突破08 循环利用-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

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无机综合及工艺流程(八)

【循环物质定和副产品的判断方法】

1、循环物质的确定

2、副产品的判断

3、滤渣、滤液成分的确定：要考虑样品中原料和杂质中的每一种成分在每一步与每一种试剂的反应情况：

(1)哪些物质(离子)消失了

(2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子；再考虑这些离子间是否会发生反应

(3)去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处

【课后作业】

1、利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣 (Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用。其工作流

程如下：

(1)铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的__________(填“氧化性”或“还原性”)

(2)溶液 1中的主要的阴离子有 CrO42-、___________(填离子符号)

(3)过程 I，在 Cr2O3参与的反应中，若生成 0.4 molCrO42-，消耗氧化剂的物质的量是__________

(4)通入 CO2调节溶液 pH 实现物质的分离。

①滤渣A煅烧得到 Al2O3，再用电解法冶炼 Al。冶炼 Al 的化学方程式是_______________________

②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是__________(填化学式)

③ 已知：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O K=4.0×1014，滤液 3中Cr2O72-的浓度是 0.04 mol/L，则 CrO42-的浓度是_____mol/L

(5)过程 II 的目的是得到 K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的 K2Cr2O7

不同温度下化合物的溶解度(g/100gH2O)

结合表中数据分析，过程 II 得到 K2Cr2O7粗品的操作是：____________________________________，过滤得到 K2Cr2O7粗品

2、辉铜矿主要成分 Cu2S,软锰矿主要成分 MnO2，它们都含有少量 SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和

碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：① MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫

[Cu(NH②3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成 NH3

MnSO③4·H2O易溶于冷水，不溶于酒精

④ 部分金属阳离子氢氧化物的(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol·L-1 计算：当离子浓度小于 1.0×10-5 时，认为该离子

沉淀完全。)Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-38, Ksp(Cu(OH)2)=1.0×10-20， Ksp(Mn(OH)2)=4.0×10-14

(1)酸浸时，得到的浸出液中主要含有 CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式____________________________

(2)调pH 的范围为____________

(3)在该工艺中可循环使用的物质是______________；“加热驱氨” 环节，温度不能过低也不能过高的原因为__________________

(4)请根据如下图示，将“由碳酸锰经一系列操作获得 MnSO4·H2O晶体，并测定纯度”的实验方案补充完整

① 将碳酸锰固体溶于稀硫酸获得硫酸锰溶液 ②加热溶液并控制温度>40℃，_________________得到粗产品

_________________________③ ，低温干燥，可得到较纯晶体

④ 欲测定该品体的纯度，取 14.00g 晶体加蒸馏水配成 100mL 溶液，量取 25.00mL,加足量标准 BaCl2溶液，得到沉淀 4.66g，则

此样品的纯度为_______(保留四位有效数字)。某小组计算发现本组样品纯度大于 100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可

能原因有__________________________________________(任写一种)

3、高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是 MnO2)为原料制备 KMnO4，下图是实验室制备高锰酸钾

的操作流程。

已知：

温度溶解度/g

K2CO3KHCO3KMnO4

20℃ 111 33.7 6.38

请回答：

(1)反应①的化学方程式为______________________________________，加热软锰矿、KClO3、和 KOH 固体时，除三脚架、玻璃棒、

泥三角和铁坩埚外，还用到的仪器有_________，不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是______________

(2)反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________；上述流程中可以循环利用的物质是________________

(3)实验时，从滤液中得到 KMnO4晶体的实验操作 a为_______________________________，若 CO2过量会生成 KHCO3导致得到的

KMnO4产品的纯度降低其原因是________________________

(4)反应③是模拟工业上采用惰性电极电解法制取高锰酸钾晶体，写出反应的化学方程式___________________

4、下图是某工业生产过程，请回答下列问题。

溶解度表(单位：g/100 g 水)：

温度/℃ 0 10 20 30 40 60 80 90 100

氯化铵29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 55.2 65.6 71.3 77.3

硫酸铵70.6 73 75.4 78 81 88 95 98 103

硫酸钾7.4 9.3 11.1 13 14.8 18.2 21.4 22.9 24.1

氯化钾28 31.2 34.2 37.2 40.1 45.8 51.3 53.9 56.3

(1)该工业生产过程的目标产品是________________(写化学式)。

(2)过滤Ⅰ操作所得固体中，除 CaCO3外还有一种物质，该物质的用途有____________(试举一例)

(3)根据溶解度表，转化Ⅱ中适宜的温度是________，过滤Ⅱ操作所得滤渣是________

A．0～10 ℃ B．20～30 ℃ C．40～60 ℃ D．90～100 ℃

(4)我国著名的化学家也利用了转化Ⅱ的反应原理制备了一种重要的碱，该制备过程的化学方程式为___________________

(5)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)进行脱水处理可制得常用的干燥剂，根据下图选择的最佳脱水方法是________

A．氯化氢气流中加热到 174 ℃ B．直接加热至174 ℃

C．直接加热至260 ℃ D．氯化氢气流中加热到 260 ℃

(6)上述工业流程实现了绿色化学的理念，其中______________(填化学式)实现了循环利用，副产品________(填化学式)可转化为原

料，整个流程基本实现了污染物零排放

5、用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H2SiF6 ）生产无水氟化氢的工艺如下图所示：

已知：氟硅酸钾（K2SiF6）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇。在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸。

(1)写出反应器中的化学方程式：

(2)在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有：；在洗涤氟硅酸钾(K2SiF6)时常用酒精洗涤，其目的是：

(3)该流程中哪些物质可以循环使用： (用化学式表达)

(4)氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成 H2SiF6 ，试写出该反应方程式：

(5)为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物 2.24L，测得质量为 3.1g，并将气体通入含足量的 Ca(OH)2 溶液中，得到

5.85gCaF2沉淀，则无水氢氟酸质量分数为：。(保留 2位有效数字)通过计算结果，试解释，为什么标况下 2.24L 产物的质量

远远大于 2.0g，

6、氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

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