工业流程题训练

工业流程题

1、以电解食盐水为根底制取氯气、氢氧化钠等产品的工业称为“氯碱工业〞，它是目前化学工业的重要支柱之一。由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。以粗盐为原料的“氯碱工业〞流程如下：

依次加入过量的三种试剂除杂 沉淀加适量的水 粗盐悬浊液①②加盐酸，调pH=7NaCl溶液 滤液③

④

H2 电解Cl2饱和NaCl溶液50%的NaOH溶液 ⑤ 10%的NaOH溶液⑥16%的NaCl溶液

NaCl晶体

答复以下问题：

〔1〕氯气、氢氧化钠在工业上有广泛的用途。以下关于氢氧化钠的描述中，错误的选项是。 A．能去除油污，可做厨房清洁剂 B.易溶于水，溶解时放出大量的热 C．水溶液能使石蕊溶液变红 D.可用作某些气体的枯燥剂 〔2〕操作②的名称是，操作④的名称是。

〔3〕操作①②间除杂质时所加的三种试剂是NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液〔均过量〕，其顺序要：

Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之〔填“前〞或“后〞〕参加。有同学提出用溶液代替BaCl2溶液可到达同样的目的。

〔4〕电解饱和NaCl溶液的化学方程式是。 〔5〕该流程中可以循环利用的物质是。

2、MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2〔含有较多的MnO和MnCO3〕的提纯是工业生产的重要环节．如图是某研究性学习小组在实验室中模拟工业上粗MnO2转化为MnO2的工艺流程．

请答复以下问题：

〔1〕操作A的名称是 _________ ．〔2〕NaClO3中氯元素的化合价为 _________ 价． 〔3〕蒸发所需的仪器有铁架台〔带铁圈〕、蒸发皿、酒精灯和 _________ ． 〔4〕写出加稀硫酸H2SO4时产生CO2的化学方程式 _________ ． 〔5〕该流程中可以循环利用的物质是H2SO4和 _________ ．

3、高纯氧化钙是用于电子工业重要的无机化工原料．用钙溶液制备高纯氧化钙的工艺流程如下：

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反响池中发生反响的化学方程式为：CO2+2NH3•H2O+Ca〔NO3〕2═2NH4NO3+CaCO3↓+H2O 请答复以下问题：〔1〕过滤操作中玻璃棒的作用是．

〔2〕过滤后所得沉淀外表可能含有的可溶性杂质有〔写出一种即可〕． 〔3〕该工艺流程中可循环使用的物质是．

〔4〕冷却需在枯燥的环境中进展，否那么制得的高纯氧化钙中会混有的杂质是． 〔5〕上述流程中的副产物NH4NO3可用作氮肥，氮肥的主要作用是 ．

A、促进植物生长，叶色浓绿B、增强作物的抗寒，抗旱能力C、增强作物的抗病虫害和抗倒伏能力． 4、FeSO4•7H2O是一种重要的食品和饲料添加剂．某工业废渣主成分是Fe2O3，还含有CaCO3和SiO2〔不

溶于水也不溶于稀硫酸〕，实验室用此废渣制备FeSO4•7H2O的流程如图1：

请根据流程图答复以下问题： 〔1〕稀硫酸与粉末中的氧化铁反响的化学方程式为

〔2〕操作②所需要的玻璃仪器是：烧杯、玻璃棒和．

〔3〕经测定，滤渣中只含有CaSO4和SiO2，你认为实验室〔填“能〞或者“不能〞〕用粉末状的石灰石与稀硫酸反响制二氧化碳． 〔4〕Fe与Fe2〔SO4〕3反响的化学方程式为．

〔5〕硫酸亚铁的溶解度曲线如图2．待结晶完毕后，滤除晶体，用少量冰水洗涤2﹣3次．用冰水洗涤的目的是：Ⅰ除去晶体外表附着的杂质； Ⅱ．

5、工业上以高纯度的二氧化锰为原料制备高锰酸钾的主要流程如下：

相关物质的溶解度(20℃)如下表：

(1)KMnO4中锰元素的化合价为。(2)操作I的名称是。“枯燥〞过程中温度不宜过高的原因是〔用化学方程式表示〕。

(3)“通CO2酸化〞，反响的化学方程式为：3K2 MnO4+2CO2======2KMnO4+MnO2↓+2K2 CO3

假设用稀H2SO4酸化，反响的化学方程式为：3K2 MnO4+2H2 SO4=====2KMnO4 +MnO2↓+2K2SO4+2H2O 工业上不采用稀H2SO4酸化的原因是。

(4)电解法也可以实现由K2MnO4向KMnO4的转化，反响的化学方程式为： 2K2MnO4+2H2O

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2KMnO4+2KOH十H2↑， 与“通CO2酸化〞相比，其优点是。

6、硫酸铜晶体常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂。以下是由废铜料(含铁)生产硫酸铜晶体的流程。

(1) B的化学式为，操作a的名称是。

(2)②的反响根本类型为；反响①、③的化学方程式分别为 ①；③。

(3)：Cu+2H2SO4 (浓) △ CuSO4+ SO2↑+2H2O。从环保和经济的角度分析，

比照途径I、Ⅱ，途径I的优点有：不产生有害气体和。

7、以钛铁矿(主要成分FeTiO3，钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与

浓硫酸发生反响的化学方程式为： FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O

答复以下问题：

(1) 钛酸亚铁中钛元素的化合价为________，

(2)上述生产流程中参加物质A的目的是防止Fe2＋被氧化，物质A是________，

上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是_____________， ； (3)反响TiCl4＋2Mg

2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进展的理由是________ __________

8、我国化学家侯德榜创造了联合制碱法，其生产纯碱的产品和副产品氯化铵的工艺流程如下图：

〔1〕NH3溶于水得到氨水，将无色酚酞溶液滴入氨水中，溶液呈 色．

〔2〕写出反响I的化学方程式；该反响的根本类型为 ．

〔3〕操作a的过程是 、 、过滤．

〔4〕上述工艺流程中可循环利用的物质是 ．

9、七水硫酸镁〔MgSO4·7H2O〕是一种重要的化工原料，在48.1℃以下的潮湿空气中稳定，在温热枯燥空气中易失去结晶水。工业上将白云石〔主要成分为MgCO3、CaCO3〕煅烧成粉，用于制取MgSO4·7H2O，工艺流程如以下图所示：

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〔1〕煅烧过程中，MgCO3转化为MgO的根本反响类型是_________________。〔2〕写出MgO与H2SO4反响的化学方程式_________________________。〔3〕操作a的名称为________________。〔4〕将别离后的母液循环利用的目的是_____________________。〔5〕枯燥得成品时，需要控制的条件是____________________。

10、某热电厂用脱硫得到的石膏〔CaSO4•2H2O〕生产K2SO4肥料的流程如下．请答复以下问题：

〔1〕石膏中S的化合价是．脱硫过程的化学方程式为

2CaCO3+2SO2+O2+4H2O=2CaSO4•2H2O+2．

〔2〕石膏与饱和〔NH4〕2CO3溶液相混合，发生反响Ⅰ时需不断搅拌，

其目的是．

〔3〕实验室完成过滤操作所需要的仪器有铁架台、玻璃棒以及〔填字母序号〕，

玻璃棒的作用是．

〔4〕〔NH4〕2SO4与KCl溶液需在浓氨水中发生反响Ⅱ，析出K2SO4晶体．此反响的根本类型是，浓氨水的作用是，反响Ⅱ需在密闭容器中进展的原因是．

〔5〕该工艺可以循环利用的物质有〔写一种〕，副产品

NH4Cl与NaOH溶液混合微热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变色． 11、硫酸钙转化为K2SO4和CaCl2•6H2O的工艺流程如下：

(1)吸收过程中发生了化学反响，化学方程式为． (2)操作I的名称为，沉淀的主要物质为(填化学式)．

(3)蒸氨过程中涉及的反响类型(填编号)．A．复分解反响 B．化合反响 C．分解反响 D．置换反响 (4)操作Ⅲ包含一系列操作：蒸发浓缩、、过滤、洗涤、枯燥． (5)可循环利用的物质除了NH3外，还有(填化学式)．

12、过氧化钙〔CaO2〕是一种对环境友好的多功能无机化合物，通常有两种制备方法。：温度过高过氧化钙会分解生成氧化物和氧气。

方法1：由Ca(OH)2为原料最终制得，其制备流程如下：

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方法2：由鸡蛋壳〔含CaCO3高达90％〕为原料最终反响制得，其制备流程如下：

〔1〕方法1中搅拌的目的是 。请将搅拌过程中发生反响的化学方程式补充完整：

CaCl2 + H2O2 + 2NH3·H2O + 6 = CaO2·8H2O↓+ 2NH4Cl。制备过程中除水外可循环使用的物质是 〔填化学式〕；

〔2〕方法2中气体X是，实验室常用溶液来吸收。煅烧后的反响时化合反响，也能生成CaO2·8H2O，反响的化学方程式为。该反响需控制温度在0 ~ 2℃，可将反响器放置在中，获得CaO2产品中主要含有的固体杂质是 〔填化学式〕；〔3〕这两种制法均要求在低温下进展〔除煅烧外〕，温度过高除了防止氨水挥发外，还能 ；

〔4〕“绿色化学〞一般是指反响物的原子全部转化为期望的最终产物，那么上述两种方法中生成CaO2·8H2O的反响符合“绿色化学〞的是〔填“方法1〞或“方法2〞〕。

13、能源“非石油化〞是战略目标，开展以CH4、CO2等为原料的“C1化学〞成为当今化工生产的必然趋势．通常天然气中含有H2S等有毒气体，图为天然气合成氨的工艺流程．

〔1〕甲烷-氧气燃料电池是将 能转化为电能的装置．

〔2〕CH4可合成多种无机物和有机物．研究CH4和CO2反响生成CO和H2，重大意义在于 我国科研人员首先发现CH4在一种催化剂的作用下可直接分解获得C6H6和H2，化学方程式为

〔3〕①中CH4与H2O〔气〕反响生成CO2、H2，化学方程式是 ②中一般参加K2CO3的水溶液吸收CO2，此反响方程式： N2与H2按照分子数反响生成NH3．

〔4〕使用Fe2O3•H2O除去H2S，生成物中含硫元素的物质有种．右图是实验室模拟合成氨气的装置

甲装置的作用有三个：一是将氮气和氢气枯燥；二是使氮气和氢气充分混合；三是 ，从而提高氮气和氢气的利用率。

〔5〕流程中参与循环的物质是〔填化学式〕．

14、金属钛被称为铁和铝之后崛起的“第三金属〞，它是航海、化工、医疗上不可缺少的材料。工业上用钛铁矿〔主要成分FeTiO3〕制备金属钛的一种工艺流程如以下图所示。〔局部产物略〕

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〔1〕钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁〔FeTiO3〕，其中钛元素的化合价为。 〔2〕步骤②别离出TiCl4的方法，利用了TiCl4与FeCl3的不同。 〔3〕④反响的化学方程式为，该反响在氩气中进展的理由是。

〔4〕绿色化学提倡物料循环。以上流程中，可用于循环的物质除Cl2、Mg外，还有。 15．某矿石由MgO、Fe2O3、CuO和SiO2组成，用它制备氢氧化镁的流程示意图如下图：

〔1〕溶液A含有种阳离子；〔2〕在溶液A中参加熟石灰调节溶液的pH，可以使溶液中的金属阳离子转化为沉淀．该实验条件下，使金属阳离子沉淀的相关pH数据见下表．为保证产品纯度、减少产品损失，并便于操作，溶液B的pH可容许的围为； 氢氧化物 开场沉淀的pH 完全沉淀的pH

Fe〔OH〕3 1.5 3.2

Cu〔OH〕2 4.2 6.7

Mg〔OH〕2 8.6 11.1

〔3〕溶液B中一定含有的溶质为〔填化学式〕；

〔4〕写出溶液B中加人熟石灰，生成产品的化学方程式： 16、以下图是海水“制碱〞的局部简单流程。

步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反响的化学方程式为：、 。

制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳。如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低。这是因为。 〔拓展〕有关物质重要反响的化学方程式如下：

2NH4Cl+X==2NH3+Cl2+2H2O NH4Cl === NH3↑+HCl↑根据以上信息答复以下问题。 (1)盐水精制的过程是除去溶液中各种杂质的过程。为将盐水中含有的Ca2+、Mg2+等沉积，可以向其一和参加过量纯碱．此时将混合液中不溶物除去的方法是；溶液中多余的纯碱可以加试剂来除去。

(2)氨碱工业最关键的一步是：在加压的条件下不断向饱和的氨盐水人二氧化碳气体，溶液中会有碳酸氢钠晶体析出。试分析该流程需要加压条件的原因是：_______________。

(3)在氨碱工业的历史上．如何处理流程中剩余的氯化铵溶液，出现了两种工艺：一是“索尔维法〞．即在氯化镀溶液中参加物质X(填化学式)，产生了可循环使用的氢气和大量固体废弃物氯化钙；二是我国化学家

△

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侯德榜创造的“联合制碱法〞，即在氯化铵溶液中参加适量氯化钠晶体．降低了氯化氨的，使氯化铵晶体单独析出得到另一种产品——氮肥．氯化钠溶液那么可以循环利用。

(4)在氨碱工业处理剩余的氯化铵溶液时．为何不直接蒸发结晶析出氯化铵固体? 答：。

17、某制碱厂以海水为主要原料生产纯碱〔碳酸钠〕和其他副产品．

〔一〕将海水进展处理后获得精盐水．海水中，除氯化钠外，还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质．其处理的主要流程如下：〔1〕参加氢氧化钠溶液的目的是 ．〔2〕操作Ⅰ的名称是 ． 〔3〕操作1所得的沉淀是混合物，其成分有：〔填化学式〕BaSO4、Mg〔OH〕2、 ． 〔4〕向滤液中滴加适量稀盐酸的目的是 ．

〔二〕将精盐水制成饱和溶液，先向其入足量的氨气，再向其入足量的二氧化碳至有大量晶体〔碳酸氢钠，NaHCO3〕析出，反响的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓；将晶体转移出来后，加热至不再有气体产生，所得固体即为纯碱． 〔1〕加热晶体碳酸氢钠获得纯碱的化学方程式为 ． 〔2〕称取一定质量的纯碱样品，经屡次充分加热后，再称重，质量无变化；另取少量纯碱样品参加适量水，样品完全溶解，向该溶液中参加过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，根据上述实验可确定纯碱样品含有杂质 〔写化学式〕．

〔三〕为测定上述方法获得的纯碱产品中碳酸钠的纯

度．某研究性学习小组对纯碱产品进展检测．取22克该样品于烧杯中，加水将其溶解，然后逐滴参加溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断振荡．通过查阅资料得知，在滴加盐酸过程中首先发生的反响是：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl；然后发生的反响是：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，在上述过程中烧杯中溶液质量与参加稀盐酸质量的关系如图甲所示：

〔1〕某同学认为，在上述纯碱含量测定过程中，用玻璃棒不断搅拌，能使测定误差减小，其理由是 〔2〕请你根据图甲提供的信息，在图乙的坐标系中画出检测过程中产生CO2的质量随滴加盐酸质量的变化曲线．〔标明二氧化碳质量的相应数值〕

〔3〕计算该样品中纯碱的质量分数〔写出计算过程〕

18、〔〕海水是一种重要的自然资源．以下是我市对海水资源的局部利用． 〔1〕从海水中获取淡水．常用的操作方法是 ．

〔2〕从海水中获得氯化钠．将海水进展 可得到粗盐；为除去粗盐中含有的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质，-有如下操作：①溶解；②加过量的Na2CO3溶液； ③加过量的BaCl2溶液；④加适量的盐酸；⑤加过量NaOH溶液；⑥蒸发结晶；⑦过滤．正确的操作顺序是 ．〔用序号填一种合理组合〕． 〔3〕从海水中得到金属镁．以下图是从海水中提取镁的简单流程．

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上述过程中，沉淀B与试剂C发生的是中和反响，那么沉淀B的化学式为 ，由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为 ．海水本身就是含有MgCl2的溶液，它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同：．

〔4〕海水“制碱〞．以下图是海水“制碱〞的局部简单流程．步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反响的化学方程式为： 、

．

制氨盐水的过程中要先通入氨气，再通入二氧化碳．如果反过来，二氧化碳的吸收率会降低．这是因为 ． 19、某化工厂为综合利用生产过程中的副产品CaSO4，与相邻的化肥厂联合设计了制备(NH4)2SO4的工艺流程。

【工艺流程及原理】

沉淀池中发生的主要化学反响为：CO2+2NH3+CaSO4+H2O==CaCO3↓+(NH4)2SO4

【讨论交流】(1)操作a的名称是________，假设在实验室进展此操作，用到的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯外，还需要___________。

(2)经操作a后得到的固体物质在煅烧炉中高温分解生成X和Y两种物质，该工艺中，Y被作为原料之一循环利用。Y的化学式为_________。

(3)沉淀池中也可能生成少量NH4HCO3，该反响的化学方程式为____________________。

【硫酸铵化肥等级测定】(4)判断(NH4)2SO4化肥中有无NH4HCO3：取少量试样溶于水，滴加足量的________，无气泡产生，那么可判断该化肥中不存在NH4HCO3。

化肥中氮元素含量的测定(已确定该化肥中不存在NH4HCO3杂质)：查阅资料： ①：(NH4)2SO4+2NaOH

Na2SO4+2NH3↑+2H2O，氨气极易溶于水，其水溶液为氨水。氨水呈碱性，不稳

定，易挥发。②工业判断硫酸铵化肥等级指标如下

实验设计：按以下图所示装置进展实验。

实验过程中，往烧瓶中参加足量浓氢氧化钠溶液，并加热使硫酸铵充分反响完全转化为NH3。

(5)烧杯中的试剂是为了吸收产生的氨气，以下最适宜的试剂是________(填序号)；①水 ②浓HCl ③稀H2SO4④NaOH溶液 烧杯中枯燥管的作用是____________。

交流讨论：实验小组的同学认为，用上述实验装置测得的结果可能会出现以下情况。

(6)甲同学认为：应在实验装置A、B之间增加一个装有________(填“浓硫酸\"或“碱石灰〞)的枯燥装置，否那么实验测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏高。

(7)乙同学认为：在实验装置A、B之间增加正确的枯燥装置后进展实验，测得的硫酸铵化肥含氮量可能偏低，理由是______________________。

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实验测定：经讨论后，他们改良了实验装置，排除了可能产生误差的因素，重新进展实验。 取硫酸铵化肥样品13.5g进展实验，测得B装置增重与反响时间的关系如以下图所示。请通过计算判断该化肥的等级。 (8)计算该化肥的等级为_________品。

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