2018届一轮复习人教版无机化学工艺流程学案

2018届一轮复习人教版无机化学工艺流程学案

难点增分课(一)无机化学工艺流程 化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息、抓住关键、准确答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是近几年高考化学试题的常考题型。 ‎ 以物质制备为目的的化学工艺流程 ‎1．原料处理阶段的常见考查点 ‎(1)加快反应速率 ‎(2)溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。‎ ‎(3)灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。‎ ‎2．分离提纯阶段的常见考查点 ‎(1)调pH除杂 ‎①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。‎ ‎②调节pH所需的物质一般应满足两点：一能与H＋反应，使溶液pH增大；二不引入新杂质。例如，若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。‎ ‎(2)加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。‎ 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如侯氏制碱法中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。‎ ‎(3)降温：防止某物质在高温时溶解(或分解)；为使化学平衡向着题目要求的方向移动。‎ ‎3．获得产品阶段的常见考查点 ‎(1)洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。‎ ‎(2)蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。‎ ‎(3)蒸发浓缩、冷却结晶：如NaCl和K2Cr2O7‎ 混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。‎ ‎(4)蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。‎ ‎[典例1]　(2015·全国卷Ⅰ)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如下所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有______________________________(写出两条)。‎ ‎(2)利用________的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是________(写化学式)。‎ ‎(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是____________。然后再调节溶液的pH约为5，目的是 ‎________________________________。‎ ‎(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。‎ ‎(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________。‎ ‎(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程__________________________________________。‎ ‎[解题流程]　‎ ‎ [答案]　(1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42H3BO3＋2MgSO4　提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径 ‎(2)Fe3O4　SiO2和CaSO4‎ ‎(3)将Fe2＋氧化成Fe3＋　使Fe3＋与Al3＋形成氢氧化物沉淀而除去 ‎(4)(七水)硫酸镁 ‎(5) ‎ ‎(6)2H3BO3B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg2B＋3MgO ‎[对点演练]‎ ‎1．某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用，废液含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产工艺流程如下：‎ 已知：①TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2＋和SO；‎ ‎②TiOSO4水解的反应为TiOSO4＋(x＋1)H2OTiO2·xH2O＋H2SO4。‎ 请回答：‎ ‎(1)步骤①所得滤渣的主要成分为____________。‎ ‎(2)步骤③硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。‎ ‎(3)步骤④需控制反应温度低于‎35 ℃‎，其目的是___________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)步骤④反应的离子方程式是_______________________________________________。‎ ‎(5)已知FeCO3(s)Fe2＋(aq)＋CO(aq)，试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳酸亚铁的原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)Fe3＋对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验，可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的________(填“深”或“浅”)，其原因是_____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4，向其中加入过量铁屑，发生反应：Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4，Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑‎ ‎；随着反应的进行，溶液酸性减弱，TiOSO4的水解平衡：TiOSO4＋(x＋1)H2OTiO2·xH2O＋H2SO4向右移动，所以最终得到的滤渣的主要成分是TiO2·xH2O和Fe。(2)步骤③FeSO4在空气中煅烧，发生反应：4FeSO4＋O22Fe2O3＋4SO3，该反应中氧化剂是O2，还原剂是FeSO4，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4。(3)步骤④是向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液来制取FeCO3，控制反应温度低于‎35 ℃‎是为了防止NH4HCO3分解和防止Fe2＋被氧化。(4)步骤④反应的离子方程式是Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑。(5)FeCO3在溶液中存在沉淀溶解平衡：FeCO3(s) Fe2＋(aq)＋CO(aq)，当向其中加入乳酸时，乳酸电离出的H＋与CO反应，降低了CO的浓度，上述沉淀溶解平衡正向移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液。(6)根据题中图(a)可知H2O2的分解反应是放热反应，根据题中图(b)可知2NO2(g) N2O4(g)的正反应是放热反应。题中图(c)的左边烧杯内放有水，右边烧杯内放有H2O2和Fe2(SO4)3的混合溶液，因为Fe3＋对H2O2的分解具有催化作用，所以H2O2会不断分解，放出热量，使右边烧杯内溶液的温度升高。根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，NO2浓度增大，所以B瓶内的气体颜色加深。‎ 答案：(1)TiO2·xH2O、Fe ‎(2)1∶4‎ ‎(3)防止NH4HCO3分解和防止Fe2＋被氧化 ‎(4)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑‎ ‎(5)乳酸电离出的H＋与CO反应，使平衡向正反应方向移动，使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁 ‎(6)深　2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，H2O2分解放热，温度升高，使平衡2NO2(g) N2O4(g)向逆反应方向移动，颜色加深 以分离提纯为目的的化学工艺流程 ‎1．物质分离提纯的原则 ‎(1)不增：不引入新的杂质。‎ ‎(2)不减：不减少被提纯的物质。‎ ‎(3)易分离：被提纯物与杂质易于分离。‎ ‎(4)易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。‎ ‎2．常用的提纯方法 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受热易分解或易挥发的杂质 调节溶液的pH法 如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等 ‎3．常用的分离方法 过滤 分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 萃取和分液 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 蒸发结晶 提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl 冷却结晶 提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等 蒸馏或分馏 分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油 冷却法 利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气 ‎[典例2]　(2016·全国丙卷)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：‎ 物质 V2O5‎ V2O4‎ K2SO4‎ SiO2‎ Fe2O3‎ Al2O3‎ 质量分数/%‎ ‎2.2～2.9‎ ‎2.8～3.1‎ ‎22～28‎ ‎60～65‎ ‎1～2‎ ‎＜1‎ 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)“酸浸”时V2O5转化为VO，反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________，‎ 同时V2O4转化成VO2＋。“废渣1”的主要成分是________。　‎ ‎(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋变为VO，则需要氧化剂KClO3至少为________ mol。‎ ‎(3)“中和”作用之一是使钒以V4O形式存在于溶液中。“废渣‎2”‎中含有________。‎ ‎(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。‎ ‎(5)“流出液”中阳离子最多的是________。‎ ‎(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式________________________________________________________________________。‎ ‎[解题流程]‎ ‎ [答案]　(1)V2O5＋2H＋===2VO＋H2O　SiO2　‎ ‎(2)0.5　(3)Fe(OH)3和Al(OH)3　(4)碱　‎ ‎(5)K＋　(6)2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑‎ ‎[对点演练]‎ ‎2．(2017·四川六校诊断)污染物的有效去除和资源的充分利用是重要的研究课题。某化学研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属的化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已略去)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)若将SO2气体通入下列溶液中，会褪色的是________(填字母)。‎ A．品红溶液　　　　　　 　B．紫色石蕊溶液 C．酸性KMnO4溶液 D．溴水 ‎(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3＋和Fe3＋‎ ‎，其原因是_______________________________________________。‎ ‎(3)分别写出MnS除去溶液中的Cu2＋和Ni2＋的离子方程式________________________、________________________。‎ ‎(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中惰性电极作阳极，铁作阴极，请写出阳极的电极反应式：__________________________________________。‎ ‎(5)写出KMnO4和MnSO4溶液反应生成MnO2的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(6)若要制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O，相对分子质量为169)，可以将除杂后得到的MnSO4溶液通过______(填操作名称)而制得。‎ 解析：(1)SO2具有还原性，所以可以使酸性KMnO4和溴水褪色，SO2具有漂白性，所以可以使品红溶液褪色。(2)Al3＋、Fe3＋水解产生Al(OH)3、Fe(OH)3和H＋，加入的MnCO3能消耗H＋，促使Al3＋、Fe3＋的水解平衡正向移动，从而使Al3＋、Fe3＋形成沉淀被除去。(4)电解池中阳极发生氧化反应，元素的化合价升高，则MnO被氧化为MnO，所以阳极的电极反应式为MnO－e－===MnO。(5)KMnO4与MnSO4发生归中反应生成MnO2，另外还有产物K2SO4，根据原子守恒和得失电子守恒得出化学方程式：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4。(6)从溶液中得到晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。‎ 答案：(1)ACD ‎(2)消耗溶液中的酸，使Fe3＋和Al3＋水解生成氢氧化物沉淀 ‎(3)MnS＋Cu2＋===CuS＋Mn2＋　MnS＋Ni2＋===NiS＋Mn2＋‎ ‎(4)MnO－e－===MnO ‎(5)2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4‎ ‎(6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ‎1．某铜矿石的主要成分是Cu2O，还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如图所示(已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O)。‎ ‎(1)滤液A中铁元素的存在形式为________________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为____________________________，检验滤液A中存在该离子的试剂为__________________(填试剂名称)。‎ ‎(2)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为________________________________，在实验室中完成此实验还需要的试剂是________。‎ a．KClO3　　　　　　　　b．KCl c．Mg d．MnO2‎ ‎(3)为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解，应________________________________，直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于‎0.1 g)时为止；灼烧时必须用到的实验仪器是____________。‎ ‎(4)溶液G与固体混合物B反应的离子方程式为_________________________________。‎ ‎(5)将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中，得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水)，该盐受热分解产生三种氧化物，则该盐的化学式是____________。‎ 解析：(1)根据Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，且铜矿石的主要成分为Cu2O，而Fe2O3是少量的，可知滤液A中铁元素的存在形式为Fe2＋。检验Fe2＋，可以用铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN溶液、双氧水和KSCN溶液)。(2)E为Al，F中含有Fe2O3，Al与Fe2O3发生铝热反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，该反应可用于焊接钢轨。实验室进行铝热反应，还需要Mg和KClO3。(3)灼烧固体混合物D需要的仪器为坩埚，为使其完全分解，应灼烧至质量不变，因此应灼烧、冷却至室温后称重，重复多次。(4)固体混合物B的主要成分为SiO2和Cu，溶解SiO2可用NaOH溶液。(5)结合题中信息知绿色的不溶于水的盐为Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2·CuCO3]。‎ 答案：(1)Fe2＋　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN溶液、双氧水和KSCN溶液等，合理即可)‎ ‎(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　ac ‎(3)灼烧，冷却至室温后称重，重复多次　坩埚 ‎(4)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎(5)Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2·CuCO3]‎ ‎2．高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：‎ 已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)：__________________________________________________________________________________________________。(2)氧化时，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2＋和Mn2＋(溶液中Mn元素全部转化为MnO2)，请配平下列除去Fe2＋的离子方程式：‎ MnO＋Fe2＋＋____________===MnO2↓＋Fe(OH)3↓＋H＋‎ ‎(3)加入锌粉的目的是________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)已知H2SO4浸出液中，c(Fe2＋)＝5.04 mg·L－1、c(Mn2＋)＝1.65 mg·L－1。‎ ‎①加入KMnO4溶液反应一段时间后，溶液中c(Fe3＋)＝0.56 mg·L－1，若溶液pH＝3，则此时Fe3＋________(填“能”或“不能”)生成沉淀。‎ ‎②若要除尽‎1 m3‎上述浸出液中的Fe2＋和Mn2＋，需加入________g KMnO4。‎ 解析：(1)为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等。(2)Mn元素由＋7价降低到＋4价，而铁元素由＋2价升高到＋3价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。(3)加入锌粉的目的是消耗溶液中的H＋，调节溶液pH，促进溶液中的Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等生成沉淀而除去。(4)①c(Fe3＋)＝＝1.0×10－5mol·L－1，此时溶液中c(OH－)＝1.0×10－11 mol·L－1，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1.0×10－38＜Ksp[Fe(OH)3]，故不能生成Fe(OH)3沉淀。②加入KMnO4将Fe2＋和Mn2＋分别氧化为Fe3＋和MnO2，而KMnO4被还原为MnO2，根据得失电子守恒可知，加入KMnO4的质量为×‎158 g·mol－1＝‎7.9 g。‎ 答案：(1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌(其他合理答案均可)‎ ‎(2)1　3　7　H2O　1　3　5‎ ‎(3)调节溶液pH，除去溶液中的Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等 ‎(4)①不能　②7.9‎ ‎3．以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污染，变废为宝。工业上利用废渣(含Fe2＋、Fe3＋的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：‎ 注：铵黄铁矾的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12。‎ ‎(1)在废渣溶解操作时，应选用________溶解(填字母)。‎ A．氨水 B．氢氧化钠溶液 C．盐酸 D．硫酸 ‎(2)物质A是一种氧化剂，工业上最好选用________(供选择使用的有：空气、Cl2、MnO2)，其理由是_______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 氧化过程中发生反应的离子方程式为__________________________________。‎ ‎(3)根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH和氧化时间三方面说明)是：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3、________。铵黄铁矾与氨水反应的化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)该流程的目的是制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4，不能引入杂质离子，不能选用盐酸，而氨水和NaOH溶液能沉淀Fe3＋和Fe2＋，所以也不能选用。(2)空气中的氧气在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，空气易得，成本低，不产生污染，不引入杂质，氧化过程离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。(3)由图知，控制温度在‎80 ℃‎、pH为1.5、氧化时间为4 h，Fe2＋的氧化率较高。(4)废渣溶解经氧化后溶液中存在Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋，加氨水后，可能生成Mg(OH)2沉淀、Fe(OH)3沉淀，另外Ca(OH)2和CaSO4的溶解度较小，也可能析出。由流程图可知，铵黄铁矾与氨水反应得到(NH4)2SO4和Fe(OH)3。‎ 答案：(1)D ‎(2)空气　原料易得，成本低，不产生污染，不引入杂质　4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O ‎(3)溶液温度控制在‎80 ℃‎，pH控制在1.5，氧化时间为4 h左右 ‎(4)Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4　(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12＋6NH3·H2O===4(NH4)2SO4＋6Fe(OH)3↓‎ ‎4．(2017·沈阳模拟)“分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O)，其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备“分子筛”的一种工艺如下：‎ ‎(1)分子筛的孔道直径为‎4A称为‎4A型分子筛；当Na＋被Ca2＋取代时就制得‎5A型分子筛，当Na＋被K＋取代时就制得‎3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为‎4.65A)和异丁烷(分子直径为‎5.6A)应该选用________型的分子筛。‎ ‎(2)铝灰在‎90 ℃‎时水解的化学方程式为____________________________；“水解”采用‎90 ℃‎而不在室温下进行的原因是__________________________________________。‎ ‎(3)“酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为________，理由是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)“氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)该工艺中滤渣的成分是________。‎ ‎(6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)分离正丁烷和异丁烷，选用分子筛的型号应在‎4.65A～‎5.6A之间，故应选择‎5A型分子筛。(2)铝灰中的AlN发生水解反应生成Al(OH)3和NH3，反应的化学方程式为AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑，加热可以促进AlN水解生成氨气，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。(3)浓缩海水除杂后电解时有氢气和氯气产生，氢气和氯气反应可以制备盐酸，用于酸溶，从而降低生产成本。(4)酸溶后的溶液中含有Fe2＋，漂白液中的ClO－可将Fe2＋氧化成Fe3＋。(5)加入NaOH，Al3＋转化成AlO，Fe3＋转化成Fe(OH)3，则该工艺中滤渣的成分为Fe(OH)3。(6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，通过检验晶体表面是否有铵根离子或氯离子可判断是否洗涤干净。‎ 答案：(1)‎‎5A ‎(2)AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑　加快AlN水解反应速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出 ‎(3)盐酸　电解时生成的氢气和氯气可以制备盐酸 ‎(4)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O ‎(5)Fe(OH)3‎ ‎(6)取最后一次洗涤液少许，加入浓氢氧化钠溶液并微热，若不能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则洗涤干净，否则未洗涤干净(或取最后一次洗涤液少许，加稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，若不能产生白色沉淀，则洗涤干净，否则未洗涤干净)‎ ‎5．(2017·邯郸模拟)锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁，90%的锰消耗于钢铁工业，10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、 钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：‎ 已知‎25 ℃‎，部分物质的溶度积常数如下：‎ 物质 Mn(OH)2‎ Co(OH)2‎ Ni(OH)2‎ MnS CoS NiS Ksp ‎2.1×10－13‎ ‎3.0×10－16‎ ‎5.0×10－16‎ ‎1.0×10－11‎ ‎5.0×10－22‎ ‎1.0×10－22‎ ‎(1)步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸，其目的有3点：①使矿物中的物质充分反应；②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境；③________________。‎ ‎(3)步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，该反应的离子方程式是__________________________；加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe3＋。‎ ‎(4)步骤Ⅲ中，需要用到的玻璃仪器除玻璃棒、漏斗外，还有________；滤渣2的主要成分是________。‎ ‎(5)电解后的废水中还含有Mn2＋，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2＋)≤1.0×10－5 mol·L－1，则应保持溶液中c(S2－)≥________ mol·L－1。‎ 解析：向碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)中加入硫酸，可以发生反应生成硫酸盐，其中具有氧化性的MnO2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，调节pH可以将Fe(OH)3沉淀下来，向滤液中加入硫化铵，可以将镍离子、钴离子形成硫化物沉淀下来，最后对得到的含有锰离子的盐电解，可以得到金属锰。(1)加稀硫酸时MnCO3和硫酸反应生成可溶性的MnSO4，并产生二氧化碳和水，反应的化学方程式为MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O；(2)Mn2＋易水解，加入过量硫酸，还可以抑制Mn2＋的水解；(3)步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；(4)过滤时的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗，故还需烧杯；滤渣2的主要成分是CoS和NiS；(5)MnS的Ksp＝c(Mn2＋)·c(S2－)＝1.0×10－11，为了将Mn2＋降到1.0×10－5 mol·L－1，则c(S2－)＝＝＝1.0×10－6 mol·L－1，即硫化钠的浓度是1.0×10－6 mol·L－1。‎ 答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O ‎(2)抑制Mn2＋的水解 ‎(3)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O ‎(4)烧杯　CoS和NiS　(5)1×10－6‎ ‎6．以某菱锰矿(含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等)为原料通过以下方法可获得碳酸锰粗产品。‎ 已知Ksp(MnCO3)＝2.2×10－11，Ksp[Mn(OH)2]＝1.9×10－13，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10－33。‎ ‎(1)滤渣1中，含铁元素的物质主要是________(填化学式，下同)；加NaOH调节溶液的pH约为5，如果pH过大，可能导致滤渣1中________含量减少。‎ ‎(2)滤液2中，＋1价阳离子除了H＋外还有________(填离子符号)。‎ ‎(3)取“沉锰”前溶液a mL于锥形瓶中，加入少量AgNO3溶液(作催化剂)和过量的1.5%(NH4)2S2O8溶液，加热，Mn2＋被氧化为MnO，反应一段时间后再煮沸 5 min [除去过量的(NH4)2S2O8]，冷却至室温。选用适宜的指示剂，用b mol·L－1的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液V mL。‎ ‎①Mn2＋与(NH4)2S2O8反应的还原产物为________。‎ ‎②“沉锰”前溶液中c(Mn2＋)＝________mol·L－1。(列出表达式)‎ ‎(4)其他条件不变，“沉锰”过程中锰元素回收率与NH4HCO3初始浓度(c0)、反应时间的关系如图所示。‎ ‎①NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越________(填“高”或“低”)，简述原因________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②若溶液中c(Mn2＋)＝1.0 mol·L－1，加入等体积1.8 mol·L－1 NH4HCO3溶液进行反应，计算20～40 min内v(Mn2＋)＝________。‎ 解析：(1)根据工艺流程图分析，菱锰矿酸浸后，浸液中所含金属阳离子有Mn2＋、Fe2＋、Al3＋；加入MnO2，Fe2＋被氧化为Fe3＋‎ ‎；加入NaOH调节pH，过滤后得到的滤渣1中含铁元素的物质主要为Fe(OH)3。如果pH过大，则滤渣中Al(OH)3、SiO2会开始溶解。(2)调pH时加入NaOH、沉锰时加入NH4HCO3，故滤液2中，＋1价阳离子除了H＋外还有Na＋、NH。(3)①Mn2＋与(NH4)2S2O8反应，Mn2＋被氧化为MnO，则S2O被还原为SO。②根据滴定原理，由原子守恒及得失电子守恒，可得关系式Mn2＋～MnO～5(NH4)2Fe(SO4)2，则n(Mn2＋)＝n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝b mol·L－1×V×10－‎3 L×＝bV×10－3 mol，故c(Mn2＋)＝＝ mol·L－1。(4)①根据题图，NH4HCO3初始浓度越大，锰元素回收率越高。②加入等体积1.8 mol·L－1 NH4HCO3溶液，则混合后c(Mn2＋)＝0.50 mol·L－1，c(NH4HCO3)＝0.90 mol·L－1，20～40 min内Mn的回收率由20%变为50%，回收率增大30%，故v(Mn2＋)＝＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1。‎ 答案：(1)Fe(OH)3　Al(OH)3、SiO2　(2)Na＋、NH ‎(3)①SO[或“H2SO‎4”‎、“Na2SO‎4”‎、“(NH4)2SO‎4”‎]　② ‎(4)①高　根据Ksp＝c(CO)·c(Mn2＋)，c(NH4HCO3)越大，c(CO)越大，c(Mn2＋)越小，析出的MnCO3越多[或c(NH4HCO3)越大，c(CO)越大，使平衡MnCO3(s)CO(aq)＋Mn2＋(aq)向逆反应方向移动，析出的MnCO3越多]　②7.5×10－3 mol·L－1·min－1‎