。~℃,发生反应的化学方程式为_______________________________________。(6)根据图3判断,“沉锂”中获得Li2CO3固体的操作主要包括________、________、洗涤、干燥等步骤。答案:(1)化学能→电能→热能 (2)H2 NaAlO2+HCl+H2O===NaCl+Al(OH)3↓(3)8LiCoO2+S2O+22H+===8Li++8Co2++2SO+11H2O Cl2 (4)NaOH溶液(或氢氧化钠固体) 1.09×10-6mol·L-1 (5)6Co2O3===4Co3O4+O2↑ (6)蒸发浓缩 趁热过滤3.我国重晶石(含BaSO%以上)资源丰富,其中贵州省重晶石储量占全国总储量的三分之一。某工厂以重晶石为原料,生产“电子陶瓷工业支柱”——钛酸钡(BaTiO3)的工艺流程如下:查阅资料可知:①常温下:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。②TiCl4在常温下是无色液体,遇水容易发生水解:TiCl4+2H2O===TiO2+4HCl。③草酸氧钛钡的化学式为BaTiO(C2O4)2·4H2O。请回答下列问题:(1)工业上用饱和Na2CO3溶液处理重晶石(假设杂质不与Na2CO3溶液作用),待达到平衡后,移走上层清液,重复多次操作,将BaSO4转化为易溶于酸的BaCO3,该过程用离子方程式可表示为________,此反应的平衡常数K=________(填写计算结果)。若不考虑CO的水解,则至少需要使用________mol·L-1的Na2CO3溶液浸泡重晶石才能实现该转化过程。(2)酸浸时所发生反应的离子方程式为_______。(3)配制TiCl4溶液时通常将TiCl4固体溶于浓盐酸再加水稀释,其目的是_________。(4)可循环使用的物质X是________(填化学式),设计实验方案验证草酸氧钛钡晶体是否洗涤干净:____________。(5)煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3的同时,高温下生成的气体产物有CO、________和________(填化学式)。答案:(1)BaSO4(s)+CO(aq)===BaCO3(s)+SO(aq)0.04(或1/25) 2.5×10-4(2)BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O(3)抑制TiCl4的水解(4)HCl 取最后一次洗涤液少许,滴入稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成,则说明晶体已经洗涤干净 (5)CO2 H2O(g)4.硫酸锰是一种重要的化工原料,在农业、电化学和建筑等领域均有广泛应用。以含锰废料(含有MnO2、CuO、Fe和少量CaO)为原料制备MnSO4的一种流程如下:已知:Ⅰ.烧渣中含有MnO、CuO、Cu、Fe、CaO。Ⅱ.难溶电解质的溶度积常数如下表所示:物质Mn(OH)2Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3溶度积常数(Ksp)1.9×10-.8×10-.2×10-.0×10-38回答下列问题:(1)“焙烧”过程加入煤粉的主要作用为______。(2)“酸浸”时所加稀硫酸不宜过量太多的原因为________。滤渣1的主要成分为________(填化学式)。(3)“氧化”过程中主要反应的离子方程式为_________。(4)“调pH为4”的目的为________;若“溶液”中c(Cu2+)=0.mol·L-1,“滤液2”的体积是“溶液”体积的2倍,则“调pH为4”时Cu2+是否开始沉淀_____________(通过计算说明)。(5)(NH4)2S的电子式为_____________。(6)已知:(NH4)2SO4与MnSO4的溶解度曲线如图所示。“操作”主要包括蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥;其中用乙醇代替水洗涤的原因为__________,需控制温度为________(填选项字母)得到产品最多。A.10℃B.40℃C.60℃   D.℃答案:(1)作还原剂 (2)避免“调pH为4”时会消耗过多的碱 CaSO4、Cu(3)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O (4)将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀过滤除去 “滤液2”中c(Cu2+)=0.mol·L-1,c(OH-)=1×10-10mol·L-1,则Qc[Cu(OH)2]=0.×(1×10-10)2=1.1×10-22Ksp[Cu(OH)2],所以Cu2+未开始形成沉淀(6)降温结晶 减少因溶解而造成的损失,且乙醇挥发带走水分,便于干燥 A篇幅有限,只展示部分内容下载全部内容关键词:工艺四操作步骤如下

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