无机化工流程题的解题策略-高考化学一轮复习

第55讲无机化工流程题的解题策略

【复习目标】1.培养从试题遑供的新信息中准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合重组

为新知识块的能力。2.培养将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，

解决简单化学问题的能力03.培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、

图表、模型、图形等表达并做出解释的能力。

■归纳整合夯实必备知识

一、工业流程题的结构

二、流程图中主要环节的分析

1.核心反应一陌生方程式的书写

关注箭头的指向：箭头指人一反应物，箭头指出一生成物。

(1)氧化还原反应：熟练应用氧化还原规律判断产物，并根据化合价升降相等配平。

(2)非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物c

2.原料的预处理

⑴溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸等。

水浸与水接触发生反应或溶解

浸出固体加水(酸)溶解得到离子

酸浸在酸溶液中反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去

浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少

(2)灼烧、焙烧、煨烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。

⑶审题时要“瞻前顾后”.注意物质性质及反应原理的前后联系。

3.常用的控制反应条件的方法

⑴调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满

足两点：

①能与H'反应，使溶液闭增大；

②不引入新杂质。

例如：若要除去C/+中混有的Fe3+,可加入CuO、C11CO3、CU(OH)2.CU2(OH)2cO3等物质

来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。

(2)控制温度.根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。

(3)趁热过滤。防止某物质降温时析出。

(4)冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。

4.常用的提纯方法

(1)水溶法：除去可溶性杂质。

(2)酸溶法：除去碱性杂质。

(3)碱溶法：除去酸性杂质，

(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。

⑸加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。

(6)调节溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3’等。

5.常用的分离方法

(1)过游：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。

(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCL或茉

萃取滨水中的澳。

(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。

(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KN。，、

FeCh、C11CI2、CUSO4-5H2OXFeSO3dO等。

(5)蒸储或分储：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。

(6)冷却法：利用气体液化R勺特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的

氨气。

■专项突破

类型一物质制备类化工流程题

1.[2021•山东,17(1)(2)(3)]工业上以铭铁矿(FeSCU,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制

备红矶钠(NsCi202H20)ll勺工艺流程如图。回答下列问题：

滤渣滤渣副产品

Na2Cr2O7,2H2O

(1)焙烧的目的是将FeCn。4转化为NazCKXi并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气

体与矿料逆流而行，目的是“

(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所不。当溶液中可溶性组分

浓度cW1.0X10-5moML」时，可认为已除尽。

r

-J•

c

E

、J

)

on

一

中和时pH的理论范围为；酸化的目的是；Fe元素在

(填操作单元的名称)过程中除去。

(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7

外，可在上述流程中循环利用的物质还有O

答案⑴增大反应物接触面积，提高化学反应速率(2)4.5WpHW9.3使2CrOF+

H2OCnO歹+2OH-平宽正向移动，提高Na2Cr2O7的产率浸取(3)所得溶液中含有大

量Na2so410H2。H2SO4

解析(1)焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使02向上流动，增大固体与气体的

接触面积，提高化学反应速率。

(2)中和时调节溶液pH目的是将A1O晨SiO歹转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液pH24.5

时，AF+除尽，当溶液pH>9.3时，FhSiCh会再溶解生成SiOM,因此中和时pH的理论范围

为4.5WpHW9.3:将AI元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以CnO>和50干形式存

在，溶液中存在平衡：2CQF+H2OCnO歹+2OH一，降低溶液pH,可提高NazCrQ7的

产率；Fe元素在“浸取”操作中除去。

2.以硫酸渣(含Fe2。；、SiCh等)为原料制备铁黄(FeOOHj的一种工艺流程如图：

H2solFe粉NH,HCO3空气

硫

酸过过

渣溶原铁化

II

谑渣co2

(1)“酸溶”中加快溶解的方法为(任意写出一种)。

(2)“还原”过程中的离子方程式为___________________________________________

(3)写出“滤渣”中主要成分的化学式：_______________________________________

(4)①“沉铁”过程中生成Fe(0H)2的化学方程式为

②若用CaCQq“沉铁”，则生成FeCCh沉淀。当反应完成时，溶液中凉云=

_9

［已知/Csp(CaCO3)=2.8XIO,/Csp(FeCO3)=2X10"1

(5)“氧化”时，用NaNO?浓溶液代替空气氧化Fe(0H)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是

(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1225℃、箫=1.2时，焙烧时间与金属产率

的关系如图，时间超过15min金属产率下降的原因是

求

/

I芟

M

G

答案(1)加热(或搅拌或适当增大硫酸浓度)

⑵Fe+2Fe3'=3Fe2+

(3)SiCh、Fe

(4)®FeSO4+2NH4HCO3=Fe(OH)2I+(NH4)2SO4+2CO2t②140

(5)NaN0?被还原为氮氧化物，污染空气

(6)还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化

解析(4)②若用CaCO.「'沉铁"，则生成FeCOa沉淀，当反应完成时，溶液中=

舞手累=笠磊=140。(6)超过一定时间，如还原剂消耗完，空气可氧化铁，导致产

率下降。

类型二物质分离、提纯类化工流程题

3.MnCh是重要的化工原料，由软镒矿制备MnCh的一种工艺流程如图：

软毓矿*过二较鬻潟蓝'铁局2产溶出液/纯化液［嬴MnO：

资料：①软钵矿的主要成分为MnCh,主要杂质有AbOa和SiO2。

②金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH：

Fe3+AF+Mn2*Fe2+

开始沉淀时1.53.45.86.3

完全沉淀时2.84.77.88.3

③该工艺条件下，MiQ与H2so4不反应。

(1)溶出

①溶出前，软钵矿需研磨0目的是。

②溶出时，Fe的氧化过程及得到MIE的主要途径如图所示。

2

MnO2Mn*

Fc——Fe2*Fe).

i.步骤n是从软锦矿中溶出Mi?♦的主要反应，反应的离子方程式是。

t2+

ii.若Fe?+全部来自于反应Fe+2H=Fe+H2t,完全溶出M/所需Fe与MiQ的物质

的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2,原因是

0

⑵纯化

已知：MnCh的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO2,后加入NH3HO,调溶液pH-5,

说明试剂加入顺序及调节pH的原因：________________________________________

______________________________________________________________________Q

(3)电解

MT?+纯化液经电解得MnO2,生成MnO2的电极反应式是.

(4)产品纯度测定

向ag产品中依次加入足量bgNa2c2O4和足量稀HzSO-加热至充分反应，再用cmol-L-1

KMnO4溶液滴定剩余Na2c2O4至终点，消耗KMML溶液的体积为“L(已知：MnO?及MnO,

均被还原为Mi?+。相对分子质量：MnO2：86.94、Na2c2O4：134.0)。

产品纯度为(用质量分数表示)。

答案(1)①增大反应速率，提高浸出率

2+23+2+

②i.MnO2+4H+2Fe=Mn++2Fe+2H2O11一氧化镒能够氧化单质铁为Fe

⑵MnCh的氧化性随酸性的减弱逐渐减弱；除去溶液中的Fe3+、Al3+(3)Mn2+-2e~+

+(〃-335cd)X86.94

2H2O=MnO2I+4H+(4)---------------X100%

解析(I)②i.根据反应途径可知，二氧化镒与亚铁离子反应生成二价镂离子和铁离子，则反

应的离子方程式为MnO?+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O。

ii.根据反应方程式可知，FT卡与MnO2的物质的量比值为2,实际反应时，二氧化铉能够氧化

单质铁为Fe2+,故实际比值(0.9)小于2o

(2)MnO2的氧化性与溶液pH有关，且随酸性的减弱，氧化性逐渐减弱，溶液显酸性时，二氧

化镒的氧化性较强，故纯化时先加入MnO?,后加入NH3H2O,调溶液pH%5,除去溶液中

的A'、Fe3+«

(3)电解时，溶液呈酸性，Mn?+失业子，与水反应生成二氧化镒和我离子，则电极反应式为

2+

Mn*—2e-+2H2O^=MnO2I+4HO

(4)根据题意可知，部分草酸钠与二氧化铉发生氧化还原反应，轲余部分再与高铉酸钾反应：

5Na2C2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2t+8H?O+5Na2so』，则与二氧化

疑反应的草酸钠的物质的量为…「L’L；',%5;根据反应：MnCh+Na2c2。4

134g-molL

+2H2sO』=Na2sO4+M11SO4+2CO2f+2H2O,则〃(MnCh)=〃(Na2c2O4),产品纯度为

(b义cmol・LiXdL)

U34.0gmol-12X5jx86.94gmol(b-335cd)X86.94

-------------------------------------------------------------------------X100%=1----------品------X100%o

■嫉后反思匚

化学工艺流程题的分析方法

主线分析“原料一中间转化物质一目标产物”

(1)反应与物质的转化：分析每一步操作的目的及所发生的化学反应，跟踪物质转化的形式。

尤其要注意原料中的杂质在流程中是如何被除去的。滤渣、滤液成分的确定：反应过程中哪

些物质(离子)发生了变化？产生了哪些新离子？这些离子间是否能发生化学反应？所加试剂

是否过量？

(2)循环物质的确定

在流程图上标注每一

•步物质

循

后面反应步骤的生成物1环

在流程中加入的物质,

前面反应步骤的反应物一物

质.在后续步骤中会产生

从流程图上看:箭头回头一的.可以循环利用的物质

确(滤渣、滤液)

容易分离一定

.可逆反应中有可以循

环利用的物质

(3)副产品的判断

首先是生成物,从流程图上看是支

不是反应物副产品线产品

的判断通常是对人类生产生

根据制备的目的

一活有用的、无毒的、

判断不是主产品L

不污染环境的产品

真题演练明确考向

1.(2。21•湖南，17)Ce2(CC)3)3可用于催化剂我体及功能材料的制备。天然独居石中，铀(Ce)

主要以CePCh形式存在，还含有SiO2、AI2O3、Fe2()3、CaF2等物质。以独居石为原料制备

Ce2(CO3)3/?H2O的工艺流程如下：

①MgO调pH=5

②絮凝剂

FeC1.NHHCO

溶

液t

浓H2SO,.

除

聚

水

独THH沉

沉

铀

磷

焙浸-Ce(CO)3*/»HO

居烧232

石

酸性滤渣1滤渣n滤渣m滤液

废气

回答下列问题：

(1)钵的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为o

(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有__________________________________________(至少

写两条)。

(3)滤渣IH的主要成分是(填化学式)。

(4)加入絮凝剂的目的是o

(5)“沉钟”过程中，生成Ce2(CO3)3-〃H2O的离子方程式为,

常温下加入的NH4HCO3溶液呈(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH3H2O

-,l

的Kb=1.75Xl()r,H2c0；的Kai=4.4X10r,/Ca2=4.7X10)o

(6)滤渣H的主要成分为FCPO4,在高温条件下，Li2co3、葡萄糖(C6Hl2O6)和FePO4可制备电

极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O,该反应的化学方程式为

答案⑴嚼Ce(2)加热，搅拌(其他合理答案也可)(3)A1(OH)3(4)促使铝离子沉淀

3+

(5)6HCO3+2Ce+(n-3)H2O=Ce2(CO3)3nH2O+3CO2t碱性(6)6FePO4+3Li2CO3+

C6HI2O6=^=9COt+6H2Ot+6LiFePO4

解析(1)钾的某种核素含有58个质子和80个中子，则质量数为58+80=138,该核素的符

号为峨Ce。

(5)用碳酸氢锭“沉锦”，则结合原子守恒、电荷守恒可知，生成Ce2(CO3)3・〃H2。的离子方程

式为6HCO5+2Ce3++(〃-3)H2O=Ce2(CO3)3・〃H2O+3CO2t;锭根离子的水解常数Kh(NH；)

10-14_Kjo_14

=i八*”产5.7义1()一叱HCO?的水解常数降但8分=1="乂布「2.3X1(尸,则

Kh(NH；)vKh(HCOj),因此常温下加入的NH4HCO3溶液呈碱性。

⑹由在高温条件下，Li2c。3、葡荀糖(C6Hl2。6)和FePCh可制备电极材料LiFePCU,同时生成

CO和H2O可知，该反应中Fe价态降低，C价态部分降低，部分升高，结合得失电子守恒、

原子守恒可知该反应的化学方程式为6FeP()44-3Li2CO3+C6H|2O6=^=9COt+6H20f+

6LiFePO4o

2.[2021・河北，15(1)(2)(3)(4)(5)(6)]绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科

研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价格盐的新工艺，该工艺不消耗除格铁矿、氢氧化

钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na，内循

环。工艺流程如图：

气体A

国NaQQ：

Na1c卜溶液+

O式g）+熔融NaOH溶液

介

稳•物质V⑸

高

温

态

连

续

F&CrO"、♦NaOH溶液(循环)

机

分

化

（含AldMg。）-班

离过黄仔体A

无色由AKOHMS)

‘帘;『里卜+物质、’的

幽溶液

过或气体A+HQ(g1|工J?②|

物质(1

溶液

固体HI

回答下列问题:

(1)高温连续氧化工序中被辄化的元素是(填元素符号)。

(2)工序①的名称为。

(3)滤渣I的主要成分是____________(填化学式)。

(4)工序③中发生反应的离子方程式为_________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0

(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为

可代替NaOH的化学试剂还有___________________________________________________

(填化学式)。

(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序(填“①”“②”“③”或“④”)参与

内循环。

答案(l)Fe、Cr(2)溶解浸出(3)MgO、Fe2O3

(4)2Na++2CrO，+2CO2+H2O=Cr2Of+2NaHCO3I(5)4Fe(CrO2)2+7O2+

16NaHCO3=^=8Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2ONa2cO3

⑹②

解析(2)工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质。

(4)工序③中发生的反应为洛酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重络酸钠和碳酸氢钠沉淀，

反应的离子方程式为2Na++2CrO/+2cO2+H2O=Cr2。干+2NaHCChI。

(5)碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠发生的主要反应为高温下Fe(CrO2)2与氧气

和碳酸氢钠反应生成格酸彳内、氧化铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+7O2

4-16NaHCO3=^=8Na2CrO4+2Fe2O3+I6CO2+8H2O;若将碳酸及钠换为碳酸钠也能发生

类似的反应。

(6)热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气，将混合气体通入滤渣I中可以将氧化镁转

化为碳酸氢镁溶液，则混合气体最适宜返回的工序为工序②。

3.(2021•全国乙卷，26)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO?、SiO2.AI2O3、MgO、CaO

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

.高(NHdSO,热水氨水

钛

炉

渣

酸酸溶渣热水母液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Fe3+M3+Mg2+Ca2+

开始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=LOX10-5molL「)的pH3.24.711.113.8

回答下列问题：

⑴“焙烧”中，TiCh、SiO2几乎不发生反应，AI2O3、Mg。、CaO.FezCh转化为相应的硫

酸盐。写出AI2O3转化为NH4AKSCM2的化学方程式：

⑵“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。

(3)“母液①”中Mg?+浓度为mol-L-,o

(4)“水浸渣”在160C“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，TiO”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。

答案(1)ALO3+4(NH4)2SO4=^=2NH4Al(SOQ2+6NH3t+3H20t(2)Fe3+sA\3+.Mg2+

2++

(3)1.0X10-6(4)硫酸siCh、CaSO4(5)TiO+(x+l)H2O=^=TiO2xH2O1+2H

(6)(NH4)2SO4

解析(1)氧化铝转化为硫峻铝佞发生的反应为氧化铝、硫酸锭在高温条件下反应生成破酸铝

锭、氨气和水，反应的化学方程式为ALO3+4(NH4)2SO4==2NH4A1(SO“2+6NH3f+

3H2Oto

(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氮水调节溶液pH为11.6

时，铁离子首先沉淀，然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀。

⑶由镁离子完全沉淀时，溶液pH为II.I可知，氢氧化镁的溶度积为1X10-5x(1X10—29)2

Ix10-

",O

=1X1O\当溶液pH为11.6时，溶液中镁离子的浓度为/［丫［八-24、川211-1=1x10-6mo］.

L-,o

(4)增大溶液中硫酸根离子的浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙

完全沉淀，减少TiOSCh溶液中含有的硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到16()℃酸溶；由分

析可知，二氧化硅和硫酸钙与硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙。

(5)酸溶后将TiOSO4溶液适当稀释并加热，能使TiOSO4完全水解生成TiChaH?。沉淀和琉酸，

2++

反应的离子方程式为TiO+(x4-l)H2O=^=TiO2-xH2O\+2H<,

(6)由分析可知，尾气为氯气，母液①为硫酸佞、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸

收氮气得到硫酸铁溶液，可以循环使用。

4.［2021.湖北，16(1)(2)(3)(4)］废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成

为CuIno.5Gao.5Se2o某探究小组回收处理流程如图：

H2SO»,H2O2

回答下列问题：

(1)硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为；像(Ga)和锢(In)位于元素周期

表第1I1A族,CuIno.5Gao.5Se2中Cu的化合价为。

(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为

(3)“滤渣”与SOCk混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SOM是否洗净的试剂是

:“回流过滤”中SOCh的作用是将氢氧化物转化为氯化物和

(4)“高温气相沉积”过程中发生反应的化学方程式为

答案(1)6+1(2)Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CUSO4+3H2O(3)HQ溶液、BaCL溶液作

溶剂(4)GaCh+NH3=^^GaN+3HC1

解析(1)硒(Se)与硫为同族元素，故Se的最外层电子数为6:镇(Ga)和锢(In)位于元素周期表

第IHA族，则根据化合物正负化合价为零可以知道CuIno_5Gao.5Sc2中Cu的化合价为+1。

(2)“酸浸氧化”为酸性条件下H?O2与烧渣中的CU2O反应，其反应的化学方程式为CU2O+

H2O2+2H2so4=2CUSO4+3H2O。⑶检验滤渣中sor是否洗净可以加入HCI溶液、BaCh

溶液；通过“回流过漉”分为两部分：漉渣和滤液，故S0C12的另一个作用是件溶剂.(4)“高

温气相沉积”过程是氨气和GaCLa反应，其反应的化学方程式为GaCI3+NH3=^=GaN4-

3HClo

课时精练

I.(2022•山东滕州二中模拟)富硼渣中含有镁硼酸盐QMgOBzCh)、镁硅酸盐QMgOSiCh)及少

量Ah5、FeO等朵质。止富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种，2流程如

下：

富

浸

富破酸镁

硼

出

硼MgO滤晶体

渣

液

渣迅F液

粉匚硼酸晶体

已知：生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1molL-1)

Fe(OH)3A1(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2

开始沉淀时1.93.47.09.1

完全沉淀时3.24.79.0II.1

⑴酸浸时发生反应：2MgOSiO2+2H2SO4=2MgSO4+SiO2+2H2O,2MgOB2O3+2H2SO4+

H2O=2H3BO3+2MgSO4.

①上述反应体现出酸性强弱：H2s04(填或)％B03。

②已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为H3BO3-|-OH-=B(OH)；O下列关于硼酸的

说法止确的是(填字母)。

A.硼酸是一元酸

B.向NaHCQa固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生

C.硼酸的电离方程式可表示为H3BO3+H2OB(OH)；+H+

(2)检验褐色浸出液中的杂质离子：取少量浸出液，(填操作和现象)，证明

溶液中含有Fe2+o

(3)除去浸出液中的杂质离子：用MgO调节溶液的pH至以上，使杂质离子转化

为(填化学式)沉淀，过滤。

(4)获取晶体：i.浓缩滤液，使MgSCh和H3BO3接近饱和；ii.控制温度使两种晶体分别从溶

液中结晶。结合如图溶解度曲线，简述ii的方法：将浓缩液加入到高压釜中，升温结晶得到

晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到晶体。

溶解度/g

镁

501001502001a^/^

注：温度高时，硼酸会随水蒸气挥发

答案(1)①〉②AC(2)滴加K3［Fe(CN)6］溶液，产生蓝色沉淀(3)4.7A1(OH)3^Fe：OH)3

(4)硫酸镁硼酸

解析(1)®2MgO-B2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4,根据强酸制弱酸可知，酸性：

-

H2so4>H3BO3；②硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为H3BO3+OH=B(OH)；,可知

硼酸为一元酸，A项正确：由于非金属性：B<C,则硼酸的酸性比碳酸弱，故硼酸与碳酸氢

钠不反应，B项错误；硼酸的电离方程式为H3BO3+H2OB(OH)；+H+,C项正确。

(3)溶液中含有铁离子、铝离子等杂质，由表中数据可知，用MgO调节溶液的pH至4.7以上,

使杂质离子转化为A1(OH)3、Fe(OH)3o

(4)由图像可知硫酸镁的溶解度随温度升高而降低，硼酸的溶解度随温度升高而增大，则可升

温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体。

2.(2022•南京模拟)钛是一种重要的金属，以钛铁矿［主要成分为钛酸亚铁(FeTiO。还含有少

量Fez。4为原料制备钛的工艺流程如图所示。

.H2SOt物质ATi一|水解、♦烧、电解卜~

铁痂过滤广滤液J工变列「滤液2」

矿----------滤渣］四生一I^FeSOfTH.O

(1)“溶浸”过程中生成了TiOSO4,其中Ti的化合价为,“溶浸”过程发生的

主要反应的化学方程式为____________________________________________________

(2)物质A为单质，化学式为,“一系列操作”为蒸发浓缩、和过滤。

(3)将少量FeSOKIhO溶于水，加入一定量的NallCO.,溶液，可制得FeCO-s，写出反应的离

子方程式为________________________________________________________________

(4)若反应后的溶液中c(Fe")=2XIO-6mol-L-1,则溶液中c(COf)=mol1-1(己

知：常温下FeCO-a饱和溶液浓度为4.5X10-6mo卜L」)。

答案(1)+4FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H;O(2)Fe冷却结晶

2+

(3)Fe+2HCO；=FcCO?I+CO2t+H2O

(4)1.0X10-5

解析(l)TiOSCh中S的化合价为+6,O的化合价为-2,根据化合物中各元素化合价的代

数和为0,可知TiOSO/中Ti的化合价为+4。结合钛铁矿的成分及“溶浸”过程中生成了

TiOSO4,可知该过程发生的主要反应的化学方程式为FeTiO34-2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+

2H2O。(2)该流程中还有副产物FeSOQHzO,故需将溶浸产物中的FN*除去，物质A为Fe。

(3)HCO:能电离出H卡和CO「，Fe2+与CO「结合形成难溶的FeCCh沉淀，H卡与另一分子HCO;

反应生成CO?和H2O,故反应的离子方程式为Fe2+4-2HCO；=FeCO3I+CO2t+H?0。(4)

-6-6

常温下FeCCh饱和溶液浓度为4.5X10-6则/Csp(FeCO3)=4.5X10X4.5X10

20X10一”

^2,0XI0-1,o当反应后的溶液中c(Fe2+)=2X10fmo卜厂|时，c(COr)=-mol-

ZovAi1nU6

L-,=1.0X10-5molL-,c

3.(2020.山东，16)用软钵矿(主要成分为MnO2,含少量F.O4、AI2O3)和BaS制备高纯MnCCh

的工艺流程如下：

已知：MnCh是一种两性氧化物；25℃时相关物质的Ksp见下表。

物质

Fe(0H)2Fe(OH)3A1IOH)3Mn(OH)2

Kp1XI0-16-31X1()-3861X10-32-31XIO-1217

回答下列问题：

⑴软锌矿预先粉碎的目的是,MnO2与BaS溶液反应转化为

MnO的化学方程式为_______________________________________________________

(2)保持BaS投料量不变，随着MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，

而Ba(OH”的量达到最大值后会减小，减小的原因是_______________________.

(3)滤液I可循环使用，应当将其导入到操作中(填操作单元的名称)。

(4)净化时需先加入的试剂X为(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论

最小值为(当溶液中某离子浓度cWLOX10-5molL-1时，可认为该离子沉淀完全)。

(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为_______________________________________

答案(1)增大接触面积，充分反应，提高反应速率

MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+S

(2)过量的MnO?消耗了产生的Ba(OH)2

2+

(3)蒸发(4)H2O24.9(5)Mn+HCO?+NH3H2O=MnCO3I+NH；+H2O

解析(1)软镒矿粉碎后，表面积增大，即在反应中增大了反应物的接触而积，一是可以使之

充分反应，二是可以提高反应速率；由题给信息可知，反应物有MnCh、BaS,生成物有MnO；

由流程图中给出的信息可知，生成物中还有Ba(OH)2和硫黄。根据原子守恒和得失电子守恒,

可写出该反应的化学方程式MnO?+BaS+H2O=MnO+Ba(OH)2+S。

(2)增大MnO?与BaS的投料比，S的量达到最大值后不再变化，说明过量的MnO?与S不反

应；Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，说明过量的MnO?与Ba(OH)2发生了反应，消耗了

产生的Ba(OH)2o

(3)滤液【中还含有未结晶的Ba(OH”，可循环使用，应将其导入蒸发操作中。

(4)软镒矿中含有的Fe3()4、AI2O3杂质与硫酸反应生成FeSCh、Fe2(SO4)3>Ab(SO4)3,要除去

Fc2+,应先将Fc2+氧化为Fc3+,为了不引入其他杂质，加入的氧化剂X可选用HzO?;因FC：OH)3

和A1(OH)3的组成相似，且Fe(OH)3的K’p小于A1(OH)3的Ksp,因此当Ap+完全沉淀时，

+3323

Fe3+也完全沉淀，由K$p[AI(OH)3]=1X10-32.3可知，C(AP)C(OH-)=1X10~,由题意知,

当c(A13+)W1.0XIO-moLL-i时沉淀完全，可求得以01<)21义IO"」molL、，即c(H))W

1x10-4-9mol-L-1,pH的理论最小值为4.9。

(5)由流程图提供的信息可知，碳化时的反应物有碳酸氢锭、氮水、Mn2+,生成物有MrCCh,

2+

由此可写出该反应的离子方程式为Mn+HCO.?4-NH5H2O=MnCO3I+NH^+H2O<

4.(2021•福建，11)四铝酸筱是铝深加工的隼要中间产品，具有广泛的用途。一种以铝精矿(.主

要含M0S2,还有CU、Fe的化合物及SiCh等)为原料制备四铝酸铁的工艺流程如图所示。

Na2CO3,NHtNO3

H2O(NHJSHNO.

浸

钿

源

焙

出

精

砂

液

浸

沉

矿

一

液

淀

化

出

粉一(NHjMoQia•2H,O

一

丁

碎

口

温

a查

回答下列问题：

(1)“焙烧”产生的气体用吸收后可制取氮肥C

⑵“浸出”时，MOO3转化为MoOro提高单位时间内铜浸出率的措施有

(任写两种)。温度对90min内铝浸出率的影响如图

所示。当浸出温度超过80c后，相的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大量蒸发,

导致。

W

M

H

强

东

(3)“净化”时,浸出液中残留的C/+、Fe2+转化为沉淀除去。研究表明,该溶液中c(S2)和

pH的关系为lgc(s2-)=pH-15.L为了使溶液中的杂质离子浓度小于1.0X10-6molL-1,应

控制溶液的pH不小于(已知：p/Csp=-lg/；CuS和FeS的pK卬分别为35.2和

17.2)。

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