考点08-10-2020届高三化学一战到底之地市三模试题猜题（解析版）

2020届高三《一战到底•化学三模》

考点8T0

考点8工艺流程题

考点9化学实验综合题

考点10化学反应原理综合

考点8工艺流程题

1.（2020•安徽师范大学附属中学6月九模）草酸钻是一种重要的化工材料，广泛应用于有机合成。一种以

铜钻矿（主要成分为C02C11S4,一定量CuFeS2）为原料，生产草酸钻晶体（CoC2Or2H2O）的工艺流程:

细菌浸取液萃取剂还原剂卜［2（）2

1

钥针।।1

（*一画卜［WK回原1一回丁冠阑-------CoC2O4•2H2()

萃出液FeOOH

己知：①"浸出”液含有的离子主要有H+、Fe3+、QP+、Co3\SO；；

②pH增大，Fe2+被氧化的速率加快，同时生成的Fe3+水解形成更多的胶体；

15

③草酸钻晶体难溶于水：25℃时，KspLCo（OH）2j=1.6x10,

回答下列问题：

（1）生产时为提高铜钻矿粉浸出率，常采取的措施有（填字母）。

a.适当延长浸出时间b.高温浸出c.分批加入细菌浸取液并搅拌

（2）“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是。

（3）“氧化”过程中，控制70℃、pH=4条件下进行，pH对除铁率和钻回收率的影响如图所示。

0O1OO

9O9O

8O

%8O%

7O

林7O

、

松

芸6O6O

急

一5O5O

健

三4OO

志4

3O3O

2O2O

1O1O

①用电子式表示H2O2的形成过程。

②“氧化”过程的离子方程式为。

③pH为4〜5时，钻的回收率降低的原因是

(4)“过滤”后的滤液中加入(NH4)2C2O4溶液反应得到草酸钻晶体，过滤得到的草酸钻晶体需要用蒸储水洗

涤，检验晶体是否洗涤干净的方法是o

(5)300℃时，在空气中煨烧CoC2O4-2H2O可制得CO3O4,该反应的化学方程式为。

【答案】(l)ac(2)Cu2+(3)①H•+•+•+----->H：O：O：H②2Fe2++H2()2

•••■••••

+2H?070℃2FeOOH+4H③pH过高，Fe3+生成氢氧化铁胶体吸附大量Co?，导致钻回收率降低

(4)取最后一次的洗涤液少许于试管中，先加盐酸酸化，再加氯化钢溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净

(5)3coe2。«2H2O+20?”0℃604+6CO2+6H2O

【分析】

由题给流程可知，铜钻矿粉加入细菌浸取液浸取后，得到的溶液中含有的离子有H+、Fe3+、CM+、C02+、SO42'；

向溶液中加入萃取剂，用萃取剂除去溶液中的CM+；向萃取后的溶液中加入还原剂，将Fe3+还原为Fe2+,

然后加入H2O2,将Fe2+氧化为FeOOH沉淀，除去溶液中的铁元素；过滤后，向滤液中加入(NHQ2C2O4溶

液反应得到草酸钻晶体。

【详解】

(I)a.适当延长浸出时间可以使反应更充分，提高浸出率，故正确；

b.高温条件下可以加快反应速率，但是细菌在高温条件下会死亡，故不能用高温，故错误；

c.分批加入细菌浸取液并搅拌能使反应物混合更均匀，更充分，提高浸出率，故正确；

ac正确，故答案为：ac；

(2)由流程分析可知，后续的操作不能除去Cu2+,故只能在萃取步骤中除去CiP*,故答案为：Cu2+；

(3)①H2O2为共价化合物，分子中含有极性共价键和非极性共价键，用电子式表示过氧化氢的形成过程为

H1+,0,+0-+,H—>H:O:O:H,故答案为：H•十,0•+■0•+•H--->H:O:O:H；

②由题意可知，氧化过程为7(TC、pH=4条件下，过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应生成FeOOH,反

应的离子方程式为2Fe2++H，O，+2H，O70℃2FeOOH+4H+,故答案为：2Fe2++H，O，+2H，O70℃2FeOOH

+4H'；

③由题给信息可知，溶液pH增大，F/+被氧化的速率加快，同时生成的Fe3+水解形成较多的胶体，氢氧化

铁胶体具有很大的吸附能力，吸附大量C02+,导致钻回收率降低，故答案为：pH过高，Fe-「生成氢氧化铁

胶体吸附大量C02+,导致钻回收率降低；

(4)由流程可知，草酸钻晶体表面附有可溶的硫酸筱，检验晶体是否洗涤干净实际上就是检验洗涤液中是否

存在硫酸根，则检验方法为取最后一次的洗涤液少许于试管中，先加盐酸酸化，再加氯化钢溶液，若无沉

淀生成，则证明洗涤干净，故答案为：取最后一次的洗涤液少许于试管中，先加盐酸酸化，再加氯化钢溶

2

液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净;

(5)由题意可知，300℃时，在空气中煨烧CoC2O#2H2O可制得CO3O4,反应中Co元素化合价升高，依据氧

化还原反应规律，空气中的02参与反应，做反应的氧化剂，C。元素和C兀素被氧化，反应的化学方程式

为3coeO4-2H，O+2O,300℃COQ4+6CO，+6H，O,故答案为：3co。0厂2*0+20,300℃(2。304+6(20，+611，0。

2.(2020•四川省成都市6月三模)铜帆(主要成分CuSO4-5H2O)是一种可用于食品添加的铜强化剂。现以

某硫铁矿渣(含有CuS04,CuSCh、C112O及少量难溶于酸的C112S、CuS)制备铜矶的工艺过程如下：

热Fe，(SO"),溶液空无石灰石

废渣1度渣2

(1)力％硫酸酸浸”时，固液质量比为1:3并进行4〜6次浸取，其目的是；

⑵“滤饼”中含有Cu,其中Cu在“反应1”中溶解的离子方程式为:“废渣1”中只含有S单质，则“反

应1"中Cu2s与Fe2(SCU)3反应的物质的量之比为。

⑶“反应2”中通入空气的目的是；结合离子方程式，说明“反应3”加入石灰石的作用o

(4)为了提高硫铁矿渣的利用率和产品的产率，在“浓缩”前进行的必要操作是；分析下列溶解度信息，

【答案】(D提高对固体矿渣的浸取率(2)Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+1:2(3)将Fe?+氧化为Fe3+

Fe3++3H2O=Fe(OH)+3H+,加入CaCCh消耗H+,使上述反应正向移动，有利于Fe(0H)3沉淀将滤液并

入(4)降温结晶(5)4

【分析】

硫铁矿渣加1%稀硫酸进行酸浸，CuSCh、CmO分别与稀硫酸反应，CuSO3+H2SO4=CuSO4+SO2t+H2O.

CU2O+H2SO4=CUSO4+CU+H2O,过滤后滤液中含有C11SO4,滤饼中有难溶于酸的C112S、CuS和酸浸时生成

的Cu,加入热FeMSOR发生氧化还原反应，反应后铜变为Cu2+、硫离子被氧化为硫单质经过滤除去，Fe3+

被还原为Fe2+,通入空气将Fe?+氧化为Fe3+,然后加入石灰石调节溶液的pH,将Fe?+转化为Fe(OH)3沉淀

过滤除去，将滤液与第一次过滤后的滤液混合，蒸发浓缩，冷却结晶，得到铜矶，根据以上分析解答。

【详解】

3

(1)T%硫酸酸浸”时，由于硫酸浓度较小，为了提高固体矿渣的浸取率，可增加硫酸的体积和浸取的次数,

故采取固液质量比为1:3并进行4〜6次浸取的工艺，答案为：为了提高固体矿渣的浸取率。

(2)滤饼中的Cu可以与热FeXSOg发生氧化还原反应，Fe?+被还原为Fe?+,Cu被氧化为Cu2+,根据得失

电子守恒、电荷花守恒，该反应的离子方程式为：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；“废渣1”中只含有S单质，“反应

T中Cu2s与Fe2(SC>4)3反应时,Cu由+1价变为+2价,S由-2价变为0价,Fe由+3价变为+2价,lmolCu2S

共失去lx2+2=4mol电子，ImolFe2(SO4)3得到1x2=2mol电子,根据得失电子守恒可知,Cu失与Fe2(SC>4)3

反应时的物质的量之比为1：2,答案为：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；1：2；

(3)在化工生产中，通常先把Fe?+氧化为Fe3+,然后再调节溶液的pH,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，

所以“反应2”中通入空气的H的是将Fe?+氧化为Fe3+,由于Fe3+发生水解反应Fe3++3H2O=Fe(OH)+3H+,“反

应3”加入CaCCh消耗H+,使上述反应正向移动，有利于Fe(OH)3沉淀生成，答案为：将Fe?+氧化为Fe3+；

加入CaCCh消耗H+,使上述反应正向移动，有利于Fe(OH)3沉淀；

(4)由分析可知酸浸后过滤得到的滤液中含有一定量的CuSO4,为「提高硫铁矿渣的利用率和产品的产率,

在“浓缩”前将此滤液并入，由表中数据可知，铜矶的溶解度随温度的升高而增大，因此可对滤液进行蒸发浓

缩、降温结晶，从而得到铜矶晶体，答案为：将滤液并入；降温结晶；

(5)将铜矶、生石灰的质量比1.0：0.56,其物质的量之比=——：-4^=2：5,根据原子守恒可知CM，

25056

离子和Ca2+离子的物质的量之比为2：5,将铜机、生石灰、水按质量比依次为1.0:0.56:100混合配制无机铜

杀菌剂波尔多液，硫酸铜和氢氧化钙反应生成氢氧化铜和硫酸钙的方程式为：

CuSO4+Ca(OH)2=Cu(OH)2+CaSO4,波尔多液有效成分为CuSOtxCu(OH)2yCa(OH)2,当x=l时，Ca(OH)2

与Cu(OH)2物质的量之比为1：1,根据Ca原子守恒可知，剩余Ca(OH)2的量为5-1=4,即参加反应的Ca(OH)2

与剩余Ca(OH”的物质的量之比为1：4,答案为：4。

3.(2020•河南省名师联盟5月联考)高镒酸钾是镭的重要化合物和常用的氧化剂。如图是在实验室中制备

KMnO4晶体的流程：

回答下列问题：

(1)在实验流程中，操作①和②均需在用期中进行，根据实验实际应选择一(填序号)。

a.铁生埸b.石英生埸c.瓷堪烟d.氧化铝用烟

4

(2)“熔融物”中KCICh应过量的原因除了提高MnCh利用率外，还有。

(3)操作④是使KzMnCU转化为KMnCU和MnO2,该转化过程中发生反应的离子方程式为—。若溶液碱性过

强，则MnO,又会转化为MnO：,同时产生无色气体，该转化过程中发生反应的离子方程式为—。

(4)还可采用电解K2MnO4溶液(绿色)的方法制备KMnOM装置如图所示)。

①电解过程中右侧石墨电极的电极反应式为。

②随着电解的进行，溶液逐渐由绿色变为紫色。但若电解时间过长，溶液颜色又会转变成绿色，可能原因

是。

③为避免该现象，请提出改进装置的措施：。

【答案】(1)a(2)KCICh会分解(3)3MnO；'+2H2O=2MnO4+MnO2i+4OH-

4MnO4+4OH=4MnO^+O2t+2H2O(4)①MnOj-cMnO』②电解较长时间后，阳极产生的

MnC^在阴极被还原，溶液颜色由紫色转变为绿色(或阴极上氢离子放电生成氢气，同时产生大量的氢氧

根离子，溶液碱性增强，MnC),转化为MnOf,溶液颜色由紫色转变为绿色)③在两电极之间增加阳

离子交换膜，阴极室用氢氧化钾溶液，阳极室用镭酸钾溶液

【分析】

KOH与KCICh固体混合物在铁用烟中加热至熔化，然后向其中加入MnCh,发生氧化还原反应产生K2MnO4.

KC1,将所得固体冷却后研磨，得到固体粉末，然后加入蒸储水，并加入4%KOH溶液，调整溶液pH至10〜

11,KzMnCh发生歧化反应产生MnCh、KMnO4,然后过滤除去MnCh固体，得到的溶液中含KMnO」，然后

将溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到KMnCh晶体。

【详解】

(I)在实验流程中，操作①和②均需在用烟中进行，由于物质中含有强碱KOH,KOH能够与石英用烟、瓷

用期中的SiCh反应，也能够与氧化铝土甘埸中的AhCh发生反应，因此应该选用铁用烟，故合理选项是a；

(2)“熔融物”中KCIO3应过量，原因除了可以提高MnOz利用率外，还有就是KCICh不稳定，受热分解产生

KCI和02；

(3)K2MnCU在碱性条件下发生歧化反应，产生MnCh、KMnO4,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒，

该反应的离子方程式为：3MnO^+2H2O=2MnO4+MnO2l+4OH；但若溶液液碱性过强，由于M11O4具有

5

强的氧化性，会将溶液中的OH-氧化产生02,M11O4被还原产生MnO＞该转化过程中发生反应的离子方

程式为：4MnO4+4OH=4MnO：+。2廿2H2O；

(4)①用石墨电极电解KzMnCU溶液，右侧电解连接电源正极，为阳极，在阳极上溶液中的MnOf失去电子

发生氧化反应变为MnO「使溶液逐渐变为紫色，电极反应式为：MnO；-e=MnO4；

②随着电解的进行，溶液逐渐由绿色变为紫色。但若电解时间过长，溶液颜色又会转变成绿色，可能原因

是在阴极上溶液中的H+不断放电产生H2逸出，使溶液碱性增强，MnO；转化为MnOf,溶液颜色又由紫

色逐渐转化为绿色；

③为避免该现象发生，改进装置的措施是：在两电极之间增加阳离子交换膜，阴极室用氢氧化钾溶液，阳

极室用镭酸钾溶液，这样就可以避免碱性环境中MnO4转化为MnO：。

4.(2020•安徽“皖江名校联盟”最后一卷)锐及其化合物在工业生产中有着广泛的应用，可作为制硫酸的

催化剂,从含钮废料(含有V2O5、V2O4、SiCh、FezCh等)中回收V2O5的流程如下:

2溶浸f含凝«.pH为4]T加热1

废料「溶液」1一丁丁

at»i/hi气体2

巳知:NH4VCh微溶于冷水，易溶于热水，不溶于乙醇。

回答下列问题：

(1)为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有(写出一条)，滤渣1的成分是

，酸浸时V2O4发生反应的离子方程式为。

(2)“氧化反应”反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为。

(3)该流程中可循环利用的物质有(填化学式)。

(4)已知VO/2H+VO；+H2O,沉钮”过程中，主要反应的离子方程式为。沉钗后为了得到尽可能

多的NH4VCh,需要进行的主要操作有：冷却过滤、。

(5)锐电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保电池，全钿液流储能电池就是其中一种，它的正负极活性物

质形成的电解质溶液相互分开，该电池采用石墨电极，其工作原理示意如图。放电时正极反应式为,

充电时质子的移动方向为(填“从左向右''或"从右向左’工

6

【答案】(I)将含机废料粉碎、适当提高反应温度、加快搅拌速度等SiO2或二氧化硅

+2+

V2O4+4H-2VO+2H2O(2)2：1(3)CO2>NH3(4)NH；+2HCC)3+VO；=NH4Vo3I+2CO2T+H2O

+2+

乙醇洗涤、烘干(5)VO；+e+2H=VO+H2O从左向右

【分析】

2

V2O5、V2O4,SiO2>FezCh与硫酸反应得到含有VO；、VO\Fe3+的溶液，加入NaClO把VCP+氧化为+5

价V0；,调节pH=4使FU+转化为Fe(OH)3沉淀，加入碳酸氢钱生成NH4VO3沉淀。

【详解】

(1)根据影响反应速率的因素，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有将含机废料粉

碎、适当提高反应温度、加快搅拌速度等，含钿废料中SiO2和硫酸不反应，所以滤渣1的成分是SiO2,酸

+2+

浸时V2O4和硫酸反应生成VOSO4和水，发生反应的离子方程式为V2O4+4H=2VO+2H2O；

(2)“氧化反应”中NaClO把VO2+氧化为+5价V0；,氯元素化合价由+1降低为-I,V元素由+4升高为+5,

还原剂与氧化剂的物质的量之比是2:1；

(3)沉锐过程发生反应NH：+2HCO；+VO；=NH4VO3i+2CO2f+H2O,NH4VO3加热分解为氨气、V2O5,二

氧化碳、氨气溶于水生成碳酸氢镀，该流程中可循环利用的物质有CO?、NH.;；

(4)“沉钮”过程中钱根离子、碳酸氢根离子、V0；反应生成NH4VCh和二氧化碳气体，主要反应的离子方程

式为NH：+2HCO,+VO；=NH4VO31+2cO2T+H2O。根据NH4VCh不溶于乙醇，沉机后为J’得到尽可能多

的NH」VC)3,需要进行的主要操作有：冷却过滤、乙醇洗涤、烘干；

(5)原电池放电时，氢离子移向正极，VO；、VO2+的转化需要氢离子，所以放电时左侧是正极、右侧是负极，

放电时正极反应式为VO；+e-+2H+=VO2++H2O,充电时，左侧为阳极、右侧为阴极，质子的移动方向为从

左向右。

5.(2020•广东省珠海市三模)工业上用钛精矿(主要成分TiCh,矿粉中含有Fe,Al,Si,V等氧化物)制备

海绵钛的基本思路是：氯化法生产TiCL、还原、真空蒸储法制备海绵钛(Ti)。

控温—_钱

T3I残留物II

|精馈塔3匚

|US热还原

|VO02|

|真空蒸储

海绵钛

已知：①氯化过程中，其他元素均转化为最高价氯化物;

②热还原过程中，可能会有副产物TiCb;

③常见物质熔沸点

化合物

TiCl4SiCl4FeChAlChVOC13VOC12MgChTiMg

沸升华)134168141232601090

熔点-69-25304190-78.9—7121668648.9

回答下列问题：

(1)将钛精矿粉粹的目的是：

(2)氯化过程中，TiCh发生的化学方程式①是：

(3)物质1是,步骤②中金属铜的作用是将VOCb还原成VOCh,其目的是；

(4)工业上常用Mg或H2作还原剂，在Ar气氛下采用热还原法制海绵钛。

①镁不足时，TiCL会因有副产物产生而导致产率会下降，副反应的化学方程式为；此处采用

真空蒸馆法除去海绵钛中的Mg和MgCh,不采用常压蒸储的原因是。

②根据图象，计算1173K时，反应2H2+TiC14=Ti+4HCl的AG=。

8

(G为自由能，图中AG是指在一定温度下，由单质生成对应物质的量化合物时的自由能变化。设此温度下,

单质的生成自由能变化为0)

【答案】(I)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率(2)TiO2+2C+2Cl2TiC14+2CO

(3)SiCI4使VOCb还原为较高沸点的VOCL,便于分离提纯TiCh(4)①3TiC14+Ti4TiCh降

低蒸馅温度，避免钛与空气中的氧气，氮气等物质反应②+140kJ/mol

【分析】

钛精矿(主要成分TiCh,矿粉中含有Fe,Al,Si,V等氧化物)粉碎后与焦炭、CL在高温下发生反应：

TiO2+2C+2Cl2TiC14+2CO,杂质Fe生成FeCb,Al生成AlCb,V变为VOCb,Si变为SiCQ然后冷却至室

温，得到的尾气X主要含有CO,将粗TiCh加入精储塔1中加热至60℃,根据表格中物质的沸点可知只有

SiCL沸点低于60℃,所以得到物质1为SiCL；将其它液体物质加入精微塔2中，再加入金属Cu,并控制

在一定温度，发生反应：Cu+2Voeh叁堡2Voe12+CuC12,使VOCb还原为较高沸点的VOCh,便于分离

提纯TiCL；将分离出VOCL后的物质进入精谣塔3中，控制温度在T3,收集136℃的微分，就得到纯净的

TiCl4,然后用Mg还原，经真空蒸播得到海绵钛。

【详解】

(1)将钛精矿粉粹的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，从而提高原料利用率；

(2)在氯化过程中，TiCh与C、CL在高温下发生氧化还原反应，产生TiCh、CO,反应的化学方程式①是：

TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO：

9

（3）经上述分析可知物质1是沸点较低的SiCL；步骤②中金属铜的作用是与VOCb发生氧化还原反应：

Cu+2VOCh2VOCb+CuCh,从而可使VOO3还原为较高沸点的VOCL,便于分离提纯TiCL：

（4）①镁不足时，TiCL,会与反应产生的Ti发生副反应：3TiC14+Ti4TiCh,因有副产物产生而导致产率会下降；

此处采用真空蒸储法除去海绵钛中的Mg和MgCh,而不采用常压蒸储是根据压强对物质沸点的影响，真空

蒸储能够降低蒸储温度，避免钛与空气中的氧气，氮气等物质反应；

②由于设此温度下，单质的生成自由能变化为0,根据图象可知，可知TiCk的生成自由能为2X（-300）

kJ/mol=600kJ/mol,4moiHCI的生成自由能为2x（-230）kJ/mol=-460kJ/mol,所以在1173K时，反应2H2+TiCL

=Ti+4HCl的△G=600kJ/mol-460kJ/mol=+140kJ/moL

6.（2020•福建省漳州市三模）马日夫盐［Mn（H2PoJz2HzO］用于钢铁制品，特别是大型机械设备的磷

化处理，可起到防锈效果。以软虢矿（主要成分为Mn。2及少量的FeO、&2。3和SiO?）为原料制备马日

夫盐的主要工艺流程如图:

稀破酸、S02有机萃取剂Na2c溶液磷酸

粉状秋链矿f里百一＞|萃¥同一沉铳|一＞便日一■►马日夫盐

滤渣1含Fe"有机相滤渣2

（1）“浸镒”过程中，FeO参与氧化还原反应的离子方程式为。

（2）Fe，+的萃取率与溶液的pH的关系如图所示，当pH＞1.7时，Fe3+的萃取率急剧下降的原因可能为

（用化学用语表示）。

0.51.0!,51.7pH

（3）“调pH”的最大范围为

金属离子开始沉淀的pH完全沉淀的pH

Fe3+1.83.2

A产3.05.0

10

Fe2+5.88.8

Mn2+7.89.8

(4)如图为硫酸毓水合物的溶解度曲线，若要用“调pH”所得滤液制备MnSOrH2。，需要控制温度在80℃

~90℃之间的原因是,采用水浴加热，经蒸发浓缩、(填操作名称)、用80℃~90℃的蒸储水洗涤

2~3次，放在真空干燥箱中低温干燥获得。

溶A

MnSCVSHjO

解

度

〃

--------1------------------------1------------>

23.9100T/1C

(5)写出检验“沉镒”是否已完成的实验操作。

(6)常温下，马日夫盐溶液显________性(填“酸”或“碱”)，理由是：.(写出计算过程并结

813

合必要的文字说明。已知：H3PC\的电离常数Ka|=7.52xl(y3,Ka2=6.23xl0-,Ka3=2.2xl0-)

3++

【答案】(1)2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O(2)Fe+3H2OFe(OH)3+3H(3)

5.0WpH<7.8(或5.()~7.8)(4)温度较高时，有利于析出较多的MnSO「H2。趁热过滤(5)

取少许上层清液于试管中，滴加Na2cO3溶液，若无沉淀生成，则说明沉镒已经完成(6)酸性Mn2+

水解显酸性：根据H2PO：+H2。H3PO4+OH-,的水解常数为

K_c(H3PO)c(OH]_c(HFOjc(OH)c")_Kw_10.c"

h3+3

c(H2PO；)c(H2PO4)-c(H)Kal7.52xl0-'

因为HfO；的电离常数Ka2为6.23x10-8大于Kh3,所以H?PO：在溶液中以电离为主，即溶液显酸性。

【分析】

软镒矿(主要成分为MnCh,还含有少量的FeO、AI2O3和SiCh)用稀硫酸浸取，FeO、AI2O3和MnCh被溶

解，同时二氧化镭氧化Fe2+,多余的二氧化镭被二氧化硫还原为镭离子，反应为

+3+2+22+

2FeO+MnO2+8H=2Fe+Mn+4H2O,SO2+MnO2=SO4+Mn,SiCh不溶，过滤，滤渣1为SiCh,滤液含有:

Mn2\Fe3+,AP+,加入有机萃取剂,除去Fe3+,调节水层的pH除去AP,滤渣2为A1(OH)3,滤液主要含

有MP,加入碳酸钠溶液沉镒，得到碳酸铺，再用磷酸反应，净化得到Mn(H2Po4)2・2H?O,以此来解答。

11

【详解】

(1)软锦矿的主要成份为MnCh,结合FeO中铁元素的化合价，可判断FeO被氧化为Fe?+，MnO2被还原为

Mn2+>反应的离子方程式为：2FeO+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++4H2O,故答案为：

+3+2+

2FeO+MnO2+8H=2Fe+Mn+4H2O；

(2)因Fe3+发生水解，溶液中c(Fe3+)卜降，造成萃取率下降，离子方程式为：

3+3+

Fe+3H2OFe(OH)3+3H\故答案为：Fe+3H2OFe(OH)3+3H'；

(3)从流程来看，前面已经分离出Fe3+，调pH的主要目的是为了除去Af+,同时要防止Mn?+转化为沉淀,

所以“调pH”的最大范围为5.0WpH<7.8,故答案为：5.0<pH<7.8(或5.0~7.8)；

(4)当温度高于23.9℃时，硫酸锦水合物主要以MnSO.H2。形式存在，温度升高其溶解度呈下降趋势，温

度在80℃~90℃MnSO4H2O的溶解度较小，有利于析出。“趁热过滤”可防止因温度过低而析出

MnSO4-5H2O,而且趁热时MnSO^1?。溶解度较低，有利于获得更多MnSO&-凡0,故答案为：温

度较高时，有利于析出较多的MnSOrH?。；趁热过滤；

(5)“沉镒”完成时，溶液中很小，再加入Na2c。3溶液，难以形成M11CO3沉淀，故答案为：取少

许上层清液于试管中，滴加Na2co-溶液，若无沉淀生成，则说明沉镭已经完成；

(6)Mi?+水解显酸性是造成马日夫盐的水溶液显酸性的原因之一，H2P。；的电离程度与水解程度的大小关

系也是影响其酸碱性的另一原因.根据水解方程式H2PO：+H2OH3PO4+OH-,可知H?PO；的水

c(HFOjc(OH)=C(HFO)C(OH)C(H+)=豆=1x10%

4=1.33x10*因

解常数为Kh3+

c(H2PO4)—c(H2PO4)-c(H)—-7.52x10-3

为H2PO；的电离常数为6.23x10-8大于其水解常数，所以H2PO；在溶液中以电离为主，即溶液显酸性,

故答案为：酸性；Mn"水解显酸性：根据HzPO,+H2。H3Po4+OH，H?PO；的水解常数为

K_c(H3PO)c(OH]_c(HFOjc(OH)c")_Kw_10我.c”

h3+3

c(H2PO；)c(H2PO4)-c(H)Kal7.52xlO-'

因为H2PO；的电离常数Ka2为6.23XKT8大于Kh3,所以H?PO；在溶液中以电离为主，即溶液显酸性。

7.(2020•河南省洛阳市三模)氮化硼(BN)广泛应用于制造合金、耐高温材料和半导体。科研小组以富硼

12

废料(主要成分为NaB02和Fe.3°4,还含有少量Fe°、A12°rSi°2等)为原料，制备氮化硼的一种工

艺流程如下：

嗯氧水NILCI

盆械2)调pH=5f

H注液2T系列操作卜11幽9*烧淡一麻温,融卜BN

富珊废料一干酸溶-4EF

浪渣2气体

滤渣1

已知：硼酸溶于水和乙醇，在水中的溶解度如下

温度CC)020406080100

溶解度(g/l()()g水)2.774.788.9014.8923.5439.60

回答下列问题：

(1)“酸溶”时需控制适当温度，温度不能过高的原因为；除控制适当温度

外，可加快“酸溶”速率的措施还有(答出一点即可)。

(2)“净化”时第一步反应的化学方程式为；第二步调pH=5的目的为

；滤液2中c(AF+)=(已知K/A1(OH)3]=1.3xl()-33)

(3)“系列操作”中，洗涤结晶出来的硼酸的操作为。

(4)“高温熔融”过程中生成的气体为两种氢化物，则主要反应的化学方程式为

；生成的气体用水吸收后可返回_工序循环利用。

【答案】(1)盐酸挥发使产率降低搅拌、适当增大盐酸浓度等(2)2FeC12+H2O2+2HCl=2FeCb+2H2。

将Fe3+和AP+完全转化为A1(OH)3、Fe(OH)3过滤除掉，而H3BO3保留在滤液中1.3xw^mol/L(3)

向过滤器中用玻璃棒引流加入0℃水至没过硼酸晶体，水自然流下，重复2~3次(4)B2O3+2NH4C1

高温2BN+2HC1T+3H2。酸溶

【分析】

富硼废料(主要成分为NaBC)2和Fes。,，还含有少量FeO、A12O3.SiO2等)为原料，加入盐酸酸溶后

得到滤渣1为Si。？,滤液1加入双氧水调节pH=5净化得到滤渣2为A1(OH)3、Fe(OH)3,过滤后得到滤液

2通过•系列操作得到硼酸，硼酸焙烧后得到的烧渣主要为B2O3,与氯化钱高温熔融后制备氮化硼，同时

生成氯化氢气体和水，据此分析。

【详解】

13

(1)盐酸易挥发，故用盐酸进行“酸溶”时，温度过高，会导致盐酸挥发使产率降低。除控制适当温度外，可

加快“酸溶，，速率的措施可搅拌、适当增大盐酸浓度等；

(2)“净化”时第一步反应的目的是将FeCb氧化为FeCl3,反应的化学方程式为

2FeC12+H2O2+2HCl=2FeCb+2H20;第二步调pH=5可将Fe?+和AF+完全转化为AI(0H)3、Fe(0H)3过滤除掉，

而H3BO3保留在滤液中;pH=5时,溶液中的c(OH)=lx]0，moi/L,

KlAl(OH\]1.3x1O-33

C(A，3+)=—7西厂=而""3xlOW/L；

(3注自信息知，硼酸冷水中溶解度低，为减少溶解损失，方法为向过滤器中用玻璃棒引流加入水至没过硼

酸晶体，水自然流下，重复2~3次；

(4)硼酸焙烧后得到的烧渣主要为B2O3,“高温熔融”过程中B2O3与氯化镂反应生成的气体为HC1和水蒸气,

则主要反应的化学方程式为B2O3+2NH4cl高温2BN+2HC1T+3H20：生成的气体用水回收后得盐酸，可返

回至IJ“酸溶”工序循环利用.

8.(2020•东北三省三校哈师大附中三模)草酸钻是制备高品质钻氧化物和单质钻粉的重要中间产品。用含

钻废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、AI2O3、Fe、SiCh等)可以制备草酸钻晶体(CoC2。#2H20)。

一种制备方法是选择草酸做沉淀剂，工业流程如图。

己知：①相关金属离子以氢氧化物形式沉淀完全的pH如下:

金属离子Fe3+Al3+Co2+Fe2+Ni2+

沉淀完全的pH3.75.29.29.69.5

4

②COC2O4+2C2O：-[C0（C204）3]O

回答下列问题:

(1)COC2O4中Co的化合价是一。

(2)浸出液中含有的阳离子除了H+、Co?+外，还有一。

(3)滤渣n的主要成分有一(填化学式)。

(4)加入RH的目的是一，操作a的名称是一。

(5)用一定浓度的草酸沉淀Co?+时，lg[Co]T,随溶液pH变化如图所示([CO]T表示C。以非沉淀形式存在

14

的各种形态浓度之和)。

0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5

①沉淀C02+时，应控制pH在一。

②lg[Co]T随pH的增大先减小后增大的原因为一»

(6)母液经氯气氧化后溶液中的盐酸可以循环使用，写出母液与氯气反应的化学方程式—。

223+2

【答案】(1)+2(2)Fe\Ni\Al(3)Fe(OH)3、A1(OH)3(4)萃取Ni\与Co2十分离分

液⑸①2.0②随pH增大，c(C2Oj)增大，Co?+更多以COC2O4形式存在，lg[C02+]T减小，随着

pH的继续增大，c©。：)增大，促进CoCzOj+ZCzO:uJCoGOQE-正向进行，皿口^+卜增大(6)

Ch+H2c2O4=2CO2+2HC1

【分析】

含钻废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、AI2O3、Fe、SiCh等)加入盐酸后，Co、Ni、AI2O3,Fe与

盐酸反应生成C02+、Ni2+、Fe"、AF+,SiCh不与盐酸反应故滤渣I为SiCh；向浸出液中加入过氧化氢和氧

化钻，氧化亚铁离子并调节pH,使Fe(OH)3、A1(OH)3以沉淀形式析出；再加入RH,生成溶于有机物的NiR2,

分液后再加入草酸经操作生成草酸钻晶体。

【详解】

(1)草酸根离子为-2价，故COC2O4中Co的化合价为+2价；

(2)综上分析，浸出液中含有的阳离子除了H+、Co?+外，还有反应生成的、Ni2\Fe2\Al3+；

(3)因亚铁离子完全沉淀的pH大于钻离子，为防止钻离子的损失，加入过氧化氢氧化亚铁离子，使亚铁离子

转化为铁离子，再加入氧化钻，调节pH,使Fe"、AF+转化为Fe(OH)3、A1(OH)3沉淀而除去；

(4)滤液中含有Co2\Ni2+,为了除去银离子得到纯净的钻离子，故加入RH生成溶于有机物的NiR?而使Ni2+

与Co?十分离；操作a将有机相和水相分离，操作名称为分液；

(5)①根据图像可知，为了尽可能生成草酸钻沉淀，则。以非沉淀形式存在的各种形态浓度之和应尽可能得

小，故pH应控制在2。

②用一定浓度的草酸沉淀C02+,随pH增大，C(C2Oj)增大，C02+更多以COC2O4形式存在，lg[Co2+]T减小，

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随着pH的继续增大，C(C2。；)增大，促进CoC2O；+2c2O；=[Co(C4O4)3]4-正向进行，lg[Co2+]T增大；

(6)母液中主要成分为草酸，草酸与氯气发生氧化还原反应生成二氧化碳和氯化氢，反应方程式为

CL+H2c2O4=2CC)2+2HC1。

9.(2020•安徽合肥市三模)铝酸钠晶体(Na2Moe)4・2+0)是一种金属腐蚀抑制剂。如图是利用铝精矿住要

成分是MOS2,含少量PbS等)为原料生产铝酸钠晶体的工艺流程图。

S(>2(g)气体A废液母液

(l)Na2Moe)4・2H2O中铝元素的化合价是；在焙烧炉中，空气从炉底进入，矿石经粉碎后从炉顶进入，

这样处理的目的是

(2)“焙烧”时M0S2转化为MOO3,写出该反应的化学方程式：,反应中氧化产物是(填化学式)。

(3)“浸取”时含铝化合物发生反应的离子方程式为；“结晶”前需向滤液中加入Ba(OH)2固体以除

去83%若滤液中c(MoO43)=0.40mol・LLc(C032)=0.10moH/,当BaMoCU开始沉淀时,CO3"的去除

8

率是%[已知：Ksp(BaCCh)=1x10-9,Ksp(BaMoO4)=4.0xl0-]„

(4)“分析纯”的铝酸钠常用铝酸镂L(NH4)2MOO4]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与流程中

所产生的气体一起通入水中，得到正盐的化学式为。

(5)铜酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率

实验结果如图所示：

级t4剂的浓度/mg.L-

3002001000用酸的

701(X)2(X>300月桂肌氮酸

(MJHU