专题检测（十） 无机化工流程
1．(2018·
常
州
一
模)利用废铅蓄电池的铅泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制备精细无机化工产品3PbO·PbSO4·H2O(三盐)，主要制备流程如下：
(1)步骤①PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为______________________。(2)滤液1和滤液3经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为__________(写化学式)。
(3)步骤③酸溶时，其中的铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为_____________
_______________；滤液2中溶质主要成分为______________(写化学式)。
(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为__________________________________________。
(5)步骤⑦洗涤操作时，检验沉淀是否洗涤完全的方法是
________________________________________________________________________。解析：(1)向铅泥中加入Na2CO3溶液，PbSO4转化为难溶的PbCO3的离子方程式为CO32－＋PbSO4===PbCO3＋SO42－。(2)过滤得到滤液1为Na2SO4，向滤渣中加入硝酸，PbO、Pb、PbCO3都与硝酸反应生成Pb(NO3)2，然后加入硫酸，生成PbSO4，过滤，滤液2的主要成分是HNO3，向滤渣中加入NaOH，得到3PbO·PbSO4·H2O(三盐)，同时生成Na2SO4，故滤液3为Na2SO4，因此滤液1和滤液3经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为Na2SO4·10H2O(或Na2SO4)。(3)铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为3Pb＋8H＋2NO－3===3Pb2＋2NO↑＋4H2O，滤液2中溶质主要成分为HNO3。(4)步骤⑥合成三盐的
＋
＋
化学方程式4PbSO4＋6NaOH===3Na2SO4＋3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O。(5)该沉淀吸附的离
子是硫酸根离子，用盐酸酸化的BaCl2溶液检验。答案：(1)CO32－＋PbSO4===PbCO3＋SO42－
(2)Na2SO4·10H2O(或Na2SO4)
(3)3Pb＋8H＋＋2NO－3===3Pb2＋＋2NO↑＋4H2OHNO3
(4)4PbSO4＋6NaOH===3Na2SO4＋3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O
白色沉淀，则表明已洗涤完全
镇
一
(5)取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生2．(2018·
苏
锡
常
调)以菱锰矿(主要成分MnCO3，还含有FeCO3、CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgCO3等
杂质)为原料制备二氧化锰的工艺流程如下：
已知草酸钙、草酸镁不溶于水。
(1)写出“氧化”时发生反应的离子方程式：___________________________________
(2)“中和”的目的是将铁、铝元素转化为沉淀除去，化合物X可用_________________
_(写一种物质的化学式)。
(3)该工艺流程中固体1和固体2均需用水洗涤，目的是________________________。
(4)“除杂”时，除去的金属离子有______________。
。
(5)“电解”原理如图所示，阳极的电极反应式为____________________。
(6)该流程中可以循环使用的物质有_____________________________________。
解析：(1)酸浸后溶液中含有亚铁离子，能被二氧化锰氧化，则“氧化”时发生反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋4H===Mn2＋2Fe3＋2H2O。(2)“中和”的目的是将铁、铝元
＋
＋
＋
＋
素转化为沉淀除去，由于不能再引入新杂质，则化合物X可用MnCO3。(3)过滤得到的沉淀表面含有杂质离子，因此该工艺流程中固体1和固体2均需用水洗涤滤渣，洗出液用于酸浸工序，提高锰的回收率。(4)已知草酸钙、草酸镁不溶于水，则“除杂”时，除去的金属离子有Ca2、Mg2。(5)阳极锰离子失去电子转化为二氧化锰，则阳极的电极反应式为Mn2＋
＋
＋
＋
2H2O－2e===MnO2＋4H。(6)硫酸锰电解生成二氧化锰和硫酸，则该流程中可以循环使用
的物质有H2SO4、MnO2。
－＋
答案：(1)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
(2)MnCO3(或CaCO3等)环利用，提高锰的回收率等)
(4)Ca2＋、Mg2＋(6)H2SO4、MnO2城
二
(3)用水洗涤滤渣，洗出液用于酸浸工序，提高锰的回收率(或用水洗涤滤渣，洗出液循
(5)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋、
盐
3．(2018·南京
模)聚合硫酸铁铝、聚合氯化铝是高效水处理剂。以废铁屑、废铝质易拉罐及硫酸为原料，
制备聚合硫酸铁铝的工艺流程如下：
(1)为提高反应Ⅰ、Ⅱ金属元素的浸出率，可以采取的措施有______________________
(2)反应Ⅲ中FeSO4转化为Fe2(SO4)3的化学方程式为_______________________________
_______________。
_。
(3)反应Ⅲ的温度应控制在50～70 ℃为宜，原因是____________________________。反应Ⅲ过程中往往加入少量硝酸铝，其作用如图1所示，转化①的离子方程式为____________
____________________________________________________________。
(4)写出Fe2(SO4)3水解生成Fe2(OH)n(SO4)3－
n2
的离子方程式：_________________________________________________________________
_______。
(5)利用图2所示电解装置可制备净水剂聚合氯化铝。实际生产中，阳极附近因为副反
应可能产生的气体有________。
解析：(1)为提高反应Ⅰ、Ⅱ金属元素的浸出率，可以采取的措施有适当提高硫酸浓度、
适当提高反应温度、将废铁屑、废铝质易拉罐粉碎或搅拌等。
(2)反应Ⅲ向FeSO4中加入硫酸并通入氧气，转化为Fe2(SO4)3的化学方程式为4FeSO4＋
O2＋2H2SO4===2Fe2(SO4)3＋2H2O。
(3)反应Ⅲ的温度应控制在50～70 ℃为宜，原因是温度过低，反应速率太慢；温度过高，金属离子水解趋势增强，易形成沉淀，影响产品的质量。反应Ⅲ过程中往往加入少量硝酸铝；Fe2在H、NO－3作用下被氧化转化为Fe3，则转化①的离子方程式为3Fe2＋4H＋NO－3
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
===3Fe3＋NO↑＋2H2O。
＋
(5)实际生产中，阳极附近由于溶液中的Cl和OH放电发生副反应可能产生的气体为
Cl2、O2。
答案：(1)适当提高硫酸浓度；适当提高反应温度等
(2)4FeSO4＋O2＋2H2SO4===2Fe2(SO4)3＋2H2O
(3)温度过低，反应速率太慢；温度过高，金属离子水解趋势增强，易形成沉淀，影响