2022年高考化学二轮专题复习《工艺流程题》2

2022年高考化学二轮专题复习工艺流程题1. （2021江苏高考真题）以锌灰（含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3, SQ）和Fe2（S05为原料制备的ZnFezCh脱硫剂，可用于脱除煤气中的H2S。脱硫剂的制备、硫化、再生过程可表示为稀硫酸锌灰一”浸取IFej(SO4)3 溶液 NaHCO?溶液硫化含H2s煤气（1）“除杂包括加足量锌粉、过滤加H2O2氧化等步骤。除Pb?+和CM+外，与锌粉反应的离子还有一（填化学式）。（2）“调配比”前，需测定ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50mL除去Fe3+的ZnSO4溶液于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度；准确量取20.00mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加氨水调节溶液pH=10,用 0.0150moLLEDTA（Na2H2丫）溶液滴定至终点（滴定反应为ZG+Y-ZnYL）,平行滴定3次，平均消耗EDTA溶液25.00mL。计算ZnSCU溶液的物质的量浓度（写出计算过程）。（3）400时，将一定比例H2、CO、CO2和H2s的混合气体以一定流速通过装有ZnFezCh脱硫剂的硫化反应器。硫化过程中ZnFezCh与比、H2S反应生成ZnS和FeS,其化学方程式为。硫化一段时间后，出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了 H2s与CO2生成COS的反应，反应前后ZnS的质量不变，该反应过程可描述为一。（4）将硫化后的固体在N2： 02=95： 5（体积比）的混合气体中加热再生，固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280400c范围内，固体质量增加的主要原因是一。用眼SIW国杂暮2. (2021湖北高考真题)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIno.5Gao.5Se2。某探究小组回收处理流程如图：回答下列问题：(1)硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为一；钱(Ga)和钿(In)位于元素周期表第HIA族， CuIno.5Gao.5Se2 中 Cu 的化合价为一o(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为一。(3)25时，已知：Kb(NH3H2O)=2.0xl0-5, K、pGa(OH)3卜 1.010-35, KSpIn(OH)31.0xl0-33, KpCu(OH)2户1.0x10-2。，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol-LL当金属阳离子浓度小于LOxlgmoiL时沉淀 完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为一(保留一位小数)；若继续加入6.0mol,LT氨水至过量，观察 到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应 Ga(OH)3+NH3-H2O彝?Ga(OH)4+NH；的平衡常数 K=。(已知：Ga3+4OH 峰?Ga(OH)吐 K，=廿：9?巳、40、1()34) c(Ga )xc (OH )(4)“滤渣”与S0C12混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO：是否洗净的试剂是一；“回流过滤”中 SOC12的作用是将氢氧化物转化为氯化物和一。(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为。3. (2020.广东.五华县教育教学研究室一模)在2016年至2020年间，我国对钻、锂等广泛应用在高 科技产业领域的原材料需求增长10%以上。应用广泛新型电源钻酸锂(LiCoCh)电池就是其中的一种应用。 实验室尝试对废旧钻酸锂电池(除含LiCoCh外，有少量的铝、铁、碳等单质)回收再利用。实验过程如 下：已知：还原性：CICo2+；Fe3+和Cq：结合生成较稳定的FeCzORP，在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题:(1)废旧电池初步处理的方法是。(2)滤液C应加入 试剂，能得到所需的含Fe3+的溶液。洗涤FeCh-6H2O晶体的最佳试剂是(3)“沉淀”步骤中，证明Co?+已沉淀完全的实验操作。(4)在空气中在30035OC加热CoC2O#2H2O除生成水外，还生成CoO和一种气体，则此条件下该 反应的化学方程式为。设计由“滤液X”制备纯净的A12O3的实验方案：向“滤液X”中滴加H2sCM溶液，用pH计测溶液的 pH,当pH介于 时，得到沉淀的离子方程式,过滤，用蒸储水洗涤沉淀，直至滤液加BaCE溶液不再出现白色浑浊为止，将所得沉淀灼烧至沉淀不再减少，冷却，即得AhChTTQ日/心影眼磐4. (2022山东临沂 一模)工业上用磷铁渣(主要含FeP、Fe2P,以及少量FeaCh、SiCh等杂质)制备FePOJ磷酸铁)，稀硝酸、硫酸h3po4 氨水磷铁渣 FePO4滤渣已知：FePQ4难溶于水，能溶于无机强酸。(1)“浸取时为加速溶解，可以采取的措施有(任写一种)：加入硫酸的目的是;滤渣的 主要成分是(2)“浸取时Fe2P发生反应的离子方程式为。(3)“制备”过程中溶液的pH对磷酸铁产品中铁和磷的含量及n(Fe)/n(P)比值的影响如图所示考虑到微 量金属杂质，在pH=l时，n(Fe)/n(P)为0.973最接近理论值。6050403020100-产物铁磷比-(o(Fe)%* u)(P)%1.041.021.000.980.96四五(d)、(r聚忙1.01.52.02.5 溶液的 pH在pH范围为1L5时，随pH增大，n(Fe)/n(P)明显增大，其原因是(4)工业上也可以用电解磷铁渣的方法制备FeP。磷铁渣1|石墨- - 一一一 - . 0.1 molL-1NaOH溶液 -0.1 molL-1磷酸溶液质子交换膜FeP在阳极放电的电极反应式为 o电解过程中，NaOH溶液的浓度(填“变大”变小或不变)。常温电解一段时间，测得溶液中Fe?*浓度约为0.32mol【T,为了避免生成Fe(OHh沉淀，应控制 溶液的 pH 不大于(已知：% Fe(OH)3 =4x 10 38,1g 2 = 0.3)。5. (2022重庆 模)磷酸亚铁锂电池是新能源汽车的动力电池之一、采用湿法冶金工艺回收废旧磷 酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外，还含有A1箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源，流程如图:资料：碳酸锂在水中溶解度:温度/t020406080100溶解度/g1.541.331.171.010.850.72FcPO4-H2O(1)1步操作是粉碎废旧电极，其主要目的是。(2)11步加入过量NaOH溶液后，滤液1中存在的主要阴离子是 o(3)111步浸取加入的氧化剂最佳选择是。(填字母)A. HNO3 B.酸性KMnO“C. H2o2D. NaClO3(4)浸出液中存在大量H?PO4和HPO；,从平衡移动的角度解释IV步中加入30%Na2c溶液沉铁的主 要原理是。(5)滤液2中c(Li+)=4mol-L1加入等体积的Na2cO,溶液后，3的沉降率达到90%,母液中 c(CO；)=。溶液混合后体积变化忽略不计，K5p(Li,CO3)=1.6xl03调 pH-(固体2硼酸晶体母液(6)为将粗品Li2cO,提纯，VI步使用(填“热”或“冰”冰进行洗涤操作，理由是 (7)工业上将回收的LiV。?、FePO,粉碎与足量的炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO，反应的化学 方程式为：。 (2021内蒙古新城一模)硼酸(H,BOJ为白色粉末状结晶，大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制 品的耐热、透明性能提高机械强度，缩短熔融时间。以硼镁矿(含2MgO.BqHq、SiO：及少量 FeQ,、AkOj为原料生产硼酸的工艺流程如下：已知：H3BO3在 20C, 40, 60, 100时溶解度依次为 5.0g, 8.7g, 14.8g, 40.2g(有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表Al(OH)，Fe(OH)2Fe(OH)sMg(OH)2开始沉淀时3.85.82.210.6完全沉淀时5.29.73.212.4(1)写出硼元素在周期表中的位置;(2)“酸浸”时生成H,BO,的化学方程式为；(3)“热过滤”的目的是；(4)“固体1”的主要成分是(写化学式)；(5)从绿色化学角度考虑，试剂A宜选择,作用是(用离子方程式表示)；(6)“氧化”后将溶液pH调节至6,目的是:(7)“母液”中的溶质主要有, o7. (2021 海南模拟预测)某工厂产生的废渣中主要含有ZnO,另含有少量FeO、CuO、SiO2等，某 科研人员设计的用废渣制取高纯ZnO的工艺流程图如下图所示。滤渣B滤渣C滤液D滤渣A废渣ZnC,O4- 2比0高纯ZnO已知：25时，部分物质的Ksp相关信息如表所示:Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSl.OxlO388.0x1 O62.2x10201.2xl0-176.3x10361.2x1 O-23(1)“酸浸”步骤中发生的离子反应有 个。(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为(3)“除铁”时除了加ZnO,还可以加入(填化学式)(4)若“氧化”后所得滤液中c(ZnA)=1.2molC , c(Cu2+)=0.022mol L1, “除铁”操作中为门吏铁元素完 全除去(c(Fe)3转化为H3ASC3。回答下列问题：(1)能提高“酸浸”浸出率的措施是(任写一条)，“滤渣1”的主要成分是(2)“酸浸”过程中Cu2O发生反应的化学方程式为。(3)“滤渣2”的成分为FeAsCh,则“沉碑”过程中发生反应的离子方程式为。(4)ZnS5的溶解度曲线如图1所示。从溶液中回收ZnSOMHzO的实验操作为。ZnSO4-6H2。ZnSO4- 7H2O ； I ； ZnSO4-H9O200400600800温度/图2260 280 300 320 340 360 380温度/K图1（5）取26.90g ZnSO4-6H2O加热，剩余固体的质量随温度的变化如图2所示。750时所得固体的化学 式为（填序号）。30a. ZnO b. ZnSO4c. Zn3O（SCh）2 d. ZnSChHO9. （2021 全国模拟预测）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，明朝末年宋应星所著的开 工天物记载了世界上最早的炼锌技术。古代锌被称为白铅、倭铅、水锡等。在现代工业中，锌在电池 制1造、合金生产等领域有着广泛的用途。现代冶炼锌主要采取湿法工艺。以闪锌矿（主要在分为ZnS,还 含铁等元素）、软锦矿（主要成分为MnCh,还含铁等元素）为原料，联合生产锌和高纯度二氧化锦。以下为 工艺的主要流程：软锌矿稀硫酸空气试剂a闪锌矿金属ZnMnO2滤渣1滤渣2(1)浸出前将原料粉碎的目的是 o(2)浸出时加入FeSCh溶液能促进ZnS的溶解，提高锌的浸出率，同时也可以生产硫单质。Fe?+的作 用类似催化剂，“催化”过程表示如下：i.MnO2+2Fe2+ +4 H+ = Mn2+ +2 Fe3+2H2O总反应：MnO2+ZnS+4H+_!S Mn2+Zn2+S+2H2O写出ii的离子方程式：。下列实验方案可证实上述“催化”过程，将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSCh溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量MnCh，溶液变红b. (3)除铁已知：除铁时，先通入空气，再加入试剂a控制溶液pH为2.5-3.5,使铁主要以FeOOH沉淀的形 式除去。空气的作用(用离子方程式表示)；试剂a为.(4)电解：用惰性电极电解滤液2制得金属锌和MnOz写出制得MnCh的电极反应。电解后可以循环利用的物质是。10. (2021湖南模拟预测)实验室模拟工业利用废铁镁矿渣(含Si。？、MgCO,及少量Feq、FeCO,) 和高纯硅工业制备的副产物Sid,为原料，制备二氧化硅和氯化镁晶体，流程如下：滤渣试剂1回答下列问题：(1)反应前通常会将废矿渣粉碎，目的是 o沉淀1是(填化学式),SiCl4与水反应的化学方程式为。(2)向溶液2中加H,O,的目的是。试剂1可以是下列试剂中的(填标号)。A. NaOH B. MgCl, C. MgCO, D. MgO(3)为使Fe完全沉淀，应调节pH为 o (完全沉淀是指c(Fe“)41xl()Tmol-L,已知：KFe(OH)3 = 4 x 1038, 1g 狎=0.2)（4）直接加热蒸发溶液3无法获得氯化镁晶体，原因是，应该采取的措施是（5）若该流程制备MgCl2 -2H2O的产率为80%,则制得655g MgCl2 -2H2O需含MgCO,质量分数为42% 的铁镁矿渣 g。11. （2021陕西西咸新区黄冈泾河中学一模）五氧化二钢广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添 加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钮催化剂中（含有K2so4、V2O5、V2O4、Si02、FezCh、 ALO3等）回收帆，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源。回收工艺流程如下：H2SO4,FeSO4NH4CXNH3 H2so4、KCK)3废银 催化剂己知：酸浸时V2o5和V2O4先与稀硫酸反应分别生成VO；和VO2+。有机萃取剂萃取V02+的能力比萃取VO；的能力强。溶液中VO；与V0；可相互转化：VO； +H2O=iVO： +2H+且NH4VCh为沉淀（1）“酸浸时，FeSO4参与反应的离子方程式为 o（2）“萃取”和“反萃取”时，将发生160加水层）+211血（有机层）2111（有机层）+出2504（水层）保表示VCP, HA表示有机萃取剂），反萃取加入试剂 o （填化学式）（3）“氧化”过程中发生反应的离子方程式为。（4）“沉伏”时，通入氨气的作用是,以沉钮率（NHWCh沉淀中V的质量和废催化剂V的 质量之比）表示该步反应钿的回收率。请解释如图温度超过80C以后，沉钮率下降的可能原因是100989694929088or50607080沉淀温度/（5）该工艺流程中，可以循环使用的物质有（6）25.35gMnSOH2O样品受热分解过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示。300时，所得固体的化学式为, 850C时，所得固体的化学式为。115(TC时，反应的化学方程式为 o12. (2021.全国.模拟预测)五氧化二钢(V2O5)为强氧化剂，易被还原成各种低价氧化物，在工业生产 中常用作催化剂,即触媒。实验室以含机废料(含V2O3、CuO、MnO、SiCh、AI2O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如图：H2s。4溶液 NH4HCO3 过量(NH4)2SO4含铀废料滤渣1滤渣2滤渣3已知I . 25时，难溶电解质的溶度积常数如表所示:难溶电解质Cu(OH)2Mn(OH)2A1(OH)3Ksp2.2 xlO204xl0-41.9x10-33II. NH4V03在水中的溶解度:20、4.8 g-L-； 60, 24.2g-r回答下列问题：(1)“焙烧的目的是。(2)“滤渣1”的用途为(写出一种即可)。(3)滤渣2成分为 o通过列式计算说明，常温下，若“调pH”为6, Cu?+是否沉淀完全.(溶液中离子浓度小于10 mol时，认为该离子沉淀完全)(4)“沉钵”需将温度控制在70左右,温度不能过高或过低的原因为。(5)滤渣3成分为MnCCh,请写出“沉镭”的离子方程式。(6) V2O5最重要的应用是在接触法制硫酸时，作SO2氧化为SO3的催化剂。该催化反应中VO2为中 间产物，请用化学方程式表示该催化过程：、o13. (2021北京延庆一模)MnCh是重要的化工原料，由软铳矿制备MnCh的一种工艺流程如图:资料：软锦矿的主要成分为MnCh,主要杂质有AI2O3和SiCh 全属离子沉淀的pHFe3+Al3+Mn2+Fe2+开始沉淀时1.53.45.86.3完全沉淀时2.84.77.88.3(1)步骤I,软镭矿需研磨。目的是一。(2)写出步骤H溶出Mn2+发生反应的离子方程式一。(3)步骤II中若用铁屑替代FeSO4会更节省原料，原因是一。(4)写出步骤IH纯化过程所加试剂的目的。(5)IV电解。Mn2+纯化液经电解得MnCh。生成MnCh的电极反应式是一。(6)测定产品纯度。向mg产品中依次加入足量ng Na2c2。4和足量稀H2so4,加热至充分反应。再用 a molLKMnO4溶液滴定剩余Na2c2。4至终点，消耗KMn()4溶液的体积为b L,产品纯度为(用质量 分数表示)。(已知：MnCh及MnO3均被还原为Mn2+。相对分子质量：MnO?87； Na2c2O4134)14. (2021福建莆田模拟预测)PbCCh广泛用于陶瓷、油漆和颜料配制等。一种以方铅矿(主要成分 为PbS,含少量FeS)和软钵矿(主要成分为MnCh)为原料制备PbCO3的流程如图所示：盐酸NaCl溶液已知：酸浸时PbS反应的离子方程式为PbS+MnO2+4Cl +4H+=PbCl：+Mn2+S+2H20。PbCl2易溶PbCOj于热水，难溶于冷水。在盐酸中因与C1-形成配合离子PbCl；而增大PbC12的溶解度。常温下，几种金属离子沉淀的pH如表:氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2开始沉淀的pH1.57.58.8完全沉淀的pH2.39.710.4(1)“趁热抽滤”的目的是。(2)铁锯滤液中阳离子主要是MM+,还含少量Fe3+、Fe2+O从铁铸滤液中得到较纯铺盐溶液有两种方 案：方案甲：向滤液中加入酸化的双氧水，再加入足量MnCCh粉末，过滤得到镭盐溶液。方案乙：向滤液中加入稀硫酸酸化，然后加入二氧化镒粉末，充分反应；最后，加氨水调节溶液pH,过滤。方案甲中加入MnCOj的目的是用离子方程式表示方案乙中“加入二氧化钵的作用：。已知常温下， KMFe(OH)3户 1.0x10吗 为了使溶液中 c(Fe3+1.0xl05mol-L此时溶液的 pH=。从操作、产品纯度角度考虑，方案(填甲或乙)优于另一种方案。(3)工业生产中温度对浸出率的影响如图2所示，则生产中浸出过程的最佳温度是(4)向氯化铅(难溶于水)产品中加入氯化钠溶液和碳酸钠溶液，得到碳酸铅产品后，要经过“过滤、洗 涤、干燥等操作，检验碳酸铅是否洗涤干净的操作是.15. (2021辽宁模拟预测)综合利用炼锌矿渣主要含铁酸铁Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFeaCU、FeTQ获得钛白(TiCh)和具有优异光电性能的氮化钱(GaN),部分工艺流程如图:硫酸炼锌 J出|调pH至操作11h，)2 过滤|滤饼 矿渣一但产调pH至5.打遗L瘟饼浸出渣滤渣TiO 工凡03白己知：酸浸时，钛元素以TQ2+形式存在，室温下TKJ2+极易水解;常温下，浸出液中各金属元素的离子形成氢氧化物沉淀的pH见表1； 金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。 表1金属元素的离子形成氢氧化物沉淀的pH金属 元素的离 子Fe2+TiO2+Fe,+Zn2+Ga3+开始沉淀pH7.60.41.75.53.0沉淀完全pH9.61.13.28.04.9表2金属离子的萃取率金属离子Fe2+FeZn2+Ga3+萃取率(%)099097 98.5(l)Ga2(Fe2O4)3中Fe元素的化合价为, “浸出”时FeTiCh发生反应的离子方程式为。(2)操作1用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、：滤饼的主要成分是；萃取前加入的固 体X为(填序号)。A. FeB. FejOjC. Zn D. FeSCh(3)Ga与Al同主族，化学性质相似。电解反萃取液可制粗保，则阴极得到金属像的电极反应为(4)GaN可采用MOCVD技术制得：以合成的三甲基钱Ga(CH3)3为原料，在一定条件下与N%发生 反应，得到GaN和一种气态产物，该过程的化学方程式为(5)测定钛白中TiCh的含量可用滴定分析法：取wg样品充分溶于过量硫酸中，使TiCh转化为 TiO2+,加入铝粉将TiO充分还原TiO2+AlTTi3+AP+(未配平)。过滤后，将滤液用稀硫酸稀释至 lOOmLo取20mL于锥形瓶中，滴加23滴指示剂，用cmol/L的NHFe(SO4)2标准溶液进行滴定(Fe3+能 将Ti3+氧化成四价钛的化合物)，重复上述滴定操作两次，平均消耗NH4Fe(SO4)2标准溶液VmL。上述滴定过程中使用的指示剂为。钛白中TiO2质量分数为(写出最简表达式即可)。参考答案：1. (l)Fe3 H+(2)0.7500mol-L-400 (3) ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O ZnS+CO2=ZnO+COS；ZnO+H2S=ZnS+H2O(4忆nS和FeS部分被氧化为硫酸盐【解析】锌灰含ZnO及少量PbO、CuO、FejOj. SiCh,加入稀硫酸浸取，SiCh和硫酸不反 应，过滤出SiO2,所得溶液中含有硫酸锌、硫酸铅、硫酸铜、硫酸铁、硫酸，加足量锌 粉，硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应，加H2O2氧化，再加入硫酸铁调节锌、铁的配 比，加入碳酸氢钠沉锌铁，制得脱硫剂ZnFezCh。(1)“除杂”加足量锌粉，硫酸铜、硫酸铁、硫酸都能与锌反应，除Pb2+和CW+外，与锌粉 反应的离子还有Fe3+、H+。(2)根据Zn2+Y4 =ZnY2-,可知20.00mL稀释后的溶液中含ZnSO4的物质的量为 0.025Lx0.015mol L=3.75x 1 Omol ； ZnSO4 溶液的物质的量浓度为3.75x10-mol 人力-=0.75mol/L2.5xl03x:100(3)硫化过程中ZnFe2O4与氏、H2s反应生成ZnS和FeS,铁元素化合价由+3降低为 +2、氢气中H元素化合价由0升高为+1,根据得失电子守恒，其化学方程式为ZnFe2O4+3H2S+H2 一仞。一ZnS+2FeS+4H2。；硫化一段时间后，出口处检测到COSo研究表明ZnS参与了 H2s与CO2生成COS 的反应，反应前后ZnS的质量不变，ZnS为催化剂，该反应过程可描述为 ZnS+CO2=ZnO+COS ； ZnO+H2s=ZnS+H。(4)在280400范围内，ZnS和FeS吸收氧气，ZnS和FeS部分被氧化为硫酸盐，固体质量增加。(2) (1)6+1(2)Cu2O+H2Ch+2H2so4=2CuSO4+3H9(3) 4.7 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色 2.0xl(y6(4) HC1溶液、BaCL溶液 作溶剂高温(5)GaCh+NHj=GaN+3HCl【解析】废旧CIGS首先焙烧生成金属氧化物，之后再用硫酸和过氧化氢将氧化亚铜中+1价铜 氧化为+2价，再加氨水分离氢氧化铜，过滤，氨水过量氢氧化铜再溶解，用SOCL溶解， 以此解题。(1)硫为第VIA族元素，硒(Se)与硫为同族元素，故Se的最外层电子数为6,钱(Ga)和锢 (加)位于元素周期表第IIIA族，则根据正负化合价为零则可以知道CuIno.5Gao.5Se2中Cu的 化合价为+1;(2)“酸浸氧化”为酸性条件下H2O2烧渣中Cu2O反应，其方程式为： Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O；(3)1r+恰好完全沉淀时) =OxIO，, C(H)=1.0xl0a7,故答案是PH=4.7；蓝色沉淀是氢氧化铜，继续滴加氨水会生成四氨合铜离子，这时氢氧化铜会溶 解，故答案是蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色；由反应方程式可知 1(烟(。电),c(?粤)打)Eoxi得c(NH3 H2O)xc(OH )c(Ga)xc4(OH )K 1.0 x 1034 x c(Gau) x c4 (OH ) x c(NH) x c(QH ) 1.0 x 1034 x c(Ga3) x c3(OH ) x c(NH) x c(OH )c(NH3 H3O)xc(OH )-c(NH3-H2O)/。(。”以吟丽:.心皿叫卜心”)，代入数据可知K=2.Oxloq(4)检验滤渣中SO；是否洗净可以加入强酸和含钢离子的盐，故试剂是HC1溶液、BaCh 溶液；通过“回流过滤”分为两部分滤渣和滤液，故SOCh的另一个作用是作溶剂；(5)高温高温气相沉积”过程中是氨气和GaCh反应，其方程式为：GaCb+NH3 =GaN+3HCL3. (1)粉碎废旧电池(2) 盐酸乙醇(或冰水)(3)静置，在上层清液中继续滴加H2c2。4溶液，若不出现浑浊，则C02+已沉淀完全A(4)2CoC2O4-2H2O+O2 = 2CoO+4co2+4H2O(5)6-8 A1O2 +H+H2O=A1(OH)3|【解析】废旧钻酸锂银离子电池主要含有Fe、Al、Cu的单质和LiCoCh,初步处理，加碱浸 泡，铝和碱液反应生成偏铝酸盐和氢气，固体残渣为：Fe、Cu的单质和LiCoCh,加盐酸 Fe+2H+=Fe2+H2t，2LiCoO2+8H+2Cl-=2Li+2Co2+C12T+4H2O,沉淀为 Cu,滤液 A 为 Fe2 Li+、Co3 C1-, FeCiCh难溶于水，向滤液A中加入H2O2, 2Fe2+H2Ch+2H+=2Fe3+2H2O,氧化Fe?+为Fe3+,加入草酸铉，过滤沉淀为 CoC2O4.2H2O,滤液B为：Fe3+、Li Cl ,加入碳酸钠，发生的离子反应为2Li+CO； =Li2CO3l，滤液C为Fe3+、Cl ,加入盐酸防止铁离子水解。(1)为了在碱浸泡时增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率，废旧电池初步处理的方 法是粉碎废旧电池；(2)滤液C为Fe3+、Cl ,加入盐酸防止铁离子水解滤液C应加入盐酸，能得到所需的含 Fe3+的溶液。为减小晶体的溶解而损失，洗涤FeCb-6H2O晶体的最佳试剂是乙醇(或冰水）;(3)“沉淀”步骤中，证明Cd+已沉淀完全的实验操作为：静置，在上层清液中继续滴加H2c2。4溶液，若不出现浑浊，则C2+已沉淀完全；(4)在空气中在300350加热CoC2O4-2H2O除生成水外，还生成CoO和一种气体，该A 气体应该为二氧化碳，则此条件下该反应的化学方程式为2coe2。42比0+02=2CoO+4CO2+4H2O；(5)根据图中信息可知，应使铝转化为氢氧化铝沉淀，用pH计测溶液的pH,当pH介于 6-8时，得到沉淀的离子方程式为AlC2+H+H2O=Al(OH)3l。4. (1)将磷铁渣粉碎以增大接触面积，适当增大硝酸的浓度或者进行搅拌为了保持体系的酸度，防止生成FePOa SiO2(2)3Fe2P+29H+11 NO?=6Fe3+l lNOf+3H3PO4+IOH2O(3)pH增大，促进促进Fe水解，生成了难溶性的氢氧化铁混入产品中(4) FeP+4H2O-8e-FePO4+8H+ 不变 1.7【解析】将磷铁渣(主要含FeP、FeiP,以及少量FezCh、SiCh)在90时用硝酸和硫酸的混合酸 浸泡，硝酸具有强氧化性，能将铁和磷分别氧化为Fe(NCh)3、H3PO4,自身被还原为NO, 硫酸是为了保持体系的酸度，防止生成FePCU,过滤得到滤液和滤渣，去掉滤渣主要成分 为SiCh,在滤液中加磷酸，调铁和磷的含量比，再加入氨水调酸碱性，最终制备得 FePO(磷酸铁)，(4)根据阳极上发生氧化反应，故阳极电极反应为：FeP+4H2O-8e- =FePO4+8H+,阴极反应式为：2H2O+2e-=H2+2OH,据此分析解题。(1)将磷铁渣粉碎以增大接触面积，适当增大硝酸的浓度或者进行搅拌均可“浸取”时加速 溶解，由分析可知，加入硫酸的目的是为了保持体系的酸度，防止生成FePO,，滤渣的主 要成分是SiCh,故答案为：将磷铁渣粉碎以增大接触面积，适当增大硝酸的浓度或者进行 搅拌；为了保持体系的酸度，防止生成FePCU； SiO2；(2)由分析可知，“浸取”时硝酸具有强氧化性，能将铁和磷分别氧化为Fe(NO3)3、H3Po4,根据氧化还原反应配平可得，Fe2P发生反应的离子方程式为：3Fe2P+29H+11 NOj=6Fe3+llNOT+3H3Po4+IOH2O,故答案为：3Fe2P+29H+l 1 NO, =6Fe3+l lNOf+3H3Po4+IOH2O；(3)当pH范围在11.5时，随着pH增大，促进Fe3+水解，生成了难溶性的氢氧化铁混入 产品中，使得n(Fe)/n(P)明显增大，故答案为：pH增大，促进促进Fe?+水解，生成了难溶 性的氢氧化铁混入产品中；(4)由分析可知，FeP在阳极放电的电极反应式为FeP+4H2O-8e =FePO4+8H+,故答案 为：FeP+4H2O-8e-FePO4+8H+；由分析可知，电解过程中，阳极反应式为：FeP+4H2O-8e=FePO4+8H+,阴极反应式 为：2H2O+2e =H2+2OH,然后阳极上产生的H+通过质子交换膜进入阴极区，H+OH =H20,根据电子守恒可知，阴极上消耗的水和生成的相等，故NaOH溶液的浓度不变，故 答案为：不变；常温电解一段时间，测得溶液中Fe+浓度约为0.32mol.L为了避免生成Fe(0H)3/ irt -381C沉淀，应控制溶液的 c(OHwd丝=5X1013moi/L,故 c(H+a二-=0.02mol/L, pH 不V 0.3250 15大于 lgO.O2=2-lg2=1.7,故答案为：1.7。(5) (1)增大接触面积，提高溶解效率(2)OH-、AIO,(3)C(4)8：结合H+,使c(H+)减小，氏PO；=HPO: + H+, HPO；=iPO；-+H+两 个电离平衡均向右移动，4PO；)增大，与Fe结合形成磷酸铁(5)0.04molL(6) 热 温度升高，碳酸锂溶解度减小，热水可减少溶解损失高温(7)Li2C0.,+2FeP01+2C =;= 2LiFePO4+3CO f【解析】正极片经碱溶可得到NaAKh溶液，含有磷酸亚铁锂的滤渣1加入盐酸、氧化剂浸 取，可除去不溶于酸碱的导电剂，得到含有P、Fe、Li的浸出液，加入30%Na2c溶液沉 铁，生成沉淀FePO2HQ,滤液2在6080条件下，加入饱和Na2cCh溶液沉锂，可生 成碳酸锂沉淀。(1)废旧电极LiFePO为不溶于水的块状物质，为了加快和NaOH的反应速率，需要将其 研磨成小颗粒，增大接触面积，从而达到目的，故答案为：增大接触面积，提高溶解效 率。(2)废I电极含有铝，可与NaOH溶液反应，生成易溶于水的NaAKh,从而与LiFePO相 分离，则H步加入过量NaOH溶液后，滤液1中存在的主要阴离子是。H、A1O2,故答 案为：OFT、A1O；。(3)A. HNO、作氧化剂的还原产物为氮的氧化物，为有害气体，故不选A：B.酸性KMnO,能和HC1发生氧化还原反应，使酸的用量增大，且生成氯气为有害气 体，故不选B；c. Mo?作氧化剂的还原产物为h?o,不引入杂质，减少污染物的排放，故c选：D. NaClO：能和浓盐酸反应生成氯气，不宜选用，故不选D：故答案选C。(4)加入Na2cO、溶液后，CO：可结合H+,使c(H)减小，从而使 H?PO,uiHPO：+H+, HPO；=iPO：+H+,两个电离平衡均向右移动，贝lJc(PO；) 增大，与Fe结合形成磷酸铁，故答案为：CO；结合H+,使H+)减小， H,PO-HPO； +H HPO；;；=iPO； + H*两个电离平衡均向右移动，C(PO：)增 大，与Fe?+结合形成磷酸铁。(5)滤液2中c(Li+)=4mol-L1加入等体积的Na2co、溶液后，IJ+的沉降率达到90%,混合溶液中含有的c(Li+)Emol Lx(l_90%)x； = 0.2mol/L,已知：KLi2co3)=c2(Li)c(CO；1.6xl03,则母液中/“一 K (Li2coJ 1.6x103,；1认3士、工,c(C0； )= p, ,; = 0.04mol/L ,故答案为：0.04mol【T。 c (Li )0.2(6)根据表格数据可知，Li2cO,的溶解度随温度的升高而减小，热水洗涤可减少Li2co,的 溶解，故答案为：热；温度升高，碳酸锂溶解度减小，热水可减少溶解损失。(7)根据题意可知，反应物为Li2c。3、FePO4、炭黑，生成物为LiFePO4,根据元素守恒 分析另一种产物为碳的氧化物，因炭黑足量，故为CO,其反应的化学方程式为：高温Li2C03+2FeP04+2C = 2LiFeP01+3C0 t,故答案为：高温Li2C03+2FeP04+2C = 2LiFePO4+3CO t o6. (1)第二周期第BIA族(2) 2MgO - B2O3H,O +2H2so4=2MgSCh+2 HtBO3(3)防止温度下降时H3BO3从溶液中析出(4)SiO2(5) H2O2 2Fe2+ + H2O2+2H+ = 2Fe3+4-2H2O(6)将溶液中Fe-、AF+完全生成Fe(OH),、Al(OH)3沉淀而除掉(7) MgSCh H3BO，【解析】硼镁矿(含ZMgO-Bq.s1；:。、SiC2及少量FeQ4、Aiq.,)与稀硫酸反应，2MgO B;O3 H;O, FeQ、A1Q?都与硫酸反应，而二氧化硅不与硫酸反应，过滤，固体 1为二氧化硅，向滤液中加入酸性双氧水，将亚铁离子氧化为铁离子，调节溶液pH值将铁 离子、铝离子转化为沉淀而除掉，过滤，固体2为氢氧化铝和氢氧化铁，将滤液降温结晶 得到硼酸晶体。(1)硼是5号元素，则B元素在周期表中的位置第二周期第niA族；故答案为：第二周期 第HIA族。(2)“酸浸时生成H,BO,即硼镁矿(2MgO- B2O3. H2O )与硫酸反应的化学方程式为2MgO B2O3 H2O +2H2so4=2MgSO4+2H,BO、；故答案为：2MgORO/HQ +2H2sCh =2MgSO4+2H,BO1o(3)根据题中H3BO3的溶解度数据可知，温度越高，h,bo,的溶解度越大，因此“热过滤” 的目的是防止温度下降时H3BO3从溶液中析出；故答案为：防止温度下降时H3BO3从溶液 中析出。(4)从流程中可知ZMgO.BQ/Hq及少量FeQ4、AIQ、)都溶于稀硫酸中，而SiO?不 溶，因此“固体1”的主要成分是Si。?；故答案为:SiO2O(5)试剂A作用是氧化剂，为了不引入新杂质，从绿色化学角度考虑，产物不污染环境， 因此试剂A宜选择H2O2,作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2+ + H2Ch+2H-=2Fe3+2H2C)；故答案为：H2O2； 2Fe2+H2O2+2Hf=2Fe3+2H2Oo(6)从题中所给的生成沉淀的pH表示来看，气氧化铁、氢氧化铝完全沉淀pH分别为3.2 和5.2,因此“氧化”后将溶液pH调节至6,目的是将溶液中Fe3+、AH+完全生成Fe(OH)3、 Al(OH)3沉淀而除掉：故答案为：将溶液中Fe3+、AP+完全生成Fe(OH),、Al(OH)3沉淀而 除掉。(7)根据前面分析，溶液中镁离子还没有除掉，说明镁离子在母液中，降温结晶过滤，说 明“母液”中的溶质主要有MgSO4, H ,BO,；故答案为：MgSO4; H ,BO, o(8) (1)3(9) 2Fe +H2O2 +2H+ =2Fe +2H2O(3)Zn(OH)2 或 ZnCC%(4) 3pH5.5 Fe(OH),(5) 否 加入ZnS会将Fe还原为Fe*,使铁元素难以除去200-400(6)ZnC;O4 - H;OZnO+H;O+CO2T +CO T【解析】利用杂质的化学性质的差异，先酸浸除SiCh,再氧化提升Fe元素价态，使Fe元素均 形成Fe3+,利用Fe3+易水解，Fe(OH)3完全沉淀pH值较低的特点，使得Fe?+与CF+被分别 除杂，最终利用CuS的难溶特点，除去Cu2+杂质，除杂完成再利用形成ZnC2CU2H2O沉 淀，提纯Zn元素，最后通过加热分解草酸盐获得高纯度ZnO；(1)主成分ZnO及杂质FeO和CuO均可与强酸反应，故本问应填“3”；Fe：+被酸环境下的H2O2氧化生成Fe,本问离子方程式应填“ 2Fe +H2O2 +2H =2Fe +2H2OM；(3)利用消耗H+升高pH值的方法促使Fe3+水解形成Fe(OH)3,且通过沉淀溶解平衡的思 路，进一步降低H+浓度提高OH浓度，促使Fe(OH)3沉淀完全；符合上述要求的反应物均 可替代ZnO,所以本问应填“Zn(OH)2或ZnCO；(4)根据题目所给信息及Ksp计算关系式，Fe，+沉淀完全不可及最大值为c(Fe3+)=lxl(?5mol/L,对应 c(OH)最小值为c(OH-)=Ja吧”=j/- X 10= 1 x 10 mol/L ,故此状态Y c(Fe) V 1 x 10-5PH= - lgc(H*)= - 1g =Ig 广:不=3 ；当 c(Zn)=1.2mol L”时对应c(OH )1 x 10c(oh)叵叵1 =户正 =1 x 10-mol/L,对应V c(Zn2+) V 1.2Kw 1 x c(H+)=而市、=*=1 x 10-55mol/L 当 c(Cu2+)=0.022mol L,时对应c(OH卜PCu(OH)J =. x 炉mol/L,对应V c(Ct|2*) V 0.022以卬)=号；=；螺=1*10、0(，由上述数据可知，Zn2 Cu?+两种离子要按照题目所给浓度同时存在于一个溶液中而不出现沉淀，c(OH)须取相对更小值，故c(OH-)=lxl(l 5-5mol/L为不可及上限值，对应pH=5.5,所以本问第一空应填3pH SiO2(2) 2Cu 2O+O2 +4H,SO4 =4CuSO4 +4H 2O(3)3Fe3+ +H,AsO4 +H2O=FeAsO4 ( +2尸* +5H+(4)加热浓缩、趁热过滤(5)C【解析】铜冶炼烟尘在空气作用下用稀硫酸酸浸，各种金属元素以离子形式存在于溶液之中， 不溶于稀硫酸的SiO2沉淀析出，滤液中铜离子用铁单质置换后过滤析出，制得Cu；再用 硫酸铁将溶液中的碎元素以珅酸铁沉淀析出，最后在空气作用下用氧化锌调节pH值以氢 氧化铁除去铁元素，得到的滤液经加热浓缩趁热过滤制得ZnSO4-6H2O1.(1)烟尘酸浸”欲提高浸出率，可适当增加稀硫酸浓度、适当升高温度或者充分吹入空气 等操作；从该烟尘的成分看，酸浸时PbSO、SiCh溶解不了，留在滤渣。(2)“酸浸”过程中CU2O在氧气作用下与稀硫酸发生反应，化学方程式为：2Cu 2O+O2 +4H 2SO4 =4CuSO4 +4H ,O o(3)“滤渣2”的成分为FeAsCh,则“沉碑”过程中加入的硫酸铁与碑酸发生反应，离子方程 式为；BFeK+HsAsOjHQnFeAsO, J+2Fe2+5H，。(4)从图1中ZnSO4的溶解度曲线分析，欲从溶液中回收ZnSO；6H2O的温度范围在312- 333,故实验操作为加热浓缩、趁热过滤。(5)750时剩余固体与68CTC时一样，剩下13.43g,质量减少了 26.90-13.43 = 13.47(g),1 HQ1.90 0g ZnSOMHzO中水的质量26.9x= = 10.8(g),则还有S元素质量减少269321.91 7-10.8 = 2.67(g) , 26.90g ZnSO：6H2O 中 S 元素的质量 26.9x= = 3.2(g),则 S 元素 269还有剩余，故答案选择C。(9) (1)增大固液接触面积，加快浸出速率，增大浸出率(10) 2 Fe3+ + ZnS = Zn2+ +2 Fe2+ S 取a中红色溶液少量，向其中加入足量的ZnS,振荡，溶液红色褪去(11) O2+ 4 Fe2+ +6 H2O = 4 FeOOH + 8 H+ ZnO 或 ZnCO3 Zn(OH)2(12) Mn2+ -2e-+ 2 H2O = MnO2 + 4H+ 稀硫酸【解析】闪锌矿(主要在分为ZnS,还含铁等元素)、软铺矿(主要成分为MnCh,还含铁等元素) 在稀硫酸的作用下，发生氧化还原反应，将矿石溶解，在通入空气将亚铁离子氧化成 FeOOH后除去，最后将滤液电解得到金属锌和二氧化锌，据此解答。(1)浸出前将原料粉碎的目的是增大固液接触面积，加快浸出速率，增大浸出率。(2)Fe：+的作用类似催化剂，则i过程中产生的Fe3+在ii过程必须又生成Fe2+,同时生成 硫单质，故ii过程的离子方程式为：2 Fe3+ ZnS = ZM+2 Fe2+ Sa.过程溶液变红，说明此过程生成了 Fe3+,取a中红色溶液少量，向其中加入足量的 ZnS,振荡,溶液红色褪去，W 2 Fe3+ + ZnS = Zn2+ +2 Fei+ + S ,(3)空气的作用是将Fe2+氧化为FeOOH沉淀，其离子方程式为(酸性条件)：O2 + 4Fe2+ + 6 H2O = 4 FeOOH I + 8 H+ ；试剂a用于调节pH为2.5-3.5,既能与H+反应，还不能引入新 的杂质，故为ZnO或ZnCChZn(OH)2。(4)除铁后的滤液含有MM+和ZM+,电解时阳极MM+失去电子生成MnOz,电极反应为： Mn2+ -2e + 2 H2O = MnCh + 4 H+(pH为2.535为酸性条件)。电解后酸性增强，所以可得 到循环利用的物质是稀硫酸。10. (1) 加快反应速率，使矿渣反应充分HaSiO”或H2SiO3) SiC14+4H2O=H4SiO41+4HCl(2) 氧化Fe2+,便于除杂 CD (3)3.2(4) 加热促进MgCh水解，生成氢氧化镁 在HC1气体氛围中加热 (5)1248【解析】SiCLt与水发生反应生成HjSiO或HaSiCh)沉淀和HC1,沉淀1为HaSiOM或HzSiCh), HaSiO或HzSQ)沉淀受热分解产生SiO2.溶液1为HC1溶液；HC1溶液与废铁镁矿渣(含 SiCh、MgCCh 及少量 FezCh、FeCCh)中的 MgCCh、Fe2O3, FeCCh 反应得 MgCb、FeCh， FeCb溶液，SiCh与HQ不反应，滤渣为SiCh,溶液2为MgCh、FeCh, FeCL、HO混合 溶液；溶液2加过氧化氢将FeCh氧化为FeCh,加试剂1调pH使Fe?+沉淀，然后过滤除 去，溶液3为MgCb溶液，MgCL溶液在HC1氛围中加热可得MgCL晶体。(1)将废铁镁矿渣粉碎，可增大固体与溶液的接触面积，从而加快反应速率，使矿渣反应 充分；沉淀1是HzSiCh, SiCk与水反应生成HaSiCh和HCL故SiCl&与水反应的化学方程 式为 SiCl4+4H2O=H4SiO4i+4HCl；(2)溶液中的亚铁离子生成沉淀时的pH较大，而铁离子的较小，向溶液2中加H2O2的目 的是氧化Fe2+,便于除杂，试剂I调pH使Fe3+沉淀，为防止引入其他杂质，可选MgCO、MgO,故选 CD(3)使Fe“完全沉淀，此时溶液的c(Fe ) 41 x 10 5mol L ,c(O