2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)專題突破2 無機(jī)化工流程題的突破方法練習(xí) 新人教版

2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)專題突破2 無機(jī)化工流程題的突破方法練習(xí) 新人教版12017·四川綿陽二診采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì))制取綠礬(FeSO4·7H2O)，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下流程：下列說法錯(cuò)誤的是()A酸浸時(shí)選用足量硫酸，試劑X為鐵粉B濾渣a主要含SiO2，濾渣b主要含Al(OH)3C從濾液B得到綠礬產(chǎn)品的過程中，必須控制條件防止其氧化和分解D試劑X若為過量NaOH溶液，得到的沉淀用硫酸溶解，再結(jié)晶分離也可得綠礬答案D解析硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質(zhì))中加入足量硫酸，F(xiàn)e2O3、Al2O3與酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸鋁，二氧化硅不反應(yīng)，過濾，濾渣a為二氧化硅；在濾液A中加入鐵粉將Fe3還原為Fe2，調(diào)節(jié)pH使Al3完全生成氫氧化鋁沉淀，過濾，濾渣b為氫氧化鋁，濾液B為硫酸亞鐵，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到硫酸亞鐵晶體。由流程分析可知，溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X為鐵粉，A正確；根據(jù)以上分析可知濾渣a主要含SiO2，濾渣b主要含Al(OH)3，B正確；Fe2易被空氣中的氧氣氧化，而且綠礬受熱易失去結(jié)晶水，所以從濾液B得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中，必須控制條件防止其氧化和分解，C正確；試劑X若為過量NaOH溶液，得到的沉淀是氫氧化鐵，用硫酸溶解得到的是硫酸鐵而不是硫酸亞鐵，D錯(cuò)誤。22017·江西第三次聯(lián)考如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程。回答有關(guān)問題：(1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是_。(2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化_(填化學(xué)式)，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是_和_。(3)沉淀混合物為_和_(填化學(xué)式)。(4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是_(填序號(hào))。A電解法 B氧氣還原法C碳還原法 D分解法答案(1)提高酸浸速率(2)Fe2(或FeCl2)會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx會(huì)引入雜質(zhì)離子NO(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A解析(1)粉碎菱鎂礦，增大固相反應(yīng)物的接觸面積，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是為了將Fe2(或FeCl2)氧化為Fe3(或FeCl3)，工業(yè)上不用HNO3是因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx，也會(huì)引入雜質(zhì)離子NO。(3)氧化池中存在Al3、Fe3、H，所以加入MgO后與H反應(yīng)使溶液堿性增強(qiáng)，Al3和Fe3轉(zhuǎn)化為Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀為Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金屬鎂比較活潑，一般采用電解熔融MgCl2的方法進(jìn)行冶煉。32017·湖南十三校聯(lián)考近年來，硫化銅礦的濕法冶煉技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展?，F(xiàn)有一種催化氧化酸浸硫化銅礦的冶煉法，其工藝流程如圖甲所示：反應(yīng)溫度、固液比、反應(yīng)時(shí)間和氯離子濃度都對(duì)銅的浸出率有較大的影響，下面是實(shí)驗(yàn)得出的這幾種因素對(duì)銅的浸出率影響的變化曲線圖(如圖乙戊所示)。回答下列問題：(1)火法煉銅的主要反應(yīng)：2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO(爐渣)；2Cu2S3O22Cu2O2SO2；2Cu2OCu2S6CuSO2。則在反應(yīng)、中被氧化的元素為_(填元素符號(hào))；若生成的SO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48 L，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_NA；由a mol CuFeS2生成a mol Cu，共消耗_ mol O2。(2)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式：_。經(jīng)查，硫黃、FeSO4·7H2O均可入藥，用途廣泛。濕法煉銅與火法煉銅相比，優(yōu)點(diǎn)是_。(3)從溶液中得到FeSO4·7H2O晶體的操作是_。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際要求，從下表中得出的最佳工藝條件為_(填序號(hào))。選項(xiàng)反應(yīng)溫度/固液比c(Cl)/(mol·L1)反應(yīng)時(shí)間/hA95150.87B10015.50.77C110160.98答案(1)S1.22.5a(2)2CuSO22H2SO42CuSO42H2O2S污染小，同時(shí)得到副產(chǎn)物硫酸亞鐵晶體及硫黃，資源得到充分利用(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(4)A解析(1)整個(gè)過程中化合價(jià)升高的元素即被氧化的元素只有硫；每個(gè)硫原子失6個(gè)電子，故生成4.48 L(即0.2 mol) SO2電子轉(zhuǎn)移數(shù)為1.2NA；CuFeS2反應(yīng)后的最終產(chǎn)物為SO2、FeO、Cu，根據(jù)原子守恒即得消耗O2的物質(zhì)的量。(2)根據(jù)流程圖得出CuS的氧化產(chǎn)物為S，H2SO4提供酸性環(huán)境，從而得出反應(yīng)1的化學(xué)方程式；濕法煉銅沒有SO2生成，故污染小，同時(shí)可得到有藥用價(jià)值的副產(chǎn)物硫酸亞鐵晶體及硫黃。(3)從溶液中獲得結(jié)晶水合物的常規(guī)操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。(4)根據(jù)圖乙戊可知，A項(xiàng)為最佳工藝條件，95 時(shí)銅的浸出率已經(jīng)很高，且高溫需要更多的燃料供能，不經(jīng)濟(jì)。4以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.22.92.83.12228606512<1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：回答下列問題：(1)“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為_，同時(shí)V2O4轉(zhuǎn)化成VO2?！皬U渣1”的主要成分是_。(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為_mol。(3)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有_。(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROHV4OR4V4O124OH(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈_性(填“酸”“堿”或“中”)。(5)“流出液”中陽離子最多的是_。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。答案(1)V2O52H=2VOH2OSiO2(2)0.5(3)Fe(OH)3和Al(OH)3(4)堿(5)K(6)2NH4VO3V2O52NH3H2O解析(1)V2O5及VO中的V均為5價(jià)，“酸浸”時(shí)，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，根據(jù)原子守恒及電荷守恒不難寫出離子方程式；“酸浸”時(shí)，V2O5轉(zhuǎn)化成VO，V2O4轉(zhuǎn)化成VO2，K2SO4可溶于水，F(xiàn)e2O3及Al2O3分別轉(zhuǎn)化成Fe3和Al3，所以“廢渣1”的主要成分是SiO2。(2)欲使3 mol VO2變?yōu)閂O需轉(zhuǎn)移3 mol e，1 mol KClO3作氧化劑生成Cl轉(zhuǎn)移6 mol e，所以需KClO3至少0.5 mol。(3)“中和”時(shí)加入KOH溶液，釩以V4O形式存在于溶液中，K2SO4可溶，F(xiàn)e3和Al3分別轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀進(jìn)入“廢渣2”。(4)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為洗脫過程，增大c(OH)，有利于平衡向左移動(dòng)，所以淋洗液應(yīng)呈堿性。(5)由流程圖可以看出，H在酸浸時(shí)損耗，釩轉(zhuǎn)化為V4O(陰離子)，F(xiàn)e3及Al3轉(zhuǎn)化為沉淀，所以“流出液”中陽離子最多的是K。(6)“煅燒”時(shí)肯定得到V2O5，其他物質(zhì)自然寫出。52017·安徽師大附中段考用鋁土礦(含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)制取鋁硅合金材料有濕法、干法等方法，其中干法制備的工藝流程如下：(1)若濕法處理鋁土礦，用強(qiáng)酸浸取時(shí)，所得溶液中陽離子有_。(2)焙燒除鐵的反應(yīng)為4(NH4)2SO4Fe2O32NH4Fe(SO4)23H2O6NH3(Al2O3部分發(fā)生類似反應(yīng))。氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖，最適宜的焙燒溫度為_。(3)操作包括加水溶解、_。(4)用焦炭還原SiO2、Al2O3會(huì)產(chǎn)生中間體SiC、Al4C3。寫出高溫下Al4C3與Al2O3反應(yīng)生成鋁單質(zhì)的化學(xué)方程式：_。(5)不計(jì)損失，投入1 t鋁土礦，當(dāng)加入54 kg純鋁后，鋁硅合金中mn_。答案(1)Al3、Fe3、H(2)300 (3)過濾(4)Al4C3Al2O36Al3CO(5)21解析鋁土礦(含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)加(NH4)2SO4焙燒，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為NH4Fe(SO4)2，同時(shí)生成氨氣，加水溶解、過濾，濾渣為SiO2和Al2O3，用焦炭在高溫條件下還原SiO2、Al2O3得到鋁硅熔體，再加純鋁攪拌，得到鋁硅合金。(1)鋁土礦中的氧化鋁和氧化鐵能溶于強(qiáng)酸生成Al3、Fe3，另外還有剩余的H，所以溶液中的陽離子有Al3、Fe3、H。(2)焙燒除鐵時(shí)盡可能使氧化鐵的轉(zhuǎn)化率升高，并使氧化鋁的轉(zhuǎn)化率降低，由圖可知在300 時(shí)，氧化鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的轉(zhuǎn)化率很高，而氧化鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的轉(zhuǎn)化率最低，所以最適宜的焙燒溫度為300 。(3)由流程分析可知，操作包括加水溶解、過濾。(4)在高溫條件下，Al4C3與Al2O3反應(yīng)生成Al和CO，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al4C3Al2O36Al3CO。(5)已知鋁土礦中含30% SiO2、40.8% Al2O3，不考慮損失，投入1 t鋁土礦，加入54 kg純鋁，則得到的鋁硅合金中Al元素的總質(zhì)量為1000 kg×40.8%×54 kg270 kg，Si元素的總質(zhì)量為1000 kg×30%×140 kg，則鋁硅合金中mn21。