1、化学工艺与图像结合专题突破参考用题（附答案）1减少SO2的排放、回收利用SO2成为世界性的研究课题。我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO 2)吸收废渣高温焙烧产生的SO 2，制备硫酸锰的生产流程如下：浸出液的 pH2，其中的金属 离子主要是Mn 2 ，还含有少量的Fe2 、Al 3 、Ca 2 、Pb 2 等其他金属离子。有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的 pH 见下表，阳离子吸附剂吸附金属 离子的效果见下图。 离子 离子半径(pm) 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pHFe2 74 7.6 9.7Fe3 64 2.7 3.7Al3 50 3.8 4.7Mn2 80 8
2、.3 9.8Pb2 121 8.0 8.8Ca2 99 滤渣阳离子吸附剂MnSO4H2O滤渣石灰浆MnO2粉浸出液软锰矿浆SO 2废渣 高温焙烧浸出 氧化调节 pH静 置 过滤操作 a干燥吸附 静置、过滤Pb2Ca2Fe2Al3Mn2 、Fe 3吸附率1.000.750.500.250 2 4 6 8 吸附时间/h已知PbO 2的氧化性 大于MnO 2。请回答下列问题： 写出浸出过程中主要反应的化学方程式 ，氧化过程中 主要反应的离子方程式 。 在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH ，pH 应调节 至 。 阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子。决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是 （填写序号） 。
3、a溶液的pH b金属离子的 电荷 c金属离子的 半径 d吸附时间 操作a包括 等过程。2广东沿海地区有着丰富的海水资源，海水中主要含有Na 、K 、Ca 2 、Mg 2 、Cl 、SO 42 、Br 、CO 32 、 HCO3 等离子。合理利用资源和保护环境是我省可持续发展的重要保证。海水经过处理后可以得到无水氯化镁，无水氯化镁是工业制取镁的原料。试写出电解熔融氯化镁制取金属镁的化学反应方程式 。某化工厂生产过程中会产生含有 Cu2 和 Pb2 的污水。排放前拟用沉淀法除去这两种离子，根据下列数据，你认为投入 （选填“Na 2S”或“NaOH” ）效果更好。难溶电解质 Cu(OH)2 CuS
4、Pb(OH)2 PbSKsp 4.81020 6.31036 1.21015 1.01028火力发电在我国的能源利用中占较大比重，但是排放出的 SO2 会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如下图所示：天然海水的pH8，试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因 （任写一个） 。某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2 的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如右图所示。请你根据图示实验结果，就如何提高一定浓度含硫烟气中 SO2 的吸收效率，提出一条合理化建议： 。天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO 3 等分子或离子，使用氧气将其氧
5、化的化含硫烟气 氧化 反应、稀释天然海水净化后烟气氧气 天然海水吸收塔 排放SO2 吸收 率温度（T ）SO2 浓度4.1g/m 3，烟气流速 55mL/minSO2 浓度4.1g/m 3，烟气流速 96mL/minSO2 浓度6.0g/m 3，烟气流速 96mL/min学原理是 （任写一个化 学方程式或离子方程式） 。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是 。3氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂, 还可用于颜料, 防腐等工业。该物质露置于空气中易被氧化为绿色的高价铜盐，在热水中易水解生成氧化铜水合物而呈红色。已知 pH 为5 时，2 价铜
6、已开始以碱式盐的形式沉淀。某兴趣小组去一家回收含铜电缆废料的工厂做社会调查，技术人员向他们展示了处理废料的综合利用方案：含铜废料粉末加入 A，通入 B加热，反应蓝色溶液及不溶物过滤 滤液 加亚硫酸钠、氯化钠反应，过滤、洗涤 氯化亚铜加过量铁粉 浅绿色溶液及沉淀过滤 滤渣试填空： 加入的 A 是 ，通入的 B 是 。 反应的离子方程式是 。为提高 Cu2Cl2 的 产率，常在反应的溶液中加入适量稀碱溶液，控制 pH 为3.5。这样做的目的是 。 保持各反应物的最佳配比，改变温度，测得 Cu2Cl2 产率的变化如下图所示。则溶液温度控制在 时，Cu2Cl 2 的产率已 达到 94%，当温度高于65
7、时，Cu2Cl 2 产率会下 降，其原因可能是 。(4)最后得到的氯化亚铜需要 保存。4下表是铬酸（H2CrO 4）溶液中离子的组成与 pH 值的关系，请回答后面的问题：pH C（ CrO42）C（HCrO4 ）C（Cr2O7 2）C（H2CrO 4）4 0.0003 0.104 0.448 05 0.0033 0.103 0.447 06 0.0319 0.0999 0.437 07 0.2745 0.086 0.3195 08 0.902 0.0282 0.0347 09 0.996 0.0031 0.0004 0（1）写出铬酸电离反应方程式 10 30 50 70 90 t/反应温度对氯
8、化亚铜产率的影响曲线图Cu2Cl2产率%94929088868482（2）若要得到 CrO42 应控制的条件是 （2 分） （3）电离出 CrO42 电离平衡常 数为 K2，电离出 Cr2O72 电离平衡常数为 K3，则K2 K3（填、9 （3） （4）1mol/L5 （1）Fe 3+3H2Dz Fe(HDz)33H + (2 分) 。Fe 3+ 会形成 Fe(OH)3沉淀 (2 分)（2）1 (1 分)（3）Bi 3+ Bi(HDz)3 (2 分) ； 3:2 (1 分)（4）Zn(HDz) 2 + 6OH = Zn(OH)4 + 2Dz2 + 2H2O (2 分)6 （1）HgCl4 2
9、（2 分） HgCl2（2 分） （多写了其他形 态则得 0分）（2）Hg 2+2H2OH g(OH)2+2H+（2 分） （未写“ ”得 0 分，不配平得 0分。漏写 “”不扣分）在硝酸中配制（1 分） （只要答出添加硝酸即可得分，不再分配制前还是配制后。 ）（3） Cu + Hg2+ Cu2+ + Hg （2 分） HgCl2 + S2 = HgS+ 2Cl （2 分） （不配平不得 分。漏写 “”扣 1 分）（4）Hg + 2HBr HgBr2 + H2 （2 分） （不配平不得分。H 2多写“”不扣分）7 （1）Zn 2+ 4OH=Zn（ OH） 42 （2 分） ； （2）10 17
10、（2 分） ； （3） （8.0，12.0） （2 分） ； （4）1.80（分，写 1.8 得 2 分） ；（5）A B C D （分，写对个得分，写对个得分，写对个得分，漏 1 个扣 1分，扣完为止） 。8 （1） （2 分） NaOH7NaFe6OH5NaFeOa6 3222 （2）NH 3 或 NH4+ （1 分） ；其规律是：硝酸的浓度越大，其还原产物中氮元素化合价越高。 （2 分）（其它合理答案均给分。如硝酸的浓度越大，气体生成物中二氧化氮的含量越高；或者，只在硝酸浓度较低时，产物中才会出现氮气。等等）B、C、D （对一个或两个给一分，全对 2 分，但只要出现A、E 便不给分） （
11、2 分）硝酸易挥发，且不稳定，见光易分解，故不易操作；生成物对环境污染严重 （2分）（3）ABD （2 分） （对一个或两个给一分，全对 2 分，但只要出现C 便不给分）一、化工生产流程题的特征高考化学中“化工生产流程题”始于“无机框图题”的变革与创新，是“化学是真实的”充分体现。主要特征如下：1、以化工生产为背景，用框图的形式表述生产流程。2、受中学化学知识的限制，有的内容以信息给出。3、题材多样，提问灵活，几乎遍及整个中学化学知识，无法猜题，难以用题海战术应对。4、主要考查学生对已学知识的掌握、理解、迁移、转换、重组和解决实际问题的能力。5、框图比较粗放，有的甚至难以读懂，但在设问中有所暗
12、示。二、应对策略1、认真读题 首先将题目从头到尾粗读一遍，初步了解大意。2、仔细分析 理清下列关系： 原料与产品：从某种原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？有时需要逆推。 步骤与目的：加入某种试剂，采取这样的方法，其目的是什么？一般只考虑后面提问有关的步骤，其他不必清楚。 感觉与结果：有的步骤不能读懂，这时主要看这一步的结果， “跟着感觉走” 、 “顺藤摸瓜” ，用已学过的知识来“圆”这个结果， “难得糊涂” 。 信息与迁移：所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。3、大胆回答 大多数提问用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖所学知识，这时
13、就要考虑 产物、环保、产量、成本 等等。 4、细心检查友情提醒：解答此类习题的根基是：熟练掌握元素及其化合物的有关知识，善于归纳小结，熟悉某些原理和规律。如： 在水溶液中，弱酸的酸式根离子（如 HCO3）既有电离的一面，又有水解的一面； 在水溶液中，经常出现 Fe2+ ，要防止其水解，就要加入相应的酸；要防止其氧化，通常加入铁；要除去 Fe2+ ，通常先加入绿色氧化剂H 2O2 ，然后再加入碱。 三、典例剖析【例 1】 （南通市 2010 年第一次统测）以钛铁矿（主要成分是FeTiO 3 ，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸反应的化学方程式为：FeTiO3
14、 + 2 H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2 H2O 试回答下列问题：（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于 （选填 “氧化还原反 应”或“非氧化还原反应” ） 。（2）上述生产流程中加入物质 A 的目的是防止 Fe2+被氧化，物质 A 是 ；上述制备 TiO2 的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是 。（3）反应 TiCl4 + 2 Mg = 2 MgCl2 + Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是：。（4）如果取钛铁矿 A 吨，生产出钛 B吨， （不考虑损耗） ，计算钛铁矿中钛的含量（用A、B 字母表示） 。解析：A、由框图可知：原料是钛铁矿，主要产品是钛，副产品为绿矾和硫
15、酸，其中硫酸加工后可循环使用，还有铁可回收利用。B、由信息可知：框图的第一步反应为：FeTiO 3 + 2 H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2 H2O ，分析各元素的化合价，该反应为非氧化还原反应。C、框图的第二步中加入水和物质 A ，A 是什么？后面第（2）问已给出暗示：“加入物质A的目的是防止 Fe2+被氧化” ，那么 A 无疑是 Fe 。D、因为 Ti 比较活泼，在高温下极易被空气中的氧气氧化，所以为了防止钛被氧化，最后一步反应应在 Ar气氛中进行。E、第（4）问非常简单，好多同学不敢相信自己，这就是命题者的高明之处，目的是考查学生的心理素质，就看你能不能大胆回答。答案：（1）非氧化还原反应 （2）铁 绿矾、硫酸、铁 （3）防止钛被氧化 （4）B/A100% 【例 2】 （09 江苏）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和
