2020高考化学考前微专题突破练：(四)无机化工生产流程题(非选择题)

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微专题突破练(四)

无机化工生产流程题(非选择题)

1.(2018·浙江11月选考真题)某兴趣小组用镀锌铁皮按下列流程制备七水合硫酸锌(ZnSO4·7H2O)

相关信息如下:

①金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH范围。

pH

金属离子

开始沉淀完全沉淀

Fe3+ 1.5 2.8

Fe2+ 5.5 8.3

Zn2+ 5.4 8.2

②ZnSO4的溶解度(物质在100 g水中溶解的质量)随温度变化曲线。

请回答:

(1)①镀锌铁皮上的油污可用Na2CO3溶液去除,理由是

___________________。

②步骤Ⅰ,可用于判断镀锌层完全反应的实验现象是____________________。

(2)步骤Ⅱ,需加入过量H2O2,理由是________________________________。

(3)步骤Ⅲ,合适的pH范围是_____________________________________。

(4)步骤Ⅳ,需要用到下列所有操作:a.蒸发至溶液出现晶膜;b.在60 ℃蒸发溶剂;c.冷却至室温;d.在100 ℃蒸发溶剂;e.过滤。

请给出上述操作的正确顺序____________(操作可重复使用)。

(5)步骤Ⅴ,某同学采用不同降温方式进行冷却结晶,测得ZnSO4·7H2O 晶体颗粒大小分布如图1所示。根据该实验结果,为了得到颗粒大小相对均一的较大晶粒,宜选择________方式进行冷却结晶。

A.快速降温

B.缓慢降温

C.变速降温

(6)ZnSO4·7H2O产品的纯度可用配位滴定法测定。

①下列关于滴定分析,正确的是________。

A.图2中,应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端

B.滴定前,锥形瓶和滴定管均需用标准溶液润洗

C.将标准溶液装入滴定管时,应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器转移

D.滴定时,通常用左手控制旋塞滴加溶液,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转

E.滴定前滴定管尖嘴内无气泡,滴定后尖嘴内有气泡,则测得的体积比实际消耗的小

②图3中显示滴定终点时的读数是________mL。

【解析】(1)①碳酸钠水解,溶液显碱性,促进油污水解。②镀锌层完全反应后,无法形成锌铁原电池,产生气泡的速率会显著变慢。(2)要使滤液中的Fe2+尽可能被氧化转化为Fe3+,需加入尽可能多的H2O2;另外,H2O2在 Fe3+催化下会加速分解产生氧气,所以需加入过量H2O2。

(3)步骤Ⅲ中,要使Fe3+沉淀完全,Zn2+不沉淀,故合适的pH范围是2.8～5.4。

(4)步骤Ⅳ中,需要蒸发掉水,得到粗ZnSO4·7H2O,由题中图可知,ZnSO4·7H2O的溶解度在60℃时最高,在100℃蒸发溶剂至溶液出现晶膜,冷却至60℃时晶膜消失,所以在60℃继续蒸发溶剂,至溶液出现晶膜,然后再冷却至室温,过滤。

(5)由图1所示,为了得到颗粒大小相对均一的ZnSO4·7H2O较大晶粒,宜选择变速降温方式进行冷却结晶。

(6)①为了防止液体泄漏,应将凡士林在旋塞孔的两边沿圆周涂上一薄层及涂在滴定管装活塞小头处,即图2旋塞的a端和旋塞套内的c

端,A正确;锥形瓶不用标准溶液润洗,B错误;将标准溶液装入滴定管时,直接从容器内倒入滴定管即可,不用借助烧杯或漏斗等玻璃仪器,C错误;滴定时,用左手控制旋塞滴加溶液,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转,D正确;滴定前滴定管尖嘴内无气泡,滴定后尖嘴内有气泡,气体占据液体应有的体积,使测得的体积比实际消耗的小,E正确。②滴定管越向下读数越大,读数精确至0.01 mL,图3的读数为20.60 mL。

答案:(1)①碳酸钠水解,溶液显碱性,促进油污水解②产生气泡的速率显著变慢

(2)使Fe2+尽可能转化为Fe3+,H2O2易分解(Fe3+催化加速分解)

(3)2.8～5.4 (4)dabace (5)C

(6)①ADE ②20.60

2.硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料,难溶于水,可由炼锌的废渣锌灰制取,其工艺流程如下图所示。

(1)为提高锌灰的浸取率,可采用的方法是________(填序号)。

①研磨②多次浸取③升高温度④加压⑤搅拌

(2)步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是______(写化学式)。

(3)步骤Ⅲ中可得Cd单质,为避免引入新的杂质,试剂X应为________。

(4)步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。

①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是___________________________。

②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取。化学方程式为________________________________;

(5)若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为b mol,步骤Ⅲ所得Cd为d mol,最后得到V L、物质的量浓度为c mol·L-1的Na2SO4溶液。则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为________。

【解析】锌灰与硫酸反应得含有镉离子、锌离子、铁离子、亚铁离子等的溶液,加入双氧水将二价铁离子氧化为三价铁离子,用碳酸锌调节pH使Fe(OH)3完全沉淀,过滤后得到含有镉离子、锌离子的滤液Ⅰ和滤渣Fe(OH)3、ZnCO3;步骤Ⅲ中可得Cd单质,为避免引入新的杂质,试剂X应为锌,过滤后得溶液Ⅱ为硫酸锌溶液,硫酸锌溶液中加入硫化钠可得硫酸钠和硫化锌。

(1)搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末、搅拌、多次浸取等都可提高锌灰的浸取率,不采用的方法是⑤加压,答案选①②③⑤;

(2)根据上面的分析可知,步骤Ⅱ所得滤渣为Fe(OH)3、ZnCO3;

(3)根据上面的分析可知,试剂X应为锌;

(4)①ZnS固体是从硫酸钠溶液中析出的,所以检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管,滴加几滴BaCl2溶液,若出现浑浊则未洗净,反之则已洗净;②等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下生成Na2S,根据元素守恒可知,该化学反应方程式为