2022届新高考化学一轮复习化学工艺流程题解题策略学案

化学工艺流程题解题策略

热点专攻

L化学工艺流程题题型分析

工艺流程题是近几年高考的热点题型,工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。

题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括副产品）；题干主要用流程

图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及的化学

知识设计成一系列问题,构成一道完整的化学试题。

此类试题集综合性、真实性、开放性于一体,包含必要的操作名称、化工术语或文字说

明。题型包括选择题和非选择题,选择题主要考查元素化合物知识和工艺流程中的基本操

作。非选择题考查知识面广、综合性强、思维容量大。题干的呈现形式多为流程图、表格

和图像;设问角度一般为操作措施、物质成分、化学反应、条件控制的原因和产率计算等；

能力考查侧重于获取信息的能力、分析问题的能力、语言表达能力和计算能力;涉及的化学

知识有基本理论、元素化合物和实验基础知识等。

2.化学工艺流程题模型

考虑副产品的循环利用

3.掌握化工生产有关的操作方法及作用

（1）对原料进行预处理的常用方法及其作用:

丽一以增大接触面积而增大反应速率

酸（或水）溶---与酸（或水）接触反应或溶解

S—除去可燃杂质

M—促使物质转化

（2）常用的控制反应条件的方法:

调节溶液的PHl—使某些金属离子沉淀

4.防范失分点

(1)明确整个流程及每一部分的目的,仔细分析每步反应发生的条件以及得到产物的物理

或化学性质,结合基本理论与实际问题进行思考,注意答题的模式与要点。

(2)抓住流程图中“每步转化的物质变化”与“总过程目的”的关系,分析某步转化试剂的选

择及流程中加入某试剂的原因,得出转化后生成的所有物质,从问题中获取信息,帮助解题。

题型突破

1.(2020全国I)钮具有广泛用途。黏土钢矿中,钮以+3、+4、+5价的化合物存在,还包

括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O40采用以下工艺流程可由黏土钮矿制备NEVO3。

NaOHNaOH

30%H2SO4

∣pH=3.O-3.1lpH>13

滤液①丁滤液③

钮酸浸中和滤饼②r沉淀

矿,气化沉淀转落I

粉

Mno2滤渣①滤液②滤渣③

NH4ClHCl

lpH=8.5

滤液④

调

NH4VO3*-沉钮PH

滤液⑤滤渣④

该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金属离

lc;-Ie"AlvMn

开始沉

1.97.03.08.1

淀PH

完全沉

3.29.04.710.1

淀PH

回答下列问题。

(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是。

(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO?+被氧化成V0,同时还有被氧化。写出VO+转化

为V0。反应的离子方程式。

(3)“中和沉淀”中,帆水解并沉淀为V2O5∙xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg?+、

Na∖,以及部分的。

(4)“沉淀转溶”中,V2O5∙xH2O转化为轨酸盐溶解。滤渣③的主要成分是。

(5)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式

是o

(6)“沉机”中析出NH4VCh晶体时,需要加入过量NHCl,其原因

是。

【解题思路】

第一阶段:初处理阶段。

(1)初处理阶段的操作是“酸浸氧化”,此操作需要加热,其原因主要是为了加快酸浸和氧

化反应速率,提高原料的利用率。

(2)①分析物质的变化。“酸浸氧化”中尺3。4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和

水,MnCh具有氧化性,Fe?+具有还原性,因此VCT和VO?+被氧化成VO1时，Fe?+也被氧化。

②陌生氧化还原反应离子方程式的书写。

第一步,初步确定反应物和生成物:显性的,直接从题给信息中确定照.性的,根据氧化还原

反应等反应原理分析确定。

30%H2SO4

I淳液

钗酸浸①

已知反应物：(VOl显性的：矿一

氧化一

已知生成物：(V0；火Mn2+

飞t空-)ŋ,滤渣①

写出vo*转化应的离子方程式；

隐性的：利用氧化还原反应规律分析，MnO2被还原生成Mn?*

第二步,写出氧化还原反应关系式:根据电子得失守恒配平已知参加氧化还原反应的粒

子。

+2+

VO+MnO2—*VOJ+Mn

第三步,补充缺失粒子,并配平:根据溶液的酸碱性环境和原子个数守恒补充。

从电荷守恒的南度分析:反应物中缺少带正电荷的粒子,因为该操作中加入硫酸,因此可

补充H+;

从原子个数守恒的角度分析:生成物中的氧原子数小于反应物中的氧原子数,结合反应物

中的H+,生成物中还应有H2O;

由此可写出该反应的离子方程式为VO++Mno2+2H+-=VO]+Mn2++氏0。

第二阶段:除杂提纯阶段。

(3)根据题给信息,确定元素存在形态。

沉淀：

大部分Fe3+生成Fe(OH)3,

T小部分AF+生成AI(OH)3；

VoI水解生成V2()5-XH2。

滤液中含有的离子:K+、Mg2+、Na+、Mn2+

-->

小部分Fe3+和大部分Al3+

由此可知,滤液②中还存在Mnt另外还有部分Fe'+和Al3∖

(4)物质成分的分析:根据物质的性质及题给信息分析。

-pH>13-

滤饼②-------"滤渣④

Al(OH)3∣―>已学知识:Al(OH)3溶解生成AIoa

Fe(OH)3∣—*Fe(OH)3

卜2。5«刊0]—*题给信息W2θ5∙xH2θ转化

为锐酸盐溶解

(5)化学方程式的书写:确定反应物、反应条件,根据物质性质书写化学方程式。

第三阶段:得到产品阶段。

“、氯气在饱和氯化钠

(o)—迁移应用_

溶液中溶解度减小

原理:同离子效应,∣NH4VO3在NHltCl溶液中的溶解度减小,有利于

二氧化碳在饱和碳酸氢—

钠溶液中溶解度减小

NH4VCh晶体的析出I

国案](1)加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)

2+++2+

(2)FeVO+MnO2+2H=V0j+Mn+H2O

(3)Mn2+AF+和Fe3+

(4)Fe(OH)3

(5)NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3l

(6)利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全

失分剖析失分原因:一是没有注意新引入的Mi?+;二是没有将题给PH与金属离子沉淀后鬲

IPH进行对比分析;三是在判断为什么要加入过量氯化锭时,不能利用已学知识进行迁移应I

而

准确捕捉题图、题表中的重要信息用于解题,是一种能力要求,要通过平时的强化训练实现提

升。

-2.(2020全国In)某油脂厂废弃的油脂加氢银催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,

还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的银制备硫酸银晶体(NiSO4-7比0):

NaOHHONaOH

溶液杯硫酸溶2液2溶液

废钱滤饼①滤液③

催化剂

滤液①滤渣②滤渣③

硫酸锂控制PH

晶体浓缩结晶

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的PH如下表所示:

金属离子Ni2+Al,+Fe3+Fe24

开始沉淀时(C=

0.01mol∙L-∣)的7.23.72.27.5

PH__________________

沉淀完全时(C=

1.0×10^5mol∙L^8.74.73.29.()

∣^pH

回答下列问题。

⑴“碱浸”中NaOH的两个作用分别是,

为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程

式。

(2)“滤液②”中含有的金属离子是o

(3)“转化”中可替代H2O2的物质是«若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，

NaOH溶液HzCh溶液

滤液②Γ⅛1Γ⅛ι滤液③

—r倜PHl—r转化—►

即滤渣③，“滤液③''中可能含有的杂质离子为。

(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的KSP=(列出计算式)。如果

“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mo∏Λ则“调pH”应控制的PH范围是。

(5)硫酸镇在强碱溶液中用NaCIO氧化,可沉淀出能用作保镉电池正极材料的NiOOHo

写出该反应的离子方程

式。

(6)将分离出硫酸银晶体后的母液收集、循环使用,其意义

是«

【解题思路】

第一阶段,初处理阶段。

(1)初处理阶段的操作是“碱浸”,要判断加入NaOH溶液的作用,首先要确定废锲催化剂

中的相关成分。根据题给信息可确定其成分包括四类：

某油脂厂废弃的油脂加氢集催化剂主要含金属Ni、ALFe

一是油脂二是3种金

属单质

及其:必，还有少量其砌不溶性说同。

三足3种金四是不溶性物质

属氧化物

此四类物质中能与NaoH反应的有三类:油脂、铝单质、铝的氧化物。由此可知,NaOH

的作用是除去油脂、溶解铝及其氧化物。

滤液①中含有金属元素的物质为偏铝酸钠,与酸反应生成的沉淀应为氢氧化铝,该反应的

+

离子方程式为A10j+H+H2θ-Al(OH)3μ

第二阶段滁杂提纯阶段。

(2)工艺流程各步骤元素转化分析。

工艺流程回收其中的集制备硫酸锂晶体(NiSO4-7比0)：

NaoH溶液稀硫酸氏。2溶液Nae)H溶液

NaoH

Al元素:由Al及其氧化物碱浸,NaAlθ2(滤液①)

H2SO4H2O2Nae)H

Fe元素:由Fe及其氧化物(滤饼①)酸浸IrFe2∖Fe3+(滤液②)转化“Fe?+调pH,

Fe(OH)3(滤渣③)

H?S。,、控制pH、

Ni元素:由Ni及其氧化物酸浚"Ni2+(滤液②)浓缩结晶"NiSO4晶体

由此可知,滤液②中可能含有的金属离子为Fe?+、Fe2∖Ni2+»

(3)工艺流程中各阶段元素成分的分析。

由题给离子沉淀时的PH可知,要使Fe元素生成氢氧化物沉淀且Ni元素保留在溶液中,

必须将滤液②中的Fe?+氧化为Fe3+,要不引入其他杂质,除出。2可作氧化剂外,还可以采用向

滤液中通氧气或空气的方法将Fe?+氧化为Fe3+;如果先“调pH”后“转化”,为防止Ni?+沉淀,调

PH时PH不能大于7.2,此时Fe?+不会生成沉淀,再加山。2转化后,则滤液③中会含有转化生

成的Fe3+»

(4)围绕KSP的计算——利用定义表达式的计算。

2

第一步，写出定义表达式：∕f5p[Ni(OH)J=c(Ni^∙c(OH0

第二步，找数据：C(Ni2：)=LoWIo-SmOI-[?>

C(Olr)==£"mol_£=IOjmoI∙L^'

CW)LOxlO-8:7

亦可根据C(Ni2*)=O.Olmol•1/开始沉淀时的PH=7.2求得

c(O^=1072^'4mol∙L-"、

-2258742

第三步，代数计算：Λsp=c(Ni*)∙C(OH^)=10^×(IO-1)

金属离?

NiuAl3+FBFe2+

开始沉淀时(C=Qj)IInOI解PH7.23.72.27.5

沉淀完全时琦的

6N.OXiO-'mol•PHW4.7329.0

272-12

或者Kφ=c(Ni2∙)∙c(OH^)=0.01×(IO")

求调控PH范围：

第一步，写出定义表达式：

,242

X,p[Ni(OH)J=c(Ni)∙c(OH^)

第二步，找数据：

c(Ni2*)≡T.0mol∙Cl>

7Λ42587l4

ΛTs,,[Ni(OH)2]=αθl×(I0'')或∕Tφ[Ni(OH)2]=10^X(10^)?∖

第三步，代数计算：计算可得C(OH-)=10-"mol∙L"

则C(H>WT=⅛mο1∙L^'=lθ-6⅛ol-V',即pH=6∙2

如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为IQmol・白尸

则“调pH”应控制的PH范围是。

由题给信息可知,Fe?+完全沉淀的PH为3.2,因此“调节pH”应控制的PH范围是

3.2~6.2°

(5)陌生氧化还原反应离子方程式的书写。

第一步，确定反应物和生成物。

反应物:®在强碱溶液中用

ɪvɪ,-----------1^⅛f可沉淀出能用作银镉电

生成物:均OOH，_池正极材料的NiooH。

第二步，写出氧化还原反应关系式：根据电子得失守恒配平

已知参加氧化还原反应的粒子。

2Ni2*+C10^-02NiOOHl+CP

第三步，补充缺失粒子并配平：根据溶液的酸碱性环境和原

子个数守恒补充。

2Ni2,+CIO+40H-=2NiOOHI+CT+HQ

第三阶段:得到产品阶段。

(6)分离出硫酸镁晶体后的母液中还含有Ni?+,可将其收集、循环使用,从而提高银的回

收率。

+

∣⅞⅞(1)除去油脂、溶解铝及其氧化物A10⅛+H+H20=A1(OH)31

(2)Ni2+、Fe2+>Fe3+

⑶O2或空气Fe3+

(4)0.01x(1()7214)2[或ιo-5×(lθ8∙7-14)2]3.2~6.2

2+

(5)2Ni+CIO+4OH=^^NiOOH∣+Cl+H2O

(6)提高银回收率

失分剖析一是分析“碱浸”中NaOH作用时,易忽视油脂和铝的氧化物;二是计算Ni(C)H)2的

KSP时,因没有认真审题而无法确定Ni?+的物质的量浓度;三是判断“调pH”应控制的PH范围

时,只回答最小PH或最大曲「

应考训练

1.(2021湖南卷)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,锦(Ce)主要

以CePo4形式存在,还含有SiO2、Al2O3>Fe2O3>CaF?等物质。以独居石为原料制备

Ce2(CO3)3HH2O的工艺流程如下：

FeCl3①Mgo调pH=5NH4HCO3

浓硫酸HO溶液②絮凝剂溶液

独(j2jII

⅞→l⅞⅞Mw-⅞⅞~~⅜tl---------√¾⅝

“酸性废气滤渣I滤渣H滤渣III滤液

Ce2(CO3)3∙ΛH2O-*—

回答下列问题:

(1)钵的某种核素含有58个质子和80个中子,该核素的符号为;

(2)为提高“水浸”效率,可采取的措施有(至少写两条)；

(3)滤渣In的主要成分是(填化学式)；

(4)加入絮凝剂的目的是;

(5)“沉铺”过程中,生成Ce2(CO3)3HH2O的离子方程式

为,常温下加入的NH4HCO3溶液呈(填

5

“酸性”“碱性”或“中性”)(已知:NH3∙H2O的/Cb=1.75×10-,H2CO3的Q=4.4xlO",Ka广4.7XlO-

1');

(6)滤渣Il的主要成分为FePo4,在高温条件下,U2CO3、葡萄糖《6田2。6)和FePo4可制备电

极材料LiFePO4,同时生成CO和10,该反应的化学方程式

为0

2.(2021山东日照一模)从碎化钱废料(主要成分为GaAs,含Fe2O3^SiO2和CaCO3等杂质)中

回收钱和碑的工艺流程如下：

NaOH、

HSOHZS0«滤渣∏I尾液

HO24

22滤渣

珅化保旋流

浆化田碱浸中和酸溶-►Ga

废料电解

滤渣I滤液T操作

Na,AsO4∙12H,0

已知:钱(Ga)既能溶于酸溶液也能溶于碱溶液,与NaOH溶液反应生成NaGaO2和H2。

回答下列问题。

(1)“浆化''是将碑化钱废料转变成悬浊液的过程,其目的是

(2)碑化像(GaAS)在“碱浸”时,碑转化为Na3AsO4进入溶液,该反应的化学方程式为—

(3)“碱浸”的温度控制在70℃左右,温度不能过高或过低的原因

是；“滤渣I”的成分为—

(填化学式)。

(4)向浸出液中加H2SO4进行“中和”,调节PH使钱和硅共沉淀,不同PH时沉淀率如下表所

示。根据表中数据可知,“中和”的pH应调节至范围内,沉淀的效果最好。

像沉淀硅沉淀率碑沉淀率

pɪɪ

率％/%

4.()75.089.20.02

5.()98.598.60.01

6.()98.999.20.02

7.095.399.50.06

S.086.186.30.11

9.()57.465.10.13

⑸“旋流电解”时用惰性电极,则所得“尾液”的溶质主要是(填化学式),可进行

循环利用,提高经济效益。

(6)若用240kg含镂3%的种化钱废料回收钱,得到纯度为99%的钱7.10kg,则钱的回收率

为%(结果保留到0.1%)。

3.(2021广东广州六区质量检测)鸨冶炼渣主要含镒、铁、钙、镁、硅的氧化物及少量重金

属盐。工业上利用鸨冶炼渣制备电池级硫酸镒(含MnSO4的质量分数98%以上)的工艺如下

图所示。

nM≡

硫酸H2O2l

-⅛

JLr除电池

铐冶浸调PH钙ll:

*A在⅜•级硫

炼渣出“除铁+镁

「酸锌

T一

搦

滤渣1

回答下列问题。

(写出2种)。“滤渣1”的主要成分是

(2)写出“氧化”的离子方程式。

(3)“调PH除铁”步骤中的最优试剂是(填字母)。

A.H2SO4B.C02

C.NaOHD.MnCO3

(4)为使Ca?+和Mg?+完全沉淀(离子浓度小于LOXlo-5mol∙U),除钙镁后的溶液中C(F)应不低

于mol∙L-1。［已知:KSP(CaF2)=1.5x10“°,KSP(MgF2)=7.4XlCT

llj√15=3.87,√7Λ=2.72］

(5)“沉镭”的化学方程式为。

(6)硫酸镒在水中的溶解度随温度的变化如下图,晶体以MnSO4H2O形式析出。由酸溶后的

溶液得到MnSO4H2O的操作为__________________。

65

与55

赵

<

½45

35

O20406080100

温度AC

4.(2021山东泰安一模)被有“超级金属”之称。以绿柱石［Be3Ab(SiO3)6］为原料制备金属被的

工艺如下：

加适量

绿操作aNaOHr电

柱750℃水浸网溶液解

Be(OH)*.......-BeC/Be

石烧结2

SiO2滤渣

Na3FeF6

难溶

已知Be?+可与Cl∖OH-结合成配位数为4的配离子。回答下列问题。

(1)烧结冷却后,水浸之前“操作a”的名称是。

(2)750℃烧结时,Na3FeF6与绿柱石作用生成易溶于水的Na2BeF4,写出该反应的化学方程

式：。

1

(3)已知25℃时KSP[Be(OH)2]=4.0x10-21,计算室温时θ4omol-L-Be2+开始沉淀时的

pH=,“沉氟‘反应的离子方程式

为。

(4)上述流程中,“Be(OH)2—……TBeCI2”可有两种方案:

盐酸**操作b

I:Be(OH)2―^液A--------*BeCI2

般烧炭、焦油、氯气

JI:Be(OH)2一^BeOBeCl2

I中操作b是

II中BeO转化为BeCl2的化学方程式为。

(S)BeCl2在气态时常以二聚体形式存在,此二聚体分子的结构式为;工

业上电解BeCI2与NaCl熔融体制得金属镀,NaCl的作用

是.阴极反应式为

5.(2021山东烟台一模)工业上用粗铜电解精炼所产生的阳极泥[主要含硒化亚铜(CU2Se)和确

化亚铜(CU2Te)]为原料,进行综合回收利用的某种工艺流程如下：

NaCO

2jFeSO4

SO

固体O22

烧结.浸取稀硫酸一▼粗

ANa2；e03*硒

450℃80℃调PH阐威

ɪIHCl

τe2τeNa2SO4X

CO2W试剂XCUSo4O^sδΓ

H2SO4

渣稀硫酸溶液

已知:①Teθ2是两性氧化物,微溶于水。

②25℃时,亚磺酸(FhTeCh)的KaI=IXl(ΛKaz=2x103

(1)"烧结''时的固体产物主要为Na2SeO3^Na2TeO3和CgO,该过程中Cu2Te反应的化学方程

式为。

(2)利用浸取渣制取硫酸铜溶液时,试剂X最好选用。

A.SO2B.c12

C.H2O2D.浓硫酸

⑶常温下,NaHTeCh溶液的PH(填“<”">”或，=")7。加入稀硫酸调PH时需控制PH

范围为4.5~5.0,pH过大或过小都将导致硅的回收率偏低,其原因是。

(4)还原过程的主要目的是将“烧结”时生成的少部分Na2SeO4进行转化,写出“还原”时反应的

离子方程式—。

流程中可循环利用的物质是(填化学式)。

(5)所得粗硒需精制。向粗硒浸出液中加入Na2S溶液可以将残留的Fe?+等微量杂质离子转

化为沉淀而除去。已知25℃时KSP(FeS)=6.0xlO吗要使溶液中Fe?+沉淀完全

1

[c(Fe2*)≤l.0x10-5mol∙L∣],则需控制溶液中超-)2mol-L0

6.(2021辽宁丹东一模)磷酸亚铁锂电池是新能源汽车的动力电池之一,采用湿法冶金工艺回

收处理废旧电池正极片(主要成分为LiFePo4、石墨、铝箔等),其流程如下：

NaOH盐酸、碱液饱和NazCO,

溶液氧化剂溶液

滤液a滤渣H滤渣ΠI

已知:Li2CO3为无色晶体,熔点618℃,溶于硫酸,在水中的溶解度随温度升高而减小。

(i)poɜ-的空间结构为o

(2)“碱浸”时主要发生反应的离子方程式为—，

为加快浸出速率,除可以适当加热外,还可以采取的措施有一

(至少答出两点)。

(3)“氧化浸出”时,当其他条件相同,选用不同的氧化剂,测得滤液b中Li+含量如下：

氧化剂

NaClO3H2O2NaClOO2

Li+含

量MgL9.558.928.757.05

2

实际工业生产中氧化剂选用的是H2O2,请分析不能选用NaClO3的理由是(用离

子方程式回答),该步操作加热温度不宜过高的原因

是O

(4)“滤液b”中主要含有Li+、Fe3+^H2POi及Cr等,在一定条件下,溶液PH与FePO4沉降率的

关系如图所示,综合考虑Fe、P两种元素沉降率,“沉降除杂”时选择的最佳PH为(从

1.5、2.0、2.5及3.0中选择)。

1.52.02.53.0

PH

(5)最后一步“一系列操作"包括、洗涤、干燥。

7.(2021湖南永州第三次模拟)以软镭矿(主要成分是Mno2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为

主要原料合成新型的环保催化剂(OMS-2)的工艺流程如图：

KMnO4

⅛一

H2SO4

滤舞MnSO「％0降嗨

A二

1I滤液Xjr

H

OMS-2-^Mn12O19J

(1)“浸镭”反应中往往有副产物MnS2。6生成,温度对“浸镭”反应的影响如图所示。为减少

MnS2O6的生成,“浸镒”的适宜温度是；调PH后再过滤主要除去元素。

1

00

90

⅛80<.代表温度对钵浸出率的影响

70

φ.代表浸镒温度与MnS2。6生成

t60

a50率的关系

∙40

30

20

10

153045607590105120135

温度/。C

(2)Mnl2O∣9中氧元素化合价均为-2价,镭元素的化合价有两种,则Mn(IlI),Mn(IV)的物质的

量之比为。生产过程中KMnO4、MnSO4∙H2O按物质的量比1：5与K2S2O8反应,

产物中硫元素全部以So亍的形式存在,该反应的离子方程式为o

(3)滤液X可进一步分离出多种化合物,其一为盐类,该盐在农业生产中可用作。

(4)OMS-2是一种纳米级的分子筛。分别用OMS-2和MnON对甲醛进行催化氧化,在相同时

间内甲醛转化率和温度的关系如图：

100

决/8O

耍

^6OOMS-2∕/

第

//MnOx

逑

440

20

Oc——10------■——--------——■——■——

313323333343353363373383393

温度/K

由图可知,OMS-2与Mno工相比,催化效率较高的是,原因是。

(5)甲醛(HeHO)在0MS-2催化氧化作用下生成CO2和比0,现利用OMS-2对某密闭空间的

甲醛进行催化氧化实验。实验开始时,该空间内甲醛含量为1.22mg∙L,C02含量为0.59

mgL∣,一段时间后测得Co2含量升高至1.47mg∙U,该实验中甲醛的转化率为。

应考训练

L答案(l/MCe

(2)将“焙烧”所得固体粉碎、加热、搅拌

(3)Fe(0H)s和Al(OH)3

(4)为了使沉淀更完全,得到澄清溶液

(5)2Ce3++6HC0g+O3)H20-Ce2(Cθ3)3∙/H2θ+3Cθ2f碱性

(6)3Li2Cθ3+C6Hι2θ6+6FePθ4-6LiFeP04+9C0↑+6H20

解析“焙烧”时,二氧化硅不参加反应,氧化铝和氧化铁分别与硫酸反应生成硫酸

铝和硫酸铁,CaF2与浓硫酸反应生成硫酸钙,同时得到酸性气体HF0所以“水浸”

时所得滤渣I为SiO2o根据第(6)问题干可知,"除磷'’时,加入的FeCl3是为了除去

Po匕得到的滤渣II为FePO4o“聚沉”过程加入Mgo,为了得到沉淀Fe(OH)3和

Al(OH)3,力口入絮凝剂可使沉淀完全。最后加入NH4HCO3溶液是为了得到产品

ce2(c03)3∙ΠH200

(1)根据锌元素某种核素内的质子数和中子数可求得其质量数为58+80=138,

所以该核素的符号为13≡Ce

OOo

⑵提高“水浸”效率的方法较多,如将“焙烧”所得固体粉碎、加热、搅拌等措

施。

(3)滤渣In的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3o

(4)加入絮凝剂是为了使沉淀更完全,得到澄清溶液。

(5)“沉铺”时,Ce3+与HCog相互促进水解,从而得到产品Ce2(CO3)3∙“H2O,离子

方程式为2Ce3++6HC0g+("-3)H2θ―Ce2(CO3)3∙nH2O+3CO2↑o

10-14

由碳酸的Kal可求得HCOg的水解常数Kh=4：：10-7,该水解常数Kh>碳酸的

1「14

(2,所以HCOa在溶液中以水解为主,又由于NH*的水解常数Kh==

1,14

—~,则NEUHCCh溶液中NHi的水解程度弱于HCOg的水解程度,所以

1.75X10τ

NH4HCO3溶液呈碱性。

(6)根据提示可得Li2Cθ3+C6H∣2θ6+FePθ42LiFePθ4+CO+H2θ,配平可得化

学方程式为3Li2CO3+C6H12θ6+6FePo4¾LiFeP04+9C0↑+6H20。

2.答案(1)增大接触面积,提高碱浸效率(或“使碱浸更充分”等合理答案也可)

(2)GaAs+4NaOH+4H2θ2-NaGaO2+Na3AsO4+6H2O

(3)温度过低时碱浸速率慢,温度过高易导致H2O2分解Fe2O3、CaCO3

(4)5.0~6.0

(5)H2SO4

(6)97.6

解析冲化银废料的主要成分为GaAs,含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质,加入

NaOH,H2O2,GaAs转化为NaGaO2、Na3AsO4,SiCh转化为Na2SiO3进入溶

液,Fe2θ3∖CaCO3难溶于氢氧化钠溶液形成滤渣I;浸出液中加硫酸调节pH,生

成Ga(OH)3、H2SiO3沉淀,向银和硅共沉物中加入硫酸,硫酸与Ga(OH)3反应生成

Ga2(SO4)3溶液,电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、氧气、硫酸。

(1)将碑化镇废料转变成悬浊液,可以增大与氢氧化钠、过氧化氢溶液的接触

面积,提高碱浸效率。

(2)碑化镇(GaAS)在“碱浸”时,NaOH,H2O2与GaAs反应生成NaGaO2>

Na3AsO4,该反应的化学方程式为GaAs+4NaOH+4H2O2一

NaGaO2+Na3AsO4+6H2Oo

(3)“碱浸”的温度控制在70°C左右,温度过低时碱浸速率慢,温度过高易导致

H2O2分解,所以温度不能过高或过低;Fe2O3、Caeo3难溶于氢氧化钠溶液,“滤渣

I”的成分为Fe2O3、CaCO3o

(4)向浸出液中加H2SO4进行“中和”,调节PH使像和硅共沉淀,pH范围在

5.0~6.0时再和硅沉淀率高、冲沉淀率低,所以“中和”的PH应调节至5.0~6.0o

(5)电解Ga2(SO4)3溶液生成Ga、氧气、硫酸,则所得“尾液”的溶质主要是

H2SO4,可进行循环利用,提高经济效益。

(6)若用24Okg含银3%的碑化镇废料回收镇,得到纯度为99%的银7.10kg,

则钱的回收率为鬻X100%=97.6%0

Z4UX3%

3.答案(1)将铝冶炼渣粉碎、升高温度、充分搅拌、增大硫酸浓度等(任选两项)

SiO2和CaSO4

2++3+

(2)2Fe+H2θ2+2H—2Fe+2H2O

(3)D

(4)3.87x10-3

(5)MnSθ4÷Na2Cθ3-MnCO3∣+Na2SO4

(6)蒸发结晶、趁热过滤(洗涤、干燥)

解析“浸出''步骤发生的反应有:2MnO2(s)+2H2SO4(浓)——

2MnS04+02↑+2H20,Fe0+H2S04-FeSO4+H2O,CaO+H2SO4一

CaSθ4+H2θ,MgΘ+H2Sθ4-MgSO4+H2O等反应,硅的氧化物与硫酸不反应,生成

3+

的CaSO4为微溶物;氧化过程是将Fe?+转