《工藝流程圖》專題訓(xùn)練(一)綜述

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1、廢舊 鍍鋅 鐵皮 調(diào)節(jié)pH ; ? Zn(OH)2 沉淀 ? 稀 H2SO4 調(diào)節(jié)pH=1?2 —.. * 溶?夜B (Fe、Fe2+) | NaOH (aq) A Fe3O4 皎體粒子 適量H2O2 a ZnO 稀硫酸 電池銅帽一 …—? ZnO 海綿銅 《工藝流程圖》專題訓(xùn)練(1) 1.利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性 Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物 Zn。。制備流程圖如下: 已知：Zn及其化合物的性質(zhì)與 Al及其化合物的性質(zhì)相似。請回答下列問題: (1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有_。 A.去除油污 B.溶解鍍鋅層 C.

2、去除鐵銹D.鈍化 (2)調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀，為制得 ZnO ,后續(xù)操作步驟是 。 (3)由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中，須持續(xù)通 N2,其原因是 。 (4) Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現(xiàn)固液分離？ (填“能”或“不能”)，理由是 (5)用重銘酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測得產(chǎn)物Fe3O4中二價鐵含量。若需配制濃度為 0.01000 mol/L的K2Cr2O7的標(biāo)準(zhǔn)溶液250 mL ,應(yīng)準(zhǔn)確稱取 g(加2。7 (保留4位有效數(shù) 字，已知MK2Cr2O7 ==294.0 g/mol)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時， 下列儀器不必要用到的有 (用編號 表不)。

3、 ①電子天平②燒杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥膠頭滴管 ⑦移液管 (6)滴定操作中，如果滴定前裝有 K2CUO7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié) 束后氣泡消失，則測定結(jié)果將 (填“偏大”、“偏小”或“不變”)。 2.(12分)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣 (含NO NO)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的 Ca(NQ)2,其部分工藝流程如下： (1) 一定條件下，NO與NO存在下列反應(yīng)：NO(g)+NO(g) N2O3(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式為 K= 0 (2)上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收 (尾氣從吸收塔底部進(jìn)入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋 )， 其目的是;濾渣可循

4、環(huán)利用，濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式)。  3.廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。實驗室利用廢棄舊電池的銅帽 (Zn、Cu總含量約為99%)回收銅并制備ZnO的部分實驗過程如下： (1)①銅帽溶解時加入 H2Q的目的是( 用化學(xué)方 程式表木)。 ②銅帽溶解后需將溶液中過量 HbQ除去。除去H2Q的簡便方法是。 (2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物)含量，實驗中需測定除去 H2C2 后溶液中Cu2+的含量。實驗操作為：準(zhǔn)確量取一定體積的含有 CiT的溶液于帶塞錐形瓶中， 加 適量水稀釋，調(diào)節(jié) pH= 3?4,加入過量KI,用N32Sa

5、O標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點。上述過程中的離 子方程式如下： 2Cu2 +4I = 2CuI(白色)J + I 2 I2 + 2S2Q2 = 2I +S4Q2 ①滴定選用的指示劑為 ,滴定終點觀察到的現(xiàn)象為 。 ②若滴定前溶液中H2Q沒有除盡，所測定的Cu"的含量將會 ( 填“偏高”“偏低” “不變”)。 ⑶已知pH> 11時Zn(OH)2能溶于NaOH容液生成［Zn(OH) 4］2 o下表列出了 幾種離子生成氫氧化物沉淀 pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol ? L—計算) 開始沉淀的pH 完全沉淀的pH L 3 + Fe 1.1 3.2 L 2+ Fe

6、 5.8 8.8 2+ Zn 5.9 8.9 、一“ r ?.、, ，>、、、》 ___ — 1 _ 一 1 _ 實驗中可選用的試劑： 30% HO、1.0 mol - L HNQ 1.0 mol - L NaOH 由除去銅的濾液制備 ZnO的實驗步驟依次為：① ③過濾; 石灰乳 ⑤過濾、洗滌、干燥 ⑥900 c煨燒。 硝酸工業(yè)的尾氣-一 吸收 一一 過濾 一一……->無水Ca(NO2)2  4.銀鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的銀泥 ［主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等］。某 網(wǎng)OH& 卜溶液 HjO

7、 主要生產(chǎn)BaC｝、BaCO3、BaSO4的化工廠利用鋼泥制取 Ba(NO3)2 ,其部分工藝流程如下: 氣體排放 濾渣 (3)該工藝需控制 NO和NO物質(zhì)的量之比接近 1: 1。若n(NO) : n(NO) > 1 : 1,則會導(dǎo) 致 ;若 n(NO) : n(NO) < 1 ： 1,則會導(dǎo) (4)生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中 Ca(NO)2會發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是 NQ其反應(yīng)的 離子方程式 。 (1)酸溶后溶液中 pH =1 , Ba(FeO2)2與HNO3的反應(yīng)化學(xué)方程式為 。 (2)酸溶時通常控制反應(yīng)溫度不超過 70 C,且不使用濃硝酸， 原因是、。 (3)該

8、廠結(jié)合本廠實際，選用的X為(填化學(xué)式)；中和I使溶液中 (填 離子符號)的濃度減少(中和I引起的溶液體積變化可忽略) 。 (4)上述流程中洗滌的目的是 。 5.正極材料為LiCoO2的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鉆的資源匱乏限制了其進(jìn)一 步發(fā)展。 (1)橄欖石型LiFePO4是一種潛在的鋰離子電池正極材料，它可以通過 (NH4)2Fe(SC4)2、 H3P。4與LiOH溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)，所得沉淀經(jīng) 80c真空干燥、高溫成型而制得。  6. (10分)以水氯鎂石(主要成分為MgC116H2。)為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程如下: (l)預(yù)氨化過程中有 Mg(OH

9、)2沉淀生成，已知常溫下 Mg(OH) 2的KsD=1.8x10-11,若溶液中 sp c(OH -)=3.0^10-6molLL-1,則溶液中 c( Mg 2+)=。 (2)上述流程中的濾液濃縮結(jié)晶，所得主要固體物質(zhì)的化學(xué)式為 。 (3)高溫煨燒堿式碳酸鎂得到 MgO 。取堿式碳酸鎂4.66g,高溫煨燒至恒重，得到固體 2.00g 和標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2 0.896L,通過計算確定堿式碳酸鎂的化學(xué)式。 ①共沉淀反應(yīng)投料時，不將 (NH4)2 Fe(SQ)2和LiOH溶液直接混合的原因是 ②共沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (4)若熱水解不完全，所得堿式碳酸鎂中將混有 MgCO3,則產(chǎn)

10、品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù) A ③高溫成型前，常向 LiFePO,中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的 正極材 料試樣 二 —— pH" 11-)2 KStilkK) LiFePO4的導(dǎo)電性能外，還能 (2)廢舊鋰離子電池的正極材料試樣(主要含有 LiCoO2及少量AI、Fe等)可通過下列實驗 方法回收鉆、鋰。 林也SO.、Na5O] NaOH.空氣 NaOII NaOH,  (填升高"、降低"或不變”)。 7.醫(yī)用氯化鈣可用于生產(chǎn)補(bǔ)鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業(yè)碳酸鈣(含有少量 Na > Al>、Fe0等雜質(zhì))生產(chǎn)醫(yī)藥級二水合氯化鈣( CaCl

11、2 2H2。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 竣淅 CW。"％ LbCO) ① 在上述溶解過程中， S2O32 氧化成SO2LiCoO2 ② Co(OH)2在空氣中加熱時，固體殘留率隨溫度的變化 如右圖所示。已知鉆的氫氧化物加熱至 290c時已完全 脫水，則1000c時，剩余固體的成分為 。(填化學(xué)式) 在350~400c范圍內(nèi)，剩余固體的成分為 ?盥獨直fiM 。(填化學(xué)式)。 0 400 600 1000 溫信tp (1)除雜操作是加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)溶液的 pH為8.0~8.5,以除去溶液中的少量 Al*、Fe*。檢驗Fe(OH) 3是否沉淀完全的實驗操作是 。 (2)酸化操作是加入

12、鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的 pH為4.0,其目的有：①將溶液中的少量 Ca(OH) 2轉(zhuǎn)化為 CaCl2；②防止 Ca*在蒸發(fā)時水解；③ 。 (3)測定樣品中C「含量的方法是：a.稱取0.7500g樣品，溶解，在 250mL容量瓶 中定容；b.量取25.00mL待測液于錐形瓶中； c.用0.05000mol L 1 AgNO3溶液 滴定至終點，消耗 AgNO3溶液體積的平均值為 20.39mL。 ①上述測定過程中需用溶液潤洗的儀器有： 。 ②計算上述樣品中 CaCl 2 2H2。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： 。 ③若用上述方法測定的樣品中 CaCl2 2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(測定過程中產(chǎn)生的誤差可

13、忽略)，其可能原因有： ; 。 97.0%~103.0% )的主要流程如下： 8.以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸錢和氧化鐵紅顏料，原料 的綜合利用率較高。其主要流程如下： NaOH溶液 FcSd落灌一"反應(yīng)I 連泣 廢舊 鋰離子電池 4 > 濾液 拆解? A 正極堿浸過濾卜 —濾渣 濾液 Al(OH) 3 固體 tt HjSOi 1 AKIN 萃取 水相(Li 2so 4溶液) ?有機(jī)相 一 ［反萃取 有機(jī)相.再生回用 ccwa) -py H2so4、H2O 酸研+[MW]— 水相(CoSO4 濾液 CoCO 3

14、固體 濾渣 濾液…. aw (1)反應(yīng)I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母)，以除去溶液中的 Fe3 0 A.鋅粉 B.鐵屑 C. KI溶液 D. H2 (2)反應(yīng)I需控制反應(yīng)溫度低 35 C,其目的是 。 (3)工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)出的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是： (4)反應(yīng)IV常被用于電解生產(chǎn) (NH4)2S2O8 (過二硫酸俊)。電解時均用惰性電極，陽極 發(fā)生 的 電極反應(yīng)可表示為： 。 9.由黃銅礦(主要成分是 CuFeS2)煉制精銅的工藝流程示意圖如下: 還原 轉(zhuǎn)爐. (1)在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到 1000 C左右，黃銅礦與空

15、氣反應(yīng)生成 回答下列問題： (1) LiCoO 2中，Co元素的化合價為 。 (2) 寫出 芷極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。 (3) 酸浸”一般在80c下進(jìn)行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程 式；可用鹽酸代替 H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是 。 (4)寫出 沉鉆”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 (5)充電過程中，發(fā)生 LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應(yīng)方程式 (6)上述工藝中， 放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是 。在整 個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 (填化學(xué)式)。 11.某工廠用軟鎰礦(含 MnO

16、 2約70%及ALO3)和閃鋅礦(含 ZnS約80%及FeS),共同生 產(chǎn)MnO 2和Zn (干電池原料)。 已知： ①A 是 MnSO 4> ZnSO4、Fe2(SO03、內(nèi)2母。4)31^|合液。 ②IV 中的電解反應(yīng)式為 MnSO 4+ZnSO 4+2H 2O MnO 2+ Zn+2H 2SO4。 Cu和Fe的低價硫化物，且部分 Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物，該過程中兩個主要反應(yīng)的化 學(xué)方程式分別是 , 反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是 ; (2)冰銅(Cu2s和FeS互相熔合而成)含Cu量為20%~50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑(石 英砂)在1200C左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。

17、冰銅中的 Cu2s被氧化成Cu2。，生成的CU2O與 Cu 2s反應(yīng)，生成含 Cu量約為98.5%的粗銅，該過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是 ; (3。粗銅的電解精煉如右圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極 (填圖 中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ;若粗銅中還含有 Au、Ag、Fe,它們在 電解槽中的存在形式和位置為 。 10.鋰離子電池的應(yīng)用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鉆酸鋰 (LiCoO 2)、導(dǎo)電劑乙快黑和鋁箔等。 充電時，該鋰離子電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為 6c + xLi + + xe- =LixC 6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中

18、的某些金屬資源(部分條件未給 (1) A中屬于還原產(chǎn)物的是 。 (2) MnCO 3、Zn2(OH)2CO3的作用是; n需要加熱的原因是 C的化學(xué)式是。 (3) 該生產(chǎn)中除得到 MnO2和Zn以外，還可得到的副產(chǎn)品是 。 (4) 如果不考慮生產(chǎn)中的損耗，除礦石外，需購買的化工原料是 。 (5)要從Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4? 10H2O),需進(jìn)行的操作有蒸發(fā)濃縮、 過濾、洗滌、干燥等。 (5) 從生產(chǎn)MnO2和Zn的角度計算，軟鎰礦和閃鋅礦的質(zhì)量比大約是 。 (1) (2) (3) (4) (5) MnSO4 （1 分） 增大溶液的pH,使Fe

19、3+和Al3+均生成沉淀（2分） H2SO4 （1 分） Fe2O3、內(nèi)2。3、S、Na2SO4 （3 分，錯漏一個扣 1 分） 純堿和硫酸（2分） 冷卻結(jié)晶（1分） 促進(jìn)Fe3+和A產(chǎn)的水解（1分） 2.【參考答案】 (1)k = c(N 2O3)/c(NO) - c(NO2) (2)使尾氣中NO NO被充分吸收 Ca(OH) 2 ⑶ 放氣體中NO含量升高 產(chǎn)品Ca(NQ)2中Ca(NQ)2含量升高 (4)3NO 2 + 2H+ = NO + 2NOT + HkO 3. ⑴ (2) ⑶ 【參考答案】 ① Cu+ HQ+ HSQ= CuSO + 2HO ①淀粉

20、溶液 ①向濾液中加入 ②滴加1.0 moL ④向濾液中滴加 Zn2+沉淀完全 藍(lán)色褪去 ②加熱（至沸） ②偏局 30%勺HQ使其充分反應(yīng) ? L-的氫氧化鈉，調(diào)節(jié) pH約為5（或3.2WpHv 5.9）,使Fe3+沉淀完全 1.0 moL ? L7的氫氧化鈉，調(diào)節(jié) pH約為10（或8.9WpH< 11）,使 【解析】本題以實驗室利用廢棄舊電池的銅帽回收銅并制備 ZnO制取和分析為背景的綜合實驗 題，涉及元素化合物知識、氧化還原滴定、指示劑選擇、誤差分析、實驗步驟、 方面內(nèi)容，考查學(xué)生對綜合實驗處理能力。 pH調(diào)節(jié)等多 【備考提示】實驗的基本操作、實驗儀器的選擇、實

21、驗誤差分析、物質(zhì)的除雜和檢驗等內(nèi)容依 然是高三復(fù)習(xí)的重點，也是我們能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一。 4. 【答案】16.（10分） (1) Bai FeO: L +SHNO,=Ba(NO?);+2Fe(NO.)5 +4H;o ⑵防止反應(yīng)速率過快 濃HAD,易揮發(fā)，分解 （幾食理答案均可） (3)BaCO5 （4）減少廢渣中可溶性鋼鹽對環(huán)境的污染 5. t答案】 W①F/f在喊性條件下更易被氧化（凡競理答案均可） ②iXHJrFulSOjL+LiOH + H；PO』LiFEPO二-二XH.HSO二 tH：。 ③與空氣中Q反應(yīng)，防止LiF巳PQ中的F/一被氧化 （凡食理答案均可）

22、 ⑵① 8 LiCoO 2 Na2s203 11H2SO4 = 4U2SO4 8COSO4 NazSO4 11H2O ②CoO Co2O3、Co3O4 【答案】（1） 2.0mo： L< 生…。XE 2.00c , 用 McO 1 = =-- = 5.00x10"* mol 40gjnor1 . 、4.66g -4.OOx 10-tiiolx44gZiiiorT -2.00g : ⑺ H.O I = = -=^.00x10 * ISguttiol-- MzOi.^,iCO. I: H;C - 5 u： I；-- ： ："J. IO-- .5 00 10 一 *二5:4

23、 喊式假酸鎂的化學(xué)式為；MglOH）231Mge0;4比。 （4）升高 1） Fe（OH） 3若沒有沉淀完全，則會有 Fe*存在，檢驗Fe*的存在用 檢驗時一定要取上層清液，檢驗現(xiàn)象才能明顯； （2）空氣中的CO2會影響產(chǎn)品的純度，所以應(yīng)該防止溶液吸收空氣中的 （3）①滴定實驗中，需潤洗的儀器有滴定管、移液管，該實驗是用 待測液的，所以需要潤洗的儀器一定有酸式滴定管。 ② 根據(jù)關(guān)系式：CaCl 2 2H2O ? 2AgNO 3 147 2 aX 0.7500 X 25/250 0.05000 X 0.02039 KSCN溶液最好, CO2。 AgNO3溶液滴定 解得

24、：“=0.9991 = 99.9% ③根據(jù)反應(yīng)：CaCl 2 2H2O?2Cl ?2AgNO3 若C「偏多，則滴定的結(jié)果就會偏高，所以樣品中若混有含氯量高于 或CaCl 2 2H 2O晶體中的結(jié)晶水失去一部分都能使 CaCl 2 2H2O CaCl 2 的 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高; 答案：(1)取少量上層清液，滴加 KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，表明 Fe

25、(OH)3沉淀 完全 (2)防止溶液吸收空氣中的 CO2 (3)①酸式滴定管 ②99.9%③樣品中存在少量的 NaCl ,少量CaCl2 2H2。失水 16.解析：(1)為了防止Fe2+被氧化，所以應(yīng)加入既能防止 Fe2+被氧化，又不會引入新雜 質(zhì)的物質(zhì)， 所以加入鐵屑最好。 (2)溫度若較高則會促進(jìn) Fe2+的水解，也會使NH4HCO3分解，所以反應(yīng)溫度應(yīng)低 35Co (3)要使K2SO4晶體析出，就要降低其在溶液中的溶解度，由于 K2SO4是離子化合物， 在醇類溶劑中的溶解度一定變小。 電解 (4)根據(jù)圖不知： (NH4)2SO4 (NH 4)2S2O8

26、 +H2 H 2應(yīng)在陰極產(chǎn)生，所以陽極發(fā)生的變化就為： SO42 - S2O 82 答案：(1) B ⑵防止NH 4HCO 3分解(或減少Fe2+的水解) (3)降低K2SO4的溶解度，有利于 K2SO4析出 (4) 2SO42 -2e =S2O82 答案： (1) 2Cu2FeS2+O2=== Cu2S+2FeS+ SO2； 2FeS+3O2===2FeO+2SO 2； FeSiO3 高溫 (2)冰 2Cu 2S+3O2===2Cu 2O+2SO 2、2CU2O+ Cu 2s===6 Cu+ SO 2 T (3) c; Cu2++2e-=Cu; Au、Ag以單質(zhì)的形式沉積在 c (陽極)下方，F(xiàn)e以Fe2+的形式進(jìn) 入電解?^中(1)+3 (2) 2A1+2OH -+2H 2O==2AlO 2-+3H 2 T SLiCoOj +3HsSO, + Li2SO4 +2COSO, + Oj T 44H；O s、2小。)且=犯0 + 0廣 \ 3? (4) COSO3+2NH 4HCO 3==CoCO 3 J +2(NH 4)SO4 +H 2O +CO 2 T (5)LiyCoO] + LirCt = LiCeOj+ 6c (6) Li+從負(fù)極中脫出，經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進(jìn)入正極材料中； Al(OH) 3 、 CoCO3、Li2SO4