无机综合应用(生产工艺为背景)

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1、无机综合应用无机综合应用( (生产工艺为背景生产工艺为背景) )本文由 zml20051223 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。2011 年广东高考复习 无机综合应用（生产工艺为背景）1 （2008 年广州一模改）聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的 碱式氯化铝Al2（OH）nCl6-n。本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制 备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组成为：Al2O3（25%34%） 、SiO2（40% 50%） 、Fe2O3（05%30%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构

2、， 化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式 氯化铝的实验流程如下：高岭土 A 酸 适量 CaCO3煅烧浸出搅拌，调节溶液 pH 在 4.24.5，过滤蒸发浓缩 90100Al2(OH)nCl6-n已知：Fe3 、Al3 以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的 pH 分别为 3.2、5.2。 根据流程图回答下列问题： （1） “煅烧”的目的是。 （2） “浸出”过程中发生反应的离子方程式为。 （3） “浸出”选用的酸为。配制质量分数 15的 A 酸需要 200mL30的 A 酸 （密度约为 1.15g/cm3）和 g 蒸馏水，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、 。 （

3、4）为提高铝的浸出率，可采取的措施有 （要求写出三条） 。 （5） “调节溶液 pH 在 4245”的过程中，除添加必要的试剂，还需借助的实验用 品是；“蒸发浓缩”需保持温度在 90100，控制温度的实 验方法是。 （6） 实验中制备碱式氯化铝反应的化学方程式为2 （2010 江苏改）废旧锂离子电池的正极材料（主要含有 LiCoO2 及少量 Al、Fe 等）可 用于回收钴、锂，实验方法如下：（1）在上述溶解过程中， S 2O3 被氧化成 SO4 ， LiCoO2 在溶解过程中反应的化学方 程式为 ，氧化剂是。 （2）在上述除杂过程中，通入空气的作用是。 废渣的主要成分是。 （3） “沉淀钴”和

4、“沉淀锂”的离子方程式分别为、 。 （4）本工艺可回收的副产品是。2?2?3CoCl26H2O 在饲料、医药工业上有广泛的用途。下列是以含钴废料（含少量 Fe、Al 等 杂质）为原料制取 CoCl26H2O 的一种新工艺流程：已知： 钴与盐酸反应的化学方程式为：Co2HCl=CoCl2H2 CoCl26H2O 熔点 86，易溶于水；常温下稳定无毒，加热至 110120时，失去结 晶水变成有毒的无水氯化钴。 部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表： 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 请回答下列问题： 加入碳酸钠调节 pH 至 a，a 的范围是 操作包含 3 个基本实验操作，它们是 制得的

5、CoCl26H2O 需减压烘干的原因是 。 和过滤。 。 Fe(OH)3 2.7 3.2 Fe(OH)2 7.5 9.7 Co(OH)2 7.6 9.2 Al(OH)3 3.8 5.2为测定产品中 CoCl26H2O 含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量 的 AgNO3 溶液， 过滤， 并将沉淀烘干后称量其质量。 通过计算发现产品中 CoCl26H2O 的质量分数大于 100，其原因可能是 在实验室中，为了从上述产品中获得更纯净的 CoCl26H2O，方法是 。 。在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其 主要优点为 点，其主要优点是 。 。

6、原工艺较新工艺也有优4以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含 Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO 等。现以硫 酸渣制备铁红(Fe2O3)，过程如下：滤渣 A滤液 B酸溶过程中 Fe2O3 与稀硫酸反应的化学方程式是3+ 2+ 2。还原过程中加入 FeS2 是将溶液中的 Fe 还原为 Fe ，而本身被氧化为 SO4 ，写出 有关的离子方程式： 。氧化过程中通入空气和加入 NaOH 是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出， 写出有关的离子方程式： 。生产过程中， 为了确保铁红的质量， 氧化过程需要调节溶液的 pH 的范围是。 （部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表）

7、沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 Fe(OH)3 2.7 3.2 Al(OH)3 3.8 5.2 Fe(OH)2 7.5 9.7 Mg(OH)2 9.4 12.4滤液 B 可以回收的物质有。 5某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料 来制备 NiSO4?7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有 Ni，还含有 Al（31%） 、Fe （1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。 碱液 含镍废 催化剂 酸液 H 2O 2碱浸操作 a酸浸操作 a保温一段时间溶液 NiSO4?7H2O 晶体固体操作 c调 pH 为 2-3操作 a操作 b固体 部分阳离子以氢

8、氧化物形式完全沉淀时的 pH 如下：沉淀物 pH 回答下列问题：Al(OH)3 5.2Fe(OH)3 3.2Fe(OH)2 9.7Ni(OH)2 9.2 操作 a、c 中需使用的仪器除铁架台（带铁圈） 、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的 主要仪器为 “碱浸”过程中发生的离子方程式是 “酸浸”时所加入的酸是 。 。 （填化学式） 。酸浸后，经操作 a 分离出固体 。 。 。后，溶液中可能含有的金属离子是 操作 b 为调节溶液的 pH，你认为 pH 的最佳调控范围是 “调 pH 为 23”的目的是 产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO47H2O） ，其原因可能是 。6实验室用共沉淀法制备纳米级 F

9、e3O4 的流程如下：2 mL 水 0.5191 g FeCl3 0.2028 g FeCl2 搅拌 稳定剂6 mol/LNaOH 调至 pH=6 搅拌 黑色 糊状物 水洗 烘干 纳米级 Fe3O4该方法的关键为促进晶粒形成，并控制晶体生长。试回答下列问题： （1）该反应原理的离子方程式可表示为 （2）反应温度需控制在 50，其方法是 是 （3） 在搅拌的过程中还需加入 10 mL 正丙醇， 其作用是 （4）黑色糊状物转移至烧杯中，用倾析法洗涤，检验洗净的操作和现象是 。 （5）由上述分析可知，影响纳米级 Fe3O4 粒径大小的因素有（写出 2 条） 。 。 ，温度偏低造成产量低的可能 。 。

10、*7 （韶关模拟改）氟化钠是一种重要的氟盐，主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。 实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H2SiF6）等物质为原料制取氟化钠，并得到副 产品氯化铵：NH4HCO3、H2ONaCl 液 NaF 母液 操作 I NH4Cl 操作 NH4ClH2SiF6分、过操作 滤 液操作NaFCO2H2SiO3操 作 有关物质在水中溶解度分别为：氯化铵：10时 33.3 g、20时 37.2 g、30时 41.4g；氟化钠：20时 4 g；氟硅酸钠 微溶于水。 请回答下列问题： （1）上述流程中发生两步化学反应，第一步反应的化学方程式为： ； 第二步反应能进行是因为 （2）操作

11、名称是 （3）操作 II 的作用是 （4）操作的具体过程是 （5）流程中 NH4HCO3 必须过量，其原因是 ，操作 II 名称是 。 。 。 。【答案】 1 （1）改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸。（2）Al2O3+6H+ = 2Al3+3H2O （3）盐酸 230 量筒 Fe2O3+6H+ = 2Fe3+3H2O（4）加热或提高反应温度，将煅烧后的块状固体粉碎，适当增大盐酸浓度，充分搅拌， 延长反应时间（任答 3 条） （5）pH 计（或精密 pH 试纸） （6）2AlCl3 + n H2O 90-100 水浴加热 Al2（OH）nCl6-n + n HCl2 （1） 8 LiCoO

12、 2 + Na 2S2 O 3 + 11H 2SO 4 = 4Li 2SO 4 + 8CoSO4 + Na 2SO 4 + 11H 2OLiCoO2（2）将正二价铁元素氧化成正三价 （3）Co 2OH Co(OH)2 （4）Na2SO42 Al(OH)3 和 Fe(OH)32Li CO32 Li2CO335.27.6 蒸发浓缩、冷却结晶 降低烘干温度，防止产品分解 样品中含有 NaCl 杂质；烘干时失去了部分结晶水 重结晶 减少有毒气体的排放，防止大气污染；防止产品中混有硝酸盐 硝酸替代新工艺中的盐酸和过氧化氢，比新工艺流程少，节约成本 4Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4) 3

13、 + 3H2O FeS2 + 14Fe3 + + 8H2O = 15Fe2 + + 2SO42- + 16H+ 4Fe2 + + O2 + 2H2O + 8OH = 4Fe(OH)3 或 Fe2+2OH-=Fe(OH)2, 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(每个 1 分) 3.23.8 Al2(SO4)3、MgSO4、Na2SO4 5 漏斗、蒸发皿 2Al+2OH +2H2O=2AlO2 +3H2、Al2O3+2OH =2AlO2 +3H2O H2SO4 3.29.2 防止在浓缩结晶过程中 Ni2+水解 H2O2 的用量不足（或 H2O2 失效） 、保温时间不足导致 Fe2

14、未被完全氧化造成的 6 （1）Fe2+2Fe3+8OH-=Fe3O4+4H2O （2）水浴加热 温度低时反应缓慢 Ni2+ 、Fe2+（3）降低 Fe3O4 的溶解度（使其易达到饱和，促进晶粒形成）（4）取少量最后的倾出液于试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，溶液不变血红色则已洗净（或 取少量最后的倾出液于试管中，滴加几滴经稀硝酸酸化的硝酸银溶液，不产生沉淀则已洗 净。 ） （合理即可）（5）反应温度、溶液的 pH、稳定剂用量、铁盐的比例（浓度） 、搅拌速度、溶剂的配比等7 （1）H2SiF66NH4HCO36NH4FH2SiO36CO23H2O 一定条件下，NaF 比 NaCl、NH4Cl、NH4F 的溶解度小。 （2） 过滤 洗涤 （3） 除去 NaF 、NH4Cl 表面的杂质。 （4） 加热蒸发溶剂，析出少量晶体后冷却结晶。 （5） 必须保证 H2SiF6 能全部反应，防止在进行反应时 H2SiF6 将与 NaCl 反应，生成 Na2SiF6 沉淀，混入 NaF 中影响 NaF 质量；同时过量的相对廉价原料 NH4HCO3 可以提高 H2SiF6 的转化率。1