2016年高考化学备考中等生百日捷进提升系列专题21以汇总

专题二十
以流程图为基础的化工工艺综合题解题方法策略
佯考试方向
以流程图为基础的化工工艺综合题为近几年考查的高频题。

试题一般以物质制备、污水处 理、物质分离等化工工艺为基础，考查元素及化合物性质、化学反应基本原理、物质的分离提 纯、化学计算等相关知识。

在复习备考中，应该注重基础知识的掌握和基本的解题方法，在解 题中应该从题设中新的信息中跳出来，找到考查的重点，运用相关知识，逐步解答。

卡' 经典题例析
【例题1】【2015四川卷】为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工
业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2Q 存在)转变成重要的化工原料 FeSQ(反应条件略)。

请回答下列问题:
(1) ____________________________________________ 第I 步H 2SQ 与Fe 2Q 反应的离子方程式是 。

(2) _____________________________________________ 检验第n 步中Fe 3+是否完全还原，应选择
(填字母编号)。

A . KMnQ 溶液
B . K 3[Fe(CN) 6]溶液
C . KSCN 溶液 (3)
第川步加FeCQ 调溶液pH 到5.8左右，然后在第W 步通入空气使溶液
pH 降到5.2 ,
此时Fe 2^沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。

通入空气引起溶液 pH 降低的原因是 _________________
(4) FeSQ 可转化为FeCQ, FeCQ 在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。

已知 25C, 101kPa 时：4Fe(s) + 3Q (g) =2Fe 2C 3(s)
• ：H =-1648kJ/mol
C(s)+Q
2
(g)=CQ 2(g)
H =-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3Q
2
(g)=2FeCQ 3(s)
H =-1480kJ/mol
FeCQ 在空气中加热反应生成 Fe2Q 的热化学方程式是 ___________________________ 。

(5)
FeSQ 在一定条件下可制得 FeS 2(二硫化亚铁)纳米材料。

该材料可用于制造高
容量锂
电池，电池放电时的总反应为
4Li+ FeS 2= Fe +2Li 2S,正极反应式是 _____________________
(6)
假如烧渣中的铁全部视为 Fe2Q ，其含量为50%将a kg 质量分数为b%勺硫酸加
入到
c kg 烧渣中浸取，铁的浸取率为 96%其他杂质浸出消耗的硫酸以及调
pH 后溶液呈微 酸性所残留的硫酸忽略不计。

按上述流程，第川步应加入
FeCQ
kg。

稀 H 2SO 4
]
话化6ft 铁矿
n
PH
空气 IV |调pH 除
杂
•滤液
浓站5体
臨铁矿烧漬
活化硫铁矿还原 Fe 3+的主要反应为：Fe$+7Fe 2(SQ 4)3+8H 2Q=15FeSQ>8HSQ,不考虑其他反应。

【答案】(1) FaQ+6H f = 2Fe 3++3H b O
( 2) C (3) Fe 2+被氧化为 Fe 3+, Fe 3+*解产生 H +。

（1）匀速向浆料中通入 CO,浆料清液的pH 和C （SO 42「）随时间
变化见由右图。

清液 pH>11时CaSO 转化的离子方程式
______________ ;能提高其转化速率的措施有—（填序 号）
12
4(» 就
120 6
(4) 4FeCO(s)+O 2(g) =2Fe 2O(s)+ 4CO 2(g)
△ HF — 260kJ/mol 。

—
2
-
29ab 1131C (5) FeS+4e = Fe +2S
(6
) 2450 —仃50 kg 。

【解析】（1） Fe2O3-6H +=2Fe s+-3H ；0
⑵若殳有完全还原，则可以用KSCNfe 验。

⑶ 部分F 严被氧化为FWX
⑷根据盖斯宦律可得：4FeCO;⑸7他）=詆贮◎⑸TC5© △疔-2蓟kLh 皿 ⑸正极得电子，化合价降低，可得正极方程式：FeS ：^e = Fe-2S-
（6）由于最绻得S FeSO-i,根据元素守恒，n （Ft>n （S ）（虑来自于殆8 F 电、F«
COs ； S 来自于FeS;、 ■c 瞎拓0% - c 如50% - 1 一 m(FtC6)kg
16厲加皿 X -_ 1 fiOg^hid ”光用一 H fig,mol
【考点定位】化学工艺流程
化学反应与能量
元素及化合物化学计算
【名师点睛】近几年高考化学工艺流程题属于热点体系。

工艺流程题，顾名思议，就是将化工
生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化 学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。

只要明确实验目的，理解装 置的作用以及工艺流程的原理，吸收题目新信息并且能加以灵活运用，在高考中就一定会 大获全胜。

工艺流程题设问的地方：反应速率与平衡理论的运用；氧化还原反应的判断、 方程式书写；利用控制 PH 分离除杂；利用溶解度分离；常用的分离方法、实验操作；流程 中的物质转化和循环；绿色化学评价；电化学；计算产量、产率、产品纯度等。

【例题2【2015江苏卷】以磷石膏（只要成分CaSO,杂质SiO 2、Al2Q 等）为原料可制备轻质 CaCQ
A .搅拌浆料
B .加热浆料至100
C C.增大氨水浓度
D . 减小CO 通入速率
(2) 当清液pH 接近6. 5时，过滤并洗涤固体。

滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为
______
和 ________ (填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是 ________________ 。

(3) 在敞口容器中，用NHCI 溶液浸取高温煅烧的固体， 随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca 2
+ )增大的原因 _____________ 。

【答案】(1) CaSQ + 2NH ・H 2O+ COCaCO H 2NH 4+ 或 CaSO + CQ 2「=CaC (3H SQ 2「，AC; (2) SQ 2「、
HC0，取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的
BaCl 2溶液，若不
旷典kg _亡kg 拓0%
9 g 宙mal 160g.'ino
则得答案; 29ab 2450
1131c *
T TS T 轴
磷石膏粉
氨水浆料 CO1 NH£I 辩液
pH .
5 + J 2 0-0,0.0.
产生白色沉淀，则表明已洗涤完全；(3)浸取液温度上升，溶液中c(H +)增大，促进固体中Ca2+浸出。

【解析】⑴浆料中含有氨水，能吸收CO,转变咸利用碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的，进行沉淀的转化，故离子方程式方程式* CaSa+2NHs H2O+CQ2=CaCO?+2NH4"或CaSOi+CO<i_=CaCOi+ SO* A.搅拌浆料，增加接触面积，加遠反应遠率，正确；B .加热浆料，使氨水分解跑出，不利于吸收，错误'增大氨水浓庫，有利于吸收C02,増夫COQ一的浓度，加快反应遠率，正确；D、减小g,减小反应物的浓虧反应谑率降低，错误：⑵接近乩3时图像上得出綁中有CaSO# 此时会有部分COQ一转成HC5—,故阴离子浓度最大的是HCOr,沉浣是否洗唇，验证最右一泱洗涤液，验证是否含有so声，故操作歩骤；取少量最后一浓的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸霰化的励6溶襪，若不产生白芭沉泡贝IJ表明已洗涤完全；⑶氮化鞍是强馥弱浪盐，其水解反应是吸热反应，温度升高QIT)増大，促进固体中Q「浸出*
【考点定位】考查工艺流程、影响化学反应速率因素、沉淀洗涤、沉淀转化等方面的知识。

【名师点睛】本题考查工艺流程问题，在分析中首先要有很好的基本功，无论是基础知识还是
审题方面，在工艺流程中，注重分析过程，知道哪些步骤发生什么样的反应，或者此实验操作怎样等，然后注重书写，书写要规范；此试题考查溶度积方面的知识，反应向着更难溶的方向进行，同时也考查了影响反应速率的因素，考查学生分析问题的能力。

解题方法与策略
1、制备型工艺流程题
(1) 明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。

善
于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识，善于从质量守恒
原理的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。

箭头进入的是投料(反应物)，箭尾是生成物。

(2) 注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。

读懂流程图，写
出主要的化学反应方程式或制备原理。

（3）要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。

2、化学工艺流程常涉及的化学反应原理有：
（1）沉淀溶解平衡的相关应用
①沉淀的最小浓度控制；②沉淀转化的条件。

（2）反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用
①反应速率控制；②化学平衡移动；③化学平衡常数的应用；④反应条件的控制。

（3）氧化还原反应的具体应用
①强弱规律；②守恒规律；③选择规律。

（4）盐类水解的具体应用
①水解规律；②水解反应的控制（抑制或促进）。

3、实验技术类
无机化工类实验题主要以无机化工流程图为载体，联系中学化学中基本实验方法，如装置
气密性检查，混合物分离、提纯和检验以及产品收集与尾气处理等。

无机化工实验题的命题热
点王要有：
（1）金属冶炼类，如冶炼铁、铜、锰和钨等金属，联系产品纯度测定、冶炼条件控制以及混合物分离和提纯等。

（2）中学重要化工产品的制备，如胆矶、绿矶、明矶、氧化铜、硝酸铜和碳酸钙等物质的制备。

（3）模拟化工原理，设计实验。

如探究接触法制硫酸、合成氨、氨催化氧化法制硝酸和硅的精炼等原理。

申、跟踪训练
1.
氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁， 实验室制备装置和工业制备流程
图如下：
实验至制备装■圄
工业協P&流程圈
已知：(1)无水FeCb 的熔点为555K 、沸点为588K . (2) 废铁屑中的杂质不与盐酸反应
(3) 不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：
温度/ c 0
20
80 100 溶解度(g/100g
HLQ
74.4
91.8
525.8
535.7
实验室制备操作步骤如下：
I .打开弹簧夹 K ,关闭弹簧夹K 2,并打开活塞a ,缓慢滴加盐酸. H.当…时，关闭弹簧夹
K ,打开弹簧夹 &,当A 中溶液完全进入烧杯后关闭活塞
a .
『将烧杯中溶液经过一系列操作后得到 FeCl 3?6H 2O 晶体.
请回答：
(1) ___________________________________________________ 烧杯中足量的 HbC 2溶液的作用是 。

(2) 为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作H 中“…”的内容是 __________________________________ 。

(3) _______________________________________________________ 从FeCl 3溶液制得FeCl 3?6H 2O 晶体的操作
步骤是：加入 __________________________________________________________ 后、 ____________ 、蒸发浓
缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

(4) ______________________________________________________ 试写出吸收塔中反应的离子方程式： 。

(5)
捕集器温度超过 673K 时，存在相对分子质量为 325的铁
的氯化物，该物质的分子式为
(6) FeCl 3的质量分数通常可用碘量法测定：称取 m g 无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制
成100mL 溶液；取出10.00mL ，加入稍过量的 KI 溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，
1 2 2
并用 c mol?L -
N Q SQ 溶液滴定，消耗 V mL (已知：12+2SQ -—2I -+SC 6-).
①滴定终点的现象是:
*无水H 氣化轶
-> -------- ►
三氯儿诜
剂 收 吸
② ________________________________________ 样品中氯化铁的质量分数。

【答案】(1)把亚铁离子全部氧化成三价铁离子
(2)装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变(其他合理答案也给分)
(3)盐酸蒸发浓缩、冷却结晶
2+ 3+
(4)2Fe +Cl2=2Fe (5)Fe z Cb
(6)①溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色
②162.5cV/m%
【解析】
试题分析：(1)根据实验装置和操作歩骤可肛实验室制备无水FcCk,是利用铁与盐酸反应生甌FeCh 然后把氧化成先制得FeQM比O晶悴，再脱结晶水制得无^KFeCh.烧杯中足量的氏6 溶液是作氧化剂，把亚铁离子全部氧化成三价铁离子；
(»铁与盐酸反应完全时,不再产生氢气，所以装置A中不产生汽泡或量气管和水准管的液面不再变他眈时，可将盘中Fg容扳放入烧杯中进行氧化；
(3) 从F KU容液制得F edrdlh0晶体的操作歩骤是’蒸发浓絲袴却结晶、过滤、洗涤、干燥；
(斗)从工业制备逾程图分析可知，反应炉中进行的反应是2FLmCk=2FeCk,因此，进入吸收鹉中的尾气是役有参加反应的氯气，在吸收塔中孰气被吸收剂吸收，反应后生成匹口溶液，所以吸收剂应是2F?Ch溶潑，反应的离子方程式为：2FFYh=2F申
(5)捕集器收集的是气态FKh, Fed;的相对分子质量是162.5,由相对分子质量为32$的铁的氯化物可以推
出，当温度673K时,二分子气态FeCh可以聚合生咸双聚轴FeC^
⑸①称取mg无水急化铁样品，溶于稀盐酸，配制成lOOmL ®液；取出lO/OCmL，加入稍过堡的KI溶
液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，此时溶潑呈蓝色，用溶液滴定:，滴入最后一滴Na;出Q 溶線锥形瓶内的溶液由蓝皀变洵无色且半分$伙不变色.所以滴定终点S5现象是：溶液由蓝色变
为无色，且半分钟內不变色；
②由反应：2F^4-2I =2FE+—b l2-2S2<)52-=2I-S4Or-；可得关系式：
2Fe s+-k-2S2O<-
1 1
n cVxlO^
求得n (FW+) =€Vxio<mci b则样品中氯化铁的质量分数为暑
o (Fe^) =<?Vx lO^molx lflx 162.5g-'niolxlflO%= 162.5cV/m%o
【考点定位】考查学生对工艺流程的理解、物质的分离提纯等基本操作、氧化还原反应滴定应
用、溶度积有关计算等，难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力。

【名师点晴】本题主要是考查学生对实验原理与实验操作的理解、物质分离提纯、元素化合物性质、氧化还原反应滴定、化学计算等，难度中等，明确实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。

设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，哪种方法更简便。

基本思路：
方秦1方案［|方案……
［分析、岀较优化方案_具休实施方案
基本步骤：
（1）认真审题，明确实验目的，找出实验原理。

（2）根据实验原理选择仪器和药品，并设计出合理的实验装置和操作步骤。

（3）准确地记录实验过程中的实验现象和数据，并运用分析、计算、图表、推理等方法处
理有关实验现象和数据，得出正确的结论
2. 2013年6月，我国“蛟龙”号再次刷新“中国深度”一一下潜7062米，为我国深海矿物资
源的开发奠定了基础。

海洋深处有丰富的锰结核矿，锰结核的主要成分是MnO,同时还含
有黄铜矿。

1、“蛟龙”号外壳是用特殊的钛合金材料制成，它可以在7000m的深海中承受重压，Ti
是以钛白粉（TiO2）为原料进行生产，钛白粉是利用TiO2•发生水解生成钛酸（HTiO s）沉
淀，再煅烧沉淀制得的。

TiO2*发生水解的离子方程式为 _______________________________________ 。

n、MnO是一种重要的无机功能材料，工业上从锰结核中制取纯净的MnO工艺流程如下图
所示：
宦结核矿—选矿我話狀出約
tMuCIOi
Mn(J,
（1）步骤n中以NaCIO3为氧化剂，当生成0.05moi MnO2时，消耗0.1mol/L的NaCIO3
溶液200ml，该反应离子方程式为 _______________________________________
(2) ___________________________________________________________________ 已知溶液B的溶质之一可循环用于上述生产，此物质的名称是 _________________________________________________________ 。

川、利用黄铜矿炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO SiQ、AI2Q等)可制备Fe z O,方法为：
(A)用过量的稀盐酸浸取炉渣、过滤；
(B)向滤液中加入5%的H2Q,再向其中加入过量的NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得到Fe2Q。

根据以上信息回答下列问题：
(1)___________________________________________________________________________ ( B)中向滤液中加入5%勺H2O,其目的是___________________________________________________________________________ 。

(2)设计实验证明炉渣中含有________________________________ FeO 。

(3)将煅烧得到的Fe2Q还原为Fe单质，再将质量为mg的Fe单质分成相等的四份，分别与50mL 100mL、150mL 200mL
的等浓度的稀硝酸反应，反应产物NO在标况下的体积见附表：
2 + +
【答案】(每空2分共14分)1、TiO + 2H2O= HTQ3J + 2H
_ 2 1 1
n、( 1) 2CIO3 + 5Mn + 4H2O= 5MnO+ 8H + CI2 f (2)氯酸钠
川、(1)氧化亚铁离子
(2)取炉渣少许，用稀硫酸浸取后的溶液使KM nO溶液褪色(答案合理即可)
(3)① 33.6 ② 3：2
【解折】
试题分析：I、TiC丁发生水解生成钛酸低丁心)沉淀，则根据原子守恒可知，还有氢离子产生，因此丁符■发生水解的离子方程式为TiC^-+2H20=H；Ti0il+2H-n
II > (1) fl lmoLL的NaClOi®液20Cml的物质的量是O.C2mol*当生成O.CSmolMnO：转移电子时物质的重是(4一2) ={Hmob根据电子得失守怛可知O Olmcl更醍钠得到(Llrtwi电子，因此議元素的优合价变化5价，即从+$价降底到0价，因此还原产物是氯气，所以该反应离子方程式为
2CKV+弧皿一十4氏0= +glT+Cim
（2）氯气与热的氢氧化钠溶液反应生感孰勰钠、孰化钠和水、因此可以循环的物质B是議酸钠.
IIK门）滤液中含有亚铁离子*必须利用収氧水的氧化性将亚铁离子氧化为铁离子，且不会引入新的朵质a （2）亚铁离子具有还原性.因此检验炉渣中含有FeO的实验方法是取炉渣少许，用稀硫酸浸取后的溶液使KMnd溶液褪色•
⑶①根据表中数据可知实验③后硝酸是过量的，则铁与足量稀硝酸反应最多生成生凭LNO, NO的物质的量是
3.36L-22 4L-mol=0 ISmob反应中转移电子的物质的重是0 15moU 6—2） =0一斗蚯｛讥因此根据电子得失守
恒可知消耗铁的物质的壘是1.45mok3=0 ISmoL因此原铁的物质的量是€. 15mol x斗=06mob 质童是
€.6molx56g/mo1= 33.6g a
②实验②中产生NO的物质的壘是2.fi88L^22.4Lmo：-O llmol,转移电子的物质的童是O.SfimoL设生成硝醍
轶和硝醜亚铁的物质的量是沁1和ymol,则x+y=0 15> 3x+2y=0.3tj,解得x=0 06. y=QO9, 即硝醍铁与硝匿亚铁的物质的量之比杲2:3,反应的化学方程式沖5Fe+ lfiHNOs = 2Fe（NO;）; + 3Fe（NO少+8H20+ 4NO|n
【考点定位】本题主要是考查工艺流程图的有关判断与计算、离子检验以及氧化还原反应的有
关应用与计算等
【名师点晴】工艺流程题的解题方法与策略
1、制备型工艺流程题
（1）明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。

善
于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识，善于从质量守恒
原理的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。

箭头进入的是投料（反应物），箭尾是生成
物。

（2）注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。

读懂流程图，写
出主要的化学反应方程式或制备原理。

（3）要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角
度等多角度考虑。

2、化学工艺流程常涉及的化学反应原理有：
（1）沉淀溶解平衡的相关应用：①沉淀的最小浓度控制；②沉淀转化的条件。

（2）反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用：①反应速率控制；②化学平衡移动；
③化学平衡常数的应用；④反应条件的控制。

（3）氧化还原反应的具体应用：①强弱规律；②守恒规律；③选择规律。

(4)
盐类水解的具体应用：①水解规律；②水解反应的控制
(抑制或促进)。

3•锂离子电池的应用很广， 其正极材料可再生利用。

某锂离子电池正极材料有钴酸锂
(LiCoO 2)、
导电剂乙炔黑和铝箔等。

充电时，该锂离子电池
负极发生的反应为
6C+xLi ++xe = Li xG 。

现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些
金属资源(部分条件未给出)。

滤曲T 眼祕］斗申州］
I HO
i 竹机郴f 禅牛阿用
厶 水棚(G1SOJW 液》一■［抚粘［过池卜
回答下列问题:
(1) ______________________________________ LiCoO 2中，Co 元素的化合价为 。

(2) _____________________________________________________________ 写出“正极碱浸”中发生反应的离
子方程式 _________________________________________________________________________ 。

(3)
“酸浸” 一般在 80C 下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程
式 ______________________ ;可用盐酸代替HzSQ 和 H 2O 2的混合液，但缺点
(4) _____________________________________________________________ 写出“沉钴”过程中发生反应的化
学方程式 _________________________________________________________________________ 。

(5)
充放电过程中，发生 LiCoQ 2与Li 1-x CoQ 之间的转化，写出放电时电池反应方程
式。

(6)
上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的
回收，其原因是
_______ 。

在整个回收
工艺中，可回收到的金属化合物有 _______________________ (填化学式)。

【答案】(1) +3 (2) 2AI + 2QH+ 6HQ= 2AIQH) ； + 3H 2 f 或 2AI + 2QH+ 2"0= 2AIQ 2一 + 3H4
(3) 2LiCoQ + 3H 2SQ + H zQ^-Li 2SQ + 2CoSQ 4 + Q 2? + 4H 2。

2HzQ^- 2H.Q + Q 2?;有氯气生成，污染较大。

(4) C0SQ+ 2NH 4HCQ= C O CQJ + (NH 4)2SQ +CQ 2T + H 2Q (5) Li 1-x CoQ + Li xQ= LQ0Q 2 + 6C (6)
Li +从负极中脱出，经由电解质向正极移动并
进入正极材料中；
AI(QH )3、C O CQ 、Li 2SQ
----- ( ------- (|~* 滤戒
围厂如
废IB
禅离了电池
-慢取
【解析】
试题分析；(1)根据化合物中，化合价的代数和为0知，皿心中，Co元養的ft合价为-3价-
⑵正极中含有铝，铝易溶于强喊容液生成AlOr，反应的离子方程式为2A1 - 2OH-- 2H2O=2A1OT -
3H2T-
⑶酸浸时反应物有硫聆过氧化氢限及LiCo6,生成物有U2SO4和6S0#反应右程式为；加66
A
-3thSd -比6=口迢O* - 2CoSCh -6T - 4HQ 由题中信息知LiCo6具有强氧化性，加入过氧化
A
氢发生的反应为2HiO - 0?T -
(仃沅钻咽程中硫跟钻和碳酸氢钱反应生咸碳隈钻沉淀、硫酸饗二氧化碳和水，反应方程式为CoSO<
-2NH4HCO S =C O CO S I- (NH4)2SO U Y 叶 IH ).
⑸ 充啟电过程中，Li66和发生窜化还原反应生咸LiCoO ；和C,反应方程式为Ld66
-UxCs —LiCoO? — 6.G
(6)旗电时，负极上生成锂离子，锂离子向正极移动并进入正极材料中，所以“敝电处理“有利于锂在
正极的回收•根据流程图知，可回收到的金属化台物有'Al (OH)补6Cg SSg
【考点定位】本题为生产流程题，涉及金属的回收、环境保护、氧化还原反应、物质的分离提 纯和除杂等
【名师点晴】电极反应式的书写一一“二判二析一写”
二判：①判断阴阳极；②判断是电极材料放电还是溶液中的离子放电。

二析：①分析溶液中离子的种类；②根据离子放电顺序，分析电极反应。

一写：根据电极产物，写出电极反应式。

4•污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。

某研究小组利用软锰
矿(主要成分为 MnO,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下流
(3)
已知：25C 、101kPa 时，
-1
Mn (s ) +Q 2 (g )— MnQ (s )A H=-520kJ?mol -1
S (s ) +Q ( g )— SQ 2 (g )△ H=- 297kJ?mol
Mn (s ) +S (s ) +2Q 2 (g )— MnSQ (s )A H=- 1065kJ?mol
(2) ________________________________________________________________________________ 用离子方程式表示用 MnCQ 除去Al 3+和 Fe 3+的原理(任选其一即可)： ____________________________________________________
2+
2+
(3) 用离子方程式表示用 MnS 除去 Cu 和Ni 的原理(任选其一即可)：
SQ 与 MnQ 反应生成无水
MnSQ 的热化
学方程式是
程既脱除燃煤尾气中的 SQ ,又制得电池材料 MnO (反应条件已省略)
请回答下列问题:
(4)MnO是碱性锌锰电池的正极材料.碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是
(5)MnO可作超级电容器材料•用惰性电极电解MnSO溶液可制得MnO,其阳极的电极反
应式是 ____________ 。

(6)假设脱硫的SQ只与软锰矿浆中MnO反应•按照图示流程，将am3(标准状况)含SQ 的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SQ的脱除率为89.6%，最终得到MnO的质量为ckg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于Mn ____________ kg。

【答案】(1)MnQs)+SO 2(g)=MnSQ(s) △ H=-248kJ/mol
3 . . 2+ t、3+
(2)3MnCO+2AI +3H2O=2AI (OH 3 J +3CO f +3Mn 或3MnCO+2Fe +3H2O=2Fe (OH
3 J +3CQ f +3Mn ;
(3)MnS+C^CuQ +Mn2+或MnS+N『=NiS j +Mn2+
1500 丁即別
(4)MnO+H2O+e=MnO(OH)+OH (5) MrT+2HO-2e=MnOMb f (6)
厉00
【解析】
试题分析：(1) Mn (j) -Os (g) =MnQ ( i) AH= -
S (s) HD- (g) =$6 (g)
Mn (s) -S (>) -2O J(g) =MhSO< (s) AH=-lfl65kJ-mok,
将③-②-①可得血6(叮-SO- (g) =XlnSCX (5)
(2)由于碳酸猛能消耗溶潑中的酸，陶氐溶複的酸性，从而促进AP^JF疋冰解主成氢氧化物沉淀，
反应的离子芳程式为=弘Ing—2A1」3H2Q=2A1 (OH)幻-3gL弘皿+或3MnCO3-2F^+-3HzO=2Fe
(OH)订-3g4-3MD讥⑶ 用h加除去Cu：啣N沪的原理是利用沉淀转化实现离子除骐反应的
离子方程式为：MnS-Cu;+=CuSi-Mn2+或血S-Ni*W说-卜1庐；⑷二窜化猛得电子生成MnOfOH),
(5)猛离子在阳极失电子r Mn2+-2H2O2e^MnQ2-4H+；(6)反应的
二氧化硫的韧质的^^(axlCCO>22 4mo：lxb%x89 6%-0 4abmol!根据SO2-MnO2=MnS04 可知生成毓酸猛的物质的量为0斗血仙最终生成的二氧优猛为设消耗硫酸猛的物质的量为也2KMnO4-3MnSO4-2H2<>=5MnO；
-2H2SO+-K2SO4
3 87x5
x 1000c
工1000c得435除去铁、铝、铜、葆等朶质时，所引入的镭元素435mob
相当于MnO的质量3000c
43 5
-0. 4ab )
moi x 87g/mol= ( 600c- 0.4ab x 87 ) g=
11 kg。

【考点定位】考查热化学方程式、原电池、电解池和化学计算等
【名师点晴】本题主要是考查学生结合工业流程，对实验原理与实验操作的理解、物质分离提纯、元素化合物性质、电化学理论、化学计算等，难度中等，明确实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。

设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达
到实验目的；二是设计的方法进行比较，哪种方法更简便。

基本思路：
I分折、岀较•优化方案—具痒实施方案
基本步骤：
（1）认真审题，明确实验目的，找出实验原理。

（2）根据实验原理选择仪器和药品，并设计出合理的实验装置和操作步骤。

（3）准确地记录实验过程中的实验现象和数据，并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和数据，得出正确的结论。

5. 【2015海南卷】铁在自然界分别广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。

回答下列问题：
（i）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图（
(b)
a）所示。

原料中除铁矿石和焦炭外含
1（I
除去铁矿石中脉石(主要成分为SiQ )的化学反应方程式
(4) 铁矿石中常含有硫，使高炉气中混有 SO 污染空气，脱 SO 的方法是 ________________ 。

CaO+SiQ 』CaSiQ ; CO 。

(2)-355 ;②③,
咼温
r 、nJ
Fe 2O 3 + 3CO 2Fe+3CO ;炉腹。

(4) 用碱液吸收(氢氧化钠溶液或氨
水等)。

【解析】(1)用铁矿石(赤铁矿)冶炼生铁的原料中除铁矿石和隹炭外含有石灰石，用以除去铁矿石中脉
石住要成■分为5心化学反应方程式CaCQ? =SS= CaOCOs ]、CaO-SiQ; =S3= CaSiO* ；反应 过程中一蜃化碳可能有剩余，则高炉按出气体的主要磁分育皿C6和C6
(2)已知土 ①F 也0』(沪咒口mo ：】② AH —283kJ md ]
@C(>)- L'2O ：(g)~CO(g) AH-llCkJ mol 3,根据盖斯宦律 ®-©x3 得反应
⑸-3 8)- 3/2Ci(g)=2Fe (5)-3C02 ｛总的iH= 355 kJ ，mW B 根据题给热化学方程式分析理论上反应②③ 啟出的热量足以供给反应①所需的热量.
⑶高炉炼铁还原过程在炉身部分发生.则“二歩熔融还原法:炼铁工艺中，还原竖炉相当于高炉的炉身 部分，主要反应的化学方程式两殆© - 38更鑿高炉炼铁工艺中还原剂CO 的生成在炉 腹淫分，则熔融造气炉相当于高炉的炉BS 部分.
⑷£6为酸性氧化物可与碱反应.工业上脱55的芳法是用區液吸收(氢氧化钠i 容液或氨水等人
【考点定位】本题考查化学与技术模块从自然资源到化学品，涉及海水的综合利用及高炉炼铁 工艺。

【名师点睛】考查海水的综合利用、高炉炼铁、反应热的计算、盖斯定律、化学方程式的书写,
考查学生利用所学知识解决实际问题的能力。

学习化学的目的是为提高人类的生产、生活
;高炉排出气体的主要成分有
N 、CO 和_( 填化
学式)。

(2)已知：① Fe 203 (s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)
△ H=+494kJ ・
mol
1
② CO(g)+ Q(g)=CO 2(g)
2
1
③C(s)+ - O 2(g)=CO(g)
△
H=-283kJ •
mol
△ H =-110kJ • mol
则反应 Fe2Q (s)+3 C(s)+
3 2 O(g)=2Fe(s)+3CO 2 (g) 的△ H _______
kJ • mol -1。

理论上 反应 _______ 放出的热量足以供给反应 ________ 所需的热量(填上述方程式序号)
(3)有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图 (b)所示，其中，还原竖炉相当
于高炉的 _部分，主要反应的化学方程式为 __________________________________ ;熔融造气炉 相当于高炉的
部分。

①。

【答案】(1)石灰石,
CaCQ 竺 CaO+C0
(3)炉身,。