2024高考化學工藝流程制備工藝流程

金屬及其化合物的制備大題專題

I.銘是一種具有戰(zhàn)略意義的金屬，它具有多種價態(tài)，單質(zhì)銘熔點為I857C。

(1)工業(yè)上以輅鐵礦［主要成分是Fe(GO2)2］為原料冶煉銘的流程如圖所示：

Na.?CO3+O2水Na2s

l.］jT

JJJ---I—T—1|------'--1

CO2渣料(含F(xiàn)ez。：,)

①Fe(CrO?2中各元素化合價均為整數(shù)，則格為價。

②高溫氧化時反應的化學方程式為______________________________________________

③操作a由兩種均發(fā)生了化學反應的過程構(gòu)成，其內(nèi)容分別是、鋁熱反應。

(2)Cr(OH)3是兩性氫氧化物，請寫出其分別與NaOH、稀硫酸反應時生成的兩種鹽H勺化學式:

(3)水中的銘元素對水質(zhì)及環(huán)境均有嚴重的損害作用，必須進行無害化處理。轉(zhuǎn)化為重要產(chǎn)品磁性鐵銘氧體

(CrvFevO;)：先向含CrOi的污水中加入適量的硫酸及硫酸亞鐵，待充分反應后冉通入適量空氣(氧化部分

Fe?*)并加入NaOH,就可以使銘、鐵元素全部轉(zhuǎn)化為磁性鐵銘氧體。

①寫出CrO廠在酸性條件下被Fe＞還原為C/的離子方程式：。

2

②若處理含1molCrO;(不考慮其他含倍微粒)的污水時恰好消耗10molFeSO45則當鐵格氧體中n(Fe

+)：〃(Fe3+)=3：2時，鐵格氧體的化學式為。

2.一種用軟鋅礦(主要成分MnO2)和黃鐵礦(主要成分FeS2)制取MnSO4H2O并回收單質(zhì)硫的工藝流程如

下:

飛酸

堿

溶

液

-

4

軟鐳砰一混合t0-濃縮、^l-MnSOrH.O

黃鐵礦一研磨

C渣④

①2

NHJS溶液--浸取分解一產(chǎn)品：S

⑥出。⑦

已知：本實驗條件下，高缽酸鉀溶液與硫酸缽溶液混合產(chǎn)生二氧化錦。

回答下列問題：

(1)步驟①混合研磨成細粉的主要目的是；步驟②浸取時若生成S、MnSO4及

Fe2(SO4)3，則其反應的化學方程式為o

(2)步驟③所得酸性濾液可能含有Fe?+,為了除去Fe??可先加入；步驟④需將溶

液加熱至沸，然后在不斷攪拌下加入堿調(diào)節(jié)pH為4?5,再繼續(xù)煮沸一段時間，“繼續(xù)煮沸”的目的是

。步驟⑤所得濾渣為(填化學式)。

(3)步驟⑦需在90?100℃下進行，該反應的化學方程式為。

(4)測定產(chǎn)品MnSOsHO的方法之一是：準確稱取a呂產(chǎn)品于錐形瓶中，加入適量ZnO及Hg煮沸，然后

用cmolL「KMnCh標準溶液滴定至淺紅色且半分鐘不褪色，消耗標準溶液VmL,產(chǎn)品中M/+的質(zhì)量分

數(shù)為zp(Mn2*)=o

3.(2020?日照模擬)例(83號元素)主要用于制造合金，鈿合金具有凝固時不收縮的特性，用于鑄造印刷鉛字

和高精度鑄型。濕法提秘新工藝以氧化集渣(主要成分為N2O3,含有PbO、Ag2O.CuO雜質(zhì))為原料提Bi

的工藝流程如下：

已知:I.BiOQ不溶于水，加熱至700c就分解生成BiCb，BiCb的沸點為447℃；

20-

H.25℃時.Arsp[Cu(OH)2]=1.2X10~：Afsp(PhCl2)=1.17X10\

回答下列問題：

⑴”濾渣[”的成分為(填化學式)。

(2)“脫氯”的化學方程式為。

(3)“沉銅”時，向“濾液H”中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,促進Cb水解生成Cu3(OCl)2,則此過程中Ci?

+水解的離子方程式為。若“濾液II”中c(Cu2+)為0.01mol-L^1,當加入等體

積的NaOH溶液時，pH恰好為6,出現(xiàn)沉淀Cu(OH)2,此時的去除率為(忽略溶液體積變化)。

(4)“濾液III”經(jīng)加熱濃縮后可返回_______________工序循環(huán)使用。

4.(2020?山東新高考5月模擬)利用機鈦磁鐵礦冶煉后產(chǎn)生的鈕渣(主要含F(xiàn)eOVzCb、A12O3.SiO?及少量

可溶性磷酸鹽)生產(chǎn)V2O5的工藝流程如下，回答下列問題：

已知：①V2O5、AI2O3>SiCh可與Na2c03、NaCl組成的混合鈉鹽在高溫下反應，并轉(zhuǎn)化為NaVCh、NaAIO2>

NazSiCh等可溶性鈉鹽。

②A1O*+4H+=A/+2H2O。

(1姆燒I包括氧化和鈉化成鹽兩個過程，氧化的目的是獲得V2O5,寫出氧化過程中FcOWzOi發(fā)生反應的

化學方程式：;

廢渣］的主要成分是:

精制I中加鹽酸調(diào)pH的主要作用是，加入NH3H2O后發(fā)生反應的離

子方程式為o

(2)精制II中加入CaCL溶液除去磷酸鹽,pH過小時影響除磷效果的原因是；

pH過大時，沉淀量增大的原因是。

(3)沉鋼所得NH4Voa沉淀需進行洗滌，洗滌時除去的陰離子主要是。NH4V03在500℃時焙

燒脫氨制得產(chǎn)品V2O5,反應的化學方程式為2NH4V03=￡=505+比0t+2NH3t0但脫氨過程中，部分

V2O5會轉(zhuǎn)化成V2O4,反應中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3：2,該反應的化學方程式為

5.高純MnCCh在電子工業(yè)中有重要的應用，工業(yè)上利用軟錦礦(主要成分是MnCh，還含有FezOs、CaCCh、

CuO等雜質(zhì))制取碳酸鎘的流程如圖所示:

NH.HCO,

已知：還原焙燒主反應為2MnO2+C±'=2MnO+CO2f.

可能用到的數(shù)據(jù)如下:

氫氧化物

Fe(OH)3Fe(OH)2CU(OH)2Mn(OH)2

開始沉淀pH1.56.54.28.1

沉淀完全pH3.79.77.410.1

根據(jù)要求回答下列問題：

(1)在實驗室進行步驟A,混合物應放在________________________中加熱；步驟C中的謔渣為

(2)步驟D中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為o

(3)步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為,其目的是o

(4)步驟G,溫度控制在35℃以下的原因是,若Mr?十恰好沉淀完全時測得溶液

1

中COM的濃度為2.2XlO^molV,則KSp(MnC()3)=。

(5)生成的MnCCh沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗洗滌是否干凈的方法是。

(6)現(xiàn)用滴定法測定產(chǎn)品中缽元素的含量。實驗步驟：稱取3.300g試樣，向其中加入稍過量的磷酸和硝酸，

已知；①金屬活動性；Mn>Fc>Ni>Pb,

②流程中各步驟中對雜質(zhì)離子的去除情況如下表:

Fe2+Ni2+Pb2+

初始濃度/(mgL-i)21.024.955.86

酸浸后/(mg[r)12.853.803.39

除鐵后/(mg?L1)0.253.763.38

除銀、鉛后/(mg]))0.10(達標)3.19(未達標)0.12（達標）

(1)酸浸。向粗缽粉中加入一定濃度的硫酸，控制溶液的pH約為5,測定離子的初始濃度。靜置一段時間

后鎰粉仍略有剩余，過濾；此時Fe?+濃度降低，可能的原因為。

3+

⑵氧化。向“酸浸”后的濾液中加入MnO2,使溶液中的Fe>轉(zhuǎn)化為Fe,反應的離子方程式為

(3)除鐵。向“氧化”后的濾液中加入物質(zhì)X,是為了調(diào)節(jié)溶液的pH,使F/'轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。下列可

以作為物質(zhì)X的是(填字母)。

A.M11CO3B.Mn(OH)2C.NH3H2O

(4)除銀、鉛。向“除鐵”后的濾液中通入H2s氣體，待充分反應后加熱一段時間，冷卻后過濾；此時Ni?

+不達標而Pb?+達標。推測溶解度：PbSNiS(填或“<”)。

⑸制備碳酸錦。已知溶液pH和反應溫度對MnCO3的產(chǎn)率影響分別如圖1、圖2所示。

請設計從提純后的MnS04溶液制備MnCCh沉淀的實驗方案：[實驗中須使用的試劑有：氨水一

(NHD2CO3混合溶液]。

金屬及其化合物的制備大題專題訓練

I.銘是一種具有戰(zhàn)略意義的金屬，它具有多種價態(tài)，單質(zhì)銘熔點為I857C。

(1)工業(yè)上以銘鐵礦「主要成分是Fe(G<)2)2]為原料冶煉銘的流程如圖所示：

Na.?CO+O水Na2s

l.]32jT_________

3高溫%化卜甫流4->|cr(0H):t|-^*(c7]

(I|-----~-r-1|--------------'1

CO2渣料(含F(xiàn)ezOj

①Fe(CrO2)2中各元素化合價均為整數(shù)，則格為價。

②高溫氧化時反應的化學方程式為o

③操作a由兩種均發(fā)生了化學反應的過程構(gòu)成，其內(nèi)容分別是、鋁熱反應。

(2)Cr(OH)3是兩性氫氧化物，請寫出其分別與NaOH、稀硫酸反應時生成的兩種鹽H勺化學式:

(3)水中的銘元素對水質(zhì)及環(huán)境均有嚴重的損害作用，必須進行無害化處理。轉(zhuǎn)化為重要產(chǎn)品磁性鐵銘氧體

(CrvFeyOz)：先向含CrOi的污水中加入適量的硫酸及硫酸亞鐵，待充分反應后冉通入適量空氣(氧化部分

Fe”并加入NaOH,就可以使銘、鐵元素全部轉(zhuǎn)化為磁性鐵銘氧體。

①寫出CrO廠在酸性條件下被F3+還原為Ci3+的離子方程式：o

2

②若處理含1molCrOr(不考慮其他含倍微粒)的污水時恰好消耗10molFeSO45則當鐵銘氧體中n(Fe

+)：〃(Fe3+)=3：2時，鐵格氧體的化學式為。

答案⑴①+3②4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2co3=^=2Fe2O3+8Na2ao4+8CO2③灼燒使CriOHb分解

(2)NaCrO2Cr2(SO4)3

2+t3+3+

(3)?3Fc+CrOr+8H=3Fe+Cr+4H2O

@Cf2Fe2o027

解析(1)①根據(jù)化合物中各元素的正負化合價代數(shù)和為0分析。②根據(jù)流程確定反應物和生成物，用化合

價升降法配平書寫化學方程式。(2)模仿A1(OH)3與NaOH、稀硫酸的反應確定生成物。(3)①酸性條件下

CrOf■被Fe?+還原為Ci3+,Fe?+被氧化成F?3+,反應可寫成Fe2++CrO/+H+-Fe3++C產(chǎn)'+比0,根據(jù)

得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，配平方程式。②根據(jù)Fe守恒，鐵格氧體中/?(Fe2+)=10molX^=6mol,

2

H(Fe3+)=10molX^=4mol,根據(jù)Cr守恒，鐵格氧體中〃(撩+產(chǎn)/內(nèi)山廠尸1mol,根據(jù)電荷守恒，鐵拈

一人?2X6mol+3X4mol+3Xlmol口一~入.

氧體中〃(0~)=-------------2-------------=13.5mol,鐵格氧體中/2(Cr):〃(Fe):〃(0)=1mol:10mol:

13.5mol=2：20：27,鐵絡氧體的化學式為Cr2Fe2o027o

2.一種用軟缽礦(主要成分MnO，)和黃鐵礦(主要成分FeS”制取MnSO.HQ并向收單質(zhì)硫的工藝流程如

下:

酸

端

溶

-

^4

電

軟鋪礦一混合8t0^l-MnSOrH.O

研磨液

黃鐵礦一-渣④⑤

①2

NHJS溶液--浸取分解一產(chǎn)品：S

⑥

H2O⑦

己知：本實驗條件下，高鋅酸鉀溶液與硫酸鎰溶液混合產(chǎn)生二氧化鐳。

回答下列問題：

(1)步驟①混合研磨成細粉的主要目的是;步驟②浸取時若生成S、MnSO4及

FHSO4)3,則其反應的化學方程式為o

(2)步驟③所得酸性濾液可能含有Fe?+,為了除去Fe?*可先加入；步驟④需將溶

液加熱至沸，然后在不斷攪拌下加入堿調(diào)節(jié)pH為4?5,再繼續(xù)煮沸一段時間，“繼續(xù)煮沸”的目的是

o步驟⑤所得濾渣為(填化學式)。

(3)步驟⑦需在90?1()0C下進行，該反應的化學方程式為。

(4)測定產(chǎn)拈MnSCXpFhO的方法之一是：準確稱取ag產(chǎn)品于錐形瓶中，加入適量ZnO及H?。煮沸，然后

用cmol,L-iKMnO4標準溶液滴定至淺紅色且半分鐘不褪色，消耗標準溶液VmL,產(chǎn)品中Mr?+的質(zhì)量分

數(shù)為ip(Mn2*)=0

答案(1)增大接觸面積，提高硫酸浸取時的浸取速率和浸取率3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+

Fe2(SO4)34-4S4-6H2O

(2)軟鐳礦粉或H2O2溶液破壞Fe(OH)3膠體并使沉淀顆粒長大，便于過濾分離Fe(OH)3

(3XNH4)2S,t+i=^=2NH3t+H2st+.rSI

(4亨/0

解析(2)由于Fe?+具有較強的還原性，在酸性條件下可用軟鎰礦粉(MnCh)或H2O2將其氧化為Fe3+,既不

引入雜質(zhì)，又能達到除去的目的：用堿液處理時，需將溶液加熱至沸，然后在不斷攪拌下調(diào)節(jié)pH為4?5,

再繼續(xù)煮沸一段時間，以破壞Fe(OH)3膠體并使沉淀顆粒增大，便于過濾分離，得到的濾渣為Fe(OH)3。

(4)已知本實驗條件下，高楊酸鉀溶液與硫酸楊溶液混合產(chǎn)生二氧化蛀。根據(jù)得失電子守恒可得二者反應的

-

化學方程式為2KMnCh+3MnSO4H2O=5MnO2+K2so4+2H2sO4+H2O,已知〃(KMnO4)=cmol-L

lXVX10_3L=cVX10_3mol,則〃(MnSO4?H2O)=1.5WX10一%]3,產(chǎn)品中Mi?+的質(zhì)量分數(shù)為“小而+尸

1.5cVX10-?moIX55gmol-18.25c匕

-----------------——S--------X100%=^^%o

3.(2020.日照模擬)例(83號元素)主要用于制造合金，鈿合金具有凝固時不收縮的特性，用于鑄造印刷鉛字

和高精度鑄型。濕法提鈕新工藝以氧化鋅渣(主要成分為臼2。3,含有PbO、Ag2。、CuO雜質(zhì))為原料提Bi

的工藝流程如F：

金酸、旭

和Na&NaOH溶液熱NaOH碳、高溫

佬」BiociJ^LBUO一禮粗

渣一[]曠1蕈尸慢BiOCI芯「BIQL圓一Bi

港渣I濾液nT沉銅卜湎濾液m

NaOHCu,(OCl)2

溶液固體

已知：I.BiOQ不溶于水，加熱至700℃就分解生成BiCh，BiCb的沸點為447C；

205

II.25℃時,^p[Cu(OH)2]=1.2X10~；/Csp(PbCl2)=1.17X10-o

回答下列問題：

(1)“濾渣[”的成分為(填化學式)。

(2)“脫氯”的化學方程式為。

(3)“沉銅”時,向“濾液H”中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,促進CiP”水解生成Cii3(OCI)2,則此過程中CiP

+水解的離子方程式為o若“濾液II”中c(Ci>2+)為0.01mod當加入等體

積的NaOH溶液時,pH恰好為6,出現(xiàn)沉淀Cu(OH)2.此時一的夫除率為(忽略溶液體積變化).

(4)“濾液IH”經(jīng)加熱濃縮后可返回________________工序循環(huán)使用。

答案(l)AgQ、PbCh(2)2BiOCI+2NaOH=^=Bi2O3+2NaCI+H2O

2+

(3)3Cu+2H2O+2Cr=Cu3(OCl)2I+4H+97.6%(4)浸出

解析(1)根據(jù)工藝流程圖分析可知，鈔渣中加入鹽酸和飽和NaCl溶液，濾渣【的成分是AgCl和PbCl2o

⑵“脫氯”時，BiOCl與熱的NaOH反應得到BizCh和NaCl,反應的化學方程式為2BiOCl+2NaOH=^=

BiQ3+2NaCl+H2O°(3)“沉銅”時,向濾液U中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,促進Ci?+水解生成Cu3(OCl)2,

反應的離子方程式為3CU2++2H2O+2C廣=CU3(OC1)2I+4口，加入等體積的NaOH溶液時，pH=6,溶

液中c(H')=IO-6molL_,,則c(OH-)=10-8mol?L「，由于Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+>c2(OH-),則c(Cu2+)=0.000

12mol-

L-1,ZJ(CU2+)=0.00012mol-L-,X2VL=0.00024VmoI,則去除的C產(chǎn)的物質(zhì)的量為0.01Vmol-000024Vmol

=0.00976Vmol,Cu2*的去除率為"備篝X100%=97.6%?

(4)濾液III為NaCl溶液，經(jīng)加熱濃縮后可返回浸出工序循環(huán)使用。

4.(2020?山東新高考5月模擬)利用帆鈦磁鐵礦冶煉后產(chǎn)生的鈕渣(主要含F(xiàn)eOVzCh、AI2O3、SiCh及少量

可溶性磷酸鹽)生產(chǎn)V2O5的工藝流程如下，回答下列問題：

NaCI①加公酸調(diào)②加氨水調(diào)

Na2c5H2UpH=l-1.6pH=9.8

廢玳in

已知：①V2O5、AI2O3.SiO2可與Na2co3、NaCI組成的混合鈉鹽在高溫下反應，并轉(zhuǎn)化為NaVCh、NaAlCh、

Na?SiO3等可溶性鈉鹽。

②A1O2+4H'=A13++2H2O=.

(1磨燒1包括氧化和鈉化成鹽兩個過程，氧化的目的是獲得VzOs，寫出氧化過程中FeOVzQ；發(fā)生反應的

化學方程式：;

廢喳I的主要成分是；

精制I中加鹽酸調(diào)pH的主要作用是，加入NH3H2O后發(fā)生反應的離

子方程式為o

⑵精制II中加入CaCh溶液除去磷酸鹽，pH過小時影響除磷效果的原因是

pH過大時，沉淀量增大的原因是。

(3)沉鋼所得NH4VO3沉淀需進行洗滌，洗滌時除去的陰離子主要是oNH4Vo3在500°C時焙

燒脫氨制得產(chǎn)品V2O5,反應的化學方程式為2NHNCh=^V2Qs+Hqt+2NH,t。但脫氨過程中，部分

V2O5會轉(zhuǎn)化成V2O4,反應中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3：2,該反應的化學方程式為

____________________________________________________O

1+3+

答案(D4FeOV2O3+5O2=^=2Fe2O3+4V2O5Fe2O3除Si并將A1O?轉(zhuǎn)化為AlAl+

3NH3H2O=A1(OH)3I+3NH；、K+NH3HzOUFhO+NH：

(2)形成溶解度較大的酸式鹽(或形成溶解度較大的磷酸氫鈣或磷酸二氫鈣)產(chǎn)生了Ca(OH)2沉淀

S00匕

(3)C「3V2O5+2NH3^=3V2O4+N2+3H2O

煤探

解析(1)氧化過程FeOVzCh生成對應的金屬氧化物FezCh和V2O5,化學方程式為4FeOV2O?+5O2=^=

2Fe2O3+4V2O5：經(jīng)過氧化和鈉化后,V2O5^AI2O3、SiCh均轉(zhuǎn)化為可溶性鹽,FezOs成為濾渣：精制I中

加鹽酸調(diào)pH是為了和SiO「反應生成硅酸沉淀，并將A1O5轉(zhuǎn)化為AH+；加入NHyHzO后與AP+發(fā)生反

應生成A1(OH)3沉淀，還可以中和酸，反應的化學方程式為A13++3NH3,H2O=A1(OH)3I+2NH；、H++

NH3H2。=%。+NH；。

(2)精制H中加入CaCL溶液生成璘酸鈣沉淀，除去磷酸鹽，pH過小時易形成溶解度較大的酸式鹽；pH過

大時易形成Ca(OH”沉淀。

(3)沉銳時加入試劑NH40,因此所得NH4VO3沉淀含有的陰離子主要為C「；脫氮過程中，部分VzOs會轉(zhuǎn)

化成V2O4,且反應中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3：2,則V2O5為氧化劑，N%為還原刑，還原產(chǎn)物

SOO*c

為V2O4,氧化產(chǎn)物為N2,則氧化還原方程式為3V+2NH3^=3V2O4+N2+3H2Oo

5.高純MnCQ?在電子工業(yè)中有重要的應用，工業(yè)上利用軟錦礦(主要成分是MnCh，還含有FeQs、CaCO3.

Cu()等雜質(zhì))制取碳酸鐳的流程如圖所示：

NH.HCO,

已知：還原焙燒主反應為2Mn02+c3=2Mn0+C02t。

可能用到的數(shù)據(jù)如下：

氫氧化物Fe(OH)Mn(OH)

3Fe(OH)2CU(OH)22

開始沉淀pH1.56.54.28.1

沉淀完全pH3.79.77.410.1

根據(jù)要求回答下列問題：

(1)在實驗室進行步驟A,混合物應放在中加熱：步驟C中的濾渣為

(2)步驟D中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為o

(3)步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為,其目的是

(4)步驟G,溫度控制在35℃以下的原因是,若M/+恰好沉淀完全時測得溶液

6_1

中C5一的濃度為2.2X10-molL,則KsP(MnCO3)=。

(5)生成的MnCCh沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗洗滌是否干凈的方法是o

(6)現(xiàn)用滴定法測定產(chǎn)品中鎰元素的含量。實驗步驟：稱取3.300g試樣，向其中加入稍過量的磷酸和硝酸，

加熱使產(chǎn)品中MnCCh完全轉(zhuǎn)化為［Mn(P()4)2］3—(其中NO3■完全轉(zhuǎn)化為NO力；加入梢過量的硫酸鉉，發(fā)生反

應NO￡+NH：=N2t+2比0以除去NOf；加入稀硫酸酸化，再加入60.00mL().500molL「硫酸亞鐵錢

溶液，發(fā)生的反應為［Mn(PO4)2『?+Fe2+=Mn2++Fe3++2POi；用5.00mL0.500molL、酸性KzCnCh

溶液恰好除去過量的Fe2+。

①酸性K2c門O?溶液與Fc2+反應的離子方程式為。

②試樣中鎰元素的質(zhì)量分數(shù)為。

答案⑴珀煙C、Cu和CaSCh(2)1：2(3)3.7<pH<8.1使Fe?*轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，且不影響

Mn2+(4)減少碳酸氫錢的分解，提高原料利用率2.2X10-"(5)取少量最后一次的洗滌液于試管中，向

其中滴加用鹽酸酸化的BaCL溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已洗滌干凈(6)①6Fe2++Cf2。歹+14H+

3+3

=6Fe+2C1++7H2O②25%

6.軟銃礦的主要成分為MnO2，還含有Fe2O3>MgO、AI2O3、CaO^SiCh等雜質(zhì)，工業(yè)上壓軟鎰礦制取

MnSO4H2O的流程如下：

先加HQ?,

H2SOt,SO2再調(diào)pH至5~6Mr.F2

軟鋪礦第”除雜聲馬第4除雜瞥釐］

浸出渣濾渣1濾渣2

MnSO.H.O—|趁熱過濾上一

已知：①部分金屬陽離子完全沉淀時的pH如下表

金屬陽離子Fe3Al3Mn2Mg21

完全沉淀時的pH3.25.210.412.4

②溫度高于27℃時，MnSO4晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低。

(1)“浸出”過程中MnOz轉(zhuǎn)化為Mi?+的離子方程式為。

(2涕］步除雜中加入H2O2的R的是,

(3)第1步除雜中形成濾渣1的主要成分為(填化學式)，調(diào)pH至5?6所加的試劑，可選擇

(填字母)。

a.CaOb.MgOc.AI2O3d.氨水

(4)第2步除雜，主要是將Ca2+、Mg?.轉(zhuǎn)化為相應氟化物沉淀除去，寫出MnF?除去Mg2’的離子方程式：

，該反應的平衡常數(shù)為。

(已知:MnFz的Ksp=5.3X10-3；CaF?的仆=1.5義10-2MgFz的Ksp=7.4X10一”)

(5)采用“趁熱過漉”操作的原因是o

(6)取少量MnSOjHzO溶于水，配成溶液，測其pH發(fā)現(xiàn)該溶液顯酸性，原因是

_______________________________________________________________(用離子方程式表示)。

2+

答案(1)MnO2+SO2=SOi'+Mn

(2成Fe2‘氧化為Fe3+

(3)AI(OH)3、Fe(OH)3ab

(4)MnF>-l-Mg2+Mn2++MgF>7.2XIO7

(5)減少MnSO4H2O在水中的溶解，得到更多產(chǎn)品

2++

(6)Mn+2H2OMn(OH)2+2H

2+

解析(1)“浸出”過程中MnCh與SO?發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為MnO2+SO2=SOi-+Mn<>

(2)第I步除雜中加入H2O2的目的是將溶液中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+,以便于形成Fe(OH)3沉淀，過

濾將沉淀除去。

(3)第1步除雜時調(diào)整溶液的pH至5?6,可以使溶液中的Al”、Fe>分別形成A1(OH)3、Fe(OH)3沉淀，

所以形成濾渣1的主要成分為A1(OH)3、Fe(OH)3:在調(diào)pH至5?6時，為了不引入新的雜質(zhì)離子，所加的

試劑應該可以與酸發(fā)生反應，可選擇含有Czp+、Mg2+的化合物CaO、MgO,a、b正確。

(4)第2步除雜，主要是將Ca?+、Mg2+轉(zhuǎn)化為相應的氟化物沉淀除去，MnF?除去Mg2+的離子方程式是MnF2

2+

+Mg2+Mn+MgF2;該反應的平衡常數(shù)=，翡［=￡嚼喂=72X

(5)由已知②溫度高于27°C時，MnSCh晶體的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低，故采用“趁熱過濾”操作

可以減少MnSChrHzO在水中的溶解，得到更多產(chǎn)品。

(6)MnSO4是強酸弱堿鹽，M/+發(fā)生水解反應。

7.工業(yè)上由粗缽粉(主要雜質(zhì)為Fe、Ni、Pb等金屬單質(zhì))制備高純碳酸鋅。其主要工藝流程如圖：

HSO4MnO,XH2s

2TJ,T,「，

粗抵粉―酸浸-*氧化—*除鐵--除銀、鉛--MnCOj

已知：①金屬活動性：Mn>Fe>Ni>Pb,

②流程中各步驟中對雜質(zhì)離子的去除情況如下表:

Fke2+Ni2+Pb2+

初始濃度/(n】g?L1)21.024.955.86

酸浸后/(m心口)12.853.803.39

除鐵后/(mg?L1)0.253.763.38

除銀、鉛后/(mgL-0.10(達標)3.19(未達標)0.12(達標)

(1)酸浸。向粗錦粉中加入?定濃度的硫酸，控制溶液的pH約為5,測定離子的初始濃度。靜置?段時間

后鎰粉仍略有剩余，過濾；此時Fe?+濃度降低，可能的原因為。

3+

⑵氧化。向“酸浸”后的濾液中加入MnO2,使溶液中的Fe2'轉(zhuǎn)化為Fe,反應的離子方程式為

(3)除鐵。向“氧化”后的濾液中加入物質(zhì)X,是為了調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。下列可

以作為物質(zhì)X的是________(填字母)。

A.MnCChB.Mn(OH)2C.NH3H2O

(4)除鍥、鉛。向“除鐵”后的濾液中通入H2s氣體，待充分反應后加熱-?段時間，冷卻后過濾：此時Ni?

+不達標而Pb?+達標。推測溶解度：PbSNiS(填或“<”)。

(5)制備碳酸缽。已知溶液pH和反應溫度對MnCO3的產(chǎn)率影響分別如圖I、圖2所示。

5.()5.56.06.57.()7.58.0

PH

圖I

請設計從提純后的MnSCh溶液制備MnCCh沉淀的實驗方案：［實驗中須使用的試劑有：氨水一

(NHQ2CO3混合溶液］。

2+13+2+

答案⑴空氣中的02將部分Fe2,氧化(2)2Fe+MnO2+4H=2Fe+Mn+2H2O(3)AB(4)<(5)

在攪拌下向MnSO4溶液中緩慢加入氨水TNHSCO?混合溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為7左右，并在60℃水浴中

保溫，待沉淀完全后，冷卻、過濾、洗滌、干燥后得MnCCh沉淀

解析(l)Fe2+還原性較強，空氣中的02將部分Fe?+氧化，導致Fe?+濃度降低。

(2)MnCh將Fe?+氧化為Fe3+,自身被還原成Mn2+,結(jié)合電子守恒和元素守恒可得離子方程式為2Fe?++

MnO2+4H+=2Fc3+4-Mir++2H2Oo

(3)為了不引入新的雜質(zhì)，應加入適量的MnCCh或Mn(OH)2調(diào)節(jié)pH除去Fe3+。

(4)Ni2+不達標而Pb?+達標，說明溶液中S?一濃度一定時，Ni?+的濃度較大，則相同條件下NiS的溶度積較

大，二者為同種類型的沉淀，所以溶解度PbSvNiS。

(5)根據(jù)圖像可知pH在7左右，溫度在60℃左右時，MnCCh的產(chǎn)率最大，所以從提純后的MnSCh溶液制

備MnCOj沉淀的實驗方案為在攪拌下向MnSO4溶液中緩慢加入氨水一(NH5CCh混合溶液，調(diào)節(jié)溶液pH

為7左右，并在60C水浴中保溫，待沉淀完全后，冷卻、過濾、洗滌、干燥后得MnCCh沉淀。

金屬及其化合物制備流程(V、Cr、Co、Ni、Mo)專題訓練

I.(2020?四川綿陽南山中學高三模擬)工業(yè)上用含三價鈾(V2O3)為主的某石煤為原料(含有AI2O3、CaO等雜

質(zhì))，鈣化法焙燒制備V2O5,其流程如下：

石屐償生函磯嗎浸出液戶也|NH,VOJ萼VQs

資料：+5價機在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系：

pH4?66?88?1010-12

主要離子VOt：voF

VO3vor

(1)焙燒：向石煤中加生石灰焙燒，將V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2的化學方程式是

(2)酸浸：①Ca(VO”2難溶于水，可溶于鹽酸。若焙砂酸浸時溶液的pH=4,Ca(V()3)2溶于鹽酸的離子方程

式是

②酸度對銳和鋁的溶解量的影響如圖所示：酸浸時溶液的酸度控制在大約3.2%,根據(jù)下圖推測，酸浸時不

選擇更高酸度的原因是,

⑶轉(zhuǎn)沉：將浸出液中的帆轉(zhuǎn)化為NH4V03固體，其流程如下:

(NH?jCO,NH.CI

)(NH,)：VO,

行灰乳Cai(VO?2溶液t溶液NHtVO：t

過濾沉淀過逑|溶液過流固體

①畏出液中加入石灰乳的作用是o

②已知常溫下CaCO3的溶度積常數(shù)為&pi，C%3(VO4)2溶度積常數(shù)為&p2。過濾后的(NH03VO4溶液中VOF

的濃度為cmolLr,該溶液中CO歹的濃度為molL-,o

③句(NHD3VO4溶液中加入NH4CI溶液，控制溶液的pH=7.5.當pH>8時，NH4VCh的產(chǎn)量明顯降低，

原因是<■

(4)測定產(chǎn)品中V2O5的純度:稱取ag產(chǎn)品，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液。再加入6mLeimolL

-1

tNH4)2Fe(SO4)2溶液(VO；+2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O),最后用c2mol-LKMnOj溶液滴定過量的

(NH4)2Fe(SO4)2至終點，消耗KMnO4溶液的體積為b2mLo

已知MnO4被還原為Mn”,假設雜質(zhì)不參與反應。則產(chǎn)品中V?Os的質(zhì)量分數(shù)是。

(V2O5的摩爾質(zhì)量：182gmo「)

2.(2020?綿陽高三質(zhì)檢)元素格(Cr)在自然界主要以+3價和+6價存在?；卮鹣铝袉栴}：

I.+6價的Cr能引起細胞的突變而對人體不利，可以用亞硫酸鈉將其還原為+3價的Cr0完成并配平卜

列離子方程式：

二|

□Cr2or+□SOf+□=□c'+□SOf+H2O

IL(1)工業(yè)上利用銘鐵礦(FcO?Cn03)冶煉銘的工藝流程如圖所示：

a.操作①中為加快焙燒速率和提高原料的利用率，可采取的措施是(答一條即可)。

b.浸出液的主要成分為NazCrO,，向濾液中加入鹽酸酸化的氯化鋼溶液有白色沉淀生成”則操作③發(fā)生反

應的離子方程式為。

c.由Cr2O3冶煉Cr可用鋁還原，寫出該反應的化學方程式：。

(2)Cr(OH)3和AI(OH)3類似，也是兩性氫氧化物，寫出Cr(OH)3溶于濃氫氧化鈉溶液的離子方程式：

⑶以倍酸鈉(NazCrO。為原料，用電化學法可制備重鋁酸鈉(NazCcO)，實驗裝置如圖所示(已知：2CrOi-+

2H*CnOh+H2O)。

①陰極的電極反應式為。

②電解一段時間后，測得陽極區(qū)溶液中Na，物質(zhì)的最由。mol變?yōu)槿薽ol,則此時銘酸鈉的轉(zhuǎn)化率為

3.(2020?濟南聯(lián)考)堿式碳酸鉆用作催化劑及制鉆鹽原料，陶瓷工業(yè)著色劑，電子、堿性材料的添加劑。

利用以下裝置測定堿式碳酸鉆［Co式OHMCCh)二?%()］的化學組成，

已知：堿式碳酸鉆中鉆為+2價，受熱時可分解生成三種氧化物。

請回答下列問題:

⑴選用以上裝置測定堿式碳酸鉆［Co式OH)y(CO3)2HO］的化學組成，其正確的連接順序為

a