专题21 无机化工工艺流程

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1、1 专题工艺流程21 12019新课标 硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等 工艺。一种以硼镁矿（含 Mg2B2O5H2OSiO、2 及少量 Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 回答下列问题： （ ）在溶浸硼镁矿粉，产生的气体在吸收中反应的化学方程式为195 “”“”_ 。 （ ）2“1”滤渣的主要成分有。为检验_“1”过滤后的滤液中是否含有 Fe3+离子，可选用的化学试剂是。_ （ ）根据3H3BO3的解离反应 ： H3BO3+H2 OH+B(OH)4，Ka=5.811010 ，可判断 H3BO3 是酸；在“过滤 ”前，将溶液调

2、节至，目的是。_2pH3.5_ （ ）在沉镁中生成4“”Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为，母液经加热_后可返回工序循环使用。 由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_ 。【答案】 （ ）1NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3 （ ）2SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN （ ）一元弱转化为3 H3BO3，促进析出 （ ）42Mg2+ +3+2H2 OMg(OH)2MgCO3 +2 23CO3HCO关注微信公众号：加油高三2 （或2Mg2+ +2+H2 OMg(OH)2MgCO3+CO2）溶浸高温焙烧 23CO【解析】 （ ） 根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气

3、， 用碳酸氢铵溶液1吸收，反应方程式为：NH3+NH4HCO3 (NH4)2CO3。 （ ）滤渣为不与硫酸铵溶液反应的2IFe2O3、Al2O3、SiO2 ；检验 Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN， （ ）由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而3三价硼原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在 “2pH3.5B(OH)过滤 ”前，将溶液调节至，目的是将4 转化为 H3BO3 ，并促进 H3BO3析出， （ ）沉镁过程中用碳酸铵溶液与4Mg2+ 反应生成 Mg(OH)2MgCO3，沉镁过程的离子反应为：2Mg2+2H2O+3C

4、O32-Mg(OH)2MgCO3+2HCO3-； 母液加热分解后生成硫酸铵溶液， 可以返回“溶浸”工序循环使用 ； 碱式碳酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。 2ZnSBaSO2019新课标 立德粉4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。回答下列问题： （ ）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼1烧立德粉样品时，钡的焰色为（填标号）。_ A B C D 黄色红色紫色绿色（ ）以重晶石（2BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉： 在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡， 该过程的化学方程式为_。 回转炉尾气中含有有

5、毒气体， 生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体， 该反应的化学方程式为_ 。关注微信公众号：加油高三3 在潮湿空气中长期放置的 “”还原料 ， 会逸出臭鸡蛋气味的气体， 且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的（填化学式）。_ 沉淀器中反应的离子方程式为。_ （ ）成品中3S2的含量可以用“碘量法”测得。称取m g 样品，置于碘量瓶中，移取 25.00 mL 0.1000 molL1 的 I2 KI 溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反 应，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的5 minI2 用 0.1000 molL1Na2S2O3 溶液滴定，反应式

6、为 I2 +22I +Na。测定时消耗2S2O3溶液体积V 2 23 S O2 46 S O mL。 终点颜色变化为， 样品中_S2的含量为（写_出表达式）。 【答案】 （ ）1D （ ）2BaSO4 +4CBaS+4COCO+H 2 OCO2+H2 BaCO3 S2+Ba2+Zn2+ + BaSO4ZnS 24SO （ ）浅蓝色至无色3 【解析】 【分析】 （ ）焰色反应不属于化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：1 钠（黄色） 、锂（紫红） 、钾 （浅紫） 、铷（紫色） 、钙（砖红色） 、锶（洋Na LiKRbCaSr 红） 、铜（绿色） 、钡（黄绿） 、铯（紫红） ；CuB

7、aCs （ ）流程分析：重晶石与焦炭在回转炉中反应2BaSO4 +4CBaS+4COBaS，生成还原料， 硫化钡溶液与硫酸锌发生复分解反应 S2+Ba2+Zn2+ +BaSO4ZnS，得到立德粉。 24SO 注意焦炭过量生成，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为与，写出方程式；COBaSCOCO 与水 蒸气反应生成 CO2 与 H2 ，写出方程式 CO+H2 OCO2+H2。 关注微信公众号：加油高三4 根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水、二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。 硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，

8、写出离子方程式。 （ ）碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的3I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题。 【详解】 （ ）焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色 ：1A钠 的焰色为黄色，故错误；ABB钙的焰色为红色，故错误；CC钾的焰色为紫色，故错误； DDD钡的焰色为绿色，故正确；故选 。 （ ）注意焦炭过量生成，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为与，写出方程式2COBaSCOBaSO4 +4CBaS+4COCOCO；与水蒸气反应生成2 与 H2，写出方程式：CO+H2OCO2+H2。 根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体

9、，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体。 硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子方程式：S2+Ba2+Zn2+ +BaSO4ZnS。 24SO（ ）碘单质与硫离子的反应：3S2-+I2S+2I-；碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠 滴定过量的 I2，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利 用关系式法解题；根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为：n mol S2- I2 2S2O32- I2 1 mol 1 mol 2 mol 1 mol n mol n mol 0.

10、1V10-3 mol 0.1V10-3mol 12关注微信公众号：加油高三5 n+0.1V10-3 mol=250.1V10-3 moln=25-V0.110，得（）-3mol 1212 则样品中硫离子含量为：。100%=100% 3 2019新课标 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料， 工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含、等元素）制备，工艺如下图所示。回FeAlMgZnNiSi答下列问题： 相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL1 pH 形成氢氧化物沉淀的范围如下：金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+ 开始沉淀的 pH 8.1 6

11、.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的 pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 （ ）“滤渣11”含有 和； 写出“溶浸S_”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式。_ （ ）“氧化”中添加适量的2MnO2的作用是。_ （ ）“调”除铁和铝，溶液的范围应调节为之间。3pHpH_6 （ ）“除杂 ”的目的是除去41Zn2+和Ni2+，“滤渣 ”的主要成分是。3_ （ ）“除杂52”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_ 。关注微信公众号：加油高三6 （）写出沉锰的离子方程式6“”_ 。（ ）层状镍钴锰三元材料可作

12、为锂离子电池正极材料，其化学式为7LiNixCoyMnzO2，其中NiCoMn+2+3+4、的化合价分别为、。当x=y =时，z=_ 。13【答案】 （ ）1SiO2（不溶性硅酸盐） MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O （ ）将2Fe2+氧化为Fe3+ （ ）34.7 （ ）和4NiSZnS （ ）5F与H+结合形成弱电解质，HFMgF2Mg2+2F平衡向右移动 （ ）6Mn2+ +2MnCO3+CO2+H2O 3HCO （ ）7 13 【解析】 （ ）元素以1SiSiO2或不溶性硅盐存在，SiO2 与硫酸不反应，所以滤渣中除了IS 还有 SiO2；在硫酸的溶浸过程中，二

13、氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应，二氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，方程式为：MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O。 （ ）二氧化锰作为氧化剂，使得反应完全，且将溶液中2MnSFe2+ 氧化为 Fe3+。 （ ）由表中数据知在时，3pH4.7Fe3+ 和 Al3+ 沉淀完全，所以应该控制在之间。pH4.76 （ ） 根据题干信息， 加入4Na2 S 除杂为了除去锌离子和镍离子， 所以滤渣是生成的沉淀3ZnS 和。NiS （ ）由5HFH+F-知，酸度过大，F- 浓度减低，使得 MgF2Mg2+2F-平衡向沉淀溶解方向移动，Mg2+沉淀不完全。 （ ）根据题干信息沉锰的过程是

14、生成了6MnCO3沉淀，所以反应离子方程式为：Mn2+2HCO3-关注微信公众号：加油高三7 MnCO3+CO2+H2O。 （ ）根据化合物中各元素化合价代数和为的规律得 ：701+2x+3y+4z=6x=y=1/3，已知，带入计算得：。z=1/3 42019江苏 实验室以工业废渣（主要含CaSO42H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下： （ ）室温下，反应1CaSO4 (s)+(aq)CaCO3 (s)+(aq)达到平衡，则溶液中23CO24SO= Ksp(CaSO4)=4.8105，Ksp(CaCO3)=3109

15、 。 2423SOCOcc（ ）将氨水和2NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为； 浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是。 （ ） 废渣浸取在如图所示的装置中进行。 控制反应温度在， 搅拌， 反应 小时。36070 3温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是； 保持温度、反应时 间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有。 关注微信公众号：加油高三8 （ ）滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质4CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：已知时 pH=5Fe(OH)3和Al

16、(OH)3沉淀完全；pH=8.5Al(OH)时3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2。 【答案】 （ ）11.6104 （ ）2+NH3H2 O+H2 O(+NH或3H2 O+H2O) 3HCO+4NH23CO3HCO+4NH23CO 增加溶液中的浓度，促进CaSO4的转化 23CO（ ）温度过高，3(NH4)2CO3 分解加快搅拌速率 （ ）在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分4批加入少量Ca(OH)2，用试纸测量溶液，当介于时，过滤pHpHpH58.5 【解析】 【分析】 （ ）反应1CaSO4（ ）s+CO32- （）aqCaCO3（ ）s+SO42-（）的平衡常数表达式为aq ，结合 CaSO4 和 CaCO3 的 Ksp计算。 2423 cSO cCO （） （） （ ）氨水与2NH4HCO3反应生成（NH4）2CO3；加入氨水抑制（NH4）2CO3的水解。 （ ）温度过高， （3NH4）2CO3 分解，使 CaSO4转化率下降；保持温度、反应时间、反应物和溶 剂的量不变，提高 CaSO4转化率即提高反应速率，结合反应的特