题型专练(八)工艺流程题A组1.(2019·宁夏银川一中二模)某工厂用软锰矿(主要成分是MnO2,含少量Al2O3和SiO2)和闪锌矿(主要成分是ZnS,含少量FeS、CuS等杂质)为原料制备MnO2和Zn(干电池原料),其简化流程如下:已知:反应Ⅰ中所有金属元素均以离子形式存在。回答下列问题:(1)滤渣1中除了SiO2以外,还有一种淡黄色物质,该物质是由MnO2、CuS与硫酸共热时产生的,请写出该反应还原产物的化学式。(2)反应Ⅱ中加入适量金属锌的目的是为了回收某种金属,请写出该反应的离子方程式。(3)反应Ⅲ中X可以是(填字母代号)。它的作用是。a.MgOb.Zn(OH)2c.Cu2(OH)2CO3d.MnCO3(4)反应Ⅳ中电极均是惰性电极,写出阴极电极反应式。(5)已知:H2S的电离常数K1=1.0×10-7,K2=7.0×10-15。0.1mol·L-1NaHS的pH7(填“>”“=”或“<”),理由是。(6)在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS而除去,向含有0.020mol·L-1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,调节溶液的pH=a,当HS-浓度为1.0×10-4mol·L-1时,Mn2+开始沉淀,则a=[已知:Ksp(MnS)=1.4×10-15]。答案(1)MnSO4(2)Cu2++ZnCu+Zn2+(3)bd增大溶液的pH,使Fe3+和Al3+转化成氢氧化物沉淀(4)Zn2++2e-Zn(5)>HS-的水解常数Kh=KWK1=1×10-141×10-7=10-7,由于10-7>7.0×10-15,故HS-的水解程度大于其电离程度,溶液显碱性(6)5解析(1)MnO2、CuS与硫酸共热发生氧化还原反应生成MnSO4、CuSO4、S和H2O,CuS中硫元素化合价升高,氧化产物是S单质,锰元素由+4价降低为+2价,还原产物是MnSO4;(2)根据流程图,反应Ⅱ中加入适量金属锌可以置换出金属铜,反应的离子方程式是Cu2++ZnCu+Zn2+;(3)根据流程图,反应Ⅲ中加入X的目的是增大溶液的pH使Fe3+和Al3+转化为氢氧化物沉淀;加入MgO会引入杂质Mg2+,故不选a;若加入Zn(OH)2,能调节pH且不引入杂质;加入Cu2(OH)2CO3会引入杂质Cu2+,故不选c;若加入MnCO3,能调节pH且不引入杂质,故选bd。(4)反应Ⅳ中,阴极发生还原反应生成金属锌,阴极电极反应式是Zn2++2e-Zn;(5)NaHS溶液中HS-既能水解又能电离,HS-的电离常数是7.0×10-15,HS-的水解常数是KWK1=10-141.0×10-7=1.0×10-7>K2=7.0×10-15,即HS-在溶液中水解大于电离,溶液呈碱性,pH>7;(6)向含有0.020mol·L-1Mn2+废水通入H2S,Mn2+开始沉淀时,c(S2-)=Ksp(MnS)c(Mn2+)=1.4×10-150.02mol·L-1=7×10-14mol·L-1,此时HS-浓度为1.0×10-4mol·L-1,根据K2=c(H+)c(S2-)c(HS-)=7.0×10-15,c(H+)=7.0×10-15×1×10-47×10-14mol·L-1=1×10-5mol·L-1,所以a=5。2.(2019·河南中原名校第一次联考)重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂,工业上可以用铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2(或写成FeO·Cr2O3),还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备,同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示:已知部分物质的溶解度曲线如图1所示。请回答下列问题:(1)煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为。(2)煅烧后的浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外,还含有(填化学式)。(3)调节溶液pH所选的试剂为(填名称)。(4)操作a的实验步骤为。(5)加入Na2S溶液后,反应使硫元素全部以S2O32-的形式存在,写出生成Cr(OH)3的离子方程式。(6)采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7,其原理如图2所示。①写出电极b的电极反应方程式:。②测定阳极液中Na元素和Cr元素的含量,若Na元素与Cr元素的物质的量之比为n,则此时Na2CrO4的转化率为。(7)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放。可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水。加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应不小于mol·L-1,废水处理后方能达到国家排放标准。答案(1)4Fe(CrO2)2+7