化工流程类习题及陌生化学方程式书写

新情境类习题小编

1．（14分）无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3的工艺（碳氯化法）流程如下。

（1）氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为_______。

（2）用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为_______。 （3）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入一定量Al，其目的是_______。

（4）为测定制得的无水AlCl3产品（含少量FeCl3杂质）的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。 ①此过程涉及反应的离子方程式为_______、_______。 ②AlCl3产品的纯度为_______。 （5）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中，最后一步是由AlCl3·6H2O在氯化氢的气流中加热脱去结晶水而制得无水AlCl3，其原因是_______。

2．（13分）金属钛被称为“21世纪金属”。

（1）工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过以下流程制得TiO2：

其中，步骤Ⅱ发生的反应为：2H2SO4 + FeTiO3 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O ①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式： ________________、________________。 ②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水，在酸性条件下加入H2O2溶液，可制得具有净水作用的铁盐，该反应的离子方程式为 。 ③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2·nH2O胶体，该分散质颗粒直径大小在____________范围。

（2）可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：

方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，其阴极发生的反应：_____________。 方法二：通过以下反应制备金属钛

① TiO2(s) + 2Cl2

(g) ② TiCl4

+ 2Mg

TiCl4(g) + O2(g)；△H= +151kJ/mol 2MgCl2 + Ti

在实际生产中，需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4，其原因是： 。

3．（15分）工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主

要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

已知：TiOSO4遇水会水解。

（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为 。 （2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的 （填字母序号）。 a. 熔沸点差异 b. 溶解性差异 c. 氧化性、还原性差异 （3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是。

（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：

（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO2）反应生产硫酸锰 （MnSO4，易溶于水），该反应的离子方程式为 。 4．（15分）TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。 （1）实验室利用反应TiO2（s）+2CCl4（g）==TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下，制取TiCl4实验装置示意图如下

有关性质如下表

仪器A的名称是 ，装置E中的试剂是 。反应开始前依次进行如下操作：①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为 （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是 。

（2）工业上由钛铁矿（FeTiO3）(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括：

酸溶FeTiO3（s）+2H2SO4（

aq）==FeSO4（aq）+ TiOSO4（aq）+ 2H2O（l）

90℃ H2TiO3（s）+H2SO4（aq） 水解TiOSO4（aq）+ 2H2O（l）==

简要工艺流程如下：

试剂A

硫酸

钛液I (70℃)

结晶―――――→

过滤

FeSO4·7H2O

①酸洗 ②水洗

冷却

钛铁矿―――→

水解、过滤

钛液II ―――――→ H2TiO3

90℃

矿渣

剩余的试剂A

干燥、煅烧

――――――→TiO①试剂A为 。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品收率降低，原因是

②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2也会发黄，发黄的杂质是 （填化学式）。 【答案】（1）干燥管；浓硫酸；检查气密性；②③①，蒸馏

（2）①铁粉，由于TiOSO4容易水解，若温度过高，则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。 ②Fe2+，Fe2O3

5．硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿

的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：

（1） 将菱锌矿研磨成粉的目的是_____。

（2） 完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：

□Fe(OH)2+□____+□_____==□Fe(OH)3 +□CI-

(3)针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Goethe）名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_______。

（4）根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为______。

（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是______（选填序号）。 a．大理石粉 b．石灰乳 c．纯碱溶液 d．烧碱溶液 （6）“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤，洗涤，干燥。 （7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于________。 答案：

(1) 增大反应物接触面积或增加反应时的接触面积，使反应更加充分。 (2) 2Fe(OH)3 1ClO 1H2O 2Fe(OH)2 1Cl (3) FeO(OH)（或其他合理答案） (4) 8.0 PH 10.4（或其他合理答案） （5）b或(b和d);d

（6）蒸发浓缩、冷却结晶（或其他合理答案） （7）

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）； I从废液中提纯并结晶处FeSO4 7H2O。

II将FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到含FeCO3的浊液 IV将浊液过滤，用90°C热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体 V煅烧FeCO3，得到Fe2CO3固体 已知：NH4HCO3在热水中分解

（1） I中，加足量的铁屑出去废液中的Fe，该反应的离子方程式是 （2） II中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用

（3） III中，生成FeCO3的离子方程式是。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会

有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是。

3

125m2

（或其他合理答案） 81m1

2-（4） IV中，通过检验SO2-4来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO4操作是是。

（5） 已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2高温2Fe2O3+4CO2，现煅烧

464.0kg的FeCO3，得到316.8kg产品，若产品中杂质只有FeO，则该产品中 Fe2CO3的质量是kg（摩尔质量/g·mol-1；FeCO3116 Fe2O3160 FeO72）

答案： (1)Fe+2Fe3+=3Fe2+

(2)加入硫酸，H+浓度增大，使Fe2++2H2O从而抑制FeSO4的水解

（3）Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3↓+4CO2

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