微题型80原料的预处理与反应条件的控制工艺流程-2022年新高考一轮复习微题型巩固加练100天

微题型80原料的预处理与反应条件的控制工艺流程时间：30分钟1．锌是一种常用金属，工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、，还含有少量CuO、FeO、NiO、等)湿法制取金属锌的流程如图所示，请回答下列问题。已知：Fe的活泼性强于Ni。下列叙述正确的是A．ZnFe2O4可写成，“酸浸”过程中反应的化学方程式为B．酸浸后过滤得到的滤渣为NiO、SiO2C．“氧化”的目的是氧化Fe2+，可加入酸性KMnO4溶液D．“净化”过程中加入过量Zn的目的是除去溶液中的Cu2+、Fe3+、Ni2+【答案】D【详解】A．ZnFe2O4可写成ZnO·Fe2O3，用硫酸进行“酸浸”时ZnO·Fe2O3反应生成ZnSO4和Fe2(SO4)3，A错误；B．用硫酸酸浸过程中CuO、FeO、NiO分别生成Cu2+、Fe2+、Ni2+，过滤得到的滤渣只有SiO2，不含NiO，B错误；C．加入酸性KMnO4溶液引入K+和，会引入新的杂质，C错误；D．过量的Zn和溶液中的Cu2+、Fe3+、Ni2+反应生成Cu、Fe、Ni而除去，D正确；故合理选项是D。2．由海绵铜(主要含和少量)制取氯化亚铜()的流程如下：已知：氯化亚铜微溶于水，不溶于稀酸，可溶于浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。下列关于说法正确的是A．“溶解”时，硫酸是氧化剂、是还原剂B．“还原”时，反应的离子方程式为：C．“过滤”时，可以搅拌加速滤液与的分离D．“酸洗”时，最适宜选用的是稀硫酸【答案】D【分析】海绵铜加入硫酸和硝酸铵溶解得到的溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫酸铜、在氯化铵环境中发生反应生成氯化亚铜沉淀、硫酸铵和硫酸，过滤得到氯化亚铜沉淀、用稀硫酸洗涤，最终得到氯化亚铜，以此解答；【详解】A．酸性条件下具有强氧化性，在“溶解”时，硫酸提供氢离子，是氧化剂、是还原剂，A错误；B．“还原”时，反应的离子方程式为：，B错误；C．“过滤”时，玻璃棒搅拌液体有可能捣破滤纸，故过滤时不可以搅拌，C错误；D．氯化亚铜微溶于水，不溶于稀酸，可溶于浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化，则“酸洗”时不能用盐酸、不能用硝酸（防止被氧化），最适宜选用的是稀硫酸，还可循环利用，D正确；答案选D。3．“还原法”制备高纯度氢碘酸和亚磷酸钠()的工业流程如下图所示。下列有关说法错误的是A．滤渣Ⅰ是PbSB．是一种三元酸C．“合成”时反应的化学方程式为D．“溶解”时，滴加过量NaOH溶液，可将转化成沉淀【答案】B【分析】由题给流程可知，含有微量铅离子的亚磷酸钠溶于水与碘反应得到亚磷酸、氢碘酸、碘化钠和碘化铅沉淀，向反应后的溶液中加入硫化亚铁，将碘化铅转化为溶解度更小的硫化铅和氯化亚铁，过滤得到硫化铅和含有亚磷酸、氢碘酸和碘化亚铁的滤液；滤液经减压蒸馏得到氢碘酸溶液和含有亚磷酸和碘化亚铁的混合固体；将固体溶解后，加入过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，加入过量的氢氧化钠溶液，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，将亚磷酸转化为亚磷酸钠，过滤得到氢氧化铁沉淀和含有亚磷酸钠的滤液；滤液经结晶得到亚磷酸钠。【详解】A．由分析可知，滤渣Ⅰ是硫化铅，故A正确；B．由分析可知，加入过量的氢氧化钠溶液，亚磷酸转化为亚磷酸钠说明亚磷酸为二元酸，故B错误；C．由分析可知，合成时发生的反应为亚磷酸钠溶液与碘反应得到亚磷酸、氢碘酸、碘化钠，反应的化学方程式为，故C正确；D．由分析可知，加入过量的氢氧化钠溶液，可以将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，故D正确；故选B。4．是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO，含有少量CuO、FeO和)制备并回收金属资源的流程如图：下列说法错误的是A．滤渣l的成分为 B．滤渣2的成分为中可能含S单质C．“操作1”为蒸发浓缩、冷却结晶 D．第一步“酸溶”时可选用硝酸【答案】D【分析】含镍废料(主要成分为NiO，含有少量CuO、FeO和SiO2)加入硫酸酸溶，滤渣1为SiO2，滤液1含有NiSO4、CuSO4、FeSO4，加入FeS，可除去Cu2+，生成的滤渣2含有CuS，滤液2加入碳酸钠，可生成碳酸亚铁沉淀，过滤出沉淀后加入硫酸溶液可生成硫酸亚铁，经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸亚铁晶体，滤液3含有NiSO4，以此解答该题。【详解】A．SiO2不溶于硫酸，所以酸溶后过滤的滤渣1是SiO2，故A正确；B．利用FeS除去Cu2+，FeS可转化为溶解度更小的CuS。由于亚铁离子易被氧化，则滤液中可含有Fe3+，Fe3+氧化S2生成S单质，则滤渣2的成分中可能含有S单质，故B正确；C．由溶液得到结晶水合物，为了避免结晶水在加热时失去，可用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，C正确；D．最终制得的是NiSO4，所以第一步“酸溶”时要选择硫酸，若选择硝酸，最后得不到NiSO4，故D错误；故合理选项是D。5．医用用途广泛，可内用作催吐剂、外用作滴眼液。工业上用闪锌矿(主要成分为、含少量、、、等杂质)为原料制备的流程如图：金属阳离子沉淀的如下表金属离子开始沉淀8.16.71.96.17.27.7完全沉淀10.19.03.28.29.29.7回答下列问题：（1）实验室进行“灼烧”操作时在___________(填仪器名称)中进行，闪锌矿在灼烧时产生的有毒气体的分子式为___________。写出一种提高“酸浸”浸出率的方法：___________。（2）向浸出液中加入溶液的目的是除去浸出液中的，该反应的离子方程式为___________。同时加入试剂X调节除去，试剂X可以为___________(填化学式)。（3）加入锌粉可以除去滤液中的、，除去的离子方程式为___________。【答案】（1）坩埚SO2适当升高温度（2）(或“”“”)（3）【分析】工业上用闪锌矿为原料，通入空气进行灼烧，发生2ZnS+3O2

=

2ZnO

+

2SO2等反应，得到ZnO等氧化物，向灼烧后的固体中加入硫酸，得到硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸镉、硫酸镍和硫酸锰等；加入高锰酸钾溶液，氧化亚铁离子，控制pH除去Fe3+、Mn2+

元素，再加入锌发生置换反应除去镉和镍，最后经过一系列操作得到ZnSO47H2O。（1）实验室进行“灼烧”操作时在坩埚中进行；闪锌矿在灼烧时产生的有毒气体SO2；欲提高酸浸浸出率，可适当升高温度或适当增大硫酸浓度；（2）向浸出液中加入KMnO4溶液的目的是除去浸出液中的Mn2+，该反应的离子方程式为3Mn2++2MnO+

2H2O=5MnO2↓+4H+；同时加入试剂ZnO或Zn(OH)2，或ZnCO3调节pH=4生成Fe(OH)3而除去Fe3+；（3）加入锌粉可以除去滤液中的Cd2+、Ni2+，

除去Cd2+的离子方程式为Cd2++Zn=Cd+Zn2+；6．用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：已知：MnO2是一种两性氧化物；25℃时相关物质沉淀的PH值见表。Fe3+Al3+Mn2+Fe2+开始沉淀时1.53.45.86.3完全沉淀时2.84.77.88.3回答下列问题（1）软锰矿预先粉碎的目的是___________，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为___________。（2）保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是___________。（3）净化时需先加入的试剂X为___________(填化学式)。（4）碳化过程中发生反应的离子方程式为___________。【答案】（1）增大反应物的接触面积，使反应更充分，提高反应速率MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S（2）过量的MnO2会消耗反应产生的Ba(OH)2（3）H2O2（4）【分析】软锰矿粉(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)加入硫化钡溶液进行反应，主要发生MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S，过滤得到Ba(OH)2溶液，经蒸发结晶、过滤、干燥得到氢氧化钡；滤渣用硫酸溶解，得到的滤液中主要金属阳离子有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+，得到的滤渣为不溶于稀硫酸的硫磺；之后向滤液中加入合适的氧化剂将Fe2+转化为Fe3+，然后加入氨水调节pH，使Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，压滤得到的废渣为Fe(OH)3和Al(OH)3，此时滤液中的金属阳离子只有Mn2+，向滤液中加入碳酸氢铵、氨水，Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀，过滤、洗涤、干燥得到高纯碳酸锰。（1）软锰矿预先粉碎可以增大反应物的接触面积，使反应更充分，提高反应速率；MnO2与BaS反应转化为MnO，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，根据元素价态规律可知2价的S元素应被氧化得到S单质，则MnO2与BaS的系数比应为1：1，根据后续流程可知产物还有Ba(OH)2，结合元素守恒可得化学方程式为：MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S；故答案为：增大反应物的接触面积，使反应更充分，提高反应速率；MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S；（2）根据题目信息可知MnO2为两性氧化物，所以当MnO2过量时，会消耗反应产生的Ba(OH)2，从而使Ba(OH)2的量达到最大值后会减小；故答案为：过量的MnO2会消耗反应产生的Ba(OH)2；（3）由以上分析可知X的作用是将Fe2+转化为Fe3+，为不引入新的杂质应选用H2O2作氧化剂，故答案为：H2O2；（4）Mn2+和碳酸氢根电离出的碳酸根结合生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为：，故答案为：；7．是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下：向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去、等杂质。（1）对滤液Ⅱ先加再调pH，调pH的目的是___________。（2）滤液Ⅲ溶质的主要成分是，加过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生成，这两步操作的目的是___________。【答案】对滤液Ⅱ调pH的目的是除去增大浓度，有利于蒸发结晶【详解】电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)加入稀硫酸、废渣部分溶解，过滤后，滤液Ⅰ中含铜离子，锌离子，亚铁离子，镍离子，加入硫化亚铁，通过沉淀转化生成硫化铜、硫化锌，除去铜离子、锌离子等杂质，过滤得到滤液Ⅱ，滤液Ⅱ加双氧水是将亚铁离子氧化为铁离子，然后调pH使铁离子转变为氢氧化铁沉淀、过滤得到滤液Ⅲ的溶质主要成分为硫酸镍，加碳酸钠，硫酸镍与碳酸钠反应生成碳酸镍沉淀、再过滤，碳酸镍加适量的稀硫酸溶解又重新生成硫酸镍，经过蒸发浓缩，冷却结晶得到产品，据此回答。（1）对滤液Ⅱ先加H2O2将溶液中的杂质离子Fe2+氧化为Fe3+，然后再调pH，调pH的目的是将产生的Fe3+形成Fe(OH)3而除去Fe3+。（2）滤液Ⅲ溶质的主要成分是，加溶液，发生反应形成NiCO3沉淀，过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生成，这两步操作的目的是增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集)。8．碳酸锶(SrCO3)被广泛地应用于电子、冶金、化工等行业。某课题组利用一种矿石(主要成分为SrSO4，其他为不溶性杂质)设计制备碳酸锶流程示意图如下：回答下列问题：（1）将矿石粉碎的目的是___________。（2）将矿石粉末与碳酸钠溶液混合，发生反应：，则该反应的平衡常数为___________[用和表示]。（3）向SrCl2溶液中加入NH4HCO3溶液得到沉淀SrCO3，再经过___________等操作可得到高纯SrCO3，写出反应的离子方程式：___________。（4）加入碳，和SrSO4在隔绝空气条件下高温焙烧，得到SrS同时还生成一种有毒的大气污染气体，试写出该反应的化学方程式：___________。若在实验室中进行高温焙烧，则盛放固体所用的仪器是___________(填主要仪器的名称)。【答案】（1）增大固体反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料浸取率（2）（3）过滤、洗涤、干燥（4）坩埚【分析】方案1：矿石(主要成分为SrSO4，其他为不溶性杂质)经粉碎后加入碳酸钠溶液，SrSO4沉淀转化为碳酸锶沉淀、过滤后加入的盐酸使碳酸锶沉淀溶解得到氯化锶溶液、再加入碳酸氢铵，转变为碳酸锶沉淀、经过滤，洗涤，干燥，得到高纯碳酸锶；方案2：矿石在隔绝空气、高温下焙烧得到硫化锶、硫化锶溶于盐酸，得到氯化锶溶液，在乙醇胺环境中通入二氧化碳，发生反应得到碳酸锶沉淀，经过滤、洗涤、干燥都到高纯碳酸锶，据此回答。（1）固体和液体发生反应，接触面积越大，反应速度越快。则将矿石粉碎的目的是：增大固体反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料浸取率。（2）将矿石粉末与碳酸钠溶液混合，发生反应：，则该反应的平衡常数为。（3）Sr为ⅡA元素、同族元素化学性质相似，已知向SrCl2溶液中加入NH4HCO3溶液得到沉淀SrCO3，则同时生产二氧化碳和水，或者：碳酸氢根离子电离出氢离子和碳酸根离子、碳酸根离子被Sr2+沉淀、促进碳酸氢根电离、氢离子浓度增加与碳酸氢根生成二氧化碳和水。再经过过滤、洗涤、干燥等操作可得到高纯SrCO3，生成SrCO3沉淀的的离子方程式为：。（4）加入碳，和SrSO4在隔绝空气条件下高温焙烧，得到SrS，反应中，硫元素从+6价降低到2价，则同时生成的一种有毒的大气污染气体为CO，碳元素从0价升高到+2价、则按得失电子数守恒、元素质量守恒得：该反应的化学方程式：。若在实验室中进行高温焙烧，固体在高温下焙烧、则盛放固体所用的仪器是坩埚(填主要仪器的名称)。9．辉铜矿主要成分Cu2S，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，软锰矿主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜。主要工艺流程如图：已知：①MnO2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH3③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)Fe3+：1.5～3.2、Mn2+：8.3～9.8、Cu2+：4.4～6.4④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0.6份沸水，不溶于乙醇。（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有___。（2）酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，写出该反应的化学方程式：___。（3）调节浸出液pH=4的作用是___。（4）本工艺中可循环使用的物质是___。（5）“沉锰”过程中的离子方程式为___。（6）获得的MnSO4·H2O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用___洗涤。【答案】（1）粉碎矿石或适当升高温度或搅拌（2）Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O（3）使Fe3+完全水解生成氢氧化铁沉淀（4）NH3（5）Mn2+++NH3·H2O=MnCO3↓++H2O（6）酒精【分析】根据题中工艺流程可知，辉铜矿、软锰矿加入硫酸酸浸，Cu2S和MnO2在酸性条件下发生氧化还原反应，Fe2O3溶于H2SO4，SiO2不与酸反应，过滤，得到虑渣是S、SiO2，浸出液中含Cu2+、Mn2+、Fe3+等，调节溶液PH至4，使铁离子全部沉淀，过滤得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4