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1、专题检测（十）无机化工流程 1(2018 常州一模 )利用废铅蓄电池的铅泥(PbO、Pb 及 PbSO4等)可制备精细无机化工 产品 3PbO PbSO4 H2O(三盐 )，主要制备流程如下： (1)步骤 PbSO4转化为难溶 PbCO 3的离子方程式为 _。 (2)滤液 1 和滤液 3 经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为_(写化学式 )。 (3) 步 骤 酸 溶 时 ， 其 中 的 铅 与 硝 酸 生 成Pb(NO3)2 及NO的 离 子 方 程 式 为 _；滤液 2 中溶质主要成分为_(写化学式 )。 (4)步骤合成三盐的化学方程式为_ 。 (5)步骤洗涤操作时，检验沉淀是否洗涤完全的方法
2、是 _ 。 解析： (1)向铅泥中加入Na2CO3溶液，PbSO4转化为难溶的PbCO3的离子方程式为CO 2 3 PbSO4=PbCO3SO 2 4 。(2)过滤得到滤液1 为 Na2SO4，向滤渣中加入硝酸，PbO、Pb、 PbCO3都与硝酸反应生成 Pb(NO 3)2，然后加入硫酸，生成 PbSO4，过滤，滤液2 的主要成 分是 HNO 3，向滤渣中加入 NaOH ，得到 3PbO PbSO4 H2O(三盐 )，同时生成 Na2SO4，故 滤液3 为Na2SO4，因此滤液1 和滤液3 经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为 Na2SO4 10H2O(或 Na2SO4)。(3)铅与硝酸生成Pb
3、(NO3)2及 NO 的离子方程式为 3Pb8H 2NO 3=3Pb 22NO 4H 2O，滤液2 中溶质主要成分为HNO3。(4)步骤 合成三盐 的化学方程式4PbSO46NaOH=3Na 2SO43PbO PbSO4 H2O 2H2O。(5)该沉淀吸附的 离子是硫酸根离子，用盐酸酸化的BaCl2溶液检验。 答案： (1)CO 2 3 PbSO4=PbCO3SO2 4 (2)Na2SO4 10H2O(或 Na2SO4) (3)3Pb8H 2NO 3=3Pb 22NO 4H 2OHNO3 (4)4PbSO46NaOH=3Na2SO43PbO PbSO4 H2O2H2O (5)取少量最后一次的洗
4、涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生 白色沉淀，则表明已洗涤完全 2(2018 苏锡常镇一调)以菱锰矿 (主要成分MnCO3，还含有 FeCO3、 CaCO 3、SiO2、 Al2O3、Fe2O3、MgCO3等杂质 )为原料制备二氧化锰的工艺流程如下： 已知草酸钙、草酸镁不溶于水。 (1)写出“氧化”时发生反应的离子方程式：_ 。 (2)“ 中 和 ” 的 目 的 是 将 铁 、 铝 元 素 转 化 为 沉 淀 除 去 ， 化 合 物X可 用 _(写一种物质的化学式)。 (3)该工艺流程中固体1 和固体 2 均需用水洗涤，目的是_。 (4)“除杂”时，除去的金属离子有_。
5、 (5)“电解”原理如图所示，阳极的电极反应式为_。 (6)该流程中可以循环使用的物质有_ 。 解析： (1)酸浸后溶液中含有亚铁离子，能被二氧化锰氧化，则“氧化 ”时发生反应的 离子方程式为MnO 22Fe 2 4H=Mn22Fe3 2H 2O。 (2)“中和 ” 的目的是将铁、 铝元素转化为沉淀除去，由于不能再引入新杂质，则化合物X 可用 MnCO 3。(3)过滤得到 的沉淀表面含有杂质离子，因此该工艺流程中固体1 和固体2 均需用水洗涤滤渣，洗出液 用于酸浸工序，提高锰的回收率。(4)已知草酸钙、草酸镁不溶于水，则“除杂 ”时，除去 的金属离子有Ca2 、Mg2。(5)阳极锰离子失去电子
6、转化为二氧化锰， 则阳极的电极反应式 为 Mn 2 2H 2O 2e =MnO 2 4H 。(6)硫酸锰电解生成二氧化锰和硫酸，则该流程中可 以循环使用的物质有H2SO4、MnO 2。 答案： (1)MnO 2 2Fe 24H=Mn22Fe32H 2O (2)MnCO3(或 CaCO3等) (3)用水洗涤滤渣，洗出液用于酸浸工序，提高锰的回收率(或用水洗涤滤渣，洗出液循 环利用，提高锰的回收率等) (4)Ca 2、Mg2 (5)Mn 2 2H2O2e =MnO 24H (6)H2SO4、MnO2 3(2018 南京、盐城二模)聚合硫酸铁铝、聚合氯化铝是高效水处理剂。以废铁屑、废 铝质易拉罐及硫
7、酸为原料，制备聚合硫酸铁铝的工艺流程如下： (1)为提高反应、 金属元素的浸出率，可以采取的措施有_。 (2)反应中FeSO4 转化为Fe2(SO4)3的化学方程式为 _ 。 (3)反应的温度应控制在5070 为宜，原因是_ 。反 应 过 程 中 往 往 加 入 少 量 硝 酸 铝 ， 其 作 用 如 图1 所 示 ， 转 化 的 离 子 方 程 式 为 _ 。 (4) 写 出Fe2(SO4)3 水 解生成Fe2(OH) n(SO4)3 n 2 的 离子方程 式： _ 。 (5)利用图2 所示电解装置可制备净水剂聚合氯化铝。实际生产中，阳极附近因为副反 应可能产生的气体有_。 解析： (1)为
8、提高反应 、金属元素的浸出率，可以采取的措施有适当提高硫酸浓度、 适当提高反应温度、将废铁屑、废铝质易拉罐粉碎或搅拌等。 (2)反应 向 FeSO4中加入硫酸并通入氧气，转化为 Fe2(SO4)3的化学方程式为4FeSO4 O22H2SO4=2Fe2(SO4)3 2H2O。 (3)反应 的温度应控制在5070 为宜，原因是温度过低，反应速率太慢； 温度过高， 金属离子水解趋势增强，易形成沉淀，影响产品的质量。反应过程中往往加入少量硝酸 铝； Fe2 在 H、NO 3作用下被氧化转化为 Fe3 ，则转化 的离子方程式为 3Fe2 4H NO 3=3Fe 3NO2H 2O。 (5)实际生产中，阳极
9、附近由于溶液中的Cl 和 OH放电发生副反应可能产生的气体为 Cl2、O2。 答案： (1)适当提高硫酸浓度；适当提高反应温度等 (2)4FeSO4O22H2SO4=2Fe2(SO4)32H2O (3)温度过低，反应速率太慢；温度过高，金属离子水解趋势增强，易形成沉淀，影响 产品的质量 3Fe 2 4HNO 3=3Fe 3 NO 2H2O (4)2Fe 3 3 n 2 SO 2 4 nH2O Fe2(OH)n(SO4)3 n 2nH (5)Cl2、 O2 4以电镀污泥 主要成分为Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和 SiO2等为原料制备 纳米铜等的工艺流程如下： (1)“浸
10、取”时，工业上采用3 mol L 1 H 2SO4溶液在室温下浸取 1 h。 Cu2(OH) 2CO3被浸取的化学方程式为 _ 。 下列措施可提高铜和铁的浸取率的是_(填字母 )。 a将电镀污泥浆化处理 b适当增大液固质量比 c浸取时间缩短一半 d控制浸取终点pH 大于 3 (2)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH 的关系如图1所示。 当pH1.7时， pH越大金属离子萃取率越低，其中Fe3 萃取率降低的原因是 _ 。 (3)“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时， Cu2 的还原率随温度的变化如图2 所示。 该反应的离子方程式为_ 。 在20 75 区 间 内 ， 温 度 越 高Cu
11、 2 的 还 原 率 也 越 高 ， 其 原 因 是 _ 。 (4)在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经_等操作可 得到 Fe2O3产品。 解析： (1) 浆化处理后能增大接触面积，可以提高浸取率，a 正确；增大液固质量比， 使得酸过量，也能提高浸取率，b 正确；时间缩短后，导致浸取不充分，降低了浸取率，c 错误；随着pH 的增大，金属离子会以氢氧化物沉淀的形成存在，故pH 大于 3.0 时金属的 浸取率较低， d 错误。(4)“水相 ”中含有 Fe2(SO4)3， 加入氨水后生成Fe(OH) 3和(NH4)2SO4， 故加入过量的氨水后，过滤、洗涤、干燥后得到Fe(OH) 3，再经过
12、煅烧得到 Fe2O3。 答案： (1) Cu2(OH) 2CO3 2H2SO4=2CuSO4 CO2 3H2O ab (2)Fe 3水解程度随 pH 的升高而增大 (3)2Cu 2N 2H44OH =2CuN 2 4H2O温度越高，N2H4的还原性越强 (4)过滤、洗涤、干燥、煅烧 5(2018 苏北四市一模)沉淀碳酸钙主要用于食品、医药等行业。 以精选石灰石(含有少 量 MgCO 3、 FeCO3杂质 )为原料制备沉淀碳酸钙的工艺流程如下： (1)流程中可以循环利用的物质有气体、气体和_(填化学式 )。 (2)“碳化”时发生反应的离子方程式为_ ，该过程 中通入气体和气体的顺序是_。 (3)
13、工业上常用电解氯化钠和氯化钙熔融物来制备金属钠，原理如图所示： 电解过程中，加入氯化钙的目的是_。 石墨电极发生的电极反应方程式为 _ 。 电解得到的Na 中约含 1% 的 Ca，除去其中少量Ca 的方法为 _。 已知部分物质的熔沸点如下表： 物质熔点 (K) 沸点 (K) Na 370 1 156 Ca 1 123 1 757 解析： 精选石灰石煅烧得到氧化镁、氧化亚铁、氧化钙和气体二氧化碳，固体加入 氯化铵溶液浸取后用双氧水氧化，确保亚铁离子转化为铁离子，再加入氧化钙调节pH，碱 性条件下反应得到气体为氨气，并使铁离子、镁离子转化为沉淀，过滤，滤渣为氢氧化 铁、氢氧化镁，过滤后的溶液以氯化钙为溶质，先通入足量的氨气，再通入适量的二氧化 碳，得到氯化铵和碳酸钙，过滤得到滤液为氯化铵，沉淀为碳酸钙。 (1)该工艺中可以循环使用的物质是参加反应，反应后又生成的物质，流程图分析判断
