2020届高三工艺流程题专项训练1.立德粉ZnS·BaSO 4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。
回答下列问题:(1).利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。
灼烧立德粉样品时,钡的焰色为_________(填标号)。
A .黄色 B .红色 C .紫色 D .绿色(2).以重晶石(BaSO 4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:①在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为______________________。
回转窑尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO 2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为______________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。
其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的___________(填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
(3).成品中S 2−的含量可以用“碘量法”测得。
称取m g 样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL 0.1000mol·L −1的I 2−KI 溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min ,有单质硫析出。
以淀粉溶液为指示剂,过量的I 2用0.1000mol·L −1 Na 2S 2O 3溶液滴定,反应式为I 2+2223S O-=2I −+246S O -。
测定时消耗Na 2S 2O 3溶液体积V mL 。
终点颜色变化为_________________,样品中S 2−的含量为______________(写出表达式)。
2.硼酸(33H BO )是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。
一种以硼镁矿(含2252Mg B O H O ⋅、2SiO 及少量23Fe O 、23Al O )为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:回答下列问题:(1)在95 ℃“溶侵”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
(2)“滤渣1”的主要成分有_________。
为检验“过滤1”后的滤液中是否含有3Fe +离子,可选用的化学试剂是_________。
(3)根据33H BO 的解离反应:332H BO +H O()-+4H +B OH ,-10a K =5.81?10,可判断33H BO 是_______酸;在“过滤2”前,将溶液pH 调节至3.5,目的是_______________。
(4)在“沉镁”中生成()32Mg OH MgCO ⋅沉淀的离子方程式为__________,母液经加热后可返回___________工序循环使用。
由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
3.磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:已知:磷精矿主要成分为Ca 5(PO 4)3(OH),还含有Ca 5(PO 4)3F 和有机碳等。
溶解度:Ca 5(PO 4)3(OH)<CaSO 4·0.5H 2O(1)上述流程中能加快反应速率的措施有__________。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:2Ca 5(PO 4)3(OH)+3H 2O+10H 2SO 410CaSO 4·0.5H 2O+6H 3PO 4①该反应体现出酸性关系:H 3PO 4__________H 2SO 4(填“>”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,__________。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。
写出生成HF的化学方程式:__________。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。
相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。
80℃后脱除率变化的原因:__________。
SO残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有2-4高硫的脱除率,其离子方程式是__________。
(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L−1 NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是__________。
(已知:H3PO4摩尔质量为98g·mol−1)4.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为__________(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃硫去除率=(1-)×100%①不添加CaO 的矿粉在低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于__________。
②700℃焙烧时,添加1%CaO 的矿粉硫去除率比不添加CaO 的矿粉硫去除率低,其主要原因是__________(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO 2,铝元素存在的形式由__________(填化学式)转化为__________(填化学式)(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe 2O 3。
Fe 2O 3与FeS 2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe 3O 4和SO 2,理论上完全反应消耗的n(FeS 2):n(Fe 2O 3)=__________5.焦亚硫酸钠(225Na S O )在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛,回答下列问题: (1)生产225Na S O ,通常是由3NaHSO 过饱和溶液经结晶脱水制得,写出该过程的化学方程式_________________________________。
(2)利用烟道气中的2SO 生产225Na S O 的工艺为:①pH=4.1时,1中为__________溶液(写化学式)。
②工艺中加入23Na CO 固体,并再次充入2SO 的目的是________________________。
(3)制备225Na S O ,也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中2SO 碱吸收液中含有3NaHSO 和23Na SO 。
阳极的电极反应式为__________,电解后,__________室的3NaHSO 浓度增加,将该室溶液进行结晶脱水,可得到225Na S O 。
(4)225Na S O 可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中225Na S O 残留量时,取50.00mL 葡萄酒样品,用0.01000-1mol L ⋅的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL,滴定反应的离子方程式为__________,该样品中225Na S O 的残留量为__________-1g L ⋅ (以2SO 计)。
6.重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为23FeO Cr O ⋅,还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤①的主要反应为:23233242322FeO Cr O +Na CO +NaNO Na CrO +Fe O +CO +NaNO −−−→⋅高温上述反应配平后23FeO Cr O ⋅与3NaNO 的系数比为___________。
该步骤不能使用陶瓷容器,原因是_______________________________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是__________,滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的pH 使之变__________(填“大”或“小”),原因是_________________________________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到227K Cr O 固体。
冷却到__________(填标号)得到的227K Cr O 固体产品最多。
a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃步骤⑤的反应类型是____________。
(5)某工厂用1m kg 铬铁矿粉(含23Cr O 40%)制备227K Cr O ,最终得到产品2m kg,产率为_____________________________。
7.Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO 3,还含有少量MgO 、SiO 2等杂质)来制备,工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为_________。
(2)“酸浸”后,钛主要以24TiOCl -形式存在,写出相应反应的离子方程式___________。
(3)22TiO H O x ⋅沉淀与双氧水、氨水反应40min 所得实验结果如下表所示:分析40℃时22TiO H O x ⋅转化率最高的原因___________。
(4)2515Li Ti O 中Ti 的化合价为4+,其中过氧键的数目为___________。
(5)若“滤液②”中21(Mg )0.02mol L c +-=⋅,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使3Fe +恰好沉淀完全即溶液中351(Fe ) 1.010mol L c +--=⨯⋅,此时是否有342Mg (PO )沉淀生成______________(列式计算)。
4FePO 、342Mg (PO )的sp K 分别为221.310-⨯、-241.010⨯。
(6)写出“高温煅烧②”中由4FePO 制备4LiFePO 的化学方程式____________。
8.铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为23Al O ,含2SiO 和23Fe O 等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:注:2SiO 在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_________________________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入3NaHCO 溶液,溶液的pH__________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融23Al O ,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是_________________________________。
(4)“电解Ⅱ”是电解23Na CO 溶液,原理如图所示。
阳极的电极反应式为__________,阴极产生的物质A 的化学式为__________。