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加练12 工艺流程题加练
类型1 工业制备流程
1. (2023娄底)二氧化氯(ClO2)用于家庭、公共场所的杀菌消毒,是一种高效和安全的杀菌消毒剂,在工业上以含可溶性杂质MgCl2和CaCl2的粗盐为原料来制取,生产过程如图所示。
(1)操作①的名称_______。
(2)步骤Ⅰ除杂中,可加入适量_______(填试剂名称)除去氯化镁。而工业上可用饱和NaCl溶液浸洗粗盐除去可溶性杂质,其原因是___________________。
(3)从元素守恒角度分析,Ⅲ中有水参与反应,请写出该反应的化学方程式____________________________。
(4)上述流程中可循环利用的物质是______________。
2. 用金属铁制备自来水的新型净水剂高铁酸钾(化学式为K2FeO4)的流程如图所示:
(1)反应a中能够观察到的明显现象是有___________生成和溶液由蓝色变为浅绿色;
(2)反应b可用化学方程式表示为______________________。
(3)经过操作I所得固体B的成分是___________。
(4)操作I和操作Ⅱ是相同的操作,其名称是___________,操作用到的玻璃棒的作用是___________。
3. (2023通辽改编)如图是用粗硅原料(含氧化镁杂质,不考虑其他杂质与酸反应)制备高纯硅和金属镁的流程。请回答下列问题。
(1)根据上述流程可知硅具有的化学性质是______________。
(2)上述流程中,可循环利用的物质是______________。
(3)滤液中含有的阳离子为______________(填化学符号)。
(4)MgCl2制备Mg的化学方程式为____________________________。
(5)若粗硅中氧化镁的质量分数为25%,现有100 t粗硅,理论上课获得镁的质量为_____ t。(实验中镁的损耗率为5%)
4. 【传统文化】早在战国时期,《周礼·考工记》就记载了我国劳动人民制取KOH以漂洗丝帛的工艺。大意是先将干燥的木头烧成灰(含K2CO3),用其灰汁浸泡丝帛,再加入石灰即可。如图为模拟该法制取KOH的工艺流程。请回答有关问题。
(1)实验室里进行操作②、操作③均用到的玻璃仪器是______。
(2)“反应池”中发生主要反应的化学方程式是________________________。
(3)“制浆”中发生反应的基本反应类型是____________。
(4)流程中可循环使用的物质是_________。
(5)“燃烧窑”中产生的热量可供煅烧和操作______(填“①”“②”或“③”)利用。
5. (2023常德改编)海水化学资源利用已成为各沿海国家促进经济发展的重要手段,我国在氯碱工业技术上有长足的发展。如图是氯碱工业流程图。请回答相关问题:
(1)“操作1”为__________。
(2)在实验室用托盘天平称量烧碱固体时,应用__________盛装烧碱。
(3)请写出反应①的化学方程式______________________________,反应②属于四个基本反应类型中的__________反应。
(4)氯气与烧碱制备漂白剂的原理为:Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O,由此可推测产物中可起漂白作用的物质为__________(填化学式)。
6. (2023泰安改编)以绿矾(主要成分FeSO4·7H2O)为原料生产铁红(Fe2O3)的工艺流程如下:
(1)“溶解”时能加快溶解的方法有________________________(写一种即可)。
(2)完成“沉淀”时的主要反应:2FeSO4+H2O2+2H2O===2FeO(OH)↓+2______。
(3)“过滤”后需对固体进行洗涤、干燥。实验室中进行过滤操作时需要用到的玻璃仪器有烧杯、______、玻璃棒。
(4)“煅烧”时反应的化学方程式为______________________________;在其他条件相同时,不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响如图所示,则最适宜的煅烧温度为______℃。
7. 【设备流程】(2023重庆B卷)氢气是重要的化工原料,如图是通过热化学循环用硫化氢气体(H2S)制备氢气的模拟工艺流程。
(1)吸收室中生成的S可进一步燃烧为反应室提供SO2,S在氧气中燃烧的现象是_____________________________,产生有刺激性气味的气体。
(2)HI进入产品室中发生的反应属于______(填基本反应类型)。
(3)写出一种上述流程中可以循环利用的物质____________。
(4)硫化氢气体制备氢气时生成两种单质,写出化学方程式__________________。
(5)吸收室中不断通入H2S气体,一方面做反应物;另一方面起_____________作用,使反应更加充分。
8. 天宫课堂第二课中,航天员向同学们展示了金属锆。已知金属锆(Zr)可由锆英石(主要成分是ZrSiO4,还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料来生产,流程如图1所示:
【资料卡片】常温下ZrCl4是白色固体,遇水剧烈反应:
ZrCl4+9H2O===ZrOCl2·8H2O+2HCl。请回答下列问题:
(1)反应前,锆英石需粉碎,其目的是________________________。
(2)SiO2属于非金属氧化物,玻璃中含有大量的SiO2,带磨口玻璃塞的试剂瓶不能盛放烧碱溶液,请说明原因________________________。
(3)①该过程中,ZrCl4的产率随温度、压强的变化如图2所示,则高温气化过程中选择的最佳条件是____________。
②该分馏(分馏就是多次蒸馏)过程中,为防止产品变质,过程中一定需要注意的是__________________。
(4)已知在850℃条件下,可用镁(Mg)与四氯化锆(ZrCl4)发生置换反应获得金属锆,该反应的化学方程式是______________________________。
类型2 回收利用流程
9. 某火力发电厂产生的固体废弃物粉煤灰中含有较多的氧化铝(Al2O3)。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图所示,请回答下列问题:
(1)操作a的名称是_________。
(2)加足量氨水能将Al3+全部转化成Al(OH)3,氨水主要成分的化学式:______。
(3)“酸浸”通常使用稀硫酸而不用稀盐酸,主要原因是__________________。“酸浸”时发生的主要反应的化学方程式为__________________。
(4)“煅烧”过程中涉及主要反应的基本反应类型为__________反应。
10. 【设备流程】(2023随州)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用。一种捕集烟气中CO2并转化利用的流程图如图:
(1)CaO俗称________。
(2)催化转化器中发生反应的化学方程式是______________________________。
(3)甲醇(CH3OH)属于___________(填“无机物”或“有机物”)。合成器中参与反应的CO和H2的质量比为_______________。
(4)我国力争在2060年前实现“碳中和”。下列措施不利于大气中CO2减少的是________(只有一个选项符合题意)。
A.用氨水捕集废气中的CO2,将其转化为氮肥
B.大力推广使用干冰实现人工增雨,缓解旱情
C.利用和开发风能、太阳能、氢能等清洁能源
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的CO2
11. 兴趣小组的同学在参观某化工厂的生产流程后,发现排出的废液中主要含Mg(NO3)2和AgNO3,为了从中回收金属Ag和Mg(NO3)2,他们一起讨论,设计了如下实验方案。
(1)操作Z的名称是_________。
(2)试剂Y的主要成分是_________。(填化学式)
(3)加入X时发生的反应的化学方程式为___________________________,若加入X量为一定量,则滤液B中的溶质可能是_________(填字母)。
A.Mg(NO3)2和AgNO3 B.Mg(NO3)2和Fe(NO3)2
C.Mg(NO3)2 D.Mg(NO3)2、Fe(NO3)2和AgNO3
(4)如果以上工艺中加入X的质量为0.48克,与100g以上废液恰好完全,则该废液中含硝酸银的质量为________g。
12. 某科学兴趣小组,用废渣(主要为CaCO3,还含有C、Fe2O3、MgO等少量杂质)去制作CaCl2,反应过程如图所示。
(1)Ⅰ过程中加过量稀盐酸溶液的目的是__________________。该过程中发生反应的基本类型是________反应。
(2)滤渣一所含成分是________(填化学式);滤液一含有的阳离子是Fe3+、Mg2+、Ca2+和________________(填离子符号)。
(3)X溶液为________(填化学式)。
(4)已知CaCl2与焦炭、BaSO4在高温下生成BaCl2、CO和CaS,写出该反应的方程式________________________________________。
13. 某金属冶炼厂的管道烟泥中含有某些单质,其中大约10.3%的Cu、5.0%的Zn、1.2%的S,其余为C。为了回收铜和锌,进行了如下操作:
已知:加热的条件下,Zn、Cu都可以与氧气反应生成相应的金属氧化物。
(1)步骤①产生的废气A需进行环保处理,其中会造成酸雨的是_______(填化学式)。
(2)步骤②中固体B与稀硫酸反应的化学方程式是_____________________(任写一个)。
(3)实验室中从硫酸锌溶液中获得锌可用镁,其原因是_____________________。
(4)上述步骤①~③未涉及到的基本反应类型是_______(填基本反应类型)。
(5)有人认为若步骤①中空气不足,也不会导致锌的回收率降低,理由是_______
_________________________________________________。
14. (2023孝感)兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属Ni及少量Fe、Cu)回收镍,设计流程如图所示(部分产物略去)。
请根据上述流程回答下列问题:
(1)过滤时,玻璃棒的作用是__________。
(2)写出“酸浸”时发生的反应属于__________(填基本反应类型)。
(3)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时发生反应的化学方程式为______________
__________________________。
(4)Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为__________。
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.7
3.2
Ni2+
7.2
8.7
(5)已知Fe3+和Ni2+开始沉淀和完全沉淀时的pH如表。“除铁”过程中加入NaOH溶液的目的是通过调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而Ni2+不沉淀,则pH的范围是__________(填字母序号)。
A.2.7≤pH<3.2 B.3.2≤pH<7.2 C.7.2<pH<8.7
15. (2023成都节选)成都有丰富的钙芒硝矿(主要成分为硫酸钠和硫酸钙),是生产元明粉(硫酸钠)的重要原料,工艺流程和硫酸钠的溶解度曲线如图。回答问题。
(1)矿石粉共经过____次浸出,可有效增大“一段浸出液”的浓度,其目的是提高产率和________________________。
(2)终渣中主要含有硫酸钙,原因是_________________________。
(3)②处浓溶液的温度约为_______时,开始降温结晶,较为合适。
(4)硫酸钠可用于钡盐(如氯化钡)中毒的解毒剂,解毒原理的化学方程式为_________________________。
类型3 特殊制备类流程
16. (2023潍坊改编)化学技术驱动“碳达峰、碳中和”。CO2转化为炭黑回收利用的反应机理如图所示,依次发生过程Ⅰ和Ⅱ,“→”表示从反应物到生成物。下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ的化学方程式为3FeO+CO2===Fe3O4+C
B.过程Ⅰ、Ⅱ中铁元素化合价均发生改变
C.Fe3O4为反应的催化剂
D.总反应可表示为CO2====C+O2
17. 氢气是一种极具发展潜力的清洁能源.以太阳能为热源,硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法.其反应过程如图所示,回答下列问题:
(1)二氧化硫属于空气污染物,大气中含量过高会造成的环境问题是____。
(2)反应III的化学方程式为________________。
(3)上述反应中不属于分解反应的是____________。
(4)该生产工艺中最终被消耗的物质有____________。
(5)氢气是最理想的清洁能源,但目前未得到广泛使用的原因是____________________(答一点即可)。
学科网(北京)股份有限公司
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