高中化学《化学工艺流程》大题专练第2篇

《化学工艺流程》大题专练(二)
1．保险粉(Na2S2O4)可用作食品保鲜剂、纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水，难溶于乙醇。在碱性介质中较稳定，在空气中易被氧化。锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)实验室可用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2，并希望能控制反应速度，图中可选用的发生装置是________(填字母)。
(2)工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液，其目的是__________；步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为________。
(3)步骤Ⅱ中需选用的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒之外，还有____（填名称）。
(4)在步骤III中加入NaCl的作用是_____，得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤，其优点是_________________。
(5)铁氰化钾可用于分析检测保险粉。铁氰化钾K3[Fe(CN)6]是一种比较弱的氧化剂，其具有强氧化剂所没有的选择性氧化性，能将S2O氧化为SO，[Fe(CN)6]3−还原为[Fe(CN)6]4−，该反应的离子方程式为________；取1.16g Na2S2O4样品溶于水，用0.4mol·L−1的K3[Fe(CN)6]标准液滴定至终点，消耗25.00mL。该样品中Na2S2O4的质量为_______。
答案：(1)B
(2)增大锌粉的表面积，加快反应速率；Zn+2SO2=ZnS2O4
(3)漏斗
(4)降低Na2S2O4的溶解度，便于其结晶析出
除去晶体表面的水分，并减少Na2S2O4的溶解损失
(5)S2O+2[Fe(CN)6]3−+2H2O＝2SO+2[Fe(CN)6]4−+4H+        
75%
2．用海底锰结核(主要成分为MnO2，含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料，制备金属锰、镁的一种工艺流程路线如下：
已知：①几种难溶物的溶度积(25℃)如下表所示：
②溶液中某离子浓度≤1.0×10−6mol·L−1时，认为该离子沉淀完全。完成下列问题：
(1)“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应的离子方程式为         。
(2)“滤液1”中c(Mn2+)为0.18mol·L−1，则“调节pH”的范围为　　，“滤渣2”的成分为　　　。
(3)“Ⅲ”处“萃取剂”萃取的成分是　　；“Ⅳ”处用“盐酸反萃”的作用是      。
(4)MgCl2·6H2O制取无水MgCl2时，需要在干燥的HCl气流中加热分解。HCl的作用为　           。
(5)该工艺流程中除电解余液可循环利用外，还能循环利用的试剂 　　。
(6)一种海生假单孢菌(采自太平洋深海处)，在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn2+的机理如图所示。写出反应②③的总反应的离子方程式：         。
答案：
(1)MnO2+SO2=Mn2++SO
(2)5≤pH<8　Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)Mg2+　使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2        
(4)抑制MgCl2水解
(5)萃取剂(或有机相2)
(6)MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH−
3．一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SO2。
回答下列问题：
(1)用方铅矿火法炼铅的反应的化学方程式为______。
(2)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，反应的离子方程式为_______。
(3)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
(4)将饱和Na2CO3溶液加入滤渣1中发生的反应为CO(aq)＋PbSO4(s)PbCO3(s)＋SO(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过程_______________。
(5)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PbSO4转化为PbCO3。PbSO4与NaHCO3或Na2CO3的物质的量之比不同时，PbSO4的转化率如表所示。
Ⅰ
n(PbSO4)∶n(NaHCO3)
1∶1.5
1∶2
1∶3
PbSO4的转化率%
95.5
96.9
97.8
Ⅱ
n(PbSO4)∶n(Na2CO3)
1∶1.5
1∶2
1∶3
PbSO4的转化率%
98
98
98
依据表中数据，物质的量之比相同时，Ⅱ中PbSO4的转化率比Ⅰ中的略大，原因是______________。
答案：(1)2PbS＋3O22PbO＋2SO2        
(2)2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O
(3)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　AB
(4)PbCO3PbO＋CO2↑、2PbO＋C2Pb＋CO2↑(或PbO＋CPb＋CO↑)
(5)物质的量之比相同时，Na2CO3溶液中c(CO)比NaHCO3溶液中的大
4．中科院张涛院士的研究团队研究发现纳米ZnO可作为一些催化剂的载体。下图是通过锌精矿(主要成分为ZnS)与软锰矿(主要成分为MnO2)酸性共融法制备纳米ZnO及MnO2的工艺流程。回答下列问题：
(1)“酸浸”时，锌、锰离子浸出率与溶液温度的关系如图所示。当锌、锰离子浸出效果最佳时，所采用的最适宜温度为________。
(2)写出酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的化学方程式(无单质硫生成)________。
(3)P507(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、锰离子时，溶液的初始pH与分离系数的关系如表所示：
初始pH
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
锌、锰离子
分离系数
7.64
8.83
9.97
11.21
12.10
13.17
13.36
11.75
已知：分离系数越大，分离效果越好；萃取剂P507是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体，属于酸性萃取剂。
试分析初始pH>4.0时，锌、锰离子分离系数降低的原因是_____。
(4)(NH4)2S2O8是一种强氧化剂，能与Mn2＋反应生成SO和紫色MnO。用(NH4)2S2O8检验水相中的Mn2＋时发生反应的离子方程式为________。
(5)二氧化锰广泛用于电池。一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。电池放电时，负极的电极反应式为_____。
(6)电解尿素的碱性溶液制取N2和H2的装置如图所示。(电解池中的隔膜仅阻止气体通过，两电极都是惰性电极)
A电极的名称为________，若起始时加入电解池的原料配比＝3，完全反应后，电解排出液中＝________。
答案：
(1)95 ℃
(2)ZnS＋4MnO2＋4H2SO4==ZnSO4＋4MnSO4＋4H2O
(3)P507是酸性萃取剂，pH过大，其会发生反应而损失(或锌、锰离子水解程度增大等其他合理答案)
(4)2Mn2＋＋5S2O＋8H2O==2MnO＋10SO＋16H＋
(5)Ag－e－＋Cl－==AgCl
(6)阳极　1
5．铬是一种银白色的金属，常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示：
已知：高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2＋Na2CO3＋O2―→Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2(未配平)
回答下列问题：
(1)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式：________，高温氧化时可以提高反应速率的方法为___________(写出一条即可)。
(2)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为______；在实验室中，操作a所用到的玻璃仪器有________。
(3)Na2CrO4中铬元素化合价为________；生成1 mol Na2CrO4时共转移电子的物质的量为________ mol。
(4)根据有关国家标准，含CrO的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7 mol·L－1以下才能排放，可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)＝1.2×10－10]，再加入硫酸处理多余的Ba2＋的方法处理废水，加入可溶性钡盐后，废水中Ba2＋的浓度应大于________ mol·L－1，废水处理后达到国家标准才能排放。
答案：
(1)FeO·Cr2O3　不断搅拌
(2)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　烧杯、漏斗、玻璃棒
(3)＋6　3.5　
(4)2.4×10－4
6．工业上常用水钴矿(主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：
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