化學(xué)20分鐘專題突破(30)

專題  化學(xué)與技術(shù)

1. 現(xiàn)代社會(huì)中銅在電氣、交通、機(jī)械和冶金、能源及石化工業(yè)、高科技等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。某銅礦石含氧化銅、氧化亞銅、三氧化二鐵和脈石(SiO2),現(xiàn)采用酸浸法從礦石中提取銅,其工藝流程圖如下。其中銅的萃。ㄣ~從水層進(jìn)入有機(jī)層的過(guò)程)和反萃取(銅從有機(jī)層進(jìn)入水層的過(guò)程)是現(xiàn)代濕法煉銅的重要工藝手段。

       

       

       

       

       

       

       

       

              已知:①Cu+在酸性溶液中不穩(wěn)定,可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng);②當(dāng)?shù)V石中三氧化二鐵含量太低時(shí),可用硫酸和硫酸鐵的混合液浸出銅;③反萃取后的水層2是硫酸銅溶液。

          回答下列問(wèn)題:

         (1)礦石用稀硫酸處理過(guò)程中Cu2O發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:                     ;

         (2)“循環(huán)I”經(jīng)多次循環(huán)后的水層1不能繼續(xù)循環(huán)使用,但可分離出一種重要的硫酸鹽晶體,該晶體的化學(xué)式是            。若水層1暴露在空氣中一段時(shí)間后,可以得到另一種重要的硫酸鹽,寫(xiě)出水層1暴露在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式     。

         (3)寫(xiě)出電解過(guò)程中陽(yáng)極(惰性電極)發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:                。

         (4)“循環(huán)III”中反萃取劑的主要成分是                             。

       

      2. 聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式為[Al2(OH)nCl6-n?XH2O]m,它是一種高效無(wú)機(jī)水處理劑,它的制備原理是調(diào)節(jié)增大AlCl3溶液的pH,通過(guò)促進(jìn)其水解而結(jié)晶析出。其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣――鋁灰,它主要含Al2O3、Al,還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)的工藝流程如下:

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      (1)攪拌加熱操作過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:

                                          ;                                。

         (2)生產(chǎn)過(guò)程中B和D的操作名稱分別是                                   (B和D均為簡(jiǎn)單操作)。

         (3)反應(yīng)中副產(chǎn)品a是                    。

         (4)生產(chǎn)過(guò)程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是                  (用化學(xué)式表示)。

         (5)調(diào)節(jié)pH至4.0~4.5的目的是                                             。

         (6)實(shí)驗(yàn)室要測(cè)定水處理劑產(chǎn)品中n和x的值。為使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確,需得到的晶體較純凈。生產(chǎn)過(guò)程C物質(zhì)可選用                    

             A.NaOH                 B.Al  C.氨水      D.Al2O3          E.NaAlO2

       

      3. 純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝,請(qǐng)按要求回答問(wèn)題:

         (1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaC12廢棄物,請(qǐng)寫(xiě)出該工藝中產(chǎn)生CaC1­2­的化學(xué)方程式:

                                                        

         (2)寫(xiě)出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化驗(yàn)學(xué)方程式:

                                    ;                         。

         (3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料,“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來(lái)源有何不同?

                                                     

         (4)綠色化學(xué)的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng),列出計(jì)算原子利用率的表達(dá)式:

      原子利用率(%)=                               。

       

      4.硫酸工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。

         (1)硫酸的最大消費(fèi)渠道是化肥工業(yè),用硫酸制造的常見(jiàn)化肥有             (任寫(xiě)一種)。

         (2)硫酸生產(chǎn)中,根據(jù)化學(xué)平衡原理來(lái)確定的條件或措施有             (填寫(xiě)序號(hào))。

      A.礦石加入沸騰爐之前先粉碎     B.使用V2O5作催化劑

      C.轉(zhuǎn)化器中使用適宜的溫度       D.凈化后的爐氣中要有過(guò)量的空氣

      E.催化氧化在常壓下進(jìn)行         F.吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3

         (3)在硫酸工業(yè)中,通過(guò)下列反應(yīng)使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫:

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      2SO2(g)+O2(g)          2SO3(g)     △H=-98.3kJ?mol-1

      在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,常采用“二轉(zhuǎn)二吸法”,即將第一次轉(zhuǎn)化生成的SO2分離后,將未轉(zhuǎn)化的SO2進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化,假若兩次SO2的轉(zhuǎn)化率均為95%,則最終SO2的轉(zhuǎn)化率為                               

         (4)硫酸的工業(yè)制法過(guò)程涉及三個(gè)主要的化學(xué)反應(yīng)及相應(yīng)的設(shè)備(沸騰爐、轉(zhuǎn)化器、吸收塔)。

      ①三個(gè)設(shè)備分別使反應(yīng)物之間或冷熱氣體間進(jìn)行了“對(duì)流”。請(qǐng)簡(jiǎn)單描述吸收塔中反應(yīng)物之間是怎樣對(duì)流的。

                                                                               

                          。

      ②工業(yè)生產(chǎn)中常用氨―酸法進(jìn)行尾氣脫硫,以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的。用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理。(只寫(xiě)出2個(gè)方程式即可)

                                                                                  

                                                                           。

       

      1. (1)Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O

         (2)FeSO4?7H2O,   4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

         (3)4OH―4e=O2+2H2O

         (4)H2SO4

      2. (1)Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O, 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2

         (2)過(guò)濾,過(guò)濾     (3)H2       (4)HCl

         (5)促進(jìn)AlCl3水解,使晶體析出   (6)B   D

      3. (1)2NH4Cl+Ca(OH)2=====2NH3↑+CaCl2+2H2O;

      6ec8aac122bd4f6e(2)NH3+CO2+H2O+NaCl(飽和)=NaHCO3↓+NH4Cl

      2NaHCO3=====Na2CO3+ CO2↑+H2O;

      (3)“氨堿法”的CO2來(lái)源于石灰石煅燒,“聯(lián)合制堿法”的CO2來(lái)源于合成氨工業(yè)的廢氣。

      (4)由于總反映可看作是:2NH3+2NaCl+CO2+H2O=Na2CO3+2NH4Cl,所以:原子利用率(%)

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      4. (1)硫酸銨(或硫酸鉀或過(guò)磷酸鈣等)

         (2)CD

         (3)99.75%

         (4)SO3 從吸收塔底部進(jìn)入,吸收劑(濃硫酸)從頂部下淋,形成對(duì)流。

      6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e    SO2+NH3+H2O       NH4HSO3;2NH4HSO3+H2SO4       (NH4)3SO4+2H2O+2SO2

      6ec8aac122bd4f6e   (或SO2+2NH3+H2O        (NH4)2SO3;

      6ec8aac122bd4f6e(NH4)2SO3+H2SO4       (NH4)2SO4+H2O+SO2↑)


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