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讲座一 无机化工流程题
【四年高考真题】
1、(2022·全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中转化反应的离子方程式为______,用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因__________。
(2)在“脱硫”中,加入不能使铅膏中完全转化,原因是_________。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入。
(ⅰ)能被氧化的离子是_______;
(ⅱ)促进了金属Pb在醋酸中转化为,其化学方程式为________;
(ⅲ)也能使转化为,的作用是_______。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是_______;
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有________。
【答案】
(1);该反应的,反应正向进行的程度很大,可以进行到底
(2)反应的,反应正向进行的程度很小
(3)(ⅰ)(ⅱ)(ⅲ)作还原剂
(4)
(5)
【解析】
加入使转化为,便于后续的酸浸;通过酸浸,铅元素全部转化为可溶性的,过滤后在滤液中加入NaOH溶液,使转化为,加热分解得到PbO。
(1)的远小于的,易发生生成的沉淀转化,且进行较为彻底。
(2)的大于的,不易发生生成的沉淀转化,即使发生,反应进行的程度也很小。
(3)(ⅰ)具有还原性,能被氧化;(ⅱ)能氧化Pb,使其转化成,再与结合生成,依据氧化还原反应的规律,即可写出反应的化学方程式;(ⅲ)通过与、HAc反应转化为,发生氧化还原反应,Pb化合价降低,作还原剂。
(4)根据题给信息,当pH=4.9时,完全转化为。
(5)加入NaOH溶液,发生沉铅的反应为,故滤液中含有的金属阳离子有以及未沉淀的。
2、(2022·全国甲卷)硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为,杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:
离子
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为______________。
(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有______________、______________。
(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是______________(填标号)。
A. B. C.NaOH
滤渣①的主要成分是______________。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤,滤渣②中有,该步反应的离子方程式为______________。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是______________。
(6)滤渣④与浓反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是______________、______________。
【答案】
(1)
(2) 增大压强;将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积、增大硫酸的浓度等
(3)B;
(4)
(5)置换为Cu从而除去
(6) ;
【解析】
制备的流程分析
(3)加入物质X调溶液pH=5,为了不引入新的阳离子,故X宜选用;pH=5时,,根据表中各离子的氢氧化物的可知,只有能完全沉淀。
(4)被适量溶液氧化为,同时生成,沉淀进入滤渣②中。
3、(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)的一种制备方法如下图所示:
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为_______,生成的沉淀与硝酸反应,生成_______后可循环使用。
②通入的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为_______;若反应物用量比时,氧化产物为________;当,单质碘的收率会降低,原因是_________。
(2)以为原料制备的方法是:先向溶液中加入计量的,生成碘化物;再向混合溶液中加入溶液,反应得到,上述制备的总反应的离子方程式为_____。
(3)KI溶液和溶液混合可生成CuI沉淀和,若生成 Imol,消耗的KI至少为_______mol,在KI溶液中可发生反应:。实验室中使用过量的KI与溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是_______。
【答案】
(1)①;
②;和;生成的会被继续氧化