（全国）2020版高考化学一轮复习 真题专训 第四章 材料家族中的元素 专题课时4 无机化工流程 鲁科版

专题课时4无机化工流程1工业上利用电解污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属，回收流程如下：已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下：Fe3Cu2Cr3开始沉淀pH2.14.74.3完全沉淀pH3.26.7a(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要还有 。(2)在除铁操作中，需要除去Fe3和CaSO4，请完成相关操作：加入石灰乳调节pH范围为 ；将浊液加热到80 后的操作是 。(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体的离子反应方程式 ，此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%，若NaHSO3过量，除了浪费试剂外，还会出现的问题是 。解析(1)Fe2O3、CuO、Cr2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3，所以在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外，主要还有CuSO4。(2)除铁操作中Fe3沉淀完全，而Cu2与Cr3不能沉淀，Fe3沉淀完全的pH是3.2，而Cu2与Cr3开始沉淀的最小pH是4.3，所以调节溶液pH范围3.24.3；80 时CaSO4的溶解度已经很小，此时主要以固体形式存在，若不趁热过滤，温度下降后，CaSO4的溶解度又增大，重新溶解到溶液中，达不到除杂质的目的，所以将浊液加热到80 ，要趁热过滤，以除去CaSO4。(3)Cu元素以Cu2形式存在于溶液中，加入NaHSO3二者发生氧化还原反应，生成Cu2O固体，HSO被氧化成SO，所以该离子反应方程式为2H2OHSO2Cu2=Cu2OSO5H；若NaHSO3过量，该步骤中Cu2被还原后的溶液酸性增强，则H会与过量的NaHSO3反应产生SO2，污染环境。答案(1)CuSO4(2)3.24.3趁热过滤(3)2H2OHSO2Cu2=Cu2OSO5H产生SO2污染环境2(2020佛山质检，21)某化学实验室产生的废液中含有Fe3、Cu2、Ba2、Cl四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。(1)沉淀1中含有的金属单质是 。(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为 。(3)下列物质中，可以作为试剂X的是 (填字母编号)。ABaCl2 BBaCO3CNaOH DBa(OH)2(4)检验沉淀2洗涤是否完全的方法是 。(5)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是 。(6)由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为 、冷却结晶、 、洗涤、干燥。解析(1)过量铁屑与Fe3、Cu2发生反应：2Fe3Fe=3Fe2、Cu2Fe=Fe2Cu，沉淀1为铜与过量的铁。(2)H2O2氧化Fe2得到Fe3，自身被还原为水，根据溶液呈酸性补H配平。(3)试剂X是与H反应调节pH使Fe3沉淀，由流程图最后有BaCl2生成可知，应加入能与H反应的钡的化合物。(4)沉淀2为Fe(OH)3，可能含有的可溶性杂质离子有Ba2、Cl等，故可取最后一次洗涤液检验Ba2或Cl的存在与否。(5)由于FeCl3溶液加热时，Fe3水解生成Fe(OH)3沉淀，所以加盐酸以抑制其水解。(6)从滤液中获得溶质的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。答案(1)铁、铜(2)2Fe22HH2O2=2Fe32H2O(3)B、D(4)取最后一次洗涤液少许，滴入12滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全(或取最后一次洗涤液少许，滴入12滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全)(5)抑制Fe3水解(合理答案均可)(6)蒸发浓缩过滤3焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂，其制备工艺流程如下：已知：反应包含2NaHSO3Na2S2O5H2O等多步反应。(1)反应的化学方程式为 ，反应所得副产物的用途是 (填一项即可)。(2)硫黄燃烧前先加热成液态并通过喷嘴喷入焚硫炉中，目的是 ，在上述工艺流程中可循环使用的物质是 。(3)反应中需控制参加反应的气体与固体的物质的量之比接近 ，若气体量不足，则会导致 。(4)Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2，其离子方程式为 。解析由制备流程可知，反应中生成NaHCO3，加热生成Na2CO3，反应中生成NaHSO3，加热生成Na2S2O5。(1)反应中，氯化钠溶液通入氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠与氯化铵，其化学方程式为CO2NH3NaClH2O=NaHCO3NH4Cl；副产物氯化铵可作氮肥；(2)硫黄燃烧前先加热成液态并通过喷嘴喷入焚硫炉中，其目的是增大硫与空气的接触面积，使硫黄充分燃烧，加快反应速率；由流程图知，反应中需要CO2、H2O，其他反应又生成CO2、H2O，故CO2、H2O可以循环利用；(3)反应中发生的反应为2SO2Na2CO3H2O=2NaHSO3CO2，2NaHSO3Na2S2O5H2O，故SO2与Na2CO3的物质的量之比接近21时恰好完全反应；若SO2不足，Na2S2O5产品中Na2SO3、Na2CO3等杂质含量增加，Na2S2O5产率降低；(4)Na2S2O5与稀硫酸反应生成SO2，反应中S元素的化合价未发生变化，反应的离子方程式为S2O2H=2SO2H2O。答案(1)CO2NH3NaClH2O=NaHCO3NH4Cl氮肥(2)增大硫与空气的接触面积，使硫黄充分燃烧，加快反应速率CO2、H2O(3)21Na2S2O5产品中Na2SO3、Na2CO3等杂质含量增加，Na2S2O5产率降低(4)S2O2H=2SO2H2O4(2020福建理综，24)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为 。(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/57.6180(升华)300(升华)1 023步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是 (只要求写出一种)。步骤中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJmol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。步骤的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为 。结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是 。解析(1)AlCl3属于强酸弱碱盐，在溶液中Al3发生水解反应生成Al(OH)3胶体：Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H；(2)步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，可以防止后续步骤生成的AlCl3水解，同时也增大了反应物的接触面积，从而加快反应速率。根据物质的组成元素可知：若步骤中不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比Si大的单质是Fe。对已知两个热化学方程式由上到下依次标记为(i)和(ii)，根据盖斯定律，(i)(ii)可得所求热化学方程式：Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJmol1；步骤经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl2与浓NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO3和H2O。随着反应进行，溶液浓度变小，这时Cl2与稀NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO和H2O。因此，得到的3种盐分别为NaCl、NaClO、NaClO3。Al的活动性强于Fe，在步骤中加入Al粉与FeCl3发生置换反应，以除去