2019届二轮复习无机化工流程作业(全国通用)

无机化工流程

1、铵明矾［NH4Al(SO4)2·12H2O］是分析化学常用的基准试剂，工业上常用铝土矿（主要成分为Al2O3）来

生产铵明矾，其中Z的水溶液可用于伤口消毒，其工艺流程图如下：

（1）写出反应Ⅱ的离子方程式____________________。

（2）25℃时，将0.2 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的Y溶液等体积混合，所得溶液的pH=5，则该温度下氨水的电离常数K b≈_____________（忽略混合时溶液体积的变化）。

（3）从反应Ⅳ的铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为_____________、____________、过滤、洗涤（填操作名称）。

（4）“电解”时，用惰性材料作电极，则阳极电极反应式为__________________________。

（5）反应Ⅵ的化学方程式为______________________。

（6）废水中含有Fe2＋、Mn2+等金属离子对自然环境有严重的破坏作用，，可用(NH4)2S2O8氧化除去。

写出Mn2+被氧化生成MnO2的离子方程式为__________________________________。Z也有较强

氧化性，在实际生产中不用Z氧化Mn2+的原因是_________________________________。

【答案】AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-1×10-5蒸发浓缩冷却结晶2SO42-—2e－＝S2O82-(NH4)2S2O8＋2H2O ＝2NH4HSO4＋H2O2S2O82－+ 2H2O + Mn 2＋＝4H＋+ 2SO42－+ MnO2↓ 锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多

【解析】（1）氧化铝与强碱溶液反应生成偏铝酸盐溶液，向溶液中通入足量二氧化碳气体生成氢氧化铝和碳酸氢盐，离子方程式AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；正确答案：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。

（2）根据题意可知，设溶液的体积均为1L，氨水和硫酸恰好完全反应生成硫酸铵0.1mol，根据水解反应NH 4++H2O NH3∙H2O+H+可知：所得溶液的pH=5，c(H+)=10-5mol/L, c(NH3∙H2O)= 10-5mol/L, 两溶液等体积混合，所以c(NH4+)=0.1 mol/L,根据水解平衡常数计算公式可得：K h=K W/K b= c(NH3∙H2O) ×c(H+)/ c(NH4+), K W=10-14,所以带入数值后得K b≈1×10-5；正确答案：1×10-5。

（3）先把铵明矾水溶液进行蒸发浓缩，再降温结晶，过滤、洗涤，得到该物质的晶体，实验操作依

次为蒸发浓缩、冷却结晶；正确答案：蒸发浓缩、冷却结晶。

（4）有反应III可知，氢氧化铝溶于硫酸溶液生成硫酸铝，所以试剂Y为硫酸溶液，通过流程看出，溶液中的氢离子得电子变为氢气，那么只有硫酸根离子失电子变为S2O82-，则阳极电极反应式为2SO42-—2e－＝S2O82-；正确答案：2SO42-—2e－＝S2O82-。

（5）根据流程图看出，(NH4)2S2O8与水反应生成NH4HSO4，再根据原子守恒规律，得另外一种物质为H2O2，反应Ⅵ的化学方程式为(NH4)2S2O8＋2H2O ＝2NH4HSO4＋H2O2；正确答案：(NH4)2S2O8＋2H2O ＝2NH4HSO4＋H 2O2。

（6）根据氧化还原反应规律：Mn2+被氧化生成MnO2，S2O82－被还原为SO42－，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒写出离子方程式为S2O82－+ 2H2O + Mn 2＋＝4H＋+ 2SO42－+ MnO2↓；正确答案：S2O82－+ 2H2O + Mn 2＋＝4H＋+ 2SO42－+ MnO2↓。过氧化氢也有较强氧化性，但在实际生产中不用Z氧化Mn2+，原因是锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；正确答案：锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多。

2、某研究小组用工业废料(主要含MgCO

3、FeCO3和Al2O3等)回收镁的工艺流程如下:

（1）酸浸过程中采用粉碎原料、加热、搅拌、适当增大硫酸的浓度等措施的目的是______；用过氧化氢溶液氧化时，发生的反应离子方程式为_________。

（2）为了不影响产品的纯度，试剂a应选择______(填编号)。

A．CuO B．Ca(OH)2C．MgCO3D．氨水

在用试剂a调节pH过程中，先生成的沉淀是______；当pH=5时，滤液1中Al3+和Fe3+的物质的量浓度之比为________(已知:298K时，Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38)。

（3）写出生成滤渣2的离子方程式____________。

（4）煅烧过程存在以下反应:

2MgSO4+C=2MgO+2SO2↑+CO2↑ MgSO4+C=MgO+SO2↑+CO↑ MgSO4+3C=MgO+SO2↑+3CO↑

为测定煅烧后产生的气体中各组分含量，进行如下实验:将气体冷却至标准状况后取22.4mL气体，

经Ba(OH)2溶液充分吸收，剩余7mL 气体(标准状况)；所得沉淀用足量硝酸溶解，再经过滤、

洗涤、干燥、称量得沉淀0.1165g 。则混合气体中SO 2、CO 2、CO 体积比为_____(填最简整数

比)。

【答案】 提高酸浸速率 H 2O 2+2Fe 2++2H +=2Fe 3++2H 2O C D Fe(OH)3 7500或7500:1

2NH 3·H 2O+Mg 2+=Mg (OH) 2↓+2NH 4+ 8:3:5

【解析】试题分析：由流程可知，废料经酸溶后，再加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子，然后加入氧化镁

或碳 酸镁调节溶液的pH 至铁离子和铝离子完全沉淀，接着向滤液中加入氨水把镁离子完全沉淀，过滤后得的氢氧化镁经酸溶、蒸干得到硫酸镁，最后煅烧硫酸镁得到氧化镁。

（1）酸浸过程中采用粉碎原料、加热、搅拌、适当增大硫酸的浓度等措施的目的是提高酸浸速率；

用过氧化氢溶液氧化时，发生的反应离子方程式为H 2O 2+2Fe 2++2H +=2Fe 3++2H 2O 。

（2）为了不影响产品的纯度，试剂a 应选择氨水或MgCO 3，选C D 。由于Ksp[Fe(OH)3]小于Ksp[Al(OH)3]，

所以，在用试剂a 调节pH 过程中，先生成的沉淀是Fe(OH)3；当pH=5时，c(OH -)=9110-⨯mol/L ，滤液1中Al 3+和Fe 3+的物质的量浓度之比为()34393.010110--⨯⨯:()38

394.010110--⨯=⨯7500（或7500:1）。

（3）生成滤渣2的离子方程式为2NH 3·H 2O+Mg 2+=Mg (OH) 2↓+2NH 4+。

（4） 标准状况下22.4mL 气体经Ba(OH)2溶液充分吸收后，剩余7mL 气体(标准状况)，剩余气体为CO ；所得沉淀用足量硝酸溶解，再经过滤、洗涤、干燥、称量得硫酸钡沉淀0.1165g ，则n(SO 2)=n(BaSO 4)= 0.1165g 0.0005233/mol g mol

=, SO 2体积为11.2mL ，CO 2的体积为22.4mL-7mL-11.2mL=4.2mL ，所以，混合气体中SO 2、CO 2、CO 体积比为8:3:5。

3、辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu 2S)及少量脉石(SiO 2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下

所示：

（1）写出“浸取”过程中Cu 2S 溶解时发生反应的离子方程式：________________________

（2）“矿渣”中除了S 以外，还有____________(填化学式)；“回收S”过程中温度控制在50~60℃之间，

不宜过高或过低的原因是____________________________________