届高考化学二轮专题复习特色专项训练 第九题 无机化工流程综合应用题文档格式.docx
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(5)“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率,其最可能的原因是______________________________________(写一条即可)。
(6)若1t二氧化锗粗品(含杂质30%)经提纯得0.724t的高纯二氧化锗产品,则杂质脱除率为________。
2.某化工厂以软锰矿、闪锌矿(主要成分为MnO2、ZnS,还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)在一定条件下,将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用,可得到含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液,其中发生的主要反应之一如下,请配平此反应方程式:
________MnO2+________FeS+________H2SO4===________MnSO4+________Fe2(SO4)3+________S+________。
(2)将所得溶液按如图所示的工业流程进行操作处理得溶液(Ⅳ),电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn。
a.操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________;
b.操作②中加入适量X的作用是______________________________;
c.工业上用惰性电极电解溶液(Ⅳ)获得产品,每生成1molMnO2,转移________mol电子。
(3)为了从上述流程所产生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,工厂设计的有关流程如图所示。
a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3的离子方程式为___________________________________。
b.若得到nmolAl(OH)3,则理论上消耗的NaOH和HCl的物质的量分别为________mol、________mol。
3.某种电镀污泥中主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜、粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:
煅烧时Cu2Te发生的反应为Cu2Te+2O2
2CuO+TeO2。
(1)煅烧时Cr2O3发生反应的化学方程式为
(2)酸化时Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的离子方程式为
________________________。
(3)浸出液中除了含有TeOSO4外,还含有________________________
(填化学式),整个流程中可以循环利用的物质是____________________________
(填名称)。
(4)配平还原过程中反应的化学方程式,并用单线桥法标注电子的转移方向和数目。
□TeOSO4+□SO2+□______===□Te↓+□______
(5)粗碲经熔融结晶法能得到高纯碲。
若电镀污泥中含Cu2Te的质量分数为49.9%,回收提纯过程中的利用率为90%,1000kg电镀污泥可以制得________kg含碲99.8%的高纯碲。
4.明矾是重要的净水剂、收敛剂,三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3·
3H2O]是重要的光敏材料,是负载型活性铁催化剂的主要原料。
工业上利用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·
xFe2O3的铝灰制备明矾与草酸合铁酸钾的流程如图所示。
生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
氢氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀时的pH
3.6
2.1
7.7
完全沉淀时的pH
5.2
3.2
9.8
回答下列问题:
(1)为提高酸浸速率,应采用的措施是____________________________(答出两条),残渣的主要成分是________。
(2)写出氧化过程中反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
(3)试剂X是________,pH的调节范围是________________________。
(4)操作Ⅱ的内容是______________、过滤、洗涤、低温干燥,若操作Ⅰ与操作Ⅱ的内容相同,则洗涤三草酸合铁酸钾以获得干燥晶体的方法最好是______。
a.热水—酒精 b.冷水—酒精
c.酒精—冷水 d.酒精—热水
(5)溶液B中含有Mn2+,可通过多种方法将它转化为活性MnO2。
①电解法:
制取MnO2的电极反应式为
②KClO3氧化法(有黄绿色气体生成):
反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
5.(2017·
唐山二模)利用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)可制备高性能磁性材料(MnCO3)及纯净的氯化铜晶体(CuCl2·
2H2O)。
工艺流程如下:
几种金属离子沉淀的pH如下表所示。
金属离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
Mn2+
开始沉淀的pH
7.5
8.8
完全沉淀的pH
9.7
6.4
10.4
(1)过程①中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)过程②中,所得滤渣W的成分是_________________________________________。
(3)过程③中,调至pH=6.4的目的是__________________________________。
(4)过程④中,若生成的气体J可使澄清的石灰水变浑浊,则生成MnCO3反应的离子方程式是________________________________________________________________________
(5)将滤渣Q溶解在过量的盐酸中,经过__________________________、过滤、洗涤、低温烘干,即可获得纯净的氯化铜晶体(CuCl2·
(6)过程④中,298K、c(Mn2+)为1.05mol·
L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。
据图中信息,你选择的最佳pH是____________;
理由是________________________________________________________________________。
(7)由滤液C可得到的副产品是______(填化学式)。
6.(2017·
武汉高三模拟)草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。
一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下:
(1)“550℃焙烧”的目的是________________________________________。
(2)“浸出液”的主要成分是_______________________________________。
(3)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+,反应的离子方程式为_______________________________________________。
(4)“净化除杂1”过程中,先在40~50℃加入H2O2,其作用是________________________(用离子方程式表示);
再升温至80~85℃,加入Na2CO3溶液,调pH至4.5,“滤渣1”的主要成分是________。
(5)“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去,若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×
10-5mol·
L-1,则滤液中c(Mg2+)为________[已知Ksp(MgF2)=7.35×
10-11、Ksp(CaF2)=1.05×
10-10]。
(6)为测定制得产品的纯度,现称取1.00g样品,将其用适当试剂转化,得到草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,再用过量稀硫酸酸化,用0.1000mol·
L-1KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共用去KMnO4溶液26.00mL,则草酸钴样品的纯度为____________。
1.[导学号:
53144246] 解析:
(1)锗在元素周期表中位于第四周期第ⅣA族。
(2)“碱浸”过程中发生的反应为非氧化还原反应,化学方程式为GeO2+2NaOH===Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH===2NaAsO2+H2O。
(3)As2O3可与HCl发生反应生成AsCl3,所以传统的提纯方法的缺点是馏出物中含有AsCl3,降低产品纯度。
(4)“蒸馏”过程中Na2GeO3与HCl发生反应生成GeCl4,根据原子守恒即可写出反应的化学方程式。
(6)1t粗品中含有杂质的量为0.3t,脱除的杂质为1t-0.724t=0.276t,所以杂质脱除率为
×
100%=92%。
答案:
(1)第四周期第ⅣA族
(2)GeO2+2NaOH===Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH===2NaAsO2+H2O
(3)馏出物中将会含有AsCl3,降低产品纯度
(4)Na2GeO3+6HCl
2NaCl+GeCl4+3H2O
(5)温度高时GeCl4易挥发,从而降低产率(答案合理即可)
(6)92%
2.解析:
(2)a.由流程图及“电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn”知,锌将Cu2+还原为单质,将Fe3+
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