2023版高三一轮总复习化学（人教版）：课时分层作业13 无机化工流程解题策略

课时分层作业(十三)无机化工流程解

题策略

［基础小题固基］

1.利用领盐行业生产中排出的大量钢泥［主要含有BaCO3、BaSiCh、BaSCh、

Ba(FeO2)2等］可制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下：

乩0、稀硝酸XBa(OH)2Ba(NOj溶液H20

翦一|酸胃—pE*一**T过'滤I洗,卜1

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领

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I”加入的X可选用BaCO3

D.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BaSiCh与硝酸反应生成硅酸，BaSCh与硝酸反应生成BaSO外

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正确；“中和I”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Fe2€>3可用来生产油漆或涂料，

D正确。］

2.(双选)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：

稀硫酸废铁皮一渣1

-"moot喃f画一画印T晟底ii］

I滤1口|滤1|

的人生心5①稀硫酸，②m02|___„|皿11nl

聚合硫酸铁^蒙芳-----FeSO4-7H2O--------^作10|

@不解1-----------11------1

下列说法正确的是()

A.实验室中进行“操作I”用到的玻璃仪器有2种

B.“操作m”包括蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥

C.实验室检验“反应I”已经进行完全的试剂是KSCN溶液

2+

D.得到聚合硫酸铁一步中加入H2O2的目的可用离子方程式2Fe+H2O2

+3+

4-2H=2Fe+2H2O表示

CD［“操作I”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项错误；应采用冷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I”的离子方程

式为Fe+2Fe3+=3Fe2+,取“反应I”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HC1可抑制生成BiONO3

C.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BiCb,Bi3+会水解生成BiOCl和

BiONth,加入稀HC1可抑制BiONth的生成，提高BiOCl的产率，B说法正确；

3+

水解工序中加入少量CH3coONa（s）可使水解平衡Bi+Cr+H2O^BiOCl+

2H+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

NH4NO3⑸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NH1废水和工业废气（主要含N2、CO2、Sth、NO、CO,不考虑其他成分），

设计了如下流程：

HNaNO?溶液|含NH；废个

NaOH

rSklafil~T气体4

国，捕获产物I

下列说法正确的是（）

A.固体1的成分是CaCO3>CaSO3

B.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CO

+

D.处理含NH1废水时,发生的反应为NH4+5NOr+4H=6NOt+4H2O

C［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NaNCh,用含NH才废水处理，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NaNCh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NH才

废水时，得到的是无污染气体，则发生的反应为NH4+NOr=N2t+2H2O,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()

NaOH溶液10%氨水N2H4•H20

调pHIII还原

格弟区---TW化I操作IA/gC：固体|---T溶解液---Mg

碎外I

过ItNaClO溶液废渣

A.“氧化”阶段需在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02,则化学方程式为4Ag+4NaClO+

2H2O=4AgCl+4NaOH+O2t

C.10%的氨水溶解AgCl固体，AgCl与NH3H2O按1：2反应可生成CF

和［Ag(NH3)2「

D.“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2.24LN2可提取到43.2g的单质Ag

D［未指明气体所处状况，2.24LN2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(FeTiCh)中往往含有Fe2O3>MgO、CaO、AI2O3、

SiO2等杂质。一种硫酸法制取白色颜料钛白粉(TiO2)生产工艺如下：

%S0,溶液铁粉

一定条件

冷却

遐蚂I水解卜灌液③

钛铁矿—I酸浸厂口在余液I一--结晶

(I灼烧

灌渣①滤渣②沉淀③一钛白粉

已知：①酸浸后，钛主要以TiOSO4形式存在;

②强电解质TiOSCh在溶液中仅能电离出SOM和一种阳离子;

③HzTiCh不溶于水和稀酸。

请回答下列问题：

⑴为提高酸浸速率，一般采取的措施是

___________________________________________________(写两条)。

⑵滤渣①的主要成分是.

⑶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+o为探究最佳反应条件，某实验室

做如下尝试。

①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4〜6之间时，Fe3+含量基本保持不变的原因：

②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2,55C后,

Fe3+含量增大的原因是___________________________________________

(5)水解过程中得到沉淀③的化学式为o

［答案］⑴粉碎、加热、增大硫酸浓度等(答两条合理即可)⑵SiO2、CaSO4、

Fe(3)FeTiO3+2H2SO4—TiOSO4+FeSO4+2H2O(4)①pH>4时，Fe3+完全

沉淀为Fe(OH)3,不再与铁粉发生反应②Fe3+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)H2TiO3

二新题尝鲜提能】

7.(2021•郑州二模)稀土(RE)是元素周期表中的翎系元素和铳、铝共十七种

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Si(h等)为原

料制备稀土产品的工艺流程如图所示：

H2SO4H2oFeClj.MgO

L滤渣1NH,HCO,

中和过浓卜.滤液―血■盘整

已知：FePO4>Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3X10-22、i.0X10-24o

请回答以下问题：

⑴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FeCh调整〃(Fe)/〃(P)=2〜3,其目的是。

加入MgO调整pH=4.0〜4.5使浸出液中的Fe3+和Th，+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：o

⑶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

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)向滤液1中加入碳酸氢镂得到碳酸稀土沉淀。写出反应的化学反应方程

式：_____________________________________________________________

______________________________________________________________________»

此处不宜用Na2c03替代碳酸氢钱，原因是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

［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，SiCh不溶于酸，加入水，CaSCh微溶于水，SiO2不溶于水；

加入FeCh,使磷酸根离子转化为FePCh沉淀，加入MgO调节pH,使Fe3+和

Th，*转化为Fe(OH)3、Th(OH)4沉淀；过滤后，滤液1中的溶质为RE2(S€>4)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］(1RREFCO3+3H2sO4=RE2(SO4)3+2HFt+2CO2t+2H2O

⑵促使磷酸根离子完全转化为FePO4沉淀Th4++4MgO+4H+=Th(OH)4I+

4Mg2+(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)3

+6NH4HCO3==RE2(CO3)3I+3H2O+3CO21+3(NH4)2SO4防止生成氢氧

化物沉淀，引入杂质

8.(2021•漳州三模)钻蓝［Co(AK)2)2］是一种重要的蓝色颜料。利用含钻废料

(主要成分为CO3O4,还含有少量的铝箔、LiCoCh等杂质)制备钻蓝的一种工艺

流程如下：

Na2cCh

NAU冷热、有机磷广无机相LizSO*'_T沉锂—Li2cO3

NaOHHO1

含I2I2'I

H2SO4Na2CO3AI2O3

有,।,II

北反萃取4GSO,

滤液

CO(A1O2)2

已知：Ksp［Co(OH)2］=5.9X10-15；Ksp(CoC03)=1.4X10-13。

请回答以下问题：

⑴“滤液”中阴离子主要是OIF和o

⑵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)o

(4)已知钻、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