1、含锌物制备工业流程题一、单选题（本大题共13小题，共39分）1. 利用废旧锌锰干电池可以制备硫酸锌晶体和二氧化锰，下图示利用干电池中炭包制备二氧化锰的工艺流程。已知：炭包的主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、炭粉，还含有少量的Cu、Ag、Fe。下列有关说法不正确的是( )A. 炭包酸浸过程选用的最佳酸为稀硝酸B. 滤渣焙炒过程除去的杂质主要是炭粉C. 在粗MnO2溶解时，氧化剂与还原剂为物质的量之比为1：2D. 沉锰后焙烧时，发生反应的化学方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO22. 实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示：下
2、列叙述错误的是( )A. “溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入O2代替H2O2B. 铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的H2O2C. 与加入锌粉反应的离子为Cu2、H+D. “过滤”操作后，将滤液蒸干、高温灼烧即可制取纯净的ZnO3. 2Zn(OH)2ZnCO3是制备活性ZnO的中间体，以锌焙砂(主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子)为原料制备2Zn(OH)2ZnCO3的工艺流程如下。下列说法不正确的是( )A. 当(NH4)SO4、NH3H2O的混合溶液呈中性时，cNH4+=2cSO42-B. “浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施是搅拌、适当加热C. “浸取”时加
3、入的NH3H2O过量，生成MnO2的离子方程式为：Mn2+H2O2+2NH3H2O=MnO2+2NH4+2H2OD. “过滤”所得滤液可循环使用，其主要成分的化学式是NH4HCO34. 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()，Mn()，Ni()等杂质的流程如图所示：提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；Fe(OH)3在pH约为4时完全沉淀。下列说法正确的是 ( )A. 中除去的杂质离子只有Mn2+，其反应是2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+B. 调节pH约为5的目的是增强高锰酸钾溶液的氧化性C. 中过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有
4、Fe和NiD. 取干燥后的滤饼11.2g，煅烧可得到产品8.1g，中产物的成分可能是ZnCO3Zn(OH)25. 某兴趣小组用镀锌铁皮制备ZnSO47H2O，流程如下。下列说法正确的是( )A. 去锌铁皮为纯净的铁单质B. 滤液1中加入H2O2发生的反应为2Fe2+H2O2=2Fe3+2OH-C. 为了不引入杂质离子，调pH可使用锌单质D. 操作为重结晶6. 以工业级氧化锌(含Fe2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+等杂质)为原料制备氧化锌的流程如图：其中“氧化”加入KMnO4是为了除去浸出液中的Fe2+和Mn2+。下列书法错误的是( )A. 浸出时通过粉碎氧化锌提高浸出率B. “氧化”生成的固
5、体是MnO2和Fe(OH)3C. “置换”加入锌粉是为了除去溶液中的Cu2+、Ni2+等D. “煅烧”操作用到的仪器：玻璃棒、蒸发皿、泥三角、三脚架、酒精灯7. 2Zn(OH)2ZnCO3是制备活性ZnO的中间体，以锌焙砂(主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子)为原料制备2Zn(OH)2ZnCO3的工艺流程如下。下列说法不正确的是( )A. 当(NH4)2SO4，NH3H2O的混合溶液呈中性时，c(NH4+)=2c(SO42-)B. “浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施是搅拌、适当加热C. “浸取”时加入的NH3H2O过量，生成MnO2的离子方程式为Mn2+H2O2+2NH3
6、H2O=MnO2+2NH4+2H2OD. “过滤”所得滤液可循环使用，其主要成分的化学式是NH4HCO38. 某学习小组以废催化剂(主要成分SiO2、ZnO、ZnS和CuS)为原料，制备锌和铜的硫酸盐晶体。设计的实验方案如图所示： 下列说法错误的是( )A. 步骤中能溶于稀硫酸的是ZnO、ZnSB. 步骤、中发生的反应均为氧化还原反应C. 步骤涉及的离子反应可能为CuS+H2O2+2H+=Cu2+S+2H2OD. 步骤和，采用蒸发浓缩、冷却结晶，过滤后均可获取粗晶体9. 电化学溶解沉淀法是一种回收利用H2S的新方法，其工艺原理如下图所示。下列说法正确的是( )已知：Zn与强酸、强碱都能反应生成
7、H2； Zn2+在过量的强碱溶液中以Zn(OH)42-形式存在。A. 锌棒连接直流电源的正极，发生还原反应B. 反应器中反应的离子方程式为H2S+Zn(OH)42-=ZnS+2H2O+2OH-C. 电解槽中，接通电源后没有H2产生D. 理论上气液分离器每分离出22.4LH2可处理含1molH2S的废气10. 以工业级氧化锌(含Fe2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+等)为原料制备氧化锌的流程如下：其中“氧化”加入KMnO4是为了除去浸出液中的Fe2+和Mn2+。下列有关说法错误的是( )A. 浸出时通过粉碎氧化锌提高了浸出率B. “氧化”生成的固体是MnO2和Fe(OH)3C. “置换”加入锌粉
8、是为了除去溶液中的Cu2+、Ni2+等D. “煅烧”操作用到的仪器：玻璃棒、蒸发皿、泥三角11. 用锌灰(主要成分Zn、ZnO，还含有少量FeO、MnO、CuO及SiO2)制备ZnCl2溶液的一种工艺流程如下： 下列说法错误的是A. “浸取”时不断搅拌可提高锌的浸取率B. 滤渣1的主要成分为SiO2C. “氧化”时，Mn2+、Fe2+均被氧化D. “置换”中所加试剂X可能是铁粉12. 以工业级氧化锌(含Fe2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+等)为原料制备氧化锌的流程如下：其中“氧化”加入KMnO4是为了除去浸出液中的Fe2+和Mn2+，下列有关说法错误的是( )A. 浸出时通过粉碎氧化锌提高了
9、浸出率B. “氧化”生成的固体是MnO2和Fe(OH)3C. “置换”加入锌粉是为了除去溶液中的Cu2+、Ni2+等D. “煅烧”操作用到的仪器：玻璃棒、蒸发皿、泥三角13. 为了发展低碳经济，最近有科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入饱和碳酸钾溶液中生成KHCO3，然后利用KHCO3受热易分解产生CO2的性质，把CO2从溶液中提取出来，再经化学反应使之变为可再生燃料甲醇(CH4O)。“绿色自由”构想的技术流程如下： 则下列有关说法中，错误的是 ( )A. 由分解池分解后所得溶液X可通入吸收池再利用，其主要成分是KHCO3B. 分解池发生的主要反应为2KHCO3K2CO3+CO2+H2OC.
10、 吸收池发生的主要反应为CO2+K2CO3+H2O=2KHCO3D. 合成塔中发生反应的化学方程式为二、流程题（本大题共7小题，共61分）14. 黄钠铁钒渣主要含有Na2Fe6(SO4)4(OH)12、BaSO4、NiSO4、MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3等，利用其制备镍锌铁氧体工艺流程如下。已知：锌、铝两种元素化学性质相似；晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe比例有关；常温下，相关物质的pKsp单如下表：(1)“焙烧”中无烟煤的作用为_。(2)“调pH”时，a值可取_(填标号)。A.3.2 B.4.3 C.5.2 D.9.1(3)若“净化”后的溶液中c(Mg2+)=1.010-3m
11、olL-1，则c(Ca2+)=_molL-1。(4)“水热合成”发生反应的离子方程式为_(5)“焙烧”会生成少量BaS，对该工艺造成的影响是_。15. 为实现废旧普通干电池中锌与MnO2的同时回收，某研究小组设计了如图1所示的工艺流程和如图2所示的实验探究装置。 图1 图2回答下列问题：(1)稀硫酸酸浸时发生的主要反应的化学方程式为：_；_；粉碎的重要作用是_。(2)图2是将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，负极的电极反应为_。(3)闭合开关K后，铝电极上的产物是_，一段时间后阳极附近溶液的pH_(填“增大”、“不变”或“减小”)，电解ZnSO4、MnSO4的混合溶液的总反应方程式为_。(4)假
12、定燃料电池中的化学能完全转化为电能，负极每消耗2.24L(标准状况)CH4，电解池中回收制得19.5g单质Zn，电解池的能量利用率为_。16. 炼锌厂产生的工业废渣锌渣(除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd(镉)和SiO2等杂质)，利用锌渣制取并回收ZnSO47H2O和金属镉(Cd)是一个有益的尝试，流程如下：已知：金属活动性ZnCd物质Fe(OH)3Al(OH)3Zn(OH)2Cd(OH)2Fe(OH)2完全沉淀时的PH3.24.76.59.49.7 试回答下列问题： (1)第一步浸出时用到的试剂X为_，滤渣1的成分是_。 (2)加入Ca(ClO)2的目的是氧化Fe2+，写出反应的离子方程式
13、_。 (3)调节pH过程可以选用 _；本流程的pH调节一般调至5，其目的是_。 (4)写出过滤后加入过量的锌粉反应的离子方程式_。 (5)在蒸发浓缩操作时，要保持一定的酸度，其目的是_。17. 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。湿法炼锌产生的铜镉渣(主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质)用于生产金属镉的工艺流程如下：表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1molL-1)金属离子Fe3+Fe2+Cd2+开始沉淀的pH1.56.37.4沉淀完全的pH2.88.39.4(1)写出加快“铜镉渣”“溶浸”速率的两种措施_。(2)滤渣的主要成分是_(填化学式
14、)。(3)操作中先加入适量H2O2的作用是_。再加入ZnO控制反应液的pH，合适的pH范围为 _。 若加入的H2O2不足，加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe元素。设计实验方案加以鉴别：取电解液少量于试管中，向其中滴加 _溶液(填化学式)，产生蓝色沉淀，则证明电解液中含有Fe元素。(4)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是_。(5)该湿法炼锌废水中含有Zn2+，排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应：Zn2+H2SZnS(s)+2H+。处理后的废水中部分微粒浓度为：微粒H2SCH3COOHCH3COO
15、-浓度/molL-10.100.050.10处理后的废水的pH=_，c(Zn2+)=_molL-1。(已知：Ksp(ZnS)=1.010-23，Ka1(H2S)=1.010-7，Ka2(H2S)=1.010-14，Ka(CH3COOH)=2.010-5)18. 氨法溶浸氧化锌烟灰制取高纯锌的工艺流程如下图所示。溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+、AsCl52-的形式存在。请回答下列问题：(1)当NH4Cl、NH3H2O的混合溶液中存在c(NH4+)=c(Cl-)时，溶液呈_(填“酸”、“碱”或“中”)性。(2)Zn(NH3
16、)42+中Zn的化合价为_，“溶浸”中ZnO发生反应的离子方程式为_。(3)一定时间内，锌浸出率与温度的关系如图所示，分析30时锌浸出率最高的原因为_。(4)实验室实现“氧化除杂”所用的玻璃仪器有_，玻璃棒和烧杯等。“滤渣3”的主要成分为_。(5)“电解”时Zn(NH3)42+在阴极放电的电极反应式为_。电解后的电解液经补充_(写一种物质的化学式)后可返回“溶浸”工序继续使用。19. 中国是世界炼锌的发源地，宋应星著于明崇祯十年(1637年)的天工开物一书则是最早记述炼锌技术的典籍回答下列问题：天工开物中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石(碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其
17、底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅(金属锌)也”(1)该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为_目前，工业上主要采用“湿法炼锌”.以闪锌矿(主要成分为ZnS，含有FeS等杂质)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示(2)闪锌矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的成分的化学式为_(3)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸的名称是_工业上常采用“针铁矿法”净化浸出液，在80100，Fe3+浓度低于1g/L，调节浸出液的pH在35之间，溶液中的铁可以呈针铁矿(FeOOH)的形式析出(4)浸出液的Fe3+浓度较高，应先加入SO2或ZnS将_，再以ZnO调节酸度，在空气中缓慢氧化得Fe3+，最后F
18、e3+转化成针铁矿沉淀Fe2+沉淀过程的总离子方程式为_(5)物质的颗粒达到纳米级时，往往会具有特殊的性质如将单质锌制成“纳米锌”时，“纳米锌”具有非常高的化学活性，在空气中可以燃烧下列叙述正确的是_A.常温下，“纳米锌”比锌片的金属性强B.常温下，“纳米锌”比锌片更易失电子C.常温下，“纳米锌”与锌片的还原性相同D.常温下，“纳米锌”与锌片的氧化性相同20. 活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用，下图是以含锌铜烟尘(火法炼铜的副产品，主要成分是ZnO、CuO和FeO)制备活性氧化锌的工艺流程：已知：含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分是ZnO，还含有少量的CuO和F
19、e2O3。(1)检验溶解池中Fe3+已全部被还原为Fe2+的实验方法是_。(2)反应池中的温度控制在9095，沉淀B为氢氧化物，反应池中所发生反应的离子方程式为_。(3)沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为aZnCO3bZn(OH)2cH2O(a、b、c均为整数)。某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成，进行如下实验：称取3.59g沉淀进行焙烧，将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，它们分别增重0.72g和0.44g。通过计算确定该沉淀的组成。(写出计算过程)答案和解析1.【答案】C【解析】【分析】本题考查利用废旧锌锰干电池可以制备硫酸锌晶体和二氧化锰的无机工业流程，注意结合题目信息
20、理清流程中每一步的变化是解题关键，难度中等。【解答】A.溶解炭包的铁、铜、银，需选择硝酸，稀硝酸最佳，消耗量少产生有毒气体少，故A正确；B.炭粉在焙烧过程生成二氧化碳除去，故B正确；C.二氧化锰与过氧化氢反应生成MnSO4和氧气，依据氧化还原反应化合价升降总数相等得出氧化剂与还原剂的物质的量之比为11，故C错误；D.沉锰后焙烧时，MnCO3转化为MnO2，发生反应的化学方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO2，故D正确。2.【答案】D【解析】【分析】本题考查有关工艺流程问题，难度较大，是高考常考题目，掌握各物质的性质并掌握物质的分离及提纯方法是解答的关键。【解答】A.“溶解”操作中可用酸
21、性条件下不断鼓入O2代替H2O2，可以使铜与氧气反应生成氧化铜，再与稀硫酸反应，生成硫酸铜，故A正确；B.加热过氧化氢分解为水和氧气，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的H2O2，故B正确；C.pH=2的溶液中含有Cu2+、H+，加入锌可以将铜离子转变为铜、与H+反应生成氢气，故C正确；D.滤液中含有硫酸锌和硫酸钠，将滤液蒸干得到ZnSO4和Na2SO4的混合物，高温灼烧时硫酸锌分解，而硫酸钠不变，故不能得到纯净的ZnO，故D错误。故选D。3.【答案】D【解析】【分析】本题考查了物质制备方案的设计、物质分离与提纯方法的综合应用，题目难度较大，明确制备流程为解答关键，注意掌握常见物质分离与提纯的操
22、作方法，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。制备2Zn(OH)2ZnCO3流程为：锌焙砂(主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子)中加入硫酸铵、氨水、双氧水，双氧水将锰离子氧化成二氧化锰，过滤后在滤液中加硫化铵，再过滤，除去铜离子，蒸氨除去多余的氨气，加入碳酸氢铵得到2Zn(OH)2ZnCO3和二氧化碳气体，过滤得2Zn(OH)2ZnCO3，滤液为硫酸铵溶液，以此解答该题。【解答】A.(NH4)2SO4与NH3H2O的混合溶液中存在电荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)，25时，pH=7是显中性的溶液，故c(H+)
23、=c(OH-)，所以c(NH4+)=2c(SO42-)，故A正确；B.搅拌可增大接触面积，增大反应速率，适当加热，可增大反应速率，故B正确；C.“浸取”时加入的NH3H2O过量，溶液呈碱性，双氧水将锰离子氧化成MnO2，反应的离子方程式为Mn2+H2O2+2NH3H2O=MnO2+2NH4+2H2O，故C正确；D.“过滤”所得滤液为硫酸铵溶液，可循环使用，其化学式为(NH4)2SO4，故D错误。故选：D。4.【答案】D【解析】【分析】本题综合考查混合物的分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析问题、解答问题能力，明确流程图中各个步骤发生的反应及溶液中存在的微粒，知道常见离子的检验方法及实验现象
24、，题目难度中等。【解答】纯化工业级氧化锌和稀硫酸反应，浸出液中存在Fe2+、Mn2+、Zn2+和Ni2+，向浸出液中加入适量高锰酸钾溶液并调节溶液的pH约为5，Ni()不能被氧化，Fe2+被氧化为Fe3+进而生成氢氧化铁沉淀除去，Mn2+被氧化为MnO2除去，过滤后，向滤液中加入Zn，Zn和Ni2+发生氧化还原反应生成Ni，滤液中存在Zn2+，向滤液中加入碳酸钠溶液，生成碳酸锌沉淀，煅烧碳酸锌沉淀生成ZnO，A.中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+，故A错误；B.调节pH约为5的目的是利于铁离子的水解，以生成氢氧化铁沉淀除去，故B错误；C.反应为锌与镍离子发生反应得到锌离子和镍，得到的滤渣中，
25、除了过量的锌外还有金属镍，铁在步骤中被除去，故C错误；D.滤饼11.2g，如全部为ZnCO3，则煅烧可得到产品的质量为11.2g125g/mol81g/mol7.26g，如全部为Zn(OH)2，则可得到产品的质量为11.2g99g/mol81g/mol9.16g，而得到产品8.1g，设滤饼主要成分为ZnCO3xZn(OH)2ZnCO3xZn(OH)2(x+1)ZnO125+99x 81(x+1)11.2g 8.1g解得：x=1，故D正确。故选：D。5.【答案】D【解析】【分析】本题为无机的制备，考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度一般。【解答】A.除去镀层锌的铁皮为铁合金，故A错误；B.
26、滤液1中加入H2O2发生的反应为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O，故B错误；C.使用锌单质可能会将三价铁还原为Fe2+而不能除去，故C错误；D.操作为重结晶，故D正确。6.【答案】D【解析】【分析】本题综合考查混合物的分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析问题、解答问题能力，明确流程图中各个步骤发生的反应及溶液中存在的微粒，把握物质的性质，题目难度中等。【解答】A.浸出时通过粉碎氧化锌能增加反应物的接触面积，从而提高反应速率，提高浸出率，故A正确；B.Ni2+不能被氧化，Fe2+、Mn2+被氧化生成MnO2和Fe(OH)3而被除去，故B正确；C.置换步骤中，向溶液中加入Zn过滤
27、，Zn和Cu2+、Ni2+发生置换反应生成Cu、Ni，故C正确；D.“煅烧”操作用到的仪器为坩埚、泥三角、三角架等，未使用蒸发皿，故D错误；故选D。7.【答案】D【解析】【分析】本题考查了物质制备方案的设计、物质分离与提纯方法的综合应用，题目难度中等，明确制备流程为解答关键，注意掌握常见物质分离与提纯的操作方法，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。【解答】制备2Zn(OH)2ZnCO3流程为：锌焙砂(主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子)中加入硫酸铵、氨水、双氧水，双氧水将锰离子氧化成二氧化锰，过滤后在滤液中加硫化铵，再过滤，除去铜离子，蒸氨除
28、去多余的氨气，加入碳酸氢铵得到2Zn(OH)2ZnCO3和二氧化碳气体，过滤得2Zn(OH)2ZnCO3，滤液为硫酸铵溶液，以此解答该题。A.(NH4)2SO4与NH3H2O的混合溶液中存在电荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)，25时，pH=7是显中性的溶液，故c(H+)=c(OH-)，所以c(NH4+)=2c(SO42-)，故A正确；B.搅拌可增大接触面积，增大反应速率，适当加热，可增大反应速率，故B正确；C.“浸取”时加入的NH3H2O过量，溶液呈碱性，双氧水将锰离子氧化成MnO2，反应的离子方程式为Mn2+H2O2+2NH3H2O=MnO2+2NH4+2
29、H2O，故C正确；D.“过滤”所得滤液为硫酸铵溶液，可循环使用，其化学式为(NH4)2SO4，故D错误。故选：D。8.【答案】B【解析】【分析】本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握流程中发生的反应、物质的性质、混合物分离提纯方法为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识与实验的结合，题目难度不大。【解答】废催化剂主要成分SiO2、ZnO、ZnS和CuS，由实验流程可知，中发生ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S，滤液含硫酸锌，结晶法可得到晶体，滤渣1为CuS、SiO2，中发生CuS+H2O2+H2SO4CuSO4+S+2H2O，滤渣
30、2为S、SiO2，滤液含硫酸铜，结晶得到胆矾。A.ZnO、ZnS可与硫酸反应，CuS不溶于硫酸，故A正确；B.中发生ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S，不是氧化还原反应，故B错误；C.中发生CuS+H2O2+H2SO4CuSO4+S+2H2O，离子方程式为：CuS+H2O2+2H+Cu2+S+2H2O，故C正确；D.步骤和均为溶液结晶得到含结晶水的晶体，则均采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法获得晶体，故D正确。故选B。9.【答案】B【解析】【分析】本题综合考查含硫化合物的性质与应用，为高考常见题型和高频考点，侧重考查学生的分析能力、实验能力，注意把握
31、题给信息以及实验的操作原理、方法，把握电解的工作原理，题目难度中等。【解答】由题给信息可知Zn2+在过量的强碱溶液中以Zn(OH)42-形式存在，由流程可知，出料液与硫化氢反应生成ZnS和NaOH，电解时，锌为阳极，被氧化，碳钢为阴极，发生还原反应生成氢气，电解液可循环使用，以此解答该题。A.电解的目的是生成Zn(OH)42-，以用于除去硫，则锌连接电源的正极，发生氧化反应，故A错误；B.反应器中，Zn(OH)42-与H2S反应生成ZnS，离子方程式为H2S+Zn(OH)42-=ZnS+2H2O+2OH-，故B正确；C.电解槽中，没接通电源时已经有H2产生，原因是锌与氢氧化钠溶液反应，反应的离
32、子方程式为Zn+2H2O+2OH-=Zn(OH)42-+H2，故C错误；D.气体存在的外界条件未知，由体积不能确定气体的物质的量，故D错误。故选B。10.【答案】D【解析】【分析】本题综合考查混合物的分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析问题、解答问题能力，明确流程图中各个步骤发生的反应及溶液中存在的微粒，把握物质的性质，题目难度中等。【解答】A.浸出时通过粉碎氧化锌能增加反应物的接触面积，从而提高反应速率，故A正确；B.Ni2+不能被氧化，Fe2+、Mn2+被氧化而生成MnO2和Fe(OH)3而被除去，故B正确；C.置换步骤中，向溶液中加入Zn粉，Zn和Cu2+、Ni2+发生置换反应生成C
33、u、Ni，故C正确；D.“煅烧”操作用到的仪器为坩埚、泥三角、三角架、玻璃棒、酒精灯，故D错误。故选D。11.【答案】D【解析】【分析】本题考查无机工艺路程分析，为高频考点，难度不大。解答时注意流程中原料和产品以及添加试剂的除杂方法是解答关键。【解答】A.不断搅拌能使固液充分接触，提高锌的浸取率，故A正确；B.锌灰成分中只有SiO2不溶于盐酸，故B正确；C.KMnO4将Mn2+氧化为MnO2、Fe2+氧化为Fe3+，调节pH5时，Fe3+转化为Fe(OH)3，故C正确；D.试剂X只能为纯锌，以置换铜，用铁会引入新的杂质，故D错误。故选D。12.【答案】D【解析】【分析】本题综合考查混合物的分离
34、和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析问题、解答问题能力，明确流程图中各个步骤发生的反应及溶液中存在的微粒，把握物质的性质，题目难度中等。【解答】A.浸出时通过粉碎氧化锌能增加反应物的接触面积，从而提高浸出率，故A正确；B.Ni2+不能被氧化，Mn2+、Fe2+被氧化生成MnO2和Fe(OH)3而被除去，故B正确；C.置换步骤中，向溶液中加入Zn过滤，Zn和Cu2+、Ni2+发生置换反应生成Cu、Ni，故C正确；D.“煅烧”操作用到的仪器为坩埚、泥三角、三角架、玻璃棒、酒精灯，故D错误。故选D。13.【答案】A【解析】略14.【答案】(1)提供热量和充当还原剂；(2)C ；(3)1.010-5；
35、(4) xZn2+(1-x)Ni2+2Fe2+6OH-+H2O2Ni(1-x)ZnxFe2O4+4H2O； (5)BaS与酸反应会产生H2S气体污染环境，生成NiS沉淀会降低产率。【解析】【分析】本题考查了物质的制备，涉及流程的理解，ksp的计算，陌生方程式的书写，图表的分析等，注意抓住题干目的，结合题目信息紧扣目的分析，题目难度较大，综合性较强。【解答】(1)分析流程可知，黄钠铁钒渣主要含有Na2Fe6(SO4)4(OH)12中的铁元素为+3价，在后续流程中氨水可以沉淀铁离子，而根据流程，铁元素并未被沉淀除去，而应以+2价的亚铁离子形式存在，最后由过氧化氢氧化得产品，故“焙烧”中无烟煤的作用
36、是将Na2Fe6(SO4)4(OH)12中+3价铁还原为+2价的铁，无烟煤的“焙烧”可以提供热量促进反应的进行；故答案为：提供热量和充当还原剂；(2)经过“焙烧”后的黄钠铁钒渣再加入稀硫酸酸浸，得到含有Na+、Fe2+、Ni2+、Mg2+、Ca2+、Al3+金属离子的酸性溶液和不溶的BaSO4，加氨水调节pH的目的是沉淀其中的某些金属离子，但不沉淀Fe2+、Ni2+，由表可知Mg(OH)2的Ksp与Fe(OH)2、Ni(OH)2相差不大，故加氨水的目的是沉淀Al3+，已知：pKspAl(OH)3=32.34，则KspAl(OH)3=10-32.34，c(OH-)=310-32.3410-510
37、-9mol/L，c(H+)=10-5mol/L，pH=5，故a值在5左右，选C；故答案为：C；(3)已知：pKsp(MgF2)=8.2，pKsp(CaF2)=10.2，故Ksp(MgF2)=10-8.2，Ksp(CaF2)=10-10.2，“净化”后的溶液中c(Mg2+)=1.010-3molL-1，其中c2(F-)=Ksp(MgF2)c(Mg2+)=10-5.2，则c(Ca2+)=Ksp(CaF2)c2(F-)=10-10.210-5.2molL-1=1.010-5molL-1；故答案为：1.010-5；(4)经过氨水除去铝离子，NaF除去Mg2+、Ca2+，溶液中主要含有Na+、Fe2+、
38、Ni2+，再与过氧化氢、硫酸锌在碱性条件下水热合成镍锌铁氧体Ni(1-x)ZnxFe2O4，反应方程式为：xZn2+(1-x)Ni2+2Fe2+6OH-+H2O2Ni(1-x)ZnxFe2O4+4H2O，故答案为：xZn2+(1-x)Ni2+2Fe2+6OH-+H2O2Ni(1-x)ZnxFe2O4+4H2O；(5)BaS与稀硫酸反应：BaS+H2SO4=BaSO4+H2S，生成的H2S气体污染环境，同时会生成NiS沉淀降低产率；故答案为：BaS与酸反应会产生H2S气体污染环境，生成NiS沉淀会降低产率。15.【答案】(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2；Zn+MnO2+2H2SO4=Zn
39、SO4+MnSO4+2H2O；增大反应物的接触面积，加快反应速率；(2)CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O；(3)Zn；减小；Zn2+Mn2+2H2OZn+MnO2+4H+(或ZnSO4+MnSO4+2H2OZn+MnO2+2H2SO4)；(4)75%。【解析】【分析】本题主要考查的是干电池的回收和电解原理，意在考查学生的分析能力、计算能力和知识应用能力，解题的关键是掌握锌的化学性质、燃料电池和电解池的电极反应式、得失电子守恒在电化学计算中的应用。注意电解质溶液对电极反应式的书写的影响。【解答】(1)由废旧电池的成分和流程图中滤液的成分可知，稀硫酸酸浸时发生的主要反应的化学方程式为
40、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2和Zn+MnO2+2H2SO4=ZnSO4+MnSO4+2H2O，粉碎的重要作用是增大反应物的接触面积，加快反应速率，故答案为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2；Zn+MnO2+2H2SO4=ZnSO4+MnSO4+2H2O；增大反应物的接触面积，加快反应速率；(2)甲烷燃料电池中，负极反应物是甲烷，结合电解质溶液中的电解质可写出负极的电极反应为CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O，故答案为：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O；(3)由装置图可知，铝极连接着燃料电池的负极，铝极为电解池的阴极，阴极上发生得到电子的反应，由电解池中的溶质可
41、知，铝电极上的产物是Zn；阳极放电的物质是水电离产生的氢氧根离子，氢氧根离子浓度减小，促进水的电离，氢离子浓度增加，则一段时间后阳极附近溶液的pH减小，电解ZnSO4、MnSO4的混合溶液的总反应方程式为Zn2+Mn2+2H2OZn+MnO2+4H+(或ZnSO4+MnSO4+2H2OZn+MnO2+2H2SO4)，故答案为：Zn；减小；Zn2+Mn2+2H2OZn+MnO2+4H+(或ZnSO4+MnSO4+2H2OZn+MnO2+2H2SO4)；(4)负极每消耗2.24L(标准状况)CH4，电路中转移的电子物质的量为0.8mol，理论上能得到的锌的质量为65g/mol0.8mol2=26g
42、，则电解池的能量利用率为19.5g26g100=75%。故答案为：75%。16.【答案】(1)H2SO4溶液；SiO2；(2)2H+ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3+H2O(3)ZnO(合理即可)；除去Fe3+和Al3+，防止Zn2+沉淀析出(4)Zn+Cd2+=Zn2+Cd(5)防止Zn2+水解【解析】【分析】本题考查无机工艺流程，涉及了离子方程式的书写、实验方案的设计与评价等知识点，为高频考点，试题难度中等，注意根据物质的性质梳理流程原理，把握操作方法。【解答】(1)Zn、 Fe、 Al、 Cd、 SiO2中，只有二氧化硅不能和硫酸反应，可以用硫酸将之溶解，过滤，先获得二氧化硅，故答
43、案为H2SO4溶液；SiO2；(2)加入Ca(ClO)2的目的是氧化Fe2+，相应的离子方程式为2H+ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3+H2O，故答案为2H+ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3+H2O；(3)调 pH过程能使得溶液的碱性增强，同时不能引入杂质离子，调节pH过程可以选用氧化锌，而调节pH值到5左右目的是使容易沉淀的Fe3+、Al3+先沉淀除去，防止pH过高把Zn2+沉淀，故答案为：ZnO(合理即可)；除去Fe3+和Al3+，防止Zn2+沉淀析出；(4)在上步调节完pH后，溶液中还存在杂质离子Cd2+，则过滤后加入过量的锌粉反应的离子方程式为Zn+Cd2+=Zn2+Cd，
44、故答案为Zn+Cd2+=Zn2+Cd；(5)要从溶液中得到硫酸锌晶体，应该是通过加热浓缩、冷却结晶，然后过滤，洗涤即可，为防止硫酸锌水解而生成杂质，应保持一定的酸度，故答案为：防止Zn2+水解。17.【答案】(1)将铜镉渣粉碎成粉末、适当提高温度、适当提高稀硫酸浓度、充分搅拌等；(2)Cu；(3)将Fe2+氧化为Fe3+； 2.8pH7.4 ； K3Fe(CN)6；(4)H2SO4(或硫酸)；(5)5； 1.010-11。【解析】【分析】本题主要考查的是生产金属镉的工艺流程，意在考查学生的分析能力和知识应用能力，解题时根据原料的成分和所加试剂分析各步骤操作的作用和涉及的反应。【解答】(1)加快
45、“铜镉渣”“溶浸”速率的措施有将铜镉渣粉碎成粉末、适当提高温度、适当提高稀硫酸浓度、充分搅拌等 (任意二条)；故答案为：将铜镉渣粉碎成粉末、适当提高温度、适当提高稀硫酸浓度、充分搅拌等(任意二条)；(2)由铜镉渣的成分和流程图的后续操作可知，锌、铁、镉(Cd)、钴都能与稀硫酸反应，只有铜不与稀硫酸反应，则滤渣的主要成分是Cu，故答案为：Cu；(3)操作中先加入适量H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；加入ZnO控制反应液的pH，使Fe3+完全沉淀，Cd2+不沉淀，则合适的pH范围为2.8pH7.4；故答案为：2.8pH7.4；加入的H2O2不足，会造成电
46、解液中含有Fe2+，检验Fe2+的方法是取电解液少量于试管中，向其中滴加K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀，则证明电解液中含有Fe2+，故答案为：K3Fe(CN)6；(4)电解液中含有含有ZnSO4、CdSO4的溶液，电解发生的反应为：2CdSO4+2H2O2Cd+O2+2H2SO4，硫酸可循环利用；故答案为：H2SO4(或硫酸)；(5)由醋酸的电离平衡常数K=c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)可得c(H+)=Kc(CH3COOH)c(CH3COO-)=2.010-50.050.1mol/L=110-5mol/L，则处理后的废水的pH为5；Ka1(H2S)=c(HS-)c(H
47、+)c(H2S)，Ka2(H2S)=c(S2-)c(H+)c(HS-)，Ka1(H2S)Ka2(H2S)=c(HS-)c(H+)c(H2S)c(S2-)c(H+)c(HS-)=c(S2-)c2(H+)c(H2S)，则c(S2-)=1.010-71.010-140.10(110-5)2mol/L=110-12mol/L，c(Zn2+)=Ksp(ZnS)c(S2-)=1.010-23110-12mol/L=1.010-11mol/L，故答案为：5；1.010-11。18.【答案】(1)中(2)+2价；ZnO+2NH3H2O+2NH4+=Zn(NH3)42+3H2O(3)低于30时，浸出反应速率随温
48、度的升高而增大，超过30时，氨气逸出导致浸出反应速率下降(4)漏斗；Cu、Cd(5)Zn(NH3)42+2e-=Zn+4NH3或Zn(NH3)42+2e-+4H2O=Zn+4NH3H2O；NH4Cl或HCl【解析】【分析】本题是对化学工艺流程知识的考查，是高考常考题型，难度一般，关键是依据流程图合理推导物质的转化，侧重知识的综合能力考查。【解答】(1)当NH4Cl、NH3H2O的混合溶液中存在c(NH4+)=c(Cl-)时，根据电荷守恒有c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性；故答案为：中；(2)NH3整体显0价，故Zn(NH3)42+中Zn的化合价为+2价；依据流程图可知，“溶浸”中ZnO发生
49、反应的离子方程式为：ZnO+2NH3H2O+2NH4+=Zn(NH3)42+3H2O；故答案为：+2价；ZnO+2NH3H2O+2NH4+=Zn(NH3)42+3H2O；(3)低于30时，浸出反应速率随温度的升高而增大，一定时间内锌浸出率增大，超过30时，氨气逸出导致浸出反应速率下降；故答案为：低于30时，浸出反应速率随温度的升高而增大，超过30时，氨气逸出导致浸出反应速率下降；(4)“氧化除杂”得到滤渣2，故要过滤，需要漏斗、玻璃棒和烧杯等；依据流程图可知，“滤渣3”的主要成分为锌发生置换反应的产物，所以主要成分为：Cu、Cd；故答案为：漏斗；Cu、Cd；(5)“电解”时Zn(NH3)42+
50、在阴极发生还原反应，所以电极反应式为：Zn(NH3)42+2e-=Zn+4NH3或Zn(NH3)42+2e-+4H2O=Zn+4NH3H2O；电解后生成氨，电解后的电解液经补充NH4Cl或HCl后可返回“溶浸”工序继续使用；故答案为：Zn(NH3)42+2e-=Zn+4NH3或Zn(NH3)42+2e-+4H2O=Zn+4NH3H2O；NH4Cl或HCl。19.【答案】(1)ZnCO3+2CZn+3CO；(2)ZnO、Fe2O3；(3)硫酸；(4)其中的Fe3+还原为Fe2+；4Fe2+O2+4ZnO+2H2O=4FeOOH+4Zn2+；(5)C【解析】【分析】本题以流程题的形成考查物质的分离
51、、提纯，为高考成常见题型，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握物质的性质以及实验的原理，题目难度中等【解答】(1)碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，化学方程式为：ZnCO3+2CZn+3CO，故答案为：ZnCO3+2CZn+3CO；闪锌矿(主要成分为 ZnS，含有FeS等杂质)焙烧可生成ZnO、氧化铁等，含尘烟气含有含硫氧化物，可用于制备硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁，净化除去铁元素，滤液中主要含有硫酸锌，经电解可得到锌和硫酸，电解液中含有硫酸，可循环利用，(2)含锌矿的主要成分是ZnS、FeS，与空气中氧气发生氧化还原反应，则焙砂的主要成分为ZnO、Fe2O3，故答
52、案为：ZnO、Fe2O3；(3)含尘烟气含有含硫氧化物，根据元素守恒可知，制得的酸为硫酸，故答案为：硫酸；(4)除去浸出液的Fe3+，可以用SO2或ZnS将其中的Fe3+还原为Fe2+，再以ZnO调节酸度，同时亚铁离子被空气氧化得FeOOH而除去铁元素，反应的离子方程式为4Fe2+O2+4ZnO+2H2O=4FeOOH+4Zn2+，故答案为：其中的Fe3+还原为Fe2+；4Fe2+O2+4ZnO+2H2O=4FeOOH+4Zn2+；(5)A.金属性属于元素的性质，都为锌元素，金属性相同，故A错误；B.纳米锌之所以具有较强的化学活性是由于纳米材料的颗粒较小，表面积较大，与氧气的接触面积较大而能在
53、空气中的燃烧，金属性相同，失电子能力相同，故B错误；C.在相同条件下，纳米锌和锌片的还原性是相同的，故C正确；D.锌为金属，在反应中只能失去电子，具有还原性，不具有氧化性，故D错误故选C，故答案为：C。20.【答案】(1)取样，加入几滴KSCN溶液，若溶液不变成血红色，说明Fe3+已全部被还原为Fe2+(2)2Fe2+H2O2+4H2O=2Fe(OH)3+4H+(3)沉淀进行焙烧最后生成ZnO、CO2、H2Om(CO2)=0.44g，n(CO2)=0.01mol；m(H2O)=0.72g，n(H2O)=0.04mol；m(ZnO)=3.59g-0.44g-0.72g=2.43g，n(ZnO)=
54、0.03mol；依据原子守恒可得，a+b=0.03，a=0.01，所以b=0.02，2b+2c=20.04，c=0.02；所以沉淀是：ZnCO32Zn(OH)22H2O【解析】【分析】本题是对化学工艺流程知识的考查，是高考的高频考点，难度一般。关键是掌握常见的离子鉴别知识和原子守恒的计算，侧重知识的能力考查。【解答】(1)检验溶解池中Fe3+已全部被还原为Fe2+，依据Fe2+的性质可知，实验方法是：取样，加入几滴KSCN溶液，若溶液不变成血红色，说明Fe3+已全部被还原为Fe2+；(2)依据流程图可得，反应池中的温度控制在9095，沉淀B为氢氧化物，反应池中所发生反应的离子方程式为：2Fe2
55、+H2O2+4H2O=2Fe(OH)3+4H+；(3)沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为aZnCO3bZn(OH)2cH2O(a、b、c均为整数)。某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成，进行如下实验：称取3.59g沉淀进行焙烧，将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，它们分别增重0.72g和0.44g。依据沉淀进行焙烧最后生成ZnO、CO2、H2O可得，m(CO2)=0.44g，n(CO2)=0.01mol，n(ZnCO3)=0.01mol；m(H2O)=0.72g，n(H2O)=0.04mol；m(ZnO)=3.59g-0.44g-0.72g=2.43g，n(ZnO)=0.03mol，依据原子守恒可得，n(Zn(OH)2)=0.03mol-0.01mol=0.02mol，Zn(OH)2分解生成H2O为0.02mol，所以3.59g沉淀中含0.02molH2O，所以沉淀是：ZnCO32Zn(OH)22H2O。
