专题15 无机化工流程(高考押题)-2018年高考化学二轮复习精品资料(解析版) 下载本文

1.铬渣(铬主要以Cr2O3形式存在,同时含有Al2O3、SiO2等杂质)是铬电镀过程中产生的含铬污泥,实现其综合利用,可减少铬产生的环境污染。铬渣综合利用工艺流程如下:

请回答下列问题:

(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体,则生成Na2CrO4的反应方程式为________________________________________________________。

(2)除去铝元素的离子方程式为__________________________________________。

(3)理论上加入醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀,工艺流程中不选用醋酸铅的原因是___________。 (4)铬酸铅是一种用于水彩和油彩的筑色颜料,遇到空气中的硫化物颜色会变黑,该过程的化学反应方程式为___________________________。

(5)实验室常利用Cr3+在碱性溶液中的还原性,使其转化为CrO42-,从而实现与Al3+的分离,这个过程中需要加入的两种试剂是__________、__________(填化学式),分离操作是_______________________。 【答案】(1)5Cr2O3+14NaOH+6NaNO3 ==10Na2CrO4+3N2↑+7H2O(2分) (2)AlO2-+H++H2O==Al(OH)3↓(2分) (3)不引入新的杂质(1分)

(4)PbCrO4+H2S==PbS+H2CrO4(2分) (5)NH3·H2O、H2O2(2分)过滤(1分)

2. 二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。某课题组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体。

已知:CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。

回答下列问题:

(1)稀酸A的分子式是_________________________________________________。

(2)滤液1中加入H2O2溶液的目的是____________________________________________________。 (3)设计实验证明滤液1中含有Fe2+__________________________________________________________。 (4) 在酸性溶液中,已知Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe3O4,书写该反应的离子方程式____________________________________________________________________。

(5)由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式______________________________________________。

(6)硫酸铁铵晶体[Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·3H2O]广泛用于水的净化处理,但其在去除酸性废水中的悬浮物时效率降低,其原因是_____________________________________________________________。

(7)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.531 g,加硫酸溶解后,用浓度为0.l000 mol·L-1的FeSO 4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+ ),消耗25.00 mL标准溶液。该产品中Ce(OH)4的质量分数为______________ (结果保留两位有效数字),Mr(Ce)=140。

【答案】(1)H2SO4(1分) (2)使Fe2+氧化为Fe3+(1分)

(3)取少许滤液1,滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明滤液1中有Fe2+。或其他合理答案(1分) (4)Fe2+ +2FeO(OH) == Fe3O4 +2H+(2分) (5)4Ce 3 ++ O2 +12OH+2H2O ==4Ce(OH)4↓(2分)

(6)Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+,酸性废水抑制Fe3+的水解(或水解平衡逆向移动),使其不能生成有吸

附作用的Fe(OH)3胶体(2分) (7)0.98或98%(1分)

【解析】已知CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液,因此玻璃粉末溶于稀硫酸中氧化铁、氧化亚铁溶解得到滤液1,加入双氧水将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,然后加入硫酸铵通过蒸发浓缩即可得硫酸铁铵晶体;

蓝色沉淀,因此证明滤液1中含有亚铁离子的实验操作是:取少许滤液1,滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,则证明滤液1中有Fe2+;(4)已知Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe3O4,根据电子得失守恒和原子守恒可知该反应的离子方程式为Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4 +2H+;(5)由滤液2生成Ce(OH)4的反应物是氢氧化钠、氧气和Ce3,因此反应的离子方程式为4Ce3++ O2 +12OH+2H2O=4Ce(OH)4↓;(6)由于

Fe3++3H2OFe(OH)3 + 3H+,酸性废水抑制Fe3+的水解(或水解平衡逆向移动),使其不能生成有吸附作

用的Fe(OH)3胶体,所以效率会降低;(7)根据电子得失守恒可知:Ce(OH)4 ~FeSO4 0.0025 mol 0.1000 mol/L×0.025L

0.52g?100%?98%0.531g所以m[Ce(OH)4 ]=0.0025 mol×208 g/mol=0.52 g,产品中Ce(OH)4 的质量分数为。

3.钨是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下:

已知:

①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2。

②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。 ③常温下钨酸难溶于水。

(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为____,请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式:______________________________________。

(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的杂质阴离子为SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为__________________,滤渣Ⅱ的主要成分是______________。

(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。

①T1_____T2(填“>”或“<”)T1时Ksp(CaWO4)=______________。

②将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为__________________________。 【答案】(1)+6(1分)4FeWO4+O2+8NaOH

2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O(2分)

(2)H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O(1分)MgSiO3MgHAsO4(2分) (3)<(1分)1×10-10(1分)WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-(2分)

4.工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰,并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质):

(1)一定温度下,“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为______________________。 (2)“滤渣2”中主要成分的化学式为______________________。

(3)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是_______________________________________。 (4)“电解”时用惰性电极,阳极的电极反应式为____________________________。

(5)“50 ℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为_______________________________________。“50 ℃碳化”时加入过量NH4HCO3,可能的原因是_____________________________________(写两种)。 (6)已知:25 ℃时,Kw=1.0×10NH4++H2O【答案】

(1)MnO2+SO2==MnSO4或H2O+SO2 ==H2SO3、MnO2+H2SO3==MnSO4+H2O(1分) (2)Fe(OH)3、Al(OH)3(2分)

(3)会导致生成物(NH4)2SO4中出现杂质(1分) (4)4OH-4e== O2↑+2H2O(1分) (5)Mn2+2HCO3

-14

,Ka(NH3·H2O)=1.75×10

-5

。在(NH4)2SO4溶液中,存在如下平衡:

NH3·H2O+H+,则该反应的平衡常数为____________________。

MnCO3↓+CO2↑+H2O(1分)使MnSO4充分转化为MnCO3; NH4HCO3受热易

分解,造成损失;NH4HCO3能与H+反应,防止MnCO3沉淀溶解损失(3分) (6)5.7×10-10(1分)(5.71×10-10也正确)

5.锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌,某硫化锌精矿的主要成分是ZnS (还含有少量FeS等其它成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示: