2019届高考化学二轮复习化工流程题作业

化工流程作业

1.以黄铁矿为原料，采用接触法生产硫酸的流程可简示如下：

请回答下列问题：

(1)在炉气制造中，生成SO2的化学方程式为__________。

(2)炉气精制的作用是将含有SO2的炉气________、________和干燥，如果炉气不经过精制，对SO2催化氧化的影响是______________________________

______________________________________________________________。

(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%，O2为11 %，N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图所示。在实际生产中SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应图中A点)，而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件，其原因分别是_______________________________________________。

(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是

________________________________________

____，从而充分利用能源。

2.(2016·大连模拟)工业合成氨技术是对人类的巨大贡献之一。下面是合成氨的简要流程示意图：

(1)设备Ⅰ的名称是________，沿X路线循环的物质是______(填字母序号)。

A.N2和H2          B.催化剂       C.NH3        D.N2、H2和NH3

(2)合成氨中H2可以由焦炭和水蒸气反应获得。请写出该反应的化学方程式

__________________________。

(3)原料气中往往含有H2S、CO、CO2等杂质，必须除去这些杂质的目的是__，

常用K2CO3溶液除去CO2，其反应的离子方程式为_________________________

______________________________________________________________。

(4)近年有人将电磁场直接加在氮气和氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较高的产率。电磁场对合成氨反应本质的影响是___________________________，该方法的优点是___________________。

(5)合成氨工业往往产生大量含氨废水，为了防止对环境造成污染，可以利用电解法将氨转化为对环境无污染的物质。电解时以石墨作电极，以硝酸作为电解质，则理论上处理1 mol氨，电路中转移电子________mol，阳极的电极反应式为_______________________。

3.(2016·西安模拟)侯氏制碱法又称联合制碱法，由我国化学工程专家侯德榜于1943年创立。其生产流程可简要表示如图：

(1)向沉淀池中通入CO2和氨气时，应先通入________，原因是_________

___________________________________________________________。

(2)沉淀池中发生反应的化学反应方程式是____________________________

______________________________________________________________；

煅烧炉中发生的化学反应方程式是___________________________________

__________________________________________________________。

(3)向母液中通氨气并加入细小食盐颗粒，冷却析出的副产品是________(填化学式)，通入氨气的作用是___________。

A.增大N的浓度，使副产品更多地析出

B.使NaHCO3更多地析出

C.使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出副产品的纯度

(4)循环Ⅱ中物质X是________，从沉淀池中分离沉淀的操作是________。

4.(RJ选修2·P20改编题)工业合成氨是在一定条件下进行的，反应原理为N2+3H22NH3，其部分工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)第②步除需要催化剂这个条件外，还需要的条件是_______________。

(2)第①步操作中的原料气体的“净化”目的是_____________________。

第③步操作的目的是____________________________________________。

(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质方法的原理类似于下列哪种方法？________(填编号)。

a.过滤　　　b.蒸馏　　　c.分液　　　d.萃取

你做出这个判断的理由是___________________________________________

______________________________________________________________。

(4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为___________________________________________

________________________________________________________________5.(2016·福州模拟)元素铬及其化合物工业用途广泛，但含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2，处理该废水常用直接沉淀法或还原沉淀法。

Ⅰ.直接沉淀法

(1)已知含铬废水中存在着平衡：Cr2+H2O2Cr+2H+。在实际工业生产中，加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH，这样有利于沉淀的生成，则生成的沉淀的化学式为________。

Ⅱ.还原沉淀法

(2)下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是________(填选项序号。

A.FeSO4溶液　　　　　　　  B.浓硫酸

C.酸性KMnO4溶液          D.Na2SO3溶液

(3)上述流程中，每消耗0.1 mol Na2S2O3转移0.8 mol电子，则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为_____________________________________。

(4)Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，原因可用离子方程式表示：__________________。

(5)实际工业生产中有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量，其原理是Mn++nNaRnNa++MRn，其中NaR为阳离子交换树脂，Mn+为要测定的离子。

①阳离子交换树脂的原材料之一是聚苯乙烯，其单体为苯乙烯()，聚苯乙烯的化学式为_______________________________________。

②某次测定过程中，将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后，测得溶液中Na+比交换前增加了4.6×10-2g·L-1，则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为________。

6.(2016·成都模拟)从海水中提取试剂级NaCl及回收金属Mg的工业流程如下：

(1)步骤Ⅰ原理如图，在实验室中完成该步骤所用装置为________(填序号。

(2)某学习小组设计了如下实验模拟步骤Ⅱ：

①该实验中加入Na2CO3的作用是___________________________________；

若向粗盐溶液中加入的是Na2CO3浓溶液，则有难溶的Mg2(OH)2CO3生成，同时有气体逸出。该反应的离子方程式为_______________________________

②学习小组发现上述实验即使BaCl2用量不足，第③步沉淀中依然含有少量BaCO3。试从平衡角度分析：__________________________________________

__________________________________________________________。

③在第②步后增加过滤，并从滤渣中得到MgCl2·6H2O。工业上通过电解获得Mg的化学方程式为_______________________________________________

______________________________________________________________。

若720℃时直接将MgCl2·6H2O熔融，然后用惰性电极电解，发现有固体剩余，则该固体可能是________(写化学式)；现有a g滤渣，用上述方法处理回收Mg时产生标准状况下Cl2 bL，剩余固体为c g。则滤渣中镁元素的质量分数为________(不必化简)。

7.(2016·太原模拟)工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I-制取I2，其流程如下图：

(1)向废水中加入NaNO2并调节pH<4，写出此反应的离子方程式：

______________________________________________________。

(2)用活性炭吸附生成的单质碘的目的是__________________________，

用浓、热NaOH洗脱吸附的碘的化学方程式为__________________________。

(3)从调节pH后所得的溶液中获取碘，工业上可用热空气吹出，其原因是______；若取少量该溶液在实验室中分离得到单质碘，需要进行的操作是_____。

(4)流程中生成的NO尾气有毒，工业上将其与O2按一定比例通入NaOH溶液制备NaNO2，写出此反应的化学方程式：_________________________________。

(5)工业上制取I2虚线框内流程还可以用如图操作代替，

图中流程的优点是 _______________(写出一条即可)

8.(RJ选修2·P44改编题)海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

(1)请列举海水淡化的两种方法：________、________。

(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________或H2、________。

(3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为_________。

(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为 

______________________________________________________________，

由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是________

__________________________________________________________。

9.海水中含有丰富的化学资源。

(1)氯碱工业是以利用电解食盐水生产__________为基础的工业体系。

(2)“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：

为了生产七水硫酸镁，设计了以下工艺流程：

①装置1中加入的酸应选用__________，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是_________________________________________________________

_____________________________________________________________。

②装置2中滤渣的主要成分为__________。

③装置3中通入高温水蒸气并控制温度在100～110℃，蒸发结晶，此时析出的晶体主要是__________。

④用装置6(真空干燥器)干燥七水硫酸镁晶体的理由是__________。

1.答案：(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

(2)除尘　水洗　矿尘以及砷、硒等元素的化合物会使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产有不良影响

(3)不选B点，是因为压强大对设备的投资大，消耗的动能大，同温度下SO2原料的转化率在0.1 MPa时已达到97%左右，再提高压强，SO2的转化率提高的余地很小，所以采用0.1 MPa；不选择C点，是因为温度低催化剂的催化作用受影响，反应速率低，450℃时，催化剂的催化效率最高

(4)利用反应放出的热量预热原料气，上层反应气经热交换器温度降到400～500℃进入下层使反应更加完全

2.答案：(1)合成塔　A           (2)C+H2O(g)CO+H2

(3)防止催化剂中毒　C+CO2+H2O2HC

(4)在电磁场的作用下，氮氮三键更容易断裂，减少了合成氨反应所需的能量　降低能耗，使反应更容易进行(其他合理答案也可)

(5)3　2NH3-6e-N2+6H

3.答案(1)NH3　CO2在饱和食盐水中溶解度小，先通氨气有利于CO2的吸收

(2)NaCl+NH3+CO2+H2ONH4Cl+NaHCO3↓

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑

(3)NH4Cl　A、C             (4)CO2　过滤

4.答案：(1)高温、高压

(2)防止催化剂中毒而失去活性　使N2、H2循环利用，提高原料利用率

(3)b　通过温度的改变来改变物质的状态，达到使物质分离的目的，与蒸馏的原理类似

(4)8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl

5.答案：(1)BaCrO4　(2)A、D

(3)3S2+4Cr2+26H+6S+8Cr3++13H2O

(4)Cr(OH)3+OH-Cr+2H2O

(5)①    　②     6.7×10-31

6.答案：(1)C

(2)①  除去Ca2+和Ba2+

2C+2Mg2++H2OMg2(OH)2CO3+CO2↑

②加入C使BaSO4沉淀溶解平衡向溶解方向移动，从而形成BaCO3

③  MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑　MgO

×100%

7.答案：(1)2N+4H++2I-2NO↑+I2+2H2O

(2)富集单质碘　3I2+6NaOHNaIO3+5NaI+3H2O

(3)单质碘在水中溶解度小，易升华　萃取、分液、蒸馏

(4)4NaOH+O2+4NO4NaNO2+2H2O

(5)减少了化学药品的投入量，使成本大大降低(或生产环节减少或药品对设备无腐蚀性等，合理即可)

8.答案：(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法等(任意两种即可)

(2)Cl2、NaOH　NaClO

(3)富集溴元素

(4)SO2+Br2+2H2O4H++S+2Br-　强酸对设备的严重腐蚀

9.答案：(1)氯气、烧碱、氢气(只写出氯气、烧碱也可)

(2)①(稀)硫酸　搅拌过程中CO2不断逸出，使平衡CaCO3+H2SO4CaSO4+H2CO3，H2CO3H2O+CO2不断向右移动

②CaSO4、BaSO4和其他不溶于酸的物质

③氯化钠

④防止失去结晶水