专题十无机工艺流程分析（2）.doc

专题十 无机工艺流程分析（2）
1、—种处理的流程如图所示,下列说法不正确的是( )

A.该流程中原电池的负极反应是
B.该流程的优点是可循环利用,同时得到清洁燃料
C.电解槽阴极附近pH变大
D.该流程说明反应可自发进行
2、开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料,其产品流程示意图如下,下列有关说法不正确的是(   )

A.制取粗硅时生成的气体产物为CO
B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C.黄铜矿冶炼铜时,产生的SO2可用于生产硫酸,产生的FeO可用作冶炼铁的原料
D.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
3、某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:

下列说法不正确的是(   )
A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉
B.固体1中一定有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3进入固体2
C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解
D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
4、纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是(   )

A.X可用作木材防火剂 B.步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4
C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D.步骤Ⅲ若在实验室完成,一般在蒸发皿中进行
5、一种以废铁屑（含铁锈、铜、二氧化硅等杂质）为原料制取三氯化铁晶体()流程如下：

则有关说法错误的是（ ）
A.该流程涉及的反应不全为氧化还原反应
B.可以用检验产品中是否含有
C.从理论分析，滤液氧化可以用硝酸作氧化剂且不会引入杂质
D.从三氯化铁溶液获得三氯化铁晶体的操作方法是盐酸酸化时加热浓缩再冷却结晶
6、黄血盐[亚铁氰化钾，K4Fe(CN)6·3H2O]可用作食盐添加剂，一种制备黄血盐的工艺如下所示：

下列说法错误的是( )
A．HCN溶液有剧毒，含CN－的废水必须处理后才能排放
B．“废水”中含量较多的溶质为CaCl2
C．“试剂X”可能是K2CO3
D．“系列操作”为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
7、以高硫铝土矿(主要成分为、,还含少量)为原料,生产氧化铝并获得的部分工艺流程如下:

下列叙述正确的是（ ）
A.加入可以减少的排放同时生成建筑材料
B.向滤液中通入过量、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得
C.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的
D.“烧渣分离”不能用磁铁将烧渣中的分离出来
8、水泥的主要成分为CaO、SiO2，还含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的流程如下图所示：

下列说法正确的是( )
A．步骤④一定能证明草酸钙的溶解度比CaSO4大
B．沉淀II的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3
C．可以用CaO代替氨水调节“滤液I”的pH
D．用KMnO4标准溶液滴定草酸时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2

9、海水中溴含量约为65mg·L-1,从海水中提取溴的工艺流程如下:

（1）以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴,步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴,其目的是__________。
（2）步骤Ⅱ通入热空气吹出Br2,利用了溴的__________。
A.氧化性 B.还原性   C.挥发性   D.腐蚀性
（3）步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下,请在下面横线上填入适当的化学计量数:
__________Br2+__________-=__________ +__________Br-+__________CO2↑
（4）上述流程中吹出的溴蒸气,也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式:__________。 
（5）实验室分离溴还可以用溶剂萃取法,下列可以用作溴的萃取剂的是__________。 
A.乙醇    B.四氯化碳    C.烧碱溶液    D.苯

10、锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+，工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下：

（1）滤渣1的成分为___________。
（2）.在的结构式中只含有一根“O一O”非极性键，则S的化合价为___________；工业上常用惰性电极电解(NH4)2SO4生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)，阳极电极反应式为_______ ____。净化1是为了将Mn2+转化为MnO2而除去，写出该反应的离子方程式：______________________。
（3）.净化3的目的_________________________________。
（4）.碳化回收溶液的主要成分为___________，该物质循环使用的目的______ _____。
（5）碳化在50℃进行，“前驱体”的化学式为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，写出碳化过程生成“前驱体”的化学方程式：_________________ ________________。

11、明矾[KAl(SO4) 2·12H2O]易溶于水,不易溶于乙醇,在生产、生活中有广泛用途。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量的SiO2、FeO·x Fe2O2)制备明矾的工艺流程如下:

回答下列问题:
（1）酸浸时为提高铝的浸取虑,可采取的措施是(   )(填标号)
A.改用同浓度的硝酸 B.用硫酸多次浸取 C.浸取时间缩短一半 D.适当升高温度
（2）滤渣1的成分是    ;滤渣2经过处理可以制得一种高效的无机高分子混凝剂,其化学式为[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m,则该物质中铁元素的化合价为    。
（3）检验滤液A中含有Fe2+的实验方案及现象是                  。
（4）.已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,当调节溶液的pH=3时,溶液中c(Fe3+)=             。
（5）操作Ⅱ中包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,使用酒精洗涤明矾晶体的目的是        ;明矾净水的原理是              (写离子方程式)。
（6）已知在pH=3和加热条件下, 可与Mn2+反应生成MnO2,则上述流程图中加入适量MnSO4发生反应的离子方程式为               。

12、聚硅酸铁是将铁离子引入到活性硅酸而制得的复合型混凝剂。用废铁皮(主要成分Fe和Fe3O4，少量碳)为原料制备的流程如下：

（1）废铁渣进行“粉碎”的目的是_________________。
（2）在实验室进行过滤操作时，所用到玻璃仪器有___________________________。
（3）“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等条件，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如下表所示：
温度（℃）
40
60
80
100
120
铁浸取率（%）
50
62
79
92
83
已知：在一定温度下，Fe3+在pH=2开始沉淀，pH=3.7沉淀完全。
①酸浸时应控制溶液的pH___________
②酸浸时通入O2的目的是_______________________________。
③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是__________________________。
（4）滤渣的主要成分为____________________________(填化学式)。
（5）.“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+( 被还原为Cr3+)，该滴定反应的离子方程式为_________________________；
已知称取2.60g聚硅酸铁产品，加入硫酸，再加入足量SnCl2，用0.2000mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定，消耗K2Cr2O7溶液的体积为20.00 mL，则聚硅酸铁产品中铁元素的百分含量为_____________________(结果保留两位有效数字)。

13、铍铜是力学、化学综合性能良好的合金，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含BeO 25%、CuS 71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。

已知：I．铍、铝元素处于周期表中的对角线位置，化学性质相似
Ⅱ．常温下：Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10Ksp[Mn(OH)2]=2.1×10
（1）滤液A的主要成分除NaOH外，还有______________ (填化学式)，
写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式____________________________。
（2）溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，选择合理步骤并排序___________。
a．加入过量的 NaOH b．通入过量的CO2 c．加入过量的氨水
d．加入适量的HCl e．过滤 f．洗涤
（3）①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫，写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式________________________________________________________。
②若用浓HNO3溶解金属硫化物，缺点是______________ (任写一条)。
（4）溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol·L－1、c(Fe3+)=0.008mol·L－1、c(Mn2+)=0.01mol·L－1，逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离，首先沉淀的是________________ (填离子符号)，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH值大于______________。
（5）.取铍铜元件1000g，最终获得Be的质量为81g，则产率是______________。

14、锌是第四“常见”的金属，仅次于铁、铝及铜，在现代工业中对于电池的制造有不可磨灭的贡献，下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。

1.（1）浸出液以硫酸锌为主，还含有 Fe3+、Fe2+、A13+、Cl-等杂质，会影响锌的电解，必须除去。净化过程如下：
①在酸性条件下，用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，离子方程式为 _______________ 。
②将浸出液的pH调节为5.5左右，使 Fe3+、A13+形成沉淀而除去，可选用的最佳试剂为 _____（填字母）
A．NaOH B．NH3·H2O C．Zn(OH)2 D．H2SO4
③用Ag2SO4可除去Cl-，发生反应的离子方程式为 ______ 。
④电解过程中析出锌的电极反应式为 。
2.烟气中的SO2可与软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的悬浊液反应制备MnSO4·H2O。
(1)已知：Ksp[Al(OH)3] =1×10－33，Ksp[Fe(OH)3] =3×10-39，pH =7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(欲使其浓度小于1×10－6mol·L－1)，需调节溶液pH范围为 _____________ 。
(2)由下图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制结晶温度范围为 __________ 。

(3)锌锰碱性电池的总反应式为：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2，正极反应式为： ______________________ 。

15、用含砷氧化铜矿[含CuO、Cu2(OH)2CO3、As2O3及重金属盐等]制取Cu2(OH)2SO4的工艺流程如下: 
（1）步骤Ⅰ“氨浸”时,控制温度为50~55℃,pH约为9.5,含铜化合物转化为[Cu(NH3)4]SO4溶液。
①CuO被浸取的离子方程式为____________________。
②浸取温度不宜超过55 ℃,其原因是____________________。
③Cu2+与NH3结合时,溶液中含铜微粒的物质的量分布分数(δ)与溶液中游离的c(NH3)的对数值的关系如图所示。若用1L浸取液(由等物质的量NH3和组成)将a mol Cu2(OH)2CO3全部浸出为[Cu(NH3)4]2+(转变为,不考虑其他反应,溶液体积变化忽略不计),原浸取液中起始时c(NH3)应满足的条件是________。

（2）“除”时,FeSO4需过量,一方面使沉淀完全,另一目的是________。
（3）“蒸氨”时发生反应的化学方程式为_____________。
（4）.为了实现生产过程中物质循环利用,可采取的措施为__________________。

答案以及解析
1答案及解析：
答案：D
解析：在原电池负极上,还原性物质发生氧化反应,A正确;根据流程可知有生成,电解生成的参与原电池反应,B正确;电解槽阴极反应式为,酸性减弱,pH增大,C项正;原电池反应一定是自发进行的,电解池反应不一定是自发进行的,反应,不能直接设计成原电池,反应不可自发进行,D错误。

2答案及解析：
答案：B
解析：

3答案及解析：
答案：D
解析：

4答案及解析：
答案：D
解析：

5答案及解析：
答案：B
解析：
本流程中铁锈（主要成分) 与盐酸反应不属于氧化还原反应，A正确；可以用检验产品中是否含有,与不反应，B错误；氧化阶段反应的离子方程式为,当盐酸过量时，适量的硝酸可以不引入杂质，C正确；三氯化铁溶液蒸发结晶，若直接加热至结晶析出，会造成三氯化铁大量水解，因为产物含有结晶水，必 须采用蒸发浓缩得到饱和溶液，再冷却析出晶体的操作方法，为了抑制水解，溶液中盐酸应该过量，D正确。另外，本流程还有一个隐含条件，就是整个过程盐酸过量，这样有利于铁屑溶解、滤液氧化，最后晶体析出阶段也会减小水解程度。

6答案及解析：
答案：D
解析：A.CN－水解产生HCN，故含CN－的废水必须处理后才能排放，A正确；B.加入KCl是为了交换Ca2＋，故“废水”中含量较多的溶质为CaCl2，B正确；C.“脱钙”应加入可与Ca2＋反应同时补充K＋的物质，故所用的“试剂X”可能是K2CO3，C正确；D.产品为含有结晶水的化合物，故“系列操作”应该为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故D错误。

7答案及解析：
答案：B
解析：A项，第一次焙烧发生的反应有: , ,生成建筑材料硫酸钙而不是亚硫酸钙,错误;
B项,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成的偏铝酸钠留在滤液中，向滤液中通入过量生成氢氧化铝，过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得，正确;
C项, 和隔绝空气焙烧生成四氧化三铁和的反应为了，即理论上反应消耗的,错误；
D项，四氧化三铁有磁性，可以用磁铁将烧渣中的分离出来，错误。

8答案及解析：
答案：A
解析：

9答案及解析：
答案：1.富集(或浓缩)溴元素; 2.C; 3.3; 3; 1; 5; 3; 4.SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
5.BD
解析：1.由于海水中Br-的含量低,步骤Ⅰ中获得游离态的溴后,步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴,其目的是富集溴元素。
2.步骤Ⅱ中用热空气吹出Br2,主要是利用了溴的挥发性。
3.利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。
4.溴与SO2的水溶液反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr。
5.乙醇能与水互溶,不能用作萃取剂;NaOH能与Br2反应,故也不能选用烧碱溶液作萃取剂。

10答案及解析：
答案：1. 二氧化硅（或SiO2）
2.+6;2 -2e－=;Mn2＋＋＋2H2O=MnO2↓＋2 ＋4H＋
3.除去溶液中的Cd2+
4.(NH4)2SO4;可用于制备(NH4)2S2O8（过二硫酸铵）
5.3ZnSO4＋6NH4HCO3=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓＋3(NH4)2SO4＋5CO2↑
解析：

11答案及解析：
答案：1.BD; 2.SiO2;+3; 3.取少量滤液A于试管中,滴入几滴酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色,说明滤液A中含有Fe2+(或取少量滤液A于试管中,滴入几滴铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,说明滤液A中含有Fe2+);
4.4.0×10-5mol·L-1;
5.利用乙醇的易挥发性带走水分,使产物快速变干;Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+;
6.
解析：

12答案及解析：
答案：1. 减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率
2.烧杯、漏斗、玻璃棒
3.<2 ；氧化Fe2+为Fe3+ ；温度超过100℃时，Fe3+水解反应速率明显加快，导致Fe3+浓度降低
4.C （2分）
5. + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O；52%
解析：

13答案及解析：
答案：1. Na2SiO3 、Na2BeO2; +4H+=Be2++2H2O
2.cefd
3.①MnO2+CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O
②产生污染环境的气体
4.Fe3+;4
5.90%
解析：

14答案及解析：
答案：1.2Fe2+＋H2O2＋2H+== 2Fe3+＋2H2O;C;Ag2SO4(s)＋2Cl-(aq) 2AgCl(s)＋ (aq);Zn2+＋2e-==Zn
2.5.0<pH<7.1;高于60OC;2MnO2＋2e-＋2H2O=2MnO(OH)＋2OH-
解析：

15答案及解析：
答案：1.①CuO+2NH3+2=[Cu(NH3)4]2++H2O②温度过高,会加速NH3的挥发③c(NH3)≥(5a+1) mol·L-1;
2.生成的Fe(OH)3[或Fe(OH)3—Fe(OH)2]絮状沉淀吸附FeAsO4等含砷微粒;
3.2[Cu(NH3)4]SO4Cu2(OH)2SO4↓+6NH3↑+(NH4)2SO4;
4.用步骤Ⅴ蒸出的NH3与步骤Ⅵ的滤液配制步骤Ⅰ所需的NH3—(NH4)2SO4浸取液
解析：