1、工艺流程综合大题 1 1 （ （1414 分）磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题：分）磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题： (1)(1)下图所示为提纯白磷样品下图所示为提纯白磷样品( (含惰性杂质含惰性杂质) )的工艺流程。过程的工艺流程。过程 I I 中，被还原中，被还原 的元素是的元素是_(_(填元素符号填元素符号) )，过程，过程 IIIIII 的化学方程式为的化学方程式为_。 (2)(2)磷酸钒锂磷酸钒锂/ /碳复合材料碳复合材料LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3/C/C是常用的电极材料，其制备流程如是常用的电极材料，其制备流程
2、如 下：下： 复合材料中复合材料中 V V 的化合价为的化合价为_，C C 的作用是的作用是_。 V V2 2O O5 5与与 H H2 2C C2 2O O4 4反应生成反应生成 V V2 2(C(C2 2O O4 4) )3 3的化学方程式为的化学方程式为_； “洗涤”时； “洗涤”时 用乙醇而不用水的目的是用乙醇而不用水的目的是_。 锂离子电池是一种二次电池， 又称 “摇椅” 电池。 若用和锂离子电池是一种二次电池， 又称 “摇椅” 电池。 若用和LiLix xC C6 6和和LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3/C/C 做电极，放电时的电池总反应为做电极，放电时的电
3、池总反应为 LiLix xC C6 6LiLi3 3 x xV V2 2(PO (PO4 4) )3 3= Li= Li3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3+C+C6 6，则电池充电，则电池充电 时阳极的电极反应式为时阳极的电极反应式为_。 【答案】 （【答案】 （1 1）CuCu、P P（2 2 分）分） 2 Ca2 Ca3 3(PO(PO4 4) )2 2+6 SiO+6 SiO2 2+10C= 6CaSiO+10C= 6CaSiO3 3+10CO+10CO+P+P4 4（3 3 分）分） （2 2）+3+3（1 1 分）分） 增强复合材料的导电性（增强复合材料的导电性（1 1
4、 分）分） V V2 2O O5 5+5+5H H2 2C C2 2O O4 4= = V V2 2(C(C2 2O O4 4) )3 3+4CO+4CO2 2+5H+5H2 2O O（2 2 分）减少产品损耗（分）减少产品损耗（2 2 分）分） LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3- -xexe - -= Li = Li3 3 x xV V2 2(PO (PO4 4) )3 3+xLi+xLi + +（ （3 3 分）分） 【解析】【解析】(1)(1)根据图像，过程根据图像，过程 I I 中白磷与硫酸铜溶液反应生成磷酸和中白磷与硫酸铜溶液反应生成磷酸和 CuCu3 3P
5、P， 其中其中 P P 元素和元素和 CuCu 元素的化合价降低，被还原；过程元素的化合价降低，被还原；过程 IIIIII 中反应物为中反应物为 CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 2、 SiOSiO2 2和和 C C， 生成物为， 生成物为 CaSiOCaSiO3 3、 COCO 和和 P P4 4， 反应的化学方程式为， 反应的化学方程式为 2 Ca2 Ca3 3(PO(PO4 4) )2 2+6SiO+6SiO2 2+10C= +10C= 6CaSiO6CaSiO3 3+10CO+10CO+P+P4 4，故答案为，故答案为 CuCu、P P；2 Ca2 Ca3 3(PO(PO4 4
6、) )2 2+ +6 SiO6 SiO2 2+10C= 6CaSiO+10C= 6CaSiO3 3+10CO+10CO +P+P4 4； (2)(2)磷酸钒锂磷酸钒锂/ /碳复合材料碳复合材料LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3/C/C中磷酸根显中磷酸根显- -3 3 价，锂显价，锂显+1+1 价，因价，因 此此 V V 的化合价为的化合价为+3+3 价，该复合材料是常用的电极材料，价，该复合材料是常用的电极材料，C C 为导体，可以增强复合为导体，可以增强复合 材料的导电性，故答案为材料的导电性，故答案为+3+3；增强复合材料的导电性；增强复合材料的导电性； V V2 2
7、O O5 5与与 H H2 2C C2 2O O4 4反应生成反应生成 V V2 2(C(C2 2O O4 4) )3 3过程中过程中 V V 的化合价由的化合价由+5+5 价降低为价降低为+3+3 价，则价，则 草酸被氧化生成二氧化碳，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为草酸被氧化生成二氧化碳，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为 V V2 2O O5 5+5H+5H2 2C C2 2O O4 4= V= V2 2(C(C2 2O O4 4) )3 3+4CO+4CO2 2+5H+5H2 2O O；LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3能够溶于水， “洗
8、涤”时用乙醇而能够溶于水， “洗涤”时用乙醇而 不用水，可以减少产品损耗，故答案为不用水，可以减少产品损耗，故答案为 V V2 2O O5 5+5H+5H2 2C C2 2O O4 4= V= V2 2(C(C2 2O O4 4) )3 3+4CO+4CO2 2+5H+5H2 2O O；减少；减少 产品损耗；产品损耗； 该锂离子放电时的电池总反应为该锂离子放电时的电池总反应为 LiLix xC C6 6LiLi3 3 x xV V2 2(PO (PO4 4) )3 3= Li= Li3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3+C+C6 6，则充，则充 电时电池的总反应为电时电池的总反应为
9、 LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3+C+C6 6LiLix xC C6 6+Li+Li3 3- -x xV V2 2(PO(PO4 4) )3 3，充电时阳极发生氧化反，充电时阳极发生氧化反 应，电极反应为：应，电极反应为：LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3- -xexe - -=Li =Li3 3- -x xV V2 2(PO(PO4 4) )3 3+xLi+xLi + +，故答案为 ，故答案为 LiLi3 3V V2 2(PO(PO4 4) )3 3- -xexe - -=Li =Li3 3- -x xV V2 2(PO(PO4 4) )3 3
10、+xLi+xLi + +。 。 2 2 （ （1212 分）以铬矿石（主要成分为分）以铬矿石（主要成分为 CrCr2 2O O3 3，还有，还有 AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2等杂质）为原料等杂质）为原料 制取红矾钠制取红矾钠 (Na(Na2 2CrCr2 2O O7 72H2H2 2O)O)的流程如图所示。的流程如图所示。 已知：已知：I ICrCr2 2O O3 3在碱性条件下易被氧化；在碱性条件下易被氧化； IIII高温条件下，高温条件下，AlAl2 2O O3 3与与 NaNa2 2COCO3 3发生的反应为发生的反应为:Al:Al2 2O O3 3 +Na+Na2 2
11、COCO3 3=2NaAlO=2NaAlO2 2 +CO +CO2 2； IIIIII2CrO2CrO4 4 2 2- -+2H +2H + + CrCr2 2O O7 7 2 2- - +H +H2 2O K=1.0O K=1.01010 1212 （1 1） “煅烧”时，） “煅烧”时，CrCr2 2O O3 3参加反应的化学方程式为参加反应的化学方程式为_。若“煅烧”操作最。若“煅烧”操作最 适宜的温度是适宜的温度是 800800900900， 则在实验室中进行此项操作时， 应选择， 则在实验室中进行此项操作时， 应选择_坩埚 （填坩埚 （填 字母） 。字母） 。 a a陶瓷陶瓷 b b
12、玻璃玻璃 c c石英石英 d d铁铁 （2 2）流程中可循环利用的物质除）流程中可循环利用的物质除 COCO2 2外还有外还有_（填化学式） 。（填化学式） 。 （3 3） “过滤） “过滤 IIII”所得沉淀主要有”所得沉淀主要有_（填化学式） 。（填化学式） 。 （4 4）由）由 NaNa2 2CrCr2 2O O7 7溶液制备红矾钠的具体实验操作有溶液制备红矾钠的具体实验操作有_，经洗涤、干燥得，经洗涤、干燥得 到红矾钠样品。到红矾钠样品。 （5 5） “电解”时，利用以下装置将） “电解”时，利用以下装置将 NaNa2 2CrOCrO4 4溶液转化为溶液转化为 NaNa2 2CrCr2
13、 2O O7 7溶液，当溶液，当 a a、b b 均为石墨电极时，均为石墨电极时，a a 电极的电极反应式为电极的电极反应式为_。若初始加入电解池中的。若初始加入电解池中的 c c (Na(Na2 2CrOCrO4 4)=1.0mol)=1.0molL L - -l l，随着“电解”的进行，当溶液 ，随着“电解”的进行，当溶液 pH=6pH=6 时，时，NaNa2 2CrOCrO4 4的转化率的转化率 为为_（忽略电解过程中溶液体积变化） 。（忽略电解过程中溶液体积变化） 。 【答案】【答案】 （1 1）2Cr2Cr2 2O O3 3+4Na+4Na2 2COCO3 3+3O+3O2 24Na
14、4Na2 2CrOCrO4 4+4CO+4CO2 2（2 2 分）分） d d（1 1 分）分） （2 2）NaNa2 2COCO3 3（1 1 分）分） （3 3）H H2 2SiOSiO3 3、AI(OH)AI(OH)3 3（2 2 分）分） （4 4）加热浓缩、冷却结晶、过滤（）加热浓缩、冷却结晶、过滤（2 2 分）分） （5 5）2H2H2 2O+2eO+2e - -=2OH =2OH - -+H +H2 2( (或或 2H2H + +2e +2e - -=H =H2 2) )（2 2 分）分） 50% 50% （2 2 分）分） 【解析】【解析】 （1 1）根据流程和上述分析， “煅
15、烧 时，）根据流程和上述分析， “煅烧 时，CrCr2 2O O3 3与加入的纯碱、空气高温下与加入的纯碱、空气高温下 反应生成反应生成 NaNa2 2CrOCrO4 4和二氧化碳，化学反应方程式为：和二氧化碳，化学反应方程式为： 2Cr2Cr2 2O O3 3+4Na+4Na2 2COCO3 3+3O+3O2 24Na4Na2 2CrOCrO4 4+4CO+4CO2 2；陶瓷、玻璃、石英当中都含有二氧化硅，；陶瓷、玻璃、石英当中都含有二氧化硅， 煅烧时加入的纯碱会与二氧化硅反应，损坏实验装置，因此因该在铁坩埚中进行煅烧时加入的纯碱会与二氧化硅反应，损坏实验装置，因此因该在铁坩埚中进行 煅烧操
16、作。煅烧操作。 （2 2）流程图中。 “过滤）流程图中。 “过滤 IIII”后得到溶液中含有”后得到溶液中含有 NaNa2 2COCO3 3，将混合溶液蒸发浓缩、，将混合溶液蒸发浓缩、 冷却结晶得到冷却结晶得到 NaNa2 2CrCr2 2O O7 7晶体后得到的滤液中含有大量晶体后得到的滤液中含有大量 NaNa2 2COCO3 3可用于煅烧操作。可用于煅烧操作。 （3 3）浸出液）浸出液中利用焙烧产生的二氧化碳调整溶液中利用焙烧产生的二氧化碳调整溶液 pH pH ，二氧化碳溶于水溶液，二氧化碳溶于水溶液 显酸性，滤液中的偏铝酸钠、显酸性，滤液中的偏铝酸钠、NaNa2 2SiOSiO3 3转化
17、为硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀。转化为硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀。 （4 4）由）由 NaNa2 2CrCr2 2O O7 7溶液制备红矾钠固体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗溶液制备红矾钠固体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗 涤。涤。 （5 5）根据电解池中）根据电解池中 a a 电极端，加入稀氢氧化钠，相当于电解水，流出浓氢电极端，加入稀氢氧化钠，相当于电解水，流出浓氢 氧化钠，说明氧化钠，说明 a a 电极周围产生大量氢氧根离子，因此可得电极周围产生大量氢氧根离子，因此可得 a a 电极上水中氢离子得电极上水中氢离子得 到电子转变为氢气和氢氧根，因此电极到电子转变为氢气和氢氧根，因此电极 a
18、a 为阴极，电极式为为阴极，电极式为 2H2H2 2O+2eO+2e - -=2OH =2OH - -+H +H2 2( (或或 2H2H + +2e +2e - -=H =H2 2) )；b b 电极为阳极，溶液中阴离子放电，根据放电顺序氢氧根大电极为阳极，溶液中阴离子放电，根据放电顺序氢氧根大于含氧于含氧 酸根（酸根（CrOCrO4 4 2 2- -） ，因此 ） ，因此 b b 电极为水中的氢氧根离子失去电子转变为氧气和氢离子，电极为水中的氢氧根离子失去电子转变为氧气和氢离子， 在氢离子存在的情况下，根据已知信息在氢离子存在的情况下，根据已知信息 2CrO2CrO4 4 2 2- -+2
19、H +2H + + CrCr2 2O O7 7 2 2- - +H +H2 2O K=1.0O K=1.01010 1212 可得，可得， 2-2- 274 1 Cr O=CrO 2 cc（）（），溶液的，溶液的 pH=6pH=6，即，即 + cH（）=1.0=1.01010 - -6 6mol/L mol/L， K=K= 2- 27 2- 2+ 2 4 Cr O Cr c ccOH （） （） （）= = 2- 4 2- 2+ 2 4 1 CrO 2 Cr c ccOH （） （） （） = = 2-+ 2 4 1 2 CrOcHc（） （） =1.0=1.01010 1212， ， 2-
20、4 CrOc（）=0.5mol/L=0.5mol/L，因此当溶液，因此当溶液 pH=6pH=6 时，溶液中剩余的时，溶液中剩余的 CrOCrO4 42 2- -为为 0.5mol0.5mol，消，消 耗的耗的 CrOCrO4 4 2 2- -为 为 0.5mol0.5mol，NaNa2 2CrOCrO4 4的转化率的转化率= = -l 0.5mol 1.0mol?L 100%=50%=50%。 3 3 （ （1414 分）磷铁（含分）磷铁（含 P P、FeFe、CrCr 等）是磷化工生产过程中产生的副产物，一等）是磷化工生产过程中产生的副产物，一 种以磷铁为原料制备种以磷铁为原料制备 342
21、Na PO 12H O 和和 3 Cr(OH)的流程如图所示： 的流程如图所示： 已知：水浸后已知：水浸后溶液的主要成分为溶液的主要成分为 34 Na PO和 和 24 Na CrO； ； 3 Cr(OH)的 的 31 K2.7 10 sp 回答下列问题：回答下列问题： （1 1） “破碎”的目的为） “破碎”的目的为_。 （2 2） “焙烧”时，应将原料加到） “焙烧”时，应将原料加到_坩埚中（填“陶瓷”或“钢制” ） ，坩埚中（填“陶瓷”或“钢制” ） ， 原因是原因是_ （结合化学方程式解释） ，（结合化学方程式解释） ， CrCr 单质发生的主单质发生的主要反应的化学方要反应的化学方
22、程式为程式为_。 （3 3）进一步提纯粗磷酸钠晶体的方法为）进一步提纯粗磷酸钠晶体的方法为_。 （4 4） “酸化”时发生反应的离子方程式为） “酸化”时发生反应的离子方程式为 _。 （5 5） “沉铬”时，加） “沉铬”时，加 NaOHNaOH 调节至调节至 pHpH 为为_时，铬离子刚好沉淀完全。时，铬离子刚好沉淀完全。 （已知：（已知：lg3 0.48 ，离子浓度为，离子浓度为 1010 - -5 5mol/L mol/L 时可认为该离子沉淀完全）时可认为该离子沉淀完全） 【答案】【答案】 （1 1）增大反应物的接触面积，提高培烧速率，使焙烧更充分）增大反应物的接触面积，提高培烧速率，使
23、焙烧更充分( (2 2 分分) ) （2 2）钢制）钢制(2(2 分分) ) 232232 Na COSiONa SiOCO 高温 ，腐蚀陶瓷坩埚，腐蚀陶瓷坩埚(2(2 分分) ) 223242 2Cr3O2Na CO2Na CrO2CO 高温 (2(2 分分) ) （3 3）重结晶）重结晶(2(2 分分) ) （4 4） 22 4272 2CrO2HCr OH O (2(2 分分) ) （5 5）5.48(25.48(2 分分) ) 【解析】【解析】(1)(1)焙烧前先将磷铁粉碎，可增大反应物的接触面积，达到提高培焙烧前先将磷铁粉碎，可增大反应物的接触面积，达到提高培 烧速率，使焙烧更充分的
24、目的；烧速率，使焙烧更充分的目的； (2)(2)因高温下碳酸钠和因高温下碳酸钠和 SiOSiO2 2能反应生成硅酸钠和能反应生成硅酸钠和 COCO2 2， 陶瓷中含有， 陶瓷中含有 SiOSiO2 2， 则 “焙， 则 “焙 烧”磷铁和碳酸钠混合物时，应将原料加到铁制坩埚中，烧”磷铁和碳酸钠混合物时，应将原料加到铁制坩埚中，可防止发生反应：可防止发生反应： 232232 Na COSiONa SiOCO 高温 ， 避免腐蚀陶瓷坩埚； 焙烧时， 避免腐蚀陶瓷坩埚； 焙烧时 CrCr 单质和单质和 NaNa2 2COCO3 3 在氧气中发生反应生成在氧气中发生反应生成 NaNa2 2CrOCrO4
25、 4和和 COCO2 2，发生的主要反应的化学方程式为，发生的主要反应的化学方程式为 223242 2Cr3O2Na CO2Na CrO2CO 高温 ； (3)(3)粗磷酸钠晶体混有粗磷酸钠晶体混有 24 Na CrO，可结合两者的溶解度随温度变化情况，可 ，可结合两者的溶解度随温度变化情况，可 通过重结晶提纯得到精制的磷酸钠晶体；通过重结晶提纯得到精制的磷酸钠晶体； (4)(4)将将 24 Na CrO溶液“酸化”得到 溶液“酸化”得到 NaNa2 2CrCr2 2O O7 7，发生反应的离子方程式为，发生反应的离子方程式为 22 4272 2CrO2HCr OH O ； (5)(5)已知已
26、知 K Ksp spCr(OH) Cr(OH)3 3=c(Cr=c(Cr 3+3+) ) c c 3 3(OH (OH - -)=2.7 )=2.71010 - -3131，当 ，当 c(Crc(Cr 3+3+)=10 )=10 - -5 5mol/L mol/L， c(OHc(OH - -)= )= 31 3 5 2.7 10 10 mol/L=3mol/L=31010 - -9 9 mol/L mol/L，此时溶液的，此时溶液的 pH=14pH=14- -9+lg3=5.489+lg3=5.48。 4 4(14(14 分分) )一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的一种以
27、黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的 综合利用率较高。其主要流程如下：综合利用率较高。其主要流程如下： 已知： “反应”的离子方程式为已知： “反应”的离子方程式为 CuCu 2 2 CuSCuS4Cl4Cl = =2CuCl=2CuCl2 2 S S。 回答下列问题：回答下列问题： (1)(1)铁红的化学式为铁红的化学式为_。 (2)(2)“反应”的还原剂是“反应”的还原剂是_(_(填化学式填化学式) )。 (3)(3)“反应”的离子方程式为“反应”的离子方程式为_。 (4)(4)辉铜矿的主要成分是辉铜矿的主要成分是 CuCu2 2S S，可由黄铜矿，可由黄铜矿( (主要成分主
28、要成分 CuFeSCuFeS2 2) )通过电化学反通过电化学反 应 转 变 而 成 ， 有 关 转 化 如 图 所 示 。 转 化 时 正 极 的 电 极 反 应 式 为应 转 变 而 成 ， 有 关 转 化 如 图 所 示 。 转 化 时 正 极 的 电 极 反 应 式 为 _。 (5)(5)从辉铜矿中浸取铜元素，可用从辉铜矿中浸取铜元素，可用 FeClFeCl3 3作浸取剂。作浸取剂。 反应反应 CuCu2 2S S4FeCl4FeCl3 3=2CuCl=2CuCl2 24FeCl4FeCl2 2S S，每生成，每生成 1 mol CuCl1 mol CuCl2 2，反应中转，反应中转
29、移电子的数目为移电子的数目为_；浸取时，在有氧环境下可维持；浸取时，在有氧环境下可维持 FeFe 3 3较高浓 较高浓 度。有关反应的离子方程式是度。有关反应的离子方程式是_。 浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素的浸取率的变化如图，其原因是浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素的浸取率的变化如图，其原因是 _。 (6)CuCl(6)CuCl 悬浊液中加入悬浊液中加入 NaNa2 2S S，发生的反应为，发生的反应为 2CuCl(s)2CuCl(s)S S 2 2(aq) (aq)CuCu2 2S(s)S(s) 2Cl2Cl (aq) (aq)， 该反应的平衡常数， 该反应的平衡常数K K_已知
30、已知K Ksp sp(CuCl)(CuCl)1.21.2 1010 6 6， ，K Ksp sp(Cu(Cu2 2S)S)2.52.51010 4343 。 。 解析：解析： (1)(1)铁红是氧化铁， 化学式为铁红是氧化铁， 化学式为 FeFe2 2O O3 3。 (2)(2)根据根据 CuCu 2 2 CuSCuS4Cl4Cl = =2CuCl=2CuCl2 2 S S，硫元素化合价升高，所以，硫元素化合价升高，所以 CuSCuS 是还是还原剂。原剂。(3)(3)反应反应CuClCuCl2 2 被氧气氧化为 被氧气氧化为 CuCu 2 2，离子方程式为 ，离子方程式为 4CuCl4CuCl
31、2 2 O O2 24H4H = =4Cu=4Cu 2 2 8Cl8Cl 2H2H2 2O O。(4)(4)根据转化关根据转化关 系图，系图，CuFeSCuFeS2 2在正极得电子生成在正极得电子生成 CuCu2 2S S、FeFe 2 2、 、H H2 2S S，转化时正极的电极反应式为，转化时正极的电极反应式为 2CuFeS2CuFeS2 2 6H6H 2e2e =Cu=Cu2 2S S 2Fe2Fe 2 2 3H3H2 2S S 。 。 (5)(5) 根 据 反 应 根 据 反 应 CuCu2 2S S 4FeCl4FeCl3 3=2CuCl=2CuCl2 24FeCl4FeCl2 2S
32、 S 可知，每生成可知，每生成 2 mol CuCl2 mol CuCl2 2，转移，转移 4 mol4 mol 电子，每生电子，每生 成成 1 mol CuCl1 mol CuCl2 2，反应中转移电子的数目为，反应中转移电子的数目为 2 2N NA A；氧气能把；氧气能把 FeFe 2 2氧化为 氧化为 FeFe 3 3，离子 ，离子 方程式为方程式为 4Fe4Fe 2 2 O O2 24H4H = =4Fe=4Fe 3 3 2H2H2 2O O。CuCu2 2S S 难溶，生成的硫覆盖在难溶，生成的硫覆盖在 CuCu2 2S S 表表 面，阻碍浸取，所以洗涤时铜元素的浸取率的变化如题图。
33、面，阻碍浸取，所以洗涤时铜元素的浸取率的变化如题图。(6)2CuCl(s)(6)2CuCl(s)S S 2 2 (aq)(aq)CuCu2 2S(s)S(s) 2Cl2Cl (aq)(aq) 的 平 衡 常 数的 平 衡 常 数K K c c 2 2 Cl Cl c c S S 2 2 c c 2 2 Cu Cu c c 2 2 Cl Cl c c 2 2 Cu Cu c c S S 2 2 K Ksp sp CuClCuCl 2 2 K Ksp sp CuCu2 2S S 5.765.761010 3030。 。 答案：答案：(1)Fe(1)Fe2 2O O3 3 (2(2)CuS)CuS
34、(3)4CuCl(3)4CuCl2 2 O O2 24H4H = =4Cu=4Cu 2 2 8Cl8Cl 2H2H2 2O O (4)2CuFeS(4)2CuFeS2 26H6H 2e2e = =Cu=Cu2 2S S2Fe2Fe 2 2 3H3H2 2S S (5)(5)2 2N NA A 4Fe4Fe 2 2 O O2 24H4H = =4Fe=4Fe 3 3 2H2H2 2O O 生成的硫覆盖在生成的硫覆盖在 CuCu2 2S S 表面，阻碍浸取表面，阻碍浸取 (6)5.76(6)5.761010 3030 5 5(14(14 分分) )锌浮渣主要含锌浮渣主要含 ZnZn、ZnOZnO、
35、SiOSiO2 2、FeFe 2 2、 、CdCd 2 2、 、MnMn 2 2，工业上可通过 ，工业上可通过 控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下：控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下： (1)(1)滤渣滤渣 1 1 的成分为的成分为_。 (2)(2)在在 S S2 2O O 2 2 8 8的结构式中只含有一个“的结构式中只含有一个“O OO O”非极性键，则”非极性键，则 S S 的化合价：的化合价： _；工业上常用惰性电极电解；工业上常用惰性电极电解(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4生产生产 (NH(NH4 4) )2 2S S2 2O
36、O8 8( (过二硫酸铵过二硫酸铵) )，阳极电极反应式为，阳极电极反应式为_。 净化净化 1 1 是为了将是为了将 MnMn 2 2转化为 转化为 MnOMnO2 2而除去，写出该反应的离子方程式：而除去，写出该反应的离子方程式： _。 (3)(3)净化净化 3 3 的目的是的目的是_。 (4)(4)碳化回收溶液的主要成分为碳化回收溶液的主要成分为_，该物质循环使用的目，该物质循环使用的目 的是的是_。 (5)(5)碳化在碳化在 50 50 进行， “前驱体”的化学式为进行， “前驱体”的化学式为 ZnCOZnCO3 32Zn(OH)2Zn(OH)2 2H H2 2O O，写出碳，写出碳 化
37、过程生成“前驱体”的化学方程式：化过程生成“前驱体”的化学方程式：_。 解解析：析：(1)(1)锌浮渣主要含锌浮渣主要含 ZnZn、ZnOZnO、SiOSiO2 2等物质，加入稀硫酸，等物质，加入稀硫酸，ZnZn、ZnOZnO 与稀与稀 硫酸反应变为硫酸反应变为 ZnZn 2 2进入溶液，而 进入溶液，而 SiOSiO2 2是酸性氧化物，不能与硫酸反应，所以滤渣是酸性氧化物，不能与硫酸反应，所以滤渣 1 1 主要成分是二氧化硅。主要成分是二氧化硅。 (2)(2)过二硫酸根中，形成过氧键的氧元素是过二硫酸根中，形成过氧键的氧元素是1 1 价，其余氧元素是价，其余氧元素是2 2 价，所价，所 以以
38、 S S 元素的化合价为元素的化合价为6 6 价；用惰性电极电解价；用惰性电极电解(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4生产生产(NH(NH4 4) )2 2S S2 2O O8 8( (过二硫酸过二硫酸 铵铵) )，SOSO 2 2 4 4在阳极上失去电子，变为在阳极上失去电子，变为 S S2 2O O 2 2 8 8，阳极电极反应式为，阳极电极反应式为 2SO2SO 2 2 4 42 2e e = =S=S2 2O O 2 2 8 8； 净化净化 1 1 的溶液中含有的溶液中含有 ZnZn 2 2、 、MnMn 2 2、 、FeFe 2 2、 、CdCd 2 2，向净化 ，向净化 1
39、 1 溶液中加入溶液中加入(NH(NH4 4) )2 2S S2 2O O8 8溶溶 液，液， (NH(NH4 4) )2 2S S2 2O O8 8将将 MnMn 2 2氧化转化为 氧化转化为 MnOMnO2 2形成滤渣形成滤渣 2 2 而过滤除去，而过滤除去，S S2 2O O 2 2 8 8则获得电子变则获得电子变 为为 SOSO 2 2 4 4进入溶液， 该反应的离子方程式为进入溶液， 该反应的离子方程式为 MnMn 2 2 S S2 2O O 2 2 8 82H2H2 2O O=MnO=MnO2 22SO2SO 2 2 4 44H4H 。 。 (3)(3)净化净化 2 2 的目的是加
40、入的目的是加入 H H2 2O O2 2将溶将溶液中的液中的 FeFe 2 2氧化为 氧化为3 3 价的铁， 与溶液中的价的铁， 与溶液中的 OHOH 结合形成 结合形成 FeO(OH)FeO(OH)沉淀除去，向净化沉淀除去，向净化 3 3 溶液中加入溶液中加入 ZnZn 粉，粉，ZnZnCdCd 2 2= =Zn=Zn 2 2 CdCd，然后过滤，可以将过量的，然后过滤，可以将过量的 ZnZn 及置换出的及置换出的 CdCd 单质过滤除去，所以滤渣单质过滤除去，所以滤渣 3 3 的成的成 分为分为 ZnZn、CdCd。 (4)(5)(4)(5)净化净化 3 3 以后的滤液中含有以后的滤液中含
41、有 ZnZn 2 2，向该溶液中加入碳酸氢铵碳化，得到 ，向该溶液中加入碳酸氢铵碳化，得到 硫酸铵和二氧化碳及“前躯体” ，其化学式为硫酸铵和二氧化碳及“前躯体” ，其化学式为 ZnCOZnCO3 32Zn(OH)2Zn(OH)2 2H H2 2O O，反应方程式，反应方程式 为为 3ZnSO3ZnSO4 46NH6NH4 4HCOHCO3 3=ZnCO=ZnCO3 32Zn(OH)2Zn(OH)2 2H H2 2O O3(NH3(NH4 4) )2 2SOSO4 45CO5CO2 2，形成沉淀，形成沉淀后后 过滤，得到的滤液中主要溶质是过滤，得到的滤液中主要溶质是(NH(NH4 4) )2
42、2SOSO4 4，该物质含有，该物质含有 N N 元素，可直接用作氮肥，元素，可直接用作氮肥， 也可以用于循环使用制备也可以用于循环使用制备(NH(NH4 4) )2 2S S2 2O O8 8( (过二硫酸铵过二硫酸铵) )。 答案：答案：(1)(1)二氧化硅二氧化硅( (或或 SiOSiO2 2) ) (2)(2)6 6 2SO2SO 2 2 4 42e2e = =S=S2 2O O 2 2 8 8 MnMn 2 2 S S2 2O O 2 2 8 8 2H2H2 2O O=MnO=MnO2 22SO2SO 2 2 4 44H4H (3) (3)除去溶液中的除去溶液中的 CdCd 2 2 (4)(NH (4)(NH4 4) )2 2SOSO4 4 可用于制备可用于制备 (NH(NH4 4) )2 2S S2 2O O8 8( (过二硫酸铵过二硫酸铵) ) (5)3ZnSO(5)3ZnSO4 46NH6NH4 4HCOHCO3 3= ZnCO= ZnCO3 32Zn(OH)2Zn(
