《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=12. *溶?夜B(Fe、Fe2+) |NaOH (aq)AFe3O4皎體粒子適量H2O2a 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(qǐng)回答下列問(wèn)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.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

2、的過(guò)程中，須持續(xù)通N2,其原因是 。(4) Fe3O4膠體粒子能否用減壓過(guò)濾法實(shí)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(cè)得產(chǎn)物Fe3O4中二價(jià)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(shí)，下列儀器不必要用到的有 (用編號(hào)表不)。電子天平燒杯 量筒玻璃棒容量瓶膠頭滴管移液管(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(cè)定結(jié)果將 (填“

3、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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：(1)銅帽溶解時(shí)加入 H2Q的目

4、的是( 用化學(xué)方 程式表木)。銅帽溶解后需將溶液中過(guò)量HbQ除去。除去H2Q的簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)中需測(cè)定除去H2C2后溶液中Cu2+的含量。實(shí)驗(yàn)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= 34,加入過(guò)量KI,用N32SaO標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。上述過(guò)程中的離 子方程式如下：2Cu2 +4I = 2CuI(白色)J + I 2I2 + 2S2Q2 = 2I +S4Q2滴定選用的指示劑為 ,滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為 。若滴定前溶液中H2Q沒(méi)有除盡，所測(cè)定的Cu的含量將會(huì)( 填“偏高”“偏低

5、”“不變”)。已知pH 11時(shí)Zn(OH)2能溶于NaOH容液生成Zn(OH) 42 o下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀pH(開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol L計(jì)算)開(kāi)始沉淀的pH完全沉淀的pHL 3 +Fe1.13.2L 2+Fe5.88.82+Zn5.98.9、一“ r .、, ，、_ 1_一 1_實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟依次為： 過(guò)濾;石灰乳過(guò)濾、洗滌、干燥900 c煨燒。硝酸工業(yè)的尾氣-一 吸收 一一 過(guò)濾 一一-無(wú)水Ca(NO2)24.銀鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的

6、銀泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等。某網(wǎng)OH&卜溶液 HjO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(huì)導(dǎo)致 ;若 n(NO) : n(NO) Al、Fe0等雜質(zhì))生產(chǎn)醫(yī)藥級(jí)二水合氯化鈣(CaCl2 2H2。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為竣淅CW。 LbCO) 在上述溶解過(guò)程中，S2O32 氧化成SO2LiCoO2 Co(OH)2在空氣中加熱時(shí)，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

7、時(shí)已完全脫水，則1000c時(shí)，剩余固體的成分為 。(填化學(xué)式)在350400c范圍內(nèi)，剩余固體的成分為盥獨(dú)直fiM。(填化學(xué)式)。0400 6001000溫信tp(1)除雜操作是加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)溶液的pH為8.08.5,以除去溶液中的少量Al*、Fe*。檢驗(yàn)Fe(OH) 3是否沉淀完全的實(shí)驗(yàn)操作是 。(2)酸化操作是加入鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH為4.0,其目的有：將溶液中的少量Ca(OH) 2轉(zhuǎn)化為 CaCl2；防止 Ca*在蒸發(fā)時(shí)水解； 。(3)測(cè)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(cè)液于錐形瓶中；c.用0.05000

8、mol L 1 AgNO3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗 AgNO3溶液體積的平均值為 20.39mL。上述測(cè)定過(guò)程中需用溶液潤(rùn)洗的儀器有： 。計(jì)算上述樣品中 CaCl 2 2H2。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： 。若用上述方法測(cè)定的樣品中CaCl2 2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高(測(cè)定過(guò)程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，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(guò)二硫酸錢(qián)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(guò)濾卜濾渣濾液Al(OH) 3 固體tt HjSOi 1

9、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)-pyH2so4、H2O酸研+MW水相(CoSO4濾液CoCO 3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 0A.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(guò)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(guò)二硫酸俊)。電解時(shí)均用惰性電極，陽(yáng)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

10、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，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成回答下列問(wèn)題：(1) LiCoO 2中，Co元素的化合價(jià)為 。(2) 寫(xiě)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(xiě)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(diǎn)是 。(4)寫(xiě)出 沉鉆”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。(5)充電過(guò)程中，發(fā)生 LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫(xiě)出放電時(shí)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(gè)回收工藝中，可回收到的金屬化合物有 (

11、填化學(xué)式)。11.某工廠用軟鎰礦(含 MnO 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： A 是 MnSO 4 ZnSO4、Fe2(SO03、內(nèi)2母。4)31|合液。IV 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(jià)硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物，該過(guò)程中兩個(gè)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

12、。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(guò)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(guò)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?cè)?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(shí)，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的某些金屬資源(部分條件

13、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(gòu)買(mǎi)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(guò)濾、洗滌、干燥等。(5) 從生產(chǎn)MnO2和Zn的角度計(jì)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Fe3+和Al3+均生成沉淀（2分）H2SO4 （1 分）Fe2O3、內(nèi)2。3、S、Na2

14、SO4 （3 分，錯(cuò)漏一個(gè)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 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 + HkO3.(2)【參考答案】 Cu+ HQ+ HSQ= CuSO + 2HO淀粉溶液向?yàn)V液中加入滴加1.0 moL向?yàn)V液中滴加Zn2+沉淀完全藍(lán)色褪去加熱（至沸）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

15、.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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)題，涉及元素化合物知識(shí)、氧化還原滴定、指示劑選擇、誤差分析、實(shí)驗(yàn)步驟、 方面內(nèi)容，考查學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)處理能力。pH調(diào)節(jié)等多【備考提示】實(shí)驗(yàn)的基本操作、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)誤差分析、物質(zhì)的除雜和檢驗(yàn)等內(nèi)容依 然是高三復(fù)習(xí)的重點(diǎn)，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防止反應(yīng)速率過(guò)快濃HAD,易揮發(fā)，

16、分解（幾食理答案均可）(3)BaCO5（4）減少?gòu)U渣中可溶性鋼鹽對(duì)環(huán)境的污染5.t答案】 WF/f在喊性條件下更易被氧化（凡競(jìng)理答案均可）iXHJrFulSOjL+LiOH + H；POLiFEPO二-二XH.HSO二 tH：。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）8 LiCoO 2 Na2s203 11H2SO4 = 4U2SO4 8COSO4 NazSO4 11H2OCoOCo2O3、Co3O4【答案】（1） 2.0mo： L生。XE2.00c,用 McO 1 =- = 5.00x10* mol40gjnor1.、4.66g -4.OOx 10-tiiolx44

17、gZiiiorT -2.00g: H.O I =-=.00x10*ISguttiol-MzOi.,iCO. I: H;C - 5 u： I；- ： ：J. IO- .5 00 10 一 *二5:4喊式假酸鎂的化學(xué)式為；MglOH）231Mge0;4比。（4）升高1） Fe（OH） 3若沒(méi)有沉淀完全，則會(huì)有Fe*存在，檢驗(yàn)Fe*的存在用檢驗(yàn)時(shí)一定要取上層清液，檢驗(yàn)現(xiàn)象才能明顯；（2）空氣中的CO2會(huì)影響產(chǎn)品的純度，所以應(yīng)該防止溶液吸收空氣中的（3）滴定實(shí)驗(yàn)中，需潤(rùn)洗的儀器有滴定管、移液管，該實(shí)驗(yàn)是用待測(cè)液的，所以需要潤(rùn)洗的儀器一定有酸式滴定管。 根據(jù)關(guān)系式：CaCl 2 2H2O 2AgNO 3

18、1472aX 0.7500 X 25/2500.05000 X 0.02039KSCN溶液最好,CO2。AgNO3溶液滴定解得：“=0.9991 = 99.9%根據(jù)反應(yīng)：CaCl 2 2H2O2Cl2AgNO3若C偏多，則滴定的結(jié)果就會(huì)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 2H2OCaCl 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(OH)3沉淀完全(2)防止溶液吸收空氣中的CO2(3)酸式滴定管99.9%樣品中存在少量的 NaCl ,少量CaCl2 2H2。失水16.解析：(

19、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(huì)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(huì)促進(jìn) Fe2+的水解，也會(huì)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 +H2H 2應(yīng)在陰極產(chǎn)生，所以陽(yáng)極發(fā)生的變化就為：SO42 - S2O 82答案：(1) B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

20、 =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(yáng)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 TSLiCoOj +3HsSO, +Li2SO4 +2COSO, + Oj T 44H；Os、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(dòng)并進(jìn)入正極材料中；Al(OH) 3 、CoCO3、Li2SO4