剖析07 工艺流程中循环物质的确定-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07 工艺流程中循环物质的确定 循环物质的确定 (1)流程图中回头箭头的物质。 (2)生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质。 【例1】利用绿柱石(主要化学成分为BeO、、，还含有少量FeO和)冶炼Be的一种工艺流程如下。 已知：① ②铍及其化合物的性质与处于周期表对角线的铝相似。 回答下列问题： (7)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。 【例2】含苯酚的工业废水处理的流程图如下： (1)上述流程里，设备Ⅰ中进行的是 操作(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用 进行(填写仪器名称)。 (2)由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是 ，由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是 。 (3)在设备Ⅲ中发生的化学方程式为 。 (4)在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH和 ，通过 操作(填写操作名称)可以使产物相互分离。 (5)图中能循环使用的物质是C6H6、CaO、 、 。 【例3】工业上以铬系和非铬系电镀污泥[均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物，前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物]为主要原料综合回收铜、镍的工艺流程如图： 已知：Ⅰ.、、、的依次为、、、； Ⅱ.Cr及其化合物的性质与Al类似。 回答下列问题： (6)流程中除了有机相之外，可以循环利用的物质除外还有 (填化学式)。 1．氯化铵焙烧菱锰矿 (主要成分为 ， 含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下： 已知：① 相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol•L-1]形成氢氧化物沉淀时的pH 如下： 金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Ca2+ Mn2+ Mg2+ 开始沉淀的 pH 3.8 1.5 6.5 10.6 8.1 9.6 沉淀完全的 pH 5.2 3.7 9.7 12.6 10.1 11.6 ②常温下，的溶度积分别为 回答下列问题： (6)流程中能循环利用的固态物质是 (填化学式)。 2．三甲基镓是制造氮化镓光电材料和GaAs太阳能电池的源材料，其制备工艺流程如下： 已知：（乙醚）为溶剂，同时和在流程中均作配体；相关物质沸点如下： 物质 沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： (3)该流程中可以循环利用的物质有 。 3．锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。一种用锌浸渣(主要含、，另含少量ZnS、以及)提取Ge和的工艺流程如下： 已知：①锗在硫酸中的存在形式：pH≤2.0时主要为，时主要为。 ②常温下，，。 请回答下列问题： (1)Ge是第四周期第ⅣA族元素，其基态原子的价层电子排布式为 。 (2)“氧化酸浸”工序中，溶液，浸渣的主要成分为、S和 (填化学式)；被双氧水氧化的离子方程式为 。 (3)“中和沉淀”工序中，所加化合物A为 (填一种物质的化学式)；调节溶液，Ge和Fe共沉淀，此时滤液中 。 (4)①在水溶液中的溶解度曲线如图所示，则从滤液中回收的操作为蒸发浓缩、 、洗涤、干燥。 ②用惰性电极电解溶液可制取金属锌，电解后的溶液可在上述流程中 工序循环使用。 4．钯（Pd）是航天、航空等高科技领域不可缺少的关键材料。一种从铂钯精矿[含有Pt、Pd、Au、Cu、Bi]中分离提取钯的工艺流程如图所示： (1)“滤液1”中含有和，中Cu的化合价为 ；Bi与As在周期表中位于同一主族，基态As原子的简化电子排布式为 。 (2)“氯化溶解”时氯气的作用是 。 (3)“分金”时，的氧化性 （填“大于”或“小于”），理由是 。 (4)“沉铂”时发生反应的化学方程式为 。 (5)“沉钯”时反应的化学方程式为 。“滤液3”可以进入到 中循环利用。 5．以菱镁矿(主要成分为，含少量和)为原料制备氟化镁的工艺流程如下 (1)“碱浸”步骤所得滤液中溶质除外还有 。 (2)“浸出”步骤主要反应的离子方程式为 ，所得废渣成分为 。 (3)“沉降”步骤中，按物质的量之比加入沉镁，充分反应后， [已知]；该步需要控制溶液的pH范围为7~10，原因是 。 (4)上述流程中循环利用的物质为 。 6．甘肃矿产资源丰富，镍、钴、铂等金属储量全国领先，有色金属冶炼在国民经济发展有着重要作用。利用紫硫镍铁矿石提取粗镍并回收铁、铜、钴等元素的工艺流程如下： 已知：①“加压氨浸”过程中镍硫化物发生反应的方程式为：；在此过程中，钴硫化物的反应与镍硫化物相似。 ②以上流程中均无SO2产生。 请回答： (1)滤渣1的主要成分为 。 (2)结合下列图表选择“加压氨浸”的最佳条件 。 (3)“加压氨浸”过程中“加压”的目的是 、 ；Cu发生反应的化学方程式为 。 (4)“加压氧化”的目的是氧化残留的 (填离子符号)。 (5)“除钴”过程中发生反应的离子方程式为 。 (6)流程中可以循环利用的物质有 (填化学式)。 7．铜阳极泥分银渣中含有多种有价元素，其中铅元素主要以形式存在，锡元素主要以二氧化锡形式存在，钡元素主要以硫酸钡形式存在，少量金和银以单质形式存在。通过碳酸转铅-盐酸浸铅-碳酸转钡-盐酸浸钡工艺流程实现的高效分离与综合利用，流程如图所示： 已知： ①在下，溶度积为溶度积为溶度积为溶度积为。 ②不溶于水、稀酸，溶于浓硫酸和浓盐酸。 回答下列问题： (1)分银渣需要磨碎的目的是 。 (2)步骤1中主要反应的离子方程式是 ，步骤1中加入硫酸钠的目的是 。 (4)步骤7中金、银转化为。银转化的离子方程式是 。 (6)整个流程中需要循环利用的一种再生物质是 。 8．工业上以铬铁矿(主要成分FeO·Cr2O3，含Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如图a。回答下列问题： (1)“焙烧”时，将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。 (2)“焙烧”的目的是将FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4，并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时FeO·Cr2O3发生的化学方程式 。 (3)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图b所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol/L时，可认为已除尽。 试分析：“中和”时pH的理论范围为 ；“酸化”的目的是 ；Fe元素在 (选填流程图a中操作步骤的名称)过程中除去。 (4)蒸发结晶步骤中的副产品主要是 。冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有 。 9．含铜丰富的自然资源黄铜矿()冶炼铜的工艺流程如下： 已知：。 (5)“滤液2”中可以循环使用的物质为HCl、 ，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充的物质的量为 。 10．五氧化二钒(V2O5)可用于冶炼钒铁、用作合金添加剂、化工催化剂等。工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5的工艺流程如下： 已知： ①“水溶”、“转沉”、“转化”后，所得含钒物质分别为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4。 ②不同pH下，正五价钒在溶液中主要存在形式见下表： pH 4～6 6～8 8～10 10～12 主要离子 ③25℃时，。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，V2O3发生反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣Ⅰ”的成分为 (填化学式，下同)，“滤液Ⅰ”中溶质的成分为 。 (3)先“转沉”后“转化”的目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”经高温煅烧后水浸，所得物质可导入到 操作中循环使用。 11．锰在冶金工业、电子工业、电池工业、农业生产等方面都有广泛应用，某软锰矿的主要成分为、、CaO)和少量的MgO、CuO，一种利用废铁屑还原浸出该软锰矿并制取金属锰的工艺流程如图所示： 已知：，。 回答下列问题： (1)废铁屑表面含有油脂，在使用前需进行处理，方法是 。 (2)写出“浸出”时Fe与反应的离子方程式： 。 (3)“除铁”时加入的主要作用是 ；滤渣A的主要成分为 (填化学式)。 (4) “除钙镁”时，当钙离子和镁离子沉淀完全时，溶液中 。 (5)电解硫酸锰溶液(阳极为惰性电极，阴极为不锈钢合金)的装置示意图如图所示。 电解时Mn在 (填“阴”或“阳”)极析出，阳极的电极反应式为 ，阳极室的溶液可返回上述“ ”工序循环利用。 12．铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(，还含有一定量的FeO和)生产BeO的一种工艺流程如下。   回答问题： (1)中Be的化合价为 。 (2)粉碎的目的是 ；残渣主要成分是 (填化学式)。 (3)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。 13．生产芯片的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，应用比较广泛的是硅。硅可由石英砂(主要成分是二氧化硅)制得，制备高纯硅的主要工艺流程如图所示： 资料：①能与剧烈反应，在空气中易自燃； ②粗(沸点33.0℃)中含有少量(沸点57.6℃)和(沸点℃) (1)流程①焦炭体现了 (填“氧化性”或“还原性”)。 (2)流程③提纯的方法是 。 (3)流程④的化学反应为置换反应，写出其化学方程式： 。 流程④制备高纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)： (4)若要从下列玻璃仪器中选择部分来组装A处的气体发生装置，需要的是 (填编号)： a.分液漏斗 b.烧瓶 c.酒精灯 d.大试管 e.漏斗 f.烧杯 g.导管 (5)装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 。 (6)为保证制备高纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 ，该流程中能够循环利用的物质是 。 14．GaAs是一种重要的半导体材料。一种以粉煤灰(主要成分为SiO2，含少量Fe2O3、Al2O3、Ga2O3等)为原料制备GaAs的工艺流程如下： 已知： Ksp[Ga(OH)3] ≈1.0×10-35， Ksp [Al(OH)3] ≈1.0×10-33， Ksp [Fe(OH)3] ≈2.8× 10-39 回答下列问题： (1)基态Ga原子的价层电子排布式为 。 (2)焙烧工序中Ga2O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为 。 (3)母液中主要成分经分离、提纯后，可返回 工序循环利用。 15．从铜氨废液{含、、、、、等}中回收铜的工艺流程如图： 回答下列问题： (1)步骤(Ⅰ)中被氧化的元素是 ，由步骤(Ⅱ)可确定与的结合能力比与的 (填“强”或“弱”)。 (2)步骤(Ⅲ)“沉铜”时，利用溶液而不选用NaOH溶液“沉铜”的优点是 。 (3)写出步骤(Ⅳ)“溶解”时的化学方程式： ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)该流程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。 ( 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07 工艺流程中循环物质的确定 循环物质的确定 (1)流程图中回头箭头的物质。 (2)生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液)，可能是前面某一步反应的相关物质。 【例1】利用绿柱石(主要化学成分为BeO、、，还含有少量FeO和)冶炼Be的一种工艺流程如下。 已知：① ②铍及其化合物的性质与处于周期表对角线的铝相似。 回答下列问题： (7)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。 【答案】(7)(NH4)2SO4、HF、NH3 【详解】（7）根据元素守恒可知滤液中含有(NH4)2SO4，灼烧过程中会产生HF和NH3，故该流程中能循环使用的物质是(NH4)2SO4、HF、NH3。 【例2】含苯酚的工业废水处理的流程图如下： (1)上述流程里，设备Ⅰ中进行的是 操作(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用 进行(填写仪器名称)。 (2)由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是 ，由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是 。 (3)在设备Ⅲ中发生的化学方程式为 。 (4)在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH和 ，通过 操作(填写操作名称)可以使产物相互分离。 (5)图中能循环使用的物质是C6H6、CaO、 、 。 【答案】 (1)萃取(或分液) 分液漏斗 (2)苯酚钠(C6H5ONa) NaHCO3 (3)C6H5ONa＋CO2＋H2O→C6H5OH＋NaHCO3 (4)CaCO3 过滤 (5)NaOH水溶液 CO2 【详解】（1）通过对流程分析，可知设备Ⅰ中进行的是苯萃取废水中的苯酚，然后通过分液得到含苯酚的苯溶液，故实验室里这一步操作可以用分液漏斗进行。 （2）设备Ⅱ中发生的反应是苯酚和氢氧化钠溶液反应，生成苯酚钠，故进入到设备Ⅲ的物质A是指生成的苯酚钠；在设备Ⅲ中，苯酚钠溶液通入CO2 气体生成苯酚和NaHCO3，故由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是NaHCO3。 （3）在设备Ⅲ中，苯酚钠溶液通入CO2气体生成苯酚和NaHCO3，故反应的化学方程式是C6H5ONa＋CO2＋H2O→C6H5OH＋NaHCO3。 （4）在设备Ⅳ中，NaHCO3的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH和CaCO3沉淀，通过过滤操作可得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，使产物相互分离。 （5）通过流程分析，图中能循环使用的物质是C6H6、CaO、NaOH水溶液和CO2气体。 【例3】工业上以铬系和非铬系电镀污泥[均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物，前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物]为主要原料综合回收铜、镍的工艺流程如图： 已知：Ⅰ.、、、的依次为、、、； Ⅱ.Cr及其化合物的性质与Al类似。 回答下列问题： (6)流程中除了有机相之外，可以循环利用的物质除外还有 (填化学式)。 【答案】(6)、 【详解】（6）水相1中的可以循环使用，“转溶”时磷酸盐沉淀转化为氢氧化物，所得滤液Ⅲ中主要溶质为，电解Ⅱ产生的可以循环使用。 1．氯化铵焙烧菱锰矿 (主要成分为 ， 含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下： 已知：① 相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol•L-1]形成氢氧化物沉淀时的pH 如下： 金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Ca2+ Mn2+ Mg2+ 开始沉淀的 pH 3.8 1.5 6.5 10.6 8.1 9.6 沉淀完全的 pH 5.2 3.7 9.7 12.6 10.1 11.6 ②常温下，的溶度积分别为 回答下列问题： (6)流程中能循环利用的固态物质是 (填化学式)。 【答案】(6)NH4Cl 【详解】（6）由分析可知，可以循环使用的固体物质是氯化铵，故答案为：NH4Cl。 2．三甲基镓是制造氮化镓光电材料和GaAs太阳能电池的源材料，其制备工艺流程如下： 已知：（乙醚）为溶剂，同时和在流程中均作配体；相关物质沸点如下： 物质 沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8 回答下列问题： (3)该流程中可以循环利用的物质有 。 【答案】(3)、 【详解】（3）在合成时消耗，解配时又生成，可循环利用，配体交换时消耗，解配时又重新生成，因此可循环利用。 3．锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。一种用锌浸渣(主要含、，另含少量ZnS、以及)提取Ge和的工艺流程如下： 已知：①锗在硫酸中的存在形式：pH≤2.0时主要为，时主要为。 ②常温下，，。 请回答下列问题： (1)Ge是第四周期第ⅣA族元素，其基态原子的价层电子排布式为 。 (2)“氧化酸浸”工序中，溶液，浸渣的主要成分为、S和 (填化学式)；被双氧水氧化的离子方程式为 。 (3)“中和沉淀”工序中，所加化合物A为 (填一种物质的化学式)；调节溶液，Ge和Fe共沉淀，此时滤液中 。 (4)①在水溶液中的溶解度曲线如图所示，则从滤液中回收的操作为蒸发浓缩、 、洗涤、干燥。 ②用惰性电极电解溶液可制取金属锌，电解后的溶液可在上述流程中 工序循环使用。 【答案】 (1) (2) (3)ZnO或等 (4)趁热过滤 氧化酸浸 【详解】（1）锗元素位于第四周期ⅣA族，则基态原子的价层电子排布式为4s24p2，故答案为：4s24p2； （2）由分析可知，滤渣的主要成分为硫酸钙、二氧化硅和硫；由分析可知，硫化锗与过氧化氢和硫酸混合溶液反应生成硫酸锗、硫和水，反应的离子方程式为，故答案为：；； （3）由分析可知，“中和沉淀”工序中，加入氧化锌或氢氧化锌调节溶液pH的目的是将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀；由溶度积可知，滤液中锗离子与铁离子的浓度比为=101.6，故答案为：ZnO或等；101.6； （4）①由图可知，一水硫酸锌的溶解度随温度升高而降低，则从硫酸锌溶液中回收一水硫酸锌的操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥，故答案为：趁热过滤； ②用惰性电极电解硫酸锌溶液制取金属锌的反应为2ZnSO4+2H2O2Zn+2H2SO4+O2↑，则电解得到的硫酸溶液可在上述流程中氧化酸浸工序循环使用，故答案为：氧化酸浸； 4．钯（Pd）是航天、航空等高科技领域不可缺少的关键材料。一种从铂钯精矿[含有Pt、Pd、Au、Cu、Bi]中分离提取钯的工艺流程如图所示： (1)“滤液1”中含有和，中Cu的化合价为 ；Bi与As在周期表中位于同一主族，基态As原子的简化电子排布式为 。 (2)“氯化溶解”时氯气的作用是 。 (3)“分金”时，的氧化性 （填“大于”或“小于”），理由是 。 (4)“沉铂”时发生反应的化学方程式为 。 (5)“沉钯”时反应的化学方程式为 。“滤液3”可以进入到 中循环利用。 【答案】 (1) (2)作氧化剂（合理即可） (3)大于 只还原了（合理即可） (4) (5) 沉铂、沉钯（合理即可） 【详解】（1）中Cl为-1价，H为+1价，Cu显价；基态As原子的简化电子排布式为。 （2）“氯化溶解”时氯气的作用是作氧化剂。 （3）由于“分金”时只还原了，未还原，故的氧化性大于。 （4）“沉铂”时发生复分解反应，化学方程式为。 （5）“沉钯”时次氯酸钠被还原为，被氧化为，配平后化学方程式为。盐酸参与反应的化学方程式为，“滤液3”为溶液，可以进入“沉铂”、“沉钯”步骤中循环利用。 5．以菱镁矿(主要成分为，含少量和)为原料制备氟化镁的工艺流程如下 (1)“碱浸”步骤所得滤液中溶质除外还有 。 (2)“浸出”步骤主要反应的离子方程式为 ，所得废渣成分为 。 (3)“沉降”步骤中，按物质的量之比加入沉镁，充分反应后， [已知]；该步需要控制溶液的pH范围为7~10，原因是 。 (4)上述流程中循环利用的物质为 。 【答案】 (1)、 (2) (3) pH＜7时，F-在溶液中以HF的形态存在，MgF2产率低；p H＞10时，Mg2+会生成Mg（OH）2，降低产品纯度； (4) 【详解】（1）碱浸时， 转化为，转化为，溶液加热可生成Mg（OH）2和碳酸根，即滤液中含有、； （2）“浸出”步骤为溶液与Mg（OH）2反应生成MgCl2，反应的离子方程式为：；废渣为。 （3）， 即，解得；该步需要控制溶液的pH范围为7~10，原因是：pH＜7时，F-在溶液中以HF的形态存在，MgF2产率低；pH＞10时，Mg2+会生成Mg（OH）2，降低产品纯度； （4）由分析得，上述流程中循环利用的物质为； 6．甘肃矿产资源丰富，镍、钴、铂等金属储量全国领先，有色金属冶炼在国民经济发展有着重要作用。利用紫硫镍铁矿石提取粗镍并回收铁、铜、钴等元素的工艺流程如下： 已知：①“加压氨浸”过程中镍硫化物发生反应的方程式为：；在此过程中，钴硫化物的反应与镍硫化物相似。 ②以上流程中均无SO2产生。 请回答： (1)滤渣1的主要成分为 。 (2)结合下列图表选择“加压氨浸”的最佳条件 。 (3)“加压氨浸”过程中“加压”的目的是 、 ；Cu发生反应的化学方程式为 。 (4)“加压氧化”的目的是氧化残留的 (填离子符号)。 (5)“除钴”过程中发生反应的离子方程式为 。 (6)流程中可以循环利用的物质有 (填化学式)。 【答案】 (1)Fe2O3 (2)氧分压1.2MPa、浸出温度120℃、浸出时间2h (3)加快浸取速率 促进浸取平衡正向移动，提高浸取率 2Cu+O2+ 4NH3+2(NH4)2SO4=2[Cu(NH3)4]SO4+2H2O (4)S2O (5)Co2++H2S=CoS↓+2H+ (6)NH3、(NH4)2SO4、H2SO4 【详解】（1）由分析可知，滤渣1的主要成分为氧化铁，故答案为：Fe2O3； （2）由图可知，氧分压1.2MPa、浸出温度120℃、浸出时间2h时，镍浸出率最大，所以“加压氨浸”的最佳条件为氧分压1.2MPa、浸出温度120℃、浸出时间2h，故答案为：氧分压1.2MPa、浸出温度120℃、浸出时间2h； （3）“加压氨浸”过程中“加压”可以增大氧气和氨气的浓度，有利于加快浸取速率，促进浸取平衡正向移动，提高浸取率；紫硫镍铁矿石中铜单质发生的反应为，铜与氧气、氨气和硫酸铵反应生成硫酸四氨合铜和水，反应的化学方程式为2Cu+O2+4NH3+2(NH4)2SO4=2[Cu(NH3)4]SO4+2H2O，故答案为：加快浸取速率；促进浸取平衡正向移动，提高浸取率；2Cu+O2+ 4NH3+2(NH4)2SO4=2[Cu(NH3)4]SO4+2H2O； （4）由分析可知，“加压氧化”的目的是将溶液中的硫代硫酸根离子转化为硫酸铵和硫酸，故答案为：S2O； （5）由分析可知，通入硫化氢气体的目的将溶液中的亚钴离子转化为硫化亚钴沉淀，反应的离子方程式为Co2++H2S=CoS↓+2H+，故答案为：Co2++H2S=CoS↓+2H+； （6）由分析可知，流程中可以循环利用的物质为氨气、硫酸铵、硫酸，故答案为：NH3、(NH4)2SO4、H2SO4。 7．铜阳极泥分银渣中含有多种有价元素，其中铅元素主要以形式存在，锡元素主要以二氧化锡形式存在，钡元素主要以硫酸钡形式存在，少量金和银以单质形式存在。通过碳酸转铅-盐酸浸铅-碳酸转钡-盐酸浸钡工艺流程实现的高效分离与综合利用，流程如图所示： 已知： ①在下，溶度积为溶度积为溶度积为溶度积为。 ②不溶于水、稀酸，溶于浓硫酸和浓盐酸。 回答下列问题： (1)分银渣需要磨碎的目的是 。 (2)步骤1中主要反应的离子方程式是 ，步骤1中加入硫酸钠的目的是 。 (4)步骤7中金、银转化为。银转化的离子方程式是 。 (6)整个流程中需要循环利用的一种再生物质是 。 【答案】 (1)增大与溶液的接触面积，加快反应速率 (2) 抑制的溶解，防止转化为碳酸钡 (4) (6)盐酸或盐酸、氯化钠 【详解】（1）分银渣需要磨碎的目的是：增大与溶液的接触面积，加快反应速率； （2）根据溶度积可知，步骤1中加入Na2CO3，铅转化为溶解度更小的PbCO3，主要反应的离子方程式是，由分析可知，步骤1中加入硫酸钠的目的是抑制的溶解，防止转化为碳酸钡； （4）次氯酸根离子具有强氧化性，酸性条件下，次氯酸根离子将银单质氧化为，反应中氯化合价由+5变为-1、银化合价由0变为+1，结合电子守恒可知，反应为； （6）步骤2中加入盐酸会生成碳酸钠，步骤6中氯化钡和硫酸生成硫酸钡沉淀和盐酸，故需要循环利用的一种再生物质是：盐酸或盐酸、氯化钠。 8．工业上以铬铁矿(主要成分FeO·Cr2O3，含Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如图a。回答下列问题： (1)“焙烧”时，将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。 (2)“焙烧”的目的是将FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4，并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时FeO·Cr2O3发生的化学方程式 。 (3)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图b所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol/L时，可认为已除尽。 试分析：“中和”时pH的理论范围为 ；“酸化”的目的是 ；Fe元素在 (选填流程图a中操作步骤的名称)过程中除去。 (4)蒸发结晶步骤中的副产品主要是 。冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有 。 【答案】 (1)增大接触面积，加快反应速率 (2) (3)4.5~9.3 把完全转化为 浸取 (4)Na2SO4 硫酸 【详解】（1）“焙烧”时，将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，可以增大接触面积，加快反应速率； （2）焙烧时FeO·Cr2O3、碳酸钠、氧气反应生成Na2CrO4、氧化铁、二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为 。 （3）“中和”的目的是以氢氧化铝沉淀、硅酸沉淀的形式除去元素， 根据图示，pH的理论范围为4.5~9.3；最终产品是Na2Cr2O7·2H2O ，所以“酸化”的目的是把完全转化为；Fe2O3难溶于水，根据流程图，Fe元素在“浸取”过程中除去。 （4）根据流程图，溶液存在的阳离子是钠离子、H+，阴离子为、，所以蒸发结晶步骤中的副产品主要是Na2SO4。冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有硫酸。 9．含铜丰富的自然资源黄铜矿()冶炼铜的工艺流程如下： 已知：。 (5)“滤液2”中可以循环使用的物质为HCl、 ，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充的物质的量为 。 【答案】(5)CuCl2 0.5mol 【详解】（5）由分析可知，加水调节溶液pH，使溶液中二氯合亚铜离子发生歧化反应生成铜和氯化铜，过滤得到含有氯化铜、盐酸的滤液和铜，则可以循环使用的物质为盐酸和氯化铜溶液，流程中铜元素参与的反应为、、，则铜元素参与的总反应为，由方程式可知，每生成1mol铜时，需要补充氯化铜的物质的量为1mol×=0.5mol，故答案为：0.5mol。 10．五氧化二钒(V2O5)可用于冶炼钒铁、用作合金添加剂、化工催化剂等。工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5的工艺流程如下： 已知： ①“水溶”、“转沉”、“转化”后，所得含钒物质分别为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4。 ②不同pH下，正五价钒在溶液中主要存在形式见下表： pH 4～6 6～8 8～10 10～12 主要离子 ③25℃时，。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，V2O3发生反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣Ⅰ”的成分为 (填化学式，下同)，“滤液Ⅰ”中溶质的成分为 。 (3)先“转沉”后“转化”的目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”经高温煅烧后水浸，所得物质可导入到 操作中循环使用。 【答案】 (1) (2)Al2O3、SiO2 NaOH (3)富集钒元素 (4)转沉 【详解】（1）“焙烧”时，V2O3与NaCl(s)、O2、水蒸气发生反应，生成NaVO3、HCl等，化学方程式为； （2）由分析可知，“滤渣Ⅰ”的成分为Al2O3、SiO2；往滤液中加入Ca(OH)2进行转沉，NaVO3转化为Ca3(VO4)2，同时生成NaOH，所以“滤液Ⅰ”中溶质的成分为NaOH； （3）先将NaVO3“转沉”为Ca3(VO4)2后，再加入(NH4)2CO3，将Ca3(VO4)2“转化”为(NH4)3VO4溶液和CaCO3滤渣，可通过控制(NH4)2CO3的浓度，获得较大浓度的(NH4)3VO4溶液，所以其目的是富集钒元素； （4）“滤渣Ⅱ”为CaCO3，经高温煅烧后生成CaO等，将CaO水浸，所得物质为Ca(OH)2，可导入到转沉操作中循环使用； 11．锰在冶金工业、电子工业、电池工业、农业生产等方面都有广泛应用，某软锰矿的主要成分为、、CaO)和少量的MgO、CuO，一种利用废铁屑还原浸出该软锰矿并制取金属锰的工艺流程如图所示： 已知：，。 回答下列问题： (1)废铁屑表面含有油脂，在使用前需进行处理，方法是 。 (2)写出“浸出”时Fe与反应的离子方程式： 。 (3)“除铁”时加入的主要作用是 ；滤渣A的主要成分为 (填化学式)。 (4) “除钙镁”时，当钙离子和镁离子沉淀完全时，溶液中 。 (5)电解硫酸锰溶液(阳极为惰性电极，阴极为不锈钢合金)的装置示意图如图所示。 电解时Mn在 (填“阴”或“阳”)极析出，阳极的电极反应式为 ，阳极室的溶液可返回上述“ ”工序循环利用。 【答案】 (1)用热的纯碱溶液洗涤 (2) (3)调高溶液的pH CuS、 (4)53∶65 (5)阴 浸出 【详解】（1）废铁屑表面含有油脂，在使用前需进行处理，方法是用热的纯碱溶液洗涤。油脂在碱性条件下加热发生水解生成甘油和高级脂肪酸盐，均易溶于水，考虑到经济性，选用纯碱溶液。 （2）“除铁”后得到的产物，其中Fe显＋3价，Fe在反应中被氧化生成，被还原为，结合氧化还原反应的配平可得反应的离子方程式为。 （3）“除铁”后得到的产物为碱式硫酸复盐，浸出液为酸性，故需要加入，主要作用是：与酸反应，调高溶液的pH；加入BaS，利用CuS的溶度积较小，生成CuS从而除去溶液中含有的，同时与反应生成，不引入其他杂质离子，所以滤渣A为CuS和。 （4）“除钙镁”时，当钙离子和镁离子沉淀完全时，溶液中。 （5）电解时阴极反应为，得电子被还原，故Mn在阴极析出，阳极电极反应式为，阳极室中浓度增大，通过阴离子交换膜从阴极室移向阳极室，阳极室硫酸浓度增大，可返回“浸出”工序循环利用。 12．铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为(，还含有一定量的FeO和)生产BeO的一种工艺流程如下。   回答问题： (1)中Be的化合价为 。 (2)粉碎的目的是 ；残渣主要成分是 (填化学式)。 (3)该流程中能循环使用的物质是 (填化学式)。 【答案】 (1)+2 (2)增大反应物的接触面积加快反应速率，提高浸取率 SiO2 (3)(NH4)2SO4 【详解】（1）按照正负化合价代数和为0，Be的化合价为+2+价； （2）粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快浸取速率，提高浸取率；残渣的成分是不溶于酸的SiO2； （3）最后的滤液中的硫酸铵可以在除铝步骤中循环利用； 13．生产芯片的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，应用比较广泛的是硅。硅可由石英砂(主要成分是二氧化硅)制得，制备高纯硅的主要工艺流程如图所示： 资料：①能与剧烈反应，在空气中易自燃； ②粗(沸点33.0℃)中含有少量(沸点57.6℃)和(沸点℃) (1)流程①焦炭体现了 (填“氧化性”或“还原性”)。 (2)流程③提纯的方法是 。 (3)流程④的化学反应为置换反应，写出其化学方程式： 。 流程④制备高纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)： (4)若要从下列玻璃仪器中选择部分来组装A处的气体发生装置，需要的是 (填编号)： a.分液漏斗 b.烧瓶 c.酒精灯 d.大试管 e.漏斗 f.烧杯 g.导管 (5)装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 。 (6)为保证制备高纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 ，该流程中能够循环利用的物质是 。 【答案】 (1)还原性 (2)蒸馏 (3)SiHCl3+H2Si+3HCl (4)abg (5)使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体 (6)防止生成的Si被氧化，防止H2与O2混合加热发生爆炸 HCl 【详解】（1）根据分析，流程①的反应为2C+SiO2Si+2CO↑，C的化合价升高，是还原剂，体现还原性； （2）根据分析，流程③提纯SiHCl3的操作是蒸馏； （3）根据分析，流程④的化学反应为SiHCl3+H2Si+3HCl； （4）气体发生装置用于制备H2，属于固液不加热制气体的装置，因此需要烧瓶、分液漏斗、导管，故选abg； （5）进入烧瓶的SiHCl3为液体，需要变为气体进入D装置中发生反应，因此加热的目的是使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体； （6）生成的Si可能被氧化，且反应中需要易燃的H2，因此需将装置中的空气排出，防止生成的Si被氧化，同时防止H2与O2混合加热发生爆炸；HCl是流程④的生成物，又是流程②的反应物，因此可以循环； 14．GaAs是一种重要的半导体材料。一种以粉煤灰(主要成分为SiO2，含少量Fe2O3、Al2O3、Ga2O3等)为原料制备GaAs的工艺流程如下： 已知： Ksp[Ga(OH)3] ≈1.0×10-35， Ksp [Al(OH)3] ≈1.0×10-33， Ksp [Fe(OH)3] ≈2.8× 10-39 回答下列问题： (1)基态Ga原子的价层电子排布式为 。 (2)焙烧工序中Ga2O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为 。 (3)母液中主要成分经分离、提纯后，可返回 工序循环利用。 【答案】 (1)4s24p1 (2)Ga2O3+3(NH4)2SO4Ga2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑ (3)焙烧 【详解】（1）Ga为31号元素，核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1，价电子为4s24p1； （2）根据流程可知Ga2O3与(NH4)2SO4反应得到Ga2(SO4)3和NH3，根据元素守恒可得化学方程式为Ga2O3+3(NH4)2SO4Ga2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑； （3）水浸金属元素转化为硫酸盐，所以加入氨水沉淀时得到的滤液中主要含硫酸铵，处理后可以返回焙烧工序循环利用； 15．从铜氨废液{含、、、、、等}中回收铜的工艺流程如图： 回答下列问题： (1)步骤(Ⅰ)中被氧化的元素是 ，由步骤(Ⅱ)可确定与的结合能力比与的 (填“强”或“弱”)。 (2)步骤(Ⅲ)“沉铜”时，利用溶液而不选用NaOH溶液“沉铜”的优点是 。 (3)写出步骤(Ⅳ)“溶解”时的化学方程式： ，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)该流程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。 【答案】 (1)Cu、C 强 (2)CuS的溶解度比Cu(OH)2小，能使Cu2+充分沉淀，提高Cu的回收率 (3) 2:3 (4)HNO3 【详解】（1）步骤(Ⅰ)“吹脱”时通入空气，氧气把Cu+氧化为Cu2+，将CO氧化生成CO2吹出，被氧化的元素是Cu、C；步骤(Ⅱ)中加入硫酸生成硫酸铵，可确定NH3与H+的结合能力比与Cu2+结合能力强，故答案为Cu强； （2）步骤(Ⅲ)“沉铜”时，Na2S溶液与CuSO4溶液反应生成CuS沉淀和Na2SO4，主要反应的离子方程式为Cu2+＋S2－=CuS↓，因为硫化铜的溶解度小于氢氧化铜的溶解度，能使Cu2+充分沉淀，提高Cu的回收率，所以“沉铜”选用Na2S溶液而不选用NaOH溶液；答案为：CuS的溶解度比Cu(OH)2小，能使Cu2+充分沉淀，提高Cu的回收率。 （3）步骤(Ⅳ)反应中CuS和硝酸反应生成NO、S，反应中S元素化合价由-2价升高到0价，CuS为还原剂，N元素的化合价由+5价降低为+2价，硝酸为氧化剂，根据电子守恒，参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3，反应为； （4）在第(Ⅴ)硝酸铜溶液中加入硫酸制硫酸铜，同时生成HNO3，则HNO3可循环利用，故答案为HNO3。 ( 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 $$