2021高中化学一轮复习训练：21工艺流程中常考陌生元素

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1. 应用①

21 工艺流程中常考陌生元素---锰、钛、铬、钒系列

例1：MnO2是一种重要的化工原料，可用于合成工业的催化剂和氧化剂。采用软锰矿(主要

成分为 MnO2)可制备高纯 MnO2，其流程如下：

下列叙述错误的是（）

A．“含 Mn2+、Al3+的溶液”中还含 Fe3+

B．加入“氨水”同时搅拌，搅拌的目的是提高反应速率

C．“滤渣”可完全溶解在 NaOH 溶液中

D．电解含 Mn2+的溶液，MnO2为阳极产物

【解析】由流程可知，向软锰矿中加入硫酸和硫酸亚铁，软锰矿溶解得到 Mn2+、A13+、Fe3+

的溶液，向溶液中加入氨水调节溶液 pH 使A13+和Fe3+完全转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，

过滤得到含 Mn2+的溶液，电解含 Mn2+的溶液，Mn2+在阳极放电得到 MnO2。C项、向溶液中

加入氨水调节溶液 pH 使A13+和Fe3+完全转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀不与

NaOH 溶液反应，滤渣不能完全溶解，错误；故选 C。

【答案】C

例2：钴(Co)是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料，其

金属性弱于 Fe 强于 Cu。某低位硫钴铜矿的成分为：CoS、CuFeS2、CaS、SiO2，一种利用生

物浸出并回收其中钴和铜的工艺流程如图：

回答下列问题：

工艺流程中常考陌生元素系

(1)Cu2+的生物浸出原理如下：

温度超过 50℃浸出率急剧下降，其原因是；其他金属离子的浸出原理与上图类似，写出由

CoS 浸出 Co2+的离子方程式。

(2)浸出渣的主要成分为_____。

(3)萃取分离铜的原理如下：Cu2++2(HR)org (CuR2)org+2H+。根据流程，反萃取加入的

试剂应该为_____(写化学式)。

(4)除铁步骤中加入 H2O2，调节溶液的 pH 至4，将 Fe2+转化为 FeOOH 过滤除去，写出该转化

的离子方程式为。检验 Fe2+是否完全被转化的试剂为_____。

(5)通过电解法制得的粗钴含有少量铜和铁，需要电解精炼，进行精炼时，精钴应处于_____

极(填“阴”或“阳”)，阳极泥的主要成分为_____。

【解析】（1）温度过高细菌失活，浸出率急剧下降；根据 Cu2+的生物浸出可知矿物再细菌和

Fe3+ 作用下化合物中 S元素转化为 S单质，则 Co2+ 的生物浸出离子方程式为：

；（2）由生物浸出原理图可知 S元素最终转化为 SO，与 Ca2+

结合生成 CaSO4，SiO2不参与反应，金属阳离子进入滤液，则浸出渣的主要成分为

CaSO4、SiO2；（3）根据平衡移动原理可知，反萃取需加入酸，由流程图可知反萃取后得到

CuSO4溶液。则应加入硫酸，故答案为：H2SO4；（4）H2O2和Fe2+反应生成 FeOOH 沉淀，离

子方程式为。检验检验亚铁离子可用铁氰化钾溶液，

若生成蓝色沉淀则存在亚铁离子，故答案为：；铁氰

化钾；（5）电解精炼时粗钴为阳极，精钴做阴极。电解精炼时， Fe 和Co 溶解，Cu 较不活

泼，不能溶解，因此，阳极泥主要为铜，故答案为：阴；铜。

【答案】（1）温度过高细菌失活

（2）CaSO4、SiO2

（3）H2SO4

（4）铁氰化钾

（5）阴铜

1．KMnO4在医疗上有广泛地应用，可用于防腐、制药、消毒等。现以软锰矿（主要成分为

MnO2，含有少量 Al2O3、SiO2等）为原料制备 KMnO4的工业流程如图所示。

（1）料渣的主要成分是____，操作 2的意义是__________。

（2）“调 pH”的目的是__________；写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式：________。

熔融过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。

（3）操作 3的内容为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、烘干，已知 KHCO3、KMnO4的溶解度曲

线是下图中的两种，则 KHCO3、KMnO4的溶解度曲线分别是_____（填序号）。

（4）用惰性电极电解 K2MnO4溶液也可得到目标产物，则生成目标产物的电极反应式为____

_______，充分电解后，得到的溶液中溶质的主要成分是______和KMnO4。

【解析】软锰矿(主要成分为 MnO2，含有少量 Al2O3、SiO2等)加入稀硫酸同时通入二氧化硫，

可将 MnO2还原成 Mn2+，则溶液中主要阳离为 Mn2+和Al3+，料渣为不溶于稀硫酸的 SiO2，之

后滤液中加入碳酸锰调节 pH 使Al3+转化为 Al(OH)3沉淀除去；然后加入高锰酸钾氧化 Mn2+得

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