化工流程為載體的綜合考查題四經典?；ち鞒虨檩d體的綜合考查題四經典專練十二一、（一、（2017年高考江蘇卷）某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低，對實驗的影響可忽略)。已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO2NaCl+NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl?+2H2O③常溫時N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原[Ag(NH3)2]+：4[Ag(NH3)2]++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O（1）“氧化”階段需在80℃條件下進行，適宜的加熱方式為__________________。（2）NaClO溶液與Ag反應的產物為AgCl、NaOH和O2，該反應的化學方程式為_____________________。HNO3也能氧化Ag，從反應產物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺點是____________________。（3）為提高Ag的回收率，需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌，并_________________________________。（4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應)，還因為_____________________。（5）請設計從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質Ag的實驗方案：____________________________________(實驗中須使用的試劑有：2mol·L?1水合肼溶液，1mol·L?1H2SO4)。二、(二、(2017年成都市市第二次模擬)某工廠用一固體廢渣（主要成份為Al2O3·Cr2O3，還含有FeO、SiO2）為主要原料回收利用，生產紅礬鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)，同時制備明礬（KAl(SO4)2·12H2O）。其主要工藝流程如下:己知：NaBiO3不溶于冷水，在堿性條件下能將Cr3+氧化為CrO42（1）Ⅰ、Ⅱ目的是___________。（2）實驗室中操作④的名稱為_______________。（3）己知：Ksp[Fe(OH)3]=3.01039，Ksp[Al(OH)3]=1.01033。當pH=5.6時Cr(OH)3開始沉淀。室溫下，II中需調節溶液pH范圍為___________(雜質離子濃度小于1106mol/L視為沉淀完全)。（4）寫出Ⅲ中發生反應的離子方程式_____________。（5）Ⅳ中酸化是用硫酸而不用鹽酸酸化，理由是_____________(結合化學方程式回答)。（6）寫出溶液F和硫酸溶液反應的離子方程式___________________________，若用足量二氧化碳通入F中，則生成的溶液中離子濃度關系為___________。三、(三、(2018年杭州市第二次聯考)我國是干電池的生產和消費大國。某科研團隊設計了以下流程對堿性鋅錳干電池的廢舊資源進行回收利用：已知：①Ksp(MnS)=2.510－13，Ksp(ZnS)=1.610－24②Mn(OH)2開始沉淀時pH為8.3,完全沉淀的pH為9.8（1）堿性鋅錳干電池是以鋅粉為負極，二氧化錳為正極，氫氧化鉀溶液為電解質。電池總反應為2MnO2+Zn+2KOH=2MnOOH+K2ZnO2，請寫出電池的正極反應式_____________________________；（2）為了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有________________________；(寫一條即可)（3）向濾液1中加入MnS的目的是__________________________________________；（4）已知MnSO4的溶解度曲線如圖所示，從濾液2中析出MnSO4·H2O晶體的操作是蒸發結晶、____________________、洗滌、低溫干燥；（5）為了選擇試劑X，在相同條件下，分別用3g碳包進行制備MnSO4的實驗，得到數據如表1，請寫出最佳試劑X與碳包中的主要成分發生反應的化學方程式___________________________________________。（6）工業上經常采用向濾液2中加入NaHCO3溶液來制備MnCO3，不選擇Na2CO3溶液的原因是___________________________________；（7）該科研小組利用EDTA(乙二胺四乙酸二鈉，陰離子簡寫為Y2－)進行絡合滴定測定Mn2+在電池中的百分含量，化學方程式可以表示為Mn2++Y2－=MnY。實驗過程如下：準確稱量一節電池的質量平均為24.00g，完全反應后，得到200.00mL濾液2，量取10.00mL濾液2稀釋至100.00mL，取20.00mL溶液用0.0500mol?L－1EDTA標準溶液滴定，平均消耗標準溶液22.00mL，則該方案測得Mn元素的百分含量為________。(保留3位有效數字)

答案與解析答案與解析答案與解析一、（一、（2017年高考江蘇卷）【答案】（1）水浴加熱（2）4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑會釋放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成環境污染（3）將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中（4）未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水反應（5）向濾液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應，同時用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3，待溶液中無氣泡產生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥【解析】（1）“氧化”階段需在80℃條件下進行，由于加熱溫度低于水的沸點，所以適宜的加熱方式為水浴加熱。（2）因為已知NaClO溶液與Ag反應的產物為AgCl、NaOH和O2，用化合價升降法即可配平，該反應的化學方程式為4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑。HNO3也能氧化Ag，硝酸做氧化劑時通常被還原為有毒的氮的氧化物而污染環境，所以以HNO3代替NaClO的缺點是會釋放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成環境污染。（3）為提高Ag的回收率，需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌，洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來，并將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中。（4）若省略“過濾Ⅰ”，直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水，則需要增加氨水的用量，除因過量NaClO與NH3·H2O反應外，還因為未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水，氨水的濃度變小，且其中含有一定濃度的Cl?，不利于AgCl與氨水發生AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++Cl?+2H2O反應，使得銀的回收率變小。（5）“過濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子，根據題中信息常溫時，N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原[Ag(NH3)2]+：4[Ag(NH3)2]++N2H4·H2O4Ag↓+N2↑+4NH4＋+4NH3↑+H2O，所以首先向該濾液中加入水合肼把銀氨配離子充分還原，由于該反應產生的氣體中含有氨氣，氨氣有強烈的刺激性氣體會污染空氣，所以要設計尾氣處理措施，可以用題中提供的，要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑把氨氣吸收。最后把反應混合物靜置、過濾、洗滌、干燥即可得到回收銀。具體方案如下：向濾液中滴加2mol·L?1水合肼溶液，攪拌使其充分反應，同時用1mol·L?1H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3，待溶液中無氣泡產生，停止滴加，靜置，過濾、洗滌，干燥二、(二、(2017年成都市市第二次模擬)【答案】（1）使Fe2+轉化為Fe3+，并調整pH，使Fe3+和Al3+完全沉淀，與鉻元素完全分離（2）蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾（3）5.0≤pH<5.6（4）3NaBiO3+2Cr3++7OH+H2O=2CrO42+3Na++3Bi(OH)3（5）酸性條件下CrO42或Cr2O72會被Cl還原為Cr3+Cr2O72+6Cl+l4H+=2Cr3++3Cl2+7H2O（6）AlO2+4H+=Al3++2H2Oc(K+)>c(HCO3)>c(OH)>c(H+)>c(CO32)【解析】本題考查工藝流程分析，鉻鐵礦的主要成分為Al2O3·Cr2O3，還含有FeO、SiO2，向鉻鐵礦中加入過量的硫酸，氧化鋁、氧化鐵和Cr2O3與硫酸反應生成硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸鉻，SiO2與硫酸不反應，過濾，得到固體A為SiO2，溶液B為硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸鉻的混合溶液，加入H2O2將Fe2+氧化成Fe3+，調節pH形成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀，過濾，得到固體C為氫氧化鐵和氫氧化鋁的混合物，溶液D為硫酸鉻溶液，向固體C中加入過量的KOH溶液，得到氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，固體E為氫氧化鐵，溶液F為偏鋁酸鈉溶液，加入稀硫酸，然后蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾得到明礬；向溶液D中加入過量的NaOH溶液和NaBiO3溶液，發生氧化還原反應生成Bi(OH)3固體和Na2CrO4溶液，溶液E為Na2CrO4溶液，然后酸化得到Na2Cr2O7溶液和Na2SO4溶液，最終得到紅礬鈉晶體。（1）根據上述分析，Ⅰ、Ⅱ操作的目的是使Fe2+轉化為Fe3+，并調整pH，使Fe3+和Al3+完全沉淀，與鉻元素完全分離；（2）操作④是由溶液得到晶體的過程，名稱為蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾；（3）使Al3+完全除去時，c(OH)3=Ksp[Al(OH)3]÷c(Al3+)=1.01033÷1106mol/L=11027，c(OH)=109mol/L，此時溶液pH=5，使Al3+完全除去時，c(OH)3=Ksp[Fe(OH)3]]÷c(Fe3+)=3.01039÷1106mol/L=31033，c(OH)≈1.4109mol/L，此時溶液pH≈3.1，而pH=5.6時Cr(OH)3開始沉淀，所以調節溶液pH范圍為5.0≤pH<5.6；（4）NaBiO3不溶于冷水，在堿性條件下能將Cr3+氧化為CrO42，根據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平，離子方程式為3NaBiO3+2Cr3++7OH+H2O=2CrO42+3Na++3Bi(OH)3；（5）因為反應Cr2O72+6Cl+l4H+=2Cr3++3Cl2+7H2O，酸性條件下CrO42或Cr2O72會被Cl還原為Cr3+，所以Ⅳ中酸化是用硫酸而不用鹽酸；（6）溶液F偏鋁酸鉀溶液和硫酸溶液反應的離子方程式AlO2+4H+=Al3++2H2O；將足量二氧化碳通入偏鋁酸鉀中生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鉀溶液，碳酸氫鉀是強堿弱酸鹽，HCO3在溶液中存在水解過程和電離過程，以水解過程為主，溶液顯堿性，水解過程是微弱的，則生成的溶液中離子濃度關系為c(K+)>c(HCO3)>c(OH)>c(H+)>c(CO32)。三、(三、(2018年杭州市第二次聯考)【答案】（1）MnO2+H2O+e－=MnOOH+OH－（2）適當的升溫(或攪拌)（3）將溶液中的Zn2+轉化為ZnS沉淀而除去（4）趁熱過濾（5）H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2↑或H2O2+2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2↑（6）Na2CO3溶液的堿性強，容易產生Mn(OH)2的沉淀（7）25.2%【解析】（1）鋅粉為負極，發生氧化反應，氫氧化鉀溶液為電解質時發生的電極反應式為Zn+4OH－－2e－=ZnO2－+2H2O，電池總反應2MnO2+Zn+2KOH=2MnOOH+K2ZnO2，減去負極電極反應，即得電池的正極反應式為MnO2+H2O+e－=MnOOH+OH－；（2）通過適當的升溫、固體粉碎或攪拌等措施可提高碳包的浸出率；（3）濾液1含有Zn2+，遇加入的MnS可以生成ZnS沉淀，在通過過濾即可除去；（4）由MnSO4的溶解度曲線可知MnSO4·H2O在溫度超過40℃后溶解度隨溫度的升高而降低，則將濾液2溶液蒸發結晶、趁熱過濾、洗滌、并低溫干燥防止分解，即可得到MnSO4·H2O晶體；（5）由表1可知選用30%的過氧化氫獲得的MnSO4質量最高，則30%的過氧化氫為最佳試劑，與MnO2在酸性條件下發生反應的化學方程