2017版高考化学一轮复习真题专训第三章金属及其化合物专题课时4无机化工流程新人教版.doc
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专题课时4 无机化工流程
1.工业上利用电解污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如下:
已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下:
Fe3+ Cu2+ Cr3+ 开始沉淀pH 2.1 4.7 4.3 完全沉淀pH 3.2 6.7 a
(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有________。
(2)在除铁操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,请完成相关操作:①加入石灰乳调节pH范围为________~________;②将浊液加热到80 ℃后的操作是________。
(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体的离子反应方程式__________________________________________________________________,
此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%,若NaHSO3过量,除了浪费试剂外,还会出现的问题是____________________________________________
__________________________________________________________________。
解析 (1)Fe2O3、CuO、Cr2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3、CuSO4、Cr2(SO4)3,所以在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有CuSO4。
(2)①除铁操作中Fe3+沉淀完全,而Cu2+与Cr3+不能沉淀,Fe3+沉淀完全的pH是3.2,而Cu2+与Cr3+开始沉淀的最小pH是4.3,所以调节溶液pH范围3.2~4.3;②80 ℃ 时CaSO4的溶解度已经很小,此时主要以固体形式存在,若不趁热过滤,温度下降后,CaSO4的溶解度又增大,重新溶解到溶液中,达不到除杂质的目的,所以将浊液加热到80 ℃,要趁热过滤,以除去CaSO4。
(3)Cu元素以Cu2+形式存在于溶液中,加入NaHSO3二者发生氧化还原反应,生成Cu2O固体,HSO被氧化成SO,所以该离子反应方程式为2H2O+HSO+2Cu2+===Cu2O↓+SO+5H+;若NaHSO3过量,该步骤中Cu2+被还原后的溶液酸性增强,则H+会与过量的NaHSO3反应产生SO2,污染环境。
答案 (1)CuSO4
(2)①3.2 4.3 ②趁热过滤
(3)2H2O+HSO+2Cu2+===Cu2O↓+SO+5H+ 产生SO2污染环境
2.(2015·佛山质检,21)某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+、Cl-四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。
(1)沉淀1中含有的金属单质是________。
(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为
_________________________________________________________________。
(3)下列物质中,可以作为试剂X的是________(填字母编号)。
A.BaCl2 B.BaCO3 C.NaOH D.Ba(OH)2
(4)检验沉淀2洗涤是否完全的方法是_________________________________。
(5)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是
_________________________________________________________________。
(6)由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为________、冷却结晶、________、洗涤、干燥。
解析 (1)过量铁屑与Fe3+、Cu2+发生反应:2Fe3++Fe===3Fe2+、Cu2++Fe===Fe2++Cu,沉淀1为铜与过量的铁。(2)H2O2氧化Fe2+得到Fe3+,自身被还原为水,根据溶液呈酸性补H+配平。(3)试剂X是与H+反应调节pH使Fe3+沉淀,由流程图最后有BaCl2生成可知,应加入能与H+反应的钡的化合物。(4)沉淀2为Fe(OH)3,可能含有的可溶性杂质离子有Ba2+、Cl-等,故可取最后一次洗涤液检验Ba2+或Cl-的存在与否。(5)由于FeCl3溶液加热时,Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀,所以加盐酸以抑制其水解。(6)从滤液中获得溶质的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
答案 (1)铁、铜
(2)2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O
(3)B、D
(4)取最后一次洗涤液少许,滴入1~2滴硫酸钠溶液,若不出现白色浑浊,表明已洗涤完全(
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