高考化学工艺流程题专项训练50题（教师版）——C3H3化学1．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。

某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下：已知：Ⅲ硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

Ⅲ常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：(1)实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L－1的硫酸，需量取浓硫酸_______________mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需__________________________________________。

(2)H2O2的作用是_____________________________________(用离子方程式表示)。

(3)加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O72-转化为_______(填微粒的化学式)(4)钠离子交换树脂的反应原理为：M n+ + nNaR = MR n + nNa＋，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅲ中的金属阳离子有__________________。

(5)写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：____________________。

【来源】【全国百强校】江西省南昌市第二中学2019届高三第六次考试理科综合化学试题【答案】54.3mL 胶头滴管、500mL容量瓶2Cr3++H2O+3H2O2=Cr2O72-+8H+CrO42-Ca2+和Mg2+2CrO42-+H2O+3SO2=2Cr(OH)(H2O)5 SO4+SO42-+2OH-【解析】【分析】本题以制革工业污泥中Cr（III）处理的流程为载体，考查流程的分析，物质的量浓度溶液的配制，方程式的书写，沉淀滴定实验，溶度积的应用。

【详解】（1）根据“大而近”的原则，配制480mL溶液应选用500mL容量瓶。

根据c（浓溶液）×V （浓溶液）=c（稀溶液）×V（稀溶液），18.4mol/L×V（浓H2SO4）=2 mol/L×500mL，解得V（浓H2SO4）=54.3mL，需要量取浓硫酸54.3mL。

配制的实验步骤为：计算→量取→稀释→冷却→转移→洗涤→初步振荡→定容→摇匀→装瓶贴标签，配制时所用的玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需500mL容量瓶、胶头滴管。

故答案为：54.3mL；胶头滴管、500mL容量瓶；（2）H2O2将Cr3＋氧化成Cr2O72－，H2O2被还原，反应可写成H2O2+Cr3＋→Cr2O72－，根据得失电子守恒配平为3H2O2+2Cr3＋→Cr2O72－，结合原子守恒、电荷守恒以及滤液I呈酸性，H2O2将Cr3＋氧化的离子方程式为3H2O2+2Cr3＋+H2O= Cr2O72-+8H+。

（3）根据各金属阳离子形成沉淀的pH，加入NaOH溶液调pH=8，将Fe3＋、Al3＋完全转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去；同时将Cr2O72-转化为CrO42-，反应可表示为Cr2O72-+2OH －= 2CrO42-+H2O；（4）加入NaOH溶液调pH=8除去了浸取液中的Fe3＋和Al3＋，根据浸取液中含有的金属阳离子，利用钠离子交换树脂除去滤液II中的金属阳离子为Mg2＋、Ca2＋。

（5）根据流程加入SO2将CrO42－还原为Cr(OH)(H2O)5SO4，SO2被氧化成SO42－，反应可写成SO2 +CrO42－→Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42－，S元素的化合价由+4价升至+6价，Cr元素的化合价由+6价降至+3价，根据得失电子守恒配平为3SO2 +2CrO42－→2Cr(OH)(H2O)5SO4↓+SO42－，结合原子守恒、电荷守恒和溶液呈碱性，写出离子方程式为2CrO42-+H2O+3SO2=2r(OH)(H2O)5SO4+SO42-+2OH－。

【点睛】化工流程题解答技巧：（1）读懂题干，弄清用什么原料生产何种产品。

如果是化学实验流程，则要弄清实验目的是什么，是合成新物质还是分离提纯物质？（2）研读流程图。

对照流程图两端的原料和产品，确定化工流程的主线和支线，找到为发生核心反应而加入的主要辅料，结合箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，实现对整个流程的全盘分析。

（3）由易到难，破解问题。

对于比较复杂的问题，在读懂流程图、明确每一步操作涉及的化学反应及弄清每一中间产物的微粒种类的前提下，从基本理论(氧化还原反应、化学平衡、盐类水解、电化学等)、反应条件的控制(温度、压强、催化剂、原料配比、pH调节、溶剂选择、除杂、产品分离等)、绿色化学思想(原子经济性、循环操作、环保)、经济角度(提高产量与产率、原料廉价易得、降低能耗、设备简单)、安全生产(防爆、防中毒、防污染)等方面联系问题进行解答。

（4）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。

（5）看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。

2．工业以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。

其工业流程如下：(1)浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42－+H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。

i．Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ii．……写出ii的离子方程式：______________________。

(2)过滤Ⅲ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为___________(填离子符号)(3)氧化过程中被MnO2氧化的物质有(写化学式)：______________________。

(4)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对浸锰”反应的影响如图所示：为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是___________；向过滤Ⅲ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是______________________。

(5)加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：______________________。

(6)已知：pNi=－lgc(Ni2+)，常温下，Ksp(NiCO3)=1.4×10－7，向10mL0.1mol·L－1Ni(NO3)2溶液中滴加0.1mol·L－1Na2S溶液，会产生NiS沉淀，在滴加过程中pNi与Na2S溶液体积的关系如图所示。

则在E、F、G三点中，___________点对应溶液中水电离程度最小，常温=______________________。

下，在NiS和NiCO3的浊液中c(CO32−)c(S2−)【来源】湖南省岳阳市2019届高三教学质量检测理综化学试题（二)【答案】2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+Mn2+ 、Fe2+SO2(H2SO3、SO32-)、FeSO4(Fe2+) 90℃ 防止NH4HCO3受热分解，以提高原料利用率Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+ H2O F 1.4×1014【解析】【分析】软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）：由流程可知软锰矿形成矿浆，通入过量的SO2，发生反应，MnO2+SO2=MnSO4，Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42－+H2O，SiO2不反应，过滤，滤渣I为，滤液含有Mn2+、Fe2+，加入二氧化锰氧化亚铁离子，反应为：2Fe2++15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO42－，调节pH，沉淀铁离子，过滤，滤渣II 为氢氧化铁，向滤液中加入碳酸氢铵溶液，生成MnCO3沉淀，过滤得到的滤渣中主要含有MnCO3，反应为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O，通过洗涤、烘干得到MnCO3晶体，据此分析解答。

【详解】（1）Fe3+与SO2和水反应，生成Fe2+、SO42－和H+，离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+，故答案为：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+；（2）浸锰过程中发生反应：MnO2+SO2=MnSO4、Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42－+H2O，所以过滤℃所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Mn2+ 、Fe2+，故答案为：Mn2+ 、Fe2+；（3）氧化过程中加入MnO2的目的为除去过量的SO2，生成MnSO4；同时MnO2也可以氧化FeSO 4，故答案为：SO 2、FeSO 4；（4）由图像可知，90℃时MnS 2O 6的生成速率相对较低，锰的浸出率相对较高，若温度升高，MnS 2O 6的生成速率及锰的浸出率变化均不明显，却会消耗更多的能源，所以“浸锰”的适宜温度是90℃；温度过高时，NH 4HCO 3受热易分解为NH 3、CO 2和H 2O ，导致原料利用率降低，故答案为：90℃；防止NH 4HCO 3受热分解，以提高原料利用率；（5）加入NH 4HCO 3溶液后，Mn 2+与HCO 3-反应生成MnCO 3沉淀，同时还有CO 2气体生成，反应的离子方程式为Mn 2++2HCO 3-=MnCO 3↓+CO 2↑+ H 2O ，故答案为：Mn 2++2HCO 3-=MnCO 3↓+CO 2↑+ H 2O ；（6）硝酸镍是强酸弱碱盐，硫化钠是强碱弱酸盐，它们都能促进水的电离。

F 点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应，溶液中溶质是硝酸钠，水的电离程度最小；由图可知，F 点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应，溶液中c(Ni 2+)=c(S 2-)=10-10.5mol/L ， 则Ksp(NiS)=10－10.5×10－10.5=10-21，NiCO 3(s)＋S 2-(aq) NiS(s)＋CO 32-(aq)， K=c(CO 32−)c(S 2−)=K sp (NiCO 3)K sp (NiS)=1.4×10−710−21=1.4×1014，故答案为：F ；1.4×1014。

【点睛】本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、离子的检验等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力。

3．铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。