发布时间 : 星期三 文章高考化学二轮复习难点增分一无机化学工艺流程专题训练更新完毕开始阅读a328c1f9a22d7375a417866fb84ae45c3b35c289
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图所示(已知：Cu2O＋2H===Cu＋Cu＋H2O)。
＋
2＋
(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发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为________________________________，在实验室中完成此实验还需要的试剂是________。
a．KClO3 b．KCl c．Mg d．MnO2
(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；灼烧时必须用到的实验仪器是____________。
(4)溶液
G
与固体混合物
B
反应的离子方程式为
__________________________________________________。
(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，则该盐的化学式是____________。
解析：(1)根据Fe2O3＋6H===2Fe＋3H2O、Cu2O＋2H===Cu＋Cu＋H2O、2Fe＋Cu===2Fe
＋
2＋
＋
3＋
＋
2＋
3＋
2
＋Cu，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
2＋
2＋
为Fe。检验Fe，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高温为Al，F中含有Fe2O3，Al与Fe2O3发生铝热反应：2Al＋Fe2O3===== Al2O3＋2Fe，该反应可用于焊接钢轨。实验室进行铝热反应，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，重复多次。(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)2·CuCO3]。
答案：(1)Fe 2Fe＋Cu===2Fe＋Cu 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)
高温
(2)2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe ac
(3)灼烧，冷却至室温后称重，重复多次 坩埚
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2＋
3＋
2＋
2＋
(4)SiO2＋2OH===SiO3＋H2O (5)Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2·CuCO3]
2．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Fe
＋
2＋
2＋
2＋
2＋
2
－2－
、Mn、Cu、Ni、Cd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：
已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10回答下列问题：
(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，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe和Mn(溶液中Mn元素全部转化为MnO2)，请配平下列除去Fe的离子方程式：
MnO4＋ Fe＋ ____________=== MnO2↓＋ Fe(OH)3↓＋ H
(3)加入锌粉的目的是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe)＝5.04 mg·L、c(Mn)＝1.65 mg·L。 ①加入KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中c(Fe)＝0.56 mg·L，若溶液pH＝3，则此时Fe________(填“能”或“不能”)生成沉淀。
②若要除尽1 m上述浸出液中的Fe和Mn，需加入________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)加入锌粉的目的是消耗溶液中的H，调节溶液0.56×10g·LpH，促进溶液中的Cu、Ni、Cd等生成沉淀而除去。(4)①c(Fe)＝＝－1
56 g·mol
2＋
2＋
2＋
3＋
－3
－1
＋
3
2＋
2＋
3＋
3＋
－1
2＋
－1
2＋
－1
＋
－
2＋
2＋
2＋
2＋
－38
。
1.0×10mol·L，此时溶液中c(OH)＝1.0×10
－38
－5－1－－11
mol·L，c(Fe)·c(OH)＝1.0×10
2＋
2＋
3＋
－13＋3－
＜Ksp[Fe(OH)3]，故不能生成Fe(OH)3沉淀。②加入KMnO4将Fe和Mn分别氧化为Fe和
MnO2，而KMnO4被还原为MnO2，根据得失电子守恒可知，加入KMnO4的质量为5.04×10 g·L1.65×10 g·L
×1 000 L＋×2×1 000 L－1－156 g·mol55 g·mol－1
×158 g·mol＝7.9 g。
3
答案：(1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌(其他合理答案均可) (2)1 3 7 H2O 1 3 5
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－3
－1
－3
－1
(3)调节溶液pH，除去溶液中的Cu、Ni、Cd等 (4)①不能 ②7.9
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Fe、Fe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：
2＋
3＋
2＋2＋2＋
注：铵黄铁矾的化学式为(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 C．盐酸
B．氢氧化钠溶液 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
应
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、________。铵黄铁矾与氨水反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
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溶液能沉淀Fe和Fe，所以也不能选用。(2)空气中的氧气在酸性条件下可将Fe氧化为Fe，空气易得，成本低，不产生污染，不引入杂质，氧化过程离子方程式为4Fe＋O2＋4H===4Fe＋2H2O。(3)由图知，控制温度在80 ℃、pH为1.5、氧化时间为4 h，Fe的氧化率较高。(4)废渣溶解经氧化后溶液中存在Ca、Mg、Fe，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
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3＋
2＋
2＋
2＋
2＋
＋
3＋
2＋
3＋
3＋
2＋
小，也可能析出。由流程图可知，铵黄铁矾与氨水反应得到(NH4)2SO4和Fe(OH)3。
答案：(1)D
(2)空气 原料易得，成本低，不产生污染，不引入杂质 4Fe＋O2＋4H===4Fe＋2H2O (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)12＋6NH3·H2O===4(NH4)2SO4＋6Fe(OH)3↓ 4．(2017·沈阳模拟)“分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O)，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：
2＋
＋
3＋
(1)分子筛的孔道直径为4A称为4A型分子筛；当Na被Ca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。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)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，为降低生产成本，应选择的酸为________，理由是________________________________________________________________________。
(4)“氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (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)分离正丁烷和异丁烷，选用分子筛的型号应在4.65A～5.6A之间，故应选择5A型分子筛。(2)铝灰中的AlN发生水解反应生成Al(OH)3和NH3，反应的化学方程式为AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑，加热可以促进AlN水解生成氨气，降低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，氢气和氯气反应可以制备盐酸，用于酸溶，从而降低生产成本。(4)酸溶后的溶液中含有Fe，漂白液中的ClO可将Fe
3＋
3＋
－
3＋
2＋
－
2＋
＋
＋
＋
2＋
氧化成Fe。(5)加入NaOH，Al转化成AlO2，Fe转化成Fe(OH)3，则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，通过检验晶体表面是否有铵根离子或氯离子可判断是否洗涤干净。
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