2025届高三化学二轮复习：工业流程题（四）

2025届高三化学复习一一工业流程题

1.(2024高三上•山西运城・期末)磁性Fe3O4纳米颗粒由于同时具备磁性颗粒和纳米颗粒的

双重优势，已经广泛应用于生物医学领域，废水处理领域，还是一种重要的无机颜料。一种

利用废旧镀锌铁皮(主要含Fe,还含有少量Zn和Fe2O3)制备磁性FesCU纳米颗粒(微粒直径

在1〜10。nm之间)的工艺流程如图所示：

W曲NaCIO“NgQH

Na。、N/SO.溶液

已知：Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2T

(1)“碱洗”时，加入NaOH溶液的作用：①可以洗去废旧镀锌铁皮上的油污；②o

(2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是(用化学方程式表示)。

(3)“氧化”时，加入适量的NaCIO溶液，发生反应的离子方程式为；“氧化”后的溶

液中主要含有的金属阳离子Na+、、o

(4)“加热沉铁”时，向溶液中不断通入N2,并将溶液加热至60℃,在恒温下快速搅拌，30min

后，向溶液中滴加5moi/LNaOH溶液至pH=7,此时有黑色颗粒生成，继续滴加NaOH溶液

至pH=U,再加入适量柠檬酸三钠(利用柠檬酸根离子与Fe3+反应，抑制晶粒的继续生长，

使制得的Fe3O4晶粒更小)，并升温至80℃,恒温搅拌lh,最后冷却至室温，通过“分离”操

作，可制得磁性Fe3O4纳米颗粒。

①通入N2的原因_________-

②向溶液中滴加5moi/LNaOH溶液至pH=7,此时有黑色颗粒生成，写出该过程中总反应的

离子方程式o

(5)“分离”时，在磁铁的帮助下，倒掉上层清液，用蒸储水洗涤固体2次，固体洗涤干净的标

，忐o

(6)将制备的磁性pH=7纳米颗粒分散到水中，所得分散系为o

2.(2024高三上.福建福州.期末)铳是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有

重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3,SiO?、Sc2O3,TiO?等)回收SC2O3的

工艺流程如图。

38

已知：TiOz难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]=1.0xl0-o

回答下列问题：

(1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为;滤渣I的主要成分是(填

化学式)。

(2)“氧化”时加入足量HQ?的目的是;氧化后溶液中Fe3+浓度为0.001mol【T,常

温下“调pH”时，若控制pH=3,则Fe3+的去除率为0(忽略调pH前后溶液的体积

变化)。

⑶己知25℃时，Khl(C2Ot)=a,Kh2(C2Ot)=b,“沉铳”时，发生

3+

反应：2SC+3H2C2O4-SCKGOJJ+6H+,该反应的平衡常数K=(用含a、b、

c的代数式表示)。

3.(24-25高三上•四川自贡•开学考试)一种高硫镒矿的主要成分为MnCCh和MnS,主要杂

质为FeS、SiO2、CaCCh、AI2O3、MgO等，研究人员设计了如图流程，制备MmOm

烟气滤渣1滤渣2滤渣3滤渣4

已知：①焙烧烟气中有SO2等酸性气体。

②金属离子浓度W10-5moi[T时，认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH

范围如表。

金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+

开始沉定的pH8.16.31.53.48.9

沉淀完全的pH10.18.32.84.710.9

11

③Ksp(MgF2)=6.4xlO-9、Ksp(CaF2)=4.0xl0-o

(l)MnCO3中Mn的价电子排布式为，“焙烧”的主要目的是

试卷第2页，共18页

(2)“酸浸”过程中,(填“能”或“不能”)用盐酸替换硫酸。

(3)“氧化1”时，试剂a为MnCh,并控制溶液的pH=3,此时发生反应的离子方程式为

(4)若省略“氧化”步骤直接进行“中和除杂”，则造成的影响是。

(5)“净化除杂”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Mg2+)=1.0x10-5mol-L-1,

则滤液中c(Ca2+)为mol-L^o

(6)“氧化2”过程中，在MnSCU溶液中滴入一定浓度的氨水，加压通入空气反应7小时制备

Mn3O4,此时发生反应的离子方程式为o

4.(24-25高三上•广东深圳•阶段练习)锢(In)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一

种以锌冶炼废渣(主要含有ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)为原料进行锢的富集与回收的

工艺流程如图所示：

稀硫酸H2O2Na2CO3H2A2试剂XZn

冶炼废渣T高温浸出I调pIHIJ萃取L1有机相T反萃i取I~HA置换i海绵锢一••―＞精锢

滤渣1滤渣2水相滤液1

已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的pH：(生成氢氧化物沉淀)

(1)滤渣1的主要成分为(写化学式)，“氧化”步骤发生反应的离子方程式为

⑵常温下“调pH”时，应控制范围为o

(3)若滤液1的主要成分为ZnCl2,则试剂X应使用(写试剂名称)。

(4)流程中可循环利用的物质为o

(5)“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为o

(6)锢可与碑(As)形成一种光纤通信晶体材料，其晶胞结构如图所示：

①该晶体中，锢原子的配位数为O

②已知晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA。则晶体密度为g-m。。

5.(2024高三上•河南•期末)电解制镒的阳极渣主要成分是MnO?,还含有少量PbO、CuO及

铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿(FeS?)为原料可制备MnCOj,其流程如图所示:

阳极渣

MnCO

黄铁矿3

滤渣I滤渣IICaF2

（S、PbSO4）

3

已知常温下，Ksp（Mn^）=5.0xl0-,Ksp（CaE,）=3.5xl0"o

(1)基态Fe?+的价电子轨道表示式为oCu的焰色试验为绿色，这是的结

果。

(2)加快“酸浸”速率的措施有(填两条)。稀酸X为(填名称)。“酸浸"时FeS?

中的铁元素转化为Fe3+,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(3)滤渣H的主要成分为CaSO,、CU(OH)2、(填化学式)。

(4)加入MnF?时发生反应的离子方程式为o如果“净化”所得溶液中Mn?+的浓度为

2mol-U',则溶液中c(Ca2+)=molL_1»

(5)NaHCC>3溶液中的元素守恒式为o加入NaHCOs溶液进行“沉镒”，写出该反应

的离子方程式：。

6.(2024高三上.广西玉林・期末)高铁酸嗡(NazFeOj是一种多功能绿色水处理剂，杀菌消

毒的同时可生成氢氧化铁胶体。某工厂利用废金属屑(主要成分为Fe和Cu,含有少量FqOj

试卷第4页，共18页

制取NazFeO,并回收金属Cu,工艺流程如下:

足量试剂a

(1)试剂a为(填化学式)；在过滤操作中要使用玻璃棒，其作用是o

(2)证明滤液I中无Fe3+的实验方法是；用离子方程式解释滤液I不含有Fe3+可能的

原因_________O

(3)流程中Na2O2固体不可暴露在空气中时间过长，原因是(用化学方程式表示)。

(4)高铁酸钠(NazFeOj中铁的化合价为价。高铁酸钠处理水过程中所发生的化学

反应主要为4Na2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2T+8NaOH,该反应中物质的氧化性

强弱关系是NazFeOq(填”>”或“<")0?。Na2FeO4净水时能吸附悬浮物的原因

是O

7.(24-25高三上•辽宁•阶段练习)I.某化学自主实验小组利用如图所示装置探究NO2能

否被NH3还原为无污染气体(Ki、K2为止水夹，夹持固定及加热装置略去)。

(1)装置A产生NH3的原理为(用文字表述)。

(2)装置E发生反应的化学方程式为o

(3)甲、乙分别是(填字母)。

a.浓硫酸、浓硫酸b.碱石灰、无水氯化钙

c.碱石灰、碱石灰d.五氧化二磷、五氧化二磷

(4)若N02能够被NH3还原，则反应的化学方程式为o

(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是o

II.硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如下:

98%硫酸

S03

二

含SO2的废气

(6)工业上常以粉碎的黄铁矿(FeS2)为原料来制备SO2,将黄铁矿粉碎的目的是。

⑺写出催化反应室中SO2被氧化为S03的化学方程式：。

(8)实验室模拟硫酸工业的尾气中含有少量S02,可用(填试剂名称)吸收。

8.(24-25高三上•广东揭阳•阶段练习)赤泥是氧化铝生产排放的固体废弃物。由赤泥(主要

成分为AI2O3、SiO2、Fe2O3>FeO、CaO、Na2O等)制备一种高效净水剂聚合硫酸铝铁(PAFS)

的工艺流程如下：

HSONaClONaOH

赤泥焙烧A改性赤泥氧JH聚"产&PAFS

T

酸浸渣

(1)基态铝原子价层电子轨道表示式为,so；的空间构型是o

(2)加快“浸取”速率可采取的措施为(答出一种方法即可)，酸浸渣的主要成分是

(填化学式)。

(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为；室温下，向氧化后的溶液中滴加NaOH溶液至

pH=4时，溶液中的c(Fe3+)=mol/L(已知常温下，Fe(OH)3的K乎=4610-38)。

(4)为了测试所制得的聚合硫酸铝铁的性能，取某水样在不同pH条件下加入PAFS

[Al.Fe“OH),,,(SO4)/并测定其去浊率，结果如图所示，(已知去浊率越高，净水效果越好)

由图可知在设定的偏酸性和偏碱性条件下，水样的去浊率均不高，试分析pH<7时，去浊率

较低的可能原因为。

试卷第6页，共18页

96

]\

6.06.57.07.58.08.5

pH

(5)一种碳溶解在铁单质中形成合金的晶胞如下图所示，则该物质的化学式为,晶胞中

与铁原子距离最近且相等的铁原子共有个；若晶胞中最近的铁原子与碳原子的距离为

apm,则该晶体的密度为p=g-cnr3(阿伏加德罗常数的值用"人表示,写出计算式即可)。

o-j-i(»■iQ

OC•Fe

9.(24-25高三上•海南省直辖县级单位•开学考试)硫酸锌(ZnSOj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o硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3,

杂质为Si。？以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：

菱锌矿H2SO4千叫⑼Z喂HF

11(J(J

藤%r侏11调出=5滤液管氧化滤液汁转化滤液@脱钙镁滤液国『Me7HO

也雪f四4滤怦|力过滤|1过滤ZnS°47H2°

滤渣①滤渣②滤渣③滤渣④

己知：25℃,相关物质的溶度积常数如表：

物质Fe(OH)3Zn(OH)2CU(OH)2Fe(OH)2Mg(OH)2MgF2Ca^

%4.0x10-386.7x"2.2x10-2。8.0x10-61.8xlO-116.4x10-2.7xl(F"

回答下列问题:

(1)“焙烧”时ZnCOs发生主要反应的化学方程式为。

(2)加入物质X调溶液pH=5,适宜使用的X是o

(3)滤渣①的丰罩成分是Si。?和、0

(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnC)4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2,

该步反应的离子方程式为=

(5)滤液②中加入锌粉的目的是0

(6)“除钙镁”当镁离子恰好完全沉淀时，c(Ca2+)=(保留两位有效数字)。(当

c(Mg2+)<10-5moi时认为完全沉淀)

10.(24-25高三上•重庆・开学考试)镒酸锂(LiMn/)”LMO)具有电化学活性高、吸附容量

大、选择性优异和安全无毒等优点，成为目前电化学提锂系统中最常用的锂电池的正极材料。

以软铸矿粉(主要成分是MnO”含少量FeQs、A12O3,SiO?、MgO等)为原料制备镒酸锂的

流程如下：

H2sO,、SO5)一四。

2MnO2NH3MnF2(

_i_LLCO空气

0’,r

嬴一X酸浸\氧化~~U调pH-U沉镁—>涧镭一►2MnCO•3Mn(OH)/H,O--------►LiMnO

讥干血322900~1000℃?

1碱式碳酸钵

滤渣1滤渣2滤渣3滤液

常温下，几种难准；物质的溶度积数据如下N昆

物质MgF2Mn月Mn(OH)2Fe(OH)3AI(OH)3

7.0xl0-115.6x10-32.0x10-32.0x10381.3x10-33

请回答下列问题：

(l)LiMnO2中Mn的化合价为»

(2)“酸浸”时，充入SO?目的是；“滤渣1”的主要成分是(填化学式)。

(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为。

(4)“调pH”的目的是o

(5)测得“沉镁”后，残留的c(Mg2+)为1x10-8mol/L,则此时溶液中4M—)=mol/L；

若取1L“沉镁”后的滤液，加入等体积1.568mol/L的NH4HCO3溶液进行沉镒，“沉锦”生成碱

试卷第8页，共18页

2+

式碳酸锦［2M11CO3-3Mn(OH)2-凡0］的同时放出CO2,则该过程中Mn的沉淀率最大

为%o(保留一位小数)

(6)“沉镒”后的滤液与强碱加热处理后可返回(填步骤名称)步骤循环利用。

11.(2024高三上•广西玉林・期末)纳米氧化镁是在磁性、催化方面有许多特异功能的新材

料，具有重要价值。工业上以菱镁矿(主要成分为MgCOs，含少量FeCO、、CaCC)3和SiO?杂

质)为原料制备纳米氧化镁的工艺流程如图：

⑴“焙烧”中，Si。?几乎不发生反应，MgCOs、Fee。?、CaCC)3转化为相应的硫酸盐。若FeCOs

转化为NHdFeGOj,则每ImolFeCOs需要消耗的物质的量为mol；生成的尾

气除了NH3,还有(填化学式)。

(2)“滤渣I”的成分，除SiO?外，还有(填化学式)。

(3)已知在该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表：

金属离子Fe2+Fe3+Mg2+

开始沉淀时的pH6.32.28.9

完全沉淀时的pH9.02.810.9

上述流程中所用“氧化剂”常用双氧水，这一步不可省掉的理由是o

(4)“试剂a”是(填化学式)；调节pH的范围是o

(5)“沉淀”形成MgCOs。资料显示煨烧MgCOj比煨烧Mg(OH)2更容易生成MgO纳米材料。

“沉淀”时若将NH4HCO3更换为Na2CO3,则产生的后果是。

(6)该流程中可以循环利用的物质是(填化学式)。

12.(2024高三上.江苏连云港.期末)由钛白副产硫酸亚铁［主要成分是Fes。，，还含有

Fe2(SO4)pTiOSO4,MgSO"制备锂离子电池正极材料的前驱体FePO,的工艺流程如下图

所示:

已知：①溶解后溶液PH=2.3,各微粒浓度如下表所示。

微粒Fe元素TiO2+Mg2+

浓度/moLIji1.70.00430.07

+

②寸。2++2应。H2TiO3+2H,pH=4时，HJiC^沉淀完全；

n22

③Ksp[Fe(OH)2]=8.0x10-6.Ksp[Mg(OH)2]=1.8xlO-；Ksp(FePO4)=1.3xlQ-。

请回答下列问题：

2+

(1)“除杂过滤”工序中，将TiO转化为H2TiO3除去。

①加入铁粉的作用是。

②当HJiOs沉淀完全时，滤渣中是否含有Mg(OH)2,请通过计算说明。

(2)“结晶过滤”时获得的固体是FeSO”-7凡。。请补充完整下列制备方案：将“除杂过滤”后的

滤液，得FeSO「7HQ粗产品，多次重结晶、过滤、洗涤、干燥，制得较为纯净

的FeSO4-7H2O(FeSO4-7H2O的溶解度随温度变化的曲线如图所示)。

溶解度/g

3++

(3)“沉铁”时发生反应：Fe+H3PO4irFePO4+3Ho加入氨水的目的是

试卷第10页，共18页

（4）工业上可用电解磷铁渣（主要含FeP等）制备FePOa,电解原理如图所示。

直流电源,

-----------b

aOo

磷铁遵石墨

0.1mol-L-10.1mol-L1

H3PO4溶液NaOH溶液

质子交换膜

①a为直流电源的.极。

②生成FePO’的电极反应式为

13.（24-25高三上•安徽•开学考试）高纯纳米钛酸钢被广泛用于自动温控发热原件、PTC热

敏电阻器件等领域，化工生产上以重晶石BaSO4为原料制备，生产流程如图所示，回答下

列相关问题：

焦炭盐酸过量烧碱

系列操作

（1）分别写出流程中气体X、烧碱的电子式______、=

（2）科研发现，焦炭热还原重晶石反应过程在不同温度下其产物发生如图所示变化:

物

质

的

量

百

分

数

％

温度大约在400℃到1000℃之间，产物CO2逐渐减少，原因是（写出反应方程式即可），

若该反应转移了2moi电子，则氧化产物的质量为g；写出400℃时反应的方程

式O

（3）生产流程中“系列操作”为、冷却结晶、过滤等。该操作若在实验室中完成，下列

仪器一定使用不到的是（填写仪器名称）。

Q

(4)“合成BaTiCh”反应中还会生成C4H9OH,写出该反应的化学方程式(无需标注反应

条件)，有人认为该反应属于氧化还原反应，试评价该观点是否正确，说出理由

14.(24-25高三上•河北邯郸・开学考试)从废旧钻酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活

性物质LiCoO.且外面包裹隔膜PP/PE)中回收钻、锂的工艺流程如图所示:

已知：①当反应的平衡常数K>IO',可认为反应进行完全；

②KKCOC?。,)=10*8,草酸电离常数Ka】=5.6x10-2、Q=1.5x10，

(l)Co元素在周期表中的位置为o

(2)隔膜PP/PE主要成分为聚丙烯和聚乙烯，有机合成中主要利用石油裂解气为原料进行—

(填反应类型)反应制备。

(3)“碱浸”所得滤液中通入过量CO?可制备氢氧化铝，此反应的离子方程式为o

(4)“酸浸”发生的主要反应的离子方程式为0

(5)“沉钻”一般加入草酸镂溶液，为了使钻离子沉淀反应进行完全，能否用草酸溶液代替—

(填“能”或“否”)，如果能写出计算过程o

(6)根据下图碳酸锂的溶解度曲线分析，实验室模拟“沉锂”中获得Li2c。3固体的操作主要包

括、洗涤，干燥。

试卷第12页，共18页

为研究Na2cO3的投加量对Li2cO3结晶的影响，固定其他条件不变进行实验，结果见下图,

请运用平衡理论解释Li2c的产率随Na2cOs加入量的变化趋势：。

Na2c。3投加量/%

15.（2024高三下•河南•期末）工业上用软镒矿（主要含MnO?）和银锦精矿（主要含Ag2s、MnS、

FeS力为原料联合提取银和锦的一种流程如图所示。

稀硫酸

已知：i.酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3+。

ii.浸银渣中含大量黄色固体。

iii.Ag,S不溶于冷的稀硫酸，溶于浓硫酸和硝酸。

回答下列问题:

(1)“酸浸"时，MnS发生氧化还原反应生成Mn?+的离子方程式为。

(2)“滤渣”的主要成分为(填化学式)。

(3)“浸银”时，银以［AgClJ形式浸出，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为o

(4)“沉银”时发生反应的离子方程式有Fe+2H+=Fe2++H2，、、。

(5)“沉锦”过程中沉镒速率与温度的关系如图所示。当温度高于60℃时，沉铳速率随着温度

升高而减慢的原因可能是。

(6)“还原”步骤发生反应的化学方程式为

16.(24-25高三上•福建宁德•开学考试)磷石膏主要成分为Cas。」，含少量SiO?、Fe?。,等,

以此为原料可制备轻质碳酸钙和铝镂研［NH4Al(SOJ/2H2。］,流程如下图:

1)盐酸1)NH3

磷石膏■＞轻质碳酸钙

»铝俊矶

(1)转化步骤的主要目的是.

(2)除杂时所得滤渣的成分为

(3)碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体，直至不再有沉淀生成，则按

先后通入的气体分别为

试卷第14页，共18页

I)NH

（4）称取流程中轻质碳酸钙0.5000g,用盐酸充分溶解，过滤，将滤液和洗涤液转移至250mL

容量瓶中，定容、摇匀，取出25.00mL,加入指示剂（铭黑T）,调节pH>12,用0.02000mol-L

Na2HW标准溶液滴定（滴定过程中Ca2+与HzY?-按1：1反应），至终点时消耗Na2H?Y溶液

23.60mL。产品中碳酸钙的质量分数为。

（5）制取铝镀矶的实验方案：a、在滤液中加入________至不再产生气泡，蒸发浓缩至有大量

晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，得硫酸铁固体；b、在烧杯中加入Ah（SC）4）3溶

液，不断搅拌下加入制得的硫酸镂固体，当固体完全溶解后，（填操作），用无水

乙醇洗涤、干燥，即得铝锭矶产品。（部分物质的溶解度随温度的变化如图所示）。

(

圣

&。0

0

-

)瓦

、

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蓬

她

17.（24-25高三上•湖南•阶段练习）铭（Rh）是一种稀有贵金属，工业上从废铸材料（主要含Rh,

还含有Cu、Fe等）中提炼错的主要途径有如下两种。

氯气草酸阳离子

浓盐酸NaOH交换树脂

途

住

氯化定向阳离子

粉碎水解Rh(OH)3-—>Rh

废溶解脱铜交换

钱

材

CuC2O4滤液

料

控温加热

调pH①调pH②

途径二焚烧至熔融

人氨水[CuCNHIJSO,

个水、氨水

KHSO.

已知：①Rh金属活动性顺序位于H之后。

②Rh(III)易与CL形成配离子[RhClef,且该配离子在水溶液中存在以下平衡：

3-+

[RhCl6]+3H2ORh(OH)3+3H+6C1„

③25。(2时相关氢氧化物的Ksp见下表。开始沉淀的金属离子浓度为Qlrnol-U;金属离子浓

度＜L0xl0-5mol.I?时，可认为该离子沉淀完全。

氢氧化物Fe(OH)3CU(OH)2Rh(OH)3

%1.0x10-386l.OxlO1961.0x10-22.6

回答下列问题：

(1)途径一：

①“粉碎”的作用是o“氯化溶解”过程中，金属Rh转化为HjRhCL，该反应的化学

方程式为o

②“定向脱铜”时，铜的沉淀率随pH变化如图所示，实际工业生产中控制pH为2.5,pH不

宜大于2.5的原因是0

01234

③“阳离子交换”过程中，被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子有

(2)途径二：

试卷第16页，共18页

①“控温焚烧”将Cu、Fe分别氧化为CuO和Fe2（）3，“加热至熔融”将焚烧后的物质全部转化

成可溶性的硫酸盐。已知Rh单质与KHSO,反应的产物之一为SO=则被氧化的Rh和被还

原的KHSO4的物质的量之比为

②步骤"调pH①”中应调节的pH范围为（保留两位有效数字）。

③用氨水沉淀错元素的离子方程式为

18.（24-25高三上•山东青岛・开学考试）工业上以软铸矿（主要成分为MnO2,还含有少量Fe2O3）

和辉铜矿（主要成分为M0S2,还含有少量Si、Ni的氧化物）为原料，制备四铝酸镀晶体

［（NH4）2MOQ3-2H2O］和硫酸锦晶体的工艺流程如下。回答下列问题：

已知：pKsp=-lgKsp,常温下，NiS和MnS的pKsp分别为19.4和12.6；lg2=0.3。

（1）为了提高焙烧效率，可以采取的措施有（写一条即可）；“高温焙烧”时MnCh、M0S2

转化为MnMoO©MnSO4,写出该反应的化学方程式o

（2）“酸浸”时，硫酸浓度对Mo、Mn浸出率的影响如图所示。“酸浸”时硫酸的最佳浓度为—

g/L,理由是

0100200300400500

硫酸浓度/（g〕T）

（3）黄钠铁砚的化学式为NaFe3（SCU）2（OH）6,生成黄钠铁矶的离子方程式为；“除铁”后

的溶液中c（Mn2+）=0.5mol/L,当溶液中可溶组分浓度至1.0*10-6moi/L时，可认为已除尽，贝U“除

镇”应控制溶液pH的范围是（已知pc（S2-）=-lgc（S2-）,溶液中pc（S2-）和pH的关系为

pc(S2-)=15.1-pH；忽略溶液体积变化)。

(4)“萃取”的原理为2R3N(叔胺)+2H++MOOU(R3NH)2MOO4,则“反萃取''中的试剂X最适宜选

用(填字母)；从“母液”中回收的副产品主要是_(填名称)。

a.稀硫酸b.(NH4)2SO4溶液c.NaOH溶液d.氨水

试卷第18页，共18页

参考答案：

1.(1)溶解铁片上的锌(或者除去锌)

(2)Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4

2++3+3+2+

(3)2Fe+ClO+2H=2Fe+Cl+H2OFeFe

2+3+

(4)做保护气，防止Fe(OH)2被空气氧化为Fe(0H)3Fe+2Fe+8OH=Fe3O4+4H2O

(5)取最后一次的洗涤液，向其中加入足量的稀硝酸酸化，再向其中加入AgNCh溶液，如果

没有白色沉淀生成，则证明固体已经洗干净或者用干净的钳丝或铁丝蘸取最后一次洗涤液,

放到酒精灯外焰上灼烧，如果没有观察到黄色火焰，则证明固体已经洗干净

(6)胶体

【分析】废旧镀锌铁皮加入NaOH溶液进行碱洗，除去表面的油污，同时溶解锌，过滤，

向铁皮中加入足量的硫酸溶解，得到含有硫酸的硫酸亚铁溶液，向里面加入NaClO溶液，

可以将Fe2+氧化为Fe3+,然后向溶液中通入N2,排出装置中的空气，并作保护气，防止Fe?+

与0H-反应产生的Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3o在加热沉铁时发生的总反应的离子反应：

2+3+

Fe+2Fe+8OH=Fe3O4+4H2O,然后过滤，分离出生成纳米磁性FesCU的粒子，最后经过分

离得到纳米磁性Fe3CU和硫酸钠溶液，据此分析作答。

【详解】(1)“碱洗”时，加入NaOH溶液的作用：①可以洗去废旧镀锌铁皮上的油污；②溶

解铁片上的锌(或者除去锌)；

(2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+,这是由于废旧镀锌铁皮中的Fe2C>3与硫酸

反应产生Fe2(SO4)3,Fe2(SCU)3与废旧镀锌铁皮中Fe发生反应：Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,最后

完全转化为FeSCU；

(3)“氧化”时，加入适量的NaClO溶液，可以将溶液中的Fe?+氧化为Fe3+,根据电子守恒、

电荷守恒、原子守恒，可知发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；该装

置目的是制取Fe3O4,其中含有+2、+3两种价态的Fe,因此“氧化”后的溶液中主要含有的

金属阳离子Na+、Fe2\Fe3+；

(4)①通入N2的原因是做保护气，防止Fe(OH)2被空气氧化为Fe(OH)3；

②向溶液中滴加5moi/LNaOH溶液至pH=7,此时有黑色颗粒生成，该过程中总反应的离子

2+3+

方程式为：Fe+2Fe+8OH=Fe3O4+4H2O；

(5)“分离”时，在磁铁的帮助下，倒掉上层清液，用蒸储水洗涤固体2次，固体物质是从

含有NaCl的溶液中分离得到，因此洗涤干净的标志是最后一次洗涤液中无C1-或无Na+操作。

检验C1-或Na+是否存在方法是：取最后一次的洗涤液，向其中加入足量的稀硝酸酸化，再

答案第1页，共19页

向其中加入AgNCh溶液，如果没有白色沉淀生成，则证明固体已经洗干净或者用干净的柏

丝或铁丝蘸取最后一次洗涤液，放到酒精灯外焰上灼烧，如果没有观察到黄色火焰，则证明

固体已经洗干净；

(6)由于制取得到的Fe3O4固体颗粒直径为纳米级大小，因此将制备的磁性PH=7纳米颗

粒分散到水中，所得分散系为胶体。

2.(1)将“赤泥”粉碎SiCh、TiO2

⑵将Fe2+氧化为Fe3+99%

不

⑶言

abe

【分析】“赤泥”含有FeO、Fe2O3>SiO2,Sc2O3,TiCh等，用盐酸酸浸时,SiO2>TiCh难溶

2+33+

于盐酸，FeO、Fe2O3>SC2O3与盐酸反应生成Fe,Fe\Sc,过滤的滤渣主要成分为SiO2>

3+

TiCh,滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe,加氨水调节pH值

沉淀铁离子，过滤得固体沉淀物为Fe(OH)3沉淀，向滤液中加入草酸，得到草酸铳晶体，过

滤洗涤干燥后，在空气中加热可得SC2O3固体。

【详解】(1)将“赤泥”粉碎，可增大其与酸的接触面积，加快化学反应速率，故“酸浸”前对

“赤泥”的处理方式为将“赤泥”粉碎；“赤泥”含有Fe2O3、SiO2>SC2O3、TiCh等，用盐酸酸浸

时，SiO2>TiCh难溶于盐酸，故滤渣1的主要成分为SiCh、TiO2;

(2)由分析可知，氧化时，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+；当

pH=3时，溶液中氢氧根离子的浓度=10-Umol/L,此时三价铁的浓度=

邛频=必害=皿1。-5mM，则Fe3+的去除率/0°1一31°11。。％=99%；

C3(OH)(1011)30.001

-

(3)已知25℃时，Khi(C2O4)=a,Kh2(C2O)=b,KSp[Sc2(C2O4)3]=c,则反应

--13

KwKw

2Sc3++3H2c2O4=SC2(C2O4)3+6H+的平衡常数K=Khl(c2ot)Kh2(c2ot)K：。

Ksp[Sc2(C2O4)3]=髭

3.(1)3d5将硫化物转化为氧化物，除去硫元素

⑵能

2+2++

(3)2Fe+MnO2+4H2O=2Fe(OH)3J+Mn+2H

(4)所得产品中混有亚铁盐

(5)6.25x10-8

答案第2页，共19页

(6)6Mn"+O2+12NH3H2O=2Mn3O4+l2NH；+6H2O

【分析】由题给流程可知,高硫铳矿加入空气焙烧得到相应金属氧化物和含二氧化硫的烟气，

然后加入硫酸溶液溶浸时，二氧化硅与硫酸溶液不反应、氧化钙和硫酸生成硫酸钙沉淀，过

滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的滤渣1和含有铳、铁、铝、镁元素离子的滤液；向滤液中加

入二氧化镒将酸性溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸钙中和过量酸调节溶液pH,

将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤

渣3和滤液；向滤液中加入氟化锦将钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀，过滤得到

含有氟化钙、氟化镁的滤渣4和滤液；向滤液中加入氨水和空气，空气中氧气具有氧化性,

氧化镭离子得到Mn3O4o

【详解】(1)MnCCh中Mn为+2价，锦为25号元素，失去2个电子形成二价镐离子，其价

电子排布式为3d5,“焙烧”的主要目的是将硫化物转化为氧化物，除去硫元素；

(2)加入硫酸溶液溶浸是将金属氧化物转化为可溶性盐溶液，并除去部分钙离子，用盐酸

替换硫酸后，钙离子可以在净化除杂过程中再除去，故可以用盐酸替换硫酸；

(3)酸性条件下，二氧化锦将亚铁离子氧化为铁离子，控制溶液的pH=3,此时铁离子转化

2+2++

为氢氧化铁沉淀，故反应为：2Fe+MnO2+4H2O=2Fe(OH)3+Mn+2H；

(4)由形成氢氧化物沉淀的pH范围可知，亚铁离子不容易生成氢氧化亚铁沉淀，若省略

该步骤，滤液中会混有亚铁离子，导致所得产品中混有亚铁盐；

(5)若所得滤液中c(Mg2+)=L0xl0-5mol.uLc2(F)=彳管;'==6.4x10“,则

滤液中c(Ca2+)为c(Ca?+)=号器^=1卷丁1110117=6.25x108moi.pmoLU、

(6)向滤液中加入氨水和空气，空气中氧气具有氧化性，氧化锌离子得到Mm。©反应为：

2+

6Mn+O2+12NH,-H2O=2Mn3O4+12NH4+6H2O。

2++3+

4.(1)PbSO42Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O

(2)[2.8~3.5)或2.8<pH<3.5

⑶盐酸

⑷H2A2或萃取剂

(5)粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的锢

答案第3页，共19页

190x4

(6)4—.-X1021

a-M

【分析】废渣（ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物），加酸后Pb?+转化成硫酸铅除去，滤渣1为

硫酸铅，浸出液中含有ZM+、Fe2\1/+等阳离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价

铁离子，反应原理为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,加入碳酸钠“调pH”使三价铁离子沉淀

完全，加入有机溶剂经过萃取分液，原理可表示为：In3+（叫）+3[H2A2]（有机相）脩为

[InA3・3HA]（有机相）+3H+（aq）,然后加入盐酸进行反萃取，再加入Zn进行置换得到海绵锢,

最后得到精锢，据此分析解题。

【详解】（1）根据分析可知，滤渣1的主要成分为PbSCU;“氧化”步骤发生反应的离子方程

2++3+

式为2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O；

（2）常温下“调pH”使三价铁离子沉淀完全，1/+不沉淀，应控制pH范围为2.8WpH<3.5；

（3）在进行反萃取时加入的是酸，若滤液1的主要成分为ZnCb,则试剂X应使用盐酸；

（4）萃取原理可表示为：In3+（aq）+3[H2A2]（有机相）噜？[InA3・3HA]（有机相）+3H+（aq）,在反

萃取时加入酸，可得到萃取剂，故流程中可循环利用的物质为萃取剂；

（5）“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为：粉状物粒度更小，比表面积更大，更有

利于置换生成海绵状的锢；

（6）①由晶胞结构可知，锢原子位于As原子围成的四面体空隙，In的配位数为4；

②由晶胞结构可知，As原子有4个位于体内，In原子数目8x：+6x：=4,晶胞的质量为

o3

190x4_190x4

——g,则晶体密度为3Nxl（）2ig・cm-3；

NAa

5.（1）MMMM原子核外电子跃迁释放能量（合理即可）

3d

（2）将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等（答两条，合理即可）

硫酸3:2

(3)Fe(OH)3

(4)Mn月+Ca“=Cag+Mn2+或MnE,(s)+Ca"(aq).,CaF^(s)+Mn2+(aq)

1.4x10-8

+

(5)c(Na)=c(H2CO3)+c(HCO；)+c(CO|")

2+

Mn+2HCQ-=MnCO3J+CO2T+H2O

答案第4页，共19页

【分析】MnCh在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化

还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSCU溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然

3+3

后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe,再加入CaO调整溶液pH,使Fe\

Cu?+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca?+,

净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去,过滤得到的滤液含有MnSCU,

然后加入碳酸氢钠沉镒，处理得到MnCCh,据此作答。

【详解】(1)

Fe2+价层电子排布式为3d6,则排布图为t|t|t|；

3d

Cu的焰色试验为绿色，这是原子核外电子跃迁释放能量的结果。

(2)加快“酸浸”速率的措施有：将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓

度等；

结合题图中后续操作后得到的是MnS04溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸；

“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+,反应的离子方程式为：

+3+2+

2FeS2+3MnO2+12H=2Fe+4S+3Mn+6H2O,则该反应中氧化剂MnO2与还原剂FeS2的

物质的量之比为3：2o

(3)然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+,再加入CaO调整溶液pH,

使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，同时产生的Ca?+与硫酸根离子形成微溶的CaSO4,

滤渣H的手要成分为CaSCU、CU(0H)2、Fe(OH)3,故答案为：Fe(OH)3o

2+2+

(4)加入M11F2是转化为氟化钙沉淀，发生反应的离子方程式为：MnF2