2019年高考化學(xué)大串講 專題19 化工流程練習(xí).doc

專題19 化工流程1一種從廢鉆錳催化劑含53.1%(CH3COO)2Co、13.2%(CH3COO)2Mn、23.8%CoCO3、6.5%Mn(OH)2、1.3%SiO2及對二甲苯等有機(jī)物等中回收鉆和錳的工藝流程如下：回答下列問題：（1）步驟焙燒的目的是_。（2）步驟酸浸時，控制鹽酸適當(dāng)過量、溶液加熱并充分?jǐn)嚢?，其目的是_。（3）步驟MnCl2與H2O2和氨水反應(yīng)的離子方程式為_。（4）步驟調(diào)節(jié)pH時采用CH3COOH和 CH3 COONa混合溶液，該混合溶液稱為緩沖溶液，該溶液中加入少量的酸、堿或稀釋時pH變化均不大，其中稀釋時pH變化不大的原因是_。（5）步驟硝酸溶解CoS生成Co(NO)2同時生成NO和S，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（6）步驟若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，所需的硅酸鹽質(zhì)儀器除酒精燈和玻璃棒外，還有_(填儀器名稱)。（7）某工廠用mkg廢催化劑最終制得 CoO n kg，則CoO的產(chǎn)率為_。【答案】將二甲苯等有機(jī)物氧化除去，并將(CH3COO)2Co、(CH3COO)2Mn轉(zhuǎn)化為無機(jī)物 提高鈷、錳的浸出率 Mn2H2O22NH3H2O=MnO(OH)22NH4H2O 稀釋時，CH3COOH電離度增大產(chǎn)生的H和CH3COO水解程度增大產(chǎn)生的OH幾乎抵消 3CoS8HNO3=3Co(NO3)23S2NO4H2O 坩堝、泥三角 2目前鈷酸鋰(LiCoO2)鋰離子電池應(yīng)用十分廣泛，從廢舊鈷酸鋰?yán)黼x子電池中回收鋁、鐵、鈷、鋰等元素成了重要的研究課題，某小組模擬工業(yè)流程從廢舊電池中對上述元素進(jìn)行提取。已知：濾液1中陽離子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等；幾種物質(zhì)不同溫度下的溶解度如下表所示：T/20406080S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85S(Li2SO4)/g34.232.831.930.7（1）鈷酸鋰（LiCoO2）中鈷元素的化合價是_。（2）上述流程中將CoO2-轉(zhuǎn)化為Co3+的離子方程式為_。（3）濾液1中加入Na2SO3的主要目的是_；加入NaClO3的主要目的是_。（4）為了使Fe3+、Al3+沉淀完全（通常認(rèn)為金屬離子濃度小于或等于10-5molL-1時表示已沉淀完全）加入氨水調(diào)節(jié)pH的最小值是_（保留一位小數(shù)）。已知：KspFe(OH)3=1.010-39，KspAl(OH)3=2.710-34，lg3=0.52（5）濾液3中加入飽和Na2CO3溶液，過濾后，需要用“熱水洗滌”的原因是_。（6）為得到高純度的Li2CO3，需將粗產(chǎn)品Li2CO3與鹽酸反應(yīng)制得的LiCl進(jìn)行電解。其原理如圖所示：電解時陽極的電解反應(yīng)式為_。電解后向產(chǎn)品LiOH溶液中加入過濾NH4HCO3溶液生成Li2CO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_?！敬鸢浮?3 4H+CoO2= 2H2O+Co3+ 將Co3+氧化為Co2+ 將Fe2+氧化為Fe3+ 4.5 Li2CO3溶解度隨溫度升高而減小，熱水洗滌可減少Li2CO3的損失 2Cl-e-=Cl2 2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3 + (NH4 )2CO3 + 2H2O 3鎢是熔點(diǎn)最高的金屬，是重要的戰(zhàn)略物資。自然界中鎢主要存在于黑鎢礦中，其主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽（FeWO4、MnWO4），還含少量Si、As的化合物。由黑鎢礦冶煉鎢的工藝流程如下：已知：濾渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2。上述流程中，鎢的化合價只有在最后一步發(fā)生改變。常溫下鎢酸難溶于水。（1）請寫出FeWO4在熔融條件下發(fā)生堿分解反應(yīng)生成Fe2O3的化學(xué)方程式：_。（2）上述流程中向粗鎢酸鈉溶液中加硫酸中和至pH=10后，溶液中的雜質(zhì)陰離子為SiO32、HAsO32、HAsO42等，則“凈化”過程中，加入H2O2時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_，濾渣的主要成分是_。（3）已知?dú)溲趸}和鎢酸鈣（CaWO4）都是微溶電解質(zhì)，兩者的溶解度均隨溫度升高而減小。下圖為不同溫度下Ca（OH）2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線。T1_T2（填“>”或“<”）T1時Ksp（CaWO4）=_。將鎢酸鈉溶液加入石灰乳得到大量鎢酸鈣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_?！敬鸢浮?FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O H2O2+HAsO32HAsO42+H2O MgSiO3 、 MgHAsO4 < 110-10 WO42+Ca(OH)2=CaWO4+2OH 【解析】（1）根據(jù)流程圖可知鎢酸亞鐵和氫氧化鈉、氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和鎢酸鈉，反應(yīng)的方程式為4FeWO4+O2+8NaOH2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；（2）根據(jù)以上分析，加入H2O2的目的是將HAsO32-氧化成HAsO42-，離子方程式為4二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物，平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì)）。某課題組以此粉末為原料，設(shè)計(jì)如下工藝流程對資源進(jìn)行回收，得到純凈的CeO2和硫酸鐵銨晶體。已知：CeO2不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液。回答下列問題：（1）濾液1中加入H2O2溶液的目的是_。（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明濾液1中含有Fe2_。（3）在酸性溶液中，已知Fe2溶液可以和難溶于水的FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4，書寫該反應(yīng)的離子方程式_。（4）由濾液2生成Ce(OH)4的離子方程式_。（5）取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.531 g，加硫酸溶解后，用濃度為0.l000 molL-1的FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時（鈰被還原為Ce3 )，消耗25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_ (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)，Mr（Ce）140。【答案】使Fe2氧化為Fe3 取少許濾液1，滴加鐵氰化鉀溶液，有藍(lán)色沉淀生成，則證明濾液1中有Fe2 Fe2 +2FeO(OH) = Fe3O4 +2H 4Ce3 + O2 +12OH+2H2O =4Ce(OH)4 0.98或98% 5三氧化二鈷（Co2O3）常用于制濾光眼鏡的添加劑、催化劑和氧化劑。以含鈷廢料（主要成分CoO、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4）為原料制備Co2O3的流程如下：(1)研磨的目的是_。濾渣1的主要成分為_（填化學(xué)式）。(2)酸浸時雙氧水的作用有_。不能用鹽酸代替硫酸，因?yàn)镃o2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2，污染境，該反應(yīng)的離子方程式為_。(3)在實(shí)驗(yàn)室里，萃取操作要用到的玻璃儀器主要有_。有機(jī)相再生時提取出的Ni2可用于制備氫鎳電池，該電池充電時的總反應(yīng)為Ni（OH）2MNiOOHMH。則放電時正極的電極反應(yīng)式為_。(4)沉鈷時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。煅燒時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_?！敬鸢浮吭龃蠊腆w與液體的接觸面積，使酸浸速率更快，酸浸更充分 MnO2 亞鐵離子氧化為鐵離子 Co2O3+6H+2Cl-= 2Co2+ Cl2+3H2O 分液漏斗、燒杯 NiOOH+e-+H+= Ni（OH）2 2 Co2+HCO3-+3NH3H2O= Co2(OH)2CO3+3NH4+H2O 2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O 6氧化鎂是優(yōu)良的阻燃劑，同時在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)的應(yīng)用也十分廣泛。用硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦（主要成分為MgCO3，含少量SiO2、FeCO3等）為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：已知在水溶液中生成氫氧化物沉淀的pH：Mg(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3開始沉淀時9.47.61.5完全沉淀時10.49.72.8（1）菱鎂礦酸溶前需要粉碎，目的是_。（2）加入H2O2氧化時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。（3）加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為_ ，濾渣2 的主要成分是_（填化學(xué)式）。（4）流程圖中在獲得濾渣2的“過濾”與“煅燒”之間要經(jīng)過的操作步驟為_、過濾等操作，得到MgSO4xH2O晶體。（5）已知煅燒12.3gMgSO4xH2O晶體得到2gMgO，則x值為_。【答案】提高酸溶速率 2Fe2+H2O2 + 2H+=2Fe3+ 2H2O 2.8<pH<9.4 Fe(OH)3 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 7 7以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥(主要含 MgO、SiO2、Fe2O3，另含少量 FeO、CaO、 Al2O3 、B2O3 等)為原料制取 MgSO47H2O 的工藝流程如下：回答下列問題：(1)過濾需用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和_；其中玻璃棒的作用是_。(2)濾渣 1 中的某種物質(zhì) 是玻璃的主要成分之一，玻璃另外兩種主要成分的化學(xué)式為_。除雜過程加入MgO 的作用是_。(3)寫出除雜過程中次氯酸鈣將 Fe2+氧化的離子方程式_。(4)除雜過程中，當(dāng) c(Al3+)=1105 mol/L 時，c(Fe 3+)=_mol/L。(已知Ksp Al(OH)3 = 3.21034 ， KspFe(OH)3= 1.11036，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 )(5)濾渣 3 主要成分的化學(xué)式是_?！敬鸢浮柯┒?引流 Na2SiO3 、CaSiO3 調(diào) pH，使 Fe3+、Al3+等形成氫氧化物沉淀而除去 2Fe2+ ClO +2H+= 2Fe3+ Cl+ H2O 3.4108 CaSO4 或 CaSO42H2O 8工業(yè)上通過電解MnSO4和ZnSO4制取Zn和MnO2，原料為軟錳礦和閃鋅礦。軟錳礦主要含有MnO2(約70%)、SiO2、Al2O3，閃鋅礦主要含有ZnS(約80%)、FeS、CuS、SiO2。I（1）為了測量軟錳礦中MnO2含量的測定，現(xiàn)將14.5g軟錳礦溶于足量的稀硫酸中，加入足量的碘化鉀晶體，充分反應(yīng)后，過濾，將濾液加水稀釋至1L，取25.00ml該溶液于錐形瓶中，滴入幾滴淀粉溶液作指示劑，用0.1000molL1的標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)液50.00ml，則軟錳礦中MnO2含量_。（已知：2KI+2H2SO4+MnO2=I2+2H2O+MnSO4+K2SO4；I2+2S2O32=2I+S4O62）研人員開發(fā)了綜合利用這兩種資源的同槽酸浸工藝，工藝流程如圖所示。請回答下列問題：（2）反應(yīng)后過濾所得濾液中含有有Mn2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Al3+等金屬陽離子。試寫出反應(yīng)中生成CuSO4的化學(xué)方程式_。（3）若反成加入的鋅過量,還會進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。（4）反應(yīng)中加入MnO2的作用是（離子方程式表示)_。（5）反應(yīng)的條件是電解，電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為_。（6）圖是Na2SO4和Na2SO410H2O的溶解度曲線（g/100g水），則中得到Na2SO4固體的操作是：將分離出MnCO3和ZnCO3后的濾液升溫結(jié)晶_用乙醇洗滌干燥用乙醇洗滌而不用水洗的原因是_?！敬鸢浮?0% MnO2 + CuS+ 2H2SO4 = S+ MnSO4+ CuSO4+ 2H2O Zn+Fe2+=Zn2+Fe 或 Zn+Mn2+=Zn2+Mn 4H+MnO2+2Fe2+=Mn2+2Fe3+2H2O Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 趁熱過濾 防止Na2SO4固體因溶解而減少；避免形成結(jié)晶水合物 【解析】（1）2KI+2H2SO4+MnO2=I2+2H2O+MnSO4+K2SO4；I2+2S2O32=2I+S4O62， MnO2I22S2O32-， 1 29工業(yè)上，以鈦鐵礦（主要含F(xiàn)eTiO3，還含有Fe2O3 和Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）為原料制備二氧化鈦并得到副產(chǎn)品綠礬(FeSO47H2O)的工藝流程如下圖所示。 已知：TiO2+在一定條件下會發(fā)生水解?；卮鹣铝袉栴}：（1）要提高酸浸時鈦礦石的溶解速率，可行的措施是（寫一條即可）_。黑鈦液中生成的主要陽離子有TiO2+和Fe2+，步驟主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。（2）步驟中，加入鐵粉的主要作用是_，同時也會將部分TiO2+還原為Ti3+。（3）向?yàn)V液2中通入空氣的目的是_（用離子方程式表示）。（4）請結(jié)合化學(xué)用語用化學(xué)平衡理論解釋步驟中加入熱水稀釋將TiO2+轉(zhuǎn)化為Ti(OH)4 的原因:_。（5）副產(chǎn)品綠礬中含有雜質(zhì)Al2(SO4)3。要將副產(chǎn)品進(jìn)一步提純，請結(jié)合右圖的綠礬溶解度曲線完成提純過程：將副產(chǎn)品溶于稀硫酸中，充分?jǐn)嚢韬?，用NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH約為5，過濾沉淀后得到FeSO4溶液，_，過濾，用冰水洗滌，低溫干燥，得到FeSO47H20晶體。（6）用氧化還原滴定法測定制備得到的產(chǎn)品中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：在一定條件下，將一定量的產(chǎn)品溶解并將TiO2還原為Ti3，再以KSCN溶液作為指示劑，用硫酸鐵銨NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3至全部生成Ti4。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_。滴定分析時，稱取TiO2試樣0.2 g，消耗0.1 mol/L NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00mL，則TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_?！敬鸢浮糠鬯榈V石或加熱反應(yīng)物或及時攪拌等 FeTiO32H2SO4FeSO4TiOSO42H2O 將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+并防止Fe2被氧化 4Ti3+ O2 + 2H2O4TiO2+ + 4H+ TiO2+在溶液中水解：TiO2+ + 3H2O Ti(OH)4 + 2H+ H0，當(dāng)加入熱水稀釋、升溫后，平衡正向移動，生成Ti(OH)4 加熱濃縮得到60的飽和溶液，再冷卻至室溫（或0）結(jié)晶 滴入最后滴標(biāo)準(zhǔn)溶液時, 錐形瓶內(nèi)溶液變成紅色, 且半分鐘不褪色 96% 10以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：（1）流程中將高硫鋁土礦磨成礦粉的目的是_。（2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ；硫去除率=（1）100%。不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時，去除的硫元素主要來源于_。700焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是_。（3）由“過濾”得到的濾液生產(chǎn)氧化鋁的反應(yīng)過程中涉及的離子方程式是_。（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）n（Fe2O3）=_?！敬鸢浮吭龃蠓磻?yīng)的接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率 FeS2 硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-、2Al(OH)3Al2O3+3H2O 116 11鉻合金具有高硬度、耐腐蝕特性，廣泛應(yīng)用于精密儀器制造，由高碳鉻鐵合金廢料制取鉻的簡單流程如下:已知:Cr+H2SO4=CrSO4+H2請回答下列問題:請回答下列問題:（1）稀硫酸酸浸過程中，提高“浸出率”的措施有_ (寫一條即可)。(已知: )（2）用純堿調(diào)節(jié)溶液酸度，若純堿過量，則可能導(dǎo)致的后果是_，副產(chǎn)物中兩種主要物質(zhì)的化學(xué)式為_。（3）加入草酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_；利用鋁熱反應(yīng)冶煉鉻。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。（4）向?yàn)V液中通入空氣，加入氨水后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（5）利用如圖裝置，探究鉻和鐵的活潑性強(qiáng)弱。能證明鐵比鉻話潑的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_，工業(yè)上，在鋼器具表面鍍鉻，用硫酸鉻(CrSO4)溶液作電解液，陰極的電極反應(yīng)式為_。（6）已知高碳鉻鐵度料中鐵銘元素質(zhì)量比為14:13.上述流程中鐵元素轉(zhuǎn)化草酸亞鐵的利用率為80%。廢料中提取金屬鉻的總轉(zhuǎn)化率為95%，如果得到草酸亞鐵品體(FeC2O42H2O)質(zhì)量為18.00噸，則可以冶煉鉻的質(zhì)量為_噸(結(jié)果保留1位小數(shù))?！敬鸢浮考訜?、攪拌、適當(dāng)提高稀硫酸濃度等(答案合理即可) Cr2+、Fe2+水解或沉淀 Na2SO4、NaHSO4 Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O42H2O Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 4CrSO4+O2+8NH3H2O+2H2O=4Cr(OH)3+4(NH4)2SO4 鉻極上產(chǎn)生氣泡 Cr2+2e-=Cr 6.2 12ZnO在醫(yī)藥、石化等領(lǐng)域有廣泛的用途。研究小組用某閃鋅礦(主要成分ZnS，含有FeS、SiO2、MnCO3等雜質(zhì))制備氧化鋅和硫單質(zhì)，設(shè)計(jì)如下流程:請回答下列問題: （1）濾渣1的化學(xué)式為_，任寫一種該物質(zhì)的用:_。（2）沉淀X的化學(xué)式為_。（3）“轉(zhuǎn)化I”中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_。（4）“轉(zhuǎn)化II”中主要反應(yīng)的離子方程式為_。（5）若Ksp(ZnCO3)=1.510-10，溶液中離子濃度1.010-5 mol/L時，認(rèn)為該離子沉淀完全。則欲使1 L c(Zn2+)=1.5 mol/L溶液中Zn2+沉淀完全，需加入等體積的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為_(列出計(jì)算式，溶液混合時體積變化忽略不計(jì))。（6）“一系列操作”包括過濾、洗滌、干燥。過濾所用的玻璃儀器有_；洗滌沉淀的操作為_。【答案】SiO2 制光導(dǎo)纖維、制玻璃、冶煉硅等 Fe(OH)3 1:2 2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+、MnO4-+3Fe2+7H2O=MnO2+3Fe(OH)3+5H+ 1.5mol/L1L+(1.510-10/1.010-5)mol/L2L/1L 燒杯、漏斗、玻璃棒 用玻璃棒引流向過濾器中加蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下，重復(fù)操作23次 【解析】（1）根據(jù)題中所給信息分析，SiO2不與硫酸反應(yīng)，其余物質(zhì)都可以和硫酸反應(yīng)，所以濾渣1為SiO2，13工業(yè)上利用-鋰輝礦(LiAlSi2O6和少量MgO、CaCO3雜質(zhì))制備金屬鋰，工藝流程如下：回答下列問題：(1)-鋰輝礦的主要成分LiAlSi2O6中存在的原子團(tuán)為_。(2)工業(yè)上加快酸浸速率除調(diào)整硫酸濃度、升高溫度外還可以采取的措施為_。浸出液中加入CaCO3的主要作用為_。(3)一定溫度下,Ksp(CaCO3)=2.510-9,Ksp(Li2CO3)=1.610-3,若反應(yīng)的溶液中c(Ca2+)和c(Li+)均為1.0molL-1,則開始滴加稀Na2CO3溶液時，理論上c(CO32-)應(yīng)控制的范圍為_;實(shí)際操作中CaCO3和Li2CO3可能同時析出，從而造成Li+損失，一種改進(jìn)的工藝是利用草酸鈉代替Na2CO3作為沉淀劑，分析使用草酸鈉的原因?yàn)開。(4)反應(yīng)的離子方程式為_。常溫下，Na2CO3的溶解度為29.4g,判斷反應(yīng)能否使溶液中Li+沉淀完全?_ _(列式計(jì)算)?；瘜W(xué)上規(guī)定，當(dāng)某離子濃度10-5molL-1時即可認(rèn)為該離子沉淀完全(5)高溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(6)一定溫度下，LiAlSi2O6與不同濃度的硫酸反應(yīng)30min時結(jié)果如下表所示：c(H2SO4)/molL-11.05.010.016.018.0Li浸出率/%3060908070Al浸出率/%306040100試分析酸浸過程中，若使c(H2SO4)=10.0molL-1，則該工藝條件的優(yōu)缺點(diǎn)為_?！敬鸢浮縎iO32- 粉碎、攪拌 中和過量的硫酸，調(diào)節(jié)溶液pH 2.510-9 molL-1<c(CO32-)1.610-3 molL-1 草酸鈣難溶于水，而草酸鋰易溶于水 2Li+CO32- = Li2CO3 當(dāng)c(Li+)=1.010-5molL-1時，c(CO32-)=1.610-3/(1.010-5)2=1.6107 molL-1，遠(yuǎn)大于飽和Na2CO3溶液的濃度，故Li+沒有沉淀完全 3Li2O +2AlAl2O3 + 6Li 優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)速率快，Li浸出率高；相同浸取率需要的反應(yīng)溫度低，消耗能量少。缺點(diǎn)：Al浸出率較高，需要增加除Al雜質(zhì)的步驟 14煤矸石(主要成份是SiO2和Al2O3還含有少量的Fe2O3、K2O、TiO2)活化后，可以制備六水三氯化鋁(AlCl36H2O)，工藝流程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)焙燒至700左右可使煤矸石活化，活化過程中會發(fā)生一系列反應(yīng)，寫出SiO2與K2O反應(yīng)的化學(xué)方程式_，焙燒后的矸石顆粒有微孔，不需研磨成粉即可進(jìn)行酸溶，原因是_。(2)本工藝的突出特點(diǎn)是通過向飽和溶液中通HCl來得到產(chǎn)品和對一次殘?jiān)M(jìn)行二次酸浸，HCl的作用是_和抑制Al3+水解，二次酸浸的目的是_。(3)四輪循環(huán)后所得結(jié)晶濾液中，含有較多雜質(zhì)離子，必須在常溫下進(jìn)行如下圖所示的處理已知：Ksp(Fe(OH)3=1.010-38，Ksp(Al(OH)3=1.010-33，當(dāng)離子濃度等于1.010-5molL-1時，可認(rèn)為其已沉淀完全。濾渣1中所含金屬元素為_，獲得濾渣2時，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH至少為_，在該流程中，濾渣3可循環(huán)使用，則生成濾渣2的離子方程式為_?！敬鸢浮縎iO2+K2OK2SiO3 矸石顆粒有微孔，與酸溶液接觸面積較大 降低產(chǎn)品的溶解度 提高原料的利用率 Ti(或鈦) 3 Fe3+ Al(OH)3 =Fe(OH)3+Al3+ 完全；濾渣1中所含金屬元素為Ti(或鈦)，濾渣2的主要成分是氫氧化鐵，pH=3時鐵沉淀完全，獲得濾渣2時，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH至少為3，在該流程中，濾渣3主要成分是氫氧化鋁，可循環(huán)使用，則生成濾渣2的離子方程式為 Fe3+ Al(OH)3 =Fe(OH)3+Al3+。15為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)?；罨蜩F礦的主要成份是FeS2。請回答下列問題：（1）第步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是_。（2）第步中硫鐵礦中的S被氧化到最高價態(tài)，相應(yīng)的離子方程式為_。（3）第步中檢驗(yàn)Fe3是否被完全還原的實(shí)驗(yàn)方法是_。（4）第步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第步通入空氣使溶液pH降到5.2，此時Fe2不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是_。（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4LiFeS2=Fe2Li2S，正極反應(yīng)式是_?！敬鸢浮縁e2O36H=2Fe33H2O FeS214Fe38H2O=15Fe216H+2SO42 取少量溶液于一潔凈試管中，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液不出現(xiàn)紅色，則Fe3被完全還原，否則沒有 Fe2被氧化為Fe3，F(xiàn)e3水解產(chǎn)生H。（或?qū)懗龇匠淌?Fe2O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+） FeS24Li4e=Fe2Li2S或FeS24e=Fe2S2 16一種以含鈷廢催化劑（含Co、Fe、FeO、Fe2O3以及不溶于酸的雜質(zhì)）制備氯化鈷晶體與黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12的工藝如下：已知：KMnO4的氧化性強(qiáng)，可以氧化HBr、HCl、Fe2+等。（1）“氧化”“成礬”需在加熱條件下進(jìn)行。“氧化”時反應(yīng)的離子方程式為_。實(shí)驗(yàn)中能否選用KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2+是否完全氧化，_（填“能”或“不能”），理由是_。（2）該條件下，若用H2O2作氧化劑，實(shí)際H2O2的用量比理論用量要多，重要原因之一是H2O2發(fā)生了分解。該條件下H2O2分解較快的原因是： _；_。（3）成礬過程中反應(yīng)的離子方程式為_。檢驗(yàn)成礬是否完全的實(shí)驗(yàn)操作是_。【答案】6Fe2+ + ClO3- + 6H+ 6Fe3+ + Cl- + 3H2O 否 反應(yīng)后的溶液中有Cl-和H+，也會使KMnO4溶液褪色 溫度升高，H2O2分解速率加快 Fe2+的催化作用使H2O2分解速率加快（或答Fe3+的催化作用） 2Na+ + 6Fe3+ + 4SO42- + 6CO32- + 6H2O Na2Fe6(SO4)4(OH)12 + 6CO2 取上層清液，向其中加入KSCN溶液，若溶液不變紅，則已成礬完全 【解析】 (1)含鈷廢催化劑經(jīng)“酸溶”、“過濾I”所得濾液中有FeSO4、Fe2(SO4)3等，而“過濾II”所得黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12中鐵為+3價。故“氧化”是將Fe2+變成Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為6Fe2+ + ClO3- + 6H+ 6Fe3+ + Cl- + 3H2O。“氧化”后溶液中有Cl-和H+，能使KMnO4溶液褪色，故不能用KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2+是否完全氧化。17鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛。（1）取5.6 g的生鐵與足量的稀硫酸混合反應(yīng)，無論怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終收集的氣體體積均小于2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，最主要的原因是_；所得溶液在長時間放置過程中會慢慢出現(xiàn)淺黃色，試用離子方程式解釋這一變化的原因：_。（2）氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，下面是制備氧化鐵的一種方法（鐵屑表面常附著油污），其流程如下：操作的名稱是_；操作為洗滌，洗滌操作的具體方法為_。濾液A中加入稍過量的NH4HCO3溶液，生成沉淀的同時有一種氣體(能使澄清石灰水變渾濁)產(chǎn)生，寫出其化學(xué)方程式： _。（3）如果煅燒不充分，產(chǎn)品中將有FeO存在，稱取3.0 g氧化鐵產(chǎn)品，加酸溶解，在250 mL容量瓶中定容；量取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中，用酸化的0.010 00 molL1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)滴定23次，消耗酸性KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。該實(shí)驗(yàn)中的KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是_(填序號)。a硝酸 b鹽酸 c硫酸 上述產(chǎn)品中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。【答案】生鐵中含有碳等雜質(zhì) 4Fe2O24H=4Fe32H2O 過濾（溶解過濾也可） 沿玻璃棒往漏斗中加入適量蒸餾水至浸沒沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復(fù)23次 FeSO42NH4HCO3=FeCO3(NH4)2SO4CO2H2O c 76% 【解析】（1）生鐵是鐵碳合金，碳與稀硫酸不反應(yīng)，所以取5.6 g的生鐵與足量的稀硫酸混合反應(yīng)，無論怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終收集的氣體體積均小于2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)；Fe2具有還原性，易被氧氣氧化為Fe3，反應(yīng)18高錳酸鉀是一種常用的氧化劑。如圖是利用軟錳礦（主要成分為MnO2）制備高錳酸鉀的一種工藝（流程中部分產(chǎn)物已略去）：相關(guān)物質(zhì)不同溫度下的溶解度（單位：g）數(shù)據(jù)如表：（1）“熔融”步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（2）K2MnO4溶液中加入冰醋酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_。（3）操作2是_、_、_。（4）圖中可以直接進(jìn)行循環(huán)利用的物質(zhì)是_（填化學(xué)式）。（5）KMnO4粗晶體中的主要雜質(zhì)（填化學(xué)式）有_和_，若用硫酸代替圖中的冰醋酸，則導(dǎo)致的問題及原因是_?！敬鸢浮?MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O 3MnO42-+4CH3COOH=2MnO4-+MnO2+2H2O+4CH3COO- 蒸發(fā)濃縮（或加熱濃縮） 冷卻結(jié)晶（或降溫結(jié)晶） 過濾 MnO2 KCl CH3COOK 反應(yīng)生成K2SO4，而K2SO4在常溫下的溶解度也較小，析出后從而導(dǎo)致產(chǎn)品的純度降低或硫酸酸性太強(qiáng)，導(dǎo)致MnO4-將Cl-氧化，產(chǎn)生有毒的Cl2，KMnO4損失且純度降低 19工業(yè)上從電解精煉銅的陽極泥(成分為CuS、Cu2Se、Cu2Te 和少量金屬單質(zhì)Au) 中回收碲、硒的工藝流程如下:已知:TeO2是兩性氧化物。Se和TeO2的物理性質(zhì)如下:物理性質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)水溶性Se221685難溶于水TeO27331260微溶于水（1）Se在周期表中的位置為_。（2）SeO2與SO2的混合煙氣可用水吸收制得單質(zhì)Se，當(dāng)有2 mol電子轉(zhuǎn)移時，會生成_mol Se。過濾所得粗硒可采用真空蒸餾的方法提純獲得純硒，采用真空蒸餾的目的是_。（3）“堿浸”過濾得到濾渣的主要成分是_(填化學(xué)式)。（4）“沉碲”時控制溶液的pH為4.5-5.0，生成TeO2沉淀。如果H2SO4的濃度過大，將導(dǎo)致“沉碲”不完全，原因?yàn)開。（5）“酸溶”將TeO2先溶于硫酸得到Te(SO4)2，然后加入Na2SO3溶液進(jìn)行還原，還原碲的離子反應(yīng)方程式是_。（6）常溫下，SeO2與NaOH溶液反應(yīng)所得NaHSeO3溶液的pH_7(填“>”“<”或“=”)，請通過計(jì)算說明_。(已知25時，亞硒酸(H2SeO3)的Ka1=2.510-3，Ka2=2.510-7)【答案】四周期，第VIA族 0.5 降低Se的沸點(diǎn)，避免 Se與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng) CuO,Au 硫酸濃度過大， TeO2會溶于酸，導(dǎo)致 TeO2沉淀不完全 Te4+2SO32- +2H2O=2SO42-+Te+4H+ < HSeO3的水解常數(shù)Kh4.01012，由于 Kh<Ka2，故NaHSeO3 溶液的 pH<7 20利用廢鋇渣（主要成分為BaS2O3，含少量SiO2）為原料生產(chǎn)高純氟化鋇的流程如下：已知：Ksp(BaS2O3)=6.9610-11，Ksp(BaF2)=1.010-6（1）加入鹽酸時除產(chǎn)生SO2外，還有淡黃色固體生成。該反應(yīng)的離子方程式為_。（2）濾液的主要成分有_。（填化學(xué)式）（3）工業(yè)上可用氨水吸收SO2，并通入空氣使其轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮肥。該轉(zhuǎn)化中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_。（4）加入NaOH溶液的目的是中和過量的鹽酸，但不宜過量，其原因是_（用離子反應(yīng)方程式表示）。（5）生成BaF2的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。若該反應(yīng)溫度過高，容易造成c(F-)降低的原因是_。研究表明，適當(dāng)增加NH4F的比例有利于提高BaF2的產(chǎn)率和純度。將濃度為0.1 molL-1的BaCl2溶液和0.22molL-1NH4F溶液等體積混合，所得溶液中c(Ba2+)=_。【答案】BaS2O3+2H+Ba2+S+SO2+H2O BaCl2、NaCl 12 2OH-+SiO2SiO32-+H2O BaCl2+2NH4FBaF2+2NH4Cl 溫度較高促進(jìn)F-水解，使c(F-)降低 0.01 molL-1 21金屬鈦(Ti)具有硬度大、熔點(diǎn)高、耐酸堿腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生及日常生活中。以鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)為主要原料冶煉金屬鈦的生產(chǎn)工藝如圖所示?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題： （1）鈦鐵礦(精礦)中加入濃硫酸除生成TiOSO4外，還生成水和另外一種硫酸鹽，且反應(yīng)前后Fe的化合價不變，則FeTiO3中Ti的化合價為_。（2）上述流程圖中加入“鐵屑”的目的是_(填字母)。A防止Fe2+被氧化B與Fe3+反應(yīng) C防止Fe2+水解 D防止Fe3+水解（3）溶液經(jīng)“操作a”可得固體副產(chǎn)品甲，則操作a的名稱為_、_、_，副產(chǎn)品甲的化學(xué)式是_。（4）已知鈦酸難溶于水，其化學(xué)式為H2TiO3。則溶液中加入水，加熱時發(fā)生的化學(xué)方程式為_。（5）“操作b”為加熱，則中間產(chǎn)品乙的化學(xué)式為_。（6）一定條件下，利用氣體丙與氫氣可合成甲醇，該合成反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，甲醇的電子式為_?！敬鸢浮?4 A 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾 FeSO47H2O TiOSO4+2H2OH2TiO3+H2SO4 TiO2 CO+2H2CH3OH 22不銹鋼表面用硝酸和氫氟酸的混酸處理后，產(chǎn)生的酸洗廢液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和+6價鉻的含氧酸根離子等如圖是綜合利用該酸洗廢液的工藝流程：已知：金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH：Fe3+Ni2+Cr3+開始沉淀1.56.74.0沉淀完全3.49.56.9Ni2+與足量氨水的反應(yīng)為：Ni2+6NH3Ni（NH3）62+（1）再生酸中含有_，采取減壓蒸餾的原因是_（用化學(xué)方程式表示）（2）利用廢氧化鐵（主要成分為Fe2O3）代替燒堿調(diào)節(jié)pH的好處是_（3）請寫出“轉(zhuǎn)化”時NaHSO3與Cr2O72-發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：_（4）已知Ni（NH3）62+為難電離的絡(luò)合離子，則“沉鎳”的離子方程式為：_（5）濾渣3的主要成分為Ca（OH）2和_（6）經(jīng)檢測，最后的殘液中c（Ca2+）=0.004molL-1，則殘液中F-濃度為_mgL-1，已知Ksp（CaF2）=410-11mol3L-3.【答案】硝酸、氫氟酸 4HNO3= 4NO2+O2+2H2O 實(shí)現(xiàn)廢物利用，降低生產(chǎn)成本 Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3+3SO42-+4H2O Ni（NH3）62+S2-=NiS+6NH3 CaSO4 1.9 23CoC2O4是制備金屬鈷的原料。利用含鈷廢料（主要成分為Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機(jī)物等）制取CoC2O4的工藝流程如下：（1）“500煅燒”的目的是_。（2）“浸出液”的主要成分是_。（3）“鈷浸出”過程中Co3+轉(zhuǎn)化為Co2+，反應(yīng)的離子方程式為_。（4）“凈化除雜1”過程中，需在4050加入H2O2溶液，其目的是_。（用離子方程式表示）；再升溫至8085，加入Na2CO3溶液，調(diào)pH至5，“濾渣I”的主要成分是_。（5）為測定制得的CoC2O4產(chǎn)品的純度，現(xiàn)稱取1.00g樣品，將其用適當(dāng)試劑轉(zhuǎn)化為草酸銨(NH4）2C2O4溶液，再用過量稀硫酸酸化，用0.1000mol/L高錳酸鉀溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)，共用去高錳酸鉀溶液26.00mL，該產(chǎn)品的純度為_?！敬鸢浮砍ヌ己陀袡C(jī)物 NaAlO2(NaAlO2和NaOH、Ca(OH)2也可得分) 2Co3+SO32-+H2O=2Co2+SO42-+2H+ 2Fe2+2H+H2O2=2Fe3+2H2O Fe(OH)3（答Fe(OH)3和CaSO4與CaCO3中任意一種或兩種都給分） 95.55% 24工業(yè)上以某軟錳礦（主要成分為MnO2，還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）為原料，利用煙道氣中的SO2制備MnSO4H2O的流程如下：(1)濾渣A的主要成分是_（填化學(xué)式）。(2)操作為加熱（煮沸）結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥。根據(jù)下圖溶解度曲線分析，趁熱過濾的目的除了防止MnSO4H2O中含有(NH4)2SO4外，還有_。 （3）MnSO4常用于測量地表水的DO值(每升水中溶解氧氣的質(zhì)量，即溶氧量)。我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，生活飲用水源的DO值不得低于5 mgL1。李明同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟測定某河水的DO值：第一步：使如圖所示裝置中充滿N2后，用注射器向三頸燒瓶中加入200 mL水樣。第二步：用注射器向三頸燒瓶中依次加入一定量MnSO4溶液（過量）、堿性KI溶液（過量），開啟攪拌器，發(fā)生下列反應(yīng)：Mn2O2OHMnO(OH)2（未配平）第三步：攪拌并向燒瓶中加入一定量H2SO4溶液，在酸性條件下，上述MnO(OH)2將I氧化為I2，其反應(yīng)如下： MnO(OH)2IHMn2+I2H2O（未配平）第四步：從燒瓶中取出40.00 mL溶液，與0.010 molL1Na2S2O3溶液發(fā)生反應(yīng)：2S2O32I2=S4O622I，恰好完全進(jìn)行時，消耗Na2S2O3溶液4.40 mL。在配制第二、三步所加試劑時，所有溶劑水須先煮沸后再冷卻才能使用，將溶劑水煮沸的作用是_。通過計(jì)算判斷作為飲用水源，此河水的DO值是否達(dá)標(biāo)_ (寫出計(jì)算過程，不考慮第二、三步加入試劑后水樣體積的變化)?！敬鸢浮縎iO2 減少M(fèi)nSO4H2O的損失，防止生成MnSO45H2O 除去水中溶解的氧氣 達(dá)標(biāo) 25為落實(shí)“五水共治”，某工廠擬綜合處理含NH4+廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考慮其他成分)，設(shè)計(jì)了如下流程：回答下列問題：(1)固體1含有的物質(zhì)是_、CaCO3、Ca(OH)2；捕獲劑所捕獲的氣體主要是_。(2)若X是空氣，則上述反應(yīng)中NO和O2的物質(zhì)的量之比最好為_，若空氣過量，導(dǎo)致的結(jié)果會是_。(3)流程中處理含NH4+廢水時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。氣體1也可通過催化劑直接轉(zhuǎn)化成無污染氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)若工業(yè)廢氣中主要含N2、SO2，不考慮其他成分，則可用下列工藝生產(chǎn)NaHSO3過飽和溶液NaHSO3過飽和溶液是生產(chǎn)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)的原料。pH=4.1時，I中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；工藝中加入Na2CO3固體、并再次通入廢氣的目的是_?！敬鸢浮緾aSO3 CO 4:1 NO將會被氧化成NaNO3，無法與NH4+反應(yīng)生成無污染的N2 NH4+NO2-=N2+2H2O 2NO+2CO N2+ 2CO2 Na2CO3+2SO2+H2O=2NaHSO3+CO2 加入Na2CO3固體會生成NaHCO3，再次通入廢氣，又重新生成NaHSO3，得到亞硫酸氫鈉的過飽和溶液