2020届高考化学二轮复习 专题八 无机化工流程（含解析）

1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.专题八无机化工流程1、工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰，其工艺流程如下：已知:①菱锰矿的主要成分是3MnCO,还含有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素。②氢氧化物沉淀的条件:3Al、3+Fe完全沉淀的pH分别为4.7、3.2;2+Mn、2Mg开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。③“焙烧”过程的主要反应：34MnCO+2NHCl2322MnCl+2NH+CO+HO。④常温下，几种难溶物的spK如下表所示:难溶物2Mn(OH)3MnCO2CaF2MgFspK132.010112.010102.010117.010回答下列问题：1.分析图1、图2、图3,推测最佳的焙烧温度、焙烧时间、4(NHCl)()mm菱锰矿粉分别为__________、__________、__________。2.“除杂”过程如下:2①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为3+42282222(NH)SOHOClMnOFe,则氧化剂X宜选择___________(填字母序号)。A.4228(NH)SOB.2MnOC.22HOD.2Cl②调pH时，pH可取的最低值为_____________。③当2CaF、2MgF两种沉淀共存时，若溶液中2+5(Ca)1.010mol/Lc，则2+(Mg)c___________mol/L。3.“沉锰”过程中，不能用碳酸钠溶液代替43NHHCO溶液的可能原因是__________。4.测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤如下：①称取0.5000g碳酸锰粗产品于300mL锥形瓶中，加少量水润湿。再加入25mL磷酸，移到通风橱内加热至240℃。②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂，然后用浓度为0.2000mol/L的硫酸亚铁铵4242[(NH)Fe(SO)]标准溶液滴定，发生的反应为3-2+2+3+3-424[Mn(PO)]+Fe=Mn+Fe+2PO。到达滴定终点时，消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积为20.00mL。通过计算，可得碳酸锰粗产品的纯度=_________。若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。2、镍是制取各种高强度合金、耐热材料的重要金属之一。以粗氧化镍（主要含NiO、CoO、23FeO等）为原料制备纯镍的流程示意图如下:回答下列问题：(1)已知:-1221Cs+Og==COgH=+393.5kJmol△-12221Cg+O==CgH=-283.0kJmOO2gol△3反应a的化学方程式为，既有利于提高反应a的速率，又有利于提高原料2CO平衡转化率的措施是。(2)用离子方程式表示碱洗过程发生的反应。(3)镍的羰化反应为：4Ni(s)+4CO(g)CO(gHNi)△①一定温度下，将一定量的粗镍和CO加人到1L的恒容密闭容器中反应，3s后测得4NiCO的物质的量为0.6mol，则0〜3s内平均反应速率v=CO=mol•L-1•s-1。②镍的羰化反应平衡常数表达式为K=，当温度升高时，K减小，则该反应的H△0(填“”或“”或“=”）(4)羰化后的产物为5FeCO，28CoCO、4NiCO，有关性质如下：物质5FeCO4NiCO28CoCO沸点/°C10643.252熔点/°c-20—19.331分解温度/°c160：135,蒸馏提取4NiCO应选择的适宜温度范围是。(5)采用230°C分解4NiCO(g)制取金属铸，所获金属镍中常常含有碳，原因是_(运用化学平衡移动原理解释)。3、碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:已知:部分金属离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀的pH2.37.53.44沉淀完全的pH3.29.74.4回答下列问题:1.加入少量NaHCO3的目的是调节pH在__________范围内.2.反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+,写出该反应的离子方程式为__________.3.碱式硫酸铁溶于水后生成的[Fe(OH)]2+可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子,该水解反应的离子方程式为__________.4.在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及3NO。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为()A.氯水B.KSCN溶液C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液5.为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL。已知:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,I2+2232SO=2I-+246SO。则溶液中铁元素的总含量为__________g·L-1。若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素含量将会__________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。4、一种利用钢铁厂烟灰（含Fe、Mn、2SiO，少量的23AlO、CaO及MgO)制备3MnCO的工艺流程如下：已知25℃时，下列难溶物的溶度积常数：难溶物2CaF2MgF3MnCO2MnOHKSP114.01096.410112.210131.910回答下列问题：(1)步骤(Ⅰ)浸渣的主要成分是(填化学式）。(2)步骤（II)加22HO溶液时反应的离子方程式为.加氨水调节pH沉铁铝时，步骤（Ⅲ）应调节的pH适宜范围为(部分金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH范围如下）金属离子2+Fe3+Fe3+Al2+Mn2+Mg5沉淀pH范围7,6〜9.62.7〜3.73.4〜5.28.3〜9.39.6〜11.1（3）步骤（Ⅳ）用KF溶液沉钙镁时，要使2+cCa、2+cMg均小于61110molL，则应控制反应液中-cF-1molL;反应2+2+22MgF(s)+CaCaF(s)+Mg的平衡常数K=.(4)步骤V沉锰时，在60℃按投料比2+423[()]nNHCOnMn/=2,溶液的pH对3MnCO产率的影响如图（a)所示pH=7，,按技料比2+423[()]nNHCOnMn/=2，反应温度对3MnCO产率的影响如图（b）所示①图(a)中，在pH7.0时，pH越小产（填“越高”或“越低”）;在pH7.0时，pH越大产率越低且纯度也降低，其原因是。②图（b)中，温度高于60°C时.温度越高产率越低且纯度也越低.主要原因是。5、工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(3FeTiO),含有MgO、2SiO等杂质]为原料制备金属钛和铁红的工艺流程如下：已知：①“酸溶”时，3FeTiO转化为2+Fe和2+TiO;②实验温度下，11sp2[Mg(OH)]1.010K;③溶液中离子浓度51.010mol/L时，认为该离子沉淀完全。请回答下列问题:1.3FeTiO中Ti元素的化合价为________价，铁红的用途为__________(任写一种)。62.“水解”时，发生反应的离子方程式为_______________。3.“沉铁”时，气态产物的电子式为____________;该过程需控制反应温度低于35℃，原因为____________。4.3FeCO转化为铁红时，发生反应的化学方程式为____________。5.滤液3可用于制备2Mg(OH)。若滤液3中2+3(Mg)1.210mol/Lc，向其中加入等体积的NaOH溶液的浓度为__________mol/L时，可使2+Mg恰好沉淀完全(溶液体积变化忽略不计)。6.“电解”时，电解质为熔融的CaO,则阴极反应式为____________，制得1molTi单质，理论上导线中通过的电量为____________(保留三位有效数字。已知1个电子的电量为-191.610C)。6、以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2,还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]为主要原料生产重格酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O,Na2Cr2O7是一种强氧化剂)的主要工艺流程如下:1.亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2]中Cr的化合价是__________2.煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为__________3.酸化滤液Na2CrO4时,不选用盐酸的原因是__________,从平衡角度分析酸化的原理__________4.该工艺中某种产物可以再利用,该物质的化学式为__________5.采用石墨电极电解Na2CrO4溶液,可实现Na2CrO4→Na2Cr2O7的转化,其原理如图所示。①写出I电极的电极反应式:__________。②当Na2CrO4转化为1molNa2Cr2O7时,理论上II电极上转移电子的物质的量为__________6.称取2.500g重铬酸钠晶体试样,加入蒸馏水配制成250mL溶液,从中取出25.00mL于碘量瓶中,向其中加入10mL2mol/LH2SO4溶液和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL.水,加入3mL淀粉指示剂,用0.120mol/L的Na2S2O3标准溶液进行滴定(发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)7①判断达到清定终点的依据是__________②若实验中共用去40.00mLNa2S2O3标准溶液,则所得产品的纯度为__________(设整个过程中其他杂质不参加反应)(保留3位有效数字)7、聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点,一种用钢管厂的废铁渣(主要成分为Fe3O4、少量C及SiO2)为原料制备的流程如下:已知:在一定温度下酸浸时,Fe3+在pH=2开始沉淀,pH=3.7沉淀完全1.废铁渣进行“粉碎”的目的是__________2.“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等,其中酸设温度对铁浸取率的影响如下表所示:温度/℃406080100120铁浸取率5062809585①请写出酸浸过程中Fe3O4发生的离子反应方程式:__________②硫酸酸浸时应控制溶液的pH__________,其原因是__________③当酸浸温度超过100℃时,铁浸取率反而减小,其原因是__________3.上述过滤步骤的滤液的主要成分为__________(填化学式)4.Fe3+浓度定量检测是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,在酸性条件下,在用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(227CrO被还原为Cr3+),滴定反应的离子方程式为__________8答案以及解析1答案及解析：答案：1.500℃；60min；1.1；2.①B;②4.7；③63.510；3.碳酸钠溶液中的-(OH)c较大，会产生2Mn(OH)沉淀；4.92.00%；偏低解析：菱锰矿的主要成分是3MnCO，还含有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素，故与氯化铵混合研磨后“焙烧”的固体中含有氯化锰、四氧化三铁、氧化铝、氧化钙和氧化镁，加入盐酸，浸出液中主要含有3+Al、3Fe、2+Fe、2Mn、2+Ca、2Mg，经过除杂后，在净化液中加入碳酸氢铵，使2Mn沉淀，生成3MnCO，最后得到高纯度3MnCO。分析图1可知在500℃时锰的浸出率最高；分析图2可知培烧时间为60min时锰的浸出率最高；分析图3可知4(NHCl)=1:1()mm菱锰矿粉时锰的浸出率最高，因此最佳的焙烧温度、焙烧时间、4(NHCl)()mm菱锰矿粉分别为500℃、60min、1.1。2.①已知几种