高三二轮复习 专题11工艺流程题 （测）解析版

专题11工艺流程题过lit加入.KMnO4 MnSO4 0*1 pH1 I1.(2021-四川泸州市高三一模)铝灰主要含有A12O3. Al,以及少量Si和Fe的氧化物，下边是利用铝灰制备净水剂Al2(SO4)3 18H2O的工艺流程，回答相关问题：云皆Zl AIKSO 18HQ稀 *SO4铝灰一H酸H 操作I卜+代化f 沉淀反莅一 f I操.njJII气体X滤渣株色沉淀已知：金属离子浓度为0. Imol - L1时生成氢氧化物沉淀的pHA1(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8(1) 气体x的分子式是,酸浸充分后溶液中的金属阳离子是(2) 操作匚和用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、(3)加过量KMnO4溶液的目的是(4) 棕色沉淀含MnO操作加入MnSO4反应的离子方程式是,判断该反应完成的现象是(5) 操作匚调pH的范围是.(6) A12(SO4)318H2O可制作聚合硫酸铝(a12(OH)x (SO4)y -nH2o J,它是复合型高分子聚合物，净水效果优于传统的无机净水剂。若x=2,则疔o引起聚合硫酸铝形态多变的基本成分是OFT离子，可用实验测定其含量。称取Wg试样，将其移入锥形瓶中，用移液管加入V.mLc.mol/L盐酸，充分溶解(或提高双氧水和硫酸的利用率等)Fe3+H2PO；+CO；=FePO41+C(M+H2O碳酸钠浓度大于30%,其水解产生的c(OH )增大，FePO4+3OHT Fe(OH)3+PO；使得该平衡正向移动，而使溶液中的PO；增大【分析】由流程可知，溶浸1中发生2A1+2OH-+2H2O=2A1O2 +3H2f；滤液1中通入二氧化碳生成氢氧化铝；溶浸2中发生2LiFcPO4+H2O2+6H+=2Li+2Fe3+2H2PO； +2H2O,过滤分离出的滤渣2为石墨；滤液2两次循环可提高浸出液浓度(或提高过氧化氢和硫酸的利用率)；滤液2中加碳酸钠溶液发生Fc3+H?PO； +CO?=FePOq+CO+2H2O,再加入饱和的X溶液沉锂：沉淀转化时发生FePO4+3OHTFe (OH) 3+PO4气 据此分析解答。【解析】(1) 根据影响化学反应速率的因素，为加速“溶浸I,可采取的措施有升高温度、增大氢氧化钠浓度、搅拌、粉碎废旧电池等；(2) 滤液1中通入足量二氧化碳生成氢氧化铝，反应的离子方程式为A1O；+CO2+2H2O=A1(OH)3+HCO；(3) “溶浸2”中，溶液中P元素以H2PO；产物形式存在，LiFePO4与过量硫酸进行酸溶，同时加入双氧水，将亚铁离子氧化为三价铁，反应的离子方程式：2LiFePO4+H2O2+6H+=2Li+2Fe3+2H2PO；+2H2O： “溶浸2”适当的升温可加快反应速率，但一般不采取高温法，因为温度过高，过氧化氢易分解变质；(4广滤液2”循环两次可以提高浸出液的浓度(或提高双氧水和硫酸的利用率)；(5)“沉铁、磷”时，析出FcPCh沉淀，反应的离子方程式为Fe3+H2PO；+CO；-=FcPO4+CO2f+H2O；根据铁、磷的沉淀率实验结果图象，碳酸钠浓度大于30%后，铁沉淀率仍然升高，但磷沉淀率明显降低，可能是Na2CO3水解产生的c(OH )增大，与Fe+结合生成Fe(OH)3沉淀，FePO4+3OH nFe(OH)3+PO平衡正向移动而使留在溶液中的PO；增大。6. (2021-云南高三一模)纳米级PbO是大规模集成电路(IC)制作过程中的关键性基础材料。一种以方铅矿(含PbS及少量FC2O3、MgO、SiCh等)为原料制备PbO的工艺流程如图：PbO滤液3滤液4滤渣l：S、SiO2等 滤液2稀盐酸FcC13 NaCIH2SO4溶液纯碱溶液己知:PbCljYaq)PbCh(s)+2Cl (aq) WVO回答下列问题：(1) 酸浸氧化过程中被氧化的元素是：，该过程需要加热，其目的是。FeCh与PbS发生反应生成PbC14的离子方程式为。(2) 检救滤液1中存在FT，可取样后滴加少量溶液(填化学式)，观察到有蓝色沉淀析出。(3) “降温”步骤中析出的晶体主要是(填化学式)；滤液2中的金属阳离子有NaL FC，、。(填离子符号)(4)要实现g转化为Pbg,翳的最小值为.。(Ksp(PbCO3)=7.4xl04、/fsp(PbSO4)= 1.6x10*须保留两位有效数字)(5广燧烧”时，PbCCh发生反应的化学方程式为.【答案】S(或硫)加快反应的速率PbS+2Fe31 +4Cl-=PbC142-+2Fe21+SK3Fe(CN)6 PbCh4.6x10-6PbCCh 服烧PbO+CO2t【分析】用氯化铁、稀盐酸和NaCI对方铅矿进行酸浸氧化，滤液1中含有PbCl42 Na+、Fe3 Fe2 Mg2+；对滤液1进行降温，反应PbCl42-(aq)PbCI2(s)+2Cl (aq) A770,平衡正向移动，滤渣2为晶体PbCh,过滤，用硫酸溶液与PbCb反应生成PbSCU,滤渣3为PbSO4,再加入纯碱溶液，将PbSO4转化为PbCCh,滤渣4为PbCCh,燃烧PbCCh,发生分解反应生产PbO,据此分析解答。【解析】(1) 酸浸氧化”过程中产生了滤渣s, PbS-S, S元素的化合价升高，被氧化；该过程需要加热，其目的是加快反应的速率；FeC13与PbS发生反应生成PbClJ、S,则铁离子表现氧化性，被还原为亚铁离子，则离子方程式为 PbS+2Fe3_+4Cl-=PbC142-+2Fc2+S；(2) 检验滤液 1 中存在 F/, Fe?+与 K3Fe(CN)6溶液发生反应3Fe2* +2Fe(CN)6J =Fe3 Fe(CN)fJ I,生Fe3Fe(CN)J2 色沉淀；(3) 根据己知：PbC142-(aq)=PbCk(s)+2Cr(aq)A/70,降低温度，平衡正向移动，产生晶体PbCl2,则“降温步骤中析出的晶体主要是PbCk：滤液2中的金属阳离子有Na Fe3 Fe2 Mg2+；(4)要实现PbSOi转化为PbCCh,c(CO；) = c(CO；)c(Pb2+) = J(PbCO3)= 7.4x10-6、10c(SO；) 一 c(SO；-)c(Pb2+) 一 q(PbSO4) 1.6xl0 (2021 广两贵港市高三二模)2020年初比亚迪汉EV和特斯拉Model 3均搭载了磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池 组。某企业设计，磷酸亚铁锂电池正极生产和回收的工艺流程如下：Li2CO5 (5广锻烧”时，PbCCh发生分解反应生成PbO,化学方程式为PbCCh燃烧PbO+CCh 代生产电池正极70%H3PO4反应器LiH:PO4NaOH溶液蒸浓结分发缩晶离L1H2PO4晶体反应器 LiFePO4Ic _U电池c 正极Al INa2CO3回收电池正极一懑渣一酸一懑液一沉1_滤液_11漫2目3锂 LiiCOj废旧电池正极H2SO4、H2O2 NH3 H：O、NaOH滤液1滤渣2滤渣3已知：KspFc(OH)3=l()-39； DLizCOs 的溶解度：0C 为 1.54g, lOOP 为 0.72g。(1 )反应釜中反应的化学方程式为。获得LiHzPOa.晶体的分离操作是,反应器中加入C的目的是。(3) 写出一条可以提高“碱浸”效率的措施。(4) 向滤液1中加入过量CO?可得到白色胶状物质，该反应的离子方式为o(5) “酸浸”时若用HN03代替H2O2,缺点是，若“沉铁”后溶液中c(Fc2+)=10nol L ,则该过程应调节pH=, “沉锂”时，所得U2CO3应选择(“冷水”或“热水”)进行洗涤；从滤渣2中可以回收循环利用(填化学式)。【答案】Li2CO3+2H3PO4=2LiH2PO4+C(M+H2O 过滤将+3价铁元素还原成+2价粉碎、搅拌、加热(合理即可) A10+CO2+2H2O=A1(OH)U+ HCO3会产生污染环境的氮氧化合物3 热水 C【分析】U2CO3用稀H3PO4溶解生成LiH2PO4,并有CO2气体放出，将反应后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶并过滤获得的LiH2PO4与C、FC2O3混合加热可生成LiFcPO，再与C、A1一起组合成电极正极；将回收的废旧电池正极，用NaOH溶液浴解其中的Al,经过滤后固体滤渣用硫酸酸化的H2O2溶解并过滤除去C,在含有Fc3,和Li-的滤液中加入氨水和NaOH溶液调节溶液pH,通过生成Fc(OH)3而达到除铁的目的，经过滤后滤液中再加入Na2COj溶液可生成Li2CO3沉淀，最后过滤可获得Li2C03o【解析】(1) 反应釜中Li2CO3用稀H3PO4溶解生成LiH2PO4,并有CO2气体放出，则发生反应的化学方程式为Li2CO3+2H3PO4=2LiH2PO4+CO2t+H2O；(2) 通常固液分离先选择过滤操作，贝IJ从溶液中获得LiH2PO4,晶体的分离操作是过滤，反应器中LiH2PO4与C、Fc2O3混合加热可生成LiFcPO4,则说明加入C的目的是将+3价铁元素还原成+2价；(3) 用NaOH溶液溶解废旧电极正极材料时，通常采用粉碎、搅拌、加热等措施可加快溶解速率；用NaOH溶液溶解A1生成NaA102,则向含NaAIO2的滤液1中加入过量C02可得到A1(OH)3白色胶状沉淀和NaHCO3,发生反应的离子方式为AlC+CCh+ZHzOAKOHbl+HCO；molL-=IO-(5)“酸浸”时若用HNO3代替H2O2, HNO3的还原产物是氮氧化物，对环境有污染；若“沉铁”后溶液中c(Fe3+)=10mol Li,由 KsPFe(OH)3=c(Fe2+)xc3(OH )= 0 -6mol - Ld xc3(OH )= 1 O39 ,mol f1,此时溶液pH=3：由Li2CO3的溶解度：0C为1.54g, 100C为0.72g可知洗涤U2CO3应选择热水；由分析知滤渣2中主要成分是C, I可收后可循环利用。8. (2021-山东淄博高三模拟)合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO,并含少量的CuO、M11O2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如卜：氨水ZnO滤渣滤渣钢铁厂烟灰回答下列问题:(1)“浸取”工序中加入过量氨水的IR的：匚使ZnO、CuO溶解，转化为Zn(NH3)4F和Cu(NH3)42+配离子;OZnO转化反应的离子方程式为。(3) “除杂”工序中，反应的离子方程式为。(4) 滤渣匚的主要成分有(填化学式)，回收后可用作冶金原料。(5) “蒸氨沉锌”工序中，“蒸氨是将氨及其盐从固液混合物中蒸出，相应的化学方程式为,蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回工序循环使用。(6) 从碱式碳酸锌得到氧化锌的工序名称为。(7) 将滤渣用H2SO4溶液处理后得到溶液和固体(均填化学式)。【答案】增大溶液 pH,将 HCO3 转化为 CO： ZnO+2NH3 H2O+2 NH； =(Zn(NH3)42+3H2OZn+Cu(NH3)42+=Cu+Zn(NH3)42+AZn、CuZn(NH3)4(HCO3)2 = 4NH3f+Zn(HCO3)2浸取 燃烧Fe2(SO4)3 MnOj【分析】首先用NH4HCO3和氨水浸取烟灰，将锌元素转化为Zn(NH3)42+络离了，将Cu元素转化为Cu(NH3)42+络离子，MnCh、Fe2O3不发生反应进入滤渣口中；加入锌粉可以将Cu(NH3)42+全部置换出来得到滤渣中含有Zn及Cu,然后经蒸氨沉锌Zn(NH3)4(HCO3)2反应变为NHs和Zn(HCOs)2,然后加入碱式碳酸锌与Zn(HCO3)2混合，高温燃烧得到氧化锌。【解析】由题意可知，烟灰(主要成分为ZnO,并含少量的CuO、MnCh、FC2O3等)，在浸取工序中可以使ZnO、CuO溶解变为Zn(NH3)42+和Cu(NH42+配离了进入滤液 中：NH3与HCO,反应，HCO3的存在会影响Zn(NH3)42 Cu(NH3)J+的稳定性，氨水过量可以将HCO.转化为CO；,使以I：两种络离了稳定存在。(2) 浸出时，ZnO溶于碳酸氢铉与氨水的混合溶液中，形成配离子Zn(NH3)42+和出0,反应的离子方程式为：Z11O+2NH3H2O+2 NH： =Zn(NH3)42+3HQ；(3) 在除杂工序中，加入过量的锌粉，发生置换反应置换出铜单质，反应的离子方程式为：Zn+Cu(NH3=Cu+Zn(NH3)42。(4) 滤渣匚是在除杂工序中产生的，由(3)分析可知，滤渣是过量Zn与Cu(NH3)42+发生置换反应产生的，因此其主要成分是Cu、Zn；(5) 在“蒸氨沉锌”工序中，“蒸氨是将氨及其盐从固液混合物中蒸出，Zn元素以盐的形式存在于溶液中，该反A应的离子方程式为：Zn(NH3)4(HCO3)2 = 4NH3T+ Zn(HCO3)2；蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水，由工艺流程图可知，碳化氨水可返回到浸取工序中循环使用；(6) 碱式碳酸锌(ZnCO3Zn(OH)2)为固体，要想得到ZnO需要经过高温燃烧。故从碱式碳酸锌得到氧化锌的工序名称为燃烧；滤渣匚的主要成分是MnCh、Fe2O3,向滤渣中加入H2SO4溶液，Fe2O3Ij硫酸反应产生Fe2(SO4)3和田0,而MnO2不发生反应，故将滤渣匚用H2SO4溶液处理后得到溶液为Fe2(SO4)3溶液，固体为MnCh。9. (2021-湖北武汉高三模拟)PFASS(聚合硫酸铁铝硅)是一种高效混凝剂，由PSA(聚硅酸)与PFAS(聚合硫酸铁铝)按一定比例混合聚合得到，以硫铁矿烧渣(含Fe2O3. FcO、SiCh及AI2O3)和水玻璃为原料制取PFASS的工艺流程如下：硫铁矿烧渣硫酸NaC103 znCaO-nALOs硫酸己知：碱化度日=c(OH )c(Fe3+)+c(Al3+)mCaOnAl2O3难溶于水。回答下列问题：(1) 酸溶时为提高铁、铝的浸出率可采取的措施是、。(任写2点)(2) “过滤”所得滤渣为(填化学式)。(3) “氧化，时发生反应的离子方程式为o(4) “检测”氧化后溶液中Fc3+、Al，+的浓度，目的是。(5) “调节碱化度”时，mCaO nAl2O3与溶液中IT反应的离子方程式为。若溶液的碱化度过大,PFASS的产率(填“增大”、“减小”或“不变勺，原因是。(6)PFASS的组成可表示为F%Alb(OH)c(SO4)nSiO2L，a、b、c、d应满足的关系是【答案】升高温度增大硫酸的浓度 SiO2 6Fe2+ 4-C103+6H=6 Fe3+Cl +3H2O 更好的合成PFAS减小 溶液的碱化度过大，会导致Fc3+变mCaO - nAl2O3+2( m+3n)H*=mCa+2 nA片+( m+3n)H2。；:成 Fe(OH)3, AP+变成 A102-,致使 PFASS 的产率减小 3a+3b=c+2d【分析】由框图分析：硫铁矿烧渣含Fe2O3. FcO、Si02及A12O3,加入H2SO4后F3O3、FcO、AI2O3反应，分写生成Fe3+、Fe2 Al3 SQ2不反应，过滤后变成滤渣，加入NaC103可以氧化Fe?生成Fe，再加入mCaOFA.Oz调节溶液酸碱度，生成PFASS。水玻璃为硅酸钠，加硫酸进行酸化，即得PSA, PFASS和PSA反应即生成PFASS(聚合硫酸铁铝硅)。以此分析解答。【解析】(1) “酸溶时为提高铁、铝的浸出率，可采取升高温度和适当增大硫酸的浓度或粉碎硫铁矿等，可以加快反应,提高铁、铝的浸出率。(2) 根据上述分析可知，“过滤”所得滤渣为Si02o(3) 根据上述分析“氧化”是Fe2+被NaClOs氧化，其反应的离子方程式为6Fe2+ +C103+6H+=6 Fe3+Cl +3H2Oo(4) 通过“检测”氧化后溶液中曲3十、AP+的浓度，控制Fc3+、AP+的浓度更好的合成PFAS。(5) “调节碱化度”时，mCaO nAl2O3与溶液中T反应，生成的离了方程式为mCaOFALO,+2( m+3n)H+=mCa2+4-2 nAlu+( m+3n)H2Oo 若溶液的碱化度过大，会导致 F/+变成 Fc(OH)3, Al，变成 AlOf,致使PFAS的产率减小。(6) 根据FeaAlb(OH)c(SO4)d nSiO2n化学式可知，化学式中各元素化合价代数和为零a、b、c、d应满足的关系是3a+3b=c+2d10. (2021福建省龙岩高三模拟)用硼镁矿(主要成分2MgO.B2O3.H2O,含SQ、CaCO3.铁和铝的氧化物等杂质)生产硼酸(H3BO3)并回收硫酸镁的工艺流程如图：硫酸试剂al滤渣2硼镁矿一酸浸趁热滤液1 T除杂一L硼酸晶体母液一 MgSOFhO回答下列问题:(1) “酸浸”过程发生的主要化学反应方程式为。为避免“酸浸”产生大量气泡使物料溢出，应采取的措施为。(2) “除杂”时向滤液中加入H2O2和试剂a, H2O2的作用为(用离子方程式表示).试剂a为。(3) 硫酸镁的溶解度随温度变化曲线如图所示.得到MgSO4.7H2O的温度范围为,为从“母液”中充分回收MgSO4.H2O,应保持“母液”在口以上蒸发浓缩、,再用乙醇洗涤后干燥。(4)加热10.54g硫酸镁晶体，得到5.14g硫酸镁固体，则硫酸镁晶体的结晶水含量x=0【答案】2MgO.B2O3.H2O+2H2SO4 =2MgSO4 +2H.BO,分批慢慢加入硫酸(或用搅拌器搅拌)2Fe2+ + H2O2 4- 2H+ = 2Fe3+ 4- 2H2OMgO 或 MgCO3. Mg(OH)2 1.8T8.1口 67.5 趁热过滤 7【分析】硼镁矿(七要成分为2MgOBQ3H2,含SiO2. CaCO,、铁和铝的氧化物等杂质)加入硫酸，生成硫酸镁、硼酸(H3BO3)、硫酸钙、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝，Si。?和硫酸不反应，硫酸钙微溶于水，滤渣1是SiO2、CaSO4:滤液 1 加入 H0 把 FC?+氧化为 Fe3+,用 MgOnMgCO3、Mg(OH)2 调节 pH 除去 Fe3AP+,滤液2冷却得到(H.BOj沉淀，过滤后的母液蒸发浓缩、趁热过滤得MgSO4.H2Oo【解析】(1) “酸浸”过程发生的主要化学反应是2MgO.B2O3.H2O和硫酸反应生成硫酸镁、硼酸(HBOJ,化学方程式为210凡03虬0+2%，04=21，04+2%803 ；分批慢慢加入硫酸(或用搅拌器搅拌)可以避免“酸浸”产生大量气泡使物料溢出；(2) “除杂”时向滤液中加入H2O2, H2O2把Fe2-氧化为Fe3+, 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O ,加入试剂a调节pH除去Fch Al3+,为不引入新杂质,试剂a可以是MgO或MgCO、Mg(OH)2；(3) 根据图示，得到MgSO4.7H2。的温度范围为1.848H,为从“母液中充分回收MgSO4.H2O,应保持“母液”在67.5匚以上蒸发浓缩、趁热过滤，再用乙醇洗涤后干燥。120(4) 设硫酸镁晶体的化学式是MgSO.xHQ, 10.54x= 5.14 ,解得x=7。120+18*11. (2021-河北高三模拟)硫化镣矿的主要成分是NiS,还含有MgS、FcS、一些不溶性物质等，工业上用硫化锲矿制备金属镣的工艺流程如图所示：磔化镣矿H&稀盐酸，加热溶液 NiO滤流1波流2波液稀斑阪I化I电解-恨(1) 硫化镣矿粉磨的目的是, “酸浸时，硫化镣与稀盐酸反应的化学方程式为。(2) “氧化、除铁过程中加入H?。？溶液时，发生反应的离子方程式为；加入氧化竦的目的是除去铁元素，用化学平衡移动原理解释除去铁元素的原因。(3) 己知 /CspNi(OH)2=2.0xlO 5, /CspMg(OH)2=2.0xl0-,若“除镁”后的滤液中 Ni2+ 的浓度不大于IO5molU 则滤液中c(Mg2+)0(4) 电解硫酸镣溶液时，在极得到镣单质，电解产物(填化学式)可以循环使用。聚合物后，加25mL0.2mol/L氟化钾溶液掩蔽掉全部铝离子，摇匀。加入3滴酚猷，用c2mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈微红色即为终点，消耗了标准液V2mLo则聚合硫酸铝中oh-的质量分数为【答案】氏Al3 Fe (2021-山两大同高三模拟)我国稀土资源丰富，稀土元素包括锭、切和徊系共17种元素，是重要的战略资源。-种以氟磷灰石主要成分为CaJPOjF,还含有少量REPO” RE表示稀土元素为原料制备稀土氧化物的工艺流程如下: Fc*； 2NfnO.；+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+ 漏斗 把F/氧化为Fe+(C ,r C V ) x 17溶液紫红色褪去2. 8-3.42一 x 100%W【解析】(1) 铝灰主要含有Al2o3. Al，以及少最Si和Fe的氧化物,加入稀硫酸，会反应生成氢气，故X是氢气；酸浸充分后溶液中的金属阳离子是Al3 Fe2 Fc3+;(2) 操作匚和都是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗；(3) 根据金属离子浓度为0.1molL-i时生成氢氧化物沉淀的pH,要除去Fe2 Fl应该把Fe：+氧化为Fe-,才不影响氢氧化铝的沉淀，加过量KMnO,溶液的R的是把Fe2+化为Fe3+：(4) 根据图示可得2MnO, +3Mn2 +2H2O=5MnO2+4H+,该反应可以除去过量的高锭酸钾，判断该反应完成的现象是溶液紫红色褪去；(5) 过量KMnOj溶液的目的是把Fc?+氧化为Fe3+*要使Fe+沉淀完全，而不能沉淀铝离子，故 调pH的范围是2. 87.4；(6)根据化合物中正负化合价代数和为零可解得y=2,由题干信息可知聚合硫酸铝中n(0H )质量分数为站-饥) 17x 100%o【答案】增大反应物的接触而枳，提高反应速率，使反应更加充分NiS + 2HCl = NiCl2 + H2St2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2OFe*在溶液中水解使溶液呈酸性，加入的氧化镣与氢离子反应,水解平衡右移使Fe3,转化为Fe(0H)3沉淀而除去().1 mol U 阴 H2SO4【分析】流程中各步骤的作用或目的如下：步骤作用或目的粉磨增大了反应物的接触面积，使反应更加充分，反应速率加快酸浸得到主要含Ni2+s Fe2+. Mg的溶液氧化、除首先把Fe&氧化为Fe3+,然后使Fc+形成氢氧化铁沉淀，得到铁主要含阶、Mg?+的溶液除镁使Ni?+形成Ni(OH)2沉淀，把Mg?+留在滤液中酸化使Ni(OH)2沉淀形成硫酸锲溶液电解电解硫酸镣溶液得到金属竦【解析】(1)硫化镣矿粉磨得到矿粉，既能增大与酸的接触面积，乂可提高浸出率，其目的是：增大反应物的接触面积，提高反应速率，使反应更加充分；硫化镣与盐酸反应生成氯化镣和硫化氢，反应的化学方程式为NiS + 2HCl = NiCI2 + H2Sto(2)加入H2O2溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2+ +%。2 + 2FT = 2Fev+2H2O a除去溶液中的Fc时，通常采用水解的方法让其转化为Fe(OH)3沉淀，为促进水解的进行，加入氧化锲与H-反应，则用化学平衡移动原理解释除去铁元素的原因为：Fe，+在溶液中水解使溶液呈酸性，加入的氧化镣与氢离子反应，水解平衡右移使Fe，转化为Fe(0H)3沉淀而除去。(3)若滤液中c(Ni2+)2.0x10,0(mol-L)由氢氧化镁的溶度积可知溶液中c（Mg2+） =2.0x102.0xl0_,mol U1 0.1mol U。答案为:0.1 mol L ;(4)电解硫酸镣溶液制备金属镣，Ni?+在阴极放电，阳极上水放电可得到氧气和H2SO4,阳极处生成的H2SO4可以循环使用。12. (202K东揭阳市高三模拟)冶炼废水中砰元素主要以亚砰酸(H3ASO3)形式存在。可用化学沉降法处理酸性高浓度含砰废水，其工艺流程如下：冶炼废水鬻3滤渣A处理后的废水已知As2S3与过量的S?-存在反应：As2S3 + 3S2- = 2AsS；-回答下列问题:H3AsO3中As元素的化合价是(2)“一级沉砰”中FeSO4的作用是,(3广一级沉砰”后剩余的部分H3AsO3进入“二级沉珅”。加入MO?发生反应的化学方程式为口_； _； Fe2(SO4)3+2H3AsO4 =2FeAsO, J +3H2SO4。(4) 滤渣A的成分除Fe(0H)3、Ca3(AsO4)2外还有、(5) “二级沉砰”处理后的废水中c(Ca2+) = 0.01mol-U,则该溶液中c(Fe3+)约为多少？ _,(列式计算)Ca3(AsO4)2. FeAs()4的 K*分别约为l.OxlCr”、i.OxlO_20o【答案】+3与过量的S*反应生成FcS沉淀，避免生成的AS2S3溶解在过量的Na2S中H2O2+H3AsO3=H3AsO4+H2OH2O2 +2FeSO4 +H2SO4 =Fe2 (SO4 )3 +2H2OFeAsO4CaSO4 l.OxlO-molL-1【分析】废水中伸元素主要以亚神酸(IhAsOj)形式存在，加入硫化钠、硫酸亚铁除去过量的硫离子，过滤得到AS2S3和FeS,滤液中加入过氧化氢和氧化钙进行二级沉神，H2O2与含为物质发生氧化还原反应，氧化亚神酸为神酸，过滤得到神酸铁、神酸钙、氢氧化铁、沉淀硫酸钙等，滤液为低浓度含神废水，据此分析解答。【解析】(1) 亚神酸(H3AsO3)中氢元素+1价，氧元素-2价，化合物化合价代数和为0,则砰元素的化合价为+ 3价；(2) “一级沉砰”中FcSO4的作用是除去过量的硫离子，As2S3+3S2p2AsS；使平衡逆向进行，提高沉伸效果；(3) “二级沉神”中H2O2与含神物质发生氧化还原反应，氧化亚伸酸为砰酸，同时也能将过量的硫酸亚铁氧化成硫酸铁，反应的化学方程式为：H2O2+H3AsO3=H3AsO4+H2O ；H2O2+2FeSO4 +H2SO4 =Fe2 (SO4 +2HQ ；(4) 流程分析可知，加入氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和神酸反应生成碑酸钙沉淀、和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，铁离子与砰酸反应生成砰酸铁，钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀，所以滤渣A中还存在CaSO4；(5) c(Ca2+) = 0.01 mol L 1, Ca3(AsO4)2的心约为l.OxlO-18，则滤液中的砰酸根离于浓度为= 252,则c(Fe今箴算=斧=皿心靠13. (2021安徽黄山市高三模拟)某油脂厂废弃的油脂加氢镣催化剂，主要含金属Ni、Fc、Al及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的锲制备硫酸锹晶体(NiSO4-7H2O)：废镣催化剂NaOH溶液稀H2SO4H2O2溶液NaOH溶液滤液滤渣滤渣(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是.；写出NaOH与AI2O3反应的离子方程式.溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fc2+开始沉淀时(c=0.0l mol L-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c= 1 .OxIOmol顼)的pH8.74.73.29.0回答下列问题:(2广滤液口”中含有的金属离子是.(3)转化中可替代H2O2的物质是。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即H。溶液NaOH溶液，“滤液口中可能含有的杂质离子为.滤渣(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=0如果“转化”后的溶液中 州+浓度为l.OmolI-i,则“调pH”应控制的pH范围是(5) 硫酸裸在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作锲镉电池正极材料的NiOOHo写出该反应的离了方程式.【答案】除去油脂，溶解铝及其氧化物AI2O3+2OHWAIO2+H2O Ni2 Fe2 Fe3+ O2或空气Fe31 .Ox IO-15 63.2pH= 10-6.2 ,即pH=6.2。为避免镣离子沉淀,溶液的pH应小于6.2。Fe，+完全沉淀的pH为3.2,因此“调节pH”应控制的pH范围是3.2pH6.2,故答案为:LOxlO156, 3.2pH NaBeCh：根据信息i,反应I中为NazBeCh与过房盐酸反应，反应的离子方程式为BeO22_+4H+=Be2+2H2O：(2) Be、铝元素化学性质相似，先向滤液C中先加入过量的氨水，生成Be(OH)2沉淀，然后过滤、洗涤，再加入适量的HC1,生成BeCI2,合理步骤是； BeCb熔融时能微弱电离，熔融BcCh中离子浓度较小，电解熔融BeCh制备金属被时，需要加入NaCL其作用是增大离了浓度，增强熔融盐的导电性；反应II中CuS中S转化为S单质，MnO2中Mn被还原为M/+,根据化合价升降法进行配平，其化学反应方程式为 MnO24-CuS+2H2SO4=S+MnSO4+CuSO4+2H2O；(4)Cu2+开始沉淀时c(OH )=2 x 1=ix|0-,(,mol/L： Fe+开始沉淀时 c(OH3|4xlQ =-5x10-2.20.008,2mol/L； Mn2+开始沉淀时 c(OH )=O=lxl0 W/L,因此首先沉淀的是Fe3+,即生成的沉淀F为Fe(OH)3o为了尽可能多的回收Cu,滤液E中加入氨水应使C尽可能完全沉淀，MX,不形成沉淀，CW完全沉淀时c(OH )=2.2x10 20 xiomol/L A12O3经过焙烧之后生成NaVOj,加入氯化铉可以生成NH4VO3沉淀，根据口中信息可得，瑕烧沉淀可得五氧化二帆，利用氢气，以及少量的H2O(g),可以将五氧化二机还原为VR。【解析】(1) 石煤矿预先粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，使焙烧更充分；(2) 依据流程图可知焙烧后V2O3变为NaVO3(从图中NH4VO3可知)发生的反应为高温V2O3+O2+2NaCl + H2O = 2NaVO3+2HC1，若H2O(g)不足，产生污染环境的气体为敏气(依据元素守有机相氟磷hn(灰石酸浸酸浸液*厂有机相水相1水相11密(含dHPO,等)稀土磷酸盐h2c2o4 h2so4 hno,稀七氧化物-焙烧-过滤过滤回答下列问题：酸浸时，REPO4转化为re(nc)3)3,为了提高浸取率，可以适当升高温度，但是温度不能太高，原因是。酸浸时不能使用玻璃容器，原因是。(2) TBP是磷酸三丁酯，不溶于水，能莘取金属阳离了和酸分了(HPOj、HNO3等)。加入氨水反莘取的原理是0(3) 水相二过滤后得到的滤渣的主要成分为REPO】、Ca3(PO4)2. CaHPO4,后续加入硫酸的主要目的是,有关反应的离子方程式为o(4) 加入Hqo”含稀土元素的离子转化为草酸盐，将得到的部分草酸铺晶体Ce2(C2O4)3-2H2O用热重法对其进行分析，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。已知200 580口之间反应生成一种含铺物质和CO,写出该反应的化学方程式匚已知c点固体是纯净的含铀氧化物，则该物质为(填化学式)。高温恒，能污染环境的气体为氯气)，生成氯气的化学方程式为4NaCl + O2+V2C)5 = 4NaVO3+2Cl2：(3) 根据图像，125Z1条件下“水浸”的优点为帆的浸出率高，明显缩短浸取时间，提高生产效率;(4) 沉帆的过程中会有氯化钠产生，可蒸发后用焙烧加热；还原五氧化二钮过程中会有H2O(g)产生，可用焙烧;(5) 根据己知：可知，V2O5 +6NaOH = 2Na3VO4 +3H2O,H2C2O4 + 2Na3VO4 + 5H2SO4 = 2VOSO4 + 3Na2SO4 + 2CO2 个 +6H2O ,V2O5 - Na3VO4 - H2c2o4 , n(V2O5)=n(H2C2O4)= 1.0mol/Lx25.00mLx 103=0.025mol:4 55gm(V2Os)=n-M=().025molx 182g/mol=4.55g, V2O粕勺纯度为x|00%=91%。5.0g37. (2021-河南安阳高三模拟)以工业制立德粉后的铅锌废渣(主要成分为ZnO和PbSO4,杂质含Si、Fe、Cu、Cd等元素)为原料，可以制活性氧化锌和黄色颜料铅铭黄，工艺流程如图所示:足鼠氨水、(NHJCO和添加剂铅锌废渣碱浸NaOHHNO,加 KOH 调 pHK2Cr2O7固体A卜滤液c-T幸卜滤液D鼻L 卜气体A含硅元素的固体Fe(OHX用鸟沦调节pH 至 6.06.5足量:锌粉滤液A滤液b沉降n除铜、镉铜、镉滤液EPbCrO4Zn/OHCoH切| 燃烧ZnO已知：PbSO4难溶于HNO.；常温下,Kp(PbCO3)=8xIO，。Ksp(PbSO4)=1.6xl0-8, /Csp(PbCrO4)=2.8x 1013, spPb(OH)2=1.0xl016,KspFe(OH)3=l.()xlO38。回答下列问题：(1) 为提高“碱浸”速率，可采取的措施是(任写一条)。(2广碱浸”过程中PbSO4发生的反应为,气体A的化学式为。(3) 滤液E中溶质的主要成分为。(填化学式)(4) “沉降口”过程中发生反应的离子方程式为。(5) 如图为“酸浸”过程中铅元素的浸出率与硝酸浓度和反应温度之间的关系曲线，由此分析“酸浸”过程中应选择的最佳浓度和温度分别为o(6)常温下，若测得“酸浸”后所得溶液中c(Pb2+)=0.1mol/L,则“除铁”过程中需要控制溶液pH的范围为c(Fe3，)lxlO5mol/L