1、考点九 化工流程中陌生化学方程式的书写1铬是重要的战略物质之一，由于具有质硬，耐磨，耐高温，抗腐蚀性等特性，所以在工业上应用比较广泛，在冶金工业上主要用铬铁矿（Cr 2O3 、FeO、SiO 2 、Al 2O3 等，其它杂质不参加反应）生产铬和铁等金属。流程如下：已知:2Cr 2O33O 24Na 2CO3 4Na2CrO44CO 2部分物质的溶解度（单位 g）0 10 20 30 40 50 60Na2CO3 7.0 13 29 40 49 46 44NaHCO3 6.9 8.5 9.6 11.1 12.7 14.4 16.9Na2Cr2O7 161 170 183 198 218 240
2、265（1）粉碎的目的_（2）写出焙烧时含铝物质发生的化学反应方程式_（3）操作 4 是_，沉淀 3 含有的物质有_（4）写出生成沉淀 5 的离子方程式_（5）整个流程可以循环使用的物质有_（6）最后一步制备金属铬的化学方程式_【答案】增大接触面积,加快反应速率 Al2O3Na 2CO3 4NaAlO2CO 2过滤 Al(OH)3 、H 2SiO32Na 2CrO 42 2CO 2H 2O=Cr2O72 2NaHCO 3Na 2CO3、CO 2、Al)或NaHCO3、AlCrO 32Al Cr2Al 2O32工业上以铬铁矿(主要成分为 FeO 和 Cr2O3，含有 Al2O3、SiO 2等杂质
3、)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为:Na 2Cr2O72H2O)，其主要工艺流程如下：查阅相关资料得知:i.常温下，NaBiO 3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将 Cr3+转化为 CrO42-。ii. 物质 开始沉淀的 pH 完全沉淀的 pHFe(OH)3 2.7 3.7Al(OH)3 3.4 4.4Cr(OH)3 4.6 5.9Fe(OH)2 7.5 9.7Bi(OH)3 0.7 4.5回答下列问题:(1)固体 A 的成分是_。(2)操作 I、III、IV 用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和_ 、_（填仪器名称） 。(3)为加入物质来调节溶液的 pH，则 pH 的合适范围是_ 。(4
4、)写出反应的离子方程式_。(5)中酸化是使 CrO42-转化为 Cr2O72-写出该反应的离子方程式_。(6)取一定质量的固体 D 溶解于 200 mL 的稀硫酸中，向所得溶液中加入 5.0 mol/L 的 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量（n）与加入 NaOH 溶液的体积（V）关系如图所示，则稀硫酸的浓度为_，固体 D 中含 Fe 化合物的物质的量为_。【答案】SiO 2漏斗烧杯 4.4-4.63NaBiO3 + 2Cr3+ 7OH + H2O = 2CrO42-+ 3Na+ +3Bi(OH)32CrO 42-+2H+ Cr2O72-+H2O2.5molL1 0.10mol【解析】 （1）
5、根据以上分析，固体 A 的成分是 SiO2，因此，本题正确答案为：SiO 2；（2）操作、均是过滤，则用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯；（3）从氢氧化物形成沉淀的 pH 表格可知，为加入物质来调节溶液的 pH，使 Fe3+和 Al3+沉淀，而 Cr3+不沉淀，则 pH 的合适范围是 4.4-4.6；（4）常温下，NaBiO 3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将 Cr3+转化为 CrO42-，则反应的离子方程式为：3NaBiO 3 + 2Cr3+ 7OH + H2O = 2CrO42-+ 3Na+ +3Bi(OH)3 ；（5）中酸化是使 CrO42-转化为 Cr2O72-，在转化过程
6、中元素化合价不变，则该反应的离子方程式为2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O，（6）根据图像可知加入氢氧化钠时没有立即产生沉淀，这说明酸过量，首先发生酸碱中和。当沉淀不再发生变化时需要氢氧化钠是 200mL，继续加入氢氧化钠沉淀开始减小，即氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是 40mL，则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积是 120mL，所以与铁离子反应的氢氧化钠溶液体积是 200mL-20mL -120mL=60mL，物质的量是 5.0mol/L0.06L=0.3mol，所以根据方程式Fe3+3OH-=Fe(OH)3，所以铁离子是 0.1mol。沉淀达到最大值时溶液中
7、的溶质是硫酸钠，则根据原子守恒可知硫酸钠的物质的量是 =0.5mol，则硫酸的浓度是 =2.5mol/L。3以高硫铝土矿（主要成分为 Al2O3、Fe 2O3、SiO 2，少量 FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：（1）焙烧过程均会产生 SO2，用 NaOH 溶液吸收过量 SO2的离子方程式为 _。（2）添加 1%CaO 和不添加 CaO 的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于 600；硫去除率=（1- ）100%。不添加 CaO 的矿粉在低于 500焙烧时，去除的硫元素主要来源于_。700焙烧时，添加 1%
8、CaO 的矿粉硫去除率比不添加 CaO 的矿粉硫去除率低，其主要原因是_。（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量 CO2，铝元素存在的形式由_（填化学式）转化为_（填化学式） 。（4） “过滤”得到的滤渣中含大量的 Fe2O3Fe 2O3与 FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成 Fe3O4和 SO2，理论上完全反应消耗的 n（FeS 2）：n（Fe 2O3）=_。【答案】SO 2+OH-=HSO3-FeS2硫元素转化为 CaSO4而留在矿粉中 NaAlO2Al（OH） 31：164二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料，工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。某软锰矿主要成分为 MnO2，还含有 Si（1
9、6.27%） 、Fe（5.86%） 、Al（3.42%） 、Zn（2.68%）和 Cu（0.86%）等元素的化合物，其处理流程图如下：化合物 Al（OH） 3 Fe（OH） 2 Fe（OH） 3Ksp 近似值 10-35 10-6 10-38（1）硫酸亚铁在酸性条件下将 MnO2还原为 MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_。（2） “氨水、搅拌” ，其中“搅拌”不仅能加快反应速率，还能_ ；滤渣 A 的成分是 Fe（OH）3、Al （OH） 3，加入氨水需调节 pH 至少达到_，恰好能使 Fe3+、A1 3+沉淀完全。（3）滤渣 B 的成分是_。（4） MnO2也可在 MnSO4-
10、H2SO4-H2O 为体系的电解液中电解获得，其阳极电极反应式为_。（5）工业上采用间接氧化还原滴定法测定 MnO2纯度，其操作过程如下：准确称量 0.9200g 该样品，与足量酸性 KI 溶液充分反应后，配制成 100mL 溶液。取其中 20.00mL，恰好与 25.00mL 0.0800molL-1Na2S2O3溶液反应（I 2+2S2O32-=2I-+S4O62-） 。计算可得该样品纯度_%。【答案】 MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO 4） 3+2H2O 充分氧化过量的 Fe2+4CuS、ZnSMn 2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+47.35铬是一种
11、具有 战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为 1857 。（1）工业上以铬铁矿主要成分是 Fe(CrO2)2为原料冶炼铬的流程如图所示：Fe(CrO 2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_价。高温氧化时反应的化学方程式为_。操作 a 由两种均发生了化学反应的过程构成的，其内容分别是_、铝热反应。（2）Cr(OH) 3是两性氢氧化物，请写出其分别与 NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式_、_。（3）水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。处理含有 Cr2O72-的污水方法通常为：用铁作电极电解污水，Cr 2O72-被阳极区生成的离子还原成为 Cr3+，生成的
12、Cr3+与阴极区生成的 OH结合生成 Cr(OH)3沉淀除去。则阴极上的电极反应式为_，若要处理含 10 mol Cr2O72-的污水，则至少需要消耗的铁为_g。转化为重要产品磁性铁铬氧体 (CrxFeyOz)：先向含 CrO42-的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气（氧化部分 Fe2+）并加入 NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。写出 CrO42-在酸性条件下被 Fe2+还原为 Cr3+ 的离子方程式：_，若处理含 1 mol CrO42-（不考虑其它含铬微粒）的污水时恰好消耗 10 mol FeSO4，则当铁铬氧体中 n(Fe2+) n(Fe3+)=
13、32 时，铁铬氧体的化学式为_。【答案】+34Fe(CrO 2)2+7O2+8Na2CO3 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2灼烧使 Cr(OH)3分解 NaCrO2Cr2(SO4)32H2O+2e=2OH+H2 （或者 2H+2e=H2）33603Fe 2+ CrO42-+8H+=3Fe3+Cr3+4H2OCr2Fe20O276工业上用含锰废料(主要成分 MnO2，含有少量 Fe2O3、Al 2O3、CuO、CaO 等)与烟气脱硫进行联合处理并制备 MnSO4的流程如下：已知：25时，部分氢氧化物的溶度积常数(K sp)如下表所示。氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Cu(OH)
14、2 Mn(OH)2Ksp 1.310-33 4.010-38 2.210-20 1.910-14请回答：（1）沉淀 1 的化学式为_。（2）室温下，调节 pH 为 5。试通过计算说明此时 Al3+、Fe 3+已沉淀完全，理由是_。 “净化”时，加入(NH 4)2S 的作用为_。（3） “酸化、还原”中，发生的所有氧化还原反应的离子方程式为_。（4）已知：滤液 3 中除 MnSO4外，还含有少量(NH 4)2SO4。(NH 4)2SO4、MnSO 4的溶解度曲线如下图所示。据此判断，操作“I”应为蒸发浓缩、_、洗涤、干燥。（5）工业上可用电解酸性 MnSO4溶液的方法制备 MnO2，其阳极反应式
15、为_。（6）25.35 g MnSO4H2O 样品受热分解过程 的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。1150时，反应的化学方程式为_。【答案】CaSO 4pH=5 时，Al 3+=1.310-33/(10-9)3=1.310-6 ”或“86.36%2/15 NA 或 2.41023生成的 Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质其他条件不变时， pH 越小，K 2FeO4越不稳定 104a/b【解析】 （1）步骤中 Fe3+被 NaClO 在碱性条件下氧化为 FeO42-，则 NaClO 作氧化剂；正确答案：氧化剂。(2)步骤中 NaClO 的还原产物为 NaCl，反应同时生成
16、NaNO3，这两种盐均需要除去，否则影响产品的纯度，则步骤脱除的盐除 NaNO3外，还有 NaCl；正确答案：NaCl。(3)步骤在 Na2FeO4溶液中加入 KOH 固体，可析出溶解度小的 K2FeO4，则溶解度 Na2FeO4K2FeO4；正确答案：。(4)4.04gFe(NO3)39H2O 的物质的量为 4.04/404=0.01g，实验中 K2FeO4的产率为0.01198/1.71100%=86.36%；正确答案：86.36%。 (5)根据题给信息可知：K 2FeO4酸化时有氧气和 Fe3+生成，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可知发生反应的离子方程式为 4FeO42-+20H+=4
17、Fe3+3O2+10H 2O；根据 4FeO42-12e-3O2关系可知，如果标况下产生氧气 2.24L（即为 0.1mol）,则参加反应的 FeO42- 数 目 2/15 NA 或 2.41023；K 2FeO4作为净水剂的优点除铁无毒外，还体现在自身的强氧化性，能消毒杀菌，同时还原产物 Fe3+水解生成的 Fe(OH)3可吸附水中悬浮杂质；正确答案：2/15 N A 或 2.41023 ；生成的 Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质。 （6）根据图一，可以得出的结论是：其他条件不变时， pH 越小，K 2FeO4越不稳定 ；正确答案：其他条件不变时， pH 越小，K 2FeO4越不稳定
18、。（7）c(Fe 3+)/c(Cu2+)= c(Fe3+)c3(OH-)/ c(Cu2+)c2(OH-)c(OH-)= KspFe(OH)3/ KspCu(OH)2 c(OH-)= a/bc(OH-)，由于溶液 pH=10 时，c(H +)=10-10mol/L，所以 c(OH-)=10-4 mol/L，带入上式可得c(Fe3+)/c(Cu2+)= 104a/b；正确答案：10 4a/b。11为了保护环境，充分利用资源，可将工业废弃物转变成重要的化工原料。回答下列问题：（1）可用 NaClO3氧化酸性 FeCl2废液得到 FeCl3，FeCl 3具有净水作用，但腐蚀设备。写出 NaClO3氧化
19、酸性 FeCl2的离子方程式：_。若酸性 FeCl2废液中：c(Fe 2+)=2.010-2 molL，c(Fe 3+)=1.010-3 molL，c(Cl )=5.310-2 mol L，则该溶液的 pH 约为_。FeCl 3净水的原理是：_（用离子方程式及适当文字回答） ；（2）可用废铁屑为原料，按下图的工艺流程制备聚合硫酸铁（PFS） ，PFS 是一种新型的絮凝剂，处理污水比 FeCl3高效，且腐蚀性小。酸浸时最合适的酸是_。反应釜中加入的氧化剂，下列试剂中最合适的是_（填标号） 。aHNO 3 bKMnO 4 cCl 2 dH 2O2检验其中 Fe2+是否完全被氧化，应选择_（填标号）
20、 。aK 3Fe(CN)6溶液 bNa 2SO3溶液 cKSC N 溶液生成 PFS 的离子方程式为：xFe 3+yH 2O Fex(OH)y(3x-y)+yH +欲使平衡正向移动可采用的方法是_（填标号） 。加入 NaHCO3 b降温 c加水稀释 d加入 NH4Cl【答案】ClO 3 6Fe 2+6H +Cl 6Fe 3+3H 2O2Fe3+3H 2O 3H+Fe(OH) 3，水解生成的 Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质硫酸 daac12Cl 2常用作自来水消毒剂，Cl 2作消毒剂时生成的有机氯化物可能对人体有害。ClO 2被世界卫生组织(WHO)列为 A 级高效、安全灭菌消毒剂，
21、将逐渐取代 Cl2成为自来水的消毒剂。某小组探究“地康法制氯气”的原理并验证 Cl2的性质，设计实验如下(夹持装置略去)。请回答下列问题：（1）A 装置中反应利用了浓硫酸的难挥发性，则该反应的化学方程式为_。（2）当 B 装置中反应转移 0.08 mol 电子时，则消耗的 Na2O2固体的质量为_。（3）反应开始后，硫酸铜变蓝，则装置 D 中发生反应的化学方程式为 _ 。（4）ClO 2的制备方法比较实用的有数十种，下列方法是 常见方法之一。方法一：2NaClO 3+4HCl2ClO 2+Cl 2+2NaCl+2H 2O。当有 0.4 mol 电子发生转移时，得到的还原产物为_mol。方法二：
22、实验室常用氯酸钾(KClO 3)、草酸(H 2C2O4)和硫酸溶液共 热制备。有同学设计如下装置制备 ClO2并用其处理含锰离子的工业废水。C 装置的作用为_。B 中反应产物有 ClO2、CO 2等， 发生氧化反应的过程为：_ _ (用化学式表示)。_写出装置 D 中除去 Mn2 (已知 Mn2 转化为 MnO2)的离子方程式：_ 。【答案】H 2SO4(浓)+NaCl NaHSO4+HCl或 H2SO4(浓)+2NaCl Na2SO4+2HCl6.24 g4HCl+O2 2H2O+2Cl20.4 安全瓶，防倒吸 H2C2O4CO 22ClO2+5Mn2+6H2O5MnO 2+2Cl -+12
23、H+13信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含 70%Cu、25%Al、4%Fe 及少量 Au、Pt 等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：（1）第步 Cu 与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣 1 的主要成分为_.（2）第步加 H2O2的作用是_ _；调溶液 pH 的目的是使_生成沉淀。（3）用第步所得 CuSO45H2O 制备无水 CuSO4的方法是_。（4）探究小组用滴定法测定 CuSO45H2O（Mr250）含量。取 a g 试样配成 100 mL 溶液，每次取 20.00 mL
24、，消除干扰离子后，用 c mol L-1 EDTA（H 2Y2 ）标准溶液滴定至终点，平均消耗 EDTA 溶液 b mL。滴定反应如下：Cu 2+ + H2Y2 CuY2 + 2H+。写出计算 CuSO45H2O 质量分数的表达式_。【答案】Cu+2NO 3-+4H+=Cu2+2NO2+2H 2O；3Cu+2NO 3-+8H+ =3Cu2+2NO+4H 2OAu、Pt 将 Fe2+氧化为 Fe3+； Fe3+、Al 3+；加热脱水14钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc 2O3)的一种流程如下：回答下
25、列问题：（1）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用 93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是_。（2）先加入氨水调节 pH3，过滤，滤渣主要成分是_；再向滤液加入氨水调节 pH6，滤液中Sc3+的浓度为_。 （已知： KspMn(OH)21.910 13 、 KspFe(OH)32.610 39 ， KspSc(OH)39.010 31 ）（3）用草酸“沉钪” 。25 时 pH2 的草酸溶液中 _(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式_。已知 Ka1(H2C2O4)5.910 2 ， Ka2(H2C2O4)6.410 5 （4）草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为_。（5）废酸中含钪量为 15 mgL1 ， V L 废酸最多可提取 Sc2O3的质量为_。【答案】 将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入 H2O2中，并不断搅拌 Fe(OH)3 9.0107 molLl 3.8102 2Sc3+ 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3 6H+ 2Sc2(C2O4)33O 2 2Sc2O312CO 2 0.023V g
