2019届二轮复习 化学工艺流程 专题卷(全国通用)

化学工艺流程Li4Ti5O12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FeTQ,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:TiO2•xH2O双氧水L沉淀钛铁矿曹酸浸滤液①fl氨水反应LiOHLi2TisOl5Li：CO,过滤'沉淀高温锻烧①'L，4T，5°'2吐活介双氣水过滤FeP°・Li2CO3•H2C2O4滤液O磷酸'—'沉淀高温煨烧②'回答下列问题：(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时所采用的实验条件为100°C、2190°C、5h。“酸浸”后，钛主要以TiOCl2-形式存在，写出相应反应的离子方程式FeTiO3+4H++4C卜===F®++TiOC0+2HO。42"^TiO『xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：温度/°c3035404550TiQ2・xH2Q转化率/%9295979388分析40C时TiO2・xH2O转化率最高的原因低于40°C,TiO『xH^O转化反应速率随温度升高而增加；超过40°C，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2•xH2O转化反应速率下降。⑷Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为4。若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol・L-】，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0X10-5mol^L-1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生13X10-22成？Fe3+恰好沉淀完全时，c(PO3-)==mol・L-1=1.3X10-17mol・L-1,c3(Mg241.0X10-5+)•c2(PQ3-)值为0.013X仃.3X10-17)2=1.7X10-40<K［Mg(PO)」，因此不会生成4sp343Mg3(PO4)2沉淀(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Kp分别为1.3X10-22、1.0X10-24。写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式2FePQ#_+Li2CO_3+H2C2O4=i=j^LiFePO4+3CO2f+H20f。［解析］(1)从图象直接可以看出，铁的浸出率为70%时对应的温度、时间，符合温度升高，反应速率加快，值得注意的是，这类填空题可能有多个合理答案。(2)考查离子方程式

书写。难点为生成物还有什么，钛酸亚铁中钛为＋4价，铁为＋2价，产物有氯化亚铁，比较FeTiO3和TiOCl4-知，产物中一定有H2O。值得注意的是钛酸亚铁与盐酸反应是非氧化还原反应。(3)联系化学反应速率、双氧水和氨水性质分析转化率。这类问题要从两个角度分析，即低于409时，随着温度的升高，反应速率加快；高于409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，结果转化率降低。(4)考查化学式与元素化合价关系。锂元素在化合物中只有一种化合价(＋1)，化合物中元素化合价代数和等于0，过氧键中氧显－1价，类似双氧水、过氧化钠。如果能求出－1价氧原子个数，就能求出过氧键数目，即过氧键数目等于-1价氧原子个数的一半。设Li4Ti5O15中-2价、-1价氧原子个x+y=158数分别为x、y。有：］，解得x=7,y=8o所以，过氧键数目为討4。⑸考查、2x+y二22溶度积计算以及判断沉淀是否形成。分两步计算:①计算铁离子完全沉淀时磷酸根离子浓度。1.3X10.22仆3+)・艸4-)叫时04),c(PO4»70X^—"心诚」1。②混合后，溶液中镁离子浓度为c(Mg2+)二0.01mol・L-1,c3(Mg2+).c2(PO3.)二0.013X(1.3X10.17)2=1.7X10.40<Ksp［Mg3(PO4)2］，没有磷酸镁沉淀生成。(6)草酸中碳为+3价，高温煅烧过程中铁的化合价降低，碳的化合价升高，有CO2生成。(2018・北京・26)磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:磷精矿冠磷精矿粉HqSO"酸浸「粗磷強診……—精制磷酸磷精矿冠磷精矿粉HqSO"酸浸「粗磷強診……—精制磷酸—磷石膏(主要成分为CaSC>4•0.5H20)已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)vCaSO405H2O(1)上述流程中能加快反应速率的措施有研磨、加热(2)磷精矿粉酸浸时发生反应：2Ca(POI(OH)+3HO+10HSO==^==10CaSO•0.5HO+6H,PO”5432244234该反应体现出酸性关系：H3PO4_<__H2SO4(填“〉”或“<”)。结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同，核电荷数PvS,原子半径P>S,得电子能力PvS，非金属性PvS。(3)酸浸时，磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF成HF的化学方程式：2Ca」P0丄F+10H：SO,_+5HO=====10CaSOj0.5HQ+6H,P0,_+2HF。(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80€后脱除率变化的原因：80°C后，h2o2分解速率大，浓度显著降低。20406080100温度/兀脱硫时，CaCO3稍过量，充分反应后仍有SO2-残留，原因是CaSQj微溶：加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是BaCO3,+SO訂+2H3.PQ4===BaSQ一+CO2f+H2O+2H2PQ亍。224取ag所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞作指示剂，用bmoLL-1NaQH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的质量分数是°°严—。(已知：H3PO4摩尔质量为98g^mol-1)［解析］(1)可通过增大接触面积和升高温度等措施加快反应速率。通过题给流程可知，能够加快反应速率的措施有研磨和加热。①由强酸制弱酸规律可知，硫酸的酸性强于磷酸的酸性。②根据两者电子层数相同，可判断两者处于同一周期，且S在P的右侧，核电荷数P<S，原子半径P>S，得电子能力P<S，非金属性P<S，根据非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强的规律可知，硫酸的酸性强于磷酸的酸性。已知反应物为Ca5(PO4)3F和H2SO4，生成物为CaSO405H2O、H3PO4和HF，再根据原子个数守恒可写出该反应的化学方程式：2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O=====［OCaSqElO+GHsPq+ZHF。由题意可知，H2O2在氧化有机碳时，自身也会发生分解，且分解速率随温度的升高而加快，因此80°C后脱除率降低。硫酸钙是微溶物，存在溶解平衡，因此反应后的溶液中仍含有SO2.o由题给信息可知，反应物为BaCO3、SO2一和H3PO4，生成物为BaSO4、CO2、H2PO4-和水，由此可写出该反应的离子方程式：BaCO3+SO2-+2H3PO4===BaSq+CO2f+H2O+2H2PO-。JJ乙1乙1乙1(6)由题意知，消耗氢氧化钠的物质的量为be(6)由题意知，消耗氢氧化钠的物质的量为be1000mol，当生成Na2HPO4时，参加反应磷be98be98be0.049be酸的物质的量为卷moi，即磷酸的质量为鵲g，则磷酸的质量分数为298bCa=004严。3.3.(2017•全国III)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO・Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：步骤①的主要反应为：FeO^CrO+NaCO+NaNO――^NaCrO+FeO+CO+NaNO.23233242322上述反应配平后FeO・Cr2O3与NaNO3的系数比为2：7。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是-陶瓷在高温下会与Na2CO3_反应__。滤渣1中含量最多的金属元素是Fe，滤渣2的主要成分是_Al(OH)3—及含硅杂质。步骤④调滤液2的pH使之变小(填“大”或“小”)，原因是2CrO^+2H+??Cr2O^+h2o(用离子方程式表示)。有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KC1,蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到d(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。(os(osbo001/9)、鏗®块a.80°Cb.60°Cc.40Cd.10C步骤⑤的反应类型是一复分解反应(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备^C^O?,最终得到产品m2kg，产率为[90m2[90m2X100%1［解析］(1)1molFeO・Cr2O3参与反应共失去7mol电子，而1molNaNO3参与反应得到2mol电子，根据得失电子守恒，二者的系数比为2:7。由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应，所以该步骤不能使用陶瓷容器。（2）步骤①中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣1，所以滤渣1中含量最多的金属元素是Fe。结合流程图可知，滤渣2的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。⑶滤液2中存在平衡:2CrO4.+2H+??Cr2。2一+也0，氢离子浓度越大（pH越小），越有利于平衡正向移动，所以步骤④应调节滤液2的pH使之变小。（4）根据+2NaCl，其属于复分解反应。（5）该铬题图，可知温度越低，K2Cr2+2NaCl，其属于复分解反应。（5）该铬骤⑤中发生的反应为Na2Cr2O7+2KCl===WCr2O7（mX103gX40%铁矿粉中Cr2O3的物质的量为叫爲」'根据Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理论质量m=寫爲40%，根据Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理论质量为m0二m/103gX40%152gm/103gX40%152g・mol-1X294g・mol-1X10_3kg・g-147血］190kg'所以产品的产率为视X100%二190m147m2X100%。14.（2016・北京）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下：音

铅

废音

铅

废

料FeSO4I^SO/A（过租）滅夜,10%NaOlPhSQt藩涝△m淞卩站|iw+高纯ml（过劃「Pbo（1）过程I中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是Pb+PbO2+2H£O尸^RPbSO”+2H_O。2442（2）过程I中，Fe2+催化过程可表示为：i：2Fe2++卩叫+4田+502-===2阿+卩込04+2也0ii：写出ii的离子方程式：2Fe3++Pb+SO〒===2F®++PbSO»。44下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去。（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）??NaHPbO2（aq）,其溶解度曲线如图所示。LL•生、鰹離妊goqd过程II的目的是脱硫。滤液I经处理后可在过程II中重复使用，其目的是A、B（选填序号）。减少PbO的损失，提高产品的产率重复利用NaOH,提高原料的利用率增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率过程II的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程III的操作：向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加热至110°C，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体［解析］（1）根据题给化学工艺流程知，过程I中，在Fe2+催化下，Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水，化学方程式为Pb+PbO2+2H2SO4===^z2PbSO4+2也0。（2）①催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后保持不变。根据题给信息知，反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+，则反应ii中Fe3+被Pb还原为Fe2+，离子方程式为2Fe3++Pb+SO4-===PbSC4+2Fe2+。②a实验证明发生了反应i,则b实验须证明发生了反应ii,实验方案为：取a中红色溶液少量，加入过量铅粉，充分反应后，红色褪去。（3）①过程II的目的是除硫，操作过程中会加入过量的NaOH，通过题给条件可知，部分PbO溶解在NaOH溶液中，故滤液1中会有过量的NaOH和PbO溶解在NaOH溶液中产生的NaHPbO2，重复使用滤液I,可减少PbO的损失，提高产率，且NaOH也得到了重复利用，提高了原料的利用率。②过程山是从粗产品中得到纯产品,结合溶解度曲线,可选用重结晶操作。根据条件可知,粗品中含有炭黑,需要趁热过滤,然后冷却结晶,过滤得到纯产品。5.（2018・邯郸一模）锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钻等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下:已知25°C,部分物质的溶度积常数如下:物质Mn(QH)2Co(QH)2Ni(QH)2MnSCoSNiSKsp2.1X10-133.0X10-165.0X10-161.0X10-115.0X10-221.0X10-22⑴步骤I中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是MnCO3+H2SO4===MnSq+COj+叫。步骤I中需要加入稍过量的硫酸，其目的有3点：①使矿物中的物质充分反应；②提供第II步氧化时所需要的酸性环境：③抑制Mn2+的水解。步骤II中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是MnQ2+2Fe2++4H+===Mri^++2Fe3++2Hf；加氨水调节溶液的pH为5.0〜6.0,以除去Fe3+。步骤III中，需要用到的玻璃仪器除玻璃棒、漏斗外，还有烧杯；滤渣2的主要成分为CoS和NiS。电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(QH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2+)W1.0X10-5mol・L-1,则应保持溶液中c(S2-)三1X10-6mol・L-1。［解析］(1)加稀硫酸时MnCQ3和硫酸反应生成可溶性MnSQ4，并产生二氧化碳和水，反应的化学方程式为MnCQ3+H2SQ4===MnSC4+CO2f+H2Q。(2)Mn2+易水解，加入过量硫酸，还能抑制Mn2+水解。步骤I冲，MnQ2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式是MnQ2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2Q。过滤时的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗，故还需烧杯；滤渣2的主要成分是CoS和NiS。(5)MnS的K=c(Mn2+)c(S2.)=1.0X10.11，为了使c(Mn2+)W1.0X10一5mol・L」，则sp1.0X10.11c(S2*7^X^九0X10-6圖L-1)，即仲曰.0®6—6.(2018・全国III・27)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的化学名称是碘酸钾。⑵利用“KC103氧化法”制备kio3工艺流程如下图所示:“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KC1。“逐Cl2”采用的方法是加热。“滤液”中的溶质主要是_KCl__。“调pH”中发生反应的化学方程式为KH(IO3)2+KOH===2Kiq+H20或(HIO3+KOH===KIQ+H2O)。⑶kio3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式2H2O+2e-===2OH-+HJ。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K±，其迁移方向是由a到b。与“电解法”相比，“kcio3氧化法”的主要不足之处有产生C1才易污染环境等(写出一点)。［解析］(1)KIO3的化学名称为碘酸钾。C12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Cl2”的目的；KH(IO3)2和KCl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KCl，要使KH(IO3)2转化为KIO3，可以加入KOH调节pH。发生反应：KH(IO3)2+KOH,2KIO3+h2o或hio3+koh,kio3+H2O，从而避免引入新的杂质离子。①电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O+2e-,2OH-+H2f。②电解过程中阳极反应为I-+60H--6e-,IO-+3H2O。阳极的K+通过阳离子交换膜由电极a迁移到电极bo③“KC103氧化法”的主要不足之处是产生Cl2，易污染环境。7.(2017・天津)某混合物浆液含有Al(0H)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装賈见图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答I和II中的问题。

混合物浆液七阴离子膜何。。溶液混合物浆液七阴离子膜何。。溶液p^NaOHW厂瓯3竺更］一EH—固Im］①—m］京囤固体混合物分离利用的流程图.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)⑴反应①所加试剂NaOH的电子式为NatOH］。B-。的反应条件为加热(或煅烧)，C—A1的制备方法称为_电解法_。该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生ci2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)ac。a.温度b.C卜的浓度c.溶液的酸度0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO『xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiC|(l)+2CO(g)AH=—85.6kJ・mo卜1。•含铬元素溶液的分离和利用用惰性电极电解时，CrO2-能从浆液中分离出来的原因是在直流电场作用下，CrO^-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，分离后含铬元素的粒子是_CrO2-和Cr2O2-；阴极室生成的物质为NaOH和H2(写化学式)。［解析］(1)NaOH由Na+和OH-构成，电子式为Na+：°：111\根据题中图示转化关系，向溶液A中通人CO2，发生反应：NaAlO2+2H2O+CO2===A1(OH%；+NaHCO3，沉淀B为A1(OH)3，固体C为Al2O3,B—C的反应条件为加热或煅烧，Al2O3—Al的制备方法为电解熔融氧化铝。(2)根据“D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成”知温度对反应有影响；滴加硫酸，引入H+，又产生Cl2，说明溶液的酸度对反应有影响。(3)该还原性反应的化学方程式为2Cl2(g)+气体为CO,易水解生成TiO2・xH2反应的化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)TiO2(s)+2C(s)===TiC4(l)+2CO(g)，结合题意知AH二4.28kJ,0.1molX2=-85.6kJ・mol-1o(4)题图2中电解分离装置采用离子交换膜，根据电解时阴离子向阳极移动，则在直流电场作用下，CrO2一通过阴离子膜向阳极室移动，脱离浆液。在阳极室，CrO4一发生可逆反应:2CrO2.+2H+??Cr2O7一+H2O，故分离后含铬元素的粒子是CrO2-.Cr2O2-o在阴极室，也0放电：2H2O+2e一===钛f+2OH-,c(OH-)增大，且Na+向阴极室移动，故阴极室生成的物质为NaOH、H2o8.(2018・全国I・27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式2NaHSO3===N^S2O5+H2O。利用烟道气中的SO利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：pH=4.1时，I中为NaHSO3溶液(写化学式)。工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3一过饱和溶液。制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为2Hf—4e-===4曲+OJ。电解后,a室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5o阳离子交换膜稀H2SO4阳离子交换膜稀H2SO4so?碱吸收液⑷Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol・L-1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。滴定反应的离子该样品中Na2S2O5的残留量为方程式为S2O5—+2莓+3H2O===2SO4该样品中Na2S2O5的残留量为0.128g・L-1（以SO2计）。［解析］(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3程式为2NaHSO3===Na2S2O5+H2Oo⑵①酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液生成NaHSO3o②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。

(3)阳极上阴离子OH-放电，电极反应式为2H2O-4e一===qf+4H+，电解过程中H+透过阳离子交换膜进入a室，故a室中NaHSO3浓度增加。根据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O52－＋2I2＋3H2O===2SO4-+4I-+6H+on(S2O2-)=|xn(I2)=|x0.01000mol・L-1X10.00X10-3L=5X10-5mol,该样品中S2O2-的残留量(以SO2计)为5X10-5molX2X64g・mol-1X1000mL・L-150.00mL=0.128g°L-1。9.(2018・衡水中学二模)电镀工业会产生大量的电镀污水，处理电镀污水时会产生大量的电镀污泥。电镀污泥含有多种金属氢氧化物和杂质。下面是处理某种电镀污泥回收铜、镍元素的一种工业流程。电镀污泥磷酸钠硫酸浸出T电解I—詰和NiSO。溶液f|调节pH、过澜fNi(OH)2

II

铜磷酸盐沉淀硫酸浸出I滤液-I溶解旳:滤氢氧化钠溶液氢氧化物沉淀电镀污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金属离子浓度见下表。金属离子Cu2+Ni2+Fe2+Al3+Cr3+浓度/mg・L-170007000250042003500(1)在电解回收铜的过程中，为提高下一步的除杂效果，需控制电解电压稍大一些使Fe2+氧化，则磷酸盐沉淀中含有的物质为_FePQ4、CrPO4、A1PO4。4不能超过假设电解前后Ni2+浓度基本不变，若使Ni2+在除杂过程不损失，则溶液中PQ4-浓度不能超过mol・L-丄列出计算表达式，Ksp[Ni3(PO4)2]=5X10-31)o研究发现当NaOH溶液浓度过大时，部分铝元素和铬元素会在滤液中出现，滤液中出现铝元素的原因为A1(OH)3+OH-===人1逻+2电0(用离子方程式解释)o［解析］(1)浸出液中含Cu2+、Ni2+、Fe2+、Al3+、Cr3+，电解除去Cu2+且将Fe2+氧化成Fe3+，根据图中Ni2+不沉淀，因而磷酸盐沉淀中含有的物质为FePO4、GrPO4、A1PO4。7(2)气二c(Ni2+).c2(PO4-)，电解前后Ni2+浓度基本不变，c(Ni2+)=7000mgL1^翻丄-1,若翻丄-1,若NS不沉淀，c(PO4*\J念moLL-1o⑶当NaOH溶液浓度过大时，发生反应：A1(OH)3+OH一===Aiq+2也0。10.(2018・郑州三模)工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下，请回答下列问题：步骤①所得废渣的成分是_SiO2__(写化学式)，操作I的名称过滤。步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂)：R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)??2RA”(有机层)+nH2SO4(水层)②中萃取时必须加入适量碱，其原因是―加入碱中和硫酸，促使平衡正向移动(或提高钒的萃取率)。③中X试剂为H2SO4。⑤的离子方程式为NHjHO+VO亍===NHVO」+OH-。3234325€时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如表：pH1.61.71.81.92.0钒沉淀率％98.098.898.896.493.1结合上表，在实际生产中，⑤中加入氨水，调节溶液的最佳pH为1.7〜1.8(或1.7、1.8其中一个)；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则溶液中c(Fe3+)<2.6X10-3mol・L-1。(已知：25°C时，Ksp[Fe(OH)3]=2.6X10-39)(5)该工艺流程中，可以循环利用的物质有氨气(或氨水)和有机萃取剂。[解析](1)将含K2SO4、SiO2杂质的VOSO4溶于水，SiO2不溶于水，步骤①是过滤，将SiO2与溶液分离。⑵②中萃取时必须加入适量碱，有利于中和硫酸，促使平衡正向移动；③为反萃取，使上述平衡逆方向移动，X试剂为H2SO4。(3)在含有VO2+、SO4-的溶液中加入氧化剂氯酸钾，可以将VO2+氧化为VOy,步骤⑤中加氨水，VO-与氨水反应生成nh4vo3的离子方程式为nh3^h2o+VO3-===nh^vo3；+OH-。(4)根据259时，钒沉淀率和溶液pH之间的关系知，pH为1.7、1.8时，钒沉淀率最高，调节溶液的最佳pH为1.7~1.8最好；若钒沉淀率为93.1%,pH=2.0,c(OH-)=1X10一12mol・L_i，此时没有Fe(OH)3沉淀，则溶液中的c(Fe3+)<Ksp[FeOH3]-c3(OH-)=2.6X10.39=(1X10-12)3二2.6X10-3(mol・L-1)。根据流程示意图可知：该工艺流程中可以循环利用的物质有氨气(或氨水)和有机萃取剂。11．以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污染，变废为宝，工业上利用废渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备铁红(Fe2O3)和回收(nh4)2so4,具体生产流程如下：A溶氨冬结过落液液晶滤亠滤液回收(NH4)2SO4-——滤液-*钱黄铁矶晶体■溶液氨屯沉淀百滤铁红一滤渣注：铵黄铁钒的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12在废渣溶液操作时，应选用』__溶解(填字母)。A.氨水B.氢氧化钠溶液C.盐酸D.硫酸物质A是一种氧化剂，工业上最好选空气(供选择使用的有空气、Cl2、MnO2),其理由是一原料易得，成本低，不产生污染，不引入杂质。氧化过程中发牛反应的离子方程式为4Fe2++0殳+4H+===4F目++2H’O。铵黄铁矶中可能混有的杂质有Fe(OH)3、Ca(OH)2、Mg(OH.、CaSO*。铵黄铁矶与氨水反应的化学方程式为(NH4)2Fe6(SQ丄(OHJ_+6NHjH2O===4(NH)2SQ4+6Fe(QH)。3—[解析](1)该流程的目的是制备铁红(Fe2Q3)和回收(NH4)2SQ4，不能引入杂质离子，不能选用盐酸，而氨水和NaQH溶液能沉淀Fe3+和Fe2+，也不能选用。空气中的氧气在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，空气易得，成本低，不产生污染，不引入杂质，氧化过程离子方程式为4Fe2++Q2+4H+===4F(3++2H2Qo废渣溶解经氧化后溶液中存在Mg2+、Fe3+，加氨水后，可能生成Mg(QH)2沉淀、Fe(QH)3沉淀，另外Ca(QH)2和CaSO4的溶解度较小，也可能析出。由流程图知，铵黄铁钒与氨水反应得(NH4)2SQ4和Fe(QH)3。12.(2018・三轮冲刺考前特训)高纯氧化铁是现代电子工业的重要材料。以下是用硫酸厂产生的烧渣(主要成分为Fe2Q3、Fe3Q4、FeQ、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图：

H2SO4FeENH4HCO3空气［①［②［③［④烧渣一|直溶过滤|~~T还侯I诂淀一I过滤I~»I/烧I―高纯氧化铁T滤渣(NH4)2SO4CO2⑴酸浸时，常需将烧渣粉碎、并加入过量H2SO4,其目的是提高铁元素的浸出率，同时抑制铁离子的水解：滤渣的主要成分为SO乞(填化学式)。加入FeS2时，发生反应②的离子方稈式为FeS_+14Fe3++8H_O===15F®++2SO^+222416H+。加入NH4HCO3目的是_中和溶液中的酸，调节溶液的pH，使Fe“酸浸”时需加入过量的稀硫酸，目的是提高浸取率和抑制A13+水解(或为后续反应提供H+):滤渣的主要成分是SiO2。“氧化”过程中，加入H2O2“酸浸”时需加入过量的稀硫酸，目的是提高浸取率和抑制A13+水解(或为后续反应提供H+):滤渣的主要成分是SiO2。“氧化”过程中，加入H2O2发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2F^+煅烧时，发生反应④的化学方程式为4FeCO3+O2=高曇Fe2O3+4CO2。［解析］(1)酸浸时，常需将烧渣粉碎、增大烧渣与酸的接触面积，并加入过量H2SO4,除了使烧渣中的部分氧化物溶解外，还能抑制铁离子的水解。酸性氧化物SiO2不与酸反应。(2)加入FeS2时，把铁离子还原为Fe2+:FeS2+14Fe3++8H2O===15F(2++2SO2-+16H+。(3)加入NH4HCO3目的是中和溶液中的酸，调节溶液的pH使Fe2+全部转化为FeCO3；亚铁离子的水解能力较强，易发生水解，“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是Fe(OH)2;检验FeCO3固体中附着有硫酸根离子，可以用盐酸和氯化钡溶液进行检验，取最后一次洗涤液少量放入试管，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明洗涤干净。⑷在空气中煅烧FeCO3，二价铁被氧化为三价铁，进一步得到Fe2O3。4FeCO3+O2===2Fe2O3+4CO2。13.(2018・潍坊二模)13.(2018・潍坊二模)以粉煤灰(主要成分为A12O3和SiO2，还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下：稀H£O<H2O2Sf液足量Na$H溶液过节S

酸浸''比如諾渣粉煤灰氧化提纯Fe(OH),+2H2O。“提纯”过程中，当加入NaOH溶液达到沉淀量最大时，溶液中c(SO2-):c(Na+)=1：2Q已知K=1X10-39。“提纯”过程中，当c(Fe3+)vlO-6moLL-i时，溶液中c(OH-)>_1spX10-11_mo1•L-1q“沉淀”过程中，通入过量CO2时发生反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2HO===A1(OH)7+NaHCO一。2'^33［解析］(1)根据含有成分，加入硫酸发生的反应是A12O3＋6H＋===2A13＋＋3H2O，FeO+2H+===F®++H2O,Fe2O3+6H+===2F(3++3H2O,加入硫酸的目的可以提高浸取率和抑制A13+的水解，SiO2是不溶于水，不溶于酸，因此滤渣是SiO2。(2)过氧化氢具有强氧化性，能把Fe2+氧化成Fe3+，离子反应方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。(3)加入NaOH溶液，达到沉淀量最大，发生A13++3OH-===A1(OH)；,Fe3++3OH-===Fe(OH%「此时溶液中溶质为Na2SO4，即c(SO2.):c(Na2+)=1:2。⑷根据K=c(Fe3+)Xc3(OH-)，因为c(Fe3+)v10,mol・L」,c(OH-)>10-11mol・L_1。sp(5)利用碳酸的酸性强于偏铝酸，因此有NaA102+CO2+2H2O===A1(OH；3；+NaHCO3。14.(2018・衡水二诊)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液(含Fe3+、Cu2+Fe2+、Cl-)生产CuCl的流程：—►硫酸铜溶液氯气一—►硫酸铜溶液氯气一氯化铜调节pH温度、过滤Cud

固体按要求回答下列问题：废液①的主要含有的金属阳离子是_止2±_(填化学符号，下同)；废渣①的成分是Fe、Cu，Y为HCl。废液①与Z反应的离子方程式为：2Fe2++C12===2F(3++2C1-或2Fe2++2H++Hf2===2F(3++2Hfq写出废渣②生成二氧化硫的化学方程式Cu+2H2SO4(浓)====£uSO4+SO2f+24422H_Oq2(4)为得到纯净的CuCl晶体，可用下列b(填序号)进行洗涤。

a.纯净水c.a.纯净水c.稀硫酸d.氯化铜溶液(5生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止牛成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水解。(6写出产生CuCl的离子方程式S02+2Cu2++2Cl-+2H20===2CuClJ+S0『+4H1o(7)氯化亚铜的定量分析：称取样品0.25g加入10mL过量的FeCl3溶液250mL锥形瓶中，不断摇动；待样品溶解后，加水50mL和2滴指示剂；立即用0.10molL・1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点；重复三次，消耗硫酸铈溶液平均体积为25.00mLo已知：CuCl的分子式量为99;CuCl+FeCl3===CuCl2+FeCl2;Fe2++Ce4+===Fe3++Ce3+。则CuCl的纯度为_99%一o解析］向工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl—)加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁的活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，废液①中加入Z为氯水或双氧水，氧化亚铁离子为铁离子，得到蚀刻液，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜。(1印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl—)加入铁，三价铁离子能够与铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜，过滤后滤渣中含有铜和铁，加入盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，将铜分离出来。艮据以上分析可知废液①与Z反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl—或2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2Oo废渣②生成二氧化硫的反应是铜和浓硫酸在加热条件下反应生成，反应的化学方程式为Cu+2H2S04浓)=厶=CuS04+SO2f+2H20。(4为减少CuCl的损失，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤，答案选bo(5生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是防止生成氢氧化铜沉淀或防止CuCl水

解。解。(6)依据图示可知：CuCl2、CuSO4、S02、H2O反应生成H2SO4、CuCl，产生CuCl的化学方程式依据得失电子守恒得到：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O===2CuCl；+2H2SO4，反应的离子方程式为：SO2+2Cu2++2C1-+2H2O===2CuCl；+S0；一+4H+。(7)滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是25.00mL，结合方程式可知：CuCl+FeCl3===CuCl2+FeCl2,CuCl的纯度为(25.00X10.3LX0.1mol/LX99g/mol)/0.25gX100%=99%。15.(2018・河南洛阳是五月模拟)钼酸钠(Na2MoO4)具有广泛的用途。可做新型水处理剂、优良的金属缓蚀剂及可用于局部过热的循环水系统;Al(OH)3工业和医药上都具有重要用途,现从某废钼催化剂(主要成分MoO3、Al2O3、Fe2O3等)中回收Na2MoO4和Al(OH)3，其工艺如图：④蒸发结晶过滤—Na④蒸发结晶过滤—Na2MoO4|回答下列问题：已知MoO3、Al2O3与SiO2相似，均能在高温下跟Na2CO3发生类似反应，试写出MoO3与Na2CO3反应的化学方稈式：MoO3+Na2CO3====ma2MoQ4+CO2f。第②步操作所得的滤液中，溶质有Na2MoO4、NaAlO?和过量的Na2CO3；检验第②步操作所得滤渣中含有三价铁的方法是取少量滤渣洗涤液于试管中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则证明含+3价铁。第③步操作H2SO4需要适量，通常是通过测溶液的pH值来调控H2SO4的用量；与Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受温度的影响变化较小(填“较大”或“较小”)。利用铝热反应可回收金属钼。将所得钼酸钠溶液用酸处理得到沉淀，再加热可得MoO3。写出MoO3发生铝热反应的化学方程式：4Al+2MoO匸高温=2Mo+2A1Q。取废钼催化剂5.00g,加入5.30gNa2CO3(足量)，经上述实验操作后，最终得到2.34gAl(OH)3和6.39gNa2SO4晶体，则废钼催化剂中Al2O3、MoO3的物质的量的比值为3：1。［解析］(1)MoO3、Al2O3与Na2CO3的反应和SiO2与Na2CO3的反应相似，加入碳酸钠焙烧时可生成Na2MoO4和NaAlO2，MoO3与Na2CO3反应的化学方程式为MoO3+NaCO=5=!==<aMoO+COfo23242(2)高温条件下，氧化铝和碳酸钠反应生成NaAlO2，滤液中含有焙烧后生成Na2MoO4、NaA102以及过量的Na2CO3,检验第②步操作所得滤渣中含有三价铁，取少量滤渣洗涤液于试管中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则证明含三价铁。第③步操作H2SO4需要适量，避免氢氧化铝溶解，通常是通过测溶液的pH来调控H2SO4的用量，转化关系中④蒸发结晶溶液得到硫酸钠晶体和Na2MoO4溶液，与Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受温度的影响变化较小，硫酸钠溶解度收温度影响大，先析出晶体。MoO3发生铝热反应，高温下和铝反应生成钼和氧化铝，反应的化学方程式为：4A1+2MoO3===^Mo+2A12O3。(5)加入稀硫酸后，滤渣为A1(OH)3，滤液中含有Na2SO4和Na2MoO4，已知：n(Na2CO3)=^6~g/moi=0,05mol,n(Na2SO4)二142g^c广。曲mol，则由Na守恒可知n(Na2MoO4)CQA=0.005mol,2.34gAl(OH)3的物质的量为78話01二mol,根据Al元素守恒，Al2O3的物质的量为0.015mol，因此，Al2O3、MoO3的物质的量之比为0.015mol:0.005mol=3:1。16.以含有Al2O3、Fe2O3等杂质的铬铁矿为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7^2H2O)的主要工艺流程如下：空气、纯碱和辂铁矿空气、纯碱和辂铁矿NaiSOa己知：铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体，同时释放出CO2气体，且Al2O3+Na2CO3====QNaAlO2+CO2f。请回答：在铬铁矿Fe(CrO2)2中，Cr的化合价为+3。滤渣2的成分为_Al(OH)3_。将滤渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W,检验该溶液中金属离子的方法是取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3+(其他合理答案也可)。根据有关国家标准，含