2025届高三化学一轮复习- ---工业流程题

2025届高三化学复习----工业流程题 1．（23-24高三上·山西阳泉·期末）次磷酸钠是具有珍珠光泽的晶体或白色结晶性粉末，易溶于水、乙醇、甘油，微溶于氨水，不溶于乙醚。次磷酸钠广泛应用于化学镀镍，其制备与镀镍过程如下图所示： 请回答下列问题： (1)基态原子价层电子的轨道表示式为 ，分子空间构型为 。 (2)“碱溶”过程中，发生反应的化学方程式为 。 (3)“沉降池”中通入氨气的目的是 ，“净化”操作需要过滤、洗涤、干燥等过程，洗涤时可选用的洗涤剂为 。 (4)“滤液2”经分离提纯可以得到，“镀镍”过程发生反应的离子方程式为 。充分反应后，向“滤液2”中加入适量悬浊液，生成和混合沉淀，此时溶液中 [已知：]。 (5)和的合金是目前广泛使用的储氢材料，该合金的晶胞结构如图所示。 ①该合金的化学式为 。 ②已知该晶体晶胞底面是边长为的菱形，高为，设为阿伏伽德罗常数的值，则该晶体的密度为 (用含的代数式表示)。 2．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）由钛铁矿（主要成分是钛酸亚铁：，还含有少量、等杂质），制备海绵钛的一种工艺流程示意如下： 已知：钛铁矿与硫酸发生反应的化学方程式为；易水解，只能存于强酸性溶液中。 回答下列问题： (1)浸渣为 。 (2)试剂X为 （填化学式），X的作用是 。 (3)“操作Ⅱ”为 。 (4)“氯化”过程在高温条件下进行，发生反应的化学方程式为 。 (5)制备海绵钛中Ar的作用是 。 (6)有三种类型晶体结构，其中一种晶胞结构如图所示。 ①Ti的价电子排布式为 。 ②晶胞中白球代表 （填“钛”或“氧”），该晶体的密度为 （用含a、b、的代数式表示，为阿伏加德罗常数的值）。 3．（23-24高三上·福建漳州·期末）工业上常用炼钢残渣(主要含，还有少量铁粉、、等杂质)为原料提取金属钒(V)，其工艺流程如图所示： 已知：①焙烧时、均可与反应生成相应钠盐，铁全部转化为+3价氧化物。 ②溶于水，难溶于水。 (1)“研磨”的目的是 ，“磁选”后分离出的X为 (填物质名称)。 (2)“焙烧”过程中，参与反应的化学方程式为 。 (3)“酸浸”时，生成的离子方程式为 。 (4)“沉钒”过程中，一般加入过量，原因是 。 (5)若“沉钒”前溶液中，忽略溶液体积变化，“沉钒”后溶液中，则钒元素的沉降率为 (保留三位有效数字)。［已知：常温下，］ (6)“沉钒”得到的需洗涤，判断沉淀是否洗涤干净，可使用的检验试剂有 。 (7)温度高于210℃时，分解得到、、，则生成的与的物质的量之比为 。 4．（24-25高三上·湖北孝感·开学考试）硝酸是重要的化工原料。下图是以合成氨为基础的传统硝酸生产工艺流程(其中空气等基础原料已略去)。 (1)合成氨反应的化学方程式为，下列说法不正确的是 (填字母)。 a．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 b．提高反应时的温度，可以实现的完全转化 c．在上述条件下，不可能100%转化为 d．该反应采用高温、高压等苛刻条件，与化学性质很稳定有关 (2)氨氧化装置中，产生的含氮物质主要为NO，反应的化学方程式为 。 (3)为实现资源的综合利用，技术人员将分离液态空气工艺整合在上述流程中。请说明该工艺的产物如何应用于硝酸生产流程： 。 (4)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产工艺的废气处理，反应原理如下图所示： ①写出的电子式： 。 ②写出和NO在催化剂表面发生反应的化学方程式为 。 5．（23-24高三上·四川宜宾·期末）锰及其化合物用途广泛。一种以软锰矿(主要成分是，含有等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如下图所示。 回答下列问题： (1)“浸锰”时，为提高浸取效率，可采取的措施是 (写出一点即可)。 (2)“浸锰”时，做 (填“氧化剂”或“还原剂”)，滤渣的主要成分是和 。 (3)向“滤液”中加入生成滤渣，反应的离子方程式为 。 (4)向“滤液”中加入进一步除去。当恰好沉淀完全(浓度等于)时，溶液中 。(已知：该温度下，) (5)已知在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图1所示。则“操作”为：控制温度在之间，蒸发结晶、 、用蒸馏水洗涤2-3次、真空干燥。 (6)电解溶液的装置如图2所示。 电解时，在 (填“阴极”或“阳极”)析出，其中阳极的电极反应式为 ，阳极室生成的 (填化学式)可返回“浸锰”步骤中循环使用。 6．（23-24高三上·广东佛山·期末）一种由富锰废料(含、、和少量)进行废气脱硫，并回收金属资源的工艺流程如图所示： 已知：不溶于稀硫酸。有关金属离子沉淀的相关见下表。 金属离子 开始沉淀时pH 7.5 2.2 3.6 8.8 完全沉淀时pH 9.5 3.2 4.7 10.8 回答下列问题： (1)“化浆”中，发生反应的化学方程式为 。 (2)“脱硫”中，转化为 (填离子符号)。 (3)“氧化”中，加入的目的是 。 (4)“调”中，加入溶液调节范围为 。 (5)“沉铝”中生成，发生反应的离子方程式为 。 (6)“转化”中，理论上消耗的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，母液的主要溶质为 (填化学式)。 7．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）磷酸铁锂电池具有安全、稳定、可长期循环使用等优点。工业上用钛白渣[主要成分为，还含有少量、及]为主要原料生产的工艺流程如下： 已知：磷酸铁化学式为；。请回答下列问题： (1)“水溶”过程中，发生水解生成难溶于水的，反应的化学方程式为 。 (2)某温度时，实验测定滤液2的，mol⋅L，则滤液2中 。[该温度下，，] (3)“氧化”的目的是 。 (4)一定条件下，探究不同pH对磷、铁沉淀率的影响如图1所示，“沉铁”步骤中应选取 ，的沉淀率最高。但随pH的增大，磷的沉淀率又开始下降，而铁的沉淀率未下降，分析可能的原因为 。                        图1 (5)高温煅烧步骤中，得到的同时只生成一种气体(有毒)，该过程反应的化学方程式为 。 (6)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许通过，电池充放电过程中，正极结构变化如图2所示。                     图2 ①写出电池放电时正极的电极反应式 。 ②若用氢氧燃料电池为该电池充电，标准状况下消耗6.72 L 时，从电极脱离的数目为 。(为阿伏加德罗常数的值) 8．（24-25高三上·山东潍坊·开学考试）磷酸铁主要用于制造磷酸铁锂电池材料、催化剂及陶瓷等。一种由硫铁矿烧渣(主要成分是、和，还含有一定量的镁、铝等)制备水合磷酸铁的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“净化”过程所得滤液中，含有的金属离子是 。 (2)其他条件不变，反应温度与反应时间分别对酸浸过程中铁浸取率的影响如图所示。 酸浸过程最佳反应条件是 (填标号)；当温度高于90℃时，铁浸取率下降的原因除盐酸挥发外，还可能是 。 A．反应温度90℃酸浸时间4h    B．反应温度90℃、酸浸时间3h C．反应温度110℃、酸浸时间3h    D．反应温度100℃、酸浸时间6h (3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。 (4)“沉铁”过程中发生反应的化学方程式为 。 (5)铁元素含量测定：称取mg产品试样，用盐酸溶解，在溶液中加入过量的溶液，发生反应；用氧化剂除去过量的，再用二苯胺磺酸钠做指示剂，用标准溶液滴定，平行测定3次，消耗标准溶液的平均体积为VmL。 ①已知二苯胺磺酸钠与反应显紫色，滴定终点时现象为 。 ②产品中铁元素的含量为 。 9．（23-24高三上·浙江宁波·期末）某同学以铁屑（含少量）为原料，制备硫酸亚铁晶体，实验流程如下。 请回答下列问题： (1)加入试剂①后，溶液中反应的离子方程式有、 。 (2)过滤前，操作Ⅰ为蒸发浓缩、 。 (3)硫酸亚铁易被氧化，为确定硫酸亚铁溶液已被完全氧化，应选择的最佳试剂是_____________。 A．铜片 B．溶液 C．溶液 D．溶液 (4)将硫酸亚铁溶液调节至碱性，加入溶液生成红棕色悬浊液，与共沉淀可以获得纳米．生成的离子方程式为 。 10．（24-25高三上·北京大兴·开学考试）以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(及少量Fe、Pb等)为原料制备高纯，实现锰的再生利用。其工作流程如下： 资料a．Mn的金属活动性强于；在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被氧化。 资料b．如下表。 生成氢氧化物沉淀的pH 开始沉淀时 8.1 6.5 1.9 完全沉淀时 10.1 8.5 3.2 注：金属离子的起始浓度为 (1)过程Ⅰ的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为和。 ①为了提高浸出锰的速率，采用了浓盐酸和加热等措施，还可以采取的措施有 。 ②与浓盐酸反应的离子方程式是 。 ③由转化而成，可能发生的反应有： a． b． c．…… 写出c可能的离子方程式： 。 (2)过程Ⅱ的目的是除铁，常用氨水法：将滤液1先稀释，再加适量的氨水，过滤。除铁时，溶液pH应控制在 之间。 (3)过程Ⅲ的目的是除铅，此过程的离子方程式是 。 (4)过程Ⅳ的操作为 、 、过滤、洗涤、干燥，得到。 (5)过程Ⅳ所得固体中的的测定如下：取样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为，则 。 11．（23-24高三上·广东汕头·期末）利用软锰矿(主要成分是MnO2，其中还含有少量CaO、MgO、SiO2、Al2O3等杂质)制取高纯硫酸锰的工艺流程如下图所示。 已知：常温下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表： 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀pH 1.5 6.5 7.7 3.8 沉淀完全pH 3.7 9.7 9.8 5.2 常温下，一些难溶电解质的溶度积常数如下表： 难溶电解质 MnF2 CaF2 MgF2 Ksp 回答下列问题： (1)除去铁屑表面油污，可采用的方法是 ；将软锰矿、铁屑和硫酸按一定比例放入反应装置中，搅拌、加热反应一定时间，其中搅拌、加热的目的是 。 (2)“浸取”时，铁屑与MnO2反应生成Fe3+的离子方程式为 。 (3)“沉铁、铝”时，加CaCO3控制溶液pH范围是 ；完全沉淀时，金属离子浓度为1.0×10-5 mol/L，则常温下Ksp[Al(OH)3]= 。 (4)深度除杂中加入MnF2可以除去 。 (5)用石墨和金属Mn作电极，电解硫酸锰溶液可以制取金属锰，其中金属Mn应与电源 (填“正”或“负”)极相连；阳极产生标准状况下体积为2.24 L气体时，理论上可以制取 gMn。 12．（23-24高三上·广东梅州·期末）硒的应用范围越来越广。下列流程以含硒物料(主要含等)为原料提取硒。 步骤1：粗硒的制备 (1)硒与硫是同主族的相邻元素，硒的原子序数为 。 (2)“脱硫”时，测得脱硫率随温度的变化如图，最佳温度是 。 (3)“氧化酸浸”中，转化成，该反应的离子方程式为 。 (4)采用硫脲联合亚硫酸钠进行：“控电位还原”，将电位高的物质先还原，电位低的物质保留在溶液中，以达到硒与杂质金属的分离。下表是“氧化酸浸”液中主要粒子的电位。 名称 电位 0.345 0.770 1.511 0.740 ①控制电位在0.740~1.511V范围内，在“氧化酸浸”液中添加硫脲，可选择性还原。该还原过程的电极反应式为 。 ②为使硒和杂质金属分离，用亚硫酸钠还原时的最低电位不低于 V。 步骤2：粗硒的精制 (5)步骤2中“净化”时，溶液中少量的转化为沉淀而除去，若沉淀完全后要求的浓度小于，则此时溶液中的 。 (6)步骤2“洗涤”过程中，证明精硒洗涤干净的操作是：取最后一次洗涤液于试管中，滴入 ，如未出现 ，则洗涤干净。 13．（23-24高三上·广东惠州·期末）硫化钴铜矿主要成分有CoS、CuS、、，还含有少量Mg、Ca等元素。一种热活化一硫酸没出工艺实现了钴和铜的高效回收利用，并较好解决了培炼过程中二氧化硫的逸出问题、工艺流程如图所示： (1)提高“酸浸”速率的方法有 。(任写一条) (2)“酸浸”过程中Co和Cu的浸出率受焙烧温度和时间的影响如下图所示。由图可知，“焙烧”过程中的最佳实验条件为 。(根据下图选择最佳的温度和时间) (3)电解溶液获取Cu后的屯解质溶液可返回 工序循环使用。 (4)“沉钴”操作中发生的离子方程式是 。 (5)“氧化除铁”中将溶液pH调至4.0，并加热煮沸的目的是 。 (6)滤渣3的成分是 。若“除镁钙”时溶液中 mol⋅L-1，当恰好完全沉淀时，列式计算判断是否开始沉淀： (已知：室温下，，；当溶液中离子浓度 mol⋅L-1时，可认为该离子沉淀完全。) 14．（24-25高三上·湖南长沙·开学考试）以钒矿石为原料制备化工产品的一种工艺流程如下： 已知：ⅰ.“焙烧”后，固体中主要含有、、、；“酸浸”后，钒以形式存在。 ⅱ.P204对四价钒具有高选择性，萃取而不萃取。 ⅲ.多钒酸铵微溶于冷水，易溶于热水。 ⅳ.该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀pH 1.9 7.0 11.9 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 13.9 10.1 回答下列问题： (1)基态Fe的价电子排布式为 ，的各元素第一电离能由大到小为 。 (2)“还原中和”时，还原步骤中参与反应的离子方程式为 。 (3)钒的漫出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图1、图2所示。指出适宜的工艺条件为 。使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是 。 (4)流程中可循环使用的物质有 。 (5)萃取后的“水相”中含有丰富的金属资源，经三道工序可回收溶液。请根据题给信息，参照上述工艺流程，选用括号中所给的合适试剂，将下列工艺流程剩余两步工序补充完整(、、稀、、) 。 (6)已知常温下、的分别为、，若上述水相“沉钙”后，理论上不超过 。 15．（24-25高三上·湖南长沙·开学考试）Na2SO3应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2，同时制备无水Na2SO3的方法工艺简便、成本低廉，优势明显。其流程如图： (1)SO2直接排入大气中可能导致的环境问题 。 (2)如图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是 。 (3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是 。 资料显示： I.Na2SO3在33℃时溶解度最大，将其饱和溶液加热至33℃以上时，由于溶解度降低会析出无水Na2SO3，冷却至33℃以下时析出Na2SO3•7H2O； II.无水Na2SO3在空气中不易被氧化，Na2SO3•7H2O在空气中易被氧化。 (4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度，从而提高结晶产率，中和器中加入的NaOH是过量的。 ①结晶时应选择的最佳操作是 (填字母)。 a.95~100℃加热蒸发，直至蒸干 b.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出 c.95~100℃加热浓缩，冷却至室温结晶 ②为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4，需选用的试剂是 、 。 (5)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量：室温下将0.1260g成品溶于水并加入淀粉做指示剂，再用酸性KIO3标准溶液(xmol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色，消耗KIO3标准溶液体积为ymL。成品中Na2SO3的质量分数是 。 16．（23-24高三上·北京大兴·期末）碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为，含及少量)为原料制备碱式碳酸铜，工业流程如下： 已知：①常温下， ②金属离子沉淀的pH 开始沉淀时 1.5 6.3 完全沉淀时 2.8 8.3 (1)操作I的名称是 ；滤渣b可能含S、 (填化学式)。 (2)①为提高“浸取”时辉铜矿中的浸取率，可采取的措施 (填2条)。 ②某小组测得的浸取率受浓度及温度影响的变化曲线如下： 依据图一分析：适宜的浓度范围为 ； a点浸取时也起到了氧化辉铜矿的作用，该反应的离子方程式为 。 ③图二中温度高于85℃时浸取率下降的原因是 。 (3)“除铁”步骤调pH时，加入的物质X可选择 (填序号)。 a．　　　　　　　　b．    　　　　c． (4)常温下，滤液中，则“除铁”步骤调pH的范围是 。 17．（24-25高三上·黑龙江伊春·开学考试）硫化镉(CdS)是一种新型半导体材料，一种以镉铜渣(主要成分是Cd、Cu，还含少量Fe等)为原料合成CdS的路线(部分条件和产物省略)如下： 回答下列问题： (1)提高“浸取"速率时宜采取的措施主要有_______(填标号)。 A．粉碎镉铜渣 B．增大压强 C．适当降温 D．适当增大硫酸浓度 (2)“浸渣1”的主要成分是 (填化学式)。 (3)“除铁”中加入、ZnO的作用分别是 、 。 (4)对“滤液"进行蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥，得到。 (5)“提纯镉”时加入NaOH溶液除锌反应的离子方程式为 。 (6)制备硫化镉时，在氢气氛围中进行，这样操作的目的是 。 18．（23-24高三上·北京丰台·期末）以方铅矿(主要含、、)和软锰矿(主要含、及铁的氧化物)为原料联合制取和的一种流程示意图如下。 已知：　 (1)“酸浸”过程使矿石中的金属元素浸出，铅和锰分别以和的形式浸出。 ①加快浸出速率可采取的措施有 (写出2条)。 ②补全与反应的离子方程式 。 ③加酸时，方案1：将盐酸一次性加入，硫元素主要转化为单质；方案2：将盐酸间隔一定时间分两次加入，硫元素主要转化为。该工艺流程采用方案2，理由是 。 (2)“除铁”时，加入至溶液，过量的软锰矿将氧化生成沉淀。写出发生反应的离子方程式 。 (3)滤渣的主要成分是和，滤液中，。则可推断、、的大小关系为 。 (4)“氧化”过程，生成时参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 (的结构式为)。 (5)干燥温度为，对产品进行鼓风烘干，得到的产物中锰含量结果如下图所示。后随干燥时间的延长，产品中的锰含量下降的原因可能是 。 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) 三角锥形 (2) (3) 降低NaH2PO2溶解度，使其析出，与杂质分离 乙醚 (4) 700 (5) LaNi5 【分析】根据流程可知，向黄磷(P4)中加入NaOH溶液发生歧化反应生成PH3和；再向溶液中通入NH3，因微溶于氨水，则通入NH3可以降低的溶解度，使其析出；因不溶于乙醚，则“净化”操作需要过滤、洗涤、干燥等过程，洗涤时可选用的洗涤剂为乙醚；最后与NiSO4溶液发生氧化还原反应生成Ni和H3PO4。 【详解】（1） Ni为28号元素，原子核外有28个电子，根据核外电子排布规律可知，基态原子价层电子的轨道表示式为；中心原子价层电子对数为，含一对孤电子对，所以空间构型为三角锥形。 （2）根据分析可知，“碱溶”过程中P4与NaOH溶液发生歧化反应生成PH3和NaH2PO2，根据电子守恒可知PH3和NaH2PO2的系数比应为1:3，再结合元素守恒可得化学反应方程式为。 （3）根据题目所给信息可知次磷酸钠微溶于氨水，通入氨气可以降低NaH2PO2溶解度，使其析出，与杂质分离；次磷酸钠不溶于乙醚，所以为了降低洗涤时的溶解损耗，应用乙醚洗涤。 （4）根据流程和题意可知NaH2PO2和NiSO4混合后生成Ni和H3PO4，说明该过程中Ni2+将氧化成H3PO4，自身被还原为Ni，根据电子守恒可以得到Ni2+和的系数比为2:1，再结合元素守恒可得离子方程式为；。 （5）①根据该合金的晶胞结构图可知，晶胞中Ni原子的个数为，La原子的个数为，所以该合金的化学式为LaNi5。 ②该晶体晶胞的质量m=，该晶体晶胞底面是边长为的菱形，高为，则该晶体晶胞体积V=，故该晶体的密度。 2．(1) (2) Fe 将还原为 (3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (4) (5)保护气，防止Ti和Na被氧化 (6) 氧 【分析】根据流程图和已知条件可知，酸浸后Ti元素以TiO2+形式存在，推出中的铁元素以+2价形式存在，氧化铁属于碱性氧化物，与硫酸反应生成硫酸铁，二氧化硅为酸性氧化物，不溶于硫酸，也不与硫酸反应，过滤后，浸渣主要成分是SiO2，根据流程图后续得到绿矾，因此滤液中加入适量铁屑，发生Fe+2Fe3+=3Fe2+，绿矾中含有结晶水，操作Ⅱ应是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到绿矾，TiO2+溶液中存在TiO2++(n+1)H2O=TiO2﹒nH2O+2H+，加入碳酸钠粉末，消耗c(H+)，促进水解平衡向正反应方向移动，得到TiO2﹒nH2O，TiO2﹒nH2O脱去结晶水生成二氧化钛，二氧化钛与氯气和焦炭反应生成四氯化钛和一氧化碳，通过活泼金属在高温的条件下将钛置换出来得到钛单质，氩气作保护气，防止Ti和Na被氧化，据此分析答题。 【详解】（1）根据分析，滤渣为； （2）根据分析可知，试剂X为铁粉，作用是将将还原为； （3）绿矾中含有结晶水，操作Ⅱ应是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到绿矾； （4）“氯化”过程在高温条件下进行，故二氧化钛与氯气和焦炭在高温条件下反应生成四氯化钛和一氧化碳，化学方程式为； （5）制备海绵钛中Ar的作用是作保护气，防止Ti和Na被氧化； （6）①Ti的价电子排布式为； ②均摊法可得，白球个数4×+2=4，黑球个数8×+1=2，根据化学式TiO2可知，白球为氧原子；该晶体的密度为。 3．(1) 增大反应物接触面积，加快反应速率 铁粉 (2) (3) (4)增大的浓度，有利于沉淀的析出。 (5)96.8% (6)稀盐酸、氯化钡溶液 (7)3∶2 【分析】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)，原料预处理，通过研磨增大接触面积加快反应速率，磁选分离铁，得到钒渣，加入碳酸钠，通入空气焙烧得到焙烧产物主要是NaVO3，焙烧后铁全部转化为+3价氧化物，加入硫酸酸浸过滤得到滤液1和粗V2O5，加入碱溶除去杂质，再加入硫酸酸化的硫酸铵，沉钒，过滤得到滤液2和偏钒酸铵NH4VO3，加热NH4VO3分解生成高纯V2O5，用还原剂还原得到金属钒，据此分析回答问题。 【详解】（1）“研磨”的目的是：加快焙烧时反应速率，“磁选”后分离出的X为铁粉； （2）焙烧的目的是将FeO•V2O3转化为可溶性NaVO3，氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （3）“酸浸”时，NaVO3与稀硫酸反应生成V2O5，离子方程式为：； （4）“沉钒”过程中，加入过量的目的是增大的浓度，有利于沉淀的析出； （5），溶液中的c(VO)==3.2mol/L，则钒元素的沉降率为=96.8%； （6）洗涤的目的是将其表面的硫酸根、钠离子等可溶性离子洗掉，故需要检验最后一次洗涤液中是否有硫酸根，检验的试剂是稀盐酸、氯化钡溶液； （7）分解得到、、，V元素从+5价变为+3价，得到1mol则得到2mol电子，N元素从-3价变为0价，得到1mol则失去6mol电子，故当电子得失守恒时生成的与的物质的量之比为3∶2。 4．(1)b (2) (3)分离液态空气得到的氮气用于合成氨，得到的氧气用于氨的催化氧化 (4) 【分析】氮气和氢气反应生成氨气，氨催化氧化生成NO，发生聚合后用稀硝酸吸收得到浓硝酸，未完全反应的废气进行处理后再排放，防止污染。 【详解】（1）a．使用催化剂是为了增大反应速率，缩短反应时间，提升生产效率，正确； b．为可逆反应，因此不可能使氮气完全转化，错误； c．为可逆反应，不可能100%转化为，正确； d．N2中氮氮三键键能高，化学性质很稳定，则该反应采用高温、高压等苛刻条件，与氮气的稳定性有关，正确； （2）氨氧化装置中，氨气被催化氧化生成NO和H2O，化学方程式为； （3）空气中含有大量的氮气，通过分离液态空气得到的氮气经合成氨工艺得到氨气；氨气经过催化氧化得NO，该过程中氧化剂为分离液态空气得到的氧气：分离液态空气得到的氮气用于合成氨，得到的氧气用于氨的催化氧化； （4） 氨气中氮原子为中心原子，氮原子与3个氢原子形成N-H键，另有1对孤对电子，其电子式为；和NO在催化剂表面发生反应生成N2和H2O，化学方程式为； 5．(1)将矿石粉碎、适当升高温度、适当提高酸的浓度、搅拌等 (2) 还原剂 (3) (4) (5)趁热过滤 (6) 阴极 【分析】软锰矿(主要成分是，含有等少量杂质)在稀硫酸和过量二氧化硫的条件下进行浸锰，得成分为二氧化硅和硫酸钙的滤渣I，滤液I中加入二氧化锰将亚铁离子氧化成铁离子，调节溶液pH=6使铁离子以氢氧化铁沉淀的形式去除。向“滤液”中加入进一步将钙离子转化为氟化钙沉淀去除得含锰离子的滤液III，控温蒸发结晶，趁热过滤，洗涤干燥得一水合硫酸锰。 【详解】（1）“浸锰”时，将矿石粉碎、适当升高温度、适当提高酸的浓度、搅拌等方法都可提高浸取效率； （2）“浸锰”时，作还原剂，氧化铁和二氧化锰作氧化剂将二氧化硫氧化成硫酸根，故滤渣的主要成分是不溶的和硫酸钙； （3）向“滤液”中加入，亚铁被氧化成三价铁，调节pH生成氢氧化铁的滤渣，反应的离子方程式为； （4）已知：该温度下，)，故，c(F-)=mol/L； （5）由在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成图可知为获得一水合硫酸锰晶体需控制温度在之间，蒸发结晶、趁热过滤、用蒸馏水洗涤2-3次、真空干燥； （6）两个惰性电极分别插在硫酸锰和硫酸铵的溶液中，电解硫酸锰溶液获得锰单质的电极反应是，该反应为还原反应，故Mn在阴极析出。硫酸铵溶液的一侧为阳极，发生氧化反应，根据离子放电顺序可知发生，阳极生成的硫酸可以返回“浸锰”步骤中循环使用。 6．(1)+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O； (2) (3)使溶液中的亚铁离子转化为铁离子 (4)4.7 (5)AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓ +HCO（或） (6) 2∶3 K2SO4、H2SO4 【分析】由题给流程可知，向富锰废料中加入稀硫酸化浆时，MnCO3、Fe2O3和少量Al2O3转化为硫酸锰、硫酸铁、硫酸铝，MnO2不反应，酸浸后与含有二氧化硫烟气溶解，发生反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+、SO2+MnO2═Mn2++，将二氧化锰、铁离子酸性条件下转化为锰离子、亚铁离子，加入二氧化锰氧化，使溶液中的亚铁离子转化为铁离子，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加入高锰酸钾，将溶液中锰离子转化为二氧化锰沉淀，过滤得到母液和二氧化锰。将含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣碱溶，氢氧化铝溶解生成偏铝酸钠溶液（或四羟基合铝酸钠溶液），过滤得到氢氧化铁固体，加热氢氧化铁固体得氧化铁，向偏铝酸钠溶液（或四羟基合铝酸钠溶液）通入过滤二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，加热氢氧化铝固体得氧化铝。 【详解】（1）根据分析，“化浆”中，与稀硫酸反应生成硫酸锰，生反应的化学方程式为+H2SO4=MnSO4+CO2↑+H2O； （2）根据分析，二氧化硫烟气溶解时发生反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+、SO2+MnO2═Mn2++，“脱硫”中，转化为； （3）根据分析，“氧化”中，加入的目的是使溶液中的亚铁离子转化为铁离子； （4）根据分析，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，而锰离子不能沉淀，则加入溶液调节范围为4.7； （5）根据分析，“沉铝”时向偏铝酸钠溶液（或四羟基合铝酸钠溶液）通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生反应的离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓ +HCO（或）； （6）根据分析，“转化“时KMnO4和锰离子发生归中反应，得到MnO2，KMnO4为氧化剂，锰离子为还原剂，根据Mn元素由+7价、+2价转化为+4价，降低3价，升高2价，则反应在pH=5的条件下进行，其主要反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3；KMnO4与硫酸锰反应除生成二氧化锰外，还生成K2SO4、H2SO4，母液的主要溶质为K2SO4、H2SO4。 7．(1)TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4 (2)1mol/L (3)将Fe2+氧化为Fe3+ (4) 2.5 随pH的增大，Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀 (5)2+2C+Li2CO32+3CO (6) Li+++e-= 0.6NA 【分析】钛白渣[主要成分为，还含有少量、及]，先水浸，发生水解生成难溶于水的，得到的滤液中含有Fe2+、Fe3+、Mg2+，向滤液中加入铁粉，将Fe3+还原为Fe2+，加入HF将Mg2+转化为MgF2沉淀过滤除去，过滤后向滤液中加入双氧水、稀硫酸将Fe2+氧化为Fe3+，再调节pH将Fe3+转化为沉淀，过滤所得沉淀和C、碳酸锂、磷酸反应生成。 【详解】（1）“水溶”过程中，发生水解生成难溶于水的同时有硫酸生成，反应的化学方程式为：TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4。 （2）某温度时，实验测定滤液2的，c(H+)=0.01mol/L，mol⋅L，则c(F-)=，滤液2中。 （3）由分析可知，“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+。 （4）由图可知，pH=2.5时铁和磷的沉淀率都较高，且磷的沉淀率最高，“沉铁”步骤中应选取2.5，随pH的增大，Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀，磷的沉淀率又开始下降。 （5）高温煅烧步骤中，C和、Li2CO3反应得到的同时只生成一种有毒气体为CO，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：2+2C+Li2CO32+3CO。 （6）①由图可知，放电时在正极得到电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Li+++e-=； ②若用氢氧燃料电池为该电池充电，标准状况下消耗6.72 L 的物质的量为=0.03mol，氢氧燃料电池的负极电极方程式为：H2-2e-=2H+，转移0.6mol电子，则从电极脱离的数目为0.6NA。 8．(1)Al3+、Mg2+ (2) B 随着温度升高，铁离子发生水解，形成沉淀析出 (3) (4) (5) 当滴入最后半滴标准溶液后，溶液由浅绿色变为紫色，且半分钟内不恢复原色 【分析】硫铁矿烧渣主要成分是、和，还含有一定量的镁、铝等，加入盐酸酸浸，二氧化硅不能与盐酸反应，滤渣为；过滤后滤液中主要含有、、、等离子，而后加入过氧化氢将氧化为，再加入氨水调pH使产生的沉淀只有，则滤液中主要含有、；加入盐酸后，转化为，加入溶液沉铁可得到水合磷酸铁。 【详解】（1）根据分析可知，“净化”过程所得滤液中含有的金属离子是：Al3+、Mg2+。 （2）根据图1可知，酸浸过程最佳温度是90℃，根据图2可知，酸浸时间为3h或4h时铁浸取率相差不大，因此酸浸时间为3h，所以酸浸过程最佳反应条件是反应温度90℃、酸浸时间3h，答案选B；当温度高于90℃时，铁浸取率下降的原因除盐酸挥发外，还可能是：随着温度升高，铁离子发生水解，形成沉淀析出。 （3）具有氧化性，能将氧化为而自身被还原为水，反应的离子方程式：。 （4）溶液中加入溶液沉铁可得到水合磷酸铁，“沉铁”过程中发生反应的化学方程式为：。 （5）①中滴入溶液后发生反应：，重铬酸钾溶液为橙色，三价铬离子溶液为绿色，题干信息中二苯胺磺酸钠与反应显紫色，因此当消耗完之后再加K2Cr2O7溶液，溶液将会呈紫色，滴定终点时现象为：当滴入最后半滴标准溶液后，溶液由浅绿色变为紫色，且半分钟内不恢复原色； ②根据反应可知，产品中铁元素的含量为：。 9．(1) (2)冷却结晶 (3)D (4)（或） 【分析】由流程图可知，最终制得硫酸亚铁晶体，可知铁屑用硫酸溶解，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氧化铁和硫酸反应生成硫化铁和水，硫酸铁和铁反应生成硫酸亚铁，溶液B为硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸亚铁晶体。 【详解】（1）试剂①为硫酸，加入硫酸后，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氧化铁和硫酸反应生成硫化铁和水，硫酸铁和铁反应生成硫酸亚铁，反应的离子方程式有、。 （2）硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸亚铁晶体，过滤前，操作Ⅰ为蒸发浓缩、冷却结晶。 （3）硫酸亚铁易被氧化，Fe2+具有还原性，能使高锰酸钾溶液褪色，若加入高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液不褪色，证明硫酸亚铁溶液已被完全氧化，应选择的最佳试剂是溶液，选D。 （4）将硫酸亚铁溶液调节至碱性，加入溶液，硫酸亚铁被氧化为，反应的离子方程式为。 10．(1) 将含锰废料粉碎 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2)3.2-6.5 (3) (4) 蒸发浓缩 冷却结晶 (5)7(m1-m2)/m2 【分析】根据题意可知，向含锰废料(及少量Fe、Pb等)中加入浓盐酸加热，经过过滤得到的滤液1中含有的阳离子为和，通过调节pH将滤液1中的铁元素除去，得到残渣2为Fe(OH)3沉淀，根据金属活动性，向滤液2中加入Mn除铅，得到残渣3为Pb，最后将滤液3经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到。 【详解】（1）①为了提高浸出锰的速率，采用了浓盐酸和加热等措施，还可以采取的措施有将含锰废料粉碎，从而增大反应接触面积。 ②与浓盐酸反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2O。 ③由转化而成，可能由氧化，可能是由氯气、氧气氧化，所以c可能的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。 （2）根据题干信息：Fe(OH)3开始沉淀的pH=1.9，完全沉淀pH=3.2，Mn(OH)2开始沉淀pH=8.1，Pb(OH)2开始沉淀pH=6.5，调节pH除去铁离子，pH大于3.2时，铁离子沉淀完全，铅离子、锰离子不能沉淀，所以pH应小于6.5，故除铁时，溶液pH应控制在3.2-6.5之间。 （3）根据题干信息：Mn的金属活动性强于Fe，根据金属活动顺序表可知，Mn的金属活动性比Pb强，因此加入锰，将铅离子置换与溶液分离，自身生成锰离子，不引入杂质，则过程Ⅲ的目的是除铅，此过程的离子方程式是。 （4）根据分析可知，过程Ⅳ的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到。 （5）置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，生成质量变为，则结晶水的质量为m(H2O)=(-)g，根据方程式+得到方程式126:18x=m2:(m1-m2)，解得：x=7(m1-m2)/m2。 11．(1) 热的纯碱溶液浸泡铁屑 使反应物充分接触，加快反应速率 (2)3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O (3) 5.2~7.7 (4)钙离子、镁离子 (5) 负 11 【分析】废铁屑还原二氧化锰生成硫酸锰、硫酸铁，硫酸与氧化铝生成硫酸铝，二氧化硅和硫酸不反应，浸出液含有硫酸锰、硫酸铁、硫酸铝,浸出液中加入碳酸钙调节pH生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除去铁、铝杂质，加入MnF2生成CaF2、MgF2沉淀，除去Ca2+、Mg2+，过滤后，加热滤液浓缩结晶、趁热过滤得到硫酸锰晶体。 【详解】（1）油脂能够与碱性溶液发生反应产生可溶性物质，因此除去铁屑表面油污，可采用的方法是热的纯碱溶液浸泡铁屑； 将软锰矿、铁屑和硫酸按一定比例放入反应装置中，搅拌、加热反应一定时间，其中搅拌、加热的目的是使反应物充分接触，加快反应速率； （2）浸取中铁屑与软锰矿发生的主要反应的离子方程式为：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O； （3）加CaCO3需要调节pH除去Fe3+离子、Al3+离子，而Mn2+仍然存在于溶液中，根据Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全的溶液的pH范围，即Mn2+形成Mn(OH)2的pH可知，加CaCO3控制溶液pH的范围是5.2≤pH<7.7；完全沉淀时，金属离子浓度为1.0×10-5 mol/L，Fe3+完全沉淀pH=3.7，此时c(OH-)=mol/L=10-8.8 mol/L；则常温下Ksp[Al (OH)3]=1×10-5×(10-8.8)3=1.0×10-31.4； （4）深度除杂中加入MnF2可以除去钙离子、镁离子；原因是会沉淀转化反应：MnF2+Mg2+Mn2++MgF2、MnF2+Ca2+Mn2++CaF2，这两个反应的K均大于105，反应可以视为完全进行； （5）金属的电解精炼时，被精炼的金属作阳极，则金属Mn应与电源负极相连；阴极反应为Mn2++2e- =Mn，阳极电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，产生标准状况下体积为2.24 L气体时，反应产生O2气体的物质的量是0.1 mol，结合得失电子守恒，理论上可以制取Mn的质量m(Mn)==11 g。 12．(1)34 (2)95℃ (3) (4) 0.345 (5) (6) 溶液(或氯化钡溶液、氯化钡、硝酸钡) 白色沉淀 【分析】含硒物料用煤油脱硫，然后用NaClO3在酸性溶液中氧化酸浸，将硒转化为H2SeO3，经过控电位还原得到粗硒。粗硒用亚硫酸钠溶液浸取，得到Na2SeO3溶液，杂质中的Fe2+用Na2S溶液除去，滤液加稀硫酸酸化得到硒，经过滤、洗涤、烘干得到精硒。 【详解】（1）硫在周期表中位于第三周期第ⅥA族，原子序数为16，硒与硫是同主族的相邻元素，则硒位于周期表的第四周期第ⅥA族，原子序数34。 （2）从脱硫率随温度的变化图中可以看出，95℃时，脱硫率已达到最大，再升高温度，对脱硫率增大几乎没有影响，所以脱硫时的最佳温度为95℃。 （3）“氧化酸浸”中，NaClO3将Se转化成H2SeO3，NaClO3转化为ClO2，则反应的离子方程式为4+4H++Se=4ClO2↑+H2O+H2SeO3。 （4）①根据表中信息可知，ClO2被还原为Cl-，则电极反应式为ClO2+4H++5e−=Cl−+2H2O。 ②电位高的物质先还原，电位低的物质保留在溶液中，根据表中信息可知，用亚硫酸钠还原时，若电位低于0.345V，则Cu2+被还原为Cu，无法与硒分离，所以最低电位不低于0.345V。 （5）若Fe2+浓度为0.56mg/L，即1×10-5mol/L，则根据FeS的Ksp，Fe2+转化为FeS沉淀时，溶液中的S2-浓度为mol/L。所以若沉淀完全后要求Fe2+的浓度小于0.56mg/L，则此时溶液中的c(S2-)>6.0×10-13mol/L。 （6）洗涤液中有硫酸根离子，证明证明精硒洗涤干净的操作是：取最后一次洗涤液于试管中，滴入氯化钡溶液，如未出现白色沉淀，则洗涤干净。 13．(1)硫化钴铜矿粉碎，适当增加硫酸浓度等（答案合理即可） (2)500℃、20h (3)酸浸、反萃取 (4) (5)使Fe3+变为氢氧化铁沉淀而除去，并加热煮沸使水解程度增大，加速沉淀 (6) 氟化钙、氟化镁 未开始沉淀 【分析】硫化钴铜矿经过灼烧，酸浸处理得到滤渣1为S，滤液中为铜离子、亚铁离子、铁离子、钙离子、镁离子、钴离子，氧化除去溶液中的亚铁离子，调节溶液pH使铁变为沉淀而除去，再加入氟化铵得到滤渣3，滤渣3为氟化钙和氟化镁，再向滤液中加入碳酸氢铵得到碳酸钴；有机相加入硫酸反萃取得到硫酸铜溶液，电解得到铜单质；过程中硫酸可以循环使用，根据沉淀溶解平衡进行计算可判断是否有沉淀析出，“酸浸"过程中最佳的条件为温度：500℃，焙烧时间为2.0h，据此答题。 【详解】（1）提高“酸浸”速率的方法：将硫化钴铜矿粉碎，适当增加硫酸浓度等，故答案为：硫化钴铜矿粉碎，适当增加硫酸浓度等（答案合理即可）； （2）由焙烧温度图象可知，焙烧温度为500℃时，浸出率很大，再升高温度浸出率变化不大，由焙烧时间图象可知，焙烧时间为2.0h时，浸出率很大，再延长时间浸出率变化不大，因此“焙烧”的最佳实验条件为：500℃、20h，故答案为：500℃、20h； （3）电解CuSO4溶液，阴极可得到Cu，阳极可得到O2，电解质溶液变为硫酸溶液，可返回到酸浸、反萃取步骤，故答案为：酸浸、反萃取 （4）“沉钴”操作中发生的离子方程式为：，故答案为：； （5）“氧化除铁”中将溶液pH调至4.0，使Fe3+变为氢氧化铁沉淀而除去，并加热煮沸使水解程度增大，加速沉淀，故答案为：使Fe3+变为氢氧化铁沉淀而除去，并加热煮沸使水解程度增大，加速沉淀； （6）①由分析可知，滤渣3为氟化钙、氟化镁，故答案为：氟化钙、氟化镁； ②当Ca2+恰好完全沉淀时离子浓度小于1×10-5mol/L，带入Ksp(CaF2)=2.7×10-11计算可得，带入数值计算，﹤Ksp，平衡正向移动沉淀溶解，所以Mg2+还没有开始沉淀，故答案为：未开始沉淀。 14．(1) (2) (3) 温度：左右(之间均可)；硫酸加入量：(之间均可) 降低多钒酸铵的溶解度，减少损失 (4)有机溶剂P204、(或氨水) (5) (6)2.5 【分析】钒矿石经破碎、焙烧后，固体中主要含有、、、，加稀硫酸酸浸，钙离子转化为CaSO4经过滤除去，滤液中钒以形式存在，加氨水和铁粉进行中和还原，该工序pH低于7.0，铁将还原为，发生反应 ，且溶液中铁离子和铁反应生成亚铁离子，所得溶液经有机溶剂P204萃取、亚铁离子等进入水相，反萃取后，进入水相，加NaClO3氧化将其转化为，加氨水沉钒，生成的多钒酸氨煅烧生成V2O5； 【详解】（1）基态Fe的价电子排布式为3d64s2；同周期从左到右第一电离能增大趋势，但N为2p3，半满状态，第一电离能N大于O，故的各元素第一电离能由大到小； （2）据分析，“还原中和”时，还原步骤中参与反应的离子方程式为； （3）结合图1、2可知，适宜的工艺条件为温度：820℃左右，硫酸加入量：6％(6％～6.5％之间均可)，此时钒的浸出率最高；根据信息ⅲ，洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤的目的是：降低多钒酸铵的溶解度，减少溶解损失； （4）循环使用的物质具有“既消耗，又生成”的特点，根据流程图可发现有机溶剂P204具有该特点；分析“煅烧”反应：，可知(或氨水)在流程中也可循环使用； （5）“萃取”分离后，所得“水相”中的金属离子有、和少量的，欲得到溶液，需除去杂质、，第一道工序已经除去，说明后续工序应除去。又结合各金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH，可知需将氧化为。为了不引入杂质离子，氧化剂可选择溶液，再调溶液的pH，使转变成沉淀。为了不引入杂质离子，利用MnO调pH，所以完整的流程图为： ，故答案为：； （6）已知常温下、的分别为、，若上述水相“沉钙”后，根据，沉钙但锰离子不沉淀，则理论上不超过。 15．(1)导致酸雨发生 (2)2+SO2+H2O=2+ (3)NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O (4) b 盐酸 BaCl2溶液 (5)3xy×100% 【分析】碳酸钠溶解后，和含SO2的硫酸厂尾气一起加入吸收塔，碳酸钠溶液和二氧化硫反应主要生成亚硫酸氢钠，中和器中加入氢氧化钠，氢氧化钠与亚硫酸氢钠反应得到亚硫酸钠，反应后的溶液经过结晶得到亚硫酸钠晶体，干燥后得到成品，母液中含碳酸钠，可进入吸收塔循环使用。 【详解】（1）向大气中排放SO2会导致酸雨发生； （2）由图可知，初期反应（图中A点以前）碳酸钠与二氧化硫反应生成碳酸氢钠与亚硫酸钠，反应离子方程式为：2+SO2+H2O=2+； （3）随着二氧化硫通入量增大，后期生成主要是得到亚硫酸氢钠，中和器中主要是将亚硫酸氢钠转化为硫酸钠，同时碳酸氢钠反应得到碳酸钠，主要反应化学方程式为：NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O； （4）a．加热蒸发直至蒸干，容易使固体溅出，导致损失等，a错误； b．维持95～100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出，再利用余热蒸干，b正确； c．由于冷却至33℃以下时析出Na2SO3•7H2O，应在较高温度下蒸发浓缩结晶，c错误； 故选b； 用盐酸除去亚硫酸钠，防止干扰，再用BaCl2溶液检验硫酸根离子，故为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4，需选用的试剂是盐酸、BaCl2溶液； （5）与发生氧化还原反应得到与I-，配平后离子方程式为：+3=3+I-，消耗KIO3的物质的量为y×10-3L×x mol/L=xy×10-3mol，由离子方程式可知n(Na2SO3)=3n(KIO3)=3xy×10-3mol，则成品中Na2SO3的质量分数为×100%=3xy×100%。 16．(1) 过滤 (2) 适当升高温度、适当增大浓度、粉碎固体增大接触面积等(任选其中两条，其他合理答案给分) 0.1mol/L-0.2mol/L 4Fe3++Cu2S=2Cu2++S+4Fe2+ 温度过高，分解，浸取率降低 (3)b (4) 【分析】辉铜矿浸取的过程中Fe2O3被溶解生成Fe2(SO4)3，Cu2S被溶解且氧化生成CuSO4和S，SiO2不能溶解于硫酸，操作Ⅰ为过滤，过滤后滤渣b中含有S和SiO2，溶液a中含有Cu2+和Fe3+等，加入物质X调节滤液pH将铁离子转化为Fe(OH)3沉淀，操作Ⅱ为过滤，滤液c中加入碳酸氢铵溶液后将铜离子转化为碱式碳酸铜。 【详解】（1）根据分析，操作I的名称是过滤；过滤后滤渣中含有S和SiO2； （2）①提升浸取率需要增加浸取效率，可以通过粉碎辉铜矿、搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸或H2O2浓度等方式； ②由图一可知浓度范围为0.1mol/L-0.2mol/L时Cu的浸取率较高，为最佳浓度范围；铁离子也可以将硫化亚铜氧化为铜离子和硫单质，离子方程式为4Fe3++Cu2S=2Cu2++S+4Fe2+； ③随着温度升高过氧化氢分解导致Cu的浸取率下降； （3）调节pH时溶液原本就是酸性且要减小氢离子浓度，又不能引入新的杂质，因此最佳的选择为Cu(OH)2、CuO等，故选b； （4）由已知的金属离子沉淀pH可知，Fe3+完全沉淀的pH为2.8，因此pH≥2.8，滤液中c(Cu2+)=2.2mol/L， “除铁”步骤调pH不能使Cu2+沉淀，此时临界状态的氢氧根离子浓度满足，则c(OH-)=10-10mol/L，又不能沉淀铜离子，所以c(OH-)＜10-10mol/L，则pH＜4，因此pH的范围是2.8≤pH＜4。 17．(1)AD (2)Cu (3) 氧化 调节溶液的pH，使生成沉淀而被除去 (4)降温结晶(或冷却结晶) (5) (6)避免氧气氧化硫、镉等 【分析】铜镉液加入稀硫酸浸取，Cd和 Fe被浸取，Cu不溶解进入浸渣1；浸取液中加入二氧化锰后会把二价铁离子氧化到三价铁离子，ZnO调节pH，使生成沉淀而被除去，滤渣2的主要成分是氢氧化铁沉淀；加入Zn置换Cd离子得到含Zn的粗镉；加入NaOH溶液提纯，得到Cd，加入硫单质加热反应制得硫化镉，据此答题。 【详解】（1）A．粉碎镉铜渣，增大接触面积可加快“浸取”速率，A正确； B．反应无气体参加，增大压强对“浸取”速率无影响，B错误； C．适当降温会降低“浸取”速率，C错误； D．适当增大硫酸浓度，可加快“浸取”速率，D 正确； 故答案为：AD。 （2）镉铜渣中含有Cd、Cu，还含少量Fe，其中Cd、Fe会溶于硫酸，Cu不溶，所以浸渣1为Cu。 （3）由流程可知，浸取液含亚铁离子，加入二氧化锰作氧化剂氧化；加入ZnO的作用是：调节溶液的pH，使生成沉淀而被除去。 （4）要得到，不能热结晶，故答案为：降温结晶(或冷却结晶)。 （5）由流程中的信息可知氢氧化钠溶液除去锌生成四羟基合锌酸钠和氢气，所以方程式为：。 （6）硫、镉都易被空气中的氧气氧化，在氩气中反应，避免硫、镉被氧化而产生杂质。 18．(1) 加热、粉碎原料 防止单质覆盖在矿物表面，阻碍反应进行或方铅矿量一定时，提高浸出量 (2) (3) (4) (5)被氧化 【分析】由题给流程可知，向方铅矿和软锰矿中加入盐酸和氯化钠混合溶液酸浸，将矿石中的金属元素浸出后，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH约为3，将溶液中的铁元素转化为碱式氧化铁沉淀，过滤得到含有二氧化硅、碱式氧化铁的滤渣和含有四氯化铅离子、锰离子、硫酸根离子的滤液；滤液经冰水沉积、过滤得到二氯化铅固体和滤液；二氯化铅与硫酸溶液反应转化为硫酸铅；向滤液中加入硫化钠溶液，将溶液中的铅离子、锌离子转化为硫化铅、硫化锌沉淀，过滤得到含有硫化铅、硫化锌的滤渣和滤液；向滤液中加入氨水后，通入空气氧化，将溶液中的锰离子转化为四氧化三锰，过滤得到四氧化三锰。 【详解】（1）①酸浸时，粉碎矿石、适当升高温度、适当增加盐酸浓度、搅拌等措施能加快浸出速率，故答案为：粉碎矿石、适当升高温度或适当增加盐酸浓度或搅拌； ②由题意可知，硫化铅与二氧化锰的反应为硫化铅、二氧化锰与溶液中的氯离子、氢离子反应生成四氯化铅离子、锰离子、硫酸根离子和水，反应的离子方程式为； ③由题意可知，将盐酸间隔一定时间分两次加入的目的是将硫元素转化为硫酸根离子，防止硫元素转化为硫单质覆盖在矿物表面，阻碍反应继续进行，导致浸取率降低，故答案为：防止单质覆盖在矿物表面，阻碍反应进行或方铅矿量一定时，提高浸出量； （2）由题意可知，除铁时发生的反应为二氧化锰与溶液中的亚铁离子和水反应生成碱式氧化铁沉淀和氢离子，反应的离子方程式为； （3）由滤渣D中不含有硫化锰可知，三种硫化物中硫化锰的溶度积最大，由滤液C中铅离子浓度小于锌离子可知，硫化铅的溶度积小于硫化锌，则三种硫化物中硫化锰的溶度积大小顺序为； （4）由分析可知，加入氨水后，通入空气氧化的目的是将溶液中的锰离子转化为四氧化三锰，反应的离子方程式为6Mn2+＋6NH3·H2O+O2=2Mn3O4+6NH+6H+，由四氧化三锰的结构式可知，氧化物中二价锰离子和三价锰离子的个数比为1：2，则反应中氧化剂氧气和还原剂锰离子的物质的量之比为1：4； （5）5 h后随干燥时间的延长，产品中的锰含量下降说明四氧化三锰被空气中的氧气氧化，导致产品中混用杂质，使得氧元素的质量增大、锰元素的质量减小，故答案为：Mn3O4被O2氧化； 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 $$