大题冲关滚动练之二——无机化工流程题1．活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2pH3.26.78.09.7(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是____________________________。(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、SO，另含有Fe2＋、Cu2＋等杂质。先加入__________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2＋转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2＋的浓度为0.009mol·L－1，则每升溶液中至少应加入________molKMnO4。(3)杂质Cu2＋可利用置换反应除去，应选择的试剂是____________________________。(4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅烧”在450～500℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为___________________________________________________。答案 (1)增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率(2)Na2CO3 0.003 (3)锌粉(4)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO＋CO2↑＋3H2O↑2．以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图：回答下列问题：(1)酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是_________________________________。(2)煅烧FeCO3生成产品Ⅰ的化学反应方程式为_____________________________。(3)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示，产品Ⅱ的化学5\n式为____________，为了获得产品Ⅱ，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是______________、趁热过滤、洗涤、干燥。(4)检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是_______________，进一步提纯产品Ⅱ的方法是________________；(5)步骤Ⅲ中可选用______________(填序号)试剂调节溶液的pH。A．稀硝酸B．双氧水C．氨水D．高锰酸钾溶液答案 (1)Fe3＋、Fe2＋(或铁离子、亚铁离子)(2)4FeCO3＋O2===2Fe2O3＋4CO2(3)K2SO4 蒸发结晶(4)Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液 重结晶(5)C3．有关钴和铁化合物的性质见下表分子式溶度积Ksp沉淀完全时的pH氯化钴晶体的性质Co(OH)25.9×10－159.4CoCl2·6H2O呈红色，常温下稳定。110～120℃时脱水变成蓝色无水氯化钴Fe(OH)21.6×10－149.6Fe(OH)31.1×10－363.7用含钴废料(含少量铁)可制备氯化钴：Co＋2HCl===CoCl2＋H2↑。工艺流程如下：试回答：(1)“净化除铁”中，写出加入H2O2时反应的离子方程式______________________________________________________________________。(2)②步中用Na2CO3调pH≈4的原因是___________________________________。(3)“滤液”中所含主要溶质的化学式是____________。5\n(4)为防止CoCl2·6H2O脱水，“干燥”时可采用的方法或操作是__________。答案 (1)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(2)碳酸钠可与盐酸反应，降低溶液的酸性，增大pH，使铁离子沉淀完全(3)NaCl、CoCl2、HCl(HCl不写也可)(4)减压烘干晶体表面的水分；或常温下晾干；或常温下鼓风吹干；或低于100度小心烘干等，但是不能用高温烘干4．铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为________________________。(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y可溶于过量盐酸，形成黄绿色的溶液，写出Y与盐酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O的工艺流程如下：已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为9.7、3.2、6.4。试回答下列问题：①试剂F应选用________。(填编号)A．Cl2B．NaClOC．HNO3D．浓硫酸理由是_______________________________________________________________。②为了获得CuCl2·2H2O晶体，对滤液B进行的操作是蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线(如图)，“趁热过滤”得到的固体是____________。答案 (1)2H2O＋O2＋4e－===4OH－5\n(2)Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O(3)①B NaClO能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且溶液显碱性(或消耗H＋，能增大溶液pH)，使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀②Na2SO45．我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：冶炼中的主要反应：Cu2S＋O22Cu＋SO2(1)烟气中的主要废气是________，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是_____________________________________________________________________。(2)电解法精炼铜时，阳极是____________(填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽______________(填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是__________________________________________________。(3)在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2＋)、c(Zn2＋)会逐渐增大而影响进一步电解。几种物质的溶度积常数(Ksp)物质Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Cu(OH)2Ksp8.0×10－164.0×10－383.0×10－172.2×10－20①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe2＋、Zn2＋、Fe3＋、Cu2＋的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是______________。②一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右，加入H2O2的目的是________________________________________________________________________。加入H2O2后发生反应的离子方程式为______________________________________。答案 (1)SO2 制硫酸(2)粗铜板 阳极 Cu2＋＋2e－===Cu(3)①Fe3＋ ②将Fe2＋氧化为Fe3＋ 2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O6．某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：软锰矿：MnO2含量≥65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；闪锌矿：ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分。5\n科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。请回答下列问题：(1)反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：MnO2＋CuS＋________===________↓＋________＋CuSO4＋__________。(2)反应Ⅱ加入适量锌的作用是__________________________________________；如果锌过量，还会进一步发生反应的离子方程式为____________________________。(3)反应Ⅲ要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3，中和过量的H＋所使用的物质是_______，调节的pH范围是____________(pH数据见下表)。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Zn(OH)2开始沉淀pH2.34.05.4完全沉淀pH4.15.28.0(4)本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、、MnCO3和____________。答案 (1)2H2SO4 S MnSO4 2H2O(后两种物质顺序可颠倒)(2)将溶液中的硫酸铜转化为铜 Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋(3)MnCO3、ZnCO3 5.2～5.4(4)MnO25
