- 海水的综合利用
- 共9119题
(15分)工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体:
(1)在步骤a中,还需要通入氧气和水,发生反应的化学方程式是
。
(2)在保温去铁的过程中,为使Fe3+沉淀完全,可以向溶液中加入CuO,调节溶液的pH,根据下表数据,溶液的pH应保持在 范围。若调节溶液的pH=4,此时,溶液中c (Fe3+) = 。[已知该条件下,Fe(OH)3的KSP= 4.0×10-36 ]
(3)不用加水的方法调节溶液pH的原因是 。
(4)进行蒸发浓缩时,要加适量的硝酸以保持溶液一定的c(H+),其目的是(结合离子方程式简要说明) 。
(5)工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜,电镀时阴极的电极反应式是 。
正确答案
(1) 4NO+3O2+2H2O =4HNO3(分两步写也给分) (3分)
(2)3.2 ~ 4.7 4.0×10-6 mol· L-1 (各2分)
(3)加水会将溶液稀释,不利于将滤液蒸发浓缩 (2分)
(4)由于Cu2+发生水解:Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解 (3分)
(5)Cu2++2e—=Cu (3分)
略
亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
(1)160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为 。若要计算该溶液的质量分数,
还需要的一个条件是 (用文字说明)。
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是 (选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性; b.稀释ClO2以防止爆炸;c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内的反应的化学方程式为 。
吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是 。
(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是
否过量的简单实验方法是 。
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是 (选填序号)。
a.Na2O2 b.Na2S c.FeCl2
(6)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是 (选填序号)。
a.蒸馏 b.蒸发 c.灼烧 d.过滤 e.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是 (填操作名称)。
正确答案
(1)①4mol/L(1分,未写单位不给分),该溶液的密度(1分);
(2)b(2分);
(3)2NaOH+2ClO2+H2O2→2NaClO2+2H2O2+O2(2分);防止H2O2分解(1分);
(4)连续测定吸收塔内溶液的pH值(2分);(5)a (1分);
(6)b、e、d(2分);重结晶(1分)
略
(8分)【化学-化学与技术】
海洋是化学资源宝库,海洋资源的综合利用具有广阔的前景。回答下列问题:
(1)蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法,技术和工艺比较完备,但常规蒸馏法法也存在较大缺陷,请说明常规蒸馏法淡化海水的最大缺陷。
__________________________________________________________
(2)离子交换法也是常用的水处理技术。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂,写出聚丙烯酸钠单体的结构简式 。
(3)目前从海水中提取溴的常用流程如下(苦卤,海水蒸发结晶分离出食盐的母液):
从反应③后的溶液中分离出单质溴的方法是 。
(4)海水提镁过程中,与石灰窑和盐酸厂有着紧密的联系,试说明海水提镁与盐酸厂之间的必然联系。__________________________________________________________
正确答案
小题1:需要使用大量燃煤,因此能耗多、排污量大
小题2:CH2=CHCOONa
小题3:蒸馏
小题4:盐酸厂为溶解氢氧化镁提供盐酸,电解氯化镁制镁的过程中,为盐酸厂提供氯气作原料
略
(12分)白炭黑(SiO2·H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷等行业,可用蛇纹石[主要成分为Mg(SiO10)(OH)3]来制取,其主要工艺流程如下:
(1)蛇纹石用氧化物形式可表示为 。
(2)碱浸时,为提高其中硅酸盐的浸取率,除采用合适的液固比和循环浸取外,还可采用的方法有① ;② (任举两种)。
(3)过滤1得到的滤液的主要成分是 。
(4)沉淀时加入氯化钠溶液的作用可能是 。
(5)洗涤时,如保证明产品已洗涤干净? 。
正确答案
略
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸。
(1)写出燃烧黄铁矿的化学方程式 。
(2)接触室中发生反应的化学方程式是 。
(3)判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。
a.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
b.过量空气能提高SO2的转化率
c.使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率
d.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)吸收塔中用浓硫酸吸收三氧化硫而不用水的原因是是 。
(5)吸收塔排出的尾气可以用两种方法处理:
方法①:先用氨水吸收,再用浓硫酸处理。用浓硫酸处理的主要目的是 ;
方法②:先用含一定水的亚硫酸钠吸收后再加热处理,也可达到与方法①相同的目的。为了实现节能减排,其所需能量可以由 提供。与方法①相比,方法②的优点是 。
(6)SO2 既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。SO2 吸收Br2的离子方程式是 。
正确答案
(15分)(1)4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2(2分)
(2)2SO2+O22SO3(2分)(3)abd(2分)
(4)避免形成酸雾(1分)
(5)获得较高浓度的SO2 (2分) 亚硫酸钠可以循环利用(2分) 流程前几步的废热(2分)
(6)SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-(2分)
略
(16分)工业上常采用天然矿物法生产硝酸钾,工艺流程如下图所示,
回答下列问题:
(1)“滤渣2”的主要成分是 。
(2)“母液”多次循环使用会造成产品纯度降低,处理的方法是:在多次循环后的“母液”中加入NaOH溶液,其反应原理是
(用离子反应方程式表示)
(3)在滤液1蒸发浓缩过程中,可加入适量的KCl固体,提高产品的产量,原因是 ;
(4)若要进一步提高硝酸钾晶体的纯度,还必须进行的操作是:
。
正确答案
(1)NaCl和Na2SO4,
(2) Mg2++2OH-="==" Mg(OH)2↓
(3)增加溶液中K+的浓度,使溶液中NO3-更多地转化为KNO3析出。
(4)重结晶
略
(12分)硫酸在国民经济中占有极其重要的地位,下图是工业接触法制硫酸的简单流程图,试回答下列有关问题.
(1)在实际生产过程中,进入接触室的气体中O2的体积分数是SO2体积分数的1.5倍,其原因是
(2)在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室。按此密闭体系中气体的流向,则在B处流出的气体(除N2外)为 ;
(3)工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
①已知SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论?
;
②在400-500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是: ;
(4)选择适应的催化剂,是否可以提高SO2的转化率? ;是否可以增大该反应所放出的热量? (填“是” 或“否”);
(5)若用浓硫酸吸收SO3可以得到H2SO4·SO3。用1000g 98 % 的H2SO4充分吸收SO3后,再进行稀释,可以得到98% 的硫酸的质量是 。
正确答案
(12分)
(1)提高SO2的转化率
(2)SO2,O2
(3)①压强一定时,温度升高时,SO2转化率下降,说明升温有利逆反应的进行,所以正反应为放热反应;
②增大压强对提高SO2转化率无显著影响,反而会增加成本;
(4)否 否 (5) 2.22kg
略
在给定温度下发生下述反应:4FeS2(s)+11O2(g)====2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH="-3" 319 kJ/mol,又知反应后的固体残渣中含有4%的FeS2,试计算燃烧1kg这种硫铁矿时放出的热量。
正确答案
5674.8 kJ。
设参加反应的FeS2的质量为x,生成Fe2O3是2/3x。
(1-x)=4%(2/3x+1-x),
x="2.88/2.96" kg,
放出的热量=kJ="5674.8" kJ
.海水中含有丰富的化学元素,下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图:
请回答:
(1)在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为:
A.盐酸 B.氯化钡溶液 C.氢氧化钠溶液 D.碳酸钠溶液.
则加入试剂的顺序是(填编号)______.
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2•6H2O晶体,需要进行的实验操作依次______.
A.蒸馏 B.灼烧 C.过滤 D.蒸发 E.冷却结晶
(3)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是______.
A.精制饱和食盐水进入阳极室 B.纯水(加少量NaOH)进入阴极室
C.阴极产物为氢氧化钠和氢气 D.电解槽的阳极用金属铁网制成
(4)写出电解饱和NaCl溶液的电极反应方程式:______.
(5)此工业煅烧贝壳得到氧化钙.石灰石和贝壳的主要成份相同,事实上,石灰石在许多化学工业生产都发挥了极大的作用,请写出一条化工生产中碳酸钙参与的化学反应方程式(此工业涉及的方程式除外)______.
(6)利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是______.
(7)用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收,写出反应的化学方程式:______.
正确答案
(1)镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀,硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,在进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以添加试剂的顺序为:CBDA;或BCDA;
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl2•6H2O晶体,需要进行的实验操作为:蒸发浓缩,冷却结晶.如果要使该晶体变为无水氯化镁,一定要在HCl气氛中脱水,否则会水解;
故答案为:DEC;
(3)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电,Cl-的放电能力强于OH-,
阳极:2Cl--2e-═Cl2↑,
阴极:2H++2e-═H2↑;
总反应为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,
阴极:氢离子放电,产生氢气.致使氢氧根离子浓度增大,钠离子和氢氧根离子的增大都发生在阴极室,所以阴极出口导出的液体是氢氧化钠溶液;
阳极:氯离子放电,产生氯气,致使钠离子浓度升高,通过阳离子交换膜到达阴极室.所以阳极入口应加入精制饱和食盐水;
故答案为:D;
(4)电解饱和食盐时阳极阴离子Cl-、OH-放电,Cl-的放电能力强于OH-,阳极:2Cl--2e-═Cl2↑,阴极:2H++2e-═H2↑;
故答案为:2Cl--2e-═Cl2↑:2H++2e-═H2↑;
(5)工业炼铁除硫磷:CaCO3+SO2═CaSO3+CO2;工业制玻璃反应原理;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2
故答案为:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2
(6)利用MgCl2•6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是,在HCl气流中加热脱水,故答案为:在HCl气流中加热脱水;
(7)用热空气吹出的溴蒸气可以用亚硫酸钠溶液吸收,发生的反应是亚硫酸钠被溴单质氧化为硫酸钠;反应的化学方程式为:2Na2SO3+Br2+H2O=2Na2SO4+2HBr;
故答案为:2Na2SO3+Br2+H2O=2Na2SO4+2HBr;
综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质,其流程如图所示:
完成下列填空
(1)实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、______、______;加热浓缩、______、______、烘干.
(2)气体X是______(填化学式),溶液II中发生反应的化学方程式是:______.
(3)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加______.
(4)若在母液中通入氯气可提取海水中的溴,反应的离子方程式为______.
(5)由MgCl2•6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下:
①上图中,装置a由______、______、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是______,
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,主要原因是______,
④装置b中填充的物质可能是______(填入编号)
e.硅胶 f.碱石灰 g. 无水氯化钙 h.浓硫酸
⑤方框中的d装置可选择______.
正确答案
(1)粗盐提纯的主要步骤:①先取样;②溶解,将粗盐逐渐加入盛有水的烧杯里,边加边用玻璃棒搅拌(玻璃棒的作用是搅拌,加速溶解),直加到粗盐不再溶解时为止,观察所得食盐水是否浑浊;③过滤,过滤食盐水,仔细观察滤纸上剩余物及滤液颜色,如滤液浑浊,应再过滤一次;④蒸发结晶,把所得滤液倒入蒸发皿,用酒精灯加热,待蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热蒸干;⑤再过滤,看是否晶体上不再有杂质为止,故答案为:溶解;过滤;结晶;过滤(或过滤;洗涤);
(2)向饱和食盐水中通入氨气再通入二氧化碳即可生成碳酸氢钠固体,故答案为:NH3;NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;
(3)氯离子的检验方法:取少量试样溶于水后,再滴加硝酸酸化的硝酸银,看是否有白色沉淀生成,故答案为:HNO3、AgNO3;
(4)氯气具有氧化性,其氧化性强于溴单质,氯气能氧化溴离子,反应实质为:Cl2+2Br-═Br2+2Cl-;
(5)①根据装置用到的仪器有:圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞和导管,故答案为:圆底烧瓶、分液漏斗;
②氯化镁易水解,应在氯化氢气流中获得其晶体,氯化氢可以循环使用,故答案为:盐酸;
③氯化镁易水解,应在氯化氢气流中获得其晶体,故答案为:抑止镁离子水解;
④酸性气体的干燥必须用酸性干燥剂或中性干燥剂,在选项中,硅胶是酸性干燥剂,碱石灰是碱性干燥剂,能和酸性物质反应,无水氯化钙是中性干燥剂,浓硫酸是酸性干燥剂,但是具有强氧化性,不能用;
⑤氯化氢极易溶于水或强碱,药要防止倒吸,故选AD.
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