當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年山東省日照市五蓮縣高二（上）期中化學(xué)試卷> 試題詳情

工業(yè)上，用方鉛礦（主要成分為PbS，含有FeS等雜質(zhì)）和軟錳礦（主要成分為MnO₂，含有少量Fe₂O₃、Al₂O₃等雜質(zhì)）制備PbSO₄和錳的氧化物。其工藝流程如圖所示。

已知：①PbCl₂難溶于冷水，易溶于熱水；bCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2- （aq）ΔH＞0。
②部分金屬離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

金屬離子 Fe²⁺ Fe³⁺ Al³⁺ Mn²⁺ Pb²⁺

開(kāi)始沉淀的pH 7.0 2.7 3.7 7.6 7.0

沉淀完全的pH 9.6 3.5 4.7 9.8 9.0

③25℃時(shí)，K_sp（PbCl₂）=1.6×10^-5，K_sp（PbSO₄）=2.5×10^-8。
回答下列問(wèn)題：
（1）“浸取”需控制溫度在80℃左右，為加快酸浸速率，還可采用的方法有
粉碎礦石或攪拌或適當(dāng)增大鹽酸濃度
粉碎礦石或攪拌或適當(dāng)增大鹽酸濃度
（任寫(xiě)一條）?！敖　边^(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為
PbS+MnO₂+4HCl

80
℃
MnCl₂+PbCl₂+S↓+2H₂O
PbS+MnO₂+4HCl

80
℃
MnCl₂+PbCl₂+S↓+2H₂O
。
（2）加入飽和NaCl溶液的目的是
增大c（Cl^-），使PbCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-正向移動(dòng)，促進(jìn)PbCl₂溶解
增大c（Cl^-），使PbCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-正向移動(dòng)，促進(jìn)PbCl₂溶解
；物質(zhì)A調(diào)節(jié)pH的范圍是
4.7≤pH＜7.0
4.7≤pH＜7.0
；25℃時(shí)，PbCl₂轉(zhuǎn)化為PbSO₄沉淀反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
640
640
。
（3）濾液X中加入NH₄HCO₃溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+CO₂↑+H₂O
Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+CO₂↑+H₂O
。
（4）將過(guò)濾洗滌干燥后得到的MnCO₃在空氣中加熱，轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度變化如圖所示。圖中D點(diǎn)對(duì)應(yīng)固體的成分為
MnO
MnO
（填化學(xué)式）。

【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用．

【答案】粉碎礦石或攪拌或適當(dāng)增大鹽酸濃度；PbS+MnO₂+4HCl

℃

MnCl₂+PbCl₂+S↓+2H₂O；增大c（Cl^-），使PbCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-正向移動(dòng)，促進(jìn)PbCl₂溶解；4.7≤pH＜7.0；640；Mn²⁺+2HCO₃^-=MnCO₃↓+CO₂↑+H₂O；MnO

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：28引用：2難度：0.3

相似題

1．硼及其化合物在生產(chǎn)生活中有著重要的應(yīng)用。
（1）硼酸（H₃BO₃）是一元弱酸，在水溶液中會(huì)電離產(chǎn)生[B（OH）₄]^-離子，寫(xiě)出硼酸的電離方程式

。
（2）NaBH₄稱為“萬(wàn)能還原劑”，溶于水并和水反應(yīng)：NaBH₄+2H₂O═NaBO₂+4H₂↑．被氧化的元素和被還原的元素的質(zhì)量比為

。
（3）硼酸與NAOH溶液反應(yīng)可制得硼砂（Na₂B₄O₇?l0H₂O），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。
（4）生產(chǎn)硼砂時(shí)的廢渣是硼鎂泥，其主要成分是MgO，還含有CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MnO、SiO₂等雜質(zhì)。以硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如圖所示：

表1：部分陽(yáng)離子以氫氧化物完全沉淀時(shí)溶液的pH值

沉淀物 Al（OH）₃ Fe（OH）₃ Fe（OH）₂ Mn（OH）₂ Mg（OH）₂

pH 5.2 3.2 9.7 10.4 11.2

表2：兩種鹽的溶解度（g/100g水）

溫度/℃ 10 30 40 50 60

CaSO₄ 0.19 0.21 0.21 0.20 0.19

MgSO₄?7H₂O 30.9 35.5 40.8 45.6 /

①加入MgO調(diào)節(jié)溶液的pH=5～6，濾渣B中含有不溶于稀鹽酸的黑色固體，則濾渣B除含有Al（OH）₃之外還含有的成分有

（填化學(xué)式）；寫(xiě)出稀硫酸酸浸后的濾液生成B中黑色固體的離子方程式：

。
②趁熱過(guò)濾的目的是

。
③上述操作1為

。

發(fā)布：2024/11/19 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.5

解析

2．富硼渣中含有鎂硼酸鹽（2MgO?B₂O₃）、鎂硅酸鹽（2MgO?SiO₂）及少量Al₂O₃、FeO等雜質(zhì)。由富硼渣濕法制備硫酸鎂晶體和硼酸（H₃BO₃）晶體的一種工藝流程如下：
已知：生成氫氧化物沉淀的pH（金屬離子的起始濃度為0.1mol/L）

Fe（OH）₃ Al（OH）₃ Fe（OH）₂ Mg（OH）₂

開(kāi)始沉淀時(shí) 1.9 3.4 7.0 9.1

完全沉淀時(shí) 3.2 4.7 9.0 11.1

（1）上述流程中能加快反應(yīng)速率的措施有

、

等。
（2）酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)：
2MgO?SiO₂+2H₂SO₄═2MgSO₄+SiO₂+2H₂O
2MgO?B₂O₃+2H₂SO₄+H₂O═2H₃BO₃+2MgSO₄
①上述反應(yīng)體現(xiàn)出酸性強(qiáng)弱：H₂SO₄

H₃BO₃（填“＞”或“＜”）。
②酸浸時(shí)，富硼渣中所含Al₂O₃和FeO也同時(shí)溶解，寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：

、

。
③已知硼酸與過(guò)量NaOH溶液發(fā)生的中和反應(yīng)為：H₃BO₃+OH^-═B（OH）₄^-。
下列關(guān)于硼酸的說(shuō)法正確的是

（填序號(hào)）。
a.硼酸是一元酸
b.向NaHCO₃固體中滴加飽和硼酸溶液，有氣泡產(chǎn)生
c.硼酸的電離方程式可表示為：H₃BO₃+H₂O?B（OH）₄^-+H⁺
（3）檢驗(yàn)褐色浸出液中的雜質(zhì)離子：取少量浸出液，

（填操作和現(xiàn)象），證明溶液中含有Fe²⁺。
（4）除去浸出液中的雜質(zhì)離子：用MgO調(diào)節(jié)溶液的pH至

以上，使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為

（填化學(xué)式）沉淀，過(guò)濾。

（5）獲取晶體：
?。疂饪s濾液，使MgSO₄和H₃BO₃接近飽和；
ⅱ．控制溫度使兩種晶體分別從溶液中結(jié)晶。
結(jié)合圖溶解度曲線，簡(jiǎn)述ⅱ的方法：將濃縮液加入到高壓釜中，

（將方法補(bǔ)充完整）。

發(fā)布：2024/11/19 8:0:1組卷：77引用：2難度：0.4

解析

3．硼酸（H₃BO₃）微溶于水，其水溶液顯弱酸性，對(duì)人體的受傷組織有防腐作用．工業(yè)上以硼鎂礦（Mg₂B₂O₅?H₂O）為原料生產(chǎn)硼酸，同時(shí)以硼鎂泥為原料制取硫酸鎂，可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)．生產(chǎn)工藝流程如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

注：
①硼鎂泥的主要成分是MgO（占40%），還有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等雜質(zhì)．
②硼酸電離平衡常數(shù)K=5.8×10^-10
③

化合物 Mg（OH）₂ Fe（OH）₂ Fe（OH）₃ Al（OH）₃

K_sp近似值 10^-11 10^-16 10^-38 10^-33

④已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

溫度（℃） 40 50 60 70

MgSO₄ 30.9 33.4 35.6 36.9

CaSO₄ 0.210 0.207 0.201 0.193

（1）寫(xiě)出上述流程中生成硼砂（Na₂B₄O₇）的離子方程式

（2）硼酸根離子可表示為B（OH）₄^-．寫(xiě)出硼酸電離的方程式

（3）N滴定法測(cè)定硼酸晶體的純度．研究結(jié)果表明，用0.1mol?L^-1NaOH溶液直接滴定硼酸溶液，滴定過(guò)程如曲線①所示，向硼酸溶液中加入多元醇后再滴定如曲線②所示．請(qǐng)分析，能否用強(qiáng)堿直接滴定硼酸溶液，

（填“能”或“不能”），理由是：

（4）向硼鎂泥酸浸后的溶液中，加入的NaClO可與Mn²⁺反應(yīng)產(chǎn)生MnO₂沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是

．
（5）加堿調(diào)節(jié)至pH為

時(shí)，雜質(zhì)離子便可完全沉淀．（離子濃度小于或等于1×l0^-5mol?L^-1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全）
（6）“除鈣”是將MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根據(jù)上表數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要說(shuō)明除鈣的操作步驟

、

．

發(fā)布：2024/11/19 8:0:1組卷：35引用：1難度：0.5

解析

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金屬離子	Fe²⁺	Fe³⁺	Al³⁺	Mn²⁺	Pb²⁺
開(kāi)始沉淀的pH	7.0	2.7	3.7	7.6	7.0
沉淀完全的pH	9.6	3.5	4.7	9.8	9.0

沉淀物	Al（OH）₃	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Mn（OH）₂	Mg（OH）₂
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	11.2

溫度/℃	10	30	40	50	60
CaSO₄	0.19	0.21	0.21	0.20	0.19
MgSO₄?7H₂O	30.9	35.5	40.8	45.6	/

化合物	Mg（OH）₂	Fe（OH）₂	Fe（OH）₃	Al（OH）₃
K_sp近似值	10^-11	10^-16	10^-38	10^-33

溫度（℃）	40	50	60	70
MgSO₄	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO₄	0.210	0.207	0.201	0.193