2020届 二轮复习 化学工艺流程 专题卷(全国通用)

1、化学工艺流程O3、CuO、PbO杂质，其中31(2019南昌NCS项目第二次模拟测试)氧化锌主要用作催化剂、脱硫剂、发光剂和橡胶添加剂。一种以锌焙砂(含ZnO、ZnSiO3和少量Asj32As与N同主族)为原料制备氧化锌的流程如图1所示：Na.SZn浸出一过滤T除碑卜过滤II过滤際度除重金属leSO,HQNH5HQ蒸氨滤液(NH岸0J过滤汀产品一焙烧一烘干沉锌ttCO.NH,HCO.mi请回答下列问题：循环使用的物质有“浸岀”时，锌以Zn(NH3)2+进入滤液。34(填化学式)。棍山温度八C图2浸岀率与温度的关系如图2所示，请解释温度超过559后浸岀率显著下降的原因:塞0曲陝k(NH3):m(

2、NH4)2SO4|图3浸岀率与n(NH3):n(NH4)2SO4啲关系如图3所示，6:4之后浸岀率下降，说明3424(填编号)的浸岀主要依赖硫酸铵浓度的大小。AZnO和ZnSiOBZnOCZnSiO除砷”过程中生成Fe3(AsO4)2沉淀，其中铁元素的化合价；沉淀剂为342FeSO4H2O、(NH4)2S2O8,添加(N8的目的是“除重金属”和“深度除重金属”除去的重金属是(填名称)。“蒸氨”的产物主要是ZnSO4和NH3，写出所发生反应的化学方程式43。解析(1)根据“主线主产品，分支副产品，回头为循环”知，该工艺流程中可循环使用的物质有NH3H2O或NH3、(NH4)2SO4、CO2。“浸

3、出”时，温度过高，氨气挥发而使溶液浓度下降，因此浸出率下降。ZnO既可以用NHjH2O浸出，又可以用32(NH4)2SO4浸出，生成Zn(NH3)42+,n(NH3)：n(NH4)2SO4=6：4之后,(NHSO。的浓度下降，浸出率下降，说明ZnSiO3的浸出主要依赖硫酸按浓度的大小。(3)Fe3(AsO4)2中阴离子为AsO4，故铁元素的化合价为+2。锌焙砂所含杂质As2O3中砷元素的化合价为+3,除砷过程中生成Fe3(AsO4)2沉淀,砷元素的化合价升高，被氧化,故添加(NH4)2S2O8的目的是把+3价砷氧化成AsO3-以便除去砷元素。根据锌焙砂所含杂质，“除重金属”4和深度除重金属”除

4、去的重金属是铜和铅。(5)“蒸氨”时Zn(NH3)4SO4发生分解反应：344Zn(NH)SO=ZnSO+4NHf。34443答案(i)nh3h2o或nh3(nh4)2so4co2温度升高，氨气挥发，溶液浓度下降，浸岀率下降C+2把+3价砷氧化成AsO4-以便除去砷元素4铜和铅(5)Zn(NH)SO=ZnSO+4NHf(2019长沙四校二模)一种从冶铅废渣中提取铅的工艺流程如图所示:已知：醋酸铅易溶于水，难电离。火法炼铅是将方铅矿(主要成分为PbS)在空气中焙烧,生成PbO和SO。2回答下列问题：用方铅矿火法炼铅的反应的化学方程式为。火法炼铅的废气中含SO2,可将废气通入过量氨水中进行处理，反

5、应的离子方程式为。冶铅废渣用硫酸洗涤后，生成的PbSO4表面常含有铜单质，为了溶解铜单质，常需4要同时加入一定量的H2O2溶液，写出溶解铜单质发生反应的离子方程式；为加快此反应的速率，下列方法合理的是(填标号)。A.搅拌B适当加热C.减压将饱和Na2CO3溶液加入滤渣1中发生的反应为CO3_(aq)+PbSO4(s)?PbCO3(s)TOC o 1-5 h z3343+SO2-(aq),以PbCO3和焦炭为原料在高温条件下可制备金属铅，用化学方程式表示制备43过程。工业上常用等体积的饱和NaHCO3溶液代替饱和Na2CO3溶液，将一定量的PbSO4234转化为PbCO。PbSO与NaHCO或N

6、aCO的物质的量之比不同时，PbSO的转化率343234如表所示。In(PbSOj:n(NaHCO)1:1.51:21:3PbSO的转化率495.596.997.8nn(PbSO):n(NaCO)4231:1.51:21:3PbSO的转化率4989898依据表中数据，物质的量之比相同时，H中PbSO4的转化率比I中的略大，原因是4解析由火法炼铅是将方铅矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2，可知发生反应的焙烧化学方程式为2PbS+3O2=2PbO+2SO2。(2)SO2与过量的氨水反应生成亚硫酸铵，222反应的离子方程式为2NH3H2O+SO2=2NH+SO3-+H2Oo酸性条件下铜被巴。?氧化为

7、CU2+,反应的离子方程式是Cu+H2O2+2H+=Cg+2H2O;搅拌能加快反应速率，适当升高温度可使反应速率加快，该反应没有气体参与，减压对反应速率无影响，故高温选AB。以PbCO3和焦炭为原料制备Pb的反应的化学方程式为PbCO3=bO+CO2332高温高温t、2PbO+C=2Pb+COt(或PbO+C=Pb+COf)。(5)物质的量之比相同时,2Na2CO3溶液中c(CO2-)比NaHCO3溶液中的大，故H中PbSO4的转化率比I中的略大。23334焙烧答案(1)2PbS+3O2=2PbO+2SO2222NH-HO+SO=2NH+SO2-+HO322432Cu+HO+2H+=Cu2+2

8、HOAB222高温(4)PbCO=PbO+COt、32高温高温2PbO+C=2Pb+COt(或PbO+C=Pb+COf)物质的量之比相同时，Na2CO3溶液中c(CO2-)比NaHCO3溶液中的大(2019济南模拟)工业上，从精制黑钨矿(FeWO4、MnWO4冲提取金属钨的一种44流程如图所示，该流程同时获取副产物Fe2O3和MnCl2。Q空气、纯碱席烧水7过滤液已知：1过程中，钨的化合价均不变;常温下钨酸难溶于水；m.25C时，KFe(OH)1=1.0X10-38、sp3KMn(OH)=4.0X10-14。sp2回答下列问题：上述流程中的“滤渣1”除MnO2外还有，“气体”除水蒸气、HC1外

9、还有(均填化学式)。过程中MnWO4参与反应的化学方程式为4FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。4(3)已知：WO(s)+3H(g)=W(s)+3HO(g)AH=akJmol-1322WO(s)=WO(g)AH=bkJmol-133写岀WO3(g)与Hg)反应生成W(s)的热化学方程式：32过程在25C时调pH,至少应调(当离子浓度等于1.0X10-5molL-1时，可认为其已沉淀完全)。(5)过程要获得MnCl2固体，在加热时必须同时采取的一项措施是钠钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物，其通式为NaxWO3,其中0 x1,这类化合物具有特殊的物理化学性质，是一种低温超导体

10、。应用惰性电极电解熔融的Na2WO424和wo3混合物可以制备钠钨青铜，写岀WO4-在阴极上放电的电极反应式：34解析(1)分析整个流程图可知，精制黑钨矿经过程、处理后，其中的Fe、Mn转入滤渣，而W转入滤液。碱性条件下，Fe2O3稳定，故滤渣1中还应有Fe2O3。滤渣1中的MnO2与浓盐酸在加热条件下生成込，故气体中还含一定量的Cl2。由“过程中，钨的化合价均不变”及滤渣1中含MnO2可知，过程中O2为氧化剂，同时生成了NaWO和CO，故过程中MnWO参与反应的化学方程式为：2MnWOO242442焙烧2NaCO=2NaWO+2CO+2MnO。过程中，FeWO中的+2价Fe被氧化为23242

11、24+3价Fe,1molFeWO反应失去1mol电子，氧化剂为O1molO反应得到4mol电42,2子，根据得失电子守恒可知,FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4。4(3)根据盖斯定律，由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：WO3(g)+3H2(g)=W(s)+3H2O(g)AH=(a-b)kJmol_i。过程的目的是使Fe3+完全转化3/KFe(OH)为Fe(OH)3沉淀而不使Mn2+沉淀，当Fe3+沉淀完全时c(OH-)=论Fe3+)3=1KMn(OH)X1-nmolL-1,此时若使Mn2+沉淀，则所需c(Mn2+)=七2=4X18molLC2(OH-)-1

12、,不存在此浓度的含Mn2+溶液，即此时Mn2+不会生成沉淀，故至少应调至pH=3。MnCl2在水溶液中水解生成Mn(OH)2和HCl,加热会促进MnCl?水解，故要获得MnCl?固体，需在HCl氛围中加热，以抑制其水解。(6)由题意可知WO2-在阴极上放电的产物为4WOx-，对比WO2-、WOx-的元素组成，结合物质为熔融状态，可知另外一种生成物为O2-，故电极反应式为WO2-+xe-=WCX-+O2-o答案(1)Fe2O3Cl2焙烧2MnWO+O+2NaCO=2NaWO+2MnO+2CO1:4TOC o 1-5 h z42232422WO(g)+3H(g)=W(s)+3HO(g)AH=(a-

13、b)kJ-mol-13223.0通入HCl气体，在HCl气氛中加热WO24-+xe-=WOx3-+O2-(2019武汉调研)亚铁氰化钾K4Fe(CN)63H2O俗称黄血盐，常用于检验Fe3+,62也是食盐防结剂。以生产电石的副产物氰熔体Ca(CN)2和NaCN的混合物为原料，制备亚铁氰化钾的流程如下：回答下列问题：浸取需控制在8OC以下进行，原因是用硫酸亚铁晶体配制FeSO4溶液时还需加。4对“滤液”处理可获得一种实验室常用干燥剂，它的化学式是。“加热”使HCN气体逸出发生“反应皿”，生成KFe(CN)小二氧化碳和氢气，46该反应的化学方程式为“反应皿”后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、干燥即得产

14、品。工业上，以石墨为电极，电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾K3Fe(CN)，可用36于检验Fe2+,阳极的电极反应式为。设计如图实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。操作现象(i)取铁极附近的溶液于试管中，滴加铁氟化钾溶液无明显现象(ii在U形管铁极附近滴加铁氟化钾溶液产生蓝色沉淀得岀结论：锌能保护铁；解析(1)温度过高，会促进CN水解，生成有毒的HCN,污染环境，故需控制温度低于809。(2)为防止硫酸亚铁氧化变质，应加入铁粉，为防止其水解，应加入稀硫酸。(3)分析流程图可知，获得的常用干燥剂是CaCl2。(4)根据题给条件知反应皿”的反应物为HCN、K2CO3、Fe，生成物为KFe(CN)小

15、CO2、屯，结合原子守恒和得失电子守恒可234622得反应的化学方程式为：6HCN+2KCO+Fe=KFe(CN)+2COf+Hf+2HO。2346222从溶液中得到溶质一般需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作。(6)阳极发生氧化反应，Fe元素由+2价变为+3价，电极反应式为：Fe(CN)64-e-=Fe(CN)366-。由操作(i)及实验现象可知，在该原电池中Zn被腐蚀，铁被保护，电解液中无Fe2+，在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液后产生了蓝色沉淀，则说明有二价铁生成，即铁被铁氰化钾氧化生成了Fe2+。答案温度过高，促进CN-水解，生成有毒的HCN,污染环境稀硫酸和铁屑(3)CaC

16、l2(4)2KCO+6HCN+Fe=KFe(CN)+2COf+Hf+2HO(5)过滤洗涤2346222Fe(CN)4-e-=Fe(CN)3-66铁被铁氰化钾氧化生成了Fe2+5(2019合肥第二次质量检测铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某废旧铍铜元件住要含BeO、CuS,还含少量FeS和SiO?冲回收铍和铜两种金属的工艺流程如图：十命过量HCp滤液一EeO?固体一Be镀钢旧溶液元件过滤Cu反应I一周体滤液-滤渣需和沉淀F固体已知：i.铍、铝元素化学性质相似；BeCI?熔融时能微弱电离。TOC o 1-5 h z五.常温下KCu(OH)=2.2X10-2。，KFe(OH)

17、=4.0 x10-38,KMn(OH)sp?sp3sp?=2.1X10-13。回答下列问题：滤液A的主要成分除NaOH外，还有(填化学式)；写岀反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式。滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HC1,为得到较纯净的BeCl?溶液，下列实验操作步骤最合理的顺序；电解熔融BeCl2制备金属铍时，需要加入NaCl,其作用是。加入过量的NaOH;加入过量的氨水；加入适量的HC1溶液；过滤；洗涤。反应H中CuS的氧化产物为S单质，该反应的化学方程式为常温下，若滤液D中，c(Cu2+)=2.2molL_i、c(Fe3+)=0.008molL_i,c(Mn2+)=0.21m

18、olL_i,向其中逐滴加入稀氨水，生成的沉淀F(填化学式)；为了尽可能多地回收铜，所得滤液G的pH最大为解析废旧铍铜原件中含有BeO、CuS、FeS、SiO2,根据已知信息i,可知BeO属于两性氧化物，能与NaOH发生反应，CuS、FeS不与氢氧化钠反应，SiO2属于酸性氧化物，能与氢氧化钠反应，因此滤液A的主要成分是NaOH、Na2SiO3、Na2BeOjBeO2-23222与过量盐酸反应生成氯化铍和水，其离子方程式为BeO2_+4H+=Be2+2H2Oo(2)由于Be元素、铝元素化学性质相似，可向滤液C中先加入过量的氨水，生成Be(OH)2沉淀,过滤、洗涤后再向沉淀中加入适量的HC1溶液，

19、即得到较纯净的BeCl2溶液，故最合理的步骤顺序是；熔融BeCl2微弱电离，则加入NaCl可增强熔融盐的导电性。(3)根据题意可知，CuS中S转化为S单质，则MnO2中Mn被还原为Mn2+,根据得失电子守恒、原子守恒可知，其化学方程式为MnO+CuS+2HSO=S+MnSO+CuSO+224442H2Qo根据已知信息五可知，CU2+开始沉淀时,c(OH_)=KspQuQH)C(CU2+)molL-1,Fe3+开始沉淀时，c(OH-)=22X10-2022molL-1=1X10-103/KspFe(OH)33,;4.0 x10-38c(Fea+)=0.008KMn(OH)时，c(OH-)=c(M

20、n矿3molL-1=5X10-12molL-1，Mn2+开始沉淀2.1X10-1302molL-1=1X10-6molL_1，则向滤液D中逐滴加入稀氨水，首先沉淀的是Fe3+，所以产生的沉淀F为Fe(OH)3;滤液E10-14中含有Cu2+和Mn2+，Cu2+开始沉淀时c(OH_)=1X10-1omolL-1，c(H+)=-10-10molL_1=10_4molL_1,pH=4,为使Cu2+尽可能多地沉淀，同时不能使Mn2+沉淀,由前面分析可知，Mn2+开始沉淀时c(OH-)=1X1O-6molL-1,即pH=8，故滤液G的pH最大为8。答案(1)NaSiO、NaBeOBeO2-+4H+=Be

21、2+2HO232222增强熔融盐的导电性MnO+CuS+2HSO=S+MnSO+CuSO+2HO224442Fe(OH)8.036.(2019江西八所重点中学联考)锶(Sr)为第五周期第HA族元素，其化合物六水氯化锶(SrCl26H2O)是实验室重要的分析试剂，工业上常以天青石(主要成分为SrSOj为原料制备，生产流程如下：滤液过滤1CO定昼盐酸适量IrnoljT硫酸*溶液淒却结品1锚晶体|已知：经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+杂质；SrSO、BaSO的溶度积常数分别为3.3x10-7、1.1X10-10；44SrCl26H2O的摩尔质量为267gmol-1。工业上天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是。工业上天青石隔绝空气高温焙烧，若0.5molSrSO4中只有硫元素被还原，转移了43mol电子。写岀该反应的化学方程。加入硫酸的目的是。为了提高原料的利用率，滤液1中Sr2+的浓度应不高于molL-1(注:此时滤液1中Ba2+浓度为1X10-5molL-1)。滤渣1的主要成分是，滤液1经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后，需对所得的六水氯化锶晶