【正文】 碳酸鈣沉淀(6)wNaHCO3＝(m1為樣品質(zhì)量，m2為加熱后剩余固體質(zhì)量)【誤區(qū)辨正】工藝流程題源于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，情景真實(shí)，結(jié)構(gòu)新穎，它將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與化學(xué)基本原理、理論及計(jì)算融為一體，提問角度多，靈活性大，考查的重點(diǎn)是學(xué)生運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問題的能力。因此，我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中，要學(xué)以致用，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)與生活生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系，采取問題討論方式，通過整理、分析、比較，歸納出若干個(gè)“實(shí)驗(yàn)問題”，總結(jié)出答題規(guī)律。典型題Ⅳ　(2010四川理綜，29)四川攀枝花蘊(yùn)藏豐富的釩、鈦、鐵資源。用鈦鐵礦渣(主要成分為TiOFeO、Fe2OTi的最高化合價(jià)為＋4)作原料，生產(chǎn)白色顏料二氧化鈦的主要步驟如下：請(qǐng)回答下列問題：(1)硫酸與二氧化鈦反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)向?yàn)V液Ⅰ中加入鐵粉，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________、______________________。(3)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，向沸水中加入濾液Ⅲ，鈦鹽開始水解。水解過程中不斷通入高溫水蒸氣，維持溶液沸騰一段時(shí)間，鈦鹽充分水解析出水合二氧化鈦沉淀。請(qǐng)用所學(xué)化學(xué)平衡原理分析通入高溫水蒸氣的作用：________________________________________________________________________。過濾分離出水合二氧化鈦沉淀后，將濾液返回的主要目的是充分利用濾液中的鈦鹽、______、______、______(填化學(xué)式)，減少?gòu)U物排放。(4)A可用于生產(chǎn)紅色顏料(Fe2O3)，其方法是：556a kg A(摩爾質(zhì)量為278 gmol－1)溶于水中，加入適量氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)，鼓入足量空氣攪拌，產(chǎn)生紅褐色膠體；再向紅褐色膠體中加入3 336b kg A和112c kg鐵粉，鼓入足量空氣攪拌，反應(yīng)完成后，有大量Fe2O3附著在膠體粒子上以沉淀形式析出；過濾后，沉淀經(jīng)高溫灼燒得紅色顏料。若所得濾液中溶質(zhì)只有硫酸鈉和硫酸鐵，則理論上可生產(chǎn)紅色顏料____________________ kg。【解析】(1)TiO2是Ti的最高價(jià)氧化物，與硫酸反應(yīng)生成鹽和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiO2＋2H2SO4===Ti(SO4)2＋2H2O或TiO2與少量硫酸反應(yīng)TiO2＋H2SO4===TiOSO4＋H2O。(2)從框圖信息知加硫酸后，TiOFeO、Fe2O3都與H2SO4反應(yīng)，生成Fe3＋和Fe2＋等離子，再加入鐵粉時(shí)，鐵粉與Fe3＋和過量H2SO4反應(yīng)：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，F(xiàn)e＋2H＋===H2↑＋Fe2＋。(3)從框圖信息可知加入足量鐵粉過濾，F(xiàn)eSO47H2O晶體析出，濾液Ⅲ中主要以鈦鹽為主。鈦鹽開始水解是在沸水中，且水解過程要維持沸騰，由于鹽的水解與鹽本身性質(zhì)、外界溫度、濃度等因素有關(guān)，溫度升高，水解程度增大，濃度越小水解程度越大，外加酸堿對(duì)鹽的水解也有影響，因?yàn)殁侞}是以硫酸鹽形式存在，屬?gòu)?qiáng)酸弱堿鹽水解顯酸性，降低H＋的濃度有利于鈦鹽水解。過濾后剩余物質(zhì)是沒有水解的鈦鹽、H2O、FeSOH2SO4等物質(zhì)。(4)A是FeSO47H2O。由556a kgA鼓入空氣生成Fe(OH)3反應(yīng)中與NaOH之間的關(guān)系是：FeSO47H2O～2NaOH～Na2SO4～Fe2O3①278　　　　　　　　　　　　　　　80556a kg　　　　　　　　　　m1＝160a kg又由于最終溶液中只存在Fe2(SO4)3和Na2SO4，由Fe和SO守恒可得到關(guān)系式②③。FeSO47H2O～Fe2(SO4)3＋Fe2O3②278　　　　　　　　　　　　 3 336b kg　　　　　　　　m2＝320b kgFe　～　Fe2O3③56　　　80112c kg　m3＝160c kg理論上可生成Fe2O3的質(zhì)量為m1＋m2＋m3＝(160a＋320b＋160c)kg?！敬鸢浮?1)TiO2＋2H2SO4===Ti(SO4)2＋2H2O或TiO2＋H2SO4===TiOSO4＋H2O(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋　(3)加水促進(jìn)鈦鹽水解，加熱促進(jìn)鈦鹽水解，降低H＋濃度促進(jìn)鈦鹽水解　H2O　FeSO4　H2SO4(4)160a＋320b＋160c【能力提升】（2012四川）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題，將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在右圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng)，氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達(dá)到減少碳排放的目的。請(qǐng)回答下列問題：（1）煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中，引發(fā)的主要環(huán)境問題有 。（填寫字母編號(hào)）A．溫室效應(yīng) B．酸雨 C．粉塵污染 D．水體富營(yíng)養(yǎng)化（2）在煙氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進(jìn)入脫硫裝置前，需通一段時(shí)間二氧化碳以增加其脫硫效率；脫硫時(shí)控制漿液的pH值，此時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。①二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為 。②亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為 。（3）已知1mol CH4在燃料反應(yīng)器中完全反應(yīng)生成氣態(tài)水時(shí)吸收，1mol 。寫出空氣反應(yīng)器中發(fā)生的熱化學(xué)方程式 【答案】（1）ABC（2）①Ca(HCO3)2或碳酸氫鈣②Ca(HSO3)2+O2=CaSO4↓+ H2SO4（3）CaS(s)+ 2O2(g)= CaSO4(s)；△H= KJ/mol典型題Ⅴ(2013福建理綜，24)硫酸鋅可作為食品鋅強(qiáng)化劑的原料。工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅，菱鋅礦的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2OFeCOMgO、CaO等，生產(chǎn)工藝流程示意如下：(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是___________________________________(2)完成“氧化除鐵”步驟中反應(yīng)的離子方程式：（ ）Fe(OH)2＋（ ）________＋（ ）______===（ ）Fe(OH)3＋（ ）Cl－(3)針鐵礦(Coethite)是以德國(guó)詩(shī)人歌德(Coethe)名字命名的，組成元素是Fe、O和H，化學(xué)式量為89，化學(xué)式是________。(4)根據(jù)下表數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)“濾液2”的pH時(shí)，理論上可選用的最大區(qū)間為___。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3開始沉淀的pH——沉淀完全的pH——開始溶解的pH———Ksp mol3L－310－12 —10－1010－9 (5)工業(yè)上從“濾液3”制取MgO過程中，合適的反應(yīng)物是________(選填序號(hào))。a．大理石粉　b．石灰粉　c．純堿溶液　d．燒堿溶液(6)“濾液4”之后的操作依次為_________、___________、過濾、洗滌、干燥。(7)分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于________________?！敬鸢浮?1)增大反應(yīng)物接觸面積或增大反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分(2)Fe(OH)2＋ClO－＋H2O===Fe(OH)3＋Cl－(3)FeO(OH)(或其他合理答案)(4)≤pH(或其他合理答案)(5)b(或b和d或d)(6)蒸發(fā)濃縮　冷卻結(jié)晶(或其他合理答案)(7)125m2/81m1(或其他合理答案)【解析】(1)固體顆粒越小，反應(yīng)時(shí)接觸面積越大，反應(yīng)速率越大；同時(shí)反應(yīng)更充分。(2)因漂白粉中含有強(qiáng)氧化性的Ca(ClO)2，可將Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3，同時(shí)ClO－被還原為Cl－，分析化合價(jià)的變化：F (OH)2―→F (OH)3　　化合價(jià)升12Cl－―→C－ 化合價(jià)降21配平Fe(OH)Fe(OH)ClO－、Cl－前的化學(xué)計(jì)量數(shù)后，可根據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒，確定反應(yīng)物H2O及其化學(xué)計(jì)量數(shù)。(3)設(shè)針鐵礦的化學(xué)式為FexOyHz，則有56x＋16y＋z＝89。x只能為1，若y＝1，則z＝17，化學(xué)式FeOH17，由化合價(jià)規(guī)則可排除；若y＝2，則z＝1，化學(xué)式為FeO2H，或?qū)憺镕eO(OH)，符合題意。(4)由流程圖可知，濾液2中主要含有ZnClMgClCaCl2等物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH時(shí)，只能考慮將Zn2＋轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2，而Mg2＋必須留在溶液中，≤pH。(5)濾液3中的主要成分為MgCl2和CaCl2，大理石粉不能參加反應(yīng)，而純堿溶液可將Ca2＋轉(zhuǎn)化為CaCO3，只有石灰乳或燒堿溶液可將Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，而Ca2＋仍留在溶液中。(6)由ZnSO4溶液制備ZnSO47H2O，首先應(yīng)將溶液加熱蒸發(fā)濃縮，然后冷卻析出晶體。(7)由流程圖可知沉淀2中ZnO全部來自菱鋅礦，由鋅元素守恒可得n(ZnCO3)＝n(ZnO)，則m(ZnCO3)＝125 gmol－1＝125m2/81 kg，菱鋅礦中ZnCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為125m2/81m1。【誤區(qū)辨正】無機(jī)化工流程題在背景材料上呈現(xiàn)新(或陌生)內(nèi)容。但本質(zhì)上還是落在雙基上，內(nèi)在要求或者核心知識(shí)考查不變。如運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)平衡和水解理論、物質(zhì)制備和分離的知識(shí)、晶體知識(shí)、綠色化學(xué)的觀點(diǎn)分析實(shí)際生產(chǎn)中的各種問題，我們千萬不能被新包裝所迷惑、所嚇倒．平時(shí)要重視不熟悉的氧化還原反應(yīng)方程式、特殊水解方程式的書寫訓(xùn)練。31 / 31