專題九-工藝流程題(原卷版)(人教2019必修第二冊)

專題九工藝流程題1．（2021·福建寧德市·高一期末）氨和硝酸是重要的工業(yè)產品，如圖是工業(yè)合成氨及制備硝酸的流程示意圖：（1）合成塔中發(fā)生反應的化學方程式為_______。（2）氨分離器中壓強約為15MPa，溫度約為-20℃，分離氨應用了氨_______的性質。（3）氧化爐中，NH3轉化為NO的化學方程式為_______。標準狀況下，5.6LNH3被氧化為NO時轉移電子的物質的量為_______。（4）吸收塔中出來的尾氣可用Na2CO3溶液吸收，主要反應為：a.b.①吸收后的溶液經濃縮、結晶、過濾，得到晶體。該晶體中的主要雜質是_______(填化學式)；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是_______(填化學式)。②根據反應b，每產生22.4L(標準狀況下)吸收液質量將增加_______g。（5）以合成氨為基礎的化肥工業(yè)對糧食增長的貢獻率占50%左右，但人類如果過度施用化肥，對環(huán)境造成影響是_______(任答1點)；為了維持自然界中氮的平衡，除了合理施用化肥外，人類還可以采取措施是_______(任答1點)。2．（2020·貴州省望謨民族中學高一期末）利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣(含NO、NO2)反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO2)2，其部分工藝流程如下：（1）一定條件下，NO與NO2可以生成一種新的氧化物，試寫出該反應的化學方程式：___。（2）上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底部進入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋)，其目的是__；濾渣可循環(huán)使用，濾渣的主要成分是__(填化學式)。（3）該工藝需控制NO和NO2物質的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，則會導致__；若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，則會導致__。（4）生產中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會發(fā)生分解，產物之一是NO，其反應的離子方程式為__。3．（2020·江蘇鎮(zhèn)江市·高一期末）某課外興趣小組通過如圖所示的流程來制取少量亞硝酸鈉晶體(NaNO2)，并對其進行純度測定和相關性質的實驗。已知：①；②NaNO2是白色固體，易被氧化。（1）生產過程中，SO2從底部通入，硝酸從頂部以霧狀噴下，其目的是______。寫出“還原”步驟中生成NO2反應的離子方程式______。（2）若使“吸收”步驟中NO、NO2完全轉化為NaNO2，則理論上“還原”步中SO2與HNO3的物質的量之比為______。（3）該課外興趣小組對實驗制取的NaNO2晶體進行純度測定：a.稱取2.000g樣品，將其配成250mL溶液b.先向錐形瓶內加入40.00mL0.100mol·L-1的溶液，加熱至40～50℃，冷卻后再向其中加入20.00mL0.10mol·L-1KMnO4溶液，充分混合。c.最后用待測的樣品溶液與錐形瓶內溶液恰好完全反應，重復三次，平均消耗樣品溶液50.00mL。(NaNO2與KMnO4反應的關系式為：)①測定過程中應迅速操作，不宜耗時過長，否則測定的數值將會偏小，原因是______。②通過計算，該樣品中NaNO2的質量分數是______，可能含有的雜質有、和______。（4）該課外興趣小組將NaNO2溶液逐滴加入到含淀粉KI的酸性溶液中，溶液變藍，同時放出NO氣體，該反應的離子方程式是______。4．（2021·江蘇常州市·高一期末）蛇紋石是一種天然富鎂礦物，主要成分為Mg3Si2O5(OH)4，還含有少量Al2O3、Fe2O3、FeO等雜質?，F用蛇紋石來制取堿式碳酸鎂[Mg2(OH)2CO3]，其工藝流程如下：回答下列問題：（1）鎂元素在元素周期表中的位置是_______；（2）加入的H2O2可將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，該步驟操作時應嚴格控制反應在較低溫度下進行，其目的是_______；（3）通入NH3調節(jié)pH，得到的濾渣主要充分是Fe(OH)3和_______；（4）沉鎂時先加入氨水進行預氨化處理，但氨水的加入量不宜過多，原因是_______；（5）寫出加熱MgCO3·3H2O生成堿式碳酸鎂的化學方程式_______。5．（2021·淮北市樹人高級中學高一期末）我國“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”成果顯著，肆虐的霧霾逐漸被遏止。科學家研究發(fā)現含氮化合物和含硫化合物在形成霧霾時與大氣中的氨有關，轉化關系如圖所示：回答下列問題：（1）從物質分類的角度看，圖中的物質屬于酸性氧化物的有________(寫化學式)。（2）圖中物質溶于水溶液呈堿性的是________。（3）寫出SO2轉化為SO3的化學方程式________________________。（4）工業(yè)上利用氨氣制備一氧化氮，反應的化學方程式為________________。（5）實驗室長期保存濃硝酸，需使用棕色試劑瓶，并放置在陰涼處，其原因為________________(用化學方程式表示)。（6）氨氣與一氧化氮(NO)在一定條件下反應可生成對空氣無污染的物質，該反應的化學方程式為________________。6．（2020·江蘇南通市·高一期末）控制和治理二氧化硫，是解決酸雨問題的有效途徑。（1）SO2是酸性氧化物，可用NaOH溶液吸收含SO2的尾氣，該反應的化學方程式為___________。（2）用NaClO堿性溶液吸收二氧化硫。工業(yè)上控制在40℃~50℃時，將含有SO2的煙氣和NaClO堿性溶液按圖示方式通入反應釜，發(fā)生反應∶NaClO+SO2+2NaOH=NaCl+Na2SO4+H2O。①該反應中，SO2表現出___________填寫具體化學性質)。②反應釜中采用“氣—液逆流”接觸吸收法的優(yōu)點是___________。③為了提高SO2的吸收效率，工業(yè)上常加Ni2O3作催化劑，催化過程如圖1所示。在催化過程中，反應產生的四價鎳和氧原子具有強氧化能力，能加快吸收速度。試寫出過程2的離子方程式∶___________。（3）碘、水吸收二氧化硫，具體流程如圖2所示。已知∶I2易升華；硫酸是高沸點含氧酸，HI易揮發(fā)。①在反應器中，控制溫度不超過100℃的目的是___________。②在分離器中，分離H2SO4和HI的方法為___________(填字母)。a．過濾b．蒸餾c．結晶③碘、水吸收二氧化硫的總反應方程式為___________。④該工藝中可以循環(huán)使用的物質是___________。7．（2020·山東棗莊市·滕州市第一中學新校高一期末）“環(huán)境就是民生，青山就是美麗，藍天也是幸福?！皳碛刑焖{、地綠、水凈的美好家園，是每個中國人的夢想。回答下列問題：（1）排放到大氣中的氮的氧化物，會造成___污染。（2）化肥、煉油、稀土、鋼鐵等工業(yè)都會排放出高濃度的氨氮廢水。氨氨廢水是造成河流及湖泊富營養(yǎng)化的主要因素。①某氮肥廠產生的氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O形式存在，為達到變廢為寶回收利用的目的?？刹扇〉姆椒ㄊ莀__。②某團隊設計處理流程如下：過程Ⅱ為硝化過程，在微生物的作用下實現NH4+→NO2-→NO3-的轉化，在堿性條件下NH4+被氧氣氧化成NO3-的總反應離子方程式為___。過程Ⅲ為反硝化過程，向一定條件下的廢水中加入甲醇（CH3OH）實現HNO3→NO2-→N2的轉化，將lmolNO2-完全轉化為N2，轉移的電子數為___。（3）磷酸生產及煤燃燒產生的廢氣SO2等會對大氣造成污染。①為防止工業(yè)煤燃燒產生SO2，常向燃煤中加入CaCO3漿狀物進行脫硫，脫硫的產物用于制造石膏。脫硫反應的化學方程式為____。②某興趣小組對取得的酸雨樣品進行pH測定，隨著的簡的推移，得到以下數據（pH越小，酸性越強）。時間/h開始81624324048pH5.04.84.54.34.24.04.0雨水pH變化的主要原因是___（用化學方程式表示）。③某硫酸化工廠，使用一種含雜質為25%的黃鐵礦石（FeS2）為原料。若取2噸該礦石，可制得98%的濃硫酸___噸（假設生產過程中96%SO2轉化為SO3）。8．（2020·山東濰坊市·高一期末）焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是葡萄酒中常用的抗氧化劑。一種以硫黃為原料制取Na2S2O5的生產工藝如下：已知：結晶脫水發(fā)生的反應：回答下列問題：（1）Na2S2O5中硫元素的化合價為________。（2）焚燒爐中反應的化學方程式為________________。（3）反應器中發(fā)生反應的離子方程式為________________。（4）葡萄酒釀造過程中添加Na2S2O5會放出一種有刺激性氣味的氣體，該氣體是一種食品添加劑。實驗室中檢驗該氣體的常用試劑是________________。（5）廢水中的硫單質(S8)能與堿反應，化學反應：，反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。9．（2019·北京高一期末）硫的含量影響鋼鐵性能。一種測定硫含量的方法是將鋼樣中硫轉化為二氧化硫氣體，再用測硫裝置進行測定。某測定硫含量的流程如下：（1）氣體a的主要成分有CO2、______、______。（2）若鋼樣中硫以FeS的形式存在，煅燒裝置中發(fā)生的化學反應為3FeS＋5O21______＋3_______（3）吸收裝置中，H2O2氧化SO2的化學方程式是_________________。（4）用NaOH溶液中和生成的溶液b，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相當于硫的質量為yg，則該鋼樣中硫的質量分數為______。10．（2019·浙江紹興市·高一期末）硝酸銨常用作化肥和化工原料，工業(yè)上制備硝酸銨的簡要流程如圖：（1）中和器中主要反應的化學方程式為___________（2）制備硝酸銨采用加壓中和法還是常壓中和法？同時說明原因___________（3）在不同的反應條件下，中和器中硝酸濃度與硝酸銨含量存在如圖關系：[不利用中和熱及在不同情況下利用中和熱時生產硝銨溶液中NH4NO3的含量1－HNO3和NH3(70℃)；2－HNO3和NH3(50℃)；3－HNO3(50℃)和NH3(20℃)；4－HNO3和NH3(20℃)]①按圖中的數據分析，要使中和器中硝酸銨含量達到90%以上，原料最佳溫度和硝酸最佳含量是__________A．70℃；58%B．HNO3(50℃)，NH3(20℃)；56%C．50℃；56%D．20℃；58%②中和器中產品檢測時，工作人員發(fā)現N2濃度明顯高于正?？諝鈳氲腘2濃度，試用化學方程式表示中和器中生成N2的最有可能的過程____________、___________③以下制備硝酸銨分析不正確的是___________A．硝酸銨制備中應利用反應的中和熱用于預熱原料和濃縮硝酸銨溶液。B．采用真空蒸發(fā)器有利于獲得較高濃度的硝酸銨溶液和較大顆粒的硝酸銨晶體析出。C．已知NH3與HNO3的氣相反應很不徹底，工藝中應盡量使反應在液相中進行，可將硝酸持續(xù)勻速地通入預先裝有液氨的中和器中反應。D．充分回收、重復利用蒸發(fā)器的蒸氣和冷凝液中的產品，可以降低原料損耗。11．（2021·內蒙古包頭市·高一期末）硅藻土是由無定形組成的，含有少量、及有機物等雜質，通常呈淺黃色或淺灰色，質軟多孔。工業(yè)上可按如圖所示流程，用硅藻土制備納米級二氧化硅。請回答下列問題：（1）在加熱條件下加入燒堿溶液時，發(fā)生反應的化學方程式為___________。（2）加入燒堿后過濾所得濾渣的主要成分是___________(填化學式)。（3）加入過量硫酸后，生成沉淀的離子方程式為___________。（4）若用納米級二氧化硅制成水溶液，則該溶液所具有的性質與下列圖片有關的是___________(填字母)。12．（2020·四川遂寧市·射洪中學高一期末）“材料”的發(fā)現和使用往往會極大地推動生產、生活的發(fā)展，一些材料的出現甚至具有里程碑式劃時代的意義。請回答下列問題：（1）無機非金屬材料。高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料，它的發(fā)現和使用曾引起計算機的一場“革命”。這種材料可以按下列方法制備：①寫出步驟I的化學方程式：_______。②步驟II經過冷凝得到的SiHCl3(沸點為33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點為57.6℃)和HCl(沸點為-84.7℃)，提純SiHCl3的實驗方法是_______，所用到的玻璃儀器除酒精燈、溫度計、錐形瓶外還需要_______。（2）磁性材料。這種黑色材料含有某種鐵的氧化物，請寫出該氧化物溶于稀硫酸溶液的化學方程式_______，簡述檢驗所得溶液中較低價態(tài)陽離子的實驗操作方法_______。（3）激光材料。我國是激光技術先進的國家，紅寶石(Al2O3)是最早用于產生激光的材料。請用離子方程式來證明它是一種兩性氧化物：_______、_______。（4）高分子材料。一種新型高效凈水劑[AlFe(OH)nCl6-n]m屬于無機高分子材料，它廣泛應用于生活用水和工業(yè)污水的處理，其中鐵元素的化合價為_______。（5）合金材料。取等質量的兩份某鎂鋁合金分別加入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產生的H2體積分別為100mL、90mL則該合金中鎂，鋁的質量之比為_______。（6）消毒材料。棕黃色強刺激性氣體Cl2O為國際公認高效安全滅菌消毒劑之一，實驗室可用潮濕的Cl2與Na2CO3反應制取少量Cl2O，補充完整并配平下列反應方程式：____。_______Cl2＋_______Na2CO3＋_______=_______NaHCO3＋_______NaCl＋_______Cl2O13．（2020·全國高一期末）氮化硅高溫陶瓷材料是現代重要的結構陶瓷，因其有硬度大、熔點高、化學性質穩(wěn)定等特點而受到廣泛關注。工業(yè)上普遍用下列流程進行生產：（1）SiO2和C反應除了得到粗硅外，還有可能得到一種硬度也很大的物質SiC，是生成粗硅還是生成該物質主要是由___決定的。（2）反應①的條件是隔絕空氣和____。（3）寫出制粗硅的反應的化學方程式____。（4）寫出硅與氫氧化鈉溶液的離子方程式____。（5）現在是用四氯化硅、氮氣、氫氣在稀有氣體保護下加強熱，得到純度較高的氮化硅，其反應方程式為___。14．（2019·四川綿陽市·高一期末）多晶硅是廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等的基礎材料。以下是由石英砂制備多晶硅的簡易過程。回答下列問題：（1）反應①中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_______。反應②中生成SiHCl3的化學方程式為___________。分離混合物采用的方法為蒸餾，其原理是利用了物質的______不同。（2）反應③氫化過程中所需的高純度H2可通過電解精制的飽和食鹽水制得，電解過程中同時生成一種黃綠色的氣體和一種易溶、易電離的堿，電解反應的離子方程式是________。粗鹽水精制過程中，為有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-

等雜質，要按__________順序（填標號）加入下列溶液：a.NaOHb.Na2CO3c.BaCl2，過濾后再向濾液中加________調節(jié)pH。（3）反應④中H2還原SiHCl3過程中若混入O2，除可能引起爆炸外，還可能引起_____。由粗硅制備多晶硅的過程中，循環(huán)使用的物質除SiCl4、SiHCl3和Si外，還有__________(填分子式)。15．（2019·江蘇省溧水高級中學高一期末）某科研小組以難溶性鉀長石(K2O·Al2O3·6SiO2)為原料，提取Al2O3、K2CO3等物質，工藝流程如下：（1）“煅燒”過程中有如下反應發(fā)生：①鉀長石中的硅元素在CaCO3作用下轉化為CaSiO3，寫出SiO2轉化為CaSiO3的化學方程式：__________。②鉀長石中的鉀元素和鋁元素在Na2CO3作用下轉化為可溶性的NaAlO2和KAlO2，寫出Al2O3轉化為NaAlO2的化學方程式：____________________________________。（2）“轉化”時加入NaOH的主要作用是________________________(用離子方程式表示)。（3）上述工藝中可以循環(huán)利用的主要物質是________________、_________________和水。16．（2020·吳江汾湖高級中學高一期末）硫酸銨一種優(yōu)良的氮肥，適用于各種土壤和作物，硫酸銨還可用于紡織、皮革、醫(yī)藥等方面。某化工廠以硫酸鈣為原料制備硫酸銨，其工藝流程如下：（1）X為_____，操作a名稱為_______。（2）煅燒CaCO3生成生石灰和CO2的反應為_____反應(填“吸熱”或“放熱”)，欲加快該反應速率可采取的措施為______(寫出一種即可)。（3）上述流程中，可以循環(huán)使用的物質有______(寫化學式)。（4）從濾液中獲得(N