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1、化工流程图题1 MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2（含有较多的MnO和MnCO3）样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下：加稀H2SO4CO2含NaClO3的固体粗MnO2 样品滤液MnO2Cl2滤液MnO2加NaClO3 溶液通入热NaOH 溶液中 蒸发过滤过滤（1）第步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的 （写化学式）转化为可溶性物质。 （2）第步反应的离子方程式是： ClO3 MnO2 Cl2 ；反应中氧化剂是 _ 。（3）第步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、 、 、玻璃棒。（4）若粗MnO2样品的质量为12.
2、69g，第步反应后，经过滤得到8.7g MnO2，并收集到0.224LCO2（标准状况下），则在第步反应中至少需要 _ mol H2SO4。 （已知摩尔质量：MnO2 -87g/mol； MnO-71g/mol； MnCO3-115 g/mol）2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（成分为KAl（SO4）212H2O，易溶于水）相似，此外还含有Al2O3和少量Fe2O3杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列填空： (1）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K、SO42外，还有大量的NH4。检验NH4的方法是_。 (2）写出沉淀物中所有物质的化学式_。
3、(3）写出向沉淀物中加NaOH溶液发生反应的化学方程式： _。3从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题： (1)流程甲通入过量CO2后生成沉淀F的离子反应方程式为_。(2流程乙加入烧碱溶解SiO2的化学反应方程式_。(3)验证滤液B含Fe3，可取少量滤液并加入_(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式)，写出该溶质的一种用途_。(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH12，则此温度下残留在溶液中的c(Mg
4、2)_。4四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：（1）往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3Fe = 3Fe2 2TiO2(无色) Fe4H = 2Ti3(紫色) Fe22H2OTi3(紫色) Fe3H2O = TiO2(无色) Fe22H加入铁屑的作用是_。（2）在工艺中需要控制条件以形成TiO2n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_范围。（3）若把中制得的固体TiO2n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH)3杂质，还可制得钛白粉。
5、已知25时，KspFe(OH)32.7910-39,该温度下反应Fe (OH)33HFe3 H2O的平衡常数K=_。（4）已知：TiO2 (s) 2 Cl2 (g)= TiCl4(l) O2(g) H=+140KJmol-12C(s) O2(g)= 2CO(g) H=221KJmol-1.写出中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_。（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_（只要求写出一项）。（6）依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ，可采用_方法。TiCl4SiCl4熔点/25.0
6、68.8沸点/136.457.65由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：（注：NaCl熔点为801；AlCl3在181升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为 _ 和 _ 。（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在 。（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为 _ 。（4）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀
7、中铝元素和氯元素主要以AlCl4 和Al2Cl7形式存在，铝电镀的主要电极反应式为 _ 。（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 _。6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”中可回收的主要物质是_。
8、（5）“冷却结晶”后经_（填操作名称）即可获得粗产品。氧化锌粗品H2SO4溶解滤渣产品滤液Na2CO3煅烧除杂滤液沉淀滤渣7活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2pH3.26.78.09.7（1）“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是_。（2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2、SO42，另含有Fe2、Cu2等杂质。先加入_（填“Na2CO3”或“H2SO4”）调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2转化为F
9、e(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2的浓度为0.009molL1，则每升溶液中至少应加入_mol KMnO4。（3）杂质Cu2可利用置换反应除去，应选择的试剂是_。（4）“沉淀”得到ZnCO32Zn(OH)2H2O，“煅烧”在450500下进行，“煅烧”反应的化学方程式为_。8多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有铁、镁等离子）制备BaCl22H2O，工艺流程如下。已知： 常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的
10、pH分别是：3.4、12.4。 M (BaCO3)=197g/mol，M(BaCl22H2O)=244 g/mol （1）SiCl4水解反应的方程式为_ 。已知：SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) H1=+47 kJ/molSiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g) H2=+189 kJ/mol则由SiCl4制备硅的热化学方程式为_。（2）加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和_。（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是_。（4）BaCl2滤液经_、_、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl22H2O。
11、（5）10吨含78.8 % BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl22H2O_吨。9二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Pb(OH)2Mn(OH)2PbSCuSZnSMnSFeSpH5.23.29.78.710.40.1-0.422.577回答下列问题：（1）硫酸亚铁在酸
12、性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 _ 。（2）滤渣B的主要成分是 。（3）加入MnS的目的是除去 _ 杂质。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为 _ 。10某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：软锰矿：MnO2含量65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；闪锌矿：ZnS含量80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。MnCO3、ZnCO3反应软锰矿S、SiO2硫酸反应闪锌矿Zn（适量）反应MnO2反应Na2CO3Na2SO4反应Mn
13、O2ZnCuFe(OH)3Al(OH)3CO2（电解）请回答下列问题：（1）反应的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。试完成反应中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：MnO2 + CuS+ = + + CuSO4+ 。（2）反应加入适量锌的作用是 _ ；如果锌过量，还会进一步发生反应的离子方程式为 _ 。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Zn(OH)2开始沉淀pH2.34.05.4完全沉淀pH4.15.28.0（3）反应要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3，中过量的H+所使用的物质是 ，调节的pH范围是 （pH数据见右表）。（4）
14、本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、MnCO3和 _ 。化工流程图题参考答案1（14分）（1）MnO和MnCO3（2分，对一个1分，错一个扣1分，不计负分）（2）5Mn2+2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2+8H+（3分，补充物质全对给1分，配平2分），ClO3（2分）；（3）蒸发皿 酒精灯（2分）； （4）0.05（2分）；2.（1）取滤液少许，加入NaOH溶液，加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。（2）Al(OH)3；Al2O3；Fe2O3. （3） Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O3. (1) Al(OH)
15、4- CO2 = Al(OH)3HCO3（2分） (2) SiO22NaOH=Na2SiO3H2O（2分） (3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案) （2分）(4)NaHCO3（1分） 制纯碱(或做发酵粉等合理答案)（1分）(5)5.6108 mol/L（2分）4（1）使Fe3+还原为Fe2+；生成Ti3+保护Fe2+不被氧化。 （2）109m107m（或其他合理答案）； （3）2.79103； （4）TiO2(s) 2C(s)2Cl2 (g)TiCl4(l)2CO(g)H=81KJmol-1； （5）产生三废（或其他合理答案）； （6）蒸馏（或分馏，或精馏）。5（1）2AlFe2O3
16、Al2O32Fe 4Al3SiO22Al2O33Si。（2）H2和AlCl3；NaCl（3）Cl22OH=ClClOH2O。（4）阳极 Al +7 AlCl43e4Al2Cl7。（5）致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。6（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，亚氯酸钠容易分解 （2分）（4）Na2SO4 （3分） （5）过滤 （2分）7（1
17、）增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率（4分）（2）Na2CO3（2分） 0.003 （3分）（3）锌粉 （3分）ZnCO32Zn(OH)2H2O 3ZnO CO2 3H2O450500（4） （4分）8（1）SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl （本空符号不作扣分要求）（3分） SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) H= +236kJ/mol（3分）（2）使Fe3+完全沉淀（3分）（3）Mg(OH)2（2分）（4）蒸发浓缩、降温结晶（2分）（5）9.76（3分）9（1）MnO22FeSO42H2SO4MnSO4Fe2(SO4)32H2O（4分）（2）Fe(OH)3 Al(OH)3 （各2分） （3）Cu2 Zn2（各2分）（4）MnO2H2OeMnOOHOH（或2MnO2H2O2eMn2O32OH）（4分）10（1）（4分）2H2SO4 S MnSO4 2H2O（后两种物质顺序可颠倒）（2）（3分）将溶液中的硫酸铜转化为铜 (2分) Zn+Fe2+=Fe+ Zn2+(2分)（3）（6分）MnCO3（2分） ZnCO3（2分） 5.25.4（或其中的数值，2分）（4）（2分）MnO29
