（江蘇專版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題十 第一題 化學(xué)工藝流程題型研究學(xué)案（含解析）

（江蘇專版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題十 第一題 化學(xué)工藝流程題型研究學(xué)案（含解析）第一題化學(xué)工藝流程題型研究 試題特點無機化工流程題是以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，一般簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品)，然后用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來，根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)知識設(shè)計成一系列問題，考查物質(zhì)制備過程中原料的預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)原理、反應(yīng)條件的控制、物質(zhì)的分離與提純的方法、環(huán)境保護等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應(yīng)用。做真題明考查特點1(2018·江蘇高考)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如圖所示：(1)焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為_?？疾殡x子方程式的書寫(2)添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 硫去除率×100%不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時，去除的硫元素主要來源于_?？疾樵系奶幚砼c反應(yīng)條件的控制700 焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是_。考查原料的處理與反應(yīng)條件的控制(3)向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為_(填化學(xué)式)?？疾榛ぴ?4)“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)_?？疾槟吧趸€原反應(yīng)的書寫及計算解析：(1)NaOH吸收過量SO2的離子方程式為SO2OH=HSO。(2)由已知多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ，不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時，去除的硫元素主要來源于雜質(zhì)FeS2。700 焙燒時，F(xiàn)eS2中的硫元素生成SO2，添加CaO后，SO2會與CaO、O2反應(yīng)生成CaSO4而留在礦粉中。(3)用NaOH溶液堿浸后，Al2O3、SiO2溶解，轉(zhuǎn)化為NaAlO2和Na2SiO3，通入過量CO2后，NaAlO2與CO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。(4)Fe2O3與FeS2在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式配平為16Fe2O3FeS211Fe3O42SO2，可得關(guān)系式FeS216Fe2O3，則理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)116。答案：(1)SO2OH=HSO(2)FeS2硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中(3)NaAlO2Al(OH)3(4)1162(2017·江蘇高考)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如圖所示：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_?？疾殡x子方程式的書寫(2)向“過濾”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”“不變”或“減小”)?？疾榛ぴ?3)“電解”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是_?？疾榛ぴ?4)“電解”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_。考查電極反應(yīng)式的書寫、產(chǎn)物的判斷(5)鋁粉在1 000 時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_?？疾榛ぴ斫馕觯?1)Al2O3為兩性氧化物，在NaOH溶液中會溶解生成NaAlO2。(2)加入的NaHCO3與過量的NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致溶液的pH減小。(3)電解Al2O3時陽極上生成O2，O2會氧化石墨。(4)陽極上OH失去電子生成O2，由H2O電離出的H可以與CO反應(yīng)生成HCO。陰極上H2O放電生成H2。答案：(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)減小(3)石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化(4)4CO2H2O4e=4HCOO2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜3(2016·江蘇高考)以電石渣主要成分為Ca(OH)2和CaCO3為原料制備KClO3的流程如圖所示：(1)氯化過程控制電石渣過量、在75 左右進行。氯化時存在Cl2與Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反應(yīng)，Ca(ClO)2進一步轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解為CaCl2和O2。生成Ca(ClO)2的化學(xué)方程式為_?？疾榛瘜W(xué)方程式的書寫提高Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有_(填序號)。A適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2速率B充分攪拌漿料C加水使Ca(OH)2完全溶解考查反應(yīng)過程中反應(yīng)條件的控制(2)氯化過程中Cl2轉(zhuǎn)化為Ca(ClO3)2的總反應(yīng)方程式為6Ca(OH)26Cl2=Ca(ClO3)25CaCl26H2O，氯化完成后過濾。濾渣的主要成分為_(填化學(xué)式)。濾液中Ca(ClO3)2與CaCl2的物質(zhì)的量之比nCa(ClO3)2nCaCl2_15(填“”“”或“”)?？疾榛ぴ?3)向濾液中加入稍過量KCl固體可將Ca(ClO3)2轉(zhuǎn)化為KClO3。若溶液中KClO3的含量為100 g·L1，從該溶液中盡可能多地析出KClO3固體的方法是_?？疾楫a(chǎn)物的提純方法解析：(1)Cl2與Ca(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒l2的速率、充分攪拌漿料均有利于Cl2的吸收，能夠提高Cl2的轉(zhuǎn)化率。Ca(OH)2是否完全溶解不會影響Cl2的吸收，故A、B兩項正確。(2)由于電石渣中的CaCO3不參加反應(yīng)，所以濾渣的主要成分是CaCO3以及未反應(yīng)的Ca(OH)2。由于氯化過程中除發(fā)生主要反應(yīng)6Ca(OH)26Cl2=Ca(ClO3)25CaCl26H2O外，還存在副反應(yīng)Ca(ClO)2=CaCl2O2，所以濾液中nCa(ClO3)2nCaCl215。(3)由溶解度曲線可知，KClO3的溶解度受溫度的影響較大，將溶液蒸發(fā)濃縮，得到較高溫度下的濃溶液，然后再降溫，大部分KClO3將會結(jié)晶析出。答案：(1)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2OAB(2)CaCO3、Ca(OH)2(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶研熱點找解題策略年份試題知識點分值2018第16題新情境下離子方程式的書寫；原料的處理與反應(yīng)條件的控制；元素的存在形式；陌生氧化還原反應(yīng)的書寫及相關(guān)計算12分2017第16題離子方程式的書寫；pH的變化；化學(xué)反應(yīng)條件控制的原理；電極反應(yīng)式的書寫、產(chǎn)物的判斷12分2016第16題新情境下化學(xué)方程式的書寫；提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的措施；有關(guān)物質(zhì)的量的計算；產(chǎn)物的提純方法12分1原料預(yù)處理方式2反應(yīng)條件的控制反應(yīng)條件實驗?zāi)康募舆^量試劑反應(yīng)完全進行或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等控制溶液的pH抑制某離子水解(或促進某離子水解)；使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀溫度控制某范圍(水浴或油浴)控制反應(yīng)速率或固體的溶解；防止高溫時會溶解、分解或揮發(fā)；催化劑活性最好；為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出來；控制副反應(yīng)發(fā)生；控制化學(xué)反應(yīng)的方向；對于某些工藝，降溫(減壓)可以減少能源成本，降低設(shè)備要求控制壓強改變速率，使平衡向需要的方向移動使用催化劑加快反應(yīng)速率，縮短達到平衡的時間趁熱過濾防止某物質(zhì)降溫時會大量析出冰水洗滌洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗用特殊溶劑清洗降低物質(zhì)溶解度、有利于析出，減少損耗，提高利用率等3提純方法方法目的水溶法除去可溶性雜質(zhì)酸溶法除去堿性雜質(zhì)堿溶法除去酸性雜質(zhì)氧化劑或還原劑法除去還原性或氧化性雜質(zhì)加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)調(diào)節(jié)pH法如除去酸性Cu2溶液中的Fe3等4.分離方法(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl。(4)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸餾或分餾：分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油。(6)冷卻法：利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣與氮氣、氫氣。1解讀流程圖(1)箭頭：箭頭進入的是投料(反應(yīng)物)、出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。(2)三線：出線和進線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質(zhì)循環(huán)。2解題順序?qū)忣}閱讀題目的背景材料；提供的原料；物料或操作流程；提供的條件、圖表或介質(zhì)；化工流程圖的類型；重要操作與重要名詞析題弄清目的、原理、想考什么；弄清各步驟的目的；如何運用條件；找出問題突破口與隱含條件；解題思路與方法答題從目的和反應(yīng)原理切入；從原料和產(chǎn)品切入；從生產(chǎn)要求和條件切入；從產(chǎn)品分離提純切入；從綠色化學(xué)思想切入；注意問題表達(因果、對比、逆向)；注意每問的分值和提供的答題區(qū)域大小1文字敘述類的題目要規(guī)范解答(1)為什么沉淀劑必須過量？將溶液中所含的某種離子完全沉淀。(2)如何洗滌沉淀？將被洗滌的沉淀置于漏斗中的濾紙上，慢慢注入適量蒸餾水至剛好浸沒沉淀，然后靜置，讓其自然流下，重復(fù)以上操作23次，直至洗滌干凈。為了減少沉淀的溶解，可用冰水或有機溶劑洗滌。(3)如何證明沉淀劑已過量或沉淀已完全？把反應(yīng)后的混合物靜置一段時間，吸取少量上層清液，置于一潔凈的試管中，再滴加少量的沉淀劑，若沒有沉淀生成，則證明沉淀完全。如向含SO的溶液中加BaCl2溶液，將沉淀靜置，取上層清液，再加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明沉淀完全。(4)為什么要洗滌沉淀？ 除去沉淀表面的可溶性雜質(zhì)。(5)如何證明沉淀已洗滌干凈？主要是檢驗洗滌液中是否還含有在溶液中吸附的離子。取少量最后一次的洗滌液，置于一潔凈的試管中，再滴加少量的檢驗試劑，若沒有特征現(xiàn)象出現(xiàn)，則證明沉淀已洗滌干凈。如若吸附的是SO，則取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全。(6)如何從溶液中得到晶體？蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥。(7)在寫某一步驟是為了除雜時，應(yīng)該注明“是為了除去××雜質(zhì)”，只寫“除雜”等一類萬能式的回答是不正確的。(8)滴定終點的判斷：當(dāng)?shù)蜗伦詈笠坏?#215;×溶液，溶液由××色變?yōu)?#215;×色，且30 s內(nèi)不褪色。(9)pH試紙的使用：將pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取溶液點在pH試紙中央，30 s后與標準比色卡對照。(10)結(jié)晶一般包括蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶，當(dāng)溶液中有兩種或兩種以上溶質(zhì)時，要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)采用蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾；要得到溶解度受溫度影響大的溶質(zhì)采用蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾。2認真審題，不要因?qū)忣}不細致而失分例如：(1)填“化學(xué)方程式”還是“離子方程式”。(2)填“名稱”“符號”“代號”還是“序號”等。(3)填“大于”“>”“增大”還是“變大”等。(4)填“化學(xué)式”“分子式”“結(jié)構(gòu)式”“結(jié)構(gòu)簡式”“最簡式”還是“電子式”等。(5)書寫化學(xué)方程式時要注意配平，注明反應(yīng)條件以及“”“=”“”“”“”等。練新題提答題能力1堿式碳酸鎂4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O是重要的無機化工產(chǎn)品。一種由白云石主要成分為CaMg(CO3)2，還含少量SiO2、Fe2O3等為原料制備堿式碳酸鎂(國家標準中CaO 的質(zhì)量分數(shù)0.43% )的實驗流程如圖所示：(1)“煅燒”時發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)常溫常壓下“碳化”可使鎂元素轉(zhuǎn)化為Mg(HCO3)2，“碳化”時終點pH對最終產(chǎn)品中CaO含量及堿式碳酸鎂產(chǎn)率的影響如圖1和圖2所示。應(yīng)控制“碳化”終點pH 約為_，發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_和_。圖2 中，當(dāng)pH10.0時，鎂元素的主要存在形式是_ (寫化學(xué)式)。(3)“熱解”生成堿式碳酸鎂的化學(xué)方程式為_。(4)該工藝為達到清潔生產(chǎn)，可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_(寫化學(xué)式)。解析：(1) CaMg(CO3)2的煅燒分解類似于CaCO3、MgCO3 的高溫分解，故“煅燒”時發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaMg(CO3)2CaOMgO2CO2。(2) 由圖像可知，應(yīng)控制“碳化”終點pH 約為9.0，這時堿式碳酸鎂產(chǎn)率較高，而CaO含量較低；煅燒產(chǎn)物CaO和MgO都可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，結(jié)合產(chǎn)物的要求可知“碳化”時發(fā)生的主要反應(yīng)有Mg(OH)22CO2=Mg(HCO3)2和Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O。當(dāng)pH10.0時，鎂元素的主要存在形式是Mg(OH)2。(4)由流程圖可知，CO2是“煅燒”“熱解”的產(chǎn)物，又是“碳化”的反應(yīng)物，故可循環(huán)利用。答案：(1)CaMg(CO3)2CaOMgO2CO2(2)9.0Mg(OH)22CO2=Mg(HCO3)2Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OMg(OH)2(3)5Mg(HCO3)24MgCO3·Mg(OH)2·4H2O6CO2(4)CO22(2019·鎮(zhèn)江模擬)處理廢釩催化劑既避免污染環(huán)境又可得到硫酸工業(yè)的催化劑V2O5。廢釩催化劑的主要成分如表：物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分數(shù)/%2.22.92.83.12228606512<1如圖是一種廢釩催化劑回收工藝路線：(1)“酸浸”廢釩催化劑時，為了提高浸取率可采取的措施有_(寫一點)。(2)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為_，同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2。(3)“氧化”中欲使3 mol的VO2變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為_mol。(4)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有_。(5)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROHV4OR4V4O124OH(ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈_性(填“酸”“堿”或“中”)。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析：(1)“酸浸”廢釩催化劑時，為了提高浸取率可采取的措施有粉碎廢釩催化劑、升高溫度、適當(dāng)提高硫酸的濃度、攪拌等。(2)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為V2O52H=2VOH2O。(3)“氧化”VO2變?yōu)閂O時，V由4價5價，1 mol VO2失1 mol e，1 mol KClO3 變?yōu)镃l得6 mol e，則關(guān)系式為6VO2KClO3，因此3 mol的VO2變?yōu)閂O，需要氧化劑KClO3 0.5 mol。(4)Fe2O3、Al2O3溶于酸后加入KOH，則轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀。(5)增大OH濃度能提高R4V4O12的轉(zhuǎn)化率，故為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈堿性。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，經(jīng)“煅燒”生成V2O5，反應(yīng)方程式為 2NH4VO3V2O52NH3H2O。答案：(1)粉碎廢釩催化劑、升高溫度、適當(dāng)提高硫酸的濃度、攪拌等(2)V2O52H=2VOH2O(3)0.5(4)Fe(OH)3和Al(OH)3(5)堿(6)2NH4VO3V2O52NH3H2O3硫酸錳在電解錳、染料、造紙以及陶瓷等工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。利用軟錳礦(主要成分為MnO2，含鐵的化合物等雜質(zhì))和閃鋅礦(主要成分ZnS)制得硫酸錳的流程如圖所示：(1)“酸浸”時，為了縮短浸取時間，常加入少量FeSO4溶液，F(xiàn)eSO4的作用可能是_；MnO2、ZnS及硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞N硫酸鹽的化學(xué)方程式為_。(2)常溫下，Ksp(ZnS)1.2×1024，Ksp(MnS)1.5×1015，“沉鋅”反應(yīng)為Zn2(aq)MnSZnSMn2(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。(3)在強酸性條件下加入MnO2氧化Fe2的離子方程式為_。(4)“除鐵”時需要調(diào)節(jié)pH約為34，過濾所得的濾渣2中除MnO2以外的另一種物質(zhì)是_。(寫化學(xué)式)(5) 該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_。解析：由流程圖分析可知：軟錳礦和閃鋅礦用稀硫酸浸取后形成兩種硫酸鹽；加入MnS使Zn2沉淀，生成的ZnS可循環(huán)利用；加入MnO2除去溶液中的鐵，MnO2中4價的錳被還原為2價，溶液中Fe2被氧化，并調(diào)節(jié)pH使Fe3形成Fe(OH)3沉淀，濾渣2即為多余的MnO2和Fe(OH)3。(1)“酸浸”時，為了縮短浸取時間，常加入少量FeSO4溶液，F(xiàn)eSO4的作用可能是催化劑；MnO2、ZnS及硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞N硫酸鹽的化學(xué)方程式為4MnO2ZnS4H2SO4=4MnSO4ZnSO44H2O。(2)“沉鋅”反應(yīng)為Zn2(aq)MnSZnSMn2(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1.25×109。答案：(1) 催化劑4MnO2ZnS4H2SO4=4MnSO4ZnSO44H2O(2)1.25×109(3)MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O(4)Fe(OH)3(5)ZnS4(2019·南通模擬)碳酸鈣可用作食品添加劑。以磷石膏(主要成分為CaSO4·2H2O)為原料制備碳酸鈣的一種工藝流程如圖所示：(1)已知磷石膏“水洗”前后的部分雜質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變化如表所示：物質(zhì)SiO2P2O5Al2O3FFe2O3水洗前/%9.213.080.550.680.19水洗后/%8.961.370.460.290.27則“水洗“除去的主要雜質(zhì)是_。(2)氣體A 的化學(xué)式為_。(3)“碳化”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。其他條件一定時，“碳化”反應(yīng)中CaSO4的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示，溫度高于45，CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降的原因是_。(4)工業(yè)上電解(NH4)2SO4溶液可制取過二硫酸銨(NH4)2S2O8，其中S2O的結(jié)構(gòu)可表示為電解時陽極的電極反應(yīng)式為_。過二硫酸銨可用于游泳池中水的消毒，其原因是_。解析：(1)從表格數(shù)據(jù)分析，水洗后質(zhì)量分數(shù)減少較多的為除去的主要雜質(zhì)。(2)分析流程圖可知生成了(NH4)2SO4，則氣體A為NH3。(3)“碳化”時 CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3，故發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaSO4·2H2O2NH3·H2OCO2=(NH4)2SO4CaCO33H2O；開始時隨著溫度升高，反應(yīng)速率加快，CaSO4的轉(zhuǎn)化率增大，溫度高于45時，CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降是由于溫度升高CO2溶解度降低，NH3·H2O分解速率加快。(4)工業(yè)上電解(NH4)2SO4溶液可制取過二硫酸銨(NH4)2S2O8，電解時陽極失去電子， SO 中S為6價，S2O中S為7價，則電極反應(yīng)式為2SO 2e=S2O，過二硫酸銨可用于游泳池中水的消毒，是由于過二硫酸銨與水反應(yīng)生成了具有強氧化性的H2O2 (或過二硫酸銨具有強氧化性)。答案：(1)P2O5、F(2)NH3(3)CaSO4·2H2O2NH3·H2OCO2=(NH4)2SO4CaCO33H2O溫度升高CO2溶解度降低，NH3·H2O分解速率加快(4)2SO2e=S2O過二硫酸銨與水反應(yīng)生成了具有強氧化性的H2O2 (或過二硫酸銨具有強氧化性)5以菱錳礦(主要成分MnCO3，還含有FeCO3、CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgCO3等雜質(zhì))為原料制備二氧化錳的工藝流程如圖所示：已知：草酸鈣、草酸鎂不溶于水。(1)寫出“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)“中和”的目的是將鐵、鋁元素轉(zhuǎn)化為沉淀除去， 化合物X可用_(寫一種物質(zhì)的化學(xué)式)。(3)該工藝流程中固體1和固體2均需用水洗滌，目的是_。(4)“除雜”時，除去的金屬離子有_。(5)“電解”原理如圖所示，陽極的電極反應(yīng)式為_。(6)該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_。解析：(1)酸浸后溶液中含有Fe2，能被二氧化錳氧化，則“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O。(2)“中和”的目的是將鐵、鋁元素轉(zhuǎn)化為沉淀除去，由于不能再引入新雜質(zhì)，則化合物X可用MnCO3。(3)過濾得到的沉淀表面含有雜質(zhì)離子，因此該工藝流程中固體1和固體2均需用水洗滌濾渣，洗出液用于酸浸工序，提高錳的回收率。(4)已知草酸鈣、草酸鎂不溶于水，則“除雜”時，除去的金屬離子有Ca2、Mg2。(5)陽極Mn2失去電子轉(zhuǎn)化為二氧化錳，則陽極的電極反應(yīng)式為Mn22H2O2e=MnO24H。(6)硫酸錳電解生成二氧化錳和硫酸，則該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有H2SO4、MnO2。答案：(1)MnO22Fe24H=Mn2 2Fe32H2O(2)MnCO3 (或CaCO3等合理答案)(3)用水洗滌濾渣，洗出液用于酸浸工序，提高錳的回收率(或用水洗滌濾渣，洗出液循環(huán)利用，提高錳的回收率等合理答案)(4)Ca2、Mg2(5)Mn22H2O2e= MnO24H(6)H2SO4、MnO26聚合硫酸鐵鋁、聚合氯化鋁是高效水處理劑。以廢鐵屑、廢鋁質(zhì)易拉罐及硫酸為原料，制備聚合硫酸鐵鋁的工藝流程如圖所示：(1)為提高反應(yīng)、金屬元素的浸出率，可以采取的措施有_。(2)反應(yīng)中FeSO4轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3的化學(xué)方程式為_。(3)反應(yīng)的溫度應(yīng)控制在5070為宜，原因是_。反應(yīng)過程中往往加入少量硝酸鋁，其作用如圖1所示，轉(zhuǎn)化的離子方程式為_。(4)寫出Fe2(SO4)3水解生成Fe2(OH)n(SO4)3的離子方程式：_。(5)利用圖2所示電解裝置可制備凈水劑聚合氯化鋁。實際生產(chǎn)中，陽極附近因為副反應(yīng)可能產(chǎn)生的氣體有_。解析：(1)為提高反應(yīng)、金屬元素的浸出率，可以采取的措施有適當(dāng)提高硫酸濃度、適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、將廢鐵屑、廢鋁質(zhì)易拉罐粉碎或攪拌等。(2)反應(yīng)向FeSO4中加入硫酸并通入氧氣，轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3的化學(xué)方程式為 4FeSO4O22H2SO4=2Fe2(SO4)32H2O。(3)反應(yīng)的溫度應(yīng)控制在5070為宜，原因是溫度過低，反應(yīng)速率太慢；溫度過高，金屬離子水解趨勢增強，易形成沉淀，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。反應(yīng)過程中往往加入少量硝酸鋁，F(xiàn)e2在H、NO作用下被氧化為Fe3，則轉(zhuǎn)化的離子方程式為3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(5)實際生產(chǎn)中，陽極附近由于溶液中的Cl和OH放電發(fā)生副反應(yīng)，可能產(chǎn)生的氣體為Cl2、O2。答案：(1)適當(dāng)提高硫酸濃度、適當(dāng)提高反應(yīng)溫度等(2)4FeSO4O22H2SO4=2Fe2(SO4)32H2O(3)溫度過低，反應(yīng)速率太慢；溫度過高，金屬離子水解趨勢增強，易形成沉淀，影響產(chǎn)品的質(zhì)量3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O(4)2Fe3SOnH2OFe2(OH)n(SO4)3nH(5)Cl2、O27(2019·南通模擬)CoCO3是一種制造鋰電池電極的原料。以含鈷廢渣(主要成分CoO、Co2O3，還含有Al2O3、ZnO等雜質(zhì))為原料制備CoCO3的一種工藝流程如圖所示：下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L1計算)金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pHCo27.69.4Al33.05.0Zn25.48.0(1)“酸浸”時通入SO2的目的是_。(2)“除鋁”時調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_，該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為_。(3)“萃取”過程可表示為ZnSO4(水層)2HX(有機層)ZnX2(有機層)H2SO4(水層)，由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是_。(4)“沉鈷”時Na2CO3溶液需緩慢滴加的原因是_。(5)CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。解析：鈷廢渣(主要成分CoO、Co2O3，還含有Al2O3、ZnO等雜質(zhì))用H2SO4溶解并通入SO2，使溶液中的Co3還原成Co2，加入Na2CO3除鋁時，Al3和 CO 發(fā)生互相促進水解反應(yīng)使鋁轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，但不能讓Zn2、Co2形成沉淀，則pH范圍為5.05.4，加入萃取劑HX，從有機層中分離出ZnSO4，最后加入Na2CO3，沉鈷，形成CoCO3沉淀。(3)根據(jù)題給信息“ZnSO4(水層)2HX(有機層)ZnX2(有機層)H2SO4(水層)”，要得到ZnSO4溶液，即使上述平衡向逆反應(yīng)方向移動，故由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液。(4)Na2CO3溶液呈較強的堿性，為了防止生成Co(OH)2，故“沉鈷”時Na2CO3溶液需緩慢滴加。答案：(1)將Co3還原為Co2(2)5.05.42Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2(3)向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液(4)防止加入過快后，局部堿性過強而產(chǎn)生Co(OH)2(5)2CoCO3Co2O3COCO2