2023届高考化学一轮专题复习-工业流程题专题训练

试卷第=page1010页，共=sectionpages1111页试卷第=page1111页，共=sectionpages1111页2023届高考化学一轮专题复习--工业流程题专题训练1．废弃电池是一种有害垃圾，合理处理则能变废为宝。下图是废弃锌锰电池的处理流程图：已知：锰粉的主要成分是Mn元素的＋2、＋3、＋4价氧化物和ZnO。回答下列问题：(1)“废弃锌锰电池→锰粉”的操作是拆分、煅烧，煅烧类似于实验室中的焙烧，实验室焙烧使用的仪器是下列中的_______(填仪器名称)。(2)“酸溶”采用锰粉比锰块的浸取速率快，为提高“酸溶”的浸取速率，还可以采取的措施有_______(填一条)，“酸溶”过程中的主要作用是_______。(3)“氧化”操作的氧化产物是_______(填化学式)。(4)“洗涤、干燥”时，检验洗涤干净的实验方法及现象是_______。(5)滤液X可以用于制取化肥，其中除外，主要含_______、(填离子符号)。(6)由制备ZnO的条件是加热，写出该反应的化学方程式：_______。2．某兴趣小组利用初处理过的工业废铜制备胆矾，流程如下：已知：a.工业废铜含铁、铅等不可溶杂质。b.25℃时，；。c.铜表面离子接触的地方浓度充足，另通过物理干预，使Cu先与稀硝酸反应。d.相关氢氧化物沉淀的对应pH如下表。物质开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH4.26.77.69.62.73.7请回答：(1)如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是_______。(2)写出向滤液A中加入的离子方程式_______。(3)下列有关以上流程说法正确的是_______。A．25℃时，当恰好完全除尽时，B．向滤液A中加入的，不宜稀硝酸代替C．步骤中“调节溶液pH”，应用NaOH等碱溶液将pH调至3.7～4.2D．可使用X射线衍射仪或红外光谱仪检验产物是否为晶体(4)测定工业废铜中含铜xmol，含铁ymol。加入后，三种物质反应结束后均无剩余，产生的气体只有NO。经一系列操作证明了反应结束的溶液中含和。①反应结束溶液中的的取值范围是_______。(用含x、y的代数式表示)②“经一系列操作”具体为_______。③若，且测定溶液中，则_______。3．以软锰矿(主要含有MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物)为原料制备KMnO4的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)“浸取”时MnO2转化为Mn2+，反应的离子方程式为____。(2)“除Fe、Al、Si”时，需将Fe2+氧化为Fe3+，最适宜的氧化剂为____(填标号)。a.H2O2b.HNO3c.Cl2(3)“除Ca、Mg时，所得溶液中=____[Ksp(MgF2)=5×10-11，Ksp(CaF2)=5×10-9]。(4)“沉锰”时不宜在较高温度下进行的原因是____。(5)“焙烧”时，由MnCO3生成MnO2的化学方程式为____。(6)“加热氧化”时，MnO2发生反应生成KMnO4，该反应的化学方程式为____；提高“水浸”速率可以采取的措施为____(写两条)；“系列操作”包括____，过滤、洗涤、干燥。4．硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：离子回答下列问题：(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。(3)加入物质X调溶液，最适宜使用的X是_______(填标号)。A．

B．

C．滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。(4)向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为_______。(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。(6)滤渣④与浓反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。5．聚合硫酸铁铝[AlFe(OH)6-2n(SO4)n](简称PAFS或PFAS)在处理废水方面有重要的应用。某化工厂利用硫铁矿烧渣[主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2(不溶于水和酸溶液)等]和粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为原料生产聚合硫酸铁铝的流程如下：回答下列问题：(1)滤渣2中主要物质的化学式是___________。(2)“碱溶”步骤中发生反应的化学方程式为___________。(3)“酸溶1”所得溶液中主要离子有___________。(4)“氧化”步骤中发生反应的离子方程式为___________。(5)控制一定条件，若将含84kg碳酸氢钠的溶液加入1000L硫酸铁溶液和硫酸铝溶液的混合溶液中，恰好完全反应生成难溶的AlFe(OH)2(SO4)2、Na2SO4和二氧化碳。通过计算(写出计算过程)求：①准状况下，产生二氧化碳的体积___________。②反应后溶液中Na2SO4的物质的量浓度___________(假定溶液体积不变)。6．已知某工业废水中含有大量，较多的及部分污泥，通过下列流程可从该废水中回收晶体及金属Cu。固体混合物是______填化学式，试剂乙为______填物质名称步骤3中发生反应的离子方程式为______步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥；蒸发浓缩、过滤操作中均用到的玻璃仪器是______粗铜中常混有少量氧化亚铜，氧化亚铜与稀硫酸反应，会产生单质铜，同时溶液变蓝。试写出该反应的离子方程式______。7．海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示：(1)实验步骤①会用到下列仪器中的____________(填字母)。a．酒精灯

b．漏斗

c．坩埚

d．泥三角(2)步骤③的操作名称是_______。(3)步骤④中反应的离子方程式为_________。(4)请设计一种检验水溶液中是否含有碘单质的方法：______。(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等，在实验步骤________(填序号)中实现与碘分离。8．某化学实验室产生的废液中含有，，三种金属离子，实验室设计如下方案对废液进行处理，以回收金属并制得氧化铁，保护环境。回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中分离溶液和沉淀的操作是___________。(2)沉淀A中含有的金属单质是铁、___________(填名称)。(3)步骤Ⅱ中加入溶液从浅绿色变为黄色，发生反应的离子方程式为___________。(4)请设计实验方案检验步骤Ⅲ中是否沉淀完全___________。(5)“可排放废水”中含有的主要离子是___________(填离子符号)。9．碲化镉玻璃中主要含有CdTe(其中含有少量Fe、Ni、Mg、Si、O等元素组成的化合物)，工业上利用废弃碲化镉(CdTe)玻璃回收其中金属的工艺流程如下。已知：①常温时，有关物质的如下表。②当溶液中离子浓度小于时，可认为沉淀完全。回答下列问题：(1)在“焙烧”时为提高效率可采用的措施有_______(答出一条即可)。写出“浸渣”的工业用途：_______。(2)实验室中，“操作A”需要的玻璃仪器有_______。“高温尾气”中的在水溶液中可用将其还原为Te单质，写出该反应的化学方程式：_______。(3)“氧化除铁”步骤中可以先调节pH为5，然后再加入，则此时被氧化的离子方程式为_______。(4)测得“滤液I”中浓度为，取1L滤液，则至少加入_______g固体才能使沉淀完全。(5)取1吨含碲化镉80%的废弃玻璃，最终回收得到0.64吨，则硫酸镉的回收率为_______(保留三位有效数字)。10．金属钴是一种重要战略资源。利用草酸钴(CoC2O4)废料协同浸出水钴矿中钴的工艺流程如下。已知：I.水钴矿的主要成分为，含MnS及Fe、Al、Ca、Si等元素的氧化物；II.该流程中一些金属氢氧化物沉淀时的pH如表：离子开始沉淀时pH3.61.86.57.28.1沉淀完全时pH4.73.28.39.412.7(1)研磨的目的是_______。(2)滤渣1的主要成分是、_______(写化学式)。(3)“浸出”时，转化成了，写出该反应的化学方程式_______。(4)“氧化”时，只将氧化成，则反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。(5)“沉淀”时，应将pH调至_______。(6)已知能被有机萃取剂(HA)萃取，其原理可表示为：。反萃取的目的是将有机层中的转移到水层。实验室模拟萃取用到的主要玻璃仪器有烧杯、_______，反萃取适宜选择的试剂是_______(填序号)。A．70%

B．饱和食盐水

C．稀NaOH

D．饱和溶液11．工业上以石煤(主要成分为V2O3，含有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备钒的主要流程如图：已知：①NH4VO3难溶于水。②Ksp(MgSiO3)=2.4×10-5，Ksp[Mg3(PO4)2]=2.7×10-27。(1)焙烧：通入空气的条件下，向石煤中加纯碱焙烧，将V2O3转化为NaVO3的化学方程式为___。(2)除硅、磷：①用MgSO4溶液除硅、磷时，Si、P会形成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀。若沉淀后溶液中c(PO)=1.0×10-8mol•L-1，则c(SiO)=___mol•L-1。②如图所示，随着温度升高，除磷率下降，其原因是Mg3(PO4)2溶解度增大、___；随着温度升高，除硅率升高，其原因是___。(3)沉钒：此过程反应温度需控制在50℃左右，温度不能过高的原因为___。(4)灼烧：在灼烧NH4VO3的过程中，固体的残留率(×100%)随温度变化的曲线如图所示，则A~B段发生反应的方程式为___。12．白云石的主要化学成分为，还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2。利用白云石制备高纯度的碳酸钙和氧化镁，流程示意图如下。已知：物质(1)白云石矿样煅烧完全分解的化学方程式为___________。(2)用量对碳酸钙产品的影响如下表所示。氧化物()浸出率/%产品中纯度/%产品中Mg杂质含量/%(以计)计算值实测值2.1∶198.41.199.199.7——2.2∶198.81.598.799.50.062.4∶199.16.095.297.62.20备注：ⅰ、浸出率=(浸出的质量/煅烧得到的质量)(M代表Ca或Mg)ⅱ、纯度计算值为滤液A中钙、镁全部以碳酸盐形式沉淀时计算出的产品中纯度。①解释“浸钙”过程中主要浸出的原因是___________。②沉钙反应的离子方程式为___________。③“浸钙”过程不适宜选用的比例为___________。④产品中纯度的实测值高于计算值的原因是___________。(3)“浸镁”过程中，取固体B与一定浓度的溶液混合，充分反应后的浸出率低于60%。加热蒸馏，的浸出率随馏出液体积增大而增大，最终可达98.9%。从化学平衡的角度解释浸出率增大的原因是___________。(4)滤渣C中含有的物质是___________。(5)该流程中可循环利用的物质是___________。13．用废旧复离子电池正极材料分离回收金属元素，正极材料主要为活性材料LiNixCoyMn1-x-yO2与铝箔组成，工艺流程知下：己知：，，回答下列问题：(1)碱浸结束后，滤液中的阴离子除了，主要还有___________(填化学式)。正极活性材料LiNixCoyMn1-x-yO2中Ni、Co、Mn化合价相同，则它们的化合价为___________。(2)固相反应一般反应速率较慢，加快还原焙烧反应速率的方法可以是___________(至少写两种)。(3)①外界条件pH、温度和搅拌时间对三种金属离子沉淀率的影响如下图，则沉钴最合适的条件为___________(填标号)。a．pH=2.0

温度55℃

时间1.0h

b．pH=1.5温度75℃

时间1.0hc．pH=2.0

温度55℃

时间3.0h

d．pH=1.5温度75℃

时间3.0h②洗涤碱式碳酸镍最好选择___________(填标号)。a．碳酸钠溶液

b．氢氧化钠溶液

c．氨水

d．蒸馏水③写出沉锰过程中生成的离子反应方程式：___________。(4)共沉淀法是将两个或两个以上组分同时沉淀的一种方法。酸浸后也可直接调pH使、、沉淀完全回收，则pH应大于___________(已知：lg2=0.3，溶液中离子浓度小于认为沉淀完全)。14．海洋资源的利用具有非常广阔的前景。I.从海水中提取溴的过程如下：(1)步骤“氧化”中已获得Br2.步骤“吸收”中又将Br2反应为Br-，其目的为_______。(2)热空气吹出Br2，利用了溴的_______。A．氧化性 B．还原性 C．挥发性 D．腐蚀性(3)步骤“吸收”用纯碱溶液吸收Br2，反应生成了NaBrO3、NaBr、CO2，则该反应的化学方程式为_______。II.离子交换法从海带中提取碘是一种较为先进的制碘工艺。下图是使用离子交换树脂的“离子交换法”从海带中提取碘的主要流程。已知：①I2+I-I②强碱性阴离子树脂(用R-Cl表示，Cl-可被其它更易被吸附的阴离子替代)对多碘离子(I)有很强的交换吸附能力。③步骤“交换吸附”发生的反应：R-Cl+I=R-I3+Cl-。试回答下列问题：(4)下列各步反应中，属于氧化还原反应的有：_______(填序号)A．交换吸附 B．洗脱 C．酸化 D．NaCl洗脱(5)酸性条件下，原料被H2O2氧化时发生的反应有：①_______；②I2+I-I。依据整个生产流程分析是否可以加过量H2O2；_______(填“是”或“否”)。并说明理由：_______。(6)实验室模拟步骤“酸化氧化”，一般选用氯水。工业上生产企业可以按照自己的实际情况，选择合适的氧化剂。若某企业在酸性条件下选择NaNO2为氧化剂，反应生成一种无色气体，遇空气立即变为红棕色，则添加氧化剂与NaI的质量比应不少于_______。15．为探索含铝、铁、铜合金(其余成分与酸碱都不反应)废料的再利用，某同学实设计的回收利用方案如下：(1)写出合金与NaOH溶液反应的离子方程式___________。(2)试剂Y是溶液，写出生成硫酸铜溶液的化学方程式___________。(3)检验滤液D中含有的金属阳离子的操作：___________。(4)若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：_______、过滤、洗涤、干燥。(5)取少量D溶液于试管中，向其滴加NaOH溶液，观察到现象是___________。(6)实验小组为探究反应物浓度对制备效果的影响，以沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好，部分实验数据如下：实验序号t/sⅰ2.515149ⅱ515138ⅲ101593ⅳ525142ⅴ535180①实验ⅰ、ⅱ、ⅲ的目的是___________。②小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实验效果越好，推断的证据是___________。参考答案：1．(1)坩埚(2)

适当增大酸的浓度或适当提高酸液的温度

作还原剂，将＋3、＋4价锰还原为＋2价锰(3)(4)取少量最后一次洗涤液于试管中，加入适量盐酸和溶液，无白色沉淀生成(5)(6)【分析】锰粉在酸溶时锰元素被还原为+2价，得到含、的溶液，在氧化作用下，被氧化为，过滤、洗涤、干燥，得到，滤液中主要含，加入碳酸氢铵，将转化为，加热后得到。【详解】（1）焙烧需要在高温下进行，实验室焙烧是在坩埚中进行的，故填坩埚；（2）提高“酸溶”的浸取速率措施除了采用粉碎处理外，还可以采用的方法有适当增大酸的浓度或适当提高酸液的温度；酸溶时需要将+3、+4价的锰元素还原为+2价，主要起还原作用，故填作还原剂，将＋3、＋4价锰还原为＋2价锰；（3）氧化的目的是将转化为，从而分离出锰元素，所以氧化产物为，故填；（4）氧化时，被还原为，过滤时，固体中可能残留，洗涤时检验洗涤液，若没有残余，则说明已洗净，采用的试剂为稀盐酸和氯化钡溶液，其操作为：取少量最后一次洗涤液于试管中，加入适量盐酸和溶液，无白色沉淀生成，故填取少量最后一次洗涤液于试管中，加入适量盐酸和溶液，无白色沉淀生成；（5）根据元素守恒，加入碳酸氢铵析锌，析锌后铵根离子存在于滤液X中，故填；（6）受热分解生成ZnO，其反应的化学方程式为：，故填。2．(1)吸收工业废铜与稀硝酸产生的气体，防止污染空气(2)(3)AB(4)

取少许反应结束的试液，将其平均分成2份，滴加到2个洁净的试管中，向一支试管内滴加试剂，产生蓝色沉淀；向另一支试管中滴加KSCN试剂，溶液颜色变成血红色，则证明溶液中含和

【分析】工业废铜加入稀硝酸、稀硫酸溶解，过滤后所得滤液加入双氧水氧化，将亚铁离子氧化为铁离子，经过调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后，得到滤液B为硫酸铜，结晶得到胆矾。【详解】（1）如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是吸收工业废铜与稀硝酸产生的气体，防止污染空气；（2）向滤液A中加入，将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为；（3）A．25℃时，当恰好完全除尽时，pH=3.7,c(OH-)10-10.3mol/L,，故，选项A正确；B．向滤液A中加入的，不宜稀硝酸代替，否则会产生NO，污染空气，且产生硝酸铜，引入杂质，选项B正确；C．应用NaOH等碱溶液将pH调至3.7～4.2，会引入Na+，不符合，选项C错误；D．红外光谱仪通常用来测定有机物分子中的化学键和官能团,从而测定有机物结构式，无法确定是否为晶体，选项D错误；答案选AB；（4）①反应结束溶液中含和、Cu2+，溶质为硝酸亚铁、硝酸铁和硝酸铜，根据铁、铜守恒，若铁只以存在，则，若铁只以存在，则，故的取值范围是；②“经一系列操作”为证明和存在，具体为取少许反应结束的试液，将其平均分成2份，滴加到2个洁净的试管中，向一支试管内滴加试剂，产生蓝色沉淀；向另一支试管中滴加KSCN试剂，溶液颜色变成血红色，则证明溶液中含和；③若，且测定溶液中，故=0.5ymol=0.4xmol，==0.4xmol+0.4xmol+xmol2=4xmol，由氮原子守恒可知，n(NO)=zmol-4xmol=(z-4x)mol，根据电子转移守恒有4x=(z-4x)(5-3)，则。3．(1)MnO2+SO+2H+=Mn2++SO+H2O(2)a(3)100(4)防止NH4HCO3在较高温度下分解(5)2MnCO3+O22MnO2+2CO2(6)

4MnO2+4KOH+3O24KMnO4+2H2O

将固体粉碎、搅拌

蒸发浓缩、冷却结晶【分析】软锰矿浸取过程中溶解金属氧化物，SiO2不溶过滤除去，经除Fe、Al、Si，除Ca、Mg步骤后，加入NH4HCO3后生成MnCO3沉锰，经焙烧MnCO3转化为MnO2，MnO2在碱性条件下经加热被氧气氧化生成KMnO4，再经水浸、蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥可得KMnO4晶体；【详解】（1）“浸取”时MnO2转化为Mn2+，MnO2作氧化剂，故Na2SO3作还原剂，反应的离子方程式为：MnO2+SO+2H+=Mn2++SO+H2O；（2）转化过程尽量不引入新杂质，H2O2的还原产物为水，故将Fe2+氧化为Fe3+，最适宜的氧化剂为H2O2；（3）Ksp(MgF2)=c(Mg2+)c2(F-)，Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c2(F-)，=（4）NH4HCO3受热易分解，“沉锰”时不宜在较高温度下进行的原因是防止NH4HCO3在较高温度下分解；（5）“焙烧”时通入空气，由MnCO3生成MnO2的化学方程式为：2MnCO3+O22MnO2+2CO2：（6）“加热氧化”时，MnO2发生反应生成KMnO4，MnO2为还原剂，富氧空气中的氧气为氧化剂，反应在碱性条件下，故该反应的化学方程式为：4MnO2+4KOH+3O24KMnO4+2H2O；提高“水浸”速率可以采取的措施为将固体粉碎、搅拌；“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。4．(1)ZnCO3ZnO+CO2↑(2)

将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积

增大硫酸的浓度等(3)

B

Fe(OH)3

CaSO4

SiO2(4)3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+(5)置换Cu2+为Cu从而除去(6)

CaSO4

MgSO4【分析】由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应ZnCO3ZnO+CO2↑，再加入H2SO4酸浸，得到含Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液，加入物质X调节pH=5，结合表格数据，过滤得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的滤渣①，滤液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+，再向滤液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+，过滤得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，过滤后得到滤渣③为Cu，再向滤液③中加入HF脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF2、MgF2，滤液④为ZnSO4溶液，经一系列处理得到ZnSO4·7H2O，据此分析解答。【详解】（1）由分析，焙烧时，生成ZnO的反应为：ZnCO3ZnO+CO2↑；（2）可采用将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取率；（3）A．NH3·H2O易分解产生NH3污染空气，且经济成本较高，故A不适宜；B．Ca(OH)2不会引入新的杂质，且成本较低，故B适宜；C．NaOH会引入杂质Na+，且成本较高，C不适宜；故答案选B；当沉淀完全时(离子浓度小于10-5mol/L)，结合表格Ksp计算各离子完全沉淀时pH＜5的只有Fe3+，故滤渣①中有Fe(OH)3，又CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2；（4）向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，反应的离子方程式为3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+；（5）滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，故加入锌粉的目的为置换Cu2+为Cu从而除去；（6）由分析，滤渣④为CaF2、MgF2，与浓硫酸反应可得到HF，同时得到的副产物为CaSO4、MgSO4。5．(1)Fe2O3、FeO(2)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(3)Fe3+、Fe2+、H+、(4)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O(5)

22400L

0.5mol/L【分析】硫铁矿烧渣的主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等，矿渣用硫酸溶解时，Fe3O4、FeO与硫酸发生反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，则滤渣I为SiO2，用H2O2可以把Fe2+氧化为Fe3+，最后得到结晶I为硫酸铁。粉煤灰的主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等，“碱溶”时，两性氧化物Al2O3与NaOH能发生反应生成NaAlO2和水，则滤渣I为Fe2O3、FeO，NaAlO2与二氧化碳反应生成氢氧化铝，Al(OH)3与H2SO4反应得到Al2(SO4)3，据此分析作答。(1)用NaOH溶液溶解粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO)时，Al2O3反应变为可溶性NaAlO2进入溶液，而Fe2O3、FeO不发生反应进入炉渣2中，所以滤渣2中主要物质的化学式是Fe2O3、FeO；(2)“碱溶”时Al2O3与NaOH反应产生可溶性NaAlO2和水，反应的化学方程式为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；(3)硫铁矿烧渣主要成分是Fe3O4、FeO、SiO2，用硫酸进行酸溶时，金属氧化物与酸反应产生可溶性盐和水，反应方程式为：Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O，由于硫酸足量，所以所得溶液中主要离子有Fe3+、Fe2+、H+、；(4)酸溶所得溶液中Fe2+具有还原性，可以被H2O2氧化为Fe3+，该反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；(5)根据C元素守恒可知反应产生的CO2气体的物质的量是n(CO2)=n(NaHCO3)=，则反应产生的CO2气体在标准状况下的体积V(CO2)=1000mol×22.4L/mol=22400L；②将含84kg碳酸氢钠的溶液加入1000L硫酸铁溶液和硫酸铝溶液的混合溶液中，恰好完全反应生成难溶的AlFe(OH)2(SO4)2、Na2SO4和CO2。该反应的化学方程式为：4NaHCO3+Fe2(SO4)3+Al2(SO4)3=2AlFe(OH)2(SO4)2↓+2Na2SO4+4CO2↑，根据方程式中物质反应转化关系可知：n(Na2SO4)=n(NaHCO3)=500mol，由于溶液的体积是1000L，故所得溶液中硫酸钠的浓度为c(Na2SO4)=。6．

、Cu

稀硫酸

冷却结晶

玻璃棒

【分析】工业废水中含有大量，较多的，以及部分污泥，首先通过步骤1进行过滤除去污泥，在步骤2中加入试剂甲为过量的Fe，发生，固体混合物含Fe、Cu，过量的Fe用试剂乙为稀硫酸除去，发生反应为，最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到晶体，以此解答该题。【详解】由上述分析可知，固体混合物含Fe、Cu，试剂乙为稀硫酸，故答案为：Fe、Cu；稀硫酸；步骤3中发生反应的离子方程式为；步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体，蒸发浓缩、过滤操作中均用到的玻璃仪器是玻璃棒，分别用于搅拌和引流，故答案为：冷却结晶；玻璃棒；氧化亚铜与稀硫酸反应，溶液变蓝，发生离子反应为，。【点睛】本题考查物质的分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和实验能力，题目难度不大，注意根据物质的性质选择分离提纯的方法，特别是过滤和蒸发结晶操作，注意把握所使用仪器和操作步骤。7．

acd

过滤

取少量待测溶于试管中，滴加少量淀粉溶液，若溶液变蓝色，则含有碘单质

⑤【分析】海带经灼烧，将其中的有机物转变成气体，所含碘元素转变成盐，得到海带灰浸泡，过滤除去不溶物得到含碘离子的水溶液，在溶液中加双氧水氧化碘离子得到含碘单质的水溶液，再加四氯化碳萃取出碘单质后分液得到碘的四氯化碳溶液，再蒸馏得到碘单质，据此解答。【详解】(1)步骤①为灼烧，需要在坩埚中进行，还要用到铁三角、泥三角、酒精灯、玻璃棒等仪器，无需漏斗，故acd正确，故答案为：acd；(2)步骤③是从海带灰的悬浊液中得到含碘离子的水溶液的过程，应通过过滤实现，故答案为：过滤；(3)步骤④中反应为碘离子被双氧水氧化成碘单质的过程，反应为：，故答案为：；(4)检验碘单质可利用碘的特性，能使淀粉溶液变蓝，因此可去待检验的溶液与试管中，滴加淀粉溶液，观察溶液是否变蓝，若变蓝证明存在碘单质，否则没有，故答案为：取少量待测溶于试管中，滴加少量淀粉溶液，若溶液变蓝色，则含有碘单质；(5)海带灰中的硫酸盐和碳酸盐始终保留在溶液中，在⑤萃取分液时，碘单质进入有机溶剂，而硫酸盐和碳酸盐残留在水溶液中，从而实现与碘的分离，故答案为：⑤。8．

过滤

铜、银

静置后，取少量上层清液滴加适量的溶液，若呈血红色说明溶液中还有，若不变色说明溶液中已沉淀完全

、【分析】含有，，三种金属离子的溶液加入过量铁，置换出Cu、Ag，沉淀A是Fe、Cu、Ag，溶液B中所含阳离子是，B中加入过氧化氢把氧化为，再加入氢氧化钠调节pH生成Fe(OH)3沉淀，灼烧Fe(OH)3生成Fe2O3。【详解】(1)用过滤法分离固体和液体，步骤Ⅰ中分离溶液和沉淀的操作是过滤；(2)含有，，三种金属离子的溶液加入过量铁，置换出Cu、Ag，沉淀A是铁、铜、银；(3)步骤Ⅱ中加入溶液把氧化为，发生反应的离子方程式为；(4)遇KSCN溶液变为血红色，静置后，取少量上层清液滴加适量的溶液，若呈血红色说明溶液中还有，若不变色说明溶液中已沉淀完全；(5)溶液C是硫酸铁，加入氢氧化钠生成硫酸钠和氢氧化铁沉淀，“可排放废水”中含有的主要离子是、。【点睛】本题以含有，，三种金属离子的废液为原料回收金属并制得氧化铁为载体，考查化学工艺流程，明确实验目的和各步骤反应原理是解题关键，掌握常见物质的性质。9．(1)

粉碎(其他合理答案也给分)

光导纤维(或冶炼硅)(2)

分液漏斗、烧杯

(3)(4)1.85g(5)92.3%【详解】（1）焙烧时将矿物粉碎可增大与氧气的接触面积，提高效率；浸渣的主要成分为，工业上可用作光导纤维，也可用于冶炼硅；（2）操作A是萃取分液操作，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；根据信息在水溶液中被还原为Te单质，则被氧化为，由此可写出反应的化学方程式为；（3）在pH=5时，溶液仍然呈酸性，但根据的溶度积可以计算出在pH=5时已经完全沉淀，根据化合价升降相等和原子守恒可以配平写出离子方程式；（4）1L含的滤液加入时反应的离子方程式为，生成0.01mol沉淀，此时溶液中，根据的溶度积可计算出此时溶液中，沉淀中有，所以加入的固体为0.05mol，质量为1.85g；（5）根据原子守恒找出关系式进行计算：，理论可制得的质量为吨，所以的回收率为。10．(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率(2)(3)(4)1：6(5)4.7≤pH<7.2(6)

分液漏斗

A【分析】水钴矿研磨后加入适量的草酸钴和硫酸，二氧化硅不溶于水硫酸，氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙，滤渣1为二氧化硅和硫酸钙，水钴矿和草酸钴与硫酸反应生成硫酸钴。滤液加入氯酸钠氧化，将亚铁离子变成铁离子，在加入氢氧化钠，得到氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，再经过萃取和反萃取进行提纯，最后得到金属钴。据此解答。【详解】（1）研磨的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；（2）二氧化硅不溶于硫酸，氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙，不溶于水，故滤渣1含有二氧化硅和硫酸钙；（3）水钴矿和草酸钴和硫酸反应生成硫酸钴，水钴矿中钴元素化合价降低，则草酸钴中的碳化合价升高，产生二氧化碳和水，方程式为：；（4）只将氧化成，铁元素化合价改变1价，亚铁离子做还原剂，氯酸钠反应生成氯化钠，氯酸钠做氧化剂，氯元素化合价变化6价，根据电子守恒分析，反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6；（5）沉淀时保证铁离子和铝离子完全沉淀，但钴离子不能沉淀，故pH范围是4.7≤pH<7.2；（6）萃取分液使用的仪器为分液漏斗。根据平衡分析，增大溶液中的氢离子浓度，使平衡逆向移动，使钴离子进入水层，故选择A。11．

Na2CO3+O2+V2O32NaVO3+CO2

0.08

促进Mg2+水解生成Mg(OH)2；促进水解生成硅酸沉淀

促进SiO水解生成硅酸沉淀

NH4Cl受热会分解

2HVO3V2O5+H2O【分析】根据已知信息，流程第一步焙烧时V2O3、SiO2、P2O5依次转化为NaVO3、Na2SiO3、Na3PO4，第三步加入MgSO4生成MgSiO3、Mg3(PO4)2沉淀，NaVO3进入后续步骤，在第四步生成NH4VO3沉淀，再经过灼烧、还原得到钒单质。【详解】(1)依据V2O3反应生成NaVO3，V元素化合价升高，需要氧化剂，故空气中O2要参与反应，即V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2。(2)①Ksp[Mg3(PO4)2]==2.7×10-27，解之得，由Ksp(MgSiO3)==2.4×10-5，解得。②，升温促进促进Mg2+水解，导致沉淀溶解平衡右移，故除磷率下降；，升温促进水解成H2SiO3，沉淀溶解平衡右移，但H2SiO3是沉淀，故除硅率升高。(3)NH4Cl受热易分解，故温度不能过高。(4)设NH4VO3为1mol，即117g，起始到A点失去质量=117g×(1-85.47%)≈17g，结合铵盐受热分解一般产生NH3，故推测A物质为HVO3，酸分解一般产生氧化物和水，故推测B点为VOx，根据V元素守恒n(VOx)=1mol，则(51+16x)g/mol×1mol=117g×77.78%，解得x=2.5，故B点为：VO2.5，即V2O5，所以A到B段方程式为：2HVO3V2O5+H2O。【点睛】化工流程推断注意结合题目信息；热重分析注意抓住金属元素守恒。12．(1)(2)

，在一定量溶液中，氢氧化钙会和氯化铵反应而氢氧化镁不能，故先浸出

2.4∶1

，优先析出，且氧化钙也能转化为碳酸钙(3)，，随大量氨逸出，平衡正向移动(4)(5)【分析】白云石矿样煅烧后转化为氧化钙、氧化镁，加入氯化铵溶解浸钙，大部分钙离子进入滤液A，通入二氧化碳生成碳酸钙；过滤分离出含有镁、铁、硅元素的固体B，加入硫酸铵将镁离子转化为硫酸镁溶液，加入碳酸铵生成碳酸镁沉淀，煅烧得到氧化镁；【详解】（1）白云石矿样煅烧完全分解生成氧化钙、氧化镁、二氧化碳气体，化学方程式为；（2）①氯化铵水解生成一水合氨与氢离子，可以调节溶液的pH，由图表可知，，在一定量溶液中，氢氧化钙会和氯化铵反应而氢氧化镁不能，故首先溶解被浸出；②沉钙反应中通入二氧化碳和滤液中钙离子、氨气反应生成碳酸钙沉淀和铵根离子，离子方程式为。③由图表可知，“浸钙”过程的比例为2.4∶1时，产品中镁元素杂质最多且碳酸钙纯度最低，故不适宜选用的比例为2.4∶1。④，在反应中会优先析出，但也有可能析出其他沉淀，且Mg2+部分以Mg(OH)2形成沉淀，相比MgCO3质量更小，二者共同作用导致产品中纯度的实测值高于计算值；（3）“浸镁”过程中，发生反应：，，加热蒸馏随大量氨逸出，平衡正向移动，利于氢氧化镁转化为硫酸镁；（4）白云石的主要化学成分为，还含有质量分数约为2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2；煅烧浸钙后，绝大部分钙进入滤液中，部分钙进入B中加入硫酸铵后转化为微溶于的硫酸钙，氧化铁、二氧化硅几乎不反应进入滤渣中；“浸镁”过程中，的浸出率最终可达98.9%，则还有部分氧化镁进入滤渣中，故滤渣C中含有的物质是；（5）沉钙反应中通入二氧化碳生成碳酸钙和氯化铵；“浸镁”过程中加热蒸馏会有大量氨逸出；滤液D加入碳酸铵生成碳酸镁和硫酸铵，碳酸镁煅烧生成二氧化碳；白云石煅烧也会生成二氧化碳；在流程中既是反应物又是生成物，故该流程中可循环利用的物质是。13．(1)

AlO

+3价(2)粉碎、搅拌或适当升温(3)

a

c

Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O(4)10.15【分析】由题给流程可知，正极材料用氢氧化钠溶液碱浸，铝箔与氢氧化钠溶液反应转化为偏铝酸钠，过滤得到含有过量氢氧化钠和偏铝酸钠的滤液1和含有LiNixCoyMn1-x-yO2的滤渣；滤渣中加入褐煤高温还原焙烧得到锂、镍、钴、锰，向焙烧渣中加入水，锂与水反应生成氢氧化锂，镍、钴、锰与水不反应，过滤得到含有氢氧化锂的滤液2和含有镍、钴、锰的滤渣；向滤渣中加入稀硫酸酸浸得到含有镍、钴、锰可溶性硫酸盐的溶液，向溶液中加入草酸铵溶液，将钴离子转化为二水草酸钴沉淀，过滤得到含有二水草酸钴和滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液，将锰离子转化为碳酸锰沉淀，过滤得到碳酸锰和滤液；向滤液中加入氢氧化钠和碳酸钠，将镍离子转化为碱式碳酸锰沉淀和滤液3。（1）由分析可知，正极材料用氢氧化钠溶液碱浸，铝箔与氢氧化钠溶液反应转化为偏铝酸钠，则碱浸结束后，滤液中的阴离子除了氢氧根离子外，还含有偏铝酸根离子；设镍、钴、锰三种元素的化合价为a，由化合价代数和为0可得：1+ax+ay+a(1—x—y)=4，解得a=3，故答案为：AlO；（2）固相反应一般反应速率较慢，粉碎、搅拌、适当升温等措施能加快还原焙烧反应速率，故答案为：粉碎、搅拌或适当升温；+3价；（3）①由图可知，溶液pH为2.0、反应温度为55℃、反应时间为1.0h时钴的沉淀率最大，所以沉钴最合适的条件为溶液pH为2.0、反应温度为55℃、反应时间为1.0h，故选a；②为减少碱式碳酸镍因反应和溶解造成产率降低，洗涤碱式碳酸镍的洗涤剂最好选择氨水，故选c；③沉锰过程中生成碳酸锰的反应为锰离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、二氧化碳和水，反应的离子反应方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O，故答案为：Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O；（4）由溶度积可知，当镍离子、钴离子、锰离子完全沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度为=mol/L，则溶液pH为14—4+×lg2=10.15，故答案为：10.15。14．(1)富集溴(2)C(3)(4)BC(5)

否

H2O2会将I-全部氧化生成I2，无法进行反应I2+I-I，从而导