专项突破一 无机化工流程题-（课件+达标训练）2023新教材新高考化学【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书P368] 1．(2021·广东卷节选)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下： 已知：25 ℃时，H2CO3的Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp(BaMoO4)＝3.5×10－8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；该工艺中，pH>6.0时，溶液中Mo元素以MoO的形态存在。 (1)“焙烧”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合价为________。 (2)“沉铝”中，生成的沉淀X为________。 (3)“沉钼”中，pH为7.0。 ①生成BaMoO4的离子方程式为________________________________________________________________________。 ②若条件控制不当，BaCO3也会沉淀。为避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，溶液中c(HCO)∶c(MoO)＝________________(列出算式)时，应停止加入BaCl2溶液。 (4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为________。 ②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量________(填化学式)气体，再通入足量CO2，可析出Y。 解析　(1)“焙烧”中，有Na2MoO4生成，其中Na和O的化合价为＋1和－2，根据化合价的代数和为0可知，Mo元素的化合价为＋6。(2)“沉铝”中，偏铝酸钠转化为氢氧化铝，因此，生成的沉淀X为Al(OH)3。(3)①滤液Ⅱ中含有钼酸钠，加入氯化钡溶液后生成BaMoO4沉淀，该反应的离子方程式为MoO＋Ba2＋===BaMoO4↓。②若开始生成BaCO3沉淀，则体系中恰好建立如下平衡：HCO＋BaMoO4BaCO3＋MoO＋H＋，该反应的化学平衡常数为K＝＝＝。为避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，必须满足≤，由于“沉钼”中pH为7.0，c(H＋)＝1×10－7 mol/L，所以溶液中＝时，开始生成BaCO3沉淀， 因此，c(HCO)∶c(MoO)＝ ＝时，应停止加入BaCl2溶液。(4)①滤液Ⅰ中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠，过滤得到的滤液Ⅱ中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液Ⅱ中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，因此，过滤得到的滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3，故Y为NaHCO3。②根据侯氏制碱法的原理可知，往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量NH3，再通入足量CO2，可析出NaHCO3。 答案　(1)＋6　(2)Al(OH)3　(3)①MoO＋Ba2＋===BaMoO4↓　② (4)①NaHCO3　②NH3 2．(2021·海淀模拟)MnSO4是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3，还含有Fe3O4、FeO、CoO等)为原料制备MnSO4的工艺流程如图。 资料：金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Co2＋ Mn2＋ 开始沉淀 1.5 6.3 7.4 7.6 完全沉淀 2.8 8.3 9.4 10.2 (1)酸浸后所得溶液的金属阳离子包括Mn2＋、Co2＋、________。 (2)沉淀池1中，先加MnO2充分反应后再加氨水，写出加MnO2时发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)沉淀池2中，不能用NaOH代替含硫沉淀剂，原因是______________________________________________。 (4)如图为MnSO4和(NH4)2SO4的溶解度曲线。从“含MnSO4的溶液”中提取“MnSO4晶体”的操作为________，洗涤干燥。 解析　(1)菱锰矿中含MnCO3、Fe3O4、FeO、CoO，加入硫酸酸浸时生成MnSO4、Fe2(SO4)3、FeSO4、CoSO4，故所得溶液中的金属阳离子为Mn2＋、Fe3＋、Fe2＋、Co2＋。(2)沉淀池1中先加MnO2是为了将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，以便加氨水调pH时更充分地沉淀，离子反应方程式为：2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(3)若用NaOH作沉淀剂，Co2＋沉淀完全时溶液的pH＝9.4，此时Mn2＋也会沉淀，导致MnSO4产率降低。(4)由题图可知，随温度的升高，MnSO4的溶解度先增大后减小，(