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1、唐玲出品 高中化学学习材料 唐玲出品 2015 届高三化学三轮复习专题 11 化工流程 1 2015 广州调研 软锰矿的主要成分为MnO2 还含有Fe2O3 MgO Al2O3 CaO等杂质 工 业上用软锰矿制取MnSO4 H2O的流程如下 已知 Fe 3 Al3 Mn2 和 Mg2 以氢氧化物形式完全沉淀时 溶液的 pH分别为 3 2 5 2 10 4 12 4 温度高于27 时 MnSO 4的溶解度随温度的升高而逐渐降低 1 浸出 过程中MnO2转化为 Mn 2 的离子方程式为 2 浸出 过程中Fe2O3转化为 Fe 3 和 Fe2 相关反应的离子方程式为 3 滤渣 1 的主要成分是 调
2、pH至 5 6 所加的试剂是 填 石灰水 或 稀硫酸 4 根据下表数据 选择 第 2 步除杂 所加的物质A 由一种阳离子和一种阴离子组成 物质 A的化学式为 阴离子 Ksp 阳离子 CO3 2 F OH Ca 2 5 0 10 9 1 5 10 10 4 7 10 6 Mg 2 3 8 10 6 7 4 10 11 5 6 10 12 Mn 2 2 2 10 11 5 3 10 3 2 1 10 13 软锰矿浸出 H2SO4 SO2 浸出渣 第 1 步除杂 先加 H2O2 再调 pH 至 5 6 第 2 步除杂 滤渣 1 滤渣 2 物质 A 蒸发浓缩趁热过滤 MnSO4 H2O 唐玲出品 Zn
3、 2 1 2 10 10 3 0 10 2 6 9 10 17 5 采用 趁热过滤 操作的原因是 参考答案 1 MnO2 SO2Mn 2 SO 4 2 3 分 2 Fe2O3 6H 2Fe3 3H 2O 3 分 2Fe 3 SO 2 2H2O 2Fe 2 4H SO 4 2 3分 3 Fe OH 3 Al OH 3 2 分 石灰水 1 分 4 MnF2 2 分 5 防止温度下降时MnSO4 H2O溶解 导致产率降低 2 分 2 2015 广州一模 废旧锂离子电池的回收利用意义重大 其正极废料的主要成分是LiCoO2 铝 炭黑及其他杂质 回收利用的流程如下 已知 溶液A 中主要金属离子是Co 2
4、 Li 还含有少量 Fe 3 Al3 Cu2 1 步骤 中铝溶解的离子方程式为 固体 X的成分是 2 步骤 中LiCoO2固体溶解的化学方程式为 该反应的还原剂是 3 实验表明溶液A中各种金属离子的沉淀率 随 pH的变化如图 除杂时加入氨水调节溶 液 pH 可除去的杂质离子是 4 母液中含量最大的三种离子是 5 从 1000 g 锂离子电池正极材料 Li 元素含 量为 5 中可回收Li2CO3的质量为 g 已知回收率为84 Li2CO3化学式量为74 H 杂 质 离 子 沉 淀 率 20 40 60 80 100 10 20 30 40 C o 2 沉 淀 率 4 4 4 6 4 8 5 0
5、5 2 5 4 pH Fe 3 Al3 Cu 2 Co 2 浸出液 浸出渣 稀 H2SO4 过滤 固体 X 粗铝 废渣 稀 H2SO4 H2O2 除杂 溶液 B NH4 2C2O4 CoC2O4固体 母液Li2CO3固体 溶液 A 正极废料 NaOH 溶液 沉淀 唐玲出品 参考答案 1 2Al 2OH 2H 2O 2AlO2 3H2 2 分 未配平得1 分 无 符号不扣分 AlO2 写成 Al OH 4 且配平不扣分 写化学方 程式且完全正确得1 分 多写其他反应方程式不扣分 Al OH 3 2 分 可写中文 化学式错误得0 分 2 2LiCoO2 H2O2 3H2SO4 Li2SO4 2Co
6、SO4 O2 4H2O 3 分 写离子方程式且全对得3 分 离子方程式若LiCoO2拆开 不得分 反应物 生成物 全对 未配平得2 分 无 符号不扣分 H2O2 2 分 多写其它物质得0 分 3 Fe 3 Al3 2 分 全对2 分 漏写得1 分 有错写得0 分 4 NH4 Li SO 4 2 3 分 回答不超过3 种离子的 对1 个得 1 分 有错不倒扣分 回答超过3 种离子的一律得0 分 5 222 2 分 列出正确的计算式 给1 分 3 2015 广州二模 回收利用炼铜工业产生的排放物 既能节约资源 又能 保护环境 1 用氨水吸收尾气中的SO2后 再加入硫酸 可获得 SO2和 NH4 2
7、SO4两种产品 相关反应的化学方程式为 2 烟灰中金属元素以硫酸盐和氧化物形态存在 其中锌 铅的含量最大 其次为铜 铁 等 烟灰的回收利用工艺如下 沉铜 可得到单质铜 该步骤应加入的试剂是 一次浸取 铜浸出率较低 原因是烟灰中部分铜元素以 填化学式 残留在 浸出渣中 二次浸取 应选择 填化学式 作浸取剂 3 从贵金属阳极泥中可提取粗银 电解法精炼粗银时采用AgNO3和 HNO3的混合液作电解 液 阴极的主要电极反应式为 阴极还有少量副反应发生 产生的气 体遇空气迅速变为红棕色 该副反应的电极反应式为 参考答案 1 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 H2O 2 分 生成物写NH4HSO
8、 3也得分 NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O 2 分 2 锌粉 或铁粉 3 分 CuO 2 分 H2SO4 2 分 3 Ag e Ag 2 分 NO 3 4H 3e NO 2H 2O 3 分 烟灰一次浸取 水 浸出液沉铜除铁结晶ZnSO4 7H2O 浸出渣 3PbO PbSO 4 H2O 二次浸取 炼铜工业铜 尾气 烟灰 贵金属阳极泥 唐玲出品 4 2015 梅州一模 某粗铜含铁 银 金和铂等杂质 通过电解精炼铜后 为充分利用电 解后的阳极泥和电解液 设计如下工艺流程 回 答 下列问题 1 电解时 以粗铜作 极 为电解液 写出阴极的电极反应式 2 电解后溶液中含有
9、的主要金属阳离子为 溶液 A是一种绿色氧化剂 则反应 的离子方程式为 3 加入的试剂B最好选用 填序号 A Cu B CuO C NaOH D 氨水 4 写出反应 的离子方程式 5 若反应 析出10 8kg 银单质 则至少需要乙醛 kg 参考答案 1 阳 1 分 CuSO 4溶液 1 分 Cu 2 2e Cu 2 分 2 Cu 2 Fe2 2 分 2Fe2 H2O2 2H 2Fe 3 2H2O 2 分 3 B 2 分 4 2AuCl4 3SO 2 6H2O 2Au 8Cl 3SO2 4 12H 3 分 4 2 2 3 分 自从 2012 广东高考题考察溶解平衡之后 2013 2014 年高考都
10、未考察溶解平衡或者溶度积 Ksp 在 2014 广州调研 2015 广州调研 2015 广州二模都考察了溶解平衡或者溶度积Ksp 今年高考有可能再次考察这个知识点 5 2012 广东 难溶性杂卤石 K2SO4 MgSO 4 2CaSO4 2H2O 属于 呆矿 在水中存在如下平衡 K2SO4 MgSO 4 2CaSO4 2H2O s 2Ca 2 2K Mg2 4SO 4 2 2H 2O 为能充分利用钾资源 用饱和Ca OH 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾 工艺流程如下 Ca OH 2溶液滤渣母液 杂卤石过滤 溶浸过滤除杂蒸发浓缩 冷却结晶过滤硫酸钾 唐玲出品 1 滤渣的主要成分有和以及未溶杂卤石 2
11、用化学平衡移动原理解释Ca OH 2溶液能溶解杂卤石浸出K 的原因 3 除杂 环节中 先加入溶液 经搅拌等 操作后 过滤 再加入溶液调滤液PH至中性 4 不同温度下 K 的浸出浓度与溶浸时间的关系见图 14 由图可得 随着温度升高 5 有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂 则溶浸过程中会发 生 CaSO4 s CO 3 2 CaCO3 s SO 4 2 已知 298K时 Ksp CaCO3 2 80 10 9 Ksp CaSO 3 4 90 10 5 求此温度下该反应的平衡常数K 计算结果保留 三位有效数字 答案 17 分 1 Mg OH 2 CaSO4 2 加入 Ca OH 2溶液 OH 与 Mg2
12、结合成 Mg OH 2 Ca 2 与 SO 4 2 结合成 CaSO 4而析出 使平 衡向右移动 杂卤石溶解浸出K 留在滤液中 3 K2CO3 稀 H2SO4 4 在同一时间内 K 的浸出浓度增大 K 的溶浸速率加快 达到溶浸平衡的时间短 5 K 1 75 10 4 6 2015 江门模拟 某煤渣主要含有Al2O3 SiO2 可制备碱式硫酸铝 Al 2 SO4 3 2Al OH 3 溶液 用于烟气脱硫 减少 SO2的排放 其制备流程 1 操作 产品 H2SO4溶液 CaCO3 pH 3 6 煤渣酸浸 固体 1固体 2 调 粉末 操作2 已知 25 Ksp CaCO3 2 8 10 9 Ksp
13、CaSO4 9 1 10 6 1 操作 的名称 2 酸浸时反应的离子方程式为 为了提高酸浸 时铝元素的浸出率 可采取的措施 写 2 条 3 固体 2 的化学式是 试分析固体2 生成的主要原因 用离子方程式结合文 字简要说明 4 碱式硫酸铝溶液吸收SO2生成 Al2 SO4 3 Al2 SO3 3 再向该溶液通入足量空气 生成一 种硫酸盐 用于制备碱式硫酸铝溶液的循环使用 试写出有关反应的化学方程式 K 的 浸 出 浓 度 0 溶浸时间 373K 323K 288K 唐玲出品 参考答案 1 过滤 2 分 2 Al2O3 6H 2Al 3 3H2O 2 分 把煤渣粉碎 搅拌 使粉煤灰与硫酸溶液充分
14、接触 适当延长酸浸的时间 增大硫酸浓 度 升高温度 任答2 条 每条1 分 共 2 分 合理即给分 3 CaSO4 2 分 CaCO3 2H Ca2 H 2O CO2 1 分 增大了 Ca 2 浓度 1 分 使 c Ca2 c SO 4 2 Ksp CaSO4 1 分 导致 Ca 2 SO 4 2 CaSO 4 1 分 或 CaCO3 2H Ca2 H 2O CO2 1 分 促进 CaCO 3 s 沉淀溶解平衡向溶解方向移动 1 分 增大了Ca 2 浓度 使 c Ca 2 c SO4 2 Ksp CaSO4 1 分 促进CaSO 4 s 沉淀溶 解平衡向沉淀方向移动 1 分 共 4 分 按要点
15、给分 其他合理可给分 4 Al2 SO4 3 2Al OH 3 3SO 2 Al2 SO4 3 Al2 SO3 3 3H2O 2 分 2Al2 SO4 3 Al 2 SO3 3 3O2 4Al2 SO4 3 2 分 7 2014 广州调研 锰是冶炼工业中常用的添加剂 以碳酸锰矿 主要成分为MnCO3 还含有铁 镍 钴等碳酸 盐杂质 为原料生产金属锰的工艺流程如下 已知 25 部分物质的溶度积常数如下 物质Mn OH 2Co OH 2Ni OH 2MnS CoS NiS Ksp2 1 10 13 3 0 10 16 5 0 10 16 1 0 10 11 5 0 10 22 1 0 10 22
16、1 步骤 中 MnCO 3与硫酸反应的化学方程式是 2 步骤 中 MnO2在 酸性 条件下可将Fe 2 离 子氧 化为 Fe 3 反应的离子 方程式 是 加氨水调节溶液的pH为 5 0 6 0 以除去Fe 3 3 步骤 中 滤渣2 的主要成分是 4 步骤 中 在 填 阴 或 阳 极析出Mn 电极反应方程式为 5 电解后的废水中还含有Mn 2 常用石灰乳进行一级沉降得到 Mn OH 2沉淀 过滤后再向 滤液中加入适量Na2S 进行二级沉降 进行二级沉降的目的是 参考答案 1 MnCO 3 H2 SO4 MnSO4 CO2 H2O 3 分 2 MnO2 2Fe 2 4H Mn 2 2Fe3 2H 2O 3 分 碳酸锰矿粉 H2SO4 溶浸 滤渣 1 Mn 滤渣 2 NH4 2S 电解 除杂 滤液 除杂滤液 氨水MnO2 电解废水 唐玲出品 3 CoS和 NiS 3 分 错 漏均扣1 分 4 阴 1 分 Mn 2 2e Mn 3 分 5 沉降得到MnS 以进一步去除废水中的Mn 2 3 分 8 2014 广雅中学 工业利用精炼废渣 主要含有MgO MgCl2 BaCl2 CaCl2 FeCO
