2023版高三一轮总复习化学（鲁科版）：课时分层作业15 无机化工流程解题策略

1、PAGE PAGE 9课时分层作业(十五)无机化工流程解题策略 1利用钡盐行业生产中排出的大量钡泥主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等可制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：下列说法不正确的是()A“酸溶”时生成的不溶物主要成分为硅酸和硫酸钡B为了加快反应速率，“酸溶”时，可采取搅拌、高温等措施C“中和”加入的X可选用BaCO3D废渣中含有Fe(OH)3，经过加工可用来生产油漆或涂料B酸溶时BaSiO3与硝酸反应生成硅酸，BaSO3与硝酸反应生成BaSO4，A正确；由于硝酸易挥发和分解，所以不能采用高温的措施，B错误；利用BaCO3调节pH不引入新的杂质，C正

2、确；“中和”时Fe3转化为Fe(OH)3，经后续的过滤、洗涤后进入废渣，Fe(OH)3分解得到的Fe2O3可用来生产油漆或涂料，D正确。2硫铁矿烧渣的主要成分是Fe3O4、Fe2O3、FeO和二氧化硅等，由硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程如图：下列说法错误的是()A实验室中进行“操作”用到的玻璃仪器有3种B“操作”包括蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥C实验室检验“反应”已经进行完全的试剂是KSCN溶液D得到聚合硫酸铁一步中加入H2O2的目的可用离子方程式2Fe2H2O22H=2Fe32H2O表示B“操作”为过滤，实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯3种，A项正确；应采用冷

3、却结晶的方法从溶液中得到水合物结晶，其操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤和洗涤，B项错误；“反应”的离子方程式为Fe2Fe3=3Fe2，取“反应”中反应后清液，加入KSCN溶液后不显红色，则可确认Fe3反应完全，C项正确；加入H2O2的目的是将Fe2氧化为Fe3，D项正确。 3(2021河北选择性考试，T6)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图：下列说法错误的是()A酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度B转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3水解程度D水解工序中加入少量NH4NO3(s)有

4、利于BiOCl的生成D酸浸工序中分次加入稀HNO3可控制反应物浓度，降低反应剧烈程度，A说法正确；转化工序中加入NaCl可生成BiCl3，Bi3会水解生成BiOCl和BiONO3，加入稀HCl可抑制BiONO3的生成，提高BiOCl的产率，B说法正确；水解工序中加入少量CH3COONa(s)可使水解平衡Bi3ClH2OBiOCl2H正向移动，有利于Bi3水解生成BiOCl，C说法正确；水解工序中加入少量NH4NO3(s)可使C选项中的水解平衡逆向移动，不利于BiOCl的生成，D说法错误。4防治污染要坚决打好蓝天、碧水、净土三大保卫战。某工厂拟综合处理含NHeq oal(,4)废水和工业废气(主

5、要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：下列说法正确的是()A固体1的成分是CaCO3、CaSO3B向气体1中通入的空气需要过量C捕获剂所捕获的气体主要是COD处理含NHeq oal(,4)废水时，发生的反应为NHeq oal(,4)5NOeq oal(,2)4H=6NO4H2OC从流程图可以看出，工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)通入过量石灰乳中，CO2、SO2转化为CaCO3、CaSO3，随过滤转移至固体1中；气体1的主要成分为N2、NO、CO，通空气、再用NaOH溶液吸收，NO转化为NaNO2，用含NHeq oal(,4)废

6、水处理，生成N2和水；用捕获剂吸收CO气体，得到捕获产物。因为石灰乳过量，故固体1的成分是CaCO3、CaSO3、Ca(OH)2等，A错误；向气体1中通入的空气若过量，NO、O2与NaOH溶液反应将生成NaNO3，无法得到NaNO2溶液，B错误；气体2的主要成分为N2和CO，N2不污染环境，所以捕获剂所捕获的气体主要是CO，C正确；处理含NHeq oal(,4)废水时，得到的是无污染气体，则发生的反应为NHeq oal(,4)NOeq oal(,2)=N22H2O，D错误。5如图为从光盘中提取Ag(其他金属含量少，可忽略不计)对废旧资源进行回收利用的工艺流程，下列说法错误的是()A“氧化”阶段

7、需在80 条件下进行，则适宜的加热方式为水浴加热B“氧化”过程还生成O2，则化学方程式为4Ag4NaClO2H2O=4AgCl4NaOHO2C10%的氨水溶解AgCl固体，AgCl与NH3H2O按12反应可生成Cl和Ag(NH3)2D“还原”过程中N2H4H2O在碱性条件下转化为无害气体N2，则理论上生成2.24 L N2可提取到43.2 g的单质AgD未指明气体所处状况，2.24 L N2的物质的量无法确定，故无法求算生成Ag的质量，D项错误。6(2021济南二模)钛铁矿(FeTiO3)中往往含有Fe2O3、MgO、CaO、Al2O3、SiO2等杂质。一种硫酸法制取白色颜料钛白粉(TiO2)

8、生产工艺如下：已知：酸浸后，钛主要以TiOSO4形式存在；强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SOeq oal(2,4)和一种阳离子；H2TiO3不溶于水和稀酸。 请回答下列问题：(1)为提高酸浸速率，一般采取的措施是_(写两条)。(2)滤渣的主要成分是_。(3)酸浸过程中，写出含钛化合物发生反应的化学方程式：_。(4)加入铁粉的目的是还原体系中的Fe3。为探究最佳反应条件，某实验室做如下尝试。 图1图2在其他条件不变的情况下，体系中Fe3含量随pH变化如图1，试分析在pH介于46之间时，Fe3含量基本保持不变的原因：_。保持其他条件不变的情况下，体系中Fe3含量随温度变化如图2,55 后，

9、Fe3含量增大的原因是_。(5)水解过程中得到沉淀的化学式为_。答案(1)粉碎、加热、增大硫酸浓度等(答两条合理即可)(2)SiO2、CaSO4、Fe(3)FeTiO32H2SO4TiOSO4FeSO42H2O(4)pH4时，Fe3完全沉淀为Fe(OH)3，不再与铁粉发生反应Fe3水解吸热，温度升高向吸热的方向移动，生成Fe(OH)3，不再与铁粉发生反应(5)H2TiO37(2021郑州二模)稀土(RE)是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称，有工业“黄金”之称。我国稀土储量约占世界总储量的23%。一种以稀土精矿(稀土的氟碳酸盐、磷酸盐，还有CaF2、Fe2O3和SiO2等)为

10、原料制备稀土产品的工艺流程如图所示：已知： FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.31022 mol2L2、1.01024 mol5L5。请回答以下问题：(1)酸浸过程中稀土矿转化成可溶性的硫酸盐。稀土的氟碳酸盐用REFCO3表示，写出其与硫酸反应的化学方程式：_。(2)在浸出液中加入FeCl3调整n(Fe)/n(P)23，其目的是_。加入MgO调整pH4.04.5使浸出液中的Fe3和Th4生成氢氧化物沉淀。写出生成Th(OH)4沉淀的离子反应方程式：_。(3)在过滤前由于浸出液中含有硅酸胶体和颗粒微小的硫酸钙，使过滤和洗涤操作困难，对此可加入少量的聚丙烯酰胺，则其可能的作用是_。(

11、4)向滤液1中加入碳酸氢铵得到碳酸稀土沉淀。写出反应的化学反应方程式：_；此处不宜用Na2CO3替代碳酸氢铵，原因是_。解析稀土精矿(稀土的氟碳酸盐、磷酸盐，还有CaF2、Fe2O3和SiO2等)，向稀土精矿中加入硫酸，REFCO3与硫酸反应生成RE2(SO4)3、HF、CO2和H2O，Fe2O3和硫酸反应生成Fe3，CaF2和硫酸反应生成CaSO4和HF，磷酸盐和硫酸反应生成磷酸，SiO2不溶于酸，加入水，CaSO4微溶于水，SiO2不溶于水；加入FeCl3，使磷酸根离子转化为FePO4沉淀，加入MgO调节pH，使Fe3和Th4转化为Fe(OH)3、Th(OH)4沉淀；过滤后，滤液1中的溶质

12、为RE2(SO4)3，向滤液1中加入NH4HCO3，RE2(SO4)3和NH4HCO3反应生成RE2(CO3)3沉淀、H2O、CO2、(NH4)2SO4，最后得到碳酸稀土。答案(1)2REFCO33H2SO4=RE2(SO4)32HF2CO22H2O(2)促使磷酸根离子完全转化为FePO4沉淀Th44MgO4H=Th(OH)44Mg2(3)促使硅酸胶体凝聚并增大硫酸钙颗粒，加快过滤速度(4)RE2(SO4)36NH4HCO3=RE2(CO3)33H2O3CO23(NH4)2SO4防止生成氢氧化物沉淀，引入杂质8(2021漳州三模)钴蓝Co(AlO2)2是一种重要的蓝色颜料。利用含钴废料(主要成

13、分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)制备钴蓝的一种工艺流程如下：已知：KspCo(OH)25.91015 mol3L3；Ksp(CoCO3)1.41013 mol2L2。请回答以下问题：(1)“滤液”中阴离子主要是OH和_。(2)在实际工业生产中，“酸浸”不选用盐酸，原因是_。(3)“酸浸”过程中H2O2发生的主要反应是_(用离子方程式表示)。(4)已知钴、锂在有机磷萃取剂中的萃取率与pH的关系如图1所示，则有机磷萃取的最佳pH为_。(5)根据图2判断，沉锂中若要进一步提高Li2CO3的产量，还须进行的操作依次是_、_、洗涤、干燥等步骤。图1图2(6)若CoSO4溶液中，c(

14、Co2)0.059 molL1，为防止沉钴过程中产生Co(OH)2沉淀，需控制溶液的pH_。(7)写出灼烧过程中主要反应的化学方程式：_。解析含钴废料加入氢氧化钠溶液，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，滤渣是Co3O4和LiCoO2。加入硫酸和过氧化氢，生成硫酸钴、硫酸锂。加入有机磷萃取分液，有机相含有硫酸钴。加入硫酸反萃取，生成硫酸钴，加入碳酸钠生成碳酸钴，再加入氧化铝灼烧生成钴蓝。(5)根据图2可知，在温度较高的条件下，Li2CO3溶解度更低，Na2CO3、Na2SO4的溶解度较高，三者之间的溶解度差异更大。若要在沉锂过程中进一步提高Li2CO3的产量，采用的方法就是蒸发结晶，趁热过

15、滤。(6)若要不产生Co(OH)2沉淀，需满足Qc(Co2)c2(OH)5.91015 mol3L3，将c(Co2)0.059 molL1代入得c(OH)1.0106.5 molL1，即pH7.5。答案(1)AlOeq oal(,2)(2)HCl会被氧化生成Cl2，污染环境(3)Co3O4H2O26H=3Co2O24H2O(4)5.5(5)蒸发结晶趁热过滤(6)7.5(7)CoCO3Al2O3eq o(=,sup9(灼烧)Co(AlO2)2CO29(2021福建模考)废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe3O4以及C、Al、Cu等。采用以下工艺

16、流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰，制备一种三元正极材料的前驱体(NiCO3CoCO3MnCO3)。回答下列问题：(1)“酸浸”温度为85 ，粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为_，H2O2的用量比理论用量多一倍的原因是_。(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右，加入的化合物X是_(填化学式)。(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是_。(4)“除铝”时反应的离子方程式为_。萃余液中Co2的浓度为0.33 molL1，通过计算说明，常温下“除铝”控制溶液pH为4.5，是否造成Co的损失？_(列出算式并给出结论)。(已知：KspCo(OH)25.91015)(5)从滤液中可提取_(任写一种)用作_。解析(1)Co2O3在酸性条件下被H2O2还原为Co2，反应的化学方程式为Co2O32H2SO4H2O2=2CoSO4O23H2O，“酸浸”温度为85 ，过氧化氢容易分解，所以H2O2的用量比理论用量多一倍。(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右，从产物分析，应引入含有该钠离子的碱性物质，故加入的化合物X是氢氧化钠，化学式为NaOH。(3)萃取的操作名称是分液。(4)“除铝”时是铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为Al33NH3 H2O=Al(OH)33NHeq oal(,4)。萃余液中Co2的浓度为0.33 m