无机化工流程综合分析（解析版）

①过量的酸多消耗后续调节pH所加的碱性试剂(焙烧)11等(或还原剂)其转化为Fe(OH)3沉淀除去]2+2+pH控制丙酮等)22HCO3)或失去结用CCl4萃取溴水中的Br2。11难溶于水；Ag+可以和SO-形成[Ag(SO3)2]3-。①加入NaNO3的作用。②固体B含有。□+N2H4·H2O=N2↑+H2O+□+□+□NH3↑(3)用Na2SO333(2)AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]Cl+2H2O4[Ag(NH3)2]++N2H4·H2O=N2↑+H2O+4Ag↓+4NH+4NH3↑低亚硫酸钠既是银的配合剂也是还原剂，会将Ag+还原为Ag2[Ag(SO3)2]3-+HCHO+3OH-=2Ag↓+4SO-+HCOO-+2H2O·H2O=[Ag(NH3)2]Cl+2H2O；)2]++N2H4·H2O=N2↑+H2O+4Ag↓+4NH+4NH3↑;3)2]3-+HCHO+3OH-=2Ag↓+4SO-+HCOO-+2H2O。442223PO产率的影响如下表。-R-CH2CH3-CH2CH2CH3-CH2CH2CH2CH33PO产率/%2+3+3+的沉淀率随pH的变2i．H3PO4+3NH3=NH43PO4-3。5523PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3O43+3O22Sc2O3+12CO2214s2；2O4O4O4 8 23366Fe2+Fe3+Zn2+Ga3+Cu2+浓度/mol⋅L-1--2-3开始沉淀pH完全沉淀pHa(a>5.5)萃取率/%00≤10-5mol⋅L-1时即认为沉淀完2Fe2O43发生反应的化学方程式为 2Fe2O43+12H2SO4=Ga2SO43+3Fe2SO43+12H2O2a-16mol⋅L-1在酸浸中循环利用O2和H2SO4变速变速降3++4OH-=[GaOH4[-[GaOH4[-+3e-=Ga+4OH-3+77Fe2O43+12H2SO4=Ga2SO43+3Fe2SO43+12H2O；10-9.5)2=2.2式为Ga3++4OH-=[GaOH4[-；若通过电解物质B的溶液可以得到单质Ga，则子产生Ga，电极反应式为[GaOH4[-+3e-=Ga+4OH-。 2FeOH3AlOH3MgOH2MnOH2MgF2MnF2CaF2Ksp-39-33-12-14-11-8-l188==4FeS2+Fe2O3+6H+=2S+3Fe2++3H2O32MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+2硫酸酸浸，FeS2与MnO2发生反应：2FeS2+3MnO2+12H+=4S+3Mn2++2Fe3++6H2O，FeS2与Fe2O3发(为微溶物)，加入过氧化氢将Fe2+化为Fe3+，加入氨水2+2+Mn2+氧化为MnO2。4+6H+=2S+3Fe2++3H2O；一定已完全沉淀，当cAl3+=10-5mol/L时，cOH-=3c+=31.0-33=10-，cH+=c-==10-，pH=-lgcH+==4.67；2++MnF2=CaF2+Mn2+，平衡常数K==cMn2+c2F-cCa2+c2F-=KspMnF2KspCaF2= -8-11反应的离子方程式为：2MnO+3Mn2++2H2O=5MnO2+4H+；-4-4g=NANANA=cm。NA=cm。3aNA52-599已知：I．六价铬[Cr(VI)]在水溶液中存在平衡：Cr2O-+H2O⇌2CrO-+2H+II．室温下相关物质的Ksp如下：BaCrO4Ksp-5-10-10反应60min，得到Cr(VI)去除率随预调pH变化如图。与预调pH=6相比，pH=7时Cr(VI)的去除率显(4)溶液2需处理至Ba2+含量达标后方可排放。可用如下方法测定废水中Ba2+含量。2+-1HCl标准溶液滴定至CrO-全部转化为Cr2O-，消耗HCl标准溶液的体积为2CrO4-1HCl标准【答案】(1)2CN-+5ClO-+1H2O=2HCO+1N2↑+5Cl-ClO-氧化CN-，使c(CN-)降低，平衡2-⇌Ni2++4CN-正向移动，c(Ni2+)增大，利于生成Ni(OH)2沉淀降低，平衡Cr2O-+H2O⇌2CrO-+2H+正向移动，c(CrO-)增大，生成BaCrO4沉淀量增大Ba2+的量，使更多的Ba2+与CrO-反应生成BaCrO4沉淀(3)2BaCrO4+2H++2SO-=2BaSO4+Cr2O-+H2O(4)保证废水中Ba2+沉淀完全2-转化为Ni(OH)2沉淀；继续加入BaCl2.2H2O，生成主要沉淀为BaCrO4沉淀和Cr2O-。程式：2CN-+5ClO-+1H2O=2HCO+1N2↑+5Cl-；2-⇌Ni2++4CN-正向移动，c(Ni2+)增大，利于生成降低，平衡Cr2O-+H2O⇌2CrO-+2H+正向移动，c(CrO-)增大，生成了沉淀SO-消耗的Ba2+的量，使更多的Ba2+与CrO-反应生成BaCrO4沉淀；[Cr(VI)]在水溶液中存在平衡：Cr2O-+H2O⇌2CrO-+2H+，则酸性增加，使BaCrO4沉淀溶解平衡移动，离子方程式：2BaCrO4+2H++2SO-=2BaSO4+Cr2O-+H2O②根据离子方程式：Cr2O-+H2O⇌2CrO-+2H+，n(H+)∼n(CrO-)∼n(Ba2+)，步骤2消耗的HCl是与全部的Na2CrO4标准溶液反应，步骤1消耗的HCl是CrO-与全部Ba2+反应后剩余的CrO-所需量，两者的差值即与全部Ba2+反应需要的Na2CrO4；n(H+)=n(CrO-)=n(Ba2+)=(c-b)×10-3L×0.1mol·L-2+)=137 (3)6Fe3++Bi2S3+12Cl-=2[BiCl6]3-+3S+6Fe2+(5)Ksp(Bi2S3)很小，Bi3+与Cl-形成配位键，H+与S2-结合生成H2S气体逸出，两个因素共同作用促使Bi2(6)3正极[BiCl6]3-+3e-=Bi+6Cl-+12Cl-=2[BiCl6]3-+3S+6Fe2+；很小，Bi3+与Cl-形成配位键，H+与S2-结合生成H2S气(6)①Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38，当c(Fe3+)=10-5mol/L，c(OH-)=3=10-11mol/L，则pH=3；连，M电极的反应式为[BiCl6]3-+3e-=Bi+6Cl-。77A.铁粉B.氢气C.硫化钠4+2SO2+4H2O=Te↓+2H2SO4+4HCl+4HCl；2+的还原效果不88-11；Fe3+Cu2+Zn2+Fe2+Ni2+Ca2+开始沉淀的pH完全沉淀的pH 。A.1.5B.4.0C.6.3D.6.92++2NiOH2+H2O2=2FeOH3+2Ni2+B最大，则键角：SiH4>PH3>H2S；O2将Fe2+离子氧化成Fe3+，NiOH2调节pH值使Fe3+转化成FeOH3，总反应的离子2++2NiOH2+H2O2=2FeOH3+2Ni2+；调节pH的目的是沉铁，但不能锌离子、镍离子沉2++NiF2=CaF2+Ni2+，cCa2+由1.0×10-3mol⋅L-1减小到1.0×10-5mol-13L10-3mol10-5mol-1993+3+③BiCl3在pH=1时开始水解，pH≥3时BiCl3几乎完全水解为白色的BiOCl沉淀。④常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：Fe3+Fe2+Cu2+ 。2SiO22S3+ClO+6H+=2Bi3++Cl-+3H2O+3S3~4.7+2+2+2BiOCl+2NH4HCO3=(BiO)2CO3+CO2↑+2NH4Cl+H2O2(3)“酸浸”步骤中发生的最主要的氧化还原反应是将Bi2S3转化为Bi3+，离子方程式为Bi2S3+ClO+6H+=2Bi3++Cl-+3H2O+3S；“调pH”步骤中加入Na2CO3调节溶液的pH是为了BiCl3水解完全，而Fe2+、Cu2+不沉淀，因此pH合理范2+2+；向BiOCl沉淀加入碳酸氢铵将BiOCl转化为(BiO)2CO3同时生成CO2和NH4Cl，化学方程式为2BiOCl+2NH4HCO3=(BiO)2CO3+CO2↑+2NH4Cl+H2O。 及少量Al2O3、SiO2)制备BiVO4的工艺流程如下：Ⅱ.0.1mol⋅L-1BiNO33溶液的pH=1.0反萃取Ⅲ.VO2++2HR有机层萃VOR2有机层+2H+AlOH3+OH-=[AlOH4[-K=100.63；离子浓度≤10-5mol/L时沉淀完全)(4)生成BiVO4的化学方程式为，实验测得溶液pH、温度和BiNO33溶液浓度对生成BiVO4的粒3和H2SiO3，8.37(2)2VO+SO-+6H+=2VO2++SO-+3H2OO+NH4VO3+Bi(NO3)3=BiVO4+NH4NO3+2HNO3pH=6，80℃,浓度为1.0mol⋅L-13和H2SiO3；该反应的平衡常数K== 10-5mol/Lc(OH-)=100.63)=10-5.63)=10-8.372+，相应的方程式为：2VO+SO-+6H+=2VO2++SO-+3H2O；(4)根据流程可知，生成BiVO4的化学方程式为H2O+NH4VO3+Bi(NO3)3=BiVO4+NH4NO3+2HNO3； 23+等离子。3++TBP⇌CeTBP4++F-。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是，“有机层B”中4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H++2TBP酸浸-3+转化成Ce3+，加入NaOH3+子方程式为2CeTBP4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H++2TBP；则cH+=c-≤..mol⋅L-1=1.0×10-9mol⋅L-1，此时溶液pH≥9；NaClO+2CeOH3+H2O=2CeOH4+NaCl，NaClO为氧化剂2)⇌[PbCl4[2-(aq)ΔH>0ii.PbCl2Ksp-5-14-15I．FeS+2H+Fe2++H2S↑III．(浸出PbO的离子方程式)②I生成的Fe2+作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：将PbO溶于NaOH溶液可制备NaHPbO2，反应：PbO+OH-=HPbO。制备高纯铅的原电池原理示意图②电池的总反应的离子方程式是。【答案】(1)PbO+2H++4Cl-[PbCl4[2-+H2O2Fe3++PbS+4Cl-2Fe2++[PbCl4[2-+S趁热2(4)正极HPbO+H2=Pb+OH-+H2ONaOH可循环使用，制备高纯铅的过程中获得电能;②I生成的Fe2+作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：i.,第ii步反应中有Fe2+生成，说明PbS和Fe3+发生氧化还原反应达到Fe2+和[PbCl4[2-，根据得失电子守恒;2方程式为：HCO+PbCl2=PbCO3+2Cl-+H+，c(H+)增大，溶液的pH减小；≈c(Cl-)32+)=34-2mol/L=1.6×10-2mol/L，c(OH-)==mol/L=10-6.5mol/L，c(H+)=mol/L=10-7.5mol/L，pH=7.5。②由图可知，HPbO在正极得到电子生成Pb，电极方程式为：HPbO+e-+H2O=Pb++3OH-，H2在负极失去电子生成H2O，电极方程式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，则电池的总反应的离子方程式是HPbO+H2=Pb+OH-+H2O；2O3MnSZnSKsp-13-18-24-28-29-362+态核外电子能级共个。+Cu2+aq=[CuNH34[2+aqK=1013，则[CuNH34[2+aq+S2-aq=CuSs+4NH3aq的化学平衡常数K1为。xOHyCO3z。xOHyCO3z的化学式为。⋅H2O+2HCO=[ZnNH34[2++2CO-+5H2O222OH2CO3(6)H2+[ZnOH4[2-—Zn+2H2O+2OH-zxy锌、碳酸铵和水，反应的离子方程式为ZnO+4NH3⋅H2O+2HCO=[ZnNH34[2++2CO-+5H2O(4)由方程式可知，反应的平衡常数K1=== xOHyCO3z的化学式为Zn2OH2CO3；+[ZnOH4[2-Zn+2H2O+2OH-。3CdO和MnCO3)制备ZnSO4⋅H2O流程Zn2+Fe2+Fe3+Cd2+Mg2+Mn2+Al3+开始沉淀pH沉淀完全pH 。(2)加入KMnO4溶液后过滤可以得到FeOH3和MnOOH2两种沉淀，Fe2+发生反应的离子方程式为 。ZnSO4O+3Fe2++MnO=MnOOH2↓+3FeOH3↓+5H+1.0×10-10.4Cd电极33、244FeOH3(2)加入KMnO4溶液后过滤可以得到FeOH3和MnOOH2两种沉淀，Fe2+被高锰酸钾氧化为FeOH3，高锰酸根离子被还原为MnOOH2，发生反应的离子方程式为8H2O+3Fe2++MnO=MnOOH2↓2c-21-21A-212O3-会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和①充电过程中ZnS到LixZnyS的电极方程式为(x和y用具体数字表示)。②若Li2S的晶胞参数为anm，则EF间的距离为42++O2+4H2O=2Fe2O3+8H+2++NO+2H+=Co3++NO↑+H2OCu+Cu2++2Cl-⇌2CuCl，此反应的平(7)4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25Sa22子方程式为4Fe2++O2+4H2O=2Fe2O3+8H+；(5)根据信息NaNO2把Co2+氧化成Co3+，并生成NO，故离子反应方程式为Co2++NO+2H+=Co3++NO↑+H2O；(6)①Cu+Cu2+⇌2Cu+K=7.6×10故ZnS负极充电时得电子有Zn生成，故充电时的电极反应为4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25S。② 2+2+2nm=anm。②不使用NaOH调节溶液pH的原因是。放FeSO4溶液和CH3COONa-Na2HPO4混合液。)2++2HPO-+2CH3COO-+8H2O=Fe3PO42⋅8H2O↓+2CH3COOHNaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成FeOH2等杂质向三颈烧瓶中滴加CH3COONa-Na2HPO4混合溶液再向2++2HPO-+2CH3COO-+8H2O=Fe3PO42⋅8H2O↓+2CH3COOH；②不使用NaOH调节溶液pH的原因是NaOH碱性强，容易造成局部pH过高，生成Fe(OH)2等杂质；-3L-1=3.000-4mol-3mol100%=80.00%。 (s)+4W(s)=9Fe(s)+4WO3(s)ΔH1=akJ⋅mol-1(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s)的ΔH=kJ⋅mol-1。-(aq 22MnWO4+O2+2Na2CO32MnO2+2Na2WO4+2CO2(3)将HAsO-氧化为HAsO-(4)>>273+H2OWO2OH242MnWO4与氢氧化钠反应生成二氧化锰和钨酸钠，化学方程式为2MnWO4+O2+2Na2CO3———2MnO2+2Na2WO4+2CO2；O2的作用是将HAsO-氧化为HAsO-；应ΔH>0；进行中，v正>v逆；3H2g+WO3s⇌Ws+3H2Og3x3-x0xx,=25%，x=，其化学方程式为WO3+H2OWO2OH2；(s)+Al2O3(s)ΔH==kJ/mol；2 -)=0.1mol/L，即pOH=1，pH=13。该工艺条件下，相关金属离子[c0Mn+=0.1mol⋅L-1[形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表：Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH沉淀完全的pH(已知pKsp=-lgKsp) NA2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O2+沉淀不完全2++CONH22+2H2OMnCO3↓+2NHNA2c-21+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；33，由表中数据知pH在4.7时，Al3+和Fe3+沉淀完全，H+结合形成弱电解质HF，使MgF2(s)⇌Mg2++2F-平衡向右移动，导致镁离子沉淀不完全；2+开始沉淀的pH为8.1，即溶液中c(H+)=10-8.1mol/L，则溶液中c(OH-)=10-53Mn2++CO(NH2)2+2H2OMnCO3↓+2NH； 2 6 NA2c-212+3+3+；-38-5；ZrCl4FeCl3CrCl3FeCl2CrCl2沸点/℃3+=mol⋅L-1。②FeCl3沸点远低于CrCl3的可能原因为。3A.C.B.D.2++2TBP+2NO+2Cl-+2H+=Zr(NO3)2Cl2⋅2TBP+H2O-23(4)2C+2Cl2+ZrO2—ZrCl4+2CO(5)把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质FeCl3是分子晶体，CrC3+2转化