2020屆高考化學(xué)(江蘇專(zhuān)用)二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題檢測(cè)(十)無(wú)機(jī)化工流程 Word版含答案

專(zhuān)題檢測(cè)(十)無(wú)機(jī)化工流程1.(2019?無(wú)錫一模)工業(yè)上以碳酸錳礦(主要成分為MnC03,另含F(xiàn)eO、Fe2O3、CaO等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)錳酸鋰(LiMnO)的工藝流程如下：24⑴為了提高碳酸錳礦浸出的速率，在“酸浸”時(shí)可采取的措施有：①適當(dāng)升高溫度;TOC\o"1-5"\h\z②攪拌；③。⑵“除鐵”時(shí)，加入CaO的目的是。加入MnF2是為了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-濃度為3X10-3mol?L-1,則Ca2+的濃度為mol?L-i［常溫時(shí)，K(CaF)=2.7X10-n］osp2“合成MnO”的化學(xué)方程式為。2“鋰化”是將MnO和LiCO按4：1的物質(zhì)的量比配料，球磨3?5h,然后升溫至23600?750°C,保溫24h,自然冷卻至室溫得產(chǎn)品。升溫到515C時(shí)，開(kāi)始有CO2產(chǎn)生，比預(yù)計(jì)碳酸鋰的分解溫度(723C)低得多?？赡艿脑蚴恰?xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。解析：(1)為了提高碳酸錳礦浸出的速率，在“酸浸”時(shí)可采取的措施有：①適當(dāng)升高溫度；②攪拌；③適當(dāng)增大硫酸的濃度(或?qū)⑻妓徨i礦研成粉末等)；(2)“除鐵”時(shí)，加入CaO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去；(3)加入MnF?是為了K(CaF)除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-濃度為3X10-3mol?L-】，則Ca2+的濃度為=Cc2(F-)=23xX00^)2=3X10-6(mol?L-1)；(4)根據(jù)流程圖分析可知，濾液中MnSO4用阿人氧化生成MnO，則“合成MnO”的化學(xué)方程式為MnSO+KSO+2HO===MnO；+KSO+2HSO；24228222424⑸①“鋰化”時(shí)將MnO和LiCO按4：1的物質(zhì)的量比配料，升溫到515C時(shí)，開(kāi)始有CO232產(chǎn)生，加快了碳酸鋰的分解［比預(yù)計(jì)碳酸鋰的分解溫度(723C)低得多］。可能的原因是MnO2是催化劑，加快了碳酸鋰分解；②該反應(yīng)的化學(xué)方程式8MnO+2LiCO===4LiMnO+2COf23242＋Of。2答案：(1)適當(dāng)增大硫酸的濃度(或?qū)⑻妓徨i礦研成粉末)調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去3X10-6MnS0+KSO+2H0===Mn0；+KSO+2HSOTOC\o"1-5"\h\z4228222424①M(fèi)nO是催化劑②8MnO+2LiCO===4LiMnO+2C0f+Of2232422(2019?南京三模)以鎳廢料(主要成分為鎳鐵合金，含少量銅)為原料，生產(chǎn)NiO的部分工藝流程如下：HaStHHNG溶液溶液NMH溶液IhS溶液TI,,t,］.］,”,鐐廢料T酸溶—頁(yè)花1一|除佚—詞一頑］_廂廄|_0);i'I;氮軾化物Fe(()H)s濾渣濾液已知：下表列出了幾種金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol?L-1計(jì)算)。開(kāi)始沉淀的pH沉淀完全的pHNi2+6.79.5Fe3+1.13.2Fe2+5.8&8CU2+4.27.2⑴“酸溶”時(shí)Ni轉(zhuǎn)化為NiSO,該過(guò)程中溫度控制在70?80°C的原因是4⑵“氧化”時(shí)，F(xiàn)e2+參加反應(yīng)的離子方程式為。⑶“除鐵”時(shí)需控制溶液的pH范圍為。“濾渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。“沉鎳”時(shí)得到堿式碳酸鎳［用xNiCO3?yNi(OH)2表示］沉淀。①在隔絕空氣條件下，“煅燒”堿式碳酸鎳得到NiO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為②“沉鎳”時(shí)，溶液pH增大，堿式碳酸鎳中Ni元素含量會(huì)增加，原因是解析：鎳廢料(主要成分為鎳鐵合金，含少量銅)加稀硫酸、稀硝酸進(jìn)行“酸溶”，其中鐵、鎳溶于酸，銅也與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氮氧化物；“氧化”時(shí)加入h2O2可將“酸溶”后溶液中

的Fe2+氧化為Fe3+,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液pH除去鐵離子，過(guò)濾得到氫氧化鐵濾渣和濾液;向除鐵后的濾液中通入H2S氣體，發(fā)生反應(yīng)H2S+Cu2+===CuS(+2H+,除去Cu2+；再向除銅后的濾液中加入碳酸鈉溶液沉淀鎳離子，過(guò)濾、洗滌、干燥得到的固體經(jīng)煅燒得到NiO?！八崛堋睍r(shí)溫度控制在70?80°C的原因是溫度低于70°C，反應(yīng)速率降低；溫度高于80C，HNO3分解(或揮發(fā))加快；⑵“氧化”時(shí)，F(xiàn)e2+被H^氧化，離子方程式為2Fe2++H0+2H+===2F?++2HO；(3)“除鐵”時(shí)使Fe3+完全沉淀，而Ni2+、Cw+不沉淀，222故需控制溶液的pH范圍為3.2WpHV4.2；(4)通入H$使Cm+沉淀生成CuS,“濾渣”的主要成分為CuS；(5)①在隔絕空氣條件下，“煅燒”堿式碳酸鎳得到NiO、CO2和屯0,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為xNiCO?yNi(OH)====(x+y)NiO+xCOf+yHO；②“沉鎳”時(shí)，溶液pH222增大，堿式碳酸鎳中Ni元素含量會(huì)增加，原因是Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3,pH越大,堿式碳酸鎳中Ni(OH)比例增大。2答案：(1)溫度低于70°C,反應(yīng)速率降低；溫度高于80C,HNO3分解(或揮發(fā))加快2Fe2++HO+2H+===2Fe3++2HO2223.2WpHV4.2CuS①xNiCO?yNi(OH)====(x+y)NiO+xCOf+yHO222②Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，堿式碳酸鎳中Ni(OH)2比例增大(2018?常州一模)利用廢鉛蓄電池的鉛泥(PbO、Pb及PbSO等)可制備精細(xì)無(wú)機(jī)化工4產(chǎn)品3PbO?PbSO?HO(三鹽)，主要制備流程如下：船泥啥化卜過(guò)池lT船泥啥化卜過(guò)池lT皿吐心辯液昭酸NOII2SO1液二栽IItI丨忡醴礦暫廠(chǎng)⑧t④⑤|⑦］謔披I濾液2?漓液3步驟①PbSO轉(zhuǎn)化為難溶PbCO的離子方程式為。43濾液1和濾液3經(jīng)脫色、蒸發(fā)、結(jié)晶可得到的副產(chǎn)品為(寫(xiě)化學(xué)式)。步驟③酸溶時(shí)，其中的鉛與硝酸生成Pb(NO)及NO的離子方程式為32；濾液2中溶質(zhì)主要成分為(寫(xiě)化學(xué)式)。步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式為步驟⑦洗滌操作時(shí)，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌完全的方法是解析：(1)向鉛泥中加入NaCO溶液，PbSO轉(zhuǎn)化為難溶的PbCO的離子方程式為C02-+3433PbSO===PbCO+SO2-。(2)過(guò)濾得到濾液1為NaSO，向?yàn)V渣中加入硝酸,PbO、Pb、PbCO34243都與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO)，然后加入硫酸，生成PbSO,過(guò)濾，濾液2的主要成分是HN0,243向?yàn)V渣中加入NaOH，得到3PbO?PbSO?H0(三鹽)，同時(shí)生成NaSO，故濾液3為NaSO,22424因此濾液1和濾液3經(jīng)脫色、蒸發(fā)、結(jié)晶可得到的副產(chǎn)品為NaSO?1OHO(或NaSO)。(3)4224鉛與硝酸生成Pb(NO)及NO的離子方程式為3Pb+8H++2NO-===3Pb++2NOf+4HO,濾液TOC\o"1-5"\h\z2322中溶質(zhì)主要成分為HNO。(4)步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式4PbSO+6NaOH===3NaSO+4243PbO?PbSO4?H2O+2H2Oo(5)該沉淀吸附的離子是硫酸根離子，用鹽酸酸化的BaCl2溶液檢驗(yàn)。答案：(1)CO2-+PbSO===PbCO+SO2-434NaSO?10HO(或NaSO)42243Pb+8H++2NO-===3Pb++2NOf+4HOHNO234PbSO+6NaOH===3NaSO+3PbO?PbSO?HO+2HO24422取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全(2018?蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))以菱錳礦(主要成分MnCO還含有FeCO、CaCO、SiO、AlO、3，33223Fe2O3、MgCO3等雜質(zhì))為原料制備二氧化錳的工藝流程如下：硫酸Mn(>2化合物X草酸鹽菱怖1，JI礦酸廈?氧化~Tit*和|~|除雜f電解fMnX)?固體1固休？|已知草酸鈣、草酸鎂不溶于水。寫(xiě)出“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：TOC\o"1-5"\h\z“中和”的目的是將鐵、鋁元素轉(zhuǎn)化為沉淀除去，化合物X可用(寫(xiě)一種物質(zhì)的化學(xué)式)。該工藝流程中固體1和固體2均需用水洗滌，目的是?！俺s”時(shí)，除去的金屬離子有?！半娊狻痹砣鐖D所示，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為。nMnSO辮液nMnSO辮液一世矍至二工廣陽(yáng)離子交換膜―-該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有。解析：(1)酸浸后溶液中含有亞鐵離子，能被二氧化錳氧化，則“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+===Mn++2Fe3++2屯0。⑵“中和”的目的是將鐵、鋁元素轉(zhuǎn)化為沉淀除去，由于不能再引入新雜質(zhì)，則化合物X可用MnCO。(3)過(guò)濾得到的沉淀表面3含有雜質(zhì)離子，因此該工藝流程中固體1和固體2均需用水洗滌濾渣，洗出液用于酸浸工序，提高錳的回收率。⑷已知草酸鈣、草酸鎂不溶于水，則“除雜”時(shí)，除去的金屬離子有Ca2+、Mg2+。(5)陽(yáng)極錳離子失去電子轉(zhuǎn)化為二氧化錳，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Mn2++2H20—2e-===Mnq+4H+。(6)硫酸錳電解生成二氧化錳和硫酸，則該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有H2S04、MnO2。答案：(l)MnO+2Fe2++4H+===Mr?++2Fe3++2H022MnC0(或CaCO等)33用水洗滌濾渣，洗出液用于酸浸工序，提高錳的回收率(或用水洗滌濾渣，洗出液循環(huán)利用，提高錳的回收率等)Ca2+、Mg2+Mn2++2HO－2e－===MnO+4H+22HSO、MnO242(2018?南京、鹽城二模)聚合硫酸鐵鋁、聚合氯化鋁是高效水處理劑。以廢鐵屑、廢鋁質(zhì)易拉罐及硫酸為原料，制備聚合硫酸鐵鋁的工藝流程如下：⑴為提高反應(yīng)1、11金屬元素的浸出率，可以采取的措施有TOC\o"1-5"\h\z反應(yīng)III中FeSO轉(zhuǎn)化為Fe(SO)的化學(xué)方程式為。243反應(yīng)III的溫度應(yīng)控制在50?70°C為宜，原因是。反應(yīng)III過(guò)程中往往加入少量硝酸鋁，其作用如圖1所示，轉(zhuǎn)化①的離子方程式為nTOC\o"1-5"\h\z寫(xiě)出Fe(SO)水解生成Fe(OH)(SO)3—牙的離子方程式：。利用圖2所示電解裝置可制備凈水劑聚合氯化鋁。實(shí)際生產(chǎn)中，陽(yáng)極附近因?yàn)楦狈磻?yīng)可能產(chǎn)生的氣體有。解析：(1)為提高反應(yīng)I、II金屬元素的浸出率，可以采取的措施有適當(dāng)提高硫酸濃度、適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、將廢鐵屑、廢鋁質(zhì)易拉罐粉碎或攪拌等。反應(yīng)III向FeSO中加入硫酸并通入氧氣，轉(zhuǎn)化為Fe(SO)的化學(xué)方程式為4FeSO+2434O+2HSO===2Fe(SO)+2HO。2242432反應(yīng)III的溫度應(yīng)控制在50?70°C為宜，原因是溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢；溫度過(guò)高，金屬離子水解趨勢(shì)增強(qiáng)，易形成沉淀，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。反應(yīng)III過(guò)程中往往加入少量硝酸鋁；Fe2+在H+、NO—作用下被氧化轉(zhuǎn)化為Fe3+,則轉(zhuǎn)化①的離子方程式為3Fe2++4H++NO—===3F?++NOf+2HOo2(5)實(shí)際生產(chǎn)中，陽(yáng)極附近由于溶液中的Cl-和OH-放電發(fā)生副反應(yīng)可能產(chǎn)生的氣體為Cl、O。22答案：(1)適當(dāng)提高硫酸濃度；適當(dāng)提高反應(yīng)溫度等4FeSO+O+2HSO===2Fe(SO)+2HOTOC\o"1-5"\h\z2242432溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢；溫度過(guò)高，金屬離子水解趨勢(shì)增強(qiáng)，易形成沉淀，影響產(chǎn)品的質(zhì)量3Fe2++4H++NO-===3F?++NOI+2HO22Fe3++(3—n)SO2-+nHOFe(OH)(SO)3—錯(cuò)誤！+nH+\2丿422n4⑸Cl、O22(2018?蘇北四市一模)沉淀碳酸鈣主要用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)。以精選石灰石(含有少量MgCO3、FeCO3雜質(zhì))為原料制備沉淀碳酸鈣的工藝流程如下:CDNTLC1辯離分析匏CDNTLC1辯離分析匏CaO>t#I沉綻箱選流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有氣體I、氣體II和(填化學(xué)式)。“碳化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為T(mén)OC\o"1-5"\h\z該過(guò)程中通入氣體I和氣體II的順序是。(3)工業(yè)上常用電解氯化鈉和氯化鈣熔融物來(lái)制備金屬鈉，原理如圖所示：電解過(guò)程中，加入氯化鈣的目的是。石墨電極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為電解得到的Na中約含1%的Ca,除去其中少量Ca的方法為。已知部分物質(zhì)的熔沸點(diǎn)如下表：物質(zhì)熔點(diǎn)(K)沸點(diǎn)(K)Na3701156Ca11231757解析：精選石灰石煅燒得到氧化鎂、氧化亞鐵、氧化鈣和氣體I二氧化碳，固體加入氯化銨溶液浸取后用雙氧水氧化，確保亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，再加入氧化鈣調(diào)節(jié)pH,堿性條件下反應(yīng)得到氣體II為氨氣，并使鐵離子、鎂離子轉(zhuǎn)化為沉淀，過(guò)濾，濾渣為氫氧化鐵、氫氧化鎂，過(guò)濾后的溶液以氯化鈣為溶質(zhì)，先通入足量的氨氣，再通入適量的二氧化碳，得到氯化銨和碳酸鈣，過(guò)濾得到濾液為氯化銨，沉淀為碳酸鈣。該工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是參加反應(yīng)，反應(yīng)后又生成的物質(zhì)，流程圖分析判斷氣體I、氣體II分別為二氧化碳和氨氣，可以循環(huán)使用，另外濾液NHC1也可以循環(huán)使用。4“碳化”時(shí)氯化鈣溶液中通入氨氣和二氧化碳生成碳酸鈣和氯化銨，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ca2++C0+2NH+HO===CaCO；+2NH+,氨氣溶解度大，為保證溶解更多氣體，該過(guò)23234程中先通入氣體II,再在堿性溶液中通入氣體I。(3)①電解過(guò)程中，加入氯化鈣的目的是降低電解質(zhì)的熔融溫度，降低能耗。②鐵為活潑金屬，電解氯化鈉制鈉時(shí)不能作為陽(yáng)極，故石墨電極為陽(yáng)極，發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為2Cl-—2e-===ClJ。③電解得到的Na中約含1%的Ca，除去其中少量Ca的方法為控制溫度在1156?1757K間蒸餾。答案：(1)NHCl(2)Ca2++C0+2NH+HO===CaCO；+2NH+先通入氣體11(或后通氣23234體I)(3)①降低電解質(zhì)的熔融溫度，降低能耗②2Cl-—2e-===Cl2f③控制溫度在1156?1757K間蒸餾7?以粉煤灰(主要成分為Al0和SiO，還含有少量的FeO、FeO等)為原料制備Al02322323的流程如下：H2O2足址NaOH過(guò)竝稀出辭液倂液CO.粉__J_,],'_捽拮蘿一匱藥一鋌化一壓H壓]71⑷g亠加o“酸浸”時(shí)需加入過(guò)量的稀硫酸，目的是提高浸取率和；濾渣的主要成分TOC\o"1-5"\h\z是。⑵“氧化”過(guò)程中，加入h2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為?！疤峒儭边^(guò)程中，當(dāng)加入NaOH溶液達(dá)到沉淀量最大時(shí)，溶液中c(SO2-)：c(Na+)=4已知K[Fe(OH)]=1X10-39°“提純”過(guò)程中，當(dāng)c(Fe3+)〈10-6mol?L-i時(shí)，溶液sp3中c(OH-)>mol?L-i?！俺恋怼边^(guò)程中，通入過(guò)量CO時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。2解析：(1)根據(jù)粉煤灰含有成分，加入硫酸發(fā)生的反應(yīng)是Al2O3+6H+===2Ab++3H2O,FeO+2H+===F?++HO,FeO+6H+===2F^++3HO,加入過(guò)量硫酸的目的可以提高浸取率和抑制2232A13+的水解，SiO2不溶于水，也不溶于酸，因此濾渣是SiO2。(2)過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性，能把Fe2+氧化成Fe3+,離子反應(yīng)方程式為HO+2Fe2++2H+二==2F^++2HO。(3)加入NaOH222溶液，達(dá)到沉淀量最大，發(fā)生Al3++3OH-===Al(OH)；，F(xiàn)e3++3OH-===Fe(OH)(，此時(shí)溶33TOC\o"1-5"\h\z液中溶質(zhì)為NaSO,即c(SO2-)：c(Na+)=1：2。(4)根據(jù)K=c(Fe3+)?C3(OH-),因?yàn)閏(Fe3244sp+)<10-6mol?L-1,c(OH-)〉10-iimol?L-i。(5)利用碳酸的酸性強(qiáng)于偏鋁酸，因此有NaAlO?+CO+2HO===Al(OH)；+NaHCO。2233答案：(1)抑制Al3+水解(或?yàn)楹罄m(xù)反應(yīng)提供H+)SiO?2Fe2++HO+2H+===2Fe3++2HO2221：21X10-11NaAlO+CO+2HO===Al(OH)；+NaHCO222338.(2018?蘇州一模)實(shí)驗(yàn)室用硼鎂泥為原料制取MgSO?7HO粗產(chǎn)品的過(guò)程如下：42硼鎂泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、FeO23CaOAlO23BO2330%?40%20%?25%5%?15%2%?3%1%?2%1%?2%TOC