专题10 工艺流程综合题（期末真题汇编，山东专用）高三化学上学期

专题10 工艺流程综合题 1．(24-25 高三上·山东滨州·期末)可用于生产软磁材料，利用电解金属锰阳极渣(，还含少量、、等)和黄铁矿(含)制备的流程如下。 已知：①各物质的溶度积(25℃) 物质 溶度积() ②时，认为沉淀完全。 (1)滤渣Ⅰ的主要成分为S、 (填化学式)；“酸浸”过程中，的质量浓度(P)和Mn的浸出率与反应时间关系如图，20~80min浸出Mn元素的主要离子方程式为 。 (2)加入的作用是 。不宜使用替代的原因是 。 (3)若“转化”后溶液中，“中和除杂”需调节溶液的pH范围为 (不考虑溶液体积的变化，)。 (4)若“氟化除杂”过程中，此时 。 (5)其他条件一定，“沉锰”过程中锰离子沉淀率与溶液温度的关系如图.50℃后，锰离子沉淀率随溶液温度升高而降低的原因是 。 (6)“焙烧”生成的化学方程式为 。 【答案】(1) (2) 将氧化为 对的分解有催化作用，导致用量大 (3) (4) (5)温度升高，氨水发生分解并挥发 (6) 【分析】由题给流程可知，向阳极渣、黄铁矿中加入稀硫酸酸浸时，二氧化锰与稀硫酸、反应生成硫酸锰、硫酸铁、硫和水，铅的化合物与稀硫酸反应生成难溶的硫酸铅，铁、铜与稀硫酸反应得到可溶的硫酸盐，过滤得到含有硫、硫酸铅的滤渣和含有可溶硫酸盐的滤液；向滤液中加入二氧化锰，将亚铁离子氧化为铁离子后，加入碳酸钙调节溶液pH，将溶液中的铁离子、铜离子转化为氢氧化铁沉淀、氢氧化铜沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铜和滤液；向滤液中加入氟化锰将溶液中的钙离子转化为氟化钙沉淀，过滤得到氟化钙和硫酸锰溶液；向硫酸锰溶液中加入氨水，将硫酸锰转化为氢氧化锰沉淀，过滤，氢氧化锰经洗涤、焙烧得到四氧化三锰。 【详解】（1）根据分析，滤渣Ⅰ的主要成分为S、；二氧化锰与稀硫酸、反应生成硫酸锰、硫酸铁、硫和水，离子方程式为； （2）加入的作用是将氧化为；过氧化氢易分解，不宜使用替代的原因是对的分解有催化作用，导致用量大； （3）使溶液中的铁离子、铜离子转化为氢氧化铁沉淀、氢氧化铜沉淀，而锰离子不沉淀，沉淀完全时，，，pH=≈6.65，若“转化”后溶液中，锰离子不沉淀，，此时，pH﹤8，“中和除杂”需调节溶液的pH范围为； （4）若“氟化除杂”过程中，，此时=； （5）氨水易挥发，锰离子沉淀率随溶液温度升高而降低的原因是温度升高，氨水发生分解并挥发； （6）氢氧化锰焙烧得到四氧化三锰，化学方程式为。 2．(24-25 高三上·山东德州·期末)天然锆英砂(主要成分为)常含有、、等氧化物杂质。工业上以锆英砂为原料制备的一种工艺流程如图所示。 已知：①“碱熔”时，锆英砂转化为 ； ②的溶解度随酸度降低而升高； ③已知：常温下，，溶液中离子浓度≤1.0×10-6mol/L即可认为该离子已沉淀完全 (1)“碱熔”前要对天然锆英砂进行粉碎处理，目的是 。 (2)滤液1的主要成分为 “酸溶”后，锆元素以的形式存在，则酸溶的离子方程式为 。 (3)萃取所用主要玻璃仪器有 ，“结晶”步骤中获得晶体后，对晶体进行洗涤，为减少产品的损失洗涤液最好选用 。 (4)煅烧发生的化学方程式 。 (5)该流程中可循环利用的物质有 。 (6)“除铜”时，若溶液中的浓度为，加入等体积的溶液，沉淀完全，则加入的溶液浓度至少为 (溶液混合时体积变化忽略不计)。 【答案】(1)增大接触面积，提高碱熔效率 (2) (3) 烧杯、分液漏斗 浓盐酸 (4) (5)有机溶剂N235、 (6) 【分析】锆英砂主要成分为，常含有等氧化物杂质。加过量碳酸钠“碱熔”，锆英砂转化为、Al2O3转化为，水浸过滤，滤渣中含有、Fe2O3、CuO，滤渣用过量盐酸“酸浸”，得ZrOCl2、氯化铁、氯化铜溶液，加NaCN生成Cu(CN)2沉淀除铜，滤液中加盐酸、萃取剂萃取，水层加浓盐酸析出沉淀，煅烧得ZrO2。 【详解】（1）通过对天然锆英砂进行粉碎处理，可以增大反应物的接触面积，提高碱熔效率； （2）碱熔时，Al2O3与碳酸钠反应生成可溶性四羟基合铝酸钠、二氧化碳，则“水浸”时所得“滤液”中溶质的主要成分是；“酸浸”后，锆元素以的形式存在于溶液中，此过程中与盐酸发生反应生成ZrOCl2、NaCl、H2SiO3，反应的离子方程式为； （3）萃取是分离互不相溶的两种液体，所用主要玻璃仪器有烧杯、分液漏斗；根据题给信息，的溶解度随酸度降低而升高，则“结晶”步骤中获得晶体后，对晶体进行洗涤，为减少产品的损失洗涤液最好选用浓盐酸； （4）根据流程图可知，煅烧时生成，结合元素守恒，煅烧发生的化学方程式为：； （5）萃取时使用有机溶剂N235、，反萃取时又得到有机溶剂N235，煅烧时生成，则该流程中可循环利用的物质有：有机溶剂N235、； （6）设沉淀完全后，溶液中浓度为，则 ，此外根据化学式 可知，为了沉淀铜离子消耗的NaCN的浓度为0.4mol/L，故原来溶液浓度至少为(0.4+0.02×2)mol/L=0.44 mol/L。 3．(24-25 高三上·山东菏泽·期末)是锂离子电池的活性材料。某小组以含锰矿料(主要成分是，含少量和)为原料制备的工艺流程如图所示(部分条件和产物省略)。 已知几种金属氢氧化物沉淀的如表所示： 金属氢氧化物 开始沉淀的 2.7 7.6 7.6 7.7 完全沉淀的 3.7 9.1 9.1 9.2 回答下列问题： (1)写出一条提高“酸浸”速率的措施： 。 (2)“除杂1”时，加入的作用是 (用离子方程式表示)。 (3)“固体1”的主要成分是 (写化学式)，“除杂1”过程调节范围为 。 (4)在高温下“合成”，反应的化学方程式为 。 (5)已知：常温下，。若除杂后所得溶液中，则此时 。 (6)“浸渣”中含少量锰元素，其含量测定方法如下： 第1步：称取“浸渣”，加酸将铦元素以形式全部溶出，过泥，将滵液加入容量瓶中，定容； 第2步：取上述定容后的溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量溶液，加热，充分反应后，煮沸溶液； 第3步：用溶液滴定至终点，消耗滴定液，使重新变为。 已知：具有强氧化性，受热易分解。 ①“浸渣”中锰元素的质量分数为 (用含W、V的代数式表示)。 ②如果省略第2步“煮沸溶液”，测得结果将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 【答案】(1)粉碎含锰矿料(或适当加热或搅拌) (2) (3) (4) (5) (6) 偏高 【分析】锰矿料(主要成分是MnCO3，含少量Fe2O3、Fe3O4、FeO、CoO和SiO2)，加硫酸后，Fe2O3、Fe3O4、FeO、CoO、MnCO3均溶于硫酸生成硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钴、硫酸锰等可溶性盐，其中SiO2不溶于硫酸生成浸渣；过滤得滤液，滤液中加二氧化锰和氨水，将铁转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去，滤液中加硫化钠，将钴离子转化成硫化钴沉淀，过滤后，在滤液中加碳酸钠得到Mn2(OH)2CO3，将Mn2(OH)2CO3转入合成装置中加碳酸锂，通入氧气得到LiMn2O4，据此分析解答。 【详解】（1）可以通过升高温度、搅拌、粉碎矿料、适当增大硫酸的浓度等措施提高“酸浸”速率； （2）“除杂1”时，加入MnO2将亚铁离子氧化成三价铁，有利于将铁转化成沉淀除去，离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O； （3）“固体1”中主要含生成的氢氧化铁，还有过量的二氧化锰，由表格数据可知“除杂1”过程只为除去铁离子，而不使钴离子和锰离子沉淀，因此pH值应控制在3.7≤pH≤7.6； （4）将Mn2(OH)2CO3转入合成装置中加碳酸锂，通入氧气在高温条件下发生反应得到和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （5）根据，除杂后所得溶液中，则，mol/L； （6）①根据得失电子守恒可得关系式：∼5Fe2+，0.1000mol⋅L-1(NH4)2Fe(SO4)2消耗滴定液V mL，可知n[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.1000×V×10−3mol，则n()=×0.1000×V×10−3mol，“浸渣”中锰元素的质量分数为==； ②如果省略第2步“煮沸溶液”，则会有(NH4)2S2O8溶液残留在溶液中，(NH4)2S2O8具有强氧化性也能氧化(NH4)2Fe(SO4)2，增加了(NH4)2Fe(SO4)2的消耗，使得测定结果偏高。 4．(24-25 高三上·山东济南·期末)利用铜转炉烟灰(主要成分为ZnO，含少量及Pb、Cu、As元素的化合物)制取活性氧化锌的工艺流程如下： 已知：“浸取”后，锌元素以存在；25℃时，部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH见下表(当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全)。 金属离子 开始沉淀pH 1.9 7.0 4.5 完全沉淀pH 3.2 9.0 6.4 回答下列问题： (1)“浸取”时控制温度为45～55℃之间，理由是 。 (2)“除杂2”中，需先将溶液的pH调至4～4.5，此时应选择的最佳试剂是 (填标号)； A．氨水    B．氧化锌    C．硫酸    D．盐酸 滴加溶液有生成，该反应的离子方程式为 ；25℃时，体系中残留最大浓度为 (忽略反应对溶液pH的影响)。 (3)“除杂3”是置换除杂过程，则试剂a是 (填化学式)；“沉锌”时，锌元素以形式存在，发生反应的离子方程式为 。 (4)该流程中可以循环使用的物质是 (填化学式)。 【答案】(1)保证浸取速率较高，同时防止氨水（或硫酸铵）分解或升高温度，浸取速率会加快，当超过55℃时，再升高温度氨水（或硫酸铵）分解或温度过低，浸取速率太慢，温度过高氨水（或硫酸铵）分解 (2) C (3) Zn (4) 【分析】由题给流程可知，向铜转炉烟灰中加入了硫酸铵和氨水浸取，将铅元素转化为沉淀，转化为沉淀，过滤，向浸出液中加入硫酸铁溶液，将铁元素转化为沉淀，过滤得到含有的滤渣Ⅰ和浸出液；向滤液中先加稀硫酸调节pH，再加入高锰酸钾，将残留的铁元素转化为氢氧化铁沉淀，同时高锰酸根离子转化为二氧化锰沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、二氧化锰的滤渣Ⅱ和滤液，向滤液中加入过量的锌，将溶液中铜离子还原为铜，过滤得到含有锌、铜的滤渣Ⅲ和滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液，将溶液中的锌离子转化为碱式碳酸锌沉淀，过滤得到碱式碳酸锌，滤液主要溶质为硫酸铵，可循环利用；碱式碳酸锌煅烧分解制得活性氧化锌，据此分析； 【详解】（1）“浸取”时控制温度为45～55℃之间，理由是保证浸取速率较高，同时防止氨水（或硫酸铵）分解或升高温度，浸取速率会加快，当超过55℃时，再升高温度氨水（或硫酸铵）分解或温度过低，浸取速率太慢，温度过高氨水（或硫酸铵）分解； （2）“除杂2”中，需先将溶液的pH调至4～4.5，为避免引入新的杂质离子，并且此时应选择的最佳试剂是硫酸，故选C；滴加溶液有生成，该反应的离子方程式为：；完全沉淀时pH=3.2，此时，，可计算出，pH=4时c(OH-)=10-10mol/L，25℃时，体系中残留最大浓度为=mol/L； （3）“除杂3”是置换除杂过程，根据分析，试剂a是Zn；“沉锌”时，锌元素以形式存在，“沉锌”生成碱式碳酸锌沉淀，发生反应的离子方程式为； （4）根据分析，该流程中可以循环使用的物质是。 5．(24-25 高三上·山东济宁·期末)废SCR催化剂(含、、)具有重要的经济价值，一种从废SCR催化剂回收钒、钨、钛等有价值化合物的工艺流程如图所示。 已知：①，，都能与溶液反应，生成可溶性的，，难溶于水的。 ②易溶于水，属于强电解质。偏钛酸难溶于水，其化学式可表示为或。 (1)可以提高“高温碱浸”效率的措施为 (任写一种)，该步骤后通过 (填操作名称)可以实现钛与钒，钨分离。 (2)“沉钨钒”时转化为沉降分离，已知温度为T时，，当溶液中恰好沉淀完全(离子浓度等于)时，溶液中 。 (3)已知“酸洗”后钒以形式存在，流程中“离子交换”和“洗脱”的目的是 。 (4)粗沉淀洗涤过程中，判断洗涤干净的实验操作为 。 (5)“酸煮”步骤的化学方程式为 。 (6)流程中“滤液”溶质的成分为 。 【答案】(1) 增大的浓度或搅拌 过滤 (2) (3)富集钒元素，除去杂质离子 (4)取最后一次洗涤液于洁净试管中，加入稀硝酸酸化，再加入适量硝酸银溶液，若不出现白色沉淀，说明洗涤干净 (5)(浓) (6)、 【分析】废SCR催化剂(含、、)NaOH碱浸后，反应生成固体，和可溶性的，滤液；一条路线是固体酸煮后，得到含有的溶液，进行水解后得到，过滤后煅烧得到；另一条路线是，滤液加入氢氧化钙沉钨沉钒，滤饼加入盐酸进行酸洗，生成钨酸沉淀，加热得到WO3，滤液进行离子交换：如加入：，将V元素提取出来，加入Cl-的溶液进行洗脱，再加入氯化铵、氨水沉钒，最后通过一系列处理得到V2O5； 【详解】（1）可以提高“高温碱浸”效率的措施为增大的浓度或搅拌；该步骤后通得到可溶性的，滤液和难溶于水的，通过过滤可以实现钛与钒，钨分离； （2）当溶液中恰好沉淀完全(离子浓度等于)时，c(Ca2+)==mol/L=，此时mol/L=mol/L=0.2 mol/L； （3）由分析可知，流程中“离子交换”和“洗脱”的目的是富集钒元素，除去杂质离子； （4）粗中可能会含有未洗净的HCl，检验其中是否含即可判断是否洗涤干净，操作是取最后一次洗涤液于洁净试管中，加入稀硝酸酸化，再加入适量硝酸银溶液，若不出现白色沉淀，说明洗涤干净； （5）“酸煮”过程中与浓反应生成、和，化学方程式为：(浓)； （6）在稀溶液中发生水解反应生成和硫酸，水解的离子方程式为，故滤液中含有、。 6．(24-25 高三上·山东临沂百师联盟·期末)锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石(主要成分为，还含有铁、钴、镍、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下。 在时，部分物质的溶度积常数如表一所示，几种金属离子沉淀的如表二所示。 表一 物质 表二 金属离子 .. 开始沉淀的 7.5 3.2 5.2 8.8 完全沉淀的 9.7 3.7 6.4 10.4 回答下列问题： (1)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (2)滤渣1的主要成分是 (填化学式)，实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是 。 (3)有同学提出，加入除钴、除镍的步骤可以放在“除杂1”之前，你是否赞同？请说明理由： 。 (4)由晶体制备的方法是 。 (5)在时，分离出滤渣3所得的滤液中 ，欲使沉钴后的溶液中，需要控制溶液的至少为 。(已知) (6)电解废液中还含有少量，向其中加入饱和溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子方程式为 。 【答案】(1) (2) Fe(OH)3、MnO2 抽滤 (3)不赞同，因为“除杂1”之前的溶液中H+浓度较大，S2-会与H+反应生成HS-、H2S，不利于除钴、除镍；同时，S2-具有还原性，能将Fe3+还原为Fe2+，不利于除铁 (4)在HCl气氛中加热CuCl2·2H2O晶体，使其失去结晶水 (5) 5.0 8.74 (6) 【分析】锰矿石主要成分为，还含有铁、钴、镍、铜等的碳酸盐杂质，锰矿石中加入足量的硫酸酸浸，金属碳酸盐反应生成对应的硫酸盐，再向其中加入过量的氧化剂二氧化锰，将亚铁离子氧化为铁离子，用氨水调pH为3.7，使铁离子以氢氧化铁的形式完全沉淀出来，过滤，向滤液中加氨水调pH=6.4，生成氢氧化铜沉淀，滤渣氢氧化铜经过一系列处理得CuCl2‧2H2O晶体，滤液中加硫化铵将镍离子、钴离子以硫化物的形式沉淀下来，得到的溶液主要含有锰离子，电解后经一系列处理得金属锰。 【详解】（1）“氧化”步骤为加过量的二氧化锰氧化亚铁离子氧化为铁离子，其发生反应的离子方程式为 ； （2）加过量的二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子后，加氨水调pH=3.7，表格数据显示此时铁离子以氢氧化铁的形式完全沉淀下来，由于所加二氧化锰过量，所以滤渣1中的主要成分是Fe(OH)3和MnO2；实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是抽滤； （3）不赞同把加入(NH4)2S除钴、除镍的步骤放在“除杂1”之前，因为“除杂1”之前的溶液中H+浓度较大，S2-会与H+反应生成HS-、H2S，不利于除钴、除镍，同时S2-具有还原性，能将Fe3+还原为Fe2+，不利于除铁； （4）CuCl2为强酸弱碱盐，能水解，且盐酸为挥发性酸，若直接加热CuCl2‧2H2O晶体，不能得到CuCl2，为抑制氯化铜的水解，由CuCl2‧2H2O晶体制备CuCl2的方法是在HCl气氛中加热CuCl2‧2H2O晶体，使其失去结晶水； （5）在时，分离出滤渣3所得的滤液中，欲使沉钴后的溶液中，c(OH-)=mol/L，需要控制溶液的=。 （6）电解废液中还含有少量Mn2+，向其中加入饱和溶液，有碳酸锰沉淀和二氧化碳气体生成，该反应的离子方程式为。 7．(24-25 高三上·山东青岛二中·期末)我国主要以型锂辉石(主要成分、、，含有、等杂质)为原料，通过硫酸锂苛化法生产氢氧化锂并制备锂离子电池的正极材料。流程如下： 已知：①不溶于水，能溶于强酸。 ②部分金属氢氧化物的如下表。 物质 ③和的溶解度随温度变化的曲线如图所示，二者结晶时均以水合物形式析出。 回答如下问题： (1)“球磨”操作的目的是 。 (2)加入石灰石中和残酸，调节pH使铁、铝等杂质完全沉淀，则pH至少为 。(保留一位小数。通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全) (3)滤渣2的成分是 。 (4)获得时，通常“冷冻至0℃”，原因是 。 (5)溶液与和混合溶液制备的化学方程式为 ；两种溶液相互滴加的方式不同会影响产率和纯度，有同学认为应该将和混合液滴加到溶液中，你认为是否合理 (填“是”或“否”)，说明理由： 。 (6)需要在高温下成型后才能作为电极，高温成型时要加入少量石墨，则石墨的作用是 (任写一点)。 【答案】(1)增大反应接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分 (2)4.7 (3)、 (4)此温度下的溶解度与的相差较大 (5) 否 碱性环境下会产生，继而氧化为从而影响产品产率和纯度 (6)改善成型后(或电极)的导电作用(或者与空气中的氧气反应，防止中的被氧化) 【分析】该工业流程原料为型锂辉石(主要成分、、，含有、等杂质)，产品为锂离子电池的正极材料，流程主线中元素为锂元素，铝、硅、铁、镁等元素作为杂质元素在工业流程中被除去，型锂辉石通过“球磨”被粉碎，加入浓硫酸“酸化焙烧”转化为、、、、，“调浆浸出”使铝、铁等杂质元素转化为、等被除去，通过“净化除杂”使镁元素及引入的钙元素转化为、而除去，“蒸发结晶、离心分离”得到的硫酸锂溶液中加入，利用和在不同温度下的溶解度的差异，采用“冷冻至0℃”析出，从而得到溶液，经过一系列操作得到，最后与和混合溶液制备。 【详解】（1）型锂辉石通过“球磨”被粉碎，从而增大与浓硫酸反应的接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分； 故答案为：增大反应的接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分； （2）调节pH使铁、铝等杂质完全沉淀，的大于的，说明更难溶于水，加入石灰石与水调节pH时，先生成，故完全沉淀时也已完全沉淀，利用的计算完全沉淀时，，则，故； 故答案为：4.7； （3）“净化除杂”工艺中得到滤渣2，该过程加入调节pH为11，使完全转化为沉淀除去，加入使前一工艺中引入的转化为沉淀而除去故滤渣2的成分是、； 故答案为：、； （4）“冷冻析钠”过程是利用和在不同温度下的溶解度的差异，采用“冷冻至0℃”析出，从而得到溶液，在该温度下，溶解度较小，与的溶解度相差较大； 故答案为：在该温度下，溶解度较小，与的溶解度相差较大； （5）根据流程转化可知，与和混合溶液制备，反应中元素化合价未发生变化，为非氧化还原反应，根据元素守恒，可推知其余生成物为、，故化学反应方程式为； 溶液为碱性溶液，将和混合液滴加到溶液中，由于开始时溶液过量，会生成沉淀，进一步被氧化为，从而影响产品的纯度和产率，故这种操作不合理； 故答案为：；否；碱性环境下会产生，继而氧化为从而影响产品产率和纯度； （6）作正极电极材料，石墨本身可以导电，故少量石墨可以改善成型后的导电作用，中铁元素为+2价，具有还原性，可以被氧气氧化，加入少量石墨可以与空气中的氧气反应，防止中的被氧化； 故答案为：改善成型后(或电极)的导电作用(或者与空气中的氧气反应，防止中的被氧化)。 8．(23-24 高三上·山东日照校际联合·期末)以含钒钢渣(含、和少量、)和钛白废酸(含、、、)为原料提取钒，实现“以废治废”。工艺流程如图： 已知：有机萃取剂的萃取原理为，其中表示有机溶液，酸性条件下能萃取而不能萃取，对+4价钒萃取能力强，而对+5价钒的萃取能力较弱。 回答下列问题： (1)在空气中“焙烧”时，转化为的化学方程式为 。 (2)“溶浸”时生成的滤渣除了外，还有 (填化学式)。 (3)“还原”的目的是将溶液中的+5价钒和分别转化为+4价钒与，利于+4价钒的萃取并实现钒和铁元素分离，加入的化学试剂可能为___________(填标号)。 A． B． C． D． (4)在“萃取”操作后从水层中获得的离子方程式是 。 (5)在“反萃取”操作中和反应生成和，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (6)上述流程中可循环利用的物质除外，还有 (填化学式)。 (7)常温“沉钒”，维持溶液中的总浓度为，。“沉钒”后溶液中 [已知；]。 【答案】(1) (2)、 (3)B (4) (5)1：6 (6)、 (7) 【分析】由题给流程可知，向含钒钢渣中加入碳酸钠后在空气中焙烧，将三氧化二钒转化为钒酸钠、二氧化硅转化为硅酸钠，向焙烧渣中加入钛白废酸，硅酸钠转化为硅酸、氧化钙转化为硫酸钙、氧化铁转化为铁离子、TiO2+转化为H2TiO3，溶液中的亚铁离子将部分转化为VO2+，过滤得到含有的硅酸、硫酸钙、H2TiO3的滤渣和滤液；滤液加铁粉把和分别转化为VO2+与，便于萃取VO2+；加HR萃取分液，有机层中含有VO2+，加 “反萃取”，把转化成，加氨气和氯化铵的混合液生成NH4VO3沉淀，过滤得到钒酸铵；钒酸铵煅烧分解生成五氧化二钒；水层含有，通入氨气和氧气反应生成氢氧化铁沉淀，过滤得到氢氧化铁，加热分解氢氧化铁得氧化铁。 【详解】（1）由分析可知，在空气中焙烧时，三氧化二钒发生的反应为三氧化二钒与碳酸钠、氧气高温条件下反应生成钒酸钠和二氧化碳，； （2）由分析可知，滤渣①主要成分为H2TiO3、、； （3）加入还原剂且不引入新的杂质，则加入铁单质，将Fe3+还原为Fe2+，选B。 （4）水层含有，通入氨气和氧气反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为； （5）在“反萃取”操作中和反应生成和，中Cl元素化合价由+5降低为-1，中V元素化合价由+4升高为+5，根据得失电子守恒，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6。 （6）上述流程中，“反萃取”得到萃取剂HR、钒酸铵煅烧分解放出氨气，HR可用于“萃取”步骤，氨气可用于“沉钒”、沉铁步骤，可循环利用的物质除外，还有HR、NH3。 （7）常温“沉钒”，维持溶液中的总浓度为，。，则，“沉钒”后溶液中。 9．(24-25 高三上·山东泰安·期末)工业上以富钒炉渣(主要含FeO·V2O3、V2O5和少量的SiO2、Al2O3等)为原料制备V2O5的工艺流程如下： 已知：①+ 5价钒元素在溶液中的存在形式与溶液pH的关系： 溶液pH <1.0 1.0~4.0 4.0~6.0 6.0~8.5 8.5~13.0 >13.0 钒元素存在形式 VO V2O5 多钒酸根 VO 多钒酸根 VO 备注 多钒酸盐在水中溶解度较小 ②Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10–39；Ksp[Al(OH)3]=1.0×10–33；Ksp(NH4VO3)=1.6×10–3 回答下列问题： (1)“高温氧化”前将富钒炉渣研磨粉碎的目的是 ；“高温氧化”过程中发生主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣1的主要成分为 ；“调pH”时需将Fe3+、Al3+除尽(浓度≤1×10–5 mol∙L–1时，可认为已除尽)，需调节pH的范围为 。 (3)若“沉钒”前溶液中c(VO)=0.2 mol∙L–1，忽略溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到99%，至少应调节c(NH)为 mol·L–1.过滤、洗涤、干燥得到NH4VO3沉淀，检验NH4VO3沉淀是否洗净的操作是 。 (4)“焙烧”时生成两种参与大气循环的无毒物质，则该反应的化学方程式为 。 【答案】(1) 增大原料接触面积，加快反应速率 6FeO·V2O3＋5KClO33Fe2O3＋6V2O5＋5KCl (2) SiO2 6.0~8.5 (3) 0.8 取少量最后一次洗涤液于洁净试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无明显现象，证明NH4VO3已洗涤干净 (4)4NH4VO3＋3O22V2O5＋2N2↑＋8H2O↑ 【分析】高温氧化过程中加入KClO3可将低价铁、钒氧化为高价，酸浸时氧化铝溶解为铝离子，则滤渣1为SiO2，用氢氧化钾调节pH将矾转化为VO，同时将Fe3+、Al3+转化为沉淀除尽，用氯化铵沉矾后，再焙烧得到产品，以此解题。 【详解】（1）从反应速率的影响因素考虑，“高温氧化”前将富钒炉渣研磨粉碎的目的是：增大原料接触面积，加快反应速率；“高温氧化"过程中加入KClO3可将FeO·V2O3氧化为Fe2O3和V2O5，化学方程式为：6FeO·V2O3＋5KClO33Fe2O3＋6V2O5＋5KCl； （2）由分析可知，滤渣1为SiO2；两种沉淀相比氢氧化铝更难沉淀，则，完全除尽，，取最小值代入得，，故溶液不小于4.7时，完全沉淀；根据流程可知，调pH后矾的存在形式为VO，结合表格中信息可知需调节pH范围为：6.0~8.5，且此时Fe3+、Al3+两种离子都已经形成沉淀； （3）为使钒元素的沉降率达到99%，溶液中剩余的，；根据流程可知，“沉钒”时加入的氯化铵，则产品表面可能吸附有氯离子，可以通过检验氯离子来检验NH4VO3沉淀是否洗净，对应的操作是：取少量最后一次洗涤液于洁净试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无明显现象，证明NH4VO3已洗涤干净； （4）由已知条件可知，NH4VO3分解生成V2O5和无污染的气体，相应的方程式为：4NH4VO3＋3O22V2O5＋2N2↑＋8H2O↑。 10．(24-25 高三上·山东烟台·期末)以氟碳铈矿(，含、、等杂质)为主要原料制备硫酸亚铁铵[]和的工艺流程如下： 已知：①既不溶于水，也不溶于稀。 ②常温下：；；。 ③在空气中易被氧化为。 回答下列问题： (1)已知“焙烧”中铈元素转化为。“滤渣”的主要成分是 (填化学式)；“酸浸Ⅱ”中氧化剂与还原剂物质的量之比为 ；该过程中用浓盐酸代替稀和也可达到目的，但不用浓盐酸的原因是 。 (2)“沉铈”反应的离子方程式为 ；当恰好沉淀完全(浓度等于)时，溶液的为6，则溶液中 (保留2位有效数字)。 (3)“试剂X”最好选用 ；上述流程中可以循环利用的物质有 (写化学式)。 (4)硫酸亚铁铵纯度测定：称取ag硫酸亚铁铵产品，加稀溶解后配制成溶液，取bmL该溶液于锥形瓶中，用酸性标准溶液滴定，达到滴定终点时消耗酸性标准溶液VmL。滴定过程中，接近终点时需采用半滴操作，具体操作是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用 将半滴溶液沾落，再用蒸馏水将液滴冲入溶液中，振荡锥形瓶使溶液充分混合。硫酸亚铁铵产品的纯度为 (用代数式表示)的摩尔质量为]。 【答案】(1) SiO2和BaSO4 2：1 用浓盐酸会产生Cl2，污染环境 (2) 2Ce3++6HCO= Ce2(CO)3↓+3H2O+3CO2↑ 1.8×10-2 (3) 铁粉 (NH4)2SO4 (4) 锥形瓶内壁 【分析】以氟碳铈矿(，含、、等杂质) 为主要原料，在潮湿空气焙烧时，中被氧化为，释放HF、CO2等, 加稀硫酸，，不与稀硫酸反应，与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀，所以、、BaSO4以滤渣的形式进入制备主线；酸浸Ⅰ后的滤液（主要成分是）进入制备主线，加入试剂X为铁粉将Fe3+还原 为 Fe2+，加入(NH4)2SO4，形成经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得；滤渣（、、BaSO4）用稀 H2SO4和 H2O2酸浸Ⅱ，H2O2将CeO2还原为 Ce3+，加 NH4HCO3沉铈生成 Ce2(CO3)3，并释放CO2，灼烧 Ce2(CO3)3得 CeO2。此流程通过分步处理铁和铈元素，利用氧化还原反应和沉淀分离，实现了两种产品（]和）的制备。 【详解】（1）①分析可知，焙烧加稀硫酸，，不与稀硫酸反应，与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀，、、BaSO4以滤渣的形式进入制备主线，用稀 H2SO4和 H2O2酸浸Ⅱ，H2O2将CeO2还原为 Ce3+，、BaSO4不反应，所以滤渣的主要成分为SiO2和BaSO4； ②“酸浸Ⅱ”中，在H2​O2​作还原剂，将氧化剂CeO2​还原为Ce3+，方程式为：，故氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1； ③浓盐酸与 CeO2​ 反应会生成 有毒的Cl2​，污染环境，故不用浓盐酸； （2）①Ce3+ 与 生成 Ce2​(CO3​)3​ 沉淀和二氧化碳，根据质量守恒和电荷守恒，“沉铈”反应的离子方程式为； ②由，解得。pH=6 时，c(H+)=10−6mol/L，利用， 代入数值解得=1.8×10-2 mol/L； （3）①试剂X的目的是将Fe3+还原 为 Fe2+⁺，最好选Fe，避免引入杂质； ②根据上述流程中，“沉铈”后的滤液中主要是(NH4)2SO4，故可以循环利用的物质有(NH4)2SO4； （4）①接近终点时需采用半滴操作，具体操作是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落，再用蒸馏水将液滴冲入溶液中，振荡锥形瓶使溶液充分混合； ②酸性条件下高锰酸钾与亚铁离子发生的反应为：，n()=cV×10−3 mol，则 n(Fe2+)=5cV×10−3 mol，250 mL 中 n(Fe2+)=5cV×10−3×mol，即 n[]=5cV×10−3×mol，硫酸亚铁铵产品的纯度为。 11．(24-25 高三上·山东淄博·期末)以铟砷烟灰（含、、、等）为主要原料提取铟的流程如下： 已知：I．水相中含有强电解质。 II．在酸性溶液中只萃取三价金属离子，。 III．常温下，难溶于水，。 回答下列问题： (1)酸浸时铟砷烟灰与酸液逆流而行，目的是 。滤渣1的主要成分是和 （填化学式）。酸浸中硫元素转化为，浸出液中存在、、，等，溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为 。 (2)一次净化的目的是 ，二次净化的离子方程式为 。 (3)反萃取后得到含的溶液，的化学式为 。置换前需先中和再加入粉，已知常温下反萃取后溶液中的浓度为，则中和时可调节溶液的最大值为 。 (4)粗铟精炼以、和混合液为电解液，则粗铟接直流电源的 （填“正极”或“负极”），阴极电极反应式为 。 【答案】(1) 增大接触面积，提高浸取速率 (2) 除砷或除去，除去砷元素，除去或使转化为沉淀 (3) 4 (4) 正极 【分析】铟砷烟灰(含、、、等)酸浸，为氧化剂，硫元素转化为，转变为沉淀，浸出液中存在、、、等，“滤渣1”为过量的二氧化锰和硫酸铅，浸出液进行“一次净化”，把转化为难溶于水的过滤除去，则滤渣2为，加硫代硫酸钠进行“二次净化”，将三价铁还原为二价铁、形成强电解质，加入萃取剂萃取In3+，有机层中加入X进行“反萃取”得到含的溶液，所得溶液中加入锌粉反应得到粗铟。 【详解】（1）酸浸时铟砷烟灰与酸液逆流而行，目的是：增大接触面积，提高浸取速率。据分析，滤渣1的主要成分是和。酸浸中硫元素转化为，浸出液中存在、、，等，则发生了氧化还原反应：， As2O3+2MnO2+H2O=2+2Mn2++2H+；可见溶解等物质的量的和时，消耗物质的量之比为2:12=。 （2）据分析，一次净化的目的是：除砷或除去，除去砷元素，除去或使转化为沉淀，根据信息Ⅱ：在酸性溶液中只萃取三价金属离子，为防止铁离子被萃取，需将铁离子转化为(强电解质)进入水相，铁离子和硫代硫酸根发生氧化还原反应，则二次净化的离子方程式为。 （3）根据信息，上述平衡逆向移动可提高铟的反萃取率，故需引入氢离子，为防止引入杂质，则的化学式为。置换前需先中和再加入粉，已知常温下反萃取后溶液中的浓度为，即，，则，故中和时可调节溶液的最大值为4。 （4）粗铟精炼以、和混合液为电解液，则粗铟为阳极，故连接直流电源的正极，阴极得到电子被还原，电极反应式为。 12．(24-25 高三上·山东济宁·期末)锑属于氮族元素，广泛用于制造合金、瓷器、防爆材料等，锑白是应用最早的阻燃剂之一。一种以辉锑矿(主要成分为，含少量的、CuO、PbS和)为原料制备锑、锑白的工艺如下所示： 已知：①浸取液中砷元素存在形式为； ②，； ③的化学性质类似于。 (1)基态原子价电子排布式为 。 (2)“滤渣Ⅰ”的成分为 (填化学式)。 “浸取”时发生反应的离子方程式为 。 (3)若浸取液中、浓度均为，当恰好完全沉淀时，溶液中 (当离子浓度时认为沉淀完全)，此时 。 (4)“中和脱氯”的化学方程式为 ，该步骤未用溶液代替氨水，原因为 。 (5)已知Sb可由“电解”步骤制得，电解时无气体生成，则被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为 。 【答案】(1) (2) 、 (3) (4) 化学性质与性质相似，能溶于过量的 (5) 【分析】辉锑矿(主要成分为，含少量的和等)先粉碎，然后加入盐酸和FeCl3溶液进行酸浸，浸出液主要含，不溶于盐酸，且反应中还生成S，过滤后得到的滤渣I为和S单质；向滤液中加入Na2S溶液沉淀Cu2+、Pb2+，过滤，得到的滤渣Ⅱ为CuS、PbS沉淀，再向滤液中加入NaH2PO2溶液除去砷，过滤得到SbCl3溶液，SbCl3水解得到SbOCl，SbOCl加入氨水中和脱氧得到Sb2O3；SbOCl加入HCl电解得到Sb，据此分析； 【详解】（1）Sb是第51号元素，基态原子价电子排布式为； （2）根据分析可知，“滤渣Ⅰ”的成分为、S；浸取液中砷元素存在形式为同时生成S，“浸取”时发生反应的离子方程式为； （3）因为的更小，优先沉淀，当沉淀完全时已经沉淀完全，若使和沉淀完全，需，；此时； （4）SbOCl加入氨水中和脱氧得到Sb2O3，化学方程式为：；化学性质与性质相似，能溶于过量的，故也能溶于过量的； （5）电解时SbCl3反应生成SbCl5和Sb，电子守恒计算，Sb3+～Sb5+～2e-，Sb3+～Sb～3e-，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素物质的量之比为3：2。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 专题10工艺流程综合题 MnO2 1.(24-25高三上·山东滨州期末) M血，0：可用于生产软磁材料，利用电解金属锰阳极渣 ,还含少量 PbCO,Fe,0,、CuO等)和黄铁矿（含 FeS, )制备 的流程如下。 稀H2S04MnO2 CaCO: MnF2 NHH2O 空气 贺探萨一南一配一中一剂一M0洛液一 沉锰一→Mn(Om2→焙烧一→Mn,O4 滤渣缸 滤渣Ⅱ CaF2 滤液 已知：①各物质的溶度积(25C) MnF, CaF, Fe(OH); Cu(OH)2 Mn(OH)2 物质 溶度积(Kp) 5.6×103 1.5×10-10 2.6×1039 2.0×10-20 2.1×10-13 ②MJs1x10'mo1.L▣ 时，认为M沉淀完全。 Fe2+Fe (1)滤渣I的主要成分为S、(填化学式)：“酸浸”过程中 的质量浓度(P)和Mn的浸出 率与反应时间关系如图，20~80min浸出Mn元素的主要离子方程式为 100 ● 80树 pFe3+ pFe2+ 60 o-Mn的浸出率 40 20 0 20406080100120 反应时间/min (2)加入 Mn0:的作用是一。 H,0:替代M0的原因是 不宜使用 (3)若“转化”后溶液中cMn2）=0.21mol-L ,“中和除杂”需调节溶液的pH范围为（不考虑溶 lg2≈0.3 液体积的变化， )a 1/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 (4)若“氟化除杂”过程中cMn2）=0.28mol:L ,此时cCa24)= mol-L。 (⑤)其他条件一定，“沉锰”过程中锰离子沉淀率与溶液温度的关系如图.50℃后，锰离子沉淀率随溶液 温度升高而降低的原因是 85 80 75 30354045505560 温度/C (6)“焙烧”生 M血，04的化学方程式为— 2.(24-25高三上·山东德州期末)天然锆英砂（主要成分为 Si0)常含有 e,O,Al,O,、CuO等氧化物杂 质。工业上以锆英砂为原料制备 0:的一种工艺流程如图所示 有机溶剂 过量Na,CO,H,O过量盐酸NaCN HCI N235浓盐酸 路→南扇甸 萃取 →结晶→Zr0CL28H,0-→煅烧→Zr02 滤液1滤渣1 滤渣2 滤液2 H,0→反萃取→有机层 含铁废液 Na,ZrSiO 已知：①“碱熔”时，锆英砂转化为 ②Z0C,·8H,0 的溶解度随酸度降低而升高： @已知：常温下，K,[CuCN,]-4x10,溶液中离子浓度≤10x10noL即可认为该离子已沉淀 完全 ()“碱熔”前要对天然锆英砂进行粉碎处理，目的是一。 Zr02+ (2)滤液1的主要成分为“酸溶”后，锆元素以心的形式存在，则酸溶的离子方程式为一。 (3)萃取所用主要玻璃仪器有一，“结晶”步骤中获得晶体后，对晶体进行洗涤，为减少产品的损 2/13 函学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 失洗涤液最好选用」 (4)煅烧发生的化学方程式 (5)该流程中可循环利用的物质有 Cu2+ 0.2mol.L NaCN 溶液， Cu2+ (6)“除铜”时，若溶液中 的浓度为 ,加入等体积的 沉淀完全，则加入 的NaCN溶液浓度至少为. (溶液混合时体积变化忽略不计)。 LiMn2O 3.(24-25高三上·山东菏泽·期末) 是锂离子电池的活性材料。某小组以含锰矿料（主要成分是 MnCO Fe,03、FeO4Fe0、Co0.Si LiMn,O ,含少量 和 2)为原料制备 的工艺流程如图所示（部分条件 和产物省略)。 1)MnO, 30%硫酸 2)氨水 Na,S Na,CO. Li,COO, 含锰矿料酸浸→除杂1 除杂2 沉锰 Mn.(OH).CO2 合成→LiMn,0, 浸渣 固体1 固体2 废气（含C02) 已知几种金属氢氧化物沉淀的pH如表所示： Fe(OH) Fe(OH)2 Co(OH)2 Mn(OH) 金属氢氧化物 开始沉淀的pH 2.7 7.6 7.6 7.7 完全沉淀的pH 3.7 9.1 9.1 9.2 回答下列问题： (1)写出一条提高“酸浸”速率的措施： -0 MnO, (2)“除杂1”时，加入 的作用是（用离子方程式表示）。 pH (3)“固体1”的主要成分是（写化学式），“除杂1”过程调节范围为一。 (④在高温下“合成LiM血，0， ,反应的化学方程式为一。 (5)已知：常温下，K,CoS)=3.0×10,K,(MnS)=3.0×104 若除杂后所得溶液中 cMn2）=0.3nmol-L,则此时cco2）= 3/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 (⑥“浸渣”中含少量锰元素，其含量测定方法如下： Wg 250mL 第1步：称取 “浸渣”，加酸将镉元素以Mn 形式全部溶出，过泥，将密液加入 容量瓶中， 定容： 第2步：取25.00mL上述定容后的溶液于锥形瓶中，加入少量催化剂和过量 NH,,S,O溶液，加热， 充分反应后，煮沸溶液： 第3步：用 .10o0mol-L'(NH,Fe(S0,2溶液滴定至终点，消耗滴定液VmL,使Mn0重新变为 Mn2+。 己知： (NH,)S,0具有强氧化性，受热易分解。 ①“浸渣”中锰元素的质量分数为（用含W、V的代数式表示）。 ②如果省略第2步“煮沸溶液”，测得结果将_（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。 4.(24-25高三上·山东济南·期末)利用铜转炉烟灰（主要成分为Z0,含少量 e,0及Pb、Cu、As元素的化 合物)制取活性氧化锌的工艺流程如下： 硫酸铵、氨水 硫酸铁KMnO,试剂aNH,HCO 铜转炉→浸取 浸取液 烟灰 →除杂1→除杂2→除杂3→沉锌→Zm,(O川，C0,→煅烧→活性氧化锌 浸出渣 滤渣缸 滤渣Ⅱ 滤渣Ⅲ滤液 PbO-PbSO FeAsO FeAsO 已知：“浸取”后，锌元素以[乙(NH,)]广存在：25C时，部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 见下表（当溶液中某离子浓度c≤1.0x10mol-L 时，可认为该离子沉淀完全)。 金属离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ 开始沉淀pH 1.9 7.0 4.5 完全沉淀pH 3.2 9.0 6.4 回答下列问题： (1)“浸取”时控制温度为45~55℃之间，理由是 (2)“除杂2”中，需先将溶液的pH调至4~4.5，此时应选择的最佳试剂是（填标号）： A.氨水B.氧化锌C.硫酸D.盐酸 4/13 命学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 KMnO, 滴加 有M0生成，该反应的离子方程式为一：25C时，体系中Fe残留最大漆度为 溶液 mol.L (忽略反应对溶液pH的影响)。 (3)“除杂3”是置换除杂过程，则试剂a是（填化学式）；“沉锌”时，锌元素以Zn2+形式存在，发生 反应的离子方程式为一。 (4)该流程中可以循环使用的物质是_（填化学式）。 5.(24-25高三上·山东济宁·期末)废SCR催化剂（ T0,、V,0、w0)具有重要的经济价值，一种从废 SC催化剂回收钒、钨、钛等有价值化合物的工艺流程如图所示。 过量Ca(OH, 悬浊液 HCI 洗脱液 NH,NH.CI NaOH溶液 沉钨钒→酸洗 离子交换 →洗脱→沉钒V,0, 洗涤、干燥，灼烧，wO, 废SCR 粗钨酸沉淀 催化剂 →高温碱浸 浓H,S0 HO 酸煮 拿00，水解→过滤→烧]→T0, →溶液 滤液 已知：OV,0,W0,Ti0,都能与NaOH溶液反应，生成可溶性 NavO,Na,WO:,难溶于水的 Na,O.xTiO, ②T0S0,易溶于水，属于整电解质。偏钛酸难指于水，其化学式可表示为TOO:或T0, ()可以提高“高温碱浸”效率的措施为一（任写一种），该步骤后通过（填操作名称）可以实现 钛与钒，钨分离。 2r沉钨钒”时Na,w0转化为CaV0,沉降分离，已知温度为T时，(CaW0,)=1x10“ K,[Ca(o,]-4x10,当溶液中w0:恰好沉淀完全（离子浓度等于10mo-C)时，溶液中 c(OH= 5/13 丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 (③)已知“酸洗”后钒以H,VO] 形式存在，流程中“离子交换”和“洗脱”的目的是一。 HWO (4)粗 4沉淀洗涤过程中，判断洗涤干净的实验操作为一。 (⑤)“酸煮”步骤的化学方程式为一。 (6)流程中“滤液”溶质的成分为一。 6.(2425高三上·山东临沂百师联盟·期末)锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石（主要成分为 MCO,还含有铁、钴、镍、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下。 氨水调 氨水调 足量硫酸过量MnO, pH=3.7 pH=6.4 (NH)2S 含锰矿石一 浸取 氧化 除杂1 除杂2 除杂3 电解 →Mn 滤渣1 滤渣2 滤渣3 电解废液 →…→CuCL,·2H,O晶体 在25℃时，部分物质的溶度积常数如表一所示，几种金属离子沉淀的H如表二所示。 表 Co(OH)2 Ni(OH)2 物质 MnS CoS NiS 3.0×10-16 5.0×10-16 1.0×101 5.0×10-2 1.0×10-22 表二 金属离子 Fe2+ Fe Cu2 Mn2+. 开始沉淀的pH 7.5 3.2 5.2 8.8 完全沉淀的pH 9.7 3.7 6.4 10.4 回答下列问题： ()“氧化”步骤发生反应的离子方程式为」 (2)滤渣1的主要成分是_（填化学式），实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是一。 ③)有同学提出，加入NH,S除钻、除镍的步骤可以放在“除杂1之前，你是否赞同？请说明理由： 6/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 CuCl2·2H0 (4)由 晶体制 CuC1的方法是一 c/Co2) (5)在25C时，分离出滤渣3所得的滤液中cN可一， 欲使沉钴后的溶液中 cCo2+≤1.0×105molL ，需要控制溶液的H至少为一。（已知lg3≈0.48） (⑥电解废液中还含有少量M血“，向其中加入饱和N HCO 溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子 方程式为一。 7.24-25高三上山东青岛二中期末我国主要以P型锂辉石（主要成分 .0N,0.si0:,含有 Fe;O Me0等杂质)为原料，通过硫酸锂苛化法生产氢氧化锂L1OH并制备俚离子电池的正极材料山FcP0, 流程如下： (1)NaOH调 93%98%(1)石灰石 pH=11 浓硫酸 (2)水 (2)Na2CO溶液 NaOH B型 酸化 调浆 净化 蒸发结晶 Li2SO4 锂辉石 磨 焙烧 浸出 除杂 离心分离 溶液 滤渣1 滤渣2 LiFePO,一定条件LiOH:H,0← 蒸发、结晶、过 冷冻析钠 滤、洗涤、干燥 FeSO H,PO NaS0410H20 己知：① iFePO:.不溶于水，能溶于强酸。 ②部分金属氢氧化物的K,如下表。 Mg(OH)2 A1(OH) 物质 Fe(OH) 102 103 1038 ③N妇，S0和LiOH的溶解度随温度变化的曲线如图所示，二者结晶时均以水合物形式析出。 7/13 丽学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 60.0 50.0 Na,SOa 40.0 30.0 20.0 LiOH 10.0 0.0 0102030405060708090100 回答如下问题： (I)“球磨”操作的目的是一。 (2)加入石灰石中和残酸，调节pH使铁、铝等杂质完全沉淀，则pH至少为一。（保留一位小数。通常 ×105molL1 认为溶液中离子浓度小于 为沉淀完全) (3)滤渣2的成分是-。 Na,SO10H,O (4)获得 时，通常“冷冻至0℃”，原因是一。 (5)LiOH FeSO H,PO LiFePO 溶液与 和 混合溶液制备 的化学方程式为一；两种溶液相互滴加的方式 FesO,H,PO 不同会影响产率和纯度，有同学认为应该将 和 混合液滴加到LiOH 溶液中，你认为是否合 理（填“是”或“否”），说明理由：一。 LiFePO (6) 需要在高温下成型后才能作为电极，高温成型时要加入少量石墨，则石墨的作用是（任 写一点)。 8.(23-24高三上山东日照校际联合期未)以含钒钢渣（含Ca0、Fe,0和少量S SiO2 V2O3 3)和钛白废酸（含 H、Fe2+、Tio2.SO )为原料提取钒，实现“以废治废”。工艺流程如图： 稀H2SO。 KCIO -HR 有机层 Na,CO,钛白废酸试剂X HR 反萃取 NH;NH4CI 含帆钢溢一哈之·洞滤液运家一取 -沉钒→NH,VO,→煅烧→VzOs 滤渣 起实远团一-eO一监烫一0， 8/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 已知：有机萃取剂HR的萃取原理为M(aq)+mHR(org)二MR,org)+n(aq,其中org表示有机溶 液，酸性条件下HR能萃取F©而不能萃取F©“，HR Fe3+ 对+4价钒萃取能力强，而对+5价钒的萃取能力 较弱。 回答下列问题： (1)在空气中“焙烧”时， V,03转化为 aVO, 的化学方程式为一。 (2)“溶浸”时生成的滤渣除了 Ti02·xH20 外，还有（填化学式） Fe3 Fe2+ (3)“还原”的目的是将溶液中的+5价钒和~分别转化为+4价钒与，利于+4价钒的萃取并实现钒 和铁元素分离，加入的化学试剂X可能为 (填标号)。 CI2 B.Fe C.NH, H202 D. (4)在“萃取”操作后从水层中获得 ®(OH的离子方程式是 (5)在“反萃取”操作中KC10和V02反应生成V0:和CT,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为. NH,CI (6)上述流程中可循环利用的物质除 外，还有（填化学式）。 ()常温“沉钒”，维持溶液中 NH,H2O-NH CI 的总浓度为mol-,pH=8。“沉钒”后溶液中 cvOj=mol-L'已知K,(NH,·H,O)=a,KNH,vO,=b1。 9.(24-25高三上·山东泰安期末)工业上以富钒炉渣（主要含F0V2O3、V205和少量的SiO2、AlO3等）为原 料制备V2O5的工艺流程如下： KCIO 稀盐酸KOH溶液 NHCI 高温 含K+、CI、 富钒 炉渣 氧化 →酸浸→调pH→VO等离子→沉钒→NH4VO3沉淀→焙烧→V2O5 的溶液 滤渣1 滤渣2 母液 气体 己知：①+5价钒元素在溶液中的存在形式与溶液pH的关系： 9/13 学科网 www .zxxk com 让教与学更高效 溶液pH <1.0 1.04.0 4.0-6.0 6.0-8.5 8.513.0 >13.0 VO 钒元素存在 多钒酸 多钒酸 3- VOs V03 形式 根 根 备注 多钒酸盐在水中溶解度较小 ②Kp[Fe(OH]=2.6×1039;Kp[AI(OHD)]=1.0×1033; Ksp(NH4VO3)=1.6×10 回答下列问题： (1)“高温氧化”前将富钒炉渣研磨粉碎的目的是一；“高温氧化”过程中发生主要反应的化学方程式 为一 (2)滤渣1的主要成分为一；“调pH时需将Fe+、AI+除尽（浓度≤1×103moL1时，可认为已除尽）， 需调节pH的范围为一。 (3)若“沉钒”前溶液中c(V0)=0.2oL',忽略溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到99%，至少 应调节c(NH4)为molL过滤、洗涤、干燥得到NH4VO3沉淀，检验NH4VO,沉淀是否洗净的操作 是一。 (4)“焙烧”时生成两种参与大气循环的无毒物质，则该反应的化学方程式为一。 10.(2425高三上山东烟台·期末)以氟碳铈矿 CerC0,含e0,、Ba0、Si0等杂质)为士要原料制备硫 酸亚铁铵[ (NH,Fes0,·6H,0]和Ce0的工艺流程如下： 潮湿空气 稀H2SO4 试剂XNH4)2zSO4 氟碳 铈矿 焙烧 酸浸1 还原 转化 系列操作 →NH4)2Fe(SO426H2O CO,HF等 NH HCO 稀H2SO4和H2O2一 酸浸Ⅱ 沉铈 Ce2(CO3)3 均烧，CeO2 滤渣 气体滤液 已知： Ce0:既不溶于水，也不溶于稀 S04 ②常温下：K(H,C0,)=42×10,K2(H,C0,=5.6×10,K[Ce,(C0,]=1.0x10 10/13