1、化工流程中信息化学方程式的书写专练1利用硫酸渣(主要含 Fe2O3、SiO 2、Al 2O3、MgO 等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：(1)“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是_。(2)“还原”是将 Fe3+转化为 Fe2+，同时 FeS2 被氧化为 SO42-，该反应的离子方程式为_。(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中 Fe3+的量以控制加入 FeS2 的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入 HCl、稍过量 SnCl2，再加 HgCl2 除去过量的 SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7 标准溶液滴定。有关反应的化学方程式如下：2Fe3+Sn2+6Cl2F
2、e 2+SnCl62Sn2+4Cl+2HgCl2SnCl 62-+Hg2Cl26Fe2+Cr2O72+14H+6Fe 3+2Cr3+7H2O滴定时，K 2Cr2O7 标准溶液应盛放在滴定管中_ (填“酸式”、 “碱式”) ；若不加 HgCl2，则测定的Fe3+量_ (填“ 偏高 ”、 “偏低”或“ 不变”)。(4)可选用_ (填试剂)检验滤液中含有 Fe3+。产生 Fe3+的原因是_ (用离子方程式表示)。已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：实验可选用的试剂有：稀硝酸、Ba(NO 3)2 溶液、酸性 KMnO4 溶液、NaOH 溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“
3、过滤” 后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：_a氧化：。 b沉淀：。 c分离，洗涤。 d烘干，研磨。【答案】 提高铁的浸出率，抑制 Fe3+的水解 14Fe3+FeS2+8H2O=15Fe2+2SO42-+16H+ 酸式 偏高 KSCN 或苯酚 4Fe2 O 2 4H 4Fe 3 2H 2O 向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；滴加NaOH 溶液，调节溶液的 pH 为 3.23.82冰晶石(Na 3AlF6)微溶于水，工业上用萤石(CaF 2 含量为 96%)、二氧化硅为原料，采用氟硅酸钠法制备冰晶石，其工艺流程如下：(1)Na3AlF6 中氟、铝以共价键结合，写出 Na3AlF6 中所含
4、阳离子的电子式_，滤渣 A 的主要成分是_( 填名称) 。(2)为探究适合“酸浸”的条件，取 4 份相同样品进行实验，所得结果如下表所示：萤石品位 硫酸的实验编号 (CaF2 含量) 质量分数反应温度/ 获得 Na2SiF6 的质量1 96% 25% 6070 1202 96% 35% 6070 1533 96% 35% 8090 1004 96% 40% 6070 141实验 3 比实验 2 获得 Na2SiF6 的质量低的原因可能是_。选择“酸浸”时所采用的最适合条件为_。(3)写出反应的离子方程式：_ 。 (4)“操作”不能用硅酸盐质设备进行分离的原因_。(5)经测定，操作所得滤液中所含
5、杂质中 K+浓度为 0.05 molL-1，当 Na+浓度降为 0.01molL-1 时，若不考虑其它离子影响和溶液体积变化，K+_(填“ 是”或“ 否”)开始沉淀。(已知 25时，K sp(Na3AlF6)=4.010-10，K sp(K3AlF6)=6.010-8)【答案】 Na+ 硫酸钙 温度过高，HF 挥发，造成获得 Na2SiF6 的质量降低 35%H2SO4、6070 3Na+4NH4+6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6+4NH3H2O 或 3Na+4NH4+6F-+AlO2-=Na3AlF6+4NH3+2H2O 滤液中 F-水解生成的 HF 腐蚀硅酸盐质设备 否(4)滤
6、液中含有氟离子，能够发生水解生成氢氟酸，氢氟酸能够与硅酸盐质设备反应；正确答案：滤液中F-水解生成的 HF 腐蚀硅酸盐质设备。(5)根据 Ksp(Na3AlF6)=c(Na+)c(AlF-6)= 4.010-10,当 c(Na+)=0.01molL-1 时，c(AlF -6)= 4.010-8,QC= c(K +)c(AlF-6)= 0.054.010-8=210-99 时，以 CrO42-为主。钠盐在不同温度下的溶解度(g):温度() 10 20 30 40 50 60 70 80Na2SO4 9.0 19.4 40.8 48.8 46.7 45.3 44.1 43.7Na2Cr2O7 17
7、0.2 180.1 196.7 220.5 248.4 283.1 323.8 385.4注 32.38以上，与饱和溶液平衡的固相为无水 Na2SO4,以下则为 Na2SO410H2O。Cr 3+完全沉淀时 pH 为 6.8，Cr(OH) 3 开始溶解时 pH 为 12。请回答下列问题:(1)煅烧铬矿石时，生成 Na2CrO4 的化学反应方程式为_(2)滤渣的成分是_( 填化学式)。(3)有人认为工艺流程中“用稀硫酸调 pH”改为“通入过量 CO2”，不需调节 pH 同样可以达到实验效果，理由是_。(4)向红矾钠溶液中加入适量 KCl,蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到 K2Cr2O7 固体。冷却到
8、_(填序号)得到的 K2Cr2O7 固体产品最多。A80 B60 C40 D10(5)该工艺所得副产品主要为无水硫酸钠并混有少量重铬酸钠，请设计从副产品获得芒硝(Na 2SO410H2O)的实验方案:将该副产品按固液质量比 100:230 溶于热水，加入稍过量的 Na2SO3 溶液，搅拌,_，过滤，洗涤，低温干燥。(实验中须使用的试剂 :稀 H2SO4、NaOH 溶液)。【答案】 2Cr2O3+4Na2CO3+ 3O2 4Na2CrO4+4CO2 H2SiO3、 Al(OH)3 过量的 CO2 不会使 Al(OH)3溶解 生成的 NaHCO3 在后续步骤中加入稀硫酸可以除去 D 缓缓加入稀 H
9、2SO4,静置，冷却自然结晶，过滤，将晶体用热水溶解，加入适量 NaOH 溶液至溶液 pH 约为 6.812，趁热过滤，将滤液冷却自然结晶4利用某废镍催化剂（含 NiCO3、Na 2SiO3，少量 Fe3O4、Cr 2O3）制备 NiSO4，流程如下：(1)“酸溶”后，加入十六烷基三甲基氯化铵溶液出现大量白色沉淀，写出“酸溶”时生成硅酸的离子方程式：_。(2)“碱析”时，常温下调 pH=_时 Fe3+恰好沉淀完全；工业上把 pH 调至 10，此时沉淀物有 Fe(OH)3 和_，目的是_。(3)取 300mL“除硅酸”后的溶液，加入双氧水受热 th，得到关于沉淀率的关系图如下。合适的工艺条件为_
10、；温度不能太高的原因是_。(4)“一次沉镍”产物为 NiS，稀硝酸与之反应的化学反应方程式为_。【答案】 2H+ + SiO32- = H2SiO3(胶体) 3.2 Ni(OH)2 把 Cr3+转化为 CrO2-，除去铬元素 70 每 300mL加入 8mL 双氧水 70以后沉淀率增加不大，同时双氧水分解速率加快，增加了成本 3NiS + 8HNO3 = 2NO + 4H2O + 3Ni(NO3)2 + 3S过量时会生成 NaCrO2，因此工业上把 pH 调至 10，此时沉淀物有 Fe(OH)3 和 Ni(OH)2，目的是把 Cr3+转化为 CrO2-，除去铬元素。(3)根据图像可知温度为 7
11、0、加入 8mL 双氧水时沉淀率高，因此合适的工艺条件为 70、每 300mL 加入 8mL 双氧水；由于 70以后沉淀率增加不大，同时双氧水分解速率加快，增加了成本，所以温度不能太高。(4)“一次沉镍”产物为 NiS，由于硝酸具有氧化性，则稀硝酸与之反应的化学反应方程式为3NiS+8HNO3 2NO+4H2O+3Ni(NO3)2+3S。学&科网5某化工厂的含镍催化剂主要含有镍、铝、铁单质及它们的氧化物，还有部分不溶于酸和碱的杂质。为了从含镍催化剂中回收镍，设计了如下的工艺流程:部分阳离子完全沉淀时溶液的 pH 如下:沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2pH
12、5.2 3.2 9.7 9.2回答如下问题:(1)碱浸的目的是为了除去_(2)某学习小组在实验室中模拟上述流程,简述洗涤滤渣 的操作_(3)加入 H2O2 并保温一段时间过程中，保温的温度不宜过高的原因为_,加入 H2O2 发生反应的离子方程式为_。加入 H2O2 保温后调 pH,下列范围合理的是_(填选项序号)。A1.83.2 B2.03.0 C3.35.2 D9.29.7(4)滤渣的主要成分为_,滤液调 pH 为 23 的目的为 _(5)为测定产品中 NiSO47H2O 纯度，某同学将一定量的样品溶于水,再向其中加入足量的 BaCl2 溶液,过滤、洗涤沉淀并干燥,称量质量。通过计算发现产品
13、中 NiSO47H2O 的质量分数大于 100%,其可能的原因为_【答案】 Al、 Al2O3 向漏斗中加少量蒸馏水浸没滤渣，待水自然流下后，重复上述操作 23 次 温度高，会使 H2O2 加速分解，降低原料利用率 H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O C Fe(OH)3 在浓缩结晶过程中防止 Ni2+水解 烘干时失去了部分结晶水6氧化铬（Cr 2O3）主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等。工业上是以铬铁矿 主要成份为Fe(CrO2)2，还含有 Al2O3、SiO 2 等杂质 为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：（1）亚铬酸亚铁Fe(CrO 2)2中 C
14、r 的化合价是_。（2）焙烧时的主要反应为：4FeOCr 2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2，其中被氧化的元素为_，每产生 32 g Fe2O3，转移电子的数目为_。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_。（3）操作 I 包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：_。（4）硫磺在与铬酸钠的反应中转化为硫代硫酸钠，反应的离子方程式为_。滤渣中除 Al(OH)3 外还有_（填化学式） 。（5）某工厂用 448 kg 铬铁矿粉含 Fe(CrO2)280%制备 Cr2O3，最终得到产品 182.4 kg，产率为_%。（6）Cr 3+也有一定毒性，会污染水体，常温下要除
15、去废液中多余的 Cr3+，调节 pH 至少为_，才能使铬离子沉淀完全。已知 Cr(OH)3 的溶度积常数为 1.01032 。【答案】 +3 Cr、Fe 2.8NA 陶瓷在高温下会与 Na2CO3 反应 将蒸馏水沿着玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作 23 次 4CrO42+6S+7H2O4Cr（OH） 3+3S2O32+2OH H2SiO3 75.0 5.07NaBiO 3 可作为测定锰的氧化剂， Bi2O3 在电子行业有着广泛应用，可利用浮选过的辉铋矿( 主要成分是Bi2S3,还含少量 SiO2 等杂质)来制备，工艺流程如下 :已知:NaBiO 3 难溶于水。回答下列问题
16、（1）溶液中主要成分为 BiCl3、FeCl 2,则滤渣的主要成分是_(写化学式)。（2）海绵铋与盐酸、H 2O2 反应的化学方程式是_（3）向溶液中加入 NaOH 和 NaClO 发生反应的离于方程式是_，从反应后的混合体系中获得纯净NaBiO3,操作包括_ 。（4）一定温度下，向氨水中通入 CO2，得到 (NH4)2CO3、NH 4HCO3 等物质，溶液中各种微粒的物质的量分数与 pH 的关系如图所示。随着 CO2 的通入，溶液中 c(OH-)/c(NH3H2O)将_( 填“增大”“减小”或“不变”)。pH=9 时，溶液中 c(NH4+)+c(H+)=_(用离子浓度表示)。（5）取所得 N
17、aBiO3 样品 2.0g,加入稀硫酸和 MnSO4 溶液使其完全溶解，然后用新配制的 0.5mol/LFeSO4溶液滴定生成的 MnO4-，滴定完成后消耗 22.00mLFeSO4 溶液。则该样晶中 NaBiO3 纯度为_。【答案】 SiO2、S 2Bi+3H2O2+6HCl=2BiCl3+6H2O Na+Bi3+ClO-+4OH-=NaBiO3+C1-+2H2O 过滤、洗涤、干燥 减小 2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-) 77%5NaBiO32 MnO410Fe2+，5 10n(NaBiO3) 0.5mo1L10.0220L n(NaBiO3)=0.0055mol得到质量计算质量分数=0.0055mol280g/mol/2.0g100%=77% ，故答案为：77% 。学科网
