2024年黑吉辽卷T16-工业流程变式题

1．中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。 (2)“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为 。 (3)“沉铁砷”时需加碱调节，生成 (填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 (4)“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A．无需控温 B．可减少有害气体产生 C．设备无需耐高温 D．不产生废液废渣 (5)“真金不拍火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为 。 (6)“沉金”中的作用为 。 (7)滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 2．锌在冶金、化学电源等方面具有重要作用，是一种应用广泛的金属。以闪锌矿(主要成分为ZnS，还含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料，制备金属锌的流程如图所示：    回答下列问题： (1)“焙烧”过程排放烟气中含有大量的SO2，直接排放会污染空气，用 吸收后可制得氮肥。该反应的离子方程式为 。 (2)①用稀硫酸完全溶浸后，过滤所得滤渣1的主要成分为 。 ②“溶浸”“氧化除杂”“还原除杂”工序中都需要过滤，过滤需要的玻璃仪器有烧杯、 和 。 ③常温下，有关离子沉淀的pH如下表所示(当离子浓度为1.0×10-5mol/L时认为沉淀完全)： Fe3+ Zn2+ Cd2+ 开始沉淀pH 2.3 6.2 7.4 沉淀完全pH 3.3 8.7 9.4 “氧化除杂”中调pH的范围是 。 (3)溶液中的C可用锌粉除去，“还原除杂”中反应的离子方程式为 。 (4)用惰性电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阳极的电极反应式为 ；沉积锌后的电解液可返回 工序继续使用。 (5)下列金属冶炼的方法与本工艺电解冶炼锌方法相似的是___________(填序号)。 A．高炉炼铁 B．电解熔融的氯化钠制钠 C．铝热反应制锰 D．电镀硫酸铜废水回收金属铜 3．钨是我国丰产元素，自然界中钨主要以钨(＋6)酸盐的形式存在。黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)，黑钨矿传统冶炼工艺流程图如下： (1)已知上述转化中，除最后一步外，W的化合价未发生变化，则产品C的化学式为 ；如何将其冶炼成单质(用化学方程式表示)： 。根据金属的活动性不同，金属的冶炼方法一般有 三种。 (2)写出第一步转化中“Mn2+→MnO2”的离子方程式 。 (3)我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用另外的反应制得了一种蓝色的、非整比的钨的氧化物WO(3-x)，这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点。一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在正五价和正六价两种价态的钨，已知x的值为0.1，则蓝色氧化钨中正五价和正六价这两种价态的钨原子数之比为 。 4．银催化剂在石油化工生产中应用广泛，但使用一段时间后催化活性降低或失效。从失效的废银催化剂中回收银具有极高的社会、经济价值。废银催化剂主要由银和α-氧化铝及少量二氧化硅组成，其回收工艺流程如下： 已知：α-氧化铝不溶于硝酸；AgCl能与反应生成溶于水的 等离子。 回答下列问题： (1)酸浸时，反应的离子方程式为 ；酸浸时选用低温的原因是 ；为防止污染，可将气体产物用空气氧化为红棕色气体，再用氢氧化钠溶液吸收，从该吸收液中可回收的盐有 (填化学式)。 (2)沉银时， ，若NaCl过量太多，对银的沉淀率的影响是 (填“增大”“减小”或“无影响”)。 (3)Ag2O熔炼生成单质银，此金属冶炼方法的名称是 。 (4)AgCl沉淀还可以在氨水中用水合肼(化学式N2H4·H2O) 还原为海绵状单质银，氧化产物为氮气，反应的化学方程式为 。 (5)本实验所用废银催化剂含银6.46%  (质量分数)，100g试样可回收单质银6.37g，回收率为(保留3位有效数字) 。 5．工业上常用电解熔融氧化铝的方法来生产铝锭，其电解的氧化铝纯度不得低于 98.2％，而天然铝土矿中的氧化铝含量为 50％~70％，杂质主要为 SiO2、Fe2O3、MgO 等。工业生产铝锭的工艺流程如下图：    一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的 pH 如表所示： 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2 开始沉淀 pH(离子初始浓度为 0.01mol·L-1) 4 2.3 10.4 完全沉淀 pH(离子浓度<10-5mol·L-1) 5.2 3.2 12.4 请回答下列问题： (1)步骤①粉碎的目的 ；步骤②③④中操作均为 ；固体A的化学式为 ； (2)物质 C 可以为 (填序号) a.Fe    b.氨       c.过量氢氧化钠稀溶液 (3)步骤③中调节溶液 pH 的数值范围为 ； (4)步骤④中溶液 E 主要含 Mg2+、Cl-等，故分离固体F时，必须对F进行洗涤。如何检验F是否洗涤干净 ； (5)步骤⑥的化学方程式为 。 6．铜冶炼阳极泥中含有多种稀有元素和贵重金属，对某厂阳极泥(含有CuS、、和少量金属单质Ag)进行综合处理和利用的工艺流程如下： 已知：“焙烧”所得烧渣主要成分为CuO、Ag、，气体的主要成分为和。 回答下列问题： (1)“焙烧”前将阳极泥研磨成粉末，其目的为 。 (2)气体在水中进行“转化”的化学方程式为 。 (3)“沉碲”时温度不能过高或过低的原因为 。 (4)“酸溶”的目的为 ；“沉银”反应的平衡常数为 。[已知、] (5)“一系列操作”中，选用乙醇代替水“洗涤”胆矾的优点为 。 (6)实验测得25.0g 受热分解过程中的热重曲线如图所示。 ①172℃时，剩余固体的化学式为 。 ②由胆矾分解制备CuO时，控制的合适温度范围为 。 7．SnO2是锡的重要氧化物，现以锡锑渣(主要含塑料及SnO2、Sb4O6、PbO2)为原料，提纯SnO2的工艺流程图如下： 已知：①Sn、Pb与Si均为ⅣA族元素，且SnO2、PbO2与强碱反应生成盐和水； ②Na2SnO3可溶于水，难溶于乙醇。 请回答下列问题： (1)“焙烧”的主要目的是 。 (2)“沉铅”时同时生成S沉淀的化学方程式 。 (3)“还原”时Na3SbO4发生的离子方程式为 。 (4)在不同溶剂中Na2SnO3的溶解度随温度变化如图。 ①相同温度下，Na2SnO3的溶解度随NaOH浓度增大而减小，结合平衡移动原理解释原因 。 ②由Na2SnO3溶液可获得Na2SnO3晶体，具体操作方法为 、用 洗涤、干燥。 (5)下列冶炼方法与本工艺流程中加入焦炭冶炼锡的方法相似的是_______。 A．工业制粗硅 B．电解熔融氯化钠制钠 C．氧化汞分解制汞 D．工业炼铁 (6)将10kg锡锑渣进行碱浸，“还原”时消耗0. 13kg锡粒，假设其余各步损失不计，干燥后称量锡酸钠质量为4. 0kg，滴定测得锡酸钠中锡的质量分数为53. 5%。锡锑渣中锡元素的质量分数为 。 8．金属锂及其化合物广泛应用于冶金、电子、能源、热核聚变及航空航天等领域，对国民经济和国防建设具有重大意义，被称为“21世纪的能源金属”。中国的锂矿储量居世界前列，我国科研人员开发的铝热还原炼锂并副产高白特种氢氧化铝的新工艺如图所示。    回答下列问题： (1)铝酸钙渣的主要成分为、和 (填化学式)：为了提高浸出效率，可采取的措施有 (写两点)。 (2)操作1是 (填名称)，固体1的主要成分为 (填化学式)。 (3)偏铝酸钠()溶液碳酸化分解的离子方程式为 。 (4)富锂熟料(和CaO的混合物)经过真空热还原制得金属锂，同时获得理论成分为的还原渣，该反应的化学方程式为 。下列金属冶炼方法中，与本工艺冶炼锂的方法相似的是 (填字母)。 A．电解熔融氯化镁制镁        B．氧化银分解制银        C．铝热反应制钨        D．高炉炼铁 (5)该工艺流程中可以循环利用的物质为 (填化学式)；金属锂的制备方法主要有熔盐电解法(原料为高纯氯化锂)和真空热还原法两大类，与真空热还原法相比，熔盐电解法的缺点有 。 9．闪锌矿的主要成分为ZnS(含有少量，)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示。 (1)“闪锌矿”在焙烧过程中，ZnS发生的化学方程式为 。 (2)“出炉烟气”中的可用氨水吸收，经循环利用制取硫酸。用氨水吸收至溶液的时，所得溶液中的 。[已知：，] (3)“焙烧”过程若改用“氧压酸浸”的全湿法工艺，既能节省能源、又能减少污染，还可获得单质硫。ZnS在“氧压酸浸”过程中发生反应的离子方程式为 。 (4)“浸出”操作中浓度较高，常采用通入气体，然后再加入稍过量的锌粉进行“净化”。通入时发生反应的离子方程式为 。 (5)“净化”后的“滤液”加入阴极室内进行“电沉积”可得到纯锌，电解原理如下图所示。 ①图中“离子交换膜”为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 ②阳极的电极反应式为 。 (6)明代宋应星所著《天工开物》中有关于“升炼倭铅(锌)”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，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅(锌)也。”下列金属的冶炼与上述锌的冶炼方法相同的是_______(填字母序号)。 A．金 B．银 C．铁 D．铝 10．赤泥含有Sc2O3 (氧化钪)、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，以赤泥为原料提取钪(Sc)的流程如下： 已知：①P2O4为磷酸酯萃取剂；②SOCl2，Sc3+易水解；③Ksp[Sc(OH)3]=8.00×10−31。 请回答下列问题： (1)滤渣主要成分是 (填化学式)。 (2)“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是 。 (3)“回流过滤”中稍过量SOCl2作用有将Sc(OH)3转化为ScCl3，作溶剂和 。 (4)“热还原”的化学方程式为 。 (5)P2O4萃取浸出液，其浓度、料液温度对萃取率的影响如下所示，萃取时最佳浓度 及料液温度分别为 、 。流程中“洗涤”的目的是 。 [A的分离系数指分离后混合体系中A的物质的量分数，如βSc/Fe= ×100％] (6)已知沉钪后萃取剂混合溶液的pH为6时，Sc3+的物质的量浓度为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)CuSO4 (2) (3) (4)BC (5)做络合剂，将Au转化为从而浸出 (6)作还原剂，将还原为Au (7) NaCN 【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（Ⅵ），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。 【详解】（1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4； （2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和，离子方程式为：； （3）“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降； （4）A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意； B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意； C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意； D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意； 故选BC； （5）“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性，将Au转化为从而浸出； （6）“沉金”中Zn作还原剂，将还原为Au； （7）滤液②含有，经过H2SO4的酸化，转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。 2．(1) 氨水 SO2+2NH3·H2O=2+ (2) SiO2、PbSO4 漏斗 玻璃棒 3.3≤pH＜6.2 (3)Zn+Cd2+=Zn2++Cd (4) 2H2O-4e-=O2↑+4H+ 溶浸 (5)B 【分析】由题给流程可知，浮选精矿焙烧时，金属硫化物与空气中氧气高温条件下反应生成金属氧化物和二氧化硫，向焙烧残留物中加入稀硫酸酸浸，金属氧化物溶于稀硫酸得到可溶性硫酸盐，氧化铅与稀硫酸反应得到硫酸铅，二氧化硫与稀硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣1和含有可溶性硫酸盐的滤液1；向滤液中通入氧气，将亚铁离子氧化为铁离子，向反应后的溶液中加入氧化锌调节溶液pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和滤液2；向滤液2中加入锌粉，将镉离子还原为镉，过滤得到镉滤渣3和硫酸锌滤液；电解硫酸锌溶液在阴极得到锌。 【详解】（1）“焙烧”过程排放烟气中含有大量的SO2，用氨水吸收生成亚硫酸铵，离子方程式为SO2+2NH3·H2O=2+； （2）二氧化硅不溶于硫酸，硫酸根离子与Pb2+离子生成不溶物硫酸铅，滤渣1的主要成分为SiO2、PbSO4；过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；“氧化除杂”中调pH使Fe3+离子沉淀，Zn2+不沉淀；调节pH值范围是3.3≤pH＜6.2； （3）加入锌粉目的是还原出Cd，反应的离子方程式为Zn+Cd2+=Zn2++Cd； （4）惰性电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；沉积锌后的电解液中有硫酸生成，看返回到溶浸工序中使用； （5）与电解冶炼锌方法相似金属冶炼方法是电解熔融的氯化钠制钠。 3．(1) WO3 WO3＋3H2W＋3H2O 热分解法、热还原法、电解法 (2)2Mn2+＋O2＋4OH－2MnO2＋2H2O (3)1∶4 【分析】铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4)在空气中与NaOH熔融反应生成二氧化锰、氧化铁、Na2WO4，过滤后，滤渣为氧化铁和二氧化锰，向滤液中加入浓盐酸生成HCl和H2WO4沉淀，将H2WO4，沉淀灼烧生成WO3，WO3和氢气高温下反应生成W。 【详解】（1）已知上述转化中，除最后一步外，W的化合价未发生变化，溶液A为H2WO4，H2WO4加热得到产品C，则产品C的化学式为WO3；利用WO3和H2在高温下反应冶炼成单质W，其反应方程式为：WO3＋3H2W＋3H2O。根据金属的活动性不同，金属的冶炼方法一般有热分解法、热还原法、电解法三种；故答案为：WO3；WO3＋3H2W＋3H2O；热分解法、热还原法、电解法。 （2）第一步转化中“Mn2+→MnO2”是利用氧气将锰离子在碱性条件下反应生成二氧化锰，其离子方程式2Mn2+＋O2＋4OH－2MnO2＋2H2O；故答案为：2Mn2+＋O2＋4OH－2MnO2＋2H2O。 （3）根据题意设化合物中存在正五价和正六价两种价态的钨分别为x和y，已知x的值为0.1，则WO(3-x)为WO2.9，根据价态分析，x+y=1,5x+6y=5.8，y=0.8，x=0.2，则蓝色氧化钨中正五价和正六价这两种价态的钨原子数之比为0.2∶0.8=1∶4；故答案为：1∶4。 4．(1) 3Ag +NO +4H+=3Ag+ + NO↑+ 2H2O 温度过高时硝酸分解及挥发而损失 NaNO3、NaNO2 (2)减小 (3)热分解法 (4)4AgCl+N2H4·H2O+4NH3·H2O=4Ag+N2↑+4NH4Cl+5H2O (5)98.6% 【分析】用硝酸溶解废银催化剂，过滤除去不溶于水和硝酸的二氧化硅和α-氧化铝，所得滤液中含有硝酸银和过量的稀硝酸，向滤液中加入氯化钠生成氯化银沉淀，将过滤得到的氯化银和氧化铁反应生成氧化银，再熔炼铸锭得到银锭。 【详解】（1）酸浸时，银和硝酸反应生成硝酸银和一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Ag +NO +4H+=3Ag+ + NO↑+ 2H2O；温度过高时硝酸分解及挥发而损失，故酸浸时选用低温；一氧化氮和氧气反应生成红棕色气体二氧化氮，再用氢氧化钠溶液吸收，二氧化氮和氢氧化钠反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，化学式为NaNO3、NaNO2； 故答案为：3Ag +NO +4H+=3Ag+ + NO↑+ 2H2O；温度过高时硝酸分解及挥发而损失；NaNO3、NaNO2。 （2）沉银时， n(NaCl)/n(AgNO3)=1.1，若NaCl过量太多，氯化银和过量的氯离子生成配合物而溶解，减小银的沉淀率； 故答案为：减小。 （3）氧化银得到银的方法为热分解法； 故答案为：热分解法。 （4）AgCl在氨水中用水合肼 还原为海绵状单质银，氧化产物为氮气，根据氧化还原反应的电子守恒配平方程式为：4AgCl+N2H4·H2O+4NH3·H2O=4Ag+N2↑+4NH4Cl+5H2O； 故答案为：4AgCl+N2H4·H2O+4NH3·H2O=4Ag+N2↑+4NH4Cl+5H2O。 （5）100g试样中含有银的质量为6.46克，可回收单质银6.37g，则回收率为 ×100%=98.6%； 故答案为：98.6%。 5．(1) 增大接触面积，加快溶解速率，提高酸浸效率 过滤 SiO2 (2)b (3)3.2 ≤ pH <4或3.2~4 (4)取少许最后一次洗涤液，加入稀硝酸，无现象。再加入硝酸银溶液，也无现象说明洗涤干净 (5)2Al2O34 Al+3O2↑ 【分析】铝土矿中含Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO等，铝土矿粉碎后加入盐酸，Al2O3、Fe2O3、MgO与盐酸反应转化成AlCl3、FeCl3、MgCl2，SiO2与盐酸不反应，经过滤得到的固体A为SiO2；溶液B中加入C调节pH后过滤得到Fe(OH)3沉淀，溶液D中含AlCl3、MgCl2，再加入C调节pH使Al3+转化成Al(OH)3沉淀（固体F），经过滤后得到的Al(OH)3灼烧分解成Al2O3和H2O，电解熔融Al2O3得到铝锭。 【详解】（1）步骤①粉碎的目的是增大接触面积，加快溶解速率，提高酸浸效率；根据分析，步骤②③④的操作均为过滤；固体A的化学式为SiO2；答案为：增大接触面积，加快溶解速率，提高酸浸效率；过滤；SiO2； （2）a．Fe在步骤③中将FeCl3还原成FeCl2，不能使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，a项不选； b．步骤③、④中加入氨调节pH可使Fe3+、Al3+分别转化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，与其余物质分离，b项选； c．Al(OH)3能溶于NaOH溶液，步骤④中加入过量的NaOH溶液不能得到Al(OH)3沉淀，c项不选； 答案选b。 （3）步骤③中调节pH使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去，根据表中各离子开始沉淀和完全沉淀的pH可知，该步骤调节的pH范围为3.2≤pH＜4；答案为：3.2≤pH＜4或3.2~4。 （4）步骤④中溶液 E 主要含 Mg2+、Cl-等，故分离固体F时，必须对F进行洗涤，要检验F是否洗涤干净，只要检验洗涤液中是否含Cl-即可，方法是：取少许最后一次洗涤液，加入稀硝酸，无现象。再加入硝酸银溶液，也无现象说明洗涤干净；答案为：取少许最后一次洗涤液，加入稀硝酸，无现象。再加入硝酸银溶液，也无现象说明洗涤干净。 （5）步骤⑥为电解熔融Al2O3生成Al和O2，反应的化学方程式为2Al2O34 Al+3O2↑；答案为：2Al2O34 Al+3O2↑。 6．(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (2) (3)温度过高盐酸挥发，降低原料的利用率或产品产率；温度过低，反应速率过慢 (4) 将CuO、Ag转化为硫酸盐 5.5×1014 (5)减少溶解损失，乙醇易挥发，有利于干燥 (6) 700~810℃ 【分析】阳极泥中含有CuS、、和少量金属单质Ag，首先通过焙烧将S、Se转化为SO2、SeO2气体除去，两种气体在水中发生反应生成Se；焙烧过程中Cu变为CuO，Te变为TeO2，经碱浸除去Te，剩余CuO与Ag，经硫酸与氧气酸化后变为铜离子和硫酸银，再加氯化钠利用沉淀转化分离出Ag，最后得到胆矾。据此解答该题。 【详解】（1）将阳极泥研磨成粉末可以增大接触面积，提高反应速率，使空气与其充分接触，尽可能的除尽S和Se。 （2）和气体在水中反应生成Se，做氧化剂，Se化合价降低，根据氧化还原反应规律可知做还原剂，S化合价升高，反应的化学方程式为。 （3）用盐酸“沉碲”时，温度过高盐酸挥发，降低原料的利用率或产品产率；温度过低，反应速率过慢。 （4）铜银渣中含有CuO、Ag，用溶液、进行“酸溶”时可将二者转化为硫酸盐；“沉银”反应为，反应的平衡常数。 （5）硫酸铜不溶于乙醇，用乙醇代替水洗涤可以减少溶解损失，同时乙醇易挥发，有利于干燥。 （6）25.0g 的物质的量为，若结晶水全部失去，剩余固体为0.1molCuSO4，质量为16.0g。由图知时，剩余固体质量为17.8g＞16.0g，则该温度下剩余固体为的结晶水合物，由关系式~，列式得250×17.8g=（160+18x）×25.0g，解得，则剩余固体的化学式为； 由Cu元素守恒知，25.0g 能制得8.0gCuO，由图知控制的合适温度范围为700~810℃。 7．(1)加热使塑料变为气体除去 (2)Na2PbO3+ 2Na2S+3H2O=S↓+PbS↓+6NaOH (3)5Sn + 4SbO+ H2O = 4Sb + 5SnO+ 2OH- (4) 随着NaOH溶液浓度增大，c(Na+)增大，Na2SnO3溶解平衡：Na2SnO3(s)⇌2Na+(aq) + SnO (aq) 逆向移动，使得Na2SnO3溶解度减小 蒸发结晶，趁热过滤 乙醇 (5)AD (6)20.1% 【分析】锡锑渣(主要含塑料及SnO2、Sb4O6、PbO2)在空气中焙烧使塑料变为气体除去，加入过量NaOH溶液在加热条件下“碱浸”， SnO2、PbO2与强碱反应生成Na2SnO3、Na3SbO4、Na2PbO3和水，加入Na2S和Na2PbO3发生氧化还原反应生成S和PbS，过滤后向滤液中加入锡粒将Na3SbO4还原为Sb，过滤得到Na2SnO3溶液，经过一系列操作得到锡，以此解答。 【详解】（1）锡锑渣中含有塑料，“焙烧”的主要目的是加热使塑料变为气体除去。 （2）由分析可知，“沉铅”时Na2S和Na2PbO3发生氧化还原反应生成S和PbS，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：Na2PbO3+ 2Na2S+3H2O=S↓+PbS↓+6NaOH。 （3）加入锡粒将Na3SbO4还原为Sb，转化为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：5Sn + 4+ H2O = 4Sb + 5+ 2OH-。 （4）①相同温度下，Na2SnO3的溶解度随NaOH浓度增大而减小，从平衡移动原理分析可知：随着NaOH溶液浓度增大，c(Na+)增大，Na2SnO3溶解平衡：Na2SnO3(s)⇌2Na+(aq) + SnO (aq) 逆向移动，使得Na2SnO3溶解度减小； ②由Na2SnO3溶液通过结晶可获得Na2SnO3晶体，具体操作方法为蒸发结晶，趁热过滤、Na2SnO3可溶于水，难溶于乙醇，用乙醇洗涤、干燥。 （5）本工艺流程中加入焦炭冶炼锡的方法属于热还原法， A．工业制粗硅的过程中涉及：SiO2 +2CSi(粗)+2CO↑，属于热还原法，故A选； B．电解熔融氯化钠制钠属于电解法，故B不选； C．氧化汞分解制汞属于热分解法，故C不选； D．工业炼铁的过程中涉及：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2↑，属于热还原法，故D选； 故选AD。 （6）4.0kg中锡的质量为4.0kg×53.5%=2.14×103g，“还原”时消耗0. 13kg锡粒，则10kg锡锑渣中锡的质量为2.14×103g-0.13×103g=2.01×103g，锡锑渣中锡元素的质量分数为=20.1%。 8．(1) A1 升高温度、将铝酸钙渣研细、提高和NaOH溶液的浓度等 (2) 过滤 (3) (4) CD (5) 熔盐电解法需制备高纯氯化锂，成本较高；电解法能耗高 【分析】氧化钙、氢氧化锂、氧化铝煅烧得到熟料，球磨后和铝粉热还原得到金属锂和铝酸钙渣，铝酸钙渣加入氢氧化钠、碳酸钠后浸出过滤分离固体1沉淀，偏铝酸钠溶液碳酸化得到碳酸钠和氢氧化铝； 【详解】（1）铝酸钙渣的主要成分给出了两种，分析反应流程可知，用铝粉还原富锂熟料制得金属锂，为保证富锂熟料充分反应，所加铝粉应过量，则还含有铝Al；为了提高浸出效率，可采取的措施有升高温度、将铝酸钙渣研细、提高和NaOH溶液的浓度等； （2）操作1后得到了固体和溶液，则该操作为过滤。操作1所得溶液为偏铝酸钠溶液，则钙元素在沉淀(固体1)中，前面操作中加入了碳酸钠，可推知沉淀为。 （3）结合流程图可知，偏铝酸钠溶液碳酸化过程中和反应，产物有和，根据产物可知反应物中还需要含氢元素的物质，所以反应物还有水，反应为； （4）富锂熟料(和CaO的混合物)经过真空热还原制得金属锂，结合产物可知CaO要参与反应，反应中铝单质转化为+3价铝，锂元素化合价由+1变为0，结合得失电子守恒法配平化学方程式：；本工艺冶炼锂的方法属于热还原法，同为热还原法的有C、D两项。 （5）前面反应需要的物质在后续反应中可以生成，则该物质可以循环利用，故可以循环利用；结合题目中的提示可知，熔盐电解法需要用到高纯氟化锂，提纯和电解的成本较高，同时，电解法能耗高。 9．(1) (2) (3) (4) (5) 阴 (或) (6)C 【分析】硫化锌精矿的焙烧可生成氧化锌，氧化铁等，出炉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，加入过量锌充分反应，可置换出滤渣铁，滤液中主要含硫酸锌，经电解可得到锌和硫酸； 【详解】（1）“闪锌矿”在焙烧过程中，ZnS发生的化学方程式为； （2）已知，，其中，,则； （3）“氧压酸浸”的全湿法工艺，既能节省能源、又能减少污染，还可获得单质硫，ZnS在“氧压酸浸”过程中发生反应的离子方程式为； （4）二氧化硫有还原性，能将三价铁离子还原为二价铁离子，本身被氧化为硫酸根离子，则通入二氧化硫时发生反应的离子方程式为； （5）电解过程中Zn电极与电源负极连接作阴极，“滤液”中Zn2+得到电子生成Zn，阳极上水发生氧化反应生成H+、O2，电解过程中需防止H+进入阴极发生还原反应，因此图中“离子交换膜”为阴离子交换膜；阳极发生氧化反应失去电子即或； （6）题中描述的是热还原法冶炼Zn，热还原法常用于冶炼活泼金属单质(如Zn、Fe等)，金属的冶炼与上述锌的冶炼方法相同的是铁。 10．(1)SiO2 (2)温度过高，会使氯化氢挥发，盐酸浓度减小 (3)产生氯化氢抑制ScCl3水解 (4) (5) 3% 65℃ 除去有机相中的FeCl3、AlCl3 (6) 【分析】向赤泥中加入盐酸，Sc2O3 (氧化钪)、Al2O3、Fe2O3和盐酸反应生成ScCl3、AlCl3、FeCl3，而SiO2不与盐酸反应，故滤渣为SiO2；向反应后的溶液中加入P2O4，P2O4为磷酸酯萃取剂，分液后得到AlCl3、FeCl3水溶液和含有ScCl3的有机相，向有机相中加入盐酸洗涤，再向有机相中加入NaOH，Sc3+转化为Sc(OH)3沉淀，经过回流过滤并加入SOCl2，Sc(OH)3转化为ScCl3，ScCl3和Mg发生热还原制得Sc，据此解答。 【详解】（1）由分析可知，滤渣主要成分是SiO2，答案：SiO2； （2）盐酸易挥发，“酸浸”时温度过高，会使氯化氢挥发，盐酸浓度减小，因此酸浸速率减慢，答案：温度过高，会使氯化氢挥发，盐酸浓度减小； （3）“回流过滤”中，SOCl2是液体，可以作溶剂；SOCl2可以将Sc(OH)3转化成ScCl3；由信息②可知，SOCl2易水解，加入SOCl2，可抑制Sc3+水解，答案：产生氯化氢抑制ScCl3水解； （4）ScCl3和Mg发生热还原反应生成Sc，化学方程式为：，答案：； （5）分析表中数据可知，P2O4浓度为3%时，钪萃取率最大，铁萃取率最小，且分相容易，分析图象可知，料液温度为65℃时，分离系数最大，则萃取时P2O4最佳浓度为3%，料液温度为65℃；由表中数据可知，少量的Fe3+可溶于P2O4，“洗涤”是为了除去有机相中的FeCl3、AlCl3，答案：3%、65℃、除去有机相中的FeCl3、AlCl3； （6）萃取剂混合液的pH为6时，溶液中c(OH-)=1×10-8mol/L，，c(Sc3+)=8.00×10-7mol/L，答案：。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$