2019届高考化学考点15化工流程中铝的化合物的转化必刷题.docx

考点十五 化工流程中铝的化合物的转化1铝的单质及其化合物在生产、生活、科研等领城应用广泛。、工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）制备铝的某种化合物的工艺流程如下：（1）加入盐酸时，氧化铝发生反应的离子方程式为_（2）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。该过程中涉及某氧化还原反应如下，请完成：Fe2+_ClO-+ Fe(OH)3+ Cl-+_、明矾在日常生活、生产中也占有一席之地。（3）明矾是净水明星，用离子方程式表示其净水原理_。（4）向0.02mol的明矾溶液中逐滴加入150mL0.2mol/LBa(OH)2溶液，生成沉淀的质量为 _克。【答案】Al2O3+6H+=2Al3+3H2O 2Fe2+1ClO-+5H2O=2Fe(OH)3+1C1-+4H+Al3+3H2O Al(OH)3+3H+8.55g 2某含锰矿石的主要成分是MnO2，还含CaO、Al2O3、FeS杂质，由此矿石生产MnCO3的工艺流程如图所示：已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示：物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Al(OH)33.84.7Mn(OH)28.810.4Ca(OH)212常温下，Ksp（CaF2）=3.9510-11回答下列问题：（1）酸溶时，是否能将稀硫酸换成浓盐酸_（填“是”或“否”）；操作I的名称为_。（2）取溶液加入KSCN溶液，溶液呈血红色，试写出酸溶过程中MnO2与FeS发生反应的离子方程式：_。（3）调节溶液的pH时，pH的范围为_；所用的物质X最好是_（填字母）。A盐酸 BNaOH溶液 C氨水 DMnCO3固体（4）滤渣为_，滤渣为_。（填化学式）（5）沉锰的化学方程式为_。（6）沉锰后过滤得到固体MnCO3，设计实验方案验证MnCO3固体是否洗涤干净：_。【答案】否过滤2FeS + 12H+ + 3MnO2 = 2Fe3+ + 2S + 3Mn2+ + 6H2O4.7pH8.8DFe(OH)3、Al(OH)3CaF2MnSO4 + 2NaHCO3 = MnCO3 + Na2SO4 + H2O + CO2取少量最后一次洗涤液于试管中，滴入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀产生，则说明已经洗涤干净 3信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：(1)第步Cu与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣1的主要成分为_（写化学式）。(2)第步加H2O2的作用是_（用离子方程式表示）；使用H2O2的优点是_；调溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。【答案】Cu4H2NO3Cu22NO22H2O或3Cu8H2NO33Cu22NO4H2OAu、Pt2H+2Fe2+H2O22Fe3+2H2O不引入杂质，对环境无污染Fe3、Al3加热脱水 4铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：_(注明试剂、现象)。将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为_(填代号)。a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边_(填操作名称)、过滤、洗涤。高铁酸钠（Na2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与漂白液（主要成分NaClO）在强碱性条件下反应可制取Na 2FeO4，反应的离子方程式为_。（2） SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为_(填代号)。 过量CO2通入到硅酸钠的溶液中，然后加热蒸干，再高温灼烧，最后所得固体成分_。【答案】取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B 中不含铁元素c蒸发浓缩、冷却结晶2Fe3+3ClO-+10 OH-=2FeO42+3Cl-+5H2O (或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42+3Cl-+5H2O)b硅酸钠【解析】 (1). .检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验，具体操作为取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素，故答案为：取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素；.滤液B中含有的是氯化铝，将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，a.氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过量的氢氧化钠会溶解氢氧化铝，氢氧化钠不是最佳试剂，故a不选；b.硫酸溶液不与铝离子反应，故b不选；c.氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体，故c选；d.二氧化碳和氯化铝不反应，无法生成氢氧化铝沉淀，故d不选，答案为：c；.加入浓盐酸可抑制氯化铝的水解，经蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤得氯化铝晶体，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；. FeCl3与漂白液（主要成分NaClO）在强碱性条件下反应可制取Na 2FeO4的离子方程式为2Fe3+3ClO+10OH=2FeO42+3Cl+5H2O (或2Fe(OH)3+3ClO+4OH=2FeO42+3Cl+5H2O)，故答案为：2Fe3+3ClO+10OH=2FeO42+3Cl+5H2O (或2Fe(OH)3+3ClO+4OH=2FeO42+3Cl+5H2O)；(2). .a. 蒸发皿中含有二氧化硅，可与NaOH反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故a错误；b. 铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠，可在铁坩埚中用SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故b正确；c. 玻璃试管中含二氧化硅，可与氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故c错误；d. 瓷坩埚中含有二氧化硅，可与氢氧化钠反应，不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，故d错误，答案选b；. 过量CO2通入到硅酸钠的溶液中，反应生成硅酸沉淀和碳酸氢钠，然后加热蒸干，再高温灼烧，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、硅酸分解生成二氧化硅，二氧化硅和碳酸钠在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，最后所得固体成分为硅酸钠，故答案为：硅酸钠。5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）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）。（3）“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+OHHSO3NaAlO2Al(OH)3116 6某工业废液中含有Cu2+、Mg2+、Zn2+等离子，为将其回收利用，采用了如下工艺已知Zn（OH）2的性质与Al（OH）3相似，所用试剂在下列试剂中选择铁粉 锌粉 稀HNO3 稀H2SO4 稀HCl 稀氨水 NaOH溶液 石灰水请回答下列问题：（1）试剂1、试剂2、试剂3分别可以是_（填编号）（2）操作2依次是_ 、_ 、 _（3）操作3是_（4）加过量CO2时发生反应的离子方程式_（5）在金属冶炼方法中方法1是_方法2是_【答案】蒸发浓缩冷却结晶过滤在HCl的气流中加热脱水ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn（OH）2+2HCO3-电解法热还原法 7某混合物甲中含有明矾KAl(SO4)212H2O、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化。请回答下列问题：（1）写出B的化学式_ （2）试剂a最好选用_。ANaOH溶液 B稀盐酸 C二氧化碳 D氨水（3）写出反应的离子方程式：_。（4）固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为_、_。【答案】Al2O3DAl(OH)4-CO2=Al(OH)3HCO3-或AlO2-2H2OCO2=Al(OH)3HCO3-K2SO4(NH4)2SO4 8已知蓝铜矿的主要成分是2CuCO3Cu(OH)2，受热易分解。铝土矿的主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2。已知:NaAlO2+CO2+H2O = Al(OH)3+NaHCO3，根据下列框图转化回答问题：（1）写出的离子方程式：_、_。（2）沉淀a、c化学成分分别是： _、_（3）请写出检验沉淀b中所含有阳离子的实验方法_。（4）洗涤沉淀c的实验操作方法是_；加热沉淀c应放在_（容器）中进行。（5）经过、步反应得到铜和金属铝，写出反应的化学方程式：_、_。【答案】Al3+ + 4OH = AlO2+ 2H2OFe3+ + 3OH= Fe(OH)3SiO2Al(OH)3取沉淀少量于一支洁净的试管中，加入少量盐酸，然后再往试管中加入几滴的KSCN溶液，发现试管内呈现红色向漏斗内的沉淀上加入一定量的蒸馏水，没过沉淀，待水自然流下，重复数23次坩埚2 (2CuCO3Cu(OH)2)+3C 6Cu + 7CO2+ 2H2O2Al2O34Al+3O2 9利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用。其工作流程如下：(1)铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的_(填“氧化性”或“还原性”)。(2)溶液1中的主要的阴离子有CrO42-、_(填离子符号)。(3)过程I，在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4 molCrO42-,消耗氧化剂的物质的量是_。(4)通入CO2调节溶液pH实现物质的分离。滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al。冶炼Al的化学方程式是_。滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是_(填化学式)。已知：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O K=4.01014滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04 mol/L，则CrO42-的浓度是_mol/L。(5)过程II的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7。不同温度下化合物的溶解度(g/100gH2O)结合表中数据分析，过程II得到K2Cr2O7粗品的操作是：_，过滤得到K2Cr2O7粗品。【答案】 还原性 AlO2-、OH- 0.3 mol 2Al2O3(熔融) 3O2 + 4Al NaHCO3 0.01 向滤液中加入浓硫酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶 10（I）某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量。已知铝土矿的主要成分是Al2O3，杂质是Fe2O3、SiO2等。从铝土矿中提取Al2O3的过程如下：（1）第步中，生成氢氧化铝的离子方程式是_。（2）如果把步骤中适量的盐酸改为过量的二氧化碳，则反应的离子方程式_。（3）将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，则该铝土矿中Al2O3的质量分数是_（保留一位小数）。（4）工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应，每消耗0.5 mol碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是_。（II）大量燃煤产生烟气会造成空气中二氧化硫含量增多，某研究小组利用燃煤电厂的固体废弃物粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）进行烟气脱硫研究，并制备Al2(SO4)318H2O。（5）第步不能用氢氧化钠溶液的原因是_（用化学方程式表示）。（6）下列关于步骤、的说法正确的是_。a溶液C可用于制备氮肥b溶液B中的硫酸铵将烟气中的SO2除去 c热分解获得的SO2可以回收再利用（7）从固体B制备Al2(SO4)318H2O的实验操作是：加入稀硫酸、加热浓缩、_、过滤。【答案】 Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+ CO2+AlO2-2H2O=Al(OH)3HCO3- 65.4% Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO Al(OH)3 + NaOHNaAlO2 + 2H2O或 Al2(SO4)3 + 8NaOH2NaAlO2 + 2Na2SO4 + 4H2O a、c 冷却结晶【解析】（1）由于氢氧化铝能溶于强碱性溶液，因此选用弱碱氨水将铝离子转化为氢氧化铝沉淀，发生反应的离子方程式是Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+；（2）由于碳酸的酸性强于氢氧化铝，则足量二氧化碳与偏铝酸钠反应的离子方程式为CO2+AlO2-2H2O=Al(OH)3HCO3-；（3）设铝土矿的质量是m g，将实验过程中所得固体精确称量，课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，则根据原子守恒可知该铝土矿中Al2O3的质量分数是；（4）Cl2有强氧化性，碳具有还原性，每消耗0.5 mol碳单质，转移1mol电子，这说明反应中碳失去2个电子，即氧化产物是CO，所以反应的化学方程式是Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO；（5）由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液中，则第步不能用氢氧化钠溶液，反应的化学方程式为Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O或Al2(SO4)3+8NaOH2NaAlO2+2Na2SO4+4H2O。（6）a溶液C中含有铵盐，可用于制备氮肥，a正确；b溶液B中的氨水将烟气中的SO2除去，硫酸铵与二氧化硫不反应，b错误；c热分解获得的SO2可以回收再利用，c正确；答案选ac；（7）从固体B制备Al2(SO4)318H2O的实验操作是：加入稀硫酸、加热浓缩、冷却结晶、过滤。11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题16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%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_。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，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+OHHSO3FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中NaAlO2Al(OH)3116 12硼氢化钠(NaBH4，硼为+3价)为白色粉末，在干燥空气中稳定，在潮湿空气中分解，是常用的还原剂。偏硼酸钠（NaBO2）易溶于水，不溶于乙醇，易水解。目前有多种工艺可制备NaBH4。（1）用硼精矿（含有一定量B2O3，及Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质）制取NaBH4的流程如下： “溶解”时，B2O3与NaOH反应生成了NaBO2，反应离子方程式为_。 “除硅铝”步骤加入CaO，而不加入CaCl2的原因有：能将硅、铝以沉淀除去；尽量不带入杂质离子；_。 “操作2”是将滤液蒸发、结晶、洗涤，其中洗涤选用的试剂最好是_。 “反应1”是MgH2与NaBO2混合得到NaBH4和MgO，其化学方程式为_。（2）我国孙彦平采用耐腐蚀电极材料，以阳离子交换膜为隔离膜，电解偏硼酸钠的碱溶液，也可以高效制备NaBH4。该工艺阳极产物为_，阴极电极方程式为_。【答案】 B2O3+2OH-=2BO2-+H2O CaO 乙醇 2MgH2+NaBO2=NaBH4+2MgO O2 BO2-+8e-+6H2O=BH4-+8OH-13盐酸法是在一定温度下盐酸与铝土矿、高岭土或粉煤灰等固体中的活性Al2O3发生反应制备Al2O3的工艺。氯化铝溶液可通过蒸发结晶生成结晶氯化铝，进而焙烧得到氧化铝；也可利用氯化铝在酸溶液中的溶解度随着盐酸浓度的升高而急剧降低的特点，生成氯化铝晶体，从而焙烧得到氧化铝。图1是我国某公司研发的具有自主知识产权的“一步酸溶法”工艺流程。回答下列问题:(1)“氯化铝在酸溶液中的溶解度随着盐酸浓度的升高而急剧降低”的原因是_(结合必要的化学方程式说明)。(2)精制液蒸发结晶后分离出纯净结晶氯化铝的操作名称是_,用_洗涤。(3)写出结晶氯化铝(AlCl36H2O)焙烧的化学方程式:_。(4)工业上冶炼金属铝的方法是电解熔融的_(填化学式)，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。(5)铝粉在1000时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备,其主要原因是_。【答案】 AlCl3溶液中存在水解平衡AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl，及结晶溶解平衡AlCl3(s)Al3+(aq)+3Cl-(aq)，盐酸浓度越大，两平衡都向左移动，AlCl3溶解度越小 过滤 浓盐酸 2(AlCl36H2O) Al2O3+6HCl+9H2O Al2O3 石墨电极被阳极上产生的O2氧化 NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜14以冶炼金属铝的废弃物铝灰为原料制取超细-氧化铝，既能降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)，其制备流程如下:（1）用上图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为_(填选项编号).（2）流程中加入H2O2有气体产生，原因是_。（3）通过调节溶液的pH来“沉铁”，得到Fe(OH)3.己知:Fe3+Fe2+Al3+开始沉淀时的pH2.27.53.7完全沉淀时的pH3.29.04.7为保证产品的纯度，可以选用下列物质中的_调节溶液pH(填字母)，调节pH的范围为_。a.A12O3 b.NaOH c.Al(OH)3 d.Na2CO3（4）煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为:4NH4Al(SO4)212H2O 2Al2O3+2NH3+N2+5SO3+3SO2+53H2O，将产生的气体通过下图所示的装置:集气瓶中收集到的气体是_(填化学式).装有KMnO4溶液洗气瓶的作用是_。选用一种常用化学试剂和稀硝酸检验硫酸铝铵，该试剂_，写出硫酸铝铵加入足量该试剂的离子方程式_。【答案】 B Fe3+对H2O2的分解有催化作用 ac 3.2pH0（1）80用盐酸处理两种矿石，为加快酸浸速率，还可采用的方法是_(任写一种)。（2）向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是_；加入物质X可用于调节酸浸液的pH值，物质X可以是_(填字母)。AMnCO3 BNaOH CZnO DPbO（3）滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物，其成分为_(写化学式);请设计分离两种金属化合物的路线图(用化学式表示物质，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和分离方法)。_（4）向滤液2中通入NH3和O2发生反应，写出总反应的离子方程式。_（5）用Mn3O4为原料可以获得金属锰，选择合适的冶炼方法为_(填字母)。A热还原法 B电解法 C热分解法（6）求25氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应的平衡常数K=_(保留到整数位)。【答案】 粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度 增大PbCl2的溶解度 AD Al(OH)3、Fe(OH)3 6Mn2+12NH3+6H2O+O2=2Mn3O4+12NH4+ A 88920硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO2(约45%)、Fe2O3(约40%)、Al2O3 (约10%)和MgO(约5%)。其同学设计了如下方案，分离样品中各种金属元素。已知: Fe(OH)3的Ksp=4.010-38。请回答下列问题。(1) 固体A的一种工业应用_；沉淀D的电子式_。(2) 溶液B中所含的金属阳离子有_。(写离子符号)(3) 若步骤中调pH 为3.0，则溶液C中的Fe3+ 是否沉淀完全，通过计算说明_。(4) 写出步骤中全部反应的离子方程式_。(5) 为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元索还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。判断到达滴定终点的现象是_。某同学称取2.000g硫酸渣，预处理后在容量瓶中配制成100mL 溶液，移取25.00mL 试样溶液，用0.0050 mol/L KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是_。【答案】 制造玻璃或光导纤维 Mg2+、A13+、Fe3+ Fe3+没有沉淀完全 OH-+ CO2=HCO3-、A1O2-+2H2O+CO2=Al(OH)3+HCO3- 加最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液变为紫红色，且在半分钟内不褪色 5.6%【解析】本题以硫酸渣中各种金属元素的分离流程为载体，考查流程的分析、溶度积的计算、电子式和离子方程式的书写、滴定终点的判断和计算。硫酸渣的主要化学成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3和MgO，加入过量盐酸，Fe2O3、Al2O3、MgO溶解转化为FeCl3、AlCl3、MgCl2，SiO2与盐酸不反应，固体A为SiO2，溶液B中含FeCl3、AlCl3、MgCl2和过量HCl；溶液B中加入NaOH溶液调pH=3.7，FeCl3转化为Fe（OH）3沉淀，溶液C中含AlCl3、MgCl2和NaCl；溶液C中加入过量NaOH溶液，AlCl3转化为NaAlO2，MgCl2转化为Mg（OH）2沉淀，沉淀D为Mg（OH）2，溶液D中含NaAlO2、NaCl、过量NaOH；溶液D中加过量CO2将NaOH转化为NaHCO3、NaAlO2转化为Al（OH）3沉淀。（1）根据上述分析固体A为SiO2，SiO2可用于制玻璃或光导纤维。沉淀D为Mg（OH）2，Mg（OH）2的电子式为。（2）溶液B中所含的金属离子为Fe3+、Mg2+、Al3+。（3）Fe（OH）3的溶解平衡为Fe（OH）3（s）Fe3+（aq）+3OH-（aq），KspFe（OH）3=c（Fe3+）c3（OH-）=4.010-38，当pH=3.0时c（OH-）=110-11mol/L，则c（Fe3+）=4.010-38（110-11）3=4.010-5mol/L1.010-5mol/L，Fe3+没有沉淀完全。（4）步骤为向溶液D中加过量CO2，发生反应的离子方程式为CO2+OH-=HCO3-、CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3+HCO3-。（5）用KMnO4溶液滴定Fe2+发生的离子反应为5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O，由于KMnO4溶液本身呈紫红色，所以实验中不必加其他指示剂，滴定终点的现象是：加最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液变为紫红色且在半分钟内不褪色。根据离子方程式，25.00mL溶液中n（Fe2+）=5n（MnO4-）=50.0050mol/L0.02L=0.0005mol，残留物中m（Fe）=0.0005mol56g/mol=0.112g，残留物中铁元素的质量分数为100%=5.6%。21MnCO3可用于制备活性电极材料MnO2。以菱锰矿（含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等）为原料制备碳酸锰粗产品的流程如下：已知：常温下，KspFe(OH)3=8.01038，KspAl(OH)3=4.01034。氢氧化物沉淀的条件：Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4；Mn2+开始沉淀的pH为8.1。（1）“酸浸”过程中不能用浓盐酸替代硫酸，原因是_。（2）用离子方程式表示“氧化”过程中加MnO2的目的：_。（3）“调pH”时，向含有硫酸铁和硫酸铝的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液至两种沉淀共存，当c(Fe3+)=1.0105molL1时，c(Al3+)=_molL1。（4）“沉锰”过程中，反应的离子方程式为_。“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。当温度高于60时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是_。（5）从滤液3中可分离出一种不含碳元素的氮肥，它的化学式为_。【答案】 后续“氧化”过程中加入的二氧化锰会氧化浓盐酸 MnO22Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O 0.05 Mn2+2HCO3=MnCO3CO2H2O 温度过高时碳酸氢铵的分解速率显著加快，沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢 (NH4)2SO422兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物的氢化反应的催化剂。以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如下图所示：（1）浸出渣A的主要成分是_（填化学式）。（2）已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，而加压酸浸后浸出液A中含有大量Ni2，写出有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式_。（3）向浸出液A中通入H2S气体，还原过程中所涉及主要反应的离子方程式是_。（4）在形成Ni(CO)4的过程中，碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)4中的Ni的化合价为_。 （5）“碱浸”的目的是使镍产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，此过程中发生反应的离子方程式为_。（6）常温时，向浓度均为1.0molL-1的FeSO4、NiSO4的混合溶液中滴加Na2S 固体，当Ni2+恰好沉淀完全时，所得溶液中c(Fe2+)=_。（已知：25，Ksp(NiS)=2.010-21、Ksp(FeS)=6.010-18溶液中的离子浓度10-5 molL-1时，认为该离子沉淀完全。）（7）浸出液B可以回收，重新生成铝以便循环利用。请设计简单的回收流程：浸出液B_。 （箭头上注明外加反应物的化学式和反应条件）。(示例：)【答案】 SiO2 2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2+4H2O H2S+2Fe3+=2Fe2+2H+S 0 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 0.03mol/L 【解析】红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）煅烧发生氧化还原反应得到Ni2O3、Fe2O3（SiO2不反应），加入硫酸加压酸浸，Ni2O3、Fe2O3溶解，发生的反应有2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2+4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，SiO2不与硫酸反应，过滤得到浸出渣A（SiO2），浸出液A中含Ni2、Fe3，向浸出液A中通入 H2S气体，发生还原反应的离子方程式是：H2S+2Fe3=2Fe