化学工业流程题50道(有答案)1

1970-01-01 08:00

xxx学校2012-2013学年度2月月考卷

学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

一、选择题(题型注释)

二、填空题(题型注释)

1.钛是21世纪金属。下面是利用钛白粉(TiO2)生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程:

焦炭

Mg、Ar

分离 熔融 MgCl2 电解 Mg、Cl2

海绵钛 Cl2

钛白粉 反应Ⅰ TiCl4(l) 反应Ⅱ

已知:① Mg(s)+Cl2 (g)=MgCl2 (s) △H=-641

kJ·mol-1

② Cl2(g)+1/2Ti (s)=1/2TiCl4 (l) △H=-385 kJ·mol-1 (1)钛白粉是利用TiO2+发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀,

再煅烧沉淀制得的。TiO2

发生水解的离子方程式

为 。

(2)反应I在800~900℃下进行,还生成一种可燃性无

色气体,该反应的化学方程式为 ;反应II的热化学方程式为 。

(3)该工艺流程中,可以循环使用的物质有

(填化学式)。

(4)在800℃~1000℃时电解TiO2也可制得海绵钛,装

置如右图所示。图中b是电源的 极,阴极的电极反应式为 。

答案:

(1)TiO2+2H2O=H2TiO3↓+2H

(2)TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO

-1

2Mg(s)+TiCl4(l)=2MgCl2(s)+Ti(s) △H=-512 kJ·mol(3)Mg、Cl2

--

(4)正 TiO2+4e=Ti+2O2 略

2.利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的

Ca(NO3)2,其部分工艺流程如下:

(1) 硝酸工业尾气一般用碱液吸收,写出一个吸收尾气离子方程式 。 (2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋),其目的是 ;滤渣可循环利用,滤渣的主要成分是 (填化学式)。

(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1:1。若n(NO) :n(NO)>1:1,则会导致 ;若n(NO) :n(NO)<1:1,则会导致 。

(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO3)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式 。

答案:

(1)NO+NO2+2OH-=2NO2- +H2O 2NO2+2OH-=NO2- +NaNO3- +H2O 2NO2+CO3 2-=NO3- +NO2-+CO2

2-NO2+NO+CO3 =2NO2-+CO2

(2)使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2

(3)放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高

-+-

(4)3NO2+2H=NO3+2NO↑+H2O 略

3.有一种工业废水,已知其中含有大量硫酸亚铁,少量Ag+ 和Na+。今设计一种既经济又合

理的方法,回收银和硫酸亚铁。设计方案如下图所示

工业加入药品①废(过滤)水加入药品②沉淀(过滤)银滤液硫酸亚铁晶体母液蒸发浓缩后冷却(过滤)滤液(1)药品①是 ;(2)沉淀是 ; (3)药品②是 ;(4)母液中存在的阳离子 。

答案:

(1)Fe (2)Fe和Ag (3)稀H2SO4 (4)Na+ H+ Fe2+ 略

4.烟气的脱硫(除SO2)技术和脱硝(除NOx)技术都是环境科学研究的热点。

(3+2x)N2+6xH2O ⑴ 选择性催化还原法的脱硝原理为:6NOx+4x NH3

① 上述反应中每转移3mol电子,生成标准状况下N2的体积为________L。

② 已知:一定条件下,向一个2L的密闭容器中充入2mo1N2和6molH2,反应达平衡时放出

QkJ热量,生成NH3的浓度为0.5mol/L,试写出该反应的热化学方程式 _____________________________ ⑵ 目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如下图1,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。

100 脱硝率/% b c d a

H2O、CO2、N2

Cu C2H4 Cu(NO2)

80 60 40 20

O2 Cu(O2)

+负载率 a 0.5% b 3.0% c 5.0% d 8.0%

NO 图1 图2

① 出该脱硝原理总反应的化学方程式:

② 为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是________________________________。 ⑶ 标准状况下,将干燥纯净的氨和二氧化氮气体分别完成喷泉实验后所得溶液等体积混合,反应后溶液中的离子浓度关系不正确的是________。

--

A. c(NO3)>c(NH4+)>c(H+)> c(OH)

B. c(NH4+)+c(NH3.H2O)=1.5c(NO3)

C. c(H+)=c(OH) +c(NH3.H2O)

--

D. c(NH4+)+ c(H+)=c(NO3)+c(OH)

0

200℃ 300℃ 400℃ 500℃ 600℃

答案:

16.8?11.2x ⑴ ①

x②N2(g)+3H2(g)

2NH3(g) △H = -2Q kJ·mol-1

⑵ ①6NO+3O2+2C2H4 催化剂 3N2+4CO2+4H2O ②约为350℃、负载率3.0 %

△ ⑶ B 略

5.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗

消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:

已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 2.3 3.2 7.5 9.7 3.4 4.4 回答下列问题:

(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的 沉淀,该工艺中“搅拌”的作用是 。

(2)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作 。若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为 。

2+2+

(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)离子,可部分水解生成Fe2(OH)4聚合离子。该水解反应的离子方程式为 。 (4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,

2+-2+

产品中不得含有Fe及NO3。为检验所得产品中是否含有Fe,应使用的试剂为 。 A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液

答案:

6.工业上利用硫酸渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)

和回收(NH4)2SO4,具体生产流程如下:


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