loading2020届高三化学高考考前复习——工业流程图专题训练（有答案）
1、（2020年北京西城6月）石油加氢精制和天然气净化等过程产生有毒的H2S，直接排放会污染空气。 （1）工业上用克劳斯工艺处理含H2S的尾气获得硫黄，流程如下：
①反应炉中的反应：2H2S(g)+3O2(g) == 2SO2(g)+2H2O(g) ?H＝-1035.6 kJ·mol?1 催化转化器中的反应：2H2S(g)+SO2(g) == 3S(g)+2H2O(g) ?H＝-92.8 kJ·mol?1 克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式：______。
②为了提高H2S转化为S的比例，理论上应控制反应炉中H2S的转化率为______。 （2）科研工作者利用微波法处理尾气中的H2S并回收H2和S，反应为：H2S
下，H2S的转化率随温度变化的曲线如右图。 ①H2S分解生成H2和S的反应为______ 反应（填“吸热”或“放热”）。 ②微波的作用是______。
（3）某科研小组将微电池技术用于去除天然气中的H2S，装意图如下，主要反应：
2Fe+2H2S+O2== 2FeS+2H2O（FeS难溶于水）， 室温时，pH=7的条件下，研究反应时间对 H2S的去除率的影响。
①装置中微电池负极的电极反应式：______。 ②一段时间后，单位时间内H2S的去除率降低， 可能的原因是______。
答案（1）①2H2S(g)+O2(g) == 2S(g)+2H2O(g) ?H＝-407.1 kJ·mol?1 ② 或33.3%
置示
一定条件 H2+S，一定条件
13（2）①吸热（1分）
②微波使H2S
H2+S的化学平衡向正反应方向移动，提高平衡转化率（1分）
（3）①Fe-2e－+H2S== FeS+2H+
②生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢；铁的量
因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢
2、资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。某工厂以酸性工业废水(含H、Al3
＋
＋
2、Mg2、Cr2O27、SO4)以及硫酸厂废气(SO2)为原料提取铬的工艺流程如下：
＋－－
有关数据如下表所示。
化合物 完全沉淀的pH 开始溶解的pH Ksp近似值 请回答下列问题：
(1)步骤①中发生主要反应的离子方程式为_________________________ _____________________________________________________。 (2)步骤②中加入适量Al2O3的目的是_____________________________。
(3)为了达到实验目的，步骤③中加入NaOH溶液，应调节溶液的pH范围为_____________________________________________________。 (4)步骤⑥向滤液
B
中通入过量
CO2，反应的离子方程式为
Mg(OH)2 10.5 — 5.6×10－12Al(OH)3 4.3 7.8 1.3×10－33Cr(OH)3 5.3 9.2 6.3×10－31 _____________________________________________________。 (5)工业上也常采用下列装置，利用电解法处理含铬废水。
①在电解过程中阳极区pH增大的原因是_____________________________________________________ _____________________________________________________。
②理论上每处理含1 mol K2Cr2O7的废水，阴极区得到的气体体积为________L(标准状况)。
－解析 (1)步骤①中，SO2有还原性，Cr2O2故发生主要反应的离子方程式为：7在酸性条件下具有强氧化性，
3＋2－－＋Cr2O2(2)根据题中表格数据，步骤②中加入适量Al2O3的目的是：7＋3SO2＋2H===2Cr＋3SO4＋H2O。
调节溶液的pH，使Cr3＋、Al3＋形成沉淀而与Mg2＋分离。(3)步骤③中的滤渣A为：Al(OH)3和Cr(OH)3，加入NaOH溶液使氢氧化铝溶解，但不能使Cr(OH)3沉淀溶解，故调节溶液的pH范围为：7.8≤pH＜9.2。(4)步骤⑥向滤液B中通入过量CO2，滤液B为偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠溶液和过量CO2反应生成Al(OH)3
－和碳酸氢钠，反应的离子方程式为：AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3。(5)①右侧铁板为阳极，铁2－氧化，反应生成Cr3＋和Fe3＋，反应的离子方程式：CrO2－
放电生成亚铁离子，亚铁离子被溶液中Cr2O7272－发生＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，故在电解过程中阳极区pH增大的原因是：Fe2＋与Cr2O7
反应消耗H＋，同时H＋通过质子交换膜迁移到阴极区。②阴极氢离子放电生成氢气，2H＋＋2e－===H2↑，
2－＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7HO，阳极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，根据此反应Cr2O7可知1 mol 2
K2Cr2O7和6 mol Fe2＋反应，所以阳极每生成6 mol Fe2＋，失去12 mol电子，根据得失电子守恒可知：阴极区生成氢气为6 mol，标况下氢气的体积为：134.4 L。
32答案 (1)Cr2O27＋3SO2＋2H===2Cr＋3SO4＋H2O
－
＋
＋
－
(2)调节溶液的pH，使Cr3、Al3形成沉淀而与Mg2分离 (3)7.8≤pH＜9.2
＋＋＋
(4)AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3
(5)①Fe2与Cr2O27发生反应消耗H，同时H通过质子交换膜迁移到阴极区 ②134.4
3. 中科院张涛院士的研究团队研究发现纳米ZnO可作为一些催化剂的载体。下图是通过锌精矿(主要成分为ZnS)与软锰矿(主要成分为MnO2)酸性共融法制备纳米ZnO及MnO2的工艺流程。回答下列问题：
＋
－
＋
＋
－－
(1)“酸浸”时，锌、锰离子浸出率与溶液温度的关系如图所示。当锌、锰离子浸出效果最佳时，所采用的最适宜温度为________。
(2)写出酸浸时
ZnS
与
MnO2发生的主要反应的化学方程式(无单质硫生
成)_____________________________________________________。
(3)P507(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、锰离子时，溶液的初始pH与分离系数的关系如表所示：
初始pH 锌、锰离子 7.64 分离系数 8.83 9.97 11.21 12.10 13.17 13.36 11.75 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 已知：分离系数越大，分离效果越好；萃取剂P507是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体，属于酸性萃取剂。
试分析初始
pH>4.0
时，锌、锰离子分离系数降低的原因是
_____________________________________________________。
2(4)(NH4)2S2O8是一种强氧化剂，能与Mn2反应生成SO24和紫色MnO4。用(NH4)2S2O8检验水相中的Mn
＋
＋
－
－
时发生反应的离子方程式为_____________________________________________________
_____________________________________________________。
(5)二氧化锰广泛用于电池。一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。电池放电时，负极的电极反应式为 _____________________________________________________。
(6)电解尿素的碱性溶液制取N2和H2的装置如图所示。(电解池中的隔膜仅阻止气体通过，两电极都是惰性电极)
n（KOH）
A电极的名称为________，若起始时加入电解池的原料配比＝3，完全反应后，电解排出液
n[CO（NH2）2]n（OH）中＝________。 －
n（CO23）
解析 (1)根据图示，“酸浸”时，当温度为95 ℃时，锌、锰离子浸出率均较大，再升高温度，浸出率变化不大，故最适宜温度为95 ℃。(2)根据工艺流程分析，酸浸时，ZnS、MnO2分别转化为ZnSO4、MnSO4，即S由－2价升为＋6价，Mn由＋4价降为＋2价，根据得失电子守恒，ZnS、MnO2的化学计量数之比为1∶4，再根据原子守恒，配平化学方程式为：ZnS＋4MnO2＋4H2SO4===ZnSO4＋4MnSO4＋4H2O。(3)P507
2－与Mn2＋属于酸性萃取剂，pH过大，P507与OH－反应而损失，因此锌、锰离子分离系数降低。(4)S2O8
－