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1、工艺流程题大题训练（共13题）1（2021湖北荆州市高三其他模拟）某铜镉渣的主要成分为单质以及铜、镉、铁、钴等金属单质或它们的氧化物。某同学以其为原料设计如图工艺流程回收铜、镉、铁、钴。回答下列问题：(1)“浸出”过程生成大量气体是_(填化学式)，写出一种提高“浸出”效率和浸出率的措施：_。(2)“氧化除铁”原理是空气中的氧气将浸出液中的氧化为，写出该反应的离子方程式：_。(3)“除锰”时，参加反应的_。(4)若在实验室进行萃取“除铜”，所必须用到的仪器是_，萃取前对仪器进行的操作是_，放液时，上层液体由_(填“上口”或“下口”)倒(放)出。(5)水相中主要含，经检测。向水相通入氨气调节_时，
2、水相中沉淀完全已知常温下，；溶液中视为沉淀完全；()。(6)控制一定条件，用惰性电极电解溶液可制备单质锌，电解时阳极反应式为_。2（2021河北唐山市高三三模）某研究小组用炼锌废渣制备。炼锌产生的废渣中含钴1018%、锌1520%左右，还含有少量锰、铁、铜、镉等金属。已知：(1)滤渣1的成分是_，提高“酸浸”浸出率的措施有_。(任写一条措施)(2)“控电位浸出”是控制合适的氧化电位电解除锰，将溶液中变为除去，写出阳极电极反应式_。(3)已知浸出液含金属离子为、，试剂a是和的悬浊液，试剂a除铁的原理是_(文字表述)；滤渣2成分是_。(写化学式)(4)“沉钴”的离子方程式是_，该步骤选择，而不用的
3、原因是_。(5)与按一定比例在700下烧结，可得重要的电极材料钴酸锂()，烧结反应化学方程式是_。3（2021河北邯郸市）下列为从铜转炉烟灰主要含有ZnO，还有少量的Fe()、Pb、Cu、As等元素制取活性氧化锌的流程。已知：活性炭主要吸附有机质；25时，KspFe(OH)3=4.01038；氨体系环境中锌元素以Zn(NH3)42+形式存在；部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH：金属离子Fe3+Fe2+Cu2+Mn2+开始沉淀pH1.97.04.58.1完全沉淀pH3.29.06.410.1请回答以下问题：(1)“浸取”时，ZnO发生反应的离子方程式为_。(2)浸取温度为50，反应时间为1h时
4、，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图，则氯化铵的适宜浓度范围为_molL-1。NH4Cl浓度对烟灰浸出率的影响(3)加入适量KMnO4溶液的目的是除去铁元素的同时溶液中不会有明显的锰元素残留，写出除铁步骤的离子方程式：_，常温下此时体系中Fe3+残留最大浓度为_molL-1。(4)“滤渣”的成分为_(填化学式)。 (5)“沉锌”反应的离子方程式为_，此过程中可以循环利用的副产品是_(填化学式)。(6)取m g活性氧化锌样品配成待测液，加入指示剂34滴，再加入适量六亚甲基四胺，用a molL-1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液V mL。已知：与1.0 mL EDTA标准液c(EDTA
5、)=1.000 molL-1相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139，则样品中氧化锌的质量分数为_(用代数式表示)。4（2021河北保定市高三二模）碳酸锰()是制造电信器材软磁铁氧体的原料。工业上利用软锰矿主要成分为，还含有、等杂质)制取碳酸锰的流程如图。已知：还原烧主反应为；能将氧化为请回答下列问题：(1)若在实验室中进行步骤A，则需用到的主要仪器为_，步骤B中为了加快浸取的速率，可以采取的措施是_(填写1条即可)。(2)步骤C中得到的滤渣的成分是_，步骤D中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_，步骤E中调节pH至4.5的作用是_。(3)的溶液中，不同价态含锰微粒的能量()如图。若某种含锰微粒
6、的能量处于相邻价态两种微粒能量连线左方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒。上述五种含锰微粒中，不能稳定存在于的溶液中的离子是_。(4)步骤H的化学方程式为_；确认已完全反应的现象是_。5（2021山东）柠檬酸铁铵(NH4)3Fe(C6H5O7)2用途广泛，如用于补血药、以改进一些抗癌药物的性能等，为同时实现环境保护和资源的回收利用，以工业废料铁泥(主要成分是Fe2O3，还含有Fe、FeO、SiO2)为原料制备柠檬酸铁铵，工艺流程如下：回答下列问题：(1)预处理的目的是除去铁泥中的油污，最合适的X溶液为_(填标号)。a.碳酸钠溶液 b.氢氧化钠溶液 c.稀盐酸 d.酸性高锰酸钾
7、溶液(2)酸溶过程中要适度升温至85的目的是_，采用的合适加热方式是_。(3)氧化过程中发生反应的离子方程式为_。(4)已知Fe(OH)3的Ksp=110-38.6.加氨水沉淀Fe3得到Fe(OH)3，为减少损失，需将Fe3完全沉淀(微粒浓度不大于10-5 molL-1)，则溶液中pH值不低于_。(5)成盐过程中加入柠檬酸和氨水的反应方程式为_，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥等操作得到纯净柠檬酸铁铵，过滤后用乙醇洗涤2-3次。洗涤时使用乙醇的目的是_。6（2021山东）纳米级复合材料被认为是一种理想的钠离子电池负极材料，以钼精矿主要成分，以及、等杂质为原料生产纳米级的工业流程如下：已知：i.
8、不溶于水和常见的酸碱，“烧熔”时可转化为酸性氧化物；ii.经“烧熔”后可与沸盐酸反应。(1)“粉碎”的目的为_。(2)滤液中含有的金属离子为_；滤渣的成分为_。(3)“碱浸”时发生反应的化学方程式为_；用溶液代替氨水的不足之处为_。(4)已知“硫代”一步生成了，则“沉钼”中加入盐酸生成的离子方程式为_。(5)用“加热还原”，实际操作时需注意的问题为_。(6)分析化学上，常利用“沉钼”反应测定钼的含量，若称量54.0g钼精矿，“沉钼”时得到28.8g，则钼精矿中钼的百分含量为_(转化工艺中钼的损失不计，保留三位有效数字)。7（2021山东）综合利用富钛废渣(含、ZnO、和少量有机物)制备锂离子电
9、池正极材料中间体，并获得部分副产品的工艺流程如下：已知：、，溶液中离子浓度时认为该离子沉淀完全。回答下列问题：(1)“灼烧”的目的为_；“酸溶”时用硝酸代替硫酸的不足之处为_。(2)若省略“还原”工序可能导致的后果为_；当观察到_现象时，即可停止加入铁粉。(3)“酸溶”后钛以形式存在，则“水解”反应的离子方程式为_；中过氧键的数目为_。(4)“氧化”后所得溶液中过渡金属离子浓度均为，则“调pH”的合理范围为_。(5)滤液2可用于制备活性ZnO，其方法为_。(6)“转化”反应的化学方程式为_；以铁、石墨为电极，电解NaOH溶液也可制得，其中Fe作_(填“阳极”或“阴极”)，阳极的电极反应式为_。
10、8（2021山东）以黄铜矿(主要成分是CuFeS2，含少量SiO2)为主要原料生产铜、铁红，原料的综合利用率较高，其主要流程如图。已知：CuCl为白色晶体，难溶于水和乙醇，在空气中易被氧化；可与NaCl溶液反应，生成易溶于水的NaCuCl2。Cu+酸性条件发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。(1)固体C中含有硫单质，则反应的离子方程式为_。从固体C中分离出硫单质的方法是溶解、过滤、蒸馏。最适宜的溶剂为_。A水 B氢氧化钠溶液 CCS2 D酒精(2)写出铁红的一种用途_，反应中氧化还原反应共有_步。(3)常温下，反应中生成的FeCO3达到沉淀溶解平衡时，溶液中c()=3.010-6mol/L
11、，需要控制溶液的pH不大于_时，才能使所得FeCO3中不含Fe(OH)2。过滤后得到的FeCO3固体应进行洗涤，检验沉淀洗涤干净的方法是_。(已知KspFeCO3=3.010-11，KspFe(OH)2=1.010-16)(4)反应在高温下进行，该反应的化学方程式为_。(5)以惰性电极电解溶液D，阴极电极反应式为_。9（2021山东）LiFePO4是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如图：(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2OSiO2，则FeTiO3可写成_，钛铁矿经盐酸浸取后过滤，滤渣
12、的主要成分为_。(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出水解形成TiO2xH2O相应反应的离子方程式_。(3)加入双氧水的目的是_。(4)若“滤液2”中c(Mg2+)=0.02molL-1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=110-5molL-1，此时_ (填“是”或“否”)有Mg3(PO4)2沉淀生成。列式计算解释原因_。已知：Ksp(FePO4)=1.310-22、KspMg3(PO4)2=1.010-24。(5)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_。(6)锂离子电池充电时，LiFePO4接电源的_极(填“正”或
13、“负”)，脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4，若x=，则电极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=_。10（2021河北保定市高三一模）钛白粉学名二氧化钛(TiO2)是性能最佳、应用最广、用量最大的白色颜料。钛铁矿(FeTiO3)中往往含有Fe2O3、MgO、CaO、Al2O3、SiO2等杂质。一种硫酸法钛白粉生产工艺如图：已知：酸解后，钛主要以TiOSO4形式存在。强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SO和一种阳离子。H2TiO3不溶于水和稀酸。(1)磨矿的目的是_。(2)滤渣的主要成分是_。(3)酸解过程中，写出FeTiO3发生反应的化学方程式_。(4)还原过程中，加入铁粉的目的是
14、还原体系中的Fe3+。为探究最佳反应条件，某实验室做如下尝试。在其它条件不变的情况下，体系中Fe()含量随pH变化如图1，试分析在pH介于46之间时，Fe()含量基本保持不变的原因：_。保持其它条件不变的情况下，体系中Fe()含量随温度变化如图2，55后，Fe()含量增大的原因是_。(5)水解过程是硫酸法制钛白工艺中的重要一步：水解过程中得到沉淀的化学式为_。一定量Fe2+的存在有利于水解工艺的进行，因此在水解之前，先要测定钛液中Fe2+的含量。实验室常用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，用离子方程式表示其原理_。11（2021山东）废弃化学品循环再利用对节约资源和保护环境有重要意义。钴盐在新能源、催
15、化、印染等领域应用广泛。利用电解工业产生的钴、镍废渣(含Fe、Cu等)制备CoCl26H2O，流程如下图所示：已知：通常认为溶液中离子浓度小于10-5molL-1为沉淀完全；室温下相关物质的Ksp见下表。物质Co(OH)2NiSCoSKsp110-14.2110-18.5110-20.4回答下列问题：(1)滤渣的主要成分为Fe(OH)3，H2O2氧化Fe2+的离子方程式为_。(2)操作是_；滤液III对应的溶质是_(填化学式)；浓盐酸溶解沉淀时，加入NaCl(s)的目的是_。(3)K2CO3与钴、镍离子反应的产物是氢氧化物沉淀，室温下，在pH8.59.0范围内Co2+_(填“能”或“不能”)沉
16、淀完全，Co(OH)2易被氧化成Co(OH)3，Co(OH)3可氧化浓盐酸，其化学方程式为_。(4)浓缩结晶后的母液V可返回_工序循环利用。(5)利用硫化物分离钴镍离子，向浓度同为0.1molL-1的Ni2+和Co2+混合溶液中逐滴加入(NH4)2S溶液(忽略溶液体积变化)，首先生成硫化物沉淀的离子为_；当第二种离子生成硫化物沉淀时，第一种离子的浓度为_molL-1。12（2021山东）镍及硫酸镍在新型材料、新型电池的生产中有着十分广泛的应用。工业上以硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)为原料制备纯镍或硫酸镍的流程如下：已知：氧化性：Cu2+H+(酸)Ni2+Fe2+H+(水)；常温下溶度积
17、常数：、。(1)步骤所得炉气和炉渣均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，其中炉渣能使酸性高锰酸钾溶液褪色的原因是_；炉气使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式为_。(2)步骤经相应溶剂萃取后得到NiSO4溶液的操作；在实验室中进行所需要使用的玻璃仪器有_。(3)步骤以NiS(含CuS)作阳极、NiSO4溶液作电解液电解可在_极(填“阳”或“阴”)获得粗镍，阳极的主要电极反应式为_。粗镍的电解精炼需要将电解液的pH控制在25之间，下列有关说法错误的是_(填序号)。A防止溶液的酸性过强造成放电，在阴极生成H2B防止溶液的酸性过弱使Ni2+转化成Ni(OH)2沉淀C若溶液的pH2，可加入NiO或Ni(OH)2固体
18、调节溶液的pHD使粗镍中所含的杂质Cu在阳极放电而进入电解液中(4)化学上常认为残留在溶液中的离子浓度小于时该离子沉淀完全。步骤所得的NiSO4溶液中通常含有Cu2+，若该溶液中的，请通过计算说明可通过在溶液中加入NiS的方法除去溶液中Cu2+的原因：_。13（2021河北高三其他模拟）氧氯化锆可溶于水,微溶于盐酸,可用作橡胶添加剂、涂料干燥剂、耐火材料等。工业上以锆英砂(主要成分是,不考虑杂质的影响)为原料,用“一酸一碱法”生产的流程如下图所示:请回答下列问题:(1)高温碱烧过程生成了和另一种钠盐,该反应的化学方程式是_。(2)转型操作的目的是_。流程中有两步操作是为了除硅元素,这两步操作的
19、名称分别是_、_。(3)酸化过程需加入过量盐酸,该操作中发生反应的离子方程式是_。(4)“沸腾氯化法”是另一种生产的方法,该方法先将锆英砂和焦炭研磨成粉并混合,在高温的沸腾炉中用氯气将粉末吹起并充分反应生成、和CO,分离出的水解即可得到和盐酸。在沸腾炉中用氯气把粉末吹起的目的是_。“沸腾氯化法”与“一酸一碱法”相比优点是_。【参考答案及解析】大题训练（共13题）1（2021湖北荆州市高三其他模拟）某铜镉渣的主要成分为单质以及铜、镉、铁、钴等金属单质或它们的氧化物。某同学以其为原料设计如图工艺流程回收铜、镉、铁、钴。回答下列问题：(1)“浸出”过程生成大量气体是_(填化学式)，写出一种提高“浸出
20、”效率和浸出率的措施：_。(2)“氧化除铁”原理是空气中的氧气将浸出液中的氧化为，写出该反应的离子方程式：_。(3)“除锰”时，参加反应的_。(4)若在实验室进行萃取“除铜”，所必须用到的仪器是_，萃取前对仪器进行的操作是_，放液时，上层液体由_(填“上口”或“下口”)倒(放)出。(5)水相中主要含，经检测。向水相通入氨气调节_时，水相中沉淀完全已知常温下，；溶液中视为沉淀完全；()。(6)控制一定条件，用惰性电极电解溶液可制备单质锌，电解时阳极反应式为_。【答案】 加热、提高稀硫酸浓度、搅拌等 分液漏斗 检漏 上口 9.6 (或) 【分析】铜镉渣(主要成分为以及铜、镉(Cd)、铁、钴(Co)
21、等金属单质或它们的氧化物)加稀硫酸和MnO2“浸出”得到锌、铜、镉、铁、钴的硫酸盐和硫酸锰；“氧化除铁”时利用空气中的氧气将浸出液中的氧化为，然后过滤除去；“除锰”时利用KMnO4将浸出液中的Mn2+氧化为MnO2，再经过滤除去；“除铜”时用萃取剂X将Cu2+提取并除去；“除镉”时利用锌粉将溶液中镉置换出来，再经过滤除去；“萃取分液”时利用萃取剂Y进行萃取，Co2+留在水相中，分液除去；“反萃取”时用萃取剂Z(H2O)进行反萃取-分液得硫酸锌溶液。【解析】(1)“浸出”过程中，Zn、Cd、Fe、Co等和稀硫酸反应会生成大量H2；为了提高“浸出”效率和浸出率，可以采取加热、提高稀硫酸浓度、搅拌等
22、措施；(2)“氧化除铁”原理是空气中的氧气将浸出液中的氧化为，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出该反应的离子方程式为；(3)“除锰”时利用KMnO4将浸出液中的Mn2+氧化为MnO2，KMnO4作氧化剂，Mn2+作还原剂，氧化产物和还原产物均为MnO2，KMnO4中Mn化合价降低3，Mn2+化合价升高2，根据得失电子守恒可知“除锰”时，参加反应的2:3；(4)萃取必须用到的仪器是分液漏斗；萃取前需对分液漏斗进行检漏；放液时，先将下层液体从下口放出，再上层液体由上口倒出；(5)溶液中视为沉淀完全，则Co2+完全沉淀时有=c2(OH-)，解得c2(OH-)=1.610-9mol2/L2，c
23、(OH-)=410-5mol/L，c(H+)=10-14(410-5)mol/L=2510-11mol/L，需向水相通入氨气调节-lg(2510-11)=11-2lg5=11-20.7=9.6；(6)用惰性电极电解溶液可制备单质锌时，阳极为水电离的氢氧根离子失电子，电极反应式为(或)。2（2021河北唐山市高三三模）某研究小组用炼锌废渣制备。炼锌产生的废渣中含钴1018%、锌1520%左右，还含有少量锰、铁、铜、镉等金属。已知：(1)滤渣1的成分是_，提高“酸浸”浸出率的措施有_。(任写一条措施)(2)“控电位浸出”是控制合适的氧化电位电解除锰，将溶液中变为除去，写出阳极电极反应式_。(3)已
24、知浸出液含金属离子为、，试剂a是和的悬浊液，试剂a除铁的原理是_(文字表述)；滤渣2成分是_。(写化学式)(4)“沉钴”的离子方程式是_，该步骤选择，而不用的原因是_。(5)与按一定比例在700下烧结，可得重要的电极材料钴酸锂()，烧结反应化学方程式是_。【答案】 适当升温(或适当增大硫酸浓度、搅拌、延长浸出时间等) 将氧化成，通过调节溶液值使水解生成沉淀除去 、和 选用可能会产生而使产品不纯 【分析】向废渣中加入稀H2SO4，只有Cu不溶于稀H2SO4，所以滤渣1为Cu；“控电位浸出”是控制合适的氧化电位电解除锰，将溶液中变为除去，电极反应式为；浸出液中含有、，试剂a是和的悬浊液，向浸出液中
25、加入和的悬浊液，可将氧化成，通过调节溶液值使水解生成沉淀，从而除去，再加入Zn可将转化为，所以滤渣2的成分为、Zn；加入NaOH溶液，转化为，Zn2+转化为，转化为，过滤后，得到，加稀H2SO4，使转化为，调节pH至中性，加入NaHCO3，从而得到。【解析】(1)由分析可知，滤渣1的成分是Cu；适当升温、适当增大硫酸浓度、搅拌、延长浸出时间等，均可以提高“酸浸”浸出率；(2)“控电位浸出”将溶液中变为除去，Mn元素的化合价由+2价变为+4价，化合价升高，发生氧化反应，阳极发生氧化反应，则阳极的电极反应式为：；(3)向浸出液中加入和的悬浊液，可将氧化成，通过调节溶液值使水解生成沉淀，从而除去；由
26、分析可知，滤渣2的成分是、；(4)“沉钴”时，和在水溶液中发生双水解生成沉淀、和，则离子方程式为：；选用可能会产生而使产品不纯，所以“沉钴”时不用；(5)与在700下烧结生成，化学方程式为：。3（2021河北邯郸市）下列为从铜转炉烟灰主要含有ZnO，还有少量的Fe()、Pb、Cu、As等元素制取活性氧化锌的流程。已知：活性炭主要吸附有机质；25时，KspFe(OH)3=4.01038；氨体系环境中锌元素以Zn(NH3)42+形式存在；部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH：金属离子Fe3+Fe2+Cu2+Mn2+开始沉淀pH1.97.04.58.1完全沉淀pH3.29.06.410.1请回答以下
27、问题：(1)“浸取”时，ZnO发生反应的离子方程式为_。(2)浸取温度为50，反应时间为1h时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图，则氯化铵的适宜浓度范围为_molL-1。NH4Cl浓度对烟灰浸出率的影响(3)加入适量KMnO4溶液的目的是除去铁元素的同时溶液中不会有明显的锰元素残留，写出除铁步骤的离子方程式：_，常温下此时体系中Fe3+残留最大浓度为_molL-1。(4)“滤渣”的成分为_(填化学式)。 (5)“沉锌”反应的离子方程式为_，此过程中可以循环利用的副产品是_(填化学式)。(6)取m g活性氧化锌样品配成待测液，加入指示剂34滴，再加入适量六亚甲基四胺，用a molL-
28、1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液V mL。已知：与1.0 mL EDTA标准液c(EDTA)=1.000 molL-1相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139，则样品中氧化锌的质量分数为_(用代数式表示)。【答案】ZnO+2NH+2NH3H2O=Zn(NH3)42+3H2O 24 MnO+3Fe2+7H2O=MnO2+3Fe(OH)3+5H+ 4.010-8 Cu、Zn 2Zn2+4HCO=Zn2(OH)2CO3+3CO2+H2O NH4Cl 100% 或 % 【分析】铜转炉烟灰加入氯化铵、氨水浸取，除烟灰中的Pb；滤液中加入氯化铁生成固体FeAsO4除As；滤液中加高锰酸钾、硫酸，调节
29、pH=44.5生成氢氧化铁沉淀除铁；滤液加过量的锌置换出单质铜除去铜元素；滤液中加入碳酸氢铵生成Zn2(OH)2CO3沉淀，煅烧Zn2(OH)2CO3生成活性氧化锌。【解析】(1) 氨体系环境中锌元素以Zn(NH3)42+形式存在，“浸取”时，ZnO与氯化铵、氨水反应生成Zn(NH3)4Cl2和水，发生反应的离子方程式为ZnO+2NH+2NH3H2O=Zn(NH3)42+3H2O；(2)由图示可知，氯化铵浓度为24时，Pb的浸出率低、Zn的浸出率很大，所以氯化铵适宜浓度范围为24molL-1； (3)加入适量KMnO4溶液的目的是除去铁元素的同时溶液中不会有明显的锰元素残留，说明还原产物是Mn
30、O2、氧化产物是Fe(OH)3，除铁步骤的离子方程式是MnO+3Fe2+7H2O=MnO2+3Fe(OH)3+5H+；常温下，除铁时溶液的pH=4，c(OH-)=10-10 molL-1， KspFe(OH)3=4.01038，此时体系中Fe3+残留最大浓度为 molL-1；(4)根据流程图，可知，加入试剂a的目的是除铜，a是过量的锌，锌把溶液中的铜置换出来，“滤渣”的成分为Cu、Zn； (5)根据流程图，“沉锌”过程是溶液中的氯化锌和碳酸氢铵反应生成氯化铵、Zn2(OH)2CO3和CO2，反应的离子方程式为2Zn2+4HCO=Zn2(OH)2CO3+3CO2+H2O，此过程中可以循环利用的副
31、产品是NH4Cl；(6) 1.0 mL EDTA标准液c(EDTA)=1.000 molL-1相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139，反应消耗a molL-1EDTA标准液V mL，则mg样品中氧化锌的质量为0.08139aVg，氧化锌的质量分数为 %。【点睛】本题以铜转炉烟灰制取活性氧化锌为载体，考查化学工艺流程，明确各步骤的目的是解题关键，掌握常见化合物的性质，熟悉根据溶度积常数的计算，培养题目信息的提取和应用能力。4（2021河北保定市高三二模）碳酸锰()是制造电信器材软磁铁氧体的原料。工业上利用软锰矿主要成分为，还含有、等杂质)制取碳酸锰的流程如图。已知：还原烧主反应为；能将氧化为
32、请回答下列问题：(1)若在实验室中进行步骤A，则需用到的主要仪器为_，步骤B中为了加快浸取的速率，可以采取的措施是_(填写1条即可)。(2)步骤C中得到的滤渣的成分是_，步骤D中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_，步骤E中调节pH至4.5的作用是_。(3)的溶液中，不同价态含锰微粒的能量()如图。若某种含锰微粒的能量处于相邻价态两种微粒能量连线左方，则该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒。上述五种含锰微粒中，不能稳定存在于的溶液中的离子是_。(4)步骤H的化学方程式为_；确认已完全反应的现象是_。【答案】坩埚 增大硫酸的浓度(升高温度或搅拌等其他合理答案) 、炭粉 使转化为而除去 取
33、反应后的滤液少许于试管中，滴入溶液，溶液不变紫红色 【分析】软锰矿(主要成分为，还含有、等杂质)与焦炭还原焙烧，发生主要反应：等，加入稀硫酸浸取，金属阳离子进入溶液，大部分的与结合形成，过滤除去和多余的炭粉，加入氧化成，然后加入NaOH调节pH使转化为而除去，过滤之后加入Na2S除去，此时溶液中含有的主要物质为：，加入NH4HCO3发生反应：，该反应的本质为：，然后过滤、洗涤、干燥得到成品。【解析】(1)步骤A反应条件为高温，则需用到的主要仪器为坩埚，步骤B中为了加快浸取的速率，可以采取的措施是适当的增加硫酸浓度或适当的升高酸浸温度或者在酸浸时搅拌等，所以答案为：坩埚；增大硫酸的浓度(升高温度
34、或搅拌等其他合理答案)；(2)根据分析可知步骤C中得到的滤渣的成分是与结合形成的和焙烧时剩余的炭粉，步骤D中反应为：，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1，加入氧化成，然后加入NaOH调节pH使转化为而除去，所以步骤E中调节pH至4.5的作用是使转化为而除去，所以答案为：、炭粉；使转化为而除去；(3)根据图中信息可知的能量处于相邻价态两种微粒能量连线左方，所以该微粒不稳定并发生歧化反应，转化为相邻价态的微粒，所以不能稳定存在于的溶液中的离子是；(4)根据分析可知步骤H的化学方程式为：；能将无色的氧化为紫红色的，所以确认已完全反应的现象是取反应后的滤液少许于试管中，滴入溶液，溶液不变紫红色，所
35、以答案为：；取反应后的滤液少许于试管中，滴入溶液，溶液不变紫红色。5（2021山东）柠檬酸铁铵(NH4)3Fe(C6H5O7)2用途广泛，如用于补血药、以改进一些抗癌药物的性能等，为同时实现环境保护和资源的回收利用，以工业废料铁泥(主要成分是Fe2O3，还含有Fe、FeO、SiO2)为原料制备柠檬酸铁铵，工艺流程如下：回答下列问题：(1)预处理的目的是除去铁泥中的油污，最合适的X溶液为_(填标号)。a.碳酸钠溶液 b.氢氧化钠溶液 c.稀盐酸 d.酸性高锰酸钾溶液(2)酸溶过程中要适度升温至85的目的是_，采用的合适加热方式是_。(3)氧化过程中发生反应的离子方程式为_。(4)已知Fe(OH)
36、3的Ksp=110-38.6.加氨水沉淀Fe3得到Fe(OH)3，为减少损失，需将Fe3完全沉淀(微粒浓度不大于10-5 molL-1)，则溶液中pH值不低于_。(5)成盐过程中加入柠檬酸和氨水的反应方程式为_，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥等操作得到纯净柠檬酸铁铵，过滤后用乙醇洗涤2-3次。洗涤时使用乙醇的目的是_。【答案】a 加快反应速率，提高酸溶效率 水浴加热 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O 2.8 Fe(OH)3+3NH3H2O+2C6H8O7=(NH4)3Fe(C6H5O7)2+6H2O 减少溶解损耗，便于干燥 【分析】废料铁泥加入X溶液除油污，X溶液呈碱性，且不能
37、跟原料反应，则为碳酸钠溶液，酸溶得到Fe2+、Fe3+，加入H2O2氧化是为了将全部Fe2+氧化成Fe3+，方便在沉淀处统一除去铁元素，最后成盐步骤发生反应的化学方程式：Fe(OH)3+3NH3H2O+2C6H8O7=(NH4)3Fe(C6H5O7)2+6H2O。【解析】(1)预处理的目的是除去铁泥中的油污，能除油污的有碳酸钠溶液和NaOH溶液，但NaOH溶液可与SiO2反应，不能选，故答案为：a；(2)适当升温的目的是加快反应速率，提高酸溶效率；为控制温度精确为85，应采取水浴加热；(3)氧化目的是为了将Fe2+氧化为Fe3+，则反应的离子方程式为：2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H
38、2O；(4)Fe3+完全沉淀，则c(Fe3+)=10-5 molL-1，则，pH=2.8；(5) 成盐过程中加入柠檬酸和氨水生成柠檬酸铁铵的反应方程式为：Fe(OH)3+3NH3H2O+2C6H8O7=(NH4)3Fe(C6H5O7)2+6H2O，使用乙醇洗涤的目的是：减少溶解损耗，便于干燥。6（2021山东）纳米级复合材料被认为是一种理想的钠离子电池负极材料，以钼精矿主要成分，以及、等杂质为原料生产纳米级的工业流程如下：已知：i.不溶于水和常见的酸碱，“烧熔”时可转化为酸性氧化物；ii.经“烧熔”后可与沸盐酸反应。(1)“粉碎”的目的为_。(2)滤液中含有的金属离子为_；滤渣的成分为_。(3
39、)“碱浸”时发生反应的化学方程式为_；用溶液代替氨水的不足之处为_。(4)已知“硫代”一步生成了，则“沉钼”中加入盐酸生成的离子方程式为_。(5)用“加热还原”，实际操作时需注意的问题为_。(6)分析化学上，常利用“沉钼”反应测定钼的含量，若称量54.0g钼精矿，“沉钼”时得到28.8g，则钼精矿中钼的百分含量为_(转化工艺中钼的损失不计，保留三位有效数字)。【答案】增大接触面积，加快反应速率 Cu2+、Ca2+、Fe2+ 、 +2NH3H2O=(NH4)2MoO4+H2O 会使二氧化硅溶解，导致制备的产品不纯 +2H+=+H2S 对氢气进行验纯 26.7% 【分析】将钼精矿主要成分，以及、等
40、杂质进行粉碎后加浓盐酸进行酸浸，、与盐酸不反应，过滤后滤渣的主要成分为、，将滤渣进行烧熔，转化为酸性氧化物，转化为CuO，再次加入沸盐酸反应，、与盐酸不反应，滤渣为、，滤液中主要含有Cu2+、Ca2+、Fe2+，向滤渣中加入氨水进行碱浸，酸性氧化物与氨水反应生成钼酸铵和水，不反应，则滤渣为，滤液主要含有钼酸铵，向滤液通入H2S与钼酸铵反应转化为，加入盐酸“沉钼”，反应生成，用“加热还原”，得到纳米级，据此分析解答。【解析】(1)流程中“粉碎”的目的为增大接触面积，加快反应速率；(2)根据分析可知，滤液中含有的金属离子为Cu2+、Ca2+、Fe2+；滤渣的成分为、；(3)“碱浸”时酸性氧化物与氨
41、水反应生成钼酸铵和水，反应的化学方程式为+2NH3H2O=(NH4)2MoO4+H2O；氢氧化钠为强碱，若用溶液代替氨水会使二氧化硅溶解，导致制备的产品不纯；(4)已知“硫代”一步生成了，则“沉钼”中加入盐酸生成的离子方程式为+2H+=+H2S；(5)氢气时一种易燃易爆的气体，用“加热还原”时，实际操作时需注意的问题为对使用的氢气进行验纯，避免实验安全隐患的发生；(6)“沉钼”时得到28.8g，则含有Mo元素的质量=96g/mol=14.4g，则钼精矿中钼的百分含量为100%=26.7%。7（2021山东）综合利用富钛废渣(含、ZnO、和少量有机物)制备锂离子电池正极材料中间体，并获得部分副产品的工艺流程如下：已知：、，溶液中离子浓度时认为该离子沉淀完全。回答下列问题：(1)“灼烧”的目的为_；“酸溶”时用硝酸代替硫酸的不足之处为_。(2)若省略“还原”工序可能导致的后果为_；当观察到_现象时，即可停止加入铁粉。(3)“酸溶”后钛以形式存在，则“水解”反应的离子方程式为_；中过氧键的数目为_。(4)“氧化”后所得溶液中过渡金属离子浓度均为，则“调pH”的合理范围为_。(5)滤液2可用于制备活性ZnO，其方法为_。(6)“转化”反应的化学方程式为_