题型03 工艺流程（期末真题汇编，安徽专用）高二化学上学期

题型03 工艺流程 1．（24-25高二上·安徽黄山·期末）以菱锌矿(主要成分，还含有等杂质)为原料制取的工艺流程如下： 已知：①，，；②当离子浓度≤10-5mol/L时，离子沉淀完全。 回答下列问题： (1)为提高“酸浸”速率，可采取的一种措施是 ；铁在元素周期表中的位置为 。“滤渣①”的主要成分为 (填化学式)。 (2)“氧化”中反应的离子方程式是 。 (3)用ZnO来调时，其pH取值范围： 。(假设溶液中的浓度是0.1 mol/L) (4)“多步操作”包括： ， ，过滤，洗涤，干燥。 (5)步骤4中洗涤，选择合适的洗涤剂： 。 A．蒸馏水      B．乙醇      C．饱和硫酸锌溶液 【答案】(1)加热、适当增大稀硫酸的浓度、搅拌等 第四周期第Ⅷ族 SiO2、CaSO4 (2)2Fe2++2H++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O (3)3≤pH<6 (4)蒸发浓缩 冷却结晶 (5)BC 【分析】菱锌矿(主要成分，还含有等杂质)为原料加入稀硫酸将其进行酸浸，二氧化硅与硫酸不反应，滤渣1为二氧化硅和硫酸钙，滤液中含有亚铁离子、锌离子、钙离子；向滤液中加入次氯酸钠对滤液①进行氧化，将二价铁离子氧化为三价铁离子；加入氧化锌调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀；再加入氟化锌对滤液②进行沉钙，得到的滤液③进行多步操作得ZnSO4·7H2O晶体。 【解析】（1）提高酸浸速率通常可以采取：加热、适当增大稀硫酸的浓度、搅拌等措施；铁(Fe)是26号元素，位于元素周期表的第四周期第VIII族；滤渣①的主要成分是 SiO2和 CaSO4； （2）在“氧化”步骤中，加入 NaClO 的目的是将 Fe2+ 氧化为 Fe3+，以便后续通过调节pH 使 Fe3+ 沉淀，反应的离子方程式为：； （3）根据题给信息，，假设溶液中Zn2+的浓度是0.1mol/L，要使Zn2+不沉淀，pH必须小于一定值，其pH值计算过程如下：，，pH=6，要使Zn2+不沉淀，pH<6；同时为了使Fe3+沉淀完全，pH必须大于一定值，其pH值计算过程如下：，，pH=3，为了使Fe3+沉淀完全，pH≥3。综合考虑，pH 的取值范围是3≤pH<6； （4）从溶液中获得晶体，通常需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤； （5）为了洗去晶体表面的杂质离子，同时避免引入新的杂质，可以选择乙醇或饱和硫酸锌溶液作为洗涤剂。 2．（24-25高二上·安徽合肥·期末）钛在航空航天、舰船制造、冶金、医疗等方面有广泛的应用，可利用钛铁矿[主要成分为（可表示为），还含有少量、等杂质]来制备金属钛（海绵钛）和锂离子电池的电极材料，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”中滤渣的主要成分为 （填化学式）。 (2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出水解反应生成的离子方程式： ，水解过程中需加水稀释并加热，其目的是 。 (3)“氯化”中发生反应  ，该反应在达到平衡时，几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是 。 (4)工业上用镁在高温下还原四氯化钛生产金属钛，下列有关说法正确的是___________(填标号)。 A．理论上，每制得需要 B．反应过程中必须排除空气的影响，可以用氮气作保护气 C．在金属的冶炼方法中，高炉炼铁与此方法相似 D．该反应同时生成，电解熔融的产物均能在流程中利用 (5)“滤液②”中第i步加双氧水反应的离子方程式为 。 (6)若“滤液②”中恰好沉淀完全[即溶液中]时溶液，此时溶液中 。[已知：；、、] 【答案】(1) (2) 水解反应吸热，加水稀释和加热均能促进水解，使水解趋于完全 (3)为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的产品，提高生产效率 (4)CD (5) (6) 【分析】由题给流程可知，向钛铁矿中加入盐酸酸浸，将转化为和，MgO转化为MgCl2，SiO2与盐酸不反应，过滤得到含有SiO2的滤渣；滤液中的在一定条件下发生水解反应生成沉淀，过滤得到和滤液；煅烧分解生成二氧化钛，二氧化钛与碳和氯气在高温下反应生成，与镁高温条件下反应生成海绵钛；向滤液中加入溶液，将溶液中的转化为后，再加入磷酸溶液，将溶液中的转化为沉淀，过滤得到；将与和高温条件下反应生成。 【解析】（1）由分析可知，滤渣的主要成分为； （2）由分析可知，在一定条件下发生水解反应生成沉淀、和，反应的离子方程式为；水解反应吸热，加水稀释和加热均能促进水解，使水解趋于完全，所以水解过程中需加水稀释并加热； （3）由题意可知，达到平衡时，二氧化钛几乎完全转化为，实际生产中反应温度却远高于的原因是继续升高温度，平衡会逆向移动，但反应速率加快，在相同时间内得到更多的产品，有利于提高生产效率； （4）A．由得失电子数目守恒可知，理论上每制得1 mol钛需要消耗2 mol镁，A错误；B．高温下，镁能与氮气反应生成氮化镁，所以反应时不能用氮气作保护气，B错误；C．工业上用镁在高温下还原四氯化钛生产金属钛和高炉炼铁采用的冶炼方法都为热还原法，C正确； D．熔融氯化镁电解生成镁和氯气，由分析可知，镁和氯气均能在流程中利用，D正确；故选CD； （5）“滤液②”中第i步加入过氧化氢的目的是将溶液中的转化为，反应的离子方程式为； （6）由溶度积可知，溶液中完全沉淀时，的浓度为，由磷酸的三级电离常数可知，溶液约为2时，溶液中的的浓度为。 3．（24-25高二上·安徽芜湖·期末）在印染、造纸等领域应用广泛。以菱镁矿(主要成分是MgCO3，含少量Al2O3、FeO、SiO2等)为原料制备的工艺流程如下： 已知：①常温下，当pH>12时，铝元素以的形式存在； ②常温下，几种金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示： 金属离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ 开始沉淀的pH 7.3 2.7 3.8 9.0 完全沉淀的pH 9.5 3.7 4.8 11.1 回答下列问题： (1)“酸浸”时，为了提高菱镁矿的利用率，可以采取的措施有 (填两种)；滤渣1为 (填化学式)。 (2)“氧化”时加入30% H2O2，发生的主要反应的离子方程式为 ，若温度过高，反应速率反而减慢，可能的原因是 (任写一点)。 (3)加MgO调节pH的范围是 。 (4)含量的测定：准确称取0.6 g试样配成100 mL溶液，用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管量取20.00 mL溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL氨性缓冲溶液和3~4滴EBT指示剂，用0.02 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定(EDTA与按物质的量之比1：1反应)，至溶液由紫红色变为蓝色，且半分钟内不变色。平行滴定3次，记录数据如表所示： 滴定次数 EDTA标准溶液 滴定前读数/mL 滴定后读数/mL 1 0.20 20.15 2 0.10 22.42 3 1.00 21.05 该样品的纯度为 %。 【答案】(1)将矿石粉碎；升温；适当增大稀硫酸的浓度；搅拌等(任选两项，其他合理答案均可)SiO2 (2) 因温度过高分解，浓度减小，致使反应速率减慢 (3) (4)酸式 82 【分析】整个工艺主要包括酸浸、氧化和调pH三个核心步骤，首先，在酸浸阶段，菱镁矿与稀硫酸反应，将转化为可溶的，同时不溶杂质如形成滤渣1被去除，为提高菱镁矿利用率，可采取粉碎矿料或搅拌等措施，接着，氧化阶段加入过氧化氢溶液，将氧化为，若温度过高，过氧化氢可能分解导致反应速率降低，最后，调pH阶段加入MgO，控制pH在4.8～9.0范围内（基于金属离子沉淀pH表），使铁离子和铝离子完全沉淀为氢氧化物（滤渣2），而镁离子保留在溶液中，滤液经过一系列操作后得到纯净的，该流程通过选择性沉淀有效去除杂质，确保了最终产品的纯度。 【解析】（1）提高浸取率可采取的措施有:粉碎矿石、升高温度、适当增加酸的浓度、搅拌等；根据分析得滤渣1为SiO2； （2）根据以上分析加入过氧化氢将亚铁离子氧化成三价铁离子，便于调节pH值除去，相关的离子方程式为：，在此过程中，若温度过高，高温分解，浓度减小，致使反应速率减慢； （3）目的是除去和，但不能使沉淀，根据表中的数据可知pH值的范围应控制在； （4）由于镁离子水解呈酸性，故应使用酸式滴定管，三次滴定消耗EDTA标准溶液的体积分别为19.95 mL、22.32 mL、20.05 mL，第二次数据与其他两次相差较大，为异常值，应舍去，则消耗EDTA标准溶液的平均体积为。所以样品纯度为。 4．（23-24高二上·安徽·期末）某工厂的工业废水中含有大量的、较多的和少量的。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收和金属铜。根据以下流程图，请回答下列问题： (1)写出向工业废水中加入足量铁粉发生主要反应的离子方程式： 。 (2)实验室进行操作Ⅰ的名称为 。 (3)检验溶液①中含有的实验方法是 。 (4)试剂X是 (填名称)，加入试剂发生反应的离子方程式为 。 (5)固体②是 (填化学式)。 (6)若硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液中，，，，不考虑溶液中含有极少量的和，则 。 【答案】(1) (2)过滤 (3)焰色试验 (4)稀硫酸 (5)Cu (6) 【分析】先向工业废水中加过量铁，将铜全部置换出来，过滤得到固体①，其成分是铜和过量的铁，溶液①中含FeSO4和少量Na2SO4；向固体①中加入过量稀H2SO4，只有铁溶解，过滤得到固体②（铜），实现了回收金属铜，溶液②含FeSO4、H2SO4；最后溶液①和溶液②合一块，进行蒸发，浓缩，冷却结晶，过滤，就得到FeSO4•7H2O，回收硫酸亚铁； 【解析】（1）加入过量的铁，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，； （2）操作Ⅰ为分离固液的操作，为过滤； （3）焰色反应，也称作焰色测试及焰色试验，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应；钠离子的焰色反应为黄色，故检验溶液①中含有的实验方法是进行焰色实验； （4）由分析可知，试剂X是稀硫酸，稀硫酸溶解铁生成硫酸亚铁和氢气，； （5）固体①，其成分是铜和过量的铁，向固体①中加入过量稀H2SO4，只有铁溶解，过滤得到固体②（铜）； （6）由溶液电中性可知，。 5．（23-24高二上·安徽芜湖·期末）硼酸()是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含，及少量、)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”工序中反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分有 。 (3)根据的解离反应：，，可判断是 酸；在“过滤2”前，将溶液调节至3.5，目的是 。 (4)在“沉镁”中生成沉淀的离子方程式为 ，母液经加热后可返回 工序循环使用。 【答案】(1) (2)、、 (3)一元弱 有利于转化为，促进析出 (4)(或 溶浸 【分析】硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)加入硫酸铵溶液，得到气体，根据硼镁矿和硫酸铵化学式知，得到的气体应为NH3，用NH4HCO3吸收NH3得到(NH4)2CO3；过滤得到的滤渣1应为难溶于硫酸铵溶液的SiO2、Fe2O3、Al2O3；调节滤液pH=3.5再过滤得到H3BO3，此时滤液中主要含有MgSO4，向滤液中加入碳酸铵进行沉镁，得到Mg(OH)2•MgCO3，加热分解可以得到轻质MgO；母液中含有 (NH4)2SO4；据此分析； 【解析】（1）由分析可知，得到的气体应为NH3，氨气为碱性气体，能和酸式铵盐反应生成正盐，反应方程式为； （2）根据上述分析，滤渣1为SiO2、Fe2O3、Al2O3； （3）根据题目信息可知H3BO3能发生一步电离，且电离平衡常数很小，所以为一元弱酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，有利于析出H3BO3，如果溶液pH较大，得不到硼酸而得到硼酸盐； （4）在“沉镁”中镁离子和碳酸根离子发生双水解和复分解反应生成Mg(OH)2•MgCO3沉淀，离子方程式为(或)；母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”工序循环使用。 6．（23-24高二上·安徽·期末）一种以黄铁矿(，含)和软锰矿(主要成分为，含有少量Pb、Cu等元素的混合物)为原料制备的工艺流程如下。 已知：25℃时，。 回答下列问题： (1)“酸浸”中搅拌、加热的目的是 (任写一条)。 (2)“滤渣1”中除含有S、外还有 (填化学式)，X为 (填名称)。 (3)写出反应中生成等物质的量的硫和硫酸根离子的离子方程式： 。 。 (4)“除杂”过程中加使恰好沉淀完成时(此时浓度为)的pH为 。 (5)某实验小组在常温下，通过调节使和形成氟化物而分离。测得不同条件下，体系中[为、或的物质的量浓度，单位为]与的关系如下图所示。已知。据图分析，“净化”过程中反应为，该反应的平衡常数 。 (6)用惰性电极电解酸性的溶液制取，阳极的电极反应式为 。 【答案】(1)充分接触，加快反应速率(合理即可) (2) 稀硫酸 (3) (4)6 (5) (6) 【分析】由已知信息ⅰ可知，要除掉的杂质离子为Fe3+、Fe2+和Al3+，结合题图可知除铁、铝时，先利用H2O2将氧化为Fe3+，离子方程式为，再通过CaO调节pH使得Fe3+和Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去，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的目的就是除去Ca2+，由已知信息ⅱ可知，利用MnF2将溶液中的Ca2+转化为难溶物CaF2。 【解析】（1）将软锰矿、黄铁矿和稀硫酸按一定比例放入反应釜中搅拌、加热，加热温度升高，反应速率加快，搅拌可以使反应物充分接触。 （2）不溶于酸，故滤渣1中含有，根据生成的滤渣中含有，说明X为稀硫酸。 （3）反应生成、S、、元素的化合价分别升高1价、7价，中元素的化合价降低2价，则与的计量数之比为，结合原子守恒得到方程式为。 （4）根据，可计算出沉淀完全时，，，故此时。 （5）根据图像分析可知，增大，减小，由的电离平衡常数得增大，则代表；又根据可知，代表，代表，根据a、b、c三点坐标，当时，，，，则此反应的平衡常数。 （6）电解制取，阳极为失去电子的反应，故电极反应式为。 7．（23-24高二上·安徽六安·期末）以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌，其生产工艺流程如图所示： (1)铜萃余液含硫酸，设计采用过硫酸钠氧化法除锰，写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式 ；采用石灰石粉中和除去铝和铁，则中和渣中主要成分为 。 (2)沉锌生成碱式碳酸锌的化学方程式为 。 (3)检验碱式碳酸锌洗涤干净的操作及现象为 。 (4)煅烧炉中发生反应的化学方程式为 ，工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水 ，蒸发生产过程可实现零排放。 【答案】(1) MnO2、、Fe(OH)3 (2) (3)取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤干净 (4) Na2SO4或硫酸钠 【分析】由流程可知，向萃铜余液中加入石灰石粉和氧化剂，余液中Mn2+、Fe2+被氧化生成MnO2、氢氧化铁，反应过程中生成硫酸钙沉淀，过滤得到MnO2、氢氧化铁、硫酸钙和“氧化除锰”的余液﹔向余液中加入Zn， Zn与Cd2+发生置换反应生成Cd，过滤得到除去Cd2+的滤液；加入有机溶剂萃取，除去钴、镍，分液得到硫酸锌溶液，向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液﹐硫酸锌转化为晶体，过滤得到晶体，煅烧、粉碎得到工业活性氧化性。 【解析】（1）铜萃余液含硫酸30~60g/L，设计采用过硫酸钠(Na2S2O8)氧化法除锰，Mn2+被氧化成MnO2，过硫酸根离子被还原为硫酸根离子，离子方程式为：；由分析可知，中和渣中主要成分为MnO2、、Fe(OH)3； （2）向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液生成碱式碳酸锌，化学方程式为：； （3）向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液生成碱式碳酸锌，则碱式碳酸锌表面可能吸附有硫酸根离子，则检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子就可以检验碱式碳酸锌是否洗涤干净相应的操作和现象为：取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤干净； （4）由流程可知，工业碱式碳酸锌在煅烧炉中煅烧生成活性氧化锌，化学方程式为：；加入有机溶剂萃取，除去钴、镍，分液得到硫酸锌溶液，向硫酸锌溶液中加入碳酸钠溶液﹐硫酸锌转化为晶体，同时得到硫酸钠溶液，则工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水Na2SO4或硫酸钠。 8．（23-24高二上·安徽宣城·期末）锰最早是由瑞典化学家伯格曼的助手甘恩从软锰矿中分离得到的，锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(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所示。 (1)“浸锰”步骤中有副产物生成，写出该反应的化学方程式 ，“滤渣I”的成分有和 (填化学式)，该步骤中可以再加入，以促进“滤渣I”析出，结合平衡移动原理分析其原因： 。 (2)“滤液I”中需要先加入，充分反应后再调，写出加入时发生反应的离子方程式 。 (3)“滤液II”中加入的目的是进一步除去，已知25℃时，，检使溶液中，则应保持溶液中 。(取1.4) (4)由“滤液III”可制得，已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。则从“滤液III”中获得较高纯度的“操作I”为控制温度在80～90℃蒸发结晶、 、80～90℃蒸馏水洗涤2～3次、真空干燥。 (5)电解时加入适量的有利于在电极上析出，与水反应生成的(二元弱酸)在阴极放电生成单质(对有特殊的吸附能力，有利于电还原沉积)。写出生成的电极反应式 。 【答案】(1) 增大，使平衡正向移动，促进析出 (2) (3) (4)趁热过滤 (5) 【分析】软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)；软锰矿中MnO2、Fe2O3、CaO分别与稀硫酸和过量的SO2反应转化为Mn2+、Fe2+以及微溶的CaSO4，过滤得到主要为SiO2和少量CaSO4的滤渣Ⅰ，滤液主要含Mn2+、Fe2+、H+、、Ca2+的溶液；向溶液中加MnO2将Fe2+氧化为Fe3+并调pH=6使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去，过滤得到含MnO2和Fe(OH)3的滤渣II和主要含Mn2+、、Ca2+的滤液Ⅱ；向滤液Ⅱ加过量的MnF2使Ca2+转化为难容的CaF2而除去；过滤得到含CaF2和MnF2的滤渣Ⅲ和主要含Mn2+、的滤液Ⅲ；将含Mn2+、的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤得到MnSO4∙H2O晶体，然后在电解得到金属Mn。 【解析】（1）“浸锰”步骤中SO2和MnO2反应有副产物生成，反应的化学方程式为2SO2+MnO2=MnS2O6；由于CaO与稀硫酸反应生成微溶的CaSO4，以及SiO2不与硫酸反应，则滤渣Ⅰ为SiO2和CaSO4；再加入，增加，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，促进CaSO4析出； （2）酸性条件下MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，即MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O； （3）Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c2(F-)=3.2×10−11，使溶液中，c(F−)≥5.6×10−3； （4）由图可知MnSO4∙H2O的溶解度随问的升高而降低，为得到纯度较高的MnSO4∙H2O晶体，应趁热过滤； （5）阴极发生还原反应，所以H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质，则其电极反应式为H2SeO3+4e-+4H+=Se+3H2O。 9．（23-24高二上·安徽合肥·期末）某电镀厂产生的废水经预处理后含有和少量的Cu2+、Ni2+，能够采用以下流程进行逐一分离，实现资源再利用。 已知： ①常温下，物质的Ksp数据： 物质 Cr(OH)3 CuS NiS Ksp 1×10-32 6.3×10-36 3.0×10-19 ②Cr(OH)3性质与Al(OH)3相似。 ③设H2S平衡浓度为1.0×10-6mol/L，已知H2S的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15。 回答下列问题： (1)还原池中溶液调pH (填“能”或“否")使用盐酸。 (2)还原池中有Cr3+和CO2气体生成，反应的离子方程式为 。 (3)沉淀池1中溶液的pH应为 时才能使c(Cr3+)降至10-5mol/L，若溶液pH过高将会导致 沉铬率下降。 (4)沉淀池2中加入的Na2S溶液呈碱性，原因是 (用主要反应的离子方程式表示)，根据溶度积常数可确定沉淀2为 。 (5)沉淀池3中沉淀结束，pH=7时，溶液中主要离子是 。 【答案】(1)否 (2)3H2C2O4++8H+=2Cr3++6CO2↑+7H2O (3)5 Cr(OH)3被过量NaOH溶液溶解 (4)S2-+H2OHS-+OH- CuS (5)Na+、 【分析】废水经预处理后含有和少量的 Cu2+、Ni2+，还原池中加入硫酸和草酸，草酸作还原剂，将还原为Cr3+，沉淀池1加入NaOH调节pH=5.6，得到沉淀 Cr(OH)3，去除Cr3+；加硫酸调节pH=4，加硫化钠溶液生成硫化铜沉淀，去除铜离子；加氢氧化钠调节pH=7，加硫化钠溶液生成硫化镍沉淀，去除镍离子，故结合流程及题目给出的信息，可以推断沉淀1、沉淀2、沉淀3分别为Cr(OH)3、CuS、NiS。 【解析】（1）氯离子会被酸性氧化生成有毒的氯气，所以还原池中溶液调pH不能用盐酸； （2）还原池中，二元弱酸H2C2O4还原生成Cr3+，其离子方程式为：3H2C2O4++8H+=2Cr3++6CO2↑+7H2O； （3）当c(Cr3+)=10-5mol/L时，溶液的c(OH-)=mol/L=10-9mol/L，c(H+)=mol/L=10-5mol/L，pH=5，即要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至5； Cr(OH)3的性质与Al(OH)3相似，结合Al(OH)3与NaOH溶液的反应，则pH过高将会导致Cr(OH)3被过量NaOH溶液溶解使沉铬率下降； （4）Na2S为强碱弱酸盐，S2-水解使其溶液呈碱性：S2-+H2OHS-+OH-，HS-+H2OH2S+OH-(以第1步为主)；Ksp(CuS)=6.3×10-36<Ksp(NiS)=3.0×10-19，同等条件下，Cu2+先沉淀，故沉淀2为CuS； （5）pH=7时，此时溶液中存在如下关系： K1==1.0×10-7，则c(HS-)=1.0×10-6mol/L；K2=7.0×10-15，则c(S2-)=7.0×10-14mol/L，由Ksp(NiS)=3.0×10-19可知，c(Ni2+)=4.3×10-6mol/L，Ni2+已沉淀完全，此时溶液中主要离子是Na+和。 10．（23-24高二上·安徽·期末）铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、CuO和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 已知：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤所得滤液中溶质的主要成分为Na[Al(OH)4]。 (1)基态Al原子的L层电子排布图为 。基态Si原子核外共有 种空间运动状态的电子。 (2)基态Fe原子的核外电子排布式为 。 (3)C、Na、O、Cu的第一电离能由大到小的顺序为 。 (4)“电解I”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是 。 (5)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 【答案】(1) 8 (2)(或) (3) (4)石墨电极被阳极上产生的氧化 (5) H2 【分析】以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2、CuO和Fe2O3等杂质）为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶解时CuO、Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3和CuO、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3，过滤Ⅱ得到Al(OH)3，灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解Ⅱ为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上碳酸根离子失去电子生成碳酸氢根离子和氧气，阴极上氢离子得到电子生成氢气，据以上分析解答。 【解析】（1）基态Al原子L层电子排布图为，硅原子有14个电子，硅原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，则基态硅原子核外电子的空间运动状态有8种。 （2）Fe是26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为(或)。 （3）一般情况下，同一周期的元素，原子序数越大元素的第一电离能越大，但 N 是第 VA 元素，原子核外电子排布处于原子轨道的半满状态，第一电离能大于同一周期相邻的 O 元素，C、Na、O、Cu的第一电离能由大到小的顺序为：。 （4）电解过程中作阳极的石墨易消耗，是因为阳极生成的氧气与阳极材料碳反应，不断被消耗。 （5）由图可知，阳极区水失去电子生成氧气，剩余的氢离子结合碳酸根生成碳酸氢根，电极方程式为，阴极上氢离子得到电子生成氢气，则阴极产生的物质A的化学式为H2。 11．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）羟基氧化镍(2NiOOH·H2O)常作为锌镍电池的正极活性物质，也是重要的化工原料。工业上用含NiO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、ZnO、CuO等)制备羟基氧化镍的一种工艺流程如下： 已知：相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表(各离子浓度均为0.1 mol·L−1)。 离子 Fe3+ Fe2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 1.9 7.0 7.1 沉淀完全的pH 3.2 9.0 9.2 请回答下列问题： (1)酸浸时需将废料粉碎，目的是 。 (2)某实验小组用1.0 mol·L−1的硫酸进行酸浸。绘制了如图： ①由图一可知，固液比与镍浸出率的关系是 。 ②由图二可知，酸浸时合适的浸出温度是 ℃左右，若温度过高，则滤渣1中有氢氧化镍产生，用离子方程式说明原因： 。 向滤液2中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+。当Zn2+恰好沉淀完全时，c(Zn2+)=1×10−5 mol·L−1，则c(Cu2+)= mol·L−1。[已知Ksp(CuS)=1.3×10−36，Ksp(ZnS)=1.6×10−24] (4)加入H2O2溶液的作用是 。试剂X用于调节溶液的pH，则应调节pH的范围是 。 (5)写出“氧化”过程中反应的离子方程式 。 【答案】(1)增大含镍废料和酸液的接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率，提高产率 (2)①当浸出时间相同时，固液比越小，镍的浸出率越高 ②70 Ni2+ +2H2ONi(OH)2+2H+ (3)8.125×10−18 (4)将Fe2+氧化为Fe3+，便于转化为氢氧化铁沉淀除去 3.2~7.1 (5)2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH·H2O↓+Cl− 【解析】(1)酸浸时需将含镍废料粉碎，目的是增大含镍废料与酸液的接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率，提高产率； (2)①根据图一，固液比与镍浸出率的关系是当浸出时间相同时，固液比越小，镍的浸出率越高；②由图二可知，当温度在70 ℃左右时镍的浸出率最高，故酸浸时适宜的温度为70 ℃；Ni2+能水解，温度过高，促进水解，生成Ni(OH)2，Ni2+ +2H2O=Ni(OH)2+2H+； (3)当Zn2+恰好沉淀完全时，在CuS、ZnS共存的混合液中存在=，如果c(Zn2+)=10−5 mol·L−1，则c(Cu2+)=8.125×10−18 mol·L−1； (4)H2O2是氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+，便于铁元素转化为氢氧化铁沉淀除去；由题给信息可知，除去Fe3+的同时又不影响Ni2+的pH范围为3.2~7.1； (5)NaClO将Ni2+氧化，在碱性环境中发生氧化还原反应生成2NiOOH·H2O，2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH·H2O↓+Cl−。 12．（23-24高二上·安徽阜阳·期末）高铁酸钾(K2FeO4)常温下不稳定，具有极强的氧化性和优良的絮凝功能，是一种绿色环保多功能型水处理剂。下图是生产高铁酸钾的一种工艺流程： 回答下列问题： (1)步骤①在较低温度下进行，若温度较高时会生成NaClO3。取某温度下反应液，测得ClO－与离子的物质的量浓度之比是1:2，则Cl2与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为 。 (2)步骤②加入NaOH固体的目的是___________(填序号)。 A．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的NaClO B．NaOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率 C．为下一步反应提供碱性的环境 D．使反应①中生成的NaClO3转化为NaClO (3)写出步骤④发生反应的离子方程式 。 (4)往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液，能够得到湿产品的原因是 。 (5)K2FeO4极易溶于水，步骤⑥在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用___________(填序号)。 A．H2O B．KOH溶液 C．异丙醇 D．Fe(NO3)3 (6)该工艺流程中可循环使用的物质是 (填化学式)。 【答案】(1)11:3 (2)AC (3) (4)高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小 (5)C (6)NaOH 【分析】往NaOH溶液中通入足量的氯气，发生反应生成NaCl、NaClO等；往所得溶液中加入NaOH固体，溶于水放热，既有利于除去Cl2，又能提供后续反应所需的碱性环境；除去溶液Ⅰ中的NaCl后，往碱性NaClO浓溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液，可制得Na2FeO4溶液；往溶液Ⅱ中加入饱和KOH，将Na2FeO4转化为溶解度较小的K2FeO4；过滤后，将所得产品洗涤、干燥，便可得到K2FeO4晶体。 【解析】（1）取某温度下反应液，测得ClO－与离子的物质的量浓度之比是1:2，则Cl2与氢氧化钠发生反应的方程式为7Cl2+14NaOH=11NaCl+NaClO+2NaClO3+7H2O，被还原的氯元素(生成NaCl)和被氧化的氯元素(生成NaClO、NaClO3)的物质的量之比为11:3。 （2）A．步骤②加入NaOH固体，与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的NaClO，A符合题意；B．NaOH固体溶解时放出较多的热量，温度较高时会生成NaClO3，对Cl2与NaOH反应生成NaClO不利，B不符合题意；C．NaOH过量，下一步反应需要在碱性环境下进行，则为下一步反应提供碱性环境，C符合题意；D．加入NaOH后放热，会使反应①中生成的NaClO转化为NaClO3，D不符合题意；故选AC。 （3）步骤④中，碱性NaClO浓溶液中加入90%的Fe(NO3)3溶液，可制得Na2FeO4溶液，发生反应的离子方程式为。 （4）往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液，将Na2FeO4转化为溶解度较小的K2FeO4，则能够得到湿产品的原因是：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小。 （5）因为K2FeO4极易溶于水，所以步骤⑥在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用异丙醇，故选C。 （6）该工艺流程中，起初消耗NaOH，在Na2FeO4转化为K2FeO4时又生成NaOH，则可循环使用的物质是NaOH。 13．（23-24高二上·安徽蚌埠·期末）CoC2O4是制备氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、CaO、MgO碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下： (1)为了加快“碱浸”速率，可采用的方法有 (写一种即可)。“浸出液”的主要成分是 (填化学式)。 (2)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为 。 (3)“除杂1”过程中，在40~50℃加入H2O2，写出加入H2O2反应的主要离子方程式为 。 (4)“除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L，则滤液中c(Mg2+)为 [已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2) =1.05×10-10]。 (5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示，经过萃取可除去Mn2+，需控制溶液的pH范围是 (填字母)。 A．1.0~2.0       B．2.0~3.0      C．3.0~3.5 【答案】(1)升高温度、粉碎废料，增大溶液与固体的接触面积等(合理即可)Na[Al(OH)4](或NaAlO2) (2)2Co3+++H2O=2Co2+++2H+ (3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (4)7×10-6mol/L (5)C 【分析】含钴废料高温煅烧，将碳及有机物灼烧，剩余物质加入NaOH溶液，主要发生NaOH和氧化铝反应生成四羟基合铝酸钠(或偏铝酸钠)和水，过滤后滤渣加入稀硫酸反应生成Co2(SO4)3、Fe2(SO4)3、MnSO4、CaSO4、MgSO4等，再加入Na2SO3将Co2(SO4)3、Fe2(SO4)3还原，过滤后滤液中加入双氧水氧化亚铁离子，过滤除掉铁离子，向滤液中加入NaF除掉钙、镁离子，过滤，向滤液中加入萃取剂萃取锰离子，水溶液中加入草酸铵得到CoC2O4，以此分析； 【解析】（1）为了加快“碱浸”速率，可采用的方法有升高温度、粉碎废料，增大溶液与固体的接触面积等。主要化学反应是氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠(或偏铝酸钠)和水； 故答案为：升高温度、粉碎废料，增大溶液与固体的接触面积等(其它正确答案均可)；Na[Al(OH)4](或NaAlO2)； （2）Co2O3和稀硫酸反应生成Co2(SO4)3和水，Co2(SO4)3与Na2SO3反应生成CoSO4，； 故答案为：； （3）“除杂1”过程中，在40~50℃加入H2O2，主要将亚铁离子氧化为铁离子，其离子方程式：； 故答案为：； （4）根据题意滤液中c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L，则，，，； 故答案为：7×10-6mol/L； （5）根据题意，萃取时尽量的将Mn2+萃取出，而减少Co3+萃取，根据题中信息控制溶液的pH范围是3.0~3.5；故答案为：C。 14．（23-24高二上·安徽安庆·期末）氧氯化铜[Cu2(OH)3Cl]可用作农药，氧化亚铜(Cu2O)可作杀虫剂。 (1)利用工业铜渣(主要成分为Cu、CuS、FeS等)制得氧氯化铜的流程如下： ①“氧化”时，CuS与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为 。 ②“转化”过程的化学方程式为 。 ③“氧化”产生的SO2可以用石灰石浆(石灰石加水)吸收，同时鼓入空气可以制得石膏(CaSO4)。该反应的化学方程式为 。 (2)用铜作阳极，电解一定浓度的NaCl和NaOH溶液可得到氧化亚铜，相关转化如下图所示。 ①阳极(转化Ⅰ)的电极反应式为 。 ②转化Ⅱ的离子方程式为 。 【答案】(1)①CuS＋4H2SO4(浓) CuSO4＋4SO2↑＋4H2O ②3NaOH＋NaCl＋2CuSO4=Cu2 (OH)3Cl↓＋2Na2SO4 ③2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2 (2)①Cu-e-＋2Cl=CuCl ②2CuCl＋2OH=Cu2O↓＋4Cl＋H2O 【分析】由图可知，废铜渣（主要成分为Cu、CuS、FeS等）经过浓硫酸氧化后生成SO2和硫酸铜、硫酸铁，加水浸取后，加入碳酸钠调整pH使得生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体，过滤后滤液为硫酸铜溶液，加入氢氧化钠和氯化钠使之转化为氧氯化铜[Cu2(OH)3Cl]，废液中主要含有硫酸钠，以此来解答。 【解析】(1) ①浓硫酸具有强氧化性，CuS与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应方程式为：CuS＋4H2SO4(浓) CuSO4＋4SO2↑＋4H2O；故答案为：CuS＋4H2SO4(浓) CuSO4＋4SO2↑＋4H2O； ②根据流程图分析，“转化”过程发生了复分解反应，化学方程式为：3NaOH＋NaCl＋2CuSO4=Cu2 (OH)3Cl↓＋2Na2SO4，故答案为：3NaOH＋NaCl＋2CuSO4=Cu2(OH)3Cl↓＋2Na2SO4； ③石灰石成分为碳酸钙，碳酸钙与二氧化硫、氧气反应生成硫酸钙和二氧化碳，反应方程式为：2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2，故答案为：2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2； (2) ①阳极发生氧化反应，Cu失去电子生成亚铜离子，电极反应为：Cu-e-＋2Cl=CuCl，故答案为：Cu-e-＋2Cl=CuCl； ②根据图示分析，转化II为CuCl与OH反应生成Cu2O和Cl，则离子方程式为：2CuCl＋2OH=Cu2O↓＋4Cl＋H2O，故答案为：2CuCl＋2OH=Cu2O↓＋4Cl＋H2O。 15．（23-24高二上·安徽滁州·期末）镍有广泛的用途，不仅可以用于不锈钢的制造，目前也是三元锂电池中的重要元素。由红土镍矿（主要成分为NiO，还含有少量MgO、SiO2以及铁的氧化物等）可以制取黄钠铁矾和。 (1)黄钠铁矾中Fe的化合价为 。 (2)为加快红土镍矿的溶解，在“酸浸”步骤中可以采取的措施是 （任写2条）；滤渣的主要成分是 。 (3)“预处理”中，反应的离子方程式可能为 。 (4)“沉铁”中若采用Na2CO3作为除铁所需钠源，Na2CO3的用量对体系pH和镍的损失影响如图1所示。当Na2CO3的用量超过6g/L时，镍的损失率会增大，其可能的原因是 （已知Fe3+、Ni2+社开始沉淀的pH分别为2.2、7.5） (5)若溶液中c（Mg2+）为0.l mol/L，溶液的体积为1L，则要使溶液中，则应加入固体NaF为 mol[忽略体积的变化，已知]。“沉镁”时应保证MgO已将溶液的pH调节至5.5～6.0的原因是 。    (6)硫酸钠与硫酸镍晶体的溶解度曲线图如图2所示，由滤液Y制备的步骤为：Ⅰ．边搅拌边向滤液Y中滴加NaOH溶液至沉淀完全，过滤﹔Ⅱ．用蒸馏水洗涤固体﹔Ⅲ．将所得固体分批加入足量稀硫酸，搅拌使其完全溶解﹔Ⅳ．稍低于______℃减压蒸发浓缩，降温至稍高于______℃，趁热过滤。 ①步骤Ⅱ中确定固体洗涤干净的方法是 ； ②步骤Ⅳ中横线上的数字分别是 、 。 【答案】(1)＋3 (2)研磨粉碎红土镍矿、增大酸的浓度、适当升高温度等（符合条件都可以，任写2条） SiO2 (3) (4)pH＞2.2后，容易形成氢氧化铁的胶体，吸附溶液中的Ni2+，造成镍的损失（合理即可） (5)0.21 pH过小，难以形成MgF2沉淀；pH过大，会形成Ni（OH）2沉淀（合理即可） (6)取最后一次的洗涤液于一支洁净的试管中，向其中滴加BaCl2溶液，无沉淀生成（合理即可） 53.8 30.8 【分析】红土镍矿(主要成分为NiO，还含有少量MgO、SiO2以及铁的氧化物等)中加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等，二氧化硅不溶，形成滤渣，滤液中加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，再加入硫酸钠沉铁，得到黄钠铁矾沉淀，向滤液中加入MgO调节溶液pH，再加入NaF溶液沉镁，所得滤液Y中含有NiSO4经分离提纯得到NiSO4⋅6H2O。 【解析】（1）Na2Fe6(SO4)4(OH)12中氢氧根为-1价，硫酸根为-2价，Na为+1价，故铁元素为+3价。 （2）影响化学反应速率的外因有浓度、温度、接触面积、催化剂等，所以为加快红土镍矿的溶解，在酸浸步骤中可以采取的措施是研磨粉碎红土镍矿、增大酸的浓度、适当升高温度等；据分析SiO2不溶于稀硫酸，故滤渣为SiO2。 （3）“预处理”中加入过氧化氢的目的是将铁元素全部氧化为Fe3+，所以发生反应的离子方程式为：； （4）Fe3+、Ni2+开始沉淀的pH分别为2.2、7.5，沉铁步骤中，若用碳酸钠作为除铁所需钠源，由图像可知，pH>2.2后，不仅有氢氧化铁沉淀，同时还可能产生氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，可吸附Ni2+使镍的损失率会增大； （5）“沉镁”时存在反应：Mg2++2F-=MgF2，消耗0.2 mol NaF，存在平衡，c(F-)== mol/L=10-2mol/L，则应加入NaF固体的物质的量为0.2+0.01=0.21 mol；“沉镁”步骤中，若pH过小，H+与F-会结合形成HF，导致Mg2+沉淀不完全；若pH过大，会生成Ni(OH)2沉淀，因此“沉镁”前，应保证MgO将溶液pH调节至5.5~6.0； （6）滤液Y中主要含有NiSO4，还含有Na2SO4等杂质，为除去杂质可加入NaOH溶液，使Ni2+转化为Ni(OH)2沉淀，过滤后洗涤沉淀，检查沉淀是否洗涤干净，用蒸馏水洗涤固体至最后一次洗涤滤液加BaCl2无沉淀出现；向沉淀中加硫酸溶解，蒸发浓缩，控制温度在30.8~53.8℃间冷却结晶，趁热过滤，即可得到NiSO4·6H2O。 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03 工艺流程 1．（24-25高二上·安徽黄山·期末）以菱锌矿(主要成分，还含有等杂质)为原料制取的工艺流程如下： 已知：①，，；②当离子浓度≤10-5mol/L时，离子沉淀完全。 回答下列问题： (1)为提高“酸浸”速率，可采取的一种措施是 ；铁在元素周期表中的位置为 。“滤渣①”的主要成分为 (填化学式)。 (2)“氧化”中反应的离子方程式是 。 (3)用ZnO来调时，其pH取值范围： 。(假设溶液中的浓度是0.1 mol/L) (4)“多步操作”包括： ， ，过滤，洗涤，干燥。 (5)步骤4中洗涤，选择合适的洗涤剂： 。 A．蒸馏水      B．乙醇      C．饱和硫酸锌溶液 2．（24-25高二上·安徽合肥·期末）钛在航空航天、舰船制造、冶金、医疗等方面有广泛的应用，可利用钛铁矿[主要成分为（可表示为），还含有少量、等杂质]来制备金属钛（海绵钛）和锂离子电池的电极材料，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”中滤渣的主要成分为 （填化学式）。 (2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出水解反应生成的离子方程式： ，水解过程中需加水稀释并加热，其目的是 。 (3)“氯化”中发生反应  ，该反应在达到平衡时，几乎完全转化为，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是 。 (4)工业上用镁在高温下还原四氯化钛生产金属钛，下列有关说法正确的是___________(填标号)。 A．理论上，每制得需要 B．反应过程中必须排除空气的影响，可以用氮气作保护气 C．在金属的冶炼方法中，高炉炼铁与此方法相似 D．该反应同时生成，电解熔融的产物均能在流程中利用 (5)“滤液②”中第i步加双氧水反应的离子方程式为 。 (6)若“滤液②”中恰好沉淀完全[即溶液中]时溶液，此时溶液中 。[已知：；、、] 3．（24-25高二上·安徽芜湖·期末）在印染、造纸等领域应用广泛。以菱镁矿(主要成分是MgCO3，含少量Al2O3、FeO、SiO2等)为原料制备的工艺流程如下： 已知：①常温下，当pH>12时，铝元素以的形式存在； ②常温下，几种金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示： 金属离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ 开始沉淀的pH 7.3 2.7 3.8 9.0 完全沉淀的pH 9.5 3.7 4.8 11.1 回答下列问题： (1)“酸浸”时，为了提高菱镁矿的利用率，可以采取的措施有 (填两种)；滤渣1为 (填化学式)。 (2)“氧化”时加入30% H2O2，发生的主要反应的离子方程式为 ，若温度过高，反应速率反而减慢，可能的原因是 (任写一点)。 (3)加MgO调节pH的范围是 。 (4)含量的测定：准确称取0.6 g试样配成100 mL溶液，用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管量取20.00 mL溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL氨性缓冲溶液和3~4滴EBT指示剂，用0.02 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定(EDTA与按物质的量之比1：1反应)，至溶液由紫红色变为蓝色，且半分钟内不变色。平行滴定3次，记录数据如表所示： 滴定次数 EDTA标准溶液 滴定前读数/mL 滴定后读数/mL 1 0.20 20.15 2 0.10 22.42 3 1.00 21.05 该样品的纯度为 %。 4．（23-24高二上·安徽·期末）某工厂的工业废水中含有大量的、较多的和少量的。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收和金属铜。根据以下流程图，请回答下列问题： (1)写出向工业废水中加入足量铁粉发生主要反应的离子方程式： 。 (2)实验室进行操作Ⅰ的名称为 。 (3)检验溶液①中含有的实验方法是 。 (4)试剂X是 (填名称)，加入试剂发生反应的离子方程式为 。 (5)固体②是 (填化学式)。 (6)若硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液中，，，，不考虑溶液中含有极少量的和，则 。 5．（23-24高二上·安徽芜湖·期末）硼酸()是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含，及少量、)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”工序中反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分有 。 (3)根据的解离反应：，，可判断是 酸；在“过滤2”前，将溶液调节至3.5，目的是 。 (4)在“沉镁”中生成沉淀的离子方程式为 ，母液经加热后可返回 工序循环使用。 6．（23-24高二上·安徽·期末）一种以黄铁矿(，含)和软锰矿(主要成分为，含有少量Pb、Cu等元素的混合物)为原料制备的工艺流程如下。 已知：25℃时，。 回答下列问题： (1)“酸浸”中搅拌、加热的目的是 (任写一条)。 (2)“滤渣1”中除含有S、外还有 (填化学式)，X为 (填名称)。 (3)写出反应中生成等物质的量的硫和硫酸根离子的离子方程式： 。 。 (4)“除杂”过程中加使恰好沉淀完成时(此时浓度为)的pH为 。 (5)某实验小组在常温下，通过调节使和形成氟化物而分离。测得不同条件下，体系中[为、或的物质的量浓度，单位为]与的关系如下图所示。已知。据图分析，“净化”过程中反应为，该反应的平衡常数 。 (6)用惰性电极电解酸性的溶液制取，阳极的电极反应式为 。 7．（23-24高二上·安徽六安·期末）以萃铜余液为原料制备工业活性氧化锌，其生产工艺流程如图所示： (1)铜萃余液含硫酸，设计采用过硫酸钠氧化法除锰，写出Mn2+被氧化成MnO2的离子方程式 ；采用石灰石粉中和除去铝和铁，则中和渣中主要成分为 。 (2)沉锌生成碱式碳酸锌的化学方程式为 。 (3)检验碱式碳酸锌洗涤干净的操作及现象为 。 (4)煅烧炉中发生反应的化学方程式为 ，工艺流程设计中选用高效真空负压内转盘浓缩沉锌后液一体化设备生产无水 ，蒸发生产过程可实现零排放。 8．（23-24高二上·安徽宣城·期末）锰最早是由瑞典化学家伯格曼的助手甘恩从软锰矿中分离得到的，锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(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所示。 (1)“浸锰”步骤中有副产物生成，写出该反应的化学方程式 ，“滤渣I”的成分有和 (填化学式)，该步骤中可以再加入，以促进“滤渣I”析出，结合平衡移动原理分析其原因： 。 (2)“滤液I”中需要先加入，充分反应后再调，写出加入时发生反应的离子方程式 。 (3)“滤液II”中加入的目的是进一步除去，已知25℃时，，检使溶液中，则应保持溶液中 。(取1.4) (4)由“滤液III”可制得，已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。则从“滤液III”中获得较高纯度的“操作I”为控制温度在80～90℃蒸发结晶、 、80～90℃蒸馏水洗涤2～3次、真空干燥。 (5)电解时加入适量的有利于在电极上析出，与水反应生成的(二元弱酸)在阴极放电生成单质(对有特殊的吸附能力，有利于电还原沉积)。写出生成的电极反应式 。 9．（23-24高二上·安徽合肥·期末）某电镀厂产生的废水经预处理后含有和少量的Cu2+、Ni2+，能够采用以下流程进行逐一分离，实现资源再利用。 已知： ①常温下，物质的Ksp数据： 物质 Cr(OH)3 CuS NiS Ksp 1×10-32 6.3×10-36 3.0×10-19 ②Cr(OH)3性质与Al(OH)3相似。 ③设H2S平衡浓度为1.0×10-6mol/L，已知H2S的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15。 回答下列问题： (1)还原池中溶液调pH (填“能”或“否")使用盐酸。 (2)还原池中有Cr3+和CO2气体生成，反应的离子方程式为 。 (3)沉淀池1中溶液的pH应为 时才能使c(Cr3+)降至10-5mol/L，若溶液pH过高将会导致 沉铬率下降。 (4)沉淀池2中加入的Na2S溶液呈碱性，原因是 (用主要反应的离子方程式表示)，根据溶度积常数可确定沉淀2为 。 (5)沉淀池3中沉淀结束，pH=7时，溶液中主要离子是 。 10．（23-24高二上·安徽·期末）铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、CuO和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 已知：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤所得滤液中溶质的主要成分为Na[Al(OH)4]。 (1)基态Al原子的L层电子排布图为 。基态Si原子核外共有 种空间运动状态的电子。 (2)基态Fe原子的核外电子排布式为 。 (3)C、Na、O、Cu的第一电离能由大到小的顺序为 。 (4)“电解I”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是 。 (5)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为 ，阴极产生的物质A的化学式为 。 11．（23-24高二上·安徽马鞍山·期末）羟基氧化镍(2NiOOH·H2O)常作为锌镍电池的正极活性物质，也是重要的化工原料。工业上用含NiO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、ZnO、CuO等)制备羟基氧化镍的一种工艺流程如下： 已知：相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下表(各离子浓度均为0.1 mol·L−1)。 离子 Fe3+ Fe2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 1.9 7.0 7.1 沉淀完全的pH 3.2 9.0 9.2 请回答下列问题： (1)酸浸时需将废料粉碎，目的是 。 (2)某实验小组用1.0 mol·L−1的硫酸进行酸浸。绘制了如图： ①由图一可知，固液比与镍浸出率的关系是 。 ②由图二可知，酸浸时合适的浸出温度是 ℃左右，若温度过高，则滤渣1中有氢氧化镍产生，用离子方程式说明原因： 。 向滤液2中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+。当Zn2+恰好沉淀完全时，c(Zn2+)=1×10−5 mol·L−1，则c(Cu2+)= mol·L−1。[已知Ksp(CuS)=1.3×10−36，Ksp(ZnS)=1.6×10−24] (4)加入H2O2溶液的作用是 。试剂X用于调节溶液的pH，则应调节pH的范围是 。 (5)写出“氧化”过程中反应的离子方程式 。 12．（23-24高二上·安徽阜阳·期末）高铁酸钾(K2FeO4)常温下不稳定，具有极强的氧化性和优良的絮凝功能，是一种绿色环保多功能型水处理剂。下图是生产高铁酸钾的一种工艺流程： 回答下列问题： (1)步骤①在较低温度下进行，若温度较高时会生成NaClO3。取某温度下反应液，测得ClO－与离子的物质的量浓度之比是1:2，则Cl2与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为 。 (2)步骤②加入NaOH固体的目的是___________(填序号)。 A．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的NaClO B．NaOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率 C．为下一步反应提供碱性的环境 D．使反应①中生成的NaClO3转化为NaClO (3)写出步骤④发生反应的离子方程式 。 (4)往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液，能够得到湿产品的原因是 。 (5)K2FeO4极易溶于水，步骤⑥在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用___________(填序号)。 A．H2O B．KOH溶液 C．异丙醇 D．Fe(NO3)3 (6)该工艺流程中可循环使用的物质是 (填化学式)。 13．（23-24高二上·安徽蚌埠·期末）CoC2O4是制备氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、CaO、MgO碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如下： (1)为了加快“碱浸”速率，可采用的方法有 (写一种即可)。“浸出液”的主要成分是 (填化学式)。 (2)“钴浸出”过程中Co3+转化为Co2+，反应的离子方程式为 。 (3)“除杂1”过程中，在40~50℃加入H2O2，写出加入H2O2反应的主要离子方程式为 。 (4)“除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×10-5mol/L，则滤液中c(Mg2+)为 [已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2) =1.05×10-10]。 (5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示，经过萃取可除去Mn2+，需控制溶液的pH范围是 (填字母)。 A．1.0~2.0       B．2.0~3.0      C．3.0~3.5 14．（23-24高二上·安徽安庆·期末）氧氯化铜[Cu2(OH)3Cl]可用作农药，氧化亚铜(Cu2O)可作杀虫剂。 (1)利用工业铜渣(主要成分为Cu、CuS、FeS等)制得氧氯化铜的流程如下： ①“氧化”时，CuS与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为 。 ②“转化”过程的化学方程式为 。 ③“氧化”产生的SO2可以用石灰石浆(石灰石加水)吸收，同时鼓入空气可以制得石膏(CaSO4)。该反应的化学方程式为 。 (2)用铜作阳极，电解一定浓度的NaCl和NaOH溶液可得到氧化亚铜，相关转化如下图所示。 ①阳极(转化Ⅰ)的电极反应式为 。 ②转化Ⅱ的离子方程式为 。 15．（23-24高二上·安徽滁州·期末）镍有广泛的用途，不仅可以用于不锈钢的制造，目前也是三元锂电池中的重要元素。由红土镍矿（主要成分为NiO，还含有少量MgO、SiO2以及铁的氧化物等）可以制取黄钠铁矾和。 (1)黄钠铁矾中Fe的化合价为 。 (2)为加快红土镍矿的溶解，在“酸浸”步骤中可以采取的措施是 （任写2条）；滤渣的主要成分是 。 (3)“预处理”中，反应的离子方程式可能为 。 (4)“沉铁”中若采用Na2CO3作为除铁所需钠源，Na2CO3的用量对体系pH和镍的损失影响如图1所示。当Na2CO3的用量超过6g/L时，镍的损失率会增大，其可能的原因是 （已知Fe3+、Ni2+社开始沉淀的pH分别为2.2、7.5） (5)若溶液中c（Mg2+）为0.l mol/L，溶液的体积为1L，则要使溶液中，则应加入固体NaF为 mol[忽略体积的变化，已知]。“沉镁”时应保证MgO已将溶液的pH调节至5.5～6.0的原因是 。    (6)硫酸钠与硫酸镍晶体的溶解度曲线图如图2所示，由滤液Y制备的步骤为：Ⅰ．边搅拌边向滤液Y中滴加NaOH溶液至沉淀完全，过滤﹔Ⅱ．用蒸馏水洗涤固体﹔Ⅲ．将所得固体分批加入足量稀硫酸，搅拌使其完全溶解﹔Ⅳ．稍低于______℃减压蒸发浓缩，降温至稍高于______℃，趁热过滤。 ①步骤Ⅱ中确定固体洗涤干净的方法是 ； ②步骤Ⅳ中横线上的数字分别是 、 。 30 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $