无机化工流程综合考查
1.无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业制备无水AlCl3的流程如下:
(1)氯化炉中通入O2的目的是____________________。 (2)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式是__________________。
(3)氯化炉中导出的气体,通常用亚硫酸钠溶液来吸收,请写出用Na2SO3溶液处理尾气时发生反应的离子方程式________________________________________。
(4)在升华器中加入铝粉的目的是____________________________。
(5)用氯化铝晶体(AlCl3·6H2O)在HCl气中加热也能进行无水氯化铝的制备。但若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原氯化铝晶体(AlCl3·6H2O)的40%,则可推算n的值为________。
(6)镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl形式存在,则阳极的电极反应式为______________。
答案
八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案
(1)与C反应,提供反应所需的热量
(2)Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO
(3)SO+Cl2+H2O===SO+2H++2Cl-
(4)将FeCl3杂质还原成Fe除去 (5)4
(6)Al-3e-+4Cl-=== AlCl
2.欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O转化为Cr(OH)3沉淀除去。
已知:
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe2+
7.0
9.0
Fe3+
1.9
3.2
Cr3+
6.0
8.0
(1)某含铬废水处理的主要流程如下图所示:
①初沉池中加入明矾作沉降剂,其作用的原理是__________________________________(用离子方程式表示)。
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式:
________Cr2O+________HSO+______===Cr3++______SO+______H2O。
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理,向沉淀池中加入NaOH溶液,此过程中发生的主要反应的离子方程式是:H++OH-===H2O和______________。证明Cr3+沉淀完全的方法是______________。
(2)工业可用电解法来处理含Cr2O废水。实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O的废水,阳极反应是Fe-2e-===Fe2+,阴极反应式是2H++2e-===H2↑。
①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O反应的离子方程式是__________________________。
②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角度解释其原因________________。
③若溶液中含有0.01 mol Cr2O,则阳离子全部生成沉淀的物质的量是________mol。
答案 (1)①Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
②__1__Cr2O+__3__HSO+5H+===__2__Cr3++__3__SO+__4__H2O
③Cr3++3OH-===Cr(OH)3↓ 取沉淀后的上层清液测定其pH,若pH≥8,则沉淀完全
(2)①Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O ②水中的H+在阴极区放电,H+浓度减小促使水的电离平衡H2O H++OH-向右移动,阴极区OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全
③0.08
3.ZnO是电镀、涂料、有机合成等化学工业的重要原料。某课题组设计由含锌工业废料(含Fe、Cu、Mn等杂质)生产ZnO的工艺流程如下:
已知:黄钠铁矾在pH为1.5,温度为90 ℃时完全沉淀,且易于过滤。
(1)步骤①的浸取液里除含有Zn2+、Mn2+以外,还含有的金属离子有________、________,所加试剂X为Na2SO4和________的混合液。
(2)步骤②可进一步氧化除铁,还氧化除去了Mn2+,试写出相应的除去Mn2+的离子方程式______________,步骤③加入的试剂是__________,整个工艺流程中可以循环使用的试剂是____________。
(3)步骤⑤中检验沉淀是否洗涤干净的操作方法是__________________。
(4)步骤④碳化实际得到的是一种碱式碳酸锌[ZnCO3·xZn(OH)2·yH2O],取该样品6.82 g,充分灼烧后测得残留物质量为4.86 g,将所得气体通入足量澄清石灰水中,得到2.00 g沉淀,则此碱式碳酸锌的化学式是____________。
答案 (1)Fe3+ Cu2+ H2SO4
(2)Mn2++H2O2+H2O===MnO(OH)2↓+2H+ Zn Na2SO4
(3)取最后一次洗涤滤液1~2 mL于试管中,向其中滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则表明已洗涤干净(答案合理即可)
(4)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O[或Zn3(OH)4CO3·H2O]
4.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流程如下:
请回答下列问题:
(1)给滤液E中通入过量的NH3,其反应的离子方程式是____________________________。
(2)流程Ⅱ中加入烧碱溶液后,生成SiO的离子方程式是_______________________。
(3)验证滤液A中含Fe3+,可取少量滤液并加入__________________(填写试剂名称)。
(4)滤液C中溶质的主要成分是________________(填化学式),写出该溶质的一种用途________________________________________________________________________。
(5)滤液F中离子电荷守恒的关系式为_____________________________________。
(6)滤液C和滤液F共同的溶质为G,用惰性电极电解500 mL 0.1 mol·L-1的G溶液,若阳极得到56 mL气体(标准状况),则所得溶液在常温下的pH为____________(忽略电解前后溶液体积的变化)。
(7)已知25 ℃时Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=1.8×10-11。取适量的滤液A,加入一定量的烧碱溶液至达到沉淀溶解平衡,测得该溶液的pH=13.00,则25 ℃时残留在溶液中的c(Mg2+)=________ mol·L-1。
答案 (1)H++NH3·H2O===NH+H2O、Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
(2)SiO2+2OH-===SiO+H2O
(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚等)
(4)NaHCO3、NaCl 制纯碱(或作发酵粉、食用盐等)
(5)c(NH)+c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
(6)12
(7)1.8×10-9
解析 (1)滤液E为NaCl、AlCl3和HCl的混合溶液,通入过量NH3,离子反应有:H++NH3·H2O===NH+H2O、Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。
(2)生成SiO的离子反应为SiO2+2OH-===SiO+H2O。
(3)滤液A为FeCl3、MgCl2、AlCl3和HCl的混合溶液,可以利用KSCN溶液或苯酚溶液检验Fe3+的存在。
(5)滤液F为NaCl、NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液,其中电荷守恒关系式为c(Na+)+c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)。
(6)G为NaCl,根据2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,阳极得到标准状况下的56 mL Cl2时,电解质溶液中n(OH-)=×2=0.005 mol,c(OH-)==0.01 mol·L-1,常温下溶液的pH=12。
(7)pH=13,则c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(Mg2+)==1.8×10-9 mol·L-1。
5.硫酸铁铵[aFe2(SO4)3·b(NH4)2SO4·cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。某化工厂以硫酸亚铁(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料,设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵。
请回答下列问题:
(1)硫酸亚铁溶液加H2SO4酸化的主要目的是______________________。
(2)下列物质中最适合的氧化剂B是________;反应的离子方程式__________。
a.NaClO b.H2O2
c.KMnO4 d.K2Cr2O7
(3)操作甲、乙的名称分别是:甲________,乙________。操作甲时,当出现下列现象________时,停止加热。(填字母)
A.蒸发皿液面上出现极薄晶膜
B.蒸发皿底部刚出现细小晶粒
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