新高考2024版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)專練22化學(xué)工藝流程題

專練22化學(xué)工藝流程題

1.12023?遼寧卷］某工廠采用如下工藝處理銀鉆礦疏酸浸取液含（舊2+、Co"、Fe2\

Fe3\Mg”和所計）。實現(xiàn)鍥、鉆、鎂元素的回收。

石灰乳（SO2+空氣）NaOHNaOH

濾渣鉆銀渣沉渣

已知：

物質(zhì)Fe(OH)3Co(OH)Ni(OH)2Mg(OH)

2IO”2

K410-3IO-11-567ID"

回答下列問題：

（1）用硫酸浸取銀鉆礦時，提高浸取速率的方法為（答出一條即可）。

（2）“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強氧化性的過一硫酸（&SOs）,

1molH2s05中過氯鍵的數(shù)目為。

（3）“氧化”中,用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4,M/+被H2sO5氧化為麗。2,該反應(yīng)的離子方程

式為（乩SOs的電離第一步完全，第二步微弱）；濾渣的成分為所。2、（填

化學(xué)式）。

（4）“氧化”中保持空氣通入速率不變，Mn（II）氧化率與時間的關(guān)系如下。SO?體積

分?jǐn)?shù)為時，Mn（II）弱化速率最大；繼續(xù)增大SO,體積分?jǐn)?shù)時，Mn（II）氧化速率

減小的原因是o

%

/M

3

屏

(

1

W

（5）“沉鉆銀”中得到的Co（II）在空氣中可被氧化成CoO（0H）,該反應(yīng)的化學(xué)方程

式為O

（6）“沉鎂”中為使M-+沉淀完全（25°C）,需控制pH不低于（精確至0.1）。

2.［2022?北京卷］白云石的主要化學(xué)成分為CaMg（C0J2,還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.1%

的Fe。和1.0%的Si（）2。利用白云石制備高純度的碳酸鈣和氧化鎂，流程示意圖如下。

通m碳酸鈣

沉鈣產(chǎn)品

已知:

物質(zhì)Ca(OU)2Mg(OH)2CaC0；tMgCO;J

5.5X10-*5.6X1CT”3.4X10-56.8X10-6

（1）白云石礦樣城燒完全分解的化學(xué)方程式為

（2）NHC1用量對碳酸鈣產(chǎn)品的影響如下表所示。

氧化物（MO）浸產(chǎn)品中Mg雜

n(NH.C1)產(chǎn)品中CaCC純度/%

出率/%質(zhì)含量/%（以

/n(CaO)

CaOMgO計算值實測值MgC（h計）

2.1198.41.199.199.7—

2.2198.81.598.799.50.06

2.4199.16.095.297.62.20

備注:i.M0浸出率=（浸出的M0質(zhì)量/煨燒得到的H0質(zhì)量）X100%（M代表Ca或Mg）。

ii.CaC（）3純度計算值為濾液A中鈣、鎂全部以碳酸鹽形式沉淀時計算出的產(chǎn)品中CaCO：i

純度。

①解釋“浸鈣”過程中主要浸出CaO的原因是

②沉鈣反應(yīng)的離子方程式為

③“浸鈣”過程不適宜選用〃（NH￡1）：〃（CaO）的比例為。

④產(chǎn)品中CaCO：t純度的實測值高于計算值的原因是

（3）“浸鎂”過程中，取固體B與一定濃度的（NHJ2sol溶液混合，充分反應(yīng)后MgO

的浸出率低于60%。加熱蒸窗，MgO的浸出率隨儲出液體積增大而增大，最終可達(dá)98.9%

從化學(xué)平衡的角度解釋浸出率增大的原因是

（4）濾渣C中含有的物質(zhì)是。

（5）該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是

3.［2022?山東卷］工業(yè)上以氟磷灰石［Ca#（P0,）3,含SiQ等雜質(zhì)］為原料生產(chǎn)磷酸和

石膏，工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）酸解時有HF產(chǎn)生。氫氟酸與Si（h反應(yīng)生成二元強酸H2SiK,離子方程式

為。

（2）部分鹽的溶度積常數(shù)見下表。精制I中，按物質(zhì)的量之比〃（Na。）：,）：〃（SiF「）

=1'1加入Na2cO3脫氟,充分反應(yīng)后，c（Na+）=mol?L-1；再分批加入一定量的

BaCO3,首先轉(zhuǎn)彳乜為沉淀的離子是_______________________________

BaSiFeNa2SiF?CaSO(BaSOi

K,。1.0X10-64.0X10-69.0X10-41.0X10-'

（3）SO：濃度（以S03%計）在一定范圍時，石膏存在形式與溫度、H3Poi濃度（以巴0條

計）的關(guān)系如圖甲所示。酸解后，在所得100°C、P2O.我為45的混合體系中，石膏存在形式

為（填化學(xué)式）；洗滌時使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水，原因

是，回收利用洗滌液X的操作單元是；一

定溫度下，石膏存在形式與溶液中P20.舟和S0點的關(guān)系如圖乙所示，下列條件能實現(xiàn)酸解所

得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是（填標(biāo)號）。

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]以焙燒黃鐵礦FeS2（雜質(zhì)為石英等）產(chǎn)生的紅渣為原料制備鐵鐵藍(lán)

Fe（NH）Fe（CN）6顏料。工藝流程如下：

H2sO4

足量（NH4）2SO4

母液

回答下列問題：

（1）紅渣的主要成分為（填化學(xué)式），濾渣①的主要成分為（填化學(xué)式）。

（2）黃鐵礦研細(xì)的目的是

（3）還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為

4)工序①的名稱為

所得母液循環(huán)使用。

(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀Fc(NH)2Fe(CN)6中Fe的化合價為,氧化工

序發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(6)若用還原工序得到的濾液制備Fe。-*L0和(NHO2S0.,所加試劑為和

(填化學(xué)式,不引入雜質(zhì))C

專練22化學(xué)工藝流程題

1.答案：(1)適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升高溫度或?qū)y鉆礦粉碎增大接觸面積

(2).

+

(3)HoO+Mn^+HSO；=MnO2+SOr+3HFe(OH)3

(4)9.0%SO?有還原性，過多將會降低H2sOs的濃度，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，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強氧化性的過一硫酸

2+

(H2so用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4,M卡被H2s。5氧化為Mn()2,發(fā)生反應(yīng)H20+Mn+HS0；=Mn()2

+S07+3H\F/+水解同時生成氫氧化鐵，，，沉鉆銀”過程中，Co?”變?yōu)镃o(OH)2,在空

氣中可被氧化成CoO(0H)。

(1)用硫酸浸取銀鉆礦時，為提高浸取速率可適當(dāng)增大硫酸濃度、升高溫度或?qū)y鉆

礦粉碎增大接觸面積。

(2)(H2s。5)的結(jié)構(gòu)簡式為,所以1molH2sO5中過氧鍵的數(shù)目為

(3)用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4,出/“被也SOs氧化為MnO2,該反應(yīng)的離子方程式為：LO+Mr?

-373

++HS()；=Mn02+S0f+3心氫氧化鐵的^=10\當(dāng)鐵離子完全沉淀時，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,根據(jù)瓶=10-"，pH=3.2,此時溶液的pH=4,則鐵離子完全水解，生成氫

氧化鐵沉淀，故濾渣還有氫氧化鐵；

(4)根據(jù)圖示可知S02的體積分?jǐn)?shù)為0.9與時，Mn(II)氧化速率最大；繼續(xù)增大SO,

體積分?jǐn)?shù)時，由于SO2有還原性，過多將會降低H2s。5的濃度，降低Mn(II)氧化速率；

(5)“沉鉆銀”中得到的Co(011)2,在空氣中可被氧化成CoO(OH),該反應(yīng)的化學(xué)

方程式為:4Co(OH)2+02=4CO0(OH)+2乩式

2+

(6)氫氧化鎂的啟=10一取’當(dāng)鎂離子完全沉淀時，c(Mg)=10-5mol.L-?,根據(jù)

-+-,l

(可計算c(0H)=10-”mol-L-,根據(jù)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：,優(yōu)先析

出，沉鈣過程中耗NIL且少量NL揮發(fā)，減少MgCOa析出

2+

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

衡正向移動

(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碳酸鈣產(chǎn)品

沉偉

NHQMgO+(NH4)2SO4=Fe2O3.SiO2XaSO4

白云石/溶液

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

礦樣燒怎

(NH溶液

」固體B廠濾渣C

雙鎂==

CaMg(CO3)2=lB

主要含MgO、含MgSOj-4型酸

Ca(HMgO+2COt

2FejOj^SiOj^CaO

(NHJCO,濟液

誕i畫頻沉鎂\

姆特“"MgSO4+(NH4)2COJ^=

MgCO,^^：MgO+CO2fMgCO,I+(NH4)2SO4

(1)白云石煨燒時，CaMg(CO；)2高溫分解生成CaO、MgO和CO?。(2)②沉鈣時通入

二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)Ca2'+2Ml3+Il20+C02=CaC(M+2NH：。③由表可知，氯化鏤和氧化

鈣的物質(zhì)的量之比為2.4：1時，氧化鎂的浸出率較高，且產(chǎn)品中碳酸鈣的純度較低，所以

不宜選用的物質(zhì)的量之比為2.4：lo(3)“浸鎂”的原理為UgO+HQ=Mg(OH)2,Mg(OH)

2+2NH：?Mg2++2NH+2Ho加熱蒸儲可使大量氨逸出，平衡正向移動，因此浸出率增大。

(5)由上述分析可知，爆燒時產(chǎn)生的CO?、浸鈣和浸鎂時產(chǎn)生的NIL、沉鈣時產(chǎn)生的NHC1、

沉鎂時產(chǎn)生的(NH,)2soi都可以循環(huán)利用。

+

3.答案:(1)6HF+SiO2=2H+Siri-+2比0

(2)2.0X10—2so：(3)CaSO,-0.5H2O減少CaSOi的溶解損失，提高產(chǎn)品石膏

的產(chǎn)率酸解D

解析:氟磷灰石用硫酸溶解后過濾，得到粗磷酸和濾渣，濾渣經(jīng)洗滌后結(jié)晶轉(zhuǎn)化為石膏；

粗磷酸以精制1脫氟、除硫酸根離子和SiF;，過濾，濾液經(jīng)精制H等一系列操作得到磷酸。

氫氟酸與反應(yīng)生成二元強酸也該反應(yīng)的離子方程式為+

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

上。精制中，按物質(zhì)的量之比〃限)加入」

SiFe"+20(2)I(Na2COO：n(Si=1：1Na2c0

脫氟，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為壓SiR+Na2c03=Na2SiF,」+O)2t+HO充分反應(yīng)后得到沉

淀N&SiFe,溶液中有飽和的NaSFs且c(Na*)=2c(SiF;),根據(jù)NazSiF.的溶度積可

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；同時，粗磷酸中還有硫酸

鈣的飽和溶液，c(Ca2+)=c(SO；-)="OXIOT=3.0X10"-mol?L-1；分批加入一定

1AK/10-6

量的BaCO；,當(dāng)BaSiFs沉淀開始生成時，c(Ba")=1.、八，=1.OX10-1mol?L一，當(dāng)

51.iJX1u

i0x]0-0

BaSO,沉淀開始生成時，c(Ba2+)=二^3.3XlO^'mol-L-1,因此，首先轉(zhuǎn)化為沉

淀的離子是S0「，然后才是SiF＞。(3)根據(jù)圖中的坐標(biāo)信息，酸解后，在所得1()?！妗?/p>

P：&%為45的混合體系中，石膏存在形式為CaSO,-0.5B0；CaSCL在硫酸中的溶解度小于在

水中的，因此，洗滌時使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水的原因是：減少CaSOi的溶解損

失，提高產(chǎn)品石膏的產(chǎn)率；洗滌液X中含有硫酸，其具有回收利用的價值，由于酸解時使用

的也是硫酸，因此，回收利用洗滌液X的操作單元是：酸解。由圖甲信息可知，溫度越低，

越有利于實現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶的轉(zhuǎn)化，由圖乙信息可知，位于65c線上方的晶體全部以

CaSO,?0.5乩0形式存在，位于80c線下方，晶體全部以CaSO』?2FL0形式存在，在兩線之

間的以兩種晶體的混合物形式存在：巴。、由圖乙信息可知，該點坐標(biāo)位于

5%=15S03%=15,

兩個溫度線(65°C、80℃)之間，故不能實現(xiàn)晶體的完全轉(zhuǎn)化，A不符合題意；P25%=10、

S0s%=20,由圖乙信息可知，該點坐標(biāo)位于兩個溫度線(65℃、80C)之間，故不能實現(xiàn)

晶體的完全轉(zhuǎn)化，B不符合題意；P20s%=10.SO禺=30,由圖乙信息可知，該點坐標(biāo)位于

65℃線上方，晶體全部以CaSO「0.5H2形式存在，故不能實現(xiàn)晶體轉(zhuǎn)化，C不符合題意；

由圖乙信息可知，該點坐標(biāo)位于線下方，晶體全部以

P205%=10.S0；5%=10,80℃CaS(h?2Hq

形式存在，故能實現(xiàn)晶體的完全轉(zhuǎn)化，D符合題意。

答案：、

4.(1)FeQSi02Si02

(2)增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率

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

(4)蒸發(fā)濃縮、冷去]結(jié)晶、過濾洗滌

廣