高考化学一轮复习专题二十八化学与技术考点三化学与材料的制造和应用教学案

已知：在该工艺条件下，①Fe、Zn、Mn完全形成氢氧化物沉淀时溶液的pH分别

3＋

2＋

2＋

为3.7、9.4、12.4；②Zn(OH)在pH大于10.5时开始溶解。

请回答下列问题：

2

(1)用稀硫酸酸浸时，为了提高浸出率可采取的措施有__________________(任写一

条)。

(2)酸浸时，废旧锌锰电池中的二氧化锰被双氧水还原的反应的离子方程式为

______________________。

(3)加入NaOH溶液两次调节溶液pH的目的分别是______________、______________。

(4)有同学认为该工艺流程中，水蒸气加热之前还缺少一个步骤，该步骤是

________________。

(5)检测滤液成分后，加入一定量的

MnSO4和铁粉的目的是

__________________________________________。

(6)当x＝0.2时，所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强，试用氧化物的形

式表示该锰锌铁氧体的组成________________。

[解析] (1)加热、搅拌、增大H2SO4的浓度等措施均能提高反应速率，从而提高浸出

率。

(2)MnO2为氧化剂，H2O2为还原剂，H2SO4为酸性介质，反应生成MnSO4、O2、H2O：MnO2＋

HO＋HSO===MnSO＋O↑＋2HO，将该化学方程式改写为离子方程式即可。

22

2

4

4

2

2

(3)根据锰锌铁氧体的组成可知，其不含有SO42－，所以需将反应所得的Mn、Zn、Fe与SO42－分离，第一次加入NaOH溶液调节pH至9.4时，Zn、Fe能完全沉淀，同时生成的Zn(OH)2不溶解，过滤后，实现与SO42－的分离，过滤后的滤液中存在Mn，第二次

2＋

3＋

2＋

3＋

2＋2＋

加入NaOH溶液调节pH至12.4时，Mn也完全沉淀，再经过滤实现与SO42－的分离。

(4)过滤得到的滤渣会吸附一些杂质离子，需洗涤除去。

2＋

(5)锰锌铁氧体要符合MnxZn1－xFe2O4的组成，检测滤液成分后，加入一定量的MnSO4和

铁粉的目的就是调节滤液中Mn、Fe元素的含量，使各元素的配比符合锰锌铁氧体的组成。

(6)当x＝0.2时，锰锌铁氧体的化学式为

Mn0.2Zn0.8Fe2O4，即MnZn4Fe10O20，根据制备流程可知，MnZn4Fe10O20中Mn为＋2价，Zn为＋2价，设Fe元素为＋n价，则有2＋8＋10n＝40，解得n＝3，则MnZn4Fe10O20用氧化物的

形式表示为MnO·4ZnO·5FeO。

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[答案] (1)加热(搅拌、增大硫酸浓度等)

(2)MnO＋HO＋2H===Mn＋O↑＋2HO

＋

2＋

2

22

2

2

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(3)使溶液中的Zn、Fe完全转化为氢氧化物沉淀，同时防止生成的Zn(OH)2溶解

2＋3＋

使溶液中的Mn

2＋

完全转化为氢氧化物沉淀

(4)洗涤

(5)调节滤液中Mn、Fe元素的含量，使各元素的配比符合锰锌铁氧体的组成

(6)MnO·4ZnO·5FeO

【解题法】 物质制备类化工流程题解题方法

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化学与技术涉及大量的物质制备类化工生产流程题，这类题目一般采用如下方法：

(1)明确原始物质及目标产物。

(2)明确化工生产流程主线的特点，一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特

点：

→预处理

对原料的

→

核心化产品的提目标

→→原料

学反应纯分离产物

根据以上特点，首先逐一分析每一步流程中涉及的化学反应、化学反应原理、重要的操作步骤以及试剂和仪器等，然后与目标产物联系起来，形成整体思维，这样就能化繁为

简，提升解题能力。

1．氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量

CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

回答下列问题：

(1)步骤①中得到的氧化产物是________。溶解温度应控制在60～70 ℃，原因是

__________________________________________。

(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式___________________。

(3)步骤⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是________(写名称)。

(4)上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是__________________。

(5)步骤②、④、⑤、⑧都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有

________(填字母)。

B．离心机 D．框式压滤机

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A．分馏塔

C．反应釜