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文档简介
1、第5讲化工流程(二)真题速递1.(2018课标n)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:梓谑渣2浮选精矿一气体酒渣I相关金属离子Co(Mn+)=0.1molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Fe3+i-2+Fer2+ZnCd2+开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题:(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有;氧化除杂工序中ZnO的作用是,若不通入氧气,其后果是。(3)溶液中的Cd(2018天津)
2、下图中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl26NH3是优质的镁资源。回答下列问题:+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为;沉积锌后的电解液可返回工序继续使用。(1) MgCl26NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):,Mg在元素周期表中的位置:,Mg(OH)2的电子式:。(2) A2B的化学式为。反应的必备条件是。上图中可以循环使用的物质有。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成“和一种固体耐磨材料(写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的M
3、g化合物,写出该反应的化学方程式:。(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:口工炮13RCHI一RBr->RMgBr口匕烂KR':中乱成H)OIEI依据上述信息,写出制备犷所需醛的可能结构简式:考纲解读考点内容说明常见非金属兀系(如H、C、N、0、Si、S、Cl等)及其化合物常见非金属元素(如H、C、N、0、Si、S、Cl等)了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。以上各部分知识的综合应用。化工流程题是每年必考题。考点精讲无机化工流程题的结构工艺流程
4、题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设置成一系列问题,构成一道完整的化学试题。题型特点1 .呈现形式:流程图、表格、图象。2 .设问方式:措施、成分、物质、原因。3 .能力考查:获取信息的能力、分析问题的能力、迁移推理能力、表达能力。4 .知识落点:基本理论、元素化合物、实验。无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景,体现能力立意的命题指导思想,能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。
5、典例1(2018北京)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:磷精矿硝精f粉研磨卜粗碱酸脱才族脱硫*艘泣T礴石国主要成分为CaSd-1已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)CaSO40.5H2O(1)上述流程中能加快反应速率的措施有。(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO40.5H2O+6H3PO4该反应体现出酸性关系:H3PO4H2SO4(填"或“)。结合元素周期律解释中结论:P和S电子层数相同,。(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含
6、氟车专化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:。(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80C后脱除率变化的原因:Xi)7014*I(§0A4Ai#20406()801()0假度凡(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42-残留,原因是;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是。(6)取ag所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚配作指示剂,用bmolL-1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL,精制磷酸中H3P。4的质
7、量分数是。(已知:H3P。4摩尔质量为98gmol-1)典例2(2018届广东省韶关市高三4月模拟考试)电目酸钠晶体(Na2M0042H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。工业上利用铝精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备铝酸钠的两种途径如图所示:27溶液1匕溶液:M2H1溶液诵方心溶淞号:盥八一I哗1:1(1)途彳仝I碱浸时发生反应的化学反应方程式为。(2)途径II氧化时还有Na2SO4生成,则反应的离子方程式为。(3)已知途径I的铝酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L,c(CO32-)=0.10mol/L。由铝酸钠溶液制备铝酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-。当Ba
8、MoO4开始沉淀时,CO32-的去除率是已知Ksp(BaCO3)=1M0-9、Ksp(BaMoO4)=4.010-8,忽略溶液的体积变化。(4)分析纯的铝酸钠常用铝酸俊(NH4)2MoO4和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与途径I所产生的气体一起通入水中,得到正盐的化学式是。(5)铝酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图:尹34阴看当硫酸的浓度大于90%时,碳素钢腐蚀速率几乎为零,原因是若缓释剂铝酸钠-月桂酸肌氨酸总浓度为300mg-L-1,则缓蚀效果最好时铝酸钠(M=206g/mol)的物质的量浓度为(计算结果保留3位有
9、效数字)。(6)二硫化铝用作电池的正极材料时接受Li+的嵌入,锂和二硫化铝形成的二次电池的总反应为:xLi+nMoS2工电Lix(MoS2)n。则电池放电时正极的电极反应是:。精练:1. (2018届济宁市高三第二次模拟考试理科综合)过渡金属催化的反应已成为重要的合成工具,贵金属成本高,会对环境造成的不利影响。因此研究成本低廉的含镒、铁、钻、馍、铜等催化剂应用成为热点。以下是以含钻废渣(主要成分CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程:CnCO、国张AKOH)>有帆展460,溶淡卜表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金
10、属离子浓度为1.0mol/L计算)金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH-2+Co7.69.43+Al3.05.02+Zn5.48.0回答下列问题:(1) 酸浸”时通入$。2的目的是,反应的离子方程式为。(2)萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层)nZnX2(有机层)+H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作是。(3)沉钻”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是。(4)用得到的CoCO3等为原料采用微波水热法和常规水热法可以制得两种CoxNi(1-x)Fe2O4(其中C。、Ni均为+2价),均可用作H2O2分解的催化剂,有较高的活性。如图是两种不同方法制得的CoxNi(
11、1-x)Fe2O4在10c时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知:法制取得到的催化剂活性更高,由此推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是(5)用纯碱沉淀转化法也可以从草酸钻(COC2O4)废料得到CoCO3,向含有COC2O4固体的溶液中滴加Na2CO3cCO2)2_溶液,当有C0CO3沉淀生成时,溶液中“。204)=。已知Ksp(CoC2O4)=6.310-8Ksp(CoCO3)=1.41为-132. (2018届河北省保定市高三第二次模拟考试)利用化学原理可以对工厂排放的废水,废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中部的处理工艺流程如下
12、:已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有、。(答出两点)。(2) H2O2的作用是将滤液I中的Cr3+转化为Cr2O72-,则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为(3)常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下:阳离了Fe3+Al3+Cr3+开始沉淀时的pH2.7一沉淀完全时的pH3.75.4(>8溶解)9(>9溶解)用NaOH调节溶液的pH不能超过8,其理由是当pH=8时,Mg2+是否开始沉淀(溶液中镁高子浓度不超过1mol-L-1)。(填是"或否”已知KspMg(OH
13、)2=1.81分11)。(4)上述流程中,加入NaOH溶液后,溶液呈碱性,C2O72-转化为CrO/,写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式。3. (2018届湖北省宜昌市高三4月调研考试)工业上制备BaC122H2O有如下两种途径。途彳51:以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,流程如下:BaCl:-2H:OcoIf2S(1)写出高温焙烧”时反应的化学方程式:(2)高温焙烧”时必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是。途彳至2:以毒重石(主要成分BaCO3,含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质)为原料,流程如下:毒堇石丁均。NaOH1lpH-125浸取过滤I过泛川蒸发、浓塔
14、冷却'结晶_7_-9Ksp(BaCzO4)=1.610,Ksp(CaCzO4)=2.310【5%蛀酸逑逡I-2+Ca2+Mg1-3+Fe开始沉淀时的pH11.99.11.9完全沉淀时的pH13.911.13.7已知:(3)为提高矿石的浸取率,可采取的措施是。(4)加入NH3H2O调节pH=8可除去(填离子符号),滤渣H中含(填化学式)。加入H2c2O4时应避免过量,原因是。(5)重量法测定产品纯度的步骤为:准确称取mgBaC122H2O试样,加入100mL水,用3mL2molL:1的HCl溶液加热溶解。边搅拌,11边逐滴加入0.1molLH2SO4溶放。待BaSO4完全沉降后,过滤,用
15、0.01molL-的稀H2SO4洗涤讥证34次,直至洗涤液中不含C为止。将沉淀置于增期中经烘干灼烧至恒重,称量为ng。则BaC122H2O的质量分数为。二.解题思路明确整个流程及每一部分的目的一仔细分析每步发生的反应及得到的产物一结合基础理论与实际问题思考一注意答题的模式与要点1 .在解这类题目时:首先,要粗读试题,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。其次,再精读试题,根据问题去精心研究某一步或某一种物质。第三,要看清所问题,不能答非所问,并注意语言表达的科学性。在答题时应注意:前一问回答不了,并不一定会影响回答后面的问题。2 .分析流程图需要掌握的技巧是:浏览全题,确定该流程的目的一一
16、由何原料获得何产物(副产物),对比原料和产物;了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用;解析流程图并思考:从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?)。每一步操作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?3.工业生产流程主线与核心的分析主线主广品。分支副产品。回头为循环。典例1(2018江苏)以高硫铝土矿(主要成分为AI2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:空气.少/CaONaO
17、H溶液FcSj沙液S02(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。o_20U焙烧温度/X:题16图已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600C焙烧后矿粉中硫元素总质量硫去除率=(1焙烧前矿粉中硫元素总质量)X100%不添加CaO的矿粉在低于500C焙烧时,去除的硫元素主要来源于700c焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是(3)向过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由(填化学式)转化为(填化学式)。(4)过滤”得到的滤渣中含
18、大量的Fe2O3。Fe2O3与Fe&混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(Fe&):n(Fe2O3)=。典例2(2018届河南省安阳市高三第三次模拟考试)一种从含铝锂钻废料铝箔、CoO和C02O3(只溶于酸,不溶于碱)及LiCoO2中回收氧化钻的工艺流程如下回答下列问题(1)步骤I碱溶”时,为提高铝的去除率,除升高温度和不断搅拌外,还可采取的措施是(列举1点),碱溶”时发生主要反应的化学方程式为;步骤II过滤、洗涤”过程中滤渣还会有少量的Al(OH)3,是因为(填离子方程式)。(2)步骤III酸溶”时,CO2O3转化为CoSO4的离子方程式为。步
19、骤V'除铝和锂”时,调节pH的适用范围是(已知该条件下,Al3+开始沉淀时的pH为4.1,沉淀完全时的pH为4.7.CO2+开始沉淀时的pH为6.9。沉淀完全时的pH为9.4);步骤VI所得滤渣的成分为,(4)煨烧COC2O4时发生氧化还原反应,则COC2O4分解的化学方程式是;若仅从沉淀转化角度考虑,能否禾I用反应CoCO3+C2O42-=COC2O4+CO32-将CoCO3转化为COC2O4?(填能”或不能”说明理由:已知Ksp(COCO3)=1.410-13,Ksp(COC2O4)=6.310-8精练:1.(2018届湖南省岳阳市第一中学高三第一次模拟考试)以废旧锌镒电池初步处理
20、分选出的含镒废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等)为原料制备高纯MnCl2xH2O,实现镒的再生利用。其工作流程如下:资料a.Mn的金属活动性强于Fe;Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被。2氧化。资料b.生成氢氧化物沉淀的pHMn(OH)2Pb(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时8.16.51.9完全沉淀时10.18.53.2注:金属离子的起始浓度为0.1molL-1(1)过程I的目的是浸出镒。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。MnOOH与浓盐酸反应的离子方程式是。检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是:Fe3+由Fe2+
21、转化而成,可能发生的反应有:a. 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-b. 4Fe2+O2+4H+=2Fe3+2H2Oc.写出c的离子方程式:。(2)过程n的目的是除铁。有如下两种方法,i.氨水法:将滤液1先稀释,再加适量10%的氨水,过滤。ii.焙烧法:将滤液1浓缩得到的固体于290c焙烧,冷却,取焙烧物,加水溶解,过滤,再加盐酸酸化至pH小于5.5。已知:焙烧中发生的主要反应为2FeCb+3O2=2Fe2O3+3Cl2,MnCl2和PbCl2不发生变化。氨水法除铁时,溶液pH应控制在之间。两种方法比较,氨水法除铁的缺点是。(3)过程出的目的是除铅。加入的试剂是。(4)过程IV所得固体中的x
22、的测定如下,取mig样品,置于氯化氢氛围中加热至失去全部结晶水时,质量变为m2g。贝Ux=。2.(2018届青海省西宁市第四高级中学、第五中学、第十四中学三校高三4月联考)碘对动植物的生命是极其重要的,海水里的碘化物和碘酸盐参与大多数海生物的新陈代谢。在高级哺乳动物中,碘以碘化氨基酸的形式集中在甲状腺内,缺乏碘会引起甲状腺肿大。I.现要从工业含碘废液中回收碘单质(废液中含有H2。、油脂、I2、I)。设计如图一所示的实验过程:(1)为了将含碘废液中的I2完全转化为厂而进入水层,向含碘废液中加入了稍过量的A溶液,则A应该具有性。(2)将在三颈烧瓶中反应完全后的溶液经过操作获得碘单质,操作包含多步操
23、作,操作名称分别为萃取、,在操作中必须用到下列所示的部分仪器或装置,这些仪器和装置是(填标号)。Co、Fe、SiO2)为原料,滤渣黄钠铁矶滤湘滤液(3)将操作所得溶液放入图二所示的三颈烧瓶中,并用盐酸调至pH约为2,再缓慢通入适量012,使其在3040c反应。写出其中发生反应的离子方程式;012不能过量,因为过量的C12将I2氧化为IO/,写出该反应的离子方程式。II.油脂的不饱和度可通过油脂与碘的加成反应测定,通常称为油脂的碘值。碘值越大,油脂的不饱和程度越高。碘值是指100g油脂所能吸收的I2的克数。称取xg某油脂,力口入含ymolI2的韦氏溶液(韦氏溶液是碘值测定时使用的特殊试剂,含有C
24、H3COOH),充分振荡;过量的I2用cmol/LNa2s2O3标准溶液滴定(淀粉作指示剂),消耗Na2s2O3溶液VmL(滴定反应为:2Na2s2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。回答下列问题:(1)下列有关滴定的说法不正确的是(填标号)。A,标准Na2s2O3溶液应盛装在碱式滴定管中B.滴定时眼睛只要注视滴定管中溶液体积的变化0.滴定终点时,俯视读数,导致测定结果偏低D.滴定到溶液由无色变蓝色时应该立即停止滴定(2)用该测定方法测定的碘值需要用相关的实验校正,因为所测得的碘值总比实际碘值低,原因是(3)该油脂的碘值为g(列式表示)。(2018届宁夏吴忠市高三下学期高考模拟联考)以含钻
25、废催化剂(主要成分为制取氧化钻的流程如下:(1)溶解:溶解后过滤,将滤渣洗涤23次,滤渣的主要成分是。(填化学式)(2)氧化:加热搅拌条件下加入NaC1O3,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式是已知:铁氧化钾化学式为K3Fe(CN)6;亚铁氧化钾化学式为K4Fe(CN)63H2。3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62J(蓝色沉淀)4Fe3+3Fe(CN)6广=Fe4Fe(CN)市J(蓝色沉淀)确定Fe2+是否氧化完全的方法是_。(可供选择的试剂:铁氧化钾溶液、亚铁氧化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)(3)除铁:力口入适量的Na2CO3调节酸度,生成黄钠铁矶Na2Fe6(SO4)
26、4(OH)i2沉淀,写出该反应的化学方程式:。(4)沉淀:生成沉淀碱式碳酸钻(CoCO3)23Co(OH)2,沉淀需洗涤,洗涤的操作是。(5)溶解:CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钻中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤,其原因是。(6)三氧化铁是一种重要的化合物,可以用来腐蚀电路板。常温下,某腐蚀废液中含有0.5mol?L-1Fe3+和0.26mol?L-1Cu2+,欲使Fe3+完全沉淀c(Fe3+)<4M0-5mol?L-1时完全沉淀而Cu2+不沉淀,则需控制溶液pH的范围为。KspCu(OH)2=2.610-19;KspFe(OH)3=4>10-38
27、.解题方法1.首尾分析川2。3、SiO2等)制备碱式硫酸铝典例1烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2(SO4)x(OH)6-2x溶液,并用于烟气脱硫研究。粉煤灰11侬。4解液CaC。!粉末含SO工烟气滤渣【滤SO;(1)酸浸时反应的化学方程式为;滤渣I的主要成分为(填化学式)(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣n的主要成分为(填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是(用离子方程式表不)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的S
28、O2量,其主要原因是;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将(填蹭大"、减小“或不变”)。MnO2(约70%)、SiO2、Al2O3,闪锌矿典例2(2018届辽宁省大连市高三第二次模拟考试)软镒矿主要含有主要含有ZnS(约80%)、FeS、CuS、SiO?。为了高效利用这两种矿石,科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺,主要流程如下图所示,回答下列问题:软溢矿闪棒硫酸一度应I波遭造里)»反应口Fe(OH)jCO2AlfOHJw南应IV|Ca,反应V(1)反应I所得滤液中含有Mn2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Al3+等金属阴离子,所得滤液中含有
29、S和。为了提高硫酸酸浸”时的浸出速率,可进行的操作是(至少两条):。(2)若反成n加入的锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式方为。(3)反应出中加入MnO2的作用是(离子方程式表示);反应出中加入MnCO3、ZnCO3的作用是(4)反应V的电解总反应为:MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+Zn+2H2SO4,写出阳极的电极反应式(5)MnO2和Zn可按等物质的量之比生产锌-镒干电池,则从生产MnO2和Zn的角度计算,所用软镒矿和闪铲矿的质量比大约是。(保留小数点后两位)典例3(2018届山东省聊城市高三5月第三次高考模拟)利用废银渣(主要成分为Ba&O3,含少量SiO2)为原料
30、生产高纯氟化钢的流程如下:|*8t液,&四一愧M修1.体已知:KaBaS2O3)=6.9610-11,Kap(BaF2)=1.010-6(1)步骤除产生SO2外,还有淡黄色固体生成,该反应的离子方程式为。(2)步骤的目的是中和过量的盐酸,加入NaOH溶液不宜过量,其原因是(用离子方程式表示)。(3)滤液的主要成分是BaCl2,还含有少量NaCl,溶解度数据如下表:温度20C40C60C80C100cNaCl36.0g36.6g37.3g39.0g39.8gBaCl235.8g40.8g46.2g52.5g59.4g步骤宜采用(填蒸发结晶”或降温结晶”J(4)工业上可用氨水吸收SO2,并
31、通入空气使其转化为钱态氮肥。该转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(5)步骤生成BaF2的反应类型为。若该反应温度过高,容易造成c(F-)降低的原因是。研究表明,适当增加NH4F的比例有利于提高BaF2的产率和纯度,将浓度为0.ImolL-1的BaCl2溶液和0.22molL-1NH4F溶液等体积混合,所得溶液中c(Ba2+)=molL-1。精练:1.(2018年山东省青岛市高三第一次模拟考试)镒主要用于钢铁工业生产镒合金钢,镒的化合物有+2、+4、+6、+7等多种变价,以菱镒矿(主要成分为MnCO3,还含有少量铁、馍、钻等碳酸盐杂质)为原料经过一系列反应生产金属镒和高镒酸钾的工艺流程如下:
32、已知25c时,部分物质的溶度积常数如下:物质Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp-132.110-163.010-165.010-111.010225.010221.010(1)酸溶浸过程中,硫酸需稍过量,除保证反应充分进行外,其他作用还有(任写一条)。(2)除杂1过程加入MnO2后,发生氧化还原反应的离子方程式为;滤渣2的主要成分是(3)为加快过滤速度,选择如图抽滤装置完成。下列有关操作和说法正确的是a.抽滤的本质是加压过滤b.抽滤成功的关键在于合理控制水的流速c.微粒直径大于滤纸孔径的物质进入吸滤瓶中(4)电解1过程阳极电极反应式为。(5) H2O2是一种常用
33、的绿色氧化剂,在平炉反应中不用H2O2的原因是。(6) “CO歧化法”制备KMnO4是传统工艺,写出该歧化反应的化学方程式2.(2018届广东省汕头市高三第一次(3月)模拟考试)醋酸馍(CH3COO)2Ni是一种重要的化工原料。一种以含馍废料(含NiS、A2O3、FeO、CaO、SiO?)为原料,制取醋酸馍的工艺流程图如下:HSO,+HNCM少)HE】N-QHNaFMC6CH箱00HII一,I工j合废料一巫庠上曲L4一竦画:旗工上喇一的一区尊结可一.酸累注海】把港2913除ME相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表:金属离子开始沉淀时的pH沉淀完全时的pH物质20c时溶解性(H2O
34、)L3+Fe1.13.2CaSO4微溶1-2+Fe5.88.8NiF可溶3+Al3.05.0CaF2难溶2+Ni6.79.5NiCO3-5Ksp=1.0M0(1)将含馍废料粉碎的目的是。(2)酸浸”实验中,馍的浸出率结果如图所示,从能量损耗和成本角度考虑,若要使馍的浸出效果最佳,选择的最好温度和时间分别为C、min。(3)实验过程中,滤渣1主要成分的化学式为、。(4)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是。选择此范围的目的是(5)酸浸过程中,lmolNiS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:电镀污泥纯碱、空气稀觥酸国卜粗确产溶液|可收金金扁成铜O函附一Na2Cr2
35、OT溶液已知:煨烧时Cu2Te发生的反应为Cu2Te+2O2暹2CuO+TeO2。(1)煨烧时Cr2O3发生反应的化学方程式为。(2)为提高酸浸速率,可采用的措施是(答出两条)。(3)浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还可能含有(填化学式)。电解沉积过程中析出单质铜的电极为极。(4)工业上用铭酸钠(Na2Cr2O7)母液生产各酸钾(KCl(s)毋液卜一加热一沸脾K2Cr2O7)工艺流程如下图所示:冷却给晶KjCrOy'*化原应VI还反通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7的原因是(5)测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下:称取产品试样2.50g配成250mL溶液,用
36、移液管取出25.00mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化后,再加入几滴指示剂,用0.1000molL-1硫酸亚铁俊(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定,重复进行二次实验。(已知C2O72-被还原为Cr3+)氧化还原滴定过程中的离子方程式为。若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平土I1体积为25.00mL,则所得产品中L52。7的纯度为%(已知M(K2Cr2O7)=294,计算结果保留三位有效数字)。(6)上述流程中K2Cr2O7发生氧化还原反应后所得溶液中除含有Cr3+外还含有一定浓度的Fe3+杂质,可通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。已知c(Cr3+)为3X10-5mo
37、lL-1,则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时Fe3+是否沉淀完全(填是”或番”)。已知:KspFe(OH)3=4.010-38,KspCr(OH)3=6.010-31。2.分段分析典例1(2016北京)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2sO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:(1)过程I中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是。(2)过程I中,Fe2+催化过程可表示为:i:2Fe2+PbO2+4H+SO42-=2Fe3+PbSO4+2H2Oii:写出ii的离子方程式:。下列实验方案可证实上述催化
38、过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。b.。(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)三=NaHPbO?(aq),其溶解度曲线如图所示。204060SO100120温度,c 过程n的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程n中重复使用,其目的是.(选填序号)。A.减少PbO的损失,提高产品的产率B.重复利用氢氧化钠,提高原料的利用率C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率 过滤出的目的是提纯,综合上述溶解度曲线,简述过程出的操作典例2(2018届河北省邯郸市高三第一次模拟考试)以铭铁矿主要成分
39、为Fe(CrO2)2;还含有AI2O3、Fe2O3、SiO2等杂质为主要原料生产重需酸钠晶体(Na2Cr2072H2O,Na2Cr2O7是一种强氧化剂)的主要工艺流程如下:室气、地做浸出过福氏4水峪0含电£的滤液(1)亚铭酸亚铁Fe(CrO2)2中Cr的化合价是。(2)煨烧生成Na2CrO4的化学方程式为。(3)酸化滤液Na2CrO4时,不选用赴酸的原因是,从平衡角度分析酸化的原理:(4)该工艺中某种产物可以再利用,该物质的化学式为(5)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液,可实现Na2CrO4一Na2Cr2O7的转化,其原理如图所示。写出电极的电极反应式。当Na2CrO4转化为1ma
40、lNazCrzO7时,理轮上n电极上转移电子的物质的量为。(3)称取2.500g重铭酸钠晶体试样,加入蒸储水配制成250ml溶液,从中取出25.00mL于碘量瓶中,向其中加入10mL2molL-1H2SO4溶液和足量碘化钾(铭的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.120molL-1的Na2s2O3标准溶液进行滴定(发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。判断达到滴定终点的依据是。若实验中共用去40.00mL,Na2s2O3标准溶液。则所得产品的纯度为(设整个过程中其他杂质不参如反应)(保留3位有效数字)。精练:1. (201
41、8届江苏省南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁六市高三第二次调研)CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。以含钻废渣(主要成分CoO、CO2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:41川L向忱星-玄液卜表列出了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1.0mol/L计算)金地禹了开始沉淀的pH沉淀完全的pHi.J7禽1A-3.05.0力产5.48.Q(1)酸浸”时通入SO2的目的是(2)除铝”时调节溶液pH范围为_,该过程中主要反应的离子方程式为_。(3)萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层),L-ZnX2(有机层)+
42、H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作是_(4)沆钻”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是_。(5)CoCO3隔绝空气灼烧可以生成CO2O3,该反应的化学方程式为2. (2018届湖南省常德市高三第一次模拟考试)工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备TiCl4的主要工艺流程如下:请答下列问题:(1)已知酸浸反应FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O,则FeTiO3中钛元素的化合价为(2)试剂A为,加入A的目的是(填字母)。A.防止Fe2+被氧化B.与Fe(2018届江西省九所重点中学高三联合考试)二硫化鸨(WS2,WS2中W
43、的化合价为+4)可用作润滑剂及石油化工领域中的催化剂。由鸨铁矿(其主要成分是FeWO%,还含少量A2O3)制备二硫化鸨的工艺流程如下:+反应C.防Fe2+水解溶液II经操彳II"可得副产品FeS047H2O,则操彳II包括浓缩、冷却、。(3)若溶?夜II中Fe2+的浓度为0.49mol/L,为防止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超过_。(已知KspFe(OH)2=4.910-17)(4)钛酸煨烧得中间产物的化学方程式为H2TiO3(s)卫复TiO2(s)+H2O(g),上述工艺流程中生成TiCl4化学方程式为。已知TiO2(s)+2Cl2(g)=TiC14(l)+O2(g)H=+
44、151kJ/mol,该反应极难进行,当向反应体系中加入焦炭后,则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是。(5)TiCl4极易水解,利用此性质可制备纳米级TQ2XH2O,该反应的化学方程式是。空'(水过械CU,抽水请回答下列问题:(1)已知:W元素的原子序数是74,请写出W元素在周期表中的位置:(2)操作中用到的玻璃仪器有(3)写出FeWO4在碱熔过程中发生反应的化学方程式:(4)滤渣I中主要成分的形成可用离子方程式表示为:(5)鸨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发而使灯丝变细,加入碘单质可以延长使用寿命,其原理为:W(s)+2I2(g)qWI4(g)下列说法正确的有A.灯
45、管内的I2可以循环使用B.WI4在灯丝上分解,产生的W又在灯丝上沉积C.温度升高时,WI4的分解速率加快,而W和I2的合成速率减慢D.WI4在灯管壁上分解,使灯管寿命延长(6)已知常温下,Ksp(CaWO4)=1M010,浓度为xmol/L的Na?WO4溶液与浓度为1*10-4mol/L的CaCl2溶液按体积比2:1混合,产生CaWO4沉淀,则x>(7)已知生成二硫化鸨的化学方程式为:2(NH4)2WS4+3O月退2WS2+4NH3+2S+2SO2+2H2O,若生成124克WS2,则反应所转移的电子数目为3.交叉分析典例1(2018届云南省高三毕业生统测)我国的矿产资源丰富。利用某冶炼废
46、渣(主要成分为二氧化硅和锡、铜、铅、铁的氧化物)回收锡、铜、铅的工艺流程如下图所示:焦炭多元合金水碎渣辅硫酸Cusd溶液NHjHCOj溶液1tl(I-精扬铅渣L精钳回答下列问题:(1)电炉冶炼时,焦炭的作用是(填氧化剂”或还原剂”)将焦炭粉碎的目的是。熔剂的主要成分是氟石(CaF2),高温下能与SiO2反应生成两种钙盐,其中之一为CaSiF6,该反应的化学方程式为。厂(2)脱铁后的溶液中含有少量的Sn2+,为减少锡的损失,可用锡、铜、铅、铁多元合金回收处理,反应的离子方程式为。(3)已知SnO2不溶于稀硫酸。脱铁后氧化焙烧的目的是。(4)电解CuSO4溶液时,阳极的电极反应式为。(5)已知H2
47、CO3的一、二级电离常数分别为KK2,PbSO4、PbCO3的溶度积常数分别为Ksp(PbSO4)、Ksp(PbCO3)。锡、铅渣中的铅主要以PbSO4存在,脱硫时发生的反应为:PbSO4(s)+HCO3一(aqX=PbCO3(s)+H+(aq)+SO42-(aq),该反应的平衡常数K=(用上述已知常数表示)。脱硫后需过滤、洗涤再进入下一步工序,检验滤渣是否洗涤干净的方法是(6)若该冶炼废渣中锡的质量分数为5%,30t废渣制得精锡lt,则锡的回收率为典例2(2018届河南省濮阳市高三第三次模拟考试)稀土有工业黄金”之称,我国稀土资源丰富。目前从氟碳铀矿(主要化学成分为CeFCO3)提取铀族稀土
48、元素的冶炼处理工艺已经发展到十几种,其中一种提取铀的工艺流程如下:NaClO已知:焙烧后烧渣中含+4价的铀及+3价的其它稀土氟氧化物:Ce4+能与SO42-结合成CeSO4,Ce4+能被萃取剂(HA)2萃取。请回答下列问题:(1) CeFCO3中,Ce元素的化合价为。(2)酸浸I”过程中CeO2转化为Ce3+,且产生黄绿色气体,用稀硫酸和H2O2,替换HCl就不会造成环境污染。则稀硫酸.H2O2与CeO2反应的离子方程式为:。(3)沉淀”步骤中发生的反应为:Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)=3KBF4(s)+CeCl3(aq)。已知Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则该反
49、应的平衡常数为(用含ab的代数式表示)。(4)浸出液”中含有少量Ce4+及其他稀土元素的离子,可以通过萃取”与反萃取寻探作进一步分离、富集各离子。萃取"时Ce4+与萃取剂(HA)2存在的反应为:Ce4+n(HA)2=Ce(H2a-4A2a)+4H+。用D表示Ce4+不同1工.3川分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比(D=1)其它条件不变,在浸出液中加入不同量的NaSO4以改变水层中的c(SO42-),D随浸出液中c(SO42-)增大而减小的原因是。(5)操彳I”后,向溶液中加入NaOH溶液,调节溶液的pH可获得Ce(OH)3沉淀,当溶液中离子浓度小于1.010-6mol/L视为沉淀完全,常温下加入NaOH调节溶液的pH应大于已知:Ce(OH)3的Ksp=8.0M0-21;1g2=-0.3(6)写出氧化”步骤的化学方程式:。(7)CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧在尾气消除过程中发生
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