高中化學《化學工藝流程》大題專練第2篇（文末可下載）

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《化學工藝流程》大題專練（二）

1．保險粉（Na2S2O4）可用作食品保鮮劑、紙漿、肥皂等的漂白劑。Na2S2O4易溶於水，難溶於乙醇。在鹼性介質中較穩定，在空氣中易被氧化。鋅粉法制備Na2S2O4的工藝流程如圖所示：

回答下列問題：

（1）實驗室可用濃硫酸和亞硫酸鈉反應制取SO2，並希望能控制反應速度，圖中可選用的發生裝置是________（填字母）。

（2）工業上常將鋅塊進行預處理得到鋅粉—水懸濁液，其目的是__________；步驟Ⅰ中發生反應的化學方程式為________。

（3）步驟Ⅱ中需選用的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒之外，還有____（填名稱）。

（4）在步驟III中加入NaCl的作用是_____，得到的Na2S2O4固體要用乙醇洗滌，其優點是_________________。

（5）鐵氰化鉀可用於分析檢測保險粉。鐵氰化鉀K3［Fe（CN）6］是一種比較弱的氧化劑，其具有強氧化劑所沒有的選擇性氧化性，能將S2O氧化為SO，［Fe（CN）6］3還原為［Fe（CN）6］4，該反應的離子方程式為________；取1。16g Na2S2O4樣品溶於水，用0。4mol·L1的K3［Fe（CN）6］標準液滴定至終點，消耗25。00mL。該樣品中Na2S2O4的質量為_______。

答案：（1）B

（2）增大鋅粉的表面積，加快反應速率；Zn+2SO2=ZnS2O4

（3）漏斗

（4）降低Na2S2O4的溶解度，便於其結晶析出

除去晶體表面的水分，並減少Na2S2O4的溶解損失

（5）S2O+2［Fe（CN）6］3+2H2O＝2SO+2［Fe（CN）6］4+4H+

75%

2．用海底錳結核（主要成分為MnO2，含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2）為原料，製備金屬錳、鎂的一種工藝流程路線如下：

已知：①幾種難溶物的溶度積（25℃）如下表所示：

②溶液中某離子濃度≤1。0×106mol·L1時，認為該離子沉澱完全。完成下列問題：

（1）“錳結核粉末”中MnO2與SO2反應的離子方程式為。

（2）“濾液1”中c（Mn2+）為0。18mol·L1，則“調節pH”的範圍為，“濾渣2”的成分為。

（3）“Ⅲ”處“萃取劑”萃取的成分是；“Ⅳ”處用“鹽酸反萃”的作用是 。

（4）MgCl2·6H2O製取無水MgCl2時，需要在乾燥的HCl氣流中加熱分解。HCl的作用為 。

（5）該工藝流程中除電解餘液可迴圈利用外，還能迴圈利用的試劑 。

（6）一種海生假單孢菌（採自太平洋深海處），在無氧條件下以醋酸為電子供體還原MnO2生成Mn2+的機理如圖所示。寫出反應②③的總反應的離子方程式：。

答案：

（1）MnO2+SO2=Mn2++SO

（2）5≤pH<8Fe（OH）3、Al（OH）3

（3）Mg2+使Mg2+與萃取劑分離轉化為MgCl2

（4）抑制MgCl2水解

（5）萃取劑（或有機相2）

（6）MnO2+2HX=Mn2++2X+2OH

3．一種從冶鉛廢渣中提取鉛的工藝流程如圖所示：

已知：醋酸鉛易溶於水，難電離。火法煉鉛是將方鉛礦（主要成分為PbS）在空氣中焙燒，生成PbO和SO2。

回答下列問題：

（1）用方鉛礦火法煉鉛的反應的化學方程式為______。

（2）火法煉鉛的廢氣中含SO2，可將廢氣通入過量氨水中進行處理，反應的離子方程式為_______。

（3）冶鉛廢渣用硫酸洗滌後，生成的PbSO4表面常含有銅單質，為了溶解銅單質，常需要同時加入一定量的H2O2溶液，寫出溶解銅單質發生反應的離子方程式________；為加快此反應的速率，下列方法合理的是________（填標號）。

A．攪拌

B．適當加熱

C．減壓

（4）將飽和Na2CO3溶液加入濾渣1中發生的反應為CO（aq）＋PbSO4（s）PbCO3（s）＋SO（aq），以PbCO3和焦炭為原料在高溫條件下可製備金屬鉛，用化學方程式表示製備過程_______________。

（5）工業上常用等體積的飽和NaHCO3溶液代替飽和Na2CO3溶液，將一定量的PbSO4轉化為PbCO3。PbSO4與NaHCO3或Na2CO3的物質的量之比不同時，PbSO4的轉化率如表所示。

依據表中資料，物質的量之比相同時，Ⅱ中PbSO4的轉化率比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＋＋2H2OAB

（4）PbCO3PbO＋CO2↑、2PbO＋C2Pb＋CO2↑（或PbO＋CPb＋CO↑）

（5）物質的量之比相同時，Na2CO3溶液中c（CO）比NaHCO3溶液中的大

4．中科院張濤院士的研究團隊研究發現奈米ZnO可作為一些催化劑的載體。下圖是透過鋅精礦（主要成分為ZnS）與軟錳礦（主要成分為MnO2）酸性共融法制備奈米ZnO及MnO2的工藝流程。回答下列問題：

（1）“酸浸”時，鋅、錳離子浸出率與溶液溫度的關係如圖所示。當鋅、錳離子浸出效果最佳時，所採用的最適宜溫度為________。

（2）寫出酸浸時ZnS與MnO2發生的主要反應的化學方程式（無單質硫生成）________。

（3）P507（酸性磷酸酯）作萃取劑分離鋅、錳離子時，溶液的初始pH與分離係數的關係如表所示：

已知：分離係數越大，分離效果越好；萃取劑P507是一種不溶於水的淡黃色透明油狀液體，屬於酸性萃取劑。

試分析初始pH>4。0時，鋅、錳離子分離係數降低的原因是_____。

（4）（NH4）2S2O8是一種強氧化劑，能與Mn2＋反應生成SO和紫色MnO。用（NH4）2S2O8檢驗水相中的Mn2＋時發生反應的離子方程式為________。

（5）二氧化錳廣泛用於電池。一種海水中的“水”電池的電池總反應可表示為5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。電池放電時，負極的電極反應式為_____。

（6）電解尿素的鹼性溶液製取N2和H2的裝置如圖所示。（電解池中的隔膜僅阻止氣體透過，兩電極都是惰性電極）

A電極的名稱為________，若起始時加入電解池的原料配比＝3，完全反應後，電解排出液中＝________。

答案：

（1）95 ℃

（2）ZnS＋4MnO2＋4H2SO4==ZnSO4＋4MnSO4＋4H2O

（3）P507是酸性萃取劑，pH過大，其會發生反應而損失（或鋅、錳離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）陽極1

5．鉻是一種銀白色的金屬，常用於金屬加工、電鍍等。工業以鉻鐵礦［主要成分是Fe（CrO2）2］為原料冶煉鉻及獲得強氧化劑Na2Cr2O7。其工藝流程如圖所示：

已知：高溫氧化時發生反應Fe（CrO2）2＋Na2CO3＋O2―→Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2（未配平）

回答下列問題：

（1）將鉻鐵礦的主要成分Fe（CrO2）2寫成氧化物的形式：________，高溫氧化時可以提高反應速率的方法為___________（寫出一條即可）。

（2）Na2CrO4加入硫酸酸化的離子方程式為______；在實驗室中，操作a所用到的玻璃儀器有________。

（3）Na2CrO4中鉻元素化合價為________；生成1 mol Na2CrO4時共轉移電子的物質的量為________ mol。

（4）根據有關國家標準，含CrO的廢水要經化學處理，使其濃度降至5。0×10－7 mol·L－1以下才能排放，可採用加入可溶性鋇鹽生成BaCrO4沉澱［Ksp（BaCrO4）＝1。2×10－10］，再加入硫酸處理多餘的Ba2＋的方法處理廢水，加入可溶性鋇鹽後，廢水中Ba2＋的濃度應大於________ mol·L－1，廢水處理後達到國家標準才能排放。

答案：

（1）FeO·Cr2O3不斷攪拌

（2）2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O燒杯、漏斗、玻璃棒

（3）＋63。5

（4）2。4×10－4

6．工業上常用水鈷礦（主要成分為Co2O3，還含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等雜質）製備鈷的氧化物，其製備工藝流程如下：

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工藝二

操作步驟如下