2026高三化学（人教版）一轮复习试题　第十二章　第59练　无机化工流程题的解题策略（含答案）

这是一份2026高三化学（人教版）一轮复习试题　第十二章　第59练　无机化工流程题的解题策略（含答案），共7页。试卷主要包含了锰常用于制造合金锰钢，BaTiO3是一种压电材料等内容，欢迎下载使用。

已知：浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Cu2＋、C2＋、Fe2＋、Mg2＋。回答下列问题：
(1)钴矿石浸出时加入Na2SO3的目的为________________________________。
(2)溶液中lg c(X)(X表示Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、C2＋、Mg2＋、Ca2＋)与pH的变化关系如图2所示(离子浓度小于10－5 ml·L－1时可认为已除尽)，在萃取余液中通入空气的目的是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________，
用熟石灰调pH至3.2，过滤1所得滤渣的主要成分为________________，萃取和反萃取的目的是________________。
(3)用氧化镁调滤液1的pH为9.1时，得到的氢氧化钴粗品中含有的主要杂质为____________，多次洗涤可提高粗产品中钴含量。“过滤2”后所得滤液直接排放会造成水体污染，须进行处理，用熟石灰调节pH使c(Mg2＋)≤10－5 ml·L－1，则Ksp[Mg(OH)2]＝________。
2．锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图1所示。
(1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图2所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是______，“滤渣 Ⅰ”的成分是____________(填化学式)。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣 Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：___________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(2)“滤液 Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(3)“滤液 Ⅱ”中加入MnF2的目的是除去溶液中的Ca2＋，已知25 ℃时，Ksp(CaF2)＝3.2×10－11，则常温下CaF2在纯水中的溶解度为________g。
3．(2023·全国甲卷，26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______________________________________________
________________________。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是______(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸
c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_________________，其原因是__________
_______________________________________________________________________________。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为________________________________。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的∶nCO＝______________。
4．[2022·辽宁，16(1)(2)(3)(4)(5)(6)]某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为_______________________________________________。
a．进一步粉碎矿石
b．鼓入适当过量的空气
c．降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为___________________________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②_____________________。
(4)滤渣的主要成分为__________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(6)加入金属Bi的目的是__________________________________________________________。
5．以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图。
已知：①“浸取”时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋进入溶液；
②25 ℃时，Ksp(CuS )＝6.4×10－36，Ksp(ZnS )＝1.6×10－24；
③深度除杂标准：溶液中eq \f(n杂质离子,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋)))≤2.0×10－6。
(1)为提高锌浸出率，采取的措施是__________________________；“浸取”温度为30 ℃时，锌浸出率可达90.6%，继续升温浸出率反而下降，其原因为_________________________。
(2)“操作a”的名称为________________。
(3)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的Mn2＋转化为MnO2，离子方程式为___________
_____________________________________________________________________________。
(4)“深度除铜”时，锌的回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比eq \f(nCu2＋,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋)))表示]与(NH4)2S加入量[以eq \f(n实际用量,n理论用量)×100%表示]的关系曲线如图所示。
①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的原因是___________________________
_____________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为______________(已知[Zn(NH3)4]2＋的K稳＝eq \f(c{\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋},cZn2＋·c4NH3)＝2.9×109)。
②“深度除铜”时(NH4)2S加入量最好应选______(填字母)。
A．100% B．110% C．120% D．130%
(5)测定反萃取水相中Zn2＋的浓度：量取20.00 mL反萃取水相于锥形瓶中，用0.010 0 ml·L－1 EDTA(乙二胺四乙酸钠Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(Zn2＋＋H2Y2－===ZnY2－＋2H＋)。重复实验三次，平均消耗标准溶液22.30 mL。则反萃取水相中Zn2＋的浓度为________________(保留两位小数)。
第59练 无机化工流程题的解题策略
1．(1)将C3＋还原为C2＋ (2)氧化浸出液中的Fe2＋，便于调pH除去 Fe(OH)3 除去Cu2＋ (3)CaSO4、MgSO4 10－10.8
2．(1)90 ℃ SiO2、CaSO4 c(SOeq \\al(2－,4))增大，使平衡Ca2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)CaSO4(s)正向移动，促进CaSO4析出
(2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
(3)1.56×10－3
3．(1)做还原剂，将BaSO4还原 (2)S2－＋Ca2＋===CaS↓ (3)c (4)不可行 CaS也会与盐酸反应生成有毒气体和可溶于水的CaCl2，影响产品纯度 (5)BaCl2＋TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋H2O===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl (6)1∶1
解析 由流程和题中信息可知，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中含碳粉和CaS，滤液中有BaCl2和BaS；滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体，溶于水后，加入TiCl4和(NH4)2C2O4将钡离子充分沉淀得到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3。(3)浸取后滤液中主要为BaCl2和BaS，为不引入杂质，“酸化”步骤应选用盐酸。(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为BaTiO(C2O4)2eq \(=====,\s\up7(△))BaTiO3＋2CO2↑＋2CO↑，因此，产生的∶nCO ＝1∶1。
4．(1)ab (2)2Bi2S3＋9O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Bi2O3＋6SO2 (3)抑制金属离子水解 (4)SiO2 (5)Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O (6)将Fe3＋转化为Fe2＋
5．(1)将废锌催化剂粉碎 温度升高，NH3挥发，使生成的[Zn(NH3)4]2＋减少 (2)分液
(3)Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===MnO2↓＋2NHeq \\al(＋,4)＋2H2O
(4)①[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓＋4NH3 2.16×1014
②C (5)0.01 ml·L－1
解析 废锌催化剂主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2，加入过量NH3-NH4Cl溶液，生成[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋，同时生成Fe(OH)3、Mn(OH)2等，SiO2不溶解，过滤一起除去，再向滤液中加入H2O2溶液，进行深度除锰，反应的离子方程式为Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===MnO2↓＋2NHeq \\al(＋,4)＋2H2O，再加入(NH4)2S，进行深度除铜，反应的离子方程式为[Cu(NH3)4]2＋＋S2－===CuS↓＋4NH3，过滤，除去MnO2和CuS，向滤液中加入萃取剂，使锌进入有机萃取剂中，分液后，再向有机萃取剂中加入硫酸进行反萃取，得到硫酸锌溶液，然后进行电解，得到锌。(4)①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的可能原因是[Zn(NH3)4]2＋与S2－结合生成了硫化锌，离子方程式为[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓ ＋4NH3 ，该反应的平衡常数为K＝eq \f(c4NH3,c{[ZnNH34]2＋}·cS2－)＝eq \f(c4NH3·cZn2＋,c{[ZnNH34]2＋})·eq \f(1,cS2－·cZn2＋)＝eq \f(1,K稳)×eq \f(1,KspZnS)＝eq \f(1,2.9×109)×eq \f(1,1.6×10－24)≈2.16×1014。②当(NH4)2S加入量为120%时，铜锌比约为2.0×10－6，达到深度除铜标准，继续加大(NH4)2S加入量会导致锌的回收率下降且不经济，故选C。(5)由滴定原理：Zn2＋＋H2Y2－===ZnY2－＋2H＋，n(Zn2＋)＝n(H2Y2－)＝0.010 0 ml·L－1×
22.30×10－3 L＝2.23×10－4 ml，反萃取水相中Zn2＋的浓度为eq \f(2.23×10－4 ml,20.00×10－3 L)≈0.01 ml·L－1。
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2＋
6.5
8.3
Fe3＋
1.6
2.8
Mn2＋
8.1
10.1