专题5 含电化学的工艺流程-备战2021年高考工艺流程综合题分类精练（解析版）

3.0 envi 2025-04-25 4 4 1.34MB 21 页 3知币

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含电化学的工艺流程

1．（2020·北京市一零一中学一模）软锰矿在生产中有广泛的应用。

（1）过程Ⅰ：软锰矿的酸浸处理

①过程中可以提高锰元素浸出速率的方法有：______________，____________

（写出两种）

②酸浸过程中的主要反应（将方程式补充完整）：

2FeS2+____MnO2+________＝____Mn2++2Fe3++________+__________

③生成的硫附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻，此时加入H2O2，利用其迅速分

解产生的大量气体破除附着的硫，导致H2O2迅速分解的因素是______________。

（2）过程Ⅱ：电解法制备金属锰，金属锰在_____（填“阳”或（阴”）极析出。

（3）过程Ⅲ：制备MnCO3

MnCO3难溶于水、能溶于强酸，可用MnSO4溶液和NH4HCO3溶液混合制备．每制

得1molMnCO3，至少消耗amol·L－1NH4HCO3的体积为_________L。

（4）过程Ⅳ：制备Mn3O4

图表示通入O2时pH随时间的变化．15~150分钟滤饼中一定参与反应的成分是_____

_______，判断的理由是__________________。

【答案】（1）①加热；将矿石磨成粉②2，12H+，3，4S，6H2O

③Fe（或MnO2、或Mn2+）等作催化剂

（2）阴（3）

（4）Mn2（OH）2SO4；Mn2（OH）2SO4被O2氧化产生H+，而Mn（OH）2被氧化不

产生H+

【解析】（1）①酸浸时，粉碎矿石、升高温度及提高酸的浓度均可提高浸出速率；

②反应时，Mn的化合价降低，Fe、S的化合价升高，且个数比为1 2∶ ，利用得失电

子守恒配平即可，离子方程式为2FeS2+3MnO2+12H+＝3Mn2++2Fe3++4S+6H2O；③溶

液中的Fe3+或MnO2可作为H2O2分解的催化剂，导致H2O2迅速分解；（2）电解法制

备金属锰时，溶液中的Mn2+得电子生成Mn，则阴极得电子，Mn在阴极析出；

（3）反应的离子方程式为Mn2++2HCO3－＝MnCO3↓+CO2↑+H2O，制取

1molMnCO3，需要2molNH4HCO3，即amol·L－1×V＝2mol，V＝L；（4）在与氧

气反应时，6Mn（OH）2+O2＝2Mn3O4+6H2O，3Mn2（OH）2SO4+O2＝

3Mn3O4+3H2SO4，根据图像可知，随时间的增长，溶液的pH减小，即酸性增强，则

Mn2（OH）2SO4一定参与反应。

2．（2020·荆州一模）工业上采用酸性高浓度含砷废水（砷主要以亚砷酸H3AsO3形

式存在）提取中药药剂As2O3。工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，则砷元素的原子序数

为________，“沉砷”中所用Na2S的电子式为_____________。

（2）已知：As2S3与过量的S2－存在以下反应：As2S3（s）+3S2－（aq）2AsS33

－；“沉砷”中FeSO4的作用是___________________________。

（3）“焙烧”过程中由于条件的原因，生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁，证

明四氧化三铁存在的试剂是_________________________________。（写名称）

（4）调节pH＝0时，由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为：_______________。

（5）一定条件下，用雄黄（As4S4）制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中，

1molAs4S4（其中As元素的化合价为+2价）参加反应时，转移28mole－，则物质a为_

__________。（填化学式）

（6）某原电池装置如图，电池总反应为：AsO43－+2I－+H2O AsO33－+I2+2OH

－。当P池中溶液由无色变成蓝色时，正极上的电极反应式为____________________

________。一段时间后电流计指针不发生偏转。欲使指针偏转方向与起始时相反，

可采取的措施是____________（举一例）。

【答案】（1）33；

（2）与过量的S2－结合生成FeS沉淀，防止As2S3与S2－结合生成AsS33－（或与S2－结

合生成FeS沉淀，使平衡左移，提高沉砷效果）

（3）稀硫酸、铁氰化钾（或稀硫酸、高锰酸钾）

（4）2AsO43－+2SO2+2H+＝As2O3↓+2SO42－+H2O

（5）SO2

（6）AsO43－+H2O+2e－AsO33－+2OH－；向Q加入Na3AsO3固体或加入碱

（NaOH等）

【解析】（1）已知砷元素与N同一主族，原子比N原子多两个电子层，砷为第四周

期元素，第二周期有8种元素，第三周期有18种元素，则两者原子序数相差8+18＝

26，故砷元素的原子序数为26+7＝33，硫化钠为离子化合物，电子式为

；（2）亚铁离子与过量的S2－结合生成FeS沉淀，防止AS2O3与S2－结

合生成AsS33－，即As2S3+3S2－2AsS32－使平衡逆向进行，提高沉砷效果；（3）

四氧化三铁含有+2价铁，具有还原性，可先用稀硫酸溶解，再在酸性条件下，滴加

高锰酸钾溶液，溶液褪色，即可证明四氧化三铁存在，则可用硫酸、高锰酸钾检验；

（4）调节pH＝0时，由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为2AsO43－+2SO2+2H+＝

As2O3↓+2SO42－+H2O；（5）As4S4中As为+2价、S为－2价，且生成

As2O3，1molAs4S4（其中As元素的化合价为+2价）参加反应时，转移28mole－，则

4molS元素化合价升高6价，生成物化合价为+4价，应为SO2；（6）P池中溶液由无

色变成蓝色，说明P池Pt极为负极，则Q池中Pt极为正极，发生还原反应，电极反应

为AsO43－+H2O+2e－＝AsO33－+2OH－；一段时间后电流计指针不发生偏转，说明达

到平衡状态，加入NaOH溶液，反应逆向进行，此时Q池中Pt极为负极，电子应由Q

池流出，即指针偏转方向与起始时相反。

3．（2020·武汉模拟）碲（Te）是一种第ⅥA族稀有分散元素，主要伴生于铜、镍、

铅等金属矿藏中。TeO2属于两性氧化物，微溶于水，易溶于强酸和强碱。工业上可

从电解精炼铜的阳极泥（主要成分为Cu2Te，还有少量的Ag、Au）中提取碲。其工

艺流程如下：

（1）“加压浸出”生成TeO2的离子方程式为____________________________，

“加压浸出”时控制pH为4.5～5.0，酸性不能过强的原因是____________________。

（2）“盐酸酸浸”后将SO2通入浸出液即可得到单质碲，该反应中氧化剂与还原剂

物质的量之比为________，该流程中可循环利用的物质是______________（填化学

式）。

（3）“NaOH碱浸”时反应的离子方程式为_________________________。流程中，

电解过程用石墨作电极得到碲，阴极反应式为_____________________。

（4）浸出法是工业提取金属常用的方法，某实验小组用1.0mol·L－1的草酸在75℃时

浸出镍。随时间变化，不同固液比对镍浸出率的影响曲线如图所示。

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