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1、优质文本专题训练一 无机化学工艺流程1某铜矿石的主要成分是Cu2O，还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如下图(：Cu2O2H=CuCu2H2O)。(1)滤液A中铁元素的存在形式为_(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为_，检验滤液A中存在该离子的试剂为_(填试剂名称)。(2)金属E与固体F发生的某一反响可用于焊接钢轨，该反响的化学方程式为_，在实验室中完成此实验还需要的试剂是_。aKClO3bKClcMg dMnO2(3)为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解，应_，直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于0.1 g)时为止；灼烧时必须用到的
2、实验仪器是_。(4)溶液G与固体混合物B反响的离子方程式为_。(5)将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中，得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水)，该盐受热分解产生三种氧化物，那么该盐的化学式是_。解析：(1)根据Fe2O36H=2Fe33H2O、Cu2O2H=CuCu2H2O、2Fe3Cu=2Fe2Cu2，且铜矿石的主要成分为Cu2O，而Fe2O3是少量的，可知滤液A中铁元素的存在形式为Fe2。检验Fe2，可以用铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN溶液、双氧水和KSCN溶液)。(2)E为Al，F中含有Fe2O3，Al与Fe2O3发生铝热反响：2AlFe2O3Al2O3
3、2Fe，该反响可用于焊接钢轨。实验室进行铝热反响，还需要Mg和KClO3。(3)灼烧固体混合物D需要的仪器为坩埚，为使其完全分解，应灼烧至质量不变，因此应灼烧、冷却至室温后称重，重复屡次。(4)固体混合物B的主要成分为SiO2和Cu，溶解SiO2可用NaOH溶液。(5)结合题中信息知绿色的不溶于水的盐为Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2CuCO3。答案：(1)Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu2铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN溶液、双氧水和KSCN溶液等，合理即可)(2)2AlFe2O3Al2O32Feac(3)灼烧，冷却至室温后称重，重复屡次坩埚(4)SiO22OH=SiOH2O(5)Cu2
4、(OH)2CO3或Cu(OH)2CuCO32高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2、Mn2、Cu2、Ni2、Cd2等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：KspFe(OH)31038。答复以下问题：(1)浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)：_。(2)氧化时，参加KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2和Mn2(溶液中Mn元素全部转化为MnO2)，请配平以下除去Fe2的离子方程式：MnOFe2_=MnO2Fe(OH)3H(3)参加锌粉的目的是_。(4)H2SO4浸出液中，c(Fe2)5.04 mgL1、c(Mn2)1.65 m
5、gL1。参加KMnO4溶液反响一段时间后，溶液中c(Fe3)0.56 mgL1，假设溶液pH3，那么此时Fe3_(填“能或“不能)生成沉淀。假设要除尽1 m3上述浸出液中的Fe2和Mn2，需参加_g KMnO4。解析：(1)为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等。(2)Mn元素由7价降低到4价，而铁元素由2价升高到3价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。(3)参加锌粉的目的是消耗溶液中的H，调节溶液pH，促进溶液中的Cu2、Ni2、Cd2等生成沉淀而除去。(4)c(Fe3)105molL1，此时溶液中c(OH1011 molL1，c(Fe3)c3
6、(OH1038KspFe(OH)3，故不能生成Fe(OH)3沉淀。参加KMnO4将Fe2和Mn2分别氧化为Fe3和MnO2，而KMnO4被复原为MnO2，根据得失电子守恒可知，参加KMnO4的质量为158 gmol17.9 g。答案：(1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌(其他合理答案均可)(2)137H2O135(3)调节溶液pH，除去溶液中的Cu2、Ni2、Cd2等(4)不能3以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污染，变废为宝。工业上利用废渣(含Fe2、Fe3的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：注：铵黄铁
7、矾的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12。(1)在废渣溶解操作时，应选用_溶解(填字母)。A氨水 B氢氧化钠溶液C盐酸 D硫酸(2)物质A是一种氧化剂，工业上最好选用_(供选择使用的有：空气、Cl2、MnO2)，其理由是_。氧化过程中发生反响的离子方程式为_。(3)根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH和氧化时间三方面说明)是：_。(4)铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3、_。铵黄铁矾与氨水反响的化学方程式为_。解析：(1)该流程的目的是制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，不能引入杂质离子，不能选用盐酸，而氨水和NaOH溶液能
8、沉淀Fe3和Fe2，所以也不能选用。(2)空气中的氧气在酸性条件下可将Fe2氧化为Fe3，空气易得，本钱低，不产生污染，不引入杂质，氧化过程离子方程式为4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)由图知，控制温度在80 、pH为1.5、氧化时间为4 h，Fe2的氧化率较高。(4)废渣溶解经氧化后溶液中存在Ca2、Mg2、Fe3，加氨水后，可能生成Mg(OH)2沉淀、Fe(OH)3沉淀，另外Ca(OH)2和CaSO4的溶解度较小，也可能析出。由流程图可知，铵黄铁矾与氨水反响得到(NH4)2SO4和Fe(OH)3。答案：(1)D(2)空气原料易得，本钱低，不产生污染，不引入杂质4Fe2O24H=4F
9、e32H2O(3)溶液温度控制在80 ，pH控制在1.5，氧化时间为4 h左右(4)Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)126NH3H2O=4(NH4)2SO46Fe(OH)34(2017沈阳模拟)“分子筛是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4nH2O)，其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备“分子筛的一种工艺如下：(1)分子筛的孔道直径为4A称为4A型分子筛；当Na被Ca2取代时就制得5A型分子筛，当Na被K取代时就制得3A型分子筛。要高
10、效别离正丁烷(分子直径为)和异丁烷(分子直径为)应该选用_型的分子筛。(2)铝灰在90 时水解的化学方程式为_；“水解采用90 而不在室温下进行的原因是_。(3)“酸溶时，为降低生产本钱，应选择的酸为_，理由是_。(4)“氧化时，发生的主要反响的离子方程式为_。(5)该工艺中滤渣的成分是_。(6)“胶体调节pH后过滤所得“晶体需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？_。解析：(1)别离正丁烷和异丁烷，选用分子筛的型号应在之间，故应选择5A型分子筛。(2)铝灰中的AlN发生水解反响生成Al(OH)3和NH3，反响的化学方程式为AlN3H2O=Al(OH)3NH3，加热可以促进AlN水解生成氨气，降低
11、NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。(3)浓缩海水除杂后电解时有氢气和氯气产生，氢气和氯气反响可以制备盐酸，用于酸溶，从而降低生产本钱。(4)酸溶后的溶液中含有Fe2，漂白液中的ClO可将Fe2氧化成Fe3。(5)参加NaOH，Al3转化成AlO，Fe3转化成Fe(OH)3，那么该工艺中滤渣的成分为Fe(OH)3。(6)“胶体调节pH后过滤所得“晶体需洗涤，通过检验晶体外表是否有铵根离子或氯离子可判断是否洗涤干净。答案：(1)5A(2)AlN3H2O=Al(OH)3NH3加快AlN水解反响速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出(3)盐酸电解时生成的氢气和氯气可以制备盐酸(4)2Fe2
12、2HClO=2Fe3ClH2O(5)Fe(OH)3(6)取最后一次洗涤液少许，参加浓氢氧化钠溶液并微热，假设不能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，那么洗涤干净，否那么未洗涤干净(或取最后一次洗涤液少许，加稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，假设不能产生白色沉淀，那么洗涤干净，否那么未洗涤干净)5(2017邯郸模拟)锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁，90%的锰消耗于钢铁工业，10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、 钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：25 ，局部物质的溶度积常数如下：物质Mn(OH)2Co(O
13、H)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp101310161016101110221022(1)步骤中，MnCO3与硫酸反响的化学方程式是_。(2)步骤中需要参加稍过量的硫酸，其目的有3点：使矿物中的物质充分反响；提供第步氧化时所需要的酸性环境；_。(3)步骤中，MnO2在酸性条件下可将Fe2氧化为Fe3，该反响的离子方程式是_；加氨水调节溶液的pH为5.06.0，以除去Fe3。(4)步骤中，需要用到的玻璃仪器除玻璃棒、漏斗外，还有_；滤渣2的主要成分是_。(5)电解后的废水中还含有Mn2，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中参加适量Na2S，进行二级沉降。欲使溶液
14、中c(Mn2)105 molL1，那么应保持溶液中c(S2)_ molL1。解析：向碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)中参加硫酸，可以发生反响生成硫酸盐，其中具有氧化性的MnO2可以将Fe2氧化为Fe3，调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来，向滤液中参加硫化铵，可以将镍离子、钴离子形成硫化物沉淀下来，最后对得到的含有锰离子的盐电解，可以得到金属锰。(1)加稀硫酸时MnCO3和硫酸反响生成可溶性的MnSO4，并产生二氧化碳和水，反响的化学方程式为MnCO3H2SO4=MnSO4CO2H2O；(2)Mn2易水解，参加过量硫酸，还可以抑制Mn2的水解；(3)步骤中，MnO
15、2在酸性条件下可将Fe2氧化为Fe3，反响的离子方程式是MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O；(4)过滤时的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗，故还需烧杯；滤渣2的主要成分是CoS和NiS；(5)MnS的Kspc(Mn2)c(S21011，为了将Mn2105 molL1，那么c(S2)106 molL1106 molL1。答案：(1)MnCO3H2SO4=MnSO4CO2H2O(2)抑制Mn2的水解(3)MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O(4)烧杯CoS和NiS(5)11066以某菱锰矿(含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等)为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。K
16、sp(MnCO31011，KspMn(OH)21013，KspAl(OH)31033。(1)滤渣1中，含铁元素的物质主要是_(填化学式，下同)；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中_含量减少。(2)滤液2中，1价阳离子除了H外还有_(填离子符号)。(3)取“沉锰前溶液a mL于锥形瓶中，参加少量AgNO3溶液(作催化剂)和过量的1.5%(NH4)2S2O8溶液，加热，Mn2被氧化为MnO，反响一段时间后再煮沸 5 min 除去过量的(NH4)2S2O8，冷却至室温。选用适宜的指示剂，用b molL1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe
17、(SO4)2标准溶液V mL。Mn2与(NH4)2S2O8反响的复原产物为_。“沉锰前溶液中c(Mn2)_molL1。(列出表达式)(4)其他条件不变，“沉锰过程中锰元素回收率与NH4HCO3初始浓度(c0)、反响时间的关系如下图。NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越_(填“高或“低)，简述原因_。假设溶液中c(Mn2)1.0 molL1，参加等体积1.8 molL1 NH4HCO3溶液进行反响，计算2040 min内v(Mn2)_。解析：(1)根据工艺流程图分析，菱锰矿酸浸后，浸液中所含金属阳离子有Mn2、Fe2、Al3；参加MnO2，Fe2被氧化为Fe3；参加NaOH调节pH，过滤后
18、得到的滤渣1中含铁元素的物质主要为Fe(OH)3。如果pH过大，那么滤渣中Al(OH)3、SiO2会开始溶解。(2)调pH时参加NaOH、沉锰时参加NH4HCO3，故滤液2中，1价阳离子除了H外还有Na、NH。(3)Mn2与(NH4)2S2O8反响，Mn2被氧化为MnO，那么S2O被复原为SO。根据滴定原理，由原子守恒及得失电子守恒，可得关系式Mn2MnO5(NH4)2Fe(SO4)2，那么n(Mn2)n(NH4)2Fe(SO4)2b molL1V103 LbV103 mol，故c(Mn2) molL1。(4)根据题图，NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越高。参加等体积1.8 molL1
19、 NH4HCO3溶液，那么混合后c(Mn2)0.50 molL1，c(NH4HCO3)0.90 molL1，2040 min内Mn的回收率由20%变为50%，回收率增大30%，故v(Mn2)103 molL1min1。答案：(1)Fe(OH)3Al(OH)3、SiO2(2)Na、NH(3)SO或“H2SO4”、“Na2SO4”、“(NH4)2SO4”(4)高根据Kspc(CO)c(Mn2)，c(NH4HCO3)越大，c(CO)越大，c(Mn2)越小，析出的MnCO3越多或c(NH4HCO3)越大，c(CO)越大，使平衡MnCO3(s)CO(aq)Mn2(aq)向逆反响方向移动，析出的MnCO3越多103 molL1min1