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高考化学复习《化工流程综合题》模拟题汇总

类型一以物质制备为目的

1．（2024·北京东城·二模）和都具有广泛的用途。

Ⅰ.工业上用软锰矿（主要含）和硫锰矿（主要含）联合制备的流程如图。

资料：几种化合物的

硫化物

（易溶）

氢氧化物

(1)为提高浸出速率，可采取的措施有（答出两条即可）。

(2)浸出过程中产生的对与的反应起催化作用，机理如下。

ⅰ.；

ⅱ.（离子方程式）。

(3)流程图中采用①和②共同除去浸出液中金属阳离子杂质，解释不能单独使用①去除这些杂质离子的原因：。

(4)滤渣2的主要成分是。

Ⅱ.以溶液为原料，用图1装置（均为惰性电极）同步制备和。

(5)结合离子交换膜的类型，解释中间室产生较浓硫酸的原因：。

(6)图1中电极上的电解效率与溶液的关系如图2所示。随的增大，电解效率先增大后减小的原因是。

【答案】(1)将原料粉碎，适当升温

(2)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2H2O+2Fe3+

(3)Co(OH)2、Ni(OH)2和Mn(OH)2的Ksp相差不大，调节pH除Ni2+和Co2+时，易使Mn2+共沉淀而损失

(4)BaSO4、CoS、NiS

(5)A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜，阴极区的硫酸根离子与阳极区的氢离子分别向中间室迁移

(6)pH＜7.0时，随着pH的增大，氢离子的浓度降低，氢离子在阴极放电被抑制，有利于Mn2+放电；pH＞7.0之后，部分Mn2+转化为Mn(OH)2，导致Mn2+的浓度降低，对Mn2+放电不利

【分析】将软锰矿（主要含MnO2）和硫锰矿（主要含MnS）用硫酸浸出，过滤，浸出液中主要含有Mn2＋、Fe3＋、Co2＋、Ni2＋等金属离子，加入MnO2的作用是将浸出液中的硫离子氧化为S，同时自身被还原为Mn2＋，所以浸出渣主要成分为S，加入氨水调节溶液的pH除去铁离子，过滤后的滤液中加入BaS净化除去Co2＋、Ni2＋等离子，过滤得到滤液2，最终得到MnSO4，滤渣2为BaSO4、CoS、NiS。

【详解】（1）为提高浸出速率，可采取的措施有将原料粉碎，适当升温等；

（2）浸出过程中产生的Fe3+对MnO2与MnS的反应起催化作用，机理如下：ⅰ.2Fe3++MnS=Mn2++2Fe2++S；

ⅱ.MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2H2O+2Fe3+；

（3）流程图中采用①和②共同除去浸出液中金属阳离子杂质，不能单独使用①去除这些杂质离子的原因：Co(OH)2、Ni(OH)2和Mn(OH)2的Ksp相差不大，调节pH除Ni2+和Co2+时，易使Mn2+共沉淀而损失；

（4）根据分析可知，滤渣2的主要成分是BaSO4、CoS、NiS；

（5）中间室产生较浓硫酸的原因：A为阳离子交换膜，B为阴离子交换膜，阴极区的硫酸根离子与阳极区的氢离子分别向中间室迁移；

（6）随pH的增大，电解效率先增大后减小的原因是：pH＜7.0时，随着pH的增大，氢离子的浓度降低，氢离子在阴极放电被抑制，有利于Mn2+放电；pH＞7.0之后，部分Mn2+转化为Mn(OH)2，导致Mn2+的浓度降低，对Mn2+放电不利。

2．（2024·北京朝阳·一模）以菱锰矿(主要成分为MnCO3、CaCO3、MgCO3、SiO2和少量FeCO3等)为原料提纯MnCO3的一种流程示意图如下。

已知：i．浸出渣C的主要成分为SiO2、CaCO3、Fe2O3。

ii．常温时，部分物质的Ksp如下表所示：

物质

MnCO3

Mn(OH)2

MgCO3

Mg(OH)2

Ksp

1.8×10-11

1.9×10-13

6.8×10-6

5.6×10-12

iii．1mol·L-1的NH4HCO3溶液pH≈8，c()≈3.3×10-3mol·L-1

(1)将菱锰矿“研磨”的目的是。

(2)写出MnCO3在“氯化焙烧”过程发生反应的化学方程式：。

(3)用1mol·L-1的NH4HCO3溶液“沉锰”时浸出液pH对产品中锰元素的质量分数和锰的回收率的影响如下图。

注:锰的回收率=

①“沉锰”反应的离子方程式是。

②分析浸出液pH=8时，MnCO3产品中存在的杂质可能是，说明判断依据。

(4)该流程中可以循环利用的物质有。

(5)检测产品中锰元素的质量分数，取agMnCO3产品溶于100mL硫酸和磷酸的混合溶液中，取10mL加入稍过量的NH4NO3溶液，使Mn2+氧化为[Mn(PO4)2]3-。待充