2020届高考化学二轮复习 专题八 无机化工流程(含解析)

专题八 无机化工流程

1、工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰，其工艺流程如下：

已知:①菱锰矿的主要成分是3MnCO ,还含有少量的Fe 、Al 、Ca 、Mg 等元素。

②氢氧化物沉淀的条件:3Al +

、3+

Fe 完全沉淀的pH 分别为4.7、3.2;2+Mn 、2Mg +

开始沉淀的pH 分别为8.1、9.1。

③“焙烧”过程的主要反应：34MnCO +2NH Cl 2322MnCl +2NH +CO +H O ↑↑。

④常温下，几种难溶物的sp K 如下表所示: 难溶物

2Mn(OH) 3MnCO 2CaF 2MgF

sp K

132.010-⨯ 112.010-⨯ 102.010-⨯ 117.010-⨯

回答下列问题：

1.分析图1、图2、图3,推测最佳的焙烧温度、焙烧时间、4(NH Cl)

()

m m 菱锰矿粉分别为__________、

__________、__________。

2.“除杂”过程如下:

①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为3+

42282222(NH )S O >H O >Cl >MnO >Fe ,则氧化剂X 宜选择___________(填字母序号)。

A.4228(NH )S O

B.2MnO

C.22H O

D.2Cl

②调pH 时，pH 可取的最低值为 _____________。

③当2CaF 、2MgF 两种沉淀共存时，若溶液中2+5(Ca ) 1.010mol/L c -=⨯，则

2+(Mg )c =___________mol/L 。

3.“沉锰”过程中，不能用碳酸钠溶液代替43NH HCO 溶液的可能原因是__________。

4.测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤如下：

①称取0.5000g 碳酸锰粗产品于300mL 锥形瓶中，加少量水润湿。再加入25mL 磷酸，移到通风橱内加热至240℃。

②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂，然后用浓度为0.2000mol/L 的硫酸亚铁铵4242[(NH )Fe(SO )]标准溶液滴定，发生的反应为

3-2+2+3+3-424[Mn(PO )]+Fe =Mn +Fe +2PO 。到达滴定终点时，消耗的硫酸亚铁

铵标准溶液的体积为20.00mL 。

通过计算，可得碳酸锰粗产品的纯度=_________。若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 2、镍是制取各种高强度合金、耐热材料的重要金属之一。以粗氧化镍（主要含NiO 、CoO 、23Fe O 等）为原料制备纯镍的流程示意图如下 :

回答下列问题：

(1)已知:()()()-1221C s +O g ==CO g H =+393. 5 kJ mol ⋅△ ()()()-12221

C g +O ==C g H =-283.0 kJ m O O 2

g ol ⋅△

反应a 的化学方程式为 ，既有利于提高反应a 的速率，又有利于提高原料2CO 平衡转化率的措施是 。

(2)用离子方程式表示碱洗过程发生的反应 。

(3)镍的羰化反应为：()4Ni(s)+4CO(g)CO (g H Ni )垐?噲?△

①一定温度下，将一定量的粗镍和CO 加人到1 L 的恒容密闭容器中反应，3 s 后测得()4Ni CO 的物质的量为0. 6 mol ，则0〜3 s 内平均反应速率()v=CO = mol • L -1

• s -1

。

②镍的羰化反应平衡常数表达式为K= ，当温度升高时，K 减小，则该反应的H △ 0(填“>”或“<”或“ = ”）

(4)羰化后的产物为()5Fe CO ，()28Co CO 、()4Ni CO ，有关性质如下：

物质 ()5Fe CO

()4Ni CO

()28Co CO

沸点/°C 106 43. 2 52 熔点/°c -20 —19. 3 31 分解温度/°c

>160 ：

135

,

蒸馏提取()4Ni CO 应选择的适宜温度范围是

。

(5)采用230 °C 分解()4Ni CO (g)制取金属铸，所获金属镍中常常含有碳，原因是_ (运用化学平衡移动原理解释)。

3、碱式硫酸铁[Fe(OH)SO 4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含

少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:

已知:部分金属离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表:

氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀的pH 2.3 7.5 3.4 沉淀完全的pH

3.2

9.7

4.4

回答下列问题:

1.加入少量NaHCO 3的目的是调节pH 在__________范围内.

2.反应Ⅱ中加入NaNO 2的目的是氧化Fe 2+

,写出该反应的离子方程式为__________.

3.碱式硫酸铁溶于水后生成的[Fe(OH)]2+可部分水解生成[Fe 2(OH)4]2+

聚合离子,该水解反应的离子方程式为__________.

4. 在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe 2+

及3NO -。为检验所得产品中是否含有Fe 2+

,应使用的试剂为( ) A.氯水

B.KSCN 溶液

C.NaOH 溶液

D.酸性KMnO 4溶液

5. 为测定含Fe 2+和Fe 3+

溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL 溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H 2O 2,调节pH<2,加热除去过量H 2O 2;加入过量KI 充分反应后,再用

0.1000mol·L -1

Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL 。 已知:2Fe 3+

+2I -=2Fe 2++I 2,I 2+2232S O -=2I -+246S O -

。

则溶液中铁元素的总含量为__________g·L -1

。若滴定前溶液中H 2O 2没有除尽,所测定的铁元素含量将会__________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

4、一种利用钢铁厂烟灰（含Fe 、Mn 、2SiO ，少量的23Al O 、CaO 及 MgO)制备3MnCO 的工艺流程如下：

已知25℃时，下列难溶物的溶度积常数： 难溶物 2CaF 2MgF

3MnCO ()2Mn OH

K SP

114.010-⨯

96.410-⨯ 112. 210-⨯

131. 910-⨯

回答下列问题：

(1)步骤(Ⅰ)浸渣的主要成分是 (填化学式）。

(2)步骤（II )加22H O 溶液时反应的离子方程式为 .

加氨水调节pH 沉铁铝时，步骤（Ⅲ）应调节的pH 适宜范围为(部分金 属离子开始沉淀与沉

淀完全的pH 范围如下） 金属离子 2+

Fe

3+

Fe

3+

Al

2+

Mn

2+Mg

沉淀pH 范围

7, 6〜9. 6 2. 7〜3. 7 3. 4〜5. 2 8. 3〜9. 3 9. 6〜11. 1

（3）步骤（Ⅳ）用KF 溶液沉钙镁时，要使()

2+c Ca 、()

2+c Mg 均小于61110mol L --⨯⋅，则应

控制反应液 中()

-c F > -1mol L ⋅ ;反应2+2+

22MgF (s)+Ca CaF (s)+Mg 垐?噲?的平