1、化工流程化工流程（20152015年年卷卷2727题）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为题）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为MgMg2 2B B2 2O O5 5HH2 2O O和和FeFe3 3O O4 4，还有少量，还有少量FeFe2 2O O3 3、FeOFeO、CaOCaO、AlAl2 2O O3 3和和SiOSiO2 2等）为原料制备硼等）为原料制备硼酸（酸（H H3 3BOBO3 3）的工艺流程如图所示：）的工艺流程如图所示：回答下列问题：回答下列问题：写出写出MgMg2 2B B2 2O O5 5HH2 2O O与硫酸反应的化学方程式与硫酸反
2、应的化学方程式 。为提高浸出速率除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有为提高浸出速率除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有 （写两条写两条）利用利用 的磁性，可将其从的磁性，可将其从“浸渣浸渣”中分离。中分离。“浸渣浸渣”中还剩余的物质是中还剩余的物质是 。（写化学式）。（写化学式）“净化除杂净化除杂”需要加需要加H H2 2O O2 2溶液，作用是溶液，作用是 。然后再调节溶液的然后再调节溶液的pHpH约为约为5 5，目的是，目的是 。“粗硼酸粗硼酸”中的主要杂质是中的主要杂质是 （填名称）。（填名称）。以硼酸为原料可制得硼氢化钠（以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBHNaBH4 4），其电子
3、式为），其电子式为 。单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程用化学方程式表示制备过程 。铁硼矿粉铁硼矿粉硫酸浸出硫酸浸出过滤过滤净化除杂净化除杂过滤过滤蒸发浓缩蒸发浓缩冷却结晶冷却结晶过滤过滤粗硼酸粗硼酸浸渣浸渣浸渣浸渣含镁盐母液含镁盐母液升高温度、升高温度、将铁硼矿加工成更小颗粒将铁硼矿加工成更小颗粒Fe3O4SiO2、CaSO4将亚铁离子氧化为三价铁离子将亚铁离子氧化为三价铁离子七水硫酸镁七水硫酸镁使铁离子、铝离子形成氢氧化物沉淀而除去使铁离子、铝离子形
4、成氢氧化物沉淀而除去2H3BO3 B2O3+3H2O B2O3+3Mg 2B+3MgONa+H B H HH _.向向铬铁矿铬铁矿加入加入NaNa2 2COCO3 3、NaNO NaNO3 3预处理，主要反应方程式为预处理，主要反应方程式为：2 2FeOCrFeOCr2 2O O3 3 +4+4NaNa2 2COCO3 3+7NaNO+7NaNO3 3 4Na 4Na2 2CrOCrO4 4+7NaNO+7NaNO2 2+Fe+Fe2 2O O3 3+2+2COCO2 2 每转移每转移1mol1mol电子，处理的电子，处理的FeOCrFeOCr2 2O O3 3 的质量是：的质量是：g g.A
5、lAl2 2O O3 3和和NaNa2 2COCO3 3在在高温下发生反应生成可溶性铝盐，高温下发生反应生成可溶性铝盐，该反应的化学方程式为：该反应的化学方程式为：。.滤渣滤渣B B的主要成分是的主要成分是 ；下列试剂最适宜用来调；下列试剂最适宜用来调PHPH的是的是 （填编号）（填编号）a.a.盐酸盐酸 b.b.醋酸醋酸 c.c.氨水氨水 d.d.氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 .滤液滤液B B酸化时，如果酸性过强，易生成酸化时，如果酸性过强，易生成CrCr3+3+,发生反应的离子方程式为发生反应的离子方程式为 。32Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2高温高温Al(OH)3、H2Si
6、O3b8H Cr2O7 2 3NO2 2Cr3 3NO3 4H2OCOCO2 2铬铁矿铬铁矿熔融物熔融物水浸水浸溶剂溶剂 Na Na2 2COCO3 3 NaNO NaNO3 3氧化氧化回收回收FeFe2 2O O3 3含含NaNONaNO2 2、NaNa2 2CrOCrO4 4等等碱性溶液碱性溶液调调PHPH除硅除硅、铝铝滤液滤液B B滤渣滤渣B B过滤过滤酸化酸化含含NaNa2 2CrCr2 2O O7 7的溶液的溶液 KCl KCl K K2 2CrCr2 2O O7 7晶体晶体操作甲操作甲废液废液（20172017年年卷卷2727题题改编）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备
7、，改编）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为铬铁矿的主要成分为FeOCrFeOCr2 2O O3 3 ，还含有还含有AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2等杂质。制备流程如图所等杂质。制备流程如图所示：示：（Fe56 Cr 52 S32 O16Fe56 Cr 52 S32 O16）+高温高温.下表是相关物质的溶解度数据，操作甲发生反应的化学方程式是下表是相关物质的溶解度数据，操作甲发生反应的化学方程式是 2 2KCl+NaKCl+Na2 2CrCr2 2O O7 7 K KCrCr2 2O O7 7+2NaCl +2NaCl 操作甲为蒸发浓缩、操作甲为蒸发
8、浓缩、过滤，过滤，该反应在溶液中能发生的原因是：该反应在溶液中能发生的原因是：。物质物质溶解度溶解度/（g/100g g/100g 水）水）0 040408080KClKCl282840.140.151.351.3NaClNaCl35.735.736.436.43838K K2 2CrCr2 2O O7 74.74.726.326.37373NaNa2 2CrCr2 2O O7 7163163215215376376冷却结晶冷却结晶 K K2 2CrCr2 2O O7 7溶解度比溶解度比NaNa2 2CrCr2 2O O7 7小小COCO2 2铬铁矿铬铁矿熔融物熔融物水浸水浸溶剂溶剂 Na N
9、a2 2COCO3 3 NaNO NaNO3 3氧化氧化回收回收FeFe2 2O O3 3含含NaNONaNO2 2、NaNa2 2CrOCrO4 4等等碱性溶液碱性溶液调调PHPH除硅除硅、铝铝滤液滤液B B滤渣滤渣B B过滤过滤酸化酸化含含NaNa2 2CrCr2 2O O7 7的溶液的溶液 KCl KCl K K2 2CrCr2 2O O7 7晶体晶体操作甲操作甲废液废液（20172017年年卷卷2727题题改编）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，改编）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为铬铁矿的主要成分为FeOCrFeOCr2 2O O3 3
10、 ，还含有还含有AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2等杂质。制备流程如图所等杂质。制备流程如图所示：示：（Fe56 Cr 52 S32 O16Fe56 Cr 52 S32 O16）原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理粉碎粉碎煅烧煅烧浸洗浸洗原原材料材料加入物质 有效成份和杂质成份元素化合物的性质 原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理粉碎粉碎煅烧煅烧浸洗浸洗原原材料材料加入物质 有效成份和杂质成份元素化合物的性质 副产品副产品副反应副反应原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理粉碎粉碎煅烧煅烧浸洗浸洗原原材料材料加入物质 有效成份
11、和杂质成份元素化合物的性质 副产品副产品副反应副反应条条件件控控制制反应程度反应程度反应速率反应速率温度温度压强压强浓度浓度催化剂催化剂物质性质物质性质原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理粉碎粉碎煅烧煅烧浸洗浸洗原原材料材料加入物质 有效成份和杂质成份元素化合物的性质 副产品副产品副反应副反应条条件件控控制制温度温度压强压强浓度浓度催化剂催化剂分分离离提提纯纯结晶结晶萃取分液萃取分液过滤洗涤过滤洗涤蒸馏蒸馏反应程度反应程度反应速率反应速率物质性质物质性质原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理粉碎粉碎煅烧煅烧浸洗浸洗原原材料材料加入物质 有效成份和杂质成份元
12、素化合物的性质 副产品副产品副反应副反应条条件件控控制制温度温度压强压强浓度浓度催化剂催化剂分分离离提提纯纯结晶结晶萃取分液萃取分液过滤洗涤过滤洗涤蒸馏蒸馏计算纯度计算纯度原料利用率原料利用率计算产率计算产率反应程度反应程度反应速率反应速率物质性质物质性质原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理粉碎粉碎煅烧煅烧浸洗浸洗原原材料材料加入物质 有效成份和杂质成份元素化合物的性质 副产品副产品副反应副反应条条件件控控制制温度温度压强压强浓度浓度催化剂催化剂分分离离提提纯纯结晶结晶萃取分液萃取分液过滤洗涤过滤洗涤蒸馏蒸馏计算纯度计算纯度原料利用率原料利用率计算产率计算产率排放物无排放物
13、无害化处理害化处理循环循环利用利用反应程度反应程度反应速率反应速率物质性质物质性质作业布置作业布置目标产目标产品品分分离离提提纯纯循环循环利用利用副产品副产品排放物无排放物无害化处理害化处理副反应副反应原原材料材料核心核心反应反应有效成份和杂质成份预预处处理理碱浸碱浸酸浸酸浸有机溶剂有机溶剂如乙醇如乙醇水洗水洗原材料与酸反应生成原材料与酸反应生成可溶性可溶性盐；盐；氧化性酸将原材料中的某物质氧化性酸将原材料中的某物质溶解并氧化成高价态的盐。溶解并氧化成高价态的盐。碱与原材料中的铝、硅转化可碱与原材料中的铝、硅转化可溶性盐，便于后续分离。溶性盐，便于后续分离。与水反应或溶解于水形成溶液与水反应或
14、溶解于水形成溶液将固体加工成更小粉末，增大其接触面积将固体加工成更小粉末，增大其接触面积，加快反应速率加快反应速率使某物质使某物质在高温下氧在高温下氧化成某物质或分解成某物质化成某物质或分解成某物质粉碎、研磨粉碎、研磨煅烧煅烧浸洗浸洗除去原材料中易溶于某有机溶除去原材料中易溶于某有机溶剂如乙醇的杂质或提取某物质剂如乙醇的杂质或提取某物质原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理条条件件控控制制分分离离提提纯纯循环循环利用利用副产品副产品排放物无排放物无害化处理害化处理副反应副反应加入物质 酸酸中和过量的碱，调节溶液酸碱性中和过量的碱，调节溶液酸碱性碱碱金属氧金属氧化物化物中和过量
15、的酸，调节溶液酸碱性，中和过量的酸，调节溶液酸碱性，使溶液中的某种金属阳离子形成使溶液中的某种金属阳离子形成沉淀。沉淀。使溶液中的某种阳离子或阴离子使溶液中的某种阳离子或阴离子氧化成更高价态的离子或分子。氧化成更高价态的离子或分子。氧化性氧化性物质物质还原性还原性物质物质使溶液中的某种阳离子或阴离子使溶液中的某种阳离子或阴离子还原成较低价态的离子或单质。还原成较低价态的离子或单质。使溶液中的某种阳离子或阴离子使溶液中的某种阳离子或阴离子形成某种沉淀而除去或成为产品形成某种沉淀而除去或成为产品（过渡产物）。（过渡产物）。盐盐副产品副产品副反应副反应分分离离提提纯纯循环循环利用利用目标产目标产品品
16、加入物质 排放物无排放物无害化处理害化处理原原材料材料核心核心反应反应预预处处理理反应速率反应速率反应程度反应程度物质性质物质性质氧化还氧化还原性原性溶解性溶解性热稳定性热稳定性水解性水解性熔沸点熔沸点合适的温度合适的温度合适的溶剂合适的溶剂合适的酸碱性合适的酸碱性合适的氧化剂合适的氧化剂或还原剂或还原剂温度温度浓度浓度压强压强催化剂催化剂固体表面积固体表面积可逆化学反应可逆化学反应条条件件控控制制增大反应程度增大反应程度增大反应速率增大反应速率原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理条条件件控控制制循环循环利用利用副产品副产品排放物无排放物无害化处理害化处理副反应副反应加入物
17、质 过滤洗涤过滤洗涤结晶结晶蒸馏蒸馏分分离离提提纯纯萃取分液萃取分液蒸发结晶蒸发结晶蒸发浓缩，冷却结晶，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤。过滤洗涤。降温结晶降温结晶洗涤剂洗涤剂水水乙醇乙醇趁热过滤趁热过滤防止某物质形成晶体，减少防止某物质形成晶体，减少该物质的损耗（该物质在该该物质的损耗（该物质在该溶剂中的溶解度较大且温度溶剂中的溶解度较大且温度降低后溶解度较小）降低后溶解度较小）除去某固体中的除去某固体中的杂质，减少该固杂质，减少该固体的损耗。体的损耗。蒸发溶剂，使某物质蒸发溶剂，使某物质结晶析出。结晶析出。检验是否洗净检验是否洗净条条件件控控制制原原材料材料核心核心反应反应预预处处理理分分离离
18、提提纯纯循环循环利用利用副产品副产品排放物无排放物无害化处理害化处理副反应副反应加入物质 目标产目标产品品原料利用率原料利用率计算产率计算产率检测纯度检测纯度纯度纯度=某物质质量某物质质量样品质量样品质量100%100%产率产率=实际产量实际产量理论产量理论产量100%100%原料利用率原料利用率=某反应物实际用量某反应物实际用量某反应物起始量某反应物起始量100%100%原原材料材料核心核心反应反应目标产目标产品品预预处处理理条条件件控控制制分分离离提提纯纯循环循环利用利用粉碎粉碎煅烧煅烧浸洗浸洗元素化合物的性质 反应速率反应速率反应程度反应程度物质性质物质性质过滤洗涤过滤洗涤结晶结晶萃取分液萃取分液蒸馏蒸馏检测纯度检测纯度原料利用率原料利用率计算产率计算产率副产品副产品排放物无排放物无害化处理害化处理副反应副反应加入物质 有效成份和杂质成份适宜的温度适宜的温度适宜的压强适宜的压强适宜的浓度比适宜的浓度比合适的催化剂合适的催化剂合适的酸碱度合适的酸碱度
