热门试卷

马格尼特法冶炼镁的工艺流程如下图。炉料中除有煅烧白云石和硅铁外，还加入煅烧过的铝土矿，加Al2O3的主要目的是降低渣的熔点，便于液态排渣。

已知白云石的成分为CaCO3·MgCO3,硅铁是指含有55%硅左右的铁[可表示为Si(Fe)]，作还原剂,最后得到低品位的硅铁[可表示为Fe(Si)]，简易流程图如下

试回答下列问题

（1）反应①，白云石煅烧得CaO·MgO的化学方程式为：                     。

（2）反应②，还原炉中发生反应生成镁和炉渣的化学方程式为：      。

（3）该成分的沪渣是一种工业生产的重要原料，可作为生产             原料。

（4）马格尼特法冶炼镁，一台4500千瓦的炉子可日产约7.2吨镁，一天至少约消耗含硅60%的硅铁       吨。

（12分）硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。

（1）以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆巩（CuSO4·5H2O）的生产流程示意图：

胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（∥100g水）见下表。

请回答下列问题：

①红褐色滤渣的主要成分是

②写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式             ；

③操作I的温度应该控制在         左右；

④从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为：将热溶液       、        、洗涤、干燥。

（2）某兴趣小组在实验室用铁粉和稀硝酸及右图装置制取Fe（NO3）3（固定所用

仪器和加热装置未画出）。

①为保证原料的充分利用，并加快反应速率，往往将加热温度控制在100℃以内。该实验中对圆底烧瓶加热的最佳方式是       加热；

②请在图中虚线框内画出尾气吸收装置（提示：碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体）。

⑴配平反应器中发生的反应方程式：

I2 +    KIO3 +    H2O="="    KH(IO3)2 +    KCl +    Cl2↑

⑵步骤②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是                                    

⑶步骤③要保持溶液微沸1小时，以完全排出氯气，排出氯气的原因为                 

⑷合成实验中涉及两次过滤，在实验室进行过滤实验时，用到的玻璃仪器有           

⑸用氢氧化钾调节溶液的PH值，发生的反应方程式为：

⑹参照碘酸钾溶解度曲线，步骤得到碘酸钾晶体，你建议的方法是                     

工业上冶炼钛主要以钛铁矿、金红石（含TiO2大于96％）等为原料生产。

（1）由金红石为原料采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下：

①沸腾氯化炉中反应的化学方程式为：                    

②已知：Ti(s) +2Cl2(g) = TiCl4(l) △H = －804.2kJ/mol；

2Na(s) +Cl2(g) =" 2NaCl(s) " △H = －882.0kJ/mol

Na(s) =" Na(l) " △H ="2.6" kJ/mol

请写出用液态钠与四氯化钛置换出钛的热化学方程式                      

③海绵钛破碎后用0.5%～1.5%的盐酸洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，用盐酸洗涤的目的是                                                        。

（2）科学家从电解冶炼铝的工艺得到启发，找出了冶炼钛的新工艺。试回答下列有关问题。

①TiO2直接电解法（剑桥法）生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如图所示,在阴极，被还原的Ca进一步还原TiO2获得钛，则在阴极所发生的反应为：            。

②SOM技术是一种绿色环保先进技术，阳极用金属陶瓷，并用固体氧离子隔膜将两极产物隔开，只允许氧离子通过，在电解过程中阳极通入某种还原性气体，可防止CO、CO2污染物产生，通入的气体若是H2，则阳极电解反应式为        。

)【化学—选修化学与技术】

工业上以磷肥生产形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)与焦炭为原料可生产硫酸，同时

可以得到硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料。以下是有关的工艺流程示意图。

试回答：

(1)写出方程式：反应Ⅰ___________________________________，

(2)写出方程式：反应Ⅱ______________________________________。

(3)请根据下表和化学平衡知识，分析工业上制硫酸中SO2的催化氧化的适宜条件是

____________________________________。

表Ⅰ：

(4)检验滤液H中含有CO的方法是___________________________________。

(5)氯化钙结晶水合物()是目前常用的无机储热材料，选择的依据是___________ (填序号)。

a．熔点较低(29℃熔化)  b．能导电  c．易溶于水  d．无毒

（10分）下图是工业生产硝酸的流程。

合成塔中内置铁触媒，氧化炉中内置Pt－Rh合金网。请回答下列问题：

⑴ 1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如下：

、、分别表示N2、H2、NH3。图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是   。

⑵ 合成氨反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，写出该反应的化学平衡常数表达式K＝

   。在一定温度和压强下，将H2和N2按3∶1(体积比)混合后进入合成塔，反应达到平衡时，平衡混合气中NH3的体积分数为15％，此时H2的转化率为   。

⑶ 已知：4NH3(g)＋3O2(g)＝2N2(g)＋6H2O(g) △H＝－1266.8 kJ/mol

N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5 kJ/mol

氨催化氧化的热化学方程式为   。

⑷ 吸收塔中通入空气的目的是   。

（14分）青铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。

(1)  冶炼铜的反应为

8CuFeS2 + 21O2 8Cu + 4FeO + 2Fe2O3 + 16SO2

若CuFeS2中Fe的化合价为+2，反应中被还原的元素是_________（填元素符号）。

(2)  上述冶炼过程产生大量SO2，下列处理方案中合理的是__________（填代号）。

a.  高空排放                                   b.用于制备硫酸

c.  用纯碱溶液吸收制Na2SO4         d.用浓硫酸吸收

(3)  过二硫酸钾（K2S2O8）具有强氧化性，可将I−氧化为I2：S2O82− + 2I− → 2SO42− + I2；通过改变反应途径，Fe3+、Fe2+均可催化上述反应，试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程：__________、__________。

(4)  利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3，方法为：

①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。

a.    除去Al3+ 的离子方程式是____________________________；

b.   选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。

提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸  KSCN溶液  KMnO4溶液  NaOH溶液 碘水

所选试剂为__________，证明炉渣中含有FeO的实验现象为____________________。

工业接触法制硫酸的简单流程图如下：

(1)写出装置甲的名称________。要使黄铁矿充分和迅速地燃烧，工业上常采取的措施为__________________________________。

(2)接触室中二氧化硫与氧气的反应采用________(填“常压”或“高压”)，原因是________________________________。

(3)刚通入接触室中的SO2和O2在热交换器的管道________(填“里”或“外”)流动，在催化剂表面接触反应的SO2和O2在热交换器的管道________(填“里”或“外”)流动，这样两种流体通过管壁进行热交换。

(4)在吸收塔中为什么用98.3%的浓硫酸而不是用水吸收三氧化硫？

______________________________________________________________。

(5)工业接触法制硫酸的过程中，有两个操作过程采用了逆流的原理，它们分别是_____________________________________

（1）工业上生产玻璃、水泥都要用到的原料是             。（选填石灰石、粘土、石英、石膏）

（2）漂白粉由氯气和石灰乳反应生成，其有效成分是                。（填化学式）

（3）测定硅铁合金中硅的含量可以有两种方法，其一是将合金粉末加入足量的稀硫酸中，其二是将合金粉末加入足量的       中，都可以通过收集生成气体并测定其体积数据而确定硅含量。写出第二种方法的反应离子方程式                       。

（8分）【化学－化学与技术】

工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）；△H＝－92.44 kJ/mol；其部分工艺流程如下：

（1）合成氨所需要的原料气中，氮气取自          ，氢气来源于            。

（2）对原料气进行净化处理的目的是                    。

（3）设备A的名称是             ，设备B的名称是                   。

（4）在10～30Mpa时，工业合成氨选择400～500 ℃的温度进行反应，主要原因是      。

（5）据《科学》杂志报道，希腊化学家在常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分另通入一个加热到570 ℃的电解池（如图）中，氢和氮在电极上合成了氨，且转化率达到了78％。

则阳极反应为                   ，阴极反应为                     。

合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为:

合成塔和接触室中的反应分别为:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0;　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0

(1)写出流程中设备的名称:B　　　　,X　　　　。 

(2)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理,最理想的热处理方法是　　　　。 

(3)采用循环操作可提高原料的利用率,下列生产中,采用循环操作的是　　　　(填序号)。 

①硫酸工业　②合成氨工业　③硝酸工业

(4)工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是　                                                                                                           。 

(5)工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥,该肥料的化学式是　                                                     。 

石膏也可用于工业生产二氧化硫，进而生产硫酸。天然石膏的化学式为CaSO4·2H2O。将天然石膏脱水后，第2步化学反应就可制得二氧化硫。

(1)写出第1步反应的化学方程式__________________________________。

(2)在第2步化学反应中，下列原料可以使用的是(用序号填空)__________。写出有关化学反应的方程式_______________________________

①空气　②氧气　③硫酸　④焦炭

(3)在第2步化学反应中，可能会排入空气的气态污染物是________。它(或它们)的主要危害是______________________________

[化学一一选修2：化学与技术](15分)

煤是重要的能源，也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识，解答下列问题：

（1）煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术。

煤的液化技术又分为          和               

（2）在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示：

这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为

                       ；第二步反应的离子方程式为                 。

（3）工业煤干馏得到的产品有焦炭、             、              等。

（4）湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏，经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。

①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：______________________________________________________________。

②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是：___________________________________________________________

③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是______                            ________________________________________________________ 。

（5）某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)即测定x值，做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。①石膏的化学式为_______________。②图像中AB段对应化合物的化学式为_________________。