题目内容

海水综合利用的工艺流程图如下：

（l）电解NaCl溶液，在电解槽中可直接得到的产品有H2            、          或H2、               。
（2）步骤I中已获得Br2，步骤II中又将Br2还原为Br-，其目的是             。
（3）步骤II用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为            ，反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是                         。
（4）分离出粗盐后的海水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。从海水中提取镁的步骤为：
a．将海边大量存在的贝壳锻烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；
b．将石灰乳加人海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀；
c．在Mg(OH)2沉淀中加人盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结品得到MgCl2· 6H2O;
d．将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2．电解熔融的氯化镁可得到Mg。
①步骤d中的“一定条件”指的是                      ，目的是               ;
②有同学认为：步骤b后可加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制金属镁，这样可简化生产步骤，体现简约性原则：你是否同意该同学的想法并说明理由：                    。

（1）Cl2  NaOH  NaClO    （2）富集溴元素
（3）Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-（2分） 强酸对设备的严重腐蚀
（4）①在HCl气氛中  抑制MgCl2水解
②不同意，因为MgO的熔点很高，熔融时会耗费大量的能量而增加成本。

解析试题分析：（1）电解NaCl溶液，在电解槽中可直接得到的产品有H2、Cl2、NaOH，若产物充分混合则Cl2与NaOH反应生成NaClO；（2）步骤I中已获得Br2是低浓度的，需要进一步富集达到工业生产的目的；）（3）反应产生强酸，具有腐蚀作用；（4）将MgCl2·6H2O在加热时会发生水解，故应在HCl气氛中加热，抑制MgCl2水解；因为MgO的熔点很高，熔融时会耗费大量的能量而增加成本，所以采用电解MgCl2。
考点：考查工业流程中原理、操作、评析等有关问题。

练习册系列答案
相关题目

利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率；②________。
(2)“还原”是将Fe3＋转化为Fe2＋，同时FeS2被氧化为SO42—，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入稀盐酸、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应的化学方程式如下：
2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－=2Fe2＋＋SnCl62—
Sn2＋＋4Cl－＋2HgCl2=SnCl62—＋Hg2Cl2↓
6Fe2＋＋Cr2O72—＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
①若SnCl2不足量，则测定的Fe3＋量________(填“偏高”、“偏低”或“不变”，下同)；
②若不加HgCl2，则测定的Fe3＋量________。
(4)①可选用________(填试剂)检验滤液中含有Fe3＋。产生Fe3＋的原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
②已知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
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
3.8
7.5
9.4
8.3
完全沉淀
3.2
5.2
9.7
12.4
9.8
 
实验可选用的试剂有：稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。
请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：________________________________________________________；
b．沉淀：__________________________________________________________；
c．分离，洗涤；
d．烘干，研磨。

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO2约45%，Fe2O3约40%，Al2O3约10%，MgO约5%。目前我国已经在技术上取得突破——从硫酸渣中分离出各种成分并加以利用。其流程和相关数据如下：

查资料得知：

物质名称
溶度积(Ksp)
pH值
开始沉淀
完全沉淀
Mg(OH)2
5.6×10－12
9.3
10.8
Fe(OH)3
2.8×10－16
2.7
3.7
Al(OH)3
1.3×10－33
3.7
4.7
 
请回答下列问题：
（1）写出固体A的化学式为          。
（2）若要测定溶液的pH是否达到3.7，下列实验用品中可选用的是      。
A．石蕊试液     B．广泛pH试纸    C．精密pH试纸    D．pH计
（3）完成下列离子反应方程式
①溶液D生成固体E     ；      ②溶液F生成固体G      。
（4）要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定氧化物，需进行的实验操作为     。
（5）若不考虑溶液体积的变化，请计算溶液H中c（Mg2＋）=      。

纳米材料二氧化钛（TiO2）具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。
（1）工业上二氧化钛的制备方法是：
Ⅰ.将干燥后的金红石（主要成分是TiO2，主要杂质是SiO2）与碳粉混合放入氯化炉中，在高温下通入Cl2反应，制得混有SiCl4杂质的TiCl4。
Ⅱ.将SiCI4分离，得到纯净的TiCl4。
Ⅲ.在TiCl4中加水、加热，水解得到沉淀TiO2·xH2O。
Ⅳ.TiO2·xH2O高温分解得到TiO2。

①根据资料卡片中信息判断，TiCl4与SiCl4在常温下的状态是      ，分离二者所采用的操作名称是      。
②Ⅲ中反应的化学方程式是             。
③如Ⅳ在实验室中完成，应将TiO2·xH2O放在      （填字母）中加热。

（2）据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO2，TiO2受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H2O2。H2O2能清除路面空气中的CxHy、CO等，其主要是利用了H2O2的              （填“氧化性”或“还原性”）。
（3）某研究小组用下列装置模拟“生态马路”的部分原理。（夹持装置已略去）

①如缓慢通入22.4 L（已折算成标准状况）CO气体，结果NaOH溶液增重11 g，则CO的转化率为        。
②当CO气体全部通入后，还要按图示通一段时间空气，其目的是        。

工业上用闪锌矿（主要成分为ZnS，还含有Fe2O3等杂质）为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下：

（1）从滤渣A中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品，其化学式为        。
（2）浸取过程中Fe2(SO4)3的作用是               ，浸取时Fe2(SO4)3与ZnS发生反应的化学方程式为                                            。
（3）除铁过程控制溶液的pH在5.4左右，该反应的离子方程式为                     。该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置，其目的是                                         。
（4）置换法除重金属离子所用物质C为         。
（5）硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表：

温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
41.8
54.1
70.4
74.8
67.2
60.5
 
从除重金属后的硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为           、            、过滤、干燥。

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：

已知：①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑；
②Na2CO3 + Al2O32NaAlO2 + CO2↑；③ Cr2O72－+ H2O2CrO42－ + 2H+
根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有_________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用__________（填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是_________________________________。
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、      、过滤、_______、干燥。
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。

物质
溶解度/(g/100g水)
0°C
40°C
80°C
KCl
28
40.1
51.3
NaCl
35.7
36.4
38
K2Cr2O7
4.7
26.3
73
Na2Cr2O7
163
215
376
 
（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量是称取n g样品，加入过量______（填写试剂）、溶解、过滤、再______（填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_______（用含m、n的代数式表示）。
（6）六价铬有毒，而Cr3+相对安全。工业含铬（CrO3）废渣无害化处理的方法之一是干法解毒，用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下：

CO由甲酸脱水制得；实验结束时熄灭酒精灯的顺序是_________________________。

某科研小组设计出利用工业废酸（10%H2SO4）来堆浸某废弃的氧化铜锌矿（主要成份：CuO ZnO）的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。

请回答下列问题：
（1）操作1的名称是：            
（2）向溶液A中加入Fe粉发生的主要的反应离子方程式为：         、            。
（3）向溶液B中加入物质X的目的是      ，物质X可用下列物质中的       。(填字母)    

A．KMnO4 B．O2 C．H2O2 D．NaOH 
（4）向溶液B中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在         范围之间。
（5）溶液D中主要溶质的化学式是         。
（6）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：Ksp(CuS)      Ksp(ZnS)（选填“＞”“＜”或“＝”）。

亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2?3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
（1）160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为         。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是            （用文字说明）。
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是  （选填序号）。
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
（3）吸收塔内的反应的离子反应方程式为              。
吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是                           。
（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是                                。
（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是       （选填序号）。
a．Na2O2             b．Na2S              c．FeCl2
（6）从滤液中得到NaClO2?3H2O粗晶体的实验操作依次是  （选填序号）
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晶体必须进行的操作是      （填操作名称）

在锌湿法冶炼过程中，会产生大量铜镉渣（主要含有Zn、Cd、Fe、Cu等），直接丢弃会造成环境污染，也是资源浪费，以下为回收处理铜镉渣制备硫酸锌晶体的工业流程：

已知：硫酸锌晶体易溶于水，难溶于酒精。
（1）加入硫酸的目的            。
（2）硫酸不能溶出铜，加入锰粉是为了结合铁离子的变价来传递电子，将铜溶出，锰粉的主要成分为MnO2，相关方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+和              。
（3）由硫酸锌溶液获得硫酸锌晶体，必要的操作方法为                       。
（4）制得的硫酸锌晶体需要洗涤，选择的试剂为   ，原因是          。

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