化工流程解题技巧.doc

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1、化工流程题（每日一题）班级 姓名 学号 1往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。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：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 精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁Mg(OH)2-xClxmH2O，反应的化学方程式为 。合成反应后，继续在393K523K下水热处理8h，发生反应： Mg(OH)2-xClxmH2O=(1-)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是 。阻燃型Mg

2、(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 。 已知热化学方程式：Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g)； H1=+81.5kJmol-1 Al(OH)3(s)=Al2O3(s)+H2O(g)；H2=+87.7kJmol-1Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是 。等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是 ，原因是 。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 。2铝是一种应用

3、广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：（1）写出反应1的化学方程式 ；（2）滤液中加入CaO生成的沉淀是 ，反应2的离子方程式为 ；（3）E可作为建筑材料，化合物C是 ，写出由D制备冰晶石的化学方程式 ；（4）电解制铝的化学方程式是 ，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是 。3草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如下：回答下列问题：（1）CO和

4、NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别 、 。（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作的滤液是 ，滤渣是 ；过滤操作的滤液是 和 ，滤渣是 。 （3）工艺过程中和的目的是 。（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是 。（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250g溶于水中，用0.0500 molL-1的酸性KMnO4溶液滴定，至粉红色不消褪，消耗KMnO4溶液15.00mL，反应的离子方程式为 ；列式计算该成品的纯度 。4氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(

5、含有Fe()、Mn()、 Ni()等杂质)的流程如下：稀H2SO4 Zn调pH约为5适量高锰酸钾溶液过滤工业ZnO 浸出液 滤液 煅烧Na2CO3过滤过滤 滤液 滤饼 ZnO提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是MnO2回答下列问题：(1)反应中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式为 ；加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 ；(2)反应的反应类型为 .过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有 ；(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2 .取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1

6、g. 则x等于 。5二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含以及其他少量可溶于稀酸的物质）。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除 （填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法是 。（2）第步反应的离子方程式是 ，滤渣B的主要成分是 。（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP （填“能”或“不能”）与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。（4）取上述流程中得到的产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol

7、标准溶液滴定终点是（铈被还原为）,消耗25.00mL标准溶液，该产品中的质量分数为 。6LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：已知：HCl的沸点是85.0 ，HF的沸点是19.5 。（1）第步反应中无水HF的作用是 、 。反应设备不能用玻璃材质的原因是 (用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的 溶液冲洗。（2）该流程需在无水条件下进行，第步反应中PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式： 。（3）第步分离采用的方法是 ；第步分离尾气中HF、

8、HCl采用的方法是 。（4）LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg。测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF6的物质的量为 mol(用含有w、n的代数式表示)。7亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：NaClO3H2SO4溶解SO2反应2H2O2、NaOH减压蒸发55冷却结晶粗产品反应1ClO2母液（1）提高“反应1”反应速率的措施有_、_等。（2）“反应2”的的氧化剂是_，该反应的化学方程式为_。（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是_。（4）从“母液”中可回收

9、的主要物质是_。（5）“冷却结晶”后经_（填操作名称）即可获得粗产品。8工业碳酸钠（纯度约为98）中含有Ca2、Mg2、Fe3、Cl、和SO42等杂质，提纯工艺线路如下：碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示： Na2CO310 H2O Na2CO37H2O Na2CO3H2O 32 36 t（）有关物质的溶度积如下：物质CaCO3MgCO3Ca(OH)2Mg(OH)2Fe (OH)3Ksp4.961096.821064.681065.6110122.641039回答下列问题：（1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为 。向含有Mg2、Fe3的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且

10、溶液的pH8时，c(Mg2)：c(Fe3) 。（2）“趁热过滤”时的温度应控制在 。（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行 ，并说明理由 。（4）已知：Na2CO310 H2O(s)Na2CO3(s)10 H2O(g) H = + 532.36kJmol1 Na2CO310 H2O(s)Na2CO3H2O(s)9 H2O(g) H = + 473.63kJmol1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式 。9(16分）硼酸（H3BO3)大量应用于玻璃制造行业，以硼镁矿（2MgOB2O3H2O、 SiO2及少量Fe3O4、CaC

11、O3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下：已知：H3BO3在200C、400C、600C、1000C时的溶解度依次为5.0 g、8.7 g、14.8 g、 40. 2 g。Fe3 +、Al3 +、Fe2 +和Mg2 +以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3. 2、 5.2、9.7和 12.4。(1)由于矿粉中含CaCO3，“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器溢出，故应分 批加入稀硫酸。该反应的化学方程式为_(2)“浸出液”显酸性，含H3BO3和，还含有等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO，除去的杂质离子是_ _。H2O2的作用是_ (用离子方程式表示）。(3

12、)“浸取”后，采用“热过滤”的目的是_ _。(4)“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图，且溶 液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4H2O,应采取的 措施是将“母液”蒸发浓缩，_ 10 I将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题： (1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是_(填序号)。用混凝法获取淡水 提高部分产品的质量 优化提取产品的品种 改进钾、溴、镁等的提取工艺(2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2，并用纯

13、碱吸收。碱吸收溴的主要反应是Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2时，转移的电子数为_mol。 (3)海水提镁的一段工艺流程如下图：离子NaMg2ClSO浓度/(gL1)63.728.8144.646.4浓海水的主要成分如下：该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_，产品2的化学式为_，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为_g。(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：_。A 溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等，回答下列问题：(1

14、)海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入_，将其中的Br氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br和BrO，其离子方程式为_。(2)溴与氯能以共价键结合形成BrCl。BrCl分子中，_显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为_。(3)CuBr2分解的热化学方程式为：2CuBr2(s)=2CuBr(s) Br2(g) H105.4 kJ/mol在密闭容器中将过量CuBr2于487 K下加热分解，平衡时p(Br2)为4.66103 Pa。如反应体系的体积不变，提高反应温度，则p(Br2)将会_(填“增大”“不变”或“减小”)。如反应温度不变，将反应体系的体积增加一倍，则p(Br2)

15、的变化范围为_。化工流程题（每日一题）参考答案1.2MgCl2+(2-X)Ca(OH) 2+2mH2O=2Mg(OH)2-XClx mH2O+(2-X)CaCl2除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质MgCl2 、CaCl2 等。表面处理。Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳。Mg(OH)2 Mg(OH)2的吸热效率为：81.5kJmol-1/58gmol-1=1.41 kJg-1Al(OH)3的吸热效率为：87.7kJmol-1/78gmol-1=1.12 kJg-1 等质量的Mg

16、(OH)2比Al(OH)3吸热多。C 四溴乙烷、磷酸三苯酯沸点低，高温时有烟生成，且高温时受热分解产生有毒、有害的污染物。无机类阻燃剂Mg(OH)2和Al(OH)3无烟、无毒、腐蚀性小。2.（1）2NaOHSiO2Na2SiO3H2O（2分） 2NaOHAl2O32NaAlO2H2O（2分） （2）CaSiO3（2分） 2AlO2CO23H2O2Al(OH)3CO32（2分）（3）浓H2SO4（1分） 12HF3Na2CO32Al(OH)32Na3AlF63CO29H2O（2分）（4）2Al2O34Al3O2（2分） O2、CO2（CO）（2分）3（1）CO + NaOHHCOONa 2HCO

17、ONaNa2C2O4 + H2（2）NaOH溶液 CaC2O4H2C2O4溶液 H2SO4溶液 CaSO4（3）分别循环利用氢氧化钠和硫酸（降低成本），减小污染。（4）Na2SO4（5）5H2C2O 4+ 2MnO- 4 + 6H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 4（1）Fe2和Mn2；MnO43Fe27H2O=MnO23Fe(OH)35H；3Mn22MnO42H2O=5MnO24H；不会形成Fe(OH)3和MnO2沉淀。或无法除去Fe2和Mn2；（2）置换反应；Ni（3）取最后一次洗涤液少量于试管中，滴足量稀盐酸，加入氯化钡溶液，没有白色沉淀生成，证明洗涤干净。（4）15（1

18、）滤渣上附着的Fe3+、Cl-，取最后洗涤液少量，滴加AgNO3，如无白色沉淀，则洗干净。（2）2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3+O2 +4 H2O SiO2 （3）不能 分液漏斗 （4）97.01%6（1）反应物 溶剂 SiO2+4HF=SiF4+2H2O NaHCO3 （2）PF5+4H2O=H3PO4+5HF （3）过滤 冷凝 （4）7（1）适当升高反应温度，增大吸收液浓度，增大SO2与吸收液的接触面积（合理即可，任答两条。4分）（2）ClO2 （2分） H2O2 + 2ClO2 + 2NaOH 2NaClO2 + 2H2O + O2 （3分） （3）常压蒸发温度过高，亚氯酸钠容易

19、分解 （2分）（4）Na2SO4 （3分） （5）过滤 （2分）8. （6分，各2分） Fe3+3OH = Fe(OH)3、 MgCO3 +2OH=Mg (OH) 2+CO32、Mg2+2OH-=Mg（OH）2（三个答对两即可）； 2.1251021 （2分）高于36（2分）不可行；（3分）若“母液”循环使用，则溶液c(Cl)和c(SO42)增大，最后所得产物Na2CO3混有杂质 （3分）Na2CO3H2O(s)Na2CO3(s) +H2O(g) H=+58.73kJmol1 9（1）CaCO3（粉末）+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2（2）Fe3+、Fe2+、Al3+； 2Fe2+2H+H2O2=2Fe3+2H2O（3）防止温度下降时H3BO3从溶液中析出（意思相同即可给分，例如：从H3BO3溶液度数据可知，温度较高时，H3BO3溶液较大，不易从溶液中析出。（4）加压升温结晶10 I(1)(2)(3)Ca2SO=CaSO4 Mg(OH)269.6(4)MgCl2MgCl2 Mg2H2OMg(OH)2H2(1)Cl23Br26CO3H2O=5Br BrO6HCO(2)BrBrClH2O=HClHBrO(3)增大2.33103 Pap(Br2)4.66103 Pa