专题验收4 工艺流程中产物的确定及相关计算（Word练习）-【创新方案】2024年高考化学二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅱ）

专题验收（四） 工艺流程中产物的确定及相关计算 1．重铬酸钠在工业生产上具有广泛用途。一种以铬铁矿(含FeCr2O4及少量Al2O3、SiO2等)为原料制备Na2Cr2O7的工艺流程如下： 已知滤渣1为Fe2O3。下列说法错误的是(　 ) A．流程中可循环使用的物质有CO2 B．滤渣2的成分是Al(OH)3和H2SiO3 C．“调pH”是向溶液中加NaOH使pH增大，促进氧化还原反应进行 D．“高温焙烧”发生的主要反应为4FeCr2O4＋7O2＋8Na2CO32Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2 解析：选C　铬铁矿在空气中与纯碱高温煅烧，得到含有NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、Fe2O3的固体产物，水浸，Fe2O3不溶，滤渣1为Fe2O3，滤液中含有NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4，通入CO2调节pH值使NaAlO2、Na2SiO3转化为Al(OH)3和H2SiO3，则滤渣2为Al(OH)3和H2SiO3，滤液主要含有Na2CrO4，再次调节pH将CrO转化为Cr2O，得到Na2Cr2O7。根据流程可知高温焙烧时产生的CO2可以在除杂过程中再次使用，A正确；根据分析可知通入CO2调节pH使NaAlO2、Na2SiO3转化为Al(OH)3和H2SiO3，B正确；调节pH的目的是将CrO转化为Cr2O，该过程并不是氧化还原反应，C错误；铬铁矿主要成分为FeCr2O4，而滤渣1为Fe2O3，说明焙烧过程中Fe(Ⅱ)被氧化为Fe(Ⅲ)，同时还有CO2生成，根据电子守恒、元素守恒可得发生的反应为4FeCr2O4＋7O2＋8Na2CO32Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2，D正确。 2．某兴趣小组以硫酸亚铁铵为原料制备二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)，进一步制备高纯度还原铁粉，实验流程如图： 已知：FeC2O4·2H2O难溶于水，H2C2O4易溶于水。 下列说法错误的是(　 ) A．步骤①中加入稀硫酸酸化，目的是抑制亚铁离子水解 B．步骤②生成沉淀时发生反应：Fe2＋＋H2C2O4＋2H2O===FeC2O4·2H2O↓＋2H＋ C．抽滤后母液中的溶质主要是(NH4)2SO4、H2SO4和H2C2O4 D．步骤⑤宜采用碳粉还原Fe2O3 解析：选D　亚铁离子易水解，水解使溶液显酸性，为了抑制其水解，要用硫酸溶解硫酸亚铁铵，A选项正确；步骤②生成FeC2O4·2H2O沉淀，B选项正确；经抽滤后，所得母液中溶质主要是(NH4)2SO4、H2SO4和H2C2O4，C选项正确；步骤⑤若选用碳粉还原氧化铁，反应物之间的接触面积小，反应不完全，多余的碳粉会影响铁粉的纯度，宜采用CO还原氧化铁，D选项错误。 3．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示： 金属离子 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ 开始沉淀时(c＝0.01 mol·L－1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“滤液②”中含有的金属离子是____________。 (2)“转化”中可替代H2O2的物质是__________，若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即 ， “滤液③”中可能含有的杂质离子为________。 (3)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是__________________。 答案：(1)Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋ (2)O2或空气　Fe3＋ (3)提高镍回收率 4．二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeCO3F)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图： 已知：ⅰ.Ce4＋能与F－结合成[CeFx](4－x)＋，也能与SO结合成[CeSO4]2＋； ⅱ.在硫酸体系中Ce4＋能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3＋不能； ⅲ.常温下，Ce2(CO3)3饱和溶液浓度为1.0×10－6 mol·L－1，请回答下列问题： (1) “萃取”时存在反应：Ce4＋＋n(HA)2Ce(H2n－4A2n)＋4H＋，萃取后水层中还存在的含铈元素的微粒主要是________________，经处理后可循环使用。 (2)“反萃取”中加H2O2的主要反应离子方程式为________________________________________________________，在“反萃取”后所得水层中加入1.0 mol·L－1的NH4HCO3溶液，产生Ce2(CO3)3沉淀，当Ce3＋