第十二章　第59练　无机化工流程题的解题策略-2025年高中化学大一轮复习

1．利用某钴矿石(主要成分为Co2O3)制取Co(OH)2粗品及其他工业产品的工艺流程如图1所示。已知：浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Cu2＋、Co2＋、Fe2＋、Mg2＋。回答下列问题：(1)钴矿石浸出时加入Na2SO3的目的为________________________________。(2)溶液中lgc(X)(X表示Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Co2＋、Mg2＋、Ca2＋)与pH的变化关系如图2所示(离子浓度小于10－5mol·L－1时可认为已除尽)，在萃取余液中通入空气的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，用熟石灰调pH至3.2，过滤1所得滤渣的主要成分为________________，萃取和反萃取的目的是________________。(3)用氧化镁调滤液1的pH为9.1时，得到的氢氧化钴粗品中含有的主要杂质为____________，多次洗涤可提高粗产品中钴含量。“过滤2”后所得滤液直接排放会造成水体污染，须进行处理，用熟石灰调节pH使c(Mg2＋)≤10－5mol·L－1，则Ksp[Mg(OH)2]＝________。2．锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图1所示。(1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图2所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是______，“滤渣Ⅰ”的成分是____________(填化学式)。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“滤液Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。则常温下CaF2在纯水中的溶解度为________g。3．(2023·全国甲卷，26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。回答下列问题：(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______________________________________________________________________。(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为_________________________________________________________________。(3)“酸化”步骤应选用的酸是______(填标号)。a．稀硫酸 b．浓硫酸c．盐酸 d．磷酸(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_________________，其原因是_________________________________________________________________________________________。(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为________________________________。(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的∶nCO＝______________。4．[2022·辽宁，16(1)(2)(3)(4)(5)(6)]某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：开始沉淀pH完全沉淀pHFe2＋6.58.3Fe3＋1.62.8Mn2＋8.110.1回答下列问题：(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为_______________________________________________。a．进一步粉碎矿石b．鼓入适当过量的空气c．降低焙烧温度(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为___________________________。(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②_____________________。(4)滤渣的主要成分为__________(填化学式)。(5)生成气体A的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)加入金属Bi的目的是__________________________________________________________。5．以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图。已知：①“浸取”时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋进入溶液；②25℃时，Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24；③深度除杂标准：溶液中eq\f(n杂质离子,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(ZnNH34))2＋)))≤2.0×10－6。(1)为提高锌浸出率，采取的措施是__________________________；“浸取”温度为30℃时，锌浸出率可达90.6%，继续升温浸出率反而下降，其原因为_________________________。(2)“操作a”的名称为________________。(3)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的Mn2＋转化为MnO2，离子方程式为________________________________________________________________________________________。(4)“深度除铜”时，锌的回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比eq\f(nCu2＋,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(ZnNH34))2＋)))表示]与(NH4)2S加入量[以eq\f(n实际用量,n理论用量)×100%表示]的关系曲线如图所示。①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的原因是________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为______________(已知[Zn(NH3)4]2＋的K稳＝eq\f(c{\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(ZnNH34))2＋},cZn2＋·c4NH3)＝2.9×109)。②“深度