專題十無機(jī)工藝流程分析（7）

1、專題十 無機(jī)工藝流程分析（7）1、下列制備物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)流程合理的是(   )A.制鎂:海水Mg(OH)2MgOMgB.由NaCl制漂白劑:NaCl(aq)Cl2漂白粉C.由鋁土礦冶煉鋁:鋁土礦AlD.合成NH3:NH4Cl和Ca(OH)2固體NH3純凈干燥的氨氣2、磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一,采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬,其流程如下:下列敘述錯誤的是(   )A.合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用B.從"正極片"中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC."沉淀&

2、quot;反應(yīng)的金屬離子為Fe3+D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉3、根據(jù)如圖海水綜合利用的工業(yè)流程圖,判斷下列說法正確的是(   )已知:MgCl26H2O受熱生成Mg(OH)Cl和HCl氣體等.A.過程加入的藥品順序為:Na2CO3溶液BaCl2溶液NaOH溶液過濾后加鹽酸B.過程通過氧化還原反應(yīng)可產(chǎn)生1種單質(zhì)C.在過程中將MgCl26H2O直接灼燒得到MgCl2D.在過程、反應(yīng)中每氧化0.2mol Br-需消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L Cl24、當(dāng)前,汽車尾氣已成為許多城市空氣的主要污染源。研究表明,含TiO2的混凝土或瀝青可以部分消除汽車尾氣中的氮氧化物,其

3、原理如下:下列關(guān)于該“消除”過程的敘述不正確的是(   )A.部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B.消除總變化為NOx+O2+H2OHNO3C.消除反應(yīng)能全天候發(fā)生D.使用納米TiO2的消除效率更高5、以二氧化錳為原料制取高錳酸鉀晶體的實驗流程如下,下列有關(guān)說法正確的是(   )A.“灼燒”時,可在瓷坩堝中進(jìn)行B.“浸取”時,可用無水乙醇代替水C.“轉(zhuǎn)化”反應(yīng)中,生成的KMnO4與MnO2的物質(zhì)的量之比為1:2D.“濃縮結(jié)晶”后的母液中仍可能含有KMnO4和K2CO3兩種溶質(zhì)6、為落實“五水共治”,某工廠擬綜合處理含廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、C

4、O,不考慮其他成分),設(shè)計了如下流程。下列說法不正確的是(   )A.固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B.X可以是空氣,且需過量C.捕獲劑所捕獲的氣體主要是COD.處理含廢水時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為7、海水開發(fā)利用的部分過程如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是(     )A.海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等B.空氣吹出法是工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法。其工藝的其中一個環(huán)節(jié)是把氯氣通入酸化的濃縮海水(或苦鹵)中C.稀有氣體(如氬)氛圍中和加熱條件下,可以用鎂與TiCl4反應(yīng)得到鈦D.在工業(yè)上一般選用

5、氫氧化鈉溶液作為圖示中的沉淀劑8、海水約占地球表面積的71%,具有十分巨大的開發(fā)潛力。下圖是開水資源綜合利用的工藝圖,以下說法正確(   )A.電解NaCl溶液時可用鐵做電極,其離子方程式為:2Cl- + 2H2O = 2OH-+ H2+ Cl2B.向苦鹵中加入Cl2的作用是置換出溴單質(zhì),該過程體現(xiàn)了還原性:Cl- > Br-C.實驗室模擬海水提取淡水,除夾持裝置外只用到的儀器有蒸餾燒瓶、酒精燈、錐形瓶D.Br2 與SO2的水溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Br2 + SO2 + 2H2O =4H+ 2Br- + 9、海水化學(xué)資源開發(fā)利用的部分過程如下圖所示(苦

6、鹵中主要含K+、Mg2+、Br-等)。下列說法錯誤的是(   )A.從海水得到粗鹽主要通過蒸發(fā)操作實現(xiàn)B.向苦鹵中通入Cl2時溴離子被還原為Br2C.富集溴涉及的離子反應(yīng)有Br2+SO2+2H2O2Br-+4H+D.工業(yè)選用的沉淀劑通常經(jīng)煅燒碳酸鈣獲得而不是電解食鹽水10、用無機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料,其產(chǎn)品過程示意圖如下,下判有關(guān)說法不正確的是(   )A.制取玻璃的同時產(chǎn)生CO2氣體,制取粗硅時生成的氣體產(chǎn)物為COB.生產(chǎn)高純硅、鋁、銅及玻璃的過程中都涉及氧化還原反應(yīng)C.粗硅制高純硅時。提純四氯化硅可用多次分餾的方法D.黃銅礦冶煉銅時產(chǎn)生SO

7、2可用于生產(chǎn)硫酸,FeO可用作冶煉鐵的原料11、光纖通訊是光導(dǎo)纖維傳送信號的一種通訊手段，合成光導(dǎo)纖維及氮化硅（一種無機(jī)涂層）的工藝流程如下：回答下列問題：（1）反應(yīng)I的化學(xué)方程式為2C + SiO2 Si + 2CO，其中還原劑為 ，產(chǎn)物Si在周期表中位于 ，該反應(yīng)涉及的副反應(yīng)可能有C + SiO2 Si + CO2（碳不足）和 （碳足量）。（2）經(jīng)反應(yīng)所得的四氯化硅粗品中所含的物質(zhì)如下：組分名稱SiCl4SiHCl3SiH2Cl2HClBCl3PCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5450.4050.04620.00030.001930.00157沸點57.631. 88. 2-8512. 575. 5圖中

8、 “操作X”的名稱為 ；PCl3的電子式為 。（3）反應(yīng)的化學(xué)方程式為3SiCl4 + 4NH3 Si3N4 + 12HCl，若向一2L恒容密閉容器中投入1mol SiC14和1mol NH3，6min后反應(yīng)完全，則06min內(nèi)，HCl的平均反應(yīng)速率為 mol·L-l·min-l。反應(yīng)的與產(chǎn)生的氣體相同，則反應(yīng)化學(xué)方程式為 。反應(yīng)中的原料氣H2和O2在堿性條件下可構(gòu)成燃料電池，其正極反應(yīng)的電極方程式為 。12、隨著鋰電池的大量使用,現(xiàn)代工業(yè)對鋰的需求大大增加。如圖是工業(yè)上以一種含鋰礦石(主要成分為、,還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰的工藝流程:查閱資料

9、:幾種金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH如下表。氫氧化物開始沉淀pH2.73.79.67.5完全沉淀pH3.74.7119.7請回答下列問題:（1）實際生產(chǎn)中能加快反應(yīng)I酸浸速率的方法有_(任寫兩種)。（2）流程中采用93%98%硫酸而不使用稀硫酸的主要原因是_,反應(yīng)II調(diào)節(jié)溶液pH=5的作用是_。（3）沉淀A的主要成分是_;實驗室中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作需要的儀器有_(填序號)。A.坩堝B.坩堝鉗C.容量瓶D.蒸發(fā)皿E.燒杯F.玻璃棒（4）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_;實際生產(chǎn)中,按照上述流程電解時會產(chǎn)生少量氧氣,原因是_。（5）參照上述流程,利用常見無機(jī)原料設(shè)計一種從水洗后的礦泥中提取金屬Al的流程:_

10、。13、PbCl2是一種重要的化工材料，常用作助溶劑、制備鉛黃等染料。工業(yè)生產(chǎn)中利用方鉛礦精礦（主要成分為PbS，含有FeS2等雜質(zhì)）和軟錳礦（主要成分為MnO2）制備PbCl2的工藝流程如下圖所示。已知：iPbCl2微溶于水iiPbCl2（s）+2Cl-（aq）（aq）H0（1）浸取過程中MnO2與PbS發(fā)生如下反應(yīng)，請將離子反應(yīng)配平： + + PbS + MnO2 = PbCl2+ + + _（2）由于PbCl2微溶于水，容易附著在方鉛礦表面形成“鈍化層”使反應(yīng)速率大大降低，浸取劑中加入飽和NaCl溶液可有效避免這一現(xiàn)象，原因是_。（3）調(diào)pH的目的是_。（4）沉降池中獲得PbCl2采取的

11、措施有_。（5）通過電解酸性廢液可重新獲得MnO2，裝置示意圖如下：在_極（填“a”或“b”）獲得MnO2，電極反應(yīng)為_。電解過程中發(fā)現(xiàn)有Cl2產(chǎn)生，原因可能是_、_。14、鎳電池廣泛應(yīng)用于混合動力汽車系統(tǒng)，電極材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵等涂覆在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對環(huán)境有危害，某興趣小組對該電池電極材料進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計實驗流程如下：已知：NiCl2易溶于水，F(xiàn)e3不能氧化Ni2已知實驗溫度時的溶解度：NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O已知生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示。開始沉淀時完全沉淀時Al(OH)33.

12、434.19Fe(OH)32.532.94Ni(OH)27.609.75回答下列問題：（1）加入試劑A來調(diào)節(jié)溶液的pH至5左右，試劑A最好選用 。aNaOH bNa2CO3 cNiO 該過程析出沉淀的成分是_（填化學(xué)式）。（2）加入Na2C2O4溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（3）電解時的陰極電極反應(yīng)式是_。檢驗陽極產(chǎn)生的氣體的試劑是 。（4）沉淀可被電解所得陽極產(chǎn)物氧化，該反應(yīng)的離子方程式是_。（5）檢驗Ni(OH)3已洗滌干凈的方法是_。15、氧化亞銅(Cu2O)是一種用途廣泛的光電材料，某工廠以硫化銅礦石(含 CuFeS2、Cu2S等)為原料制取Cu2O的工藝流程如下：常溫下幾種物質(zhì)開始

13、形成沉淀與完全沉淀時的pH如下表開始沉淀7.52.74.8完全沉淀9.03.76.4（1）爐氣中的有害氣體成分是_，Cu2S與O2反應(yīng)時，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_。（2）若試劑X是H2O2溶液，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式：_。當(dāng)試劑X是_時，更有利于降低生產(chǎn)成本。（3）加入試劑Y調(diào)pH時，pH的調(diào)控范圍是_。（4）寫出用N2H4制備Cu2O的化學(xué)方程式：_，操作X包括_、洗滌、烘干，其中烘干時要隔絕空氣，其目的是_。（5）以銅與石墨作電極，電解濃的強(qiáng)堿性溶液可制得納米級Cu2O，寫出陽極上生成Cu2O的電極反應(yīng)式：_。 答案以及解析1答案及解析：答案：B解析：工業(yè)上通過電解熔融氯化鎂制備

14、金屬鎂,A錯誤;由NaCl制漂白劑:NaCl(aq)Cl2漂白粉,B正確;由鋁土礦冶煉鋁首先要制備純凈的氧化鋁,然后電解熔融的氧化鋁制備金屬鋁,C錯誤;工業(yè)上利用H2和N2合成NH3,D錯誤。 2答案及解析：答案：D解析：廢舊電池隨意丟棄既會對環(huán)境造成污染又會浪費資源,合理處理廢舊電池既有利于保護(hù)環(huán)境,又能實現(xiàn)資源再利用,A正確;正極片與堿液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,則可以回收金屬鋁,磷酸亞鐵鋰中含有鋰元素和鐵元素,分步沉淀可以回收金屬鐵和鋰,B正確;含磷酸亞鐵鋰濾渣與硫酸和硝酸的混合溶液反應(yīng),因硝酸有強(qiáng)氧化性,可以把亞鐵離子氧化為鐵離子,故含Li、P、Fe等濾液中Fe元素以Fe3+形式存在,加入堿液

15、后Fe3+與氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀,C正確;最后濾液中的鋰離子與碳酸鈉中的碳酸根離子結(jié)合生成碳酸鋰沉淀,由對角線規(guī)則可知,鋰及其化合物的性質(zhì)與鎂及其化合物的性質(zhì)相似,由碳酸鎂難溶于水推知碳酸鋰難溶于水,由硫酸鎂易溶于水推知硫酸鋰也易溶于水,故不能用硫酸鈉代替碳酸鈉,D錯誤。 3答案及解析：答案：D解析： 4答案及解析：答案：C解析：由圖中示意圖可以看出,在TiO2催化作用下,紫外線提供能量,發(fā)生化學(xué)反應(yīng):NOx+O2+H2OHNO3,納米TiO2與紫外線接觸面積更大,可以提高化學(xué)反應(yīng)速率,據(jù)此分析解答。A. 題中示意圖表明,在TiO2的催化作用下紫外線提供能量,部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,故

16、A項正確,不符合題意;B. 題中示意圖表明,在TiO2的催化作用下紫外線提供能量,發(fā)生反應(yīng):NOx+O2+H2OHNO3,故B項正確,不符合題意;C.沒有紫外線時上述反應(yīng)不能發(fā)生,故C項錯誤,符合題意;D.納米與紫外線接觸面積更大,將產(chǎn)生更多的光生電子和光生空穴,從而消除更多的NOx,故D項正確,不符合題意;答案選C;【點睛】本題主要考查化學(xué)與STES,其中汽車尾氣氮氧化物成為主要污染源,是近幾年環(huán)保題型的熱點話題,抓住圖示有效信息、結(jié)合氧化還原反應(yīng)的規(guī)律、掌握化學(xué)反應(yīng)所需的條件,是解決問題的關(guān)鍵,D選項要注意納米技術(shù)與普通技術(shù)的優(yōu)越性。 5答案及解析：答案：D解析：A.“灼燒”時,可在鐵坩堝

17、中進(jìn)行, KOH與玻璃中的二氧化硅反應(yīng),故A錯誤;B.“浸取”時,不能用無水乙醇代替水,因K2MnO4不易溶于乙醇,且轉(zhuǎn)化時生成的高錳酸鉀與乙醇反應(yīng)而導(dǎo)致高錳酸鉀變質(zhì),故B錯誤;C.由3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2+2K2CO3,KMnO4與MnO2的物質(zhì)的量之比為2:1,故錯誤;D.“濃縮結(jié)晶”后的母液中有K2MnO4、KMnO4和K2CO3等溶質(zhì),若二氧化碳過量還可能存在碳酸氫鉀,故D正確; 6答案及解析：答案：B解析：工業(yè)廢氣中的CO2、SO2能與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3、CaSO3,A項正確;氣體1是不能被過量石灰乳吸收的NO、CO和N2,部分NO與X

18、反應(yīng)生成NO2,NO和NO2按1:1的體積比能與NaOH溶液反應(yīng)生成亞硝酸鈉,所以X可以是空氣,但不能過量,B項錯誤;氣體2是沒有反應(yīng)的CO和N2,捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO,C項正確;由題意可知, 與NaNO2反應(yīng)后生成了N2,兩者反應(yīng)的離子方程式為,D項正確。 7答案及解析：答案：D解析： 8答案及解析：答案：D解析： 9答案及解析：答案：B解析： 10答案及解析：答案：B解析： 11答案及解析：答案：1. 碳（或C）;第3周期A族 ;3C+SiO2 SiC+2CO2.精餾（或蒸餾或分餾）; 3.0.25; 2H2 + O2 + SiCl4SiO2 + 4HCl;O2 + 2H2O +

19、4e- = 4OH-解析： 12答案及解析：答案:1.粉碎礦石、攪拌2.濃硫酸能將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為三價鐵離子,便于除去;使溶液中的、完全沉淀3.氫氧化鎂和碳酸鈣;BDF4.;加熱蒸干LiCl溶液時,有少量LiCl水解生成LiOH,LiOH受熱分解生成,電解時產(chǎn)生5.礦泥濾液氫氧化鋁Al解析:1.工業(yè)上,為了加快酸浸速率,可采用粉碎礦石、加熱、攪拌等方法。2.使用濃硫酸的主要原因是濃硫酸能將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為三價鐵離子,便于除去;反應(yīng)II加入碳酸鈣的作用是控制溶液pH=5,使溶液中的、完全沉淀。3.加入的氫氧化鈣能夠和鎂離子結(jié)合生成氫氧化鎂沉淀,加入碳酸鈉的目的是除去鈣離子,故沉淀A的主要成分是氫氧化

20、鎂和碳酸鈣;實驗室中進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作需要的儀器有蒸發(fā)皿、酒精燈、三腳架(或鐵架臺)、玻璃棒、坩堝鉗等。4.根據(jù)流程圖可知,反應(yīng)為電解LiCl生成金屬鋰和氯氣;電解時陽極產(chǎn)生的氯氣中會混有少量氧氣,主要原因是加熱蒸干LiCl溶液時,有少量LiCl水解生成LiOH,LiOH受熱分解生成,電解時產(chǎn)生。5.水洗后的礦泥中含有氫氧化鋁和氫氧化鐵等,加入足量的氫氧化鈉溶液使氫氧化鋁溶解,過濾除去不溶性物質(zhì),然后向濾液中通入足量的二氧化碳使偏鋁酸根離子完全沉淀,將過濾出的沉淀加熱可得,最后電解氧化鋁可得金屬鋁。 13答案及解析：答案：1. 8H+2Cl-+PbS+4MnO2=PbCl2+4Mn2+ +4H2

21、O2.PbCl2（s）+2Cl-（aq） （aq），加入NaCl增大c（Cl-），有利于平衡正向移動，將PbCl2（s）轉(zhuǎn)化為溶液中的離子，消除“鈍化層”3.除去溶液中的Fe3+4.加水稀釋、降溫5.a；Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；2Cl-2e-=Cl2；MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O解析：1. 浸取過程中MnO2與PbS發(fā)生反應(yīng)4MnO2+PbS+8HCl=3MnCl2+PbCl2+MnSO4+4H2O，離子反應(yīng)為：8H+2Cl-+PbS+4MnO2=PbCl2+4Mn2+4H2O； 故答案為：8H+2Cl-+PbS+4MnO2=PbCl2+4Mn2+4H

22、2O； 2.浸取劑中加入飽和NaCl溶液可有效避免鈍化層的原因為：已知PbCl2（s）+2Cl-（aq）（aq），加入NaCl增大c（Cl-），有利于平衡正向移動，將PbCl2（s）轉(zhuǎn)化為溶液中的離子，消除“鈍化層”； 故答案為：PbCl2（s）+2Cl-（aq）（aq），加入NaCl增大c（Cl-），有利于平衡正向移動，將PbCl2（s）轉(zhuǎn)化為溶液中的離子，消除“鈍化層”； 3.根據(jù)流程可知調(diào)節(jié)溶液pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵沉淀，除去溶液中的Fe3+； 故答案為：除去溶液中的Fe3+； 4.已知：PbCl2（s）+2Cl-（aq）（aq）H0，可以通過加水稀釋、降溫促進(jìn)反應(yīng)逆向進(jìn)行，獲得P

23、bCl2； 故答案為：加水稀釋、降溫； 5.酸性廢液（Mn2+、Cl-），得到MnO2，故Mn2+失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)得到MnO2，電極反應(yīng)為：Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，為陽極，則連接a極； 故答案為：a；Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+； 酸性廢液中有氯離子，可能在陽極放電得到氯氣，也可能被生成的二氧化錳氧化得到氯氣，涉及的反應(yīng)為：2Cl-2e-=Cl2、MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O； 故答案為：2Cl-2e-=Cl2；MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O。 14答案及解析：答案：1. c;Fe(OH)3、Al(OH)3 2.NiCl2Na2C2O42H2O = NiC2O4·2H2O2NaCl3.2H2O2e= 2OH- +H2或 2H+2e= H2用濕潤的淀粉­KI試紙4.2Ni(OH)22OHCl2 = 2Ni(OH)32Cl5.取最后一次洗滌液，加入酸化的AgNO3溶液，如無白色沉淀生成，證明沉淀已洗滌干凈解析： 1