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工艺流程题
一.工艺流程题(共14小题)
1.(2023•广州)制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有NaCl、Na2SO4及少量MgSO4和CaSO4,某小组从中获取NaCl和Na2SO4的主要过程如图1:
(1)“除杂1”应依次加入的两种试剂是 、 ,“除杂2”应加入的试剂是 。(除杂限选试剂:HCl、HNO3、Na2CO3、Ca(OH)2)
(2)将“溶液A”在80℃蒸发浓缩,至有少量固体析出。
①该小组分析溶解度曲线,推测析出的少量固体是NaCl,但检验后却发现是Na2SO4。请作出合理解释: 。
②该小组停止蒸发浓缩,经 、过滤得到大量Na2SO4固体及母液;将母液中的NaCl分离出来,操作是 。
(3)设计由硫磺(单质硫)生产Na2SO4的转化路径,依次写出反应的化学方程式: 。(提示:常见+4价硫的化合物可与O2化合为+6价硫的化合物)
2.(2022•广州)二甲基亚砜(DMSO)工业废渣含NaNO3及少量有毒的NaNO2。以该废渣为原料制备农用KNO3,既实现资源回收利用又保护了环境。工艺流程如下:
(1)农用KNO3为农作物提供的营养元素有 。
(2)步骤1的作用是除去NaNO2,NaNO2中氮元素的化合价为 。
(3)结合溶解度曲线分析,步骤3“加热蒸发”时可控制只析出NaCl固体,原因是 。
(4)步骤4的操作是 、过滤。
(5)KCl用量的估算依据是 (填标号)。
A.KCl与NaNO3的粒子个数比为1:1
B.KCl与NaNO3的质量比为1:1
C.KCl与NaNO3在溶液中的质量分数之比为1:1
(6)该工艺所得农用KNO3混有一定量NaCl。取25g样品加足量水溶解,向溶液中加入足量的AgNO3溶液,生成沉淀的质量为14.35g,则样品中杂质NaCl的质量是 g,样品含KNO3 %(质量分数)。
(相对分子质量:KNO3 101 NaCl 58.5 AgNO3 170 AgCl 143.5)
3.(2024•荔湾区一模)由菱铁矿(主要成分为FeCO3,含少量SiO2等杂质)制备铁粉的一种流程如图:
(1)“沉铁”时,FeSO4转化为FeCO3沉淀,该反应的基本类型是 。“焙烧”时,在高温条件下FeCO3与O2反应生成Fe2O3与CO2的化学方程式为 。
(2)“酸浸”时,为使反应充分,除了搅拌还可采取的一种措施是 。“酸浸”后所得溶液中含有的溶质为: 。
(3)“还原”时,在高温条件下,利用炭粉可将铁从氧化铁中还原出来;若向氧化铁与炭粉的混合物中添加适量的CaCO3,更利于还原氧化铁,其原因是 。
(4)以菱铁矿为原料也可以制备锂电池正极材料一磷酸铁锂(LiFePO4)
已知:
①磷酸铁(FePO4)的铁元素显正三价,是一种几乎不溶于水的白色固体;
②磷酸(H3PO4)为可溶性中强酸,酸性比盐酸弱。
请根据各类物质之间的反应规律,设计两种制备磷酸铁(FePO4)的方案:(要求含铁的原料分别属于不同的物质类别,用化学方程式表示)
① 。
② 。
4.(2024•花都区一模)某实验小组利用废硫酸液制备K2SO4晶体,其流程如图所示。
(1)操作1的名称是 。
(2)上述流程中可循环使用的物质有 、 (写化学式)。
(3)常温(25℃)下,反应Ⅲ能实现的原因是利用了物质的溶解度的差异。反应Ⅲ中相关物质的溶解度数据如图。请写出该反应的化学方程式: 。
(4)用饱和K2SO4溶液代替水洗涤反应Ⅲ所得晶体的原因是 ;为检验此晶体是否洗涤干净,可取最后一次洗涤液,先加入过量的 (填序号,下同),振荡、静置,再向上层清液中滴加 ,观察现象即可判断。
A.AgNO3溶液
B.BaCl2溶液
C.Ba(NO3)2溶液
D.NaOH溶液
5.(2024•天河区一模)我国科学家侯德榜创立了侯氏制碱法。实验室模拟制备纯碱流程如图:
(1)NH4HCO3能为农作物提供的营养元素是 。反应2为复分解反应,反应的化学方程式