内容正文:
化工流程题
1.(2023·恩平市模拟)研究人员按如图1所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”,实验中,先分别在相应装置中一次性加入水和铁,然后连续通入含有CO2、SO2的燃煤烟气和O2的混合气体,反应液多次循环,但过量的铁仍在反应装置中与循环进入的反应液不断反应。经过多次循环以后,导出的反应液可用于制备晶体FeSO4·2H2O。(已知:FeSO4溶液显弱酸性)
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(1)吸收装置的温度不宜过高,原因是___________________________
_________________;该装置中总反应的化学方程式为2SO2+2H2O+O2===2X,则X的化学式为__________。
(2)写出反应装置中反应的化学方程式:___________________________,该装置温度控制在40 ℃左右,此时欲加快该反应速率可采取的措施有__________________________________。
温度过高,气体的溶解度下降,
不利于反应进行
H2SO4
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
搅拌(或使用更细的铁粉,合理即可)
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(3)经多次循环后导出溶液,在氮气环境中__________(填操作名称)、降温结晶、过滤得到FeSO4·7H2O,其中氮气的作用是____________
_______________________,经两次过滤后滤液仍浑浊,可能原因是______(填字母)。
A.滤纸破损
B.滤液低于滤纸边缘
C.承接滤液的烧杯不干净
蒸发浓缩
防止硫酸亚
铁被空气中的氧气氧化
AC
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(4)如图2为“FeSO4·7H2O脱水干燥曲线图”,据图2可确定,得到FeSO4·2H2O适宜的条件为________、________________________
______________________(分别指出温度T和时间t)。
150 ℃
4.1 h(或4.2 h、4.3 h,不能
超过4.5 h,合理即可)
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2.以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料,采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺,同时还可以获得绿矾(FeSO4·7H2O),流程如图:
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(1)步骤①中的化学方程式:4CuFeS2+17O2+2H2SO4 4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2_______。
(2)步骤②中的反应有两个:反应一是Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4,该反应属于__________(填基本反应类型),反应二的化学方程式为___________________________。
(3)加入的A是__________(填化学式)。
(4)获得绿矾的“一系列操作”为:蒸发浓缩、__________、过滤等。
H2O
化合反应
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
H2SO4
降温结晶
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3.(2023·宝安区三模)K2SO4在生产生活中常用作化肥、药物、制备玻璃与明矾等。某化学兴趣小组在参观访问某工厂以废硫酸为原料生产K2SO4后,返校后在学校绘制了一张该厂生产K2SO4的流程图,计划在实验室按照该流程制备K2SO4晶体,具体如下:
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(1)步骤Ⅰ中加入过量CaCO3粉末的目的是________________,写出步骤Ⅰ中反应的化学方程式:____________________________________。
(2)步骤Ⅱ的过程中存在3步化学反应:
第1步,先通入足量的NH3与水反应:NH3+H2O===NH3·H2O
第2步,再通入CO2与氨水反应:2NH3·H2O+CO2===(NH4)2CO3+H2O
第3步,发生复分解反应,反应的化学方程式为____________________
_______________________。
将硫酸完全反应
CaCO3+H2SO4===CaSO4+H2O+CO2↑
CaSO4+(NH4)2CO3==
=(NH4)2SO4+CaCO3↓
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(3)操作①所用玻璃棒的作用是______。
(4)上述流程中,除可综合利用CO2外,还可循环使用的物质是__________(填化学式)。
(5)步骤Ⅲ中,在常温下能发生复分解反应,相关物质在20 ℃时的溶解度如下表:
该反应在常温下能实现的原因是_______________________________
_________________。
(6)滤液X为K2