新高考2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练22化学工艺流程题

专练22化学工艺流程题

1.12023•辽宁卷］某工厂采用如下工艺处理银钻矿疏酸浸取液含（旧2+、Co"、Fe2\

Fe3\Mg”和所计）。实现锲、钻、镁元素的回收。

石灰乳（SO2+空气）NaOHNaOH

滤渣钻银渣沉渣

已知：

物质Fe(OH)3Co(OH)Ni(OH)2Mg(OH)

2IO”2

K410-3IO-11-567ID"

回答下列问题：

（1）用硫酸浸取银钻矿时，提高浸取速率的方法为（答出一条即可）。

（2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸（&SOs）,

1molH2s05中过氯键的数目为。

（3）“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,M/+被H2sO5氧化为丽。2,该反应的离子方程

式为（乩SOs的电离第一步完全，第二步微弱）；滤渣的成分为所。2、（填

化学式）。

（4）“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn（II）氧化率与时间的关系如下。SO?体积

分数为时，Mn（II）弱化速率最大；继续增大SO,体积分数时，Mn（II）氧化速率

减小的原因是o

%

/M

3

屏

(

1

W

（5）“沉钻银”中得到的Co（II）在空气中可被氧化成CoO（0H）,该反应的化学方程

式为O

（6）“沉镁”中为使M-+沉淀完全（25°C）,需控制pH不低于（精确至0.1）。

2.［2022•北京卷］白云石的主要化学成分为CaMg（C0J2,还含有质量分数约为2.1%

的Fe。和1.0%的Si（）2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁，流程示意图如下。

通m碳酸钙

沉钙产品

已知:

物质Ca(OU)2Mg(OH)2CaC0；tMgCO;J

5.5X10-*5.6X1CT”3.4X10-56.8X10-6

（1）白云石矿样城烧完全分解的化学方程式为

（2）NHC1用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。

氧化物（MO）浸产品中Mg杂

n(NH.C1)产品中CaCC纯度/%

出率/%质含量/%（以

/n(CaO)

CaOMgO计算值实测值MgC（h计）

2.1198.41.199.199.7—

2.2198.81.598.799.50.06

2.4199.16.095.297.62.20

备注:i.M0浸出率=（浸出的M0质量/煨烧得到的H0质量）X100%（M代表Ca或Mg）。

ii.CaC（）3纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中CaCO：i

纯度。

①解释“浸钙”过程中主要浸出CaO的原因是

②沉钙反应的离子方程式为

③“浸钙”过程不适宜选用〃（NH£1）：〃（CaO）的比例为。

④产品中CaCO：t纯度的实测值高于计算值的原因是

（3）“浸镁”过程中，取固体B与一定浓度的（NHJ2sol溶液混合，充分反应后MgO

的浸出率低于60%。加热蒸窗，MgO的浸出率随储出液体积增大而增大，最终可达98.9%

从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是

（4）滤渣C中含有的物质是。

（5）该流程中可循环利用的物质是

3.［2022•山东卷］工业上以氟磷灰石［Ca#（P0,）3,含SiQ等杂质］为原料生产磷酸和

石膏，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）酸解时有HF产生。氢氟酸与Si（h反应生成二元强酸H2SiK,离子方程式

为。

（2）部分盐的溶度积常数见下表。精制I中，按物质的量之比〃（Na。）：,）：〃（SiF「）

=1'1加入Na2cO3脱氟,充分反应后，c（Na+）=mol・L-1；再分批加入一定量的

BaCO3,首先转彳乜为沉淀的离子是_______________________________

BaSiFeNa2SiF«CaSO(BaSOi

K,。1.0X10-64.0X10-69.0X10-41.0X10-'

（3）SO：浓度（以S03%计）在一定范围时，石膏存在形式与温度、H3Poi浓度（以巴0条

计）的关系如图甲所示。酸解后，在所得100°C、P2O.我为45的混合体系中，石膏存在形式

为（填化学式）；洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水，原因

是，回收利用洗涤液X的操作单元是；一

定温度下，石膏存在形式与溶液中P20.舟和S0点的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所

得石膏结晶转化的是（填标号）。

A.65℃、%。5%=15、S03%=15

B.80℃、P20s%=10,SO尚=20

C.65°C、P205%=10,S03%=30

I）.8（）°C、P205%=10.SO禺=1（）

0102030405060

P2O5%

4.[2022•河北卷]以焙烧黄铁矿FeS2（杂质为石英等）产生的红渣为原料制备铁铁蓝

Fe（NH）Fe（CN）6颜料。工艺流程如下：

H2sO4

足量（NH4）2SO4

母液

回答下列问题：

（1）红渣的主要成分为（填化学式），滤渣①的主要成分为（填化学式）。

（2）黄铁矿研细的目的是

（3）还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为

4)工序①的名称为

所得母液循环使用。

(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fc(NH)2Fe(CN)6中Fe的化合价为,氧化工

序发生反应的离子方程式为

(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe。-*L0和(NHO2S0.,所加试剂为和

(填化学式,不引入杂质)C

专练22化学工艺流程题

1.答案：(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将银钻矿粉碎增大接触面积

(2).

+

(3)HoO+Mn^+HSO；=MnO2+SOr+3HFe(OH)3

(4)9.0%SO?有还原性，过多将会降低H2sOs的浓度，降低Mn(II)氧化速率

(5)4Co(OH)2+02=4CO0(OU)+2HQ

(6)11.1

解析：在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸

2+

(H2so用石灰乳调节pH=4,M卡被H2s。5氧化为Mn()2,发生反应H20+Mn+HS0；=Mn()2

+S07+3H\F/+水解同时生成氢氧化铁，，，沉钻银”过程中，Co?”变为Co(OH)2,在空

气中可被氧化成CoO(0H)。

(1)用硫酸浸取银钻矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将银钻

矿粉碎增大接触面积。

(2)(H2s。5)的结构简式为,所以1molH2sO5中过氧键的数目为

(3)用石灰乳调节pH=4,出/“被也SOs氧化为MnO2,该反应的离子方程式为：LO+Mr?

-373

++HS()；=Mn02+S0f+3心氢氧化铁的^=10\当铁离子完全沉淀时，溶液中c(Ee

+)=10-5mol•L-1,K„=c(OH-)Xc(Fe3+)=c(OH-)X10-5=IO-37-1,c(OH-)=10

-10-8mol-L-l,根据瓶=10-"，pH=3.2,此时溶液的pH=4,则铁离子完全水解，生成氢

氧化铁沉淀，故滤渣还有氢氧化铁；

(4)根据图示可知S02的体积分数为0.9与时，Mn(II)氧化速率最大；继续增大SO,

体积分数时，由于SO2有还原性，过多将会降低H2s。5的浓度，降低Mn(II)氧化速率；

(5)“沉钻银”中得到的Co(011)2,在空气中可被氧化成CoO(OH),该反应的化学

方程式为:4Co(OH)2+02=4CO0(OH)+2乩式

2+

(6)氢氧化镁的启=10一取’当镁离子完全沉淀时，c(Mg)=10-5mol.L-«,根据

-+-,l

(可计算c(0H)=10-”mol-L-,根据A；=10^\c(H)=10"mol•L-,所以溶

液的pH=ll.1。

2.答案：(1)CaMg(CQj)2=^CaO+MgO+2CO21

2+

(2)①AUCa(OH)J»&[Mg(OH)2],在一定量NH£1溶液中,CaO先浸出@Ca

+2NHs4-C02+H20=CaC031+2NH；③2.4：1@K,P(CaC03)(MgC03),CaCO：,优先析

出，沉钙过程中耗NIL且少量NL挥发，减少MgCOa析出

2+

(3)MgO+H2O=Mg(OH)2,Mg(OH)2+2NH：^Mg+2NH.+2H2O,随大量氨逸出，平

衡正向移动

(4)Fe203xSiO2>CaSO,、Mg(OH)(MgO)

(5)NHiCk(NH.)2s0zCO2、NH3

解析：

2

2NH4CI+CaO=Ca*+2NIIj+CO2+II2O=

CaCI2+H2O+2NH3CaCO3l+2NH；

含勺。2

CaMg(CO3)2^

FcOsSiO通CO?

232L漉液A碳酸钙产品

沉伟

NHQMgO+(NH4)2SO4=Fe2O3.SiO2XaSO4

白云石/溶液

MgSO4+H2O4^NH3Mg(OH)2(MgO)

矿样烧怎

(NH溶液

」固体B厂滤渣C

双镁==

CaMg(CO3)2=lB

主要含MgO、含MgSOj-4型酸

Ca(HMgO+2COt

2FejOj^SiOj^CaO

(NHJCO,济液

诞i画频沉镁\

姆特“"MgSO4+(NH4)2COJ^=

MgCO,^^：MgO+CO2fMgCO,I+(NH4)2SO4

(1)白云石煨烧时，CaMg(CO；)2高温分解生成CaO、MgO和CO?。(2)②沉钙时通入

二氧化碳，发生反应Ca2'+2Ml3+Il20+C02=CaC(M+2NH：。③由表可知，氯化镂和氧化

钙的物质的量之比为2.4：1时，氧化镁的浸出率较高，且产品中碳酸钙的纯度较低，所以

不宜选用的物质的量之比为2.4：lo(3)“浸镁”的原理为UgO+HQ=Mg(OH)2,Mg(OH)

2+2NH：?Mg2++2NH+2Ho加热蒸储可使大量氨逸出，平衡正向移动，因此浸出率增大。

(5)由上述分析可知，爆烧时产生的CO?、浸钙和浸镁时产生的NIL、沉钙时产生的NHC1、

沉镁时产生的(NH,)2soi都可以循环利用。

+

3.答案:(1)6HF+SiO2=2H+Siri-+2比0

(2)2.0X10—2so：(3)CaSO,-0.5H2O减少CaSOi的溶解损失，提高产品石膏

的产率酸解D

解析:氟磷灰石用硫酸溶解后过滤，得到粗磷酸和滤渣，滤渣经洗涤后结晶转化为石膏；

粗磷酸以精制1脱氟、除硫酸根离子和SiF;，过滤，滤液经精制H等一系列操作得到磷酸。

氢氟酸与反应生成二元强酸也该反应的离子方程式为+

(1)SilSiR,6HF4-SiO2=2H4-

上。精制中，按物质的量之比〃限)加入」

SiFe"+20(2)I(Na2COO：n(Si=1：1Na2c0

脱氟，该反应的化学方程式为压SiR+Na2c03=Na2SiF,」+O)2t+HO充分反应后得到沉

淀N&SiFe,溶液中有饱和的NaSFs且c(Na*)=2c(SiF;),根据NazSiF.的溶度积可

2+32-，一d/4.0X10"

知心=，2（Na+）-c（SiF；）=4c（SiF；）,c（SiF；）=A/——-——=1.0X10

2mol•L-1,因此。（Na，）=2c（SiF：）=2.OX10-'mol•L-1；同时，粗磷酸中还有硫酸

钙的饱和溶液，c(Ca2+)=c(SO；-)="OXIOT=3.0X10"-mol•L-1；分批加入一定

1AK/10-6

量的BaCO；,当BaSiFs沉淀开始生成时，c(Ba")=1.、八，=1.OX10-1mol•L一，当

51.iJX1u

i0x]0­0

BaSO,沉淀开始生成时，c(Ba2+)=二^3.3XlO^'mol-L-1,因此，首先转化为沉

淀的离子是S0「，然后才是SiF＞。(3)根据图中的坐标信息，酸解后，在所得1()。℃、

P：&%为45的混合体系中，石膏存在形式为CaSO,-0.5B0；CaSCL在硫酸中的溶解度小于在

水中的，因此，洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水的原因是：减少CaSOi的溶解损

失，提高产品石膏的产率；洗涤液X中含有硫酸，其具有回收利用的价值，由于酸解时使用

的也是硫酸，因此，回收利用洗涤液X的操作单元是：酸解。由图甲信息可知，温度越低，

越有利于实现酸解所得石膏结晶的转化，由图乙信息可知，位于65c线上方的晶体全部以

CaSO,・0.5乩0形式存在，位于80c线下方，晶体全部以CaSO』・2FL0形式存在，在两线之

间的以两种晶体的混合物形式存在：巴。、由图乙信息可知，该点坐标位于

5%=15S03%=15,

两个温度线(65°C、80℃)之间，故不能实现晶体的完全转化，A不符合题意；P25%=10、

S0s%=20,由图乙信息可知，该点坐标位于两个温度线(65℃、80C)之间，故不能实现

晶体的完全转化，B不符合题意；P20s%=10.SO禺=30,由图乙信息可知，该点坐标位于

65℃线上方，晶体全部以CaSO「0.5H2形式存在，故不能实现晶体转化，C不符合题意；

由图乙信息可知，该点坐标位于线下方，晶体全部以

P205%=10.S0；5%=10,80℃CaS(h・2Hq

形式存在，故能实现晶体的完全转化，D符合题意。

答案：、

4.(1)FeQSi02Si02

(2)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率

(3)7Fe2(SOJ34-FeS2+8H20=15FeS04+8H2S04

(4)蒸发浓缩、冷去]结晶、过滤洗涤

广