2020-2021學年北京高三一輪復習《無機化學工藝流程》專題訓練

1、某含鎰礦物的主要成分有MnCtkMn02.FeCO3,Si02.AI2O3等。已知FeCCh、MnCfh難溶于水。一種運用

陰離子膜電解法的新技術可用于從碳酸鎰礦中提取金屬鎰，主要物質轉化關系如下：

(1)設備1中反應后，濾液1里鎰元素只以MM+的形式存在，且濾渣1中也無Mn02o濾渣1的主要

成分是(填化學式)。

(2)設備1中發(fā)生氧化還原反應的離子方程式是o

(3)設備2中加足量雙氧水的作用是。設計實驗方案檢驗濾液2中是否存在Fe2t：

(4)設備4中加入過量氫氧化鈉溶液，沉淀部分溶解,。用化學平衡移動原理解釋原因：o

(5)設備3中用陰離子膜法提取金屬鎰的電解裝置圖如下：

①電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動的方向，則A電極是直流電源的極。實際生產中,

陽極以稀硫酸為電解液，陽極的電極反應式為o

②該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止MN+進入陽極區(qū)發(fā)生副反應生成此。2造成資源浪費,

寫出該副反應的電極反應式o

【答案】⑴Si02

2++3+2+3+2+

(2)2Fe+MnO2+4H=2Fe+Mn+2H20或2FeC03+Mn()2+8H+=2Fe+Mn+C02T+4)0

(3)將Fe2+完全氧化為Fe3+；取濾液2,加入鐵氟化鉀溶液，如果有藍色沉淀產生，則有Fe2+,否則

2+

沒有Fe0

(4)濾渣2中存在Al(0H)3,存在電離平衡：A|3++30M=AI(OH)a^AIOf+HW,加入NaOH溶

液，H+被中和，濃度減低，AI(0H)3不斷溶解。

2+t

(5)①負極；40H-4e-=2H20+02T②Mn+2H20-2e-=Mn02+4H

2.某一化工廠以廢鐵屑為原料制備FeCL溶液，用作印刷電路銅板腐蝕劑，并對溶液B進行電解處理

的實驗流程如圖：

氯氣

(1)試劑a應選用(填寫名稱)；

⑵步驟I用到的主要玻璃儀器有漏斗、(填寫儀器名稱)；

⑶寫出步驟II中主要反應的化學方程式;

⑷實驗室制取氣體E的離子方程式是欲對氣體E進行干燥和吸收，需選

用下列裝置中的(填寫序號)；

⑸如何用化學方法檢驗氣體E?,

答案(1)稀鹽酸(2)燒杯、玻璃棒

(3)2FeCI3+Cu=2FeCl2+CuCI2

+2+

(4)MnO2+4H+2CI-A,Mn+C12］+2H20②④

(5)將濕潤的KI一淀粉試紙靠近集氣瓶口，試紙變藍，證明該氣體為CI2

3富鐵鋁土礦(主要含有A1203sFe203Je0和Si02)可制備新型凈水劑液體聚合硫酸鋁鐵［AIJe6(0H)w(S04)n］。

研究發(fā)現(xiàn)，當a=6時凈水效果最好。工藝流程如下(部分操作和產物略)：

atH2SO4FeSOj7H2。

富贏礦峭濾液液體聚合雕鋁鐵

(1)A1203與H2s。4發(fā)生反應的離子方程式是o

(2)測得濾液中。加入FeS04-7H2。和H2O2的作用是(結合化學用語說明)

(3)將溶液A電解得到液體聚合硫

酸鋁鐵。裝置如圖所示(陰離

子交換膜只允許陰離子通過,

電極為惰性電極)

①陰極室的電極反應式是O

②電解過程陽極室溶液pH的變化是(填“增大”、“減小”或“不變”)。

③簡述在反應室中生成液體聚合硫酸鋁鐵的原理O

+3+

答案(1)A1203+6H=2AI+3H20(2分)

3+3+

(2)2Fe2*+H2O2+2H+=2Fe+2H20補充Fe(2分)

⑶①2H++2。=也T(1分)②減小(1分)

2

③電解過程中反應室中的S04-通過陰離子交換膜進入陽極室，陰極室中的ON通過

陰離子交換膜進入反應室，生成聚合硫酸鋁鐵。(2分)

4、電子工業(yè)中，可用FeCL-HCI溶液作為印刷電路銅板蝕刻液。某探究小組設計如下線路處理廢液和資源

回收：“

------------>-----------------3------------->-----------

蝕

刻

廢

液

請回答：

(1)FeCI3-HCI溶液蝕刻銅板后的廢液中含有的金屬陽離子是o

(2)FeCL蝕刻液中加入鹽酸的目的：可以,又可提高蝕刻速率。

(3)步驟①中加入H202溶液的目的是o

(4)已知：

生成氫氧化物沉淀的pH

Cu(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3

開始沉淀時4.77.01.9

沉淀完全時6.79.03.2

根據(jù)表中數(shù)據(jù)推測調節(jié)pH的范圍是o

(5)寫出步驟②中生成C02的一個離子方程式_(已知CU2(OH)2c。3不易溶于水)。

(6)寫出步驟③生成CU2(OH)2cO3的離子方程式o

答案⑴Fe3t,Fe2+和Ci?+

(2)抑制氯化鐵水解(3)將Fe?+氧化成Fe”方便后續(xù)沉淀時除去

(4)[3,2,4.7)或3.24pH<4.7

2+

⑸4H*+CU2(0H)2C03=3H20+2Cu+C02T

或4Fe3*+3Cu2(0H)2co3+3坨0=4Fe(OH)3+6Cu2++3CO2f

2+

(6)2CU+4HC03-=MOH)2co3I+H2O+3CO2T

5.銀電池廣泛應用于混合動力汽車系統(tǒng)，電極材料由Ni(0H)2、碳粉和氧化鐵等涂在鋁箔上制成。由于電

池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進行回收研究，設計實驗流程如下：

沉淀I世邂回

DNa2c溶液

*0—―fNi(OH)3

__⑥

二沉淀n

極材料「殘渣

心沉淀in

已知：a.NiCL易溶于水，F(xiàn)e3+不能氧化Ni2+。

b.某溫度下一些金屬氫氧化物的禽>及開始沉淀和完全沉淀時的理論pH如表所示：

pH

M(OH)?心

開始沉淀沉淀完全

Al(OH)31.9x10-333.434.19

3.9x1078

Fe(0H)32.532.94

4

Ni(OH)21.6x10-'7.609.75

回答下列問題：

⑴根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷步驟②依次析出的沉淀H和沉淀m_______(填化學式)，則

pH,pH2(填“>”、"=”或“<”),控制兩種沉淀析出可利用(填序號)。

A.pH試紙B.石蕊指示劑

C.pH計

⑵已知溶解度：NiC204>NiC204.H2O>NiC204-2H2O,則步驟③的化學方程式是。

步驟③后，過濾沉淀所需的玻璃儀器有。若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作

的角度給出兩種可能的原因：O

⑶④中陽極反應產生的氣體E為驗證該氣體的試劑為o

⑷試寫出步驟⑥的離子方程式：。

答案⑴Fe(0H)3Al(0H)3<C

(2)NiC12+Na2C204+2H20=NiC204-2H201+2NaCI漏斗、玻璃棒和燒杯玻璃棒劃破濾紙、濾液超過

濾紙邊緣

(3)CI2濕潤的淀粉一KI試紙

(4)2Ni(OH)2+2OH-+CI2=2Ni(OH)3+2Cr

6、無水氯化鋁在生產、生活中應用廣泛。

⑴氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應的離子方程式為

⑵工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為AI2O3,含有Fe203.Si02等雜質）制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意

如下：

鋁土冷卻

礦粉一Ig出100t:

焙燒j

300t

焦炭」

nm

已知：

物質

SiCI4AICI3FeCI3FeCI2

沸點/七57.6180（升華）300（升華）1023

①步驟I中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是

_______________________________________________（只要求寫出一種）。

②步驟II中若不通入氯氣和氧氣，則反應生成相對原子質量比硅大的單質是

③已知：

A12O3(s)+3C(s)=2AI(s)+3C0(g)

△%=+1344.1kJmolt

2AICI3(g)=2AI(s)+3CI2(g)

△M=+1169.2kJ-molt

由A12O3、C和C12反應生成AICI3的熱化學方程式為

④步驟HI的尾氣經冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的鹽主要有3種，其化學式分

別為O

⑤結合流程及相關數(shù)據(jù)分析，步驟V中加入鋁粉的目的是

答案(DAI3++3H20H)3(m?+3H

(2)①防止后續(xù)步驟生成的AIC13水解或增大反應物的接觸面積，加快反應速率

②Fe或鐵

]

③A12O3(s)+3C(s)+3C12(g)=2AICI3(g)+3C0(g)A//=+174.9kJ-mo\~

④NaCI、NaCIO,Na2cO3

⑤除去FeCL,提高AICL純度

7、工業(yè)上，以鈦鐵礦為原料制備二氧化鈦的工藝流程如下圖所示。鈦鐵礦主

要成分為鈦酸亞鐵(FeTiOs),其中一部分鐵元素在風化過程中會轉化為+3價。

已知:Ti0S04遇水會水解。

(1)步驟②中，用鐵粉將Fe?+轉化為Fe?+的反應的離子方程式為,

(2)步驟③中，實現(xiàn)混合物的分離是利用物質的(填字母序號)。

a.熔沸點差異b.溶解性差異c.氧化性、還原性差異

(3)步驟②、③、④中，均需用到的操作是(填操作名稱)。

(4)請結合化學用語用化學平衡理論解釋步驟④中將Ti02+轉化為%T他的原理：

(5)可以利用生產過程中的廢液與軟鎰礦(主要成分為Mn02)反應生產硫酸鎰

(MnS04,易溶于水)，該反應的離子方程式為,

(6)研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質，利用下

圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑，還rSm

原二氧化鈦制備金屬鈦。If°2__

因是(請結合化學用語解釋)石墨鈦阿￡極槽金字鼠

答案：(1)2Fe3++Fe=3Fe2+

(2)b

(3)過濾

+

(4)溶液中存在平衡：Ti()2++2H20H2TiO3+2H,當加入熱水稀釋、升溫后，

平衡正向移動，生成H2TP3。(3分)

(說明：寫出離子方程式或化學方程式得1分，從稀釋和升溫角度正確分析平衡移

動各得1分。)

2+2+3+

(5)Mn02+2Fe+4H*===Nln+2Fe+2H20

(6)①202---=T(同時寫出C+。2=C02不扣分)

4eQ2

8.以電石渣[主要成分為Ca(0H)2和CaC(W為原料制備KCIOs的流程如下：

乩()■KCI

電石渣一用吸T氯化IT過濾IT轉化I—……一>KCI()3固體

底渣

(1)氯化過程控制電石渣過量、在75°C左右進行。氯化時存在CL與Ca(0H)2作用生成Ca(CI0)2的反

應，Ca(CI0)2進一步轉化為Ca(CI03)2,少量Ca(CIO”分解為CaC)和。2。

①生成Ca(CI0)2的化學方程式為。

②提高CI2轉化為Ca(C03)2的轉化率的可行措施有(填序號)。

A.適當減緩通入CI2速率

B.充分攪拌漿料

C.加水使Ca(0H)2完全溶解

⑵氯化過程中他轉化為Ca(CI03)2的總反應方程式為:6Ca(OH)2+6C12=Ca(C103)2+5CaC12+6H20

氯化完成后過濾。

①濾渣的主要成分為(填化學式)。

②濾液中Ca(CI03)2與C與C的物質的量之比〃比a(CIO3)21：〃[CaCl211：5(填“>”、或

“=”)。

(3)向濾液中加入稍過量KCI固體可將Ca液險)2轉化為KCI03,若溶液中KCIO3的含量為100gL\

從該溶液中盡可能多地析出KClOa固體的方法是o

7/^

V7

6I/.IV

(5/u

oV

w

4I

V//

8.

1

3/

0I

艇

2V/

毒

1/

t

()20406()8()100

溫度(七)

答案(1)①2cl2+2Ca(0H)2=Ca(CI0)2+CaCl2+2H2。②AB

⑵①CaC03、Ca(0H)2②<

⑶蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶

9、利用某含鋁廢液［含較低濃度的岫20%。7、Fe2(S04)3］制備屈械7。

流程如下：

I.用NaOH溶液調pH至3.6,產生紅褐色沉淀，過濾；

n.向濾液中加入Na2sO3,一定操作后分離出Na2s。4;

m.將分離出Na2s。4后的溶液調pH約為5,得到Cr(0H)3沉淀；

W.在KOH存在條件下，向Cr(0H)3中加入足量也。2溶液，得到黃色溶液；

V.向黃色溶液中加入物質A后，溶液變?yōu)槌燃t色，一定操作后得到KzCrzO?固體；

VI.測定《232。7固體的純度。

已知：MO??-(橙紅色)+H20=2Cr(V-(黃色)+2H*

(1)步驟I中紅褐色沉淀的化學式是。

(2)步驟n中加入Na2s03的目的是。

(3)步驟W中反應的離子方程式是o

(4)步驟V中加入的物質A可以是o(填序號)

a.KOHb.K2cO3c.H2SO4d.S02

(5)步驟VI的操作是：取0.45gKzCrzO?產品配成溶液，酸化后滴入18.00mL

0.50mol/L的FeS04溶液，恰好使-完全轉化為C產。產品中KCrzCh的純度

是。(注：KzCrzO,的摩爾質量為294g/mol)

(6)向橙紅色的K2Cr2(h溶液中，滴加Ba(N(h)2溶液，產生黃色沉淀，溶液pH減小。試推測黃色沉淀

是，溶液pH變小的原因是。

答案(1)Fe(0H)3(1分)

(2)將+6價的Cr還原為+3價(2分)

2

(3)2Cr(OH)3+3H202+40H-=2Cr04'+8H20(2分)

(4)c(2分)；

(5)98%(2分)

(6)BaCrO4(2分)；

2

K2CM7溶液中存在平衡：CM??一(橙紅色)+H20-2CrO4-(黃色)+2H］加入Ba(NO。2溶液后,

產生BaCrO4沉淀，c(CrC^-)降低，平衡正向移動，c(比)增大。(2分)

10、工業(yè)上用某礦渣(含有CU2。、AI2O3、Fe203,Si02)提取銅的操作流程如下：

------------->------------->--------

稀硫酸

礦渣f反應I

+2+

已知：GU20--2H=Cu+Cu+H20

沉淀物,Cu(0H)2Al(OH)3Fe(0H)3Fe(OH)2

開始沉淀pH5.44.01.15.8

沉淀完全pH6.75.23.28.8

(1)固體混合物A中的成分是o

(2)反應I完成后，鐵元素的存在形式為。(填離子符號)

請寫出生成該離子的離子方程式o

(3)x、y對應的數(shù)值范圍分別是、。

(4)電解法獲取Cu時，陰極反應式為，陽極反應式為o

(5)下列關于NaCIO調pH的說法正確的是o

a.加入NaCIO可使溶液的pH降低

b.NaCIO能調節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應CIO—H+—HCIO,

CIO-消耗H+,從而達到調節(jié)pH的目的

c.NaCIO能調節(jié)pH的主要原因是由于NaCIO水解CIO-H20^^HCI0+0H-,

0H-消耗H+,從而達到調節(jié)pH的目的

(6)用NaCIO調pH,生成沉淀B的同時生成一種具有漂白作用的物質，

該反應的離子方程式為。

答案

(1)SiO2,Cu(各1分)

(2)Fe2+(2分)

2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+(2分)

(3)3.2<pH<4,05.24pH<5.4(各1分)

2+

(4)Cu+2e-=Cu2Cr-2e-=CI2T(各1分)

(5)b(2分)

2+

(6)5CI0-+2Fe+5H20=2Fe(0H)3+Cr+4HCI0(1分)

2++

(或2Fe+7CI0-+2H+5H20=2Fe(0H)3+Cl-+6HCI0)

11、高鐵酸鉀(K2FeO4)具有很強的氧化性，是一種高效水處理劑。

(1.)用LFeOd處理廢水時，既利用其強氧化性，又利用Fe(0H)3膠體的作用。

(2)制備K2FeO4可以采用干式氧化法或濕式氧化法。

①干式氧化的初始反應是2FeS04+6Na2()2=2Na2Fe04+2Na20+2Na2so4+O2L該反應中每生成2mol

Na2FeO4時轉移電子mol0

②濕式氧化法的流程如下圖：

上述流程中制備NazFeO’的化學方程式是。

結晶過程中反應的離子方程式是O

(3)LFeO’在水中不穩(wěn)定，發(fā)生反應：4FeO；+10%04Fe(0H)3(膠體)+80H-+302,其穩(wěn)定性

與溫度(7)和溶液pH的關系分別如下圖所示。

c(FeO：)/mmolL」c(FeO：)/mmolL