2019届高考化学满分专练专题08工艺流程

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1、专题08工艺流程1．硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。用锌白矿（主要成分为ZnO，还含有FeO、CuO、SiO2等杂质）制备ZnSO4·7H2O的流程如下。已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10−38，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10−20（1）“滤渣1”的主要成分是_______（填化学式）。“酸浸”过程中，为了提高锌元素浸出速率，可采取的措施有：①适当提高酸的浓度，②_______（填一种）。（2）“氧化”过程中，发生氧化还原反应的离子方程式是_______。（3）“沉淀”过程中，加入ZnO产生Fe(OH)

2、3沉淀的原因是_______。（4）加入适量ZnO固体，若只析出Fe(OH)3沉淀而未析出Cu(OH)2沉淀，且测得沉淀后的溶液中c(Fe3＋)＝4.0×10−14mol/L，此时溶液中c(Cu2＋)的取值范围是_______mol/L。（5）加入适量锌粉的作用是_______。（6）由滤液得到ZnSO4•7H2O的操作依次为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、_______、_______。【答案】SiO2粉碎锌白矿或充分搅拌浆料或适当加热等2Fe2++H2O2+2H+

3、=2Fe3++2H2OFe3+在溶液中存在水解平衡: Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入ZnO 后，与H+反应，H+浓度减小，水解平衡正向进行，生成Fe(OH)3沉淀<2.2×10-4除去溶液中的Cu2+蒸发浓缩冷却结晶漏斗玻璃棒【解析】本题主要考查用锌白矿制备ZnSO4·7H2O的流程的评价。（1）“滤渣1”的主要成分是不溶于稀硫酸的SiO2。“酸浸”过程中，为了提高锌元素浸出速率，可采取的措施有：①适当提高酸的浓度，②粉碎锌白矿或充分搅拌浆料或适当加热等。（2）“氧化”过程中，发生氧化还原反应的离子方程式是2F

4、e2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。（3）“沉淀”过程中，加入ZnO产生Fe(OH)3沉淀的原因是Fe3+在溶液中存在水解平衡: Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入ZnO 后，与H+反应，H+浓度减小，水解平衡正向进行，生成Fe(OH)3沉淀。（4）c(OH－)≥(=10-8mol/L，此时溶液中c(Cu2＋)=<2.2×10-4mol/L。（5）加入适量锌粉的作用是除去溶液中的Cu2+。（6）由滤液得到ZnSO4•7H2O的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。实验室中过滤操作需要使用的玻璃

5、仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。2．某工厂以重晶石（主要含BaSO4）为原料，生产“电子陶瓷工业支柱”——钛酸(BaTiO3)的工艺流程如下：回答下列问题：(l)为提高BaCO3的酸浸速率，可采取的措施为__（写出一条即可）；常温下，TiCl4为液体且易水解，配制一定浓度的TiCl4溶液的方法是____。(2)用Na2CO3溶液浸泡重晶石（假设杂质不与Na2CO3反应），能将BaSO4转化为BaCO3，此反应的平衡常数K=___（填写计算结果）；若不考虑CO32－的水解，要使2.33gBaSO4恰好完全转化为BaCO3，则至少需要浓

6、度为1.0mol·L－1Na2CO3溶液___mL。（已知：Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、Ksp(BaCO3)=5.0×10-9）(3)流程中“混合”溶液的钛元素在不同pH时主要以TiO(OH)＋、TiOC2O4、TiO(C2O4)22－三种形式存在（变化曲线如右图所示）。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.8左右，再进行“沉淀”，其反应的离子方程式为____；图中曲线c对应钛的形式为____（填粒子符号）。(4)流程中“滤液”的主要成分为____；隔绝空气煅烧草酸氧钛钡晶体得到钛酸钡粉体和气态产物，试

7、写出反应的化学方程式：____。【答案】将BaCO3研成粉末或适当增大盐酸浓度或适当加热或搅拌等溶于浓盐酸，再加适量水稀释至所需浓度0.02510TiO(C2O4)22－＋Ba2＋＋4H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓TiO(OH)＋NH4ClBaTiO(C2O4)2·4H2OBaTiO3＋2CO↑＋2CO2↑＋4H2O【解析】(1)盐酸与BaCO3发生反应：2HCl+BaCO3=BaCl2+H2O+CO2↑，为了加快反应速率可以将固体BaCO3研成粉末，以增大接触面积；也可以适当增大盐酸浓度或适当加热升高反应温度或

8、搅拌等；TiCl4是强酸弱碱盐，在溶液中Ti4+会发生水解反应：Ti4++4H2OTi(OH)4+4H+，使溶液变浑浊，为了配制得到澄清的TiCl4溶液，同时不引入杂质离子，通常是将TiCl4溶于浓盐酸中，然后再加适量水稀释至所需浓度；(2)在溶液中BaSO4存在沉淀溶解平衡