剖析06 工艺流程中的“目的、作用、原因”分析-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析+对点精练（全国通用）

剖析06 工艺流程中的“目的、作用、原因”分析 (1)沉淀水洗的目的：除去××杂质(可溶于水)。 (2)沉淀用乙醇洗涤的目的：a.减小固体的溶解损失；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥。 (3)冷凝回流的作用及目的：防止××蒸气逸出而脱离反应体系，提高××物质的转化率。 (4)控制溶液pH的目的：防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××物质溶解等。 (5)“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的原因：稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度。 (6)加过量A试剂的原因：使B物质反应完全或提高B物质的转化率等。 (7)加入氧化性试剂的目的：使××(还原性)物质转化为××物质 (8)温度不高于××℃的原因：温度过低反应速率较慢，温度过高××物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)分解或××物质(如浓硝酸、浓盐酸)挥发或××物质(如Na2SO3等)氧化或促进××物质(如AlCl3等)水解。 (9)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止××物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)受热分解。 (10)蒸发、反应时的气体氛围：抑制××离子的水解(如蒸发AlCl3溶液得无水AlCl3时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)。 (11)配制某溶液时事先煮沸水的原因：除去溶解在水中的氧气，防止某物质被氧化。 (12)反应容器中和大气相通的玻璃管的作用：指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大。 (13)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成目标产物的方向)移动。 (14)用平衡移动原理解释某现象的原因：溶液中存在××平衡，该平衡是××(平衡反应的特点)，××(条件改变)使平衡向××方向移动，产生××现象。 (15)有机物制备装置中长导管(或冷凝管)的作用：冷凝回流、导气 (16)有机物分离过程中加无水氯化钙的作用：干燥(除水) (17)固液加热型制气装置中恒压漏斗上的支管的作用：保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压漏斗内压强相等(平衡压强)，使恒压漏斗内的液体顺利滴下。 (18)温度计的使用方法：蒸馏时温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管口处，测定馏分的温度；制乙烯时温度计的液泡置于反应液液面以下(不能接触瓶底)，测定反应液的温度。 【例1】工业利用闪锌矿（主要成分ZnS，还含有FeS、CuFeS2、石英及F-、Cl-等杂质）富氧酸浸提取锌，同时实现环保除铁的工艺流程如图1： 已知：酸性条件下，亚铜离子易发生歧化反应。 回答下列问题： (1)将闪锌矿粉碎成粉的目的是 。 (2)浸出步骤中，ZnS涉及到的离子反应方程式为 。 (3)结合反应原理，解释加热加压氧化流程中加压的目的 。 (4)“脱氯”环节中的离子方程式为 。 (5)“电积”时，F-、Cl-会腐蚀电极板，需提前除净。“脱氯”时，脱氯率随温度的变化如图2，60℃之前，脱氯率不断提高的原因可能为 。 【例2】铊是一种有毒有害的重金属元素，对人体有较大的危害。湿法炼锌工业废水中的主要阳离子有，需要处理回收金属元素达标后排放，可以采用以下不同方法处理废水： 已知：①氧化性强于，为两性氧化物，溶液时开始溶解，常温下相关离子开始沉淀和沉淀完全时的如表所示： 离子 开始沉淀的 2.7 6.4 1.4 沉淀完全的 3.7 8.0 2.8 ②萃取的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl[CH3CONR2H]TlCl4 请回答下列问题： (1)“反应”步骤中总反应的离子方程式为 。 (2)“滤渣”的主要成分是 (填化学式)，通常在“分步沉淀”时加入絮凝剂，其目的是 。 (3)请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入的原理和目的 。 【例3】FePO4是一种难溶于水、易溶于硫酸的白色固体，主要用于制造磷酸铁锂电池材料、催化剂及陶瓷等，以下为制备电池级超细磷酸铁的工艺流程图： (1)在撞击流反应器中生成羟基磷酸铁结晶[Fe5(PO4)4(OH)3•2H2O]的化学反应方程式 。 (2)真空过滤器采用真空减压过滤目的为 。 (3)检验洗涤槽中洗涤是否完全的方法是 。 (4)撞击流反应器中反应温度对所得产品平均粒径的影响如图2所示，随着温度升高，产品粒径变化的原因为 。 【例4】硫酸在工农业生产和国防工业中有着广泛的应用，其中(不溶于水)是硫酸工业重要的催化剂，其废催化剂中含有、(易溶于水)和不溶性残渣，利用废弃催化剂回收的工业流程如下图所示，回答下面问题： (1)滤液1的主要溶质是 (填化学式)，操作II中用到的玻璃仪器有 。 (2)理论上能还原 。 (3)写出混合液与反应的离子方程式 。 (4)一系列操作包括先用乙醇洗涤滤渣，再用乙醚洗涤，用乙醚洗涤的作用是 、 。(答两点作用) (5)写出含溶液与过量氨水反应的离子方程式 。使用过量氨水有利于的析出，利用平衡移动原理进行解释： 。 1．镍氢电池是一种新型绿色电池，利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为Ni(OH)2、Co(OH)2及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴的工艺流程如图。 已知：部分金属阳离子以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH见表： 金属阳离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Ni2+ Co2+ 开始沉淀时pH 6.3 1.5 3.4 6.2 7.15 完全沉淀时pH(金属阳离子浓度<10-5mol/L) 9.0 3.2 4.7 9.2 9.15 回答下列问题： (1)步骤①用稀硫酸浸取金属电极芯前，提高浸取率方法 (写两种)。 (2)沉淀A的主要成分 ，步骤②调pH的范围为 。 (3)将“母液1”的pH调至3~4，再加入NaClO，NaClO的作用是 。 (4)步骤④离子方程式 ，若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到目的，从环保角度分析不采用盐酸的原因： 。 (5)步骤⑤中“母液3”与NaHCO3溶液反应的离子方程式为 。 2．NaClO2的漂白能力是漂白粉的4～5倍， NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等。工业上生产NaClO2的工艺流程如下： (1)ClO2气体发生器中的反应为：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。实际工业生产中，可用硫黄、浓硫酸代替原料中的SO2，其原因为 (用化学方程式表示)。 (2)反应结束后，向ClO2发生器中通入一定量空气的目的： 。 (3)吸收器中生成NaClO2的离子反应方程式为 。 (5)联氨的性质类似于氨气，将联氨通入CuO浊液中，有关物质的转化如图所示。 ①在转化过程中通入氧气发生反应后，溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。转化中当有1 mol N2H4参与反应时，需要消耗O2的物质的量为 。 ②加入NaClO时发生的反应为： Cu(NH3)42+＋2ClO－＋2OH－＝Cu(OH)2↓＋2N2H4↑＋2Cl－＋2H2O 该反应需在80℃以上进行，其目的除了加快反应速率外，还有 。 3．医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na＋、Al3＋、Fe3＋等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al3＋、Fe3＋。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH为4.0，其目的有：①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2；②防止Ca2＋在蒸发时水解；③ 。 （3）测定样品中Cl－含量的方法是：a.称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中；c.用0.05000mol·L－1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有： 。 ②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为： 。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有： ； 。 4．钨是熔点最高的金属，在国民经济和国防军工领域具有重要用途。工业上用白钨矿(主要成分是CaWO4)生产金属钨粉的流程如图： 请根据上述流程回答以下问题： (1)白钨矿与氢氧化钠反应的其中一个产物是可溶于水的钨酸钠，写出该化学反应方程式： 。 (2)溶液②为钨酸钠溶液，经离子交换后得到溶液③为钨酸铵溶液，该过程中加入氨水的作用是调节溶液的pH和 。 (3)溶液④为钨酸铵溶液，其经过蒸发结晶后得到仲钨酸铵[(NH4)10W12O41·5H2O]晶体，结晶过程中钨酸铵溶液没有完全蒸干，还得到溶液⑤，主要原因是 。 (4)溶液⑤进入“离子交换”中循环使用，其目的为 (填编号)。 A．转变为钨酸铵               B．回收硫酸铵        C．提升钨的收率 D．富集钨元素 (5)请写出仲钨酸铵煅烧分解的反应方程式： 。 5．稀土元素包括钪、钇和镧系共17种元素，是重要的战略资源，我国稀土资源丰富，其中铈(Ce)是稀土中丰度最高的元素，其在电子材料、催化剂等方面的应用非常广泛。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈(CeO2)，并测定其纯度。其工艺流程如下： 已知：①Ce3＋在空气中易被氧化为Ce4＋。 ②硫脲：一种有机物，结构简式为酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2； ③稀土离子易和SO形成复盐沉淀： Ce2(SO4)3＋Na2SO4＋nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓(复盐沉淀)； 回答下列问题： (1)CeFCO3中Ce元素的化合价为 ， (2)滤渣A的主要成分是 。 (3)加入硫脲的目的是将Ce4＋还原为Ce3＋，反应的化学方程式为 。 (4)步骤③加入盐酸后，通常还需加入H2O2，其主要目的为 。 (5)焙烧后加入稀硫酸浸出，稀土的浸出率和硫酸浓度、温度有关，如图所示，应选择的适宜条件为 ，硫酸浓度过大时，浸出率减小的原因是 。 (6)步骤④的离子方程式为 。 6．是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。早期的制备方法如下： (1)的电子式是 。 (2)Ⅰ为分解反应，产物除、外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是 。 (3)Ⅲ中生成，反应的化学方程式是 。 (4)减压能够降低蒸馏温度。请结合化学方程式说明Ⅴ中采用减压蒸馏的原因： 。 (5)工业上可用制备，其中一步是与、反应生成，该步反应的化学方程式是 。 7．黏土钒矿中，钒以价、价、价的化合物存在，还包括、和铝硅酸盐()等。采用以下流程可由黏土钒矿制备、和硫酸铝铵。 已知：ⅰ．有机酸性萃取剂HR的萃取原理为： ；org表示有机溶液。 ⅱ．酸性溶液中，HR对价钒萃取能力强，而对价钒的萃取能力较弱。 ⅲ．HR能萃取而不能萃取。 (1)从黏土钒矿到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有 。 (2)滤渣的主要成分是 。 (3)浸出液中钒以价、价的形式存在，简述加入铁粉的原因： 。 (4)从平衡移动原理解释有机层中加入20%溶液的作用： 。 (5)和反应生成和的离子方程式是 。 8．三氧化二镍()是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍()，再高温煅烧草酸镍制取。工艺流程图如下所示： 已知：ⅰ．草酸的钙、镁、镍盐以及、均难溶于水。 ⅱ．溶液中金属阳离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH(20℃)如下表： 金属离子 开始沉淀时( mol/L)的pH 7.7 7.5 2.2 12.3 9.6 完全时( mol/L)的pH 9.2 9.0 3.2 微溶 11.1 请回答下列问题： (1)中Ni的化合价为 ；操作a为 。 (2)①加入的作用是 。 ②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0，其目的为 。 (3)滤渣C中的主要物质是 。 9．用软锰矿(主要成分MnO2，含有SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgCO3等杂质)制备MnSO4·H2O的流程如下: 已知：MnO2不溶于酸 氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 开始沉淀时的pH 2.3 4.0 7.5 8.8 10.4 沉淀完全时的pH 4.1 5.2 9.7 10.4 12.4 回答下列问题： (1)Mn基态原子价态电子的电子排布图 ；周期表位置 (2)焙烧时，MnO2和Fe2O3在纤维素作用下分别转化为MnO、Fe3O4，则纤维素的作用是 。酸浸时，浸出液的pH与锰的浸出率关系如下图所示：实际生产中，酸浸时控制硫酸的量不宜过多，使pH在2左右。请结合图示和制备硫酸锰的流程，说明硫酸的量不宜过多的原因： 。 10．高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性，是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，受热易分解，酸性环境中易变质。制备流程如图所示： 回答下列问题： (1)K2FeO4中铁的化合价为 ，提纯K2FeO4的实验方法是 。 (2)铁屑需事先用Na2CO3溶液洗涤，目的是 。 (3)反应II的离子方程式为 。 (4)K2FeO4处理饮用水的原理是 。 (5)反应II中过量NaOH除了作为反应物外还有什么作用 。 (6)已知K2FeO4难溶于乙醇，可溶于水，故洗涤K2FeO4晶体时，先使用冷水洗涤，再使用乙醇洗涤，简述用乙醇洗涤K2FeO4晶体的操作 。 11．江西富含稀有金属铝，钼具有优异的物理化学性能，在冶金、农业、环保和航天等领域有着广泛应用。工业上以钼精矿(主要成分为，杂质有、、和等元素)制备四钼酸铵的流程如下： 请回答下列问题： (1)气体A化学式为 ，气体B的分子空间构型是 ，基态氧原子的最外层轨道表示式为 。 (2)碱浸时把转化成，其离子方程式为 。 (3)工业上探究了碱浸中钼浸出率与蒸发温度的关系，如下图所示： ①依据图像，工业选择碱浸的温度范围是 。 ②80℃以后，蒸发温度上升，钼浸出率迅速下降，主要原因为 。 (4)碱浸后的滤液中仍然有部分铜、锌和低价钼金属存在，净化时依次加入适量、溶液，其作用分别是 、 。 (5)酸沉时主要发生的离子方程式为 。 12．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： 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 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ 开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式 。“滤液②”中含有的金属离子是 。 (2)“转化”中可替代H2O2的物质是___________。 A．酸性KMnO4溶液 B．O2 C．硝酸 D．新制氯水 (3)若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即 则“滤液③”中可能含有的杂质离子为 。 (6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是 。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 剖析06 工艺流程中的“目的、作用、原因”分析 (1)沉淀水洗的目的：除去××杂质(可溶于水)。 (2)沉淀用乙醇洗涤的目的：a.减小固体的溶解损失；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥。 (3)冷凝回流的作用及目的：防止××蒸气逸出而脱离反应体系，提高××物质的转化率。 (4)控制溶液pH的目的：防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××物质溶解等。 (5)“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的原因：稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度。 (6)加过量A试剂的原因：使B物质反应完全或提高B物质的转化率等。 (7)加入氧化性试剂的目的：使××(还原性)物质转化为××物质 (8)温度不高于××℃的原因：温度过低反应速率较慢，温度过高××物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)分解或××物质(如浓硝酸、浓盐酸)挥发或××物质(如Na2SO3等)氧化或促进××物质(如AlCl3等)水解。 (9)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止××物质(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)受热分解。 (10)蒸发、反应时的气体氛围：抑制××离子的水解(如蒸发AlCl3溶液得无水AlCl3时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)。 (11)配制某溶液时事先煮沸水的原因：除去溶解在水中的氧气，防止某物质被氧化。 (12)反应容器中和大气相通的玻璃管的作用：指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大。 (13)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成目标产物的方向)移动。 (14)用平衡移动原理解释某现象的原因：溶液中存在××平衡，该平衡是××(平衡反应的特点)，××(条件改变)使平衡向××方向移动，产生××现象。 (15)有机物制备装置中长导管(或冷凝管)的作用：冷凝回流、导气 (16)有机物分离过程中加无水氯化钙的作用：干燥(除水) (17)固液加热型制气装置中恒压漏斗上的支管的作用：保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压漏斗内压强相等(平衡压强)，使恒压漏斗内的液体顺利滴下。 (18)温度计的使用方法：蒸馏时温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管口处，测定馏分的温度；制乙烯时温度计的液泡置于反应液液面以下(不能接触瓶底)，测定反应液的温度。 【例1】工业利用闪锌矿（主要成分ZnS，还含有FeS、CuFeS2、石英及F-、Cl-等杂质）富氧酸浸提取锌，同时实现环保除铁的工艺流程如图1： 已知：酸性条件下，亚铜离子易发生歧化反应。 回答下列问题： (1)将闪锌矿粉碎成粉的目的是 。 (2)浸出步骤中，ZnS涉及到的离子反应方程式为 。 (3)结合反应原理，解释加热加压氧化流程中加压的目的 。 (4)“脱氯”环节中的离子方程式为 。 (5)“电积”时，F-、Cl-会腐蚀电极板，需提前除净。“脱氯”时，脱氯率随温度的变化如图2，60℃之前，脱氯率不断提高的原因可能为 。 【答案】 (1)增大矿石与稀硫酸接触面积，加快反应速率，提高浸出率 (2)2ZnS+2H2SO4+O2=2ZnSO4+2H2O+2S (3)使Fe2+充分反应 (4)Cu++Cl-=CuCl↓ (5)随温度升高，Cu+ Cu2+= 2Cu+，平衡正向移动，Cu+ 增多，脱氯率不断提高 【详解】（1）闪锌矿石要碾碎为粉末的原因是增大矿石与稀硫酸接触面积，加快反应速率，提高浸出率； （2）“浸出”时闪锌矿中硫化锌和硫酸反应生成硫酸锌，同时其中的硫离子被氧气氧化为单质硫，方程式为：2ZnS+2H2SO4+O2=2ZnSO4+2H2O+2S； （3）“加热加压氧化”为溶液中的二价铁被空气中的氧气氧化为赤铁矿，加压的目的使Fe2+充分反应； （4）根据分析可知，通过生成CuCl来达到脱氯的目的，“脱氯”环节中的离子方程式为： Cu++Cl-=CuCl↓； （5）随温度升高，Cu+ Cu2+= 2Cu+，平衡正向移动，Cu+   增多，脱氯率不断提高； 【例2】铊是一种有毒有害的重金属元素，对人体有较大的危害。湿法炼锌工业废水中的主要阳离子有，需要处理回收金属元素达标后排放，可以采用以下不同方法处理废水： 已知：①氧化性强于，为两性氧化物，溶液时开始溶解，常温下相关离子开始沉淀和沉淀完全时的如表所示： 离子 开始沉淀的 2.7 6.4 1.4 沉淀完全的 3.7 8.0 2.8 ②萃取的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl[CH3CONR2H]TlCl4 请回答下列问题： (1)“反应”步骤中总反应的离子方程式为 。 (2)“滤渣”的主要成分是 (填化学式)，通常在“分步沉淀”时加入絮凝剂，其目的是 。 (3)请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入的原理和目的 。 【答案】 (1) (2) 吸附沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤除杂 (3)与反应，减小浓度，平衡逆向移动，使元素以形式重新进入水层 【详解】（1）由分析可知，反应步骤中先后加入适量酸性高锰酸钾溶液和氯化钠溶液的目的是将溶液中的Tl+离子转化为TlCl离子，则总反应的离子方程式为，故答案为：； （2）由分析可知，分步沉淀时加入氢氧化钠溶液和絮凝剂分步沉淀的目的是将溶液中的铁离子、锌离子转化为氢氧化铁、氢氧化锌沉淀，其中加入絮凝剂的作用是吸附沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤除杂，故答案为：；吸附沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤除杂； （3）由萃取的反应原理可知，反萃取过程中加入醋酸铵溶液的作用是醋酸根离子与溶液中的氢离子反应，减小溶液中氢离子浓度，平衡向逆反应方向移动，使溶液中铊元素以TlCl离子重新进入水层，有利于加入亚硫酸钠溶液将TlCl离子还原为含铊沉淀，故答案为：与反应，减小浓度，平衡逆向移动，使元素以形式重新进入水层； 【例3】FePO4是一种难溶于水、易溶于硫酸的白色固体，主要用于制造磷酸铁锂电池材料、催化剂及陶瓷等，以下为制备电池级超细磷酸铁的工艺流程图： (1)在撞击流反应器中生成羟基磷酸铁结晶[Fe5(PO4)4(OH)3•2H2O]的化学反应方程式 。 (2)真空过滤器采用真空减压过滤目的为 。 (3)检验洗涤槽中洗涤是否完全的方法是 。 (4)撞击流反应器中反应温度对所得产品平均粒径的影响如图2所示，随着温度升高，产品粒径变化的原因为 。 【答案】 (1)5Fe2(SO4)3 +8H3PO4+30NaOH=2[Fe5(PO4)4(OH)3•2H2O]↓+15Na2SO4+20H2O (2)加快过滤速度 (3)取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，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 (4)温度较低时，溶液粘度大，分子运动速率慢，反应速率较慢，产生局部浓度不均匀，导致产品粒径较大；随着温度升高，反应速率加快，同时还可提高溶液中FePO4的过饱和度，使之生成较多的晶核，减小产品粒径 【详解】（1）在撞击流反应器中，Fe2(SO4)3、H3PO4、NaOH发生反应，生成羟基磷酸铁结晶[Fe5(PO4)4(OH)3•2H2O]的化学反应方程式为5Fe2(SO4)3 +8H3PO4+30NaOH=2[Fe5(PO4)4(OH)3•2H2O]↓+15Na2SO4+20H2O。 （2）真空过滤器采用真空减压过滤，有利于液体快速流出，目的为：加快过滤速度。 （3）检验洗涤槽中洗涤是否完全，需检验滤液中是否含有，方法是：取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，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。 （4）从图中可以看出，随着温度升高，产品粒径不断减小，原因为：温度较低时，溶液粘度大，分子运动速率慢，反应速率较慢，产生局部浓度不均匀，导致产品粒径较大；随着温度升高，反应速率加快，同时还可提高溶液中FePO4的过饱和度，使之生成较多的晶核，减小产品粒径。 【例4】硫酸在工农业生产和国防工业中有着广泛的应用，其中(不溶于水)是硫酸工业重要的催化剂，其废催化剂中含有、(易溶于水)和不溶性残渣，利用废弃催化剂回收的工业流程如下图所示，回答下面问题： (1)滤液1的主要溶质是 (填化学式)，操作II中用到的玻璃仪器有 。 (2)理论上能还原 。 (3)写出混合液与反应的离子方程式 。 (4)一系列操作包括先用乙醇洗涤滤渣，再用乙醚洗涤，用乙醚洗涤的作用是 、 。(答两点作用) (5)写出含溶液与过量氨水反应的离子方程式 。使用过量氨水有利于的析出，利用平衡移动原理进行解释： 。 【答案】 (1) 漏斗、烧杯、玻璃棒 (2)1 (3) (4)除去滤渣表面的乙醇 乙醚沸点低便于干燥 (5) 溶液中存在平衡：，加入氨水，使浓度增大，该平衡逆移，从而使尽可能沉淀析出 【详解】（1）滤液1的主要溶质是，操作II中用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；故答案为：；漏斗、烧杯、玻璃棒。 （2）亚硫酸钠被氧化为硫酸钠，而自身变为，1mol亚硫酸钠失去2mol电子，中+5的钒变为+4价的，根据得失电子守恒，则理论上能还原1；故答案为：1。 （3）混合液与发生氧化还原反应，则与反应的离子方程式；故答案为：。 （4）一系列操作包括先用乙醇洗涤滤渣，再用乙醚洗涤，由于乙醚的熔沸点比乙醇低，乙醇易溶于乙醚，因此用乙醚洗涤的作用是除去滤渣表面的乙醇、乙醚沸点低便于干燥；故答案为：除去滤渣表面的乙醇；乙醚沸点低便于干燥。 （5）含溶液与过量氨水反应生成沉淀和铵根离子，其反应的离子方程式。使用过量氨水有利于的析出，利用平衡移动原理进行解释：溶液中存在平衡：，加入氨水，使浓度增大，该平衡逆移，从而使尽可能沉淀析出；故答案为：；溶液中存在平衡：，加入氨水，使浓度增大，该平衡逆移，从而使尽可能沉淀析出。 1．镍氢电池是一种新型绿色电池，利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为Ni(OH)2、Co(OH)2及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴的工艺流程如图。 已知：部分金属阳离子以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH见表： 金属阳离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Ni2+ Co2+ 开始沉淀时pH 6.3 1.5 3.4 6.2 7.15 完全沉淀时pH(金属阳离子浓度<10-5mol/L) 9.0 3.2 4.7 9.2 9.15 回答下列问题： (1)步骤①用稀硫酸浸取金属电极芯前，提高浸取率方法 (写两种)。 (2)沉淀A的主要成分 ，步骤②调pH的范围为 。 (3)将“母液1”的pH调至3~4，再加入NaClO，NaClO的作用是 。 (4)步骤④离子方程式 ，若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到目的，从环保角度分析不采用盐酸的原因： 。 (5)步骤⑤中“母液3”与NaHCO3溶液反应的离子方程式为 。 【答案】 (1)适当增加硫酸浓度，将电极芯粉碎 (2)Al(OH)3、Fe(OH)3 4.7≤pH<6.2 (3)将Co2+氧化为Co3+ (4)4H++H2O2+2Co(OH)3=2Co2++O2↑+6H2O 实验过程中会生成氯气，污染环境 (5) 【详解】（1）根据影响化学反应速率的因素可知，用硫酸浸取金属电极芯时，提高浸取率的方法有适当增加硫酸浓度，将电极芯粉碎； （2）金属电极芯中的主要成分是Co、Ni，还含少量Fe、Al等，加入稀硫酸酸浸时，金属单质都转化为金属离子(Ni2+、Co2+、Fe2+、A13+)，浸出液中加入过氧化氢的作用是氧化亚铁离子为铁离子，由流程图中最终产物可知，调节pH的作用是除去溶液中的Fe3+、A13+，故沉淀A的主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3；为了保证Fe3+、A13+沉淀完全而不沉淀Ni2+、Co2+，由表格数据可知，要调节pH的范围为4.7≤pH<6.2； （3）由流程图中母液1的后续产物可知，加入NaClO的作用是将Co2+氧化为Co3+，从而使其容易形成沉淀，与母液分离；反应的离子方程ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+； （4）由分析可知，步骤④离子方程式为4H++H2O2+2Co(OH)3=2Co2++O2↑+6H2O；若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，实验过程中会生成氯气，污染环境； （5）碳酸氢根电离出碳酸根离子和氢离子，“母液3”中的Co2+与碳酸根形成难溶物碳酸钙，促进碳酸氢根电离，氢离子浓度增大，有一部分碳酸氢根就转变为二氧化碳和水, “母液3”与NaHCO3溶液反应的离子方程式为,。 2．NaClO2的漂白能力是漂白粉的4～5倍， NaClO2广泛用于造纸工业、污水处理等。工业上生产NaClO2的工艺流程如下： (1)ClO2气体发生器中的反应为：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4。实际工业生产中，可用硫黄、浓硫酸代替原料中的SO2，其原因为 (用化学方程式表示)。 (2)反应结束后，向ClO2发生器中通入一定量空气的目的： 。 (3)吸收器中生成NaClO2的离子反应方程式为 。 (5)联氨的性质类似于氨气，将联氨通入CuO浊液中，有关物质的转化如图所示。 ①在转化过程中通入氧气发生反应后，溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。转化中当有1 mol N2H4参与反应时，需要消耗O2的物质的量为 。 ②加入NaClO时发生的反应为： Cu(NH3)42+＋2ClO－＋2OH－＝Cu(OH)2↓＋2N2H4↑＋2Cl－＋2H2O 该反应需在80℃以上进行，其目的除了加快反应速率外，还有 。 【答案】S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋ 2H2O 驱赶出ClO2，确保其被充分吸收 2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO2-＋O2＋2H2O 增大 1mol 氢氧化铜分解、降低联氨溶解度使其从溶液中逸出 【详解】(1)二氧化氯发生器中的反应为氯酸钠与二氧化硫在浓硫酸作用下发生氧化还原反应，而硫磺、浓硫酸也可以生成二氧化硫，反应的方程式为： S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋ 2H2O；(2)反应结束后，发生器中仍有少量二氧化氯，用空气可以将其排出，确保其被充分吸收。(3)吸收器中双氧水与二氧化氯在碱性条件下发生氧化还原反应生成NaClO2，反应的离子方程式为：2ClO2＋2OH－＋H2O2===2ClO2-＋O2＋2H2O。(4) ①该燃料电池中负极上一氧化碳失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，正极上氧气得到电子生成还原反应生成氢氧根离子，二氧化碳和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，所以电池反应式为：2CO＋O2＋4OH－= 2CO32－＋2H2O； ②d电极上一氧化碳生成二氧化碳，则该电极上失去电子发生氧化反应，电极反应为 CO＋O2－－2e－===CO2； (5) ①Cu(NH3)42+和氧气反应过程中，铜元素化合价由+1价变为+2价，氧元素化合价从0价变为-2价，氧气得到电子和水反应生成氢氧根离子，所以溶液的pH增大，转化中当有1molN2H4参与反应时，转移电子的物质的量为4mol，根据转移电子相等分析，需要消耗氧气的物质的量为1mol。② 温度高时氢氧化铜分解，且气体溶解度随温度升高而降低，从而促进反应向正反应方向进行，故答案为氢氧化铜分解、降低联氨溶解度使其从溶液中逸出。 3．医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙（含有少量Na＋、Al3＋、Fe3＋等杂质）生产医药级二水合氯化钙（CaCl2·2H2O的质量分数为97.0%~103.0%）的主要流程如下： （1）除杂操作是加入氢氧化钙，调节溶液的pH为8.0~8.5，以除去溶液中的少量Al3＋、Fe3＋。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 。 （2）酸化操作是加入盐酸，调节溶液的pH为4.0，其目的有：①将溶液中的少量Ca(OH)2转化为CaCl2；②防止Ca2＋在蒸发时水解；③ 。 （3）测定样品中Cl－含量的方法是：a.称取0.7500g样品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中；c.用0.05000mol·L－1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积的平均值为20.39mL。 ①上述测定过程中需用溶液润洗的仪器有： 。 ②计算上述样品中CaCl2·2H2O的质量分数为： 。 ③若用上述方法测定的样品中CaCl2·2H2O的质量分数偏高（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有： ； 。 【答案】取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，表明Fe(OH)3沉淀完全 防止溶液吸收空气中的CO2 酸式滴定管 99.9% 样品中存在少量的NaCl 少量CaCl2·2H2O 失水 【详解】（1）Fe3+与KSCN反应生成红色物质Fe(SCN)3，检验Fe3+是否存在可以选用KSCN溶液，故答案为取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则表明Fe(OH)3沉淀完全； （2）Ca(OH)2易吸收空气中的CO2生成CaCO3沉淀，影响产品的纯度，故答案为防止溶液吸收空气中CO2； （3）①滴定实验中，需润洗的仪器有滴定管、移液管，该实验是用 AgNO3溶液滴定待测液的，所以需要润洗的仪器一定有酸式滴定管，故答案为酸式滴定管； ② 根据关系式：CaCl2·2H2O ~ 2AgNO3 147              2 α×0.7500×25/250     0.05000×0.02039 解得：α＝0.9991＝99.9%，故答案为99.9%； ③根据反应：CaCl2·2H2O ~ 2Cl－~ 2AgNO3，若Cl－偏多，则滴定的结果就会偏高，所以样品中若混有含氯量高于CaCl2的NaCl或CaCl2·2H2O 晶体中的结晶水失去一部分都能使CaCl2·2H2O的质量分数偏高，故答案为样品中存在少量的NaCl；少量的CaCl2·2H2O失水。 4．钨是熔点最高的金属，在国民经济和国防军工领域具有重要用途。工业上用白钨矿(主要成分是CaWO4)生产金属钨粉的流程如图： 请根据上述流程回答以下问题： (1)白钨矿与氢氧化钠反应的其中一个产物是可溶于水的钨酸钠，写出该化学反应方程式： 。 (2)溶液②为钨酸钠溶液，经离子交换后得到溶液③为钨酸铵溶液，该过程中加入氨水的作用是调节溶液的pH和 。 (3)溶液④为钨酸铵溶液，其经过蒸发结晶后得到仲钨酸铵[(NH4)10W12O41·5H2O]晶体，结晶过程中钨酸铵溶液没有完全蒸干，还得到溶液⑤，主要原因是 。 (4)溶液⑤进入“离子交换”中循环使用，其目的为 (填编号)。 A．转变为钨酸铵               B．回收硫酸铵        C．提升钨的收率 D．富集钨元素 (5)请写出仲钨酸铵煅烧分解的反应方程式： 。 【答案】CaWO4+2NaOH=Ca(OH)2+Na2WO4 抑制铵盐水解(提高铵根离子浓度) 防止钨酸铵溶液中的杂质进入仲钨酸铵晶体中，导致产品杂质超标 AC (NH4)10W12O41·5H2O 12WO3+10NH3↑+10H2O↑ 【详解】(1)根据分析，白钨矿(主要成分是CaWO4)与NaOH反应生成Na2WO4，方程式为CaWO4+2NaOH=Ca(OH)2+Na2WO4； (2)根据分析氨水的作用是调节溶液的pH和抑制铵盐水解(提高铵根离子浓度)； (3)蒸发结晶是常用的提纯方法，通过蒸发使大量的仲钨酸铵晶体析出，但是溶液中依然存在杂质，若直接蒸干，会导致溶液中的杂质也析出，影响产品纯度，另外，蒸干也可能会使仲钨酸铵晶体失去结晶水； (4)(NH4)2WO4溶液蒸发结晶得到(NH4)10W12O41·5H2O，溶液⑤中有剩余的(NH4)2WO4，加入离子交换的步骤，可以提供，有利于Na2WO4转化为(NH4)2WO4，同时也增大了(NH4)2WO4的量，得到更多的(NH4)2WO4，故选AC。 (5)根据分析，仲钨酸铵煅烧分解生成WO3、NH3和H2O，方程式为(NH4)10W12O41·5H2O12WO3+10NH3↑+10H2O↑； 5．稀土元素包括钪、钇和镧系共17种元素，是重要的战略资源，我国稀土资源丰富，其中铈(Ce)是稀土中丰度最高的元素，其在电子材料、催化剂等方面的应用非常广泛。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈(CeO2)，并测定其纯度。其工艺流程如下： 已知：①Ce3＋在空气中易被氧化为Ce4＋。 ②硫脲：一种有机物，结构简式为酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2； ③稀土离子易和SO形成复盐沉淀： Ce2(SO4)3＋Na2SO4＋nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓(复盐沉淀)； 回答下列问题： (1)CeFCO3中Ce元素的化合价为 ， (2)滤渣A的主要成分是 。 (3)加入硫脲的目的是将Ce4＋还原为Ce3＋，反应的化学方程式为 。 (4)步骤③加入盐酸后，通常还需加入H2O2，其主要目的为 。 (5)焙烧后加入稀硫酸浸出，稀土的浸出率和硫酸浓度、温度有关，如图所示，应选择的适宜条件为 ，硫酸浓度过大时，浸出率减小的原因是 。 (6)步骤④的离子方程式为 。 【答案】 (1)＋3价 (2)BaSO4和SiO2 (3)2Ce(SO4)2＋2=Ce2(SO4)3＋(SCN2H3)2＋H2SO4 (4)防止Ce3＋被氧化 (5)温度为85 ℃、c(H＋)为2.5 mol·L-1 溶液中c(SO)增大，易和稀土离子形成复盐沉淀而使浸出率降低 (6)2Ce3＋＋6HCO=Ce2(CO3)3↓＋3CO2↑＋3H2O 【详解】（1）CeFCO3中F为-1价、CO3为-2价，根据化合价代数和为0，可知Ce为+3价； （2）SiO2不反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，滤渣A是 BaSO4和SiO2； （3）将Ce4+还原为Ce3+，自身被氧化为(SCN2H3)2，反应方程式为：2Ce(SO4)2＋2=Ce2(SO4)3＋(SCN2H3)2＋H2SO4； （4）Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，过氧化氢具有还原性，步骤③加入盐酸后，通常还需加入H2O2，其主要目的为：防止Ce3+被氧化； （5）如图所示，应选择的适宜条件为温度为85 ℃、c(H＋)为2.5 mol·L-1；硫酸浓度过大时，浸出率减小的原因是溶液中c()增大，易和稀土离子形成复盐沉淀而使浸出率降低； （6）步骤④是碳酸氢铵提供碳酸根与Ce3+结合生成为(Ce)2(CO3)3，产生的氢离子又与碳酸氢根反应生成二氧化碳与水，反应离子方程式为：2Ce3++6═Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O； 6．是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。早期的制备方法如下： (1)的电子式是 。 (2)Ⅰ为分解反应，产物除、外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是 。 (3)Ⅲ中生成，反应的化学方程式是 。 (4)减压能够降低蒸馏温度。请结合化学方程式说明Ⅴ中采用减压蒸馏的原因： 。 (5)工业上可用制备，其中一步是与、反应生成，该步反应的化学方程式是 。 【答案】 (1) (2) (3) (4)H2O2受热易分解，采用减压蒸馏能够降低蒸馏温度，防止双氧水分解导致产率降低 (5) 【详解】（1）过氧化氢为共价化合物，其电子式：； （2）硝酸钡受热分解，生成氧化钡、氧气和二氧化氮，化学方程式：； （3）过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水，化学方程式：； （4）H2O2受热易分解，采用减压蒸馏能够降低蒸馏温度，防止双氧水分解导致产率降低； （5）与、反应生成，化学方程式：。 7．黏土钒矿中，钒以价、价、价的化合物存在，还包括、和铝硅酸盐()等。采用以下流程可由黏土钒矿制备、和硫酸铝铵。 已知：ⅰ．有机酸性萃取剂HR的萃取原理为： ；org表示有机溶液。 ⅱ．酸性溶液中，HR对价钒萃取能力强，而对价钒的萃取能力较弱。 ⅲ．HR能萃取而不能萃取。 (1)从黏土钒矿到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有 。 (2)滤渣的主要成分是 。 (3)浸出液中钒以价、价的形式存在，简述加入铁粉的原因： 。 (4)从平衡移动原理解释有机层中加入20%溶液的作用： 。 (5)和反应生成和的离子方程式是 。 【答案】 (1)将矿石粉碎、适当升高温度、适当增加酸的浓度等 (2) (3)将转化为，并将五价钒还原为四价钒，以实现Fe和V的分离 (4)加入20%溶液，氢离子浓度增大，反应的化学平衡逆向移动，使得V更多的进入无机层，与萃取剂分离 (5) 【详解】（1）黏土钒矿到浸出液的流程中，加快浸出速率的措施有将矿石粉碎、适当升高温度、适当增加酸的浓度等，故答案为：将矿石粉碎、适当升高温度、适当增加酸的浓度等。 （2）根据分析，滤渣的主要成分是。 （3）加入铁粉的目的是将转化为，并将五价钒还原为四价钒，以实现Fe和V的分离。 （4）根据已知信息ⅰ，有机酸性萃取剂HR的萃取原理为：，加入20%溶液，有利于该反应平衡逆向移动，使得V更多的进入无机层，便于下一步反应进行。 （5）和反应生成和，根据得失电子守恒和原子守恒可知离子方程式为。 8．三氧化二镍()是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍()，再高温煅烧草酸镍制取。工艺流程图如下所示： 已知：ⅰ．草酸的钙、镁、镍盐以及、均难溶于水。 ⅱ．溶液中金属阳离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH(20℃)如下表： 金属离子 开始沉淀时( mol/L)的pH 7.7 7.5 2.2 12.3 9.6 完全时( mol/L)的pH 9.2 9.0 3.2 微溶 11.1 请回答下列问题： (1)中Ni的化合价为 ；操作a为 。 (2)①加入的作用是 。 ②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0，其目的为 。 (3)滤渣C中的主要物质是 。 【答案】 (1)+3 过滤 (2)将二价铁转化为三价铁 将铁转化为沉淀而除去 (3)CaF2、MgF2 【详解】（1）中氧为-2价，则Ni的化合价为+3；操作a为分离固液的操作，为过滤； （2）①过氧化氢具有强氧化性，加入的作用是将二价铁转化为三价铁。 ②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0，其目的为将铁转化为沉淀而除去； （3）由分析可知，滤渣C中的主要物质是CaF2、MgF2； 9．用软锰矿(主要成分MnO2，含有SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgCO3等杂质)制备MnSO4·H2O的流程如下: 已知：MnO2不溶于酸 氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 开始沉淀时的pH 2.3 4.0 7.5 8.8 10.4 沉淀完全时的pH 4.1 5.2 9.7 10.4 12.4 回答下列问题： (1)Mn基态原子价态电子的电子排布图 ；周期表位置 (2)焙烧时，MnO2和Fe2O3在纤维素作用下分别转化为MnO、Fe3O4，则纤维素的作用是 。酸浸时，浸出液的pH与锰的浸出率关系如下图所示：实际生产中，酸浸时控制硫酸的量不宜过多，使pH在2左右。请结合图示和制备硫酸锰的流程，说明硫酸的量不宜过多的原因： 。 【答案】 (1)   第4周期VIIB族 (2)还原剂或将MnO2和Fe2O3还原 即使再多加硫酸，锰的浸出率增加也不明显,加过多的硫酸会导致后续消耗更多的氨水。 【详解】（1）Mn原子核外电子数为25，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排布式为3d54s2，电子排布图为  ，在周期表位置为第4周期VIIB族； （2）焙烧时，MnO2和Fe2O3在纤维素作用下分别转化为MnO、Fe3O4，锰元素化合价降低、部分铁元素化合价降低、则纤维素的作用是还原剂；由图知，pH为1～2时锰的浸出率几乎相等、均已高达接近100%，“硫酸”过多，对锰的浸出率影响很小，但后续调pH除杂质时会多消耗氨水而造成浪费； 10．高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性，是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，受热易分解，酸性环境中易变质。制备流程如图所示： 回答下列问题： (1)K2FeO4中铁的化合价为 ，提纯K2FeO4的实验方法是 。 (2)铁屑需事先用Na2CO3溶液洗涤，目的是 。 (3)反应II的离子方程式为 。 (4)K2FeO4处理饮用水的原理是 。 (5)反应II中过量NaOH除了作为反应物外还有什么作用 。 (6)已知K2FeO4难溶于乙醇，可溶于水，故洗涤K2FeO4晶体时，先使用冷水洗涤，再使用乙醇洗涤，简述用乙醇洗涤K2FeO4晶体的操作 。 【答案】 (1)+6 重结晶 (2)除去铁屑表而的油污 (3)3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O (4)K2FeO4有强氧化性，故能杀菌，4K2FeO4+10H2O=4 Fe(OH)3(胶体)+8KOH+3O2↑，新生成的Fe(OH)3(胶体)能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降，可用于净水 (5)提供碱性环境，避免Na2FeO4变质 (6)沿玻璃棒向漏斗中注入少量乙醇，使乙醇浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让乙醇自然流下，再次加乙醇洗涤，重复2~3次 【详解】（1）K2FeO4中，K显+1价，O显-2价，则铁元素的化合价是+6；从粗K2FeO4晶体提纯K2FeO4的实验方法是重结晶，故答案为：+6；重结晶。 （2）铁屑表面有油污，用饱和Na2CO3 溶液浸泡可除去，故答案为：除去铁屑表而的油污。 （3）“反应II”过程中，NaClO被还原为NaCl，Cl的化合价降低2个单位，Fe的化合价由+3价升高到+6价，升高3个单位，根据氧化还原反应配平可得，该反应的离子方程式为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O，故答案为：3ClO-+2Fe3++10OH-=2+3Cl-+5H2O； （4））K2FeO4溶于水后，会缓慢放出气体(O2)，并杀菌消毒，同时还能达到净水目的。有关离子方程式解释K2FeO4杀菌、净水的原理：K2FeO4有强氧化性，可杀菌，4K2FeO4+10H2O=4 Fe(OH)3(胶体)+8KOH+3O2↑，新生成的Fe(OH)3(胶体)能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降，可用于净水；故答案为：K2FeO4有强氧化性，故能杀菌，4K2FeO4+10H2O=4 Fe(OH)3(胶体)+8KOH+3O2↑，新生成的Fe(OH)3(胶体)能吸附水中的悬浮颗粒物并沉降，可用于净水。 （5）高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性，是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，受热易分解，酸性环境中易变质，因此得到的Na2FeO4需要在碱性条件下生成，避免变质，故答案为：提供碱性环境，避免Na2FeO4变质。 （6）使用乙醇洗涤具体操作是：沿玻璃棒向漏斗中注入少量乙醇，使乙醇浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让乙醇自然流下，再次加乙醇洗涤，重复2~3次，故答案为：沿玻璃棒向漏斗中注入少量乙醇，使乙醇浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让乙醇自然流下，再次加乙醇洗涤，重复2~3次。 11．江西富含稀有金属铝，钼具有优异的物理化学性能，在冶金、农业、环保和航天等领域有着广泛应用。工业上以钼精矿(主要成分为，杂质有、、和等元素)制备四钼酸铵的流程如下： 请回答下列问题： (1)气体A化学式为 ，气体B的分子空间构型是 ，基态氧原子的最外层轨道表示式为 。 (2)碱浸时把转化成，其离子方程式为 。 (3)工业上探究了碱浸中钼浸出率与蒸发温度的关系，如下图所示： ①依据图像，工业选择碱浸的温度范围是 。 ②80℃以后，蒸发温度上升，钼浸出率迅速下降，主要原因为 。 (4)碱浸后的滤液中仍然有部分铜、锌和低价钼金属存在，净化时依次加入适量、溶液，其作用分别是 、 。 (5)酸沉时主要发生的离子方程式为 。 【答案】 (1)SO2 直线型 (2) (3)60-80℃ 温度升高使水大量蒸发，导致晶体析出，混入浸渣 (4)将低价钼金属氧化成 将Cu2+、Fe2+转化为CuS、FeS沉淀 (5) 【详解】（1）据分析可知，气体A是SO2，气体B二氧化碳的分子空间构型是直线型，基态氧原子的最外层轨道表示式为，答案：SO2、直线型、； （2）碱浸时把转化成，依据反应条件可知，离子方程式为，答案：； （3）依据图像，工业选择碱浸的温度范围是60-80℃， 80℃以后，蒸发温度上升，钼浸出率迅速下降，主要原因为温度升高使水大量蒸发，导致晶体析出，混入浸渣，答案：60-80℃、温度升高使水大量蒸发，导致晶体析出，混入浸渣； （4）具有氧化性，将低价钼金属氧化成，将Cu2+、Fe2+转化为CuS、FeS沉淀，答案：将低价钼金属氧化成、将Cu2+、Fe2+转化为CuS、FeS沉淀； （5）根据反应参与的物质，及产物，可以推断出，酸沉时主要发生的离子方程式为，答案：。 12．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)： 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 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ 开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是 。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式 。“滤液②”中含有的金属离子是 。 (2)“转化”中可替代H2O2的物质是___________。 A．酸性KMnO4溶液 B．O2 C．硝酸 D．新制氯水 (3)若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即 则“滤液③”中可能含有的杂质离子为 。 (6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是 。 【答案】 (1)除去油脂、溶解铝及其氧化物 AlO＋H+＋H2O=Al(OH)3↓或Al(OH)＋H+=Al(OH)3↓＋H2O Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋ (2)B (3)Fe3＋ (6)提高镍的回收率 【详解】（1）根据分析可知，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并将Al及其氧化物溶解，滤液①中含有NaAlO2和过量的NaOH，加入稀硫酸，调为中性，生成氢氧化铝沉淀，发生反应的离子方程式为AlO＋H+＋H2O=Al(OH)3↓；加入稀硫酸酸浸，Ni、Fe及其氧化物溶解，所以“滤液②”中含有的金属离子是Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋。 （2）“转化”中H2O2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，可用O2或空气替代，由于不能引入其他杂质，所以不能用酸性高锰酸钾、硝酸和氯水，答案选B。 （3）若将工艺流程改为先“调pH”后“转化”，会使调pH过滤后的溶液中含有Fe2＋，则滤液③中可能含有转化生成的Fe3＋。 （6）分离出硫酸镍晶体后的母液中还含有Ni2＋，可将其收集、循环使用，从而提高镍的回收率。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$