1、題型一以“化工流程”為載體的基本概念、基本理論、基礎(chǔ)實驗應(yīng)用題1(2018南京市、鹽城市高三一模)堿式碳酸鎂4MgCO3Mg(OH)24H2O是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品。一種由白云石主要成分為CaMg(CO3)2，還含少量SiO2、Fe2O3等為原料制備堿式碳酸鎂(國家標(biāo)準(zhǔn)中CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.43%)的實驗流程如下：(1)“煅燒”時發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)常溫常壓下，“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2，“碳化”時終點pH對最終產(chǎn)品中CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖1和圖2所示。應(yīng)控制“碳化”終點pH約為_，發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_和_。圖2中，當(dāng)pH10.0時，鎂元素

2、的主要存在形式是_(寫化學(xué)式)。(3)“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為_。(4)該工藝為達(dá)到清潔生產(chǎn)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_(寫化學(xué)式)。高溫3答案(1)CaMg(CO3)2=CaOMgO2CO2(2)9.0Mg(OH)22CO2=Mg(HCO)213Ca(OH)2CO2=CaCOH2OMg(OH)2(3)5Mg(HCO3)2=4MgCO3Mg(OH)24H2O6CO2(4)CO2解析(2)由圖像可知，應(yīng)控制“碳化”終點pH約為9.0，這時堿式碳酸鎂產(chǎn)率較高，而33CaO含量較低；煅燒產(chǎn)物CaO和MgO都可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，結(jié)合產(chǎn)物的要求，所以“碳化”時發(fā)生的主要

3、反應(yīng)有Mg(OH)22CO2=Mg(HCO)2和Ca(OH)2CO2=CaCOH2O。當(dāng)pH10.0時，鎂元素的主要存在形式是Mg(OH)2。2(2018江蘇省百校高三12月大聯(lián)考)以軟錳礦粉(主要含MnO2，還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))為原料制取高純MnO2的流程如下：(1)“酸浸”時所發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為_。(2)“酸浸”時加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過小或過大。當(dāng)硫酸濃度偏小時，“酸浸”時會有紅褐色渣出現(xiàn)，原因是_。硫酸濃度不能過大的原因是_。(3)過濾所得濾渣為MnCO3，濾液中溶質(zhì)的主要成分是_(寫化學(xué)式)。(4)焙燒MnCO3的裝置如下圖所示：焙燒時所發(fā)生反

4、應(yīng)的化學(xué)方程式為_。焙燒一定時間后需轉(zhuǎn)動石英管，目的是_。答案(1)2Fe2MnO24H=2Fe3Mn22H2O(2)生成的Fe3水解得到Fe(OH)3沉淀用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時會消耗過多的氨水，造成原料的浪費2(3)(NH4)2SO4焙燒(4)2MnCO3O2=2MnO22CO2使MnCO3充分反應(yīng)，提高M(jìn)nCO3的轉(zhuǎn)化率解析軟錳礦粉(主要含MnO2，還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))“酸浸”時，F(xiàn)e2O3、Al2O3被硫酸溶解生成硫酸鐵和硫酸鋁，二氧化錳與硫酸亞鐵在硫酸作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸錳和硫酸鐵；加入氨水調(diào)節(jié)pH，使鋁離子和鐵離子沉淀除去，在濾液中加入碳酸氫銨，沉淀

5、錳離子，然后在空氣中焙燒碳酸錳得到二氧化錳。(1)“酸浸”時所發(fā)生的主要反應(yīng)是二氧化錳被硫酸亞鐵還原，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2MnO24H=2Fe3Mn22H2O。(2)“酸浸”時加入一定體積的硫酸，硫酸濃度不能過小或過大。當(dāng)硫酸濃度偏小時，鐵離子水解程度較大，會有紅褐色氫氧化鐵沉淀出現(xiàn)；硫酸濃度過大，用氨水沉淀雜質(zhì)金屬離子時會消耗過多的氨水，造成原料的浪費。(3)過濾所得濾渣為MnCO3，濾液中主要含有(NH4)2SO4。3(2018常州市高三一模)利用廢鉛蓄電池的鉛泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制備精細(xì)無機(jī)化工產(chǎn)品3PbOPbSO4H2O(三鹽)，主要制備流程如下：(1)步驟PbSO

6、4轉(zhuǎn)化為難溶PbCO3的離子方程式為_。(2)濾液1和濾液3經(jīng)脫色、蒸發(fā)、結(jié)晶可得到的副產(chǎn)品為_(寫化學(xué)式)。(3)步驟“酸溶”時，其中的鉛與硝酸生成Pb(NO3)2及NO的離子方程式為_；濾液2中溶質(zhì)主要成分為_(寫化學(xué)式)。(4)步驟合成三鹽的化學(xué)方程式為_。(5)步驟洗滌操作時，檢驗沉淀是否洗滌完全的方法是_。3334答案(1)CO2PbSO4=PbCOSO2(2)Na2SO410H2O(或Na2SO4)32(3)3Pb8H2NO=3Pb22NO4H2OHNO3(4)4PbSO46NaOH=3NaSO43PbOPbSO4H2O2H2O(5)取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽

7、酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全334解析向鉛泥中加入Na2CO3溶液，PbSO4轉(zhuǎn)化為難溶PbCO3的離子方程式為CO2PbSO4=PbCOSO2，然后過濾得到濾液1為Na2SO4溶液，向濾渣中加入硝酸酸溶，PbO、Pb、PbCO3都與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2，Pb與硝酸反應(yīng)還生成NO，則鉛與硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Pb8H32NO=3Pb22NO4H2O，然后向溶液中加入硫酸，生成PbSO4沉淀，過濾，濾液2的2主要成分是HNO3，向濾渣中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)：4PbSO46NaOH=3NaSO43PbOPbSO4H2O2H2O，過濾、洗滌、干燥得到3P

8、bOPbSO4H2O，濾液3中含有Na2SO4。(5)該沉淀吸附的離子是硫酸根離子，用鹽酸酸化的氯化鋇檢驗，其檢驗方法為：取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全。4(2018淮安、宿遷等高三質(zhì)檢)從廢電池外殼中回收鋅(鋅皮中常有少量鐵、外表沾有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等雜質(zhì))，制取ZnSO47H2O可以采取如下工藝流程：已知：Zn(OH)2和Al(OH)3化學(xué)性質(zhì)相似；金屬氫氧化物沉淀的pH：氫氧化物Zn(OH)2Fe(OH)3開始沉淀的pH5.72.7完全沉淀的pH8.03.7請回答下列問題：(1)“酸溶”時，為了提

9、高酸溶速率，可采取的措施有_(任答一點)。(2)“氧化”時，酸性濾液中加入NaNO2反應(yīng)的離子方程式為_。(3)“氧化”時，為了減少污染，工業(yè)上常用H2O2替代NaNO2。4若參加反應(yīng)的NaNO2為0.2mol，則對應(yīng)至少需要加入10%H2O2溶液_mL(密度近似為1gcm3)。該過程中加入的H2O2需多于理論值，原因除了提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率外，還可能是_。(4)“調(diào)節(jié)pH”時，若pH8則造成鋅元素沉淀率降低，其原因可能是_。(5)將濾渣A溶于適量稀硫酸，調(diào)節(jié)溶液pH，過濾，將濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶析出ZnSO47H2O晶體。則該過程中需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為_。答案(1)將廢鋅皮粉碎(或升高

10、溫度；適當(dāng)提高硫酸濃度；攪拌)2(2)Fe2NO2H=Fe3NOH2O(3)34Fe3(或Fe2)催化分解雙氧水(4)堿性過強(qiáng)，氫氧化鋅可能溶解(5)3.7pH5.7解析本題主要考查對于“制取ZnSO47H2O工藝流程”的評價。(1)“酸溶”時，為了提高酸溶速率，可采取的措施有：將廢鋅皮粉碎(或升高溫度；適當(dāng)提高硫酸濃度；攪拌)。(2)“氧2化”時，酸性濾液中加入NaNO2，形成的亞硝酸將亞鐵離子氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為Fe2NO2H=Fe3NOH2O。(3)若參加反應(yīng)的NaNO2為0.2mol,2NaNO2H2O22e，則至少需要加入10%H2O2溶液34mL(密度近似為1gcm3)

11、。該過程中加入的H2O2需多于理論值，原因除了提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率外，還可能是Fe3(或Fe2)催化分解雙氧水。(4)已知氫氧化鋅具有兩性，“調(diào)節(jié)pH”時，若pH8，則造成鋅元素沉淀率降低，其原因可能是堿性過強(qiáng)，氫氧化鋅可能溶解。(5)該過程中將氫氧化鐵過濾除去，同時保證Zn2不沉淀，所以需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為3.7pH5.7。5(2018泰州高三模擬)實驗室以蛇紋石酸浸出液(主要含F(xiàn)e3，還有一定量的Al3、Mn2、Ca2、Mg2等)為原料制備高純氧化鐵，流程如下：已知流程中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表：氫氧化物Fe3Fe2Al3開始沉淀的pH1.15.83.05沉淀完全的pH

12、3.28.85.0(1)“還原”時，應(yīng)選擇_(填字母)。AZn粉BNaClO溶液CFe粉(2)“濾渣”的主要成分除含有少量MnF2外，還含有_(填化學(xué)式)。(3)“沉錳”時，已知：Ksp(MnS)4.651014。為確保沉錳完全即溶液中c(Mn2)1.0106molL1，應(yīng)保持溶液中c(S2)_molL1。(4)“除鋁”時，控制溶液pH的范圍為_。(5)“氧化”時，常用酸性K2Cr2O7溶液檢測是否殘留未被氧化的金屬離子，該反應(yīng)的離子方程式為_。(6)“沉鐵”時，反應(yīng)溫度為85，反應(yīng)時間和反應(yīng)終點pH對鐵的沉淀率的影響分別如下圖所示，則最佳的工藝條件是_。答案(1)C(2)CaF2、MgF2(3)4.65108(4)5.05.87(5)Cr2O214H6Fe2=2Cr36Fe37H2O(6)反應(yīng)時間30min、終點pH3.5解析(1)不能引入新雜質(zhì)，把Fe3還原為Fe2時，應(yīng)選擇鐵粉，故C正確。(2)浸出液含有Al3、Mn2、Ca2、Mg2，加入硫化鈉除去錳離子、加入氨水除去鋁離子，所以加入氟化鈉是除去Ca2、Mg2，“濾渣”的主要成分除含有少量MnF2外，還含有CaF2、MgF2。4.651014(3)根據(jù)Kspc(Mn2)c(S2)，c(