题型05 工艺流程题（期末真题汇编，江苏专用）高一化学下学期

**基本信息** 江苏多地高一下期末工艺流程题汇编，聚焦工业废水处理、资源回收等真实情境，融合元素化合物、反应原理与实验探究，强化化学观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |工艺流程题|15题（每题主含5-6小题）|基态原子电子排布、杂化方式、离子方程式书写、产率计算、实验方案设计等|以含砷废水处理、纳米铁制备等工业情境为载体，设置“沉砷条件分析”“还原反应方程式书写”“纯度测定计算”等层次问题，匹配新课标真实问题解决要求|

题型05 工艺流程题 1．(24-25高一下·江苏泰兴·期末)一种处理高浓度酸性含砷废水（砷主要以形式存在，还含有少量）并回收的工艺流程如下： (1)基态As原子的核外电子排布式为________。 (2)“沉砷”步骤，需在搅拌条件下分多次加入，不能连续滴入的原因是________。 (3)“浸取”步骤发生反应：。分子结构如图所示，其中原子的杂化方式为______。 (4)“脱硫”步骤中转化为的离子方程式为______。 (5)“还原”步骤回收。已知废水中元素含量为废水回收了，则元素回收率（）为______（写出计算过程）。 (6)沉砷后废水中残留的砷元素可用PFS（聚铁）进一步除去。加入一定量的PFS，通入空气，并用石灰乳调节。PFS用量[以表示]和终点与砷去除率的关系如图所示。则PFS除砷的最佳条件是______。 【答案】(1)或 (2)防止和废水中的反应生成逸出，原料损失并造成环境污染 (3)杂化 (4) (5)根据守恒，理论生成，As元素的回收率为 (6)终点值为8，PFS用量为4或 【分析】含砷废水加入Na2S沉砷得到As2S3和FeS，As2S3和FeS用NaOH溶液浸取过滤，发生，滤渣为FeS，用NaClO脱硫，再经过酸化得到H3AsO4，H3AsO4用SO2还原得到As2O3。 【详解】（1）As为33号元素，基态As原子的核外电子排布式为：或； （2）酸性条件下，Na2S会产生H2S气体，不能连续滴入的原因是：防止和废水中的反应生成逸出，原料损失并造成环境污染； （3）根据图示可知，S原子价层电子对为，杂化方式为sp3； （4）“脱硫”步骤中，NaClO将氧化为和硫单质，自身被还原为氯离子，由电子守恒和原子守恒可得离子方程式为：； （5）废水中元素含量为废水中As元素含量为5.0g/L×75L=375g，根据守恒，理论生成，As元素的回收率为； （6）由图可知，时As的去除率最高，对应终点的pH为8，故除砷的最佳条件为：终点值为8，PFS用量为4或。 2．(24-25高一下·江苏无锡·期末)利用硫酸厂尾气(主要为，还含有和微量的)制备的流程如下： (1)“吸收”过程中与氨水反应的化学方程式为_____。 (2)“结晶”时加溶液用于除去溶液中的和，同时溶液温度降低。 ①和反应的离子方程式为_____。 ②溶液温度降低的可能原因是_____。 (3)生产中需要向吸收液中加入对苯二酚(具有较强还原性)。 ①加入对苯二酚的目的是_____。 ②下列实验方案能证明上述“吸收”过程中+4价硫可被氧化的是_____。 a．取吸收液向其中滴加盐酸酸化的溶液，观察是否产生沉淀。 b．将尾气通过饱和的溶液充分吸收，再通入淀粉-碘水溶液，观察溶液颜色变化。 c．取吸收液依次滴加过氧化氢溶液和盐酸酸化的溶液，观察是否产生沉淀。 (4)称取8.0g产品样品，溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液向其中逐滴滴加酸性高锰酸钾溶液，边加边振荡，至滴加到最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液从无色变成浅红色且半分钟内浅红色不褪去，此时消耗高锰酸钾溶液20.00mL。计算样品中的纯度，写出计算过程_____。［已知： 【答案】(1) (2) 反应吸热 (3) 防止亚硫酸盐被氧化 b (4) 83.75% 【分析】用氨水在吸收塔吸收二氧化硫能得到的吸收液，加入与反应：，同时可以除去生成的亚硫酸，过滤得到最后产品。 【详解】（1）“吸收”过程中与氨水反应的化学方程式为。 （2）①和反应的离子方程式为：。 ②溶液温度降低的可能原因是该反应吸热。 （3）①由于对苯二酚具有较强还原性，而亚硫酸根容易被氧化，所以其作用是防止亚硫酸盐被氧化。 ②a．盐酸酸化以后，除去了其中的亚硫酸根，加入 无法生成亚硫酸钡沉淀，a不能证明； b．尾气二氧化硫与碘水溶液反应：，由于消耗了碘单质，溶液颜色从蓝色变为无色，说明价硫可被氧化，b可以证明； c．硫酸厂尾气含有，溶于水生成硫酸根，加入盐酸酸化的溶液，也生成硫酸钡沉淀，c不能证明； 故选b。 （4）亚硫酸根可以被高锰酸钾氧化为硫酸根，高锰酸钾消耗的物质的量是：，根据方程式：，可以计算出，所以，则样品中的纯度为：。 3．(24-25高一下·江苏丹阳·期末)工业上用铜阳极泥（主要含，还含少量Ag、Au）为原料制备粗碎并回收Ag。其工艺流程如图： 已知：微溶于水，可溶于强酸和强碱。 (1)写出与反应的离子方程式_______，该反应控制溶液的pH为4.5~5.0，酸性不能太强的原因是_______。 (2)写出 SO2与滤液B中TeCl4反应生成单质碲的化学方程式_______。 (3)滤渣B经过一系列处理得到较纯净的含的溶液，在空气中，用过量的铁粉将还原为单质银，一定温度下，Ag的回收利用率随反应时间的变化如图所示。 ①请补充完整由含的溶液制备单质银实验方案：________【实验中须用的试剂：铁粉、稀盐酸、稀硝酸、溶液】。 ②解释后Ag的回收利用率逐渐减小的原因_______。 (4)粗碲中碲的质量分数的测定步骤如下：取2.500g粗碲粉，加入酸使其转化为亚碲酸，配制成100mL溶液，取25mL溶液于锥形瓶中。向锥形瓶中加入：酸性溶液，充分反应使亚碲酸转化为碲酸。当滴入硫酸亚铁铵溶液时，溶液恰好完全反应。 测定过程中发生下列反应：；。 求该粗碲中碲的质量分数为_______（写出计算过程）。 【答案】(1) Cu2Te+4H++4H2O2=2Cu2++TeO2↓+6H2O TeO2会与酸反应导致Te元素损失 (2)TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+4HCl+2H2SO4 (3) 边搅拌边向含[AgCl2]-的溶液中加入稍过量的铁粉，充分反应后，过滤，向滤渣中滴加稀盐酸直至不再产生气泡，过滤，用蒸馏水洗涤固体，直到向最后一次洗涤滤液加入硝酸酸化的硝酸银无沉淀为止，干燥，得到纯净的银单质 Fe2+被氧气氧化为Fe3+，Fe3+把Ag氧化为Ag+ (4)设Te的物质的量为x，根据转移电子守恒可得2x+0.02L×0.3mol/L×1=2×0.005L×0.5mol/L×3，解得x=0.0045mol，Te的质量分数为×100%=92.16%。 【分析】精炼钢的阳极泥(主要成分为Cu2Te，还含有金、银)和硫酸、H2O2反应生成了不溶于水的TeO2，根据碲元素的化合价变化，可知此反应是氧化还原反应，反应的化学方程式是Cu2Te+4H++4H2O2=2Cu2++TeO2↓+6H2O，反应过后水浸的滤液A的主要成分是CuSO4，滤渣A的主要成分是不溶于水的TeO2、Au、Ag，经过浓HCl浸出后，TeO2转化为TeCl4进入滤液B中，经SO2还原得到粗碲，TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+4HCl+2H2SO4，滤渣B为Ag、Au，经过一系列操作Ag转化为[AgCl2]-，经过还原生成Ag。 【详解】（1）根据分析，Cu2Te、H2SO4、H2O2反应的离子方程式为Cu2Te+4H++4H2O2=2Cu2++TeO2↓+6H2O；根据分析，用浓盐酸浸出后TeO2转化为TeCl4，因此酸性太强TeO2会与酸反应导致Te元素损失； （2）根据分析，SO2与滤液B中TeCl4反应生成单质碲、HCl、H2SO4，方程式为TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+4HCl+2H2SO4； （3）①边搅拌边向含[AgCl2]-的溶液中加入稍过量的铁粉将Ag置换出来，由图可知t1min时Ag的回收利用率最大，因此充分反应t1min后，过滤，此时滤渣中有Ag和过量的Fe，向滤渣中滴加稀盐酸直至不再产生气泡，将过量的Fe除去，过滤，滤出的固体表明会有Cl-，用蒸馏水洗涤固体，直到向最后一次洗涤滤液加入硝酸酸化的硝酸银无沉淀为止，干燥，得到纯净的银单质； ②tmin后，由于Fe2+较长时间与空气接触，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，4Fe2++O₂+4H+=4Fe3++2H₂O，Fe3+可以把Ag氧化为Ag+，由于溶液中有大量的Cl-，Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀，有利于Fe3+与Ag的反应正向进行，离子方程式为Fe3++Ag+Cl-=AgCl↓+Fe2+，因此Ag的回收利用率逐渐减小； （4）根据题意H2TeO3中的Te由+4价升为H6TeO6中的+6价，每个Te失去2e-，设Te的物质的量为x，Te失去电子的物质的量为2x，根据Fe2+~Fe3+，失去电子的物质的量为0.02L×0.3mol/L×1，根据K2Cr2O7~2Cr3+，Cr得到电子的物质的量为2×0.005L×0.5mol/L×3，根据转移电子守恒可得2x+0.02L×0.3mol/L×1=2×0.005L×0.5mol/L×3，解得x=0.0045mol，则100mL溶液中Te的物质的量为0.0045mol×=0.018mol，Te的质量分数为×100%=92.16%。 4．(24-25高一下·江苏苏州·调研)以焙烧黄铁矿产生的红渣(主要成分、)为原料，制备晶体。工艺流程如下： (1)“酸浸”加料完成后，可提高铁元素浸出率的措施有___________(任写两种)。 (2)“还原”产生的滤渣②中无单质，“还原”反应的化学方程式为___________。 (3)“还原”后过滤得到溶液，可制备晶体。 ①检验“还原”后滤液中是否含的实验操作为___________。 ②溶解度曲线如图所示，补充完整获得晶体的实验方案：向含有少量的溶液中，___________(可选用的试剂：溶液、粉、粉)。 (4)的应用。在溶液中加入溶液和溶液，加热产生白色沉淀。白色沉淀易被氧化得到铵铁蓝。 ①产生的离子方程式为___________。 ②的内界中元素的化合价为___________。 【答案】(1)(适当)升高温度、(适当)加快搅拌速度、(适当)延长浸泡时间 (2) (3) 取少量滤液，滴加溶液，若溶液呈血红色，则含有，反之则无 加入足量铁粉，过滤，将滤液蒸发浓缩得到下的饱和溶液，冷却结晶，过滤，(冰水)洗涤，干燥 (4) 【分析】以主要成分为、的红渣为原料制备晶体，在“酸浸”过程与反应生成而溶解，与不反应作为滤渣①被除去，在“还原”过程中与发生氧化还原反应生成，过滤后从溶液中经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤烘干，得到晶体。 【详解】（1）(适当)升高温度、(适当)加快搅拌速度、(适当)延长浸泡时间可以提高酸浸中铁元素浸出率； （2）“还原”过程中与发生氧化还原反应，由产生的滤渣②中无单质可知，将-1价的硫氧化为更高价态的，故二者反应生成，根据得失电子守恒、元素守恒配平，化学反应方程式为； （3）①可以与反应生成使溶液显红色，故检验“还原”后滤液中是否含的实验操作为取少量滤液，滴加溶液，若溶液呈血红色，则含有，反之则无；②从溶解度曲线可看出，时溶解度最大，温度较低时溶解度较低，故可以采用冷却结晶可以从溶液中得到，含有的加入足量铁粉可以转化为，故实验方案为加入足量铁粉，过滤，将滤液蒸发浓缩得到下的饱和溶液，冷却结晶，过滤，(冰水)洗涤，干燥； （4）①根据在溶液中加入溶液和溶液，加热产生白色沉淀，则反应的离子方程式为；②白色沉淀易被氧化，即外界的被氧化为生成铵铁蓝，则外界铁元素为，结合、离子电荷守恒，则配离子为带4个负电荷，其中有6个带1个负电荷的配体为，则内界的铁元素为，化合价为+2价。 5．(24-25高一下·江苏南京·期末)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下： (1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_______。 (2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如下图所示。 已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃ 硫去除率=(1—)×100% ①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于_______。 ②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是__。 (3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由__(填化学式)转化为__(填化学式)。 (4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3.Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=_______。 【答案】 SO2+OH−= FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 NaAlO2 Al(OH)3 1∶16 【分析】根据流程，矿粉焙烧时FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，在空气中CaO可将SO2转化为CaSO4；“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2， (1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O。 (2)①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃，不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。 ②添加CaO，CaO起固硫作用，根据硫去除率的含义，700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。 (3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3。 (4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑。 【详解】(1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3和H2O，反应的化学方程式为SO2+NaOH=NaHSO3，离子方程式为SO2+OH-=。 (2)①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃，不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。 ②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2=2CaSO4，根据硫去除率的含义，700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。 (3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3，反应的离子方程式为CO2++2H2O=Al(OH)3↓+，即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al(OH)3。 (4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，反应的化学方程式为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，理论上完全反应消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=1：16。 6．(24-25高一下·江苏连云港东海县·期末)以硫铁矿(主要成分为)为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的实流程如下： 已知：硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为，还含有少量杂质。 (1)实验室流程中，操作1的名称为___________。“酸浸”时为了提高浸取速率，可以采取的措施是___________(任写一种)。 (2)向“滤液1”中加入时需要控制反应温度，原因是___________。若用代替，其离子方程式为___________。 (3)“混合液”中加入氨水调节，可使沉淀而不沉淀，“滤液2”中主要成分为___________(填化学式)。 (4)检验“还原”时是否完全转化的实验操作是___________。 【答案】(1) 过滤 将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度等 (2) 温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解 (3)Al2(SO4)3、(NH4)2SO4 (4)取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化 【分析】硫铁矿通入空气焙烧得硫铁矿烧渣(主要成分为FeO、Fe2O3，还含有少量SiO2、Al2O3杂质)，加入硫酸，铁的氧化物、氧化铝溶解转化为Fe2+、Fe3+、Al3+进入滤液1，SiO2不溶于硫酸，为滤渣1的成分，滤液1中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，向氧化后的混合液中加入氨水，调pH使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，滤渣2为Fe(OH)3，加入H2SO4溶解Fe(OH)3得Fe3+的溶液，加入Fe进行还原得到FeSO4溶液，最终得到FeSO4·7H2O晶体； 【详解】（1）根据分析可知，操作1为过滤；通过将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度，可以提高“酸浸”浸取速率； （2）温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解，故需要控制温度35℃~38℃；H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，若用氧气代替，则酸性条件下，氧气氧亚铁离子生成铁离子，离子方程式为：； （3）加入氨水沉淀时，调节pH可使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，由分析，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，故滤液2中主要成分为Al2(SO4)3、(NH4)2SO4； （4）检验Fe3+是否完全转化，可以取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化。 7．(24-25高一下·江苏连云港东海县·期末)颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下： (1)写出“酸溶”时发生的属于氧化还原反应的离子方程式除了外：还有_______。 (2)固体在空气中灼烧后得到红棕色固体和混合气体，若，则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为_______。 (3)“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，其原因是_______(用化学方程式表示)。 (4)纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐转化为，其催化还原反应的过程如图1所示。 ①从电子转移的角度，硝酸盐()转化为的过程可以描述为：纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子，在催化剂层中氢离子得电子变为氢原子，_______。 ②为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体为4.2，当时，随减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2分析原因：减小，H+离子浓度增大，_______。 (5)纳米铁粉中铁元素含量测定：准确称取2.000g产品，加入足量盐酸溶解，过滤除去不溶性杂质，滤液移入100mL容量瓶，定容至刻度线，取20.00mL于锥形瓶中，用溶液与反应(反应原理为，未配平)，恰好完全反应时，消耗溶液23.50mL。计算产品中铁元素的质量分数_______ (写出计算过程)。 【答案】(1) (2) (3) (4) 在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH，NH失去氢原子后，两个氮原子生成氮气 会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH在H+参与下更多地与H反应生成，减少了氮气的生成 (5)98.70% 【分析】由题给流程可知，向含有少量氧化铁的铁屑中加入稀硫酸酸溶得到硫酸亚铁溶液，向溶液中加入草酸溶液，将溶液中的亚铁离子转化为草酸亚铁沉淀，过滤得到草酸亚铁；草酸亚铁在氧气中灼烧得到氧化铁，高温条件下氧化铁与氢气反应得到纳米铁粉。 【详解】（1）由分析可知，“酸溶”时发生的氧化还原反应为铁与溶液中的铁离子反应生成亚铁离子、与溶液中的氢离子反应生成亚铁离子和氢气，反应的离子方程式分别为、，故答案为：； （2）草酸亚铁中铁元素的化合价为+2价、氧元素的化合价为—2价，由化合价代数和为0可知，碳元素的氧化数为+3价，由题意可知，草酸亚铁与氧气反应生成一氧化碳和二氧化碳的物质的量比为1：1，则反应时，草酸亚铁中的铁元素的化合价升高被氧化、碳元素的化合价既升高被氧化又降低被还原，草酸亚铁既是反应的氧化剂又是还原剂，氧元素的化合价降低被还原，氧气是反应的氧化剂，由得失电子数目守恒可知，反应的化学方程式为，故答案为：； （3）高温条件下铁能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，所以用氢气还原氧化铁前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，反应的化学方程式为，故答案为：； （4）①由图可知，硝酸根离子转化为氮气的过程为纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子，在催化剂层中氢离子得电子变为氢原子，在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH，NH失去氢原子后，两个氮原子生成氮气，故答案为：在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH，NH失去氢原子后，两个氮原子生成氮气； ②由图可知，溶液pH小于4.2时，溶液pH减小，溶液中氢离子浓度增大，氢离子会结合电子生成更多的氢原子，使硝酸根被还原的中间产物NH在氢离子参与下更多地与氢原子反应生成铵根离子，减少了氮气的生成，所以当溶液pH小于4.2时，随溶液pH减小，氮气生成率逐渐降低，故答案为：会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH在H+参与下更多地与H反应生成，减少了氮气的生成； （5）由得失电子数目守恒可得如下关系：6Fe2+—Cr2O，反应消耗23.50mL0.05000mol/L重铬酸钾溶液，则产品中铁元素的质量分数为×100%=98.70%，故答案为：98.70%。 8．(24-25高一下·江苏宿迁沭阳县·期末)用硫酸渣(主要成分为、)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下： (1)“还原”时主要反应的离子方程式：_______。 (2)检验“还原”后的溶液中是否含的试剂是_______。 (3)“过滤1”所得滤渣的主要成分为_______。 (4)“制备”时生成铁黄的离子方程式：_______。用溶液代替空气优点是缩短氧化时间，缺点可能是_______。 (5)“制备”时实验测得溶液的pH对铁黄产率的影响如图所示。 应控制pH的合理范围是4.5左右，分析pH过大时铁黄产率降低的可能原因_______。 (6)测定铁黄产品纯度进行如下实验： 称取1.000g铁黄样品，加入20.00mL 1.000 [发生反应：，假设杂质不参加反应]，固体完全溶解后，加入溶液[发生反应：，后续不与稀NaOH溶液反应]，用0.5000 NaOH溶液滴定剩余的酸，恰好完全反应时，消耗NaOH溶液体积为20.00mL。计算该产品的纯度_______(写出计算过程)。 【答案】(1) (2)KSCN溶液 (3)、Fe (4) 的还原产物可能为氮氧化物，会污染空气 (5)pH过大时，部分会转化为 (6)89%（计算过程见解析） 【分析】硫酸渣(主要成分为、)用硫酸酸浸，不溶解，转化为硫酸铁，加入过量铁粉，硫酸铁被还原为硫酸亚铁，过滤，滤渣为和过量的铁粉，滤液为硫酸亚铁溶液，加入氨水、通入空气后，亚铁离子被氧化为FeOOH沉淀，过滤后得到硫酸铵溶液。 【详解】（1）“还原”时，铁离子被还原为亚铁离子，主要反应的离子方程式为。 （2）遇到KSCN，溶液会变红，检验“还原”后的溶液中是否含的试剂是KSCN溶液。 （3）由分析可知，“过滤1”所得滤渣的主要成分为、Fe。 （4）“制备”时，亚铁离子被氧气氧化，生成铁黄，反应的离子方程式为；用溶液代替空气优点是缩短氧化时间，缺点是的还原产物可能为氮氧化物，会污染空气。 （5）pH过大时，部分会转化为，导致铁黄产率降低。 （6）用NaOH溶液滴定剩余的硫酸，关系式为，则剩余硫酸的物质的量，则铁黄消耗的硫酸的物质的量，由题中的化学方程式可得，，则产品的纯度为。 9．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期末)氧化钴(Co2O3)粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某工厂用废旧钴基合金(主要成分为CoO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO)制备Co2O3，工艺流程如图所示： 已知：该工艺条件下，H2O2、Fe3+不能氧化Co2+。 回答下列问题： (1)下列措施更有利于完成“碱浸”目的，提高“碱浸”的浸取速率的是_______(填字母)。 a．适当升高温度　　　b．碱浸过程中不断搅拌 c．延长浸取时间　　　d．加大废旧钴基合金的用量 (2)“酸浸”所得“浸渣”的主要成分为PbSO4，写出生成PbSO4的离子方程式_______。 (3)“除铁”时控制反应温度低于50℃的目的是_______。 (4)“沉镁、沉钙”时，pH不宜太小的原因_______。 (5)为测定“转化”时获得草酸钴(CoC2O4)的纯度，现称取2.0g草酸钴样品，将其用适当试剂转化为草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，再用过量稀硫酸酸化，并用0.1mol·L-1高锰酸钾标准溶液滴定，平行实验三次，达到滴定终点时，消耗高锰酸钾标准溶液的体积如下表所示： 实验序号 1 2 3 高锰酸钾标准溶液的体积/mL 39.97 43.86 40.03 ①达到滴定终点时的标志为_______。 ②写出H2C2O4与KMnO4溶液反应的离子方程式_______。 ③草酸钴样品的纯度为_______。(已知：M(CoC2O4)=147g/mol，写出计算过程) ④若读取KMnO4标准溶液体积时，开始时俯视读数，滴定结束时仰视读数，则所测CoC2O4的纯度_______。(填“偏高”、“偏低”或“不变”) 【答案】(1)ab (2)PbO+2H++=PbSO4+H2O (3)防止双氧水分解及氨水的挥发与分解 (4)pH太小，氢离子浓度过大，抑制HF的电离，c(F-)减小，镁、钙沉淀不完全 (5) 当滴加最后半滴高锰酸钾标准溶液时，溶液颜色由无色变为浅紫红色，且30s内不变色 5H2C2O4 + 2+ 6H+ = 10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O 73.5% 偏高 【分析】废旧钴基合金(主要成分为CoO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO)，用氢氧化钠“碱浸”生成四羟基合铝酸钠除氧化铝；滤渣“酸浸”生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀，滤液中含有硫酸钴、硫酸铁、硫酸亚铁、少量硫酸钙、硫酸镁；滤液中加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加氨水生成氢氧化铁沉淀除铁；滤液中加HF生成MgF2、CaF2沉淀除钙、除镁；滤液中加碳酸钠，可以得到碳酸钴；碳酸钴与盐酸反应，生成氯化钴，氯化钴与草酸铵反应，得到得到草酸钴；草酸钴灼烧得到Co2O3，据此分析解答。 【详解】（1）a．适当升高温度可以加快反应速率，a正确； ｂ．碱浸过程中不断搅拌，增加反应速率，b正确； ｃ．延长浸取时间只能增加浸取量，不能增加反应速率，c错误； ｄ．加大废旧钴基合金的用量，只能增加浸取量，不能增加反应速率，d错误；综上所述ab符合。 （2）“酸浸”时PbO与H2SO4生成 PbSO4，离子反应方程式为PbO+2H++SO=PbSO4+H2O。 （3）双氧水受热易分解，氨水易挥发，“除铁”时需要控制反应温度不能高于的原因是防止双氧水分解，及浓氨水的挥发与分解。 （4）“沉镁、沉钙”时，pH太小，氢离子浓度过大，抑制HF的电离，c(F-)减小，镁、钙沉淀不完全。 （5）①酸性KMnO4溶液为紫红色，滴定终点时无色变为紫红色，则滴定终点的现象是当滴加最后半滴高锰酸钾标准溶液时，溶液颜色由无色变为浅紫红色且30s内不变色； ②KMnO4将H2C2O4与氧化成CO2，反应离子方程式为5H2C2O4 + 2MnO+ 6H+ = 10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O； ③第2次实验误差较大，舍弃，消耗高锰酸钾标准溶液的体积为mL=40.00mL，根据反应的离子方程式5H2C2O4 + 2MnO+ 6H+ = 10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O可知，n(H2C2O4 )=n(MnO)=×0.1mol/L×0.04L=0.01mol，则样品中含有的草酸钴的质量为= 0.01mol×147g/mol=1.47g，则样品的纯度为=73.5%； ④若读取KMnO4标准溶液体积时，开始时俯视读数，滴定结束时仰视读数，所耗KMnO4标准溶液的体积偏大，则所测CoC2O4的纯度偏高。 10．(24-25高一下·江苏常州高级中学·期末)以硫铁矿（主要成分为）为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的流程如下： 已知：硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为FeO、，还含有少量杂质。 (1)实验室流程中，操作Ⅰ的名称为________。“酸浸”时为了提高浸取速率，可以采取的措施是________（任写一种）。 (2)①向“滤液1”中加入时需要控制反应温度35~38℃，原因是________。 ②若用代替，其离子方程式为________。 (3)“混合液”中加入氨水调节pH，可使沉淀而不沉淀，“滤液2”中主要成分为________（填化学式）。 (4)检验“还原”时是否完全转化的实验操作是________。 (5)在氛围中，的脱水热分解过程如图所示： 根据实验结果可知x=________。 【答案】(1) 过滤 将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度等 (2) 温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解 (3)Al2(SO4)3、(NH4)2SO4 (4)取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化 (5)4 【分析】硫铁矿(主要成分为FeS2)通入空气焙烧得硫铁矿烧渣(主要成分为FeO、Fe2O3，还含有少量SiO2、Al2O3杂质)，加入硫酸，铁的氧化物、氧化铝溶解，转化为Fe2+、Fe3+、Al3+进入滤液1，SiO2不溶于硫酸，为滤渣1的成分，滤液1中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，向氧化后的混合液中加入氨水，调pH使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，滤渣2为Fe(OH)3，加入H2SO4溶解Fe(OH)3得Fe3+的溶液，加入Fe进行还原，得到FeSO4溶液，最终得到FeSO4·7H2O晶体。 【详解】（1）根据分析可知，操作1为过滤；通过将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度，可以提高“酸浸”浸取速率； （2）温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解，故需要控制温度35℃~38℃；H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，若用氧气代替，离子方程式为：； （3）加入氨水沉淀时，调节pH可使Fe3+沉淀而Al3+不沉淀，由分析，Al3+进入滤液2，滤液2中还有铵根、硫酸根，故滤液2中主要成分为Al2(SO4)3、(NH4)2SO4； （4）检验Fe3+是否完全转化，可以取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化； （5）由图中信息可知，当失重比为19.4%时，FeSO4·7H2O转化为FeSO4·x H2O，已知FeSO4·7H2O的相对分子质量为278，则，解之得x =4。 11．(24-25高一下·江苏徐州·期末)纳米在污水处理中有广阔的应用前景，可催化降解染料废水中的亚甲基蓝。某工厂不锈钢酸洗废液含有等成分，一种利用不锈钢酸洗废液回收制备纳米的工艺流程如下所示。 (1)“蒸馏”获得的再生酸成分为_______，采用减压蒸馏的目的是_______。 (2)“除锰”中发生反应的离子方程式为_______。 (3)“还原”中检验反应是否完全的实验方案为_______。 (4)“氧化”时需将胶体氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为_______。 (5)“煅烧”时煅烧温度对纳米的粒径影响如图1所示，不同纳米粒径对亚甲基蓝降解率的影响如图2所示，煅烧时选择最佳温度为_______℃，选择该温度的原因是_______。 【答案】(1) 降低蒸馏温度减少硝酸的分解 (2) (3)取少量还原后溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，说明反应已完全 (4) (5) 450℃ 煅烧温度为450℃时，纳米粒径为134.3nm，亚甲基蓝降解率最高 【分析】酸洗废液加入硫酸减压蒸馏分离出再生酸硝酸，溶液加入高锰酸钾将锰离子氧化为二氧化锰，过滤滤液加入铁将铁离子还原为亚铁离子，加入氨水得到氢氧化亚铁胶体，加入过氧化氢将胶体氧化为FeOOH，煅烧得到纳米； 【详解】（1）硝酸具有挥发性且受热容易分解，故“蒸馏”获得的再生酸成分为，采用减压蒸馏的目的是降低蒸馏温度减少硝酸的分解； （2）“除锰”中发生反应为锰离子和高锰酸根离子发生归中反应生成二氧化锰和氢离子，离子方程式为； （3）“还原”中检验反应是否完全，就是检验是否还存在铁离子，实验方案为取少量还原后溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，说明反应已完全； （4）过氧化氢具有氧化性，“氧化”时过氧化氢将胶体氧化为FeOOH，结合电子守恒，该反应的化学方程式为； （5）煅烧温度为450℃时，纳米粒径为134.3nm，亚甲基蓝降解率最高，故煅烧时选择最佳温度为450℃。 12．(24-25高一下·江苏盐城·期末)全元素回收技术近年来成为废锂离子电池回收研究关注的重点。废旧磷酸铁锂电池正负极黑粉(主要含Fe、P、Li、C和少量的Cu、Al)全浸出工艺流程如下： (1)“酸浸”：为加快酸浸速率，可以采取的措施有___________(写一种即可)。 (2)“除铝”：NaOH溶液过多不利于除铝的原因是___________(用离子方程式表示)。 (3)“沉铁”：加入NaOH调pH之前要检验是否含有，其检验方法为___________。 (4)“沉锂”：沉淀得到的碳酸锂产品往往含有杂质。 称取1.000g产品，溶于的硫酸溶液中，煮沸、冷却，加水定容至100mL。取定容后的溶液10.00mL，加入2滴酚酞试液，用标准NaOH溶液滴定过量的硫酸，消耗NaOH溶液14.00mL。产品中的质量分数为___________(写出计算过程)。 (5)“再生”：将和粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生可制备，实现再循环利用。该反应的化学方程式为：___________。 【答案】(1)适当升温、适当增加硫酸溶液浓度、(加快)搅拌(速率) (2) (3)取少量溶液，滴加酸性溶液，若酸性溶液褪色，说明溶液中含有；如不褪色，则说明无或取少量溶液，滴加溶液，若生成蓝色沉淀，说明含有；如无蓝色沉淀，则说明无或取少量溶液，滴加溶液无明显现象，再加氯水，若溶液变红，说明溶液中含有；如不变红色，则说明无 (4) (5) 【分析】废旧磷酸铁锂电池正极片和负极黑粉酸浸后得到石墨渣，所得滤液中加入铁粉置换出铜，过滤后滤液中加入氢氧化钠溶液除铝，所得滤液中加入双氧水氧化亚铁离子，调节pH沉铁，过滤后加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀，据此解答。 【详解】（1）为加快酸浸速率可以采取的措施有：适当升温、适当增加硫酸溶液浓度、(加快)搅拌(速率)，故答案为：适当升温、适当增加硫酸溶液浓度、(加快)搅拌(速率)； （2）和少量反应时，方程式为：，当NaOH过量时，所以“除铝”：NaOH溶液过多不利于除铝的原因是：，故答案为：； （3）有还原性，可以使酸性溶液褪色，遇溶液会产生蓝色沉淀，也可以被氯水氧化成，然后用溶液检验有无，所以检验是否含有的方法为：取少量溶液，滴加酸性溶液，若酸性溶液褪色，说明溶液中含有；如不褪色，则说明无或取少量溶液，滴加溶液，若生成蓝色沉淀，说明含有；如无蓝色沉淀，则说明无或取少量溶液，滴加溶液无明显现象，再加氯水，若溶液变红，说明溶液中含有；如不变红色，则说明无，故答案为：取少量溶液，滴加酸性溶液，若酸性溶液褪色，说明溶液中含有；如不褪色，则说明无或取少量溶液，滴加溶液，若生成蓝色沉淀，说明含有；如无蓝色沉淀，则说明无或取少量溶液，滴加溶液无明显现象，再加氯水，若溶液变红，说明溶液中含有；如不变红色，则说明无； （4） （5）该反应的化学方程式为：，故答案为：； 13．(23-24高一下·江苏苏州·期末)磷酸亚铁锂()广泛用作锂电池正极材料。一种以磷铁粉(主要成分为FeP、)为原料制备磷酸亚铁锂的生产流程如下： (1)“焙烧”是在700℃条件下使磷、铁元素分别转化为和，反应中放出。写出焙烧时FeP发生反应的化学方程式：___________。 (2)研究发现，用硫酸直接浸取的反应性很差，需要先将其还原为二价铁。“还原”时的固碳比[固碳比)]对“酸浸”时铁浸出率的影响如图所示。当后，铁浸出率降低，其原因是___________。 (3)向溶液中加入的目的：①调节混合液的pH；②___________。 (4)“煅烧”需要在氩气氛围中进行，原因是___________。和的理论投入量的物质的量之比为___________。 (5)产品中铁元素含量测定：准确称取4.000g产品，加入足量盐酸溶解，过滤除碳，滤液移入100mL容量瓶，定容至刻度线，取20.00mL于锥形瓶中，加入还原剂，将全部还原为，用溶液与反应(反应原理为，未配平)，恰好完全反应时，消耗溶液16.00mL。计算产品中铁元素的质量分数。___________ (写出计算过程) 【答案】(1) (2)淀粉量不足，部分未被还原为，导致铁浸出率降低 (3)调节铁、磷两种元素的比例约为1：1 (4) 防止被氧化 1：1 (5) 【分析】磷铁粉主要成分为FeP、，加入碳酸钠和通入空气进行焙烧，根据题意知，生成和，同时反应中放出，溶解后过滤，得到和溶液，中加入淀粉发生氧化还原反应，产物加入硫酸后生成硫酸亚铁，溶液中加入磷酸消耗碳酸钠，从而调节pH，硫酸亚铁、磷酸钠、双氧水反应产生磷酸铁，磷酸铁与碳酸锂、草酸反应产生。 【详解】（1）“焙烧”是在700℃条件下使磷、铁元素分别转化为和，反应中放出，FeP发生反应的化学方程式：。 （2）加入淀粉与发生氧化还原反应，产生，当后，淀粉量不足，部分未被还原为，导致铁浸出率降低。 （3）向溶液中加入的目的：①中和碳酸钠，调节混合液的pH；②调节铁、磷两种元素的比例为1：1。 （4）“煅烧”需要在氩气氛围中进行，原因是：防止被氧化； ，因此和的理论投入量的物质的量之比为1：1。 （5）根据题中信息可知，反应为：，消耗溶液16.00mL，，根据可知，，4.000g产品中铁元素质量：，产品中铁元素的质量分数为：。 14．(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期末)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的实验流程如下：    (1)“溶解”时Cu发生反应的离子方程式为___________。 (2)“溶解”可适当升高温度以加快反应速率，但温度不宜过高。温度不宜过高的原因是___________。 (3)滤渣中的主要物质是___________(填化学式)。 (4)“沉锌”时生成碱式碳酸锌[]，碱式碳酸锌在空气中加热可转化为ZnO，过程中固体质量随温度的变化关系如下图所示。已知：加热至125℃、加热至350℃均分解成ZnO，该碱式碳酸锌失去结晶水的温度与的分解温度接近。    根据以上实现数据计算，确定中x的值(写出计算过程)。______ 【答案】(1) (2)盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低 (3)Cu(或Cu、Zn) (4)x=2 【分析】废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)，利用盐酸溶解，同时通入空气，金属分别转化为氯化锌、氯化铜，加入氢氧化钠溶液调节pH，然后加入锌置换出铜，滤液中加入碳酸钠沉锌，生成碱式碳酸锌，煅烧碱式碳酸锌生成氧化锌，据此判断。 【详解】（1）“溶解”时Cu被氧化为氯化铜，发生反应的离子方程式为。 （2）由于盐酸易挥发，氧气的溶解度随温度升高而降低，所以温度不宜过高的原因是盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低。 （3）锌置换铜，所以滤渣中的主要物质是Cu(或Cu、Zn)。 （4）根据图像结合物质的分解温度可知最终得到的氧化锌，设为1mol，最终生成3molZnO，因此满足，解得x＝2。 15．(23-24高一下·江苏南京中华中学·期末)以废旧锂离子电池正极材料(主要成分为镍钴锰酸锂，还有少量镁铝合金和含铁化合物)为原料，回收、、的过程可表示为： (1)“酸浸”时，三价镍、三价钴、四价锰转化为、、进入溶液，则在该过程中是_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。保持其他条件相同，搅拌相同时间，测得60℃时镍、钴、锰的浸出率最大：温度既不能过低也不能过高的可能原因是________。 (2)“过滤”时所用到的玻璃仪器有烧杯、________。 (3)“除铁”时加入溶液控制溶液的为1.5~1.8，则转化为黄钠铁矾[]沉淀的离子方程式是________。 (4)回收液可用于合成锂离子电池正极材料，合成前需测定其中等离子的浓度。 测定原理：用过量标准溶液氧化经预处理的回收液样品中的，再用标准溶液滴定过量的溶液。反应方程式为：。 测定过程：取预处理后的回收液样品20.00mL，向其中加入：20.00mL溶液，充分反应；再用溶液滴定反应后的溶液，消耗溶液12.00mL。 计算预处理后的回收液样品中的物质的量浓度_______。(写出计算过程) 【答案】(1) 还原剂 温度低于60℃时，酸浸反应速率较慢；温度高于60℃时，分解反应速率较快 (2)漏斗、玻璃棒 (3) (4) 【分析】酸浸”时，三价镍、三价钴、四价锰转化为Ni2＋、Co2＋、Mn2＋，金属元素的化合价降低，则H2O2作还原剂；“除铁”过程中需不断加入NaOH溶液生成黄钠铁矾沉淀，由于Al(OH)3具有两性，若遇到强酸铝离子会变成偏铝酸根，加入碳酸氢铵发生双水解生成碳酸是弱酸，得到Al(OH)3，据此分析解题。 【详解】（1）“酸浸”时，三价镍、三价钴、四价锰转化为Ni2＋、Co2＋、Mn2＋，金属元素的化合价降低，则H2O2作还原剂；故答案为作还原剂；由于高温会加快H2O2分解，60℃时浸出率达到最大，可能的原因是温度低于60℃时，酸浸反应速率较慢；温度高于60℃时，过氧化氢分解反应速率较快，故答案为温度低于60℃时，酸浸反应速率较慢；温度高于60℃时，H2O2分解反应速率较快； （2）“过滤”时所用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒； （3）根据流程图可知，在硫酸铁溶液中加入适量量的氢氧化钠，最终生成，此时溶液依然为酸性，离子方程式为：； （4）加入的总物质的量：＝1.04×10−3mol，与CoSO4溶液反应的：＝6.00×10−4mol，与样品反应的：1.04×10-3mol−6.00×10−4mol＝4.40×10−4mol，。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型05 工艺流程题 1.(1)或 (2)防止和废水中的反应生成逸出，原料损失并造成环境污染 (3)杂化 (4) (5)根据守恒，理论生成，As元素的回收率为 (6)终点值为8，PFS用量为4或 2.(1) (2) 反应吸热 (3) 防止亚硫酸盐被氧化 b (4) 83.75% 3.(1) Cu2Te+4H++4H2O2=2Cu2++TeO2↓+6H2O TeO2会与酸反应导致Te元素损失 (2)TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+4HCl+2H2SO4 (3) 边搅拌边向含[AgCl2]-的溶液中加入稍过量的铁粉，充分反应后，过滤，向滤渣中滴加稀盐酸直至不再产生气泡，过滤，用蒸馏水洗涤固体，直到向最后一次洗涤滤液加入硝酸酸化的硝酸银无沉淀为止，干燥，得到纯净的银单质 Fe2+被氧气氧化为Fe3+，Fe3+把Ag氧化为Ag+ (4)设Te的物质的量为x，根据转移电子守恒可得2x+0.02L×0.3mol/L×1=2×0.005L×0.5mol/L×3，解得x=0.0045mol，Te的质量分数为×100%=92.16%。 4.(1)(适当)升高温度、(适当)加快搅拌速度、(适当)延长浸泡时间 (2) (3) 取少量滤液，滴加溶液，若溶液呈血红色，则含有，反之则无 加入足量铁粉，过滤，将滤液蒸发浓缩得到下的饱和溶液，冷却结晶，过滤，(冰水)洗涤，干燥 (4) 5. SO2+OH−= FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 NaAlO2 Al(OH)3 1∶16 6.(1) 过滤 将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度等 (2) 温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解 (3)Al2(SO4)3、(NH4)2SO4 (4)取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化 7.(1) (2) (3) (4) 在酸性条件下氢原子还原硝酸根离子变为NH，NH失去氢原子后，两个氮原子生成氮气 会生成更多的H，使硝酸根被还原的中间产物NH在H+参与下更多地与H反应生成，减少了氮气的生成 (5)98.70% 8.(1) (2)KSCN溶液 (3)、Fe (4) 的还原产物可能为氮氧化物，会污染空气 (5)pH过大时，部分会转化为 (6)89%（计算过程见解析） 9.(1)ab (2)PbO+2H++=PbSO4+H2O (3)防止双氧水分解及氨水的挥发与分解 (4)pH太小，氢离子浓度过大，抑制HF的电离，c(F-)减小，镁、钙沉淀不完全 (5) 当滴加最后半滴高锰酸钾标准溶液时，溶液颜色由无色变为浅紫红色，且30s内不变色 5H2C2O4 + 2+ 6H+ = 10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O 73.5% 偏高 10.(1) 过滤 将硫铁矿粉碎、适当增大硫酸的浓度、适当升高酸浸温度等 (2) 温度低反应速率慢，温度过高则H2O2受热分解 (3)Al2(SO4)3、(NH4)2SO4 (4)取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液，如果出现血红色，说明未完全转化，若未出现血红色，说明完全转化 (5)4 11.(1) 降低蒸馏温度减少硝酸的分解 (2) (3)取少量还原后溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，说明反应已完全 (4) (5) 450℃ 煅烧温度为450℃时，纳米粒径为134.3nm，亚甲基蓝降解率最高 12.(1)适当升温、适当增加硫酸溶液浓度、(加快)搅拌(速率) (2) (3)取少量溶液，滴加酸性溶液，若酸性溶液褪色，说明溶液中含有；如不褪色，则说明无或取少量溶液，滴加溶液，若生成蓝色沉淀，说明含有；如无蓝色沉淀，则说明无或取少量溶液，滴加溶液无明显现象，再加氯水，若溶液变红，说明溶液中含有；如不变红色，则说明无 (4) (5) 13.(1) (2)淀粉量不足，部分未被还原为，导致铁浸出率降低 (3)调节铁、磷两种元素的比例约为1：1 (4) 防止被氧化 1：1 (5) 14.(1) (2)盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低 (3)Cu(或Cu、Zn) (4)x=2 15.(1) 还原剂 温度低于60℃时，酸浸反应速率较慢；温度高于60℃时，分解反应速率较快 (2)漏斗、玻璃棒 (3) (4) 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型05 工艺流程题 1．(24-25高一下·江苏泰兴·期末)一种处理高浓度酸性含砷废水（砷主要以形式存在，还含有少量）并回收的工艺流程如下： (1)基态As原子的核外电子排布式为________。 (2)“沉砷”步骤，需在搅拌条件下分多次加入，不能连续滴入的原因是________。 (3)“浸取”步骤发生反应：。分子结构如图所示，其中原子的杂化方式为______。 (4)“脱硫”步骤中转化为的离子方程式为______。 (5)“还原”步骤回收。已知废水中元素含量为废水回收了，则元素回收率（）为______（写出计算过程）。 (6)沉砷后废水中残留的砷元素可用PFS（聚铁）进一步除去。加入一定量的PFS，通入空气，并用石灰乳调节。PFS用量[以表示]和终点与砷去除率的关系如图所示。则PFS除砷的最佳条件是______。 2．(24-25高一下·江苏无锡·期末)利用硫酸厂尾气(主要为，还含有和微量的)制备的流程如下： (1)“吸收”过程中与氨水反应的化学方程式为_____。 (2)“结晶”时加溶液用于除去溶液中的和，同时溶液温度降低。 ①和反应的离子方程式为_____。 ②溶液温度降低的可能原因是_____。 (3)生产中需要向吸收液中加入对苯二酚(具有较强还原性)。 ①加入对苯二酚的目的是_____。 ②下列实验方案能证明上述“吸收”过程中+4价硫可被氧化的是_____。 a．取吸收液向其中滴加盐酸酸化的溶液，观察是否产生沉淀。 b．将尾气通过饱和的溶液充分吸收，再通入淀粉-碘水溶液，观察溶液颜色变化。 c．取吸收液依次滴加过氧化氢溶液和盐酸酸化的溶液，观察是否产生沉淀。 (4)称取8.0g产品样品，溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液向其中逐滴滴加酸性高锰酸钾溶液，边加边振荡，至滴加到最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液从无色变成浅红色且半分钟内浅红色不褪去，此时消耗高锰酸钾溶液20.00mL。计算样品中的纯度，写出计算过程_____。［已知： 3．(24-25高一下·江苏丹阳·期末)工业上用铜阳极泥（主要含，还含少量Ag、Au）为原料制备粗碎并回收Ag。其工艺流程如图： 已知：微溶于水，可溶于强酸和强碱。 (1)写出与反应的离子方程式_______，该反应控制溶液的pH为4.5~5.0，酸性不能太强的原因是_______。 (2)写出 SO2与滤液B中TeCl4反应生成单质碲的化学方程式_______。 (3)滤渣B经过一系列处理得到较纯净的含的溶液，在空气中，用过量的铁粉将还原为单质银，一定温度下，Ag的回收利用率随反应时间的变化如图所示。 ①请补充完整由含的溶液制备单质银实验方案：________【实验中须用的试剂：铁粉、稀盐酸、稀硝酸、溶液】。 ②解释后Ag的回收利用率逐渐减小的原因_______。 (4)粗碲中碲的质量分数的测定步骤如下：取2.500g粗碲粉，加入酸使其转化为亚碲酸，配制成100mL溶液，取25mL溶液于锥形瓶中。向锥形瓶中加入：酸性溶液，充分反应使亚碲酸转化为碲酸。当滴入硫酸亚铁铵溶液时，溶液恰好完全反应。 测定过程中发生下列反应：；。 求该粗碲中碲的质量分数为_______（写出计算过程）。 4．(24-25高一下·江苏苏州·调研)以焙烧黄铁矿产生的红渣(主要成分、)为原料，制备晶体。工艺流程如下： (1)“酸浸”加料完成后，可提高铁元素浸出率的措施有___________(任写两种)。 (2)“还原”产生的滤渣②中无单质，“还原”反应的化学方程式为___________。 (3)“还原”后过滤得到溶液，可制备晶体。 ①检验“还原”后滤液中是否含的实验操作为___________。 ②溶解度曲线如图所示，补充完整获得晶体的实验方案：向含有少量的溶液中，___________(可选用的试剂：溶液、粉、粉)。 (4)的应用。在溶液中加入溶液和溶液，加热产生白色沉淀。白色沉淀易被氧化得到铵铁蓝。 ①产生的离子方程式为___________。 ②的内界中元素的化合价为___________。 5．(24-25高一下·江苏南京·期末)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下： (1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_______。 (2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如下图所示。 已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃ 硫去除率=(1—)×100% ①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于_______。 ②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是__。 (3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由__(填化学式)转化为__(填化学式)。 (4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3.Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=_______。 6．(24-25高一下·江苏连云港东海县·期末)以硫铁矿(主要成分为)为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的实流程如下： 已知：硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为，还含有少量杂质。 (1)实验室流程中，操作1的名称为___________。“酸浸”时为了提高浸取速率，可以采取的措施是___________(任写一种)。 (2)向“滤液1”中加入时需要控制反应温度，原因是___________。若用代替，其离子方程式为___________。 (3)“混合液”中加入氨水调节，可使沉淀而不沉淀，“滤液2”中主要成分为___________(填化学式)。 (4)检验“还原”时是否完全转化的实验操作是___________。 7．(24-25高一下·江苏连云港东海县·期末)颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下： (1)写出“酸溶”时发生的属于氧化还原反应的离子方程式除了外：还有_______。 (2)固体在空气中灼烧后得到红棕色固体和混合气体，若，则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为_______。 (3)“还原”中使用的还原剂为，在“还原”前要对装置进行充分干燥处理，不得留有水，其原因是_______(用化学方程式表示)。 (4)纳米铁粉因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐转化为，其催化还原反应的过程如图1所示。 ①从电子转移的角度，硝酸盐()转化为的过程可以描述为：纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子，在催化剂层中氢离子得电子变为氢原子，_______。 ②为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体为4.2，当时，随减小，生成率逐渐降低，结合图1和图2分析原因：减小，H+离子浓度增大，_______。 (5)纳米铁粉中铁元素含量测定：准确称取2.000g产品，加入足量盐酸溶解，过滤除去不溶性杂质，滤液移入100mL容量瓶，定容至刻度线，取20.00mL于锥形瓶中，用溶液与反应(反应原理为，未配平)，恰好完全反应时，消耗溶液23.50mL。计算产品中铁元素的质量分数_______ (写出计算过程)。 8．(24-25高一下·江苏宿迁沭阳县·期末)用硫酸渣(主要成分为、)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下： (1)“还原”时主要反应的离子方程式：_______。 (2)检验“还原”后的溶液中是否含的试剂是_______。 (3)“过滤1”所得滤渣的主要成分为_______。 (4)“制备”时生成铁黄的离子方程式：_______。用溶液代替空气优点是缩短氧化时间，缺点可能是_______。 (5)“制备”时实验测得溶液的pH对铁黄产率的影响如图所示。 应控制pH的合理范围是4.5左右，分析pH过大时铁黄产率降低的可能原因_______。 (6)测定铁黄产品纯度进行如下实验： 称取1.000g铁黄样品，加入20.00mL 1.000 [发生反应：，假设杂质不参加反应]，固体完全溶解后，加入溶液[发生反应：，后续不与稀NaOH溶液反应]，用0.5000 NaOH溶液滴定剩余的酸，恰好完全反应时，消耗NaOH溶液体积为20.00mL。计算该产品的纯度_______(写出计算过程)。 9．(24-25高一下·江苏南京六校联合体·期末)氧化钴(Co2O3)粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某工厂用废旧钴基合金(主要成分为CoO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO)制备Co2O3，工艺流程如图所示： 已知：该工艺条件下，H2O2、Fe3+不能氧化Co2+。 回答下列问题： (1)下列措施更有利于完成“碱浸”目的，提高“碱浸”的浸取速率的是_______(填字母)。 a．适当升高温度　　　b．碱浸过程中不断搅拌 c．延长浸取时间　　　d．加大废旧钴基合金的用量 (2)“酸浸”所得“浸渣”的主要成分为PbSO4，写出生成PbSO4的离子方程式_______。 (3)“除铁”时控制反应温度低于50℃的目的是_______。 (4)“沉镁、沉钙”时，pH不宜太小的原因_______。 (5)为测定“转化”时获得草酸钴(CoC2O4)的纯度，现称取2.0g草酸钴样品，将其用适当试剂转化为草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，再用过量稀硫酸酸化，并用0.1mol·L-1高锰酸钾标准溶液滴定，平行实验三次，达到滴定终点时，消耗高锰酸钾标准溶液的体积如下表所示： 实验序号 1 2 3 高锰酸钾标准溶液的体积/mL 39.97 43.86 40.03 ①达到滴定终点时的标志为_______。 ②写出H2C2O4与KMnO4溶液反应的离子方程式_______。 ③草酸钴样品的纯度为_______。(已知：M(CoC2O4)=147g/mol，写出计算过程) ④若读取KMnO4标准溶液体积时，开始时俯视读数，滴定结束时仰视读数，则所测CoC2O4的纯度_______。(填“偏高”、“偏低”或“不变”) 10．(24-25高一下·江苏常州高级中学·期末)以硫铁矿（主要成分为）为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的流程如下： 已知：硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为FeO、，还含有少量杂质。 (1)实验室流程中，操作Ⅰ的名称为________。“酸浸”时为了提高浸取速率，可以采取的措施是________（任写一种）。 (2)①向“滤液1”中加入时需要控制反应温度35~38℃，原因是________。 ②若用代替，其离子方程式为________。 (3)“混合液”中加入氨水调节pH，可使沉淀而不沉淀，“滤液2”中主要成分为________（填化学式）。 (4)检验“还原”时是否完全转化的实验操作是________。 (5)在氛围中，的脱水热分解过程如图所示： 根据实验结果可知x=________。 11．(24-25高一下·江苏徐州·期末)纳米在污水处理中有广阔的应用前景，可催化降解染料废水中的亚甲基蓝。某工厂不锈钢酸洗废液含有等成分，一种利用不锈钢酸洗废液回收制备纳米的工艺流程如下所示。 (1)“蒸馏”获得的再生酸成分为_______，采用减压蒸馏的目的是_______。 (2)“除锰”中发生反应的离子方程式为_______。 (3)“还原”中检验反应是否完全的实验方案为_______。 (4)“氧化”时需将胶体氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为_______。 (5)“煅烧”时煅烧温度对纳米的粒径影响如图1所示，不同纳米粒径对亚甲基蓝降解率的影响如图2所示，煅烧时选择最佳温度为_______℃，选择该温度的原因是_______。 12．(24-25高一下·江苏盐城·期末)全元素回收技术近年来成为废锂离子电池回收研究关注的重点。废旧磷酸铁锂电池正负极黑粉(主要含Fe、P、Li、C和少量的Cu、Al)全浸出工艺流程如下： (1)“酸浸”：为加快酸浸速率，可以采取的措施有___________(写一种即可)。 (2)“除铝”：NaOH溶液过多不利于除铝的原因是___________(用离子方程式表示)。 (3)“沉铁”：加入NaOH调pH之前要检验是否含有，其检验方法为___________。 (4)“沉锂”：沉淀得到的碳酸锂产品往往含有杂质。 称取1.000g产品，溶于的硫酸溶液中，煮沸、冷却，加水定容至100mL。取定容后的溶液10.00mL，加入2滴酚酞试液，用标准NaOH溶液滴定过量的硫酸，消耗NaOH溶液14.00mL。产品中的质量分数为___________(写出计算过程)。 (5)“再生”：将和粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生可制备，实现再循环利用。该反应的化学方程式为：___________。 13．(23-24高一下·江苏苏州·期末)磷酸亚铁锂()广泛用作锂电池正极材料。一种以磷铁粉(主要成分为FeP、)为原料制备磷酸亚铁锂的生产流程如下： (1)“焙烧”是在700℃条件下使磷、铁元素分别转化为和，反应中放出。写出焙烧时FeP发生反应的化学方程式：___________。 (2)研究发现，用硫酸直接浸取的反应性很差，需要先将其还原为二价铁。“还原”时的固碳比[固碳比)]对“酸浸”时铁浸出率的影响如图所示。当后，铁浸出率降低，其原因是___________。 (3)向溶液中加入的目的：①调节混合液的pH；②___________。 (4)“煅烧”需要在氩气氛围中进行，原因是___________。和的理论投入量的物质的量之比为___________。 (5)产品中铁元素含量测定：准确称取4.000g产品，加入足量盐酸溶解，过滤除碳，滤液移入100mL容量瓶，定容至刻度线，取20.00mL于锥形瓶中，加入还原剂，将全部还原为，用溶液与反应(反应原理为，未配平)，恰好完全反应时，消耗溶液16.00mL。计算产品中铁元素的质量分数。___________ (写出计算过程) 14．(23-24高一下·江苏镇江实验高级中学·期末)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的实验流程如下：    (1)“溶解”时Cu发生反应的离子方程式为___________。 (2)“溶解”可适当升高温度以加快反应速率，但温度不宜过高。温度不宜过高的原因是___________。 (3)滤渣中的主要物质是___________(填化学式)。 (4)“沉锌”时生成碱式碳酸锌[]，碱式碳酸锌在空气中加热可转化为ZnO，过程中固体质量随温度的变化关系如下图所示。已知：加热至125℃、加热至350℃均分解成ZnO，该碱式碳酸锌失去结晶水的温度与的分解温度接近。    根据以上实现数据计算，确定中x的值(写出计算过程)。______ 15．(23-24高一下·江苏南京中华中学·期末)以废旧锂离子电池正极材料(主要成分为镍钴锰酸锂，还有少量镁铝合金和含铁化合物)为原料，回收、、的过程可表示为： (1)“酸浸”时，三价镍、三价钴、四价锰转化为、、进入溶液，则在该过程中是_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。保持其他条件相同，搅拌相同时间，测得60℃时镍、钴、锰的浸出率最大：温度既不能过低也不能过高的可能原因是________。 (2)“过滤”时所用到的玻璃仪器有烧杯、________。 (3)“除铁”时加入溶液控制溶液的为1.5~1.8，则转化为黄钠铁矾[]沉淀的离子方程式是________。 (4)回收液可用于合成锂离子电池正极材料，合成前需测定其中等离子的浓度。 测定原理：用过量标准溶液氧化经预处理的回收液样品中的，再用标准溶液滴定过量的溶液。反应方程式为：。 测定过程：取预处理后的回收液样品20.00mL，向其中加入：20.00mL溶液，充分反应；再用溶液滴定反应后的溶液，消耗溶液12.00mL。 计算预处理后的回收液样品中的物质的量浓度_______。(写出计算过程) 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $