第3章 第18讲 化学工艺流程题的解题策略(课件PPT)-【金版新学案】2025年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（鲁科2019 单选版）

第18讲　化学工艺流程题的解题策略 第三章　物质的性质与转化 课程标准 1．培养从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容，并与已有 知识块整合重组为新知识块的能力。 2．培养将分析和解决问题的过程及成果用正确的化学术语及文字、 图表、模型、图形等表达并做出解释的能力。 题空突破一　流程中原料的预处理 题空突破二　流程中反应条件的控制 内容索引 课时测评 热点命题素材与题型 题空突破三　物质的分离与提纯 流程中原料的预处理 题空 突破 一 返回 要点梳理 方法 目的 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质 煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土 典题1 (2023·辽宁卷，节选)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)。实现镍、钴、镁元素的 回收。 用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为________________________ ______________________(答出一条即可)。 典题引领 将镍钴矿粉碎(或浸取时 搅拌，延长浸取时间等) 考向探究 稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下： 已知：废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)。 试回答步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为___________________。 成分含量/% Y2O3 ZnO Al2O3 PbO2 MgO 预处理前 24.28 41.82 7.81 1.67 0.19 预处理后 68.51 5.42 4.33 5.43 0.50 除去ZnO和Al2O3 由已知中预处理前和预处理后的成分含量变化可得，预处理的目的为除去ZnO和Al2O3。 返回 流程中反应条件的控制 题空 突破 二 返回 要点梳理 1．控制溶液的pH (1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。 (2)控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 ①控制pH以除去某些杂质。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH。 ②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 2．控制反应的温度 (1)控制化学反应速率。 (2)控制平衡移动方向。 (3)控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。 (4)促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。 (5)防止或实现某物质水解或分解。 (6)使催化剂达到最大活性。 (7)防止副反应的发生。 3．调节反应物的浓度 (1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响。 (2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响。 4．控制反应体系的压强 (1)改变化学反应速率。 (2)影响平衡移动的方向。 5．使用催化剂 加快反应速率，提高生产效率。 碳酸锂(相对分子质量为74)广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。制备流程如下： 已知：碳酸锂的溶解度(g·L－1)见下表。 典题引领 典题 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72 (1)硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300 ℃，主要原因是___________ _____________________________________________________； 同时，硫酸用量为理论耗酸量的115%左右，硫酸如果加入过多则_______ (填字母)。 a．增加酸耗量 b．增加后续杂质的处理量 c．增加后续中和酸的负担 若温度过低，反应速率慢，若温度过高，则浓H2SO4沸腾，挥发较多。 温度低于 250 ℃，反应速率较慢；温度高于300 ℃，硫酸挥发较多 abc 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72 (2)“水浸”时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是____________ _____________________________________。 加入CaCO3一是和多余H2SO4反应，二是调节pH除去大部分杂质。 除去多余的 硫酸，同时调节pH，除去大部分杂质 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72 (3)“沉锂”需要在95 ℃以上进行，主要原因是_______________________ ____________________；过滤碳酸锂所得母液中主要含有Na2SO4，还可能含有________________。 由表格中数据可知，温度越高，Li2CO3溶解度越小，故沉锂在95 ℃以上进行可增加产率。过滤后的母液中除Na2SO4外还可能有Na2CO3、Li2CO3。 温度越高，碳酸锂溶解度 越小，可以增加产率 Na2CO3、Li2CO3 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li2CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72 考向探究 1．(温度控制)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示： (1)“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是______________________________________。 温度高苯容易挥发，温度低溶解速率小 苯是有机溶剂，易挥发，所以温度高苯容易挥发，而温度低溶解速率小，因此“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低。 (2)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是__________________________ ____________________；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是_________________。 调节溶液的pH，使Fe3＋完全 转化为Fe(OH)3沉淀 抑制Cu2＋的水解 氧化铜是碱性氧化物，能与酸反应调节溶液的pH，所以氧化铜的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀而析出。 2．(酸碱度控制——调节pH)利用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题： 已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Al3＋、Mg2＋、Ca2＋等。 ②沉淀Ⅰ中只含有两种沉淀。 ③流程中部分阳离子以氢氧化 物形式沉淀时溶液的pH见下表： (1)浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为________________________ ______________________。 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (2)加入NaClO3的作用是___________________________________________ ____________________。 将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH时生成 Fe(OH)3沉淀而除去 加入NaClO3的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于后面调节pH时生成Fe(OH)3沉淀而除去。 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 (3)加入Na2CO3调pH至5.2，目的是_______________________； 萃取剂层含锰元素，则沉淀Ⅱ的主要成分为______________。 使Fe3＋和Al3＋沉淀完全 CaF2、MgF2 根据工艺流程图，结合表格中提供的数据可知，加Na2CO3调pH至5.2，目的是使Fe3＋和Al3＋沉淀完全。滤液Ⅰ中含有的金属阳离子为Co2＋、Mn2＋、Mg2＋、Ca2＋等，萃取剂层含锰元素，结合流程图中向滤液Ⅰ中加入了NaF溶液，知沉淀Ⅱ为MgF2、CaF2。 返回 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 物质的分离与提纯 题空 突破 三 返回 要点梳理 1．洗涤剂的选择 (一)有关沉淀洗涤的答题规范 洗涤试剂 适用范围 目的 蒸 馏 水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为溶解而造成的损失 热水 有特殊的物质，其溶解度随着温度升高而下降 有机溶剂 (酒精、丙酮等) 固体易溶于水，难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥 饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解 酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解 2.洗涤的方法 (1)操作方法：让过滤后的晶体继续留在过滤器中，加入洗涤剂至浸没晶体，让洗涤液自然流下，重复操作2～3次即可。 (2)注意点：在洗涤过程中不能搅拌。因为滤纸已经润湿，如果搅拌很容易搅破滤纸，造成晶体损失。 (3)三个得分点：注洗涤液→加洗涤液→重复操作。 ①注洗涤液：沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液； ②加洗涤液：洗涤液完全浸没晶体； ③重复操作：重复操作2～3次。 漂洗”沉淀就是洗涤沉淀，需要直接在过滤器中进行，(沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次。 SnSO4是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下： 实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是____________________________ ___________________________________________________________。 典题引领 典题 (沿着玻璃棒)向漏斗(或过滤器) 中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次 考向探究 1．以磷石膏(主要成分为CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。 匀速向浆料中通入CO2，当浆料清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO 和HCO ；检验固体洗涤是否完全的方法是____________________________________________________ _________________________________________________。 取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全 2．CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。 如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：①________，②加水溶解，③加氯化钡溶液，沉淀，④过滤(其余步骤省略)。在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其方法是__________________________________ _____________________________________________________________。 称量样品 静置，取上层清液于试管中，在上层 清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，证明已沉淀完全 1．过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。 2．萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。 3．蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。 4．冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。 5．蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。 6．冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。 要点梳理 (二)产品分离、提纯的常用方法 (2022·湖北卷，节选)全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。 典题引领 典题 25 ℃时相关物质的参数如下： LiOH的溶解度：12.4 g/100 g H2O。 化合物 Ksp Mg(OH)2 5.6×10－12 Ca(OH)2 5.5×10－6 CaCO3 2.8×10－9 Li2CO3 2.5×10－2 回答下列问题： (1)“沉淀1”为__________。 Mg(OH)2 浓缩卤水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有Na＋、Li＋、Cl－和Ca2＋的滤液1，沉淀1为Mg(OH)2，向滤液1中加入Li2CO3后，得到滤液2，含有的离子为Na＋、Li＋、Cl－和OH－，沉淀2为CaCO3，向滤液2中加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀，再通过蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。(1)浓缩卤水中含有Mg2＋，当加入石灰乳后，转化为Mg(OH)2沉淀，所以沉淀1为Mg(OH)2。 (2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是______________________ ____________________________。 将Ca2＋转化成CaCO3沉 淀除去，同时不引入新杂质 浓缩卤水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有Na＋、Li＋、Cl－和Ca2＋的滤液1，沉淀1为Mg(OH)2，向滤液1中加入Li2CO3后，得到滤液2，含有的离子为Na＋、Li＋、Cl－和OH－，沉淀2为CaCO3，向滤液2中加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀，再通过蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。(2)滤液1中含有Na＋、Li＋、Cl－和 Ca2＋，结合已知条件：LiOH的溶解度和化合物的溶度积常数，可推测，加入Li2CO3的目的是将Ca2＋转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质。 (3)为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为____________、____________、洗涤。 蒸发浓缩 趁热过滤 浓缩卤水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有Na＋、Li＋、Cl－和Ca2＋的滤液1，沉淀1为Mg(OH)2，向滤液1中加入Li2CO3后，得到滤液2，含有的离子为Na＋、Li＋、Cl－和OH－，沉淀2为CaCO3，向滤液2中加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀，再通过蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。(3)由Li2CO3的溶解度曲线可知，温度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在温度高时，溶解度小，有利于析出Li2CO3，所以为提高Li2CO3的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀，即依次为蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤。 1．(分离、提纯方法选择)SO2是硫酸工业尾气的主要成分。以硫酸工业的尾气为原料制备硫酸钾和硫酸锰晶体(MnSO4·H2O)的工艺流程如图所示。 考向探究 回答下列问题： (1)如图所示是几种盐的溶解度曲线。反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，进行蒸发浓缩、__________、洗涤、干燥等操作即得K2SO4产品。 在相同温度下，K2SO4的溶解度最小，反应Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液，进行蒸发浓缩后，K＋和SO 以K2SO4的形式结晶析出，此时趁热过滤，可得到K2SO4晶体，同时也可防止其他盐结晶析出。 趁热过滤 (2)检验硫酸钾样品中是否含有氯化物杂质的实验操作是________________ _____________________________________________________________________________________________________。 因为Ag2SO4是微溶于水的白色固体，所以用HNO3酸化的AgNO3溶液检验Cl－时，应先加入过量Ba(NO3)2溶液使SO 完全沉淀。 取少量样品于 试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，取上层清液滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀产生 2．(滤液、滤渣成分的确定)锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图1所示。 (1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图2所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是________，“滤渣 Ⅰ”的成分是_______________(填化学式)。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣 Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：_______ _______________________________________________________________________。 90 ℃ SiO2、CaSO4 析出 (2)“滤液 Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：__________________________________________。 MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O 流程分析： 1．审题——破题秘诀 (1)看原料：明确化工生产或化学实验所需的材料。 (2)看目的：把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。 (3)看箭头：进入的是投料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副 产物)。 (4)看三线：主线主产品；分支副产品；回头为循环。 (5)找信息：明确反应条件控制和分离提纯方法。 (6)关注所加物质的可能作用：参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。 要点梳理 (三)题型突破 2．方法——考场支招 (1)粗读题干，挖掘图示，明确目的 图示中一般会出现超出教材范围的知识，但题目有提示或者问题中不涉及，关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。通过阅读明确生产目的，找到制备物质所需的原料及所含杂质。 (2)携带问题，精读信息 读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(进入与流出)、实验操作方法。 (3)看清问题，准确规范作答 答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，答题时不具有“连带效应”，即前一问未答出，不会影响后面答题。 3．答题——关键要素 (1)原料预处理 ①溶解、水浸、酸浸：通常用酸溶，如用硝酸、盐酸、浓硫酸等使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。 ②灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。 ③研磨：适用于有机物的提取或减小固体颗粒度，增大物质间接触面积，加快反应速率。 (2)反应条件的控制 ①调pH除杂： a．控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋/OH－反应，使溶液pH增大/减小；不引入新杂质。例如，若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。 ②试剂除杂：利用“难溶制更难溶”原理。 ③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动；在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意控制温度不能过高。如NaHCO3、H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)、铵盐等物质。 ④降温：防止某物质在高温时会溶解或分解；为使化学平衡向着题目要求的方向移动。 磷酸铁锂(LiFePO4)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂，开辟了处理硫酸亚铁废液的一条新途径。其主要流程如下： 已知：H2TiO3是种难溶于水的物质。 (1)钛铁矿用浓硫酸处理之前，需要粉碎，其目的是____________________ _____________________。 典题引领 典题 增大固体的表面积， 加快化学反应速率 将钛铁矿粉碎，可以增大表面积，增大浓硫酸的接触面积，加快反应速率； (2)TiO2＋水解生成H2TiO3的离子方程式为____________________________ _______。 TiO2＋水解生成H2TiO3，同时生成氢离子，离子方程式为TiO2＋＋2H2O H2TiO3↓＋2H＋； 2H＋ (3)加入NaClO发生反应的离子方程式为_____________________________ _______________。 ClO－具有强氧化性，将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Cl－，酸性条件下，同时生成水，反应的离子方程式为ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O； ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋ ＋Cl－＋H2O (4)在实验中，从溶液中过滤出H2TiO3后，所得滤液浑浊，应如何操作？______________________________________。 从溶液中过滤出H2TiO3后，所得滤液浑浊，需要更换过滤器，重新过滤； 换上新的过滤器，将浑浊滤液重新过滤 (5)为测定钛铁矿中铁的含量，某同学取经浓硫酸等处理的溶液(此时钛铁矿中的铁已全部转化为二价铁离子)，采取KMnO4标准液滴定Fe2＋的方法：(不考虑KMnO4与其他物质反应)在滴定过程中，若未用标准液润洗滴定管，则使测定结果_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)，滴定终点的现象是__________________________________________________________ _________。滴定分析时，称取a g钛铁矿，处理后，用c mol/L KMnO4标 准液滴定，消耗V mL，则铁元素的质量分数的表达式为_________。 偏高 滴加最后半滴KMnO4标准液，溶液变成紫红色，且在半分钟内 不褪色 (2023·新课标卷)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示： 考向探究 (1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学式)。 Na2CrO4 (2)水浸渣中主要有SiO2和________。 煅烧时通入空气，含铁化合物转化为Fe2O3，且Fe2O3不溶于水，故“水浸渣”中还含有Fe2O3。 Fe2O3 (3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是________。 “沉淀”步骤加入稀H2SO4调pH到弱碱性是为了让AlO转化为Al(OH)3沉淀而除去。 Al(OH)3 (4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH<9时，会导致_______________________________________________；pH>9时，会导致______________________________________________________。 Mg2＋形成Mg(OH)2沉淀，不能形成MgSiO3，原料利用率低 根据题干描述，V2O5既可与酸反应生成盐和水，又可与碱反应生成盐和水，故V2O5具有两性。 C (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为________________________________________________。 返回 高级固体润滑油王—— 二硫化钼及其应用 热点命题素材与题型 返回 二硫化钼，英文名称molybdenum disulfide，辉钼矿的主要成分，黑色固体粉末，有金属光泽，可用于制造钼化合物、氢化反应和异构化反应催化剂，还是一种重要的固体润滑剂，被誉为“高级固体润滑油王”，具有减摩、增摩、防氧化的作用。 减摩：由超音速气流粉碎加工而成的二硫化钼粒度达到325～2 500目，微颗粒硬度1～1.5，摩擦系数0.05～0.1，所以它用于摩擦材料中可起到减摩作用。 情境素材 增摩：二硫化钼不导电，存在二硫化钼、三硫化钼和三氧化钼的共聚物。当摩擦材料因摩擦而温度急剧升高时，共聚物中的三氧化钼颗粒随着升温而膨胀，起到了增摩作用。 防氧化：二硫化钼是经过化学提纯综合反应而得，其pH为7～8，略显碱性。它覆盖在摩擦材料的表面，能保护其它材料，防止它们被氧化，尤其是使其他材料不易脱落，贴附力增强。 1．化学反应速率、化学平衡 用辉钼矿(主要成分为二硫化钼)冶炼Mo的反应为 MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s) Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)　ΔH。 题型预测 (1)该反应的ΔH________(填“＞”或“<”)0；p1、p2、p3按从小到大的顺序为______________。 ＞ p1＜p2＜p3 (2)在某恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2，一定温度下发生上述反应，下列叙述说明反应已达到平衡状态的是____ (填字母)。 a．v正(H2)＝v逆(CO) b．气体的密度不再随时间变化 c．气体的压强不再随时间变化 d．单位时间内断裂H—H键与断裂H—O键的数目相等 bc (3)在2 L的恒温恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2，在1 100 K时发生反应，达到平衡时恰好处于图中A点，则此温度下该反应的平衡常数为____________。 2.5×10－3 2．化学反应速率 二氧化钼可制钼酸钠，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图： (1)要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为________。 1∶1 (2)当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是______________ ___________________________。 (3)试分析随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是______________________________________________。 常温下浓硫酸 具有强氧化性，会使铁钝化 3．工艺流程方向 工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示： (1)为了提高焙烧效率，除增大空气量外还可以采用的措施是____________ ____________。 充分粉碎或 逆流焙烧 (2)途径Ⅰ碱浸时发生反应的离子方程式为____________________________。 途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为______________________________ _______________________。 (3)分析纯的钼酸钠常用四钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径Ⅰ所产生的尾气一起通入水中，得到正盐的化学式是_________________________。 (NH4)2CO3或(NH4)2SO3 返回 课 时 测 评 返回 1．(25分)(2023·全国乙卷)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下： 已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10－33，Ksp[Ni(OH)2]＝5.5×10－16。 2 1 3 4 硫酸溶矿时发生的主要反应是MnCO3溶于硫酸的反应，化学方程式为MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O。为提高溶矿速率，可以通过增大反应物浓度、增大反应物接触面积、提高反应温度等措施实现。 (1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_____________________________________。 为提高溶矿速率，可采取的措施_________________________________________ ________________________(举1例)。 MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O 粉碎矿石(或适当增大硫酸浓度、搅拌、适当 升高反应液的温度等) 2 1 3 4 加入少量MnO2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于除铁。若使用H2O2替代MnO2，则Mn2＋和生成的Fe3＋会催化H2O2分解，原料利用率低。 (2)加入少量MnO2的作用是______________________。 不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_________________________________。 将Fe2＋氧化为Fe3＋ Mn2＋和生成的Fe3＋会催化H2O2分解 2 1 3 4 (3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH＝4，此时c(Fe3＋)＝_____________ mol·L－1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是______。 2.8×10－9 Al3＋ 2 1 3 4 溶液pH＝4，即c(OH－)＝10－10 mol·L－1时，由Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋) ·c3(OH－)＝2.8×10－39，可得c(Fe3＋)＝2.8×10－9 mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，此时铁已沉淀完全。同理，pH＝7，c(OH－)＝10－7mol·L－1时，c(Al3＋)＝1.3×10－12 mol·L－1 <1.0×10－5 mol·L－1，Al3＋被除去，c(Ni2＋)＝5.5×10－2mol·L－1>1.0×10－5 mol·L－1，Ni2＋未被除去，所以pH≈7时除去的金属离子是Al3＋。 2 1 3 4 (4)加入少量BaS溶液除去Ni2＋，生成的沉淀有_______________。 酸溶时得到相应金属的硫酸盐，故加入少量BaS溶液除Ni2＋时会生成NiS和BaSO4沉淀。 NiS和BaSO4 2 1 3 4 (5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为________________________ ______________。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断____________________________。电解废液可在反应器中循环利用。 ＋2H＋＋H2↑ 加入适量MnO、 Mn(OH)2等 2 1 3 4 2 1 3 4 (6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是______________________ ___________________________。 4LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑ 2 1 3 4 2．(25分)(2023·山东卷)盐湖卤水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、SO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： 2 1 3 4 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。 2 1 3 4 (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0.10 mol·L－1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＝________。 9.24 2B(OH)3 ＋2[B(OH)4] 2 1 3 4 2 1 3 4 (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－1，则常温下精制Ⅱ过程中CO 浓度应控制在________mol·L－1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)。 Mg(OH)2、CaSO4 0.005 5 CaO、Na2CO3 2 1 3 4 2 1 3 4 (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________________________________ __________________。 除去溶液中Ca2＋ 盐酸 浓缩时有Li2CO3析出，最终所得 Li2CO3的产率减小 2 1 3 4 精制Ⅰ加入的生石灰过量，精制Ⅱ加入纯碱(过量)的目的是除去溶液中Ca2＋，操作X是为了除去过量的碳酸钠，结合“浓缩”时得到NaCl可知，加入的试剂为盐酸，若不进行该操作而直接浓缩，浓缩液中因CO 浓度过大使得Li＋过早沉淀，即浓缩结晶得到的NaCl中混有Li2CO3，最终Li2CO3产率减小。 2 1 3 4 3．(25分)(2023·山东滕州联考)钯催化剂(主要成分为Pd、α-Al2O3，还含少量铁、铜等元素)在使用过程中，Pd易被氧化为难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂中回收海绵钯的工艺流程如图。 (1)“还原ⅰ”加入甲酸的目的是还原________(填化学式)。 PdO 2 1 3 4 废钯催化剂加入甲酸，在反应过程中， 将Pd氧化生成的 PdO还原为Pd。加入盐酸和H2O2酸浸，Pd转化为H2PdCl4，铁和铜被氧化为离子，α-Al2O3不溶，过滤出来，浸出液中含有H2PdCl4、Fe3＋和Cu2＋，浸出液进行离子交换，离子交换树脂中的Cl－被[PdCl4]2－交换，Pd被留在离子交换树脂中，其他离子H＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－等离子在流出液中。然后再洗脱，[PdCl4]2－重新进入溶液中，加盐酸，H2PdCl4 (稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2 (稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2 (沉淀)，得到的[Pd(NH3)2]Cl2用N2H4·H2O还原得到海绵钯。(1)钯催化剂在使用过程中， Pd 易被氧化为难溶于酸的 PdO 而失活，“还原ⅰ”加入甲酸的目的是还原 PdO。 2 1 3 4 (2)“酸浸”过程： ①从绿色化学要求出发，酸浸液应选择________(填字母)。 A．王水(浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3混合) B．盐酸和Cl2 C．盐酸和H2O2 ②温度、固液比对浸取率的影响如图，则“酸浸”的最佳条件为________ ___________________________________。 C 温度控 制在75 ℃～80 ℃，固液比为4∶1 2 1 3 4 废钯催化剂加入甲酸，在反应过程中， 将Pd氧化生成的 PdO还原为Pd。加入盐酸和H2O2酸浸，Pd转化为H2PdCl4，铁和铜被氧化为离子，α-Al2O3不溶，过滤出来，浸出液中含有H2PdCl4、Fe3＋和Cu2＋，浸出液进行离子交换，离子交换树脂中的Cl－被[PdCl4]2－交换，Pd被留在离子交换树脂中，其他离子H＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－等离子在流出液中。然后再洗脱，[PdCl4]2－重新进入溶液中，加盐酸，H2PdCl4 (稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2 (稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2 (沉淀)，得到的[Pd(NH3)2]Cl2用N2H4·H2O还原得到海 绵钯。 2 1 3 4 (2)王水有很强的氧化性和挥发性，且王水不稳定，容易分解得到氯气，氯气有毒，所以从绿色化学要求出发，酸浸液应选择盐酸和H2O2，故选C。从题图中可以看出，当温度在75 ℃～80 ℃时，浸取率最大，能达到98%～99%，固液比为4∶1时，浸取率也最大，能达到98%，故“酸浸”的最佳条件为温度控制在75 ℃～80 ℃，固液比为4∶1。 2 1 3 4 (3)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为[PdCl4]2－＋2RCl R2PdCl4＋2Cl－，(RCl为阴离子交换树脂)。 ①“离子交换”流出液中阳离子有H＋、_______________(填离子符号)。 ②淋洗液需保持pH小于2的原因是___________________________________ _______________________________________________________________________________________________________。 Fe3＋、Cu2＋ 淋洗过程中有[Pd(NH3)4]Cl2(aq) [Pd(NH3)2]Cl2(s)＋2NH3(aq)，加入盐酸，H＋和NH3反应，使平衡正向移动，从而使Pd沉淀，所以需控制pH小于2 2 1 3 4 废钯催化剂加入甲酸，在反应过程中， 将Pd氧化生成的 PdO还原为Pd。加入盐酸和H2O2酸浸，Pd转化为H2PdCl4，铁和铜被氧化为离子，α-Al2O3不溶，过滤出来，浸出液中含有H2PdCl4、Fe3＋和Cu2＋，浸出液进行离子交换，离子交换树脂中的Cl－被[PdCl4]2－交换，Pd被留在离子交换树脂中，其他离子H＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－等离子在流出液中。然后再洗脱，[PdCl4]2－重新进入溶液中，加盐酸，H2PdCl4 (稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2 (稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2 (沉淀)，得到的[Pd(NH3)2]Cl2用N2H4·H2O还原得到海 绵钯。 2 1 3 4 (3)由以上分析可知，“离子交换”流出液中阳离子有H＋ 、Fe3＋、Cu2＋。淋洗过程中有[Pd(NH3)4]Cl2(aq) [Pd(NH3)2]Cl2(s)＋2NH3(aq)，加入盐酸，H＋和NH3反应，使平衡正向移动，从而使Pd沉淀，所以需控制pH小于2。 2 1 3 4 (4)“沉钯”过程钯元素主要发生如下转化：H2PdCl4(稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2(稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2(沉淀)。“沉钯”的目的是__________________________________。 将Pd和其他杂质如NH4Cl等分离 2 1 3 4 废钯催化剂加入甲酸，在反应过程中， 将Pd氧化生成的 PdO还原为Pd。加入盐酸和H2O2酸浸，Pd转化为H2PdCl4，铁和铜被氧化为离子，α-Al2O3不溶，过滤出来，浸出液中含有H2PdCl4、Fe3＋和Cu2＋，浸出液进行离子交换，离子交换树脂中的Cl－被[PdCl4]2－交换，Pd被留在离子交换树脂中，其他离子H＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－等离子在流出液中。然后再洗脱，[PdCl4]2－重新进入溶液中，加盐酸，H2PdCl4 (稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2 (稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2 (沉淀)，得到的[Pd(NH3)2]Cl2用N2H4·H2O还原得到海绵钯。(4)“沉钯”的目的是将Pd和其他杂质如NH4Cl等分离。 2 1 3 4 (5)“还原ⅱ”中产生无毒无害气体。由[Pd(NH3)2]Cl2生成海绵钯的化学方程式为______________________________________________________。 2[Pd(NH3)2]Cl2＋N2H4·H2O===2Pd＋N2↑＋4NH4Cl＋H2O 2 1 3 4 废钯催化剂加入甲酸，在反应过程中， 将Pd氧化生成的 PdO还原为Pd。加入盐酸和H2O2酸浸，Pd转化为H2PdCl4，铁和铜被氧化为离子，α-Al2O3不溶，过滤出来，浸出液中含有H2PdCl4、Fe3＋和Cu2＋，浸出液进行离子交换，离子交换树脂中的Cl－被[PdCl4]2－交换，Pd被留在离子交换树脂中，其他离子H＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－等离子在流出液中。然后再洗脱，[PdCl4]2－重新进入溶液中，加盐酸，H2PdCl4 (稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2 (稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2 (沉淀)，得到的[Pd(NH3)2]Cl2用N2H4·H2O还原得到海绵钯。(5)“还原ⅱ”中产生无毒无害气体。由[Pd(NH3)2]Cl2生成海绵钯的化学方程式为2[Pd(NH3)2]Cl2＋N2H4·H2O===2Pd＋N2↑＋4NH4Cl＋H2O。 2 1 3 4 (6)该工艺流程中可循环利用的物质有___________。 HCl、RCl 废钯催化剂加入甲酸，在反应过程中， 将Pd氧化生成的 PdO还原为Pd。加入盐酸和H2O2酸浸，Pd转化为H2PdCl4，铁和铜被氧化为离子，α-Al2O3不溶，过滤出来，浸出液中含有H2PdCl4、Fe3＋和Cu2＋，浸出液进行离子交换，离子交换树脂中的Cl－被[PdCl4]2－交换，Pd被留在离子交换树脂中，其他离子H＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－等离子在流出液中。然后再洗脱，[PdCl4]2－重新进入溶液中，加盐酸，H2PdCl4 (稀溶液)→[Pd(NH3)4]Cl2 (稀溶液)→[Pd(NH3)2]Cl2 (沉淀)，得到的[Pd(NH3)2]Cl2用N2H4·H2O还原得到海绵钯。(6)在“离子交换”步骤有HCl生成，可以回到“酸浸”步骤重复使用；“洗脱”过程中产生的RCl也可以循环使用。 2 1 3 4 4．(25分)铜转炉烟灰含金属元素(主要为Cu、Zn、Pb、Fe)的硫酸盐和氧化物以及SiO2。其有价金属回收工艺流程如下。已知：25 ℃时，Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13。 2 1 3 4 回答下列问题： (1)“浸出液①”中所含有的金属阳离子有______________和Fe2＋、Fe3＋。“浸出”中，当硫酸浓度大于1.8 mol·L－1时，金属离子浸出率反而下降，原因是________________________________________________。 Cu2＋、Zn2＋ 难溶物PbSO4覆盖在表面，阻碍铜、锌元素的浸出 2 1 3 4 铜转炉烟灰用硫酸“浸出”，得到难 溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸 出液①中含有硫酸锌、硫酸铜、硫 酸铁、硫酸亚铁；浸出渣加入碳酸 钠溶液，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，滤液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入过量铁粉置换出铜、铁把硫酸铁还原为硫酸亚铁，所得滤液①中含有硫酸锌、硫酸亚铁；“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液把Fe2＋氧化为Fe(OH)3，过滤，所得滤渣主要成分为Fe(OH)3、MnO2，滤液②蒸发浓缩得到ZnSO4·7H2O。 2 1 3 4 (1) “浸出液①”中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；“浸出液①”中所含有的金属阳离子有Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋；当硫酸浓度大于1.8 mol·L－1时，难溶物PbSO4覆盖在表面，阻碍铜、锌元素的浸出，金属离子浸出率反而下降。 2 1 3 4 (2)“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液氧化后，所得滤渣主要成分为Fe(OH)3、MnO2，该氧化过程的离子方程式为______________ ______________________________________。 ＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋ 2 1 3 4 铜转炉烟灰用硫酸“浸出”，得到难溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸出液①中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；浸出渣加入碳酸钠溶液，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，滤液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入过量铁粉置换出铜、铁把硫酸铁还原为硫酸亚铁，所得滤液①中含有硫酸锌、硫酸亚铁；“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液把Fe2＋氧化为Fe(OH)3，过滤，所得滤渣主要成分为Fe(OH)3、MnO2，滤液②蒸发浓缩得到ZnSO4·7H2O。 2 1 3 4 2 1 3 4 (3)ZnSO4的溶解度随温度变化曲线如图所示。 “浓缩结晶”的具体操作步骤为： ①在100 ℃时蒸发至溶液出现晶膜，停止加热； ②降温至______℃蒸发至溶液出现晶膜，停止加热； ③冷却至室温，过滤、洗涤、干燥。 其中，步骤①的目的为_________________。 60 加快蒸发速率 2 1 3 4 铜转炉烟灰用硫酸“浸出”，得到难溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸出液①中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；浸出渣加入碳酸钠溶液，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，滤液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入过量铁粉置换出铜、铁把硫酸铁还原为硫酸亚铁，所得滤液①中含有硫酸锌、硫酸亚铁；“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液把Fe2＋氧化为Fe(OH)3，过滤，所得滤渣主要成分为Fe(OH)3、MnO2，滤液②蒸发浓缩得到ZnSO4·7H2O。 2 1 3 4 (3)①在100 ℃时蒸发至溶液出现晶膜，停止加热；②60 ℃硫酸锌的溶解度最大，降温至60 ℃蒸发至溶液出现晶膜，得到硫酸锌饱和溶液；③冷却至室温，过滤、洗涤、干燥。其中，步骤①在100 ℃时蒸发的目的是加快蒸发速率。 2 1 3 4 (4)“转化”后，滤饼的主要成分是SiO2和________。该工艺中，可循环利用的物质有________。 PbCO3 HNO3 2 1 3 4 铜转炉烟灰用硫酸“浸出”，得到难溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸出液①中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；浸出渣加入碳酸钠溶液，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，滤液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入过量铁粉置换出铜、铁把硫酸铁还原为硫酸亚铁，所得滤液①中含有硫酸锌、硫酸亚铁；“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液把Fe2＋氧化为Fe(OH)3，过滤，所得滤渣主要成分为Fe(OH)3、MnO2，滤液②蒸发浓缩得到ZnSO4·7H2O。 2 1 3 4 (4)“转化”后，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼的主要成分是SiO2和PbCO3。该工艺中，“酸浸”是PbCO3和硝酸反应生成硝酸铅，“沉铅”是硝酸铅和硫酸反应生成硫酸铅和硝酸，所以可循环利用的物质有HNO3。 2 1 3 4 (5)测定烟灰中的Pb2＋：取20 mL硝酸浸出液于锥形瓶中，调pH为5，加入指示剂后用a mol·L－1的EDTA标准溶液(Na2H2Y)滴定至终点(离子方程式为Pb2＋＋H2Y2－===PbY2－＋2H＋)，消耗EDTA标准溶液b mL，则Pb2＋的浓度为________g·L－1。 10.35ab 2 1 3 4 铜转炉烟灰用硫酸“浸出”，得到难溶于硫酸的浸出渣SiO2、PbSO4；浸出液①中含有硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁；浸出渣加入碳酸钠溶液，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼用硝酸溶解，PbCO3生成Pb(NO3)2，滤液中加入硫酸生成PbSO4沉淀；“浸出液①”中加入过量铁粉置换出铜、铁把硫酸铁还原为硫酸亚铁，所得滤液①中含有硫酸锌、硫酸亚铁；“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液把Fe2＋氧化为Fe(OH)3，过滤，所得滤渣主要成分为Fe(OH)3、MnO2，滤液②蒸发浓缩得到ZnSO4·7H2O。 2 1 3 4 (5)设20 mL硝酸浸出液中的Pb2＋的物质的量为x，列三段式如下： Pb2＋＋H2Y2－===PbY2－＋2H＋ 1 1 x ab×10－3 mol x＝ab×10－3 mol；则Pb2＋的浓度为 ＝ 10.35ab g·L－1。 返回 2 1 3 4 谢 谢 观 看 返回 Co2O3＋SO＋4H＋=== 2Co2＋＋SO＋2H2O 浸出过程中，Co2O3与盐酸、Na2SO3发生反应，Co2O3转化为Co2＋，Co元素化合价降低，则S元素化合价升高，SO转化为SO，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式：Co2O3＋4H＋＋SO===2Co2＋＋SO＋2H2O。 滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO和HCO，固体洗涤是否干净应检验SO。 需要检验是否沉淀完全，即检验溶液中是否有SO剩余。 c(SO) 增大，使平衡Ca2＋(aq)＋SO(aq) CaSO4(s)正向移动，促进CaSO4 TiO2＋＋2H2OH2TiO3↓＋ % 如果未用标准液润洗滴定管，会导致标准液被稀释，消耗KMnO4标准液体积偏大，使测定结果偏高；当滴定达终点时，滴加最后半滴KMnO4标准液，溶液变成紫红色，且半分钟内不褪色。由MnO～5Fe2＋知，w(Fe)＝×100%＝%。 根据已知条件可知，最高价铬酸根在碱性介质中以CrO存在，故煅烧后含铬化合物主要为Na2CrO4。 已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO 存在。 溶液中c(PO)降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀 体系中存在平衡MgNH4PO4(s)Mg2＋(aq)＋NH(aq)＋PO(aq)，当pH<9时，PO与H＋结合生成HPO，c(PO)降低，平衡正移，不利于生成MgNH4PO4沉淀；而pH>9时，Mg2＋会形成Mg(OH)2沉淀，不能形成MgSiO3，原料利用率低。 (5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO或VO3＋；在碱性条件下，溶解为VO或VO，上述性质说明V2O5具有________(填字母)。 A．酸性　　　 B．碱性　　　 C．两性 分离钒后溶液呈酸性，Cr元素以Cr2O存在，还原过程中Cr2O被S2O还原为Cr3＋，S2O转化为SO，因此反应的离子方程式为2Cr2O＋3S2O＋10H＋===4Cr3＋＋6SO＋5H2O，之后调pH，Cr3＋转化为Cr(OH)3。 3S2O＋2Cr2O＋10H＋===6SO＋4Cr3＋＋5H2O Cl－有利于碳素钢的腐蚀，SO不利于碳素钢的腐蚀 ＋9Cl－＋2SO＋3H2O MoO3＋CO===MoO＋CO2↑ MoS2＋9ClO－＋6OH－===MoO Mn2＋＋2H2OMnO2 由题图可知，电解槽中反应生成MnO2，则阳极反应为Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2↓＋4H＋，阴极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为Mn2＋＋2H2OMnO2↓＋2H＋＋H2↑，该反应中消耗水和Mn2＋生成H＋，为保持电解液成分稳定，应不断补充MnO、Mn(OH)2等。 根据得失电子守恒和质量守恒可写出煅烧窑中生成LiMn2O4的反应的化学方程式是8MnO2＋2Li2CO34LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑。 8MnO2＋2Li2CO3 [B4O5(OH)4]2－ ＋5H2O [B4O5(OH)4]2－水解生成等物质的量浓度的B(OH)3 和[B(OH)4]－，则根据原子守恒和电荷守恒可配平其 水解反应的方程式为[B4O5(OH)4]2－＋5H2O2B (OH)3＋2[B(OH)4]－。该溶液中c[B(OH)3]＝ c{[B(OH)4]－}，根据B(OH)3在水中存在的平衡B(OH)3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－的平衡常数Ka＝＝10－9.24知，c[B(OH)3]＝c{[B(OH)4]－}时，c(H＋)＝10－9.24mol·L－1，pH＝－lg 10－9.24＝9.24。 对比题给工艺流程图中前面“脱硼”及后续 “沉锂”可知，加入生石灰是为了除去水浸 后滤液中残留的Mg2＋、SO，则滤渣Ⅰ的主 要成分为Mg(OH)2、CaSO4；精制Ⅱ加入纯碱 的目的是沉淀Ca2＋而不沉淀Li＋，根据Ksp (Li2CO3)＝2.2 ×10－2，精制Ⅰ后溶液中c(Li＋)＝2.0 mol·L－1，知应控制c(CO)<＝ mol·L－1＝0.005 5 mol·L－1。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl(可与CaO反应)外，还会增加生石灰的用量。后续在浓缩结晶时将生成更多的NaCl晶体，因此还增加Na2CO3的用量。 3Fe2＋＋MnO (2)“除杂”中，加入ZnO调pH至5.2后，用KMnO4溶液氧化Fe2＋，氧化产物是Fe(OH)3、还原产物是MnO2，根据得失电子守恒，配平氧化过程的离子方程式为3Fe2＋＋MnO＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋。 $$