【南方凤凰台】高考化学(广东专用)一轮复习第9单元检测+综合化学实验课时40化学工艺流程(含解析)

课时 40化学工艺流程
1. 以白云石 (化学式表示为MgCO 3· CaCO3 )为原料制备氢氧化镁的工艺流程以下:
(1)依据流程图判断白云石“轻烧”后固体产物的主要成分:。

则“轻烧”温度应不超出。

(2)流程图中“加热反响”的化学方程式为。

(3)积淀过程溶液的 pH=9.5 ，此时溶液中 c(Mg 2+ )=( 已知
K sp[Mg(OH) 2]=5.61 ×10-12)。

(4)该工艺中能够循环使用的物质是、(填化学式 )。

(5)传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取，该工艺采纳轻烧白云石的方法，其优
点是、。

2.碱式硫酸铁 [Fe(OH)SO 4] 是一种用于污水办理的新式高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗
消化性溃疡出血，工业上利用废铁屑 (含少许氧化铝、氧化铁等 )生产碱式硫酸铁的工艺流程以下 :
:
已知 :部分阳离子以氢氧化物形式积淀时溶液的pH见下
表
积淀物Fe(OH) 3Fe(OH) 2Al(OH)3
开始积淀 2.37.5 3.4
完整积淀 3.29.7 4.4
回答以下问题:
(1) 加入少许 NaHCO 3的目的是调理 pH在范围内，使溶液中的(填离子符号 )积淀。

(2) 反响Ⅱ中加入 NaNO 2的目的是，发生反响的离子方程式为。

(3)反响Ⅱ中加入硫酸的作用是控制系统的pH，若硫酸加入量过小，反响系统酸度太低，容
易生成积淀 ;若硫酸加入量过大，不利于产品形成，试从均衡挪动的角度剖析原
因 :。

(4) 流程图中的“系列操作”包含，，过滤，清洗，烘干。

(5) 在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混淆液反响制备碱式硫酸铁。

依据我国质量标准，
产品中不得含有-Fe2+及N O3 。

为查验所得产品中能否含
有
Fe2+，应使用的试剂为(填字母 )。

A.氨水
B. KSCN 溶液
C. NaOH 溶液
D. 酸性 KMnO 4溶液
3. (2014 ·海南卷 )锌是一种应用宽泛的金属，当前工业上主要采纳“湿法”工艺冶炼锌。

某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少许 FeS等其余成分 )，以其为原料冶炼锌的工艺流程以以下图所
示 :
回答以下问题:
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气氛围的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式
为。

(2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的操作。

(3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为，其作用是。

(4)电解堆积过程中的阴极采纳铝板，阳极采纳Pb-Ag 合金惰性电极，阳极逸出的气体
是。

(5) 改良的锌冶炼工艺，采纳了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易致使空气污染的焙烧
过程，又可获取一种有工业价值的非金属单质。

“氧压酸浸”中发生的主要反响的离子方程式
为。

(6) 我国古代曾采纳“火法”工艺冶炼锌。

明朝宋应星著的《天工开物》中有对于“升炼倭铅”的记录 : “炉甘石十斤，装载入一泥罐内，，而后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，生气煅
红，冷淀，毁罐拿出，即倭铅也。

”该炼锌工艺过程主要反响的化学方程式
为。

(注 :炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌)
4.某地煤矸石经预办理后含 SiO 2(63%) 、Al 2O3(25%) 、Fe2O3(5%) 及少许钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计以下 :
(1)酸“浸”过程中主要反响的离子方程式为、。

(2)酸“浸”时铝浸出率的影响要素可能有、。

(写出两个 )
(3)物质 X 的化学式为。

“碱溶”时反响的离子方程式为。

(4)已知 Fe3+开始积淀和积淀完整的 pH分别为 2.1和 3.2，Al 3+开始积淀和积淀完整的 pH分别为4.1和 5.4。

为了获取产品Al(OH)3，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续操作过程是。

(5)以煤矸石为原料还能够开发其余产品，比如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向
AlCl 3溶液中不停通入 HCl 气体，可析出大批AlCl 3· 6H2O晶体，联合化学均衡挪动原理解说
析出晶体的原由 :。

5.(2014 ·四川卷 )污染物的有效去除和资源的充足利用是化学造福人类的重要研究课题。

某
化学研究小组利用软锰矿(主要成分为 MnO 2，另含有少许头铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，经过以下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池资料MnO 2(反响条件已略去 )。

请回答以下问题 :
(1)上述流程脱硫实现了(填字母 )。

A.荒弃物的综合利用
B. 白色污染的减少
C. 酸雨的减少
(2)用MnCO 3能除掉溶液中 Al 3+和 Fe3+，其原由
是。

(3)已知 :25 ℃、 101 kPa时， Mn(s)+O 2(g)MnO 2(s)H =-520 kJ· mol -1
S(s)+O 2(g)SO2(g)H =-297 kJ· mol -1
Mn(s)+S(s)+2O 2(g)MnSO 4(s)H =-1 065 kJ · mol -1
SO2与 MnO 2反响生成无水 MnSO 4的热化学方程式
是。

(4) MnO 2可作超级电容器械料。

用惰性电极电解MnSO 4溶液可制得 MnO 2，其阳极的电极反应式是。

(5)MnO 2是碱性锌锰电池的正极资料。

碱性锌锰电池放电时，正极的电极反响式
是。

(6)假定脱除的 SO2只与软锰矿浆中的 MnO 2反响。

依据图示流程，将 a m3(标准情况 ) 含SO2的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为 89.6%，最后获取 MnO 2的质量为 c kg ，则除掉铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO 2kg 。

课时 40化学工艺流程
1. (1) CaCO 3、 MgO 700 ℃
(2) (NH 4)2SO4+MgO MgSO 4+2NH 3↑ +H 2O
(3)5.61 × 10-3 mol · L-1
(4)(NH 4)2SO4 NH 3(或 NH3·H 2O)
(5)减少能源耗费便于 CaCO3分别
【分析】(1) 该工艺的目的是制备氢氧化镁,轻烧后 ,碳酸镁分解成氧化镁,除掉碳酸钙 ,固体产物的主要成分为 CaCO3和 MgO, 依据热失重图可知 ,温度应不超出 700 ℃。

(3)
K sp[Mg(OH) 2]= c(Mg 2+)·c2(OH -)=c(Mg 2+)× (10-4.5)2 =5.61× 10-12,能够算出 c(Mg 2+)=5.61 × 10-3 mol ·L -1。

(4) (NH 4)2SO4 (在第二个过滤的滤液中 ) 和NH 3(在流程图中直接能够看出)可循环使用。

(5)传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取,该工艺采纳轻烧白云石的方法,其长处是减少能源耗费、便于CaCO3分别。

2. (1) 4.4~7.5
3+ Al
(2)氧化 Fe2+2H++Fe2++N O-3+
2Fe +NO ↑ +H2O
(3)Fe(OH) 3过度的硫酸与 Fe(OH)SO 4电离出来的 OH -中和 ,使电离均衡向右挪动
(4)蒸发浓缩冷却结晶
(5)D
【分析】(1) 加入碳酸氢钠调理pH, 把 Al 3+除掉 ,可调理 pH在的范围。

(2)该工艺的目
2++-
3+
的是制备碱式硫酸铁,加入 NaNO
2+
2的目的就是氧化 Fe,方程式为 2H +Fe+N
O
2Fe +NO
↑ +H 2O。

(3)若酸度太低 ,不可以克制 Fe3+的水解 ,所以生成 Fe(OH) 3积淀 ,但过度的硫酸与Fe(OH)SO 4电离出来的 OH-中和 ,使电离均衡向右挪动。

(5) Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液褪
色 ;KSCN 与Fe3+发生显色反响 ;C项 ,有 Fe3+,会受扰乱 ,没法查验。

3. (1) ZnO(2) 浸出(3) 锌粉置换出 Fe
等
(4) O2
(5) 2ZnS+4H + +O22Zn 2++2S↓ +2H 2O
(6) ZnCO 3+2C Zn+3CO ↑
【分析】(1) 因为硫化锌精矿的成分是ZnS,焙烧在氧气氛围的沸腾炉中进行,发生反
应 :2ZnS+3O 22ZnO+2SO 2,所以所产生焙砂的主要成分是ZnO 。

(2) 焙烧过程中产生的含尘烟气主要成分是SO2,可净化制酸 ,该酸可用于后续的浸出操作。

(3) 浸出液净化过程中加入的主要物质为锌粉,其作用是置换出 Fe等。

(4) 电解堆积过程中的阴极采纳铝板,阳极采纳
Pb-Ag 合金惰性电极 ,因为电极是惰性电极,所以在阳极是溶液中的 OH-放电 ,电极反响式为--
(5) 依据题意可得“氧压酸浸”中发生4OH -4e2H2 O+O2↑ ,所以阳极逸出的气体是氧气。

的主要反响的离子方程式为 ZnS+4H ++O 22Zn 2++2S↓ +2H 2O。

(6) 用焦炭煅烧炉甘石的化学方程式为ZnCO 3+2C Zn+3CO ↑。

4. (1) Al 2O3+6H +3+
2Al+3H 2O;
Fe2O3+6H +2Fe3+ +3H 2O
(2) 盐酸的浓度、反响温度、煤矸石颗粒大小、能否充足搅拌、反响时间(任写两个 )
(3) CO 2 Al(OH) 3+OH -Al O
-2 +2H 2O
(4) 加入 CaCO3调理 pH 到 3.2,过滤除掉 Fe(OH) 3后,再加入 CaCO3调理 pH到 5.4,过滤获取 Al(OH) 3
(5) AlCl 3饱和溶液中存在溶解均衡 :AlCl 3·6H 2O(s)Al 3+(aq) +3Cl -(aq) +6H 2O(l), 通入 HCl 气体使溶液中 c(Cl -) 增大 ,均衡向析出固体的方向挪动进而析出AlCl 3晶体。

【分析】(1) Al 2O3、Fe2O3与盐酸反响生成盐和水;SiO 2不与盐酸反响。

(2) 盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、能否充足搅拌、反响时间等都能够影响“酸浸”时的铝浸出率。

(3)
X 是二氧化碳气体 ,二氧化碳气体通入 Al O
2-溶液中能够制取 Al(OH) 3。

(4) 要挨次获取
Fe(OH) 3、Al(OH) 3,所以操作过程是加入CaCO3调理 pH到 3.2,过滤除掉 Fe(OH) 3后,再加入CaCO3调理 pH到 5.4,过滤获取 Al(OH) 3。

(5)在常温下向 AlCl 3溶液中不停通入 HCl 气体 ,可析出
大批 AlCl 3· 6H 2O晶体 ,不是在加热的条件下,析出 AlCl 3· 6H 2O晶体 ,所以不可以从 HCl 气体克
制
铝离子水解均衡方面解说。

只好用溶解均衡挪动原理解说,即 AlCl 3饱和溶液中存在溶解平
衡 :AlCl 3·6H 2O(s)
3+--
Al(aq)+3Cl (aq)+6H 2O(l), 通入 HCl 气体使溶液中 c(Cl )增大 ,均衡向
析出固体的方向挪动进而析出AlCl 3晶体。

5. (1) AC
(2)耗费溶液中的酸 ,促使 Al 3+和 Fe3+水解生成氢氧化物积淀
(3) MnO 2(s)+SO2(g)MnSO 4(s)H=-248 kJ · mol -1
(4) Mn 2++2H 2O-2e-MnO 2 +4H +
-
MnO(OH)+OH -
(5) MnO 2+H 2O+e
1500 c-87 ab
(6)2500
【分析】(1) 白色污染主假如塑料等难降解的物质形成的,SO2能形成酸雨 ,所以脱硫实现了荒弃物的综合利用,同时也减少了酸雨形成 ,即答案选 AC 。

(2) 因为碳酸锰能耗费溶液中的酸 ,降低溶液的酸性 ,进而促使 Al 3+和Fe3+水解生成氢氧化物积淀。

(3) 已知 :热化学方程式①
Mn(s)+O 2(g)MnO 2(s)H =-520 kJ· mol -1,② S(s)+O2(g)SO2 (g)H =-297
kJ· mol -1,③ Mn(s)+S(s)+2O 2(g)MnSO 4(s)H=-1 065 kJ · mol -1,则依据盖斯定律可知③-(① +② )即获取 SO2与 MnO 2反响生成无水 MnSO 4的热化学方程式是 MnO 2(s)+SO2 (g)
MnSO 4(s)H=-248 kJ · mol -1。

(4) 电解池中阳极失掉电子发生氧化反响,则用惰性电极电解 MnSO 4溶液可制得 MnO 2,所以阳极是锰离子放电,其阳极电极反响式是
Mn 2++2H 2O-2e-MnO 2+4H +。

(5) 原电池中负极失掉电子 ,发生氧化反响 ,正极获取电子 ,发生复原反响 ,所以碱性锌锰电池放电时,正极是二氧化锰获取电子 ,则电极反响式是
MnO 2+H 2O+e-MnO(OH)+OH -。

(6) 实质参加反响的 SO2的物质的量是
1000 a b% 89.6%
22.4mol=0.4 ab mol,依据化学方程式 MnO 2(s)+SO2(g)MnSO 4(s)可知生成硫酸锰的物质的量是 0.4ab mol 。

最平生成二氧化锰是 c kg,则依据化学方程式
1000c 3MnSO 4+2KMnO 4+2H 2O5MnO 2+K 2SO4+2H 2SO4可知 ,耗费硫酸锰的物质的量是87 31000c3
× 5mol, 则除掉铁、铝、铜、镍等杂质时 ,所引入的锰元素的物质的量是87× 5mol-0.4 ab
1000 c 3
mol-0.4 ab mol
mol, 相当于二氧化锰的质量是875-1
=(600 c-34.8ab)
× 87 g· mol
1500 c-87 ab
g=2500kg。