2020年高三化学考前突破训练：化学工艺流程综合题

1、2020届高三化学考前冲刺突破:化学工艺流程综合题【考向分析】该类试题通常以化工生产流程图的形式，以陌生元素或陌生化合物知识为载体，综合考查元素化合物知识、氧化还原反应 (或复分解反应、电离、水解) 方程式的书写、通过化工原理的分析判断流程中残渣或废液的成分、反应条件 的控制与选择、物质分离提纯的方法、产率的计算、KSP的应用、绿色化学思想的体现等。题目综合性强，难度大，将化学与社会、生产、生活联系起来，旨 在考查考生阅读提取信息，迁移应用知识的能力，及科学态度与社会责任的核 心素养。【核心导学】1 图解明晰化学工艺流程連华，捉爲權泪率 常用的杂障化方It疽：调图se. fi, M论.四大半勵

2、理论.电彳匕学理论導与査除料僭处理；产胎分除杂、 ¥11种w川 咼提驰原料: 无WL矿鞫fli M丿化处舛所需/ 产屈'IL"IM tt7kWtitMIfl A L<. -. M-A il Z3质. 引人什5>?-憑从Ki料价杏与产品保冊元 丰价佥折前后折态庭否 ?升聶止ERHE(2)循环物质的确定*金滝程闻匕标江石歯反曲护豪的生成物 -步物质在St程中加人的徇闻,前向反应步聲的反应输-在舷歩骤H卩会产牛畅质可以Afi环利月R的物曆从滝程圏IIrh舒童回头-(.滤液)容分离-亠 1 -Cll f： "： .冊外利用的物區(3)副产品的判断从就悝

3、.割l.fior 品常是对人英生产生.沾仆用的、Jt奉的、不污业环境的产IMl苗蘇生矚物；不启反应物I«1产屈j-判斷眼弼制鉅忖的m÷t 产胡12.原料预处理的六种常用方法方法目的研磨、雾化减小固体的颗粒度或将液体雾化， 增大反应物的接触面积，加快 反应速率或使反应更加充分水浸与水接触反应或溶解酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤 除去碱浸除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧 就是为了除去可燃性杂质煅烧改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在咼温下氧化、分 解，如煅烧高岭土3.常见的操作

4、及目的常见的操作目的加氧化剂氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子判断能否加其他物质要考虑是否引入杂质（或影响产物的纯度）等分离、提纯利用过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏、重结晶等常规操作从溶液中得到晶体提高原子利用率绿色化学（减少对环境的污染、物质的循环利用、废物处理、 原子利用率、能量的充分利用）在空气中或其他气体中进行的反应或操作要考虑Q、H2O CO或其他气体是否参与反应；或能否达到 隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目 的控制溶液的PH 调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出（或抑制水解） “酸作用”可除去氧化物（膜） 碱作用可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、

5、一氧化硅等 特定的氧化还原反应需要的酸性条件（或碱性条件） 调节溶液pH,促进（或抑制）某些气体的吸收（或逸出）控制温度（常用水浴、冰浴或油浴） 防止副反应的发生 使化学平衡移动，提高产率（或转化率）；控制化学反应的 方向 控制固体的溶解与结晶 控制反应速率；使催化剂达到最大活性 升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发 加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离 趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量 降温：防止物质咼温分解或挥发、升华；降温 （或减压）可 以减少能源成本，降低对设备的要求洗涤晶体 水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性杂质 冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗

6、涤过程中的溶解损耗 用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶 体的溶解度、有利于析出，减少损耗等过遞4物质分离、提纯的六种物理方法飞除止粗扰水中的不席性周休 4_4 _議JS（分伽）J- rtV 1<K 'if ' e - ' S' 一塑费團邑理收?阻史L空匹理 色血 币于务菇¢3術墓范丽i蔺帀甬硕丽飞 -!jMJiS54u'47',r'l駆卜£一种疥科耙濬质从它Y另种弟和川应的辭秋;I Llli12!lli5!:-rL"S " ? 芬i7H15 罕LJI 应辿J L ! 上 Jl

7、鯉 J Hi5 熟练书写、配平氧化还原反应的方程式(1) 明确常见的氧化剂和还原剂常见氧化剂及其还原产物氧化剂C2(X2)QI- 3+ Fe酸性KMnOMnO酸性K2Cr2OHClO还原产物c(X)140/OHFeMn+Mrn+Cr3+Cl r氧化剂CIOr浓HSOHNOHQPbOFeOr(H+)NaBiQ还原产物CI-SON0(浓)、NO稀)H2O/OHPb2+L 3+FeBrr常见还原剂及其氧化产物还原剂金属单质L 2 +Fe"SS2SOsdrHl/I rNHNHCOH2氧化产物金属离子L 3 +FeS、SQso、SOrI 2N2、NON2COFbO(2) 掌握氧化还原反应方程式

8、配平的步骤平Ff浏徘火T列出比合价的变化丽尿总数户 整Hiy 鼻 MigiJ通过我戢小公倍t(1t价升降总値柑等确室祀匕L述说剂、範fE：物、述P04¾的化学H MT观船翼他物质的化孚HiB故dvrm-in.电航 电子得丈兄苦Ytri(3) 流程图中氧化还原反应方程式的书写技巧 新信息或流程图判断反应物和部分生成物 分析化合价的变化确定氧化产物或还原产物 化合价升降总数相等配平参与氧化还原反应的各物质计量数 体系环境、电荷守恒补加反应物或生成物配平“补加”一般原则:i 酸性条件：补 H+ HO,或补 Ho H+0ii. 碱性条件：补 OHH2O,或补H2O OH。iii. 切勿出现补

9、H+OH或补OH J的错误状况 检验质量守恒，勿漏反应条件。6 注意简答题的答题规范（1）“操作或措施”类操作或措施答题模板从溶液中得到晶体的操作蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤（包括水洗、冰水洗、热水洗、 乙醇洗等）干燥蒸发结晶的操作将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量 晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分证明沉淀完全的操作静置，取上层清液，加入××试剂（沉淀剂），若没有沉淀生成， 说明沉淀完全洗涤沉淀的操作沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静 置使水自然流干，重复操作数次（2） “目的或原因”类目的或原因答题模板沉淀水洗的目的除去

10、15;×（可溶于水）杂质沉淀用乙醇洗涤的目的a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；C.乙醇扌车发带走水分，使固体快速干燥冷凝回流的作用及目的防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转 化率控制溶液PH的目的防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离 子沉淀完全；防止××溶解等；促进/抑制××气体吸 收/逸出加过量A试剂的原因使B物质反应完全（或提高B物质的转化率）等温度不咼于××°C的原因温度过高

11、××物质分解（如H2Q、NH HO 浓硝酸、NHHC瞬）或××物质挥发（如浓硝酸、浓盐酸）或××物质氧化（如NQSO等）或促进××物质水解（如AICI 3、FeC3 等）减压蒸馏（减压蒸发）的原因减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解（女口 H2Q、浓硝酸、NHHCG等）蒸发、反应时的气体氛围抑制××离子的水解（如加热蒸发 AICI3溶液时需在HCI气流中进行；加热MgC2 6HO得MgC2时需在HCl气流中进行等）配制某溶液前先煮沸水的原因除去溶解在水中的氧气，防止

12、××物质被氧化反应容器中和大气相通 的玻璃管的作用指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大【题组训练】1. （2019 全国卷I ）硼酸（H3BO）是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿（含MgBQ H2O SiO2及少量FeQ、AI2Q）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:(NIQSOJVH SfiliihHIBo'I澗PL轻质q 血卜* Mg(OEH MgCoj-* HNuJlCo液 母液J回答下列问题:（1）在95 C “溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为（2）“滤渣 T的主要成分有 为检验“过滤1”

13、后的滤液中是否含有Fe3*离子，可选用的化学试剂是 。（3）根据 HBBO的解离反应：H3BQ+ H2OH+ + B（OH）, K3= 5.81 × 1010,可判断HBQ是 ;在“过滤2”前，将溶液 PH调节至3.5 ,目的是 在“沉镁”中生成Mg（OH） MgCO沉淀的离子方程式为母液经加热后可返回 工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是 。_解析(1)硼镁矿粉中加入(NH4)2SQ溶液反应生成NH, NH与NHHCO容液反 应的化学方程式为 NHHC冊NH=(NHhCQ° (2)硼镁矿中的SiQ2、FqQ、AI2Q 与(NH) 2SQ溶液不反应，也不溶解，过

14、滤后形成滤渣1。因为KSCN容液遇Fe (2019 全国卷U )立德粉ZnS BaSQ也称锌钡白)，是一种常用白色颜 料。回答下列问题：(1) 利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些 金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为 (填标号) 。A.黄色B.红色 C.紫色D.绿色(2)以重晶石(BaSo)为原料，可按如下工艺生产立德粉:*变为红色，所以KSCN溶液常用于Fe3+的检验。(3)根据题目信息中HBQ的电离 方程式和Ka的数值可知H3BQ为一元弱酸。在“过滤 2”前，将溶液PH调节至 3.5 ,目的是将溶液中的硼酸根转化为 H3BQ沉淀析出。(4)根据工艺流程中的原 料

15、进入情况及生成物情况可知，“沉镁”时加入的原料为(NHO2CQ溶液、MgSQ溶液，产物为 Mg(QH) MgCO因此反应的离子方程式为2M& + + 3CQ+2HO=Mg(QH) MgC3 + 2HCQ或 2M(2+ 2C(3T + H2Q=Mg(QH> MgC3 + CQ 。母液的主要成分为(NHHSQ,可以返回到“溶浸”工序循环使用。碱式碳酸 镁热稳定性差， 可以在高温焙烧的条件下制取氧化镁， 化学方程式为 高温Mg(QH2 MgCO高=2MgQ CQ + "Q答案 (1)NH4HCQ3+NH3=(NH4)2CQ3 (2)SiQ 2、 Fe2Q3、 AI2Q3 KS

16、CN (3) 一元 弱 将 硼 酸 根转 化 为 H3BQ3 沉淀， 促进析 出 (4)2Mg2+ + 3CQ32 + 2fQ=Mg(QH) MgCU+ 2HCQ或 2M+ + 2CQ_ + HQ=Mg(QH) MgC3X + CO 溶浸 高温焙烧重晶石成品! 畀 在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为C（O和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为 。 在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的 （填化学式）。 沉淀器 中反应的离子方程式

17、为1 mol2 mol0.100 0 mol L1× V× 10 （2020 湖北重点中学新起点联考）以铬铁矿（主要成分为FeO和CwQ, 含有Al 2O、SiO2等杂质）为主要原料生产化工原料红矶钠（主要成分 NaCwO 2HO）,其主要工艺流程如下：L13则 n = qV× 0.100 0 × 10 mol设样品中S的含量为w,则由反应12+ S =2I + SJ可得:s2 -32 g1 mol25. 00× 103L× 0.100 0 mol LT1v× 0100 0 ×103 molmg × W查

18、阅资料得知：i.常温下，NaBiO不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化125.00 2 × 0.100 0 × 32由此可得：Wm×TQQ× 100%答案 (1)D(2) BaSO+ 4C900'= C BaS+ 4COCO Ho(g)=CO+ H BaCO S + Ba2+ + Zn2 + + S(O =ZnS BaSOJ25.00 2v × 0.100 0 × 32(3)浅蓝色至无色 m× I 000× 100%为 CrOJ Oii .金属离子Fe3+Al3+Cr3+Fe2+Bi3+开始

19、沉淀的PH2.73.45.07.50.7沉淀完全的PH3.74.95.99.74.5回答下列问题:(1)反 应 之 前先将矿石粉碎的目_的是步骤加的试剂为，此时溶液PH要调到5_的目的(3)写出反应的离子反应方程 式中酸化是使CrO2转化为Cr27 ,写出该反应的离子方程式(5)将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矶钠粗晶 体，精制红矶钠则对粗晶体需要采用的操作是 (填操作名称)。解析 铬铁矿加入过量的硫酸，反应生成硫酸亚铁和硫酸铬、硫酸铝，二 氧化硅不溶于硫酸，所以固体 A为二氧化硅，溶液B中加入过氧化氢，将亚铁 离子氧化成铁离子，调节PH使铁离子和铝离子沉淀，根据表格数据

20、分析，控制 PH到5，固体D为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液 E中加入铋酸钠和少量氢氧化钠 溶液，反应生成NaCrO ,酸化将其变成重铬酸钠，最后重结晶得到红矶钠。(1)为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率，反应之前 先将矿石粉碎。(2)根据表格数据分析，步骤加的试剂为氢氧化钠溶液(或NaOH 溶液)；此时溶液PH要调到5的目的使FelAI3+均完全转化为Fe(OH)3和AI(OH)3 沉淀而除去，而Cr3+不沉淀。(3)反应中铋酸钠将硫酸铬氧化生成铬酸钠同时 生成氢氧化铋，离子反应方程式为3NaBiO+ 2Cr3+ + 7OH + HO=3Bi(OH)+ 3Na + + 2C

21、rCT。 中酸化是使 CrCr转化为,离子方程式为 2CrO+ 2H+Cr2O_+ HQ (5)精制红矶钠需对红矶钠粗晶体采用操作为重结晶。答案(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率 氢氧化钠溶液(或NaOH溶液)使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和AI(OH) 3 沉淀而除去 3NaBiO3+ 2Cr3 + + 7OH + HO=3Bi(OH)+ 2CrO_ + 3Na (4)2CrO 4_ + 2HCr27 + FbQ (5)重结晶4. NaBiQ可作为钢铁分析中测定锰的氧化剂，Bi2Q3在电子行业有着广泛应 用，可利用浮选过的辉铋矿(主要成分是BibS3

22、,还含少量SiQb等杂质)来制备。 其工艺流程如下：回答下列问题：(1) 辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3+形式存在，写出Bi2S3与FeCb溶液反应的离子方程式： ;加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可;滤渣1的主要成分是和硫。(2) NaBiQ3是为数不多的钠盐沉淀之一，由溶液 3制得纯净的NaBiQ,操作2包括Bi 2Q与NaO可在熔融状态下反应制得 NaBiQ ,其副产物为。写出“煅烧”中由碱式碳酸铋(BiQ) 2CQ制备BizQ的化学方程式：(5)某工厂用m kg辉铋矿(含BizS 60%)制备NaBiQ,最终得到产品 m kg， 产率为。解析 由题中信息可知，辉铋矿经FeCb和

23、盐酸的混合液浸取后，硫化铋中 的硫离子被氧化为硫单质，过滤后除去二氧化硅和硫等滤渣，向滤液中加入足 量铁粉把铋置换出来得到海绵铋，海绵铋经盐酸和双氧水溶解得到氯化铋溶液， 向氯化铋溶液中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，氯化铋被氧化为铋酸钠； 向氯化铋溶液中加入碳酸铵可以生成碱式碳酸铋沉淀，碱式碳酸铋经煅烧得到 氧化铋。(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3+形式存在，则Bi2S3与FeCb 溶液反应的离子方程式为 Bi2S3+ 6Fe3+ =2Bi3+ + 6Fe2 + 3S;加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可抑制溶液中Bi3+的水解；滤渣1的主要成分是Si2和硫。 由题中信息可知，Na

24、BiQ难溶于水，故溶液3中生成的铋酸钠沉淀需经过滤、 洗涤、干燥才能制得纯净的 NaBiQ。(3)Bi 2Q3与NaO可在熔融状态下反应制得 NaBiQ3，Bi的化合价升高，根据化合价的升降规律，可以推断Q的化合价由一1降低到一2,故其副产物为 NqQ (4) “煅烧”中由碱式碳酸铋(BiQ) 2CQ制备Bi 2Q的化学方程式为(Bio) 2CQ煅烧=Bi 2Q+ CQ° (5) Va kg辉铋矿含BizS的质量为0.6mkg,若其完全转化为NaBiQ,可以得到NaBiQ的质量为0× 2× 280168mkg = 257 kg，最终得到产品mi kg ,故产率为m

25、2168m1× 100%25Zm168m1× 100%257答案 (1)Bi 2S3 + 6Fe3 + =2Bi3 + + 6Fe2 + + 3S 抑制溶液中 Bi3 + 的水解SiQ2(或二氧化硅)(2)过滤、洗涤、干燥(3)Na2Q (4)(BiQ) 2CQ煅烧=Bi2Q+ CQ257m168m× 100%5. (2018 全国卷川)KIQ3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(1)KIQ3的化学名称是。 利用“ KC1Q3氧化法”制备KIQ3工艺流程如下图所示：“酸化反应”所得产物有 KH(IQ3)2、Cl 2和KCl。“逐C2”采用

26、的方法是 。“滤液”中的溶质主要是 。“调pH' 中发生反应的化学方程式为IKIQ 3也可采用“电解法”制备，装置如图所示昭肉子龙换胆 写出电解时阴极的电极反应式 。 电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为,其迁移方向是 与“电解法”相比，“ KCIQ氧化法”的主要不足之处有 写出一点)O解析(I)KIO 3的化学名称为碘酸钾。(2)CI 2的溶解度随温度的升高而降低， 所以可以用加热的方法来达到“逐 CI2”的目的；KH(IO3)2和KCI的分离可以根 据溶解度的不同，采用结晶法分离，滤液中的溶质主要是KCI,要使KH(IO3)2转化为KlQ ,可以加入KoH调节pH。发生反应：KH

27、(IQ) 2+ K0H=2KQ Ho或HlQ + K0H=K3+ "Q (3)电解液是 KOH溶液，阴极的电极反应式为 2H0÷ 2e =20H+ H? 。电解过程中阳极反应为I + 60FI 6e-=IOf + 3HQ阳极的 K+通过阳离子交换膜由电极 a迁移到电极b。“ KCIC3氧化法”的主要不足之 处是产生CI2,易污染环境。答案 碘酸钾 (2)加热 KCI KH(IO3) 2+ KOH=2K3+ 140(或 HIC3 + K0H=KI3+ H>0)(3)2H2O+ 2e=20H+ H Q 由a到b 产生C2易污染环境等6镓是制作高性能半导体的重要原料。在工业

28、上经常从锌矿冶炼的废渣中 回收傢。已知锌矿渣中含有 Zn、Fe、Pb Ga的化合物以及二氧化硅等，目前综 合利用锌矿渣的流程如图：已知：Ga性质与铝相似； Ig 2 = 0.3 ,Ig 3 = 0.48 ; 溶度积数据如表：Zn (QH)2Ga(QH)Fe(QH)2Fe(QH)3KSP1.6 ×10-17一 312.7 × 108× 10一解析 Ga的性质与Al相似，锌矿渣中加入HLSCO，充分反应，其中Zn、Fe、Ga的化合物转化为可溶于水的 ZnSQK FeSQX Ga(SQ) 3, Pb转化成难溶于水的PbSQ, SiQL与HSQ不反应，则经过滤得到的滤渣

29、1的成分为PbSQ SiQ2;向浸 出液中加入HO, HO将氧化成FeJ 然后调节溶液的PH使Fe3+> Gc3+转化 为氢氧化物沉淀，与Zn2+分离；滤渣2的成分为Fe(QH)3和Ga(QH),根据图示 应向滤渣2中加入NaoH使Ga(QH)溶解转化为NaGaO(I)Ga位于元素周期表中第四周期第川A族，原子序数为31, Ga的原子结构示意图为上述分析，滤渣1的成分为SiQ2、PbSQ (3)Fe2+具有还原性，加入 HQ将Fe2氧化成Fe3+: 2Fe2+ HQ + 2H+ =2Fce+ + 2HQ,便于与Zn2+分离。 操作B调2.8 × 10一39(1) 写出Ga的原子

30、结构示意图：。(2) 滤渣1的成分为。(3) 加入HLQ的目的是(用离子方程式和简洁文字回答): 室温条件下，若浸出液中各种阳离子的浓度均为 0.01 mol/L ,且某种离 子浓度小于1×105 mol/L即认为该离子已完全除去，则操作 B调节PH的范围 是操作C中，需要加入氢氧化钠溶液，其目的是用离子方程式解释)；能否用氨水代替NaQH溶液，为什么？;如何检测Fe(QH)B洗涤干净？ 在工业上，经常用电解NaGaO容液的方法生产Ga,写出阴极的电极反应。(2)根据2 +式:节PH的目的是将Fe3+> Gai+完全转化为氢氧化物沉淀，而 Zn2*不形成Zn(OH)Z沉淀。Ga

31、(OHb Fe(OH)3属于同种类型且 KspGa(0H)> KFe(OH)3，Ga3+完全沉 淀时Fe3+已经完全沉淀，Gai+完全沉淀时c(Ga3+)<1 × 105 mol/L , C(OH-)=KspGa OH33 27 × 10C Gai+-1-“一5 mol/L = 3× 10-9 mol/L , c(H+) =-× 10-5 mol/L ,1 × 103PH= - lg C(H + )KspZn OH2-GZnZ+=1-52 +-=-lg 3× 10= 5.48 ; Zn 开始沉淀时，C(OH-)=j60&#

32、215;01°mol/L = 4× 10-8 mol/L , c(H+) = 4× 10-6 mol/L ,+ 1 - 6pH= Ig C(H ) = - Ig 4× 10= 6.6 ;操作 B调节的 PH范围是 5.48 pH<6.6° 根据流程，操作C中加入NaOH溶液的目的是将Ga(OH)溶解转化为NaGaO 联想AI(OH) 3与NaOH的反应，可知该反应的离子方程式为 Ga(OH)+ OH=GaO + 2HO。不能用氨水代替NaOH溶液，原因是NHZO为弱碱，与Ga(OH)不反应。 根据流程，Fe(OH)3沉淀上吸附的离子有 N

33、aT、OH、GaO等，检验Fe(OH)3洗涤 干净只需检验最后的洗涤液中不含 OH即可，操作是取最后一次洗涤液，用PH试纸测pH,若为中性则洗涤干净。 电解NaGaO溶液生产Ga Ga元素的化合 价由+ 3价降为0价，GaO转化为Ga是还原反应，电解时还原反应在阴极发生， 阴极的电极反应式为 GaO + 3e-+ 2HO=Ga4OH°Q3j)2ss3答案 少 (2)SiO 2> PbSO (3)2Fe 2+ + H£2+ 2H+=2F+ + 2H.O, 便于与 Zn2+分离 (4)5.48 pH< 6.6 (5)Ga(OH)3+ OH=CaO+ 2HO 不能，

34、因为NH FbO为弱碱，与Ga(OH)不反应 取最后一次洗涤液，用PH试纸测pH, 若为中性，则洗涤干净(6)GaO- + 2HO+ 3e-=G+ 4OH7. (2019 全国卷川)高纯硫酸锰作为合成镍钻锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：HrSO4 MnOI 1K NaJS MnFz NitHCOlTtIJLtMtlS WlIOq fi讯州PH”杂1P"杂*LrLrJj I f2 J 滤同4相关金属离子Co(Mn+) = 0.1 mol L-1形成氢氧化物沉淀的PH范围如下:金属离

35、子Mn+L 2 +FeL 3 +FeAl3+Mg+-7 2+ ZnNi2+开始沉淀的PH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的PH10.18.32.84.710.98.28.9(1) “滤渣1”含有S和 写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式。(2) “氧化”中添加适量的 MnO的作用是(3) “调pH'除铁和铝，溶液的PH范围应调节为6之间。“除杂1 ”的目的是除去Zn2 +和Ni2 + , “滤渣3”的主要成分是(5) “除杂2”的目的是生成MgF沉淀除去Mg二若溶液酸度过高，Mg+沉淀不完全，原因是。(6) 写出“沉锰”的离子方程式 (7) 层状镍钻锰三元材

36、料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为1LiNiXCayMnQ,其中 Ni、Co、Mn的化合价分别为+ 2、+ 3、+ 4。当 X = y=3时，Z = O解析(1)硫化锰矿及二氧化锰粉末中加入硫酸后， 发生氧化还原反应：MnO + MnS 2HSO=2MnS+ S+ 2HO，故滤渣1的主要成分为 S和SiQ(不溶性杂 质)。(2)Fe2+沉淀完全时，Mn +已经开始沉淀，故加入MnO是为了将溶液中的Fe2 +氧化为Fe3+，便于除去。(3)除去Fe3+及Al3+ ,应使二者沉淀完全，故PH应大 于4.7 o锌和镍的硫化物都难溶于水，故“滤渣 3”的主要成分为ZnS NiS。 “除杂1”步骤结

37、束后，杂质金属阳离子只有 Mg+,加入MnF形成MgF沉淀 而除去Mg+ ,若溶液酸度过高，H+浓度偏大，F-与结合形成HF,使MgF沉淀 溶解平衡正向移动而重新溶解。“沉锰”时加入NHHCO发生反应：Mn+ + 2HCO=MnCO + CO + HOb根据化合物中各元素化合价代数和为 O的原则，求 得Z 1得 Z 二 3b答案 (I)SiO 2 MnG+MnS÷ 2HSO=2MnS+ S+ 2HO (2)将 Fe2+氧化为 Fe3+(3)4.7(4)NiS 和 ZnS(5)F与结合形成弱电解质 HF,促进MgFMg + + 2F平衡向右移动(6)Mn2+ + 2HCO=MnCO +

38、 COT + HO(7) 138. (2018 全国卷U )我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以 闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS CdS PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如 图所示：Oj4ZnOwg麥一悅烧tz*氧牝除朵*述脈除朵滤吐斛卿tilIU休 I 滩酒23相关金属离子C0(Mn+) = 0.1 mol L-1形成氢氧化物沉淀的PH范围如下:金属离子I- 3+ FeI- 2+ Fe-7 2 + ZnCf开始沉淀的PH1.56.36.27.4沉淀完全的PH2.88.38.29.4回答下列问题：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为b滤渣1的主要成分除SiO2外还有;氧

39、化除杂工序中ZnO的作用是 , 若 不 通 入 氧 气， 其 后 果 是(3)溶液中的cd+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为 电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为L沉积锌后的电解液可返回 序继续使用。解析(1)闪锌矿的主要成分是ZnS,所以高温焙烧过程中主要反应的化学 方程式为2ZnS+ 3Q=焙烧=2ZnO÷ 2SQ。闪锌矿焙烧后的主要成分为 ZnQ还存 在少量SiO2、Fe2Q、CdO PbO加稀HSO后，SiO2不溶于酸，其他物质发生一 系列化学反应：ZnC+ HSQ=ZnS4+ HO Fe2Q+ 3HSO=Fe(SO4)3 + 3HO CdO + HS

40、O=CdSOP HO PbO÷ F2SO=PbSO÷ H2Q 其中 PbSO不溶于水，以沉淀的 形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSQ氧化除杂工序中ZnO的 作用是调节溶液的PH在2.86.2 ,使Fe3+完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入Q的 目的是使溶液中的Fe2+转化为Fe3+,有利于除杂，若不通入 Q,无法除去溶液 中的杂质Fe2+。(3)溶液中的CcT与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方 程式为Zn+ Cd2+ =Zn+ + Cd= 电解ZnSO溶液制备单质Zn时，阴极放电的是 Zn2+，电极反应式是Zn2+ 2e- =Z阳极放电的是OH，电极

41、反应是4OH 4e - =2HO+ Q。沉积锌后的溶液应该是 ZnSO和稀HSO,可返回到溶浸工序循 环使用。答案 (1)2ZnS + 3Q焙烧=2ZnO+ 2SOPbSO4调节溶液的pH,以便除去 Fe3+ 无法除去杂质 Fe2 + (3)Cd2+ + Zn=C+ Zn2 + (4)Zn2+ + 2e=Zn 溶浸9.Li 4Ti5O2和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分 为FeTiO3 ,还含有少量MgO SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下：iJ-广Tio -rI.OLiJiJoIT .j.cu TI 沉应 rtsm, l' 11l-l. HJI II1

42、jjta 2 'LLFrPlh0回答下列冋题：“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%寸，所采用的实验条件为 I“酸浸”后，钛主要以TiOCQ形式存在，写出相应反应的离子方程式:(3)Tio 2 XHO沉淀与双氧水、氨水反应 40 min所得实验结果如下表所示:温度/ C3035404550TiO2 xHO 转化率 /%9295979388分析 40 C 时 TiO2 XHO转化率最高的原因(4) Li 2Ti5O5中Ti的化合价为+ 4,其中过氧键的数目为 。2丰一 1(5) 若“滤液”中C(Mg ) = 0.02 mol L ,加入双氧水和磷酸(设溶液

43、体积增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中C(Fe3+) = 1.0 × 10一5mol L一解析(1)从图像直接可以看出，铁的浸出率为70%时对应的温度、时间为 100 c、2 h和90 C、5 h。 钛酸亚铁中钛为+ 4价，铁为+ 2价，产物有 氯化亚铁，比较FeTiO3和TiQCl2一知，产物中一定有HQ (3)联系化学反应速率、 双氧水和氨水性质分析转化率。即低于 40 C时，随着温度的升高，反应速率加 快，转化率增大；高于40 C时，氨水挥发速率加快、双氧水分解速率加快，导 致反应物浓度降低，反而使转化率降低。(4)锂元素在化合物中只有一种化合价 (+ 1),过氧键中氧显1价，由化合物中元素化合价代数和等于 0,设Li 2Ti 5O15X + y = 15,中2价、1价氧原子个数分别为X、y,有：C CC 解得X= 7, y =2x + y = 228&所以，过氧键数目为2= 4。(5)分两步计算：计