发布时间 : 星期一 文章2020年高考化学一轮复习 一遍过 专题11 化工流程（一）（金属）（含解析）更新完毕开始阅读5c5466102dc58bd63186bceb19e8b8f67d1cef42
可以求出c(F)=10
--2.5
mol/L，再根据Ksp(MgF2)=c(Mg)c(F)，解得c(Mg)=6.4×10mol/L。
2+2-2+-14
（3）观察图1可知pH=7.2时，三种离子的损失浓度最大，即沉淀达到最大值，因而此时的pH值最合理，结合图2，当pH等于7.2时，n( NH4HCO3)︰n(Fe2++Ni2++Zn2+)等于2.0，说明n( NH4HCO3)︰n(Fe2++Ni2++Zn2+)最好控制在2.0左右。根据滤液Ⅱ配料，可知阴离子还有SO42-，因而反应物为MeSO4和NH4HCO3，Me2+和HCO3-要发生双水解，除了信息给的沉淀，产物还有CO2和(NH4)2SO4，因而化学方程式为3MeSO4+6NH4HCO3=MeCO3·2Me(OH)2·2H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑。
（4）流程前期操作得到的是Fe2+，而铁氧体工艺阶段得到的 NiZnFe4O8铁元素是+3价，说明需要加入氧化剂。因2Fe3+ + Fe = 3Fe2+，说明3n(Fe3+)=2n(Fe2+)，可知3m(Fe3+)=2m(Fe2+)，所以流程中共加入铁元素的质量为5×0.27×3/2=2.025万吨，而NiZnFe4O8铁元素质量分数为56×4/476=47％，因而NiZnFe4O8的质量为2.025÷47％=4.3万吨。
5．七水硫酸锌别名皓矾，常用作媒染剂、收敛剂、木材防腐剂，在医药上用于催吐剂。工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生产ZnSO4·7H2O的流程如下：
请回答下列问题：
（1）氧化锌矿粉碎过筛的目的是_____；滤渣X的成分是____。 （2）步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为________。
（3）“除铁”加入试剂M调节溶液的pH，试剂M可以为____（填化学式）；已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10?39，沉铁过程中要使溶液中c(Fe3+)≤1.0×10?5 mol·L?1，必须控制溶液的pH≥_____。[lg2.6=0.4] （4）步骤Ⅲ加入锌粉的目的是_____，滤渣Z的成分是____。
（5）取28.70gZnSO4·7H2O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示：
5
①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是______。 ②680℃时所得固体的化学式为______。
a．ZnO b．Zn3O(SO4)2 c．ZnSO4 d．ZnSO4·H2O
【答案】增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率 H2SiO3 2Fe2＋+H2O2+2H＋
＋
2Fe3
+2H2O ZnO或Zn(OH)2等 2.8 除去溶液中的Cu2+ Cu、Zn 降低烘干的温度，防止ZnSO4·7H2O
分解 b
【解析】（1）氧化锌矿石粉碎可增大固体与溶液接触面积，加快反应速率；在加H2SO4酸溶过程中，ZnSiO3与H2SO4会生成H2SiO3，故滤渣X的成分为H2SiO3，
故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率； H2SiO3；
（2）在步骤Ⅱ中加入H2O2，会与溶液中的Fe发生氧化还原反应，对应的离子方程式为：2Fe+H2O2+2H
2Fe+2H2O， 故答案为：2Fe+H2O2+2H
2＋
＋
3＋
2+
2＋
＋
2Fe+2H2O；
3+
?5
3＋
（3）要中和多余H2SO4并且不引入新杂质，可以加入ZnO、Zn(OH)2等化合物；溶液中c(Fe)=1.0×10
mol·L，则c(OH)=pH=14?pOH=2.8，
?1
3
?
=2.6×10，c(OH)=
?34?
×10 mol·L，故pOH=11?1/3lg0.26=11.2，
?11?1
故答案为：ZnO或Zn(OH)2等； 2.8；
（4）在步骤Ⅲ中加入锌粉的目的是将Cu2+还原成Cu，通过过滤除去；为了将Cu2+全部置换出来，加入的锌粉过量，滤渣Z中包含Cu和Zn， 故答案为：除去溶液中的Cu2+；Cu、Zn；
（5）①由于ZnSO4·7H2O易分解，烘干时要适当降低温度；
6
②n(ZnSO4·7H2O)= =0.1 mol，加热过程中若得ZnSO4·H2O的质量为17.90 g(100 ℃)；若得
ZnSO4的质量为16.10 g(250 ℃)；若得ZnO的质量为8.10 g(930 ℃)；据此通过排除法确定680 ℃时所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2，故答案为：降低烘干的温度，防止ZnSO4·7H2O分解；b。
6．碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀
回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH在_____________________范围内。
（2）反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子，写出该反应的离子方程式为___________。
（3）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为_________________________________。
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3－。为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为_________。 A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．酸性KMnO4溶液
（5）为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H2O2，调节pH<2，加热除去过量H2O2；加入过量KI充分反应后,再用 0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。 已知：2Fe3++2I-=2Fe2++I2 2S2O32-+I2=2I-+S4O62-
7
Fe(OH)3 2.3 3.2 Fe(OH)2 7.5 9.7 Al(OH)3 3.4 4.4 则溶液中铁元素的总含量为_________g·L。若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的铁元素的含量将会_______ (填“偏高” “偏低” “不变”)
【答案】4.4~7.5 2H+ + Fe2++ NO2- = Fe3+ + NO↑ + H2O 2Fe(OH)2+ +2H2O偏高
【解析】（1）制备硫酸亚铁，需与硫酸铝分离，应调节溶液pH生成Al（OH）3，避免生成Fe（OH）2沉淀，则应控制溶液pH在4.4～7.5之间；
（2）NaNO2可氧化亚铁离子为铁离子，本身变为NO，故离子方程式为2H+ + Fe2++ NO2- = Fe3+ + NO↑ + H2O； （3）[Fe（OH）]2+离子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合离子，根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe（OH）]+2H2O
2+
-1
Fe2(OH)42+ + 2H+ D 5.6
[Fe2（OH）4]+2H；
2++
（5）检验所得产品中是否含有Fe2+，可使用酸性KMnO4溶液，现象是酸性高锰酸钾溶液褪色；
（6）根据所给反应可得关系式Fe~S2O3，所以n(Fe)=n(Na2S2O3)=0.1000mol/L×0.020L=0.0020mol，溶液中铁元素的总含量为0.0020mol×56g/mol÷0.020L=5.6g/L；若滴定前溶液中H2O2没有除尽，则H2O2也可氧化I-得到I2，消耗的Na2S2O3将偏多，导致所测定的铁元素的含量偏高。
7．以高钛渣(主要成分为Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)为原料制备白色颜料TiO2的一种工艺流程如下：
3+
2-3+
已知：Na2TiO3难溶于碱性溶液；H2TiO3中的杂质Fe2＋比Fe3＋更易水洗除去。 (1)熔盐:
①为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可采取的措施是__________。 ②NaOH固体与Ti3O5在空气中加热至500～550 ℃时生成Na2TiO3，该反应的化学方程式为_________。 (2)过滤:
①“滤液”中主要溶质为NaOH，还含有少量________(填化学式)。
②除杂后的滤液中获得的NaOH可循环利用，则“水浸”时，用水量不宜过大的主要原因是_________。 (3)水解:“酸溶”后获得的TiOSO4经加热煮沸，生成难溶于水的H2TiO3，该反应的化学方程式为______。 (4)脱色:H2TiO3中因存在少量Fe(OH)3而影响TiO2产品的颜色，“脱色”步骤中Ti2(SO4)3的作用是_________。
【答案】搅拌 12NaOH＋2Ti3O5＋O2
6Na2TiO3＋6H2O Na2SiO3 用水量过大，导致滤液浓
H2TiO3↓＋H2SO4 将溶液中的Fe3
度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长) TiOSO4＋2H2O
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