内容正文:
易错点09 化工流程
模拟题训练
1.某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体[FeSO4·7H2O]和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:
回答下列问题:
(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式______________________。
(2)用滤渣F通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是__________________________ ,____________________________。
(3)进行途径②时,该小组用如图所示装置及试剂,将制得的CO2气体通入滤液A中。一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是________________________________________(用离子方程式表示);为了避免沉淀D减少,应该在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间增加一个盛有____________的洗气瓶。
(4)通过途径④制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:加硫酸、加热通氧气、过滤、________、冷却结晶、过滤、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为______________(用离子方程式表示)。
(5)白磷有剧毒,不慎沾到皮肤上,可取少量胆矾配制成CuSO4溶液冲洗解毒。白磷可与热的CuSO4溶液反应生成Cu3P(Cu为+1价),与冷CuSO4溶液则析出Cu,反应方程式分别(均未配平)为:
①P4+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4
②P4+CuSO4+H2O―→Cu+H3PO4+H2SO4
若上述两反应中被氧化的P4的物质的量相等,则消耗的CuSO4的物质的量之比为________。
2.硫酸镍晶体(NiSO4•7H2O)可用于电镀工业,可用含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni,还含有Al、Fe的单质及其他不溶杂质(不溶于酸碱)。某小组通过查阅资料,设计了如下图所示的制备流程:
已知: Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 ,Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15
(1)“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是_______________________________。
(2)操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、________、________;操作c的名称为____________、____________、过滤、洗涤。
(3)固体①是______________;加H2O2的目的是(用离子方程式表示)_____________。
(4)调pH为2-3时所加的酸是________。
(5)操作b为调节溶液的pH,若经过操作b后溶液中c(Ni2+)=2mol·L-1,当铁离子恰好完全沉淀溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1时,溶液中是否有Ni(OH)2沉淀生成?________(填“是”或“否”)。
(6)NiSO4•7H2O可用于制备镍氢电池(NiMH),镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型.NiMH中的M表示储氢金属或合金.该电池在放电过程中总反应的化学方程式是NiOOH+MH=Ni(OH)2+M,则NiMH电池充电过程中,阳极的电极反应式为_______。
3.硅是带来人类文明的重要元素之一,在传统材料发展到信息材料的过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法,在H2的作用下,使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面,该反应的化学方程式为_______________________________。
(2)一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及化合物)和氮气(含少量氧气)合成氮化硅的工艺主要流程如下:
已知硅的熔点是1 420 ℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。
①N2净化时,铜屑的作用是:__________________________;
硅胶的作用是_______________________________________。
②在氮化炉中反应为3Si(s)+2N2(g)===Si3N4(s) ΔH=-727.5 kJ/mol,开始时须严格控制氮气的流速以控制温度的原因是_____________________。
③X可能是________(选填“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”或“氢氟酸”)。
(3)工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅:
①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应,该反应的化学方程式为_______________________________。
②假设每一轮次制备1 mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应Ⅰ中HCl的利用率为90%,反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中,补充投