流程题专练1、As2O3在医药、电子等领域有重要应用。
某含砷元素(As)的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。
(1)“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐。
H3AsO4转化为Na3AsO4反应的化学方程式是________。
(2)“氧化”时,1 mol AsO33-转化为AsO43-至少需要O2________mol。
(3)“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(AsO4)3OH沉淀,发生的主要反应有:a.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq) + 2OH-(aq) ΔH<0b.5Ca2+ + OH-+ 3AsO43-Ca5(AsO4)3OH ΔH>0研究表明:“沉砷”的最佳温度是85℃。
用化学平衡原理解释温度高于85℃后,随温度升高沉淀率下降的原因是________。
(4)“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3,反应的化学方程式是________。
(5)“还原”后加热溶液,H3AsO3分解为As2O3,同时结晶得到粗As2O3。
As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度(S)曲线如右图所示。
为了提高粗As2O3的沉淀率,“结晶”过程进行的操作是________。
(6)下列说法中,正确的是________(填字母)。
a.粗As2O3中含有CaSO4b.工业生产中,滤液2可循环使用,提高砷的回收率c.通过先“沉砷”后“酸化”的顺序,可以达到富集砷元素的目的2.工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示.钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价.已知:TiOSO4遇水会水解.(1)步骤②中,用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为.(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的(填字母序号).a.熔沸点差异 b.溶解性差异 c.氧化性、还原性差异(3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是(填操作名称).(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:.(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为.(6)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2﹣CaO作电解质,利用如下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛.①写出阳极所发生反应的电极反应式:.②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释).3.(13分)将CH4、CO2催化重整为可用的化学品,对缓辫能源危机、改善环境意义重大。
(l)以Fe(OH)3为脱硫剂,通过复分解反应吸收H2S,产物是H2O和___________。
(2)过程A主要涉及以下反应:i. CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/molii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol①反应i的化学平衡常数K随温度的变化关系是____。
②分析反应iixt反应i中CO2转化率可能的影响并说明理由:____(写出一种即可)。
(3)某科研团队利用Ni、CaO、Fe3O4三种催化剂在850℃下“超干重整”CH4和CO2;过程I.通入CO2和CH4,所得CO被吸收,H2O被分离出体系,如下面左图所示。
过程Ⅱ.H2O被分离后,向该装置中再通入He气,使催化剂再生并获得CO,如下面右图所示。
①CH4和CO2重整为CO、H2O的热化学方程式是____________。
②结合反应方程式简述Fe3O4的催化作用:___________。
③CaO对Fe3O4是否起到催化作用至关重要,实验研究结果如编号催化剂是否添加CaO 还原产物1 Fe3O4添加有Fe2 Fe3O4不添加无Fe运用有关化学原理解释实验结果:____。
4、某同学用含少量硫酸铁的硫酸钠固体,制取芒硝(Na2SO4·10H2O),操作流程图如下所示,请回答下列问题:(1)操作I的名称是________;操作III所需的玻璃仪器有________________________。
(2)试剂A为__________;试剂B为__________,加入试剂B的目的是__________________,实验中加入适量试剂B 的实验方案为___________________。
(3)操作V的步骤依次是________(用编号填入)a.过滤b.冷却c.蒸发浓缩d.蒸发至接近蒸干5.综合利用海水可以制备氯化铵、纯碱、金属镁等物质,其流程如下图所示:(1)反应①~⑤中,属于氧化还原反应的是__________(填编号)(2)写出反应②的离子方程式_______________________________(3)X溶液中的主要阳离子是Na+和___________(4)已知氨气极易溶于水,实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制取。
根据流程原理制取碳酸氢钠固体,下列实验装置正确且能达到实验目的的是_________A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙制取二氧化碳C.用装置丙制取碳酸氢钠 D.用装置丁分离碳酸氢钠固体与母液(5)粗盐中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性杂质,为制得纯净的NaCl晶体,操作如下:①溶解;②依次滴加过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液;③______________;④滴加适量盐酸;⑤_____________________(请补全缺少的实验操作)(6)检验纯碱样品中是否含NaCl,至少应选用的试剂是____________________(7)电解熔融氯化镁制镁,得到的镁蒸气可在下列哪种气体氛围中冷却(填序号)________________ A.H2 B.CO2 C.O2 D.N26.重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。
Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+,同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等,且酸性较强。
为回收利用,通常采用如下流程处理:注:部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3Cr(OH)3pH 3.7 9.6 ll.l 8 9(>9溶解)(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。
A.Na2O2B.HNO3C.FeCl3D.KMnO4(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时,除去的离子是________;已知钠离子交换树脂的原理:M n++nNaR→MR n+nNa+,此步操作被交换除去的杂质离子是__________。
A.Fe3+B.Al3+C.Ca2+D.Mg2+(3)还原过程中,每消耗172.8g Cr2O72-转移4.8 mol e-,该反应离子方程式为________________。
Ⅱ.酸性条件下,六价铬主要以Cr2O72-形式存在,工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。
实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O72-的废水,阳极反应是Fe-2e-==Fe2+,阴极反应式是2H++2e-==H2↑。
(1)电解时能否用Cu电极来代替阳极上的Fe电极?________(填“能”或“不能”),理由是______________。
(2)电解时阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式为______________。
(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从其对水的电离平衡影响角度解释其原因_________________。
(4)若溶液中初始含有0.1mol Cr2O72-,则生成的阳离子全部转化化成沉淀的质量是________g。
7.摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2]易溶于水,具有还原性。
以下是利用废铁屑、稀硫酸和硫酸铵为原料制取摩尔盐的流程图。
回答下列问题:(1)在“步骤l”中加Na2CO3溶液是为了洗涤除去废铁屑表面的油污,加热的目的是______(利用简要文字和必要的离子方程式说明),配制100g10%的Na2CO3溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和_______;(2)“步骤2”中所用废铁屑必须过量,原因是______________;(3)“步骤3”加入(NH4)2SO4固体充分搅拌溶解后,依次进行的实验操作是:蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥;(4)一般采用滴定法测定摩尔盐产品中Fe2+的含量:称取4.0g摩尔盐样品,溶于水,加入适量稀硫酸,用0.2 mol/LKMnO4溶液滴定,达到终点时,消耗10.00 mL KMnO4溶液。
① 滴定过程中发生反应的离子方程式为___________;② 产品中Fe2+的质量分数为_________;③ 滴定过程中.左手控制________,右手摇动锥形瓶,直到_________时停止滴定,读数。
此时若俯视读数.测定结果将偏________(填“高”或“低”)。
(1)H3AsO4 + 3NaOH == Na3AsO4 + 3H2O(2)0.5(3)温度升高,反应a平衡逆向移动,c(Ca2+)下降,反应b平衡逆向移动,Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降(4)H3AsO4 + H2O + SO2 == H3AsO3 + H2SO4(5)调硫酸浓度约为7 mol·L-1,冷却至25℃,过滤(6)abc2.工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示.钛铁矿主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价.已知:TiOSO4遇水会水解.(1)步骤②中,用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+.(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的 b (填字母序号).a.熔沸点差异 b.溶解性差异 c.氧化性、还原性差异(3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是过滤(填操作名称).(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:溶液中存在平衡:TiO2++2H2O⇌H2TiO3+2H+,当加入热水稀释、升温后,平衡正向移动,生成H2TiO3..(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O .(6)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2﹣CaO作电解质,利用如下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛.② 写出阳极所发生反应的电极反应式:2O2﹣﹣4e﹣═O2↑.②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释)制备TiO2时,在电解槽发生如下反应:2CaO═2Ca+O2↑,2Ca+TiO2Ti+2CaO,由此可见,CaO的量不变.3.(1) Fe2S3;(2)①随着温度升高,化学平衡常数K升高。