题型1　无机化工流程题 课件（共64张PPT）江苏省2023高考三轮冲刺练

(共64张PPT)
题型1　无机化工流程题
1.(2022·江苏卷)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下:
(1)“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程式为　 。
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀,该沉淀中Cl-含量与加料方式有关。得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为　　　　(填序号)。
A.将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B.将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程,可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取,其萃取原理可表示为Ce3+(水层)+3HA(有机层) ══Ce(A)3(有机层)+3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸,使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是　 。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移,应选择的实验条件或采取的实验操作有　 (填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较,过滤Ce2(CO3)3沉淀的滤液中,物质的量减小的离子有
　　　　(填化学式)。
(4)实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中Ce4+可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂,滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色,滴定反应为Fe2++Ce4+══Fe3++Ce3+。请补充完整实验方案:①准确量取25.00 mL Ce3+溶液[c(Ce3+)约为0.2 mol·L-1],加氧化剂将Ce3+完全氧化并去除多余氧化剂后,用稀硫酸酸化,将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容;②按规定操作分别将0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管中;③　 。
解析:首先用稀盐酸和过氧化氢溶液酸浸二氧化铈废渣,得到三价铈,加入氨水调节pH后用萃取剂萃取其中的三价铈,增大三价铈浓度,之后加入稀硝酸反萃取其中的三价铈,再加入氨水和碳酸氢铵制备产物,据此解题。
(1)根据题给信息,反应物为CeO2与H2O2,产物为Ce3+和O2,根据电荷守恒和元素守恒可知其离子方程式为:2CeO2+H2O2+6H+══2Ce3++O2↑+4H2O;(2)反应过程中保持CeCl3少量即可得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3,故选B;(3)①增大碳酸根离子的浓度有助于生成产物,故答案为:降低溶液中氢离子的浓度,促进碳酸氢根离子的电离,增大溶液中碳酸根离子的浓度;②根据萃取原理可知,应选择的实验条件是酸性条件,为了使Ce3+尽可能多地发生上述转移,可以采用多次萃取;③“反萃取”得到的水溶液中含有浓度较大的Ce3+,过滤后溶液中Ce3+离子浓度较小,故答案为:Ce3+;(4)应该用标准液滴定待测Ce4+溶液,用苯代邻氨基苯甲酸作指示剂,故答案为:从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液,加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸,用0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定,当滴入最后半滴标准液时,溶液由紫红色变为亮黄色,即达到滴定终点,记录标准液的体积。
答案:(1)2CeO2+H2O2+6H+══2Ce3++O2↑+4H2O
(2)B
(3)①降低溶液中氢离子的浓度,促进碳酸氢根离子的电离,增大溶液中碳酸根离子的浓度　②酸性条件;多次萃取　③Ce3+
(4)从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4+溶液,加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸,用0.020 00 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定,当滴入最后半滴标准液时,溶液由紫红色变为亮黄色,即达到滴定终点,记录标准液的体积
2.(2021·江苏卷)以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂,可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为
(1)“除杂”包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有　　　　(填化学式)。
(2)“调配比”前,需测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50 mL除去Fe3+的ZnSO4溶液于100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液pH=10,用0.015 0 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点(滴定反应为Zn2++Y4-══ZnY2-),平行滴定3次,平均消耗EDTA溶液25.00 mL。计算ZnSO4溶液的物质的量浓度　　　　(写出计算过程)。
(3)400 ℃时,将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。
①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,其化学方程式为 　 。
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,该反应过程可描述为　　　　　　　　　　　　　　。
(4)将硫化后的固体在N2∶O2=95∶5(体积比)的混合气体中加热再生,固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280~400 ℃范围内,固体质量增加的主要原因是 　。
解析:锌灰含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2,加入稀硫酸浸取,SiO2和硫酸不反应,过滤出SiO2,所得溶液中含有硫酸锌、硫酸铅、硫酸铜、硫酸铁、硫酸,加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,加H2O2氧化,再加入硫酸铁调节锌、铁的配比,加入碳酸氢钠沉锌铁,制得脱硫剂ZnFe2O4。
(1)“除杂”加足量锌粉,硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应,除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有Fe3+、H+。
(3)①硫化过程中ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,铁元素化合价由+3降低为+2、氢气中H元素化合价由0升高为+1,根据得失电子守恒,其化学方程式为ZnFe2O4+3H2S+H2 ZnS+2FeS+4H2O。
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,反应前后ZnS的质量不变,ZnS为催化剂,该反应过程可描述为ZnS+CO2══ZnO+COS;ZnO+H2S══ZnS+H2O。
(4)在280~400 ℃范围内,ZnS和FeS吸收氧气,ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐,导致固体质量增加。
3.(2020·江苏卷)实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下:
(1)酸浸:用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变,实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有　　　　(填序号)。
A.适当升高酸浸温度
B.适当加快搅拌速度
C.适当缩短酸浸时间
(2)还原:向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉,使Fe3+完全转化为Fe2+。“还原”过程中除生成Fe2+外,还会生成　　　　(填化学式);检验Fe3+是否还原完全的实验操作是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)除杂:向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液,使Ca2+转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低、将会导致CaF2沉淀不完全,其原因是 [Ksp(CaF2)=5.3×10-9, Ka(HF)=6.3×10-4]。
(4)沉铁:将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为 　。
②设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料,制备FeCO3的实验方案:
　。
(FeCO3沉淀需“洗涤完全”,Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5)。
解析:铁泥的主要成份为铁的氧化物,铁泥用H2SO4溶液“酸浸”得到相应硫酸盐溶液,向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉将Fe3+还原为Fe2+;向“还原”后的滤液中加入NH4F使Ca2+转化为CaF2沉淀而除去;然后进行“沉铁”生成FeCO3,将FeCO3沉淀经过系列操作制得α-Fe2O3;据此分析作答。
(1)适当升高酸浸温度,增大酸浸速率,能提高铁元素的浸出率,A选;适当加快搅拌速率,增大铁泥与硫酸溶液的接触,增大酸浸速率,能提高铁元素的浸出率,B选;适当缩短酸浸时间,铁元素的浸出率会降低,C不选。
(2)为了提高铁元素的浸出率,“酸浸”过程中硫酸溶液要适当过量,故向“酸浸”后的滤液中加入过量的铁粉发生的反应有:Fe+2Fe3+══3Fe2+、Fe+2H+══Fe2++H2↑,“还原”过程中除生成Fe2+外,还有H2生成;通常用KSCN溶液检验Fe3+,故检验Fe3+是否还原完全的实验操作是:取少量清液,向其中滴加几滴KSCN溶液,观察溶液颜色是否变血红色,若不变血红色,则Fe3+已被还原完全,若溶液变血红色,则Fe3+没有还原完全。
点睛　本题的易错点是实验方案设计中的细节,需注意两点:(1)控制pH不形成Fe(OH)2沉淀;(2)要验证沉淀已洗涤完全。
答案:(1)AB
(2)H2　取少量清液,向其中滴加几滴KSCN溶液,观察溶液颜色是否变血红色
(3)pH偏低形成难电离的HF,导致溶液中F-浓度减小,CaF2沉淀不完全
②在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液,控制溶液pH不大于6.5;静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤2~3次;取最后一次洗涤后的滤液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,不出现白色沉淀
核心知识1　化学工艺流程试题中的术语
1.原料的预处理
常见的操作 目的或方法 研磨、雾化 将块状或颗粒状物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,使反应更充分以增大反应速率 灼烧(煅烧) 使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等(如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿) 浸取 水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 与酸接触反应或溶解,使金属离子进入溶液,不溶性物质过滤除去
碱浸 除去油污,溶解酸性氧化物,铝及其氧化物
加过量试剂 使某物质完全转化(或增大某物质的转化率、产率) 2.反应条件的控制
常用操作 思考角度
加过量 试剂 使某物质完全转化(或增大某物质的转化率、产率)
加氧 化剂 ①转变某种金属离子的价态,再通过调节溶液pH,使金属离子以氢氧化物的形式沉淀出来,以达到除去杂质的目的[如:Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓]
②为满足目标产物中元素的价态而加入氧化剂(如在碱性条件下,加入过氧化氢把Cr3+氧化成 )
常用操作 思考角度
调节溶 液的pH ①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度(常用水浴、冰浴或油浴) ①控制反应速率:使催化剂达到最大活性
②升温:增大反应速率;促进溶液中的气体逸出;使某物质达到沸点挥发
③加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离
④趁热过滤:防止因降温而析出溶质造成损耗
⑤降温:防止物质高温分解或挥发;降温(或减压)可以减少能源成本,降低对设备的要求
3.工艺流程中的分离与提纯
操作目的 答题指导
过滤 固体与液体的分离;要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶于水的物质,如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物或碳酸盐等
萃取与 分液 选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂),萃取后,静置、分液——将分液漏斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
操作目的 答题指导
蒸发结晶、 重结晶 结晶方法:
①晶体不带结晶水,如NaCl等:蒸发结晶
②晶体带结晶水,如胆矾等:将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
③要得到溶解度受温度影响小的溶质,如除去NaCl中少量的KNO3:
蒸发浓缩、趁热过滤
④要得到溶解度受温度影响大的溶质,如除去KNO3中少量的NaCl:
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
加入氧化 剂(或还原剂) ①转化为目标产物中元素的价态
②除去杂质离子[如把Fe2+氧化成Fe3+,而后调溶液的pH,使其转化为Fe(OH)3沉淀除去]
加入 沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵等)
②加入可溶性碳酸盐,生成碳酸盐沉淀
③加入氟化钠,除去Ca2+、Mg2+
操作目的 洗涤试剂 适用范围 目的
洗涤 晶体 蒸 馏 水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质;可适当降低固体因为溶解而造成的损失
热水 有特殊性质的物质、其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质;可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失
有机溶剂(酒精、丙酮等) 固体难溶于水,易溶于有机溶剂 减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥
饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸碱溶液 产品不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解
洗涤沉淀方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次 核心知识2　化工流程题中物质的判断
1.循环物质的确定
2.副产物的判断
3.沉淀成分的判断
无机化工流程题中,常见沉淀物有氢氧化物、硫化物和碳酸盐等。
(1)氢氧化物沉淀
氢氧化物沉淀法最经济的化学药剂是石灰,一般适用于不准备回收重金属的低浓度废水处理。
(2)硫化物沉淀
许多金属能形成硫化物沉淀,大多数金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物的要小很多,采用硫化物作沉淀剂可使溶液中的金属得到更完全地去除。常用沉淀剂为硫化氢、硫化钠和硫化钾等。
(3)碳酸盐沉淀
锌和铅等金属离子的碳酸盐的溶度积较小,可投加碳酸钠到高浓度的含锌或含铅废水中,形成锌或铅的碳酸盐沉淀,从而回收重金属。
(4)其他沉淀
钡盐沉淀法主要用于含六价铬的废水处理;而铁氧体沉淀法则用于金属废水的处理与回收利用,其原理是向废水中投加适量的硫酸亚铁,加碱中和后,通入热空气使废水中各种金属离子形成具有磁性的复合金属的氧化物,即铁氧体,其特点是易沉淀分离。
核心知识3　物质含量的测定与计算
1.“碘量法”(氧化还原滴定)
(1)直接碘量法
直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中,I2被还原为I-。
①指示剂
淀粉:淀粉遇碘显蓝色,反应极为灵敏。化学计量点后,溶液中有过量的碘,碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点,化学计量点后,溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。
②适用对象
(2)间接碘量法
①分类
ⅰ.剩余碘量法
剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液,待I2与测定组分反应完全后,然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘,以求出待测组分含量的方法。
滴定反应为:
I2(定量过量)+还原性物质→2I-+I2(剩余)
ⅱ.置换碘量法
置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾,供试品将碘化钾氧化析出定量的碘,碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定,进而求出待测组分含量。
滴定反应为:氧化性物质+2I-→I2
②指示剂
淀粉,淀粉指示剂应在近终点时加入,因为当溶液中有大量碘存在时,碘易吸附在淀粉表面,影响终点的正确判断。
③适用对象
(3)计算步骤
第一步:写出各步反应的化学方程式;
第二步:根据化学方程式找出作为“中介”的物质,并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间物质的量的关系;
第三步:确定最初反应物和最终生成物之间物质的量的关系式;
第四步:根据已知条件及关系式列出比例式计算求解。
2.流程题中有关Ksp相关计算或判断
对于溶解平衡:AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq),Ksp=cm(An+)·cn(Bm-),对于相同类型的物质,Ksp的大小,反映了难溶电解质在溶液中溶解能力的大小,也反映了该物质在溶液中沉淀的难易。与平衡常数一样,Ksp与温度有关。不过温度改变不大时,Ksp变化也不大,常温下的计算可不考虑温度的影响。
核心知识4　“化工流程”大题的解题策略
(一)怎么考——试题的命制过程
1.试题的命制形式
2.命题规律
(1)以脱硫、脱氮、吸收CO2为命题主题:如2022年以捕集烟气中CO2的过程为材料;2021年以煤气脱硫剂的制备、硫化、再生过程为材料; 2020年高考16题以脱硫为命题材料;2019年高考16题以脱氮为命题材料。
(2)以物质制备为命题主题:2022年以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3为情境;2021年15题以锌灰和Fe2(SO4)3为原料制备的ZnFe2O4脱硫剂;2018年高考以高硫铝土矿为原料生产氧化铝并获得Fe3O4。
(3)命题设问中常考化工术语和离子方程式、化学方程式及电极反应式的书写及化学计算等。
(二)怎么审——试题审题思路
【典题】已知黑铜泥主要含Cu3As,还含有少量Sb、Bi、Pb、Ni等。黑铜泥酸浸和碱浸制取砷酸铜的工艺流程如下:
(1)“酸浸”主要反应之一为4Cu3As+12H2SO4+9O2══12CuSO4+4H3AsO3+6H2O,每1 mol Cu3As被浸取转移电子的物质的量为　　　　mol。
(2)“碱浸”时,生成Na2HAsO4及Cu2O的化学方程式为 　。
(3)“沉砷酸铜”时,CuSO4与H3AsO4反应生成砷酸铜的反应是可逆反应,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,“沉砷酸铜”过程中不断加入NaOH溶液的目的是　 　 。
[图示分析过程]
【归纳小结】
(1)原料:除目标产物中的元素,其余的均为杂质元素。
(2)步骤:弄清加入的试剂空气、硫酸、NaOH与操作(过滤、沉淀等)目的。
(3)推测:步骤中有不清楚的步骤,可根据结果进行合理的推测。
(4)迁移:将已知信息结合工艺流程及所学知识迁移到解题中来。
1.(2022·江苏无锡上学期期末)以硫铁矿(主要成分是FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备磷酸铁(FePO4)。
(1)酸浸。将一定量焙烧后的硫铁矿粉末加入到三颈瓶中,
恒温50~60 ℃加热(装置见图1),通过滴液漏斗缓慢滴加一
定浓度的稀硫酸,充分反应,过滤。温度不宜过高的原因是
　 。
(2)还原。向滤液中加入FeS固体,充分搅拌至溶液中Fe3+全
部被还原。检验Fe3+全部被还原的实验方法是
　　　　　　 　　　　　。
(3)除铝。向还原后的溶液中加入FeO固体,不断搅拌,使Al3+完全转化为Al(OH)3,过滤,得FeSO4溶液。加入FeO后发生反应的离子方程式为 　。
(4)制备Na2HPO4。在搅拌下向100 mL 1 mol·L-1 H3PO4溶液中缓慢滴加1 mol·L-1 NaOH溶液,至溶液的pH约为10即可得到Na2HPO4溶液。需加入NaOH溶液的体积约为
　　　　。
(5)制备FePO4。反应原理为Fe2(SO4)3+2Na2HPO4══
2FePO4↓+2Na2SO4+H2SO4,纯净的FePO4为白色沉淀,
不同pH对磷酸铁沉淀的影响如图2所示。为了得到较
纯净的FePO4,请补充完整以除铝后的FeSO4溶液制备
FePO4的实验方案:取一定量除铝后的FeSO4溶液, 　,
固体干燥,得到FePO4。
(可选用的试剂:1 mol·L-1 Na2HPO4溶液、3% H2O2溶液、BaCl2溶液)
解析:(1)硫铁矿粉焙烧后铁被氧化为+3价,滴入稀硫酸会生成Fe3+,滤液中阳离子是亚铁离子、铝离子、铁离子等,铁离子能水解,水解是吸热反应,升高温度,促进铁离子水解生成氢氧化铁,造成铁元素的损失。(2)检验Fe3+全部被还原的方法为:取少许溶液于试管中,滴入少许KSCN溶液,若溶液不变血红色,则Fe3+全部被还原。(3)铝离子水解生成氢氧化铝和氢离子,加氧化亚铁促进铝离子的水解,其离子方程式为:2Al3++3FeO+3H2O══2Al(OH)3+3Fe2+。(4)H3PO4+2NaOH══Na2HPO4+2H2O,磷酸与氢氧化钠以物质的量之比1∶2反应得到磷酸一氢钠,则需要加入1 mol·L-1NaOH溶液的体积为200 mL。(5)由题意可知,需先将亚铁离子氧化为铁离子,再加入磷酸一氢钠调节pH为2.5使沉淀率最高,因此补充实验方案为:加入足量的3% H2O2溶液,充分反应,使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液,边搅拌边将1 mol·L-1 Na2HPO4溶液缓慢加入到Fe2(SO4)3溶液中,至溶液的pH约为2.5,过滤,洗涤至最后一次洗涤液加入BaCl2溶液无沉淀出现。
答案:(1)避免Fe3+水解生成Fe(OH)3而损失铁元素
(2)取少许溶液于试管中,滴入少许KSCN溶液,若溶液不变血红色,则Fe3+全部被还原
(3)2Al3++3FeO+3H2O══2Al(OH)3+3Fe2+
(4)200 mL或0.2 L
(5)加入足量的3% H2O2溶液,充分反应,使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液,边搅拌边将1 mol·L-1 Na2HPO4溶液缓慢加入到Fe2(SO4)3溶液中,至溶液的pH约为2.5,过滤,洗涤至最后一次洗涤液加入BaCl2溶液无沉淀出现
2.(2022·苏州相城期末)金属钼(Mo)在工业和国防建设中有重要的作用。钼的常见化合价为+4、+5、+6。由钼精矿(主要成分是MoS2)制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)的部分流程如图所示:
回答下列问题:
(1)根据流程中信息可以判断MoO3是　　　　氧化物(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(2)钼精矿在空气中焙烧时,发生主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。若1 mol MoS2发生该反应,则被Mo元素还原的氧气的物质的量为　　　　。
(4)操作3为过滤得到钼酸固体,检验钼酸是否洗涤干净的操作: 　。
(5)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有 生成,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)钼单质的晶体为面心立方晶系,晶胞结构如图所示。晶胞中Mo原子周围距离相等且最近的Mo原子有　　　　个。
解析:(1)Na2CO3溶液显碱性且反应生成Na2MoO4,故MoO3是酸性氧化物。
(2)根据Mo元素常见化合价可知,在MoS2中Mo显+4价,S显-2价,根据电子守恒和原子守恒可写出反应的化学方程式;当1 mol MoS2发生反应时,Mo元素失去2 mol 电子,故被Mo元素还原的O2为0.5 mol。
(4)Na2MoO4溶液中加入适量的盐酸得到钼酸,可以通过检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-来判断沉淀是否洗涤干净。
(5)钼精矿中MoS2被氧化成Na2MoO4和Na2SO4,NaClO被还原为NaCl,根据电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出反应的离子方程式。(6)面心立方晶体中,Mo原子的配位数为12。
答案:(1)酸性
(2)2MoS2+7O2══2MoO3+4SO2　0.5 mol
(3)95.6%
(4)取少量最后一次洗涤液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若无沉淀生成,则证明已洗涤干净
3.(2022·泰州模拟)一种固定烟气中CO2的工艺流程如下:
(1)“反应Ⅰ”中,CO2与过量氨水反应的离子方程式为 　 。
(2)“反应Ⅰ”中,提高烟气中CO2去除率的可行措施有　　　　(填标号)。
a.采用高温 b.加快烟气流速 c.增大氨水浓度
(3)若测得滤液中c( )=10-2 mol·L-1,则Ca2+是否沉淀完全 　　　　(填“是”或“否”) [c(Ca2+)<10-5 mol·L-1时视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)=4.96×10-9]。
(4)“反应Ⅱ”中,溶液的pH和导电能力变化如图1所示,导电能力初始时快速降低,后来逐渐上升的原因是 　 。
(5)CaCO3可用于调节废水的pH,以除去其中的Fe3+。溶液pH对除铁效率影响如图2所示。
①除铁时应控制溶液的pH为　　　　(填标号)。
图2
a.0.5~1.5 b.1.5~2.5 c.2.5~3.5
②除铁时pH稍大会生成Fe(OH)3胶体,显著降低除铁效率,其原因是 　。
(5)①b　②Fe(OH)3胶粒小不易过滤出来;Fe(OH)3胶粒吸附离子带相同电荷,胶粒之间相互排斥,导致沉淀速率小(其他合理答案也可)
4.(2022·江苏七市下学期二模)FeS是一种黑色固体,常用作固体润滑剂、废水处理剂等。可通过高温合成法和均相沉淀法合成纳米FeS。
Ⅰ.高温合成法
称取一定质量还原铁粉和淡黄色硫粉,充分混合后置于真空密闭石英管中。用酒精喷灯加热。加热过程中硫粉升华成硫蒸气。持续加热至反应完全,冷却,得纳米FeS。
(1)若分别用S8和S6与等质量的铁粉反应制取FeS,消耗S8和S6的质量比为　　　　。
(2)能说明反应已进行完全的标志是　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.均相沉淀法
实验室以硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]和硫代乙酰胺(CH3CSNH2)为主要原料,利用如图装置合成纳米硫化亚铁的流程如图。
已知:硫代乙酰胺在酸性和碱性条件下均能水解。水解方程式为:
(3)加入药品前检查装置气密性的操作为　　　　　　　　 　　　　　　。
(4)“反应”时,控制混合液pH约为9,温度70 ℃。三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为 　 。
(5)该方法得到的产品中常混有少量Fe(OH)2杂质。有研究表明,在混合液中添加少量柠
檬酸钠( )可降低溶液中c(Fe2+),抑制Fe(OH)2杂质的形成。加入柠檬酸
钠的能降低c(Fe2+)的原因是 　 。
(6)已知硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体,易溶于水,不溶于乙醇。表中列出了不同温度下硫酸铵、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵在水中的溶解度。
温度/℃ 溶解度/g 物质 10 20 30 40 50 70
(NH4)2SO4 73.0 75.4 78.0 81.0 84.5 91.9
FeSO4·7H2O 40.0 48.0 60.0 73.3 — —
(NH4)2SO4· FeSO4·6H2O 18.1 21.2 24.5 27.9 31.3 38.5
请补充完整实验室制取硫酸亚铁铵晶体的实验过程:取4.0 g充分洗净的铁屑,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,趁热过滤,洗涤、烘干,得未反应铁屑1.2 g。向滤液中　　　　　　　,低温烘干,得到硫酸亚铁铵晶体[可选用的实验试剂有:(NH4)2SO4晶体、3 mol·L-1 H2SO4溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液、蒸馏水、无水乙醇]。
解析:(1)若分别用S8和S6与等质量的铁粉反应制取FeS,FeS中Fe和S原子个数比为1∶1,所以消耗S8和S6的质量比为1∶1。(2)硫蒸气的颜色不变,说明硫蒸气浓度不变,证明反应已进行完全。(3)关闭左侧导管上的活塞,把右侧导管伸入水中,加热三口烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,冷却后导气管内有一段水柱,说明装置气密性良好。(4)“反应”时控制混合液pH约为9,温度70 ℃,三颈烧瓶内硫酸亚铁铵和硫代乙酰胺水解生成的硫离子反应生成硫化亚铁沉淀,反应的离子方程式为
(5)柠檬酸钠能与Fe2+形成络合物,所以加入柠檬酸钠的能降低c(Fe2+)。
(6)取4.0 g充分洗净的铁屑,为增大硫酸亚铁的浓度,加入3 mol·L-1 H2SO4溶液,在热水浴中加热,并不断搅拌,使其反应到不再产生气体,趁热过滤、洗涤、烘干,得未反应的铁屑1.2 g,则反应的铁屑质量为4.0 g-1.2 g=2.8 g,其物质的量为 =0.05 mol,0.05 mol Fe消耗0.05 mol H2SO4应加入3 mol·L-1硫酸溶液的体积约为17 mL。根据(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O可知需要(NH4)2SO4的质量为,132 g·mol-1×0.05 mol=6.6 g;故需要向滤液中加入6.6 g(NH4)2SO4晶体,加热溶液至出现晶膜、冷却结晶、过滤,并用无水乙醇洗涤,再低温烘干,即得硫酸亚铁铵晶体。
答案:(1)1∶1
(2)硫蒸气的颜色不变
(3)关闭左侧导管上的活塞,把右侧导管伸入水中,加热三口烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,冷却后导气管内有一段水柱,说明装置气密性良好
(5)柠檬酸钠能与Fe2+形成络合物
(6)加入17 mL 3 mol·L-1 H2SO4溶液,水浴加热并不断搅拌,至溶液中不再产生气泡　加入6.6 g (NH4)2SO4晶体,加热浓缩至出现晶膜为止,将溶液静置、冷却结晶、过滤,用无水乙醇洗涤晶体