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1、无机化工流程 专题八 大题题型突破(三) 1.(2019常州高三期末)金属加工前常用盐酸对金属表面的氧化物进行清洗，会产生 酸洗废水。pH在2左右的某酸性废水含铁元素质量分数约3%，其他金属元素如铜、 镍、锌浓度较低，综合利用酸洗废水可制备三氯化铁。制备过程如下： 1234 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表： Fe(OH)3Cu(OH)2Ni(OH)2Zn(OH)2 开始沉淀的 pH1.54.27.15.4 沉淀完全的 pH3.76.79.28.0 1234 解析 从流程“过滤”知，去掉滤液，留下滤渣，即使Fe3沉淀，其余离子不能生 成沉淀，所以pH应大于3.7，目的是使Fe3完全沉淀
2、，但pH不能超过4.2。 回答下列问题： (1)“中和”时调节pH至_，有利于后续制备纯度较高的产品。 3.74.2 1234 解析 从图中知，固液比为1.51对应的曲线为中间线，如果固液比大，则固体溶 解不了，即铁的浸出率低，如果固液比小，则液体量多，后期蒸发溶液时，需要较 多的能量。 (2)处理酸洗废水中和后的滤渣，使铁元素浸出。按照不同的固液比投入“过滤”后 滤渣和工业盐酸进行反应的铁浸出率如图所示，实际生产中固液比选择1.51的原 因是_ _。 固液比大则铁浸出率低；固液比小则过稀的FeCl3溶液蒸发浓缩需消耗过多的 能量，提高了成本 1234 (3)写出“氧化”中发生反应的离子方程式
3、：_ 。 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O 解析 氧化时加入H2O2，目的是将Fe2氧化成Fe3。 (4)“酸溶”后需根据溶液中Fe2含量确定氧化剂的投入量。用K2Cr2O7标准溶液测定 Fe2( 被还原为Cr3)的含量，该反应的离子方程式为：_ _。 =6Fe32Cr37H2O 解析 氧化Fe2生成Fe3，根据Cr和Fe得失电子守恒配平反应，再由电荷守恒 ，确定需要补充H。 1234 (5)将三氯化铁溶液在一定条件下_、_、过滤、洗涤、在氯 化氢气氛中干燥得FeCl36H2O晶体，在实验室过滤装置中洗涤固体的方法是 _。 解析 Fe3水解显酸性，加入HCl可以抑制Fe3水解，从溶液中获
4、得晶体的一般方 法是：蒸发浓缩、冷却结晶。洗涤晶体的方法是：加蒸馏水至浸没固体，待蒸馏水 自然流出，重复23次。 蒸发浓缩冷却结晶 加蒸馏水至恰好浸没固体，待水自然流出，重复23次 1234 2.(2019苏州高三期初调研)一种磁性材料的磨削废料，主要成分是铁镍合金(含镍质 量分数约21%)，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍的工艺流 程如下： 已知：黄钠铁矾NaFe3(SO4)2(OH)6具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特 点。 (1)合金中的镍难溶于稀硫酸，写出金属镍“酸溶”时发生反应的离子方程式： _。 解析 Ni被HNO3氧化生成Ni2和N2，根据Ni和N得失电子
5、守恒配平反应。 1234 (2)“除铁”时H2O2的作用是_，加入碳酸钠的目的是 _。 解析 H2S与Cu2反应生成难溶性的CuS。 将亚铁离子氧化为铁离子 调节溶液的pH，使Fe3完全沉淀为黄钠铁矾渣 解析 除铁过程中生成黄钠铁矾，其中铁为3价，所以加入H2O2是将Fe2氧化生成 Fe3，加入Na2CO3的目的是调节pH，除去Fe3。 (3)“除铜”时，发生反应的离子方程式为_。 H2SCu2=CuS2H (4)已知“除钙镁”过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量为理论用量的1.1倍，用 量不宜过大的原因是_。 解析 加入过多NaF，在酸性条件，HF会腐蚀陶瓷容器。 过量的F生成氢氟酸会腐蚀
6、陶瓷容器 (5)已知常温下KspNi(OH)22.01015，在“沉镍”过程中，当调节溶液pH约为 _时，Ni2刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度1.0105 molL1；lg 2 0.30)。 9.15 1234 3.(2019南京、盐城高三一模)NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水，水溶液近中性，具有强 还原性，可用于化学镀银、镍、铬等。一种利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、 Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2H2O的工艺流程如下： 已知P4与两种碱的反应主要有： . 2Ca(OH)2P44H2O=2Ca(H2PO2)22H2 . 4NaOH P48H2O = 4NaH
7、2PO2H2O2H2 . 4NaOH P42H2O=2Na2HPO3 2PH3 . NaH2PO2NaOH = Na2HPO3H2 1234 (1)尾气中的PH3被NaClO溶液吸收生成NaH2PO2和NaCl的离子方程式为 _。 1234 解析 PH3转化为 ，P的化合价由3升为1，ClO转化为Cl，Cl化合价由 1降为1，根据P和Cl得失电子守恒配平反应，在NaOH溶液中反应，故用OH平衡 电荷。 (2)在温度和水量一定时，混合碱总物质的量与P4的物质的量之比n(碱)/n(磷)与 NaH2PO2产率的关系如图所示。当n(碱)/n(磷)2.6时，NaH2PO2的产率随n(碱)/n(磷) 的增
8、大而降低的可能原因是_。 1234 解析 由已知反应知，过量的碱能将NaH2PO2转化为Na2HPO3，即碱过量， NaH2PO2的产率会降低。 过量的碱将NaH2PO2转化为Na2HPO3 (3)通CO2“调pH”至溶液的pH约为_，滤渣2主要成分为_(填化 学式)。 1234 解析 NaH2PO2水溶液近中性，所以通CO2调节pH约为7。Fe3在NaOH溶液中会生成 Fe(OH)3沉淀，通入CO2后，NaAlO2会转化为Al(OH)3沉淀，Ca2转化为CaCO3沉淀。 7 CaCO3和Al(OH)3 (4)“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba(OH) 2及Na2S溶液除去其中Cl及Fe2
9、等，其中 加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多，其主要原因是_。 1234 解析 NaH2PO2具有强还原性，Ag具有氧化性，两者会发生氧化还原反应。 (5)用NiCl2、NaH2PO2溶液化学镀Ni，同时生成H3PO4和氯化物的化学方程式为 _。 1234 解析 NaH2PO2 转变为H3PO4，P由1价升至5价，NiCl2转化为Ni，Ni的化合价由 2价降低至0价，根据Ni和P得失电子守恒配平反应。 2NiCl2 NaH2PO2 2H2O= 2Ni H3PO4 NaCl 3HCl 1234 4.(2019南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三三模)白银是高新 技术产业的基础材料之
10、一。以铜阳极泥分离所得废渣(成分为AgCl、PbSO4、PbCl2和 Ag2Te)为原料，生产白银的工艺流程如下： 1234 (1)“预处理”是为了去除废渣中的PbCl2和Ag2Te。 酸性条件下，Ag2Te与NaClO3反应生成AgCl、NaCl和H2TeCl6(易溶于水)。写出该 反应的化学方程式：_。 NaClO3Ag2Te8HCl=2AgClH2TeCl6NaCl3H2O 解析 酸性条件下，Ag2Te与NaClO3反应生成AgCl、NaCl和H2TeCl6(易溶于水)， Ag2Te中Ag为1价，Te为2价，H2TeCl6中Te为4价，Te的化合价升高6，NaClO3 中5价Cl转化为1
11、价Cl，根据Te和Cl得失电子守恒配平反应，确定出NaClO3和 Ag2Te的化学计量数均为1，再根据Ag、Na、Te守恒，确定出AgCl、NaCl和H2TeCl6 前的化学计量数，最后由Cl守恒，结合信息知，要补充HCl。 1234 PbCl2、AgCl在不同浓度的盐酸中溶解情况如图2所示。“预处理”所用稀盐酸的 最佳浓度为_。 解析 由图2知，c(HCl)3.2 molL1时，PbCl2溶解的量较多，而AgCl溶解的量较 少，过滤时，滤液中主要是PbCl2，过滤出的AgCl与Na2SO3反应。 1234 3.2 molL1 (2)“浸出”时加入稍过量的Na2SO3溶液，同时控制pH在9以上，其目的是 _。 1234 (3)“过滤”所得滤渣的主要成分是_(填化学式)。将滤液X中Cl和 去除后，再加入适量的_(填化学式)，可实现原料的循环利用。 PbSO4 NaOH 1234 (4)写出碱性条件下N2H4还原AgCl的化学方程式： _。 1234 4AgClN2H44NaOH=4AgN24H2O4NaCl 解析 N2H4还原AgCl得Ag，同时生成N2，根据N和Ag得失电子守恒配平反应，碱性 条件下，故NaOH参加反应。