題型特訓14第9題化學工藝流程綜合題B1.(2019湖北武漢二模)工業(yè)上以軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2)為原料制取金屬錳的工藝流程如下:(1)軟錳礦“粉磨”的目的是。 (2)“浸渣”的主要成分是(填名稱)。 (3)經(jīng)檢測“浸取液”中無Fe2+,“浸取”時MnO2發(fā)生反應的離子方程式為。 (4)在“沉錳”操作中,不能用Na2CO3代替NH4HCO3,其原因是。 (5)將“酸溶”后的溶液作為電解液,用下圖1裝置電解,應采用(填“陰”或“陽”)離子交換膜,陽極的電極反應式為。 圖1圖2(6)為充分利用“濾渣1”,需測定濾渣中鋁元素的含量,設計以下方案。將m g濾渣處理成a mL溶液。取少量中溶液用EDTA滴定測得溶液中Fe3+、Al3+的濃度之和為b mmol·L-1。另取少量中溶液將Fe3+用鹽酸羥胺(在溶液中可完全電離出NH3OH+與Cl-)還原Fe2+,離子方程式為; 將所得溶液利用吸光度法測得其吸光度為0.400(吸光度與Fe2+的濃度關系如上圖2所示)。該樣品中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)為(用含字母的表達式表示)。 2.硼氫化鈉(NaBH4)具有優(yōu)良的還原性,在有機化學和無機化學領域有著廣泛的應用。利用硼精礦(主要成分為B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)制取NaBH4的流程如圖1:圖1圖2已知:偏硼酸鈉(NaBO2)易溶于水,不溶于醇,在堿性條件下穩(wěn)定存在?；卮鹣铝袉栴}。(1)寫出加快硼精礦溶解速率的措施(寫一種)。 (2)操作1為,濾渣主要成分為。 (3)除硅、鋁步驟加入CaO而不加入CaCl2的原因有:能將硅、鋁以沉淀除去;。 (4)氫化鎂(MgH2)中H元素的化合價為;MgH2與NaBO2在一定條件下發(fā)生反應1,其化學方程式為。 (5)如圖2在堿性條件下,在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉,寫出陰極室的電極反應式。 (6)硼氫化鈉是一種強還原劑,堿性條件可處理電鍍廢液中的硫酸銅制得納米銅,從而變廢為寶,寫出該反應的離子方程式:。 參考答案題型特訓14第9題化學工藝流程綜合題B1.答案 (1)加快浸取速率(2)二氧化硅(3)MnO2+2Fe2+4H+Mn2+2Fe3+2H2O(4)Na2CO3溶液堿性較強,會導致生成氫氧化物沉淀(堿式碳酸錳)(5)陰2H2O-4e-4H+O2(6)2Fe3+2NH3OH+2Fe2+4H+N2+2H2O27a(b-0.040)×10-6m×100%解析 (1)軟錳礦是固體物質(zhì),將其“粉磨”的目的是增大物質(zhì)的表面積,以便于在用稀硫酸和FeSO4溶液浸取時反應速率大大加快。(2)軟錳礦的主要成分為MnO2,另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2,用硫酸和FeSO4溶液浸取時,FeCO3、Al2O3與硫酸反應產(chǎn)生FeSO4、Al2(SO4)3進入溶液,FeSO4與MnO2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應MnO2+2Fe2+4H+Mn2+2Fe3+2H2O,而SiO2不能發(fā)生反應,所以“浸渣”的主要成分是二氧化硅。(3)經(jīng)檢測“浸取液”中無Fe2+,說明Fe2+在“浸取”時與具有氧化性的MnO2發(fā)生了氧化還原反應,反應的離子方程式為MnO2+2Fe2+4H+Mn2+2Fe3+2H2O。(4)在“沉錳”操作中,不能用Na2CO3代替NH4HCO3,原因是由于CO32-的水解使Na2CO3溶液堿性較強,會導致Mn2+生成氫氧化物沉淀或堿式碳酸錳,影響MnCO3的純度。(5)反應產(chǎn)生的MnCO3與稀硫酸發(fā)生反應MnCO3+H2SO4MnSO4+H2O+CO2,要采用電解的方法使Mn2+還原為金屬Mn,陰極電極反應式為2Mn2+4e-2Mn,陽極電極反應式為2H2O-4e-4H+O2,根據(jù)溶液電中性和電解原理,右邊的SO42-要移向陽極進入左邊,因此要選擇陰離子交換膜。(6)另取少量中溶液將Fe3+用鹽酸羥胺(在溶液中可完全電離出NH3OH+與Cl-)還原為Fe2+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得反應的離子方程式為2Fe3+2NH3OH+2Fe2+4H+N2+2H2O。將所得溶液利用吸光度法測得其吸光度為0.400,根據(jù)物質(zhì)的吸光度與Fe2+的濃度關系知該溶液中c(Fe2+)=0.040mmol·L-1,根據(jù)2Fe3+2NH3OH+2Fe2+4H+N2+2H2O可知c(Fe3+)=c(Fe2+)=0.040mmol·L-1,因為c(Al3+)+c(Fe3+)=bmmol·L-1,所以c(Al3+)=(b-0.040)mmol·L-1,溶液的體積為amL,故n(Al3+)=(b-0.040)mmol·L-1×a×10-3L=a(b-0.040)×10-6mol,則該樣品中鋁元素的質(zhì)量分數(shù)為27×a×(b-0.040)×10-6m×100%。2.答案 (1)將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等(答1點即可)(2)過濾Fe(OH)3(3)提供堿性溶液抑制NaBO2水解(4)-1價2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO(5)BO2-+6H2O+8e-BH4-+8OH-(6)4Cu2+BH4-+8OH-4Cu+BO2-+6H2O解析 (1)將硼精礦粉碎、攪拌、增大NaOH濃度、升溫等都可以加快硼精礦溶解速率。(2)根據(jù)以上分析,操作1為過濾,濾渣主要成分為Fe(OH)3。(3)已知NaBO2易溶于水,在堿性條件下穩(wěn)定存在,所以除硅、鋁步驟加入CaO而不加入CaCl2的原因有:能將硅、鋁以沉淀除去;提供堿性溶液抑制NaBO2水解。(4)根據(jù)化合價代數(shù)和為0,則氫化鎂(MgH2)中H元素的化合價為-1價;MgH2與NaBO2在一定條件下發(fā)生反應生成NaBH4和MgO,則化學方程式為2MgH2+NaBO2NaBH4+2MgO。(5)在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉,則陰極室BO2-得電子發(fā)生還原反應生成BH4-,則電極反應式為BO2-+6H2O+8e-BH4-+8OH-。(6)硼氫化鈉是一種強還原劑,堿性條件可處理電鍍廢液中的硫酸銅制得納米銅,則反應的離子方程式為4Cu2+BH4-+8OH-4Cu+BO2-+6H2O。