发布时间 : 星期六 文章2017届步步高考前3个月化学三轮冲刺热点题型特训：七、化工流程中重要物质的确定专练更新完毕开始阅读
七、化工流程中重要物质的确定专练
1．废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：
流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是________。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是_________________________________________。 答案 H2SO4 防止由于溶液中的c(OH)过高，生成Cu(OH)2沉淀
解析 操作④得到的H2SO4 可以利用到反应Ⅲ中，所以第三处循环的试剂为H2SO4；NH4Cl水解溶液呈酸性，可以中和溶液中的OH，防止由于溶液中的c(OH)过高，生成Cu(OH)2沉淀。
2．毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2、Mg2、Fe3等杂质)，实验室利用毒重石制备
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BaCl2·2H2O的流程如下：
开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH Ca2 ＋Mg2 ＋Fe3 ＋11.9 13.9 9.1 11.1 1.9 3.2 加入NH3·H2O调节pH＝8可除去________(填离子符号)，滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量，原因是_____________________________________。 已知：Ksp(BaC2O4)＝1.6×107，Ksp(CaC2O4)＝2.3×109。
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答案 Fe3 Mg(OH)2、Ca(OH)2 H2C2O4过量会导致生成BaC2O4沉淀，产品的产量减少
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解析 根据流程图及表格中数据可知，加入NH3·H2O调节pH＝8时，只有Fe3完全沉淀而
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除去。加入NaOH，调pH＝12.5，对比表格中数据可知，此时Mg2完全沉淀，Ca2部分沉
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淀，所以滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2。根据Ksp(BaC2O4)＝1.6×107，H2C2O4过量时Ba2
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会转化为BaC2O4沉淀，从而使BaCl2·2H2O的产量减少。
3．CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al
及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下：
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀 2.7 5.6 3.8 －－沉淀完全 3.7 6.7 4.7 已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2，CuCl2的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。 (1)煅烧的主要目的是____________________________________________________。 (2)操作Ⅰ为调节溶液的pH，范围为________________________________________， 加入的物质X可以是________。 A．CuO C．NaOH溶液
B．Cu(OH)2 D．CaCO3
(3)滤渣Ⅱ的主要成分是__________________________________________________。
(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl2，请写出反应的离子方程式：_____________。 答案 (1)使铜转化为可溶于酸的氧化物 (2)4.7≤pH＜5.6 ABC (3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)2H2O＋2Cu2＋SO2＋4Cl===2CuCl2＋4H＋SO24
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解析 (1)铜在废铜料中主要以铜单质的形式存在，综观整个流程图可知，CuCl需从溶液中提取，故煅烧的目的是将铜转化为溶于酸的氧化物。(2)调节溶液中的pH时，应保证使Fe3
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和Al3完全沉淀，而Cu2不能沉淀，故溶液中的pH应4.7≤pH＜5.6，加入的物质不能在含铜离子的溶液中引入新的杂质，再结合后面反应Ⅰ中需加入NaCl，符合要求的有A、B、C三项。(3)溶液的pH为4.7≤pH＜5.6时，Fe3和Al3完全转化为相应的氢氧化物沉淀，滤渣
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Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)由Cu2―→CuCl2知，铜元素的化合价降低，故SO2
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在该反应中化合价升高，生成SO24，结合原子守恒，反应物还有Cl和H2O，生成物还有H
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，由此再结合电子得失、电荷守恒可写出反应的离子方程式。
4．钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业上以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。
加入H2C2O4溶液时，发生反应的化学方程式为_________________； 可循环使用的物质X是________。 答案 BaCl2＋TiCl4＋2H2C2O4＋5H2O=== BaTiO(C2O4)2·4H2O↓＋6HCl 盐酸(或HCl)
解析 根据过滤得到草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O]可知，加入H2C2O4溶液时，发生反应的化学方程式为BaCl2＋TiCl4＋2H2C2O4＋5H2O===BaTiO(C2O4)2·4H2O↓＋6HCl。反应中有HCl生成，在酸浸中要加入HCl，因此可以循环利用的是HCl。
5．某地煤矸石经预处理后主要含SiO2(61%)、Al2O3(30%)和少量的Fe2O3、FeO及钙镁化合物等。某实验小组利用其提取Al(OH)3。
(1)滤渣Ⅱ的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和________。 (2)上述流程中可循环利用的物质的化学式是________________。 答案 (1)Fe(OH)3 (2)CO2(或Na2CO3、CO2)
解析 (1)煤矸石溶于稀盐酸发生的反应有：Al2O3＋6H===2Al3＋3H2O、Fe2O3＋6H===2Fe3
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＋3H2O、FeO＋2H===Fe2＋H2O，然后过滤，得到的滤渣为SiO2，向滤液中通入氯气，
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3发生的反应为2Fe2＋Cl2===2Cl＋2Fe3，向溶液中加入碳酸钠，CO2Fe3、3可以促进Al、
Mg2的水解，生成氢氧化物沉淀和CO2，同时还能和Ca2生成CaCO3沉淀，加入过量NaOH
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溶液，Al(OH)3溶解，其余沉淀不溶解，过滤后得到的滤渣Ⅱ为CaCO3、Mg(OH)2和Fe(OH)3，滤液中含有NaAlO2，向滤液中通入二氧化碳，发生的反应为AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3或2AlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO23，然后过滤得到Al(OH)3，母液Ⅱ中含
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有NaHCO3或碳酸钠。(2)水解时生成二氧化碳气体、转化时需要二氧化碳，水解时需要碳酸钠、转化时得到碳酸氢钠或碳酸钠，所以能循环利用的是CO2(或Na2CO3、CO2)。 6．某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等离子。有人设计了图中的工艺
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流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
图中标号处需加入的相应物质分别是
①____________，②____________，③___________________________________， ④____________，⑤____________。
答案 ①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠 ⑤氢氧化钠
解析 本实验的目的是用废铁屑，常用的酸和碱，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3、Cu2、Au3，因此首先加入废铁屑将Cu和Au都置换出来。
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Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能将其分离，Cu2和Fe2分别加入碱
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使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。
7．难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡： K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)
2Ca2＋2K＋Mg2＋4SO24＋2H2O
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为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：
(1)滤渣主要成分有________和________以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K的原因：__________ ________________________________________________________________________。 (3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入________溶液调滤液pH至中性。
答案 (1)Mg(OH)2 CaSO4 (2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，
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Mg2浓度减小，平衡正向移动，K增多 (3)K2CO3 H2SO4
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解析 解题时，要依据制备K2SO4的工艺流程，结合物质的分离与提纯的原则进行分析。 (1)杂卤石中加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，CaSO4微溶于水，过
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滤后，滤渣中含有Mg(OH)2、CaSO4及未溶解的杂卤石。
(2)加入Ca(OH)2溶液，Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀，使c(Mg2)减小，杂卤石的溶解
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平衡正向移动，同时c(Ca2)与c(SO24)均增大，从而析出CaSO4沉淀，K留在滤液中。
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(3)滤液中含有Ca2、OH，可先加入过量K2CO3溶液，除去Ca2，过滤后，再加入稀H2SO4
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调节溶液的pH至中性。
8．烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为________________________________；滤渣Ⅰ的主要成分为