2022年領(lǐng)軍高考化學(xué) 清除易錯(cuò)點(diǎn) 專題21 化工流程模擬題訓(xùn)練

2022年領(lǐng)軍高考化學(xué) 清除易錯(cuò)點(diǎn) 專題21 化工流程模擬題訓(xùn)練1聚合硫酸鐵（PFS）是一種高效的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。某工廠利用經(jīng)浮選的硫鐵礦燒渣（有效成分為 Fe2O3 和 Fe3O4）制備 PFS，其工藝流程如下圖所示。（1）CO是“還原焙燒”過(guò)程的主要還原劑。下圖中，曲線表示 4 個(gè)化學(xué)反應(yīng) a、b、c、d 達(dá)到平衡時(shí)氣相組成和溫度的關(guān)系，、分別是 Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe 穩(wěn)定存在的區(qū)域。a屬于_（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）；570時(shí)，d 反應(yīng)的平衡常數(shù) K=_。（2）800，混合氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)為40時(shí)，F(xiàn)e2O3用CO還原焙燒過(guò)程中發(fā)生的主要的化學(xué)反應(yīng)方程式：_（3）若“酸浸”時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，浸出液 Fe2+含量反而降低，主要原因是_。（4）已知：25時(shí)，KspFe(OH)2=1.0×10-17，KspFe(OH)3=1.0×10-39。若浸出液中c(Fe3+) = 10-1.8mol·L-1，為避免“催化氧化”過(guò)程中產(chǎn)生副產(chǎn)物 Fe(OH)3，應(yīng)調(diào)節(jié)浸出液的 pH_。（5）FeSO4 溶液在空氣中會(huì)緩慢氧化生成難溶的Fe(OH)SO4 ，該反應(yīng)的離子方程式_. （6）“催化氧化”過(guò)程中，用 NaNO2 作催化劑（NO 起實(shí)質(zhì)上的催化作用）時(shí)，溫度與Fe2+轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如右圖所示（反應(yīng)時(shí)間相同），F(xiàn)e2+ 轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高先上升后下降的原因是_.【答案】 放熱反應(yīng) 1 Fe2O3+CO=FeO+CO2 Fe2+易被空氣中的 O2 氧化成 Fe3+ 1.6 4Fe2+O2+4SO42-+2H2O=4Fe(OH)SO4 溫度升高，反應(yīng)速率增大；溫度過(guò)高，NO 氣體逸出，轉(zhuǎn)化率下降2FeFe2O3納米線是一種新型鐵基材料，在催化、生物醫(yī)藥、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。某研究小組以赤泥（鋁土礦提取氧化鋁過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，含SiO2、Fe2O3、Al2O3）為原料，設(shè)計(jì)下列流程制備FeFe2O3納米線并探究其在水處理中的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：（1）“浸出”實(shí)驗(yàn)中，鹽酸起始濃度對(duì)鐵、鋁浸出率的影響如圖所示：鹽酸的合適濃度為_(kāi)。鹽酸起始濃度為2 mol·L1時(shí)，鐵的浸出率很低，原因是_。（2）已知：25時(shí)，Al(OH)3(s)AlO2+ H+ + H2O K=4×1013。若浸出液c(Al3+) = 0.04 mol·L1，“調(diào)節(jié)pH”時(shí)，pH最小應(yīng)為_(kāi)（設(shè)調(diào)節(jié)pH過(guò)程中溶液體積不變）。（3）FeFe2O3納米線為殼層結(jié)構(gòu)（核是Fe、殼是Fe2O3），殼是由中心鐵核在合成過(guò)程中被氧化而形成。“合成”時(shí)滴加NaBH4溶液過(guò)程中伴有氣泡產(chǎn)生，濾液中含B(OH)3，合成鐵核的離子方程式為_(kāi)?！昂铣伞焙?，經(jīng)過(guò)濾、_、_獲得FeFe2O3納米線。（4）FeFe2O3納米線去除水體中Cr2O72的機(jī)理是，納米線將Cr2O72吸附在表面并還原。在“無(wú)氧”和“有氧”條件下將納米線分別置于兩份相同的水體中，80 min后回收該納米線，測(cè)得其表面元素的原子個(gè)數(shù)比如下表：在水體中FeFe2O3納米線形成的分散系是_。樣本2的實(shí)驗(yàn)條件是_（填“有氧”或“無(wú)氧”）。已知水體中檢測(cè)不到Cr()，樣本1中FeFe2O3納米線的表面Cr()的去除率為_(kāi)?！敬鸢浮?6 mol·L1 鹽酸起始濃度為2mol·L1時(shí)，F(xiàn)e3+發(fā)生了水解 11 9H2O + 4Fe3+ + 3BH4 = 4Fe + 6H2+ 3B(OH)3 + 9H+ 洗滌 烘干 膠體 有氧 46.8%3以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl3·6H2O）的工藝流程如下：完成下列填空：（1）焙燒產(chǎn)生的SO2可以繼續(xù)制備硫酸，其中的反應(yīng)之一為：2SO2+O2 2SO3+Q(Q>0)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_；欲使K值增大，可采取的措施是_。若經(jīng)一段時(shí)間后SO3的濃度增加了4mol/L，在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.4 mol/(Ls)，則這段時(shí)間為_(kāi)（選填編號(hào)）。a1s b5s c10s d50s（2）硫鐵礦焙燒后的燒渣中含有Fe2O3、Fe3O4等。酸溶后溶液中主要存在的陽(yáng)離子有_，不能用硫酸代替鹽酸的原因是_。（3）通入氯氣時(shí)，主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。從氧化后的溶液中得到氯化鐵晶體的實(shí)驗(yàn)步驟為_(kāi)、_、過(guò)濾洗滌。（4）酸溶及后續(xù)過(guò)程中均需保持鹽酸過(guò)量，請(qǐng)從水解平衡移動(dòng)原理解釋原因_。【答案】 K 降溫 b Fe2+、Fe3+、H+(H+不寫不扣分) 會(huì)引入SO42-離子，影響產(chǎn)品的純度 2Fe2+Cl22Fe3+2Cl- 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+，鹽酸過(guò)量，使H+增大，平衡朝逆向移動(dòng)，抑制Fe3+的水解，增大了氯化鐵晶體的產(chǎn)量4用方鉛礦精礦( 主要為PbS)和軟錳礦(主要為MnO2,還有少量Fe2O3，Al2O3等雜質(zhì)) 制備PbSO4和Mn3O4的工藝流程如下：已知：PbS+MnO2+ 4 H+= Mn2+Pb2+S+2H2O25 時(shí)，Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，Ksp(PbSO4)=1.8×10-8PbCl2 (s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) H>0（1）80用鹽酸處理兩種礦石，為加快酸浸速率，還可采用的方法是_(任寫一種)。（2）向酸浸液中加入飽和食鹽水的目的是_；加入物質(zhì)X可用于調(diào)節(jié)酸浸液的pH值，物質(zhì)X可以是_(填字母)。AMnCO3 BNaOH CZnO DPbO（3）濾渣中含有兩種金屬雜質(zhì)形成的化合物，其成分為_(kāi)(寫化學(xué)式);請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)分離兩種金屬化合物的路線圖(用化學(xué)式表示物質(zhì)，用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系，箭頭上注明試劑和分離方法)。_。（4）向?yàn)V液2中通入NH3和O2發(fā)生反應(yīng)，寫出總反應(yīng)的離子方程式。_。（5）用Mn3O4為原料可以獲得金屬錳，選擇合適的冶煉方法為_(kāi) (填字母)。A熱還原法 B電解法 C熱分解法（6）求25氯化鉛沉淀轉(zhuǎn)化為硫酸鉛沉淀反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_(保留到整數(shù)位)?！敬鸢浮?粉碎礦石或攪拌或適當(dāng)增加鹽酸濃度 增大PbCl2的溶解度 AD Al(OH)3、Fe (OH)3 6Mn2+12NH3+6H2O+O2=2Mn3O4+12NH4+ A 889淀反應(yīng)PbCl2 (s)+SO42-(aq) 2Cl-(aq) +PbSO4(s)的平衡常數(shù)K=。5蘭尼鎳是一種帶有多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)小晶粒組成的鎳鋁合金，被廣泛用作有機(jī)物的氫化反應(yīng)的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等)為原料制備蘭尼鎳的工藝流程如下圖所示：（1）浸出渣A的主要成分是_（填化學(xué)式）。（2）已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3，而加壓酸浸后浸出液A中含有大量Ni2，寫出有關(guān)鎳元素的加壓酸浸的化學(xué)反應(yīng)方程式_。（3）向浸出液A中通入H2S氣體，還原過(guò)程中所涉及主要反應(yīng)的離子方程式是_。（4）在形成Ni(CO)4的過(guò)程中，碳元素的化合價(jià)沒(méi)有變化，則Ni(CO)4中的Ni的化合價(jià)為_(kāi)。 （5）“堿浸”的目的是使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)對(duì)氫氣的強(qiáng)吸附性，此過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。（6）常溫時(shí)，向濃度均為1.0mol·L-1的FeSO4、NiSO4的混合溶液中滴加Na2S 固體，當(dāng)Ni2+恰好沉淀完全時(shí)，所得溶液中c(Fe2+)=_。（已知：25，Ksp(NiS)=2.0×10-21、Ksp(FeS)=6.0×10-18溶液中的離子濃度10-5 mol·L-1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全。）（7）浸出液B可以回收，重新生成鋁以便循環(huán)利用。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的回收流程：浸出液B_。 （箭頭上注明外加反應(yīng)物的化學(xué)式和反應(yīng)條件）。(示例：)【答案】 SiO2 2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2+4H2O H2S+2Fe3+=2Fe2+2H+S 0 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 0.03mol/L 【解析】紅土鎳礦（主要成分為NiS、FeS和SiO2等）煅燒發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到Ni2O3、Fe2O3（SiO2不6以紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等) 為原料制備蘭尼鎳的工藝流程如下所示。（1）形成Ni(CO)4時(shí)碳元素的化合價(jià)沒(méi)有變化，則Ni(CO)4中的Ni的化合價(jià)為_(kāi)。（2）Ni2O3有強(qiáng)氧化性，加壓酸浸時(shí)有氣體產(chǎn)生且鎳被還原為Ni2+，則產(chǎn)生的氣體為_(kāi)(填化學(xué)式)。（3） 濾渣D為單質(zhì)鎳、硫的混合物，請(qǐng)寫出向浸出液B中通入H2S氣體時(shí)所有反應(yīng)的離子方程式:_，_。（4） 已知: 3Fe2+ +2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62(藍(lán)色沉淀)；4Fe3+3Fe(CN)64-=Fe4Fe(CN)63(藍(lán)色沉淀)。下列可以用于檢驗(yàn)濾液C 中金屬陽(yáng)離子的試劑有_(填標(biāo)號(hào))a.KSCN溶液 b.K3Fe(CN)6 c.K4Fe(CN)6 d.苯酚（5）蘭尼鎳是一種帶有多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)小晶粒組成的鎳鋁合金。堿浸鎳鋁合金后，殘鋁量對(duì)蘭尼鎳的催化活性有重大影響，根據(jù)下圖分析，殘鋁量在_范圍內(nèi)催化活性最高，屬于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。（6） 仿照下面示例，設(shè)計(jì)從浸出液E 回收氧化鋁的流程: 浸出液E_。(示例: )【答案】 0 O2 H2S+ 2Fe3+=2Fe2+2H+ S H2S+Ni2+=Ni+2H+S b 4%6% 7一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面：鋰混雜于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如下：已知：CoCO3的溶度積為：Ksp=1.0×10-13；溶液中離子濃度小于1.0×10-5mol/L時(shí)認(rèn)為該離子沉淀完全。(1)“堿溶”前通常將廢料粉碎，其目的是_。(2)過(guò)程I中采用NaOH溶液溶出廢料中的A1，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)過(guò)程中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷。則浸出含鉆物質(zhì)的反應(yīng)化學(xué)方程式為 (產(chǎn)物中只有一種酸根) _。在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，也可用鹽酸浸出鈷，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸，請(qǐng)分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因_。(4)過(guò)程III得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和AI(OH)3，碳酸鈉溶液在產(chǎn)生 Al(OH)3時(shí)起重要作用，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式_。(5)將2.0×10-4 mol/LCoSO4與2.2×10-4mol/L的Na2CO3等體積混合，此時(shí)溶液中的Co2+的濃度為_(kāi)，Co2+是否沉淀完全? _(填“是”或“否”)。(6)CoO溶于鹽酸可得粉紅色的CoCl2溶液。CoCl2含結(jié)晶水?dāng)?shù)目不同而呈現(xiàn)不同顏色，利用藍(lán)色的無(wú)水CoCl2吸水變色這一性質(zhì)可制成變色水泥和顯隱墨水。如圖是粉紅色的CoCl2·6H2O晶體受熱分解時(shí)，剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線，物質(zhì)B的化學(xué)式是_?！敬鸢浮?增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率； 2A1+2OH+2H2O = 2A1O2+3H2； 4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4= 12CoSO4+Na2SO4+ 11H2O；Co2O3·CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2，污染環(huán)境；2A13+3CO32+3H2O= 2A1(OH)3+3CO2； 1.0×10-8mol/L；是； CoCl2·H2O。8鈦鐵礦主要成分為FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)），Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦來(lái)制備，工藝流程如下：（1）鈦鐵礦在預(yù)處理時(shí)需要進(jìn)行粉碎，其原因是_。（2）過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式是： FeTiO3 + 4H+ 4Cl= Fe2+ + TiOCl42+ 2H2O、_。（3）過(guò)程中，鐵的浸出率結(jié)果如圖1所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為80%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件是_。（4）過(guò)程中固體TiO2與雙氧水、氨水反應(yīng)轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時(shí)，Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖2所示，反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，Ti元素浸出率下降的原因是_。（5）在濾液B轉(zhuǎn)化為FePO4沉淀過(guò)程中發(fā)生以下反應(yīng)，請(qǐng)配平：Fe2+ +_ + H3PO4 =FePO4 + _ + _（6）過(guò)程中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式是_?！敬鸢浮?增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率。 MgO+2H+=Mg2+H2O 100 3小時(shí) 溫度過(guò)高，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致Ti元素浸出率下降 2Fe2+ H2O2+ 2H3PO4 = 2FePO4 + 4H+ 2H2O 2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ 3CO2+ H2O【解析】（1）鈦鐵礦在預(yù)處理時(shí)需要進(jìn)行粉碎，以增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）過(guò)程中鐵鈦礦中FeTiO3及MgO與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式是： FeTiO3 + 4H+ 4Cl= Fe2+ + TiOCl42+ 2H2O、MgO+2H+=Mg2+H2O；（3）過(guò)程中，鐵的浸出率結(jié)果如圖1所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為80%9CoCO3是一種制造鋰電池電極的原料。以含鈷廢渣（主要成分CoO、Co2O3，還含有Al2O3、ZnO等雜質(zhì)）為原料制備CoCO3的一種工藝流程如下：下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol/L計(jì)算）(1)“酸浸”時(shí)通入SO2的目的是_。(2)“除鋁”時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_(kāi)，該過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)“萃取”過(guò)程可表示為ZnSO4（水層）+2HX（有機(jī)層）ZnX2（有機(jī)層）+H2SO4（水層），由有機(jī)層獲取ZnSO4溶液的操作是_。(4)“沉鈷”時(shí)Na2CO3溶液需緩慢滴加的原因是 _。(5)CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi) 。【答案】 將Co3+還原為Co2+ 5.05.4 2Al3+3CO32-+3H2O=2Al(OH)3+3CO2 向有機(jī)層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液 防止加入過(guò)快而產(chǎn)生Co(OH)2沉淀 2CoCO3Co2O3+CO+CO2【解析】(1)“酸浸”時(shí)通入SO2的目的是將Co3+還原為Co2+；(2)“除鋁”時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH范圍使鋁完全沉淀但鋅沒(méi)有開(kāi)始沉淀，則范圍為5.05.4，該過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為2Al3+3CO32-+3H2O=2Al(OH)3+3CO2；(3)“萃取”過(guò)程可表示為ZnSO4（水層）+2HX（有機(jī)層）ZnX2（有機(jī)層）+H2SO4（水層），由有機(jī)層獲取ZnSO4溶液的操作是向有機(jī)層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液；(4)“沉鈷”時(shí)Na2CO3溶液需緩慢滴加，防止加入過(guò)快而產(chǎn)生Co(OH)2沉淀；(5)CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，同時(shí)生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CoCO3Co2O3+CO+CO2。10用混有硫酸亞鐵和硫酸鎂等雜質(zhì)的錳礦(含MnO2、MnCO3)生產(chǎn)硫酸錳，實(shí)驗(yàn)室模擬生產(chǎn)過(guò)程如下:(完全沉淀離子的pH值:Fe3+為3.5，F(xiàn)e2+為9.5，Mn2+為10.8，Mg2+為11.6)（1）酸浸中加入的酸是_(填化學(xué)式，下同)，提高酸浸速率的方法是_(任寫一種)，從經(jīng)濟(jì)效益考慮,物料A可能是_。（2）反應(yīng)器中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式是_ 。（3）硫酸錳和硫酸鎂的溶解度曲線如圖所示:操作I為:在_下蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾。其趁熱過(guò)濾目的是_；為了得到更純凈的一水合硫酸錳，需將晶體置于過(guò)濾器中，用_進(jìn)行洗滌(本空格從以下選擇)a.蒸餾水 b.稀硫酸 c.飽和硫酸錳溶液 d.氫氧化鈉溶液（4）MnSO4·H2O在1150高溫下易分解，產(chǎn)物是Mn304、含硫化合物、水，在該條件下硫酸錳晶體分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是_?！敬鸢浮?H2SO4 粉碎、攪拌等 MnCO3等 MnO2+2Fe2+4H+=Mn2+2Fe3+2H2O 60 防止MgSO4結(jié)晶析出，提高M(jìn)nSO4的產(chǎn)率 c 3MnSO4·H2OMn3O4+SO2+2SO3+3H2O11工業(yè)上可用鉻鐵礦(主要成分可表示為FeO·Cr 2O3，還含有Al2O3、MgCO3、SiO2 等雜質(zhì))為原料制備重鉻酸鉀晶體和綠礬的流程如下：已知：常見(jiàn)離子沉淀的pH范圍Fe3+Al3+Mg2+SiO32-AlO2-開(kāi)始沉淀1.94.28.19.510.2沉淀完全3.25.39.48.08.5焙燒過(guò)程中主要發(fā)生反應(yīng)：2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2Cr2O4+Fe2O3+ 4CO2 +7NaNO2。（1）綠礬的化學(xué)式為_(kāi)。（2）焙燒后的混合物中除含有Na2Cr2O4、NaNO2和過(guò)量的Na2CO3、NaNO3外，還含有NaAlO2和Na2SiO3等物質(zhì)，則焙燒過(guò)程中NaAlO2的化學(xué)方程式為_(kāi)。（3）固體Y的主要成分為_(kāi)(填寫化學(xué)式)。（4）酸化過(guò)程中用醋酸調(diào)節(jié)pH=5的目的為_(kāi)；若pH調(diào)節(jié)的過(guò)低，NO2-可被氧化為NO3-，其離子方程式為_(kāi)。（5）調(diào)節(jié)pH=5后，加入KCl 控制一定條件，可析出K2Cr2O7晶體，說(shuō)明溶解度的大?。篕2Cr2O7_Na2Cr2O7(填“大于”或“小于”)。（6）流程中的一系列操作為_(kāi)?！敬鸢浮?FeSO4·7H2O Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2  H2SiO3和Al(OH)3 將CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72- Cr2O72-+3NO2-+8H+=2Cr3+3NO3-+4H2O 小于 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾12鈷酸鋰(LiCoO2)電池是一種應(yīng)用廣泛的新型電源，電池中含有少量的鋁、鐵、碳等單質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室嘗試對(duì)廢舊鈷酸鋰電池回收再利用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：已知：還原性：Cl->Co2+；Fe3+和C2O42-結(jié)合生成較穩(wěn)定的 Fe(C2O4)33-，在強(qiáng)酸性條件下分解重新生成Fe3+?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）廢舊電池初步處理為粉末狀的目的是_。（2）從含鋁廢液得到Al(OH)3的離子反應(yīng)方程式為_(kāi)。（3）濾液A中的溶質(zhì)除HCl、LiCl外還有_（填化學(xué)式）。寫出LiCoO2和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_。（4）濾渣的主要成分為_(kāi)（填化學(xué)式）。（5）在空氣中加熱一定質(zhì)量的CoC2O4·2H2O固體樣品時(shí)，其固體失重率數(shù)據(jù)見(jiàn)下表，請(qǐng)補(bǔ)充完整表中問(wèn)題。已知：CoC2O4在空氣中加熱時(shí)的氣體產(chǎn)物為CO2固體失重率=對(duì)應(yīng)溫度下樣品失重的質(zhì)量/樣品的初始質(zhì)量序號(hào)溫度范圍/化學(xué)方程式固體失重率120-220CoC2O4·2H2OCoC2O4+2H2O19.67%300350_59.02%（6）已知Li2CO3的溶度積常數(shù)Ksp=8.64×10-4，將濃度為0.02mol·L-1的Li2SO4和濃度為0.02 mol·L-1的Na2CO3溶液等體積混合，則溶液中的Li+濃度為_(kāi)mol·L-1（7）從FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固體的操作關(guān)鍵是_。【答案】 增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸出率 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH )3+ HCO3- FeCl3、CoCl2 2LiCoO2+8HCl=2CoCl2+Cl2+4H2O+2LiCl C 2CoC2O4+O22CaO+ 4CO2 0.02 加入適量鹽酸（或通入適量氯化氫氣體）13工業(yè)上常以鉻鐵礦(主要成分為亞鉻酸亞鐵FeCr2O4，還有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)紅礬鈉(Na2Cr2O7)，某實(shí)驗(yàn)小組模擬其流程如下圖所示：（1）步驟中，焙燒時(shí)所用的儀器材質(zhì)應(yīng)選用_(填“瓷質(zhì)”、“鐵質(zhì)”或“石英質(zhì)”)，二氧化硅與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。（2）配平步驟中主要反應(yīng)：_FeCr2O4_O2_Na2CO3_Fe2O3_Na2CrO4 _CO2 （3）操作中，酸化時(shí)，CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：_ 。（4）步驟用硫酸將溶液的pH調(diào)至中性，所得濾渣的主要成分是_、_；（5）下圖是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲線，步驟中獲得固態(tài)副產(chǎn)品Na2SO4的實(shí)驗(yàn)操作方法為_(kāi)、_。（6）工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72的酸性廢水，用金屬鐵作陽(yáng)極、石墨作陰極，一段時(shí)間后產(chǎn)生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。若電解后溶液中c(Cr3+)=3.0×105 mol·L1，則c(Fe3+)=_。(已知KspFe(OH)3=4.0×1038 mol·L1，KspCr(OH)3=6.0×1031mol·L1)（7）CrO5的結(jié)構(gòu)式為，該氧化物中Cr為_(kāi)價(jià)?！敬鸢浮?鐵質(zhì) Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 4  7   8   2   8   8 2CrO42+2H+Cr2O72+H2O H2SiO3（H4SiO4或SiO2·H2O） Al(OH)3 加熱濃縮 趁熱過(guò)濾 2.0×1012 mol·L1 +61×c3(OH)=6.0×1031mol·L1，聯(lián)立得：c(Fe3+)=2.0×1012 mol·L1，故答案為：2.0×1012 mol·L1；(7). 由CrO5的結(jié)構(gòu)式可知，一個(gè)Cr原子與5個(gè)O原子形成6個(gè)CrO極性共價(jià)鍵，共用電子對(duì)都偏向于O原子，所以該氧化物中Cr為+6價(jià)，故答案為：+6。14氯酸鎂Mg(ClO3)2常用作催熟劑、除草劑等，工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)前，實(shí)驗(yàn)室先按如下流程進(jìn)行模擬制備少量Mg(ClO3)2·6H2O：已知：鹵塊主要成分為MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì)。幾種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如右圖。（1）鹵塊中加H2O2的目的是_，寫出該反應(yīng)的離子方程式_。（2）加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何檢驗(yàn)SO42-已沉淀完全？_。（3）常溫下，加MgO調(diào)節(jié)pH=4后溶液中c(Fe3+)=_(已知KspFe(OH)3=4×10-38，過(guò)濾所得濾渣的主要成分有_。（4）加入NaClO3飽和溶液公有NaCl晶體析出，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_，請(qǐng)利用該反應(yīng)，結(jié)合上圖，制取Mg(ClO3)2·6H2O的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：取樣，加入NaClO3飽和溶液充分反應(yīng)；蒸發(fā)結(jié)晶；_；冷卻結(jié)晶；過(guò)濾、洗滌，獲得Mg(ClO3)2·6H2O晶體。【答案】 將Fe2+氧化為Fe3+ 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O 靜置，取上層清液加入BaCl2，若無(wú)白色沉淀，則SO42-沉淀完全 4×10-8 BaSO4和Fe(OH)3 MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl 趁熱過(guò)濾【解析】（1）鹵塊中加H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；（2）檢驗(yàn)硫酸根離子是否除凈的方法：靜置，取上層清液加入BaCl2，若無(wú)白色沉淀，則SO42-沉淀完全；15硫化鋅（ZnS）是一種重要的化工原料，難溶于水，可由煉鋅的廢渣鋅灰制取其工藝流程如圖所示（1）為提高鋅灰的浸取率，可采用的方法是_（填序號(hào)）。研磨   多次浸取   升高溫度   加壓     攪拌（2）步驟所得濾渣中的物質(zhì)是（寫化學(xué)式）_。（3）步驟中可得Cd單質(zhì)，為避免引入新的雜質(zhì)，試劑X應(yīng)為_(kāi)。（4）步驟還可以回收Na2SO4來(lái)制取Na2S。檢驗(yàn)ZnS固體是否洗滌干凈的方法是_；Na2S可由等物質(zhì)的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制取，化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)；已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度隨溫度變化曲線如圖，從濾液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是_。（5）若步驟加入的ZnCO3為b mol，步驟所得Cd為d mol，最后得到VL、物質(zhì)的量濃度為c mol/L的Na2SO4溶液則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質(zhì)量為_(kāi)?！敬鸢浮?Fe(OH)3 Zn 取少量最后一次洗滌液于試管中，先加入HCl酸化，再加入氯化鋇，若無(wú)白色沉淀生成，則已洗凈 Na2SO4+CH4Na2S+CO2+2H2O 蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥 65(Vc-b-d)16某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)上的廢渣(廢渣主要含有MgCO3、MgSiO3和少量Fe、Al的氧化物)為原料，制備MgCO3·3H2O。實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：（1）為了加快廢渣的酸溶速率，可采取的辦法有_(任寫一點(diǎn))，酸溶時(shí)廢渣中主要成分發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。（2）加入30%H2O2的目的是_。（3）用萃取分液的方法除去溶液中的Fe3+萃取分液完成后，檢驗(yàn)水相中是否含有Fe3+的最佳試劑是_。（4）室溫下，除去MgSO4溶液中的A13+(使Al3+濃度小于1×10-6mol/L)而不引入其它雜質(zhì)，應(yīng)加入的試劑X為_(kāi)，應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍為_(kāi)。已知：KspAl(OH)3=1.0×10-33 pH=8.5 時(shí)，Mg(OH)2開(kāi)始沉淀（5）下圖為不同反應(yīng)溫度下所得水合碳酸鎂的X射線衍射譜圖。由圖可知，干燥時(shí)需控制溫度范圍為_(kāi)，溫度較高時(shí)MgCO3·3H2O發(fā)生轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為_(kāi)。【答案】 升高溫度、攪拌、提高硫酸濃度等 MgCO3+2H+=Mg2+H2O+CO2 MgSiO3+2H+=Mg2+H2SiO3 將Fe2+氧化為Fe3+ ，便于除去 KSCN 溶液 MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2 CO3 5.0pH8.5 293K313K（313K以下也可） 5MgCO3·3H2O =Mg5 (OH)2 (CO3)4· 4H2O+CO2+10H2O17鉆酸鋰電池成用廣泛，電池正極材料主要含有LiCoO2、導(dǎo)電劑乙炔黑。鋁箔及少量Fe,可通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)方法回收鈷、鋰。幾種金屬離子沉淀完全(離子濃度為10-5mol/L)的pH如下表:離子Fe3+Al3+Fe2+Co2+溶液pH3.24.79.09.2回答下列問(wèn)題:（1）LiCoO2中，Co 元素的化合價(jià)為_(kāi)，濾液I的主要成分是_。（2）已知: 氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”過(guò)程中H2O2所起主要作用是_。“調(diào)節(jié)pH”除去的離子主要有Al3+和_。（3）酸浸時(shí)浸出率隨溫度變化如圖所示，溫度升高至50以上時(shí)浸出率下降的原因是_。（4）“萃取”和“反萃取“可簡(jiǎn)單表示為: Co2+2(HA)2 Co(HA2)2+2H+則反萃取過(guò)程加入的試劑X是_。（5）向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。【答案】 3 NaAlO2、NaOH 將Co3+還原為Co2+ Fe3+ 溫度升高，H2O2分解速率加快，參與酸浸反應(yīng)的H2O2的量減少，導(dǎo)致浸出率下降 H2SO4溶液 Co2+2HCO=CoCO3CO2H2O18工業(yè)上常用水鈷礦（主要成分為Co2O3，還含少量Fe2O3、 Al2O3、MgO、CaO等雜質(zhì)） 制備鈷的氧化物，其制備工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：（1）在加入鹽酸進(jìn)行“酸浸”時(shí)，能提高“酸浸”速率的方法有_（任寫一種）。（2）“酸浸”后加入Na2SO3，鈷的存在形式為Co2+，寫出產(chǎn)生Co2+反應(yīng)的離子方程式_。（3）溶液a中加入NaClO的作用為_(kāi)。（4）沉淀A 的成分為_(kāi)。操作2的名稱是_。（5）已知: Ksp (CaF2)=5.3×10-9，Ksp(MgF2)=5.2×10-12，若向溶液c 中加入NaF溶液，當(dāng)Mg2+恰好沉淀完全即溶液中c(Mg2+)=1.0×10-5moI/L，此時(shí)溶液中c(Ca2+)最大等于_mol·L-1。（6）在空氣中煅燒CoC2O4 生成鈷的某種氧化物和CO2，測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為12.05 g，CO2的體積為6.72 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則此反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)?！敬鸢浮?將水鈷礦石粉碎 ；充分?jǐn)嚢瑁贿m當(dāng)增加鹽酸濃度；提高酸浸溫度等 2Co3+SO32-+H2O2Co2+SO42-+2H+ 將溶液中Fe2+氧化成Fe3+ Fe(OH)3 Al(OH)3 過(guò)濾 0.01（0.0102） 3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO219CoCl26H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑?？捎伤挼V主要成分為Co2O3、Co（OH）3，還含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等制取，其工藝流程如下： 已知：浸出液中含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等流程中部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表 沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2開(kāi)始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8CoCl26H2O熔點(diǎn)為86，加熱至110120時(shí)，失去結(jié)晶水生成CoCl2回答下列問(wèn)題：（1）浸出水鈷礦過(guò)程中，F(xiàn)e2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。（2）向浸出液中加入適量NaClO3目的是_。（3）“加Na2CO3調(diào)pH至a”，a=_；過(guò)濾所得沉淀的主要成分為_(kāi)（填化學(xué)式）。（4）萃取劑對(duì)金屬離子的萃取與溶液pH的關(guān)系如下圖所示，向“濾液”中加入該萃取劑的目的是_，使用該萃取劑的最佳pH范圍是_（填選項(xiàng)字母）A 5.05.5 B 4.04.5 C 3.03.5 D 2.02.5（5）實(shí)驗(yàn)操作“操作1”為_(kāi)、_、過(guò)濾和減壓烘干；制得的CoCl26H2O在烘干時(shí)需減壓烘干的原因是_。【答案】 Fe2O3+Na2SO3+4HCl=2FeCl2+Na2SO4+2H2O 將Fe2+氧化為Fe3+，易于除去鐵元素 5.2 Fe（OH）3、Al（OH）3 除去溶液中的Mn2+ C； 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解20某菱鐵礦的主要成分是FeCO3,還含有SiO2、少量CaCO3和 Al2O3。下圖是利用該菱鐵礦制備磁性Fe3O4膠體粒子的簡(jiǎn)要工藝流程：（1）菱鐵礦石粉碎的目的是_；堿浸可否用較便宜的Ca(OH)2替代NaOH?說(shuō)明理由：_。（2） “不溶物”加稀鹽酸可否改用不易揮發(fā)的稀硫酸？說(shuō)明理由_；“不溶物”加稀鹽酸后“部分氧化”之前還有項(xiàng)操作，化學(xué)實(shí)驗(yàn)名稱為_(kāi)。（3） “部分氧化”離子方程式為_(kāi)。（4）如何實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“部分氧化”的濾液中存在Fe2+?_。（5）Fe3O4膠粒的直徑的范圍是_?！敬鸢浮?增大固體表面積，提升“堿浸”時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率 不能，Ca(OH)2溶解度較小不能順利溶解鐵礦中的Al2O3 不可，CaSO4微溶很難除凈固體中的CaCO3 過(guò)濾 ClO3- + 6H+ + 6Fe2+ = Cl- + 6Fe3+ + 3H2O 往試樣中滴加高錳酸鉀酸性溶液，高錳酸鉀紫紅色褪去，說(shuō)明濾液中尚存Fe2+（或其它合理答案） 1100nm（或10-910-7m等合理答案）21軟錳礦的主要成分是MnO2，還含有少量(Hg2+等)重金屬化合物雜質(zhì)。黃鐵礦的主要成分是FeS2，還含有SiO2和Al2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上采用同槽硫酸酸溶等工藝制備碳酸錳并回收硫酸銨，其主要流程如下：( 已知: KspAl(OH) 3=1 3×10-33，KspFe(OH) 3=5.3×10-38，金屬離子的濃度小于1×10-6視為沉淀完全。)（1）為了提高錳元素的浸出率，在“浸取”時(shí)可采取的措施有：適當(dāng)升高溫度，攪拌，_等。（2）流程“氧化”中加入MnO2與Fe2+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。（3）“濾渣2”中主要成分的化學(xué)式為_(kāi)。（4）流程“除重金屬”時(shí)使用（NH4）2S而不使用Na2S的原因是_。（5）流程“50碳化”得到碳酸錳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。（6）生成的碳酸錳產(chǎn)品需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)產(chǎn)品完全洗凈的方法是_?！敬鸢浮?適當(dāng)增大硫酸濃度(或?qū)⒌V石研成粉末或延長(zhǎng)浸泡時(shí)間等) MnO2+2Fe2+4H+=2Fe3+Mn2+2H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 Na2S會(huì)增大回收產(chǎn)物(NH4)2SO4中Na+含量 MnSO4+2NH4HCO3(NH4)2SO4+ MnCO3+ CO2+H2O 取最后一次洗滌濾液，加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀，則已洗凈（合理答案均給分）