高考大题题型专项训练(一)无机化学工艺流程题1．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：硼镁泥的主要成分如下表：MgO SiO2FeO、Fe2O3CaO Al2O3B2O330%～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_________________。

解析：硼镁泥主要成分是MgO，还有CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，酸溶时MgO、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，B2O3转化为H3BO3，则滤渣1为SiO2。

次氯酸钙具有强氧化性，加入的次氯酸钙可把亚铁离子氧化成铁离子，MgO 促进铁离子、铝离子水解，铁离子、铝离子转化为沉淀，则滤渣2为Al(OH)3、Fe(OH)3。

浓缩过滤得到滤渣3为CaSO4，滤液中含镁离子、硫酸根离子，蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，以此来解答。

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2．以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H 2SO 4为原料，制备高纯PbO ，实现铅的再生利用。

其工作流程如下：(1)过程Ⅰ中，在Fe 2＋催化下，Pb 和PbO 2反应生成PbSO 4的化学方程式是____________________________________________。

(2)过程Ⅰ中，Fe 2＋催化过程可表示为：ⅰ：2Fe 2＋＋ PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4===2Fe 3＋＋PbSO 4＋2H 2Oⅱ： ……①写出ⅱ的离子方程式：______________________________。

②下列实验方案可证实上述催化过程。

将实验方案补充完整。

a ．向酸化的FeSO 4溶液中加入KSCN 溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO 2，溶液变红。

b ．_______________________________________________。

(3)PbO 溶解在NaOH 溶液中，存在平衡：PbO(s)＋NaOH(aq)NaHPbO 2(aq)，其溶解度曲线如图所示。

①过程Ⅱ的目的是脱硫。

滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是________(选填序号)。

A ．减少PbO 的损失，提高产品的产率B ．重复利用NaOH ，提高原料的利用率C ．增加Na 2SO 4浓度，提高脱硫效率②过程Ⅲ的目的是提纯。

结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：________________________________________。

解析：(1)由题意可知，过程Ⅰ中，在Fe 2＋催化下，Pb 、PbO 2和H 2SO 4反应生成PbSO 4和H 2O ，Pb 与PbO 2在酸性条件下发生氧化还原反应，Pb 为还原剂，PbO 2为氧化剂，PbSO 4既是氧化产物又是还原产物，化学方程式为Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4=====Fe 2＋2PbSO 4＋2H 2O 。

(2)①催化剂在反应前后本身的质量和化学性质保持不变，但参加反应，反应特点是先消耗再生成，且消耗与生成的量相等。

Fe 2＋为该反应的催化剂，又知反应ⅰ中Fe 2＋被PbO 2氧化为Fe 3＋，则在反应ⅱ中Fe 3＋与Pb 反应生成Fe 2＋，离子方程式为2Fe 3＋＋Pb ＋SO 2－4===PbSO 4＋2Fe 2＋；②a 实验证明发生反应ⅰ生成Fe 3＋，则b 实验需证明发生反应ⅱ，Fe 3＋转化为Fe 2＋，实验方案为取a 中红色溶液，向其中加入铅粉后，充分反应，红色褪去。

(3)①过程Ⅱ的目的是脱硫。

化学方程式为PbSO 4＋2NaOH===PbO ＋Na 2SO 4＋H 2O ；滤液1中含有未反应的NaOH 和少量溶解的PbO ，经处理后可重复利用减少PbO 的损失，同时能提高NaOH 的利用率。

②利用PbO 不同温度下在不同氢氧化钠溶液中的溶解度曲线，可向PbO 粗品中加入35%的NaOH 溶液，加热至高温(110 ℃)，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤可得PbO 固体。

答案：(1)Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4=====Fe 2＋2PbSO 4＋2H 2O (2)①2Fe 3＋＋Pb ＋SO 2－4===2Fe 2＋＋PbSO 4②取a 中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去(3)①AB ②向PbO 粗品中加入一定量的35% NaOH 溶液，加热至110 ℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO 固体3．辉铜矿主要成分为Cu 2S ，软锰矿主要成分为MnO 2，它们都含有少量SiO 2、Fe 2O 3等杂质。

工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：已知：①MnO 2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；②[Cu(NH 3)4]SO 4常温稳定，在热水中会分解生成NH 3；③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH 范围如下表所示(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L －1计算)：开始沉淀的pH 沉淀完全的pHFe 3＋ 1.1 3.2Mn 2＋ 8.3 9.8Cu 2＋ 4.4 6.4(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有______________(任写一点)。

(2)调节浸出液pH的范围为_________________________，其目的是______________________________________。

(3)本工艺中可循环使用的物质是________(写化学式)。

(4)在该工艺的“加热驱氨”环节，若加热的温度过低或过高，都将造成的结果是____________________。

(5)碳酸锰在一定条件下可得硫酸锰溶液，试根据如下曲线图示，现由硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验方案为______________________________________。

(6)用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4·H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因是___________________________________________________________ ____________________________________________________________________ _________________(任写一种)。

解析：(1)酸浸时，通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌都可以提高浸取率。

(2)要除去滤液中的Fe3＋，pH＝3.2，Fe3＋完全沉淀；pH＝4.4，铜离子开始沉淀，故pH的范围是3.2≤pH<4.4。

(3)工艺流程中，加入了氨水，最后又得到了氨气，NH3可循环使用。

(4)若加热的温度较低或过高，都会造成碱式碳酸铜减少。

(5)由硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O需要经过蒸发、结晶温度大于40 ℃，趁热过滤，用酒精洗涤，最后低温干燥等操作才能实现。

(6)质量分数大于100%，说明了硫酸锰晶体中可能混有不分解的硫酸盐杂质或部分硫酸锰晶体失去结晶水。

答案：(1)粉碎矿石(或适当升高温度或搅拌)(2)3.2≤pH<4.4使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去(3)NH3(4)碱式碳酸铜产量减少(5)蒸发、结晶温度大于40 ℃，趁热过滤，用酒精洗涤，最后低温干燥(6)混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水4．某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略)。

已知：①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，如：3NaClO===2NaCl＋NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH 3·H2O Ag(NH3)＋2＋Cl－＋2H2O③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3)＋2：4Ag(NH3)＋2＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH＋4＋4NH3↑＋H2O(1)“氧化”阶段需在80 ℃条件下进行，适宜的加热方式为______________。

(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为____________。

HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是___________________________________________________________ _____________。

(3)为提高Ag的回收率，需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤，并___________________________________________________________ _____________。

(4)若省略“过滤Ⅰ”，直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应)，还因为___________________________________________________________ _____________。

(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：______________________(实验中须使用的试剂有：2 mol·L－1水合肼溶液，1 mol·L－1 H2SO4)。

解析：(1)加热温度低于100 ℃，采用水浴加热，优点是便于控制温度，受热均匀。

(2)由题发生反应：Ag＋NaClO＋H2O―→AgCl ＋NaOH＋O2↑，有Ag、Cl、O三种元素的变化，因Ag、Cl原子个数比为1：1，设Ag、NaClO的系数为1，则NaOH系数为1，Ag，失去1e－，NaClO―→NaCl，得到2e－，根据电子守恒O2的系数为14根据原子守恒，H2O系数为1，相应扩大4倍。

HNO3也能氧化Ag，2但生成NO x会污染环境。