化工生产及流程题专项训练1、海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式;用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。
写出用电解法制取金属镁的化学方程式。
(2)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。
________________________________________________________________________。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的:溶解时:_________________________________________________________;过滤时:_________________________________________________________;蒸发时:_________________________________________________________。
2、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:依据上图,完成下列填空:(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为;与电源负极相连的电极附近,溶液PH (选填:不变、升高或下降)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为:。
(3)如果精盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是(选填:a、b、c);a.Ba(OH)2b.Ba(NO3)2c.BaCl2(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的合理顺序为(选填:a、b、c);a.先加NaOH,后加NaCO3,再加钡试剂b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过、冷却、(填操作名称)除去NaCl。
(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阴极区,防止Cl2与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2与NaOH充分接触,产物仅是NaClO和H2,相应的化学方程式为。
3、氧化铜有多种用途,如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。
为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:(1)制备氧化铜:①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质,操作是: 。
②步骤Ⅱ的目的是除铁,操作是:滴加H 2O 2溶液,稍加热;当Fe 2+完全转化后,慢慢加入Cu 2(OH)2CO 3粉末,搅拌,以控制pH =3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH =1。
控制溶液pH =3.5的原因是: 。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO 4·5H 2O 固体,操作是: 、过滤、水浴加热烘干。
水浴加热的特点是: 。
(2)探究氧化铜的性质:①取A 、B 两支试管,往A 中加入适量的CuO 粉末,再分别向A 和B 加入等体积3% H 2O 2溶液,只观察到A 中有大量气泡,结论是: 。
②为探究试管A 中的反应速率,收集气体并测定其体积必需的实验仪器有:。
4、往有机聚合物中添加阻燃剂,可增加聚合物的使用安全性,扩大其使用范围。
例如,在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2,树脂可燃性大大降低,该Mg(OH)2的生产工艺如下:(1)精制卤水中的MgCl 2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg(OH)2-n Cl n ·mH 2O ],反应的化学方程式为 。
(2)合成反应后,继续在393K ~523K 下水热处理8h ,发生发应:Mg(OH)2-n Cl n ·mH 2O =(1-n/2)Mg(OH)2+n/2MgCl 2+mH 2O水热处理后,过滤、水洗。
水洗的目的是 。
(3)阻燃型Mg(OH)2具有晶粒大,易分散、与高分子材料相容性好等特点。
上述工艺流程中与此有关的步骤是 。
(4)已知热化学方程式:Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H 2O(g);ΔH 1=+81.5kJ/molAl(OH)3(s)=1/2Al 2O 3(s)+3/2H 2O(g);ΔH 2=+87.7kJ/mol①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是 。
②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比,阻燃效果最好的是 , 原因是 。
(5)常用阻燃剂主要有三类:A .卤系,如四溴乙烷;B .磷系,如磷酸三苯酯;C .无机类,主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。
从环保的角度考虑,应用时较理想的阻燃剂是______(填代号),理由是 。
5、以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:NH 4NH 4Cl产品203040506070温度/ ℃溶解度/ g 80氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。
回答下列问题:石灰乳 精制卤水 →合成 →水热处理 →过滤 →水洗 →表面处理 →过滤水洗 →干燥工业碳酸钠母液 Na 2CO 3·H 2O趁热过滤 (1)欲制备10.7g NH 4Cl ,理论上需NaCl g 。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。
(3)“冷却结晶”过程中,析出NH 4Cl 晶体的合适温度为 。
(4)不用..其它试剂,检查NH 4Cl 产品是否纯净的方法及操作是 。
(5)若NH 4Cl 产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是 。
6、碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。
工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+、Cl -和SO 42-等杂质,提纯工艺路线如下:已知碳酸钠的溶解度(S )随温度变化的曲线如下图所示: 回答下列问题:(1)滤渣的主要成分为。
(2)“趁热过滤”的原因是。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是(写出1种)。
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是。
(5)已知:Na 2CO 3·10H 2O(s)=Na 2CO 3(s)+10H 2O(g) ΔH 1= +532.36 kJ ·mol -1Na 2CO 3·10H 2O(s)=Na 2CO 3·H 2O(s)+9H 2O(g) ΔH 2= +473.63 kJ ·mol -1写出Na 2CO 3·H 2O 脱水反应的热化学方程式 。
7、硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:①写出由纯SiHCl 3制备高纯硅的化学反应方程式 。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质,写出配平的化学反应方程式 ;H 2还原SiHCl 3过程中若混O 2,可能引起的后果是 。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是 (填字母)。
A 、碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥B 、氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承C 、高纯度二氧化硅可用于制造高性能通讯材料—光导纤维D 、普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高E 、盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。
写出Na 2CO 3·H 2O实验现象并给予解释8、工业上制备BaCl 2的工艺流程图如下:某研究小组在实验室用重晶石(主要成分BaSO 4)对工业过程进行模拟实验。
查表得:BaSO 4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H 1 = +571.2 kJ·mol -1 ① BaSO 4(s) + 2C(s)2CO 2(g) + BaS(s) △H 2= +226.2 kJ·mol -1 ② (1)气体用过量NaOH 溶液吸收,得到硫化钠。
Na 2S 水解的离子方程式为:。
(2)向BaCl 2溶液中加入AgNO 3和KBr ,当两种沉淀共存时,c (Br -)c (Cl -)=。
[K sp (AgBr)=5.4×10-13,K sp (AgCl)=2.0×10-10](3)反应C(s) + CO 2(g)2CO(g)的△H = kJ·mol -1。
(4)实际生产中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是,。
9、明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。
具体实验步骤如下图所示:根据上述图示,完成下列天空:(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL 稀氨水(每升含有39.20g 氨)需要取浓氨水(每升含有250.28g 氨) mL ,用规格为 mL 量筒量取。
(2)氨水浸出后得到固液混合体系,过滤,滤液中除K +、SO 42-外,还有大量的NH 4+。
检验NH 4+的方法是 。
(3)写出沉淀物中所有物质的化学式 。
(4)滤液I 的成分是水和 。
(5)为测定混合肥料K 2SO 4、(NH 4)2SO 4中钾的含量,完善下列步骤:①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量 溶液,产生白色沉淀。
② 、 、 (依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
(6)若试样为mg ,沉淀的物质的量为nmol ,则试样中K 2SO 4的物质的量为:mo l(用含m 、n 的代数式表示)。
10、(08深圳宝安区一模)镉是银白色或有蓝色光泽的软质金属,具延展性,密度:8.642克/厘米3。
熔点:320.9℃。
沸点765℃。
常见化合价为 +2价。
不溶于水,溶于大多数酸中。
在元素周期表中,锌(30Zn )、镉(48Cd )、汞(80Hg )同属于锌族,锌和汞在自然界中常共生,镉的金属活动性介于锌和汞之间。
湿法炼锌过程中产生的铜镉渣中含有Cu 、Cd 、Zn 等多种金属,可用于生产金属镉。
镉的主要用途可以用作镍—镉电池,以及用于颜料生产,镉化合物还在PVC 稳定剂、发光材料、半导体材料、杀菌剂等方面有广泛的应用。
(1)写出步骤①反应的离子方程式 。
(2)步骤②所加入的金属的名称是 ,为了实现绿色化学的目标,应如何处理“溶液1”? 。
(3)步骤④用“溶液2”作电解液,镉在 极析出,该电极反应式是。
(4)“电解废液”中含有镉,不能直接作为污水排放。
目前含镉的废水处理的方式有两种,一种是在含镉污水中加入硫化钠沉淀镉离子,另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝沉淀镉离子。