题型5 化学工艺流程题的解题策略-17-2024版高考完全解读 化学

题型5突破高考卷题型讲座

化学工艺流程题的解题策略

1.（2022唉国甲卷・26）硫酸锌（ZnSOJ是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、

医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备,菱锌矿的主要成分为ZnCO”杂质为

SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：

菱锌矿HfO,1K半0,打曾

1------1'----1过沪R滤

滤渣①滤渣②滤渣③滤液③

HF

ZnSO4•7小。更型雷

♦

液浴④

本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如表所小：

离子Fe”Zn24Cu*Fe"Mg"

4.0X6.7X2.2X8.0X1.8X

心

10厘10"IO-201016IO'11

回答下列问题：

⑴菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为

烙烧

答案：ZnC03-----Zn0+C02t

解析：本题以制备ZnSOi-71U0的工艺流程为载体，考查对工艺流程的分析、物质

的分离与提纯、陌生情境下反应方程式的书写等。

焙烧时,ZnC。，发生分解反应生成ZnO、CO”据此可写出该反应的化学方程式。

⑵为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有、。

答案：适当提高H2soi的浓度不断搅拌（合理即可）

解析：为提高锌的浸取效果，可采取的措施有适当提高乩SO」的浓度、不断搅拌、

适当加热等。

⑶加入物质X调溶液川二5,最适宜使用的X是（填字母）。

A.NH&・H20B.Ca（OH）2C.NaOH

滤渣①的主要成分是、、O

答案：BSi02Fe（OH）3CaSO,

解析：NH3•IL0易分解产生NH”污染空气且经济成本较高,A不适宜;加入Ca（011）2

不会引入新的杂质,且成本较低,B适宜;加入NaOH会引入杂质Na,且成本较禺C不

适宜。Si。?不溶于上50力会；几淀析出;反应产物中CaSOi是微浴物，会;几症析出;结合

表格数据计算，当pH=5时簿(OH)=10°mol-L：c(F/)二四黑^4.OXW"

cJ(OH)

-15

mol-L<10mol•L'Fe，完全沉淀，。—广)-"卬2)”力]二2.2义10“mol.L>>10-

(OH)

mol・!？£/♦没有完全沉淀,Zn(OH)z、陞(0匹、Mg(OH),与Cu(OH)?是同类型的沉淀且

心均大于Cu(OH)%则溶液pH=5时只有F屋形成Fe(OHh沉淀析出。

⑷向80~90。。的滤液①中分批加入适量KMnO1溶液充分反应后过滤，滤渣②中有

MnO”该步反应的离子方程式为o

2

答案：MnO4+3Fe*+7H2G—MnO2I+3Fe(OH)3\+5H'

解析：施】。4与F/发生氧化还原反应生成MnOz和h”,题述反应环境下FT水解为

卜七(。11)力根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,，可写出该反应的离子方程式。

⑸滤液②中加入锌粉的目的是,

答案：除去CiT

解析：加入Zn粉发生反应Zn+Cu2-Zn2+Cu置换出铜，故加入锌粉的主要目的是

除去Cu2;

⑹滤渣④与浓H2sol反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物

是、O

答案：CaSO,MgSO.

解析：滤渣④的主要成分为CaF,、MgF〃加入浓上SD”可以释放HF,根据原子守恒可

知彳导到的副产物是CaSOKMgSOle

2.(2023・湖北十一校联考)某化工厂产生的废渣中含有PbSO.和Ag,为了回收这两

种物质，某同学设计了如下流程：

20%、aCIO溶液(过质)Na：。、溶液

已知："浸出"过程发生可逆反应:AgCl+2S(T-[Ag(S0JJ、CL回答问题:

⑴将废渣〃氧化”的化学方程式为，"氧化〃阶段需

在80℃条件下进行,最适合的加热方式为，操作1的名称为。

答案：4Ag+4NaC10+2HX）—4AgCl+4NaOH+O2t水浴加热过滤

解析：废渣含有银、硫酸铅，加入过量的NaClO溶液,根据题中流程图可知发生反

应4Ag+4NaC10+2HqA4Age1+4N&0H+02t；反应在80℃条件下进行，最适合的加

热方式为"水浴加热"操作1为过滤以除去PbS0lo

⑵研究发现:其他条件不变时，该反应在敞口容器中进行，浸出时间过长会使银的

浸出率（浸出液中银的质量占起始分银渣中银的质量的百分比）降彳氐，可能原因是_

（用离子方程式表示）。

答案：2SOM+0?——2SOf

解析：反应在敞口容器中进行,SO［很容易被空气中氧气氧化,离子方程式为

-

2501+02=-2S0。

⑶研究发现，浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液pH的关

系如图所示。

<

-.-

•

-3

与

空

送

套

戏

代

①pH二10时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化趋势

是；解释①中变化趋势的原

因:。

②pH-5时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH-10时不同，原囚

是O

答案:①含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大浸出液中dsor）

增大,使浸出反应的平衡正向移动②pH较小时,SOg与H'结合生成HS03或乩S0”

赤泥

.+.

WM|W

硫酸

NaOH草酸空气CO,浓盐酸氨水

产型晨瑚T沉思化

NH』'Ca

凝通襁&I曲！一sc

水相”还原—水解卜底丽一rio,

|滤液

铁粉越翻一绿矶、硫酸铝

已知:该工艺条件下，溶液中相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:

离子beFe"A产TiO2*

开始沉淀pH7.01.93.00.3

完全沉淀pH9.03.24.72.0

⑴基态Sc原子的价电子排布式为o

答案：3d'4s2

2

解析：Sc为21号元素，基态Sc原子的价电子排布式为3d'4se

⑵〃沉淀转化”过程中，需加入过量的草酸，其原因是。

答案：使氢氧化铳转化为草酸铳的平衡正向移动提高沉淀转化率

解析：“沉淀转化”过程中存在平衡Sc(OH)3ns产+30H,该过程中需加入过量的

草酸，其原因是草酸与0H反应,0H浓度减小，使氢星化铳转化为草酸铳的平衡正向

移动，提高沉淀转化率。

⑶"焙烧〃过程中，生成Sc?。,的化学方程式为。

答案：2SC2(C204)3+302—2SC203+12C02

解析：由题给流程图可知，"沉淀转化〃过程中Ss(0H)3转化为Sc式C。｝,〃焙烧"

过程中Sc2(CO),转化成ScO和二氧化碳，反应中碳元素化合价升高，则空气中氧气

!

参与反应，氧元素化合价降低，化学方程式为2SC2(C2O..)3+3O2----2Sc-a+l2CCU

⑷常温下，三价Sc的几种存在形式与氟离子浓度的对数［lgc(F)］、pH的关系如

图1所示。已知c(F)=5X10:mol・L1"调pH"过程中控制pH=4.0,则调节pH

后三价Sc的存在形式为(填化学式)。

图1

答案：SCF3

解析:已知*F)=5XIO"mol・解则1gc(F)=-3.3；"调pH"过程中控制pH=4.0,

由题图1可知，此时三价Sc的存在形式为SCF3O

⑸"脱水除镀〃过程中，复盐3NHO-ScF「矶0分解得到ScF：“某固体样品质量

与温度的关系如图2所示。加热至380~400°C产生白烟,400℃以上质量不再改

20030038040(177T

图2

答案：6

解析：由题意可知,加热至3