1、工藝流程題型專題訓(xùn)練一 1 已知：硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5H2O，硼砂的化學(xué)式為Na2B4O710H2O利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程為：回答下列有關(guān)問題：（1）硼砂中B的化合價(jià)為，將硼砂溶于熱水后，常用稀H2SO4調(diào)pH=23制取H3BO3，該反應(yīng)的離子方程式為（2）MgCl27H2O需要在HCl氛圍中加熱，其目的是若用惰性電極電解MgCl2溶液，其陰極反應(yīng)式為（3）鎂H2O2酸性燃料電池的反應(yīng)原理為 Mg+H2O2+2H+Mg2+2H2O，則正極反應(yīng)式為常溫下，若起始電解質(zhì)溶液pH=1，則pH=2時(shí)，溶液中Mg2+濃度為_當(dāng)溶液pH=6時(shí)，（填“有”或“沒有”）Mg（OH）2沉

2、淀析出（已知KspMg（OH）2=5.61012）（4）制得的粗硼在一定條件下生成BI3，BI3加熱分解可以得到純凈的單質(zhì)硼現(xiàn)將0.020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30molL1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液18.00mL該粗硼樣品的純度為（提示：I2+2S2O2I+S4O）（結(jié)果保留一位小數(shù)） 2 高效凈水劑聚合氯化鋁鐵（PAFC）的組成可表示為AlFe（OH）nCl6nm，該物質(zhì)廣泛應(yīng)用于日常生活用水和工業(yè)廢水的處理（1）為檢測(cè)PAFC中鋁和鐵元素的含量，采用如圖所示流程進(jìn)行回答下列問題：PAFC中鐵元素的化合價(jià)為步驟I中的試劑A是（從“氫氧化鈉溶液

3、”、“氨水”中選擇）步驟中的試劑B是步驟的操作是，用到的主要玻璃儀器（2）某工廠欲以工業(yè)廢料（鐵、鐵和鋁的氧化物）為原料制取PAFC，設(shè)計(jì)如下流程：廢料（Fe、Fe2O3、FeO、Al2O3）酸性溶液PAEC在廢料中加入過量稀鹽酸，發(fā)生多個(gè)離子反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)诳瞻滋幯a(bǔ)全離子方程式：FeO+2H+Fe2+H2O Al2O3+6H+2Al3+3H2O Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O所得酸性溶液中，不能確定是否一定存在的陽離子是（填序號(hào)） 3 某種碳酸錳礦的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等已知碳酸錳難溶于水一種運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取

4、金屬錳，流程如下：陰離子膜法電解裝置如圖所示：（1）寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式：（2）已知Ksp （Fe（OH）3）=41038，假設(shè)溶液中Fe3+離子濃度為0.1molL1，則開始生成Fe（OH）3 沉淀的pH是，沉淀完全的pH是（可能用到的數(shù)據(jù)：lg=0.1 lg=0.2）（3）已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表：離子Fe3+A13+Fe2+Mn2+Mg2+開始沉淀的pH1.23.77.07.89.3沉淀完全的pH3.74.79.69.810.8加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH等于6，則“濾渣（待處理）”的成分是 （寫化學(xué)式），濾液中含有的陽離子有H+和（寫符號(hào)）（4）在浸出

5、液里錳元素只以Mn2+的形式存在，且濾渣A中也無MnO2，請(qǐng)用離子方程式解釋原因：（5）電解裝置中箭頭表示溶液中陰離子移動(dòng)的方向，則A電極是直流電源的極實(shí)際生產(chǎn)中，陽極以稀硫酸為電解液，陽極的電極反應(yīng)式為（6）該工藝之所以采用陰離子交換膜，是為了防止Mn2+進(jìn)入陽極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成MnO2造成資源浪費(fèi)，寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式： 4 工業(yè)廢水中Cr（）回收與再利用工藝如下：注：硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+部分陽離子常溫下以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見下表氫氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2Al（OH）3Cr（OH）3pH3

6、.79.611.189（9溶解）（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施（至少寫一條）（2）調(diào)pH=8是為了除去離子（選填：Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）（3）鈉離子交換樹脂的原理為：Mn+nNaRMRn+nNa+，被交換的雜質(zhì)離子是（選填：Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+）電解法處理含Cr2O72離子的廢水（pH=46）的一種方法是：往廢水中加入適量NaCl，以鐵為電極進(jìn)行電解，同時(shí)鼓入空氣，經(jīng)過一段時(shí)間后，經(jīng)過一段時(shí)間后，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀產(chǎn)生，使工業(yè)廢水中鉻含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)（1）陰極電極反應(yīng)式：（2）加入適量NaCl的作用？（3）鼓入空氣的作用？ 5 電

7、解鋁技術(shù)的出現(xiàn)與成熟讓鋁從皇家珍品變成汽車、輪船、航天航空制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料工業(yè)上用鋁土礦（主要成分為Al2O3，F(xiàn)e2O3、SiO2等）提取純Al2O3做冶煉鋁的原料，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖提取流程圖（1）固體的化學(xué)式為，該固體的顏色為；（2）在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)流程中需加入冰晶石，目的是；（3）寫出流程、中主要反應(yīng)的離子方程式；（4）鋁粉與氧化鐵粉末在引燃條件下常用來焊接鋼軌，主要是利用該反應(yīng)；（5）從鋁土礦中提取鋁的過程不涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是；A復(fù)分解反應(yīng) B氧化還原反應(yīng) C置換反應(yīng) D分解反應(yīng)（6）生產(chǎn)過程中除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有；（7）若向

8、濾液中逐滴滴入NaOH溶液至過量，產(chǎn)生沉淀隨NaOH滴入關(guān)系正確的是； 6 金屬鈦（Ti）因其硬度大、熔點(diǎn)高、常溫時(shí)耐酸堿腐蝕等性質(zhì)被廣泛用在高新科技材料和航天領(lǐng)域中“硫酸法”生產(chǎn)鈦的原料是鈦鐵礦（主要成分是：FeTiO3，還含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金屬元素及脈石等雜質(zhì)）；主要生產(chǎn)流程如下：已知反應(yīng)：將鈦鐵礦與濃H2SO4煮解：FeTiO3+2H2SO4（濃）TiOSO4（硫酸氧鈦）+FeSO4+2H2O加水分解硫酸氧鈦：TiOSO4+（n+1）H2OTiO2nH2O+H2SO4請(qǐng)回答下列問題：（1）副產(chǎn)品甲是，可循環(huán)利用的物質(zhì)是（2）上述生產(chǎn)流程中加入鐵屑的目的是（3）寫出中間產(chǎn)品

9、乙與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)的方程式為：（4）最近，用熔融法直接電解中間產(chǎn)品乙制取金屬鈦獲得成功寫出電解乙制取金屬鈦的化學(xué)方程式（5）“硫酸法”生產(chǎn)鈦排放的廢液對(duì)水體有哪些污染，請(qǐng)指出主要的兩點(diǎn)：；根據(jù)廢液的主要成分，針對(duì)其中一項(xiàng)污染，提出處理的方法： 1、解答：解：（1）硼砂的化學(xué)式為Na2B4O710H2O，鈉元素化合價(jià)為+1價(jià)，氧元素化合價(jià)2價(jià)，依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和計(jì)算得到硼元素化合價(jià)為+3價(jià)；用H2SO4調(diào)pH23，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ，反應(yīng)的離子方程式為：B4O72+2H+5H2O=4H3BO3，故答案為：+3；B4O72+2H+5H2O=4H3BO3；（2

10、）MgCl27H2O需要在HCl氛圍中加熱，是為了防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂；若用惰性電極電解MgCl2溶液，陰極氫離子得到電子生成氫氣，水的電離平衡破壞，水電離生成氫氧根離子濃度增大，和鎂離子形成氫氧化鎂沉淀，合并寫出陰極反應(yīng)式為：2H2O+Mg2+2e=H2+Mg（OH）2；故答案為：防止MgCl2水解生成Mg（OH）2；2H2O+Mg2+2e=H2+Mg（OH）2；（3）鎂H2O2酸性燃料電池的反應(yīng)機(jī)理為Mg+H2O2+2H+Mg2+2H2O，正極上是過氧化氫得到電子生成水的反應(yīng)，正極反應(yīng)式H2O2+2H+2e=2H2O；若起始電解質(zhì)溶液pH=1，則pH=2時(shí)溶液中，氫離子濃度減小0.1

11、mol/L0.01mol/L=0.09mol/L，依據(jù)反應(yīng)方程式得到Mg2+離子濃度=0.045mol/L；KspMg（OH）2=5.61012，當(dāng)溶液pH=6時(shí)，c（OH）=108mol/L，則Qc=c（Mg2+）c2（OH）=0.045mol/L1016mol/L=4.51018KspMg（OH）2，說明無氫氧化鎂沉淀生成；故答案為：H2O2+2H+2e=2H2O；0.045 molL1；沒有；（4）硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為：0.30mol/L0.018L=0.0054mol，根據(jù)關(guān)系式：BBI3I23S2O32，n（B）=n（S2O32）=0.0018mol，硼的質(zhì)量為：10.81g/mo

12、l0.0018mol=0.01944g，粗硼中硼的含量為：100%=97.2%，故答案為：97.2%2、解答：解：（1）為檢測(cè)PAFC中Al和Fe含量，PAFC加入足量A為氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液過濾后得到氫氧化鐵灼燒得到氧化鐵，濾液中通入過量二氧化碳?xì)怏w分壓生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；設(shè)鐵化合價(jià)是x，聚合氯化鋁鐵可表示為AlFe（OH）nCl6nm，由此合物內(nèi)化合價(jià)和為0得：3+xn（6n）=0；x=3，所以PAFC中鐵元素的化合價(jià)為+3；故答案為：+3；步驟中的試劑A為氫氧化鈉溶液，步驟的反應(yīng)為偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳?xì)怏w生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的離子方程式

13、為：AlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO3，故答案為：氫氧化鈉溶液；CO2；步驟是實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離，采用過濾的方法，用到的玻璃儀器有：燒杯、玻璃棒、漏斗，故答案為：過濾；燒杯、玻璃棒、漏斗；（2）在廢料中加入過量稀鹽酸，其中的反應(yīng)有：FeO+2H+Fe2+H2O、Al2O3+6H+2Al3+3H2O、Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O、Fe+2H+Fe2+H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+，故答案為：Fe+2H+Fe2+H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+；由于Al、Fe以及Fe2O3的物質(zhì)的量關(guān)系無法確定，則不能確定溶液中Fe元素的存在形成是否有Fe3+，所得酸性溶液中，不

14、能確定是否一定存在的陽離子為Fe3+，故答案為：Fe3+3、解答：解：將碳酸錳礦粉溶于稀硫酸中，MnCO3、FeCO3、MgO、Al2O3都和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鹽，酸性條件下，MnO2被亞鐵離子還原生成Mn2+，SiO2以沉淀析出，然后向浸出液中先加雙氧水、再加氨水，并調(diào)節(jié)溶液的pH到6，根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH表知，pH=6時(shí)Fe3+、Al3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液中存在 Mn2+、Mg2+、NH4+，則濾渣為Al（OH）3、Fe（OH）3，然后進(jìn)一步精制，再利用陰離子交換膜電解，從而得到金屬M(fèi)n，（1）碳酸錳和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水，離子方程式為MnCO3+2H+=Mn2+CO

15、2+H2O，故答案為：MnCO3+2H+=Mn2+CO2+H2O；（2）KspFe（OH）3=c（Fe3+）c3（OH），溶液中Fe3+離子濃度為0.1molL1，則開始生成Fe（OH）3 沉淀時(shí)，c（OH）=1012，c（H+）=，pH=1.9，當(dāng)鐵離子沉淀完全時(shí)，c（OH）=1011，c（H+）=，pH=3.2，故答案為：1.9；3.2；（3）加入雙氧水時(shí)將亞鐵離子氧化為鐵離子，根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH表知，pH=6時(shí)Fe3+、Al3+完全轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液中存在 Mn2+、Mg2+、NH4+，所以濾渣的成分是Al（OH）3、Fe（OH）3，濾液中含有的陽離子有H+和Mn2+、Mg2+、N

16、H4+，故答案為：Al（OH）3、Fe（OH）3；Mn2+、Mg2+、NH4+；（4）酸性條件下，MnO2被亞鐵離子還原，亞鐵離子被氧化生成Fe3+，反應(yīng)為：MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O，故答案為：MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O；（5）根據(jù)陰離子移動(dòng)方向知，左邊電極是陰極、右邊電極是陽極，則連接陰極的電極A是電源負(fù)極，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH4e=O2+2H2O，故答案為：負(fù)極；4OH4e=O2+2H2O；（6）錳離子不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成二氧化錳，所以陽極反應(yīng)的副反應(yīng)為Mn2+2e+2H2O=MnO2+4H+，故答案

17、為：Mn2+2e+2H2O=MnO2+4H+4、解答：解：硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，F(xiàn)e2+和Cr3+有還原性，F(xiàn)e2+和Cr3+能被雙氧水氧化為高價(jià)離子，以便于與雜質(zhì)離子分離；加入NaOH溶液使溶液呈堿性，F(xiàn)e3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去；最后鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子I、（1）酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是：增加浸取時(shí)間、不斷攪拌混合物、濾渣多次浸取等，故答案為：升高溫度，攪拌，過濾后再向?yàn)V渣中加入H2SO4 （多次浸?。m當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間；（2）硫酸浸取液中的金屬離子主要是

18、Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+，加入NaOH溶液使溶液呈堿性，溶液PH=8，F(xiàn)e3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去；故答案為：Al3+、Fe3+；（3）鈉離子交換樹脂交換的離子是鈣離子和鎂離子，因?yàn)樵诖酥?，F(xiàn)e3+被除去，Al3+轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根的形式，故答案為：Ca2+、Mg2+；、（1）Fe為陽極，則陽極反應(yīng)為Fe2e=Fe2+，溶液中重鉻酸根離子在陰極放電：Cr2O72+14H+6e=2Cr3+7H2O，故答案為：Cr2O72+14H+6e=2Cr3+7H2O；（2）因NaCl為電解質(zhì)，加入適量的NaCl增強(qiáng)廢水的導(dǎo)電性，便于電解的進(jìn)行，故答案為：增強(qiáng)廢水的導(dǎo)電性，便于

19、電解的進(jìn)行；（3）亞鐵離子具有還原性可以被空氣中的氧氣氧化為鐵離子，所以鼓入空氣，是將陽極溶解生成的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，便于形成沉淀除去，故答案為：將陽極溶解生成的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，便于形成沉淀除去5、解答：解：鋁土礦可以主要成分為Fe2O3、Al2O3、SiO2，鋁土礦加過量鹽酸溶解后，F(xiàn)e2O3、Al2O3和HCl反應(yīng)溶解，而SiO2和HCl不反應(yīng)，不能溶解，不溶物為SiO2；濾液中含有的陽離子有Fe3+、Al3+、H+，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，氫氧化鋁易溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸根離子，過濾所得出的為Fe（OH

20、）3，濾液含有AlO2、Cl、OH，通入過量二氧化碳?xì)怏w，得到Al（OH）3沉淀，加熱分解生成Al2O3，電解可得到鋁；濾液含有碳酸氫根離子，加入氧化鈣可生成碳酸鈣和氫氧化鈉，其中氫氧化鈉可循環(huán)使用，（1）濾液中含有的陽離子有Fe3+、Al3+、H+，加入過量燒堿生成Fe（OH）3，加熱分解生成Fe2O3，顏色為紅棕色，故答案為：Fe2O3；紅棕色；（2）在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)流程中，氧化鋁熔點(diǎn)高，熔融氧化鋁需要消耗較多能量，需加入冰晶石，目的是降低Al2O3的熔化溫度，減少能量消耗；故答案為：降低Al2O3的熔化溫度，減少能量消耗；（3）向氯化鋁中加入過量的氫氧化鈉，可以得到偏鋁酸鈉，Al3+4OH

21、=AlO2+2H2O，濾液含有AlO2、Cl、OH，通入過量二氧化碳?xì)怏w，得到Al（OH）3沉淀，反應(yīng)的離子方程式為AlO2+2H2O+CO2=Al（OH）3+HCO3，故答案為：Al3+4OH=AlO2+2H2O；AlO2+2H2O+CO2=Al（OH）3+HCO3；（4）鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，常用于冶煉熔點(diǎn)高、難熔化的金屬的冶煉，鋁粉與氧化鐵粉末在引燃條件下常用來焊接鋼軌，主要是利用該反應(yīng)放出大量的熱，故答案為：放出大量的熱；（5）反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，氫氧化鐵、氫氧化鋁生成氧化物的反應(yīng)為分解反應(yīng)，不涉及置換反應(yīng)，故答案為：C；（6）根據(jù)反應(yīng)流程可知，反應(yīng)需要NaOH、水、二氧化碳以及氧化鈣等物質(zhì)為原料，生產(chǎn)過程中除NaOH、H2O可以循環(huán)使用外，還可以循環(huán)使用的物質(zhì)有CaO、CO2，其中氧化鈣可由碳酸鈣加熱分解制得，故答案為：CaO； CO2；（7）濾液中含有的陽離子有Fe3+、Al3+、H+，加入過量燒堿，氫離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成水，鐵離子和鋁離子都和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧