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1、
大題沖關(guān)滾動練之二——無機化工流程題
1.活性氧化鋅用作橡膠硫化的活性劑、補強劑。以氧化鋅粗品為原料制備活性氧化鋅的生產(chǎn)工藝流程如下:
一些陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Fe(OH)2
pH
3.2
6.7
8.0
9.7
(1)“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細(xì)顆粒,目的是____________________________。
(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO,另含有Fe2+、Cu2+等雜質(zhì)。先加入__________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)調(diào)節(jié)溶液
2、的pH至5.4,然后加入適量KMnO4,F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,同時KMnO4轉(zhuǎn)化為MnO2。經(jīng)檢測溶液中Fe2+的濃度為0.009 molL-1,則每升溶液中至少應(yīng)加入________mol KMnO4。
(3)雜質(zhì)Cu2+可利用置換反應(yīng)除去,應(yīng)選擇的試劑是____________________________。
(4)“沉淀”得到ZnCO32Zn(OH)2H2O,“煅燒”在450~500 ℃下進(jìn)行,“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________。
答案 (1)增大固液接觸面積,加快溶解時的反應(yīng)速
3、率
(2)Na2CO3 0.003 (3)鋅粉
(4)ZnCO32Zn(OH)2H2O3ZnO+CO2↑+3H2O↑
2.以下是用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵的生產(chǎn)流程示意圖:
回答下列問題:
(1)酸浸、過濾后濾液A中的金屬陽離子是_________________________________。
(2)煅燒FeCO3生成產(chǎn)品Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)方程式為_____________________________。
1 / 7
(3)已知幾種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖所示,產(chǎn)品Ⅱ的化學(xué)
式為________
4、____,為了獲得產(chǎn)品Ⅱ,向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后,還需要進(jìn)行的操作是______________、趁熱過濾、洗滌、干燥。
(4)檢驗產(chǎn)品Ⅱ晶體中是否含有少量的氯化物雜質(zhì)需用到的試劑是_______________,進(jìn)一步提純產(chǎn)品Ⅱ的方法是________________;
(5)步驟Ⅲ中可選用______________(填序號)試劑調(diào)節(jié)溶液的pH。
A.稀硝酸 B.雙氧水
C.氨水 D.高錳酸鉀溶液
答案 (1)Fe3+、Fe2+ (或鐵離子、亞鐵離子)
(2)4FeCO3+O2===2Fe2O3+4CO2
(3)K2SO4 蒸發(fā)結(jié)晶
5、(4)Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液 重結(jié)晶
(5)C
3.有關(guān)鈷和鐵化合物的性質(zhì)見下表
分子式
溶度積Ksp
沉淀完全時的pH
氯化鈷晶體的性質(zhì)
Co(OH)2
5.910-15
9.4
CoCl26H2O呈紅色,常溫下穩(wěn)定。110~120 ℃時脫水變成藍(lán)色無水氯化鈷
Fe(OH)2
1.610-14
9.6
Fe(OH)3
1.110-36
3.7
用含鈷廢料(含少量鐵)可制備氯化鈷:Co+2HCl===CoCl2+H2↑。工藝流程如下:
試回答:
(1)“凈化除鐵”中,寫出加入H2O2時反應(yīng)的離子方程式
________________
6、______________________________________________________。
(2)②步中用Na2CO3調(diào)pH≈4的原因是___________________________________。
(3)“濾液”中所含主要溶質(zhì)的化學(xué)式是____________。
(4)為防止CoCl26H2O脫水,“干燥”時可采用的方法或操作是__________。
答案 (1)H2O2+ 2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
(2)碳酸鈉可與鹽酸反應(yīng),降低溶液的酸性,增大pH,使鐵離子沉淀完全
(3)NaCl、CoCl2、HCl(HCl不寫也可)
7、
(4)減壓烘干晶體表面的水分;或常溫下晾干;或常溫下鼓風(fēng)吹干;或低于100度小心烘干等,但是不能用高溫烘干
4.鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛,請根據(jù)下列實驗回答問題:
(1)鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為________________________。
(2)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒,生成有磁性的固體Y,Y可溶于過量鹽酸,形成黃綠色的溶液,寫出Y與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。
(3)某
8、煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O的工藝流程如下:
已知:Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全時的pH值分別為9.7、3.2、6.4。
試回答下列問題:
①試劑F應(yīng)選用________。(填編號)
A.Cl2 B.NaClO C.HNO3 D.濃硫酸
理由是_______________________________________________________________。
②為了獲得CuCl22H2O晶體,對濾液B進(jìn)行的操作是蒸發(fā)濃縮,趁熱過濾,濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶,過濾得到產(chǎn)品。分析有
9、關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線(如圖),“趁熱過濾”得到的固體是____________。
答案 (1)2H2O+O2+4e-===4OH-
(2)Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O
(3)①B NaClO能將Fe2+氧化為Fe3+,且溶液顯堿性(或消耗H+,能增大溶液pH),使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀
②Na2SO4
5.我國某大型電解銅生產(chǎn)企業(yè),其冶煉工藝中銅、硫回收率達(dá)到97%、87%。下圖表示其冶煉加工的流程:
冶煉中的主要反應(yīng):Cu2S+O22Cu+SO2
(1)煙氣中的主要廢氣是________,從提高資源利用率和減排考慮,其綜合
10、利用方式是_____________________________________________________________________。
(2)電解法精煉銅時,陽極是____________(填“純銅板”或“粗銅板”);粗銅中含有的金、銀以單質(zhì)的形式沉淀在電解槽______________(填“陽極”或“陰極”)的槽底,陰極的電極反應(yīng)式是__________________________________________________。
(3)在精煉銅的過程中,電解質(zhì)溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)會逐漸增大而影響進(jìn)一步電解。
幾種物質(zhì)的溶度積常數(shù)(Ksp)
物質(zhì)
11、
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
Cu(OH)2
Ksp
8.010-16
4.010-38
3.010-17
2.210-20
①調(diào)節(jié)電解液的pH是除去雜質(zhì)離子的常用方法。根據(jù)上表中溶度積數(shù)據(jù)判斷,含有等物質(zhì)的量濃度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液,隨pH升高最先沉淀下來的離子是_____________
_。
②一種方案是先加入過量的H2O2,再調(diào)節(jié)pH到4左右,加入H2O2的目的是________________________________________________________________________。
12、加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。
答案 (1)SO2 制硫酸
(2)粗銅板 陽極 Cu2++ 2e-===Cu
(3)①Fe3+?、趯e2+氧化為Fe3+ 2Fe2++2H+ +H2O2===2Fe3++2H2O
6.某地有軟錳礦和閃鋅礦兩座礦山,它們的組成如下:
軟錳礦:MnO2含量≥65%,SiO2含量約20%,Al2O3含量約4%,其余為水分;
閃鋅礦:ZnS含量≥80%,F(xiàn)eS、CuS、SiO2含量約7%,其余為水分。
科研人員開發(fā)了綜合利用這兩種資源的同槽酸浸工藝,工藝流程如下圖所示。
13、
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的濾液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。試完成反應(yīng)Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化學(xué)方程式:
MnO2 + CuS+ ________===________↓+________+CuSO4+__________。
(2)反應(yīng)Ⅱ加入適量鋅的作用是__________________________________________;
如果鋅過量,還會進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________。
(3)反應(yīng)Ⅲ要調(diào)節(jié)pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3,中和過量
14、的H+所使用的物質(zhì)是_______,調(diào)節(jié)的pH范圍是____________(pH數(shù)據(jù)見下表)。
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Zn(OH)2
開始沉淀pH
2.3
4.0
5.4
完全沉淀pH
4.1
5.2
8.0
(4)本工藝可以循環(huán)利用的物質(zhì)有ZnCO3、、MnCO3和____________。
答案 (1)2H2SO4 S MnSO4 2H2O(后兩種物質(zhì)順序可顛倒)
(2)將溶液中的硫酸銅轉(zhuǎn)化為銅 Zn+Fe2+===Fe+Zn2+
(3)MnCO3、ZnCO3 5.2~5.4
(4)MnO2
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