高考化学大一轮复习 热点专题强化练3 金属矿物化工流程的突破.doc

热点专题强化练3金属矿物化工流程的突破1某厂的酸性工业废水中含有一定量的fe3、cu2、au3等离子。有人设计了如图所示的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。请回答下列问题：(1)图中标号处需加入的相应物质分别是_、_、_、_、_。(2)写出处发生反应的离子方程式：_；写出处发生反应的化学方程式：_。(3)铁红的化学式为_；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红_；氧化铜_。2铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是al2o3和少量的sio2、fe2o3杂质)是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取al2(so4)3和铵明矾晶体nh4al(so4)212h2o的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)固体a的化学式为_，中通入足量co2气体发生反应的离子方程式为_。(2)由制取铵明矾溶液的化学方程式为_，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为_(填操作名称)、冷却结晶、过滤洗涤。(3)以1 000 kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取al2(so4)3，需消耗质量分数为98%的硫酸(密度1.84 gcm3)_ l(保留一位小数)。(4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为11，则投料时铝土矿中的al2o3和h2so4的物质的量之比为_。3工业上由黄铜矿(主要成分为cufes2)冶炼铜的主要流程如下：(1)步骤是在反射炉中进行的。把黄铜矿和石英砂混合加热到1 000 左右，黄铜矿与空气反应生成cu和fe的低价硫化物，且部分fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是、_。(2)步骤是在转炉中发生的。冰铜含cu量为20%50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)，在1 200 左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的cu2s被氧化为cu2o。生成的cu2o与cu2s反应，生成含cu量约为98.5%的泡铜，该过程发生反应的化学方程式分别是_、_。气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_(填字母)吸收。a浓硫酸b稀硝酸cnaoh溶液 d氨水(3)步骤是由泡铜冶炼粗铜的反应，其反应方程式为_。(4)用稀硝酸浸泡熔渣b，取少量所得溶液，滴加kscn溶液后呈血红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在fe2的方法是_(注明试剂、现象)。4(2015潍坊模拟)铝灰的回收利用方法很多，现用含有al2o3、sio2和少量feoxfe2o3的铝灰制备al2(so4)318h2o，工艺流程如下：请回答下列问题：(1)写出加入过量稀硫酸溶解al2o3的离子方程式：_。(2)流程中加入的kmno4也可用h2o2代替，若用h2o2则发生反应的化学方程式为_。(3)已知：浓度均为0.1 moll1的金属阳离子，生成氢氧化物沉淀的ph如表所示：al(oh)3fe(oh)2fe(oh)3开始沉淀时的ph3.46.31.5完全沉淀时的ph4.78.32.8步骤的目的是_；若在该浓度下除去铁的化合物，调节ph的最大范围是_。(4)操作发生反应的离子方程式为_；为了验证该操作所得固体中确实含有mno2，可选用的试剂是_或_。(5)进行操作“一系列操作”时，下列仪器中不需用的是_(填序号)。a蒸发皿b坩埚c玻璃棒d酒精灯e漏斗参考答案与详解1.解析：(1)本实验的目的是用废铁屑、常用的酸和碱从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有fe3、cu2、au3，因此首先加入废铁屑将cu和au都置换出来。cu和au的分离可以利用cu与稀硝酸能反应而au不能反应，从而将其分离，cu2和fe2分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。(2)由于废水显酸性，又含有cu2、fe3、au3，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为fe2h=h2fe2、fecu2=cufe2、3fe2au3=2au3fe2、2fe3fe=3fe2。(3)铁红的化学式为fe2o3，铁红常用作红色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。答案：(1)铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠(2)fe2h=fe2h2，2fe3fe=3fe2，cu2fe=cufe2，2au33fe=2au3fe23cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o(3)fe2o3用作红色颜料用作制造铜盐的原料2. 解析：(1)铝土矿中al2o3和fe2o3能溶于盐酸，sio2不溶于盐酸，所以固体a的化学式为sio2。al2o3溶于过量烧碱生成naalo2溶液，在其中通入co2生成al(oh)3 沉淀。(2)al(oh)3分解生成al2o3，al2o3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。(3)m(al2o3)1 000 kg36%360 kg，m(h2so4) kg1 037.6 kg，需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84 gcm3)为575.4103 ml575.4 l。(4)设制得的al2(so4)3和nh4al(so4)212h2o的物质的量都是1 mol，则al3共3 mol，so共5 mol，根据铝元素和so守恒原理可得，加入al2o3和h2so4的物质的量之比为5310。答案：(1)sio2aloco22h2o=hcoal(oh)3(2)al2o34h2so42nh3=2nh4al(so4)23h2o蒸发浓缩(3)575.4(4)3103. 解析：(1)根据题目信息中的反应物和生成物以及氧化还原反应的规律可写出两个化学方程式。(2)气体a中含有so2，so2是酸性氧化物，选用碱性溶液吸收。(3)由泡铜制取粗铜，是cu2o和al发生氧化还原反应，根据氧化还原反应的配平方法进行配平可得化学反应方程式为3cu2o2alal2o36cu。(4)向溶液中滴加kscn溶液，溶液呈血红色，可推知溶液中一定含有fe3；要检验溶液中还含有fe2，可利用其还原性。答案：(1)2cufes2o2cu2s2fesso22fes3o22feo2so2(2)2cu2s3o22cu2o2so22cu2ocu2s6cuso2c、d(3)3cu2o2alal2o36cu(4)fe3可取适量酸性kmno4溶液置于试管中，滴入几滴该溶液，若酸性kmno4溶液褪色或颜色变浅，说明该溶液中含有fe24. 解析：(2)铝灰与稀硫酸反应后生成al3、fe3、fe2，加入kmno4或h2o2等氧化剂是把fe2氧化为fe3。(3)操作调ph的目的是使fe3生成fe(oh)3沉淀而除去。(4)操作加入mnso4，依据溶液紫红色消失及操作后的产物，可知mnso4与kmno4发生反应生成mno2沉淀而除去mno，溶液呈酸性配平电荷时用h配平；mno2与浓盐酸加热生成黄绿色气体氯气，mno2作催化剂使h2o2分解生成o2。(5)因为al2(so4)318h2o受热分解，所以不能用直接蒸干的方法，而用冷却结晶的方法，先蒸发浓缩使al2(so4)3稀溶液变为热的浓溶液(需要蒸发皿、玻璃棒、酒精灯)，然后冷却结晶(需要