化学基本原理类化工流程题押题专练2

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1.H2O2是一种重要的化学品,其合成方法不断发展。

(1)早期制备方法:

①I为分解反应,产物除BaO、O2外,还有一种红棕色气休。该反应的化学方程式是___________。

②II为可逆反应,促进该反应正向进行的措施是___________。

③III中生成H2O2,反应的化学方程式是___________。

④减压能够降低蒸馏温度,从H2O2的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因:___________。

(2)电化学制备方法

已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行,反向不能自发进行,通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2,下图为制备装置示意图。

①a极的电极反应式是___________。

②下列说法正确的是___________。

A.该装置可以实现电能转化为化学能

B.电极b连接电源负极

C.该方法相较于早期剂备方法具有原料廉价,对环境友好等优点

2.纳米级PbO是大规模集成电路(IC)制作过程中的关键性基础材料。一种以方铅矿(含PbS及少量Fe2O3、MgO、SiO2等)为原料制备PbO的工艺流程如图:

已知:[PbCl4]2-(aq)=PbCl2(s)+2Cl-(aq)ΔH<0

回答下列问题:

(1)“酸浸氧化”过程中被氧化的元素是:______,该过程需要加热,其目的是______。FeCl3与PbS发生反应生成[PbCl4]-的离子方程式为______。

(2)检验滤液1中存在Fe2+,可取样后滴加少量______溶液(填化学式),观察到有蓝色沉淀析出。

(3)“降温”步骤中析出的晶体主要是______(填化学式);滤液2中的金属阳离子有Na+、Fe3+、______。(填离子符号)

(5)“煅烧”时,PbCO3发生反应的化学方程式为______。

3.三氧化二钴(Co2O3)常作氧化剂、催化剂,一般用于玻璃、陶瓷制品的上彩。以某含钴矿石(主要成分为CoCO3,含有少量Cu2(OH)2CO3、Fe3O4、CaO、MgO和NiO)为原料制备Co2O3的流程如图所示:

相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

回答下列问题:

(1)含钴矿石预先粉碎的目的是______。

(2)写出“溶浸”中发生氧化还原反应的离子方程式______。

(3)滤渣1的主要成分除CaSO4外还有______,该步骤中应调节pH的范围为:______

(4)一定温度下,向调pH除杂后的滤液中加入过量的NaF溶液使Ca2+、Mg2+生成沉淀除去,当两者沉淀完全时溶液中F-的浓度至少为______。[已知该温度下Ksp(CaF2)=3.4×10-11,Ksp(MgF2)=9×10-11,溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1认为该离子沉淀完全]

(5)加入萃取剂萃取分离Ni2+和Co2+,其中有机相提取的Ni2+再生时可用于制备可充电镍氢电池,该电池总反应为NiOOH+MH=Ni(OH)2+M,电解液为氢氧化钾溶液,则放电时负极的电极反应式为______。

(6)沉钴过程中生成CoCO3,则该过程发生反应的离子方程式为______;滤液主要成分为______。

4.钪常用来制特种玻璃、轻质耐高温合金,从矿渣(含有FeO、Fe2O3、CaO、SiO2和钪元素)中提取单质钪的流程如下:

已知:

①当离子浓度减小至1.0×10-5mol/L时可认为沉淀完全;

②Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Sc(OH)3]=1.25×10-33,lg2=0.3,lg5=0.7;

③CaF2:熔点℃,沸点℃;ScF3:熔点℃,沸点℃。

(1)加快酸浸速率的措施有_______(任写两条)。

(2)滤渣①的主要成分为_______。

(3)氧化过程加入的绿色氧化剂为_______,发生反应的离子方程式为_______。

(4)假设溶液中各种金属离子浓度均为0.01mol/L,则沉铁池的pH范围应调为_______。

(5)固体混合物可以用高温分离的可能原因是_______,电解法制取钪单质时,阴极的电极反应式为_______。

5.以软锰矿粉(主要含有MnO2,还含有少量的Fe2O3、Al2O3等杂质)为原料制备高纯MnO2的流程如下图所示:

已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=4.0×10-34。

②常温下,氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4;Mn2+开始沉淀的pH为8.1。

③常温下,当溶液中金属离子的物质的量浓度小于或等于1×10-5mol·L-1时,可视为该金属离子已被沉淀完全。

(1)“酸浸”实验中,锰的浸出率结果如下图所示。由图可知,软锰矿粉酸浸的适宜条件是___________。

(2)酸浸后,锰主要以Mn2+的形式存在,写出相应的离子方程式___________。

(3)若氧化后c(Al3+)=0.02mol/L,加入氨水(设溶液体积增加1倍),使Fe3+完全沉淀,此时是否有Al(OH)3沉淀生成?___________(列式计算);想要达到实验目的,加入氨水应调节pH的范围为___________。

(4)加入碳酸氢铵产生沉淀的过程称为“沉锰”,“过滤II”所得滤渣为MnCO3。

①“沉锰”过程中放出CO2,反应的离子方程式为___________。

②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。

当温度高于60℃时,沉锰速率随着温度升高而减慢的原因是___________。

(5)写出焙烧过程的化学方程式___________。

6.研究从太阳能电池的碲化镉吸收层(主要含CdTe、CdS)中回收碲具有重要的意义。某回收工艺的流程如下:

回答下列问题:

(1)FeOOH中Fe元素的化合价为______。

(2)反应釜中,溶液的pH、温度(T)与生成沉淀的关系如下图,图中区域分别表示铁的化合物稳定存在的区域。则制备FeOOH适宜的pH和温度分别为______(填标号)。

a.2,80℃b.4,90℃c.5,℃d.6,25℃

(3)制备磁性纳米铁棒时,加入NaBH4前先通入N2的作用是______。

(4)碲化镉吸收层中的CdTe参与反应的化学方程式为______,滤渣含有的一种单质是______。

(5)常温下,若在含Cd2+、Te4+滤液中加入NaOH溶液调节pH为7,溶液中c(Cd2+)的最大值为______。(已知:Ksp[Cd(OH)2]=5.3×)

(6)从TeO溶液得到“吸附Te”,利用了纳米铁棒的性质有______、______。

7.铜冶炼过程中会产生高砷烟灰,含砷物质的主要成分为砷酸盐(铜锌铅等),利用高砷烟灰制备三氧化二砷的生产工艺如图所示,回答相关问题:

已知:砷酸盐()都难溶于水,易溶于碱。

(1)“碱浸”中Na2S浓度对砷脱除的影响如图所示,实际生产中保持Na2S浓度为52g·L-1

①如果Na2S的浓度过小,造成的后果是______________。

②所得“碱浸液”中c(Pb2+)=_________mol·L-1。

(2)“苛化”时,砷转化为Ca3(AsO4)2沉淀,研究表明,“苛化”过程中,随着温度的升高,砷的沉淀率会先增大后减小,后减小的原因是____________。

(3)“溶砷”所得“滤渣2”的主要成分是_____________。

(4)已知“还原”过程中砷酸转化为亚砷酸(H3AsO3),请写出反应的化学方程式______。

(5)常温下,用NaOH溶液滴定“还原”所得溶液,含砷微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示。

①H3AsO3的一级电离常数Ka1=___________。

②溶液的pH由7调至10的过程中,发生反应的离子方程式为_______________。




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