小专题循环物质（已改）

课题：课题：工艺流程——循环物质工艺流程总第(3)期整理与编辑：沈立鹏循环物质确定的思维模型确定溶液成分，首先分析题干信息，根据箭头指向明确加入的物质，根据物质性质和化学反应确定生成的物质，然后对加入的物质和生成的物质进行对照，重复的物质即为循环物质。1．高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程：时溶解度克克水，：111，：上述流程中可以循环使用的物质有石灰、、____和____写化学式。【答案】【解析】制备中利用的原料，在转化过程中又生成的可以循环利用。由转化关系图知，除石灰、二氧化碳外，溶液中通入以制备生成的及最后由母液加入石灰生成的KOH，会在、KOH的熔融制备中被循环利用。故答案为：KOH、。2．废物的处理、转化和利用是非常有意义的。某研究性学习小组设计如图所示流程，综合处理某工厂印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)和废气(H2S)，真正做到了变废为宝：处理废液、废气得到氯化铜、单质硫的同时，还实现了蚀刻液的循环利用。

综合分析虚线框内所涉及的两个反应，①蚀刻液得到循环利用；②。【答案】硫化氢的原子利用率为100%【解析】依据氯化铁与硫化氢反应可知硫化氢在反应中原子利用率为100%，故答案为：硫化氢的原子利用率为100%。3．从含铜丰富的自然资源黄铜矿（CuFeS2）冶炼铜的工艺流程如下：已知：CuFeS2+3CuCl2＝4CuCl+FeCl2+2S过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有_____，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为_____．【答案】CuCl2（HCl）0.5mol【解析】滤3所得滤液中含有HCl和CuCl2，可以循环使用，涉及反应有CuFeS2+3CuCl2＝4CuCl+FeCl2+2S、2CuCl＝Cu+CuCl2，综合两个化学方程式可得CuFeS2+CuCl2＝2Cu+FeCl2+2S，由方程式可得每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为0.5mol。4．某小组模拟工业上回收分银渣中的银，过程如下：（1）Ⅰ中主要反应：AgCl+2SO32-Ag(SO3)2（2）Ⅲ中回收液可直接循环使用，但循环多次后，银的浸出率会降低。从回收液离子浓度变化和反应限度的角度分析原因：______。【答案】2SO32-+O2=2SO42-随着循环次数增加，浸出液中c(SO32-)减小、c(Cl-)增大，均使【解析】（1）反应在敞口容器中进行，SO32−很容易被空气中氧气氧化，离子反应方程式为（2）随着循环次数增加，浸出液中c(SO32−)减小、c(Cl-)增大，均使AgCl+2SO32-5．硫酸铜在生产、生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下：已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀4.26.51.5完全沉淀6.79.73.7气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO＋O2===2NO2、__________________。【答案】3NO2+H2O=2HNO3+NO；【解析】气体a是NO，NO与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水又得硝酸和NO，化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO；

6．氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-中制备氯化亚铜。在CuCl的生成过程中，可以循环利用的物质是____。【答案】硫酸(或H2SO4)【解析】由于最终还有硫酸生成，因此在CuCl的生成过程中，可以循环利用的物质是硫酸。7．铅蓄电池的阴、阳极填充物又被称为铅膏(主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池需要回收的部分，通过回收铅膏可制备聚氯乙烯塑料的热稳定剂三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO·PbSO4·H2O)，其工艺流程如下：已知：Ksp(PbSO4)=1.82×10-8，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13。物质X是一种可以循环利用的物质，该物质是_______，若其中残留SO42-过多，循环利用时可能出现的问题是__________________________。【答案】HNO3浸出时部分铅离子生成PbSO4为难溶物，阻碍反应继续进行(合理即可)【解析】硫酸溶液和硝酸铅，生成了硫酸铅沉淀，另一种物质就是硝酸，物质X为硝酸，如果残留液中SO42-过多，加入硝酸的处理过程中会直接生成PbSO4沉淀，影响后续操作；答案为HNO3浸出时部分铅离子生成PbSO4为难溶物，阻碍反应继续进行；8．铋为第五周期VA族元素，利用湿法冶金从辉铋矿（含Bi2S3、Bi、Bi2O3等）提取金属铋的工艺流程如下图所示：已知：BiCl3水解的离子方程式为：BiCl3+H2OBiOCl+2H+＋2Cl−。滤液的主要溶质是（化学式）_____，该物质可在工艺中转化为循环利用的原料，转化的反应方程式为____。【答案】氯化亚铁2FeCl2+Cl2＝2FeCl3【解析】往BiCl3溶液中加入铁粉，发生置换反应，铁将Bi3+还原为Bi，自身生成亚铁离子，2Bi3++3Fe=3Fe2++2Bi，滤液的主要溶质是氯化亚铁；氯化亚铁可在工艺中转化为循环利用的原料，结合流程中加入的物质可知转化为氯化铁，则发生的反应：2FeCl2+Cl2＝2FeCl3。9．某工厂以硝酸为原料生产亚硝酸钠，其工艺流程如图：已知：Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的____气体，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收。【答案】O2【解析】由于NO不溶于Na2CO3，为提高氮氧化物的转化率，可向“尾气”中通入一定量的O2气体，使NO部分转化为NO2，再通入“吸收塔”中，实现循环吸收；10．一种由天然MnO2矿与MnS矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素的氧化物）制备高纯碳酸锰工艺如下：已知：相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9将部分MnCO3溶于稀硫酸，所得溶液电解可