专题八 无机化工流程
1、工业上采用氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰，其工艺流程如下：
已知:①菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含有少量的Fe、Al、Ca、Mg等元素。
②氢氧化物沉淀的条件:Al、Fe完全沉淀的pH分别为4.7、3.2;Mn、Mg开始沉淀的pH分别为8.1、9.1。
③“焙烧”过程的主要反应：MnCO3+2NH4Cl④常温下，几种难溶物的Ksp如下表所示: 难溶物 3?3+2+2?MnCl2+2NH3?+CO2?+H2O。
Mn(OH)2 MnCO3 CaF2 MgF2 Ksp 2.0?10?13 2.0?10?11 2.0?10?10 7.0?10?11 回答下列问题：
1.分析图1、图2、图3,推测最佳的焙烧温度、焙烧时间、__________、__________。
m(NH4Cl)分别为__________、
m(菱锰矿粉)
2.“除杂”过程如下:
①已知几种氧化剂氧化能力的强弱顺序为(NH4)2S2O8>H2O2>Cl2>MnO2>Fe,则氧化剂X宜选择___________(填字母序号)。
1
3+A.(NH4)2S2O8 B.MnO2 C.H2O2 D.Cl2
②调pH时，pH可取的最低值为 _____________。
③当CaF2、MgF2两种沉淀共存时，若溶液中c(Ca2+)?1.0?10?5mol/L，则
c(Mg2+)?___________mol/L。
3.“沉锰”过程中，不能用碳酸钠溶液代替NH4HCO3溶液的可能原因是__________。 4.测定碳酸锰粗产品的纯度。实验步骤如下：
①称取0.5000g碳酸锰粗产品于300mL锥形瓶中，加少量水润湿。再加入25mL磷酸，移到通风橱内加热至240℃。
②将上述锥形瓶中的溶液加水稀释至100mL,滴加2~3滴指示剂，然后用浓度为0.2000mol/L的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定，发生的反应为
[Mn(PO4)2]3-+Fe2+=Mn2++Fe3++2PO3-4。到达滴定终点时，消耗的硫酸亚铁
铵标准溶液的体积为20.00mL。
通过计算，可得碳酸锰粗产品的纯度=_________。若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡，则测得的碳酸锰粗产品的纯度将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 2、镍是制取各种高强度合金、耐热材料的重要金属之一。以粗氧化镍（主要含NiO、CoO、Fe2O3等）为原料制备纯镍的流程示意图如下 :
回答下列问题：
(1)已知:C?s?+O2?g?==CO2?g? △H1=+393. 5 kJ?mol-1 1CO?g?+O2?g?==CO2?g? △H2 =-283.0 kJ?mol-1
2反应a的化学方程式为 ，既有利于提高反应a的速率，又有利于提高原料CO2平衡转化率的措施是 。
2
(2)用离子方程式表示碱洗过程发生的反应 。
垐?(3)镍的羰化反应为：Ni(s)+4CO(g)噲?Ni?CO?4(g)△H
①一定温度下，将一定量的粗镍和CO加人到1 L的恒容密闭容器中反应，3 s后测得Ni?CO?4的物质的量为0. 6 mol，则0?3 s内平均反应速率v=?CO?= mol ? L? s。
-1
-1
②镍的羰化反应平衡常数表达式为K= ，当温度升高时，K减小，则该反应的△H 0(填“>”或“<”或“ = ”）
(4)羰化后的产物为Fe?CO?5，Co2?CO?8、Ni?CO?4，有关性质如下：
物质 沸点/°C 熔点/°c 分解温度/°c Fe?CO?5 Ni?CO?4 Co2?CO?8 106 -20 >160 ： 43. 2 —19. 3 135 。
52 31 , 蒸馏提取Ni?CO?4应选择的适宜温度范围是
(5)采用230 °C分解Ni?CO?4 (g)制取金属铸，所获金属镍中常常含有碳，原因是_ (运用化学平衡移动原理解释)。
3、碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含
少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分金属离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
氢氧化物 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe(OH)3 2.3 3.2 Fe(OH)2 Al(OH)3 7.5 9.7 3.4 4.4 回答下列问题:
1.加入少量NaHCO3的目的是调节pH在__________范围内.
2+
2.反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe,写出该反应的离子方程式为__________.
3
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