高考化学工艺流程题综合大题强化训练(7)

高考化学工艺流程题综合大题强化训练（7）第21题 (2018·河南六市第一次联考)工业生产硫酸的黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)是工业三废之一,其综合利用是一条变废为宝的重要途径。

Ⅰ.以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4的生产工艺流程如图:

请回答下列问题:

(1)能提高“废渣溶解”速率的措施有(写出一条即可),“氧化”的目的是

。

(2)(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价是。

(3)该工艺流程图中,第二次加入氨水后,反应的离子方程式为

。

Ⅱ.如图是以黄铁矿烧渣为原料制备颜料铁红的另外一种生产工艺流程:

(4)在滤液Ⅰ中加入廉价的熟石灰,反应的化学方程式是

。

(5)“氧化”反应较多,其中FeS可以看作被水溶液中Cl2氧化,氧化后的溶液中滴加BaCl2溶液有不溶解于盐酸的白色沉淀生成,则水溶液中FeS与Cl2反应的离子方程式为

。(6)试剂X为过量铁粉,其作用是。

解析:Ⅰ.黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)用硫酸溶解后的溶液中含有硫酸铁和硫酸亚铁,将+2价铁氧化为+3价铁,氧化后,加入氨水,生成碱式硫酸铁铵沉淀,碱式硫酸铁铵沉淀用水溶解后的溶液中加入氨水,生成氢氧化铁沉淀,过滤后灼烧得到氧化铁;两次过滤后的滤液中主要含有硫酸铵,可以回收得到硫酸铵晶体。(1)能提高“废渣溶解”速率的措施可以有将废渣粉碎、提高溶解温度、搅拌等,黄铁矿烧渣的主要成分为Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等,溶解后“氧化”过程中可以将+2价铁氧化为+3价铁。(2)(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12中N、S、OH-整体显+1价、-2价、-1价,根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0,Fe的化合价是+3价。(3)第二次加入氨水后,反应的离子方程式为3NH3·H2O+Fe3+

Fe(OH)3↓+3N。

Ⅱ.根据流程图,黄铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3及少量的FeS、SiO2、Cu、Au、Ag等)用氢氧化钠溶解,生成的溶液中含有硅酸钠,滤渣中含有Fe2O3及少量的FeS、Cu、Au、Ag等,滤渣用硫酸溶解,同时用次氯酸钠氧化生成的亚铁离子,滤渣中含有Au、Ag等,滤液中含有铁离子

和铜离子,需要除去铜离子,为了不引入新杂质,需要加入铁粉将铜离子还原,得到的滤液为硫酸亚铁,加入氢氧化钠生成氢氧化亚铁,被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,灼烧得到氧化铁。(4)滤液Ⅰ中含有硅酸钠,加入廉价的熟石灰,发生复分解反应,生成硅酸钙沉淀,反应的化学方程式为Na2SiO3+Ca(OH)22NaOH+CaSiO3↓。(5)“氧化”反应较多,其中FeS可以看作被水溶液中Cl2氧化,氧化后的溶液中滴加BaCl2溶液有不溶解于盐酸的白色沉淀生成,说明生成了硫酸根离子,则水溶液中FeS与Cl2反应的离子方程式为2FeS+9Cl2+8H2O2Fe3++2S

+18Cl-+16H+。(6)试剂X为过量铁粉,目的是把Cu2+还原为Cu,还可以还原Fe3+为Fe2+。

答案:(1)将废渣粉碎、提高溶解温度等将+2价铁氧化为+3价铁

(2)+3

(3)3NH3·H2O+Fe3+Fe(OH)3↓+3N

(4)Na2SiO3+Ca(OH)22NaOH+CaSiO3↓

(5)2FeS+9Cl2+8H2O2Fe3++2S+18Cl-+16H+(6)把Cu2+还原为Cu,还可以还原Fe3+为Fe2+

第22题一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)

从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：

(1)过程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为___________________________________________________________ _____________。

(2)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钴物质的反应化学方程式为(产物中只有一种酸根)____________________________________________________

___________________________________________________________ _____________。

在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请分析不用盐酸浸出钴的主要原因：___________________________________________________________ ___________________________________________________________ _____________。

(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式：_________________________________________________

(4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，请写出在过程Ⅳ中起的作用是___________________________________________________________ _____________。

(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是________(填序号)。

A．c(Na＋)＝2c(CO2－3)

B．c(Na＋)>c(CO2－3)>c(HCO－3)

C．c(OH－)>c(HCO－3)>c(H＋)

D．c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO－3)＋2c(H2CO3)

(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，物质A的化学式是___________________________________________________________ _____________。

答案(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑

(2)4Co2O3·CoO＋Na2S2O3＋11H2SO4===12CoSO4＋Na2SO4＋11H2O Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境

(3)2Al3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑

(4)调节pH，提供CO2－3，使Co2＋沉淀为CoCO3

(5)BCD

(6)CoCl2·2H2O

解析(2)废料中Co为＋3价和＋2价，由工艺流程中过程Ⅱ后溶液