2019高考化学大二轮复习热点大题专攻练三：化工生产与工艺流程

(三)化工生产与工艺流程1．工业制硫酸的尾气中含有一定量SO2，处理尾气的手段除了氨吸收法以外还有以下几种方法。

(一)工业实际吸收过程中，第Ⅰ步常采用浓苛性钠溶液吸收其中的SO2，然后向生成溶液中加入熟石灰，充分反应后将生成产物分离后再经氧化后制得产品A。

尾气（含SO2）――→苛性钠溶液ⅠNa2SO3――→Ca（OH）2Ⅱ――→O2Ⅲ产品A(1)产品A是______________(填化学式)。

(2)有人提出将第Ⅰ步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)2溶液直接制得产品CaSO3，你认为是否可行？________(填“可以”“不可以”或“不确定”)，原因是________________________________________________________________________。

(二)制备MnSO4·H2O：SO2还原MnO2矿制备MnSO4·H2O，过程如下：已知25 ℃时部分物质的溶度积常数如表：物质Mn(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2MnS FeS CuS溶度积2.1×10－134.0×10－382.2×10－231.0×10－116.3×10－186.3×10－38(3)还原时，若尾气中SO2含量为4.48%，除去标准状况下1 m3尾气至少需要含锰质量分数为55%的MnO2矿粉________ g。

(4)除铁时加入碳酸钙，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(5)试剂A最好是________(填化学式)。

(6)操作Ⅰ的名称为______。

MnSO4·H2O在1 150 ℃高温下易分解，产物是Mn3O4、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

解析：(1)流程发生的反应是二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，亚硫酸钠和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙，化学式为CaSO 4。

(2)将第Ⅰ步中的浓苛性钠溶液换成同温度下饱和Ca(OH)2溶液直接制得产品CaSO 3，由于氢氧化钙溶解度小对二氧化硫吸收不完全，所以不可以。

(3)1 m 3尾气含有SO 2：1 000 L ×4.48%÷22.4 L ·mol －1＝2 mol ；需要含锰质量分数为55%的MnO 2矿粉x gMnO 2 ＋ SO 2 ＋ H 2O===MnSO 4·H 2O87 g 1 molx g ×55%×8755 2 mol x ＝200。

(4)除铁发生的反应是利用铁离子在pH ＝6.5时全部沉淀除去，三价铁离子水解生成氢氧化铁和氢离子，加入碳酸钙会和氢离子反应，使pH 升高到6.5，反应的离子方程式为2Fe 3＋＋3H 2O ＋3CaCO 3===2Fe(OH)3↓＋3CO 2↑＋3Ca 2＋。

(5)MnS 比CuS 易溶，利用沉淀转化可用MnS 除去Cu 2＋。

(6)操作Ⅰ是依据流程得到硫酸锰溶液中的溶质晶体，采取的措施是蒸发浓缩、冷却结晶；MnSO 4·H 2O 在1 150 ℃高温下易分解，产物是Mn 3O 4、含硫化合物、水，依据电子守恒可知，3MnSO 4·H 2O ～Mn 3O 4～2e －；3MnSO 4·H 2O ～SO 2～6e －；所以生成的硫的化合物是二氧化硫和三氧化硫，依据原子守恒配平化学方程式为3MnSO 4·H 2O=====高温Mn 3O 4＋SO 2↑＋2SO 3↑＋3H 2O 。

答案：(1)CaSO 4 (2)不可以 Ca(OH)2在水中溶解度较小，c (OH －)太低，吸收效率不高 (3)200(4)2Fe 3＋＋3H 2O ＋3CaCO 3===2Fe(OH)3↓＋3CO 2↑＋3Ca 2＋[或Fe 3＋＋3H 2O Fe(OH)3＋3H ＋ 2H ＋＋CaCO 3===Ca 2＋＋CO 2↑＋H 2O] (5)MnS (6)蒸发浓缩，冷却结晶 3MnSO 4·H 2O=====高温Mn 3O 4＋SO 2↑＋2SO 3↑＋3H 2O2．三氧化二镍(Ni 2O 3)是一种灰黑色无气味有光泽的块状物，易碎成细粉末，常用于制造高能电池。

工业上以金属镍废料生产NiCl 2，继而生产Ni 2O 3的工艺流程如下：下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L －1计算)。

的pH(1)为了提高金属镍废料浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施有①适当升高温度；②搅拌；③____________等。

(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni 2＋、Cl －，另含有少量Fe 2＋、Fe 3＋、Al 3＋等。

沉镍前需加Na 2CO 3控制溶液pH 范围为____________________。

(3)从滤液A 中可回收利用的主要物质是Na 2CO 3和________。

(4)“氧化”生成Ni 2O 3的离子方程式为________________________________________________________________________。

(5)工业上用镍为阳极，电解0.05～0.1 mol·L －1 NiCl 2溶液与一定量NH 4Cl 组成的混合溶液，可得到高纯度、球形的超细镍粉。

当其他条件一定时，NH 4Cl 的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示，则NH 4Cl 的浓度最好控制为________________________________________________________________________。

(6)如果在“沉镍”步骤把Na 2CO 3改为加草酸，则可以制得草酸镍晶体(NiC 2O 4·2H 2O)。

草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时，可以制得Ni 2O 3，同时获得混合气体。

草酸镍晶体受热分解的化学方程式为______________________________________________。

解析：(1)为了提高金属镍废料浸出的速率，还可以增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末等)。

(2)沉镍前要将铝离子和铁离子沉淀完全，而镍离子不能产生沉淀，所以溶液的pH 控制在5.0～7.1。

(3)滤液A 中还主要含有氯化钠，可回收利用。

(4)Cl 由＋1价降低到－1价，即反应生成NaCl ，而Ni 由＋2价升高到＋3价，生成Ni 2O 3，反应离子方程式为2Ni 2＋＋ClO －＋4OH －===Ni 2O 3↓＋Cl －＋2H 2O 。

(5)根据图示可知，NH 4Cl 的浓度为10 g·L －1时，镍的成粉率最高，所以NH 4Cl 的浓度最好控制为10 g·L －1。

(6)草酸镍(NiC 2O 4·2H 2O)在热空气中干燥脱水后生成NiC 2O 4，NiC 2O 4再发生氧化还原反应(Ni 由＋2价升高到＋3价，则C 由＋3价降低到＋2价，题中要求生成混合气体，则另一气体为CO 2)生成Ni 2O 3、CO 、CO 2，再利用化合价升降相等，Ni ：升高2×(3－2)，C ：升高1×(4－3)，C ：降低：3×(3－2)，配平方程式为2NiC 2O 4·2H 2O=====高温Ni 2O 3＋3CO↑＋CO 2↑＋4H 2O 。

答案：(1)增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末等)(2)5.0～7.1 (3)NaCl (4)2Ni 2＋＋ClO －＋4OH －===Ni 2O 3↓＋Cl －＋2H 2O (5)10 g·L －1(6)2NiC 2O 4·2H 2O=====高温Ni 2O 3＋3CO↑＋CO 2↑＋4H 2O3．电石广泛应用于生产PVC 、维尼纶等，电石与水反应所得残渣——电石渣，主要含Ca(OH)2、CaCO 3及少量其他杂质。

某工业电石渣的几种回收利用流程如下：几种物质在水中的溶解度曲线如图所示。

回答下列问题：(1)常温氯化①反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②为提高Cl 2转化为Ca(ClO)2的转化率，可行的措施有________(填序号)。

A ．加热升高温度B ．适当减缓通入Cl 2的速率C ．充分搅拌浆料D ．加水使Ca(OH)2完全溶解③电石渣中的有害杂质CN －与ClO －反应转化为两种无害的气体，每转化1 mol CN －至少需要消耗氧化剂ClO －________ mol 。

(2)75 ℃氯化①生成氯酸钙中氯的化合价为________，氯化完成后过滤，滤渣的主要成分为__________________(填化学式)。

②氯酸钙能与KCl 反应转化为氯酸钾的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)有机反应首先生成氯代乙醇，其结构简式为________________________________________________________________________，氯代乙醇再与Ca(OH)2反应生产环氧乙烷。

总反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

解析：(1)①常温氯化，Cl 2与Ca(OH)2发生反应得到漂白液。

②加热升高温度，Ca(OH)2的溶解度降低，同时促进ClO －水解及HClO 分解，则Cl 2的转化率也降低，A 项不符合题意；适当减缓通入Cl 2的速率，等效于增大Ca(OH)2的浓度，Cl 2的转化率增大，B 项符合题意；充分搅拌浆料，能使反应完全，Cl 2的转化率增大，C 项符合题意；加水使Ca(OH)2完全溶解，不能改变Cl 2的转化率，D 项不符合题意。