2020届高三化学二轮复习工业流程图专题训练1、炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素,其含量依次减少。
对这些元素进行提取分离会减小环境污染,同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用,其流程图如下。
已知FeAsO4难溶于水和酸;ZnSO4·7H2O易溶于水,难溶于酒精。
常温下金属离子沉淀的pH金属离子Fe3+Zn2+Mn2+Cu2+Cd2+开始沉淀pH 2.7 6.5 7.7 5.2 6.9沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4(1)提高浸出速率可以采用的方法是(写出其中一点即可)________。
(2)滤液Ⅰ中有少量AsO3-3,若不除去,则AsO3-3与Cd反应会产生一种有毒氢化物气体,其分子式为________,向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsO3-3反应生成FeAsO4,完成并配平下列反应的离子方程式:Fe2++AsO3-3+MnO-4+________-FeAsO4↓+Mn2++________判断该滴定终点的现象是_____________。
(3)流程中②调节pH时可以选用的试剂为________,滤渣Ⅱ的成分为________。
(4)常温下Zn(OH)2的溶度积K sp=________。
(5)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤,洗涤晶体时可选用试剂为________。
答案:(1)增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等合理答案均可(2)AsH3(写成H3As也给分)14H++5Fe2++5AsO3-3+3MnO-4===5FeAsO4+3Mn2++7H2O滴最后一滴高锰酸钾,溶液变为浅紫色(或紫色或紫红色粉红色)且半分钟内不恢复为原色,则反应到终点(3)Zn、ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等合理答案均可FeAsO4、Fe(OH)3(4)1×10-17(5)乙醇或饱和硫酸锌溶液2、钴的化合物用途广泛。
一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO 等)制取CoCl2·6H2O粗品的工艺流程如下:已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下表:沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2完全沉淀的3.7 9.6 9.2 5.2 9.8pH22请回答下列问题:(1)写出“浸出”时Co2O3发生反应的离子方程式:____________________。
(2)加入NaClO3的作用是________。
(3)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如下图所示。
向“滤液Ⅱ”中加入萃取剂的主要目的是________,使用萃取剂时最适宜的pH是________(填字母序号)。
A.2.0~2.5B.3.0~3.5C.5.0~5.5D.9.5~9.8(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。
已知某温度下,K sp(MgF2)=7.35×10-11,K sp(CaF2)=1.05×10-10。
当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=________。
(5)制得的CoCl2·6H2O粗品经进一步提纯得到CoCl2·6H2O晶体,在烘干晶体时需采用减压烘干,其原因是__________________________________。
(6) 某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑等。
充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+x Li++x e-===Li x C6。
在电池充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-x CoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式________________________________________________________________。
答案:(1)Co2O3+SO2-3+4H+===2Co2++SO2-4+2H2O(2)将Fe2+氧化为Fe3+(3)除去Mn2+B (4)0.7(5)降低烘干温度,防止产品分解(6)Li1-x CoO2+Li x C6===LiCoO2+6C。
3、水合碱式碳酸镁[4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O],又称轻质碳酸镁。
常利用菱镁矿(质量含量为碳酸镁90%,碳酸钙10%)碳化法制取:(1)根据下列表格数据,选择消化反应的最佳温度为________;理由是___________________________________________________________________________________________________________________________。
消化温度/℃30 40 50 60 70 80 90转化率/% 50.3 58.2 85.1 85.2 90.7 91.2 91.5(2)3232(3)流程图中________和________可以为碳化反应提供二氧化碳。
(4)有工艺设计利用卤水碳化法制取轻质碳酸镁:①卤水中含有Fe2+和Mn2+,当离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,可以认为其完全除去。
常温时当调节溶液pH为9.5时,此时Mg2+的浓度小于________mol·L-1,不会沉淀出来。
物质Mg(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2K sp10-1110-3910-1710-14②如果把++A.Ca(ClO)2B.Cl2C.H2O2D.HNO3③下列方案中,较好的为________,理由是________。
请考生在第35、36两道化学题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分。
答案:(1)70 ℃温度进一步升高同等幅度,转化率几乎不变,但能耗增加(2)Mg(OH)2+2CO2===Mg(HCO3)2(3)煅烧反应热解反应(4)①0.01②C③方案2加入碳酸钠的产品中易混入更多杂质,不易提纯4、以硫铁矿烧渣(主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等)制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程图如下:请回答下列问题:(1)为加快烧渣的酸溶速率可采取的措施是________________________(答两点即可)。
(2)Fe3O4的俗名是________,写出酸溶时Fe2O3溶解的离子方程式______________________________________________________________。
(3)检验“反应Ⅰ”已经完全反应的最佳试剂为________(填序号)。
a.酸性KMnO4溶液b.氨水c.硫氰化钾溶液d.铁氰化钾溶液(4)为测量所得绿矾中铁元素的质量分数,某实验小组进行了以下实验:取W g绿矾配制成100 mL溶液,用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管从中取出20.00 mL溶液放入锥形瓶中待用,滴定时,用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装标准K2Cr2O7溶液,滴定时,左手________,右手______________,眼睛注视________,当达到滴定终点时,消耗0.010 mol·L-1的K2Cr2O7 23.20 mL,发生反应的离子方程式是_________________________,铁元素的质量分数为________(用含有W的式子表示)。
如果配制绿矾溶液时,没有洗涤烧杯和玻璃棒,造成所测铁元素的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”),滴定前读取盛有标准K2Cr2O7溶液的滴定管数据正确,滴定终点时,仰视读数,造成所测铁元素的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案:(1)将硫铁矿烧渣粉碎、适当升高温度、增大硫酸浓度等(任答两条,答案合理即可)(2)磁性氧化铁(或其他正确答案即可)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O(3)c(4)酸式酸式控制酸式滴定管活塞摇动锥形瓶锥形瓶内溶液颜色的变化6Fe2++Cr2O2-7+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O0.39W×100%偏小偏大5、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料,工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。
某软锰矿主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物,其处理流程图如下:化合物Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3K sp近似值10-3110-1610-38(1)24____________________________________________________________________________________________________________。
(2)“氨水、搅拌”,其中“搅拌”不仅能加快反应速率,还能________;滤渣A的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3,加入氨水需调节pH至少达到________,恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全(当c≤10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全)。
(3)滤渣B的成分是________。
(4)碱性锌锰电池中,MnO2参与的电极反应式为_____________________。
(5)MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得,其阳极反应式为________。
(6)工业上采用间接氧化还原滴定法测定MnO2纯度,其操作过程如下:准确称量0.920 0 g该样品,与足量酸性KI溶液充分反应后,配制成100 mL溶液。
取其中10.00 mL,恰好与25.00 mL 0.080 0 mol·L-1Na2S2O3溶液反应(I2+2S2O2-3===2I-+S4O2-6)。
计算可得该样品纯度为________。
答案:(1)MnO2+2FeSO4+2H2SO4===MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(2)充分氧化过量的Fe2+ 5.3(3)CuS、ZnS(4)MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-(或2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH-) (5)Mn2+-2e-+2H2O===MnO2+4H+(6)94.6%6、草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。
一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、MnO2、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取草酸钴(CoC2O4)的工艺流程如下:已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等。