2025年高三化学一轮复习工艺流程特训
2024-08-06
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内容正文:
工艺流程综合特训
1、(2023 济南期中)金属钼(Mo)及其化合物在合金工业中起着重要的作用,生产中常常以辉钼矿(主要成分为 MoS2,含有 FeS、CuS、SiO2 等杂质)为原料制备金属钼及其化合物。以下是生产的部分流程。
已知:①Mo 的常见价态有+4、+6 价。
②H2MoO4 是微溶于水的无机酸,可溶于碱。
③氧气不足时,焙烧产物中可能混有 MoO3 与 MoS2 反应生成的 MoO2。回答下列问题:
(1) 焙烧的产物中 Mo 元素主要以 MoO3、MoO42-盐的形式存在。生成有 MoO3 的化学方程式 。
(2) 与酸浸 1 相比,酸浸 2 使用稀硝酸的优点是 ,但是缺点是造成 NOx 的污染。
(3) 滤渣的成分主要是 。碱浸时应控制 pH 不宜过大,原因是
。
(4) 已知离子交换环节,阴离子交换树脂 R-OH 工作原理为
2R-OH + MeMoO4 → R2MoO4 + Me(OH)2
(Me 代表金属阳离子),洗脱时使用的试剂 X 为
。
(5) 钼酸钠某些晶体的溶解度曲线如图,获得
Na2MoO4·10H2O 的操作为蒸发浓缩、
、过滤、洗涤
(6) 工业上还有电氧化法 MoS2 制备 Na2MoO4 的方法,装置如下图所示
每生成 0.1mol Na2MoO4 时,外电路转移的电子数为 (阿伏伽德罗常数的值用
NA 表示)
(7) Na2MoO4·10H2O 中可能混有 Na2MoO4,以硝酸铅 Pb(NO3)2 为标准液测量
Na2MoO4·10H2O 的纯度。根据下表信息,应选用的指示剂为 。滴定终点的现象
为 。
PbCO3
PbI2
PbS
PbMoO4
Ksp
7.3×10-5
7.0×10-2
6.7×10-13
1.2×10-5
颜色
白色
亮黄色
黑色
白色
取 m g Na2MoO4·10H2O (式量为 M)样品配成 200mL 溶液,取出 20.00mL 用 c mol/L Pb(NO3)2 标准溶液进行滴定,消耗标准液 V mL,Na2MoO4·10H2O 的百分含量为
(写出表达式即可)。
2、(2023 河北地区三模)为了实现碳达峰、碳中和目标,建立清洁低碳的能源体系,如何处置和利用废旧电池,已成为当前行业亟需解决的问题。一种废旧磷酸铁锂电池正极材料(主要成分为 LiFePO4,另含有少量 Al)回收利用的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1) 拆解废旧磷酸铁锂电池会产生粉尘、废气等,采用 (填 “封闭式全自动化拆解设备”或“开放式人工手动”)拆解,能避免环境污染并提高拆解效率。拆解后的正极片用 NaOH 溶液浸泡,目的是 。
(2) 正极粉料中加入硫酸酸化的双氧水,其中双氧水的作用是 。生成 FePO4 的化学方程式为 。 (3)溶液的 pH 对铁和磷的沉淀率的影响如图所示。沉淀铁
和磷时,应选择溶液的 pH 为 2.5。当 pH>2.5 时,铁、磷沉淀率发生不同变化的原因是
。
(4) 已知:K
(FePO )=1.0×10-15,K
[Fe(OH) ]=2.8×10-39。向“含锂溶液 1”[其中c(Fe3+) =1]
sp 4
sp 3
c(PO3−)
(
4
) (
c(PO
3−
)
)中加入 NaOH 固体,进行深度除铁。深度除铁后溶液的 pH=4.5,则此时溶液中c(Fe3+)
4
= 。
(5) 向“含锂溶液 2”中加入 Na3PO4 溶液,得到 Li3PO4 沉淀。所加的 Na3PO4 溶液可通过向流程中的 (填化学式)中加入 NaOH 溶液制得。
(6) 检验水洗 Li3PO4 已洗涤干净的操作方法是 。
3、(2023 日照三模)从高碳钼精矿(主要含有 MoS2、NiS、CaCO3 和石墨)中提取镍和钼,其主要工艺流程如下:
已知:
①焙烧后产生 MoO3、CaMoO4、NiMoO4、CaSO4;
②H2MoO4、NiMoO4 均难溶于水,Na2MoO4、(NH4)2MoO4 均易溶于水;
③常温下,Ksp(CaMoO4) = 1.46×10-8 、Ksp(CaCO3) = 1.46×10-9 、Ksp[Ni(OH)2]= 5.4×10-16、
Ksp(NiCO3) = 1.4×10-6。
(1) “焙烧”过程中采用“逆流焙烧”,其优点是①实现热量交换,节约能源;
② 。该过程中 MoS2 转化为 MoO3 的化学方程式为
。
(2) “碱浸”过程中,液固比(NaOH 和 Na2CO3混合溶液的体积与“焙烧渣”的质量比)与碱浸率之间的关系如图所示,则“碱浸”时应选用的最佳液固比为 。
经实验测定,“碱浸”时,不同浸出剂对 Mo 元素的浸出率对比如表,试分析 NaOH 和
Na2CO3 混合溶液对 Mo 元素的浸出率高于 NaOH 溶液的原因
。
浸出剂种类
浸出剂中 c(Na+)/mol·L-1
浸出率(Mo 元素)/%
NaOH 溶液
1.0
45.44
NaOH 和 Na2CO3 溶液
1.0
75.35
(3) “浸取渣”的主要成分是 (填化学式);得到 NiSO4·7H2O 晶体的“一系列操作”是 。
(4) “氨溶解”过程中需要控制温度在 70℃左右,原因是
。 (5)高纯 Mo 可用于制造电池级 MoS2,Li-MoS2 电池是一种性能优异的二次电池,其电池反应为 xLi + nMoS2Lix(MoS2)n,该电池放电时的正极反应式为
;充电时,Li+的移动方向为
(填“由阳极移向阴极”或“由阴极移向阳极”)。
4、(2023 山东地区模拟)三氧化二铬(Cr2O3)为绿色结晶性粉末,主要用于陶瓷和搪瓷的着色。工业常用铬镍矿(Cr2O3、NiO,含 Fe2O3、CuO、Al2O3、SiO2 等杂质)回收镍单质和制备 Cr2O3,其工艺流程如下图所示:
已知:①Cr2O72- + H2O ⇌ 2CrO42- + 2H+;
②“滤渣 III”主要成分为 CuCl;
③Ksp[Cr(OH)3]= 6.4×10-31,lg2=0.3;
④Ni(s) + 4CO(g) ⇌ Ni(CO)4(g) ∆H<0。回答下列问题:
(1) “焙烧”过程包括氧化和钠化成盐两个过程,写出 Cr2O3 转化为 Na2CrO4 的总化学方
程式为 。
(2) “滤渣 IV”主要成分是 ,“溶液 II”中先加入硫酸,再加葡萄糖,观察到溶液颜色发生变化,同时溢出气体,则氧化剂与还原剂的物质的量比为 , “溶液 III”中加入尿素的离子方程式为 ,若“溶液 III”中含 0.01mol/L Cr3+,使 Cr3+沉降率达到 99.9%,则加入尿素调控 pH 至少调至 。
(3) “滤渣I”中加入“酸A”是 (填序号),“调pH”时最适宜使用的“物质B”是 。 a.硫酸 b.盐酸 c.硝酸 d.NaOH e.氨水 f.NiCO3
(4) “粗镍”精制可采用下图所示装置。在充满 CO 的石英管中进行,先在温度为 T2 的一端放入未提纯的粗镍粉末,一段时间后,在温度为 T1 的一端得到了纯净的镍粉,请结合平衡移动原理,判断温度 T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。
5、(2023 某套模拟)废钒催化剂的回收、提取和再利用具有显著的经济效益和环保效益。从某种废钒催化剂(含 SiO2、VOSO4、V2O5、Fe2O3、Al2O3 等)中回收制备 V2O5的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1) 工业生产中的钒催化剂一般以硅藻土为载体的优点是 。
(2) “焙烧”的目的有 (填字母)、使低价钒元素转化为+5 价钒元素。“焙烧”时低价钒元素被氧化生成 V2O5,还生成的另一种氧化物为 (写化学式)。 A.改变废钒催化剂的结构,便于后续“酸浸”
B.除去废钒催化剂中的有机杂质
C.使废钒催化剂中的杂质氧化,便于除去
(3) (
2
)“酸浸”时,V2O5 转化为 VO +的化学方程式是 。
(4) 不同酸碱性的溶液中,+5 价钒元素的存在形式不同,如图:
“中和”使溶液 pH=7.5 左右,则该步操作的目的是 。
(5) “离子交换”效率与钒溶液通过离子交换树脂的流速及钒溶液的 pH 有关。
①钒溶液通过离子交换树脂的流速过慢,会导致溶液滞留,离子交换时间太长;而流速过快也会影响离子交换效果,原因是 。
(
吸附流速
/(mL
·
min
-1
·
g
-
1
)
V
2
O
5
平均吸附率
/%
工作吸附容量
/(mg
·
g
-
1
)
0.07
99.12
155.5
0.09
98.99
135.4
0.11
98.35
99.7
)②吸附容量指在一定温度、一定浓度下,单位交换树脂吸附钒的最大量。某次实验中,测得溶液流速与吸附率、吸附容量的关系数据如表:
选用 0.09mL·min-1·g-1 的吸附流速作为工作流速的理由是
。
③钒吸附液的 pH 对吸附效果的影响如图所示,“离子交换”时应选用的 pH= 。
6、(2023 辽宁地区模拟)钴是生产电池材料、高温合金、磁性材料及催化剂的重要原料。一种以湿法炼锌净化渣(含有 Co、Zn、Fe、Cu、Pb 等金属及其氧化物)为原料提取钴的工艺流程如图所示:
已知:①常温下,Ksp(CuS) = 8.9×10-36,Ksp(CoS) = 1.8×10-22。
②溶液的氧化还原电位为正表示该溶液显示出一定的氧化性。氧化还原电位越高,氧化性越强。
回答下列问题:
(1) “浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。工业上,在“浸出”过程中,常选用硫酸浸取,而不用盐酸,原因是 。
(2) Na2S 常用作沉淀剂,在“铜渣”中检测不到 Co2+,“除铜液”中 Co2+浓度为 0.18mol/L,则此时溶液的 pH< [已知常温下,饱和 H2S 水溶液中存在关系式:c2(H+)·c(S2-) = 1.0×10-22(mol·L-1)3]。
(3) “氧化”过程中,Na2S2O8 与 Fe2+发生反应的离子方程式为 。 (4)“沉铁”过程中,Na2CO3 的作用是 。
(5)Co 元素的存在形式的稳定区域与溶液 pH 的关系如图(E-pH 图)所示,在溶液 pH=5
时,Na2S2O8 能将 Co2+氧化,写出该反应的离子方程式:
;以 1 吨湿法炼锌净化渣(Co 的质量分数为 w%)为原料提取出 m kg Co(OH)3。在提取过程中钴的损失率为 %(填含 w、m 的表达式)。
7、(2023 北京地区模拟)金属钒主要用于冶炼特种钢,被誉为“合金的维生素”。黏土钒矿主要成分为钒的+3、+4、+5 价的化合物以及 SiO2、Al2O3 等,以黏土钒矿为原料提取金属钒的工艺流程通常有以下两种路线:
路线 1:
路线 2:
已知:①钒的化合物溶于酸后多以 VO+、VO2+形式存在。
②钒元素存在形态较多,部分四价钒和五价钒物种分布分数δ与 pH 的关系如图所示。
(1) 关于路线 1 请分析:
①“气体 X”和“气体 Y”的化学式分别为 、 。
②写出“高温氧化”过程中发生反应的化学方程式 。
③结合化学用语解释加入 NH4HCO3 溶液的作用
。
④写出沉钒时的离子方程式 。
(2) 关于路线 2 请分析:
①写出“酸浸氧化”时 VO2+转化为 VO2+发生反应的离子方程式
。
②加入 KOH 控制溶液的 pH>13,其目的是
。
③沉钒时控制溶液 pH 约为 7,生成偏钒酸铵(NH4VO3)固体。沉钒率随温度变化如图,温度高于 80℃,沉钒率下降的原因是 。
(3) 请分析路线 1 和路线 2 的优劣
。
8、(教学考试杂志 2023 年第 6 期)以湿法炼锌厂所产的钴锰渣(主要成分为 Co2O3、 CoO、NiO、MnO2,含少量 Fe2O3、ZnO、CuO、CaO 等)为原料回收制备 CoC2O4 的工艺流程如下:
已 知 : 常 温 下 , Ka1(H2S)=1.0×10-7 , Ka2(H2S)=7.0×10-15 ; Ksp(CuS)=1.3×10-36 ,
Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp(ZnS)=1.3×10-24。
回答下列问题:
(1) “酸浸”时可能产生有毒气体 ,说出该气体的一种用途 。
(2) “氧化调 pH”过程中得到 KFe3(SO4)2(OH)6 的离子方程式为
(3) 若 K2S 溶液的 pH=13,则该溶液中 c(S2-)∶c(HS-)= ,试分析 Cu2+主要以 [填“CuS”或“Cu(OH)2”]形式除去,写出你的理由
。
(4) “滤渣 3”中含有 S、MnO2,写出得到 MnO2 的化学方程式
(5) P204、P507 对金属离子的萃取率与 pH 的关系如图所示。
①直接用于分离钴镍的萃取剂是 。
②“萃余液 2”中的主要成分为 ,指出分离钴镍的合适 pH 范围为
(填标号)。
A.3~4 B.4~5 C.5~6 D.6~7
9、(2022 北京)白云石的主要化学成分为 CaMg(CO3)2,还含有质量分数约为 2.1%
的 Fe2O3 和 1.0%的 SiO2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁,流程示意图如图。
已知:
物质
Ca(OH)2
Mg(OH)2
CaCO3
MgCO3
Ksp
5.5×10﹣6
5.6×10﹣12
3.4×10﹣9
6.8×10﹣6
(1) 白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为 。
(2) NH4Cl 用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。
n(NH4Cl)/n(CaO)
氧化物(MO)浸出率/%
产品中 CaCO3 纯度/%
产品中 Mg 杂质含量/%
(以 MgCO3 计)
CaO
MgO
计算值
实测值
2.1∶1
98.4
1.1
99.1
99.7
—
2.2∶1
98.8
1.5
98.7
99.5
0.06
2.4∶1
99.1
6.0
95.2
97.6
2.20
备注:ⅰ.MO 浸出率= 浸出的MO 质量 ×100%(M 代表 Ca 或 Mg)
煅烧得到的 MO 质量
ⅱ.CaCO3 纯度计算值为滤液 A 中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中
CaCO3 纯度。
①解释“浸钙”过程中主要浸出 CaO 的原因是
。
②沉钙反应的离子方程式为 。
③“浸钙”过程不适宜选用 n(NH4Cl)/n(CaO)的比例为 。
④产品中 CaCO3 纯度的实测值高于计算值的原因是
。
(3) “浸镁”过程中,取固体 B 与一定浓度的(NH4)2SO4 溶液混合,充分反应后 MgO的浸出率低于 60%。加热蒸馏,MgO 的浸出率随馏出液体积增大而增大,最终可达 98.9%。从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是
。
(4) 滤渣 C 中含有的物质是 。
(5) 该流程中可循环利用的物质是 。
10、(2021 北京)铁黄是一种重要化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。
资料:
i. 钛白粉废渣成分:主要为 FeSO4·H2O,含少量 TiOSO4 和不溶物
ii. TiOSO4+(x+1)H2O⇌ TiO2·xH2O↓+H2SO4
iii.0.1 mol/L Fe2+生成 Fe(OH)2,开始沉淀时 pH=6.3,完全沉淀时 pH=8.3;
0.1 mol/L Fe3+生成 FeOOH,开始沉淀时 pH=1.5,完全沉淀时 pH=2.8
(1) 纯化
①加入过量铁粉的目的是
。
②充分反应后,分离混合物的方法是 。
(2) 制备晶种
为制备高品质铁黄产品,需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是:向一定浓度 FeSO4 溶液中加入氨水,产生白色沉淀,并很快变成灰绿色。滴加氨水至 pH 为 6.0 时开始通空气并记录 pH 变化(如图)。
①产生白色沉淀的离子方程式是 。
②产生白色沉淀后的 pH 低于资料 iii 中的 6.3。原因是:沉淀生成后 c(Fe2+) 0.1mol/L(填“>”“=”或“<”)。
③0-t1 时段,pH 几乎不变;t1-t2 时段,pH 明显降低。结合方程式解释原因:
。
④pH≈4 时制得铁黄晶种。若继续通入空气,t3 后 pH 几乎不变,此时溶液中 c(Fe2+)
仍降低,但 c(Fe3+)增加,且 c(Fe2+)降低量大于 c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因:
。
(3) 产品纯度测定
铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。
H2SO4标准溶液
wg 铁黄 →
加热溶解
Na2C2O4溶液
溶液 b →
NaOH 标准溶液
溶液 c → 滴定
酚酞
资料:Fe3++3C2O42-=Fe(C2O4)33-,Fe(C2O4)33-不与稀碱液反应
Na2C2O4 过量,会使测定结果 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
11、(2023 浙江)某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝([Al2(OH)aClb]m,
a=1~5),按如下流程开展实验。
已知:①铝土矿主要成分为 Al2O3,含少量 Fe2O3 和 SiO2。用 NaOH 溶液溶解铝土矿过程中 SiO2 转变为难溶性的铝硅酸盐。
②[Al2(OH)aClb]m 的絮凝效果可用盐基度衡量,盐基度= a 。
a+b
当盐基度为 0.60~0.85 时,絮凝效果较好。请回答:
(1) 步骤 I 所得滤液中主要溶质的化学式是 。
(2) 下列说法不.正.确.的是 。
A. 步骤 I,反应须在密闭耐高压容器中进行,以实现所需反应温度
B. 步骤 II,滤液浓度较大时通入过量 CO2 有利于减少 Al(OH)3 沉淀中的杂质
C. 步骤 III,为减少 Al(OH)3 吸附的杂质,洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌
D. 步骤Ⅳ中控制 Al(OH)3 和 AlCl3 的投料比可控制产品盐基度
(3) 步骤 V 采用如图所示的蒸汽浴加热,仪器 A 的名称是
;步骤 V 不宜用酒精灯直接加热的原因是
。
(4) 测定产品的盐基度。
Cl-的定量测定:称取一定量样品,配成溶液,移取 25.00 mL 溶液于锥形瓶中,调 pH=6.5~10.5,滴加指示剂 K2CrO4 溶液。在不断摇动下,用 0.1000 mol/L AgNO3 标准溶液滴定至浅红色(有 Ag2CrO4 沉淀),30 秒内不褪色。平行测试 3 次,平均消耗 AgNO3标准溶液 22.50mL。另测得上述样品溶液中 c(Al3+) = 0.1000 mol/L。
①产品的盐基度为 。
②测定 Cl-过程中溶液 pH 过低或过高均会影响测定结果,原因是
。
(
4
)12、(2023 山东)盐湖卤水(主要含 Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO 2-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备 Li2CO3 的工艺流程如下:
已知:常温下,Ksp(Li2CO3) = 2.2×10-2。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1) 含硼固体中的 B(OH)3 在水中存在平衡:B(OH)3 + H2O ⇌ H+ + [B(OH)4]-(常温下, Ka = 10-9.24);B(OH)3 与 NaOH 溶液反应可制备硼砂 Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下,在 0.10mol/L 硼砂溶液中,[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的 B(OH)3 和 [B(OH)4]-,该水解反应的离子方程式为 ,该溶液 pH = 。
(2) 滤渣 I 的主要成分是 (填化学式);精制 I 后溶液中 Li+的浓度为 2.0 mol/L,则常温下精制 II 过程中 CO32-浓度应控制在 mol/L 以下。若脱硼后直接进行精制 I,除无法回收 HCl 外,还将增加 的用量(填化学式)。
(3) 精制 II 的目的是 ;进
行操作 X 时应选择的试剂是 ,若不进行该操作而直接浓缩,将导致
。
【参考答案】
(
2
)1、(1) 2MoS2 + 7O △ 2MoO3 + 4SO2
(2) 可使 Mo 元素被进一步充分氧化
(3) (
3
)SiO2 防止 SiO2 溶解生成 SiO 2-使产品不纯 (4)浓氨水 (5)降温至 10℃之下结晶 (6)1.8NA
(7)KI 当滴入最后半滴 Pb(NO3)2 溶液时,锥形瓶内生成亮黄色沉淀,且半分钟内不
恢复原色 m−cV×10−2 M−180
180m
M × 100%
2、(1)封闭式全自动化拆解设备 去除铝杂质
(2) 将 Fe2+氧化成 Fe3+ 2LiFePO4 + H2SO4 + H2O2 = Li2SO4 + 2FePO4 + 2H2O
(3) 当 pH>2.5 时,FePO4 会有部分开始转变生成 Fe(OH)3,使得部分 PO43-释放,导致磷沉淀率下降,而铁虽然转化成了 Fe(OH)3,但仍在沉淀中,因此铁沉淀率未出现下降趋势 (4)2.8×10-3 (5)FePO4
(6)取最后一次洗涤液少许于试管中,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,如果没有白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净
3、(1)使钼精矿与空气充分接触,提高原料的利用率
2MoS2 + 7O2 高温 2MoO3 + 4SO2
(2) 3∶1 将钼酸钙转化为易溶于水的钼酸钠,提高钼的浸出率
(3) Ni(OH)2、CaCO3 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤、干燥)
(4) 温度过高会导致氨的挥发,降低氨的利用率;温度过低,粗钼酸晶体溶解速率较低 (5)xLi+ + nMoS2 + xe- = Lix(MoS2)n 由阳极移向阴极
4、(1)2Cr2O3 + 8NaHCO3 + 3O2 高温 4Na2CrO4 + 8CO2 + 4H2O
(2)H2SiO3、Al(OH)3 4∶1 2Cr3++3CO(NH2)2 +9H2O = 2Cr(OH)3↓+ 3CO2↑+ 6NH4+ 5.6
(3)b f (4) >
5、(1)增大催化剂与反应物的接触面积,加快反应速率 (2)AB SO3 (3)V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O
(4) (
2
3
)使溶液中 VO +转化为 VO -
(5) ①流速过快,部分钒不能被吸附 ②流速超过 0.09 mL·min-1·g-1 时,对吸附钒的工作吸附容量的影响大 ③7.5(±0.1 均可)
(
8
4
)6、(1)Cu、PbSO4 盐酸易挥发,对设备腐蚀性强 (2)0.5 (3)S2O 2- + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2SO 2- (4)调节溶液 pH
(5)S2O 2- + 2Co2+ +6H2O = 2Co(OH)3↓+ 2SO42- + 6H+ 1100w−59m
8 11w
7、(1)①CO2 NH3 ②3V2O3 + 2KClO3
高温
(
2
)= 3V2O5 + 2KCl ③ AlO -+HCO3-+H2O
(
4
) (
3
3
3
)=Al(OH)3↓+CO 2-、SiO32-+2HCO3- = H2SiO3↓+CO 2-,加入 HCO - 生成氢氧化铝和硅酸,使硅元素、铝元素与钒元素分离;加入 NH4+,利于后续 NH4VO3 的生成 ④ NH + +
VO3- = NH4VO3↓
(
3
2
)(2) ①6VO2+ + ClO - + 3H2O = 6VO + + Cl- + 6H+
(
4
)②将 VO2+转化为 VO 3-,保证通入 CO2 后 AlO2-转化为 Al(OH)3 沉淀,而钒元素不沉淀,实现分离
(
4
4
)③温度高于 80℃,NH + 水解程度增大,使 NH + 浓度减小,沉钒率下降(温度升高
NH4VO3 溶解度增大,温度升高铵盐分解)
(3)路线 2 步骤少,耗能少,硅元素和铝元素分步沉淀,利于再利用;路线 1 消耗的浓酸浓碱少,试剂成本更低(答案合理即可)
8、(1)SO2 漂白剂
(
4
)(2)2K+ + 6Fe2+ + 3H2O2 + 4SO 2- + 3CO32- + 3H2O = 2KFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑
(3) 7 CuS Cu(OH) (s) + S2-(aq) ⇌ CuS(s) + 2OH-(aq),K = Ksp[Cu(OH)2]
2.2×10−20
== =
100 2
Ksp( CuS)
1.3×10−36
1.7×1016 > 105,反应进行彻底,故 Cu2+主要以 CuS 形式除去
(4) H2SO4 + MnSO4 + 2Co(OH)3 = MnO2 + 2CoSO4 + 4H2O
(5) ①P507 ②NiSO4 B
煅烧
9、(1)CaMg(CO3)2 = CaO+MgO+2CO2↑
(2)①Ksp[Ca(OH)2]>>Ksp[Mg(OH)2],在一定量的 NH4Cl 溶液中,CaO 先浸出
②Ca2++2NH3·H2O+CO2=CaCO3↓+2NH4++H2O
(
4
)③2.4∶1 ④Ksp(CaCO3)<Ksp(MgCO3),CaCO3 会优先析出,沉钙过程中消耗 NH3 且 NH3 可能逸出,导致 Mg2+并未完全沉淀,实际析出的 MgCO3 质量减小 (3)MgO+H2O⇌Mg(OH)2,Mg(OH)2+2NH +⇌Mg2++2NH3+2H2O,加热蒸馏时,大量氨气逸出,平衡正向移动,MgO 浸出率提升
(4)Fe2O3、SiO2、CaSO4、MgO (5)NH4Cl、(NH4)2SO4、CO2、NH3
10、(1)①与硫酸反应,使得 TiOSO4+2H2O⇌ TiO2·H2O↓+ H2SO4 平衡正向移动,沉钛;过量的作用是防止二价铁被氧化 ②过滤
(
4
)(2)①Fe2++ 2NH3·H2O = Fe(OH)2 ↓+ 2NH + ② >
③pH=6.0 左右,4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3,因此 pH 几乎不变。之后发生 4Fe2+
+ O2+ 6H2O= 4FeOOH + 8H+,溶液中 H+浓度增大,pH 减小
④溶液中同时存在两个氧化反应 4Fe2+ + O2 +4H+=4Fe3++ 2H2O 和 4Fe2+ + O2+ 6H2O
=4FeOOH + 8H+,因此 c(Fe2+)的减小大于 c(Fe3+)的增加。或用叠加反应解释:12Fe2+ + 3O2+ 2H2O= 4FeOOH + 8Fe3+
(3)不受影响
11、(1)Na[Al(OH)4] (2)BC
(
7
)(3)蒸发皿 酒精灯直接加热温度更高,可能导致产品受热分解;且直接加热受热不均匀,导致局部过度水解,超出合适的盐基度范围,从而降低产品絮凝效果。 (4)①0.7 ②pH 过低,指示剂会与 H+反应生成 Cr2O 2-,会氧化 Cl-,导致消耗的 AgNO3偏少;而 pH 过高,OH-会与 Ag+反应,导致消耗的 AgNO3 偏多
12、(1) [B4O5(OH)4]2- + 5H2O = 2B(OH)3 + 2[B(OH)4]- 9.24 (2)CaSO4、Mg(OH)2 5.5×10-3 CaO
(3)加入纯碱将精制 I 所得滤液中的 Ca2+转化为 CaCO3,提高 Li2CO3 纯度 盐酸
浓缩液中因CO32-浓度过大使得Li+过早沉淀,即浓缩结晶得到的NaCl 中会混有Li2CO3,最终所得 Li2CO3 的产率减小
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