必刷题12 化学工业流程-高一化学下学期期末复习（人教版2019必修第二册）

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回答下列问题：
(1)试剂①通常选石灰乳而不用的原因是 。
(2)沉淀中混有少量，可选用试剂 (填序号)除去。
a．溶液 b．溶液 c．溶液
(3)由溶液制备的具体步骤为 、过滤、洗涤、干燥。
(4)反应①除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为 。
(5)反应②需要在稀有气体氛围中进行的原因是 。不同温度下，反应②中钛提取率随时间变化曲线如图，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为 ℃、 min。
(6)该工艺流程中可以循环使用的物质有 。
【答案】
(1)石灰乳原料丰富，成本低
(2)c
(3)蒸发浓缩、冷却结晶
(4)
(5)防止镁、钛被空气氧化 1000℃ 30min(28min～32min均合理)
(6)、、Mg(任意答对2个物质即可)
【详解】海水中含有，加入石灰乳得到沉淀，过滤后向沉淀中加入盐酸，奥溶液，蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体，在分为中加热得到无水，电解熔融状态下的制得Mg单质和，和、焦炭在高温下反应生成，和Mg单质在高温下反应得到Ti单质。
（1）高温煅烧石灰石可以得到生石灰，向生石灰中加水即得石灰乳，所以原料丰富，成本低，试剂①通常选石灰乳而不用；
（2）除去沉淀中混有少量，为了不引入新的杂质，可向溶液中加入溶液，发生反应：，过滤得到较纯的沉淀；
（3）由溶液制备的具体步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；
（4）反应①和、焦炭在高温下反应生成，除生成外还生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为：；
（5）为了防止镁、钛被空气氧化，反应②需要在稀有气体氛围中进行；根据图像信息，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为：1000℃，30min左右，Mg的提取率较高，若温度太高，Mg的提取率增大幅度不大，反应消耗更多的能量，增加成本；
（6）根据流程，该工艺流程中可以循环使用的物质有、、Mg。
2．（22-23高一下·吉林·期末）海水是一个巨大的化学资源宝库。请回答下列问题：
Ⅰ．从海带中提取碘单质
(1)“灼烧”过程需要用到的仪器为酒精灯、三脚架、泥三角、 ，“操作X”的名称为 。
(2)若试剂选择，试剂参与反应的离子方程式为 ，氧化性： (填“>”或“
(3)先打开分液漏斗上端的玻璃塞，再打开下端活塞，将的溶液从分液漏斗下口放出
(4) 挥发 富集溴
(5)
【详解】海带灼烧后水浸过滤得到含碘离子的滤液，加入氧化剂二氧化锰a，在酸性条件下将碘离子氧化为碘单质，加入四氯化碳萃取分液得到有机相，利用物质沸点不同蒸馏得到碘单质；
（1）“灼烧”过程需要用到的仪器为酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚；“操作X”的为分离固液的操作，名称为过滤；
（2）若试剂选择，二氧化锰和碘离子在酸性条件下生成碘单质和锰离子，离子方程式为，氧化剂氧化性大于氧化产物，反应为二氧化锰为氧化剂、碘单质为氧化产物，故氧化性：>。
（3）“操作Y”为萃取分液，萃取后分液时，由于碘的四氯化碳溶液密度大于水相，故转移的溶液至烧杯中的操作是先打开分液漏斗上端的玻璃塞，再打开下端活塞，将的溶液从分液漏斗下口放出；
（4）溴受热易挥发，故空气吹出”体现了溴的挥发性，该步骤的目的是富集溴；
（5）浓的溶液和溴反应，部分溴元素化合价由0变为+1生成，部分溴化合价由0变为-1生成溴离子，根据电子守恒和质量守恒可知，该过程发生反应的离子方程式为。若反应后得到、、的混合溶液，溴元素化合价由0变为+1生成、由0变为+5生成，经测定与的物质的量之比为，设生成与的物质的量分别为2ml、3ml，则根据电子守恒可知，生成的溴离子的物质的量为2ml+3ml×5=17ml，故与反应时，被还原的溴元素和被氧化的溴元素的物质的量之比。
3．（22-23高一下·陕西咸阳·期末）海洋资源的利用具有广阔前景。回答下列问题：
(1)海带灰中富含以形式存在的碘元素。从海带中提取的过程如图所示：
①灼烧海带时不需用到下列仪器中的 (填字母)。
a．漏斗 b．酒精灯 c．坩埚 d．泥三角
②向滤液中加入稀硫酸和溶液进行反应，写出该反应的离子方程式 。
(2)如图是从海水中提取镁的简单流程。
①操作A的名称是 。
②由无水制取Mg的化学方程式为 。
(3)从海水中提取溴的方法为吹出法，主要流程如下：
①吸收塔中反应的化学方程式为 。
②蒸馏塔中控制温度不超过100℃，原因是 。
③经该方法处理后，1海水最终得到38.4g ，若总提取率为60%，则原海水中溴的浓度是 mg/L。
(4)聚四氟乙烯气态膜法提取溴的基本原理如图所示：
①经处理后的含海水透过膜孔与NaOH吸收液发生反应，该反应的离子方程式为 ，得到富集液后再加酸、精馏可得。
②聚四氟乙烯气态膜法与吹出法相比，优点是 (写出一条)。
【答案】
(1) a
(2) 过滤
(3) 温度过高会蒸出较多水蒸气，降低产品的纯度 64
(4) 工艺简单、吸收效率高、对环境危害较小、节能等
【详解】干海带灼烧得到海带灰，加水过滤得到滤液，滤液加入稀硫酸、过氧化氢得到碘单质，萃取后处理得到碘单质；
海水加入氢氧化钙得到氢氧化镁沉淀，加入盐酸得到氯化镁，处理得到无水氯化镁，电解得到镁单质；
海水通入氯气生成溴单质，使用热空气吹出后用二氧化硫吸收，再使用氯气氧化溴离子得到溴单质，蒸馏得到溴单质；
（1）①灼烧海带时使用酒精灯、坩埚、泥三角，不需用漏斗；故选a；
②过氧化氢具有氧化性，酸性条件下和碘离子反应生成碘单质和水，反应为；
（2）①操作A为分离固液的操作，为过滤。
②由无水制取Mg的反应为电解熔融氯化镁生成镁和氯气；
（3）①吸收塔中反应为吹出的溴和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸：。
②水的沸点为100℃，蒸馏塔中控制温度不超过100℃，原因是温度过高会蒸出较多水蒸气，降低产品的纯度。
③经该方法处理后，1海水最终得到38.4g ，若总提取率为60%，则原海水中溴的浓度是mg/L。
（4）①与NaOH吸收液发生反应生成溴酸钠和溴化钠、水，该反应的离子方程式为；
②聚四氟乙烯气态膜法与吹出法相比，优点是工艺简单、吸收效率高、对环境危害较小、节能等。
4．（22-23高一下·江苏无锡·期末）氨是工业生产硝酸的重要原料，请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：
(1)氨气在“氧化炉”中所发生反应的化学方程式为 。
(2)“吸收塔”尾部会有含NO、等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：
①纯碱溶液吸收法：纯碱溶液与的反应中生成两种钠盐并产生大量气泡，写出该反应的离子方程式 。
②氨转化法：已知7ml氨恰好能将含NO和共6ml的混合气体完全转化为，则混合气体中NO和的物质的量之比为 。
(3)国家规定氮氧化物的排放标准不超过400mg/L。氮氧化物可以用酸性硫酸亚铁溶液来吸收，反应原理为；。现测定某地下水脱硝过程中氮氧化物的排放量：收集500.00mL排放的气体，缓慢通过250.00mL 0.6240ml/L酸性溶液(过量)，充分反应，量取吸收气体后的溶液25.00mL。置于锥形瓶中，用0.2000ml/L。酸性溶液与之反应，重复上述实验操作3次，平均消耗酸性溶液的体积为15.00mL。试通过计算分析地下水脱硝过程中氮氧化物的排放是否符合国家标准 (写出计算过程)。已知：①与酸性溶液不反应；②(未配平)。
【答案】
(1)
(2) 1：3
(3)根据电子守恒可得关系式，则，与氮氧化物反应的，若全部是NO，根据NO与反应的离子方程式可知：，则NO的含量：；若全部是，根据与反应的离子方程式可知，则的含量：，故地下水脱硝过程中氮氧化物的排放量符合国家排放标准
【详解】氮气和氢气生成氨气，氨气在“氧化炉”中所发生反应的反应为氨气的催化氧化生成NO，NO吸收水和空气生成硝酸，以此分析；
（1）氨气在“氧化炉”中所发生反应的反应为氨气的催化氧化生成NO；
故答案为：；
（2）①NO2既为氧化剂也为还原剂，生成、，；
故答案为：；
②7ml氨恰好能将含NO和NO2共6ml的混合气体完全转化为N2，设NO的物质的量是xml ，NO2的物质的量是(6- x)ml ，反应过程中转移的电子数是2x+(6-x)4=21，所以x=1.5ml ，混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1：3；
故答案为：1：3；
（3）根据电子守恒可得关系式，则，与氮氧化物反应的，若全部是NO，根据NO与反应的离子方程式可知，则NO的含量；若全部是，根据与反应的离子方程式可知，则NO2的含量：，故地下水脱硝过程中氮氧化物的排放量符合国家排放标准；
故答案为：见具体步骤。
5．（22-23高一下·贵州黔西·期末）海水资源的利用具有非常广阔的前景。下面是海水综合利用联合工业体系的简图：
请回答下列问题：
(1)流程图中Na和Mg的冶炼方法叫 ；没有涉及到的分离方法是 (填“字母编号”)。
(2)工业制备NaOH，工业常用电解饱和食盐水的方法，发生的化学方程式为 。
(3)海水提溴时，向海水中通入Cl2就应经得到Br2，又用热空气吹出后加SO2还原，再通Cl2氧化为Br2的目的是 。请写出SO2和Br2一起通入水中的离子方程式 。
(4)海水提Mg过程中，工业上沉镁时选用石灰乳而不使用NaOH溶液的原因是 ；从MgCl2·6H2O脱水形成无水MgCl2的实验装置如下图所示，其中装置A的作用是 。
【答案】
(1)电解法 B
(2)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
(3)富集溴元素(或富集Br2或使Br2浓度增大等) SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO
(4)制取石灰乳原料丰富且制备成本低，而NaOH制备成本高 制取所需的HCl(意思相近即可)
【详解】海水淡化后得到淡水、粗盐和海水浓缩液，粗盐多步除杂后，得到氯化钠溶液，得到精制食盐可以制得Na、NaOH、NaHCO3；海水浓缩液通入氯气，得到含有Br2的海水，利用热空气吹出生成的Br2，并用SO2、水吸收得到含有HBr等物质的溶液，再通入氯气氧化，蒸馏得到工业液溴；海水浓缩液中加入石灰乳得到Mg(OH)2沉淀，再用盐酸溶解生成MgCl2溶液，浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，脱水得无水氯化镁，电解熔融氯化镁生成镁单质和氯气。
（1）Na和Mg的冶炼方法叫电解法；反应涉及分离方法为蒸馏、过滤、蒸发结晶，没有涉及到的分离方法是分液，故选B。·
（2）工业常用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，发生的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
（3）海水提溴时，向海水中通入Cl2就应经得到Br2，又用热空气吹出后加SO2还原，再通Cl2氧化为Br2的目的是富集溴元素(或富集Br2或使Br2浓度增大等)。SO2和Br2一起通入水中生成硫酸和溴化氢，离子方程式SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO。
（4）NaOH价格较贵且不易获得，海水提Mg过程中，工业上沉镁时选用石灰乳而不使用NaOH溶液的原因是制取石灰乳原料丰富且制备成本低，而NaOH制备成本高；从MgCl2·6H2O脱水形成无水MgCl2需要通入HCl，装置A的作用是制取所需的HCl(意思相近即可)。
6．（22-23高一下·辽宁抚顺·期末）以黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。由尾气可以生产焦亚硫酸钠(，)，常用作饼干和蛋糕的漂白剂和膨化剂，在空气中易被氧化，受热易分解。其中一种流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)中硫元素的化合价为 。
(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为 。
(3)生产，通常是由过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式 。
(4)①实验制得的固体中含有少量杂质，文字叙述其可能的原因是 。
②葡萄酒酿造过程中要添加作抗氧化剂，此物质会放出一种有刺激性气味的气体，该气体是一种食品添加剂。实验室中检验该气体的方法是 。
(5)纯度测定：取样品溶于水配成溶液，取该溶液，向其中滴加的碘溶液，最终滴加碘溶液将溶液中恰好完全反应。此过程反应的离子方程式为 ；样品中的质量分数为 (已知其它杂质不反应)。
【答案】
(1)+4
(2)
(3)
(4)被空气中的氧气氧化生成杂质 将气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热后又恢复原来的颜色
(5)
【详解】黄铁矿（主要成分FeS2）煅烧生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁用CO还原得到还原铁粉，可利用 K2Cr2O7滴定分析等方法测定还原铁粉纯度；二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸，尾气中含有二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3，加热后生成Na2S2O5，以此解答该题。
（1）中O为-2价，Na为+1价，硫元素的化合价为+4价。
（2）由炉渣制备还原铁粉时，用CO还原氧化铁生成铁，化学方程式为。
（3）由过饱和溶液经结晶脱水制得，该过程的化学方程式。
（4）①焦亚硫酸钠(，)在空气中易被氧化，实验制得的固体中含有少量杂质，可能的原因是被空气中的氧气氧化生成杂质。
②葡萄酒酿造过程中要添加作抗氧化剂，放出的有刺激性气味的气体为SO2，结合SO2的漂白性，实验室中检验该气体的方法是将气体通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热后又恢复原来的颜色。
（5）和碘反应的离子方程式为；根据离子方程式，样品中的质量分数为 ×100%=95%。
7．（22-23高一下·山东临沂·期末）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。
回答下列问题：
(1)磷在元素周期表中的位置为第 周期第 族
(2)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(3)水浸渣中的氧化物主要有和 。
(4)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，该滤渣是 。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到沉淀，在pH