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热点回头专练3无机化工流程题专项突破1．由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去)：(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)________。(2)Z为一种或两种气体：①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是_________________________________________；②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是________。(3)向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________________________。(4)取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2molI－时，共转移3mol电子，该反应的离子方程式是_______________________________________________________。答案(1)Al(2)①C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O②NO、CO2(3)Cu2＋、Fe3＋、H＋(4)2Fe2＋＋3H2O2＋4I－===2Fe(OH)3↓＋2I22．某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下：请回答下列问题：(1)步骤①中先加入热的Na2CO3溶液除油污，操作甲的名称是________。(2)步骤②中，除发生反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑外，其他可能反应的离子方程式为________________________________。(3)溶液C的颜色是________，溶液D中可能含有的金属阳离子有________。(4)可以验证溶液B中是否含有Fe2＋的一种试剂是________(填选项序号)。a．稀硫酸b．铁c．硫氰化钾d．酸性高锰酸钾溶液(5)操作乙的名称是________，步骤⑤产生金属铜的化学方程式为_____________________________________________________________。答案(1)过滤(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(3)棕黄色Fe2＋、Cu2＋(4)d(5)电解CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑3．一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在。从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：(1)过程Ⅰ中有气体产生，该气体化学式是________。(2)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。在一定浓度的H2SO4溶液中，钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率，最佳的浸出时间为________小时，最佳的浸出温度为________℃。(3)钴渣中钴以Co2O3·CoO的形式存在，过程Ⅱ浸出钴的化学反应方程式为________(产物中只有一种酸根离子)。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，你认为可能原因是___________________________________________________________。(4)过程Ⅲ所得锂铝渣的成分是LiF和________________________(填化学式)。(5)过程Ⅳ所得沉淀需洗涤后才能煅烧。判断沉淀是否洗涤干净的方法是______________________________________________________________。解析(1)废料中含有Al，可与NaOH溶液反应产生氢气。(2)结合图示，考虑到浸出的效率和成本，采取90℃，浸出时间12h最经济，因采用120℃、浸出18～24h，浪费能源、时间，浸出率提高程度不大，不经济。(3)因最终得到的钴为＋2价，过程Ⅱ先加入硫酸酸化，再加入Na2S2O3浸出，可知最终溶液中必含有硫酸根离子，再利用题中信息“产物中只有一种酸根离子”可知S2O2－3与钴渣中Co2O3发生氧化还原反应得到Co2＋与SO2－4，由此可写出过程Ⅱ的反应方程式。(4)过程Ⅲ中加入Na2CO3调节pH＝4.5～5，Al3＋与CO2－3发生双水解得到Al(OH)3沉淀、再加入NaF可与Li＋生成LiF沉淀。(5)过程Ⅳ得到CoCO3沉淀，同时溶液中还含有Na2SO4、Na2CO3等溶质，因此过滤得到CoCO3沉淀的表面上可能沾有Na2SO4、Na2CO3等，检验CoCO3是否洗涤干净，可通过取最后一次洗涤液，检验其中是否含有Na＋(通过焰色反应)或SO2－4(利用BaCl2溶液)来做出判断。答案(1)H2(2)1290(3)4Co2O3·CoO＋Na2S2O3＋11H2SO4===12CoSO4＋Na2SO4＋11H2OCo2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境(合理即可)(4)Al(OH)3(5)取最后一次洗涤液进行焰色反应，无黄色火焰，证明洗涤干净(检验SO2－4或其他合理答案均可)4．铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示；请回答下列问题：(1)固体a的化学式为________，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为________________________________________________________。(2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为________________________________________________________________________________________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称)________、冷却结晶、过滤洗涤。(3)以1000kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO4)3，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84g·cm－1)________L(保留一位小数)。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1∶1，则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为________。解析(1)铝土矿中Al2O3和Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为SiO2。Al2O3溶于烧碱生成Na[Al(OH)4]溶液，在其中通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(2)Al(OH)3分解生成Al2O3，Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。(3)m(Al2O3)＝1000kg×36%＝360kg，m(H2SO4)＝98×3×360102kg＝1037.6kg，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84g·cm－3)为1037.6×103g1.84g·mL－1×98%＝575.4×103mL＝575.4L。(4)设制得的Al2(SO4)3和NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量都是1mol，则Al3＋共3mol，SO2－4共5mol，根据铝原子和SO2－4守恒原理可得，加入Al2O3和H2SO4的物质的量之比为32∶5＝3∶10。答案(1)SiO2[Al(OH)4]－＋CO2===HCO－3＋Al(OH)3↓(2)Al2O3＋4H2SO4＋2NH3===2NH4Al(SO4)2＋3H2O蒸发浓缩(3)575.4(4)3∶105．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＋O2=====高温2Cu＋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)2Ksp8.0×10－16mol3·L－34.0×10－38mol4·L－43.0×10－17mol3·L－32.2×10－20mol3·L－3①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．(2013·山东理综，31)废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为________________________________。(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是____________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的____________。(3)溶液Ⅰ的主要成分是____________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是_______________________。(4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为________________________________________________________________________________________。解析本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀，氧化还原反应方程式的书写，意在考查考生对化工流程的分析能力和综合运用知识的能力。(1)阴极发生还原反应，应是H＋放电生成氢气。(2)废旧刀具作阳极，电解时阳极产生Co2＋和Fe2＋，加入双氧水后Fe2＋被氧化生成Fe3＋，通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀，即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2＋，可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl2反应，生成草酸钴和氯化铵，则溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4Cl未洗净，则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl，造成环境污染。(4)Co2O3～6e－～2Co，H2～2e－～H2O，根据得失电子守恒有Co2O3～3H2，可得Co2O3＋3H2=====△2Co＋3H2O。答案(1)2H＋＋2e－===H2(2)Fe(OH)3Co2＋(或Co)(3)NH4Cl焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl(4)Co2O3＋3H2=====△2Co＋3H2O7．钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图。(1)写出反应①的化学方程式：________________________________。(2)反应①的尾气可以再利用，写出应用