2025届高三化学专题训练- ---工业流程题

2025届高三化学专题训练----工业流程题 1．（23-24高三上·浙江绍兴·阶段练习）燃煤火电厂产生的尾气(主要成分为、NO)可以按如下流程脱除或利用。 请回答： (1)写出途径Ⅰ中转化成的总反应化学方程式 。 (2)下列说法正确的是___________。 A．途径Ⅰ中的作用是催化剂 B．途径Ⅰ中的作用是还原剂 C．若用氨水代替石灰乳吸收尾气，则可能最终转化成为或 D．工业制硝酸的第一步是与反应得到NO (3)写出途径Ⅱ中NO与、混合液反应的化学反应方程式 。 (4)下列物质有可能代替途径Ⅱ中的是___________。 A．NaClO B． C． D． (5)设计实验方案检验途径Ⅱ产物中的含氮阴离子 。 2．（2023·河南·模拟预测）以某废锌渣(主要成分为及一定量的、、、、)为原料制备碳酸锌的工艺流程如图： 已知：相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如表所示： 金属离子 开始沉淀 5.5 1.3 6.5 7.0 3.3 刚好完全沉淀 8.0 3.2 9.2 8.8 4.7 回答下列问题： (1)为提高“浸出”效率，可采取的措施有 (任意回答两条)。 (2)铁酸锌()中铁元素的化合价为 。 (3)“浸出”时除直接溶于硫酸外，有部分在酸性条件下与发生了氧化还原反应。 ①“浸出”步骤中，滤渣I的主要成分除硫单质外还有 (填化学式)。 ②写出在酸性条件下与反应的化学方程式： 。 (4)“转化”步骤中，发生的主要反应的离子方程式为 ；的加入量高于理论值的主要原因为 。 (5)“调”时需调节的最佳范围为 。 (6)铁酸锌可用于循环分解水制氢气，其反应原理如图所示，反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。 3．（2023·内蒙古赤峰·一模）叠氮化钠()不溶于乙醚，微溶于乙醇，易溶于水，常用于汽车安全防护袋的气源，汽车发生剧烈碰撞时，立即自动充气。实验室模拟尿素法制备水合肼()并利用其进一步反应制取的流程如下： 已知：①易溶于水，具有强还原性，易被氧化成N2； ②一定条件下，碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成 (1)写出反应器1中生成水合肼的化学方程式： 。 (2)反应器2中加入无水乙醚的作用是 。 (3)已知亚硝酸乙酯的结构简式为。写出反应器2中生成NaN3和的化学方程式： 。若生成39gNaN3，则该反应中转移电子的物质的量为 。 (4)反应器1要控制 NaClO溶液的用量，其主要目的是 。 (5)某实验室设计了如图所示装置制备。双极膜是阴、阳复合膜，层间的解离成OH－和H＋并可分别通过阴、阳膜定向移动。 ①双极膜中产生的 (填“H⁺”或“OH－”)移向多孔铂电极。 ②石墨电极反应式为 。 (6)对于反应中生成的碳酸钠，可以通过以下过程转化为亚硫酸钠。 常用作还原性漂白剂。在测定某液体葡萄糖中残留量时，取50.0mL样品，先通入足量 Cl2，再加入足量盐酸酸化的氯化钡溶液，充分反应，过滤，洗涤，干燥，称量固体质量为0.11g。通入足量Cl2发生反应的离子方程式为 ，该样品中残留量为 g·L−1。(以SO2计，结果保留1位小数) 4．（2024·广西·一模）工业上常用炼钢残渣(主要含FeO•V2O3，还有少量铁粉、SiO2、Al2O3等杂质)为原料提取金属钒，其工艺流程如图所示： 已知：焙烧后铁全部转化为+3价氧化物。 (1)“研磨”的目的是 ，“磁选”后分离出的X为 。 (2)“焙烧”过程中，若转移电子数为2.5NA，则被氧化的FeO•V2O3为 mol。 (3)“酸浸”时，生成V2O5的离子方程式为 。 (4)若“沉钒”前溶液中c(VO)=0.16mol•L-1，忽略溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到99%，则“沉钒”后溶液中c(NH)= mol•L-1(已知：常温下，Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3)。“沉钒”过程中，加入稀H2SO4，其目的是 。 (5)检验NH4VO3沉淀是否洗净的操作是 。 (6)一种含钒的氧化物晶胞结构如图所示，已知NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 g•cm-3 (列出计算式即可)。 5．（2023·云南大理·模拟预测）皓矾()主要用作制取颜料和其他含锌材料，在防腐、电镀、医学、畜牧业和农业上也有诸多应用。皓矾可由菱锌矿(主要成分为，还含有少量以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物)制备，制备流程图如图所示： 已知：常温下，金属离子开始沉淀和完全沉淀()时的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时pH 1.9 6.4 4.7 7.0 9.1 沉淀完全时pH 3.4 8.4 6.7 9.0 11.1 回答下列问题： (1)滤渣①的主要成分为 ；“浸取”工序中，能加快浸取效率的措施有 (任写一种作答)。 (2)“氧化”时该步骤离子方程式为 。 (3)若“调pH过滤”工序中，调节溶液pH=4.4，所得“滤渣②”的主要成分为 ，则此时“滤液②”中为 mol/L。 (4)“转化过滤”中加入锌粉的目的是 。 (5)“滤渣④”中含有的和可与热的浓硫酸反应制备氢氟酸，写出与热的浓硫酸反应的化学方程式： 。 (6)从滤液④获得皓矾晶体的具体操作为 、 、过滤、洗涤、干燥。 6．（2023·陕西商洛·一模）用含铬不锈钢废渣(含、、、等)制取(铬绿)的工艺流程如图所示。回答下列问题：    (1)“碱熔”时，为使废渣充分氧化可采取的措施是 (任写一条)。 (2)中Cr的化合价为 。 (3)“水浸”时，碱熔渣中的强烈水解生成的难溶物为 (填化学式)，检验“水浸”后的滤液中是否含有的试剂可以是 。 (4)常温下，“酸化”时pH不宜过低的原因是 。 (5)流程中生成的离子方程式为 。 7．（2023·河北唐山·模拟预测）一种用方铅矿(PbS，含少量FeS)和软锰矿(MnO2，含少量铁、锌的氧化物)联合制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下：    已知：(1)PbCl2难溶于冷水，易溶于热水； (2)25℃时，部分难溶物的Ksp 物质 FeS ZnS MnS PbS PbCl2 PbSO4 Ksp 6.0×10-18 1.2×10-23 2×10-13 8×10-28 1.6×10-5 1.6×10-8 回答下列问题： (1)“浸取”中，加入饱和NaCl溶液的作用是 。 (2)滤液X中的金属阳离子主要有Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+。加入Na2S调pH时，杂质离子的沉淀顺序是 。 (3)“转化”环节中，当溶液中时，c(Cl-)= mol/L。流程中，可循环利用的物质是 (填化学式)。 (4)pH=8.5时，反应温度对Mn3O4的纯度和产率影响如图所示：    ①写出生成Mn3O4的离子方程式 。 ②温度高于50℃，Mn3O4产率下降的主要原因是 。 (5)已知中心离子或原子上含有未成对电子的物质均有顺磁性。研究表明，Mn3O4的结构可表示为如图所示，则Mn3O4的简单氧化物形式可写作 ，Mn3O4 (填“有”或“无”)顺磁性。    8．（2023·四川绵阳·模拟预测）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有以及少量的。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。    该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表，回答下列问题： 金属离子 开始沉淀的 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全的 3.2 4.7 11.1 13.8 (1)“焙烧”中，几乎不发生反应，转化为相应的硫酸盐，转化为，写出向中加入过量氨水的离子方程式： 。 (2)“水浸”后滤液的约为2.0，在“分步沉淀时用氨水逐步调节至11.6，最先析出的金属离子是 。(填写离子符号) (3)“母液①”中浓度为 。 (4)“水浸渣”在“酸溶”最适合的酸是 。“酸溶渣”的成分是 、 。 (5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，水解析出沉淀，该反应的离子方程式是： 。 (6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得 ，循环利用。 9．（2023·辽宁阜新·模拟预测）石油重整是重要的化工过程，其中会大量使用镍钼氧化物催化剂，催化剂报废以后含有多种重金属，属于危险废物。为了保护环境，工业上可采用如图所示工艺流程回收镍和钼(部分流程省略)。    已知：a．废催化剂中主要含有MoO3、NiO、Fe2O3、Al2O3、CuO、SiO2，其中NiO、Fe2O3、CuO在高温时不与Na2CO3反应。 b．当溶液中离子浓度≤1.0×10-6mol/L时，视为沉淀完全，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39、Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15、Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33 回答下列问题： (1)Ni在元素周期表中的位置为 ，基态Cu原子的简化电子排布式为 。 (2)焙烧时，废催化剂与Na2CO3反应形成一系列新的可溶性钠盐，最主要目的是 ；其中MoO3与Na2CO3反应的化学方程式是 。 (3)“氧化”工序中用NaClO代替H2O2是否可行？ (填“是”或“否”)，原因是 。 (4)下列说法正确的是___________ A．烘焙时间超过1h以后，钼的浸出比例反而下降，可能的原因是催化剂颗粒烧结，接触面积减小 B．流程中滤渣2的成分为SiO2 C．对所得碳酸镍进行洗涤过程中，检验滤饼是否洗净的方法是取上层清液于试管中，先滴加稀盐酸，再滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净。 D．电解NiSO4溶液，可实现铜片上镀镍，在NiSO4溶液中加入一些氨水，形成配合物，可使镀层光亮。 (5)若“氧化”后的溶液中c(Ni2+)=0.02mol/L，加入NaOH调节溶液的pH范围为 。 (6)钼酸铵溶液可以结晶出二钼酸铵[(NH4)2Mo2O7，相对分子质量为340]，取少量二钼酸铵晶体，一定条件下受热分解，固体质量保留百分数随温度变化如图所示，写出a点的化学方程式为 。    10．（2023·山东聊城·一模）铜电解液中主要含、、、、、等，为提纯得到粗硫酸镍晶体和胆矾晶体，某兴趣小组设计了如图流程：    已知：相关离子浓度为0.1mol/L时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 4.2 6.3 1.5 11.8 6.2 6.9 沉淀完全的pH 6.7 8.3 2.8 13.8 8.2 8.9 (1)为加快“水浸”时的浸出率，可采取的措施有 (任写一点)。 (2)向“溶液1”中通入稍过量的，写出主要反应的离子方程式 。 (3)请结合离子方程式解释向“溶液2”中加入的原因 。 (4)“操作X”为在 (填仪器名称)中加热至 ，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得到结晶水合物晶体。 (5)若“溶液3”中的浓度为0.002mol/L，取等体积的溶液与该溶液混合，要使反应结束时，则所加溶液的浓度至少为 mol/L。[已知室温下] (6)室温下选择萃取剂HR，其萃取原理为：，溶液pH对几种离子的萃取率的影响如图，则萃取锌时，应控制pH的范围为3~4，请解释原因： 。试剂a为 (填化学式)。    11．（2022·浙江绍兴·一模）硫酸铈铵分子式为(相对分子质量为596)，是一种黄色或橙黄色结晶性粉末，微溶于水，溶液呈棕黄色，不溶于乙醇。在滴定分析中硫酸铈铵常用作氧化剂。某实验小组利用矿石制备硫酸铈铵晶体的流程如下图所示： 已知： (1)步骤二的反应温度需要控制在0~30℃，且加入氨水的量为理论量的1.2倍，分析原因为： ； (2)步骤二若加入氨水和次氯酸钠也可以制得悬浊液B中的固体，请写出该反应的离子方程式： ； (3)下列分析正确的是_____。 A．步骤一控制pH为1~4，加硫酸至固体完全溶解 B．步骤二反应完后将混合物加热到90℃，主要为了除去多余的双氧水 C．步骤二中氨水选择浓度较大的6mol/L，利于反应进行，减少溶液体积利于结晶 D．步骤三加入70%是为了控制溶液pH (4)流程中的步骤三从悬浊液B中所得的固体制备硫酸铈铵晶体实际包括多个步骤，请选择下列合适的步骤并排序： 。 a→_____→_____→_____→_____→_____→硫酸铈铵晶体 a．在所得固体中加入70%　　b．离心分离 c．用丙酮洗涤晶体3次　　　　　　　d．用热水洗涤晶体3次 e．高温烘干　　　　　　　　　　　　f．在30℃下干燥 g．加入稍过量硫酸铵，加热溶解　　　h．加热至80℃搅拌 (5)某实验小组为测定硫酸铈铵的纯度，取制得的硫酸铈铵产品30g，加30mL水及28mL流酸膜整，再加300mL水，加热溶解，冷却后配成1L溶液，量取配成的100mL溶液于碘量瓶中，加2g碘化钾及20mL20%的硫酸，摇匀，于暗处放置5分钟，加入3mL淀粉溶液做指示剂，用0.1mol/L的溶液进行滴定，平行测定3次，溶液的平均消耗量为23.80mL。 已知：， 请计算实验小组制得的硫酸铈铵的纯度为 。 12．（2023高三·全国·专题练习）某工业含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·3H2O]，生产的工艺流程如图所示：    回答下列问题： (1)“焙烧”过程中除生成SO2的反应外，另外一个反应的化学方程式是 。 (2)“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有 (写出一条即可)，“酸化”的目的是 。 (3)若试剂a为Zn，则“置换”的离子方程式为 ，滤液中溶质的化学式是 。 (4)“淘洗”的作用是 ，若图中淘洗液的主要溶质与滤液的溶质相同，则试剂b是 。 (5)“反应”一步中使用20% HNO3和10% H2O2，整个过程无红棕色气体产生，则发生反应的化学方程式为 ；若该步骤只使用20% HNO3，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。 (6)“一系列操作”是指化学实验操作，这些操作的名称是 。 13．（2023·陕西商洛·模拟预测）磷酸铁(，难溶于水的白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室用磷铁渣(含Fe、FeP、及少量杂质)来制备的工艺流程如下：      (1)中Fe的化合价为 。 (2)“浸取”时，在密闭反应容器中进行，硝酸分解生成的将Fe、FeP、分别氧化为、。与反应的化学方程式为 。 (3)加入硫酸的目的是 ；加入活性炭的目的是 。 (4)写出生成的离子方程式： 。“制备”时，溶液的pH对磷酸铁产品中的值有影响，在pH为1.2~2.5时，随pH增大，明显增大，其原因是 。 (5)“系列操作”的名称是 。 14．（2023·河北沧州·三模）电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的固体废弃物，其中含有大量的金属，如铜、镍、铬等，是一种廉价的二次可再生资源。以某厂的电镀污泥(除水干化后的成分如下表所示)为原料回收铜和镍的工艺路线如图。 组成 Cu Ni Cr Al Fe Ca Mg 其他 质量分数1% 9.10 8.60 3.04 2.31 0.76 5.62 1.34 69.23    请回答下列问题： (1)若污泥中Cr以的形式存在，则“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。 (2)“沉淀”时，当硫化钠加入量为理论需求量的1.2倍、沉淀时间为30 min时，温度对铜沉淀率和镍损失率的影响如图所示。则“沉淀”温度应控制为 ，温度过低、过高产生的影响是 。    (3)溶液中金属离子开始沉淀、沉淀完全和沉淀开始溶解的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时(mol·L)的pH 7.2 4.9 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(mol·L)的pH 8.7 6.8 4.7 3.2 9.0 沉淀开始溶解的pH - 12.0 7.8 - - “净化除杂”时，向滤液中加氨水前通常需要加入适量的双氧水，目的是 。为保证除杂效果，加入氨水调节溶液的pH，需要控制pH的范围为 。 (4)已知常温下和的溶度积常数分别为、，若添加氟化钠后溶液中 mol⋅L，此时和是否除尽？ 。 (5)向“净化除杂”后的滤液中加入碳酸钠溶液，生成碱式碳酸镍[化学式为]沉淀，该过程中无气体生成，反应的离子方程式为 。 (6)取20.00g干化电镀污泥，进行回收处理得到粗品铜，最终转化为1.638g纯铜，则铜的回收率为 。 15．（2023·海南省直辖县级单位·一模）梦天实验舱的太阳帆板采用的是我国最新一代的太阳电池阵技术——柔性三结砷化镓太阳电池阵，它是由十几万片柔性太阳电池组成的。从砷化镓废料(主要成分为GaAs，含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质)中回收砷和制备GaN的工艺流程如图所示。    已知：①Ga与Al同主族，化学性质相似； ②离子完全沉淀的pH：SiO为8，GaO为5.5。 回答下列问题： (1)“风化粉碎”的目的是 。 (2)图1、图2分别为碱浸时温度和浸泡时间对浸出率的影响，根据图中信息确定最佳反应条件为 ；超过70 ℃，浸出率下降的可能原因有 。    (3)滤渣1的成分为 (填化学式)，“操作a”为 、过滤、洗涤、干燥。 (4)“碱浸”时，GaAs中Ga以NaGaO2的形式进入溶液中，该反应的离子方程式是 。 (5)两次通CO2调pH的目的是 。 (6)设计简单实验验证滤液1中是否含有Fe3+： 。 16．（2023·江西宜春·模拟预测）某科研小组设计出利用工业废酸(主要成分为稀硫酸)浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要含CuO、ZnO和SiO2)的方案，实现废物综合利用，如图所示。 已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的如下表所示。 离子 开始沉淀时的 完全沉淀时的 6.34 9.7 1.48 3.2 6.2 8.0 请回答下列问题： (1)堆浸时，为了提高浸出效率可采取的措施有(任写一种)： 。 (2)堆浸时产生的矿渣主要成分是 。 (3)物质A的作用是 。 (4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的，应控制在 范围之间。 (5)物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是 。 (6)除铁后得到的可用溶液在碱性环境下将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂，写出该反应的离子方程式 。 17．（2022·广东广州·一模）以含钛高炉渣(主要成分为，还含有少量CaO、Fe2O3、)为原料生产的工艺流程如下：    已知： ①浸出液的pH小于0.5 ②相关金属离子时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 0.5 6.3 1.5 沉淀完全的pH 2.5 8.3 2.8 请回答以下问题： (1)“浸渣”的主要成分为 (填化学式)。 (2)为了提高“酸浸”的浸取率，可采取的措施为 (任写一条)。 (3)加入时所发生氧化还原反应的离子方程式为 。 (4)过滤得到需要经过洗涤、减压烘干。实验室里洗涤沉淀的一般方法是 。 (5)隔绝空气条件下，在800℃灼烧得到。 ①在实验室里灼烧晶体时，应把晶体放在 (陶瓷仪器)中灼烧。 ②灼烧时的化学方程式为 。 18．（2023·河北邢台·三模）磷酸铁(，难溶于水的白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室用磷铁渣(含Fe、FeP、及少量杂质)来制备的工艺流程如下：    (1)“浸取”时，在密闭反应容器中进行，硝酸分解生成的将Fe、FeP、分别氧化为、。与反应的化学方程式为 。 (2)加入硫酸的目的是 ；加入活性炭的目的是 。 (3)写出生成的离子方程式： 。“制备”时，溶液的pH对磷酸铁产品中的值有影响，在pH为1.2~2.5时，随pH增大，明显增大，其原因是 。 (4)“系列操作”的名称是 。 (5)样品受热脱水过程的热重曲线(样品含量随温度变化的曲线)如图。则a为 (保留小数点后两位)。    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) (2)ABC (3) (4)AB (5)取上层清液于试管中，加稀盐酸，无明显现象，再加入铜片，若产生无色气体，遇空气显红棕色，说明含氮阴离子为硝酸根离子 【分析】燃煤火电厂产生的尾气(主要成分SO2、NO)通入石灰乳中，SO2和石灰乳反应生成CaSO3，后CaSO3被氧化成CaSO4；Cu+和O2结合生成Cu+(O2)然后和尾气中的NO反应转化成Cu+(NO2)，接着Cu+(NO2)和乙烯反应得到Cu+、N2、CO2、H2O；将燃煤火电厂产生的尾气(主要成分SO2、NO)通入CaCO3-NaClO2混合液中，反应得到CO2、CaSO4、Ca(NO3)2以及NaCl； 【详解】（1）SO2和石灰乳反应生成CaSO3，后CaSO3被氧化成CaSO4，其总反应化学方程式为：； （2）由图示可以看出，Cu+反应前后均有，且参加过反应，所以途径Ⅰ中的作用是催化剂，故A正确； C2H4中碳元素的化合价是-2价，反应后生成的CO2中碳元素的化合价为+4价，碳元素的化合价升高了，即途径Ⅰ中的作用是还原剂，故B正确； 用氨水代替石灰乳，也能发生SO2和碱溶液反应生成亚硫酸盐的反应，后亚硫酸盐被氧化成硫酸盐，具体产物由碱和SO2的相对量的多少决定，可能生成或，故C正确； 工业制硝酸的第一步是以氨和空气为原料，用铂铑合金网为催化剂，在氧化炉进行氨催化氧化反应，不是与反应得到NO，故D错误； 答案为：ABC； （3）从图中可以看出，此反应的产物有CO2、Ca(NO3)2，Ca(NO3)2是NO的氧化产物，所以还有一种化合价降低的还原产物 NaCl，反应的化学方程式为： （4）途径Ⅱ中的作用是将NO氧化，所以NaClO和能代替，所以选AB； （5）途径Ⅱ产物中的含氮阴离子为NO3-，检验方法为：取上层清液于试管中，加稀盐酸，无明显现象，再加入铜片，若产生无色气体，遇空气显红棕色，说明含氮阴离子为硝酸根离子。 2．(1)将废锌渣粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高浸出温度、不断快速的搅拌等(任答两条，合理即可) (2)+3价 (3) 、 (4) 可以催化分解 (5) (6)1∶4 【分析】由题给流程可知，向废锌渣中加入稀硫酸浸出时，ZnFe2O4与FeS、ZnS在酸性条件下反应得到FeSO4、ZnSO4和S沉淀，PbO溶于稀硫酸生成难溶PbSO4，Al2O3溶于稀硫酸生成Al2(SO4)3，SiO2不与稀硫酸反应，过滤得到含有S、PbSO4、SiO2的滤渣Ⅰ和含有可溶性硫酸盐的滤液；向滤液中加入H2O2溶液，将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，加入NaOH溶液调节溶液pH在4.7⩽pH<5.5的范围内，将溶液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀，过滤得到含有Fe(OH)3、Al(OH)3的滤渣Ⅱ和ZnSO4溶液；向ZnSO4溶液中加入NaHCO3溶液，将溶液中Zn2+转化为ZnCO3，过滤得到ZnCO3。 【详解】（1）将废锌渣粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高浸出温度、不断快速的搅拌等措施可以提高浸出效率； （2）由化合价代数和为0可知，ZnFe2O4中铁元素的化合价为+3价； （3）①由分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分为S、PbSO4、SiO2； ②由分析可知，ZnFe2O4与ZnS在酸性条件下反应得到FeSO4、ZnSO4、S沉淀和水，反应的化学方程式为； （4）由分析可知，转化步骤中向滤液中加入H2O2溶液，将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为；H2O2在反应生成的Fe3+催化作用下会分解，所以反应中过氧化氢的加入量大于理论值； （5）由分析可知，调pH时加入NaOH溶液调节溶液pH在4.7⩽pH<5.5的范围内的目的是将溶液中的Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀； （6）由图可知，反应①发生的反应为1200℃条件下，ZnFe2O4受热分解生成ZnO、Fe3O4和O2，反应的化学方程式为6ZnFe2O46ZnO+4Fe3O4+O2↑，反应中铁元素化合价降低被还原，Fe3O4是反应的还原产物，氧元素化合价升高被氧化，O2是氧化产物，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：4。 3．(1) (2)降低叠氮化钠的溶解度，便于叠氮化钠结晶析出 (3) 2mol (4)防止过量的NaClO将生成的氧化 (5) OH－ (6) 0.6 【分析】由题给流程可知，氯气与氢氧化钠溶液在吸收塔中反应得到次氯酸钠溶液，次氯酸钠溶液与尿素在反应器1中硫酸锰做催化剂作用下、碱性条件下反应得到含有碳酸钠、氯化钠的水合肼溶液，溶液经蒸馏、脱盐、精制得到碳酸钠和水合肼，水合肼溶于无水乙醚后，与亚硝酸乙酯和氢氧化钠混合液在反应器2中发生反应生成叠氮化钠和乙醇，所得反应液经过结晶、抽滤、洗涤，重结晶，制得叠氮化钠。 【详解】（1）已知，一定条件下，碱性NaClO溶液与尿素溶液反应生成；结合分析可知，反应器1中反应器1中生成水合肼的反应为次氯酸钠溶液与尿素在硫酸锰做催化剂作用下，碱性条件下反应得到含有碳酸钠、氯化钠和水合肼，反应的化学方程式为； （2）由题中信息可知，叠氮化钠是离子化合物，不溶于乙醚，微溶于乙醇，易溶于水，所以在反应器2中加入无水乙醚的作用是降低叠氮化钠的溶解度，便于叠氮化钠结晶析出； （3）由题意可知反应器2中发生的反应为水合肼与亚硝酸乙酯和氢氧化钠混合液在反应器2中发生反应生成叠氮化钠和乙醇，，反应则肼中氮元素化合价由-2变为叠氮化钠中的，电子转移关系为，若反应生成39g叠氮化钠，反应中转移电子的物质的量为2mol； （4）由题给信息可知，水合肼具有强还原性，易被氧化成氮气，若次氯酸钠溶液过量，会将水合肼氧化，导致产率降低，故答案为：防止过量的NaClO将生成的氧化； （5）由图可知，多孔铂电极为负极，氨分子在负极失去电子发生氧化反应生成肼，石墨为正极，在水分子作用下，次氯酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氯离子和氢氧根离子； ①由分析可知，多孔铂电极为负极，石墨为正极，原电池中的溶液中阴离子氢氧根离子向负极多孔铂电极移动，故答案为：OH-； ②由分析可知，石墨为正极，氯酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成氯离子和氢氧根离子，电极反应式为； （6）氯气具有强氧化性，通入足量Cl2将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，同时生成氯离子，；硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀0.11g，根据硫元素守恒可知，该样品中残留量(以SO2计)为。 4．(1) 增大接触面，加快反应速率 铁粉 (2)0.5 (3)2VO+2H+=V2O5+H2O (4) 1 使的水解平衡逆向移动，增大浓度，从而增大的产量 (5)取少量最后一次洗涤液于洁净试管中，依次滴加稀盐酸和BaCl2溶液，无明显现象，证明NH4VO3已洗涤干净 (6) 【分析】用炼钢残渣(主要含FeO•V2O3，还有少量铁粉、SiO2、Al2O3等杂质)为原料提取金属钒，首先残渣研磨、磁选，除去铁粉，得到钒渣，钒渣加入Na2CO3、空气焙烧，得到氧化铁、氧化铝和NaVO3，然后加入硫酸，NaVO3转化为V2O5，氧化铁转化为硫酸铁、氧化铝转化为硫酸铝，过滤得到V2O5，V2O5碱溶、除杂，滤液加入硫酸铵、硫酸沉钒，过滤得到偏钒酸铵，加热得到V2O5，进一步还原得到V，据此解答。 【详解】（1）“研磨”的目的是增大接触面，加快反应速率，“磁选”后分离出的X为铁粉。 （2）“焙烧”过程中，FeO转化为Fe2O3，铁由+2价转化为+3价；V2O3转化为NaVO3，V由+3价升高为+5价，若转移电子数为2.5NA，则被氧化的FeO•V2O3为。 （3）“酸浸”时，生成V2O5的离子方程式为2VO+2H+=V2O5+H2O。 （4）若“沉钒”前溶液中，忽略溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到，说明溶液中，则“沉钒”后溶液中；因铵根离子会发生水解反应，导致其溶液中的铵根离子浓度减小，而加稀硫酸后可以使的水解平衡逆向移动，增大浓度，从而增大的产量。 （5）NH4VO3晶体主要粘附，故证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为：取少量最后一次洗涤液于洁净试管中，依次滴加稀盐酸和BaCl2溶液，无明显现象，证明NH4VO3已洗涤干净。 （6）该晶胞中，位于面上和晶胞内部的O原子数为，位于顶点和体心的V原子数为，则该晶体的密度。 5．(1) (写也得分) 粉碎、加热、用浓度较高的硫酸(合理即可) (2) (3) (4)置换变为Cu，从而除去 (5) (6) 蒸发浓缩 冷却结晶 【分析】菱锌矿焙烧碳酸锌分解，加硫酸浸取，滤渣①中有和，滤液加目的是把二价铁离子氧化为三价铁离子，加入调节pH值除去离子，再加入Zn粉置换出Cu，加入HF除去和，最后得到七水硫酸锌。 【详解】（1）菱锌矿焙烧碳酸锌分解，加硫酸浸取，滤渣①中有和，将菱锌矿粉碎、搅拌、适当加热、适当增加硫酸浓度都可以加快浸取的速率，提高浸取效率； （2）由分析知，氧化时离子方程式为(合理即可)； （3）pH调节至4.4，根据表格主要沉淀为；根据表格中沉淀完全时的pH值为3.4，可以计算出氢氧化铁的溶度积常数，，pH=4.4时，，带入计算公式：； （4）加入锌粉将置换为Cu以除去； （5）与浓硫酸反应生成HF，利用强酸制取弱酸，也利用了浓硫酸的难挥发性，方程式为 （6）从滤液中获得带结晶水的晶体都是用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作。 6．(1)粉碎废渣(或充分搅拌，或通入足量空气等) (2)＋6 (3) KSCN溶液 (4)pH过低，进入滤液［或防止被过量的酸溶解］ (5) 【分析】含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)经过碱熔时，发生一系列反应，生成了可溶性盐KFeO2、K2CrO4、K2SiO3和KAlO2，加水溶解，KFeO2强烈水解生成的难溶物Fe(OH)3，并经过滤除去，滤液中加入硫酸酸化，调节溶液pH在7～8，硅酸根离子转化为硅酸沉淀，偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀，通过过滤除去，同时铬酸根离子转化为重铬酸根离子，再在滤液中加入亚硫酸钠还原重铬酸根离子为Cr3+，加入氢氧化钠沉淀Cr3+，再通过加热煅烧Cr(OH)3得到氧化物Cr2O3； 【详解】（1）“碱熔”时，为使废渣充分氧化可采取的措施是粉碎废渣、充分搅拌(或通入足量空气等)。故答案为：粉碎废渣充分搅拌(或通入足量空气等)； （2）中K为+1价，O为-2价，根据化合价代数和为0可推知，Cr的化合价为+6价； （3）“水浸”时，碱熔渣中的KFeO2强烈水解，结合H2O电离出的H+及H2O生成Fe(OH)3和KOH，生成的难溶物为Fe(OH)3(填化学式下同)；为检验“水浸”后的滤液中是否含有Fe3+，可选用的化学试剂是KSCN，溶液呈血红色，则含铁离子。故答案为：Fe(OH)3；KSCN； （4）常温下“酸化”时pH不宜过低的原因是pH过低，进入滤液［或防止被过量的酸溶解］； （5）流程中滤液中加入亚硫酸钠还原重铬酸根离子为Cr3+，加入氢氧化钠沉淀Cr3+，生成的离子方程式为。 7．(1)增大Cl-浓度，促进正向移动，生成 PbCl，减少矿物表面PbCl2的堆积，提高浸出率 (2)Pb2+、Zn2+、Fe2+ (3) 3 HCl (4) 升高温度，氨水挥发、分解，导致Mn(OH)2的产量减少 (5) 2MnO•MnO2 有 【分析】方铅矿主要成分为PbS，含有杂质FeS，软锰矿主要成分为MnO2，还有少量含少量铁、锌的氧化物等，加入盐酸、氯化钠溶液，盐酸、氯化钠、PbS、MnO2反应生成S和PbCl，FeS被MnO2氧化为S和Fe3+；铁、锌的氧化物和盐酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸锌；过滤出沉淀S，调节溶液的 pH至3.0-4.5，使酸浸液中 Fe3＋完全生成氢氧化铁沉淀；冷却使PbCl转化为PbC12并沉淀，过滤出PbC12固体，PbC12固体和硫酸溶液反应转化为PbSO4固体；滤液X中的金属阳离子主要有Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+，加入硫化钠溶液调pH时，根据溶度积可得，Pb2+、Zn2+、Fe2+依次沉淀，过滤除去滤渣，滤液中有氯化锰，加入氨水并通通入氧气，得到产品 Mn3O4。 【详解】（1）根据分析及题目信息，PbCl2难溶于冷水，易溶于热水，且存在平衡 ，则“浸取”中，加入饱和NaCl溶液的作用是：增大Cl-浓度，促进正向移动，生成 PbCl，减少矿物表面PbCl2的堆积，提高浸出率。 （2）根据分析及题目中25℃时，部分难溶物的Ksp，加入硫化钠溶液调pH时， Pb2+、Zn2+、Fe2+依次沉淀，生成对应硫化物。 （3）“转化”环节中，发生反应PbC12（s）+（aq） PbSO4（s）+2Cl-（aq），当溶液中时，，则c(Cl-)==3。“转化”环节中，生成了HCl，根据流程及分析，HCl可循环利用。 （4）①氯化锰、氨水、氧气反应生成Mn3O4、氯化铵、水，反应方程式为，离子方程式为。 ②根据pH=8.5时，反应温度对Mn3O4的纯度和产率影响图像可得，温度高于50℃，Mn3O4产率下降，其主要原因是升高温度，氨水挥发、分解，导致Mn(OH)2的产量减少。 （5）根据Mn3O4的结构图可得，Mn3O4的简单氧化物形式可写作2MnO•MnO2；中心离子或原子上含有未成对电子的物质均有顺磁性，锰原子的价层电子排布为3d54s2，含有未成对电子，故Mn3O4有顺磁性。 【点睛】注意充分利用题目已知信息，如PbCl2难溶于冷水，易溶于热水；的转化关系等，才能对流程正确推导。 8．(1) (2) (3) (4) 硫酸 (5)= (6) 【分析】炼铁高钛炉渣，主要成分有以及少量的，加入(NH4)2SO4焙烧得到的尾气为NH3，得到的固体为，固体用热水水浸，、CaSO4不溶于水存在于水浸渣中，滤液中含有Al3+、Mg2+、Fe3+、NH，滤液中再加入氨水分布沉淀得到Fe(OH)3、Al(OH)3、Mg(OH)2，母液①中含有SO、NH、，水浸渣酸溶得到的滤液中含有TiO2+，、CaSO4不溶于酸，成为酸浸渣，向含有TiO2+的溶液中加入母液②为硫酸，得到。 【详解】（1）根据流程图，“焙烧"过程中生成气体及相应的硫酸盐，比较(NH4)2SO4和中NH与SO的比例可知生成的气体为NH3，则Al2O3转化为的化学方程式为：。 （2）“水浸”"后“滤液”的pH约为2.0，用氨水调节“滤液"pH时，随着氨水的加入，pH逐渐增大，结合题表数据可知，形成沉淀析出的金属离子的顺序依次为Fe3+、Al3+、Mg2+。 （3）Mg2+沉淀完全时[c(Mg2+) =1.0×10-5 mol/LpH为11.1，可得出Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-5×(1.0×10-2.9)2=1.0×10-10.8，分步沉淀时调节pH至11.6，此时母液①中c(Mg2+)= 1.0×10-6mol/L。 （4）“水浸渣”在160℃时“酸溶"，为了避免受热挥发导致酸的损失而增加成本，选用沸点较高的硫酸较为合适；“焙烧”时SiO2不参与反应，且不溶于水和硫酸，故存在于“酸溶渣”中，Al、Mg、Ca、Fe等元素转化为硫酸盐，而CaSO4在水中和酸中的溶解度较小，也会存在于“酸溶渣”中。 （5）TiO2+水解析出TiO2·xH2O，离子方程式为：=。 （6）母液①中主要含铵根离子、硫酸根离子和一水合氨，母液②中主要含氢离子和硫酸根离子，尾气主要成分为氨气，混合后经处理可得可循环利用。 9．(1) 第四周期第Ⅷ族 [Ar]3d104s1 (2) 分离废催化剂中Mo和Ni MoO3+Na2CO3Na2MoO4+CO2↑ (3) 是 NaClO可氧化Fe2+且不影响产品的纯度 (4)AD (5)3≤pH＜7.5 (6)(NH4)2Mo2O72MoO3+2NH3↑+H2O↑ 【分析】废催化剂和碳酸钠混合固体焙烧过程中MoO3、Al2O3、SiO2与碳酸反应生成Na2MoO4、NaAlO2、Na2SiO3，NiO、Fe2O3、CuO在高温时不与Na2CO3反应；焙烧后，加热水溶解，浸出渣为NiO、Fe2O3、CuO，盐类物质进入浸出液中，浸出渣加硫酸溶解，生成硫酸镍、硫酸铁、硫酸铜，通入硫化氢将Cu2+沉淀为CuS，同时三价铁被还原为二价铁，过滤后在滤液中加入双氧水将亚铁离子氧化为三价铁，再加NaOH将铁转化为氢氧化铁沉淀除去，滤液中加碳酸钠将镍离子转化为碳酸镍沉淀，再一系列处理得到Ni；浸出液中加适量盐酸，NaAlO2、Na2SiO3可转化为硅酸和氢氧化铝沉淀，过滤除去，再滤液中加氯化钙生成CaMoO4，据此分析解答。 【详解】（1）Ni为28号元素，在元素周期表中的位置第四周期第Ⅷ族；Cu为29号元素，基态Cu原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1； （2）焙烧过程中Mo转化为可溶性钠盐，镍以氧化物形成存在，可实现废催化剂中Mo和Ni分离；其中MoO3与Na2CO3反应的化学方程式是MoO3+Na2CO3Na2MoO4+CO2↑； （3）“氧化”工序中可用NaClO代替H2O2，因NaClO可氧化Fe2+且不影响产品的纯度； （4）A．烘焙时间过程会使催化剂颗粒烧结，接触面积减小，从而导致钼的浸出比例反而下降，故A正确； B．由以上分析可知滤渣2为硅酸和氢氧化铝沉淀，故B错误； C．对所得碳酸镍进行洗涤过程中，检验滤饼是否洗净的方法是取最后一次洗涤液于试管中，先滴加稀盐酸，再滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净，故C错误； D．电解NiSO4溶液，铜作阴极，镍作阳极，可实现铜片上镀镍，在NiSO4溶液中加入一些氨水，形成配合物，可降低溶液中镍离子浓度，降低反应速率，从而使析出的镀层更均匀致密，可使镀层光亮，故D正确； （5）Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15，c(Ni2+)=0.02mol/L，则c(OH-)=，则pH应小于7.5，同时使三价铁离子完全沉淀，则c(OH-)=，则pH应大于3，pH范围为：3≤pH＜7.5； （6）设有1mol，其质量为340g，在597℃时，固体损失340×(1-84.70%)=52.02g，因为铵盐受热易分解，结合分解前后质量变化分析可知，固体损失的质量为2mol氨气和1mol水，所以剩余固体为MoO3，发生反应的化学方程式为：(NH4)2Mo2O72MoO3+2NH3↑+H2O↑。 10．(1)搅拌 (2)2Fe3+ +H2S=S↓+2Fe2++2H+、Cu2+ +H2S=CuS↓+2H+ (3)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入Ni(OH)2后消耗H+，使平衡正向移动，有利于Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而被除去 (4) 蒸发皿 出现少量晶膜 (5)0.004 (6) H2SO4 pH太小，锌的萃取率低，pH太大，镍可能以Ni(OH)2的形式沉出，不利于硫酸镍晶体的生成 【分析】分析流程可知，粗硫酸镍溶解后，通入硫化氢气体将三价铁还原为二价铁，将铜离子转化为硫化铜沉淀，过滤后滤渣硫化铜灼烧生成氧化铜，再溶于硫酸得到硫酸铜，滤液中加过氧化氢将亚铁离子氧化成三价铁离子，再加氢氧化镍调节pH值使三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后在滤液中加氟化镍将钙离子沉淀，过滤后滤液中加萃取剂将锌转移至有机相中，滤液为硫酸镍溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作得到硫酸镍晶体，据此分析解答。 【详解】（1）搅拌、适当地升温均可以增大浸出率。 （2）结合分析可知，Fe3+与H2S发生氧化还原反应生成S和Fe2+和Cu2+与H2S转化为沉淀，反应离子方程式为2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+、Cu2+ +H2S=CuS↓+2H+。 （3）结合分析可知，加入Ni(OH)2的目的是调节pH，使Fe3+水解反应正向进行，Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，促进Fe3+的沉淀。 （4）结合分析可知，操作X是从溶液中得到晶体的操作，应在蒸发血中进行，当加热至溶液表面出现一层晶膜时停止加热，降温冷却得到晶体 （5）结合分析可知，根据Ksp(CaF2)=c(Ca2+)×c2(F-)，得出，设NiF2溶液的体积为VL，即溶液中n(F-)=2V×2×10-3=4V×10-3(mol)，沉淀时消耗的F-的物质的量为2×V×2×10-3mol，则总共需要n(F-)=8V×10-3mol，所加的NiF2溶液的浓度至少为4×10-3mol/L。 （6）结合分析可知，欲使有机相中的锌转化成硫酸锌，需使萃取平衡逆向移动，为不引入新杂质应加入硫酸使反应逆行移动；由图示信息可知pH太小，锌的萃取率低；pH太大，镍可能以Ni(OH)2的形式沉出，不利于硫酸镍晶体的生成。 11．(1)防止温度过高双氧水和氨水分解 (2) (3)BC (4)ghbcf (5)47.3% 【分析】根据题干信息可知，向矿石中加入硫酸，与硫酸反应生成Ce2(SO4)3，即溶液A中主要含有Ce2(SO4)3，H2O2具有氧化性，向溶液A中加入H2O2和氨水，发生反应：，悬浊液B的主要成分是Ce(OH)4，悬浊液B与硫酸、硫酸铵反应后，经一系列操作可得到晶体。 【详解】（1）双氧水和氨水受热易分解，所以步骤二的反应温度需要控制在0~30℃，且加入足量的氨水。 （2）次氯酸钠具有氧化性，若加入氨水和次氯酸钠，则反应的离子方程式为：。 （3）A．步骤一控制溶液pH为1~4，所加硫酸需适当过量，A错误； B．过氧化氢受热易分解，步骤二反应完后将混合物加热到90°C，主要为了除去多余的双氧水，B正确； C．步骤二中氨水选择浓度较大的6mol/L，利于反应进行及减少溶液体积利于结晶，C正确； D．步骤三加入70%H2SO4是为了溶解悬浊液B中的固体，D错误； 故选BC。 （4）步骤三从是悬浊液B中所得的固体制备硫酸铈铵晶体的主要步骤为：在所得固体中加入70%H2SO4、稍过量硫酸铵，加热至80°C搅拌溶解，然后离心分离，用丙酮洗涤晶体3次，在30°C下干燥，可得到硫酸铈铵晶体。 （5）根据涉及反应式，，则有关系式为Ce4+~，所以n[]=n(Ce4+)=n()=n()=0.1mol/L×23.80×10-3L=2.38×10-3mol，根据m=nM可知，硫酸铈铵产品中硫酸铈铵的纯度为。 12．(1)2Cu＋O22CuO (2) 将焙烧物粉碎、升高酸化温度、适当提高硫酸浓度(任写一条) 将CuO转化为Cu2＋ (3) Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu ZnSO4 (4) 除去过量的Zn 稀硫酸 (5) Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O 1∶2 (6)蒸发、结晶、过滤(或蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤) 【分析】含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4，通入空气进行焙烧，-2价硫转化为二氧化硫废气，铜与氧气反应转化为氧化铜，加入硫酸酸化，铜元素全部转化为硫酸铜，加入过量的锌将铜离子置换为铜单质，过滤后加入稀硫酸出去过量的锌，进行淘洗出去锌，再向铜单质中加入20%硝酸和10%过氧化氢，将铜氧化为硝酸铜，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到Cu(NO3)2·3H2O。 【详解】（1）加热条件下，Cu被O2氧化为CuO。 答案为：2Cu＋O22CuO。 （2）将焙烧物粉碎可增大固体物质与硫酸的接触面积；升高反应温度、增大反应物浓度均能加快化学反应速率。“酸化”的目的是使CuO溶解转化为Cu2＋。 答案为：将焙烧物粉碎、升高酸化温度、适当提高硫酸浓度；将CuO转化为Cu2＋。 （3）Zn的还原性比Cu强，故Zn与Cu2＋反应生成Cu和Zn2＋；过滤后滤渣为Cu(含有Zn)，滤液为硫酸锌溶液。 答案为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；ZnSO4。 （4）“淘洗”的目的是除去前面加入的过量锌，因此试剂b为稀硫酸。 答案为：除去过量的Zn；稀硫酸。 （5）“反应”过程中无红棕色气体产生，由此推知反应不生成NO或NO2，则反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋2HNO3===Cu(NO3)2＋2H2O。根据生成大量红棕色气体可知生成的是NO2，因还原剂为Cu，化合价由0升高至＋2，氧化剂为HNO3，其中N的化合价由＋5降低为＋4，由氧化还原反应中得失电子守恒可知该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2。 答案为：Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O；1∶2。 （6）“反应”后的溶液为Cu(NO3)2，经过蒸发、结晶、过滤可得到目标产物。 答案为：蒸发、结晶、过滤(或蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤)。 13．(1)＋3 (2) (3) )溶解等并抑制的水解 吸附，减少气体污染 (4) pH增大，促进了水解，生成的混入产品中 (5)过滤、洗涤、干燥 【分析】磷铁渣加入硝酸、硫酸、活性炭把铁转化为Fe2O3，P转化为P2O5，活性炭具有吸附性可以吸附有色气体NO2防止污染空气，加入磷酸、氨水最终生成磷酸铁晶体。 【详解】（1）中铁的化合价为+3价； （2）与生成P2O5和Fe2O3，方程式为； （3）加入硫酸把生成的Fe2O3溶解，同时还可以防止Fe3+水解；活性炭具有吸附性，硝酸分解有红棕色气体NO2，活性炭吸附NO2防止污染空气； （4）含有铁离子的溶液加入磷酸、氨水在60°C时生成二水磷酸铁沉淀，方程式为； 随pH增大，促进了水解，生成的混入产品中，造成值增大； （5）沉淀的分离的操作是过滤、洗涤、干燥。 14．(1) (2) 60℃ 温度过低时铜沉淀率较小，温度过高时能耗增多且镍损失率增大 (3) 将氧化成，便于完全沉淀 6.8≤pH<7.2 (4)Ca2+已经除尽，Mg2+没有除尽 (5) (6)90% 【分析】电镀污泥酸浸后加硫化钠沉淀铜离子生成硫化铜沉淀，最终转化为粗铜，滤液加氨水沉淀了Fe3+、Al3+、Cr3+，加氟化钠沉淀Ca2+、Mg2+，加碳酸钠沉淀Ni2+离子生成碳酸镍，碳酸镍加入硫酸最后转化为硫酸镍。 【详解】（1）污泥中Cr以的形式存在，“酸浸”时与稀硫酸发生反应转化成硫酸铬，化学方程式为； （2）由题图可知，“沉淀”温度应控制为60℃。若“沉淀”温度过低，铜沉淀率较小，若“沉淀”温度过高，会导致能耗增多且镍损失率增大； （3）双氧水可将氧化成，便于加入氨水时完全沉淀。根据表中数据，为保证杂质离子完全沉淀，且不影响的存在，需要控制pH的范围为； （4）根据和的溶度积常数进行计算，若溶液中 mol⋅L，此时，已经除尽；，没有除尽； （5）溶液中的与碳酸钠溶液中的发生水解反应生成和，配平可得反应的离子方程式为； （6）根据题中数据计算可知，铜的回收率为。 15．(1)增大了接触面积，使得碱浸更充分，加快浸出速率，提高浸出率 (2) 在70℃下浸泡2h H2O2受热分解 (3) Fe2O3、CaCO3 蒸发浓缩、冷却结晶 (4)GaAs+4OH-+4H2O2= (5)第一次通CO2调pH目的是使以H2SiO3形式沉淀出来除去，第二次通CO2是使转化为Ga(OH)3沉淀，分离出Ga元素 (6)滴入少量KSCN溶液,若出现血红色,则证明有Fe3+，若无血红色出现，则无Fe3+。 【分析】由题给流程可知，向砷化镓废料中加入氢氧化钠溶液、过氧化氢溶液碱浸时，砷化镓碱性条件下与过氧化氢溶液反应生成偏镓酸钠、砷酸钠和水，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，氧化铁、碳酸钙不反应，过滤得到含有氧化铁、碳酸钙的滤渣和含有偏镓酸钠、砷酸钠、硅酸钠的滤液；向滤液中通入二氧化碳调节溶液pH为8，将硅酸钠转化为硅酸沉淀，过滤得到含有硅酸的滤渣和含有偏镓酸钠、砷酸钠的滤液；向滤液中通入二氧化碳调节溶液pHI为5.5，将偏镓酸钠转化为氢氧化镓沉淀，过滤得到氢氧化镓滤渣和含有砷酸钠的滤液；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到十二水砷酸钠；向氢氧化镓滤渣中加入氢氧化钠溶液，将氢氧化镓转化为偏镓酸钠，电解偏镓酸钠溶液，在阴极得到镓，镓与氨气在高温条件下反应制得氮化镓。 【详解】（1）“风化粉碎”增大了接触面积，使得碱浸更充分，加快浸出速率，提高浸出率。 （2）根据图示，当浸取温度为70℃是，浸出率最高，当浸泡时间为2h，浸出率较高且增大浸泡时间浸出率不再明显增大，故最佳反应条件为在70℃下浸泡2h。超过70℃，H2O2受热分解，故会导致浸出率下降。 （3）砷化镓废料中Fe2O3、CaCO3不与NaOH反应，故滤渣1的成分为Fe2O3、CaCO3。操作a将滤液3转化为了带有结晶水的Na3AsO4·12H2O，故该操作为蒸发浓缩、冷却结晶。 （4）根据流程，可知滤液3为Na3AsO4，可知As元素以形式进入滤液，则该反应方程式为GaAs+4OH-+4H2O2=。 （5）第一次通CO2调pH目的是使以H2SiO3形式沉淀出来除去，第二次通CO2是使转化为Ga(OH)3沉淀，分离出Ga元素。 （6）检验滤液1中是否含有Fe3+的方法为滴入少量KSCN溶液,若出现血红色,则证明有Fe3+，若无血红色出现，则无Fe3+。 16．(1)粉碎矿石、适当加热 (2)SiO2 (3)将Fe2+氧化为Fe3+ (4)3.2≤pH<6.2 (5)(NH4)2SO4 (6)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O 【分析】在堆浸中CuO、ZnO和废酸反应变成Cu2+和Zn2+，而SiO2不和除HF以外的酸反应，变成矿渣；再加铁后Cu2+被置换成Cu，而Zn2+不变，过滤掉铜后，在将亚铁离子转变为铁离子，除掉Fe，然后再去制取ZnO 【详解】（1）堆浸时，为了提高浸出效率可将矿石粉碎增大接触面积加快溶解，也可以适当升高温度加快堆浸速率，故答案为粉碎矿石或适当加热； （2）由以上分析可知堆浸时产生的矿渣主要成分是SiO2，故答案为SiO2； （3）由以上分析可知物质A的作用是将亚铁离子氧化成三价铁，便于后续沉淀除去铁，为不引入新的杂质离子，可选用氧气、H2O2作氧化剂，故答案为将Fe2+氧化为Fe3+； （4）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的 ，同时不能使锌离子沉淀，根据表中数据可知pH范围应为3.2≤pH<6.2； （5）加碳酸氢铵和氨水将锌离子转化为碱式碳酸锌沉淀，同时生成硫酸铵(NH4)2SO4，可用作氮肥，故答案为(NH4)2SO4； （6）Fe(OH)3在碱性条件下被次氯酸钠氧化成高铁酸钠，1mol Fe(OH)3反应失去3mol电子，1mol ClO-得2mol电子被还原为氯离子，根据得失电子守恒即元素守恒得反应方程式为：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO +3Cl-+5H2O； 【点睛】本题考查工艺流程过程中物质的性质的检验，在工艺流程中根据物质的物理性质和化学性质进行分离除杂 17．(1)SiO2、CaSO4 (2)炉渣粉碎；适当增大硫酸浓度；适当升温；搅拌 (3)＋2Fe3＋+H2O=+2Fe2＋+2H＋ (4)用玻璃棒引流，加蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2～3次，至洗净为止 (5) 坩埚 BaTiO(C2O4)2·4H2OBaTiO3+2CO↑+2CO2↑+4H2O 【分析】含钛高炉渣(主要成分为，还含有少量、、)加稀硫酸酸浸，SiO2不反应，反应生成CaSO4，、溶解，则过滤后浸渣主要成分为SiO2和CaSO4，浸出液中含TiO2+、Fe3+、H+等离子；往浸出液中加Na2SO3溶液将Fe3+还原为Fe2+，调节pH使完全转化为沉淀，过滤后所得沉淀加H2C2O4酸溶，加BaCl2溶液生成产品，过滤、洗涤干燥后再高温分解得到。 【详解】（1）“酸浸”过程中，SiO2和稀硫酸不反应，CaO和稀硫酸反应生成微溶物CaSO4，因此“浸渣”的主要成分为SiO2和CaSO4。 （2）将炉渣粉碎，增大反应的接触面积，适当增大硫酸浓度，适当升温，搅拌等，均能加快反应速率，提高“酸浸”的浸取率。 （3）往浸出液中加Na2SO3溶液将Fe3+还原为Fe2+，离子反应方程式为＋2Fe3＋+H2O=+2Fe2＋+2H＋。 （4）洗涤沉淀的方法是：用玻璃棒引流，加蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2～3次，至洗净为止。 （5）①灼烧固体需要坩埚，则应把晶体放在坩埚中灼烧； ②隔绝空气条件下，BaTiO(C2O4)2·4H2O受热分解得到BaTiO3，同时得到水蒸气，由元素守恒和得失电子守恒可知，该反应还有CO和CO2生成，反应的化学方程式为BaTiO(C2O4)2·4H2OBaTiO3+2CO↑+2CO2↑+4H2O。 18．(1) (2) 溶解等并能抑制的水解 吸附，减少气体污染 (3) pH增大，促进了水解，生成的混入产品中 (4)过滤、洗涤、干燥 (5)80.75 【分析】“浸取”时，根据问题(1)，硝酸分解为O2、NO2，利用氧气的氧化性，将Fe、FeP、Fe2P氧化成Fe2O3和P2O5，加入硫酸，将Fe2O3溶解为硫酸铁，同时抑制Fe3+水解，NO2有毒，能污染空气，加入活性炭，利用活性炭的吸附性，吸附NO2，避免污染空气；根据元素守恒，为了提高原料利用，需要加入磷酸，调节铁、磷比；加入氨水加热至60℃制备磷酸铁，据此分析； 【详解】（1）硝酸分解为O2、NO2，利用氧气的氧化性，将Fe、FeP、Fe2P氧化成Fe2O3和P2O5，Fe2P与氧气反应方程式为4Fe2P+11O24Fe2O3+2P2O5，故答案为4Fe2P+11O24Fe2O3+2P2O5； （2）利用氧气的氧化性，将Fe、FeP、Fe2P氧化成Fe2O3和P2O5，根据流程制备物质，加入硫酸，将Fe2O3溶解为硫酸铁，同时抑制Fe3+水解；NO2有毒，能污染空气，加入活性炭，利用活性炭的吸附性，吸附NO2，避免污染空气；故答案为溶解Fe2O3为硫酸铁，同时抑制Fe3+水解；吸附NO2，减少气体污染； （3）制备FePO4·2H2O，需要的反应物为Fe3+、H3PO4、NH3·H2O，其离子方程式为Fe3++H3PO4+3NH3·H2OFePO4·2H2O↓+3NH+H2O；pH增大时，促进Fe3+水解，生成氢氧化铁沉淀，混入产品中，导致增大；故答案为Fe3++H3PO4+3NH3·H2OFePO4·2H2O↓+3NH+H2O；pH增大，促进了Fe3+水解，生成的Fe(OH)3混入产品中； （4）制备FePO4·2H2O，需要的反应物为Fe3+、H3PO4、NH3·H2O，其离子方程式为Fe3++H3PO4+3NH3·H2OFePO4·2H2O↓+3NH+H2O，过滤、洗涤、干燥；故答案为过滤、洗涤、干燥； （5）设100gFePO4·2H2O样品受热，得到FePO4固体的质量为ag，水的质量为(100-a)g，根据物质的量比例得到：∶=1∶2，解得a≈80.75；故答案为80.75。 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 $$