2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练

2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练

1 / 8 2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练

1、某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示：

已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.7～3.7；Fe(OH)2：7.6～9.6；Zn(OH)2：5.7～8.0。

试回答下列问题：

(1)加入的①应是________，其目的是_____________________________。

(2)加入的②，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用________，其理由是_____________________________。

(3)加入的③是________，目的是________________________________

____________________________________________________________。

答案 (1)Zn 将Cu2＋、Fe3＋等杂质离子除去

(2)20% H2O2溶液 H2O2作氧化剂，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，且不引入其他杂质 (3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可) 调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去

2.从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的化学方程式为_____________

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO2－3的离子方程式为_______________________

(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________________________

(填试剂名称)。 2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练

2 / 8 (4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶质的一种用途____________________________________________________________。

(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)是____________________________________________。

答案 (1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O

(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O

(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案均可)

(4)NaHCO3 制纯碱(或作发酵粉等合理答案均可)

(5)5.6×10－10 mol·L－1

3、工业上制取CuCl2的生产流程如下：

请结合下表数据，回答问题：

物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3

溶度积(25℃) 8.0×10－16 2.2×10－20 4.0×10－38

完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3～4

(1)在溶液A中加入NaClO的目的是_________________________________________

(2)在溶液B中加入CuO的作用是__________________________________________

(3)操作a的目的是________________________________________________________。

(4)在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转化为CuCl2，采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是________________________________________________________________________

答案 (1)将Fe2＋氧化为Fe3＋，使后续分离更加完全

(2)调节溶液的pH为3～4，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀

(3)洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质

(4)抑制Cu2＋的水解

2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练

3 / 8 4、我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Zn2＋ Cd2＋

开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4

沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4

回答下列问题：

(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为________________________________

____________________________________________________________。

(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________；氧化除杂工序中ZnO的作用是______________________________________________________________________

___________________________________________________________________，

若不通入氧气，其后果是__________________________________

_________________________________________________________。

(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_______________________________________________________________。

(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为

______________________________________________________________；

沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。

答案 (1)2ZnS＋3O2=====焙烧2ZnO＋2SO2

(2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2＋

(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋

(4)Zn2＋＋2e－===Zn 溶浸

5、以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：

2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练

4 / 8 硼镁泥的主要成分如下表：

MgO SiO2 FeO、Fe2O3 CaO Al2O3 B2O3

30%～40% 20%～25% 5%～15% 2%～3% 1%～2% 1%～2%

回答下列问题：

(1)“酸解”时应该加入的酸是________，“滤渣1”中主要含有________(写化学式)。

(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、________．

(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是____________________________。

(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是____________________________

____________________________________________________________。

答案 (1)浓硫酸 SiO2

(2)氧化亚铁离子 促进铁离子、铝离子转化为沉淀

(3)溶液接近为无色

(4)温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙

6、高铁酸钾(K2FeO4)是一种易溶于水，高效的多功能水处理剂。工业上通常先制得高铁酸钠，然后在一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和，从而使高铁酸钾析出。

(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为________，推测其具有的化学性质是________。

(2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。

①该反应的离子方程式为__________________________________。

②高铁酸钾作为水处理剂起到的作用是______________________________。

(3)①在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4＋aNa2O2===2Na2FeO4＋bX＋2Na2SO4＋cO2↑，该反应中物质X的化学式为________，b与c的关系是________。

②一定温度下，向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾，原因是_________________________________________________________

__________________________________________________________。

(4)在碱性条件下，由氯化铁、氯气可制备出高铁酸钾，写出该反应的离子方程式：______________________________________________________________

____________________________________________________________。

(5)某同学配制了一瓶K2FeO4溶液，但标签丢失了，测定该瓶溶液物质的量浓度的实验步骤如下： 2020届高三化学一轮复习 工业流程图专题训练

5 / 8 步骤1：准确量取V mL溶液加入锥形瓶中；

步骤2：在强碱溶液中，用过量CrO－2与FeO2－4反应生成Fe(OH)3和CrO2－4；

步骤3：加足量稀硫酸，使CrO2－4转化为Cr2O－7，CrO－2转化为Cr3＋，Fe(OH)3转化为Fe3＋；

步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V1 mL。

①滴定时发生反应的离子方程式为______________________________

________________________________________________________。

②原溶液中K2FeO4的物质的量浓度为________(用含字母的代数式表示)。

答案 (1)＋6 强氧化性 (2)①4FeO2－4＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋8OH－＋3O2↑ ②杀菌消毒、净水

(3)①Na2O b＝2c ②相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度

(4)2Fe3＋＋3Cl2＋16OH－===2FeO2－4＋6Cl－＋8H2O

(5)①Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O ②cV13V mol·L－1

7、利用氯碱工业中的固体废物盐泥[主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，还含有少量NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等]与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，既处理了三废，又有经济效益。其工艺流程如图1所示：