《三维设计》2018年高考化学一轮复习专题训练（一）+无机化学工艺流程

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________________________________________________________________________。 (5)该工艺中滤渣的成分是________。

(6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 解析：(1)分离正丁烷和异丁烷，选用分子筛的型号应在4.65A～5.6A之间，故应选择5A型分子筛。(2)铝灰中的AlN发生水解反应生成Al(OH)3和NH3，反应的化学方程式为AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑，加热可以促进AlN水解生成氨气，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。(3)浓缩海水除杂后电解时有氢气和氯气产生，氢气和氯气反应可以制备盐酸，用于酸溶，从而降低生产成本。(4)酸溶后的溶液中含有Fe2＋，漂白液中的ClO

－可将

3＋

Fe2＋氧化成Fe3＋。(5)加入NaOH，Al3＋转化成AlO－2，Fe转化成Fe(OH)3，则该

工艺中滤渣的成分为Fe(OH)3。(6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，通过检验晶体表面是否有铵根离子或氯离子可判断是否洗涤干净。

答案：(1)5A

(2)AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑ 加快AlN水解反应速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出

(3)盐酸 电解时生成的氢气和氯气可以制备盐酸 (4)2Fe2＋2H＋ClO===2Fe3＋Cl＋H2O (5)Fe(OH)3

(6)取最后一次洗涤液少许，加入浓氢氧化钠溶液并微热，若不能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则洗涤干净，否则未洗涤干净(或取最后一次洗涤液少许，加稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，若不能产生白色沉淀，则洗涤干净，否则未洗涤干净)

5．(2017·邯郸模拟)锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁，90%的锰消耗于钢铁工业，10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、 钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：

＋

＋

－

＋

－

已知25 ℃，部分物质的溶度积常数如下：

物质 Ksp Mn(OH)2 2.1×10－13Co(OH)2 3.0×10－16Ni(OH)2 5.0×10－16MnS 1.0×10－11CoS 5.0×10－22NiS 1.0×10－22 (1)步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是

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________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸，其目的有3点：①使矿物中的物质充分反应；②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境；③________________。

(3)步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2氧化为Fe3，该反应的离子方程式是__________________________；加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe3。

(4)步骤Ⅲ中，需要用到的玻璃仪器除玻璃棒、漏斗外，还有________；滤渣2的主要成分是________。

(5)电解后的废水中还含有Mn2，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2)≤1.0×105 mol·L1，则应保持溶液中c(S2)≥________ mol·L1。

解析：向碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)中加入硫酸，可以发生反应生成硫酸盐，其中具有氧化性的MnO2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来，向滤液中加入硫化铵，可以将镍离子、钴离子形成硫化物沉淀下来，最后对得到的含有锰离子的盐电解，可以得到金属锰。(1)加稀硫酸时MnCO3和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，并产生二氧化碳和水，反应的化学方程式为MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O；(2)Mn2＋易水解，加入过量硫酸，还可以抑制Mn2＋的水解；(3)步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；(4)过滤时的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗，故还需烧杯；滤渣2的主要成分是CoS和NiS；(5)MnS的Ksp＝c(Mn2＋)·c(S2－)＝1.0×10－11，为了将Mn21.0×10－11Ksp＋降到1.0×10－5 mol·L－1，则c(S2－)＝＝＝1.0×10－6 mol·L－1，即硫化25＋－c?Mn?1.0×10钠的浓度是1.0×10－6 mol·L－1。

答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O (2)抑制Mn2的水解

(3)MnO2＋2Fe2＋4H===Mn2＋2Fe3＋2H2O (4)烧杯 CoS和NiS (5)1×106

－

＋

＋

＋

＋

＋－

－

＋

－

－

＋

＋

＋

＋

6．以某菱锰矿(含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等)为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。

已知Ksp(MnCO3)＝2.2×10

－11

，Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10

－13

，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10

－33

。

(1)滤渣1中，含铁元素的物质主要是________(填化学式，下同)；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中________含量减少。

(2)滤液2中，＋1价阳离子除了H外还有________(填离子符号)。

(3)取“沉锰”前溶液a mL于锥形瓶中，加入少量AgNO3溶液(作催化剂)和过量的1.5%(NH4)2S2O8溶液，加热，Mn2被氧化为MnO4，反应一段时间后再煮沸 5 min [除去过量的(NH4)2S2O8]，冷却至室温。选用适宜的指示剂，用b mol·L溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V mL。

①Mn2与(NH4)2S2O8反应的还原产物为________。

②“沉锰”前溶液中c(Mn2)＝________mol·L1。(列出表达式)

(4)其他条件不变，“沉锰”过程中锰元素回收率与NH4HCO3初始浓度(c0)、反应时间的关系如图所示。

＋

－

＋

－1

＋

－

＋

的(NH4)2Fe(SO4)2标准

①NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越________(填“高”或“低”)，简述原因________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 ②若溶液中c(Mn2)＝1.0 mol·L1，加入等体积1.8 mol·L1 NH4HCO3溶液进行反应，计算20～40 min内v(Mn2)＝________。

解析：(1)根据工艺流程图分析，菱锰矿酸浸后，浸液中所含金属阳离子有Mn2＋、Fe2

＋、Al3＋；加入

＋＋

－

－

MnO2，Fe2＋被氧化为Fe3＋；加入NaOH调节pH，过滤后得到的滤渣1中

含铁元素的物质主要为Fe(OH)3。如果pH过大，则滤渣中Al(OH)3、SiO2会开始溶解。(2)

调pH时加入NaOH、沉锰时加入NH4HCO3，故滤液2中，＋1价阳离子除了H＋外还有

2－被还原为SO2－。Na＋、NH＋(3)①Mn2＋与(NH4)2S2O8反应，Mn2＋被氧化为MnO－则S2O84。4，4

②根据滴定原理，由原子守恒及得失电子守恒，可得关系式Mn2＋～MnO－4～111

5(NH4)2Fe(SO4)2，则n(Mn2＋)＝n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝b mol·L－1×V×10－3 L×＝bV×10

5551

bV×10－3 mol5bV－3 mol，故c(Mn2＋)＝＝ mol·L－1。(4)①根据题图，NH4HCO3初始浓度35a－a×10 L越大，锰元素回收率越高。②加入等体积1.8 mol·L－1 NH4HCO3溶液，则混合后c(Mn2＋)＝0.50 mol·L－1，c(NH4HCO3)＝0.90 mol·L－1，20～40 min内Mn的回收率由20%变为50%，0.50 mol·L－1×30%

回收率增大30%，故v(Mn2＋)＝＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1。

?40－20?min

答案：(1)Fe(OH)3 Al(OH)3、SiO2 (2)Na、NH4

2[或“HSO”、“NaSO”、“(NH)SO”] ②(3)①SO42424424

－

＋

－

＋

＋

bV

5a

－

＋

(4)①高 根据Ksp＝c(CO2c(Mn2)，c(NH4HCO3)越大，c(CO2c(Mn2)越小，3)·3)越大，析出的MnCO3越多[或c(NH4HCO3)越大，c(CO23)越大，使平衡MnCO3(s)

＋

－

－

－

CO23(aq)

－

－

＋Mn2(aq)向逆反应方向移动，析出的MnCO3越多] ②7.5×103 mol·L1·min1