题目内容

工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰，并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2，还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质)：

（1）一定温度下，“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4，该反应的化学方程式为       。
（2）“滤渣2”中主要成分的化学式为       。
（3）“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是       。
（4）“电解”时用惰性电极，阳极的电极反应式为       。
（5）“50℃碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程式为       。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3，可能的原因是：使MnSO4充分转化为MnCO3；       ；       。


（1）MnO2＋SO2=MnSO4
或H2O＋SO2 =H2SO3、MnO2＋H2SO3=MnSO4＋H2O(2分)
（2）Fe(OH)3、Al(OH)3(2分)
（3）Na2S会增大回收的(NH4)2SO4中Na＋含量(2分)
（4）2H2O－4e－=O2↑＋4H＋或4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O(2分)
（5）Mn2＋＋2HCO3-MnCO3↓＋CO2↑＋H2O(2分)
NH4HCO3与H＋反应，防止MnCO3沉淀溶解损失；NH4HCO3受热分解损失(2分)
三氯异氰尿酸“有效氯”含量＝×100%＝90%(1分)

解析试题分析：(1)该反应的反应物为二氧化硫和二氧化锰产物为硫酸锰；（2）反应经过三次除杂，一次是氧化除去亚铁离子，第三次是除去重金属得到纯净溶液，故第二次应除去铁铝杂质生成氢氧化物；（3）使用Na2S会引入杂质钠离子；（4）电解硫酸锰和硫酸铵溶液，阴极产生锰，阳极氢氧根离子放电产生氧气，4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O；（5）该反应的反应物为碳酸氢铵和硫酸锰，产物是碳酸锰，Mn2＋＋2HCO3-MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；电解时溶液中产生氢离子溶液为酸性，会溶解碳酸盐，故加入过量碳酸氢铵反应调节溶液酸碱性，防止MnCO3沉淀溶解损失；碳酸氢铵不稳定受热易分解，故需多加试剂弥补分解损失。
考点：考查化工流程中操作目的、原理有关问题。

练习册系列答案
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可以把6种无色溶液：乙醇、苯酚、NaHCO3溶液、AgNO3溶液、KOH溶液、氢硫酸一一区分的试剂是：

A．新制碱性悬浊液 B．FeCl3溶液
C．BaCl2溶液 D．酸性KMnO4溶液

氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品及精制的流程：

已知：Br2是易挥发、深红棕色的液体；氢溴酸是易挥发、无色液体。
根据上述流程回答下列问题：
（1）反应室①中发生反应的化学方程式为              。
（2）反应室①使用冰水的目的           。
（3）操作I的名称          ，操作Ⅱ用到的玻璃仪器有           。
（4）反应室②中加入Na2SO3的目的是             。
（5）工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了实验加以探究：
①甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为           ，若假设成立可观察到的现象为           。
②乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为        ，其用于证明该假设成立的方法为              。

海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如图所示：

(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式：                                               。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是                                          。
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤：                                        。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时：                               ；
过滤时：                               ；
蒸发时：                               。

过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下：

已知CaO2·8H2O呈白色，微溶于水，加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。
（1）用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是                             ；
（2）检验“水洗”是否合格的方法是                                        ；
（3）沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右，其可能原因是(写出两种)：
①                                                                 ;
②                                                                  。
（4）测定产品中CaO2的含量的实验步骤：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L－1的H2SO4溶液，充分反应。
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步：逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液至反应完全，消耗Na2S2O3溶液V mL。
【已知：I2＋2S2O32-＝2I－＋S4O62-】
①CaO2的质量分数为           (用字母表示)；
②某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO2的质量分数可能       (填“不受影响”、“偏低”或“偏高”)，原因是                                             。

多晶硅(硅单质的一种)被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成分为BaCO3，且含有钙、铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O，工艺流程如图所示。已知常温下Fe3＋、Mg2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。

(1)SiCl4水解控制在40 ℃的原因是___________________________________。
已知：SiCl4(s)＋H2(g)=SiHCl3(s)＋HCl(g) ΔH1＝＋47 kJ·mol－1
Si(s)＋3HCl(g)=SiHCl3(s)＋H2(g) ΔH2＝－189 kJ·mol－1
则由SiCl4制备硅的热化学方程式为__________________________________。
(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是_________________________。
(3)加20% NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣A的主要成分是________，控制温度70 ℃的目的是____________________________________________。
(4)BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。实验室中蒸发浓缩，用到的含硅酸盐的仪器有__________种。
(5)为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的物质是____________。

氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品应用广泛。请回答下列问题：
（1）氯碱工业是利用电解食盐水生产             为基础的工业体系。
（2）电解前，为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质离子，加入下列试剂的顺序合理的是   (填下列各项中序号)。
a、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡    b、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
c、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡    d、氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
（3）“盐泥”是电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下：

成分
 		NaCl
 		Mg(OH)2
 		CaCO3
 		BaSO4
 		其他不溶物
 
质量分数(％)
 		15～20
 		15～20
 		5～10
 		30～40
 		10～15
 
 
利用盐泥生产MgSO4·7H2O晶体的工艺流程如下图所示。

回答下列问题：
①酸洗过程中加入的酸为   ，加入的酸应适当过量，控制pH为5左右，反应温度在50℃左右。持续搅拌使之充分反应，以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4，在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是                    。
②过滤所得滤渣的主要成分为                      。
③根据图分析，蒸发结晶过滤所得晶体A主要成分为              。

④真空干燥MgSO4·7H2O晶体的原因是                   。

CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Co(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：(金属离子浓度为：0.01mol/L)

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
 
③CoCl2·6H2O熔点为86℃，加热至110~120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式________________________。
（2）写出NaClO3发生反应的主要离子方程式_____________________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式_______________。
（3）“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为                   。
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是_________、__________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________；其使用的最佳pH范围是________________。

A．2.0~2.5     B．3.0~3.5         C．4.0~4.5     D．5.0~5.5
（6）为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100％，其原因可能是_____________________。（答一条即可）

钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是一种应用广泛的新型电源，实验室尝试利用废旧钴酸锂锂离子电池回收铝、铁、铜、钴、锂元素，实验过程如下：

(1)碱浸泡过程中，铝被溶解的离子方程式为__________________________
(2)滤液A中加入草酸铵溶液，使Co元素以CoC2O4·2H2O沉淀形式析出。草酸钴是制备氧化钴及钴粉的重要原料。在空气中CoC2O4·2H2O的热分解失重数据见下表，请补充完整表中的热分解方程式。

序号
温度范围/℃
热分解方程式
固体失重率
①
120～220
 
19.67%
②
280～310
 
56.10%
 
(3)过滤Li2CO3时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：_____________________________________________________________
(4)最终所得的FeCl3溶液可作净水剂，试结合离子方程式解释其净水原理________________________________________________________

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