专题升级训练15 化学工艺流程
(时间：45分钟 满分：100分)
填空题(本题包括6小题，共100分)
1．(2012宁夏银川一中二模，36)(14分)某工业废水中含有CN－和Cr2O等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：
回答下列问题：
(1)上述处理废水流程中主要采用的方法是______。
(2)流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为________________________。
(3)含Cr3＋废水需进一步处理，请你设计一个处理方案：___________________________。
(4)反应③的离子方程式为____________________。
(5)取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成，继续加至不再产生蓝色沉淀为止，再向溶液中加入足量Na2S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀，解释产生该现象的原因：________________________________。
2．(2012河南许昌四校联考，36)(16分)下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。
请回答下列问题：
(1)请列举一种海水淡化的方法______________。
(2)工业上常用离子交换膜电解槽生产NaOH，电解过程中大量通过离子交换膜的离子是____，NaOH在电解槽的______室生成，由饱和食盐水制取NaOH的化学方程式为________________。
(3)侯氏制碱法中向饱和食盐水中通入CO2和NH3制得NaHCO3，先通入______________(填化学式)，理由是______________。再由NaHCO3制得纯碱，化学方程式为________________。
(4)镁是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。已知有关物质的熔沸点数据如下：
MgO
MgCl2
熔点/℃
2 852
714
沸点/℃
3 600
1 412
结合表中数据和实际生产情况说明，工业上生产镁采用电解MgCl2而不是电解MgO的理由____________________________________________。
3．(18分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。下图是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：
已知：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g·L－1NaOH溶液是指160 g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1 L。
(1)发生器中鼓入空气的作用可能是____________(选填序号)。
a．将SO2氧化成SO3，增强酸性
b．稀释ClO2以防止爆炸
c．将NaClO3氧化成ClO2
(2)吸收塔内的反应的化学方程式为____________________________________________。
吸收塔的温度不能超过20 ℃，其目的是______________________________________。
(3)在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是________________________________________________________。
(4)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外，还可以选择的还原剂是________(选填序号)。
a．Na2O2 b．Na2S c．FeCl2
(5)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是________(选填序号)。
a．蒸馏 b．蒸发
c．灼烧 d．过滤
e．冷却结晶
4．(2012安徽合肥三模，27)(16分)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。
5．(2012安徽蚌埠二中模拟，27)(18分)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)在生产工艺中所需硫酸是否只能由副产品硫黄制得？(说明理由)______________。
(4)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。
(5)若需要用密度为1.84 g·cm－3，质量分数为98%的H2SO4配制1 mol·L－1 H2SO4溶液150 mL，所需要的定量仪器是____________(填具体规格仪器)。
6．(2012安徽安庆一中模拟，27)(18分)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____________________。
参考答案
填空题
1．答案：(1)氧化还原法
(2)CN－＋ClO－===CNO－＋Cl－
(3)调节废水pH，使其转化成Cr(OH)3沉淀除去(其他合理答案也可)
(4)3S2O＋4Cr2O＋26H＋===6SO＋8Cr3＋＋13H2O
(5)Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓ Cu(OH)2(s)＋S2－(aq)===CuS(s)＋2OH－(aq)或Ksp(CuS)＜Ksp[Cu(OH)2]，使沉淀向更难溶方向转化
解析：(1)CN－和Cr2O的化合价均发生变化；(2)反应物为CN－和ClO－，生成物之一为CNO－，依据电荷守恒，所以氯元素化合价降低生成Cl－；(3)除去Cr3＋应该用沉淀法。
2．答案：(1)蒸馏法(或电渗析法、冷冻法、离子交换法等)
(2)Na＋ 阴极 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
(3)NH3 NH3极易溶于水，有利于充分吸收CO2，增大溶液中碳酸氢根的浓度 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(4)MgO比MgCl2熔点高，电解MgO比电解MgCl2 耗能多
解析：(2)离子交换膜电解饱和食盐水，只有Na＋通过离子交换膜，阴极H＋得电子生成氢气，阴极区溶液中OH－浓度增大。
3．答案：(1)b
(2)2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2 防止H2O2分解
(3)连续测定吸收塔内溶液的pH
(4)a
(5)bed
解析：(2)由流程可知吸收塔内一定生成NaClO2，由化合价ClO2→NaClO2化合价降低，所以H2O2中O的化合价升高，产物为O2，配平化学方程式即可；(4)应选择还原性不强的还原剂，Na2S、FeCl2还原性太强，可把NaClO2还原成NaCl，结合H2O2可知Na2O2符合。
4．答案：(1)HNO3溶液
(2)Na2SO4·10H2O 蒸发浓缩 冷却结晶 取少量晶体溶于蒸馏水，然后用盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀，即证明该晶体中含有SO
(3)4PbSO4＋6OH－===3PbO·PbSO4·H2O＋3SO＋2H2O
(4)30
5．答案：(1)MnO2＋ZnS＋2H2SO4===MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O Mn2＋＋2H2O－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)否，最后一步电解MnSO4、ZnSO4溶液时在阳极附近有H2SO4产生
(4)纯碱
(5)20 mL量筒，250 mL容量瓶
6．答案：(1)除去溶液中的Sn2＋ 防止Fe2＋生成沉淀，并防止Fe2＋被氧化
(2)SnS
(3)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
(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
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