专题11 工艺流程题 （练）解析版

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专题 11 工艺流程题
1．（2021·上海浦东新区高三一模）已知 BaSO4性质稳定，不溶于水、酸和碱，高纯度 BaSO4具有广泛用途，
工业上利用重晶石(主要成分 BaSO4)生产高纯度 BaSO4的工艺流程如下：
(1)“高温焙烧”时重晶石被还原为可溶性硫化钡的化学方程式为_______。 “溶解”时产生有臭鸡蛋气味的气
体，所得溶液呈碱性，原因是_______。流程中的“一系列操作”是指过滤、_______、_______。
(2)分析本题流程，从中概括出提纯类似 BaSO4的无机盐的一般路径为_______。
(3)流程中所用硫酸钠溶液由芒硝(主要成分为 Na2SO4∙10H2O，含少量 MgSO4、CaSO4)经提纯制取，提纯时需要
依次加入的试剂是_______。
(4)为测定芒硝的纯度，称取样品 a g，充分灼烧，实验最终得到固体 b g，则该芒硝样品的纯度为_______(用含
a、b的代数式表示)。
(5)实验中判断样品已失去全部结晶水的依据是_______。下列情况会使芒硝纯度测定结果偏小的是_______(选
填编号)。
a.有固体飞溅 b.晶体未完全分解
c.露置于空气中冷却 d.坩埚未干燥
【答案】(1)BaSO4+4C BaS+4CO↑ BaS 发生水解，生成硫化氢气体和氢氧化钡溶液 洗涤 干燥
(2)先将原料中的无机盐转化为可溶于水的物质，溶于水后滤去其他难溶杂质，再将可溶盐重新转化为难溶
盐，过滤除去其他可溶性杂质，洗涤干燥得到纯净物 (3) NaOH、Na2CO3、H2SO4 (4)322(a-b)/180a
(5)进行恒重操作，直至连续两次称量相差不超过 0.001 g b、c
【分析】
重晶石被过量焦炭还原为可溶性 BaS，加水溶液时发生水解得到氢氧化钡溶液，加入硫酸钠溶液发生反应得到
硫酸钡沉淀，经过滤、洗涤、干燥。得到的是高纯度的硫酸钡。用化学方法提纯芒硝，镁离子用略过量的
NaOH、钙离子用略过量的 Na2CO3沉淀除去，过量的 NaOH、Na2CO3用适量的硫酸除去。测定芒硝纯度时，
用加热灼烧，使完全失去结晶水，确保晶体完全失去结晶水，保证定量实验的准确性；实验中要进行恒重操
作。误差分析时，若操作导致结晶水质量偏大，则结果偏大、若操作导致结晶水质量偏小，则结果偏小。
【解析】
(1) 重晶石被过量焦炭还原为可溶性 BaS，焦炭被氧化为 CO，化学方程式为 BaSO4+4C BaS+4CO↑。有臭
鸡蛋气味的气体为硫化氢，所得溶液呈碱性则生成了氢氧化钡，故原因是 BaS 发生水解，生成硫化氢气体和
氢氧化钡溶液。得到的是高纯度的硫酸钡，则流程中的“一系列操作”是指过滤、洗涤、干燥。
(2)由流程知，含杂质的不溶性矿石最终转变为高纯度难溶物，经历了由难溶物转变为可溶物、同时分离出不
溶物，又将可溶物转变为难溶物经过滤、洗涤、干燥得以提纯。
(3)芒硝(主要成分为 Na2SO4∙10H2O，含少量 MgSO4、CaSO4)，镁离子用略过量的 NaOH、钙离子用略过量的
Na2CO3沉淀除去，过量的 NaOH、Na2CO3用适量的硫酸除去，则提纯时需要依次加入的试剂是
NaOH、Na2CO3、H2SO4。
(4)样品 a g，充分灼烧，实验最终得到固体 b g，则 ，
，则该芒硝样品的纯度为 。
(5) 确保晶体完全失去结晶水，保证定量实验的准确性；实验中要进行恒重操作，直至连续两次称量相差不超
过0.001 g。
A．有固体飞溅导致结晶水质量偏大，不选 a；b．晶体未完全分解导致结晶水质量偏小，选 b；C．露置于空
气中冷却会吸水，导致结晶水质量偏小，选 c ；d．坩埚未干燥，所带水分导致结晶水质量偏大，不选 d，则
答案是 b、c。
2．（2021·江西上饶市高三一模）2020 年初，突如其来的新型冠状肺炎在全世界肆虐，依据研究，含氯消毒剂
可以有效灭活新冠病毒，为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯(ClO2)就是其中一种高效消毒灭菌剂，但其稳
定性较差，可转化为较稳定的 NaClO2保存。工业上常用吸收法和电解法制备NaClO2，其工艺流程示意图如图
1。
已知：a．纯 ClO2熔点为-59℃，沸点为11℃ ，纯的 ClO2受热或遇光易发生爆炸，一般稀释到10%以下。
b．长期放置或高于 60℃时，NaClO2易分解生成 NaClO3和NaCl。
(1)步骤 1中，生成 ClO2的化学方程式是___________，通入空气的作用是 ___________。
(2)方法 1中，反应的离子方程式是___________，利用方法 1制NaClO2时，温度不能超过 35℃，可能的原因
是 ___________。
(3)方法 2中，NaClO2在___________生成(选填“阴极”或“阳极”)。
(4)NaClO2的溶解度曲线如图2所示，步骤 3从NaClO2溶液中获得NaClO2的操作是：加热温度至略低于
60℃、___________、___________，过滤、洗涤、干燥。
(5)保存液态ClO2的条件是___________(填字母)。
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