2020高三高考化学一轮复习专题专练：化工流程

1、化工流程1 .醋酸馍(CH3COO)2Ni是一种重要的化工原料。一种以含馍废料(含NiS、AI2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸馍的工艺流程图如下:M界M+HNCH安却11尸7 y膜肌 肘出F N纥RM CI如QX殂衡他她口这液逸*打新LI酸洗峰.熬发、«ri»r «&相关离子生成氢氧化物的邮防河金属离了开始沉淀的pH沉淀完全的pH物质20。时溶解性(H2O)Fe3+1.13.2CaSO4微溶Fe2+5.88.8NiF2可溶Al 3+3.05.0CaF2难溶Ni2+6.79.5NiCO3Ksp= 9.60 X 1(6pH和相关物质的溶解性如

2、下表:调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是 。(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是 、。(3)写出氧化步骤中加入 H2O2发生反应的离子方程式： 。(4)酸浸过程中，1 mol NiS失去6Na个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式:(5)沉馍过程中，若c(Ni2+)=2.0 mol - L1,欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全c(Ni2+)w 1Q5 mol - L1, 则需要加入Na2CO3固体的质量最少为 go (保留小数点后1位有效数字)(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含馍废料进行酸浸，馍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为 >

3、min 02 .硫酸锌可用于制造锌银白、印染媒染剂等。用锌白矿(主要成分为 ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4 - 72O的流程如下：锌粉自j2Q till 锌白矿一|一浸|f |置换 f 软化1结晶|fZnS(A7%口 1111 演酒1 滤/ZFMQH".MM% 母液相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol ”1计算)如表所示:金属离了开始沉淀的PH沉淀完全的PHFe3十1.13.2Fe2十5.88.8Zn26.48.0(1)滤渣1”的主要成分为(填化学式)。酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓

4、度、(填一种)。(2)置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的Fe3 +、H+反应外，另一主要反应的化学方程式为(3)氧化”一步中，发生反应的离子方程式为 。溶液pH控制在3.2,6.4) 之间的目的是。(4)母液”中含有的盐类物质有 (填化学式)。3 .某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。溶液(过晟)10%城水氧化f过滤溶解反福f Ag1 %N&OH溶液脚pH 滤液膜造已知：NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO=2NaCl + NaClO3AgCl 可溶于氨水：AgCl + 2NH 3 - I2O

5、Ag(NH 3)2+Cl + 2H 2O常温时 N2H4 I2O(水合队)在碱性条件下能还原 Ag(NH 3)2 : 4Ag(NH 3)2+ N2H4 2O=4Ag J + N2忏4NH4+ 4NH3 忏 H2O(1)氧化”阶段需在80 件下进行，适宜的加热方式为 。(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2 ,该反应的化学方程式为 。HNO3也能氧化 Ag,从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是。(3)为提高Ag的回收率，需对 过滤C”的滤渣进行洗涤，并 。(4)若省略过滤C”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水白用量，除因

6、过量NaClO与NH 3 J2O反应外(该条彳下NaClO 3与NH3 - 2O不反应),还因为 。(5)请设计从 过滤C”后的滤液中获取单质 Ag的实验方案： (实验中须使用的试剂有：2 mol - L 水合肿溶液,1 mol H2SO4)。4.以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4 7HD的过程如图所示:哪镁泥m版蒯庖阑-T除杂|f豆闻f 激缩过滤 I灌渣3浓能结晶滤渣1滤渣2MgSQ 7 W硼镁泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl 2O3B2O330%20%5%2%1%1%40%25%15%3%2%2%回答下列问题:(1)酸解”时应该加入的酸是 ,滤渣

7、1”中主要含有(写化学式)。(2)除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是 、。(3)判断 除杂”基本完成的检验方法是 。(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是 。5 .分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO 4 nH2O),其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为Al、AI2O3、AlN、FeO等)制备 分子筛”的一种工艺如下：(1)分子筛的孔道直径为 4A称为4A型分子筛；当Na卡被Ca"取代时就制得5A型分子筛，当Na卡被K+B 代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子

8、直径为5.6A)应该选用 型的分子筛。(2)铝灰在90 C时水解的化学方程式为 ;水解”采用90 C而不在室温下进 行的原因是。(3)酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为 ,理由是。(4)氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为 。(5)该工艺中滤渣的成分是 。(6)胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？PFS的一种工艺流程。6 . PFS是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收的废铁屑为原料制备粉碎机残渣减压柒发酸酸酸浸槽萍f ±ifpFS固体产品(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是 ; PFS中铁元素的化合价为 ;在酸浸槽中，为了提 高浸出率，可以采取的

9、措施有 (写两条)。(2)若废铁屑中含有较多铁锈 (Fe2O3xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有 。(3)如果反应釜中用 H2O2作氧化剂，则反应的离子方程式为 ;生产过程中，发现反应釜中 产生了大量的气体，且温度明显升高，其原因可能是 。(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。 如果溶液酸性过强，造成的后果是 如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe(3)步骤D的操作名称为。(4)由粗ZnO制取单质锌的另一种方法是将粗ZnO(含FeO、CuO)溶于NaOH溶液，ZnO全部转化为Na2Zn(OH) 4溶液，该反应的化学方程式为 ;然后将FeO、CuO过滤除去；再用惰

10、 性电极电解该滤液，阳极上逸出无色无味气体，阴极上析出锌，则阴极电极反应式为+的浓度为1 mol-r1,当Fe3+开始沉淀时，溶液的pH约为。已知Fe(OH)3的Ksp= 1.0 U仍。7 .工业上利用粗 ZnO(含FeO、CuO)制取金属锌的流程如下(部分步骤省略)：制加力*量应卜陋三if 更母也也唯朝-由杵酎国片必Cu已知：几种离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：待沉淀的离子F e2+F e3+Z2+ n2Cu2 +开始沉淀时pH6.31.56.25.2沉淀完全时pH9.73.28.06.4请回答下列问题:(1)酸浸粗氧化锌的过程中，为了加快酸浸速率，可采取的措施有(写出一点即可)。(2)

11、步骤A的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,并全部形成 Fe(OH)3沉淀，为了暂不形成 Cu(OH) 2、Zn(OH)2,该步骤需控制溶液pH的范围是,该步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式为参考答案1.醋酸馍(CH3COO)2Ni是一种重要的化工原料。一种以含馍废料(含NiS、AI2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸馍的工艺流程图如下：7 N 理 RM CHjiCOUfl渡液妇需H懿"微相关离子生成氢氧化物的金属离了开始沉淀的pH沉淀完全的pH物质20。时溶解性(H20)Fe3+1.13.2CaS04微溶Fe2+5.88.8NiF2可溶Al *3.05.0CaF2难溶

12、Ni2+6.79.5NiCO3Ksp= 9.60 X 1(6pH和相关物质的溶解性如下表:调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是 。(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是 、。(3)写出氧化步骤中加入 H2O2发生反应的离子方程式： 。(4)酸浸过程中，1 mol NiS失去6Na个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式:(5)沉馍过程中，若 c(Ni2+)=2.0 mol - L1,欲使100 mL该滤液中的Ni*沉淀完全c(Ni 2+)w 1于mol 1, 则需要加入Na2CO3固体的质量最少为 go (保留小数点后1位有效数字)(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含馍

13、废料进行酸浸，馍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为 > min 0【答案】(1)5.0 <pH6.7 (2)SiO2、CaSO4 CaF2 (3)2Fe2+ + H2O2+ 2H +=2Fe3+ + 2H 2。(4)NiS +H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2 忤 2NOT +2H2。(5)31.4 (6)70120【解析】(1)(3)制取醋酸馍的工艺流程可解读为将含馍废料粉碎后加入H2SO4和少量HNO3进行酸浸，过滤后得到主要含 Ni2 Al3+、Fe3+(还可能含少量Fe2+、Ca2+)的溶液和主要含 SiO2、CaSO4的滤渣，弃去滤渣， 向滤液中加入

14、H2O2将可能含有的Fe2小氧化为Fe3+,调节溶液pH为5.0WpH：6.7,使Al3+、Fe3+转化为氢氧化物沉淀，再通过过滤除去，向过滤所得的滤液1中加入NH4F除去滤液中的Ca2,过滤后向滤液2中加入Na2CO3 使Ni2+沉淀为NiCO 3,过滤后向NiCO 3中加入醋酸得到醋酸馍，再进一步洗涤、蒸发、结晶得到醋酸馍产品。(4)由题意知，酸浸时1 mol NiS失去6 mol电子，S=被氧化为SO2,硝酸被还原为 NO,根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式。(5)Ni2+沉淀完全时溶液中c(CO2 )=Ksp NiCO3 = 9.60嗔10 =0.96 mol - Lc

15、Ni210 5!故需要加入 Na2CO3 的质量最少为0.96 mol 1 区 0.1 舁(2.0 mol 11 L10 5 molL1) x 0.1 L x 106 g 1=mol31.4 go2 .硫酸锌可用于制造锌银白、印染媒染剂等。用锌白矿(主要成分为 ZnO,还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4 - 72O的流程如下：“小锌松 KMn()4 ftj ZnOI I I I锌白矿一|陵浸|f|置换 f 软化1结晶,7H.OIlli渡液1 滤清2FMQH)4M保液相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol ”1计算)如表所示：金属离

16、了开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3十1.13.2Fe2十5.88.8Zn26.48.0(1)滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度、(填一种)。(2)置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的Fe3+、H+反应外，另一主要反应的化学方程式为(3)氧化”一步中，发生反应的离子方程式为 。溶液pH控制在3.2,6.4) 之间的目的是。(4)母液”中含有的盐类物质有 (填化学式)。【答案】(1)SiO2粉碎锌白矿(或充分搅拌浆料、适当加热等 )(2)Zn+ CuSO4=Cu + ZnSO4(3)3Fe2+ + MnO4 + 7ZnO + 9H

17、+ =3Fe(OH)3+ MnO 2+ 7Zn2+ 使 Fe3+沉淀完全，而 Zn2+不沉淀(4)ZnSO4、K2SO4【解析】(1)锌白矿中的ZnO、F&O3、CuO可与H2SO4反应，所以滤渣1是SiO2；提高浸出率的常用方法 是粉碎矿物、适当提高温度、适当提高浓度、搅拌等。(2)加入Zn能反应的有H +、Fe3+、Cu/。(3)由流程图可知发生氧化还原反应，氧化剂是MnO 4,还原产物是MnO 2,还原剂是Fe2+,氧化产物是Fe(OH)3,所以由得失电子守恒可知：3n(MnO 4)=n(Fe2+),最后再由 ZnO调节pH,根据氧原子守恒配平得：3Fe2+ + MnO4 + 7

18、ZnO+ 9H + =3Fe(OH)3+MnO2+7Zn2+;由表格数据可知 pH> 3.2是使Fe1完全转化为 Fe(OH)3沉淀而被除去，pH <6.4的目的是使 Zn#不被除去。(4)由流程图可知加入H2SO4引入SO2-、加入KMnO4弓I入 而形成ZnSO4 72O的母液中一定存在 ZnSO4,所以 母液”中含有的盐类物质有 K2SO4和ZnSO4。3 .某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响 可忽略)。15%NK1O溶液(过鼠)10%城水I4覆露片一反花H过滤溶解H过滤11f M 力中NhOH溶液周pH 滤液源渣已知

19、：NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO=2NaCl + NaClO3AgCl 可溶于氨水：AgCl + 2NH 3 I2OAg(NH 3)2+Cl + 2H 2O常温时 N2H4 I2O(水合队)在碱性条件下能还原 Ag(NH 3)2 : 4Ag(NH 3)2+ N2H4 2O=4Ag J + N2T+ 4NH4 + 4NH3 忏 H2O(1)氧化”阶段需在80 件下进行，适宜的加热方式为 。(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 。2 ,该反应的化学方程式为。HNO3也能氧化 Ag,从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是。(3

20、)为提高Ag的回收率，需对 过滤C”的滤渣进行洗涤，并 。(4)若省略过滤C”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水白用量，除因过量 NaClOCl ,不利于AgCl与氨水反应与 NH3&O 反应外(该条件下NaClO3 与NH3 - I2O 不反应)，还因为Ca(CK)2.MgO除杂过滤浓缩过滤硼镁泥f酸解| x天源一- I滤渣1滤渣2 滤渣3MgSO4 - 7H/X一结晶硼镁泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl 2O3B2O330%20%5%2%1%1%40%25%15%3%2%2%回答下列问题:(1)酸解”时应该加入的酸是 ,滤渣1”中

21、主要含有(写化学式)。(2)除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是 、。(3)判断 除杂”基本完成的检验方法是 。(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是 。【答案】(1)H2SO4SiO2(2)将Fe2+氧化为Fe3+调节溶液pH,使Fe3>Al3+以氢氧化物的形式沉淀除去(3)取滤液将其酸化后滴加 KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全(4)防止MgSO4 7HO结晶析出【解析】(1)流程制备的是MgSO4 - 72O,为了不引入杂质，因此所用的酸是硫酸，化学式为H2SO4;根据硼镁泥的成分，SiO2不与硫酸反应，因此滤渣 1为SiO2； (2)硼镁泥中含有FeO,与硫酸反应后生成

22、FeSO4,次 氯酸钙具有强氧化性，能把Fe2+氧化成Fe3+,氧化镁的作用是调节 pH,使Al3+和Fe3+以氢氧化物形式沉淀出来，除去Fe*和Al*; (3)除杂是除去的Fe3+和Al3+,因此验证Fe3+就行，方法是取滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全；(4)防止MgSO4 7HO结晶析出。5.分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO 4 nH2O),其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备 分子筛”的一种工艺如下：气林漂日液码节(1)分子筛的孔道直

23、径为4A称为4A型分子筛；当Na卡被Ca/取代时就制得5A型分子筛，当Na卡被K卡取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)应该选用 型的分子筛。(2)铝灰在90 C时水解的化学方程式为 ;水解”采用90 C而不在室温下进 行的原因是。(3)酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为 ,理由是。(4)氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为 。(5)该工艺中滤渣的成分是 。(6)胶体”调节pH后过滤所得 晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？ 。【答案】(1)5A(2)AlN + 3H2。=90=Al(OH) 3+NH 3 T加快AlN水解反

24、应速率；降低 NH 3在水中的溶解度，促使NH3逸出(3)盐酸电解时生成的氢气和氯气可以制备盐酸(4)2Fe2+ + 2H+ ClO =2Fe3+ Cl + H2OFe(OH) 3(6)取最后一次洗涤液少许，加入浓氢氧化钠溶液并微热，若不能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体， 则洗涤干净，否则未洗涤干净 (或取最后一次洗涤液少许，加稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，若不能产生白色沉 淀，则洗涤干净，否则未洗涤干净)【解析】(1)分离正丁烷和异丁烷，选用分子筛的型号应在4.65A5.6A之间，故应选择5A型分子筛。(2)铝灰中的AlN发生水解反应生成氢氧化铝和氨气，反应的化学方程式为AlN + 3H2

25、O=Al(OH) 3+NH3T,加热可以促进氮化铝水解生成氨气，降低 NH3在水中的溶解度，促使 NH3逸出。(3)浓缩海水除杂后电解时有氢气 和氯气产生，氢气和氯气反应可以制备盐酸，用于酸溶，从而降低生产成本。(4)酸溶后的溶?中含有 Fe2+,漂白液中的Cl。一可将Fe2+氧化成Fe3+O (5)加入NaOH , Al3+转化成AlO 2, Fe3+转化成Fe(OH)3,则该工艺中滤 渣的成分为Fe(OH)3。(6)胶体”调节pH后过滤所得 晶体”需洗涤，通过检验晶体表面是否有钱根离子或氯离子 可判断是否洗涤干净。减压蒸发酸粉碎机6 . PFS是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收的废铁屑为

26、原料制备PFS的一种工艺流程。fpFS固体产品(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是 ; PFS中铁元素的化合价为 ;在酸浸槽中，为了提 高浸出率，可以采取的措施有 (写两条)。(2)若废铁屑中含有较多铁锈 (Fe2O3xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有 。(3)如果反应釜中用 H2O2作氧化剂，则反应的离子方程式为 ;生产过程中，发现反应釜中 产生了大量的气体，且温度明显升高，其原因可能是 。(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强，造成的后果是 如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe*的浓度为1 mol-r1,当Fe3+开始沉淀时，溶液的pH约为

27、。已知Fe(OH)3的Ksp= 1.0 /【答案】(1)H2SO4 +3加热、搅拌、多次浸取等(2)Fe2O3xH2O + 3H2SO4=Fe2(SO4)3+(3 + x)H2O、Fe + H2SO4=FeSO4 + H2 T (3)2Fe2 + H2O2+2H =2Fe3 +2H2O H2O2与Fe2+的反应为放热反应，加入的H2O2过多，且生成的Fe3+能作H2O2分解的催化剂， H2O2发生分解反应，生成了。2 (4)影响Fe3+与OH的结合(合理答案均可)1【解析】(1)絮凝剂是硫酸盐，制备时不能引入杂质，要用硫酸酸浸；根据Fe2(OH)x(SO4)3-x/2y中各元素正负化合价的代数

28、和为 0,得铁的化合价为+ 3。(2)Fe2O3xH2O和Fe均与硫酸反应。(4)Fe3+ + 3H2OFe(OH)3+ 3H+,酸性过强，Fe3+水解平衡逆向移动，不利于 Fe(OH)3的生成；若溶液中Fe3+的浓度为1 mol ”1,当Fe3+开始沉淀时,KspFe(OH) 3 =1.0 x 11(39=c(Fe3+) c3(OH ),则 1.0 x 109=1 mol 11xc3(OH ),解得 c(OH )= 10一13molL 1,则 c(H+)=0.1 mol 匕 所以 pH=1。7 .工业上利用粗 ZnO(含FeO、CuO)制取金属锌的流程如下(部分步骤省略)：邸口他、版本-T-

29、出卜生小退町沁一理小)蚪E-1电-T总酎口通Cu已知：几种离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：待沉淀的离子F e2+F e3+Z n2+Cu2 +开始沉淀时pH6.31.56.25.2沉淀完全时pH9.73.28.06.4请回答下列问题：(1)酸浸粗氧化锌的过程中，为了加快酸浸速率，可采取的措施有 (写出一点即可)。(2)步骤A的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,并全部形成 Fe(OH)3沉淀，为了暂不形成 Cu(OH) 2、Zn(OH)2,该步骤需控制溶液pH的范围是,该步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式为(3)步骤D的操作名称为。(4)由粗ZnO制取单质锌的另一种方法是将粗ZnO(含FeO、CuO)溶于NaOH溶液，ZnO全部转化为Na2Zn(OH) 4溶液，该反应的化学方程式为 ;然后将FeO、CuO过滤除去；再用惰 性电极电解该滤液，阳极上逸出无色无味气体，阴极上析出锌，则阴极电极反应式为【答案】(1)将粗氧化锌粉碎成细颗粒、适当增加硫酸的浓度、适当升高温度(任写一点)(2)3.2 & pH5.22Fe2+ + H 2O2+ 2H +=2Fe3+ + 2H2。(3)过滤 (4)ZnO + 2NaOH + H2O=Na2Zn(OH) 4 Zn(OH) 42 + 2e =Zn + 4OH【解析】(1)增大反应物的接触面积、增大浓度、升高温度，都能加快