题目内容

(10 分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为                         。
（2）加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为                         。
（3）滤渣2 的成分是           (填化学式)。
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体可以是          (填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是          (填字母)。
a．NaOH 溶液 b．Na2CO3溶液  c．稀硝酸  d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：                             。

（1）MgCO3+2H＋=Mg2＋+CO2↑+H2O  (2分)
（2）2FeSO4+H2O2+H2SO4= Fe2(SO4)3+2H2O (2分)
（3）Fe(OH)3 (2分)
（4）①CO (1分) ②d (1分)  ③3S+6OH－2S2－+SO32－+3H2O (2分)

解析试题分析：解化学工艺流程题要注意①审题头，明确化工生产的原料和目的，②审流程，结合题给信息明确每一步的目的和原理，③答题要注意规范书写化学用语和文字表达；本题是以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3 )为原料制备高纯氧化镁，经过硫酸酸溶得硫酸镁、硫酸亚铁溶液和不溶物，过滤为除去不溶物，用过氧化氢氧化，将二价铁氧化为三价铁，用氨水调pH，将三价铁离子转化氢氧化铁沉淀而除去，最后得硫酸镁溶液，经后续操作的氧化镁；（1）MgCO3与稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳，离子方程式为MgCO3+2H＋=Mg2＋+CO2↑+H2O；（2）加入H2O2氧化时，硫酸亚铁被氧化为硫酸铁，发生反应的化学方程式为2FeSO4+H2O2+H2SO4= Fe2(SO4)3+2H2O；（3）滤渣2 的成分是Fe(OH)3；（4）分析题给反应知，气体的成分为SO2、CO2和CO，SO2具有还原性，可利用KMnO4溶液吸收，用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后用排水法收集CO；A中得到的淡黄色固体S与热的NaOH溶液反应反应的离子方程式为：3S+6OH－2S2－+SO32－+3H2O；答案为：①CO    ②d   ③3S+6OH－2S2－+SO32－+3H2O。
考点：以化学工艺流程为载体，考查化学方程式的书写及物质的分离。

练习册系列答案
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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Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下：


提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题：
(1)反应②中除掉的杂质离子是__________，发生反应的离子方程式为__________；在加高锰酸钾溶液前，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，取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于__________。

苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸，反应过程如下：

甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表：

物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
在水中溶解性
甲苯
－95
110.6
0.8669
难溶
苯甲酸钾
121.5～123.5


易溶
苯甲酸
122.4
248
1.2659
微溶
 
（1）将步骤①得到混合物加少量水，分离有机相和水相。有机相在   （填“上”或“下”）层；实验操作的名称是   。
（2）步骤②用浓盐酸酸化的目的是   。
（3）减压过滤装置所包含的仪器除减压系统外，还有   、   （填仪器名称）。
（4）已知温度越低苯甲酸的溶解度越小，但为了得到更多的苯甲酸晶体，重结晶时并非温度越低越好，理由是   。
（5）重结晶时需要趁热过滤，目的是   。

废钒催化剂的主要成分是V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等，现欲利用以下工艺流程回收V2O5。

回答下列问题：
（1） VOSO4中，V元素的化合价为_______，①中产生的废渣的主要成分是_________。
（2）配平④中反应的离子方程式：

（3）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表：

试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______________。
（4）生产时，将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸。在整个工艺流程中，可循环利用的物质还有________________。
（5）成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒，写出该反应的化学方程式：______________________________________。

蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成，由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下：

（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是             。
（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液的pH=7~8（有关氢氧化物沉淀的pH见下表），Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致            溶解，产生           沉淀。

氢氧化物
 		Fe(OH)3
 		Al(OH)3
 		Mg(OH)2
 
开始沉淀pH
 		1.5
 		3.3
 		9.4
 
 
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作为颜料，先向沉淀物A中加入            （填加入物质的化学式），然后                                         （依此填写实验操作名称）。物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是         （填写物质的化学式）。
（4）现设计实验，确定产品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值。请写出下列实验步骤中所需要测定的项目（可用试剂：浓硫酸、碱石灰、氢氧化钠溶液、澄清石灰水）：①样品称量，②高温分解，③                    ，④                        ，⑤MgO称量。
（5）从下列仪器（装有必要的试剂）中选择完成上述实验所必需的仪器，连接一套装置               （选择仪器代号，可重复使用，用“A→B→……→”表示）

（6）18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中a=     ，b=         ，c=            。

下面是提纯大理石(主要杂质是氧化铁)的流程图：

按要求回答下列问题：
（1）在工业生产中，将块状大理石磨成粉末，并在反应池中安装搅拌机。目的是________。由滤液B得到晶体B，操作过程包括___________(填操作名称)、冷却结晶。
（2）操作Ⅱ中A物质最好应选择___________(填化学式)，在该过程中要随时测定pH，在实验室中用pH试纸测定溶液pH的操作是______________________________。
（3）检验Fe3+已完全生成Fe(OH)3沉淀的方法是________________________________。
（4）写出大理石溶解时，发生反应的离子方程式_______________;_________________.

二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质）。某课题以此粉末为原料，资源回收的工艺流程如下：

（1）写出第①步反应的离子方程式                                   。
（2）洗涤滤渣B的目的是为了除去____（填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是            。
（3）写出第③步反应的化学方程式_____________________________。
（4）制备绿矾(FeSO4·7H2O)时，向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁屑，充分反应后，经过滤得到FeSO4溶液，再经        、       、过滤、洗涤、干燥等操作步骤得到绿矾。
（5）取上述流程中得到的Ce(OH)4产品(质量分数为97%)1.0g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至终点（铈被还原成Ce3+)，则需准确滴加标准溶液的体积为       mL。 

亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于工业生产的漂白及消毒。
下图是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
相关物质的性质如下：
① ClO2沸点低易气化；浓度较高的ClO2气体易分解爆炸。
② NaClO2溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。

（1）.在ClO2发生器中通入SO2的同时鼓入空气，其作用是________(填序号)。
A．将SO2氧化成SO3，增强酸性
B．稀释ClO2以防止爆炸
C．将NaClO3氧化成ClO2
（2）为确保H2O2充分参与反应，吸收塔内温度不宜较高，其原因是______________。
（3）160 g·L-1 NaOH溶液的物质的量浓度为______________，在实验室若要配制450mL该物质的量浓度NaOH溶液，应称取NaOH的质量为__________克。
（4）写出吸收塔内反应的化学方程式_____________________________________。
（5）从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是____________(填序号)。
A．蒸馏      B．蒸发      C．灼烧      D．过滤      E．冷却结晶
要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进一步的操作是________(填操作名称)。

从回收的含铜电缆废料中提取铜时，假若设计如下两种方案，回答有关问题。
方案甲：

方案乙：

（1）两个方案中，符合当前生产中绿色化学理念的是方案      ，理由是    方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。
（2）方案乙中铜溶解生成蓝色溶液时发生反应的离子方程式为________________ _      ______。
（3）为了提高原料的利用率,最后一步所得浅绿色滤液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然干燥可得到一种结晶水合物的晶体。获得晶体后对其进行检测：
①先取a g的晶体进行脱水实验，获得无水固体为（a—1.26）g
②将无水固体溶于足量的水配成溶液后滴加1.00mol/L的氯化钡溶液，当滴加10.00mL溶液时，沉淀恰好完全。通过计算测知该晶体的化学式是              。
（4）氯化亚铜（CuCl）是重要的化工原料。国家标准规定合格的CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96.5% 。工业上用硫酸铜等原料常通过下列反应制备CuCl ：
2CuSO4+ Na2SO3 + 2 NaCl + Na2CO3＝2 CuCl ↓+ 3 Na2SO4 + CO2↑
测定CuCl质量分数时先准确称取所制备的0.2500g CuCl样品置于一定量的0.5mol·L-1 FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L-1 Ce（SO4）2溶液滴定到终点，消耗24.60mL Ce（SO4）2溶液。有关反应的离子方程式为：Fe 3++CuCl＝Fe 2++Cu2++Cl－ ，Ce4+ + Fe 2+＝Fe 3+ + Ce3+
计算上述样品中CuCl的质量分数为           。

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