专题3.4 第三章 化工流程 （一）（练习）-2020年高考化学一轮复习全突破

第四讲 化工流程 （一） 1．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示： 硼镁泥的主要成分如下表： MgO SiO2 FeO、Fe2O3 CaO Al2O3 B2O3 30%～40% 20%～25% 5%～15% 2%～3% 1%～2% 1%～2% 回答下列问题： (1)“酸解”时应该加入的酸是________，“滤渣1”中主要含有________(写化学式)。 (2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是___________、__________________。 (3)判断“除杂”基本完成的检验方法是______________________________。 (4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是____________________________________。 2．“分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O)，其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备“分子筛”的一种工艺如下： (1)分子筛的孔道直径为4A称为4A型分子筛；当Na＋被Ca2＋取代时就制得5A型分子筛，当Na＋被K＋取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)应该选用________型的分子筛。 (2)铝灰在90 ℃时水解的化学方程式为____________________________；“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是_________________________________。 (3)“酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为__________，理由是_____________。 (4)“氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为____________________________。 (5)该工艺中滤渣的成分是________。 (6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？_____________________________________________________________________。 3．PFS是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。 (1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是________；PFS中铁元素的化合价为________；在酸浸槽中，为了提高浸出率，可以采取的措施有________________(写两条)。 (2)若废铁屑中含有较多铁锈(Fe2O3·xH2O)，则酸浸时反应的化学方程式有______________。 (3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂，则反应的离子方程式为_______________；生产过程中，发现反应釜中产生了大量的气体，且温度明显升高，其原因可能是_________________。 (4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强，造成的后果是____________________。如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe3＋的浓度为1 mol·L－1，当Fe3＋开始沉淀时，溶液的pH约为________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10－39]。 4．醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下： 相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表： 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH 物质 20 ℃时溶解性(H2O) Fe3＋ 1.1 3.2 CaSO4 微溶 Fe2＋ 5.8 8.8 NiF2 可溶 Al3＋ 3.0 5.0 CaF2 难溶 Ni2＋ 6.7 9.5 NiCO3 Ksp＝9.60×10－6 (1)调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是____________。 (2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是________、________。 (3)写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式：___________________________。 (4)酸浸过程中，1 mol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式：______________________________________。 (5)沉镍过程中，若c(Ni2＋)＝2.0 mol·L－1，欲使100 mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全[c(Ni2＋)≤10－5 mol·L－1]，则需要加入Na2CO3固体的质量