突破06 控体系的环境氛围-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(六)

1、利用废旧锌铁皮制备磁性 Fe3O4胶体粒子及副产物 ZnO 的一种制备流程图如下：

(1)用NaOH 溶液处理废旧锌铁皮发生反应的化学方程式为__________________________________________

(2)①若溶液 A中滴加稀 H2SO4过量，会溶解产生的 Zn(OH)2，可改用的方法是____________________________

②由Zn(OH)2灼烧制 ZnO 前需进行洗涤，检验沉淀洗涤是否干净的方法是___________________________________________

(3)流程中加人 NaC1O3发生反应的离子方程式为__________________________________________________

(4)①由溶液 B制得 Fe3O4胶体粒子的过程中通入 N2的原因是__________________________________________

②溶液 B中主要发生的离子反应方程式为_____________________________________________

③确定溶液 B中含有 Fe2+的实验方法是__________________________________________

2、我国是世界上最大的钨储藏国，金属钨可用于制造灯丝、合金钢和光学仪器，有“光明使者”的美誉；现以白钨矿 (主要成分

为CaWO4，还含有二氧化硅、氧化铁等杂质)为原料冶炼高纯度金属钨，工业流程如下：

已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水；②完全沉淀离子的 pH 值：SiO32-为8，WO42-为5；③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨

回答下列问题：

(1)工业上生产纯碱常先制得碳酸氢钠，此法叫“联碱法”，为我国化工专家侯德榜创立，即向饱和食盐水中先通入 NH3，再通入

CO2，最终生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液，写出该化学反应方程式：________________________________

(2)流程中白钨矿 CaWO4和纯碱发生的化学反应方程式是：_______________________________________

(3)滤渣 B的主要成分是(写化学式)__________，调节 pH 可选用的试剂是：_____

A.氨水 B.盐酸 C.NaOH 溶液 D.Na2CO3溶液

(4)检验沉淀 C是否洗涤干净的操作是________________________________________

(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是_________________________________

(6)将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙，已知某温度时， Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=4×10-7，当溶液中 WO42-

恰好沉淀完全（离子浓度等于 10-5mol/L）时，溶液中 c(OH-)=_________

3、我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有 SiO2和少量 FeS、CdS、PbS 杂质)为原料制备金属锌的

流程如图所示：

相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下：

金属离子 Fe3＋Fe2＋Zn2＋Cd2＋

开始沉淀的 pH 1.5 6.3 6.2 7.4

沉淀完全的 pH 2.8 8.3 8.2 9.4

回答下列问题：

(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________________________。

(2)滤渣 1的主要成分除 SiO2外还有________________；氧化除杂工序中 ZnO 的作用是__________________，若不通入氧气，其后

果是_______________________________

(3)溶液中的 Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为______________________________________

(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使

用

4、聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣（主要成分 Fe3O4，少量碳及二氧化硅）为原料制备的

流程如下：

(1)废渣进行“粉碎”的目的是__________________________

(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸碱度对铁浸取率的影响如图所示：

①加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应的化学方程式__________________________

②酸浸时，通入 O2的目的是_____________，该反应的离子方程式为_________

③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是_________________________

(3)滤渣的主要成分为___________________(填化学式)

(4)“Fe3+浓度检测”是先用 SnCl2将Fe3+还原为 Fe2+；在酸性条件下，再用 K2Cr2O7标准溶液滴定 Fe2+(Cr2O72—被还原为 Cr3+)，该滴定

反应的离子方程式为________________________

5、石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含 SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和

综合应用工艺如下：

(注：SiCl4 的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于 150℃)

(1)向反应器中通入 Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是

(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转化为相应的氯化物。气体I中的碳氧化物主要成分为，由气体II中某物得到水玻璃的

化学反应方程式为

(3)步骤①为：搅拌、。所得溶液IV中阴离子有

(4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为，100kg 初级石墨最多克获得V的质量为 kg

(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防护，完成如图防腐蚀示意图，并作相应的标注。

6、金属镉广泛用于合金制造及电池生产等，一种用铜镉废渣（含 Cd、Zn、Cu、Fe 及Co 等单质）制取海绵镉的工艺流程如下：

(1)步骤Ⅰ进行破碎和粉磨的目的是_____________________________

(2)步骤Ⅱ需隔绝 O2的原因__________________________________________________________(用文字和方程式说明)

(3)步骤Ⅲ中除铁发生的离子反方程式为_______________________________

(4)步骤Ⅳ调节 pH 适宜的试剂是_______，应调整的范围为_____________(已知部分氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的 pH 如下表)

氢氧化物 Fe(OH)3Cd(OH)2Zn(OH)2

开始沉淀的 pH 1.5 7.2 5.9

沉淀完全的 pH 3.3 9.9 8.9

(5)步骤Ⅴ发生的反应为 Zn+Co2+=Zn2++Co，(已知 Sb 的金属活动性介于Cu 和Ag 之间)，加入少量锑盐能加快反应的进行，其原因

是_________________________________________

(6)用石墨作阳极，纯锌作阴极电解 ZnSO4溶液可得高纯锌，电解时总反应的离子方程式为___________________________________

_；电解后的残液返回到步骤_______(填流程中数字)

7、铝铁合金可在某些航天器件中替代钛铝合金，大幅度降低成本。如下实验流程可利用废弃的钛铝合金制备聚合硫酸铁和明矾：

(1)流程中试剂 X应为________溶液，发生反应的方程式为______________________________________，“浸泡、过滤”车间墙壁

上应张贴如下哪种标志__________

(2)聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。

① 聚合硫酸铁可用于净水的原理是• • • • • • ______________________________

② 浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是________________________________________

③ 加入试剂 Y的目的是调节 pH，所加试剂 Y为• • • • _____ ；溶液的 pH 对[Fe2(OH）•x(SO4）y]n中x的值有较大影响(如

图1所

示)，试分析pH 过小(pH＜3)导致聚合硫酸铁中 x的值减小的原因：___________________________________

(3)铝铁合金制品出厂前一般要经过“发黑”处理，工艺原理是在金属表面形成一层致密的金属氧化物薄膜，有助于合金的防腐，

若用电解法对铝铁合金进行“发黑”处理，则铝铁合金制品应连接电解池的___________(选填“阳极”或“阴极”)

(4)若11.0g 某铝铁合金样品溶于足量盐酸，标准状况下放出8.96L 气体，则合金中铝、铁的物质的量之比为___________

8、工业废铁屑(含有一些不溶于酸的杂质)为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，其主要流程如下：

(1)反应 I加入 NH4HCO3的作用是除去过量的酸，还有一个作用是____________

(2)反应 I需控制反应温度低于35℃，其目的是________________________________，操作①名称是____________，检验反应Ⅱ溶

液中阳离子的方法是___________________________

(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是________________________________

(4)己知FeCO3的Ksp=2×10-11，反应 I中Fe2+完全沉淀后，溶液中 c(CO32-)=____________

(5)写出 FeCO3在空气中锻烧的化学反应方程式___________________________

(6)NH4C1 溶液显酸性，其浓溶液可用于除去铁锈，其原理是(用离子反应方程式表示)___________________________

9、高锰酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为 MnO2)为原料生产高锰酸

钾的工艺路线如下：

回答下列问题：

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