2027届高三化学一轮复习：工艺流程专练

高三工艺流程 产品主线、操作线、试剂线、杂质（副产品）线 预处理（三烧、四浸） 核心化学反应（五试剂、两条件） 1．四川盆地气田卤水含有丰富的溴，开发利用价值极大。利用水蒸气蒸馏法(如下图所示)进行提溴，效果大大提高，进而制备各种含溴化合物，如KBr、等。 回答下列问题： (1)基态溴离子的简化电子排布式为 。 (2)预热后原料卤液(含有)从蒸馏塔顶部喷下，塔底通入水蒸气和。生成溴单质的离子方程式为 。 (3)蒸馏塔中填入13~17节惰性岩石并乱堆瓷环，其作用是 。蒸馏塔中通过水蒸气通入量来调控出溴温度，在时出气中的溴含量最高，控制温度不过低或过高的原因是 。 (4)在溴水分离瓶中，液溴、溴水、氯气自动分离，这利用了三者溶解性和 (物理性质)的差异。 (5)如果滤液中含有，可用 (填一种物质化学式)调至，所得的再用尿素还原为KBr。 (6)一种镍催化甲苯参与的电化学溴代反应，可用于制备，其反应原理和装置如下图。 B电极反应式为 。随着电池工作，B极区域溶液的pH逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”)。 2．Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：①氨性溶液由和配制。 ②常温下，与形成可溶于水的配离子 ③易被空气氧化为； ④；部分氢氧化物的如下表： 氢氧化物 回答下列问题： (1)活性MgO可与水反应，化学方程式为 。 (2)常温下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“”)。 (3)“氨浸”时，由转化为的离子方程式为 。 (4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①属于 (填“晶体”或“非晶体”)。 ②提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是 。 ③“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。 ④由可制备晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距，为整数，则Co在晶胞中的位置为 ；晶体中一个AI周围与其最近的O的个数为 。 3．一种利用废旧磷酸铁锂电池正极材料（主要成分为、部分掺杂Ti（Ⅳ）的、碳粉、铝箔等）回收碳酸锂和磷酸铁的工艺流程如图所示： 已知： ①；；； ②磷酸铁溶液中存在以下两个平衡：；（络合物）。 ③当溶液中某种离子的浓度小于时，认为已完全除尽。 回答下列问题。 (1)“酸浸”前需对电池放电处理，主要目的是 。 (2)“调”时需加适量生成 （填化学式，下同）胶体起絮凝作用，促进含钛微粒的沉降。 (3)“调”过程中需隔绝空气，原因是 ，滤渣2的主要成分为 。 (4)“氧化浸出”过程中发生的离子方程式为 ，适当升温有助于“氧化浸出”生成滤渣3，原因可能是 。 (5)滤渣3经热磷酸洗涤得电池级磷酸铁，生成的废气用氢氧化钠吸收后可返回 工序循环利用。 (6)“氧化浸出”后溶液中钠离子浓度为，结合计算分析滤渣4的主要成分为 。 4．一种从深海多金属结核[主要含，有少量的]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀的： 开始沉淀的 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： (1)基态的价层电子排布式为 。 (2)“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是 (写化学式)；还原的化学方程式为 。 (3)“沉铁”时，转化为的离子方程式为 ，加热至的主要原因是 。 (4)“沉铝”时，未产生沉淀，该溶液中不超过 。 (5)“第二次萃取”时， 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M表示金属元素)更稳定，这些配合物中氮原子的杂化类型为 。 5．四川黄金储量丰富，冶金技术多样，其中硫脲浸金是一种环保、高效的黄金提取工艺。某金矿厂以载金硫化矿粉（其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹）为原料提炼黄金的工艺流程如下： 已知：①As2O3有毒，高温较稳定，易升华；②硫脲，是一种白色晶体，有还原性，受热易分解，强酸性或强碱性均易发生水解，可由硫氢化钙溶液与氰氨化钙混合制得。回答下列问题： (1)As位于元素周期表第 周期第 族。 (2)“焙烧”时，FeAsS转化为两种有毒物质和一种红棕色固体，写出此反应的化学方程式 。 (3)“催化还原”需控温，其目的是获得 （填名称），以便顺利完成“吸收”、“合成硫脲”。 (4)“浸出液”中含，“浸金”中硫脲的作用 ，加入硫脲时需同时加入Na2S2O3作稳定剂，作用为：①形成更稳定的配离子，抑制Au(I)的还原，② 。 (5)“电解”时阴极的电极反应式为 ，“电解”可用“置换”替代，选用 （填化学式），方便后续实现循环利用。 (6)为达到最佳浸金效果，“浸金”时需严格控制溶液pH在0.5~2，反应温度在40℃~60℃，试解释控制pH的理由 。 6．热化学吸附储能技术是一种最新的热能存储技术，介质材料能量密度适宜，成本低廉。从苦土中（主要含有MgO，还含有少量硅、铁、铝、锰、钙的氧化物）中提取的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”时，为保证浸取充分，应维持体系，同时可以 （填一项合理措施）。 (2)已知：在下，，。“调pH”时应完全沉淀和，使其浓度小于，应调节 （保留两位小数）。用MgO而不用CaO调节pH的优点是 （写一条）。 (3)“氧化”主要包含：①除铁：将转化为 （写化学式）而除去；②除锰： （写离子方程式）。该步骤中应严格控制NaClO的用量，否则Mn元素可能会因 而无法完全除去。 (4)和的溶解度（水）随温度变化数据如下： 0.223 0.244 0.255 0.264 0.265 0.244 0.234 22 28.2 33.7 38.9 44.5 54.6 55.8 滤液中含和质量比为1：120，则“除钙”的具体操作是 。 7．一种以湿法炼锌的净化渣（含有Co、Zn、Fe、Cu等金属的单质及其氧化物）为原料提取钴（Ⅱ）的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，。 ②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表： 金属离子 开始沉淀时（）的pH 6.2 4.0 7.9 2.2 7.5 沉淀完全时（）的pH 8.5 5.0 9.2 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“浸出渣”的主要成分为 （填化学式）。 (2)常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到，除铜后溶液中的浓度为0.18mol/L，则此时溶液的pH< [已知常温下，饱和水溶液中存在关系式：]。 (3)过硫酸钠（）能将和氧化，和反应的离子方程式为 。 (4)“氧化”后，溶液中的浓度为0.01mol/L，利用碳酸钠溶液调节溶液pH。“沉铁”时，调节溶液pH的范围是 ，“沉钴”步骤中，溶液pH不宜过大的原因是 。 (5)“钴回收后废液”中含有的金属离子主要有 。 (6)“转化”步骤中有黄绿色气体产生，反应的离子方程式为 ；若用过氧化氢和稀硫酸代替浓盐酸，其优点是 。 8．稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为、、和)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示： 已知：①“加压焙烧”过程存在反应，生成的会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”； ②“酸浸”所得溶液中钒、钛以、形式存在。 回答下列问题： (1)基态钛原子的价电子排布式为 ；已知，中Fe为＋2价，则V的化合价为 。 (2)“加压焙烧”中经“二次氯化”转化为和的化学方程式为 。 (3)“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。 (4)已知，“沉钛”时，为使沉淀完全，需要调节溶液的pH不低于 ；该过程中，加入适量铁粉的目的为 。 (5)“氧化”时，的使用量远大于理论计算量，可能的原因为 。 (6)“萃取”时，先转化为，再与萃取剂结合，其过程可表示为：，据此分析“反萃取”过程中加入溶液的作用为 。 (7)“沉铁”时，生成黄铵铁矾的离子方程式为 。 9．中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)北宋时期我国就有矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。 (2)“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为 。 (3)“沉铁砷”时需加碱调节，生成 (填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 (4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为______ _(填标号)。 A．无需控温 B．可减少有害气体产生 C．设备无需耐高温 D．不产生废液废渣 (5)“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为 。 (6)“沉金”中的作用为 。 (7)滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 10．铁红在工业上被广泛用作载体和催化剂，利用蛇纹石中和渣(主要成分为，含、、、、等杂质)提取铁红的一种工艺流程如图所示。 已知：下列离子开始沉淀和沉淀完全的和相应硫化物常温下的如下表所示。 金属离子 开始沉淀的 沉淀完全的 硫化物的 2.3 3.2 / 4.3 5.6 / 4.1 5.4 / 7.2 9.2 6.9 8.9 7.5 9.7 回答下列问题： (1)基态Fe原子的价电子排布图为 。 (2)“酸浸”过程产生的气体a的主要成分为 (填化学式)。 (3)“还原”过程中溶液的pH (填“升高”“下降”或“不变”)。 (4)“净化”过程调节约为6，所得“滤渣1”的主要成分为 。(填化学式) (5)“沉钴镍”过程恰好完全沉淀时，此时溶液残留的浓度约为 。 (6)“沉铁”过程总反应方程式为 。 (7)最后所得滤渣煅烧得到铁红的化学方程式为 。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1) (2) (3) 延长液体停留时间，充分吸收气体或增大接触面积，加快反应速率 温度过低，溴不能完全挥发；温度过高，出气中含有大量水蒸气 (4)密度 (5)HBr (6) 增大 2．(1) (2) (3)或 (4) 晶体 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积 HCl 体心 12 3．(1)，正极锂元素增多，提高Li元素的回收率 (2) (3) 防止Fe（Ⅱ）被氧化造成铁磷损失 (4) / 加热促进电离，浓度增大，且升温更容易破坏的配位键，转化为更稳定的 (5)调 (6) 4．(1) (2) (3) 防止形成胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降 (4) (5) sp2 5．(1) 四 ⅤA (2) (3)硫化氢 (4) 做络合剂使Au转化为 防止硫脲被氧化 (5) Fe (6)pH过低会导至水解、Na2S2O3歧化反应，pH过高会导至水解、Fe3+水解 6．(1)适当升温或不断搅拌或适当延长浸取时间或将废渣研磨粉碎 (2) 4.67 不引入过多新杂质或便于过滤去除 (3) 被氧化到更高价态（如、） (4)加热浓缩，趁热过滤 7．(1)Cu (2)0.5 (3) (4) 4.0>pH>3.2（或3.2～4.0） 使充分沉淀，同时保证不发生沉淀 (5)和 (6) 避免还原时产生有毒的氯气 8．(1) ＋3 (2) (3) (4) 2.0 调节溶液pH使沉淀完全 (5)产生的催化的分解 (6)消耗，使萃取反应的平衡逆向移动，将与萃取剂分离 (7) 9．(1)CuSO4 (2) (3) (4)BC (5)做络合剂，将Au转化为从而浸出 (6)作还原剂，将还原为Au (7) NaCN 10．(1)     (2) (3)下降 (4)   (5) (6)[或] (7) 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 工艺流程答题技巧 主线找产品、操作线、试剂线、杂质（副产品）线 1．四川盆地气田卤水含有丰富的溴，开发利用价值极大。利用水蒸气蒸馏法(如下图所示)进行提溴，效果大大提高，进而制备各种含溴化合物，如KBr、等。 回答下列问题： (1)基态溴离子的简化电子排布式为 。 (2)预热后原料卤液(含有)从蒸馏塔顶部喷下，塔底通入水蒸气和。生成溴单质的离子方程式为 。 (3)蒸馏塔中填入13~17节惰性岩石并乱堆瓷环，其作用是 。蒸馏塔中通过水蒸气通入量来调控出溴温度，在时出气中的溴含量最高，控制温度不过低或过高的原因是 。 (4)在溴水分离瓶中，液溴、溴水、氯气自动分离，这利用了三者溶解性和 (物理性质)的差异。 (5)如果滤液中含有，可用 (填一种物质化学式)调至，所得的再用尿素还原为KBr。 (6)一种镍催化甲苯参与的电化学溴代反应，可用于制备，其反应原理和装置如下图。 B电极反应式为 。随着电池工作，B极区域溶液的pH逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1) (2) (3) 延长液体停留时间，充分吸收气体或增大接触面积，加快反应速率 温度过低，溴不能完全挥发；温度过高，出气中含有大量水蒸气 (4)密度 (5)HBr (6) 增大 【详解】（1）溴是第35号元素，基态溴离子的简化电子排布式为：； （2）反应为溴化镁和氯气反应生成氯化镁和溴，故离子方程式为：； （3）蒸馏塔中填入13~17节惰性岩石并乱堆瓷环，其作用是：延长液体停留时间，充分吸收气体或增大接触面积，加快反应速率；时出气中的溴含量最高，要保证溴尽可能挥发，同时水蒸气减少挥发，故控制温度不过低或过高的原因是：温度过低，溴不能完全挥发；温度过高，出气中含有大量水蒸气； （4）在溴水分离瓶中，液溴、溴水、氯气由于溶解性和密度差异实现自动分离； （5）滤液中含有，需要加入一种还原剂使+5价溴还原，为了不引入杂质，选择HBr； （6） B极为电解池阳极，发生氧化反应，电极反应式为：；A极为电解池阴极，发生还原反应，电极反应式为：，随着电池工作，每转移2mol电子，有2molH+由阳极移向阴极，B极区域溶液的氢离子浓度减小，pH逐渐增大。 2．Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：①氨性溶液由和配制。 ②常温下，与形成可溶于水的配离子 ③易被空气氧化为； ④；部分氢氧化物的如下表： 氢氧化物 回答下列问题： (1)活性MgO可与水反应，化学方程式为 。 (2)常温下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“”)。 (3)“氨浸”时，由转化为的离子方程式为 。 (4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①属于 (填“晶体”或“非晶体”)。 ②提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是 。 ③“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。 ④由可制备晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距，为整数，则Co在晶胞中的位置为 ；晶体中一个AI周围与其最近的O的个数为 。 【答案】(1) (2) (3)或 (4) 晶体 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积 HCl 体心 12 【分析】硝酸浸取液中加入活性氧化镁调节溶液pH为9.0，过滤，将钴镍铝转化为沉淀，得到滤液主要是硝酸镁，结晶纯化得到硝酸镁晶体，再热解得到氧化镁和硝酸；滤泥加入氨性溶液氨浸将钴镍转化为溶液，过滤，滤液进行镍钴分离，经过一系列得到氯化钴和饱和氯化镍溶液，向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体，据此分析； 【详解】（1）MgO微溶于水，能够与水反应产生Mg(OH)2，该反应的化学方程式为：MgO+H2O=Mg(OH)2； （2）常温下，的氨性溶液中，，，，则>； （3）“氨浸”时Co(OH)3与NH3·H2O、反应产生[Co(NH3)6]2+、，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可知该反应的离子方程式为：或； （4）①滤渣中含有(NH4)Al(OH)2CO3，用X射线衍射图谱中，出现了(NH4)Al(OH)2CO3的明锐衍射峰，说明(NH4)Al(OH)2CO3属于晶体； ②使用(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，这是由于(NH4)2CO3能够减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积，因此可以提高Ni、Co的浸取速率； ③NiCl2是强酸弱碱盐，该物质容易水解产生Ni(OH)2、HCl，在溶液中存在水解平衡：NiCl2+2H2ONi(OH)2+2HCl，导致得到的晶体不纯，为防止其水解，要通入HCl气体，以抑制其水解，故通入的酸性气体A是HCl； ④晶胞中数目为1，而数目为8×=1，数目为6×=3，结合化学式可知：代表O原子，而Al与O最小间距大于Co与O最小间距，则代表Al原子，代表Co原子，则Co在晶胞中的位置为体心；以顶点Al为分析对象，与之距离最近的O氧原子处于晶胞面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为=12。 3．一种利用废旧磷酸铁锂电池正极材料（主要成分为、部分掺杂Ti（Ⅳ）的、碳粉、铝箔等）回收碳酸锂和磷酸铁的工艺流程如图所示： 已知： ①；；； ②磷酸铁溶液中存在以下两个平衡：；（络合物）。 ③当溶液中某种离子的浓度小于时，认为已完全除尽。 回答下列问题。 (1)“酸浸”前需对电池放电处理，主要目的是 。 (2)“调”时需加适量生成 （填化学式，下同）胶体起絮凝作用，促进含钛微粒的沉降。 (3)“调”过程中需隔绝空气，原因是 ，滤渣2的主要成分为 。 (4)“氧化浸出”过程中发生的离子方程式为 ，适当升温有助于“氧化浸出”生成滤渣3，原因可能是 。 (5)滤渣3经热磷酸洗涤得电池级磷酸铁，生成的废气用氢氧化钠吸收后可返回 工序循环利用。 (6)“氧化浸出”后溶液中钠离子浓度为，结合计算分析滤渣4的主要成分为 。 【答案】(1)，正极锂元素增多，提高Li元素的回收率 (2) (3) 防止Fe（Ⅱ）被氧化造成铁磷损失 (4) / 加热促进电离，浓度增大，且升温更容易破坏的配位键，转化为更稳定的 (5)调 (6) 【分析】酸浸将金属元素浸出，过滤出碳，硫酸铁调pH生成氢氧化铁胶体起絮凝作用，促进含钛微粒的沉降，加氟化钠和氨水调pH除去铝元素，氧化浸出生成磷酸铁除去，深度除杂除去含有的铝元素，最后滤液加入碳酸钠生成碳酸锂沉淀。 【详解】（1）“酸浸”前需对电池放电处理，主要目的是，正极锂元素增多，提高Li元素的回收率； （2）“调”时需加适量生成胶体起絮凝作用，促进含钛微粒的沉降； （3）“调”过程中需隔绝空气，原因是防止Fe（Ⅱ）被氧化，生成磷酸铁，造成铁磷损失，加入氟化钠目的是生成，滤渣2的主要成分为； （4）“氧化浸出”过程中发生的离子方程式为或，适当升温有助于“氧化浸出”生成滤渣3，原因可能是加热促进电离，浓度增大，且升温更容易破坏的配位键，转化为更稳定的； （5）滤渣3表面含有少量氟化钠经热磷酸洗涤得电池级磷酸铁，生成的氟化氢废气用氢氧化钠吸收后生成的氟化钠可返回调工序循环利用； （6）“氧化浸出”后溶液中钠离子浓度为，其大于，若忽略氧化浸出溶液时体积变化可知铝元素未完全沉淀，铁元素加入足量的磷酸铵可以使得铁离子离子的浓度小于时，认为已完全除尽，则深度除杂过程中氢氧化钠和反应生成氢氧化铝，滤渣4的主要成分为。 4．一种从深海多金属结核[主要含，有少量的]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀的： 开始沉淀的 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： (1)基态的价层电子排布式为 。 (2)“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是 (写化学式)；还原的化学方程式为 。 (3)“沉铁”时，转化为的离子方程式为 ，加热至的主要原因是 。 (4)“沉铝”时，未产生沉淀，该溶液中不超过 。 (5)“第二次萃取”时， 、 (填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M表示金属元素)更稳定，这些配合物中氮原子的杂化类型为 。 【答案】(1) (2) (3) 防止形成胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降 (4) (5) sp2 【分析】金属结核[主要含，有少量的]加入、进行酸浸还原，得到的滤渣含有，滤液中含有，通入空气，调解pH=3.2，沉铁得到滤渣，继续加入NaOH调节pH=5.2沉铝主要得到，加入萃取剂第一次萃取，分液得到的萃取液1，萃余液1中加入混合萃取剂进行第二次萃取，得到电池级镍钴锰混合溶液，萃余液2中电解得到金属锰，据此解答。 【详解】（1）原子的价电子是指和能级上的电子，所以基态原子的价电子排布式为； （2）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是；将3价钴还原为2价钴，同时由于硫酸的作用得到，化学方程式为； （3）“沉铁”时，转化为，铁元素化合价上升，则做氧化剂，离子反应为：；已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热至的主要原因是防止形成胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降； （4）由表可知，，“沉铝”时，未产生沉淀，则； （5）由流程可知，第二次萃取时，主要萃取，因此与混合萃取剂形成的配合物更稳定；六元杂环是平面结构，N原子提供单电子用于环内形成大π键，剩余1对孤对电子形成配位键，N的价层电子对数为3，是sp2杂化。 5．四川黄金储量丰富，冶金技术多样，其中硫脲浸金是一种环保、高效的黄金提取工艺。某金矿厂以载金硫化矿粉（其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹）为原料提炼黄金的工艺流程如下： 已知：①As2O3有毒，高温较稳定，易升华；②硫脲，是一种白色晶体，有还原性，受热易分解，强酸性或强碱性均易发生水解，可由硫氢化钙溶液与氰氨化钙混合制得。回答下列问题： (1)As位于元素周期表第 周期第 族。 (2)“焙烧”时，FeAsS转化为两种有毒物质和一种红棕色固体，写出此反应的化学方程式 。 (3)“催化还原”需控温，其目的是获得 （填名称），以便顺利完成“吸收”、“合成硫脲”。 (4)“浸出液”中含，“浸金”中硫脲的作用 ，加入硫脲时需同时加入Na2S2O3作稳定剂，作用为：①形成更稳定的配离子，抑制Au(I)的还原，② 。 (5)“电解”时阴极的电极反应式为 ，“电解”可用“置换”替代，选用 （填化学式），方便后续实现循环利用。 (6)为达到最佳浸金效果，“浸金”时需严格控制溶液pH在0.5~2，反应温度在40℃~60℃，试解释控制pH的理由 。 【答案】(1) 四 ⅤA (2) (3)硫化氢 (4) 做络合剂使Au转化为 防止硫脲被氧化 (5) Fe (6)pH过低会导至水解、Na2S2O3歧化反应，pH过高会导至水解、Fe3+水解 【分析】由题给流程可知，矿粉（其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹）在空气中焙烧，将FeS2、FeAsS转化为氧化铁、三氧化二砷和二氧化硫，将含有三氧化二砷和二氧化硫的烟气催化还原生成H2S（用于制硫脲），加入石灰乳生成，通入氰氨化钙合成硫脲；焙烧渣中加入硫酸和硫酸铁及硫脲浸金，得浸出液中含，电解得到金，据此分析； 【详解】（1）As是第33号元素，位于元素周期表第四周期第ⅤA族； （2）“焙烧”时，FeAsS转化为氧化铁、三氧化二砷和二氧化硫，化学方程式； （3）“催化还原”需控温，其目的是获得硫化氢，并防温度过高使其挥发，以便顺利完成“吸收”、“合成硫脲”； （4）“浸出液”中含，“浸金”中硫脲的作用是，可知硫脲做络合剂用于使Au转化为，使金形成可溶离子便于后续电解；加入硫脲时需同时加入Na2S2O3作稳定剂，作用为：①形成更稳定的配离子，抑制Au(I)的还原，②硫脲，有还原性，防止硫脲被氧化； （5）“电解”时阴极得电子生成金属金，电极反应式为；“电解”可用“置换”替代，因矿石本身含有铁元素，故选用Fe，方便后续实现循环利用； （6）矿石中酸浸时，氧化铁转化为Fe3+，加入硫脲时需同时加入Na2S2O3作稳定剂，因强酸性或强碱性均易发生水解，pH过低会导至水解、Na2S2O3歧化反应，pH过高会导致水解、Fe3+水解。 6．热化学吸附储能技术是一种最新的热能存储技术，介质材料能量密度适宜，成本低廉。从苦土中（主要含有MgO，还含有少量硅、铁、铝、锰、钙的氧化物）中提取的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”时，为保证浸取充分，应维持体系，同时可以 （填一项合理措施）。 (2)已知：在下，，。“调pH”时应完全沉淀和，使其浓度小于，应调节 （保留两位小数）。用MgO而不用CaO调节pH的优点是 （写一条）。 (3)“氧化”主要包含：①除铁：将转化为 （写化学式）而除去；②除锰： （写离子方程式）。该步骤中应严格控制NaClO的用量，否则Mn元素可能会因 而无法完全除去。 (4)和的溶解度（水）随温度变化数据如下： 0.223 0.244 0.255 0.264 0.265 0.244 0.234 22 28.2 33.7 38.9 44.5 54.6 55.8 滤液中含和质量比为1：120，则“除钙”的具体操作是 。 【答案】(1)适当升温或不断搅拌或适当延长浸取时间或将废渣研磨粉碎 (2) 4.67 不引入过多新杂质或便于过滤去除 (3) 被氧化到更高价态（如、） (4)加热浓缩，趁热过滤 【分析】向苦土中加硫酸溶液进行酸浸，酸浸液中存在H+、等，不溶与酸，加MgO调pH沉淀，加NaClO将氧化为除去，氧化为除去，然后再通过的溶解度差异分离。 【详解】（1）“酸浸”时，为保证浸取充分，可以适当升温或不断搅拌或适当延长浸取时间或将废渣研磨粉碎等。 （2）沉淀：，沉淀：，因此应调节；用MgO而不用CaO调节pH的优点是不引入过多新杂质或便于过滤去除。 （3）据分析，NaClO为氧化剂，将氧化为除去；被NaClO氧化为除去，NaClO还原为NaCl，除锰的离子方程式为；Mn元素存在多种价态，更高价态的锰（如、）是可溶的，因此应严格控制NaClO的用量，否则Mn元素可能会因被氧化到更高价态（如、）而无法完全除去。 （4）根据表格数据可知，的溶解度随温度变化不大，且远小于，的溶解度随温度升高而明显升高，因此“除钙”的具体操作是加热浓缩，趁热过滤。 7．一种以湿法炼锌的净化渣（含有Co、Zn、Fe、Cu等金属的单质及其氧化物）为原料提取钴（Ⅱ）的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，。 ②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表： 金属离子 开始沉淀时（）的pH 6.2 4.0 7.9 2.2 7.5 沉淀完全时（）的pH 8.5 5.0 9.2 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“浸出渣”的主要成分为 （填化学式）。 (2)常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到，除铜后溶液中的浓度为0.18mol/L，则此时溶液的pH< [已知常温下，饱和水溶液中存在关系式：]。 (3)过硫酸钠（）能将和氧化，和反应的离子方程式为 。 (4)“氧化”后，溶液中的浓度为0.01mol/L，利用碳酸钠溶液调节溶液pH。“沉铁”时，调节溶液pH的范围是 ，“沉钴”步骤中，溶液pH不宜过大的原因是 。 (5)“钴回收后废液”中含有的金属离子主要有 。 (6)“转化”步骤中有黄绿色气体产生，反应的离子方程式为 ；若用过氧化氢和稀硫酸代替浓盐酸，其优点是 。 【答案】(1)Cu (2)0.5 (3) (4) 4.0>pH>3.2（或3.2～4.0） 使充分沉淀，同时保证不发生沉淀 (5)和 (6) 避免还原时产生有毒的氯气 【分析】湿法炼锌净化渣经过硫酸的酸浸，未反应的铜成为浸出渣，在浸出液中加入硫化钠固体除去铜离子，然后在除铜液中加入过硫酸钠将溶液中的二价铁转化为三价铁，二价钴转化为三价钴，通过加入碳酸钠来调节溶液的pH除去铁元素，在净化液中再加入碳酸钠将溶液中的钴元素转化为氢氧化钴沉淀，另浓盐酸转化为钴（Ⅱ），浓缩结晶得到钴（Ⅱ），据此分析； 【详解】（1）铜单质不溶于稀硫酸，则“浸出渣”的主要成分为Cu； （2）“除铜液”中的浓度为，，，常温下，饱和水溶液中存在关系式：，则此时溶液中，pH=0.5； （3）过硫酸钠（）能将氧化，和反应的离子方程式为； （4）“沉铁”时，为了使铁离子完全沉淀，钴离子不沉淀，根据表中数据可知，控制溶液pH的范围：4.0>pH≥3.2；“沉铁”后，调节溶液pH将溶液中的钴元素转化为氢氧化钴沉淀，同时保证不发生沉淀，因此，“沉钴”步骤中溶液pH不宜过大； （5）“钴回收后废液”中含有的金属离子主要有和； （6）“转化”步骤中有黄绿色气体产生是因为氢氧化钴与浓盐酸反应生成氯化亚钴、黄绿色气体氯气和水，离子方程式为；若用过氧化氢和稀硫酸代替浓盐酸，氢氧化钴与过氧化氢和稀硫酸混合溶液反应生成硫酸亚钴、氧气和水，与加入浓盐酸相比最大的优点是可以避免生成有毒的氯气，可以减少对环境的污染。 8．稀有金属钒和钛在钢铁、化工、航空航天等领域应用广泛。一种利用钒钛磁铁矿精矿(主要成分为、、和)综合提取钒、钛，并同步制备黄铵铁矾的工艺流程如下图所示： 已知：①“加压焙烧”过程中存在反应，生成的会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”； ②“酸浸”所得溶液中钒、钛以、形式存在。 回答下列问题： (1)基态钛原子的价电子排布式为 ；已知，中Fe为＋2价，则V的化合价为 。 (2)“加压焙烧”中经“二次氯化”转化为和的化学方程式为 。 (3)“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。 (4)已知，“沉钛”时，为使沉淀完全，需要调节溶液的pH不低于 ；该过程中，加入适量铁粉的目的为 。 (5)“氧化”时，的使用量远大于理论计算量，可能的原因为 。 (6)“萃取”时，先转化为，再与萃取剂结合，其过程可表示为：，据此分析“反萃取”过程中加入溶液的作用为 。 (7)“沉铁”时，生成黄铵铁矾的离子方程式为 。 【答案】(1) ＋3 (2) (3) (4) 2.0 调节溶液pH使沉淀完全 (5)产生的催化的分解 (6)消耗，使萃取反应的平衡逆向移动，将与萃取剂分离 (7) 【分析】钒钛磁铁矿精矿(主要成分为、、和)“加压焙烧”过程中存在反应，生成的会对钒钛磁铁矿精矿“二次氯化”，经“二次氯化”转化为、，加入盐酸进行酸浸，转化为，转化为，滤渣含，加适量铁粉沉钛，调节溶液pH使完全生成沉淀，加入将+2价亚铁离子氧化成+3价铁离子，加入有机萃取剂R3N，先转化为，再与萃取剂结合进入有机相，，加酸化的洗涤分液，有机相加入进行反萃取，经一系列操作得V2O5；水相加入生成黄铵铁矾，据此分析； 【详解】（1）钛为22号元素，其价电子排布式为：3d24s2，已知中Fe为＋2价，根据化合价代数和为零，则V的化合价为＋3价； （2）“加压焙烧”中经“二次氯化”转化为和，V由+3价升高到+5价，由0价降至-1价，根据化合价升降守恒进行配平，化学方程式为； （3）根据分析可知，“酸浸”时，产生的“浸出渣”的主要成分为； （4），，pH不低于2.0；加入适量铁粉的目的：调节溶液pH使沉淀完全； （5）“氧化”时，将+2价亚铁离子氧化成+3价铁离子，的使用量远大于理论计算量，可能的原因为产生的催化的分解； （6）与反应，消耗，使降低，使萃取反应的平衡逆向移动，将与萃取剂分离； （7）“沉铁”时，加入，生成黄铵铁矾的离子方程式为：； 9．中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。 (2)“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为 。 (3)“沉铁砷”时需加碱调节，生成 (填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 (4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A．无需控温 B．可减少有害气体产生 C．设备无需耐高温 D．不产生废液废渣 (5)“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为 。 (6)“沉金”中的作用为 。 (7)滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 【答案】(1)CuSO4 (2) (3) (4)BC (5)做络合剂，将Au转化为从而浸出 (6)作还原剂，将还原为Au (7) NaCN 【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（V），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。 【详解】（1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4； （2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和，离子方程式为：； （3）“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降； （4）A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意； B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意； C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意； D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意； 故选BC； （5）“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性，将Au转化为从而浸出； （6）“沉金”中Zn作还原剂，将还原为Au； （7）滤液②含有，经过H2SO4的酸化，转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。 10．铁红在工业上被广泛用作载体和催化剂，利用蛇纹石中和渣(主要成分为，含、、、、等杂质)提取铁红的一种工艺流程如图所示。 已知：下列离子开始沉淀和沉淀完全的和相应硫化物常温下的如下表所示。 金属 离子 开始沉 淀的 沉淀完 全的 硫化物 的 2.3 3.2 / 4.3 5.6 / 4.1 5.4 / 7.2 9.2 6.9 8.9 7.5 9.7 回答下列问题： (1)基态Fe原子的价电子排布图为 。 (2)“酸浸”过程产生的气体a的主要成分为 (填化学式)。 (3)“还原”过程中溶液的pH (填“升高”“下降”或“不变”)。 (4)“净化”过程调节约为6，所得“滤渣1”的主要成分为 。(填化学式) (5)“沉钴镍”过程恰好完全沉淀时，此时溶液残留的浓度约为 。 (6)“沉铁”过程总反应方程式为 。 (7)最后所得滤渣煅烧得到铁红的化学方程式为 。 【答案】(1)     (2) (3)下降 (4)   (5) (6)[或] (7) 【分析】蛇纹石中和渣主要成分为，含、、、、等杂质，通过硫酸溶解、、、、均被溶解形成、、、和，其中和稀反应会产生气体，不和硫酸反应进入浸渣。酸浸液加入SO2还原Fe3+生成Fe2+，同时将还原为，净化时加入稀溶液调节约为6，已达到和完全沉淀的上限，得到和沉淀。沉钴镍时引入沉淀和，得到和沉淀。沉铁时在和的共同作用下，与发生反应得到沉淀。沉淀经煅烧得到铁红。 【详解】（1） 基态Fe原子的质子数为26，价电子排布图为 。 （2）“酸浸”过程和稀反应会产生气体，产生的气体a的主要成分为。 （3）“还原”过程中通入将还原为，发生反应：，此过程产生了，会导致下降。 （4）“净化”过程调节约为6，根据表格数据可知主要为、可在pH约为6时沉淀，Fe3+不在该溶液中，溶液中主要是Fe2+，故所得“滤渣1”的主要成分为  。 （5）引入沉淀和，得到和沉淀，由于的更小，优先沉淀，当恰好沉淀完全[即]时，根据的可以计算此时溶液中，再根据的求得此时残留溶液中的。 （6）在和的共同作用下，与发生反应得到沉淀，发生反应：或。 （7）所得沉淀再煅烧得到铁红，发生反应：。 1 学科网（北京）股份有限公司 $