硫的目的是得到NaHSO3过饱和溶液；

（3）阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根放电，则电极反应式为2H2O－4e＝4H+O2↑。阳极区氢离子增大，通过阳离子交换膜进入a室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸钠。阴极是氢离子放电，氢氧根浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后a室中亚硫酸氢钠的浓度增大。

（4）单质碘具有氧化性，能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠，反应的方程式为S2O5+2I2+3H2O＝2SO4+4I+6H；消耗碘的物质的量是0.0001mol，所以焦亚硫酸钠的残留量（以SO2计）是

2－

2－

－

＋

－

＋

0.0001mol?64g/mol=0.128g/L。

0.05L点睛：本题以焦亚硫酸钠的制备、应用为载体考查学生对流程的分析、电解原理的应用以及定量分析等，题目难度中等。难点是电解池的分析与判断，注意结合电解原理、交换膜的作用、离子的移动方向分析电极反应、亚硫酸氢钠浓度的变化。易错点是最后一问，注意计算残留量时应该以二氧化硫计，而不是焦亚硫酸钠。

6．[2018新课标Ⅱ卷] 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量

FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0(M)=0.1 mol·L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH 回答下列问题：

（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。

（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若

不通入氧气，其后果是________________。

（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。 （4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回

_______工序继续使用。

【答案】（1）ZnS+

3O22n+-1

Fe3+ 1.5 2.8 Fe2+ 6.3 8.3 Zn2+ 6.2 8.2 Cd2+ 7.4 9.4 ZnO+SO2

9

（2）PbSO4 （3）Zn+Cd2+

调节溶液的pH Zn2++Cd Zn

溶浸

无法除去杂质Fe

2+

（4）Zn2++2e－

【解析】分析：焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌，据此将解答。

详解：（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为ZnS+

3O22ZnO+SO2。

（2）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要测定铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe。 （3）溶液中的Cd可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd＝Zn+Cd。

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn+2e＝Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。

点睛：无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。解决本类题目的关键是分析流程中的每一步骤，可从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。即抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务的。另外本题中呈现的内容展示了中华优秀科技成果对人类发展和社会进步的贡献，可以引导学生自觉传承我国科学文化，弘扬科学精神。

7．[2018北京卷] 磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：

2+

－2+

2+

2+

2+

已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。

溶解度：Ca5(PO4)3(OH)

（1）上述流程中能加快反应速率的措施有__________。

10

（2）磷精矿粉酸浸时发生反应：

2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4

△ 10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4

①该反应体现出酸性关系：H3PO4__________H2SO4（填“>”或“<”）。 ②结合元素周期律解释①中结论：P和S电子层数相同，__________。

（3）酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF，并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程

式：__________。

（4）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，

不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：____________________。

（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO4残留，原因是__________；加入BaCO3可进一步提高

硫的脱除率，其离子方程式是____________________。

（6）取a g所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用b mol·LNaOH溶液滴定至终

点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液c mL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。（已知：H3PO4摩尔质量为98 g·mol）

【答案】（1）研磨、加热 （2）①＜

②核电荷数P＜S，原子半径P＞S，得电子能力P＜S，非金属性P＜S （3）2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O

10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF

?1

?1

2?（4）80 ℃后，H2O2分解速率大，浓度显著降低 （5）CaSO4微溶 （6）

0.049bc aBaCO3+SO4+2H3PO4

2?BaSO4+CO2↑+H2O+2H2PO-4

【解析】（1）研磨能增大反应物的接触面积，加快反应速率，加热，升高温度加快反应速率；流程中能加快反应速率的措施有：研磨、加热。

（2）①根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，酸性：H3PO4?H2SO4。

11

②用元素周期律解释酸性：H3PO4?H2SO4，P和S电子层数相同，核电荷数P?S，原子半径P?S，得电子能力P?S，非金属性P?S。

（3）根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律，Ca5（PO4）3F与H2SO4反应生成HF、磷石膏和磷酸，生成HF的化学方程式为2Ca5（PO4）3F+10H2SO4+5H2O@10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。

（4）图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率，80℃前温度升高反应速率加快，相同时间内有机碳脱除率增大；80℃后温度升高，H2O2分解速率大，H2O2浓度显著降低，反应速率减慢，相同条件下有机碳脱除率减小。

（5）脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO4残留，原因是：CaSO4微溶于水。加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，因为BaSO4难溶于水，其中SO4与BaCO3生成更难溶的BaSO4和CO3，H3PO4的酸性强于H2CO3，在粗磷酸中CO3转化成H2O和CO2，反应的离子方程式为BaCO3+SO4+2H3PO4=BaSO4+CO2↑+2H2PO4+H2O。 （6）滴定终点生成Na2HPO4，则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1：2，n（H3PO4）==

2-2--2-2-2-

1n（NaOH）21bcbc49bcmol，m（H3PO4）=mol?98g/mol=g=0.049bcg，精制磷酸中H3PO4?bmol/L?c?10-3L=

22000200010000.049bc的质量分数为。

a点睛：本题以磷精矿湿法制备磷酸的工艺流程为载体，考查影响化学反应速率的因素、“强酸制弱酸”的复分解反应规律、元素周期律、指定情境下方程式的书写、物质含量的计算等。解题时必须利用所学知识结合流程分析，如第（5）问注意脱硫的反应是在粗磷酸中进行的，BaCO3或CaCO3中碳元素最终变为CO2；第（6）问中H3PO4与NaOH物质的量之比的确定等。

8．[2018江苏卷] 以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产

氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________________。 （2）添加1êO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。

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