【步步高】2014屆高三化學一輪總復(fù)習 第三章 大題沖關(guān)滾動練二 無機化工流程題 新人教版

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1、 大題沖關(guān)滾動練之二——無機化工流程題 1．活性氧化鋅用作橡膠硫化的活性劑、補強劑。以氧化鋅粗品為原料制備活性氧化鋅的生產(chǎn)工藝流程如下： 一些陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Fe(OH)2 pH 3.2 6.7 8.0 9.7 (1)“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒，目的是____________________________。 (2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、SO，另含有Fe2＋、Cu2＋等雜質(zhì)。先加入__________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)調(diào)節(jié)溶液

2、的pH至5.4，然后加入適量KMnO4，F(xiàn)e2＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，同時KMnO4轉(zhuǎn)化為MnO2。經(jīng)檢測溶液中Fe2＋的濃度為0.009 mol·L－1，則每升溶液中至少應(yīng)加入________mol KMnO4。 (3)雜質(zhì)Cu2＋可利用置換反應(yīng)除去，應(yīng)選擇的試劑是____________________________。 (4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅燒”在450～500 ℃下進行，“煅燒”反應(yīng)的化學方程式為___________________________________________________。 答案　(1)增大固液接觸面積，加快溶解時的

3、反應(yīng)速率 (2)Na2CO3　0.003　(3)鋅粉 (4)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO＋CO2↑＋3H2O↑ 2．以下是用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵的生產(chǎn)流程示意圖： 回答下列問題： (1)酸浸、過濾后濾液A中的金屬陽離子是_________________________________。 (2)煅燒FeCO3生成產(chǎn)品Ⅰ的化學反應(yīng)方程式為_____________________________。 (3)已知幾種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖所示，產(chǎn)品Ⅱ的化學 式為____________

4、，為了獲得產(chǎn)品Ⅱ，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，還需要進行的操作是______________、趁熱過濾、洗滌、干燥。 (4)檢驗產(chǎn)品Ⅱ晶體中是否含有少量的氯化物雜質(zhì)需用到的試劑是_______________，進一步提純產(chǎn)品Ⅱ的方法是________________； (5)步驟Ⅲ中可選用______________(填序號)試劑調(diào)節(jié)溶液的pH。 A．稀硝酸 B．雙氧水 C．氨水 D．高錳酸鉀溶液 答案　(1)Fe3＋、Fe2＋ (或鐵離子、亞鐵離子) (2)4FeCO3＋O2===2Fe2O3＋4CO2 (3)K2SO4　蒸發(fā)結(jié)晶 (4)B

5、a(NO3)2溶液、AgNO3溶液　重結(jié)晶 (5)C 3．有關(guān)鈷和鐵化合物的性質(zhì)見下表 分子式 溶度積Ksp 沉淀完全時的pH 氯化鈷晶體的性質(zhì) Co(OH)2 5.9×10－15 9.4 CoCl2·6H2O呈紅色，常溫下穩(wěn)定。110～120 ℃時脫水變成藍色無水氯化鈷 Fe(OH)2 1.6×10－14 9.6 Fe(OH)3 1.1×10－36 3.7 用含鈷廢料(含少量鐵)可制備氯化鈷：Co＋2HCl===CoCl2＋H2↑。工藝流程如下： 試回答： (1)“凈化除鐵”中，寫出加入H2O2時反應(yīng)的離子方程式 ________________

6、______________________________________________________。 (2)②步中用Na2CO3調(diào)pH≈4的原因是___________________________________。 (3)“濾液”中所含主要溶質(zhì)的化學式是____________。 (4)為防止CoCl2·6H2O脫水，“干燥”時可采用的方法或操作是__________。 答案　(1)H2O2＋ 2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (2)碳酸鈉可與鹽酸反應(yīng)，降低溶液的酸性，增大pH，使鐵離子沉淀完全 (3)NaCl、CoCl2、HCl(HCl不寫也可) (

7、4)減壓烘干晶體表面的水分；或常溫下晾干；或常溫下鼓風吹干；或低于100度小心烘干等，但是不能用高溫烘干 4．鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題： (1)鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為________________________。 (2)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，Y可溶于過量鹽酸，形成黃綠色的溶液，寫出Y與鹽酸反應(yīng)的化學方程式：________________________________________________________________________。 (3)某煉鐵廢

8、渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O的工藝流程如下： 已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全時的pH值分別為9.7、3.2、6.4。 試回答下列問題： ①試劑F應(yīng)選用________。(填編號) A．Cl2 B．NaClO C．HNO3 D．濃硫酸 理由是_______________________________________________________________。 ②為了獲得CuCl2·2H2O晶體，對濾液B進行的操作是蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶，過濾得到產(chǎn)品。分析有關(guān)

9、物質(zhì)的溶解度曲線(如圖)，“趁熱過濾”得到的固體是____________。 答案　(1)2H2O＋O2＋4e－===4OH－ (2)Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O (3)①B　 NaClO能將Fe2＋氧化為Fe3＋，且溶液顯堿性(或消耗H＋，能增大溶液pH)，使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀 ②Na2SO4 5．我國某大型電解銅生產(chǎn)企業(yè)，其冶煉工藝中銅、硫回收率達到97%、87%。下圖表示其冶煉加工的流程： 冶煉中的主要反應(yīng)：Cu2S＋O22Cu＋SO2 (1)煙氣中的主要廢氣是________，從提高資源利用率和減排考慮，其綜合利用方式是

10、_____________________________________________________________________。 (2)電解法精煉銅時，陽極是____________(填“純銅板”或“粗銅板”)；粗銅中含有的金、銀以單質(zhì)的形式沉淀在電解槽______________(填“陽極”或“陰極”)的槽底，陰極的電極反應(yīng)式是__________________________________________________。 (3)在精煉銅的過程中，電解質(zhì)溶液中c(Fe2＋)、c(Zn2＋)會逐漸增大而影響進一步電解。 幾種物質(zhì)的溶度積常數(shù)(Ksp) 物質(zhì) Fe(O

11、H)2 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Cu(OH)2 Ksp 8.0×10－16 4.0×10－38 3.0×10－17 2.2×10－20 ①調(diào)節(jié)電解液的pH是除去雜質(zhì)離子的常用方法。根據(jù)上表中溶度積數(shù)據(jù)判斷，含有等物質(zhì)的量濃度的Fe2＋、Zn2＋、Fe3＋、Cu2＋的溶液，隨pH升高最先沉淀下來的離子是______________。 ②一種方案是先加入過量的H2O2，再調(diào)節(jié)pH到4左右，加入H2O2的目的是________________________________________________________________________。 加入H2O2后

12、發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。 答案　(1)SO2　制硫酸 (2)粗銅板　陽極　Cu2＋＋ 2e－===Cu (3)①Fe3＋?、趯e2＋氧化為Fe3＋　2Fe2＋＋2H＋ ＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O 6．某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山，它們的組成如下： 軟錳礦：MnO2含量≥65%，SiO2含量約20%，Al2O3含量約4%，其余為水分； 閃鋅礦：ZnS含量≥80%，F(xiàn)eS、CuS、SiO2含量約7%，其余為水分。 科研人員開發(fā)了綜合利用這兩種資源的同槽酸浸工藝，工藝流程如下圖所示。 請回答下

13、列問題： (1)反應(yīng)Ⅰ的濾液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。試完成反應(yīng)Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化學方程式： MnO2 ＋ CuS＋ ________===________↓＋________＋CuSO4＋__________。 (2)反應(yīng)Ⅱ加入適量鋅的作用是__________________________________________； 如果鋅過量，還會進一步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________。 (3)反應(yīng)Ⅲ要調(diào)節(jié)pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3，中和過量的H＋所使用的物質(zhì)是_______，調(diào)節(jié)的pH范圍是____________(pH數(shù)據(jù)見下表)。 沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Zn(OH)2 開始沉淀pH 2.3 4.0 5.4 完全沉淀pH 4.1 5.2 8.0 (4)本工藝可以循環(huán)利用的物質(zhì)有ZnCO3、、MnCO3和____________。 答案　(1)2H2SO4　S　MnSO4　2H2O(后兩種物質(zhì)順序可顛倒) (2)將溶液中的硫酸銅轉(zhuǎn)化為銅　Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋ (3)MnCO3、ZnCO3　5.2～5.4 (4)MnO2 5