高考大题题型专项训练(一)
无机化学工艺流程题
1．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：
硼镁泥的主要成分如下表：
MgO SiO2FeO、Fe2O3CaO Al2O3B2O3
30%～40% 20%～
25%
5%～15%
2%～
3%
1%～2%
1%～
2%
回答下列问题：
(1)“酸解”时应该加入的酸是________，“滤渣1”中主要含有________(写化学式)。
(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是______________________、______________________。
(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是_________________。
(4)分离滤渣3应趁热过滤的原因是_________________。
解析：硼镁泥主要成分是MgO，还有CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，酸溶时MgO、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3都和硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，B2O3转化为H3BO3，则滤渣1为SiO2。次氯酸钙具有强氧化性，加入的次氯酸钙可把亚铁离子氧化成铁离子，MgO 促进铁离子、铝离子水解，铁离子、铝离子转化为沉淀，则滤渣2为Al(OH)3、Fe(OH)3。浓缩过滤得到滤渣3为CaSO4，滤液中含镁离子、硫酸根离子，蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镁晶体，以此来解答。
答案：(1)浓硫酸SiO2
(2)氧化亚铁离子促进铁离子、铝离子转化为沉淀
(3)溶液接近为无色
(4)温度对硫酸镁、硫酸钙的溶解度影响不同，温度越高，硫酸钙溶解度越小，可以采用蒸发浓缩，趁热过滤方法除去硫酸钙2．以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭
黑等)和H 2SO 4为原料，制备高纯PbO ，实现铅的再生利用。其工作流程如下：
(1)过程Ⅰ中，在Fe 2＋
催化下，Pb 和PbO 2反应生成PbSO 4的化学
方程式是____________________________________________。
(2)过程Ⅰ中，Fe 2＋催化过程可表示为：
ⅰ：2Fe 2＋＋ PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4===2Fe 3＋＋PbSO 4＋2H 2O
ⅱ： ……
①写出ⅱ的离子方程式：______________________________。 ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a ．向酸化的FeSO 4溶液中加入KSCN 溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO 2，溶液变红。
b ．_______________________________________________。
(3)PbO 溶解在NaOH 溶液中，存在平衡：PbO(s)＋NaOH(aq)NaHPbO 2(aq)，其溶解度曲线如图所示。 ①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使
用，其目的是________(选填序号)。
A ．减少PbO 的损失，提高产品的产率
B ．重复利用NaOH ，提高原料的利用率
C ．增加Na 2SO 4浓度，提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：________________________________________。
解析：(1)由题意可知，过程Ⅰ中，在Fe 2＋催化下，Pb 、PbO 2和H 2SO 4反应生成PbSO 4和H 2O ，Pb 与PbO 2在酸性条件下发生氧化还原反应，Pb 为还原剂，PbO 2为氧化剂，PbSO 4既是氧化产物又是还
原产物，化学方程式为Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4=====Fe 2＋2PbSO 4＋2H 2O 。
(2)①催化剂在反应前后本身的质量和化学性质保持不变，但参
加反应，反应特点是先消耗再生成，且消耗与生成的量相等。Fe 2＋为该反应的催化剂，又知反应ⅰ中Fe 2＋被PbO 2氧化为Fe 3＋，则在反应
ⅱ中Fe 3＋与Pb 反应生成Fe 2＋，离子方程式为2Fe 3＋＋Pb ＋SO 2－4
===PbSO 4＋2Fe 2＋；②a 实验证明发生反应ⅰ生成Fe 3＋，则b 实验需证明发生反应ⅱ，Fe 3＋转化为Fe 2＋，实验方案为取a 中红色溶液，向其中加入铅粉后，充分反应，红色褪去。
(3)①过程Ⅱ的目的是脱硫。化学方程式为PbSO 4＋2NaOH===PbO ＋Na 2SO 4＋H 2O ；滤液1中含有未反应的NaOH 和少量溶解的PbO ，经处理后可重复利用减少PbO 的损失，同时能提高NaOH 的利用率。②利用PbO 不同温度下在不同氢氧化钠溶液中的溶解度曲线，可向PbO 粗品中加入35%的NaOH 溶液，加热至高温(110 ℃)，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤可得PbO 固体。
答案：(1)Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4=====Fe 2＋2PbSO 4＋2H 2
O (2)①2Fe 3＋＋Pb ＋SO 2－4===2Fe 2＋＋PbSO 4
②取a 中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去
(3)①AB ②向PbO 粗品中加入一定量的35% NaOH 溶液，加热至110 ℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO 固体
3．辉铜矿主要成分为Cu 2S ，软锰矿主要成分为MnO 2，它们都含有少量SiO 2、Fe 2O 3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：
已知：①MnO 2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；
②[Cu(NH 3)4]SO 4常温稳定，在热水中会分解生成NH 3；
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH 范围如下表所示(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L －1计算)：
开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe 3＋ 1.1 3.2
Mn 2＋ 8.3 9.8
Cu 2＋ 4.4 6.4
(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有______________(任
