11年无机化工生产工艺流程题及答案

三、无机化工生产工艺流程题

1．（广州一模31）亚氯酸钠（NaClO2）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

（1）提高“反应1”反应速率的措施有_________________、__________________等。

（2）“反应2”的的氧化剂是_________，该反应的化学方程式为____________________。

（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是_________________________________。

（4）从“母液”中可回收的主要物质是_________。

（5）“冷却结晶”后经______________（填操作名称）即可获得粗产品。

2．（广州二模32）活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：

一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2Fe(OH)2

pH 3.2 6.7 8.0 9.7

（1）“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是_____________________________。

（2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、SO42－，另含有Fe2＋、Cu2＋等杂质。先加入_______（填“Na2CO3”

或“H2SO4”）调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2＋转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2＋的浓度为0.009mol·L－1，则每升溶液中至少应加入____mol KMnO4。（3）杂质Cu2＋可利用置换反应除去，应选择的试剂是___________。

（4）“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅烧”在450～500℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为

。

3．（佛山一模32）多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有铁、镁等离子）制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下。

已知：①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。

②M (BaCO3)=197g/mol，M(BaCl2·2H2O)=244 g/mol

（1）SiCl4水解反应的方程式为__________________ 。

已知：SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) ΔH1=+47 kJ/mol

SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g) ΔH2=+189 kJ/mol

则由SiCl4制备硅的热化学方程式为________________________________。

（2）加钡矿粉并调节pH=7的作用是使BaCO3转化为BaCl2和________________。

（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是__________________。

（4）BaCl2滤液经、、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。（5）10吨含78.8 % BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O__________吨。

4.（佛山二模32）（二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备

高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表。

沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Pb(OH)2Mn(OH)2PbS CuS ZnS MnS FeS

pH 5.2 3.2 9.7 8.7 10.4 ≥0.1≥-0.42 ≥2.5≥7≥7

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为。（2）滤渣B的主要成分是。

（3）加入MnS的目的是除去杂质。

（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为。5．（肇庆一模32）（18分）某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：

软锰矿：MnO2含量≥65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；

闪锌矿：ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分。

科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。请回答下列问题：

（1）反应Ⅰ的滤液中含有MnSO 4、ZnSO 4、CuSO 4、Fe 2(SO 4)3、Al 2(SO 4)3等。试完成反应Ⅰ中生成CuSO 4

和MnSO 4的化学方程式：MnO 2 + CuS+ = ↓+ + CuSO 4+ 。

（2）反应Ⅱ加入适量锌的作用是 ；如果锌过量，还会进一步发

生反应的离子方程式为 。

（3）反应Ⅲ要调节pH 生成Fe(OH)3、Al(OH)3，中过量的

H +所使用的物质是 ，调节的pH 范围是

（pH 数据见右表）。

（4）本工艺可以循环利用的物质有ZnCO 3、、MnCO 3和 。

6．（肇庆二模32）请回答有关锌及其化合物的问题。

（1）高温锻烧时，闪锌矿（ZnS ）与氧气反应生成ZnO 和SO 2。其反应方程式为：

，该反应1mol 还原剂失去电子 mol 。

（2）已知Zn(OH)2具有两性，在过量的强碱性溶液中生

成可溶于水的Zn(OH)42-。右图是Zn 2+在某温度时

水解、沉淀、溶解的曲线图。

① 当pH=7、c(Zn 2+)=0.01mol·L -1,Zn 2+主要存在形式

为 、 (写化学式)。

② 向c(Zn 2+)=1×10-5mol·L -1的溶液中加入固体NaOH

到pH=13，其反应的离子方程式为 。

③ 已知该温度下的Ksp [Zn(OH)2]=1×10-17、Ksp (ZnS)=1.6×10-24。当向新生成的Zn(OH)2浊液中滴入足量

的Na 2S 溶液，振荡后Zn(OH)2会全部转化为ZnS ，其原理是：

。

7．（汕头一模32）我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其

冶炼加工的流程：

沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Zn(OH)2 开始沉淀pH 2.3 4.0 5.4 完全沉淀pH 4.1 5.2 8.0