题型突破4 无机化工微流程分析 1.(2024·黑吉辽卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是( ) 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰) 离子 Zn2+ Cu2+ Cl- 浓度/(g·L-1) 145 0.03 1 A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全 B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2===2Cu2++H2↑+2H2O C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn 2.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A.Ⅰ的化学方程式:3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2 B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率 C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收 3.(2023·浙江6月选考)苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下: 粗苯甲酸悬浊液滤液苯甲酸 下列说法不正确的是( ) A.操作Ⅰ中依据苯甲酸的溶解度估算加水量 B.操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹 D.操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体 4.(2023·河北卷)一种以锰尘(主要成分为Mn2O3,杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯MnCO3的清洁生产新工艺流程如下: 已知:室温下相关物质的Ksp如下表。 Al(OH)3 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Mn(OH)2 MgF2 CaF2 10-32.9 10-11.3 10-5.3 10-16.3 10-38.6 10-12.7 10-10.3 10-8.3 下列说法错误的是( ) A.酸浸工序中产生的气体①为氯气 B.滤渣①主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3 C.除杂②工序中逐渐加入NaF溶液时,若Ca2+、Mg2+浓度接近,则CaF2先析出 D.沉淀工序中发生反应的离子方程式为Mn2++2HC===MnCO3↓+CO2↑+H2O 5.(2023·湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下: 已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6 ②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。 下列说法错误的是( ) A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3 B.Na2S溶液呈碱性,其主要原因是S2-+H2OHS-+OH- C.“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+和Zn2+完全沉淀时,溶液中=4.0×10-12 D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水 1.化工微流程中的“四线”分析 (1)试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。 (2)操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。 (3)杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。 (4)产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,实质是目标元素及其化合物的转化。 2.化工微流程中的常见试剂与杂质 (1)试剂 需要掌握常见试剂的类型、作用和相关反应,也可称为反应线。常见试剂及其作用如表所示。 类别 常见试剂 作用 氧化剂 KMnO4、K2Cr2O7、Cl2、HNO3、Fe3+、空气(O2)、H2O2 氧化某物质以除去杂质或获得产品 还原剂 SO2、S、I-、Fe2+、金属单质、H2O2、HCl 还原某物质以除去杂质或获得产品 酸 H2SO4、HCl、HNO3 利用酸溶解或除去某物质或获得产品 碱 NaOH、NH3·H2O 利用碱溶解或除去某物质或获得产品 其他 氧化物(CuO、MgO)、NaF等 除去某物质或得到产品 (2)杂质 对于矿物质而言,测定元素组成后,即可确定杂质。常见杂质及其除杂方式如表所示。 杂质的核心元素 去除方式 Fe、Al等金属元素 调pH SiO2 直接过滤除去或转化为H2SiO3 Mg、Ca等金属元素 利用NaF溶液,转化为氟化物沉淀 Mn 可以转化为氟化物沉淀,也可以转化为MnO2 3.原料预处理阶段各操作的目 ... ...
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