2019高考化学真题分类汇编工艺流程题（解析版）

专题16工艺流程题

I.[2019新课标I]硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以

硼镁矿(含Mg2B2O5・H2。、SiO2及少量Fe2O3、A12O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:

硼镁矿粉过滤2—►H,BO3

］调pH=6.5

沉镁I-Mg(OH)、•MgCO,一轻质氧化镁

NH4HCO3溶液

回答下列问题:

(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为o

(2)“滤渣I”的主要成分有。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的

化学试剂是。

+--10

(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3+H2OH+B(OH)4，^a=5.81xlO,可判断H3BO3是

酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5,目的是。

(4)在“沉镁"中生成Mg(OH)2・MgCO3沉淀的离子方程式为,母液经加热后可返回一

___工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是o

【答案】(1)NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3

(2)SiO2,Fe2O3>AI2O3KSCN

(3)一元弱转化为H3BO3，促进析出

-

(4)2Mg2++3CO,+2H2O=rMg(OH)2-MgCO3；+2HCO；

(或2Mg2++2COj+H2O^=Mg(OH)2-MgCC>31+CO2T)溶浸高温焙烧

【解析】(1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸镀溶液产生的气体为氨气，用碳酸氢钱溶液吸收，反应方

程式为：NH3+NH4HCO3：^(NHQ2CO3。

(2)滤渣I为不与硫酸镀溶液反应的Fez。；、AI2O3、SiO2；检验Fe?：可选用的化学试剂为KSCN,

(3)由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子，而三价硼原子最多

只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5,

目的是将B(OH)4转化为H3BO3,并促进H3BO3析出，

(4)沉镁过程中用碳酸镀溶液与Mg?+反应生成Mg(OH)2-MgCCh，沉镁过程的离子反应为：

2Mg2++2H2O+3CO32：^Mg(OH)2-MgCO31+2HCO3：母液加热分解后生成硫酸镂溶液，可以返回“溶浸”工

序循环使用；碱式碳酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。

2.[2019新课标11]立德粉ZnS-BaS04(也称锌领白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：

(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品

时，锹的焰色为(填标号)。

A.黄色B.红色C.紫色D.绿色

(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：

重晶石地—再而j杯原料_＞高嗣+净化的.阮祠上也土地伊加

焦炭粉研细喘廿’山小”―巴竺广BaS溶液洗涤粉碎成血

1200℃硫酸锌

①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钢，该过程的化学方程式为

。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能

源气体，该反应的化学方程式为。

②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原

料”表面生成了难溶于水的(填化学式)。

③沉淀器中反应的离子方程式为o

(3)成品中S?一的含量可以用“碘量法”测得。称取机g样品,置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000m

ollT的L-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉

为指示剂，过量的卜用0.1000mol-LNa2s2O3溶液滴定，反应式为I2+2SQ：^=21+SQ：。测

定时消耗Na2s2O3溶液体积丫mL。终点颜色变化为，样品中S?-的含量为

(写出表达式)。

【答案】(1)D

(2)©BaSO4+4C：^BaS+4COfCO+H2O^=CO2+H2

②BaCCh

22+2+

@S'+Ba+Zn+SO^----BaSO4-ZnSJ,

(25.00--V)x0.1000x32

(3)浅蓝色至无色-----------2-------------------x100%

mxlOOO

【解析】

【分析】

(1)焰色反应不属于化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色:

钠Na（黄色）、锂Li（紫红）、钾K（浅紫）、枷Rb（紫色）、钙Ca（砖红色）、锢Sr（洋红）、铜Cu（绿

色）、钏Ba（黄绿）、钻Cs（紫红）；

（2）流程分析：重晶石与焦炭在回转炉中反应BaSO」+4C^BaS+4cOf,生成还原料BaS,硫化钢溶液

22+2+

与硫酸锌发生复分解反应S>Ba+Zn+SOf^BaS04ZnS；,得到立德粉。

①注意焦炭过量生成C0,反应物为硫酸电贝与焦炭，产物为BaS与CO,写出方程式；CO与水蒸气反应生

成C02与H2,写出方程式CO+H2O：^=CO2+H2»

②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钢与空气中水、二氧化碳反应

生成了碳酸钢与硫化氢气体。

③硫化钢与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸铁与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子

方程式。

（3）碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的12,故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化

还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题。

【详解】（1）焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：A.钠的焰色为黄色,

故A错误；B.钙的焰色为红色，故B错误；C.钾的焰色为紫色，故C错误；D.钢的焰色为绿色，故D

正确；故选D。

（2）①注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钏与焦炭，产物为BaS与CO,写出方程式

BaSO4+4C=BaS+4COt；CO与水蒸气反应生成CO?与H2，写出方程式：CO+H2O：^=CO2+H2«

②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钢与空气中水，二氧化碳反应

生成了碳酸钏与硫化氢气体。

③硫化钢与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钢与硫化锌为沉淀，不可电离，写出离子

22+2+

方程式：S+Ba+Zn+SO^^=BaS04ZnS；o

2

（3）碘单质与硫离子的反应：S+b=S+2r;碘单质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的L,

故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应得失电子数相等，利用关系式法解题；根据化合价升

降相等列关系式，设硫离子物质的量为nmol：

22

S-〜I22S2O3-〜12

1mol1mol2mol1mol

nmolnmol0.1VxlO3mol—xO.lVxlO3mol

2

n+-x0.1Vx103mol=25x0.1Vx10-3mol,得n=（25--V）0.1x103mol

22

2-34561

EWsy一人…，nxM(S)innft(25.00-V)x0.1000x32inMn/

则样品中硫离子含量为：-----------xl00%=_________2________________xi00%o

mmxlOOO

3.［2019新课标HI］高纯硫酸镒作为合成银钻镭三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化镐粉与硫化钵

矿(还含Fe、Al、Mg,Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

H2s。4

-----^MnSC)4

滤渣1滤渣2滤渣3滤渣4

相关金属离子［co(M")=O.lmoll4形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+

开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9

沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9

(1)“滤渣1”含有S和；写出“溶浸”中二氧化锌与硫化锌反应的化学方程式

(2)“氧化”中添加适量的MnC)2的作用是。

(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为~6之间。

(4)“除杂1”的目的是除去Zi?+和Ni?+,“滤渣3”的主要成分是。

(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg?+沉淀不完全，原因是

__________________________________________________________O

(6)写出“沉铳”的离子方程式»

(7)层状银钻锦三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNi.,Co,MnQ2,其中Ni、C。、Mn

的化合价分别为+2、+3、+4。当x=)=g时，z=。

【答案】(1)Si。？(不溶性硅酸盐)MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O

(2)将Fe?+氧化为Fe3+

(3)4.7

(4)NiS和ZnS

(5)F-与H+结合形成弱电解质HF,MgF?=^Mg2++2F.平衡向右移动

(6)M/+2HCO；——^MnCO3I+CO2t+H2O

【解析】（1）Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在，SiO2与硫酸不反应，所以滤渣I中除了S还有SiO2：

在硫酸的溶浸过程中，二氧化铺和硫化镒发生了氧化还原反应，二氧化镭作氧化剂，硫化镒作还

原剂，方程式为：MnO2+MnS+2H2so4=2MnSO4+S+2H2。。

（2）二氧化锌作为氧化剂，使得MnS反应完全，且将溶液中Fe?+氧化为Fe"。

（3）由表中数据知pH在4.7时，Fe3+和A产沉淀完全，所以应该控制pH在4.7~6之间。

（4）根据题干信息、，加入Na2s除杂为了除去锌离子和银离子，所以滤渣3是生成的沉淀ZnS和

NiSo

（5）由HFH++F■知，酸度过大，F浓度减低，使得MgF2Mg2++2F平衡向沉淀溶解方

向移动，Mg?+沉淀不完全。

（6）根据题干信息沉镒的过程是生成了MnC03沉淀，所以反应离子方程式为：

2+

Mn+2HCO3^=MnCO31+CO2t+H2Oo

（7）根据化合物中各元素化合价代数和为0的规律得：l+2x+3y+4z=6,已知，x=y=l/3,带入计

算得：z=l/3o

4.[2019江苏]实验室以工业废渣（主要含CaSOQHzO,还含少量SiCh、A12O3,Fe2O3）为原料制取轻质CaC

。3和（NH4）2SC>4晶体，其实验流程如下：

（NH4）,C（）3溶液

r_

废渣粉末一►浸取一»过滤一►滤渣-------*轻质CaC03

滤液-------*（NH4）2SO4晶体

C（S。：）

（1）室温下，反应CaSO4（s）+CO；（aq）=^CaCO3（s）+SOj（aq）达到平衡，则溶液中~~代=____

c（CO：）

59

▲[Arsp（CaSO4）=4.8x10~,^Sp（CaCO3）=3x10-]。

（2）将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得（NH4）2CC>3溶液，其离子方程式为▲;浸取废渣时,

向（NH4）2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是▲。

（3）废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70℃,搅拌，反应3小时。温度过高将

会导致CaSO4的转化率下降，其原因是▲;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不

变，实验中提高CaSCU转化率的操作有▲。

(4)滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCCh所需的CaCL溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制

取CaCb溶液的实验方案：A［已知pH=5时Fe(0H)3和A1(OH)3沉淀完全；pH=8.5时A1(OH)3

开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(0H)2］。

【答案】(1)1.6X104

(2)HCO；+NH3H2O^=NH：+COj+比0(或HCO；+NH3H2O;^^NH：+CO：+比0)

增加溶液中CO；'的浓度，促进CaSCU的转化

(3)温度过高，(NH4)2CC>3分解加快搅拌速率

(4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量

Ca(OH)2)用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时，过滤

【解析】

【分析】

,,c；

22(SO-)

(1)反应CaSO4(s)+C0,'(aq)u；CaCCh(s)+SO4-(aq)的平衡常数表达式为一-~长，结合

c(COj)

CaSO」和CaCO3的K.p计算。

(2)氨水与NH4HCO3反应生成(NH4)2cO3;加入氨水抑制(NH4)2cO3的水解。

(3)温度过高，(NHQ2cCh分解，使CaSO4转化率下降；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,

提高CaSCU转化率即提高反应速率，结合反应的特点从影响反应速率的因素分析。

(4)根据工业废渣中的成分知，浸取、过滤后所得滤渣中含CaCCh、SiO2,AI2O3和Fez。.；；若以水洗后的

滤渣为原料制取CaCb溶液，根据题给试剂，首先要加入足量盐酸将CaCOa完全转化为CaCb，同时AI2O3、

FezCh转化成AlCb、FeCh，过滤除去SiCh，结合题给已知,再利用Ca(OH)2调节pH除去A产和F』。

2

【详解】(1)反应CaS04(s)+CO3-(aq)=-CaCC>3(s)+SO4”(叫)达到平衡时，溶液中

2+

c(SOj)c(Ca)rKsp(CaSO4)4加叱

---------------------------------------------------------------------.......................................=______________=1r)XI(Ic

2+9

c(CO；)c(CaXKsp(CaCO?)3xlQ-'

(2)NH4HCC>3属于酸式盐，与氨水反应生成(NH4)2CC>3,反应的化学方程式为NH4HCO3+NH3H2O-(NH4)

+2

2cO3+H2O［或NH4HCO3+NH.VH20(NH4)2CO3+H2O］,离子方程式为HCO3+NH.VH2O-NH4+CO3+H2O

+2

(HCO3+NH3-H20NH4+CO3+H2O)；浸取废渣时，加入的(NH4)2cO3属于弱酸弱碱盐，溶液中

2+

存在水解平衡：CO3+NH4+H2OHCO3+NH3-H2O,加入适量浓氨水，水解平衡逆向移动，溶液中CO3”

的浓度增大，反应CaS04(s)+CO3I(aq)^^CaCO3(s)+S0?(aq)正向移动，促进CaSC)4的转化。

(3)由于镂盐具有不稳定性，受热易分解，所以温度过高，(NR,)2cCh分解，从而使CaSO」转化率下降；

由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应(或发生沉淀的转化)，保持温度、反应时间、反应物和溶剂

的量不变，提高CaSO4转化率即提高反应速率，结合外界条件对化学反应速率的影响，实验过程中提高CaSO4

转化率的操作为加快搅拌速率(即增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率)。

(4)工业废渣主要含CaSO4-2H2O,还含有少量竽。2、AI2O3和FezCh,加入(NH4)2cO3溶液浸取,其中

CaSO4与(NH4)2cO3反应生成CaCCh和(NH4)2so4,Si02>AI2O3和FezCh都不反应,过滤后所得滤渣

中含CaCCh、Si02,AI2O3和Fe2(D3；若以水洗后的滤渣为原料制取CaCb溶液，根据题给试剂，首先要加入

足量盐酸将CaCCh完全转化为CaCl2,发生的反应为CaCCh+ZHCKCaCb+Hq+CCM，与此同时发生反应

AI2O3+6HC1=2A1C13+3H2O>Fe2O3+6HCl=2FeC13+3H2O,SiC)2不反应，经过滤除去SQ;得到的滤液中含

CaCb、AlCb、FeCI3,根据“pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全，pH=8.5时Al(OH)3开始溶解”,

为了将滤液中A产、Fe”完全除去，应加入Ca(OH)2调节溶液的pH介于5~8.5［加入Ca(OH)2的过程中

要边加边测定溶液的pH］,然后过滤即可制得CaCb溶液。

【点睛】本题以工业废渣为原料制取轻质CaCCh和(NH4)2s。4晶体的实验流程为载体，考查溶度积的计

算、影响盐类水解的因素、实验条件的控制、制备实验方案的设计和对信息的处理能力等。难点是第(4)

问实验方案的设计，设计实验方案时首先要弄清水洗后滤渣中的成分，然后结合题给试剂和已知进行分析，

作答时要答出关键点，如pH介于5~8.5等。

5.|2018新课标I卷］焦亚硫酸钠(Na2s2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：

(1)生产Na2s2O5,通常是由NaHSCh过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式

(2)利用烟道气中的SO2生产Na2s2O5的工艺为:

pH=4.1pH=7〜8pH=4.1

①pH=4.1时，I中为溶液(写化学式)。

②工艺中加入Na2c固体、并再次充入SO2的目的是

(3)制备Na2s2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSCh和

Na2so3。阳极的电极反应式为。电解后，_____________室的NaHSCh浓度增加。

将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2s2O5。

（4）Na2s2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2s2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，

用0.01000mol-L-1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为

,该样品中Na2s2。5的残留量为（以SO2计）。

【答案】（1）2NaHSCh^=Na2s2O5+H2O

（2）①NaHSCh②得到NaHSCh过饱和溶液

+

(3)2H2O-4e=4H+O2ta

+

（4）S2O；-+242+3H2O^=2SO：+4I+6H0.128

【解析】分析：（1）根据原子守恒书写方程式；

（2）①根据溶液显酸性判断产物；

②要制备焦亚硫酸钠，需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，据此判断：

（3）根据阳极氢氧根放电，阴极氢离子放电，结合阳离子交换膜的作用解答；

（4）焦亚硫酸钠与单质碘发生氧化还原反应，据此书写方程式；根据方程式计算残留量。

详解：（1）亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水生成焦亚硫酸钠，根据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO3=

Na2s2O5+H2O；

（2）①碳酸钠饱和溶液吸收SO2后的溶液显酸性，说明生成物是酸式盐，即I中为NaHSCh；

②要制备焦亚硫酸钠，需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，因此工艺中加入碳酸钠固体、并再次充入二氧化

硫的目的是得到NaHSO.,过饱和溶液；

（3）阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根放电，则电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2t。

阳极区氢离子增大，通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸钠。阴极是氢离子放电，氢氧

根浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后a室中亚硫酸氢钠的浓度增大。

2-2-

（4）单质碘具有氧化性，能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠，反应的方程式为S2O5+2I2+3H2O=2SO4+4r+6H

+;消耗碘的物质的量是0.000101。1,所以焦亚硫酸钠的残留量（以502计）是竺出必吐皿必=0.128建。

0.05L&

点睛：本题以焦亚硫酸钠的制备、应用为载体考查学生对流程的分析、电解原理的应用以及定量分析等，

题目难度中等。难点是电解池的分析与判断，注意结合电解原理、交换膜的作用、离了•的移动方向分析电

极反应、亚硫酸氢钠浓度的变化。易错点是最后一问，注意计算残留量时应该以二氧化硫计，而不是焦亚

硫酸钠。

6.［2018新课标U卷］我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS,含有SiCh和少

量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子［co（M"）=O.lmol-L4］形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

2+2+2+

金属离子Fe升cFeZnCd

开始沉淀的pH1.56.36.27.4

沉淀完全的pH2.88.38.29.4

回答下列问题：

（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为o

（2）滤渣1的主要成分除SiCh外还有；氧化除杂工序中ZnO的作用是,若

不通入氧气，其后果是«

（3）溶液中的Cd?+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为。

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为；沉积锌后的电解液可返回

_______工序继续使用。

a将•唾

【答案】⑴ZnS+-O2^ZnO+SO2

无法除去杂质Fe2+

(2)PbSO4调节溶液的pH

(3)Zn+Cd2，^=Zn2++Cd

(4)Zn2++2e-^=Zn溶浸

【解析】分析：焙烧时硫元素转化为SO2,然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅

与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的pH

较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd,最后将滤液

电解得到金属锌，据此将解答。

详解：（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS,因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为

5An,1兀

ZnS+-0,Zn0+S0,。

2

（2.）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbS04；要测定铁离子，需要调节溶液的

pH,又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH,即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的

pHo根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2：

（3）溶液中的Cd?'可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd?=Zn~Cd。

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电

极反应式为Z『+2e-=Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产

生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。

点睛：无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考

查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。解决本类题目的关键是分

析流程中的每一步骤，可从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成

了什么后果，对制造产品有什么作用。即抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务的。另

外本题中呈现的内容展示了中华优秀科技成果对人类发展和社会进步的贡献，可以引导学生自觉传承我国

科学文化，弘扬科学精神。

7.[2018北京卷]磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:

氐。2/r283/4

一粗磷酸-＞精制磷酸

H2s0必脱有机碳脱硫

磷精矿一＞磷精矿粉

研磨酸浸磷石膏（主要成分为CaSO4-0.5H2O）

己知：磷精矿主要成分为Ca5（PC）4）3（OH）,还含有Ca5（PC）4）3F和有机碳等。

溶解度：Ca5（PO4）3（OH）＜CaSO40.5H2O

（1）上述流程中能加快反应速率的措施有。

（2）磷精矿粉酸浸时发生反应：

△

2Ca5（PO4）3（OH）+3H2O+10H2SO4=10CaSO4-0.5H2O+6H3PO4

①该反应体现出酸性关系：H3P。4H2SO4（填“＞”或“＜”）•

②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，O

（3）酸浸时，磷精矿中Ca5（PO4）3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方

程式：.

(4)%。2将粗磷酸中的有机碳氧化为CC>2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,

不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：。

(5)脱硫时，CaCCh稍过量，充分反应后仍有SO：残留，原因是.；加入BaCC>3可进一步

提高硫的脱除率，其离子方程式是o

(6)取ag所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚猷;作指示剂，用bmoLL-NaOH溶液滴定至终

点时生成Na2Hpe)4，消耗NaOH溶液emL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是。(已知：

H3Po4摩尔质量为98g-mol')

【答案】(I)研磨、加热

(2)①<

②核电荷数PVS,原子半径P>S,得电子能力PVS,非金属性PV6

(3)2Ca5(PO4)3F+10H2SO|+5H2O10CaSO4•0.5H2O+6H3PO4+2HF

(4)80°C后，出。2分解速率大，浓度显著降低

(5)CaSO4微溶BaCO3+SO；*+2H3PO4^=BaSO4+CO2t+H2O+2H2PO4

，八0.049bc

(6)------

a

【解析】(1)研磨能增大反应物的接触面积，加快反应速率，加热，升高温度加快反应速率；流程中能加

快反应速率的措施有：研磨、加热。

(2)①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，酸性：H3PO4<H2SO4O

②用元素周期律解释酸性：H3PO4<H2so4,P和S电子层数相同，核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子

能力P<S,非金属性P<S。

(3)根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，Ca5(PO4)3F与H2sO4反应生成HF、磷石膏和磷酸，生成

HF的化学方程式为2Ca,(PO4)F+10H2so4+5H2O10CaSO4•0.5H2O+6H,PO4+2HFt。

(4)图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率，80℃前温度升高反应速率加快，相

同时间内有机碳脱除率增大；80℃后温度升高，出。2分解速率大，H2O2浓度显著降低，反应速率减慢，相

同条件下有机碳脱除率减小。

(5)脱硫时，CaCCh稍过量，充分反应后仍有SO42残留，原因是：CaSO4微溶于水。加入BaCCh可进一

步提高硫的脱除率，因为BaSCU难溶于水，其中SO/与BaCOs生成更难溶的BaSCU和CO?,H3PO4的酸

2

性强于H2co3，在粗磷酸中COj转化成H2O和CO2,反应的离子方程式为

2

BaCO3+SO4+2H3PO4=BaSO4+CO2t+2H2PO4+H2O«

(6)滴定终点生成Na2HpO4，则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1：2,n(H3PO4)=-n(NaOH)

2

3-bebe49bc_

—xbmol/Lxcx10L----mol,m(H^PO4)~-----molx98g/mol=-----g0.049bcg,精制磷酸中H^PO4

2200020001000

的质量分数为0.049bc。

a

点睛：本题以磷精矿湿法制备磷酸的工艺流程为载体，考查影响化学反应速率的因素、“强酸制弱酸”的

复分解反应规律、元素周期律、指定情境下方程式的书写、物质含量的计算等。解题时必须利用所学知识

结合流程分析，如第(5)问注意脱硫的反应是在粗磷酸中进行的，BaCCh或CaCCh中碳元素最终变为CO2；

第(6)问中H3PO4与NaOH物质的量之比的确定等。

8.[2018江苏卷]以高硫铝土矿(主要成分为AI2O3、Fe2O3>SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生

产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

空气、少量CaONaOH溶液FeS2

滤液

so2

(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为

(2)添加l%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。

8o

%

/

黑6o

魅4o

小

愎2O

0

2004006008001000

焙烧温度/℃

题16图

己知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃

公卜及廿八焙烧后矿粉中硫元素总质量、sc。,

硫去除率=(1-应此，，­八人2一次为巨)X100%

焙烧刖矿粉中硫兀素总质量

①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于。

②700C焙烧时，添加l%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是

(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由_______________(填化学式)转化为

_______________(填化学式)。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3»FezCh与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO?，

理论上完全反应消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=。

_-

【答案】(1)SO2+OH^=HSO3

(2)①FeS2

②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中

(3)NaAlO2A1(OH)3

(4)1：16

【解析】(1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSOs和H2O,反应的化学方程式为SGh+NaO+NaHSCh，离

子方程式为SO2+OH=HSO3,

(2)①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃,不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时，去

除的硫元素主要来源于FeSz。

②添加CaO,CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO+2so2+O2=2CaSC)4，根据硫去除率的含义，

700℃焙烧时，添加设CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4

留在矿粉中。

(3)“碱浸”时AI2O3、SiCh转化为溶于水的NaAlCh、Na2SiO3,向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,

CO2与NaAlC>2反应生成NaHCCh和A1(OH)3,反应的离子方程式为CO2+AIO2+2比0=人1(OH%I+HCO3,

即Al元素存在的形式由NaAK)2转化为Al(OH)3。

(4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO?,反应的化学方程式为

FeS2+16Fe2O35SLllFe3O4+2SO2t,理论上完全反应消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=1:16。

点睛：本题以高硫铝土矿为原料生产氧化铝和Fe.Q4的流程为载体，考查流程的分析，Fe、Al、S元素及其

化合物的性质，图像的分析，获取新信息的能力，指定情境下方程式的书写。如NaOH溶液吸收过量SO?

则产物为HSO3-,FezQ,与FeSz混合后在缺氧条件下焙烧则没有氧气作氧化剂等需注意反应物及用量的不

同。

9.[2018江苏卷]以CL、NaOH、(NEhMCK尿素)和SO?为原料可制备用川-玲。(水合期0和无水Na2so3,

其主要实验流程如下:

NaOH溶液尿素so：

--►NajCOj―►步骤IV——►Na2sCh

水合肺溶液

己知：①C12+2Oir^=Cl(y+C「+H2O是放热反应。

②N2Hr比。沸点约118"C,具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。

(1)步骤I制备NaClO溶液时，若温度超过40℃,02与NaOH溶液反应生成NaCICh和NaCl,其离

子方程式为；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取

的措施是。

(2)步骤II合成N2H4H2O的装置如题19图T所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应

一段时间后，再迅速升温至110℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是；

使用冷凝管的目的是.

(3)步骤IV用步骤由得到的副产品Na2c制备无水Na2s(水溶液中H2so3、HSO；、SO：随pH

的分布如题19图-2所示，Na2sCh的溶解度曲线如题19图-3所示)。

50

40

30

20

10

题19图-2题19图-3

①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通S02的实验操作

为o

②请补充完整由NaHSCh溶液制备无水Na2sCh的实验方案：，用少量

无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。

【答案】(1)3C12+6OH=5C1+C1O3+3H2O缓慢通入Cb

(2)NaC10碱性溶液减少水合耕的挥发

(3)①测量溶液的pH,若pH约为4,停止通S02

②边搅拌边向NaHSCh溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH,pH约为10时，停止滴加NaOH溶液，加热

浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34℃条件下趁热过滤

【解析】分析：步骤I中Ck与NaOH溶液反应制备NaClO；步骤JI中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水

溶液反应制备水合腓,；步骤Ill分离出水合的溶液；步骤IV由SO?与Na2co3反应制备Na2so3。

详解：(1)温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO,.NaCl和H2O,反应的化学方程式

为3cl2+6NaOH金5NaCl+NaClCh+3H2O,离子方程式为3C12+6OH=5C1+C1O3+3H20e由于Cl2与NaOH溶

液的反应为放热反应，为了减少NaCOj的生成，应控制温度不超过400C、减慢反应速率；实验中控制温度

除用冰水浴外，还需采取的措施是：缓慢通入C&

(2)步骤n中的反应为NaClO碱性溶液与尿素水溶液反应制备水合阴，由于水合月井具有强还原性、能与

NaClO剧烈反应生成N2,为了防止水合肺被氧化，应逐滴滴加NaClO碱性溶液，所以通过滴液漏斗滴加的

溶液是NaClO碱性溶液。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在110"C继续反应，N2H4•氏0沸点约118七，使

用冷凝管的目的：减少水合肿的挥发。

(3)①向Na2co3溶液中通入SO?制备NaHSCh溶液，根据图示溶液pH约为4时，HSO；的摩尔分数最大，

则溶液的pH约为4时停止通入S02；实验中确定何时停止通入SO2的实验操作为：测量溶液的pH,若pH

约为4,停止通SO”

②由NaHSCh溶液制备无水Na2so3，首先要加入NaOH将NaHSCh转化为Na2so3，根据含硫微粒与pH的

关系，加入NaOH应调节溶液的pH约为10；根据Na2so3的溶解度曲线，温度高于34℃析出Na2so低