专题十无机工艺流程分析(1).doc

专题十 无机工艺流程分析（1）
1、在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( 　　)
A.
B.
C.
D.
2、从某含有FeCl2、 FeCl,、CuCl的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:则下列说法正确的是(   )

A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用的仪器完全相同
C.试剂c是氯气,相应的离子反应为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+
D.用KSCN溶液可检验溶液W中是否有Fe2+
3、某同学通过如下流程制备氧化亚铜:

已知:CuCl难溶于水和稀硫酸;下列说法不正确的是( )
A.步骤②中的可用替换
B.步骤③中为防止被氧化,可用水溶液洗涤
C.步骤④发生反应的离子方程式为
D.如果试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与试样充分反应,根据反应前、后固体质量可计算试样纯度
4、硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )

A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用做净水剂
B.该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的大
C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D.为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
5、已经部分被氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.92g，经如下处理：

下列说法不正确的是（　　）
①滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+②V=224mL ③V=336mL
④样品中含氧元素的物质的量为0.03mol⑤溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.04mol
A．①③ B．①③④ C．②④⑤ D．③④⑤
6、有关海洋中部分资源的利用(如图)的说法不正确的是(    )

A.工业上利用与澄清石灰水反应制取漂白粉
B.用晶体制无水,需在气流中加热脱水
C. 水溶液吸收的化学方程式为:
D.粗碘中混有少量和可加入进行升华提纯
7、某酸件废水可能含有、、、、、、、。取废水样品分别进行如图所示①~④四个实验。下列推断正确的是(    )

A.废水含有,不含
B.废水含有和
C.废水不含,可能含
D.废水一定含有、、

8、铁黑()是常见的铁系颜料。一种制取铁黑的实验流程如图所示:

制取铁黑的反应原理可表示为
（1）.加入氨水调pH至7~9时,发生反应的离子方程式为__________________________________________。
（2）.为保证铁黑样品的质量,”合成”中需要控制的因素有__________________________(填三个)。
（3）铁黑产品中的含量是判断产品等级的依据之一。某铁黑样品中混有的杂质为FeO、中的一种。根据国标方法,进行的测定实验如下:
步骤1:称取1.908g样品置于锥形瓶中,加入足量盐酸,加热使之完全溶解。
步骤2:向锥形瓶中先加入足量的溶液,将全部转化为,除去过量的,再加入一定量的硫酸和磷酸,并滴加指示剂。
步骤3:再向锥形瓶中滴加0.08200,溶液,发生反应:。恰好完全反应时,共消耗50.00mL 溶液。请计算样品中的质量分数(写出计算过程)。

9、以镍废料(主要成分为镍铁合金,含少量铜)为原料,生产NiO的部分工艺流程如下:

已知:下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为10mol·L-1计算)。
（1）.“酸溶”时Ni转化为NiSO4,该过程中温度控制在70-80℃的原因是__________________。
（2）“氧化”时,Fe2+参加反应的离子方程式为________________。
（3）“除铁”时需控制溶液的pH范围为________。
（4）.“滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
（5）.“沉镍”时得到碱式碳酸镍[用x NiCO3·y Ni(OH)2表示]沉淀。
①在隔绝空气条件下,“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO,该反应的化学方程式为________________。
②“沉镍”时,溶液pH增大,碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加,原因是_________________。

10、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,也可用于治疗消化性溃疡出血。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:

回答下列问题:
（1）加入少量NaHCO3的目的是____________,该反应的离子方程式为_______________;为了加快反应速率,“搅拌”的同时还可以____________(填操作名称)。
（2）反应Ⅱ的离子方程式为________________;你认为用NaNO2的不足之处是_____________。某同学选用H2O2代替NaNO2,反应时有气泡产生,写出生成该气体的化学方程式_______________。
（3）.碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成聚合离子。该水解反应的离子方程式为________________。
（4）减压蒸发的目的是________________。
（5）.为检验所得产品中是否含有Fe2+,可使用的试剂为(   )
A.氯水 B.KSCN溶液 C.K3[Fe(CN)6]溶液 D.酸性KMnO4溶液

11、钨是高熔点金属，工业上用黑钨铁矿[(Fe,Mn)WO4]冶炼金属钨有多种方法，同时还可制得副产品高锰酸钾。已知WO3是钨的稳定氧化物，它不溶于水也不溶于酸，可用钨酸(H2WO4，黄色，不溶于水)或某些钨酸盐分解制得。其主要的工艺流程如下：

请根据图示及所学知识回答下列问题：
（1）写出反应④的化学方程式：______________________。
（2）写出反应⑨的离子方程式：____________________________。
（3）方法二制WO3的过程中，需洗涤CaWO4，如何检验CaWO4已洗涤干净_____________________。
（4）整个工艺流程所涉及的物质中，属于酸性氧化物的有_________________________。
（5）写出反应⑩中阳极反应的电极反应式：___

12、废定影液的主要成分为Na3[Ag(S2O3)2],用废定影液为原料制备AgNO3的实验流程如下:

（1）“沉淀”步骤中生成Ag2S沉淀,检验沉淀完全的操作是____________________________。
（2）.“反应”步骤中会生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为__________________。
（3）“除杂”需调节溶液pH至6。测定溶液pH的操作是_______________________。
（4）.已知:2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑,2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑。AgNO3粗产品中常含有Cu(NO3)2,请设计由AgNO3粗产品获取纯净AgNO3的实验方案:______________________________,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的AgNO3。(实验中须使用的试剂有稀硝酸、NaOH溶液、蒸馏水)
（5）蒸发浓缩AgNO3溶液的装置如下图所示。使用真空泵的目的是____________________;判断蒸发浓缩完成的标志是____________________。

13、富硼渣中含有镁硼酸盐（2MgO·B2O3）、镁硅酸盐（2MgO·SiO2）及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸（H3BO3）晶体的一种工艺流程如下：

已知：生成氢氧化物沉淀的pH（金属离子的起始浓度为0.1mol/L）

Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
开始沉淀时
1.9
3.4
7.0
9.1
完全沉淀时
3.2
4.7
9.0
11.1
（1）上述流程中能加快反应速率的措施有 、 等。
（2）酸浸时发生反应：
2MgO·SiO2 + 2H2SO4 = 2MgSO4 + SiO2 + 2H2O
2MgO·B2O3+ 2H2SO4 + H2O = 2H3BO3 + 2MgSO4
① 上述反应体现出酸性强弱：H2SO4 H3BO3（填“＞”或“＜”）。
② 酸浸时，富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解，写出相关反应的离子方程式： 、 。
③ 已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：H3BO3 + OH-= 。
下列关于硼酸的说法正确的是 （填序号）。
a. 硼酸是一元酸
b. 向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生
c. 硼酸的电离方程式可表示为：H3BO3 + H2O +H+
（3）检验褐色浸出液中的杂质离子：取少量浸出液， （填操作和现象），证明溶液中含有Fe2+。
（4）.除去浸出液中的杂质离子： 用MgO调节溶液的pH至 以上，使杂质离子转化为 （填化学式）沉淀，过滤。
（5）获取晶体：
ⅰ.浓缩滤液，使MgSO4和H3BO3接近饱和；
ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。
结合下图溶解度曲线，简述ⅱ的方法：将浓缩液加入到高压釜中，____________________________（将方法补充完整）。

14、镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线:

已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位于第五周期第ⅣA族。
（1）焙烧过程中NiFe2O4发生反应的化学方程式为______________________。
（2）“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为____浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有_____(填化学式)。
（3）为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的_____(填百分数);除去过量的SnCl2后,再用酸性KMnO4标准溶液滴定溶液中的Fe2+,滴定时反应的离子方程式为______________________,滴定终点的现象为______________________________________。
（4）“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L1,当除钙率达到99.9%时,溶液中c(F-)=_____mol·L-1。[已知Ksp(CaF2)=4.0×10-10]
（5）本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率的影响如图所示,V0/VA的最佳取值是________。

15、白银是高新技术产业的基础材料之一。以铜阳极泥分离所得废渣(成分为、、和)为原料，生产白银的工艺流程如下：

已知：①水溶液中、、的物质的量分数随pH的变化如图1所示；
②“浸出”时与溶液反应的离子方程式为。

（1）.“预处理”是为了去除废渣中的和。
①酸性条件下，与反应生成AgCl、NaCl和(易溶于水)。写出该反应的化学方程式：________________。
②、AgCl在不同浓度的盐酸中溶解情况如图2所示。“预处理”所用稀盐酸的最佳浓度为________。
（2）.“浸出”时加入稍过量的溶液，同时控制pH在9以上，其目的是________。
（3）“过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是________(填化学式)。将滤液X中和去除后，再加入适量的________(填化学式)，可实现原料的循环利用。
（4）写出碱性条件下还原AgCl的化学反应方程式：________。

答案以及解析
1答案及解析：
答案：C
解析：

2答案及解析：

答案：C
解析：试剂a是铁,加入过量的铁,可把铜全部置换出来,并把FeCl3还原为FeCl2,则通过过滤操作Ⅰ得到的滤液X为FeCl2溶液,滤渣Y为铜和过量的铁;由于最终得到的产品是FeCl3晶体,故试剂b是稀盐酸,铜不与盐酸反应,铁与盐酸反应生成FeCl2,故通过过滤操作Ⅱ可得到铜单质,滤液Z为FeCl2溶液,在两次过滤得到的FeCl2液中通入氯气.发生反应: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3,将FeCl2转化为FeCl3,然后通过操作Ⅲ(蒸发结晶)便可得到氯化铁晶体,蒸发结晶与过滤所使用的仪器不完全相同,故A、B项错误,C项正确:KSCN溶液不可用来检验Fe2+,D项错误

3答案及解析：
答案：D
解析：步骤②中的作用是还原剂,具有还原性,可以代替,A正确;CuCl易被空气中的氧气氧化,用还原性的水溶液洗涤,可以防氧化,B正确;CuCl与NaOH溶液混合加热形成砖红色沉淀,根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒,可知其离子方程式正确,C正确;CuCl不溶于水和稀硫酸,溶于稀硫酸生成Cu,则过滤后所得滤渣为CuCl和Cu的混合物,无法计算出它的纯度,D错误。

4答案及解析：
答案：B
解析：

5答案及解析：
答案：A
解析：

6答案及解析：
答案：A
解析：A、工业上利用与石灰乳反应制取漂白粉,石灰水浓度太小,错误;
B、气流中加热脱水抑制水解,正确;
C、正确;
D、 (为+1)与 (为-1)发生归中反应生成碘单质,故可以升华提纯,正确。
考点:考查元素化合物的转化有关问题。

7答案及解析：
答案：D
解析：根据已知废水为酸性,故和反应的离子不能与之共存,即不存在,根据溶液是电中性的,则一定存在,由实验①可得,焰色反应颜色为黄色,说明一定含有,可能含有;实验②,加盐酸后再加溶液有白色沉淀,也再一次说明含有;实验③加溶液,无明显现象,说明不含;实验④,滴加溶液至过量,一开始无沉淀,后有沉淀,最后沉淀溶解,说明含有,不含有和,所以废水中肯定含有、、,肯定不含可能有,故选D。

8答案及解析：
答案：1.
2.通入空气的量、空气的通入速率、氨水的浓度(溶液的pH)、反应温度
3.根据离子方程式可知。极值法讨论,设全来自于,。设全来自于,。设全来自于FeO,m(FeO)=1.7712g,则为与的混合物,设为xmol,为ymol,则有3x+2y=0.0246,232x+160y=1.908,解得x=0.0075,y=0.00105,
解析：1.在溶液中,加入氨水调pH至7~9时,生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸铵,根据可写出反应的离子方程式。
2.在”合成”过程中通过控制通入空气的量、通入空气的速率、氨水的浓度及反应温度等因素可提高铁黑样品的质量。
3.根据反应可知,。极值法讨论,设全来自于,。设全来自于FeO,,则为与的混合物,设为x mol,为y mol,则有3x+2y=0.0246,232x+160y=1.908,解得x=0.0075,y=0.00150,样品中的质量分数为

9答案及解析：
答案：1.温度低于70℃,反应速率降低;温度高于80℃,HNO3分解(或挥发)加快;2.2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;3.3.2≤pH<4.2; 4.CuS; 5.①x NiCO3·y Ni(OH)2(x+y)NiO+x CO2↑+y H2O ②Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3pH越大,碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大
解析：

10答案及解析：
答案：1.除去杂质Al3+;;加热;Fe3+;
2.;产生氮的氧化物污染空气;2H2O2=2H2O+O2↑;
3.;
4.降低水的沸点,防止蒸发过程中温度过高导致Fe(OH)2+水解生成Fe(OH)3;
5.CD
解析：

11答案及解析：
答案：1. 2Al+WO3 Al2O3+W
2.
3.取最后一次洗涤液少量于试管中，滴入几滴AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，则说明沉淀已洗涤干净
4.WO3、CO2
5.
解析：

12答案及解析：
答案：1.静置,向上层清液中继续滴加Na2S溶液,若不再有沉淀生成,则说明沉淀已经完全;
2.Ag2S+4HNO3=2AgNO3+2NO2↑+S+2H2O;
3.用洁净的玻璃棒蘸取反应液,滴在pH试纸上,与标准比色卡对照;
4.将AgNO3粗产品加热并维持温度在200℃至恒重,同时用足量NaOH溶液吸收产生的气体,待固体残留物冷却后,加入蒸馏水,充分溶解、过滤、洗涤,并将洗涤液与滤液合并,再加入适量稀硝酸;
5.使体系形成负压,有利于水分在较低温度下蒸发,同时可防止AgNO3分解;溶液表面有晶膜出现
解析：

13答案及解析：
答案：1. 研磨；加热
2.①＞；② Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O；③ a c
3.滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀
4.4.7；Al(OH)3、Fe(OH)3
5.升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体
解析：

14答案及解析：
答案：1.NiFe2O4+4(NH4)2SO4NiSO4+Fe2(SO4)3+8NH3↑+4H2O;
2.Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+;SiO2、CaSO4;
3.50%; ;当加入最后一滴液体时,锥形瓶内溶液颜色恰好变为红色,且半分钟内不消失;
4.2.0×10-2;
5.0.25
解析：

15答案及解析：
答案：1.①
② 3.2mol·L－1
2.增大的浓度，促进平衡正向移动，提高银元素的浸出率
3. ;
4.
解析：

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