2023《微 小练习》化学专练15 金属及其化合物的制备流程

专练15金属及其化合物的制备流程

1.［2022•全国甲卷］硫酸锌(ZnSCU)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上

有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiCh以及Ca、

Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：

KMnO4Zn粉

焙

滤液①氧化滤液②|转化

烧

过滤一过滤

滤渣①滤渣②滤渣③

7S-7UC滤液④脱钙镁漉液③

ZnSO4•7H2。过滤

滤渣④

本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:

离子Fe3+Zn2+Cu21Fe2+Mg21

Ksp4.0X10-386.7X10-172.2XIO"。8.0XIO/1.8X1011

回答下列问题：

(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为

(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有、

(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是(填标号)。

A.NH3H2OB.Ca(OH)2C.NaOH

滤渣①的主要成分是、、

(4)向80〜90℃的滤液①中分批加入适量KMnCU溶液充分反应后过滤，滤渣②中有

MnO2,该步反应的离子方程式为

(5)滤液②中加入锌粉的目的是_____________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________O

(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是

2.［2021•湖南卷］CeKCO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，钝(Ce)

主要以CePCU形式存在，还含有SiCh、AI2O3、Fe2O3,CaF2等物质。以独居石为原料制备

Ce2(CO3).〃氏0的工艺流程如下：

3

①Mg()调pH=5

②絮凝剂

浓H2solH,C)FeCl3溶液NH.1HCO3溶液

独C1Ic

居川焙烧If庆同fI除磷IfI聚沉］f［沉制fCe?(83)3-WH2()

63jjii

酸性废气滤渣i滤渣n滤渣in滤液

回答下列问题：

(1)铀的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为；

(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有(至少写两条)；

(3)滤渣HI的主要成分是(填化学式)；

(4)加入絮凝剂的目的是

(5)“沉钵”过程中，生成Ce(CO)nHO的离子方程式为

2332

,常温下加入的NH4HCO3溶液呈________(填“酸性”“碱性”

或“中性”)(已知：NH3HO的Kb=1.75X10-5,H2c。3的Kal=4.4X10-7,/ca2=4.7X10-

")；

(6)滤渣II的主要成分为FePCU，在高温条件下，Li2cCh、葡萄糖(C6Hl2。6)和FePCU可

制备电极材料LiFePCU，同时生成CO和H2O,该反应的化学方程式为

3.[2021•全国乙卷J磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiCh、SiCh、AI2O3、MgO、

CaO以及少量的Fe2O3,为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

(NH,)2sO,热水氨水

高钛炉渣一|瞥卜印"瞥|分步浮上氢氧化物沉淀

尾气8母液①

渣

~吗|~-I水解尸必•血0

酸酸溶液热水母液②

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：

金属离子Fe31Al3+Mg2+Ca2+

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=L0><

3.24.711.113.8

10~5moH/i)的pH

回答下列问题：

⑴“焙烧”中，TiCh、SiCh几乎不发生反应,A12O3>MgO、CaO、FezCh转化为相应的

硫酸盐。写出A12O3转化为NH4A1(SO4)2的化学方程式

(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,

依次析出的金属离子是

⑶“母液①”中Mg2+浓度为mol-L，

⑷''水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是。“酸溶渣”的成分是

(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiC>2+水解析出TiO2-xH2O沉淀，该反应的离

子方程式是

(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得,循环利用。

4.[2021.福建卷]四铝酸镀是铝深加工的重要中间产品，具有广泛的用途。一种以铝精

矿(含MOS2,还有Cu、Fe的化合物及SiO2等)为原料制备四铝酸镂的工艺流程如下图所示。

O2Na2cO3MO(NHjSHNO3NH4NO3

回答下列问题：

(1)“焙烧”产生的气体用吸收后可制取氮肥。

(2)“浸出"时，Mo。？转化为MoOf。提高单位时间内伺浸出率的措施有

(任写两种)。温度对90min内相浸出率的影响如图所示。当浸出

温度超过80°C后，铝的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致

(3)“净化”时，浸出液中残留的Ct?，Fe?+转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中以S2

一)和pH的关系为:lgc(S2-)=pH—15.1。为了使溶液中的杂质离子浓度小于1.0X106mol-L

应控制溶液的pH不小于。(已知：pKp=-1gKp；CuS和FeS的pK’p分另IJ为

35.2和17.2)

(4)“净化”后，溶液中若有低价铝(以MoOf表示)，可加入适量H2O2将其氧化为

MoOf-反应的离子方程式为。

(5)“沉淀”时，加入NH4NO3的目的是.

(6)高温下用田还原(NH4)2MO4O13可制得金属铝，反应的化学方程式为

。[已知：(NH4)2MO4Ol3受热分解生成MoO3]

5.[2021•江苏卷]以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3,SiCh)和Fe2(SC>4)3为原料制

备的ZnFe2()4脱硫剂，可用于脱除煤气中的H?S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为：

稀硫酸FenSOJ溶液

T,__,,I,

锌灰一|浸取1回斜fI调配比1——I

02含H2s煤气NaHCC)3溶液

,_L,.I,ZnFeQ,I,

I再生IT^ET—脱硫剂-----彳沉锌铁|」

(1)“除杂”包括加足量锌粉、过滤、加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和CM+外,与锌粉

反应的离子还有(填化学式)。

(2)“调配比”前，需测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50mL除去Fe3+的ZnSO4溶

液于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度；准确量取20.00