2024高考化学工艺流程制备工艺流程

金属及其化合物的制备大题专题

I.铭是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铭熔点为I857C。

(1)工业上以辂铁矿［主要成分是Fe(GO2)2］为原料冶炼铭的流程如图所示：

Na.»CO3+O2水Na2s

l.］jT

JJJ---I—T—1|------'--1

CO2渣料(含Fez。：,)

①Fe(CrO»2中各元素化合价均为整数，则格为价。

②高温氧化时反应的化学方程式为______________________________________________

③操作a由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是、铝热反应。

(2)Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐H勺化学式:

(3)水中的铭元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。转化为重要产品磁性铁铭氧体

(CrvFevO;)：先向含CrOi的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后冉通入适量空气(氧化部分

Fe?*)并加入NaOH,就可以使铭、铁元素全部转化为磁性铁铭氧体。

①写出CrO厂在酸性条件下被Fe＞还原为C/的离子方程式：。

2

②若处理含1molCrO;(不考虑其他含倍微粒)的污水时恰好消耗10molFeSO45则当铁格氧体中n(Fe

+)：〃(Fe3+)=3：2时，铁格氧体的化学式为。

2.一种用软锌矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2)制取MnSO4H2O并回收单质硫的工艺流程如

下:

飞酸

碱

溶

液

-

4

软镭砰一混合t0-浓缩、^l-MnSOrH.O

黄铁矿一研磨

C渣④

①2

NHJS溶液--浸取分解一产品：S

⑥出。⑦

已知：本实验条件下，高钵酸钾溶液与硫酸钵溶液混合产生二氧化锦。

回答下列问题：

(1)步骤①混合研磨成细粉的主要目的是；步骤②浸取时若生成S、MnSO4及

Fe2(SO4)3，则其反应的化学方程式为o

(2)步骤③所得酸性滤液可能含有Fe?+,为了除去Fe?♦可先加入；步骤④需将溶

液加热至沸，然后在不断搅拌下加入碱调节pH为4〜5,再继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的目的是

。步骤⑤所得滤渣为(填化学式)。

(3)步骤⑦需在90〜100℃下进行，该反应的化学方程式为。

(4)测定产品MnSOsHO的方法之一是：准确称取a吕产品于锥形瓶中，加入适量ZnO及Hg煮沸，然后

用cmolL「KMnCh标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液VmL,产品中M/+的质量分

数为zp(Mn2*)=o

3.(2020・日照模拟)例(83号元素)主要用于制造合金，钿合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字

和高精度铸型。湿法提秘新工艺以氧化集渣(主要成分为N2O3,含有PbO、Ag2O.CuO杂质)为原料提Bi

的工艺流程如下：

已知:I.BiOQ不溶于水，加热至700c就分解生成BiCb，BiCb的沸点为447℃；

20-

H.25℃时.Arsp[Cu(OH)2]=1.2X10~：Afsp(PhCl2)=1.17X10\

回答下列问题：

⑴”滤渣[”的成分为(填化学式)。

(2)“脱氯”的化学方程式为。

(3)“沉铜”时，向“滤液H”中加入NaOH溶液调节pH,促进Cb水解生成Cu3(OCl)2,则此过程中Ci?

+水解的离子方程式为。若“滤液II”中c(Cu2+)为0.01mol-L^1,当加入等体

积的NaOH溶液时，pH恰好为6,出现沉淀Cu(OH)2,此时的去除率为(忽略溶液体积变化)。

(4)“滤液III”经加热浓缩后可返回_______________工序循环使用。

4.(2020・山东新高考5月模拟)利用机钛磁铁矿冶炼后产生的钮渣(主要含FeOVzCb、A12O3.SiO?及少量

可溶性磷酸盐)生产V2O5的工艺流程如下，回答下列问题：

已知：①V2O5、AI2O3>SiCh可与Na2c03、NaCl组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVCh、NaAIO2>

NazSiCh等可溶性钠盐。

②A1O*+4H+=A/+2H2O。

(1姆烧I包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得V2O5,写出氧化过程中FcOWzOi发生反应的

化学方程式：;

废渣］的主要成分是:

精制I中加盐酸调pH的主要作用是，加入NH3H2O后发生反应的离

子方程式为o

(2)精制II中加入CaCL溶液除去磷酸盐,pH过小时影响除磷效果的原因是；

pH过大时，沉淀量增大的原因是。

(3)沉钢所得NH4Voa沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是。NH4V03在500℃时焙

烧脱氨制得产品V2O5,反应的化学方程式为2NH4V03=£=505+比0t+2NH3t0但脱氨过程中，部分

V2O5会转化成V2O4,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2,该反应的化学方程式为

5.高纯MnCCh在电子工业中有重要的应用，工业上利用软锦矿(主要成分是MnCh，还含有FezOs、CaCCh、

CuO等杂质)制取碳酸镉的流程如图所示:

NH.HCO,

已知：还原焙烧主反应为2MnO2+C±'=2MnO+CO2f.

可能用到的数据如下:

氢氧化物

Fe(OH)3Fe(OH)2CU(OH)2Mn(OH)2

开始沉淀pH1.56.54.28.1

沉淀完全pH3.79.77.410.1

根据要求回答下列问题：

(1)在实验室进行步骤A,混合物应放在________________________中加热；步骤C中的谑渣为

(2)步骤D中氧化剂与还原剂的物质的量之比为o

(3)步骤E中调节pH的范围为,其目的是o

(4)步骤G,温度控制在35℃以下的原因是,若Mr?十恰好沉淀完全时测得溶液

1

中COM的浓度为2.2XlO^molV,则KSp(MnC()3)=。

(5)生成的MnCCh沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否干净的方法是。

(6)现用滴定法测定产品中钵元素的含量。实验步骤：称取3.300g试样，向其中加入稍过量的磷酸和硝酸，

已知；①金属活动性；Mn>Fc>Ni>Pb,

②流程中各步骤中对杂质离子的去除情况如下表:

Fe2+Ni2+Pb2+

初始浓度/(mgL-i)21.024.955.86

酸浸后/(mg[r)12.853.803.39

除铁后/(mg・L1)0.253.763.38

除银、铅后/(mg]))0.10(达标)3.19(未达标)0.12（达标）

(1)酸浸。向粗钵粉中加入一定浓度的硫酸，控制溶液的pH约为5,测定离子的初始浓度。静置一段时间

后镒粉仍略有剩余，过滤；此时Fe?+浓度降低，可能的原因为。

3+

⑵氧化。向“酸浸”后的滤液中加入MnO2,使溶液中的Fe>转化为Fe,反应的离子方程式为

(3)除铁。向“氧化”后的滤液中加入物质X,是为了调节溶液的pH,使F/'转化为沉淀而除去。下列可

以作为物质X的是(填字母)。

A.M11CO3B.Mn(OH)2C.NH3H2O

(4)除银、铅。向“除铁”后的滤液中通入H2s气体，待充分反应后加热一段时间，冷却后过滤；此时Ni?

+不达标而Pb?+达标。推测溶解度：PbSNiS(填或“<”)。

⑸制备碳酸锦。已知溶液pH和反应温度对MnCO3的产率影响分别如图1、图2所示。

请设计从提纯后的MnS04溶液制备MnCCh沉淀的实验方案：[实验中须使用的试剂有：氨水一

(NHD2CO3混合溶液]。

金属及其化合物的制备大题专题训练

I.铭是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铭熔点为I857C。

(1)工业上以铭铁矿「主要成分是Fe(G<)2)2]为原料冶炼铭的流程如图所示：

Na.»CO+O水Na2s

l.]32jT_________

3高温%化卜甫流4->|cr(0H):t|-^*(c7]

(I|-----~-r-1|--------------'1

CO2渣料(含FezOj

①Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则格为价。

②高温氧化时反应的化学方程式为o

③操作a由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是、铝热反应。

(2)Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐H勺化学式:

(3)水中的铭元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。转化为重要产品磁性铁铭氧体

(CrvFeyOz)：先向含CrOi的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后冉通入适量空气(氧化部分

Fe”并加入NaOH,就可以使铭、铁元素全部转化为磁性铁铭氧体。

①写出CrO厂在酸性条件下被F3+还原为Ci3+的离子方程式：o

2

②若处理含1molCrOr(不考虑其他含倍微粒)的污水时恰好消耗10molFeSO45则当铁铭氧体中n(Fe

+)：〃(Fe3+)=3：2时，铁格氧体的化学式为。

答案⑴①+3②4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2co3=^=2Fe2O3+8Na2ao4+8CO2③灼烧使CriOHb分解

(2)NaCrO2Cr2(SO4)3

2+t3+3+

(3)®3Fc+CrOr+8H=3Fe+Cr+4H2O

@Cf2Fe2o027

解析(1)①根据化合物中各元素的正负化合价代数和为0分析。②根据流程确定反应物和生成物，用化合

价升降法配平书写化学方程式。(2)模仿A1(OH)3与NaOH、稀硫酸的反应确定生成物。(3)①酸性条件下

CrOf■被Fe?+还原为Ci3+,Fe?+被氧化成F«3+,反应可写成Fe2++CrO/+H+-Fe3++C产'+比0,根据

得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平方程式。②根据Fe守恒，铁格氧体中/?(Fe2+)=10molX^=6mol,

2

H(Fe3+)=10molX^=4mol,根据Cr守恒，铁格氧体中〃(撩+产/内山厂尸1mol,根据电荷守恒，铁拈

一人»2X6mol+3X4mol+3Xlmol口一~入.

氧体中〃(0~)=-------------2-------------=13.5mol,铁格氧体中/2(Cr):〃(Fe):〃(0)=1mol:10mol:

13.5mol=2：20：27,铁络氧体的化学式为Cr2Fe2o027o

2.一种用软钵矿(主要成分MnO，)和黄铁矿(主要成分FeS”制取MnSO.HQ并向收单质硫的工艺流程如

下:

酸

端

溶

-

^4

电

软铺矿一混合8t0^l-MnSOrH.O

研磨液

黄铁矿一-渣④⑤

①2

NHJS溶液--浸取分解一产品：S

⑥

H2O⑦

己知：本实验条件下，高锌酸钾溶液与硫酸镒溶液混合产生二氧化镭。

回答下列问题：

(1)步骤①混合研磨成细粉的主要目的是;步骤②浸取时若生成S、MnSO4及

FHSO4)3,则其反应的化学方程式为o

(2)步骤③所得酸性滤液可能含有Fe?+,为了除去Fe?*可先加入；步骤④需将溶

液加热至沸，然后在不断搅拌下加入碱调节pH为4〜5,再继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的目的是

o步骤⑤所得滤渣为(填化学式)。

(3)步骤⑦需在90〜1()0C下进行，该反应的化学方程式为。

(4)测定产拈MnSCXpFhO的方法之一是：准确称取ag产品于锥形瓶中，加入适量ZnO及H?。煮沸，然后

用cmol,L-iKMnO4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液VmL,产品中Mr?+的质量分

数为ip(Mn2*)=0

答案(1)增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取速率和浸取率3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+

Fe2(SO4)34-4S4-6H2O

(2)软镭矿粉或H2O2溶液破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒长大，便于过滤分离Fe(OH)3

(3XNH4)2S,t+i=^=2NH3t+H2st+.rSI

(4亨/0

解析(2)由于Fe?+具有较强的还原性，在酸性条件下可用软镒矿粉(MnCh)或H2O2将其氧化为Fe3+,既不

引入杂质，又能达到除去的目的：用碱液处理时，需将溶液加热至沸，然后在不断搅拌下调节pH为4〜5,

再继续煮沸一段时间，以破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒增大，便于过滤分离，得到的滤渣为Fe(OH)3。

(4)已知本实验条件下，高杨酸钾溶液与硫酸杨溶液混合产生二氧化蛀。根据得失电子守恒可得二者反应的

-

化学方程式为2KMnCh+3MnSO4H2O=5MnO2+K2so4+2H2sO4+H2O,已知〃(KMnO4)=cmol-L

lXVX10_3L=cVX10_3mol,则〃(MnSO4・H2O)=1.5WX10一%]3,产品中Mi?+的质量分数为“小而+尸

1.5cVX10-?moIX55gmol-18.25c匕

-----------------——S--------X100%=^^%o

3.(2020.日照模拟)例(83号元素)主要用于制造合金，钿合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字

和高精度铸型。湿法提钮新工艺以氧化锌渣(主要成分为臼2。3,含有PbO、Ag2。、CuO杂质)为原料提Bi

的工艺流程如F：

金酸、旭

和Na&NaOH溶液热NaOH碳、高温

佬」BiociJ^LBUO一礼粗

渣一[]旷1蕈尸慢BiOCI芯「BIQL圆一Bi

港渣I滤液nT沉铜卜湎滤液m

NaOHCu,(OCl)2

溶液固体

已知：I.BiOQ不溶于水，加热至700℃就分解生成BiCh，BiCb的沸点为447C；

205

II.25℃时,^p[Cu(OH)2]=1.2X10~；/Csp(PbCl2)=1.17X10-o

回答下列问题：

(1)“滤渣[”的成分为(填化学式)。

(2)“脱氯”的化学方程式为。

(3)“沉铜”时,向“滤液H”中加入NaOH溶液调节pH,促进CiP”水解生成Cii3(OCI)2,则此过程中CiP

+水解的离子方程式为o若“滤液II”中c(Ci>2+)为0.01mod当加入等体

积的NaOH溶液时,pH恰好为6,出现沉淀Cu(OH)2.此时一的夫除率为(忽略溶液体积变化).

(4)“滤液IH”经加热浓缩后可返回________________工序循环使用。

答案(l)AgQ、PbCh(2)2BiOCI+2NaOH=^=Bi2O3+2NaCI+H2O

2+

(3)3Cu+2H2O+2Cr=Cu3(OCl)2I+4H+97.6%(4)浸出

解析(1)根据工艺流程图分析可知，钞渣中加入盐酸和饱和NaCl溶液，滤渣【的成分是AgCl和PbCl2o

⑵“脱氯”时，BiOCl与热的NaOH反应得到BizCh和NaCl,反应的化学方程式为2BiOCl+2NaOH=^=

BiQ3+2NaCl+H2O°(3)“沉铜”时,向滤液U中加入NaOH溶液调节pH,促进Ci?+水解生成Cu3(OCl)2,

反应的离子方程式为3CU2++2H2O+2C广=CU3(OC1)2I+4口，加入等体积的NaOH溶液时，pH=6,溶

液中c(H')=IO-6molL_,,则c(OH-)=10-8mol・L「，由于Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+>c2(OH-),则c(Cu2+)=0.000

12mol-

L-1,ZJ(CU2+)=0.00012mol-L-,X2VL=0.00024VmoI,则去除的C产的物质的量为0.01Vmol-000024Vmol

=0.00976Vmol,Cu2*的去除率为"备篝X100%=97.6%»

(4)滤液III为NaCl溶液，经加热浓缩后可返回浸出工序循环使用。

4.(2020・山东新高考5月模拟)利用帆钛磁铁矿冶炼后产生的钮渣(主要含FeOVzCh、AI2O3、SiCh及少量

可溶性磷酸盐)生产V2O5的工艺流程如下，回答下列问题：

NaCI①加公酸调②加氨水调

Na2c5H2UpH=l-1.6pH=9.8

废玳in

已知：①V2O5、AI2O3.SiO2可与Na2co3、NaCI组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVCh、NaAlCh、

Na?SiO3等可溶性钠盐。

②A1O2+4H'=A13++2H2O=.

(1磨烧1包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得VzOs，写出氧化过程中FeOVzQ；发生反应的

化学方程式：;

废喳I的主要成分是；

精制I中加盐酸调pH的主要作用是，加入NH3H2O后发生反应的离

子方程式为o

⑵精制II中加入CaCh溶液除去磷酸盐，pH过小时影响除磷效果的原因是

pH过大时，沉淀量增大的原因是。

(3)沉钢所得NH4VO3沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是oNH4Vo3在500°C时焙

烧脱氨制得产品V2O5,反应的化学方程式为2NHNCh=^V2Qs+Hqt+2NH,t。但脱氨过程中，部分

V2O5会转化成V2O4,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2,该反应的化学方程式为

____________________________________________________O

1+3+

答案(D4FeOV2O3+5O2=^=2Fe2O3+4V2O5Fe2O3除Si并将A1O?转化为AlAl+

3NH3H2O=A1(OH)3I+3NH；、K+NH3HzOUFhO+NH：

(2)形成溶解度较大的酸式盐(或形成溶解度较大的磷酸氢钙或磷酸二氢钙)产生了Ca(OH)2沉淀

S00匕

(3)C「3V2O5+2NH3^=3V2O4+N2+3H2O

煤探

解析(1)氧化过程FeOVzCh生成对应的金属氧化物FezCh和V2O5,化学方程式为4FeOV2O?+5O2=^=

2Fe2O3+4V2O5：经过氧化和钠化后,V2O5^AI2O3、SiCh均转化为可溶性盐,FezOs成为滤渣：精制I中

加盐酸调pH是为了和SiO「反应生成硅酸沉淀，并将A1O5转化为AH+；加入NHyHzO后与AP+发生反

应生成A1(OH)3沉淀，还可以中和酸，反应的化学方程式为A13++3NH3,H2O=A1(OH)3I+2NH；、H++

NH3H2。=%。+NH；。

(2)精制H中加入CaCL溶液生成璘酸钙沉淀，除去磷酸盐，pH过小时易形成溶解度较大的酸式盐；pH过

大时易形成Ca(OH”沉淀。

(3)沉锐时加入试剂NH40,因此所得NH4VO3沉淀含有的阴离子主要为C「；脱氮过程中，部分VzOs会转

化成V2O4,且反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3：2,则V2O5为氧化剂，N%为还原刑，还原产物

SOO*c

为V2O4,氧化产物为N2,则氧化还原方程式为3V+2NH3^=3V2O4+N2+3H2Oo

5.高纯MnCQ?在电子工业中有重要的应用，工业上利用软锦矿(主要成分是MnCh，还含有FeQs、CaCO3.

Cu()等杂质)制取碳酸镭的流程如图所示：

NH.HCO,

已知：还原焙烧主反应为2Mn02+c3=2Mn0+C02t。

可能用到的数据如下：

氢氧化物Fe(OH)Mn(OH)

3Fe(OH)2CU(OH)22

开始沉淀pH1.56.54.28.1

沉淀完全pH3.79.77.410.1

根据要求回答下列问题：

(1)在实验室进行步骤A,混合物应放在中加热：步骤C中的滤渣为

(2)步骤D中氧化剂与还原剂的物质的量之比为o

(3)步骤E中调节pH的范围为,其目的是

(4)步骤G,温度控制在35℃以下的原因是,若M/+恰好沉淀完全时测得溶液

6_1

中C5一的浓度为2.2X10-molL,则KsP(MnCO3)=。

(5)生成的MnCCh沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否干净的方法是o

(6)现用滴定法测定产品中镒元素的含量。实验步骤：称取3.300g试样，向其中加入稍过量的磷酸和硝酸，

加热使产品中MnCCh完全转化为［Mn(P()4)2］3—(其中NO3■完全转化为NO力；加入梢过量的硫酸铉，发生反

应NO£+NH：=N2t+2比0以除去NOf；加入稀硫酸酸化，再加入60.00mL().500molL「硫酸亚铁钱

溶液，发生的反应为［Mn(PO4)2『・+Fe2+=Mn2++Fe3++2POi；用5.00mL0.500molL、酸性KzCnCh

溶液恰好除去过量的Fe2+。

①酸性K2c门O?溶液与Fc2+反应的离子方程式为。

②试样中镒元素的质量分数为。

答案⑴珀烟C、Cu和CaSCh(2)1：2(3)3.7<pH<8.1使Fe?*转化为Fe(OH)3而除去，且不影响

Mn2+(4)减少碳酸氢钱的分解，提高原料利用率2.2X10-"(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，向

其中滴加用盐酸酸化的BaCL溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净(6)①6Fe2++Cf2。歹+14H+

3+3

=6Fe+2C1++7H2O②25%

6.软铳矿的主要成分为MnO2，还含有Fe2O3>MgO、AI2O3、CaO^SiCh等杂质，工业上压软镒矿制取

MnSO4H2O的流程如下：

先加HQ?,

H2SOt,SO2再调pH至5~6Mr.F2

软铺矿第”除杂声马第4除杂瞥釐］

浸出渣滤渣1滤渣2

MnSO.H.O—|趁热过滤上一

已知：①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表

金属阳离子Fe3Al3Mn2Mg21

完全沉淀时的pH3.25.210.412.4

②温度高于27℃时，MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。

(1)“浸出”过程中MnOz转化为Mi?+的离子方程式为。

(2涕］步除杂中加入H2O2的R的是,

(3)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为(填化学式)，调pH至5〜6所加的试剂，可选择

(填字母)。

a.CaOb.MgOc.AI2O3d.氨水

(4)第2步除杂，主要是将Ca2+、Mg?.转化为相应氟化物沉淀除去，写出MnF?除去Mg2’的离子方程式：

，该反应的平衡常数为。

(已知:MnFz的Ksp=5.3X10-3；CaF?的仆=1.5义10-2MgFz的Ksp=7.4X10一”)

(5)采用“趁热过漉”操作的原因是o

(6)取少量MnSOjHzO溶于水，配成溶液，测其pH发现该溶液显酸性，原因是

_______________________________________________________________(用离子方程式表示)。

2+

答案(1)MnO2+SO2=SOi'+Mn

(2成Fe2‘氧化为Fe3+

(3)AI(OH)3、Fe(OH)3ab

(4)MnF>-l-Mg2+Mn2++MgF>7.2XIO7

(5)减少MnSO4H2O在水中的溶解，得到更多产品

2++

(6)Mn+2H2OMn(OH)2+2H

2+

解析(1)“浸出”过程中MnCh与SO?发生氧化还原反应，离子方程式为MnO2+SO2=SOi-+Mn<>

(2)第I步除杂中加入H2O2的目的是将溶液中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+,以便于形成Fe(OH)3沉淀，过

滤将沉淀除去。

(3)第1步除杂时调整溶液的pH至5〜6,可以使溶液中的Al”、Fe>分别形成A1(OH)3、Fe(OH)3沉淀，

所以形成滤渣1的主要成分为A1(OH)3、Fe(OH)3:在调pH至5〜6时，为了不引入新的杂质离子，所加的

试剂应该可以与酸发生反应，可选择含有Czp+、Mg2+的化合物CaO、MgO,a、b正确。

(4)第2步除杂，主要是将Ca?+、Mg2+转化为相应的氟化物沉淀除去，MnF?除去Mg2+的离子方程式是MnF2

2+

+Mg2+Mn+MgF2;该反应的平衡常数=，翡［=£嚼喂=72X

(5)由已知②温度高于27°C时，MnSCh晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低，故采用“趁热过滤”操作

可以减少MnSChrHzO在水中的溶解，得到更多产品。

(6)MnSO4是强酸弱碱盐，M/+发生水解反应。

7.工业上由粗钵粉(主要杂质为Fe、Ni、Pb等金属单质)制备高纯碳酸锌。其主要工艺流程如图：

HSO4MnO,XH2s

2TJ,T,「，

粗抵粉―酸浸-*氧化—*除铁--除银、铅--MnCOj

已知：①金属活动性：Mn>Fe>Ni>Pb,

②流程中各步骤中对杂质离子的去除情况如下表:

Fke2+Ni2+Pb2+

初始浓度/(n】g・L1)21.024.955.86

酸浸后/(m心口)12.853.803.39

除铁后/(mg・L1)0.253.763.38

除银、铅后/(mgL-0.10(达标)3.19(未达标)0.12(达标)

(1)酸浸。向粗锦粉中加入•定浓度的硫酸，控制溶液的pH约为5,测定离子的初始浓度。静置•段时间

后镒粉仍略有剩余，过滤；此时Fe?+浓度降低，可能的原因为。

3+

⑵氧化。向“酸浸”后的滤液中加入MnO2,使溶液中的Fe2'转化为Fe,反应的离子方程式为

(3)除铁。向“氧化”后的滤液中加入物质X,是为了调节溶液的pH,使Fe3+转化为沉淀而除去。下列可

以作为物质X的是________(填字母)。

A.MnCChB.Mn(OH)2C.NH3H2O

(4)除锲、铅。向“除铁”后的滤液中通入H2s气体，待充分反应后加热-•段时间，冷却后过滤：此时Ni?

+不达标而Pb?+达标。推测溶解度：PbSNiS(填或“<”)。

(5)制备碳酸钵。已知溶液pH和反应温度对MnCO3的产率影响分别如图I、图2所示。

5.()5.56.06.57.()7.58.0

PH

图I

请设计从提纯后的MnSCh溶液制备MnCCh沉淀的实验方案：［实验中须使用的试剂有：氨水一

(NHQ2CO3混合溶液］。

2+13+2+

答案⑴空气中的02将部分Fe2,氧化(2)2Fe+MnO2+4H=2Fe+Mn+2H2O(3)AB(4)<(5)

在搅拌下向MnSO4溶液中缓慢加入氨水TNHSCO?混合溶液，调节溶液pH为7左右，并在60℃水浴中

保温，待沉淀完全后，冷却、过滤、洗涤、干燥后得MnCCh沉淀

解析(l)Fe2+还原性较强，空气中的02将部分Fe?+氧化，导致Fe?+浓度降低。

(2)MnCh将Fe?+氧化为Fe3+,自身被还原成Mn2+,结合电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2Fe?++

MnO2+4H+=2Fc3+4-Mir++2H2Oo

(3)为了不引入新的杂质，应加入适量的MnCCh或Mn(OH)2调节pH除去Fe3+。

(4)Ni2+不达标而Pb?+达标，说明溶液中S?一浓度一定时，Ni?+的浓度较大，则相同条件下NiS的溶度积较

大，二者为同种类型的沉淀，所以溶解度PbSvNiS。

(5)根据图像可知pH在7左右，温度在60℃左右时，MnCCh的产率最大，所以从提纯后的MnSCh溶液制

备MnCOj沉淀的实验方案为在搅拌下向MnSO4溶液中缓慢加入氨水一(NH5CCh混合溶液，调节溶液pH

为7左右，并在60C水浴中保温，待沉淀完全后，冷却、过滤、洗涤、干燥后得MnCCh沉淀。

金属及其化合物制备流程(V、Cr、Co、Ni、Mo)专题训练

I.(2020・四川绵阳南山中学高三模拟)工业上用含三价铀(V2O3)为主的某石煤为原料(含有AI2O3、CaO等杂

质)，钙化法焙烧制备V2O5,其流程如下：

石屐偿生函矶吗浸出液户也|NH,VOJ萼VQs

资料：+5价机在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：

pH4〜66〜88〜1010-12

主要离子VOt：voF

VO3vor

(1)焙烧：向石煤中加生石灰焙烧，将V2O3转化为Ca(VO3)2的化学方程式是

(2)酸浸：①Ca(VO”2难溶于水，可溶于盐酸。若焙砂酸浸时溶液的pH=4,Ca(V()3)2溶于盐酸的离子方程

式是

②酸度对锐和铝的溶解量的影响如图所示：酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%,根据下图推测，酸浸时不

选择更高酸度的原因是,

⑶转沉：将浸出液中的帆转化为NH4V03固体，其流程如下:

(NH»jCO,NH.CI

)(NH,)：VO,

行灰乳Cai(VO»2溶液t溶液NHtVO：t

过滤沉淀过逑|溶液过流固体

①畏出液中加入石灰乳的作用是o

②已知常温下CaCO3的溶度积常数为&pi，C%3(VO4)2溶度积常数为&p2。过滤后的(NH03VO4溶液中VOF

的浓度为cmolLr,该溶液中CO歹的浓度为molL-,o

③句(NHD3VO4溶液中加入NH4CI溶液，控制溶液的pH=7.5.当pH>8时，NH4VCh的产量明显降低，

原因是<■

(4)测定产品中V2O5的纯度:称取ag产品，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液。再加入6mLeimolL

-1

tNH4)2Fe(SO4)2溶液(VO；+2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O),最后用c2mol-LKMnOj溶液滴定过量的

(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2mLo

已知MnO4被还原为Mn”,假设杂质不参与反应。则产品中V?Os的质量分数是。

(V2O5的摩尔质量：182gmo「)

2.(2020・绵阳高三质检)元素格(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。回答下列问题：

I.+6价的Cr能引起细胞的突变而对人体不利，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的Cr0完成并配平卜

列离子方程式：

二|

□Cr2or+□SOf+□=□c'+□SOf+H2O

IL(1)工业上利用铭铁矿(FcO・Cn03)冶炼铭的工艺流程如图所示：

a.操作①中为加快焙烧速率和提高原料的利用率，可采取的措施是(答一条即可)。

b.浸出液的主要成分为NazCrO,，向滤液中加入盐酸酸化的氯化钢溶液有白色沉淀生成”则操作③发生反

应的离子方程式为。

c.由Cr2O3冶炼Cr可用铝还原，写出该反应的化学方程式：。

(2)Cr(OH)3和AI(OH)3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式：

⑶以倍酸钠(NazCrO。为原料，用电化学法可制备重铝酸钠(NazCcO)，实验装置如图所示(已知：2CrOi-+

2H*CnOh+H2O)。

①阴极的电极反应式为。

②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na，物质的最由。mol变为人mol,则此时铭酸钠的转化率为

3.(2020・济南联考)碱式碳酸钻用作催化剂及制钻盐原料，陶瓷工业着色剂，电子、碱性材料的添加剂。

利用以下装置测定碱式碳酸钻［Co式OHMCCh)二・%()］的化学组成，

已知：碱式碳酸钻中钻为+2价，受热时可分解生成三种氧化物。

请回答下列问题:

⑴选用以上装置测定碱式碳酸钻［Co式OH)y(CO3)2HO］的化学组成，其正确的连接顺序为

a