15 第二部分 第3章 第15讲 无机化工流程的解题策略(能力课)-【名师导航】2026年高考化学一轮总复习课件（鲁科版）

第3章　物质的性质与转化(1)——金属及其化合物 第14讲　金属材料与金属矿物的开发利用(基础课) 第二部分　元素及其化合物 1．以化工流程为载体掌握物质的性质、转化反应和反应条件的控制及产率的提高措施等。　2．以化工流程为载体掌握物质的分离、提纯原理、方法和仪器、操作等。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 2 考点一 01 考点二 02 高考真题演练 03 课时分层作业 04 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 3 考点一　建立思维模型 1．明确试题模式 命题角度1 命题角度2 多维训练 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 4 图1箭头表示反应物加入同时生成物出来； 图2箭头表示反应物分步加入和生成物出来； 图3箭头表示循环反应。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 2．建立思维模型——“三步审读” (1)审题干——明确原料成分和目的要求 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (2)审流程——明确各步转化原理和目的 ①看箭头：进入的是原料(即反应物)；出去的是生成物(包括主产物和副产物)。 ②看三线：主线主产品、分支副产品、回头为循环。 ③找信息：明确反应条件和分离提纯方法。 ④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。 (3)审问题——明确答什么 ①防止答非所问：要看清题目要求，按要求答题。 ②规范表述：回答问题要准确全面，注意语言表达的规范性，特别是化学用语表示要准确、规范。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (2022·辽宁卷节选)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2等杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下： 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3； ②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu； ③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下： 离子 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe2＋ 6.5 8.3 Fe3＋ 1.6 2.8 Mn2＋ 8.1 10.1 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 回答下列问题： (1)为提高焙烧效率，可采取的措施为____________(填标号)。 a．进一步粉碎矿石 b．鼓入适当过量的空气 c．降低焙烧温度 (2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为_________________________________________________________。 (3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②_________________________________________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (4)滤渣的主要成分为________(填化学式)。 (5)生成气体A的离子方程式为_________________________________ _________________________________________________________。 (6)加入金属Bi的目的是____________________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 1．(2023·全国甲卷)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。 回答下列问题： (1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是__________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为_________________________。 (3)“酸化”步骤应选用的酸是____(填标号)。 a．稀硫酸　 b．浓硫酸　 c．盐酸　 d．磷酸 (4)如果“焙烧”后的产物直接用酸“浸取”，是否可行？________。其原因是____________________________________________。 (5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为___________ __________________________________________________________。 (6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2∶nCO＝________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 解析：(1)结合(2)题干信息可知，“焙烧”过程将硫酸钡转化成BaS、CaS，即硫酸根离子被还原成S2－，而碳粉转化成CO，则碳粉在该步骤中的主要作用是作还原剂。(2)水“浸取”过程中，易溶于水的BaS提供的S2－与过量CaCl2中的Ca2＋结合成微溶于水的CaS沉淀析出，所以发生的主要反应的离子方程式为Ca2＋＋S2－===CaS↓。(3)“酸化”后的溶液中含Ba2＋的化合物为易溶化合物，且采用浓缩结晶的方法进行分离提纯，选项中的稀硫酸、浓硫酸和磷酸都会使Ba2＋转化为沉淀，而无法在“溶解”步骤进行溶解，以及结合“焙烧”后的产物主要为BaCl2可知，不能引入不易除去的酸根离子， 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 答案：(1)作还原剂 (2)Ca2＋＋S2－===CaS↓ (3)c 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (4)不可行　防止BaS、CaS与酸反应生成的H2S污染环境，同时使产品中混有较多Ca2＋而不纯，故“焙烧”后的产物不能直接用酸“浸取” (5)BaCl2＋TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋H2O===BaTiO(C2O4)2↓＋2HCl＋4NH4Cl (6)1∶1 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 流程分析三方法 首尾分析法 线型工艺流程(从原料到产品的一系列生产工序)试题，首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，找出原料与产品之间的关系，弄清原料转化为产品的基本原理和生产过程中除杂、分离、提纯产品工艺，然后再结合题设问题，逐一推敲解答 分段分析法 用同样的原材料生产两种或两种以上产品(包括副产品)的工艺流程题，用分段分析法找到解题的切入点 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 交叉分析法 有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用中间产品与部分其他原材料反应生产所需的主流产品，这就需将提供的工艺流程图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 考点二　提升解题能力 1．原料的预处理 (1)溶解：通常用酸浸，如用硫酸、盐酸等。 类型1 以分离提纯为主体的化工流程 水浸 与水接触发生反应或溶解 浸出 固体加水(酸)溶解得到离子 酸浸 在酸溶液中反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少 命题角度1 命题角度2 多维训练 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 22 (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。 增大矿石物质的浸出率的措施有搅拌、加热、升温，增大浸出液的浓度，粉碎矿石增大固液接触面积，延长浸出时间。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 2．常用的分离方法 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 萃取 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，包括液—液萃取和固—液萃取，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 分液 利用分液漏斗将两种互不混溶的液体分离开的操作，如分离油和水 蒸发结晶 提取溶解度随温度变化不大或受热稳定的溶质，如NaCl 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 蒸发浓缩、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 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 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混合气体中的氨气 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 3．分离、提纯的深化 (1)特定洗涤目的 冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗 乙醇洗涤 降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物 减压过滤(抽滤) 加快过滤速率，使沉淀更干燥 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 晶体的干燥：要得到干燥的晶体，常见的干燥方法有自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干(适用于热稳定性较好的物质)。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (2)调节溶液pH分离提纯 ①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。 物质 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH Fe(OH)3 1.5 3.7 Fe(OH)2 7.6 9.6 Mn(OH)2 8.3 9.8 若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋、Fe3＋，可先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH使3.7≤pH<8.3。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 ②调节pH所需的物质应能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：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。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 1．(2024·海南卷)锰锌铁氧体(MnxZn1－yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和 FeC2O4·2H2O，可用于电池、催化剂等行业，其工艺流程如下： 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 回答下列问题： (1)氨浸的作用是将________(填元素符号)元素有效转移到水溶液中。 (2)煮沸含有配合物的溶液B，产生混合气体，经冷凝后所得溶液可循环用于氨浸，该溶液是________。 (3)沉锰反应的离子方程式为__________________________________ _________________________________________________________。 某次实验时，将原料中的Mn以MnO2·nH2O形式定量沉淀完全，消耗了2.0 mol KMnO4，并产出81 g ZnO(纯度为99.9%)，则该原料MnxZn1－yFe2O4化学式中x＝____________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (4)沉铁时，选择K2C2O4是为了便于从滤液中回收有价值的钾盐________(填化学式)。该钾盐在种植业中的一种用途是________。 解析：(1)锰锌铁氧体经过氨浸后，分离得到的溶液B经煮沸得到氢氧化锌，则氨浸的作用是将锌元素转移到溶液B中，将分离得到的固体A溶于硫酸，得到含锰、铁元素的溶液；沉锰过程中，KMnO4与Mn2＋发生归中反应生成MnO2·nH2O；由于加入铁粉还原，则溶 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 1．(2023·辽宁卷)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。 已知： 物质 Fe(OH)3 Co(OH)2 Ni(OH)2 Mg(OH)2 Ksp 10－37.4 10－14.7 10－14.7 10－10.8 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 回答下列问题： (1)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)。 (2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，1 mol H2SO5中过氧键的数目为________。 (3)“氧化”中，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为______________________________________ (H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、________(填化学式)。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (4)“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为___________时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_____________ __________________________________________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (5)“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)在空气中可被氧化成CoO(OH)，该反应的化学方程式为___________________________________________。 (6)“沉镁”中为使Mg2＋沉淀完全(25 ℃)，需控制pH不低于________(精确至0.1)。 解析：(1)影响浸取速率的因素有反应物的接触面积、反应物浓度、反应温度等，将镍钴矿粉碎、搅拌，适当提高硫酸的浓度，适当升温等均可提高浸取速率。(2)设1个H2SO5中过氧键的数目为x，则根据化合价规则有(－1)×2x＋(－2)×(5－2x)＋(＋1)×2＋(＋6)＝0，解得x＝1，所以1 mol H2SO5中过氧键的数目为NA。(3)H2SO5中S的 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 率减小，这是因为发生反应SO2＋H2SO5＋H2O===2H2SO4，使得H2SO5的物质的量浓度降低，Mn(Ⅱ)氧化速率减小。(5)由“沉钴镍”中得到的Co(Ⅱ)[以Co(OH)2形式沉淀]在空气中可被氧化成CoO(OH)可知，该过程中Co由＋2价变成＋3价，该反应的化学方程式为4Co(OH)2＋O2===4CoO(OH)＋2H2O。(6)由题给表格可知，“沉镁”中为使Mg2＋沉淀完全(25 ℃)，则有c2(OH－)×10－5≥10－10.8，解得 c(OH－)≥10－2.9 mol·L－1，故需控制pH≥11.1。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 1．物质制备过程的控制条件 (1)控制体系的环境氛围 ①需要在酸性气流中干燥FeCl3、AlCl3、MgCl2等含水晶体，抑制水解并带走因分解产生的水蒸气。 ②营造还原性氛围，防止还原性物质被氧化。如加入铁粉防止Fe2＋被氧化。 ③加入氧化剂进行氧化。如加入绿色氧化剂H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，绿色氧化剂H2O2的优点是不引入新杂质，对环境无污染。 类型2 以物质制备为主体的化工流程 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (2)控制反应温度 ①加热：加速溶解、加快反应速率或促进平衡向某个方向移动(如促进水解生成沉淀)。 ②降温：防止某物质在某温度时会溶解或分解，或促进平衡向某个方向移动。 ③控制温度在一定范围内，综合多方面因素考虑，如使反应速率不至于太慢、抑制或促进平衡移动、防止反应物分解、防止副反应发生、使催化剂的催化活性最高等。 ④如题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 2．从对反应速率和平衡转化率的影响综合控制条件 (1)使催化剂的活性达到最高：如工业合成氨或SO2的催化氧化反应，选择的温度是 500 ℃左右，原因之一就是这样可使催化剂的活性达到最高。 (2)对于一些工艺来说，降温或减压都可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的目的。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 2．(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： 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 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。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (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__________________________ _________________________________________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 2．(2025·潍坊模拟)NaBiO3(铋酸钠，淡黄色、不溶于冷水的固体)是分析化学常用试剂。工业上以辉铋矿粉(主要成分是Bi2S3，含少量SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)为原料制备铋酸钠的流程如下： 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 请回答下列问题： (1)Cu元素位于元素周期表第________周期第________族。用硝酸替代“盐酸，NaClO3”也可以实现“酸浸”，从环保角度考虑，存在的缺点是_________________________________________________。 (2)检验“酸浸”液中是否含Fe2＋，可选择的试剂是____________ (填标号)。 A．KSCN溶液 B．K3[Fe(CN)6]溶液 C．KSCN溶液和双氧水 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (3)“除铁”的离子方程式为__________________________________ __________________________________________________________。 (4)“除铜”中涉及的离子方程式为____________________________ __________________________________________________________。 (5)“氧化”的化学方程式为__________________________________ __________________________________________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 解析：本实验由辉铋矿粉加入盐酸、NaClO3溶解原材料，将FeS2中铁元素氧化成三价铁，除去浸渣，滤液中加入CuO调节pH除去 Fe3＋，加入过量氨水除去铜，所得固体中加入NaOH、Cl2氧化得到NaBiO3。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 高考真题演练 (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。 命题角度1 命题角度2 多维训练 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 57 回答下列问题： (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)。 (2)水浸渣中主要有SiO2和________。 (3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是________。 (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_________________ __________________________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 (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_____________________________________________________。 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 第3章　物质的性质与转化(1) ——金属及其化合物 答案：(1)ab (2)2Bi2S3＋9O22Bi2O3＋6SO2　 (3)抑制金属离子水解　(4)SiO2　(5)Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O　(6)将Fe3＋转化为Fe2＋ 所以不宜选择稀硫酸、浓硫酸和磷酸，应选择盐酸。(4)“焙烧”后“浸取”的目的是将Ca2＋和S2－转化为CaS沉淀除去，如果“焙烧”后的产物直接用酸“浸取”，“浸取”时会导致S2－与H＋结合生成H2S气体而污染环境，同时也不能较大程度地除去Ca2＋，使后续产品中可能混有Ca2＋而使产品不纯，所以“焙烧”后的产物不能直接用酸“浸取”。(5)加水溶解得到氯化钡溶液，加入TiCl4、(NH4)2C2O4的“沉淀”过程中，Ti4＋发生水解生成TiO2＋，TiO2＋又与Ba2＋、C2O结合生成BaTiO(C2O4)2沉淀，所以反应的化学方程式为BaCl2＋TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋H2O===BaTiO(C2O4)2↓＋2HCl＋4NH4Cl。 (6)结合“热分解”过程中BaTiO(C2O4)2分解的产物分析，只有C元素的化合价发生变化，即C元素的化合价从C2O中的＋3价变成了CO2中的＋4价和CO中的＋2价，化合价的变化量均为1，所以产物中CO和CO2的物质的量相等，即二者物质的量之比为 1∶1。 (5)通过加入CaSO4固体，除去滤液中危害环境的C2O，已知Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5，Ksp(CaC2O4)＝2.3×10－9。反应CaSO4(s)＋C2O(aq)CaC2O4(s)＋SO(aq)的平衡常数为________。 液C主要含三价铁离子，铁粉将三价离子还原为二价铁离子，加入K2C2O4沉铁，将二价铁离子转化为FeC2O4·2H2O。(2)溶液B含有配合物，煮沸溶液B后生成氢氧化锌沉淀，产生混合气体，经冷凝后的溶液可循环用于氨浸，则生成的混合气体中含有氨气和水蒸气，冷凝后的溶液为氨水。(3)根据沉锰前后物质可知，沉锰反应的离子方程式为3Mn2＋(aq)＋2MnO(aq)＋(5n＋2)H2O===5MnO2·nH2O(s)＋4H＋(aq)(便于后续计算)或不含结晶水；由离子方程式可知，消耗了2.0 mol KMnO4，则锰锌铁氧体中n(Mn2＋)＝3.0 mol，n(Zn2＋)＝ n(ZnO)＝＝1 mol，由锰锌铁氧体的化学式可知，n(Mn)∶n(Zn)＝x∶(1－y)＝3∶1，正负化合价代数和为0，则2x＋2－2y＋6＝8，解得x＝0.75。(4)用硫酸溶解固体A后，溶液中存在大量硫酸根离子，选择K2C2O4可以从滤液中回收有价值的硫酸钾，该钾盐在种植业中可用作钾肥。(5)平衡常数K＝＝＝≈3.1×104。 答案：(1)Zn (2)氨水 (3)3Mn2＋(aq)＋2MnO(aq)＋(5n＋2)H2O===5MnO2·nH2O(s)＋4H＋(aq)(或不含结晶水形式)　0.75 (4)K2SO4　钾肥(或其他合理用途) (5)3.1×104 化合价为＋6，“氧化”中，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，根据电子守恒和电荷守恒可得，该反应的离子方程式为Mn2＋＋HSO＋H2O===MnO2↓＋3H＋＋SO。由题给流程图可知，“氧化”后得到的滤渣中含有Mn、Fe、Ca元素，pH＝4时，Fe2＋已被氧化为 Fe3＋且完全沉淀为Fe(OH)3，Ca2＋与SO反应生成微溶物CaSO4，故滤渣的成分为MnO2、Fe(OH)3、CaSO4。(4)由题图可知，曲线斜率越大，Mn(Ⅱ)氧化速率越大，故当SO2体积分数为9.0%时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大。当SO2的体积分数由 9.0%增大到16.0%时，反应速 答案：(1)将镍钴矿粉碎、搅拌，适当提高硫酸的浓度，适当升温等(答出其中一条即可) (2)NA(或6.02×1023) (3)Mn2＋＋HSO＋H2O===MnO2↓＋3H＋＋SO　Fe(OH)3、CaSO4 (4)9.0%　SO2有还原性，过量的SO2可将过一硫酸还原为H2SO4，过一硫酸的物质的量浓度降低，反应速率减小 (5)4Co(OH)2＋O2===4CoO(OH)＋2H2O (6)11.1 回答下列问题： (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＝________。 (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________(填化学式)的用量。 解析：(1)[B4O5(OH)4]2－水解生成等物质的量浓度的B(OH)3、 [B(OH)4]－，则[B4O5(OH)4]2－水解反应的离子方程式为[B4O5(OH)4]2－＋5H2O2B(OH)3＋2[B(OH)4]－。Ka＝，因在[B4O5(OH)4]2－的水解反应中，c{[B(OH)4]－}＝c[B(OH)3]，故 c(H＋)＝Ka＝10－9.24 mol·L－1，则溶液pH＝9.24。(2)由盐湖卤水成分及题给工艺流程图可知，“精制Ⅰ”中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。因Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2，则c(CO)＝＝ mol·L－1＝5.5×10－3 mol·L－1，即c(CO)应该控制在5.5×10－3 mol·L－1以下。“脱硼”后溶液显酸性(“脱硼”加入过量盐酸及Mg2＋水解使溶液显酸性)，若不进行后续的“煅烧”操作，则会使“精制Ⅰ”消耗更多的CaO。(3)“精制Ⅱ”加入纯碱的目的是除去“精制Ⅰ”滤液中的Ca2＋。“精制Ⅱ”中加入的Na2CO3过量，“操作X”的目的应为酸化除CO，防止Li＋在浓缩步骤中提前析出，产物产率下降。 答案：(1)[B4O5(OH)4]2－＋5H2O2B(OH)3＋2[B(OH)4]－　9.24　(2)Mg(OH)2、CaSO4　5.5×10－3　CaO　(3)除去过量的Ca2＋　稀盐酸　Li＋提前析出，产物产率下降 答案：(1)4　ⅠB　产生大气污染物NOx (2)B　(3)3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋ (4)Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O，Bi3＋＋3NH3·H2O ===Bi(OH)3↓＋3NH (5)Bi(OH)3＋3NaOH＋Cl2===NaBiO3＋2NaCl＋3H2O 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。 (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________(填标号)。 A．酸性　 B．碱性　 C．两性 解析：(1)根据题给信息和已知条件可知，铬钒渣中铬元素以低价态含氧酸盐形式存在，在碱性、富氧条件下煅烧铬钒渣有Na2CrO4生成。(2)“煅烧”工序中生成Na2CrO4、Na2SiO3、Na[Al(OH)4]、NaVO3和Fe2O3等，用水浸取“煅烧”的产物后，铁元素以Fe2O3形式存在于水浸渣中。(3)“沉淀”步骤中，加入稀硫酸调pH至弱碱性时，Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀，发生反应H＋＋[Al(OH)4]－=== Al(OH)3↓＋H2O，故“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是Al(OH)3。(4)pH<9时，PO结合H＋生成HPO，沉淀溶解平衡 MgNH4PO4(s)Mg2＋(aq)＋NH(aq)＋PO(aq) 正向移动，不 利于生成MgNH4PO4沉淀，P的去除率降低；pH>9时，碱性增强，Mg2＋会形成Mg(OH)2沉淀，NH会形成NH3·H2O，MgSiO3和MgNH4PO4的溶解度增大，Si、P的去除率降低。(5)pH<1时，发生反应V2O5＋2H＋===2VO＋H2O等，碱性条件下，发生反应V2O5＋2OH－===2VO＋H2O等，说明V2O5既可以与酸反应，也可以与碱反应，故V2O5为两性氧化物，C符合题意。(6)根据题中已知信息可知，最高价铬元素在酸性介质中以Cr2O存在，故在酸性条件下加入焦亚硫酸钠溶液后发生的反应为2Cr2O＋3S2O＋10H＋=== 4Cr3＋＋6SO＋5H2O。 答案：(1)Na2CrO4　(2)Fe2O3　(3)Al(OH)3 (4)PO结合H＋生成HPO，P的去除率降低　体系中NH、Mg2＋浓度降低，MgSiO3和MgNH4PO4趋于溶解，Si、P的去除率降低 (5)C (6)2Cr2O＋3S2O＋10H＋===4Cr3＋＋6SO＋5H2O $$