小专题工艺流程的目的作用原因（定稿）

课题：工艺流程——目的、作用、原因类问题课题：工艺流程——目的、作用、原因类问题工艺流程总第(13)期整理与编辑：沈立鹏1．高锰酸钾是中学化学常用的试剂。主要用于防腐、化工、制药等。实验室模拟工业上用软锰矿制备高锰酸钾的流程如下：操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在____________(填性质)上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4。趁热过滤的原因是_______________【答案】避免温度下降，造成主产品的纯度降低【解析】采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4，说明高锰酸钾的溶解性随温度影响较大，操作Ⅰ中根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异，采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4，趁热过滤的原因是避免温度下降，造成主产品纯度降低；2．钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H+＋4Cl-＝Fe2+＋TiOCl42-＋2H2O。反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是_______________。【答案】反应温度过高时，反应氨水会受热分解，使得Ti元素浸出率下降【解析】由于二氧化钛与氨水、双氧水反应生成（NH4）2Ti5O15时，温度过高，双氧水和氨水都容易分解，所以反应温度过高时，Ti元素浸出率下降。3．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：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%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________________。【答案】硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中【解析】700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率低，加入CaO可能转化为CaSO4，形成的硫酸盐分解温度较高，所以会导致S的去除率降低；4．工业上从电解精炼铜的阳极泥(含金、银、铜、硒等单质)中提取硒的湿法工艺流程如下：(1)向溶液X中加入铁屑的作用是__________________，此操作中不能加入过量铁粉的原因是____________。(4)实验室中制取SO2的原理为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，此处应使用______(填“较浓的硫酸”或“稀硫酸”)，原因是______。制取SO2的装置，最好选用下图中的______。【答案】（1）将SeO42-还原为SeO32-过量铁粉会将Cu2+、SeO32-均还原为单质，不利于硒的分离（4）较浓的硫酸SO2易溶于水，用较浓的硫酸有利于SO2的逸出【解析】(1)根据流程图可知：加入铁屑后溶液中的SeO42-被还原为SeO32-，所以向溶液X中加入铁屑的作用是：将SeO42-还原为SeO32-；铁粉具有较强的还原性，能还原Cu2+、SeO32-，所以加过量铁粉会将Cu2+、SeO32-均还原为单质，不利于硒的分离；(4)SO2在水中的溶解度较大，在浓硫酸中溶解度较小，用较浓的硫酸有利于SO2的逸出，所以选用较浓的硫酸与亚硫酸钠反应；根据实验室中制取SO2的原理为：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，可知该反应为固体粉末与液体的反应，反应不需要加热，使用分液漏斗加硫酸容易控制加入硫酸的量，所以最好选用如图2中的b；5．2022年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO4、铝箔、炭黑等组成，Fe、Li、P具有极高的回收价值，具体流程如下：（2）过程ⅱ中HCl/H2O2的作用是____________________。（3）浸出液X的主要成分为Li+、Fe3+、H2PO4-等。过程ⅲ控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85℃、反应时间3h条件下，探究pH对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。①综合考虑铁和磷沉淀率，最佳pH为____________________。②结合平衡移动原理，解释过程ⅲ中pH增大，铁和磷沉淀率增大的原因____________________。③当pH＞后，随pH增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因__________________________。【答案】（2）溶解LiFePO4，将Fe2+氧化为Fe3+（2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O）（3）H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，加入Na2CO3后，CO32-结合H+使c(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO43−)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀（或者：H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，溶液pH增大，c(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO43-)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀pH＞时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成Fe(OH)3，使得部分PO43-释放，导致磷沉淀率下降【解析】(2)过程ⅱ是除铝后料中加入盐酸酸化的H2O2，过滤后得到主要成分为Li+、Fe3+、H2PO4-等的溶液X，由知HCl/H2O2的作用是溶解LiFePO4，将Fe2+氧化为Fe3+；(3)①分析图中数据可知，当pH=时磷的沉淀率最高，铁的沉淀率较高，则过程ⅲ选择的最佳pH为；②已知溶液X中存在H2PO4-的电离平衡，即H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，过程ⅲ中当加入Na2CO3后，CO32-结合H+使c(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO43−)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀，提高了铁和磷沉淀率；③已知FePO4(s)Fe3+(aq)+PO43-(aq)，当pH＞后，随pH增加，溶液中c(OH-)增大，Fe3+开始转变生成Fe(OH)3，促进溶解平衡正向移动，使得部分PO43-释放，导致磷沉淀率下降6．利用铝热炼镁还原渣[Al、Ca(AlO2)2、Al2O3、MgO及少量不能被碱液溶出的尖晶石型铝的化合物等]制取Al(OH)3的工艺流程如下：(2)“溶出”时，在适当条件下，铝及其大部分含铝化合物以NaAlO2溶出。②其他条件相同时，Na2CO3、NaOH溶液的浓度对铝的溶出率的影响如图所示：NaOH溶液浓度一定时，130g·L－1的Na2CO3溶液对铝的溶出率比100g·L－1的大，这是因为________________________________(从平衡移动角度分析)；Na2CO3溶液浓度一定时，当NaOH溶液浓度大于80g·L－1，铝的溶出率随NaOH溶液浓度增大而减小，可能原因是__________________________。(4)“过滤2”的母液经再生处理可返回“溶出”工序循环使用，再生的方法是____________。【答案】（2）Na2CO3浓度大，有利于溶出反应向生成CaCO3方向移动，促进铝的溶出AlO2-以水合铝酸钙形式重新进入固相[或过量NaOH浓溶液与原料中含钙化合物作用生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与NaAlO2作用生成水合铝酸钙]（4）在不断搅拌下加入适量的生石灰[或熟石灰，答NaOH暂不扣分]，然后过滤去渣【解析】(2)②Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓,Na2CO3浓度大，有利于溶出反应向生成CaCO3方向移动，促进铝的溶出。AlO2-以水合铝酸钙形式重新进入固相[或过量NaOH浓溶液与原料中含钙化合物作用生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与NaAlO2作用生成水合铝酸钙]；(4)“过滤2”的母液中含NaHCO3，碳酸氢钠转化为碳酸钠，再进入“溶出”工序循环使用。再生处理：在不断搅拌下加入适量的生石灰[或熟石灰，答NaOH暂不扣分]，然后过滤去渣，可返回“溶出”工序循环使用。7．高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。K2FeO4的应用。K2FeO4可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)处理。K2FeO4对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如下：①K2FeO4脱氮的最佳pH是_____。②根据图推测，pH=4时生活垃圾渗透液中含氮物质主要以______形式存在。③pH大于8时，脱氮效果随pH的升高而减弱，分析可能的原因：_______。【答案】pH≈8NH4+pH＞8的溶液，随pH增大，K2FeO4氧化性减弱，不利于将含氮物质氧化【解析】①根据图像，pH≈8时，K2FeO4脱氮率最高，故答案为：pH≈8；②图像可以得出，pH=4时，氮元素的去除率为百分之六十，生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)生活垃圾中的含氮物质为NH4+，故答案为：NH4+；③由于pH越小，高铁酸钾的氧化性越强，则PH增大，会使高铁酸钾的氧化性减弱，故答案为：pH＞8的溶液，随pH增大，K2FeO4氧化性碱弱，不利于将含氮物质氧化；8．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、FeO·xFe2O3等杂质)制取铝的一种工艺流程示意图如下：已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH(3)净化除杂操作分为两步：第一步是通入气体a，其目的是_____________________。第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化除杂生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_____________________【答案】将Fe2+氧化为Fe3+生成的Fe(OH)3胶粒具有吸附性【解析】根据流程分析：净化除杂操作第一步是通入气体a为氧气，其目的是将Fe2+氧化为Fe3+；第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化除杂生成的Fe(OH)3胶粒具有吸附性，沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，Fe(OH)3胶粒能吸附水中的悬浮杂质使溶液中的悬浮杂质被共同沉淀；9．金属是重要但又匮乏的战略资源。从废旧锂电池的电极材料（主要为附在铝箔上的LiCoO2，还有少量铁的氧化物）中回收钴的一种工艺流程如下请回答下列问题（3）在“滤液1”中加入20﹪Na2CO3溶液，目的是_________；检验“滤液1”中Fe2+是否完全被氧化、不能用酸性KMnO4溶液，原因是___________________________。（4）如将硫酸改为盐酸浸取“钴渣“，也可得到Co2+。①浸取时，为提高”钴渣”中浸取率，可采取的措施有_____________（任写一条）。②工业生产中一般不用盐酸浸取“钴渣”，其原因是_____________________。【答案】（3）调节溶液pH，使Fe3＋转换为Fe(OH)3沉淀Co2＋、S2O32－也能使KMnO4溶液褪色（4）粉碎；搅拌；升高温度LiCoO2可氧化盐酸，产生的Cl2会污染环境【解析】（3）根据流程，滤液1中含有铁元素和锂元素等杂质，滤液2中除去Li＋，则滤液1中加入NaClO3将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入Na2CO3溶液，调节pH，使Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀；“钴渣”操作步骤中加入Na2S2O3是过量的，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，同时滤液1中含有Co2＋，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色；（4）①提高浸取率的采取措施有粉碎、搅拌、升高温度、适当提高硫酸的浓度等；②Co3＋的氧化性强于Cl2，用盐酸浸取，LiCoO2将盐酸中Cl元素氧化成Cl2，Cl2有毒，污染环境；10．工业上可用电解还原法处理含Cr2O72-的酸性废水。用铁板作阳极，电解过程中，废水pH逐渐上升，Cr3+、Fe3+都以氢氧化物沉淀析出，达到废水净化的目的。①其中阳极的电极反应式是___________。②电解过程中，废水pH上升的原因是___________________。【答案】Fe-2e-=Fe2+阳极放电生成的Fe2+与Cr2O72-反应消耗H+，阴极H+放电生成氢气【解析】①Fe板作阳极，为活性电极，Fe失电子发生氧化反应生成亚铁离子，阳极反应为Fe-2e-=Fe2+；②阳极电解产生的Fe2+具有还原性，Cr2O72-具有强氧化性，能将Cr2O72-还原成Cr3+，由离子反应方程式：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O可知，处理过程中消耗氢离子，溶液的酸性减弱，溶液pH增大；电解时，阴极H+放电发生还原反应，2H++2e-=H2↑，溶液中的H+减少，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大，溶液pH增大。11．以高钛渣(主要成分为Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)为原料制备白色颜料TiO2的一种工艺流程如下：已知：Na2TiO3难溶于碱性溶液；H2TiO3中的杂质Fe2＋比Fe3＋更易水洗除去。除杂后的滤液中获得的NaOH可循环利用，则“水浸”时，用水量不宜过大的主要原因是_________。【答案】用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)【解析】“水浸”时，用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)，12．氧化镁在易燃材料中常被用作阻燃剂，碳酸镁高温分解法是工业上制备轻质氧化镁的常用方法。镁硅矿主要成分为Mg3(Si2O5)(OH)4和还有少量的Fe2O3、Al2O3等。以镁硅矿为原料制备碳酸镁晶体（MgCO3•nH2O）的生产流程如下：已知“焙烧”过程中的主要反应为：Mg3(Si2O5)(OH)4＋5(NH4)2SO43MgSO4＋10NH3↑＋2SiO2＋7H2O↑＋2SO3↑（3）“除铝、铁”时，需将溶液pH调至左右，适宜作调节剂的是____________________（填字母代号）。a．Ca(OH)2b．Mg(OH)2c．NH3•H2O（4）“沉镁”过程中反应的离子方程式为____________________。“沉镁”时若温度超过60℃，将会产生较多的碱式碳酸镁杂质，原因是___________________________。【答案】（3）bc（4）Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑升温促进Mg2+水解【解析】（3）“除铁、铝”时，需将pH调至左右，选择不引入新杂质的试剂，故可选用Mg（OH）

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或NH3•H2O；故答案为：bc；（4）“沉镁”过程中反应的离子方程式为：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3•nH2O↓+CO2↑；升温促进Mg2+水解生成Mg（OH）2，Mg（OH）2与CO2反应生成碱式碳酸镁，故答案为：Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑；升温促进Mg2+水解13．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料；以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO4•5H2O）和副产物石膏（CaSO4•2H2O）的生产流程示意图：胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见表。温度（℃）20406080100石膏胆矾32114请回答下列问题：（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为______________、_______________、洗涤、干燥；晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水的原因是____________________；干燥时采用晾干，不用加热烘干的原因是_________________________________。（5）取样检验是为了确认Fe3+是否除净。有同学设计了以下两种方案，在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作：方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液；方案二：纸层析→喷KSCN溶液；①你认为上述两种方案设计更合理的是________________________________；②指出你认为不合理方案存在的问题是________________________________。【答案】（4）冷却结晶过滤减少因晶体溶解而造成的损失避免加热过程中晶体受热分解（5）方案二Cu2+的蓝色对检验有干扰【解析】（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作是：将热溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，胆矾易溶于水，晶体用无水乙醇作洗涤液而不用蒸馏水是为了减少晶体溶解而造成损失；不用加热烘干避免晶体分解；（5）①方案一：取样于试管→滴加KSCN溶液，由于溶液中含有蓝色的铜离子会对现象干扰，不能检验铁离子的存在；方案二：纸层析→喷KSCN溶液，纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同而达到分离目的，不但可以分辨出铁离子还能辨别出含有铜离子，方案二更合理；②方案一存在的问题是：由于溶液中含有蓝色的铜离子会对现象干扰，不能检验铁离子的存在。14．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5．8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5．2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是___________________________。【答案】（3）Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解产生H+【解析】（3）氧气可以将Fe2+被氧化为Fe3+，Fe3+水解产生H+，使溶液的pH降低。15．ZrO2是重要的耐温材料，可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石(ZrSiO4)含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质，工业以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下：已知：Fe(SCN)3难溶于MIBK；Zr(SCN)4在水中溶解度不大，易溶于MIBK。(2)氯化主反应：ZrSiO4(s)+2C(s)+4Cl2(g)ZrCl4(g)+SiCl4(g)+2CO2(g)△H<0，ZrC14的产率随温度变化如图所示，由图可知氯化的最佳条件是_________。氯化过程ZrC14的产率随温度升高先增大后减小的原因是__________。(4)Na2S、H2S、NaCN等均为常用的铜沉淀剂，本流程使用NaCN除铜，不采用Na2S、H2S的原因是____________________________（用离子方程式解释）。若盐酸溶解后溶液中c(Cu2+)=L，当溶液中Cu2+开始沉淀时，c(CN-)=_________________。(已知Ksp[Cu(CN)2]=×10-10)(5)实验室进行萃取和反萃取的仪器是_____________。流程中萃取与反萃取的目的是_____________________。【答案】（2）360℃、1MPa360℃以前反应未达到平衡，升温过程中反应继续向正向进行，产率不断增大；360℃以后反应达到平衡，由于该反应为放热反应，升温过程中平衡逆向移动，ZrCl4产率又减小（4）2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+(2Fe3++S2-=2Fe2++S或2Fe3++3S2-=2FeS↓+S)2×10-4mol/L（5）分液漏斗、烧杯除去铁元素杂质【解析】(2)根据图像可知在ZrC14的产率在温度为360℃、1MPa时最高，说明氯化的最佳条件是360℃、1MPa；根据图象可知：在360℃以前，随着温度的升高，ZrC14的产率逐渐增大，是由于温度升高，反应物分子的能量增加，有效碰撞次数增加，反应速率加快，更多的反应物发生反应变为生成物，所以ZrC14的产率逐渐增大，到360℃达到最大值，此时反应达到平衡状态，由于该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使ZrC14的产率逐渐降低，因此温度升高，ZrC14的产率又逐渐降低；(4)在锆英石(ZrSiO4)含有铁元素的氧化物，在粉碎、氯化处理过程中有Fe3+生成，Fe3+具有氧化性，而H2S或S2-具有还原性，会发生氧化还原反应：2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+或2Fe3++S2-=2Fe2++S或2Fe3++3S2-=2FeS↓+S，影响Cu2+的沉淀，若用NaCN，就不会发生上述反应；由于Ksp[Cu(CN)2]=c(Cu2+)·c2(CN-)=×10-10，c(Cu2+)=L，当溶液中Cu2+开始沉淀时，c(CN-)=4.00×10−100.01=×10(5)由于萃取是分离互不相溶的液体混合物的方法，所以萃取和反萃取使用的仪器有分液漏斗和烧杯；在处理过程中Cu2+与沉淀试剂形成Cu(CN)2沉淀过滤除去，Fe3+与加入的NH4SCN形成络合物Fe(SCN)3，Zr4+形成Zr(SCN)4，由于Fe(SCN)3难溶于MIBK，而Zr(SCN)4在水中溶解度不大，易溶于MIBK，向Fe(SCN)3、Zr(SCN)4的混合溶液中加入MIBK充分振荡后，分液，可将Fe(SCN)3分离除去，然后向MIBK的溶液中加入硫酸进行反萃取，Zr(SCN)4进入硫酸溶液中，然后经过一系列处理，就可得到ZrO2。所以进行萃取和反萃取目的是除去铁元素杂质。16．NaH2PO2(次磷酸钠)易溶于水，水溶液近中性，具有强还原性，可用于化学镀银、镍、铬等。一种利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)为原料制备NaH2PO2·H2O的工艺流程如下：已知P4与两种碱的反应主要有：Ⅰ.2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑（4）“反应”在温度和水量一定时，混合碱总物质的量与P4的物质的量之比[n(碱)/n(磷)]与NaH2PO2产率的关系如图所示。当n(碱)/n(磷)＞时，NaH2PO2的产率随n(碱)/n(磷)的增大而降低的可能原因是______。(6)“过滤2”的滤液须用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，其中加入的Ag2SO4溶液不宜过量太多，其主要原因是_________________。【答案】（4）过量的碱将NaH2PO2转化为Na2HPO3（6）过量的Ag+会氧化H2PO2－【解析】(4)n(碱)/n(磷)>，说明碱过量，根据P4与两种碱反应中IV，H2PO2－与过量的NaOH反应转化成HPO32－，次磷酸钠的产率降低，因此NaH2PO2的产率随n(碱)/n(磷)的增大而降低的可能的原因是过量的碱将NaH2PO2转化为Na2HPO3，故答案为过量的碱将NaH2PO2转化为Na2HPO3(6)NaH2PO2具有强还原性，Ag＋具有氧化性，因此加入Ag2SO4溶液不宜过量太多，否则过量的Ag+会氧化H2PO2-，故答案为过量的Ag+会氧化H2PO2－17．工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含有MgO、SiO2等杂质]为原料，制备金属钛和铁红的工艺流程如下：已知：①酸浸时，FeTiO3转化为Fe2＋和TiO2＋；②本实验温度下，Ksp[Mg(OH)2]＝×10－11；请回答下列问题：(3)“沉铁”过程中，气态产物的电子式为__________________；该过程需控制反应温度低于35℃，原因为___________________________________________________。(5)“电解”时，电解质为熔融的CaO，两电极材料为石墨棒。则_______极石墨棒需要定期更换，原因是__________________________________________________________。【答案】（3）温度过高容易导致NH4HCO3分解(或防止Fe2＋、Mg2＋等受热水解)（5）阳阳极产生氧气与石墨反应生成二氧化碳，导致阳极损耗【解析】(3)“沉铁”过程中生成的气体是二氧化碳，其电子式为；温度过高溶液导致碳酸氢铵分解(或防止Fe2+、Mg2+等受热水解)，过沉铁过程过程需控制反应温度低于35℃；(5)“电解”时，电解质为熔融的CaO，两电极材料为石墨棒，阳极反应为：2O2--4e-=O2↑，阳极产生的氧气与石墨反应生成二氧化碳，导致阳极损耗，故阳极石墨棒需要定期更换；18．高铁酸钾（K2FeO4）被人们称为“绿色化学”净水剂，它在强碱性溶液中稳定，在Fe(OH)3催化作用下会发生分解。以硫铁矿烧渣（主要成分Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、Al2O3、MgO）生产K2FeO4的工艺流程如下：（2）“酸浸”中，氧化铁与硫酸反应的化学方程式_________________________________。添加适量的H2O2的作用是将______________，加入硫酸的量不宜过量太多的原因是____________________________。【答案】氧化为可以减少“氧化”步骤中的用量【解析】氧化铁与硫酸反应的化学方程式为，添加适量的H2O2的作用是将氧化为，加入硫酸过多，会在氧化这一步骤中与NaOH反应，消耗氢氧化钠，故答案为：，氧化为，可以减少“氧化”步骤中的用量；19．以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由_____________________________。（结合化学用语说明原因）【答案】Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+，H+过量抑制Fe2+的水解【解析】FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保