高三化学重点突破六： 无机化工流程图 编写：杜鹃 班级 姓名 学号
高三化学重点突破六
1.硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意图如下：
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_______________________ 。 (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：
Fe(OH)－
2＋ __________＋ __________=== Fe(OH)3＋ Cl
(3)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是__________。
(4)根据下表数据，调节“滤液 2”的pH时，理论上可选用的最大区间为________________。
Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 开始沉淀的pH 10.4 6.4 － － 沉淀完全的pH 12.4 8.0 － － 开始溶解的pH － 10.5 － － Ksp 5.6×10－12 － 6.8×10－6 2.8×10－9 (5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是________(选填序号)。 a．大理石粉
b．石灰乳 c．纯碱溶液 d．烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。 (7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于___________________。
2.某探究小组在实验室中用铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝。回答下列问题：
(1)在实验中需用1 mol·L
－1
的NaOH溶液480 mL，配制该溶液已有下列仪器：托盘天平(砝码)、
胶头滴管、药匙、玻璃棒、量筒、烧杯，还缺少的玻璃仪器是___________。在灼烧操作中用到下列仪器中的一种，其名称是______ 。
(2)写出步骤①中发生反应的离子方程式：_____________ 。 (3)操作③中洗涤如何操作_____________________________ 。 (4)甲同学在实验室中用下图装置制备CO2气体，并通入滤液B中 制备Al(OH)3时，结果没有产生预期现象。
乙同学分析认为甲同学通入CO2不足是导致实验失败的原因之一，
你认为乙的分析是否合理：______________________________________________________。 若合理，请用离子方程式解释其原因：____________________ 。
丙同学分析认为甲同学通入的CO2中含有HCl气体也是导致实验失败的原因，在实验中增加某装置可解决这个问题。请帮助该同学画出该装置图，并注明试剂名称。
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3.用粗锌(含少量铁等杂质)与稀硫酸反应制氢气，其废液中含有大量的硫酸锌。同学们用制氢气的废液来制取皓矾(ZnSO4·7H2O)，并探究其性质。 (1)制备皓矾： 实验流程如图所示：
溶液――→加a溶
液――→加b滤液C――→结晶晶体1加水溶解――→晶体2少量酒精
――→皓矾沉淀CAB分离△冲洗
已知：氢氧化物沉淀的pH范围如表所示。
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀时的pH 2.7 7.6 5.7 完全沉淀时的pH 3.7 9.6 8.0 请回答下列问题：
①加入的试剂a，供选择的试剂有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等，应选用________________________________________________________，其理由是________ ___________________________________________________________________________。 ②加入的试剂b，供选择的试剂有：锌粉、ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3、ZnSO4等，应选用_______________________________________________________________， 其理由是_______________________________________________________。 ③从晶体1→晶体2，该过程的名称是__________________________________。
④在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水洗的目的是________________________。 (2)探究皓矾的性质
⑤称取28.7 g ZnSO4·7H2O，研细后置于坩埚中小心加热，残留固体质量与温度的对应数据如表所示。则1000 ℃时加热皓矾的反应方程式为：_______________________________________。
温度(℃) 60 240 930 1000 残留固体质量(g) 19.7 16.1 8.1 8.1 ⑥取少量ZnSO4·7H2O配成溶液，向其中逐滴加入NaOH溶液，发现先产生白色沉淀后又逐渐溶解。查资料得知Zn(OH)2具有两性，则Zn(OH)2溶于NaOH溶液的离子方程式为： ______________________________________________________________________________。 4.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：
查询资料，得有关物质的相关数据如下表：
25 ℃时 pH 饱和H2S溶液 3.9 SnS沉淀完全 1.6 FeS开始沉淀 3.0 FeS沉淀完全 5.5 (1)操作Ⅱ中，通入硫化氢至饱和的目的是__________________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是__________________________________。 (2)滤渣Ⅱ的主要成分是____________________________。
(3)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②_____________________________________。
(4)测定绿矾产品中Fe2＋
含量的方法是：a．称取2.850 g绿矾产品，溶解，在250 mL容量瓶中
定容；b．量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－
1 KMnO4溶液
滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为_________________________(填仪器名称)。
②判断此滴定实验达到终点的方法是_________________________________________________。 ③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为____________________。
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5．铅蓄电池是机动车、船舶等不可缺少的动力能源。回收利用废旧铅蓄电池不仅关系到重金属资源的保护，而且符合保护环境、发展循环经济的可持续发展战略。铅蓄电池的阴、阳极填充物(铅膏，主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池的最主要部分，回收可制备塑料加工热稳定剂三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO·PbSO4·H2O)，其实验流程如下：
(1)物质X是一种可以循环利用的物质，该物质是________________。
(2)滤液A能用来提取一种含10个结晶水的钠盐副产品为(填化学式)________________；其提取的主要步骤有______________、________________、过滤、洗涤、干燥；检验该晶体中阴离子的实验方法是____________________________________________________________________。 (3)生成三盐基硫酸铅的离子反应方程式为____________________________________________。 (4)向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO。若实验中所取铅膏的质量为47.8 g，其中PbO2的质量分数为15.0%，则要将PbO2全部还原，至少需加入____________mL 1.0 mol·L－
1 Na2SO3溶液。
6．某地区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 20%，Al2O3 4%，其余为水分，闪锌矿中：ZnS 含量≥80%，SiO2 7%，FeS、CuS各2%，其余为水分。科研人员开发综合利用这两种资源工艺，主要产品为通过电解获得Zn和MnO2，副产品为硫黄、少量铜等。设计工艺流程如下图：
(1)写出步骤①中ZnS、MnO2和H2SO4反应的方程式____________________________。步骤④
电解过程中，阳极电极反应式为__________________。
(2)产品A为____________，加入产品B的目的是_______________________________________， 加入MnCO3、ZnCO3的作用是__________________________。
(3)在生产工艺中只需外购少量硫酸和______________(填名称)就可以进行物质循环性操作。 (4)若需要用密度为1.84 g·cm－
3，质量分数为98%的H－
2SO4配制1 mol·L1 H2SO4溶液250 mL，
所需要的定量仪器是____________________________(填具体规格仪器)。
7.用菱锌矿(主要成分为碳酸锌，还含有Fe2＋
、Fe3＋
、Mg2＋
、Ca2＋
、Cu2＋
等)制备氯化锌的一种流
程如下：
(1)在反应3前要将菱锌矿研磨，其目的是_________________________________________。 (2)反应4将Fe2＋
氧化为Fe3＋
，该反应的离子方程式为
_____________________________________________________________________。 (3)加入氧化锌调节pH＝4.5，反应5的离子方程式为
_____________________________________________________________________。
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(4)锌粉不在反应4之前加入的原因是_______________________________________。 (5)若用石墨作电极电解滤液Y，则可以得到参与本流程反应的物质是_________________。 8.目前高铁酸钠(Na2FeO4)被广泛应用于水处理，具有高效、无毒的优点。
(1) 将Fe(OH)3与NaClO溶液混合，可制得Na2FeO4,完成并配平下列离子方程式
(2) 用Fe做阳极，Cu做阴极，NaOH溶液做电解液，用电解的方法也可制得Na2FeO4,则电解过程中阳极的反应式为________________________________________________________ (3) 某地海水样品经Na2FeO4处理后，所含离子及其浓度如下表所示(H和OH未列出）：
常温下，取一定量经Na2FeO4处理过的海水为原料制备精制食盐水和MgCl2?7H2O，过程如下：
+
-
提供的试剂：饱和NaCO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba(NO3)2溶液 75%乙醇 四氯化碳 冷水 ①欲除去溶液I中的
离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为
___________________________ (只填化学式）。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KC1，选用的试剂为____________________。 ③在整个实验过程中，下列实验装置不可能用到的是_______________ (填序号）。
注：离子的浓度小于，可认为该离子不存在；
；操作过程中溶液体积的变化忽略不计。
④【有关资料】
①表格中的a_______0.16 (填“<”、“>”或“=”）。
②沉淀A的组成为_______ (填化学式)；在调节溶液PH时，理论上应调节的pH的范围是_____________________
③加入的过量试剂X为_______________ (填化学式）。 ④加入过量HCl的作用为_____________________________ 9.食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。 粗食盐常含有少量
等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
溶液I中加人试剂a，只要控制溶液PH = 12可确保Mg2+除尽，根据提供的数据计算，此时滤液中Mg2+物质的量浓度将被控制在_______________________以下。
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高三化学重点突破六答案
(2)2Fe(OH)2＋1ClO－＋1H2O===2Fe(OH)3＋1Cl－
(3)FeO(OH)(或其他合理答案) (4)8.0≤pH<10.4(或其他合理答案) (5)b或d(b和d) (6)蒸发浓缩 冷却结晶(或其他合理答案) (7)125 m281 m1
×100%(或其他合理答案)
(4)由于滤液B中存在NaOH，则CO2先与NaOH反应，若CO2不足量，则CO2完全被
NaOH消耗而不能与AlO－
2反应；HCl杂质须用NaHCO3溶液洗涤，为了防止CO2消
3.
4.答案：(1)除去溶液中的Sn2＋
，并防止Fe2＋
被氧化。防止Fe2＋
生成沉淀，
(2)SnS (3)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
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(4)①酸式滴定管
②滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色 ③0.975
5. 答案：(1)HNO3溶液
6. 答案：(1)MnO2＋ZnS＋2H2SO4===MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O
Mn2＋
＋2H－
＋
2O－2e===MnO2＋4H
(2)Zn 将Fe2＋
氧化成Fe3＋
促进铁盐和铝盐水解生成氢氧化物沉淀而被除去
(3)纯碱 (4)20 mL量筒，250 mL容量瓶
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8.（1）
2Fe(OH)3 +3ClO+4OH2FeO24+3Cl+5H2O
（2）Fe＋8OH— －6e— ＝FeO42—＋4H2O
（3）① ＞ （2分） ② Fe(OH)3 （2分） 3≤pH＜9或 ③ Ba(OH)2
④ 使Mg(OH)2全部溶解转化为MgCl2 ；在加热浓缩滤液C时抑制Mg2+水解 9. ①BaCl2 、Na2CO3、NaOH（只要保证Na2CO3在BaCl2之后的顺序都得分） ②75%乙醇 ③ AC ④ 1.8×10－
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