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1、 化学流程图专题（三）【例1】重铬酸钠(Na2Cr2O72H2O)俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeOCr2O3，还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：中涉及的主要反应有：主反应：4FeOCr2O38Na2CO37O28Na2CrO42Fe2O38CO2副反应：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2Cr(OH)3完全沉淀时溶液pH4。73。711。25。6试回答下列问题： “
2、”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是 。两个副反应均为吸热反应，但在高温下均能自发进行，其原因是 。 “”中调节pH至4.7，目的是 。 “”中加硫酸酸化的目的是使CrO42转化为Cr2O72，请写出该平衡转化的离子方程式： 。 “”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠，依据是 。【答 案】 使反应物接触更充分，加快反应速率 S0 除去溶液中的AlO2、SiO32 2CrO422H+ Cr2O72H2O 红矾钠的溶解度随温度的降低而减小【例2】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：根据上述图示，完成下列
3、填空： (1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水（每升含有39。20g氨）需要取浓氨水（每升含有251.28g氨）_mL，用规格为_mL量筒量取。(2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K、SO42外，还有大量的NH4。检验NH4的方法是_。(3）写出沉淀物中所有物质的化学式_。(4）滤液I的成分是水和_。(5）为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，请完善下列步骤：称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量_溶液，产生白色沉淀。_、_、_(依次填写实验操作名称)。冷却、称重。(6）若试样为mg，沉淀的物质的量为n mol，则试样中K2SO4的物质的量为：_mol（用
4、含有m、n的代数式表示）。【答案】(1)78；100。(2)取滤液少许，加入NaOH，加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)Al(OH)3；Al2O3；Fe2O3。(4)K2SO4；(NH4)2SO4。(5)BaCl2；过滤；洗涤；干燥。(6)mol。【例3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为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。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉
5、淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.。00.422.577（1）FeSO4在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。（2）滤渣A的主要成分是 。（3）加入MnS的目的是除去 杂质。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为 。（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。【答案】（1）MnO22FeSO42H2SO4MnSO4Fe2(SO4)32H2O （2）Fe(OH)3 Al(OH)3（3）Cu2 Zn2（4）MnO2
6、H2OeMnOOHOH（或2MnO2H2O2eMn2O32OH）（5）锌、二氧化锰【例4】将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO42H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl外，还需要 等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： （3）过滤操作所得固体中，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32的方法是：
7、 。（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（）02060K2SO4溶解的量(g)7。411。118。260时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0，可析出K2SO4晶体 g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl26H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a 熔点较低（29熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是： 。【答案】（1）CaCO3 NH3 H2O （2）CaSO4CO32CaCO3SO42（3）CaSO4（4）滤液中滴加盐酸产生气泡 （5）54g （6）a d（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫
8、酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）【例5】以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜（CuSO45H2O）。制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。 回答下列问题： （1）配平在滤液（）中发生反应化学主程式： _NOx+_H2O+_O2_HNO3。 （2）写出制取硫酸铜的总反应方程式_。 （3）在上述生产过程中，被循环使用的物质是_。 （4）请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。将它们的编号填入方框。答案：（1）2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O （2）HNO3 （3）B、A。【例6】工业制备高锰酸钾是锰的重要化合物和常
9、用的氧化剂。以下是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。粉碎MnO2熔融KMnO4K2CO3MnO2KOHH2OK2MnO4CO2操作KMnO4K2CO3操作母液KMnO4粗晶体干燥KMnO4晶体石灰苛化KOH空气KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是_（填代号）。a. 84消毒液（NaClO溶液） b. 双氧水 c. 苯酚 d. 75%酒精高锰酸钾保存在棕色试剂瓶，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的是_（填代号）。a. 浓硝酸 b. 硝酸银 c. 氯水 d. 烧碱上述流程中可以循环使用的物质有 、 （写化学式）。若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1 mol Mn
10、O2可制得 mol KMnO4。该生产中需要纯净的CO2气体。若实验室要制备纯净的CO2，所需试剂最好选择（选填代号） 。a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 纯碱所需气体发生装置是_（选填代号）。操作的名称是 ；操作根据KMnO4和K2CO3两物质在 （填性质）上的差异，采用 （填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。【答案】（1）ab （2）d （3）MnO2；KOH （4）2/3 （5）cd ；A；（6）过滤；溶解度；浓缩结晶练习1减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收废渣高温焙烧产生的S
11、O2，制备硫酸锰的生产流程如下：滤渣阳离子吸附剂MnSO4H2O滤渣石灰浆MnO2粉浸出液软锰矿浆SO2废渣高温焙烧浸出氧化调节pH静 置过滤操作a干燥吸附静置、过滤浸出液的pH2，其中的金属离子主要是Mn2，还含有少量的Fe2、Al3、Ca2、Pb2等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图。 离子离子半径(pm)开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2747.69.7Fe3642.73.7Al3503.84.7Mn2808.39.8Pb21218.08.8Ca299Pb2Ca2Fe2Al3Mn2、Fe3吸附率1.000.750.500.250 2 4 6 8 吸附时间/h已知PbO2的氧化性大于MnO2。请回答下列问题： 写出浸出过程中主要反应的化学方程式 ，氧化过程中主要反应的离子方程式 。 在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至 。 阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是 （填写序号）。a溶液的pH b金属离子的电荷 c金属离子的半径 d吸附时间 操作a包括 等过程。2重铬酸钾（K2Cr2O7）是工业生产和实验室的重要氧化剂。实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿（
