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2023版·化学(老教材)
高考第26题——化学工艺流程
高考第26题——化学工艺流程
攻略1 高考真题研明·定努力方向
非课改区高考题组
1.(2022·全国甲)硫酸锌(
)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为
,杂质为
以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下:
离子
Cu2+
本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表:
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。
(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有_______、_______。
(3)加入物质X调溶液
,最适宜使用的X是_______(填标号)。
A.
B.
C.
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
(4)向
的滤液①中分批加入适量
溶液充分反应后过滤,滤渣②中有
,该步反应的离子方程式为_______。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。
(6)滤渣④与浓
反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是_______、_______。
解析:(3)NH3·H2O易分解产生NH3污染空气,且经济成本较高,故A不适宜;Ca(OH)2不会引入新的杂质,且成本较低,故B适宜;NaOH会引入杂质Na+,且成本较高,C不适宜。当沉淀完全时(离子浓度小于10-5mol/L),结合表格Ksp计算各离子完全沉淀时pH<5的只有Fe3+,故滤渣①中有Fe(OH)3,又因为CaSO4是微溶物,SiO2不溶于酸,故滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2。
(4)向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液,可氧化Fe2+,得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②,反应的离子方程式为3Fe2++MnO4—+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+。
(5)滤液②中加入锌粉,发生反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu,故加入锌粉的目的为置换Cu2+为Cu从而除去。
(6)由分析知,滤渣④为CaF2、MgF2,与浓硫酸反应可得到HF,同时得到的副产物为CaSO4、MgSO4。
答案:(1)ZnCO3
ZnO+CO2↑
(2)升高浸取时的反应温度 将焙烧后的产物碾碎,增大接触面积 适当增大硫酸的浓度(任选两个)
(3)B Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
(4)3Fe2++MnO4—+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(5)除去Cu2+
(6)CaSO4 MgSO4
2.(2022·全国乙)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有
、
、
和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的
如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中
转化反应的离子方程式为________,用沉淀溶解平衡原理解释选择
的原因________。
(2)在“脱硫”中,加入
不能使铅膏中
完全转化,原因是
。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(
),还要加入
。
(ⅰ)能被
氧化的离子是________;
(ⅱ)
促进了金属Pb在醋酸中转化为
,其化学方程式为________;
(ⅲ)
也能使
转化为
,
的作用是________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是________。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有________。
解析:(1)“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:PbSO4(s)+CO
(aq)= PbCO3(s)+SO
(aq),由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知,Ksp(PbCO3)=7.4
10-14,Ksp(PbSO4)=2.5
10-8,反应PbSO4(s)+CO
(aq)= PbCO3(s)+SO
(aq)的平衡常数K=
=
=
=
≈3.4
105>105,说明可以转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失。
(2)反应BaSO4(s)+CO
(aq)= BaCO3(s)+SO
(aq)的平衡常数K=
=
=
=
≈0.04<<105,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转