1.高岭土化学组成为:Al2O3(25%~34%)、SiO2(40%~50%)、Fe2O3(0.5%~3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流程如下:
根据流程图回答下列问题:
(1)“煅烧”的目的是__________________________________________________________。
(2)实验室用36.5%的浓盐酸(密度约为1.2 g/cm3)配制4.00 mol/L 950mL的盐酸,需要用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、酸式滴定管、__________________、______________等。
(3)“溶解”过程反应的离子方程式有_____________________、_____________________。
(4)加适量铝粉的主要作用是_____________________________。
(5)“蒸发浓缩”需保持温度在90~100℃,可采用的加热方法是____________________。
(6)经蒸发浓缩即可制得碱式氯化铝,写出该反应的化学方程式_____________________。
上一步加入适量CaCO3的目的是__________________________________________________。
2.亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等。亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应1”反应速率的措施有___________________、___________________等。
(2)“反应2”的的氧化剂是_______________,该反应的化学方程式为______________________。
(3)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是_______________________________。
(4)从“母液”中可回收的主要物质是_______________。
(5)“冷却结晶”后经______________(填操作名称)即可获得粗产品。
3.从含镍废催化剂中可回收镍,其流程如下:
某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,
其他不溶杂质(3.3%)。部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH:
| 沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
| 开始沉淀 | 3.8 | 2.3 | 7.5 | 6.7 |
| 完全沉淀 | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 9.2 |
(1)“碱浸”的目的是除去____________________________。
(2)“酸浸”时所加入的酸是________________(填化学式)。酸浸后,滤液②中可能含有的金属离子是____________________。
(3)“调pH为2~3”的目的是___________________________________。
(4)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4·7H2O),可能是由于生产过程中_________
___________________________________________________,导致Fe2+未被完全氧化造成的。
(5)某同学在查阅资料时发现,“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶入水,再加入氨水调节pH至7~8,可使铁元素完全沉淀而除去。”该同学认为该工艺也应该将溶液pH调至7~8,你认为乙同学的建议是否正确?________(填“是”或“否”),理由是_________________
______________________________________________________________________________。
(6)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH。该反应的离子方程式是__________________________________________________。
4.(16分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe2+, Mn2+, Ni2+等杂质)的流程如下:
提示:在本实验条件下,Ni2+不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是MnO2
已知,部分金属离子氢氧化物完全沉淀的pH如下
| 金属离子 | Zn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Ni2+ |
| 完全沉淀pH | 8.04 | 8.95 | 3.17 | 9.15 |
(1)反应②中除掉的杂质离子是 ,发生反应的一个离子方程式 ,加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是
。
(2)反应③的反应类型为 。过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有 。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是
。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2 ,取干操后的滤渣11.2g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于 。
(5)由ZnO可制备皓矾ZnSO4·7H2O,在实验室由ZnSO4溶液制备皓矾的基本操作是蒸发浓缩、 、 、洗涤和干燥。
5.(16分)利用水钴矿[主要成分为Co2O3和Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
萃取后余液
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
| 开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
| 完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(2)NaClO3的作用是 。
(3)加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为 。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。萃取剂的作用是 ;其使用的适宜pH范围是 。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5
(5)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是 。(任答一条即可)
6.以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题:
(1)欲制备10.7gNH4Cl,理论上需NaCl g。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。
(3)“冷却结晶”过程中,析出NH4Cl晶体的合适温度为 。
(4)不用其它试剂,检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是 。
(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质,进一步提纯产品的方法是 。
化学工艺流程题练习参
1.(1)改变高岭土中氧化铝的结构,使其能溶于酸。
(2)1000 mL容量瓶、胶头滴管
(3)Al2O3 + 6H+ == 2Al3+ + 3H2O Fe2O3 + 6H+ == 2Fe3+ + 3H2O
(4)除去溶液中的铁离子 (5)水浴加热
(6)2AlCl3 + nH2O == Al2(OH)nCl6-n + nHCl↑ 消耗H+,促使溶液的pH增大,有利于Al3+在加热条件发生水解反应
2.(1)适当升高反应温度,增大吸收液浓度,增大SO2与吸收液的接触面积(合理即可,任答两条。)
(2)ClO2 H2O2 + 2ClO2 + 2NaOH == 2NaClO2 + 2H2O + O2
(3)常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解
(4)Na2SO4 (5)过滤
3.(1)Al、Al2O3、油脂 (2)H2SO4 Ni2+、Fe2+
(3)防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解
(4)H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足
(5)否 当pH为7~8时,溶液中同时生成Ni(OH)2沉淀,使NiSO4·7H2O的产率降低。
(6)2Ni2+ + ClO- + 4OH- == 2NiOOH↓+ Cl- + H2O
4. (1)Fe2+和Mn2+ (2分)
MnO4- + 3Fe2+ + 7H2O = 3Fe(OH)3↓+ MnO2↓ + 5H+
2 MnO4-+ 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2↓ + 4H+ (2分)
铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质 (2分)
(2)置换反应 镍(Ni) (每空2分,共4分)
(3)取少量最后一次的洗涤液于试管中,滴入1~2滴稀,再滴入钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净 (2分) (4)1 (2分)
(5)冷却结晶、过滤(2分)
5.(16分)(1)Co2O3+SO32+4H+ = 2Co2++SO42-+2H2O(3分)(无配平扣1分,产物写错不给分)
(2)将Fe2+氧化成Fe3+(3分)
(3)Fe(OH)3 Al(OH)3(2分)(写名称也给分)
(4)除去溶液中的Mn2+(3分)(多写其他离子扣分,每一种扣1分) B(2分)
(5)粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去部分结晶水(3分)
6. (1)11.7 (2)蒸发皿 (3)35℃(33~40℃均可得分)
(4)加热法;取少量氯化铵产品于试管底部,加热,若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净。 (5)重结晶下载本文