内容正文:
专题六 化学工艺流程
二轮 · 化学
考点一
考点二
专题限时训练
1.能利用典型代表物的性质和反应,设计常见物质制备、分离、提纯、检验等简单任务的方案。
2.能从物质类别和元素价态变化的角度说明物质的转化路径。
3.能根据物质的性质分析实验室、生产、生活以及环境中的某些常见问题。
4.能运用绿色化学思想分析和讨论化工生产的相关问题。
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考点一
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专题限时训练
考点一 侧重考查物质转化的工艺流程题
1.(2022·辽宁卷)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:
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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:
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
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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
ab
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,反应的化学方程式为
________________________________。
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(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为①充分浸出Bi3+和Mn2+;②__________________。
抑制金属离子水解
(4)滤渣的主要成分为____________(填化学式)。
SiO2
(5)生成气体A的离子方程式为_____________________________________
__________。
Mn2O3+6H++2Cl-===2Mn2++Cl2↑
+3H2O
(6)加入金属Bi的目的是______________________________________。
将Fe3+转化为Fe2+
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解析:联合焙烧:由已知信息①和第(2)问题干可知,发生转化:Bi2S3,Bi2O3+SO2、FeS2,Fe2O3+SO2、MnO2,Mn2O3+MnSO4,故联合焙烧后得到Bi2O3、Fe2O3、Mn2O3、MnSO4和SiO2;
水浸:MnSO4进入滤液,滤渣为Bi2O3、Fe2O3、Mn2O3和SiO2;
酸浸:加入过量浓盐酸后,Bi2O3和Fe2O3发生转化:Bi2O3,Bi3+、Fe2O3,Fe3+,因Mn2O3有氧化性,会与浓盐酸发生氧化还原反应:Mn2O3+6H++2Cl-===2Mn2++Cl2↑+3H2O,气体A为Cl2,滤渣主要为不溶于浓盐酸的SiO2,滤液中金属离子为Bi3+、Fe3+、Mn2+;
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第(4)(5)问转化:由已知信息②知,Fe的金属活动性强于Bi,且调pH=2.6时Mn2+和Fe2+进入滤液,可知加入金属Bi的目的是将Fe3+还原为Fe2+。
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2.(2021·山东卷)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如下。回答下列问题:
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(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是______________________________________。
增大反应物接触面积,提高化学反应速率
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(1)焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是利用热量使O2向上流动,增大固体与气体的接触面积,即增大反应物接触面积,提高化学反应速率。
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(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时,可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为_____________;酸化的目的是
______________________________________________________________;
4.5≤pH≤9.3
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Fe元素在__________(填操作单元的名称)过程中除去。
浸取
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(3)蒸发