题型十四 无机化学工艺流程综合题
(建议用时：35分钟)
1．硫酸锰在锰系产品中具有重要地位，一种由软锰矿(MnO2)和硫铁矿(FeS2)制备硫酸锰的流程如下：
回答下列问题：
(1)将软锰矿、硫铁矿和硫酸按一定比例放入反应釜中，搅拌，加热保温反应一定时间，其中搅拌、加热的目的是
________________________________________________________________________； 从“除质2”后的溶液中得到MnSO4固体的操作为________、降温结晶、过滤和干燥。 (2)如图是在一定条件下，不同浓度的硫酸对各元素浸出率的影响，由此得出的相关结论是
①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。
(3)除铁剂为H2SO5和氨水。
①H2SO5中S的化合价为＋6，其中过氧键的数目为________，加入其目的是_____________________。
②写出Fe生成沉淀黄铵铁矾[NH4Fe3(SO4)2(OH)6]的离子方程式：_______________ ________________________________________________________________________。 (4)工业除质剂为MnF2，发生反应为(已知，该温度下MnF2、CaF2和MgF2的Ksp分别为5.0×10
－3
3＋
、2.0×10
－10
、8.0×10
－11
)：
CaF2(s)＋Mn
2＋
反应Ⅰ MnF2(s)＋Ca
2＋
反应Ⅱ MnF2(s)＋Mg
2＋
2＋
MgF2(s)＋Mn
－1
2＋
2
2＋
若滤液中c(Mg)＝0.02 mol·L，加入MnF2(s)，使Ca恰好沉淀完全，即溶液中c(Ca
＋
－5
－1
)＝1.0×10mol·L，此时是否有MgF2沉淀生成？________(填“是”或“否”)，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (结合计算解释)。
2．硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中常用的还原剂。一种制备工艺如下(部分条件和产物省
略)：
回答下列问题：
(1)MgH2和NaBO2合成硼氢化钠的化学方程式为
________________________________________________________________________。 (2)难溶的Mg2B2O5与浓氢氧化钠溶液反应的离子方程式为______________________。 (3)SOCl2溶于水能产生两种气体，其中一种气体能使品红溶液褪色，则灼烧时加入SOCl2
的目的是______________________________________________________。
(4)已知镁-H2O2酸性燃料电池反应为Mg＋H2O2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O。常温下，电解质溶液为200 mL 0.1 mol·L硫酸溶液。
①写出正极的电极反应式：_______________________。
②若电路转移0.038 mol电子时，溶液pH为________(忽略溶液体积变化，不考虑H2O2
电离)。
(5)“有效氢含量”是衡量含氢还原剂的还原能力指标，定义为每克含氢还原剂的还原能力与多少克H2的还原能力相当。则NaBH4的“有效氢含量”为________(结果保留两位小数)。
(6)工业上，也可以利用NaBO2、HCHO和生石灰在加热条件下制备NaBH4，并得到副产物CaCO3，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。
3．五氧化二钒(V2O5)在冶金、搪瓷、磁性材料等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V2O3、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如下：
－1
已知 Ⅰ.含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如表所示：
pH 含钒离子 4～6 VO2 ＋6～8 VO3 －8～10 V2O7 4－10～12 VO4 3－Ⅱ.25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：
难溶电解质 Cu(OH)2 2.2×10－20Mn(OH)2 4×10－1
－14Al(OH)3 1.9×10－33Ksp Ⅲ.NH4VO3在水中的溶解度：20 ℃、4.8 g·L；60 ℃、24.2 g·L。 回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的是_____________________________________________________。 (2)“滤渣1”的用途为___________________________________________________(写出一种即可)。
(3)通过计算说明，常温下，若“调pH”为7，Cu是否沉淀完全：________________ ________________________________________________________________________。 (溶液中离子浓度小于10mol·L时，认为该离子沉淀完全)
(4)“沉锰”需将温度控制在70 ℃左右，温度不能过高或过低的原因为___________ ________________________________________________________________________。 (5)结晶所得NH4VO3需进行洗涤、干燥。合适的洗涤试剂为______________；证明NH4VO3
已洗涤干净的实验操作及现象为________________________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)“煅烧”时生成两种能参与大气循环的气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
4．TiO2和CaTiO3都是光电转化材料，某研究小组利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量SiO2等杂质)来制备，并利用黄钾矾[KFe3(SO4)2(OH)6]回收铁的工艺流程如下：
－5
－1
2＋
－1
回答下列问题：
(1)“氧化酸解”的实验中，控制反应温度为150 ℃，不同氧化剂对钛铁矿酸解率的影响如图所示。50 min时，要求酸解率大于85%，所选氧化剂应为________；采用H2O2做氧化剂时，其效率低的原因可能是______________________________________________。
(2)“氧化酸解”的滤液①中加入尿素[CO(NH2)2]，TiO转化为TiO2，写出相应的离子方程式：____________________________________，使用尿素而不直接通入NH3的原因是________________________________________________________________________。
(3)写出“高温煅烧”中由TiO2制备CaTiO3的化学方程式：______________________。 (4)使Fe恰好沉淀完全时，溶液中c(Fe)＝1.0×10 mol·L，计算此时溶液的pH≈________。[Fe(OH)3的Ksp＝1.0×10
－39
3＋
3＋
－5
－1
2＋
、水的Kw＝1.0×10
3＋
－14
]
(5)黄钾矾沉淀为晶体，含水量很少。回收Fe时，不采用加入氨水调节pH制得Fe(OH)3
的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 5．碲(Te)常用于冶金工业，也是石油裂解的催化剂。工业上用精炼铜的阳极泥(主要含有TeO2，还含有少量Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下：
已知：TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。