题型03 工艺流程（期末真题汇编，河南专用）高二化学上学期

题型05 工艺流程 1．（24-25高二上·河南洛阳·期末）碱式硫酸铜[]是一种重要的分解剂，可以将多种有机物分解成单独的离子或分子。以某工厂酸性含铜废液(主要含有、、，还含有、)为原料制备碱式硫酸铜和硫化铅的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下表所示： 金属离子 开始沉淀的 沉淀完全的 ②常温下，，。 ③常温下，的；的，。 ④“氨浸”过程中会与和反应生成可溶于水的。回答下列问题： (1)写出加入双氧水时发生主要反应的离子方程式： 。 (2)“调”的范围为 。常温下，当时， 。 (3)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式，下同)，图中可重复利用的物质是 。 (4)“沉铅”时需加入，常温下溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。“氨浸”过程中发生反应的化学方程式为 。 (5)用和溶液在一定条件下反应可制备不同组成的碱式硫酸铜[]。若某种碱式硫酸铜溶于盐酸后再与足量溶液反应，得到沉淀，则 。 2．（24-25高二上·河南安阳·期末）钛(Ti)的性质稳定，有良好的耐高温、抗酸碱、高强度、低密度等特性，工业上常用钛铁矿(主要含和少量等)通过如图所示工艺流程制取钛，并回收镁、铝、铁等。 已知：①易水解，只能存在于强酸性溶液中； ②常温下，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。 金属离子 开始沉淀的pH 2.2 6.5 3.5 9.5 沉淀完全()的pH 3.2 9.7 4.7 11.0 (1)中钛元素的化合价为 ；“酸溶”时，常将钛铁矿粉碎的目的是 ；滤渣的成分是 (填化学式)。 (2)“酸溶”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式： 。 (3)“分步沉淀”中当沉淀完全时，“母液”中的浓度为 。 (4)“水浸”后，过滤、洗涤得水浸渣检验已洗涤干净的方法为 。 (5)已知  ，该反应极难进行，从化学平衡的角度解释“氯化”时需向反应体系中加入焦炭的原因是 。 3．（23-24高二上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示： 已知常温下，。 (1)基态的价电子轨道表示式为 。Cu的焰色试验为绿色，这是 的结果。 (2)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时中的铁元素转化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (3)滤渣Ⅱ的主要成分为、 (填化学式)。 (4)加入时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中的浓度为，则溶液中 。 (5)溶液中的元素守恒式为 。加入溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。 4．（23-24高二上·河南洛阳·期末）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品。一种以钼精矿(主要含)，还有Cu、Fe的化合物及等)为原料制备四钼酸铵同时得到副产品绿矾的流程如下： 回答下列问题： (1)钼元素位于第五周期，与铬同族，则其价电子排布式为 。 (2)焙烧渣中的在“碱浸”时转化为，反应的离子方程式为 。 (3)“净化”时加入溶液，是为了除去残留的和。研究表明，该溶液中和pH的关系为：，若控制溶液的pH=3.9，此时溶液中的浓度为 (已知FeS的)。 (4)“沉淀”时生成的离子方程式为 。 (5)从溶液到晶体的“一系列操作”为 、 、过滤、洗涤、干燥。 (6)该流程中产生的工业废气和可以回收利用，实验原理如图。装置a中溶液的作用是 ，装置b电解过程的阴极反应式为 。 5．（23-24高二上·河南·期末）氧化钪()可用于电子工业、激光及超导材料、合金添加剂等。以赤泥(含有、、、、等)为原料提取的工艺流程如图所示： 已知：①P2O4为二(2-乙基己基)磷酸酯，属于磷类萃取剂； ②TBP为中性磷类萃取剂； ③不与盐酸发生反应； ④，。 回答下列问题： (1)提高“酸浸”效率，可采取的措施有 (任写两条)。“酸浸”后得到的滤渣的成分是 (填化学式)。 (2)图1、图2所示分别为“酸浸”时温度和“酸浸”时间对酸浸率的影响，根据图中信息确定最佳反应条件为 ；超过70℃，浸出率下降的主要原因是 。 (3)常温下，进行“反萃取1”需调整反萃取液的，已知时沉淀完全，当恰好沉淀完全时，溶液的为 (用代数式表示，不用化简)。写出“沉钪”过程中发生反应的离子方程式： 。 (4)、水溶液经过“萃取”除铁后，将溶液蒸发结晶，煅烧，即可得到氧化铝。用惰性电极电解熔融氧化铝制取铝时，需要加入冰晶石()，其目的是 。 6．（23-24高二上·河南漯河·期末）金属镓被称为“电子工业脊梁”，作为第三代半导体材料，具有耐高温、耐高电压等特性。某工厂利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌]为原料，经过一系列流程可得到两种盐溶液并制得氮化镓，部分工艺流程如下： 已知：常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的和金属离子在分离步骤的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见下表：(离子浓度≤时，认为沉淀完全) 金属离子 开始沉淀的 8.0 1.7 5.5 3.0 沉淀完全的 9.6 3.2 8.0 4.9 萃取率 0 99 0 97～98.5 (1)中的化合价为 。为了提高浸出速率，可采用的操作是 (任写一条)。 (2)处理浸出液时，要将溶液的调节至5.0～5.4，目的是 。常温下 。 (3)“溶解还原”步骤中需要加入一定量的铁粉，进行该操作的主要目的是 。 (4)的化学性质与非常相似，“反萃取”后水溶液中镓元素主要以 (用离子符号表示)形式存在。 (5)“高温合成”操作中与反应生成的化学方程式为 。 (6)盐溶液1和盐溶液2的溶质分别是 和 (填化学式)。 7．（23-24高二上·河南南阳·期末）聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优异的无机高分子絮凝剂，广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。其化学式通常表示为。某化工厂制备PFS并用其处理废水。 I．用硫酸铜废液制备PFS (1)试剂A为 (填化学式)。 (2)“控温”氧化需控制温度不宜过高的原因 。 (3)测定PFS样品中的；取a g样品，溶解于 mL mol/L HCl溶液中，用KF溶液掩蔽(使不能与反应)，滴入酚酞溶液，再用 mol/L NaOH溶液滴定，到达滴定终点时若消耗NaOH溶液体积为 mL，则a g PFS样品中的 mol。下列操作会使所测agPFS样品中的偏高的是 。(填序号) a．在量取 mL HCl溶液时，有部分溶液溅出 b．在滴定过程中，滴定前无气泡，滴定终点时有气泡 c．碱式滴定管用蒸馏水洗涤后未经润洗 d．在滴定终点读数时仰视滴定管刻度线 II．用石灰乳-PFS法处理含砷废水 已知： ⅰ．常温下，、的均大于的，可溶； ⅱ．常温下，溶液中含砷微粒的物质的量分数与pH(用NaOH溶液调pH)的关系如图。 (4)下列说法不正确的是 (填序号)。 a．是三元弱酸，其的数量级为 b．溶液中， c．溶液呈酸性 (5)“一级沉降”中，石灰乳的作用除中和酸，调节pH外，还有 。 (6)“二级沉降”中，溶液的pH在8-10之间，PFS形成的胶体粒子可以通过沉淀转化反应进一步减少溶液中的As含量，反应的离子方程式为 。 8．（23-24高二上·河南信阳·期末）工业上处理铜冶金污水(含、、、、)的部分流程如下，回答下列问题。 已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 物质 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 ②带温下，，，。 (1)污水里加入双氧水的目的是 。常温下，当溶液中离子浓度时认为该离子沉淀完全，当完全沉淀时，则理论上pH的最小值为 ，“沉渣Ⅰ”的主要成分有 (填化学式)。 (2)溶液呈碱性，其主要原因是 (用离子方程式回答)。溶液中 (用化学符号完成等式)。 (3)“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中 。 9．（23-24高二上·河南焦作·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量PbO、CuO及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示： 已知常温下，，。 (1)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时中的铁元素转化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (2)滤渣Ⅱ的主要成分为、、 (填化学式)。 (3)加入时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中的浓度为，则溶液中 。 (4)溶液中的元素守恒式为 。加入溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。 10．（23-24高二上·河南·期末）钴广泛应用于电池、合金等领域。以钴渣(主要含和，还含有、等元素以及、炭、有机物)为原料制备钴的流程如图所示： 已知：①(焦亚硫酸钠)有强还原性。 ②常温时，，，，，。 ③溶液中离子的浓度小于可认为已除尽。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的是 。固体1、固体3的主要成分分别为 、 (均填化学式)。 (2)的作用是 。“除铁”过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“氧化”后，测得溶液中和的物质的量浓度分别为和，则常温时“除铁”应控制溶液的范围为 。(设加入溶液时体积变化忽略不计)。 (4)其他条件相同时，“氧化”过程中，氧化率与温度的关系如图所示。 温度在后，随着温度升高氧化率下降可能的原因是 。 (5)在“除镁”时，若过低，的去除率将会下降，原因是 。 11．（23-24高二上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是MnO2，还含有少量PbO、CuO及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿(FeS2)为原料可制备MnCO3，其流程如图所示： 已知常温下，Ksp(MnF2)=5.0×10-3，Ksp(CaF2)=3.5×10-11。 (1)基态Fe2+的价电子轨道表示式为 。 (2)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (3)滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、 (填化学式)。 (4)加入MnF2时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中Mn2+的浓度为2mol/L，则溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。 (5)NaHCO3溶液中的元素守恒式为 。加入NaHCO3溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。 12．（23-24高二上·河南南阳·期末）磷酸铁常用作制备电极材料的原料。一种制备磷酸铁的流程如图所示： 回答下列问题： (1)的价层电子排布式是 ，其中未成对电子数为 。中含有化学键的类型有 。 (2)实验室保存溶液时常加少量稀硫酸，其作用是 。还加少量铁粉，其作用是 。 (3)为了提高“氧化槽”中的反应速率，宜采取的措施有 (填一条)。 (4)“真空过滤”与抽滤原理相同，采用“真空过滤器”的优点有 。 (5)“撞击流反应器”、“陈化槽”都使用了磷酸，该酸在水中第二步电离的离子方程式为 。 (6)已知常温下，。的电离常数，，当时，已完全沉淀。“撞击流反应器”中，若保持溶液中含浓度为，当其时， (用含的代数式表示)。 13．（23-24高二上·河南郑州·期末）硫酸镍广泛应用于电镀工业。以粗硫酸镍(含、、、、等)为原料，经如图所示一系列除杂过程模拟精制硫酸镍工艺，回答下列问题。 部分物质的K如下表： 物质 MnS FeS NiS K (1)“滤渣1”的主要成分是 。 (2)加入的作用是 。 (3)“氟化除杂”时，若使溶液中的和沉淀完全，假设离于浓度小于时认为沉淀完全，需维持不低于 。若溶液酸度过高，和沉淀不完全，原因是 。反应的平衡常数为 。 (4)“萃取”时使用萃取剂R在硫酸盐中对某些金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图所示，则实验时需控制的pH适宜范围是___________(填字母序号)。 A．1～2 B．2～3 C．4～5 D．5～6 14．（23-24高二上·河南三门峡·期末）草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用含钴废料（主要成分为，含有一定量的、、、等）制备草酸钴晶体（）的流程如下： 已知：①草酸钴晶体难溶于水。 ②为有机物（难电离）、代表金属离子，。 ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 ④滤液中元素以形式存在。 回答下列问题： (1)是常用的氧化剂，的电子式为 。 (2)“浸出液”中加入后发生反应的离子方程式为 。 (3)加入氧化钴调节溶液的，调节的范围是 ，滤渣Ⅱ的主要成分是 。 (4)操作①在实验室所用的仪器为 。 (5)可向操作①后溶有的有机层中加入 （反萃取剂）使从有机相返回水相，实现金属回收利用。 (6)若先将转化为，再利用反应，却不能实现转化为，请说明理由： 。[，] 30 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型05 工艺流程 1．（24-25高二上·河南洛阳·期末）碱式硫酸铜[]是一种重要的分解剂，可以将多种有机物分解成单独的离子或分子。以某工厂酸性含铜废液(主要含有、、，还含有、)为原料制备碱式硫酸铜和硫化铅的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下表所示： 金属离子 开始沉淀的 沉淀完全的 ②常温下，，。 ③常温下，的；的，。 ④“氨浸”过程中会与和反应生成可溶于水的。回答下列问题： (1)写出加入双氧水时发生主要反应的离子方程式： 。 (2)“调”的范围为 。常温下，当时， 。 (3)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式，下同)，图中可重复利用的物质是 。 (4)“沉铅”时需加入，常温下溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。“氨浸”过程中发生反应的化学方程式为 。 (5)用和溶液在一定条件下反应可制备不同组成的碱式硫酸铜[]。若某种碱式硫酸铜溶于盐酸后再与足量溶液反应，得到沉淀，则 。 【答案】(1) (2) (3)、(少写且正确扣1分，有错不给分) (4)碱性 [或 (5) 【分析】含铜废液(主要含有、、，还含有、)加入双氧水，将氧化成，加入氨水调pH值，使、转化为氢氧化铜和氢氧化铁沉淀，滤液中含、，加入使转化为PbS；滤渣氨浸过程中会与和反应生成可溶于水的，，升温赶走氨气，最终生成，据此分析； 【解析】（1）加入双氧水将氧化成，发生主要反应的离子方程式：； （2）根据流程可知加入氨水“调”使铜离子和铁离子完全沉淀，铅离子不能沉淀，故的范围为。时，； （3）由(2)可知“滤渣1”的主要成分为和。由流程图“升温赶氨”可知，废气中主要含有氨气，前用氨水调节溶液，故图中可以重复利用的物质是； （4）由已知中的电离平衡常数可知的水解平衡常数为，同理的水解平衡常数，故的水解平衡常数大于的水解平衡常数，溶液呈碱性。“氨浸”过程中发生反应的化学方程式为[或]； （5）沉淀为硫酸钡，其物质的量为，说明的物质的量为，其摩尔质量为，物质整体化合价为0，，则，解得，则，所以。 2．（24-25高二上·河南安阳·期末）钛(Ti)的性质稳定，有良好的耐高温、抗酸碱、高强度、低密度等特性，工业上常用钛铁矿(主要含和少量等)通过如图所示工艺流程制取钛，并回收镁、铝、铁等。 已知：①易水解，只能存在于强酸性溶液中； ②常温下，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。 金属离子 开始沉淀的pH 2.2 6.5 3.5 9.5 沉淀完全()的pH 3.2 9.7 4.7 11.0 (1)中钛元素的化合价为 ；“酸溶”时，常将钛铁矿粉碎的目的是 ；滤渣的成分是 (填化学式)。 (2)“酸溶”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式： 。 (3)“分步沉淀”中当沉淀完全时，“母液”中的浓度为 。 (4)“水浸”后，过滤、洗涤得水浸渣检验已洗涤干净的方法为 。 (5)已知  ，该反应极难进行，从化学平衡的角度解释“氯化”时需向反应体系中加入焦炭的原因是 。 【答案】(1)+4 增大接触面积，加快酸溶速率 SiO2 (2)FeTiO3+4H+=TiO2++Fe2++2H2O (3)110-23.9 (4)取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，无沉淀产生 (5)C与O2反应减小了O2浓度，且C与O2反应放热，温度升高，平衡正向移动 【分析】钛铁矿(主要含和少量等)为原料，加入稀硫酸溶解加入水中浸取，过滤，滤渣为，浸取液含有Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、TiO2+，加热水水浸，得到固体TiO2•xH2O，过滤分离出TiO2•xH2O，煅烧得到TiO2，继续在高温下与C和Cl2反应得到，用Mg还原，得到单质Ti；水浸后的滤液加氨水分步沉淀，得到氢氧化物沉淀； 【解析】（1）中铁为+2价，O为-2价，故钛元素的化合价为+4价；“酸溶”时，常将钛铁矿粉碎的目的是增大接触面积，加快酸溶速率；由分析可知，滤渣的成分是； （2）酸溶时发生的是硫酸和FeTiO3反应生成TiO2+的过程，离子方程式为：； （3）根据Al3+沉淀完全时的 pH=4.7，可知溶液中c(OH-)=10-9.3 mol•L-1时，溶液中c(Al3+)=1.0×10-5mol•L-1，则Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-5×(10-9.3)3=1×10-32.9，“分步沉淀”中当沉淀完全时pH=11.0，即溶液中c(OH)=10-3.0mol•L-1，则此时溶液中c(Al3+)===(mol/L)； （4）水浸后其中含有硫酸根离子，检验硫酸根离子是否洗涤干净就可以了，检验方法是：取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，无沉淀产生； （5）已知 ，加入焦炭后，与反应减少了的浓度，且C与反应放热，温度升高，使平衡右移，故答案为：C与O2反应减小了O2浓度，且C与O2反应放热，温度升高，平衡正向移动。 3．（23-24高二上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示： 已知常温下，。 (1)基态的价电子轨道表示式为 。Cu的焰色试验为绿色，这是 的结果。 (2)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时中的铁元素转化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (3)滤渣Ⅱ的主要成分为、 (填化学式)。 (4)加入时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中的浓度为，则溶液中 。 (5)溶液中的元素守恒式为 。加入溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。 【答案】(1) 原子核外电子跃迁释放能量(合理即可) (2)将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等(答两条，合理即可)硫酸 3:2 (3) (4)或 (5) 【分析】MnO2在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca2+，净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液含有MnSO4，然后加入碳酸氢钠沉锰，处理得到MnCO3，据此作答。 【解析】（1）Fe2＋价层电子排布式为3d6，则排布图为； Cu的焰色试验为绿色，这是原子核外电子跃迁释放能量的结果。 （2）加快“酸浸”速率的措施有：将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等； 结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸； “酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，反应的离子方程式为：，则该反应中氧化剂MnO2与还原剂FeS2的物质的量之比为3：2。 （3）然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，同时产生的Ca2+与硫酸根离子形成微溶的CaSO4，滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3。 （4）加入是转化为氟化钙沉淀，发生反应的离子方程式为：或； 该反应的平衡常数，的浓度为，则溶液中。 （5）NaHCO3中钠原子与C原子个数比为1：1，NaHCO3溶液中的物料守恒为； 在得到的硫酸锰中加入碳酸氢钠使其转化成碳酸锰沉淀，发生反应：。 4．（23-24高二上·河南洛阳·期末）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品。一种以钼精矿(主要含)，还有Cu、Fe的化合物及等)为原料制备四钼酸铵同时得到副产品绿矾的流程如下： 回答下列问题： (1)钼元素位于第五周期，与铬同族，则其价电子排布式为 。 (2)焙烧渣中的在“碱浸”时转化为，反应的离子方程式为 。 (3)“净化”时加入溶液，是为了除去残留的和。研究表明，该溶液中和pH的关系为：，若控制溶液的pH=3.9，此时溶液中的浓度为 (已知FeS的)。 (4)“沉淀”时生成的离子方程式为 。 (5)从溶液到晶体的“一系列操作”为 、 、过滤、洗涤、干燥。 (6)该流程中产生的工业废气和可以回收利用，实验原理如图。装置a中溶液的作用是 ，装置b电解过程的阴极反应式为 。 【答案】(1) (2) (3) (4) (5)蒸发浓缩 冷却结晶 (6)吸收废气中的，将其转化为 【分析】钼精矿(主要含MoS2，还有Cu、Fe的化合物及SiO2等)通入氧气焙烧得到MoO3、CuO、Fe2O3、SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2；MoO3、CuO、Fe2O3、SiO2加Na2CO3、H2O浸出，MoO3转化为，铜、铁大多转化为氢氧化物，SiO2不反应，浸渣为SiO2、氢氧化铁、氢氧化铜等，浸出液含为和少量Cu2+、Fe2+，加(NH4)2S净化，Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS沉淀，滤渣为CuS、FeS，滤液主要含，滤液中加NH4NO3、HNO3进行沉淀得到(NH4)2Mo4O13•2H2O；浸渣中的氢氧化铁先转化为硫酸亚铁，最终制得硫酸亚铁晶体，据此解答。 【解析】（1）Cr(铬)元素是24号元素，24Cr外围电子排布式为3d54s1，Mo(钼)处于第五周期，且与Cr(铬)元素位于同一族，则基态Mo(钼)原子的外围电子(价电子)排布式是4d55s1； （2）焙烧渣中的MoO3在“碱浸”时转化为，反应的离子方程式为； （3）Ksp(FeS)=10-17.2，FeS的pKsp分别为17.2，lgc(S2-)=pH-15.1=3.9-15.1=11.2，c(S2-)=10-11.2mol/L时，此时溶液中Fe2+的浓度为=mol/L=1.0×10-6mol/L； （4）“沉淀”时生成(NH4)2Mo4O13•2H2O的离子方程式为； （5）从FeSO4溶液到FeSO4•7H2O晶体的“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； （6）NaHCO3溶液能和SO2反应，装置a中溶液的作用是吸收废气中的SO2，装置b电解过程的阴极的CO2得到电子生成HCOOH，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH。 5．（23-24高二上·河南·期末）氧化钪()可用于电子工业、激光及超导材料、合金添加剂等。以赤泥(含有、、、、等)为原料提取的工艺流程如图所示： 已知：①P2O4为二(2-乙基己基)磷酸酯，属于磷类萃取剂； ②TBP为中性磷类萃取剂； ③不与盐酸发生反应； ④，。 回答下列问题： (1)提高“酸浸”效率，可采取的措施有 (任写两条)。“酸浸”后得到的滤渣的成分是 (填化学式)。 (2)图1、图2所示分别为“酸浸”时温度和“酸浸”时间对酸浸率的影响，根据图中信息确定最佳反应条件为 ；超过70℃，浸出率下降的主要原因是 。 (3)常温下，进行“反萃取1”需调整反萃取液的，已知时沉淀完全，当恰好沉淀完全时，溶液的为 (用代数式表示，不用化简)。写出“沉钪”过程中发生反应的离子方程式： 。 (4)、水溶液经过“萃取”除铁后，将溶液蒸发结晶，煅烧，即可得到氧化铝。用惰性电极电解熔融氧化铝制取铝时，需要加入冰晶石()，其目的是 。 【答案】(1)适当加热、搅拌 、 (2)70℃、2h 盐酸受热易挥发 (3) (4)作助熔剂，降低氧化铝的熔点 【分析】由题给流程可知，赤泥用盐酸酸浸时，钪、铝、铁的氧化物溶于盐酸转化为可溶性氯化物，TiO2、SiO2不与盐酸反应，过滤得到含有TiO2、SiO2的滤渣和含有可溶性氯化物的滤液；向滤液中加入有机萃取剂P2O4萃取钪元素，分液得到水相1和有机相1；有机相1用盐酸洗涤、分液得到水相2和有机相2；向有机相2中加入NaOH溶液反萃取、过滤得到P2O4和氢氧化钪；向氢氧化钪中加入盐酸酸溶得到含有氯化钪的溶液，向溶液中加入TBP萃取、分液得到有机相和水相；向有机相中加入水反萃取分液得到氯化钪溶液；向氯化钪溶液中加入草酸溶液，将溶液中氯化钪转化为Sc2(C2O4)3沉淀，过滤得到Sc2(C2O4)3；草酸钪在空气中灼烧得到Sc2O3。 【解析】（1）适当加热、搅拌等措施提高酸浸效率；由分析可知，滤渣的主要成分包括二氧化钛和二氧化硅；故答案为：适当加热、搅拌；TiO2、SiO2； （2）由图1可知，温度为70℃时，酸浸率最高；由图2可知，酸浸时间为2h后，浸出率变化很小，则酸浸的最佳反应条件为70℃、2h；盐酸受热易挥发，温度超过70℃时，加快盐酸的挥发，浸液中盐酸的浓度减小导致酸浸率降低，故答案为：70℃、2h；盐酸受热易挥发； （3）由溶度积可知，钪离子完全沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度为c(OH-) ==，则溶液的pOH=-lg；由分析可知，加入草酸溶液的目的是将溶液中氯化钪将转化为草酸钪沉淀，反应的离子方程式为2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+； （4）电解熔融氧化铝制取铝时加入冰晶石的目的是冰晶石作助熔剂，降低氧化铝的熔点，便于氧化铝在较低的温度下熔融电离出铝离子和氧离子。 6．（23-24高二上·河南漯河·期末）金属镓被称为“电子工业脊梁”，作为第三代半导体材料，具有耐高温、耐高电压等特性。某工厂利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌]为原料，经过一系列流程可得到两种盐溶液并制得氮化镓，部分工艺流程如下： 已知：常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的和金属离子在分离步骤的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见下表：(离子浓度≤时，认为沉淀完全) 金属离子 开始沉淀的 8.0 1.7 5.5 3.0 沉淀完全的 9.6 3.2 8.0 4.9 萃取率 0 99 0 97～98.5 (1)中的化合价为 。为了提高浸出速率，可采用的操作是 (任写一条)。 (2)处理浸出液时，要将溶液的调节至5.0～5.4，目的是 。常温下 。 (3)“溶解还原”步骤中需要加入一定量的铁粉，进行该操作的主要目的是 。 (4)的化学性质与非常相似，“反萃取”后水溶液中镓元素主要以 (用离子符号表示)形式存在。 (5)“高温合成”操作中与反应生成的化学方程式为 。 (6)盐溶液1和盐溶液2的溶质分别是 和 (填化学式)。 【答案】(1)+3 矿渣粉碎（适当升高温度、适当增加硫酸浓度、搅拌等） (2)使、完全转化为沉淀，不沉淀 (3)将铁离子转化为亚铁离子，避免铁离子被萃取 (4) (5) (6)ZnSO4 FeCl2 【分析】炼锌矿渣加稀硫酸浸出，溶液中主要含的金属阳离子为：Fe3+、Zn2+、Ga3+，难溶性矿渣经过过滤得到浸出渣，滤液调节pH后将Fe3+、Ga3+转化为Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀，过滤后得到Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀，加盐酸并加Fe后，加萃取剂萃取，目的是分离铁元素和镓元素，加Fe的目的是将Fe3+转化为Fe2+，便于与Ga3+分离，水层含Fe2+；再经过反萃取一系列反应后，再与NH3反应得到GaN，由此分析回答； 【解析】（1）由化合价代数和为0可知，ZnFe2O4中Fe的化合价为+3价；为了提高酸浸效率，可采取的措施有矿渣粉碎、适当升高温度、适当增加硫酸浓度、搅拌等； （2）结合表格中的数据可知，将溶液的pH调节5.0～5.4的主要目的是使、完全转化为沉淀，不沉淀；沉淀完全时，离子浓度≤，由此可计算，，故：=； （3）加盐酸并加Fe后，加萃取剂萃取，目的是分离铁元素和镓元素，加Fe的目的是将Fe3+转化为Fe2+，便于与Ga3+分离，所以答案为：将Fe3+转化为Fe2+，避免Fe3+被萃取； （4）Ga的化学性质与Al非常相似，所以离子形式与相似，故答案为：； （5）Ga(CH3)3与NH3反应生成GaN的化学方程式为：； （6）由分析可知，调节，将Fe3+、Ga3+转化为Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀，过滤得到的溶液为盐溶液1为 ZnSO4；加Fe将Fe3+转化为Fe2+，便于与Ga3+分离，水层含Fe2+，得到盐溶液2为FeCl2溶液。 7．（23-24高二上·河南南阳·期末）聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优异的无机高分子絮凝剂，广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。其化学式通常表示为。某化工厂制备PFS并用其处理废水。 I．用硫酸铜废液制备PFS (1)试剂A为 (填化学式)。 (2)“控温”氧化需控制温度不宜过高的原因 。 (3)测定PFS样品中的；取a g样品，溶解于 mL mol/L HCl溶液中，用KF溶液掩蔽(使不能与反应)，滴入酚酞溶液，再用 mol/L NaOH溶液滴定，到达滴定终点时若消耗NaOH溶液体积为 mL，则a g PFS样品中的 mol。下列操作会使所测agPFS样品中的偏高的是 。(填序号) a．在量取 mL HCl溶液时，有部分溶液溅出 b．在滴定过程中，滴定前无气泡，滴定终点时有气泡 c．碱式滴定管用蒸馏水洗涤后未经润洗 d．在滴定终点读数时仰视滴定管刻度线 II．用石灰乳-PFS法处理含砷废水 已知： ⅰ．常温下，、的均大于的，可溶； ⅱ．常温下，溶液中含砷微粒的物质的量分数与pH(用NaOH溶液调pH)的关系如图。 (4)下列说法不正确的是 (填序号)。 a．是三元弱酸，其的数量级为 b．溶液中， c．溶液呈酸性 (5)“一级沉降”中，石灰乳的作用除中和酸，调节pH外，还有 。 (6)“二级沉降”中，溶液的pH在8-10之间，PFS形成的胶体粒子可以通过沉淀转化反应进一步减少溶液中的As含量，反应的离子方程式为 。 【答案】(1)Fe (2)防止受热易分解 (3) ab (4)ac (5)生成、、等沉淀，除去大部分、 (6) 【分析】步骤Ⅰ：硫酸铜废液中加入试剂铁发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，过滤得到含铜滤渣和含硫酸亚铁的滤液，硫酸亚铁中加入双氧水、稀硫酸反应生成硫酸铁和水，然后发生水解聚合、减压蒸发得到PFS固体；步骤Ⅱ：含砷废水加入石灰乳，此时发生一级沉降，产生的主要沉淀为硫酸钙，随着pH上升，促进HAsO电离，使溶液中c(AsO)增大，产生Ca3(AsO4)2沉淀，继续加入PFS，发生二级沉降，水解产生的Fe(OH)3胶体粒子产生的Fe3+会和AsO结合生成FeAsO4沉淀。 【解析】（1）试剂A主要是将铜离子置换，且不能引入杂质离子，因此试剂A为Fe； （2）“控温氧化”用了双氧水，双氧水受热易分解，则“控温”氧化需控制温度不宜过高的原因是防止受热易分解； （3）根据题意，KF溶液掩蔽，剩余的HCl消耗的NaOH物质的量为mol/L××10-3L=×10-3mol，因此ag PFS样品中的=mol； a．在量取 mL HCl溶液时，有部分溶液溅出，会导致偏小，则agPFS样品中的偏高，a符合题意； b．在滴定过程中，滴定前无气泡，滴定终点时有气泡，会导致偏小，则agPFS样品中的偏高，b符合题意； c．碱式滴定管用蒸馏水洗涤后未经润洗，会导致偏大，则agPFS样品中的偏低，c不符合题意； d．在滴定终点读数时仰视滴定管刻度线，会导致偏大，则agPFS样品中的偏低，d不符合题意； 故选ab； （4）a．由图可知，当时，pH=11.5，则的数量级为，a错误； b．根据物料守恒可知，溶液中，，b正确； c．由图可知，，，水解常数=，，说明的水解程度大于电离程度，则溶液呈碱性，c错误； 故选ac； （5）据分析可知，“一级沉降”中，石灰乳的作用除中和酸，调节pH外，还有生成、、等沉淀，除去大部分、 （6）“二级沉降”中，溶液的pH在8-10之间，溶液中主要含有，加入胶体粒子与反应，反应的离子方程式为。 8．（23-24高二上·河南信阳·期末）工业上处理铜冶金污水(含、、、、)的部分流程如下，回答下列问题。 已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 物质 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 ②带温下，，，。 (1)污水里加入双氧水的目的是 。常温下，当溶液中离子浓度时认为该离子沉淀完全，当完全沉淀时，则理论上pH的最小值为 ，“沉渣Ⅰ”的主要成分有 (填化学式)。 (2)溶液呈碱性，其主要原因是 (用离子方程式回答)。溶液中 (用化学符号完成等式)。 (3)“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中 。 【答案】(1)将氧化为，便于后续调溶液pH成为除去 4.0(或4)和 (2) (3) 【分析】污水(含、、、、)，加入H2O2，将氧化为，加入石灰乳除掉三价铁离子和铝离子，过滤后，加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子，再次过滤后即可达到除去其中的杂质，以此解题。 【解析】（1）污水里加入双氧水的目的是将氧化为，便于后续调溶液pH成为除去；完全沉淀时，用除以mol/L，再开3次方得到mol/L，则mol/L，pH为4.0；根据题目开始沉淀的pH数据，“沉渣Ⅰ”的主要成分有和 （2）溶液呈碱性，其主要原因是水解，以第一步为主，；溶液中，利用质子守恒，可以得出； （3）“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中。 9．（23-24高二上·河南焦作·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量PbO、CuO及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示： 已知常温下，，。 (1)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时中的铁元素转化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (2)滤渣Ⅱ的主要成分为、、 (填化学式)。 (3)加入时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中的浓度为，则溶液中 。 (4)溶液中的元素守恒式为 。加入溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。 【答案】(1)矿石粉碎、适当升温等 稀硫酸 3:2 (2)Fe（OH）3 (3)Ca2++MnF2-=CaF2+Mn2+ (4) 【分析】MnO2在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe（OH）3、Cu（OH）2沉淀以及CaSO4，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca2+，净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液含有MnSO4，然后加入碳酸氢钠溶液反应得到碳酸锰，据此分析解答。 【解析】（1）加快“酸浸”速率的措施有矿石粉碎、适当升温等。根据分析，稀酸X为稀硫酸。“酸浸”时中的铁元素转化为、S元素转化为S，MnO2转化为Mn2+，根据得失电子守恒，则该反应中氧化剂（MnO2）与还原剂（）的物质的量之比为3:2。 （2）根据分析，滤渣Ⅱ的主要成分为、、Fe（OH）3。 （3）加入可以除去Ca2+，发生反应的离子方程式为Ca2++MnF2-=CaF2+Mn2+。根据，， 的浓度为，则，则溶液中。 （4）溶液中的元素守恒式为。加入溶液进行“沉锰”，该反应的离子方程式：。 10．（23-24高二上·河南·期末）钴广泛应用于电池、合金等领域。以钴渣(主要含和，还含有、等元素以及、炭、有机物)为原料制备钴的流程如图所示： 已知：①(焦亚硫酸钠)有强还原性。 ②常温时，，，，，。 ③溶液中离子的浓度小于可认为已除尽。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的是 。固体1、固体3的主要成分分别为 、 (均填化学式)。 (2)的作用是 。“除铁”过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“氧化”后，测得溶液中和的物质的量浓度分别为和，则常温时“除铁”应控制溶液的范围为 。(设加入溶液时体积变化忽略不计)。 (4)其他条件相同时，“氧化”过程中，氧化率与温度的关系如图所示。 温度在后，随着温度升高氧化率下降可能的原因是 。 (5)在“除镁”时，若过低，的去除率将会下降，原因是 。 【答案】(1)除去钴渣中的炭和有机物(答案合理均可) (2)将氧化为，便于后续调节将其转化为而除去(答案合理均可) (3) (4)温度超过后，过氧化氢发生分解，使氧化率降低(答案合理均可) (5)过低时，溶液中增大，转化为，减小，去除率下降(答案合理均可) 【分析】钴渣经过焙烧除去碳和有机物，加入稀硫酸、Na2S2O5将金属元素溶解，过滤得到固体1(主要成分为SiO2)，向滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入Na2CO3溶液调节pH，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，则固体2的主要成分为Fe(OH)3，再向滤液中加入NaF溶液将Mg2+转化为MgF2除去，则固体3的主要成分为MgF2，最后向过滤得到的滤液中加入CoSO4，电解得到钴单质，据此解答。 【解析】（1）“焙烧”的目的是除去钴渣中的炭和有机物；“浸取”过程SiO2不参加反应，则固体1的主要成分为SiO2；“除镁”时，向滤液中加入NaF溶液将Mg2+转化为MgF2除去，则固体3的主要成分为MgF2，所以固体1、固体3的主要成分分别为SiO2、MgF2； （2）H2O2具有氧化性，加入H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续调节pH将其转化为Fe(OH)3而除去；“除铁”时加入Na2CO3溶液，Fe3+与发生双水解生成Fe(OH)3沉淀和CO2，则发生反应的离子方程式为：； （3）常温时“除铁”应控制溶液的pH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中c(Fe3+)<1×10−5mol⋅L−1，则，，pH=3；又不能将Co2+转化为Co(OH)2沉淀，则，，pH=7，所以常温时“除铁”应控制溶液的pH范围为3<pH<7； （4）温度过高，H2O2会分解生成水和氧气，则温度在30℃后，随着温度升高氧化率下降可能的原因是温度超过30℃后，过氧化氢发生分解，使氧化率降低； （5）MgF2存在其溶解平衡：，在“除镁”时，若pH过低，c(H+)增大，F-转化为HF，c(F-)减小，溶解平衡正向移动，不利于将Mg2+转化为MgF2除去，则Mg2+的去除率下降的原因是pH过低时，溶液中c(H+)增大，F−转化为HF，c(F−)减小，Mg2+去除率下降。 11．（23-24高二上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是MnO2，还含有少量PbO、CuO及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿(FeS2)为原料可制备MnCO3，其流程如图所示： 已知常温下，Ksp(MnF2)=5.0×10-3，Ksp(CaF2)=3.5×10-11。 (1)基态Fe2+的价电子轨道表示式为 。 (2)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (3)滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、 (填化学式)。 (4)加入MnF2时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中Mn2+的浓度为2mol/L，则溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。 (5)NaHCO3溶液中的元素守恒式为 。加入NaHCO3溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。 【答案】(1) (2)加热；搅拌；粉碎 稀硫酸 3：2 (3)Fe(OH)3 (4)MnF2(s)+Ca2+(aq)⇌CaF2(s)+Mn2+(aq)1.4×10-8 mol/L (5) 【分析】MnO2 在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca2+，净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液含有MnSO4，然后加入碳酸氢钠沉锰，处理得到MnCO3； 【解析】（1）Fe2＋价层电子排布式为 3d6，则排布图为； （2）加快酸浸的两种方法是加热；搅拌；粉碎；结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸； “酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，反应的离子方程式为2FeS2+ 3MnO2 +12H+= 2Fe3++4S+3Mn2++6H2O，则该反应中氧化剂MnO2与还原剂FeS2的物质的量之比为3：2； （3）然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，同时产生的Ca2+与硫酸根离子形成微溶的CaSO4，滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、Fe(OH)3，答案为Fe(OH)3； （4）“净化”过程加入MnF2发生反应的离子方程式为MnF2(s)+Ca2+(aq)⇌CaF2(s)+Mn2+(aq)；Mn2+的浓度为2 mol•L-1，由于c(Mn2+)=2.0 mol/L，所以c(Ca2+)=2.0 mol/L×7.0×10-9=1.4×10-8 mol/L； （5）NaHCO3中钠原子与C原子个数比为1：1，NaHCO3溶液中的元素守恒式为； 在得到的硫酸锰中加入碳酸氢钠使其转化成碳酸锰沉淀，发生反应。 12．（23-24高二上·河南南阳·期末）磷酸铁常用作制备电极材料的原料。一种制备磷酸铁的流程如图所示： 回答下列问题： (1)的价层电子排布式是 ，其中未成对电子数为 。中含有化学键的类型有 。 (2)实验室保存溶液时常加少量稀硫酸，其作用是 。还加少量铁粉，其作用是 。 (3)为了提高“氧化槽”中的反应速率，宜采取的措施有 (填一条)。 (4)“真空过滤”与抽滤原理相同，采用“真空过滤器”的优点有 。 (5)“撞击流反应器”、“陈化槽”都使用了磷酸，该酸在水中第二步电离的离子方程式为 。 (6)已知常温下，。的电离常数，，当时，已完全沉淀。“撞击流反应器”中，若保持溶液中含浓度为，当其时， (用含的代数式表示)。 【答案】(1) 4 离子键、(极性)共价键 (2)抑制水解 抑制被氧化 (3)适当加热、增大浓度等 (4)过滤速度快，固体较干燥 (5) (6) 【分析】本题是一道由硫酸亚铁制备磷酸铁的工业流程题，首先在酸性条件下用氧化剂将硫酸亚铁中的二价铁氧化为三价铁，随后加入磷酸，过滤后用热水洗涤产品，再次真空过滤后，经处理得到产品，以此解题。 【解析】（1）铁为26号元素，则的价层电子排布式是；其中未成对电子数为4；中，钠离子和氢氧根离子之间是离子键，氢氧根中氧和氢之间是(极性)共价键； （2）二价铁可以水解，故保存溶液时常加少量稀硫酸，其作用是抑制水解；另外二价铁容易被氧化为三价铁，则加少量铁粉，其作用是抑制被氧化； （3）从反应速率的影响因素考虑可知，为了提高“氧化槽”中的反应速率，宜采取的措施有：适当加热、增大浓度等； （4）抽滤可以加快过滤速率，则“真空过滤”与抽滤原理相同，采用“真空过滤器”的优点有：过滤速度快，固体较干燥； （5）磷酸为三元弱酸，则磷酸在水中第二步电离的离子方程式为； （6）当其时，c(H+)=10-3mol/L，则，。 13．（23-24高二上·河南郑州·期末）硫酸镍广泛应用于电镀工业。以粗硫酸镍(含、、、、等)为原料，经如图所示一系列除杂过程模拟精制硫酸镍工艺，回答下列问题。 部分物质的K如下表： 物质 MnS FeS NiS K (1)“滤渣1”的主要成分是 。 (2)加入的作用是 。 (3)“氟化除杂”时，若使溶液中的和沉淀完全，假设离于浓度小于时认为沉淀完全，需维持不低于 。若溶液酸度过高，和沉淀不完全，原因是 。反应的平衡常数为 。 (4)“萃取”时使用萃取剂R在硫酸盐中对某些金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图所示，则实验时需控制的pH适宜范围是___________(填字母序号)。 A．1～2 B．2～3 C．4～5 D．5～6 【答案】(1)和S (2)调节溶液pH值，使转化为氢氧化铁沉淀除去 (3) 与H+氢离子结合生成HF，降低了溶液中浓度 (4)B 【分析】粗硫酸镍(、、、、等)加水和硫酸进行酸浸，浸出液含有、、、、、、等离子，向浸出液中通入H2S气体，转化为沉淀除去，同时可与S2-发生氧化还原反应生成和S单质，过滤后得到滤液1和滤渣1，滤渣1为和S，滤液1中含有、、、、、，向滤液1中加入Ni(OH)2和Cl2，Cl2将滤液中氧化为，用Ni(OH)2调节溶液pH值，使转化为氢氧化铁沉淀除去，再进行过滤得到滤液2，向其中加入NiF2，使滤液2中的、转化为、沉淀除去，再次进行过滤得到滤液3，向滤液3中加入有机萃取剂，使滤液3中的转移至有机相中分液除去，最后对水溶液进行蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤等操作得到产品硫酸镍晶体。 【解析】（1）由上述分析可知滤渣1为和S； （2）用Ni(OH)2调节溶液pH值，使转化为氢氧化铁沉淀除去，再进行过滤得到滤液2，同时不引入杂质是次要原因； （3）由K值可知的溶解度大于，若使溶液中的和沉淀完全，需要确保完全沉淀，则；若溶液酸度过高，与氢离子结合生成HF，降低了溶液中浓度，导致和沉淀不完全； 的平衡常数为K=； （4）“萃取”操作的目的是使滤液3中的转移至有机相中分液除去，流程的最终目的是制得硫酸镍，结合金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图所示，当控制实验时的pH为2~3以使滤液中的、、等离子的萃取除杂率最好。 14．（23-24高二上·河南三门峡·期末）草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用含钴废料（主要成分为，含有一定量的、、、等）制备草酸钴晶体（）的流程如下： 已知：①草酸钴晶体难溶于水。 ②为有机物（难电离）、代表金属离子，。 ③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 ④滤液中元素以形式存在。 回答下列问题： (1)是常用的氧化剂，的电子式为 。 (2)“浸出液”中加入后发生反应的离子方程式为 。 (3)加入氧化钴调节溶液的，调节的范围是 ，滤渣Ⅱ的主要成分是 。 (4)操作①在实验室所用的仪器为 。 (5)可向操作①后溶有的有机层中加入 （反萃取剂）使从有机相返回水相，实现金属回收利用。 (6)若先将转化为，再利用反应，却不能实现转化为，请说明理由： 。[，] 【答案】(1) (2) (3)      (4)分液漏斗 (5)硫酸（其他无机非氧化性强酸也正确） (6)该反应的平衡常数，转化程度小，不能实现转化 【分析】由题干工艺流程图可知，对含钴废料进行粉碎，加入硫酸进行酸浸，因为SiO2不溶于硫酸，生成的CaSO4微溶于水，则滤渣Ⅰ为SiO2、硫酸钙；浸出液中含有CoSO4、NiSO4、Al2(SO4)3、FeSO4及过量得硫酸，浸出液中加入H2O2和CoO，将Fe2+转化为Fe3+，同时调节pH，使Fe3+、Al3+转化为沉淀氢氧化铁和氢氧化铝而除去；向滤液中加入RH，Ni2+溶于有机层，分液后向水层加入草酸铵得到草酸钴晶体，据此分析解题。 【解析】（1）过氧化氢的电子式为； （2）由分析可知，“浸出液”中加入H2O2将亚铁离子氧化变为铁离子，便于后续调节pH值将其转化为Fe(OH)3沉淀，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （3）由分析可知，加入氧化钴，发生CoO+2H+=Co2++H2O，根据阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH可知，调节溶液的pH为5.2≤pH＜7.5，使Fe3+和Al3+完全转化为沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3，同时不能影响到镍和钴； （4）由分析可知，操作①为萃取分液，所用的主要仪器为分液漏斗； （5）“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2的有机层中加入硫酸(或其他非氧化性无机强酸，合理即可)使Mn++nRH⇌MRn+nH+逆向移动即可； （6）根据题干数据可知，该反应的平衡常数K= =，转化程度小，不能实现该转化。 30 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $