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1、生产管理培训化工生产专题培训化工生产专题训练一、矿石资源利用1现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2)，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。已知：Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O；当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。回答下列问题：(1）矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O 、 （写
2、其中2个）(2)“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是 。若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层l暴露在空气中发生反应的离子方程式 (3)“循环III”中反萃取剂的主要成分是 1.（任写出其中两个即给分，每空l分，共2分）（3）H2SO4（1分）2、（10分）钼（元素符号Mo）是银灰色的难熔金属，常见化合价为+6、+5、+4，常温下钼在空气中很稳定，高于600时很快地氧化生成三氧化钼(MoO3)；辉钼精矿（主要成分为MoS2）是生产钼的主要原料。制取过程包括氧化焙烧，三氧化钼、钼粉和致密钼的制取等主要步骤，
3、工艺流程如图：（1）辉钼精矿在600下进行氧化焙烧转化为MoO3，同时产生SO2气体。主要反应的化学方程式为： 。钼冶炼厂对大气的污染主要来自于 ，你认为利用并处理该副产物的最好措施是 ；（2）三氧化钼的制取将焙砂（主要成分：MoO3）用氨水浸出，与氨水反应生成钼酸铵(NH4)2MoO4溶液：反应的离子方程式为： ；该反应： （填是或不是）氧化还原反应。将所得钼酸铵(NH4)2MoO4溶液加热到5565，用盐酸调节至溶液的pH为2，搅拌析出多钼酸铵(NH4)2OmMoO3nH2O晶体；为除去钙、镁、钠等杂质，将多钼酸铵重新溶于氨水形成钼酸铵，使氨挥发后生成仲钼酸铵晶体(NH4)2O7MoO34
4、H2O，将仲钼酸铵晶体脱水、煅烧得纯度为99.95%的三氧化钼（MoO3）。（3）金属钼粉的生产：工业上在管状电炉中用氢气分两步还原三氧化钼得到钼粉：在450650下：MoO3+3H2=MoO2+3H2O在900950下：MoO2+2H2=Mo+2H2O根据上述还原原理，你认为还可用 等还原剂还原MoO3得到钼粉。2（10分）（1）2MoS2+7O22MoO3+4SO2（2分）；SO2（1分）；回收SO2再利用(或回收SO2联合生产硫酸和化肥2分）（2）MoO32NH3H2O2NH+MoOH2O（2分）；不是（1分）（3）CO（2分）3.(12分)七水硫酸镁(MgSO47H2O)在印染、造纸和
5、医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。表1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)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH值5.23.29.710.411.2表2两种盐的溶解度(单位为g100g水)温度/1030405060CaSO40.190.210.210.200.19MgSO47H2O30.935.540.845.6/硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度
6、数据，试回答下列问题：（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH56，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的Mn2+氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为 。加热煮沸的主要目的是 。（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 (填化学式)等物质。（3）检验过滤后的滤液中是否含有Fe3的实验方法是 ；（4）沉淀C的化学式是 。过滤II需趁热过滤的理由是 3.（1）Mn2+ClOH2OMnO22HCl（2分）促进Al3、Fe3水解及Mn2氧化成MnO2（2分）（2）Fe(OH)3（1分）Al(OH)3（1分）（3）取过滤II后的滤液12ml于试管中，加入少量KSCN溶液，如果溶液不显红色，证
7、明滤液中无Fe3（2分）（4）CaSO42H2O或CaSO4（2分）以防MgSO4在温度低时结晶析出以及除去不溶物。4（10分）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，沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.0-0
8、.422.577回答下列问题：（1）硫酸亚铁在酸性条件下将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）。4（10分）（1）MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O(2)Fe(OH)3Al(OH)3(3)Cu2+Zn2+(4)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-(或2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-)(5)锌、二氧化锰5.（12分）钨是我国丰产
9、元素，是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(+6价)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4)；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe,Mn)WO4，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法：其中A、B、C都是钨的化合物。回答：(1)写出上述流程中B、C的化学式：B_；C_(2)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式：_；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属
10、钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么?_。(3)仲钨酸的阱盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾冀东先生采用这一反应制得了蓝色的、非整比的钨氧化物WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。计算WO3-x中的x值。X=_。(相对原子质量：W:183.84;O:16.00)一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。则蓝色氧化钨中这两种价态的钨原子数比为_：_5（11分）(1)B:H2WO4（1分）C:WO
11、3（1分）(2)2WO3+3C=2W+3CO2（2分）；因为钨的熔点很高，不容易转变为液态，如果用碳做还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨,不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题。（2分）(3)X=0.10（3分）n(W)(V):n(W)(VI)=1:4（2分）1已知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985；氧的质量分数为10.7985=0.20151.000g化合物中含钨原子和氧原子的量分别为n(w)=0.7985/183.84=4.34310-3moln(o)=0.2015/16.00=12.5910-3化合物中钨和氧的计量比为n(w)：n(
12、o)=4.34310-3：12.5910-3=1：2.90即在化学式WO3-x中3-x=2.90x=0.102把+5价钨的氧化物和+6价钨的氧化物的化学式分别写成WO2.5和WO3设蓝色氧化钨的组成为xWO2.5yWO3=WO2.90所以有x+y=12.5x+3y=2.90解联立方程得：x=0.20y=0.80所以蓝色氧化钨中+5价和+6价钨的原子数之比为：w(+5)/w(+6)=x/y=0.20/0.80=1/4=0.256(11分)铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：（1）滤液甲的主要成分是 （2）写出反应II的离子方程式： （
13、3）结合反应II，判断下列微粒结合质子(H+)的能力，由强到弱的顺序是 （填字母序号）aAlO2bOHcSiO32（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。写出阴极的电极反应方程式 ，沉淀消失的原因可用离子方程式表示为： （5）取(4)电解以后的溶液10.0mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100molL1盐酸溶液，当加入50.0mL盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。6（11分）（1）NaOH、NaAl(OH)4（NaAlO2）、Na2SiO3或氢氧化钠、铝酸钠(偏铝酸钠)、硅酸钠(1分)（2）CO2+2OH-=CO32-+H2O(1分)，CO2+3H2O+2AlO2-=2Al(OH)3+CO32-(1分)（3）bac(2分)；（4）2H+2e-=H2(2分)；Al(OH)3+-Al
