培优训练4 工艺流程题专项训练

23232234222323223422223232342223培优训练4：工艺流程题专训练1.(2018·江苏化学16)以高硫铝土矿(主要成分为AlFeO少和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得FeO的部分工艺流程如下：(1)焙烧过程均会生

SO，用NaOH溶液吸收过量

SO的离子方程式为_________________________________________________________________。(2)添加和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于℃硫去除率＝

焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量①不添加的矿粉在低于℃焙烧时去除的硫元素主要来源于_______②700焙烧时1%CaO的矿粉硫去除率比不添的矿粉硫去除率低，其主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________。(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为_填化学)。(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的。FeO与FeS混合后在缺氧条件下焙烧生成FeO和，理论上完全反应消耗的n)∶n)＝________。解析

(1)氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫与

NaOH溶液反应生成正盐

233222322342222222332223223422222233234233SO，过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成。①根据高硫铝土矿的成分中含2

和金属硫酸盐，而已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600，如果不添加低于500℃焙烧，则去除的硫元素主要来源于FeS，具体的反应原理为4FeS

2

焙烧＋=====＋8SO。②添加的吸SO生成

3

易被空气中的氧气氧化为。根据题目所“数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃”，可知700℃时

4

可能未分解或未完全分解而留在矿粉中致添加矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。(3)硫铝土矿中的氧化铝溶于

NaOH生成NaAlO

Al＋HO向溶液中通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝CO

2

过量)2H＋NaAlO===Al(OH)↓(4)据得失电子守恒可知与23的物质的量之比为∶。答案(1)OH＋SO===HSO(2)①

2

②硫元素转化为CaSO而留在矿粉中(3)NaAlO

3(4)1162.(2019·苏州市高三期初调研，白云石学式表示为MgCO为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：已知：①白云石加热过程中，固体失重百分比与温度的关系如图所示：

23333△(NH42443223333△(NH42443222②K[Mg(OH)]＝5.61×10

－12

。(1)根据流程图判白云石“轻烧”固体产物要成分是___________________________________________________________________填化学式)。结合图判断“轻烧”温度应不超过_。(2)“加热反应”的化学方程式为_________________________________(3)沉淀过程控制溶液的为9.5此时溶液中(Mg2)＝。(4)该工艺中可以循环使用的物质是_______________________(填化学式)。(5)传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取，从环境保护的角度分析，该工艺采用轻烧白云石的方法，其优点是________________________________。解析

流程分析白云石主要成分为

·CaCO轻烧，从过滤中可以得到CaCO来进行判断解的只是碳酸镁磨加入水和硫酸铵加热酸铵和氧化镁反应生成氨气酸镁和水滤加入氨水生成氢氧化镁沉淀滤得到氢氧化镁固体；则(1)过滤中可以得到CaCO来进行判断分解的只是碳酸镁，分解生成氧化镁，因此白云石“轻烧”固体产物的主要成份3

、MgO从表中可以看出，温度低于540℃时，物质不分解，高于840℃，碳酸钙和碳酸镁都分解，因此该温度不超过700℃；(2)加热的过程是放出氨气的过程，该过程中因为氧化镁跟水反应很少，因此涉及到的反应应该为：

)MgO=====MgSO＋2NH↑H依据溶度积常数计算得到淀过程溶液的pH9.5(OH)10

mol/L(Mg)K[Mg(OH)]/c(OH)×1012/(10－)

＝×

3

mol/L(4)工艺中可以循环使用的物质是参加反应过程，反应后又生成的物质，流程图分析判断NH)2SO4NH或NH·HO可以循环使用；分析流程可知统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取工艺采用轻烧白云石的方法可以减少能源消耗、便于

3

分离，同时也减少排放。

34244324234244324243322223答案、MgO700℃(3)5.61×－3mol/L

(2)(NH)SO＋MgO===MgSO＋2NH＋HO(4)(NH)SONH或NH·HO减少能源消耗CO的排放CaCO

3分离3.[(2018·厦门外国语学校5月适应性考试(最后压轴模拟)，废旧锂离子二次电池(主要成分为，还含有少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙等杂质)中回收钴和锂的工艺流程如下：回答下列问题：(1)“碱浸”的目的是____________________________________________(2)“酸浸”过程中LiCoO发生反应的离子方程式为：_________________________________________________________________，浸渣中含有的主要成分是_(3)“萃取净化”除去的杂质离子有Ni

2

外，还有_。(4)“萃取分离”中钴取率与平衡pH关系如图所示pH一般选择5右，理由是________________________________________________________。(5)“沉锂”中Li溶解度随温度变化曲线如下图所示：

223223sp223223sp24213①根据衡原理分析LiCO在水中溶解度随温度变化的原因_______________________________________________________________。②为获得高纯LiCO，提纯操作依次为趁热过滤、、干燥。③若“沉锂”中c(Li

＋

)1.0mol·L

，加入等体积等浓度Na溶液，此时实验所得沉锂率为________。已知LiCO的K为9.010

)解析“碱浸”的目的是用氢氧化钠溶液将其中的Al解。中为＋3价最后生成的中Co＋2价，所以酸浸这一步中，加入H22的目的是为了将3价还原为＋2价所以反应的离子方程式为＋H2O＋＋===2Li2

＋O2

↑4HO浸渣中主要是不与酸反应的石墨以及生成的硫酸钙沉淀。(3)个提取的过程中需要除去的杂质是CaFeAlNi在前面的步骤中已经除去了Al和Ca所以萃取净化应该要除去Ni

2

和Fe

。(4)图示在pH为5右的时候CoLi萃取率差异最大，此时分离的效果最好。(5)①中显示随着温度升高，碳酸锂的溶解度逐渐减小，所以推测该物质溶于水的过程是放热的。②提取的过程为趁热过滤，洗涤，干燥，所以答案为：洗涤。③c(Li

＝1.0

，加入等体积等浓度2溶液，则碳酸钠的浓度也是1.0mol·L1

入的瞬间溶液体积转化为原来的倍度都是原来的一半c(Li

)＝(CO

23

)mol·L

1，沉淀出碳酸锂，所以碳酸根过量倍，剩余c(CO

23

)0.25mol·L

，代入K

的计算式得到(Li)＝

KcCO2）

＝9×－40.25

＝。因为两溶液混合的瞬间(Li

)0.5mol/L，所以沉锂

222222322222222232223x233率为(－0.06)÷0.5答案

除去铝

HO===2Li2Co↑＋4HO石墨、硫酸钙(3)Fe3(4)分离效率最高(5)①Li溶解过程为放热反应②洗涤③4.(2018·福州市高三下学期月模拟考试理综，28)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(CuS)及少量脉(SiO)一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示：(1)写“浸取”过程Cu溶解时离子________________________________________________________________。(2)“矿渣”中除了S以外，还有__________________________(填化学式)；“回收过程中温度控制在

60℃之间，不宜过高或过低的原因是_________________________________________________________________。(3)“保温除铁”过程中，加入CuO目的是_______________________；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用溶液调节溶液的pH其理由是_________________________________________________________________。(4)气体与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________向“滤液M”中加入(或通入________(填下列选项代号，可得到另一种流程中可循坏利用的物质。铁

b.氯气

c.高锰酸钾解析考查化学工艺流程(1)CuSCu显1S－2，都具有还原性，中Fe

具有强氧化性，根据流程，浸取发生的离子反应是CuS

===2Cu

＋4Fe＋根据辉铜矿的成分有少量的脉石

2

不与FeCl

332333232232232322323x2332332333232232232322323x233223232222发生反应，因此矿渣中还含有SiO2

；苯的沸点较低，温度过高，苯易挥发，温度过低，反应速率慢或溶解度小(3)置换过程过滤后，得到固体物质是Cu和和与硝酸反应生成

)和)Fe

水解：Fe

3

＋3HOFe(OH)33H＋，加入CuO的目的是调节pH促使Fe

水解，生成氢氧化铁沉淀；Cu(NO

)溶液中Cu

2

发生水解＋2H2

O===Cu(OH)＋2H＋，加入硝酸，抑制Cu

2

水解(4)的氧化物与氧气H2

反应生成HNO，硝酸是循环利用的一种物质，该反应的化学方程式为

x

(5x)O＋2H置换中发生FeCuCl===FeClCuFe===3FeCl滤液M中成分是

2

，根据流程图，是循环物质，即需要加入Cl，把氧化成FeCl，故选项正确。答案3

＋

＋

2

＋(2)SiO

2

温度过高苯易挥发，温度过低硫的溶解速率(或溶解度)小

提升溶液的进Fe3水解生成沉淀抑制＋水解＋(5－2x)O＋O===4HNO

b5.(2019·河南师范大学附属中学高三月考27)的化合物有广泛用途如碳酸亚铁(FeCO)可作为补血剂，铁红O)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧主要含FeO、FeO，还有一定量的)制备的流程如下：(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有_______(写出一种。(2)①“还原”时，FeS与SO不反应，3通过两个反应被还原，其中一个反应如下：＋

3

＋＋

＋2SO

24

＋16H

＋

，则另一个反应的离子方程式为_________________________________________________________________。②加入FeS还原后，检验Fe＋是否反应完全的方法是_______________________________________________________________________________________

3233233232323232232332332323232322322322223223①“沉”时要控度在35℃以其可因_________________________________________________________________②所得FeCO

3

需充分洗涤，检验沉淀已洗净的方法是____________________________________________________________________________________________________________________________________(4)FeCO浊液长时间暴露在空气中有部分固体表面变为红褐色时释放出CO，则与FeCO反应的物质为化学式(5)写出空中煅FeCO

3

制备铁的化学方程___________________________________________________________________FeCO在空气中煅烧生成Fe时，也会生成。现煅烧kg的FeCO，得到Fe和FeO混合物Fe的质量为________。解析烧渣要含FeO、FeO，有一定量的硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸亚铁、未反应的硫酸，滤渣为二氧化硅，用二硫化亚铁还原Fe3＋后过滤，得滤液中含有硫酸亚铁，向滤液中加入碳酸铵，过滤得碳酸亚铁，滤液中含有硫酸铵、碳酸铵。在气中煅烧FeCO

3

高温制备高纯氧化铁的化学方程式为4FeCO＋O=====2Fe＋4CO，设FeO的质量为，根据化学反应前后铁元素质量不变：

1121605656×100%×x＋×100%×100%＝14.472116答案加热适当增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等)＋2Fe

===3Fe

2

↓②取少量溶液，滴入几滴KSCN

溶液，若溶液变为红色，说明其中含有Fe3

，未反应完全①防止碳酸铵分解，减小亚铁离子的水解程度②取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稀盐酸，无明显现象，再滴aCl溶液，若无白色沉淀生成，则表明沉淀已洗涤干净，反之，则说明没洗涤干净高温、HO(5)4FeCO＋O

2

14.4周市上学期期末抽测调研化学兴趣小组对一种废旧合金有、

3223444A33223444A3Fe、元素进行分离、回收再利用，所设计工艺流程如下。已知：298K时，K]＝4.0×

－38

，K[Cu(OH)]2.2×－20，K[Mn(OH)]1.9×10回答下列问题：(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为固体B_填化学式。(2)加入过量溶液过程与较不活泼应的离子方程式__________________________________________________________________(3)调节pH至2.9～3.2的目的是分离填离子符号)(4)①向溶中加入酸性KMnO溶液生反的离子方程为__________________________________________________________________②若用aKMnO溶液处理溶液b，当恰好反应时消耗溶液，所得红棕色固体C的物的量为________(用含、的代数式表示)(5)常温下，若溶液中所含的金属阳离子浓度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，最后生成的沉淀为_____________________________________________________________________________________________(填化学式。(6)用惰性电极电解时阳极产生标准状况下的气体6.72L，阴极得到的电子数为N，则生成氧气的物质的量为。解析试题分析：由流程可