专题8 跟踪练(42) 突破无机化工流程题（Word练习）-【优化指导】2024高考化学一轮复习高中总复习·第1轮（苏教版 新教材 新高考）

跟踪练(42)　突破无机化工流程题 1．(2023·广东汕头调研)溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用作分析试剂、生产荧光粉等。以镉铁矿(成分为 CdO2、Fe2O3、FeO 及少量的Al2O3 和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的工艺流程如下： 已知 Cd(SO4)2 溶于水，回答下列问题： (1)为提高镉的浸取率，酸浸时可采取的措施有________________________(任写两种即可)。 (2)还原镉时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)加入H2O2 溶液的目的是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)滤渣2 的主要成分为________________________(填化学式)；为检验滤液中是否含有 Fe3＋，可选用的化学试剂是___________________________________________________。 (5)实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中 Cd2＋的含量，其原理：Cd2＋＋2NaR===2Na＋＋CdR2 ，其中NaR为阳离子交换树脂。常温下，将沉镉后的溶液(此时溶液 pH＝6)经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的 Na＋比交换前增加了 0.055 2 g/L，则该条件下Cd(OH)2 的Ksp值为________________。 (6)已知镉铁矿中CdO2的含量为72%，整个流程中镉元素的损耗率为10%，则2 t该镉铁矿可制得Cd(BrO3)2(摩尔质量为 368 g/mol)质量为____________kg。 答案：(1)增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施(写出两种即可) (2)3Cd4＋＋CH3OH＋H2O===3Cd2＋＋CO2↑＋6H＋ (3)将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋ (4)Al(OH)3、Fe(OH)3　KSCN溶液 (5)1.2×10－19　(6)3 312 解析：用稀硫酸溶解镉铁矿，其中SiO2不溶于水和酸，通过过滤除去，即滤渣1为SiO2；滤液中主要含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋和Cd4＋，加入CH3OH将Cd4＋还原为Cd2＋，然后加入H2O2溶液，将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液pH使溶液中的Al3＋和Fe3＋完全转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤除去不溶物(滤渣2)，向含有CdSO4的滤液中加入K2CO3生成CdCO3沉淀，再过滤将沉淀溶于HBrO3，最后将溶液蒸发结晶即可得到溴酸镉，据此分析。 (1)固体溶解于稀硫酸时，采取增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施，可提高镉的浸出率。(2)CH3OH将Cd4＋还原为Cd2＋时，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，此气体为CO2，结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，可知反应的离子方程式为3Cd4＋＋CH3OH＋H2O===3Cd2＋＋CO2↑＋6H＋。(3)加入H2O2溶液的目的是将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)滤渣2的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3；为检验滤液中是否含有 Fe3＋，可选用的化学试剂是KSCN溶液。 (5)沉淀后的溶液pH＝6，则c(OH－)＝10－8 mol/L，经阳离子交换树脂后，测得溶液中Na＋比交换前增加了0.055 2 g/L，即Na＋物质的量浓度增加了＝0.002 4 mol/L，根据Cd2＋＋2NaR===2Na＋＋CdR2，可知原溶液中c(Cd2＋)＝0.001 2 mol/L，则Cd(OH)2的Ksp＝c(Cd2＋)·c2(OH－)＝1.2×10－19。(6)2 t该矿石中CdO2的质量为2×106 g×72%＝1.44×106 g，其物质的量为＝1×104 mol，整个流程中镉元素的损耗率为10%，根据原子守恒可知Cd(BrO3)2的物质的量为104 mol×(1－10%)＝9×103 mol，其质量为9×103 mol×368 g/mol＝3 312 000 g＝3 312 kg。 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(Na2Cr2O