突破04 控制体系的温度-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(四)

1、目前世界上新建的金矿中约有 80%都采用氰化法提金。某工厂利用锌冶炼渣回收金、银等贵金属的流程如图所示：

已知：HCN 有剧毒，Ka(HCN)＝5×10－10；Au＋＋2CN－[Au(CN)2]－，平衡常数 Kβ＝1×1038。

(1)磨矿细度对浸出率的影响如图所示，依据浸出率应选择磨矿细度________为宜。

(2)生产中用生石灰调节矿泥 pH＞11.5，其目的之一是阻止溶液中的氰化物转化为 HCN 而挥发，其作用原理是_________________

(用离子方程式表示)

(3)“氰化”环节，是以 NaCN 溶液浸取调节 pH 的矿泥，敞口放置，将 Au 转化为 Na[Au(CN)2]

① 其化学方程式为________________________________________________________

“② 氰化”环节中，金的溶解速率在 80 ℃时达到最大值，但生产中控制反应液的温度在 10～20 ℃，原因是__________________

_____

________(答一点即可)

③已知2H＋＋[Au(CN)2]－Au＋＋2HCN，该反应的 K＝________

(4)用锌还原 Na[Au(CN)2]生成金，消耗的锌与生成的金的物质的量之比为________

(5)氰化物有剧毒，经合理处理就可以基本消除对环境的负面影响。H2O2可消除水中的氰化物(如NaCN)，经以下反应实现：

NaCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑。

① 生成物 A的化学式为______________________________________________

② 某废水用 H2O2处理 40 min 后，测得剩余总氰为 0.16 mg·L－1，除氰率达 80%，计算 0～40 min 时间段反应速率 v(CN－)＝

________mg·L－1·min－1。(结果保留两位有效数字)

2、铋( Bi)与氮同族，氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种以用火法炼铜过程产生的铜

转炉烟尘(除含铋的化合物之外,还有 CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2O3、PbSO4及As2O3)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下：

请回答：

(1)BiOCl 中Bi 元素的化合价为__________

(2)向“酸浸”所得“浸液 1”中加入 Zn 粉，主要目的是__________________________

(3)“浸铜”时,有单质硫生成，其反应的离子方程式为____________________________

(4)“浸铋”时,温度升高，铋的浸出率降低，其原因为____________________________

(5)“沉铋”时需控制溶液的 pH=3.0，此时 BiCl3发生反应的化学方程式为__________

(6)“除铅、砷”时,可以采用以下两种方法：

① 加入改性羟基磷灰石固体(HAP)：浸液 2与HAP 的液固比(L/S)与铅、砷去除率以及后续沉铋量的关系如下表：

L/S 125 1∶50 1∶25∶1 15 1∶

Pb2+去除率/% 84.86 94.15 95.40 96.83

As3+去除率/% 98.79 98.92 98.34 99.05

m(沉铋)/g 2.34 2.33 2.05 1.98

实验中应采用的 L/S=__________

② 铁盐氧化法：向浸液 2中加入 Fe2(SO4)3,并调节 pH,生成 FeAsO4沉淀。当溶液中 c(AsO43-)=1×10-9 mol/L,且不产生 Fe(OH)3沉淀,

此时溶液的 pH 为__________。(已知：1g2=0.3;FeAsO4、Fe(OH)3的Ksp 分别为 5×10-21、4×10-38。)

3、利用硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3，还含有少量 Al2O3、 MgO、SiO2等杂质)制备铁红工艺流程如下。回答下列问题：

(1)还原焙烧后，Fe 元素的化合价为__________

(2)“酸浸”实验中，需加入絮凝剂沉淀杂质。絮凝剂用量和过滤时间对铁红成份的影响如下表所示。由表可知，所采用的最佳实验

条件为__________(填序号)

序号絮凝剂用量/×10-6t过滤时间/min Fe2O3含量% SiO2含量%

①40 5 96.5 0.12

②50 10 97.9 0.10

③60 20 98.3 0.07

④100 40 99.4 0.01

⑤150 150 99.5 0.008

(3)若“合成”中 c(Mg2+)=0.01mol/L，加入 NH4HCO3(设溶液体积增加1倍)，当 Fe2+ 恰好沉淀完全时，溶液中 c(Fe2+)=1.0×10－

5mol/L ，此时是否有MgCO3沉淀生成？__________________________( 列式计算)。FeCO3、MgCO3的Ksp 分别为 3.2×10 －

11、3.0×10－8

(4)“合成”过程中发生反应的离子方程式为_____________________________

(5)“合成”过程中温度对亚铁离子转化率的影响如下图，分析选择反应温度为 40℃的原因是________________________

(6)“煅烧”中由FeCO3制备 Fe2O3的化学方程式为____________________________________

(7)本流程中，铝元素是以____________(填化学式)形式被除去的

4、软锰矿的主要成分是 MnO2，还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是 FeS2，还含有硅、铝

的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：

已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀，到沉淀时溶液的 pH 如下表：

金属离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Cu2+ Mn2+

开始沉淀 pH[Com] 7.5 2.7 4.1 5.9 8.8

完全沉淀 pH 9.5 3.7 5.4 6.9[K] 10.8

(1)提高浸出率的可采取的措施有________________

a.适当升高温度3 b.搅拌3 c.加适量纯碱3 d.加压

(2)浸取完成后，取浸取液少许，加入 KSCN 溶液无明显现象，则浸取时发生的主要反应的化学方程式是__________________

(3)调节 pH 为5.4～5.8 的目的是______________

(4)滤渣3的主要成分的化学式是_______

(5)采用 50℃碳化的原因是_________________________________，该过程发生反应的离子方程式是__________________

(6)检验碳酸锰产品完全洗净的方法是_______________________________

5、“分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O)，其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将

大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为 Al、Al2O3、AlN、FeO 等)制备“分子筛”的一种工艺如下：

(1)分子筛的孔道直径为4A 称为4A 型分子筛；当 Na＋被Ca2＋取代时就制得 5A 型分子筛，当 Na＋被K＋取代时就制得 3A 型分子筛。

要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)应该选用________型的分子筛

(2)铝灰在 90 ℃时水解的化学方程式为___________________；“水解”采用 90 ℃而不在室温下进行的原因是_________________

(3)“酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为__________，理由是_____________

(4)“氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为____________________________

(5)该工艺中滤渣的成分是________

(6)“胶体”调节 pH 后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？____________________

6、铝鞣剂在皮革工业有广泛应用。某学习小组以铝灰为原料制备铝鞣剂[ Al(OH)2Cl],设计如下化工流程(提示：铝灰的主要成分是

Al、Al2O3、AlN、FeO 等)：

请回答下列问题：

(1)酸D的化学式为________________；气体C的电子式________________

(2)实验室检验气体A的操作是________________________________________________；“水解”温度保持在90℃左右，写出水解

生成 A的化学方程式：___________________________________________________________________________

(3)“酸溶”温度控制在 30℃~35℃，不宜太低，也不宜太高，其原因是________________________________________；氧化剂 E宜

选择_______

A．漂白液 B．稀硝酸 C．酸性高锰酸钾溶液 D．溴水

(4)“除杂”过程中产生滤渣的离子方程式为______________________________________

(5)粗产品略显浅黄色，可能含有的杂质主要是________ (填化学式)，若用“蒸发”代替“喷雾干燥”，其后果是_______________

_____

7、钛铁矿的主要成分为 FeTiO3(可表示为 FeO·TiO2)，含有少量 MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料

(钛酸锂Li4Ti5O12 和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工艺流程如下图所示：

(1)化合物 Li2Ti5O15 中钛元素的化合价是+4 价，氧元素的化合价为__________

(2)钛铁矿与硫酸反应时，常将钛铁矿粉碎，其目的是：___________________________________，滤渣A的成分是__________

(3)固体 TiO2转化(NH4)2Ti5O15 的离子方程式为_____________________________________________________，该反应__________氧

化还原反应 (填“属于” 或“不属于” )

(4)反应②中固体 TiO 2、转化成(NH4)2Ti5O15 溶液时，Ti 元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时,Ti 元素浸出率

下降的原因是______________________________

(5)(NH4)2Ti5O15 转化为 Li2Ti5O15 的离子方程式为：___________________________________

(6)写出由滤液D生成 FePO4的离子方程式_____________________________________________

(7)由滤液D制各LiFePO4的过程中，所需 17%双氧水与 H2C2O4的质量比是__________

8、氧化锌是一种常用添加剂，广泛应用于塑料、合成橡胶、电池等产品的制造。一种利用氧化锌烟灰制备活性氧化锌的工艺流程

如下：

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