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1、试卷第 1 页，共 14 页 2023 届高考化学一轮专题复习-工业流程题专题训练 1某兴趣小组利用初处理过的工业废铜制备胆矾42CuSO5H O，流程如下：已知：a.工业废铜含铁、铅等不可溶杂质。b.25时，39sp3KFe OH2.8 10；20sp2KCu OH2.2 10。c.铜表面离子接触的地方浓度充足，另通过物理干预，使 Cu 先与稀硝酸反应。d.相关氢氧化物沉淀的对应 pH 如下表。物质 开始沉淀时的 pH 完全沉淀时的 pH 2Cu OH 4.2 6.7 2Fe OH 7.6 9.6 3Fe OH 2.7 3.7 请回答：(1)如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是_。
2、(2)写出向滤液 A 中加入22H O的离子方程式_。(3)下列有关以上流程说法正确的是_。A25时，当3Fe恰好完全除尽时，2+0.61c Cu2.2 10mol L B向滤液 A 中加入的22H O，不宜稀硝酸代替 C步骤中“调节溶液 pH”，应用 NaOH 等碱溶液将 pH 调至 3.74.2 D可使用 X 射线衍射仪或红外光谱仪检验产物是否为晶体 试卷第 2 页，共 14 页(4)测定工业废铜中含铜 x mol，含铁 y mol。加入3zmol HNO后，三种物质反应结束后均无剩余，产生的气体只有NO。经一系列操作证明了反应结束的溶液中含2Fe和3Fe。反应结束溶液中的-3n NO的取
3、值范围是_。(用含 x、y 的代数式表示)“经一系列操作”具体为_。若4x=5y，且测定溶液中 3+2+n Fe=n Fe，则x=z_。2钼(Mo)是一种稀有金属，利用钼精矿(主要成分为2MoS和2SiO)得到精Mo的一种工艺流程如图：已知：常温下-5sp4K(CaMoO)=1.610，回答下列问题：(1)焙烧后得到6价的钼氧化物 X，“焙烧”的主要化学方程式为_，废气过量排放引起的环境污染主要为的_。(2)242Na MoO2H O晶体可经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥直接从24Na MoO溶液获得，测得16g钼精矿样品经上述工艺焙烧、碱溶后获得12.1g晶体，忽略流程中产品损耗，则该钼精矿
4、2MoS的纯度为_。(3)计算4CaMoO的溶解度约为_g，若晶体242Na MoO2H O中混有少量4CaMoO，进一步提纯晶体242Na MoO2H O的操作名称为_。(4)已知：24H MoO为弱酸，微溶于水，“酸化”得到24H MoO的离子方程式为_。(5)电解精炼Mo时，电解质溶液为36KClK MoCl溶液，“粗Mo”应与电源_(填“正”或“负”)极相连，另一极为石墨电极，若阴极的电极反应为3-6MoCl+3e=Mo+6Cl，则阳极主要的电极反应为_。3磷酸铁(FePO4)常用作电极材料。以硫铁矿(主要成分是 FeS2，含少量 Al2O3、SiO2和 Fe3O4)为原料制备磷酸铁的
5、流程如图：试卷第 3 页，共 14 页 已知几种金属离子沉淀的 pH 如表所示：金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀的 pH 2.3 7.5 4.0 完全沉淀的 pH 4.1 9.7 5.2 请回答下列问题：(1)滤渣 3 的主要成分是_(写出化学式)。(2)用 FeS 还原 Fe3+的目的是_，加入 FeO 的作用是_(用离子方程式表示)。(3)试剂 R 宜选择_(填字母)。A高锰酸钾 B稀硝酸 C双氧水 D次氯酸钠(4)检验“氧化”之后溶液是否含 Fe2+的操作是_。4金属钴是一种重要战略资源。利用草酸钴(CoC2O4)废料协同浸出水钴矿中钴的工艺流程如下
6、。已知：I.水钴矿的主要成分为CoOOH，含 MnS 及 Fe、Al、Ca、Si 等元素的氧化物；II.该流程中一些金属氢氧化物沉淀时的 pH 如表：离子 3+Al 3+Fe 2+Fe 2+Co 2+Mn 开始沉淀时 pH 3.6 1.8 6.5 7.2 8.1 沉淀完全时 pH 4.7 3.2 8.3 9.4 12.7 (1)研磨的目的是_。(2)滤渣 1 的主要成分是2SiO、_(写化学式)。(3)“浸出”时，CoOOH转化成了4CoSO，写出该反应的化学方程式_。试卷第 4 页，共 14 页(4)“氧化”时，3NaClO只将2+Fe氧化成3+Fe，则反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_
7、。(5)“沉淀”时，应将 pH 调至_。(6)已知2+Co能被有机萃取剂(HA)萃取，其原理可表示为：2+2Co+2HACoA+2H。反萃取的目的是将有机层中的2+Co转移到水层。实验室模拟萃取用到的主要玻璃仪器有烧杯、_，反萃取适宜选择的试剂是_(填序号)。A70%24H SO B饱和食盐水 C稀 NaOH D饱和3NaHCO溶液 5下图为从铜转炉烟灰主要含有 ZnO，还有少量的 Fe(II)、Pb、Cu、As 元素制取活性氧化锌的流程。请回答以下问题：已知：活性炭主要吸附有机质；25时，38sp3Fe OH4.0 10 K；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
8、沉淀和完全沉淀的 pH：金属离子 Fe3+Fe2+Cu2+Mn2+开始沉淀 pH 1.9 7.0 4.5 8.1 完全沉淀 pH 3.2 9.0 6.4 10.1 (1)Pb(OH)Cl 中 Pb 的化合价为_。(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，则氯化铵最适宜的浓度为_molL-1。试卷第 5 页，共 14 页 (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)已知“除杂 3”是利用置换反应进行除杂，则“滤渣 I
9、II”的主要成分为_(填化学式)。(5)“沉锌”反应的离子方程式为_。6钒具有“现代工业味精”之称，主要应用于钢铁、冶金、航空、电子等领域，是发展现代工业、国防和科学技术不可或缺的重要金属材料。从石煤中提取钒的流程如图所示：已知：石煤的主要成分及含量如表所示 物质 23V O 2VO 2SiO 3CaCO 2FeS 23Al O 含量/%34 23 5565 2228 23 12 时，Al(OH)3沉淀开始溶解。有关沉淀数据如下表(“完全沉定”时金属离子浓度1.010-5mol/L)。沉淀 Al(OH)3 Fe(OH)3 Ce(OH)3 Mn(OH)2 试卷第 8 页，共 14 页 恰好完全沉
10、淀时 pH 5.2 2.8 9 10.1 若浸取液中 c(Ce3+)=0.01mol/L，则须调节溶液 pH 的范围是_(加入 NaOH 溶液，忽略体积变化)。(3)萃取与反萃取：向除杂后的溶液中，加入有机物 HT，发生反应：Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层)。向分离所得有机层中加入_能获得较纯的 CeCl3溶液。结晶析出：将 CeCl3溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，得到 CeCl37H2O 晶体。(4)加热脱水：将 NH4Cl 固体和 CeCl37H2O 混合，在真空中加热可得无水 CeCl3。加入 NH4Cl 固体的作用是_。9全球对锂资源的需求不断增长，
11、“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有+-NaLiCl、和少量2+2+MgCa、)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。25时相关物质的参数如下：LiOH的溶解度：212.4g/100gH O 化合物 spK 2Mg OH 125.6 10 2Ca OH 65.5 10 3CaCO 92.810 23Li CO 22.5 10 试卷第 9 页，共 14 页 回答下列问题：(1)“沉淀 1”为_。(2)向“滤液 1”中加入适量固体23Li CO的目的是_。(3)为提高23Li CO的析出量和纯度，“操作 A”依次为_、_、洗涤。(4)有同学建议
12、用“侯氏制碱法”的原理制备23Li CO。查阅资料后，发现文献对常温下的23Li CO有不同的描述：是白色固体；尚未从溶液中分离出来。为探究3LiHCO的性质，将饱和LiCl溶液与饱和3NaHCO溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下3LiHCO_(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为_。(5)他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液 2”加入23Na CO改为通入2CO。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由_。10工业上以石煤(主要成分为 V2O3，含有少量 SiO2、P2O5等杂质)为原料
13、制备钒的主要流程如图：已知：NH4VO3难溶于水。Ksp(MgSiO3)=2.410-5，KspMg3(PO4)2=2.710-27。(1)焙烧：通入空气的条件下，向石煤中加纯碱焙烧，将 V2O3转化为 NaVO3的化学方程式为_。(2)除硅、磷：用 MgSO4溶液除硅、磷时，Si、P 会形成 Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀。若沉淀后溶液中 c(PO34)=1.010-8molL-1，则 c(SiO23)=_molL-1。如图所示，随着温度升高，除磷率下降，其原因是 Mg3(PO4)2溶解度增大、_；随着温度升高，除硅率升高，其原因是_。试卷第 10 页，共 14 页 (3)沉钒：此过程
14、反应温度需控制在 50左右，温度不能过高的原因为_。(4)灼烧：在灼烧 NH4VO3的过程中，固体的残留率(剩余固体质量原始固体质量100%)随温度变化的曲线如图所示，则 AB 段发生反应的方程式为_。11全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有+-NaLiCl、和少量2+2+MgCa、)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。25时相关物质的参数如下：LiOH的溶解度：212.4g/100gH O 化合物 2Mg OH 2Ca OH 3CaCO 23Li CO spK 125.6 10 65.5 10 92.810
15、22.5 10 试卷第 11 页，共 14 页 回答下列问题：(1)“沉淀 1”为_。(2)向“滤液 1”中加入适量固体23Li CO的目的是_。(3)为提高23Li CO的析出量和纯度，“操作 A”依次为_、_、洗涤。(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备23Li CO。查阅资料后，发现文献对常温下的23Li CO有不同的描述：是白色固体；尚未从溶液中分离出来。为探究3LiHCO的性质，将饱和LiCl溶液与饱和3NaHCO溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。有关反应的离子方程式为_。(5)他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液 2”加入
16、23Na CO改为通入2CO。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由_。12废旧锂电池的正极材料中含有镍、钴、锂、铝等金属元素。一种从废旧锂电池中回收镶、钴、锂制备相应产品的工艺流程如下：已知：浸出液中镍、钴、锂、铝分别以2Ni、2CoO、Li、3Al的形式存在。碳酸锂的溶解度(g/L)见表。温度/0 20 40 60 80 100 23Li CO 1.54 1.33 1.17 1.01 0.85 0.72 (1)2CoO中Co的化合价是_。(2)某研究团队对“酸浸”条件做了大量研究，得出如下图示，根据下图选择适宜的浸取条件_。试卷第 12 页，共 14 页 (3)“还原”操作时主
17、要反应的离子方程式为_；经检测，浸出液中3Al0.001mol Lc，“除铝”时，要使3Al开始沉淀，pH值应大于_。33sp3Al OH1.0 10K (4)实验室“萃取”操作需要在_(填仪器名称)中进行；“沉钴”的离子方程式为_。(5)“一系列操作”为_、洗涤、干燥；“母液”的用途有_(写出一种即可)。13工业上常通过石煤灰渣(主要成分有2SiO、C、23Al O、23Fe O、23V O、CaO、MgO、2K O)回收钒的氧化物，有关工艺流程如图：已知：“焙烧”时，在空气的作用下，23V O被氧化为25V O。25V O在稀硫酸作用下生成242VOSO。已知3232AlFeFeMg、开始
18、生成沉淀和沉淀完全的pH如表：离子 3Al 2Fe 3Fe 2Mg 开始沉淀pH 2.8 8.1 1.2 9.0 完全沉淀pH 4.5 9.6 3.2 11.1 根据所学知识回答下列问题：(1)在“焙烧”之前，要先将硫酸铵固体和石煤灰进行混磨处理，其目的是_。(2)242VOSO中 V 的化合价为_，“浸渣”的主要成分除了2SiO，还有_(填化学式)。试卷第 13 页，共 14 页(3)“氧化”时加入的试剂a常用22H O，写出反应的离子方程式_。3HNO也能氧化2Fe，工业生产中不选用3HNO的原因是_。(4)“沉淀”时，控制溶液pH在 4.56.5 之间，“滤渣”的主要成分是_(填化学式)
19、。(5)在 500灼烧脱氨可制得产品25V O，写出该反应的化学方程式：_。在硫酸酸化条件下，25V O可与草酸(H2C2O4)溶液反应得到含2VO的溶液，写出发生反应的离子方程式：_。(6)5t某批次的石煤灰渣中23V O的含量为37.5%工业生产中钒的漫出率为86%，若后续步骤中钒损耗为2%，则理论上制得的25V O的质量最多为_t(保留三位有效数字)。14 某工厂采用辉铋矿(主要成分为23Bi S，含有2FeS、2SiO杂质)与软锰矿(主要成分为2MnO)联合焙烧法制备BiOCl和4MnSO，工艺流程如下：已知：焙烧时过量的2MnO分解为2 3Mn O，2FeS转变为2 3Fe O；金属
20、活动性：Fe(H)BiCu；相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：开始沉淀pH 完全沉淀pH 2+Fe 6.5 8.3 3+Fe 1.6 2.8 2+Mn 8.1 10.1 回答下列问题：(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为_。a进一步粉碎矿石 b鼓入适当过量的空气 c降低焙烧温度(2)23Bi S在空气中单独焙烧生成23Bi O，反应的化学方程式为_。试卷第 14 页，共 14 页(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：充分浸出3+Bi和2+Mn；_。(4)滤渣的主要成分为_(填化学式)。(5)生成气体 A 的离子方程式为_。(6)加入金属Bi的目的是_。15某废镍渣中主要含24NiFe O(
21、Ni为+2 价)、NiO、FeO、23Al O。利用废镍渣经过一系列转化可以制得4NiSO和NiOOH。回答下列问题：(1)碱浸：将废镍渣用NaOH溶液浸取，浸取后取所得固体，用水洗涤。碱浸过程中发生反应的离子方程式为_。(2)焙烧：将碱浸洗涤后所得固体与442NHSO固体充分混合，在 600条件下焙烧。焙烧后所得固体有42443NiSOFeSOFeSO、，同时还有3NH生成。焙烧时24NiFe O与442NHSO发生反应的化学方程式为_。(3)溶解：将焙烧后所得固体用 95以上的热水进行溶解，溶獬后过滤，得到滤液和红褐色沉淀。产生红褐色沉淀的原因是_。(4)萃取、反萃取：向溶解、过滤后所得滤
22、液中加入萃取剂，萃取后分液，获得有机层和水层。萃取时发生的反应为2+2M+2RHMR+2H(M 表示2+Ni或2+Fe，RH表示萃取剂)。萃取剂体积0V与溶液体积AV的比值0AV/V对溶液中2+Ni和2+Fe的萃取率的影响如图所示。最后将分液后获得的有机层通过反萃取可获得4NiSO溶液并回收萃取剂。萃取时应控制0AV/V的比值为_。反萃取获得4NiSO溶液的实验操作是_。(5)制取NiOOH，并测定NiOOH样品的质量分数。向4NiSO溶液中加入NaOH溶液和NaClO溶液，可以制得用作镍镉电池正极材料的NiOOH。为测定所得NiOOH样品的质量分数，现进行如下实验：在稀硫酸中加入0.1000
23、g样品，待样品完全溶解后加入足量KI溶液，充分反应府，调节溶液的pH3 4，滴入几滴淀粉溶液，用-12230.1000mol L Na S O标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液10.00mL。实验过程中先后发生反应3+-2+22Ni+2I2Ni+I和2-2-22346I+2S O2I+S O。样品中NiOOH的质量分数为_。参考答案：1(1)吸收工业废铜与稀硝酸产生的气体，防止污染空气(2)232222H2FeH O2Fe2H O(3)AB(4)-32x+2yn NO2x+3y 取少许反应结束的试液，将其平均分成 2 份，滴加到 2 个洁净的试管中，向一支试管内滴加36KFe CN试剂，产生蓝色
24、沉淀；向另一支试管中滴加 KSCN 试剂，溶液颜色变成血红色，则证明溶液中含2Fe和3Fe 16 【分析】工业废铜加入稀硝酸、稀硫酸溶解，过滤后所得滤液加入双氧水氧化，将亚铁离子氧化为铁离子，经过调节 pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后，得到滤液 B 为硫酸铜，结晶得到胆矾。【详解】（1）如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是吸收工业废铜与稀硝酸产生的气体，防止污染空气；（2）向滤液 A 中加入22H O，将 Fe2+氧化为 Fe3+，反应的离子方程式为232222H2FeH O2Fe2H O；（3）A25时，当3Fe恰好完全除尽时，pH=3.7,c(OH-)10-10.3mol
25、/L,20sp2KCu OH2.2 10，故2+0.61c Cu2.2 10mol L，选项 A 正确；B向滤液 A 中加入的22H O，不宜稀硝酸代替，否则会产生 NO，污染空气，且产生硝酸铜，引入杂质，选项 B 正确；C应用 NaOH 等碱溶液将 pH 调至 3.74.2，会引入 Na+，不符合，选项 C 错误；D 红外光谱仪通常用来测定有机物分子中的化学键和官能团,从而测定有机物结构式，无法确定是否为晶体，选项 D 错误；答案选 AB；（4）反应结束溶液中含2Fe和3Fe、Cu2+，溶质为硝酸亚铁、硝酸铁和硝酸铜，根据铁、铜守恒，若铁只以2Fe存在，则-3n NO=2x+2y，若铁只以3
26、Fe存在，则-3n NO=2x+3y，故-3n NO的取值范围是-32x+2yn NO2x+3y；“经一系列操作”为证明2Fe和3Fe存在，具体为取少许反应结束的试液，将其平均分成 2份，滴加到 2 个洁净的试管中，向一支试管内滴加36KFe CN试剂，产生蓝色沉淀；向另一支试管中滴加 KSCN 试剂，溶液颜色变成血红色，则证明溶液中含2Fe和3Fe；若4x=5y，且测定溶液中 3+2+n Fe=n Fe，故 3+2+n Fe=n Fe=0.5ymol=0.4xmol，-3n NO=3+2+2+3n Fe+2n Fe+2n Cu=0.4xmol3+0.4xmol2+xmol2=4xmol，由氮
27、原子守恒可知，n(NO)=zmol-4xmol=(z-4x)mol，根据电子转移守恒有 4x=(z-4x)(5-3)，则x=z16。2 2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2 形成酸雨 50%810-4 溶解过滤、蒸发浓缩、冷却结晶 2424MoO2H=H MoO 正 -3-6Mo-3e+6Cl=MoCl【分析】制备钼酸钠：钼精矿(主要成分为 MoS2)在空气中焙烧，由小题(1)知，得到 MoO3，根据 S 元素的价态变化规律可知 S 元素被氧化成二氧化硫；然后 MoO3用碳酸钠溶液溶解，过滤分离出难溶物，得到 Na2MoO4溶液；加入足量硫酸得到钼酸沉淀，过滤后经高温灼烧得到 MoO3，氢
28、气还原 MoO3得到粗 Mo，再经过电解池得到精 Mo，据此解答。【详解】(1)焙烧后得到6价的钼氧化物 X，可知 X 为，得到 MoO3，根据 S 元素的价态变化规律可知 S 元素被氧化成二氧化硫，则“焙烧”的主要化学方程式为 2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2；焙烧的产物除 MoO3外的另一种是 SO2，产生的尾气对环境的主要危害是形成酸雨，故答案为：2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2；形成酸雨；(2)根据 Mo 守恒，该反应存在关系式：2242MoS Na MoO2H O，经过焙烧、碱溶后获得24212.1g Na MoO2H O晶体，其物质的量=12.1g0.05mol24
29、2g/mol，理论上消耗2MoS的质量=0.05mol 160g/mol=8g，则该钼精矿2MoS=8g100%=50%16g，故答案为：50%；(3)设饱和4CaMoO溶液中4CaMoO的浓度为 c，由 2244saqaCaMoOCa+MoOq可知2K-5sp4(CaMoO)=1.610=c，c4.0103mol/L，3S4.0 10 mol200g/mol=1001000g，解得：S8104g，该温度下4CaMoO的溶解度约为 8104g；4CaMoO难溶，进一步提纯晶体242Na MoO2H O的操作名称为：溶解过滤、蒸发浓缩、冷却结晶，故答案为：810-4；溶解过滤、蒸发浓缩、冷却结晶
30、；(4)Na2MoO4溶液加入足量硫酸得到钼酸沉淀，离子方程式为：已知：2424MoO2H=H MoO，故答案为：2424MoO2H=H MoO；(5)电解精炼Mo时，电解质溶液为36KClK MoCl溶液，一极为石墨电极，若阴极的电极反应为3-6MoCl+3e=Mo+6Cl，则“粗Mo”应与电源正极相连，为阳极，其电极反应为：-3-6Mo-3e+6Cl=MoCl，故答案为：正；-3-6Mo-3e+6Cl=MoCl。【点睛】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，结合题目信息对流程的分析是本题的解题关键，难点为(3)，要注意根据 Ksp计算溶解度的一般方法的理解和应用。3(1)
31、Al(OH)3(2)避免在除去 Al3+时 Fe3+被一并沉淀 Al3+3H2OAl(OH)3+3H+、FeO+2H+=Fe2+H2O (3)C(4)取少量待测液于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液(或酸性高锰酸钾溶液)，若产生蓝色沉淀(或酸性高锰酸钾溶液褪色)，则该溶液中含有 Fe2+【分析】硫铁矿中含有的物质是 FeS2、Al2O3、SiO2、Fe3O4，焙烧时 FeS2转化成 Fe2O3，Fe2O3为碱性氧化物，Al2O3为两性氧化物，SiO2为酸性氧化物，能与稀硫酸反应的是Fe2O3、Al2O3、Fe3O4，SiO2不与硫酸反应，滤渣 1 为 SiO2，滤液中阳离子是 Fe3+、Al3+、F
32、e2+、H+等，加入 FeS 将 Fe3+还原成 Fe2+，滤渣 2 为过量的 FeS；加入 FeO 调节 pH，使 Al3+转化成 Al(OH)3沉淀，除去 Al3+，滤渣 3 为 Al(OH)3；然后加入氧化剂，将 Fe2+氧化成 Fe3+，沉铁后经过一系列操作得到 FePO4。【详解】（1）根据分析，滤渣 3 为 Al(OH)3；（2）用 FeS 还原 Fe3+的目的是：避免在除去 Al3+时 Fe3+被一并沉淀；根据分析，加入 FeO的作用是促进了 Al3+水解生成 Al(OH)3沉淀，离子方程式为：Al3+3H2OAl(OH)3+3H+、FeO+2H+=Fe2+H2O；（3）AKMn
33、O4作氧化剂，引入新杂质 Mn2+、K+，A 不符合题意；B稀硝酸作氧化剂，得到 NO，NO 有毒，污染环境，且容易引入硝酸根离子成为新杂质，B 不符合题意；C双氧水作氧化剂，还原产物是 H2O，不引入杂质，对环境无影响，C 符合题意；D次氯酸钠作氧化剂，引入新杂质 Cl-、Na+，D 不符合题意；故选 C；（4）检验是否含 Fe2+的可选用铁氰化钾溶液或酸性高锰酸钾溶液，操作为：取少量待测液于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液(或酸性高锰酸钾溶液)，若产生蓝色沉淀(或酸性高锰酸钾溶液褪色)，则该溶液中含有 Fe2+。4(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率(2)4CaSO(3)2424422
34、2CoOOH+3H SO+CoC O=3CoSO+2CO+4H O(4)1：6(5)4.7pH7.2(6)分液漏斗 A 【分析】水钴矿研磨后加入适量的草酸钴和硫酸，二氧化硅不溶于水硫酸，氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙，滤渣 1 为二氧化硅和硫酸钙，水钴矿和草酸钴与硫酸反应生成硫酸钴。滤液加入氯酸钠氧化，将亚铁离子变成铁离子，在加入氢氧化钠，得到氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，再经过萃取和反萃取进行提纯，最后得到金属钴。据此解答。【详解】（1）研磨的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；（2）二氧化硅不溶于硫酸，氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙，不溶于水，故滤渣 1 含有二氧化硅和硫酸钙；（3）水钴矿和草
35、酸钴和硫酸反应生成硫酸钴，水钴矿中钴元素化合价降低，则草酸钴中的碳化合价升高，产生二氧化碳和水，方程式为：24244222CoOOH+3H SO+CoC O=3CoSO+2CO+4H O；（4）3NaClO只将2+Fe氧化成3+Fe，铁元素化合价改变 1 价，亚铁离子做还原剂，氯酸钠反应生成氯化钠，氯酸钠做氧化剂，氯元素化合价变化 6 价，根据电子守恒分析，反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1:6；（5）沉淀时保证铁离子和铝离子完全沉淀，但钴离子不能沉淀，故 pH 范围是 4.7pH7.2；（6）萃取分液使用的仪器为分液漏斗。根据2+2Co+2HACoA+2H平衡分析，增大溶液中的氢离子浓
36、度，使平衡逆向移动，使钴离子进入水层，故选择 A。5(1)+2(2)4(3)MnO4+3Fe2+7H2O=MnO2+3Fe(OH)3+5H+84.0 10(4)Cu、Zn(5)2Zn2+4HCO3=Zn2(OH)2CO3+3CO2+H2O 【分析】由题给流程可知，向铜转炉烟会中加入了氯化铵和氨水浸取，将铅元素转化为Pb(OH)Cl 沉淀，过滤得到含有 Pb(OH)Cl 的浸出渣和浸出液；向浸出液中加入氯化铁溶液，将铁元素转化为 FeAsO4沉淀，过滤得到含有 FeAsO4的的滤渣和浸出液；向滤液中加入高锰酸钾和稀硫酸，将残留的铁元素转化为氢氧化铁沉淀，同时高锰酸根离子转化为二氧化锰沉淀，过滤得
37、到含有氢氧化铁、二氧化锰的滤渣和滤液；向滤液中加入过量的锌，将溶液中铜离子还原为铜，过滤得到含有锌、铜的滤渣和滤液；向滤液中加入活性炭净化溶液，过滤得到净化渣和净化液；向净化液中加入碳酸氢铵溶液，将溶液中的锌离子转化为碱式碳酸锌沉淀，过滤得到碱式碳酸锌；碱式碳酸锌煅烧分解制得活性氧化锌。（1）由化合价代数和为 0 可知，Pb(OH)Cl 中铅元素的化合价为+2 价，故答案为：+2 价；（2）由图可知，氯化铵溶液浓度为 4mol/L 时，锌离子浸出率较高，铅离子的浸出率较低，当氯化铵溶液浓度大于 4mol/L 时，铅离子的浸出率增大，不利于除去铅离子，所以氯化铵最适宜的浓度为 4mol/L，故答
38、案为：4；（3）由题意可知，加入适量高锰酸钾溶液发生的反应为高锰酸根离子与溶液中的亚铁离子反应生 成二氧化锰沉淀、氢氧化铁沉淀和氢离子，反应的离子方程式为 MnO4+3Fe2+7H2O=MnO2+3Fe(OH)3+5H+；由氢氧化铁的溶度积和溶液的 pH 为 44.5 可知，常温下除铁步骤后溶液中铁离子残留最大浓度为-38-1304.0 101.0 10mo()l/L=4.0108mol/L，故答案为：MnO4+3Fe2+7H2O=MnO2+3Fe(OH)3+5H+；4.0108；（4）由分析可知，除杂 3 发生的反应为过量的锌与溶液中铜离子发生置换反应生成铜和锌离子，过滤得到的滤渣 III
39、的主要成分为过量锌和铜，故答案为：Cu、Zn；（5）由分析可知，沉锌反应为碳酸氢铵溶液与硫酸锌溶液反应生成硫酸铵、碱式碳酸锌沉淀、二氧化碳和水，反应的离子方程式为 2Zn2+4HCO3=Zn2(OH)2CO3+3CO2+H2O，故答案为：2Zn2+4HCO3=Zn2(OH)2CO3+3CO2+H2O。6(1)222 32高温4FeS+11O2FeO+8SO(2)增大硫酸浓度，加热，将焙烧后产物粉碎(填写一种即可)(3)浸出率适宜，且第一次加硫酸不宜过多，避免后续加氨水调 pH 时用量太多，所以选择 25mL 5h(4)22224H2VOFe=Fe2VO2H O(5)将2VO氧化为2VO(6)提
40、高钒的浸出率(7)4123122 5322高温NH VOnH O6V O+2NH+(n+1)HO 【分析】石煤在空气中焙烧，二硫化亚铁转化为氧化铁和二氧化硫，然后用硫酸酸浸，过滤，得到的滤液中加入铁把溶液中的铁离子还原为亚铁离子，过滤，滤液用萃取剂萃取，分液，再通过反萃取，分液后利用氯酸钠将溶液中的 VO2氧化为 VO2，加入氨水沉钒，最后煅烧得到五氧化二钒，据此解答。【详解】（1）焙烧过程中石煤与氧气反应，高温煅烧后发生多个反应，其中除硫反应的化学方程式为222324FeS11O2Fe O8SO高温。（2）依据外界条件对反应速率的影响可判断提高“酸浸”中浸取率的措施有增大硫酸浓度，加热，将焙
41、烧后的产物粉碎等。（3）硫酸用量为 20mL 时，浸出率为 35%左右，25mL 时浸出率为 60%左右，30mL 时浸出率小于 70%，且加酸量不能过多，否则后面加入氨水调节 pH 时耗碱过多；由图乙可知，酸 浸时间最佳为 5h。（4）由于萃取剂 P204 萃取四价钒的能力比五价钒要强，因此发生反应的离子方程式为22224H2VOFeFe2VO2H O。（5）产品中钒为+5 价，需要用3NaClO将2VO氧化为2VO。（6）为了提高钒的浸出率，因此第二次用硫酸浓度要大。（7）多钒酸铵，俗称红矾，经干燥后煅烧，可得到产品，因此红矾煅烧后生成25V O的化学方程式为4123122 5322高温N
42、H VOnH O6V O+2NH+(n+1)HO。7(1)NaAlO2 除去有机物(2)Ni2+Fe3+(3)2+-+232Fe+ClO+5H O=2Fe OH+Cl+4H(4)洗涤、干燥(5)300-400322324NiCO+O=2Ni O+4CO 34Ni O(6)Ni2+-e-+3OH-=NiOOH+H2O 【分析】将废镍催化剂碱浸，Al 和 NaOH 反应生成偏铝酸钠，Ni、Cr、Fe、有机物不与碱反应，则“滤液 1”的主要溶质为NaOH、NaAlO2；通过灼烧，除去有机物；加入硫酸、硝酸，使 Ni、Cr、Fe 溶解生成 Ni2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+；加入 NaClO，使
43、Fe2+完全转化为 Fe3+，调节溶液 pH，使 Cr3+、Fe3+转化为 Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀；加入碳酸钠，使 Ni2+转化为 NiCO3沉淀，滤液 2 中含有硫酸钠、硝酸钠、碳酸钠和次氯酸钠；过滤后得到的 NiCO3中含有杂质，应洗涤、干燥后，再煅烧，最终得到镍的氧化物。【详解】（1）由分析可知，“滤液 1”的主要溶质为NaOH、NaAlO2；“灼烧”的目的是除去有机物；（2）由分析可知，“溶解”后的溶液中，所含金属离子除3+2+CrFeNa、外，还有 Ni2+、Fe3+；（3）“分离除杂”中，加入 NaClO，使 Fe2+完全转化为 Fe(OH)3沉淀，离子方程式为2+-+
44、232Fe+ClO+5H O=2Fe OH+Cl+4H；（4）过滤后得到的 NiCO3中含有杂质，应洗涤、干燥后，再煅烧，故“煅烧”3NiCO滤渣前需进行的两步操作是洗涤、干燥；（5）3300400 NiCO转化为23Ni O，反应的化学方程式为300-400322324NiCO+O=2Ni O+4CO；设 1mol 3NiCO在400500 下分解为xyNi O，1mol 3NiCO的质量为1mol 119g/mol=119g，由图可知，3NiCO在400500 下分解固体残留率为 67.5%，则分解后xyNi O的质量为119g67.5%80.3g，根据 Ni 原子守恒可知，生成xyNi
45、O 的物质的量为1molx，1mol59x+16y g/molx=80.3g，得到y4x3，故400500 生成产物的化学式为34Ni O；（6）电解2NiCl溶液，阳极上产物为NiOOH，则阳极的电极反应式为Ni2+-e-+3OH-=NiOOH+H2O。8(1)3+222222CeO+H O+6H=2Ce+O+4H O 2.5mol/L 75(2)5.2 8.0(3)稀盐酸(4)分解出 HCl 气体，抑制 CeCl3水解 【解析】(1)稀硫酸和双氧水的混合溶液浸取玻璃粉末，浸取液中含有 Ce3+，可知 CeO2被还原成 Ce3+，1mol2CeO得 1mol 电子，则22H O应作还原剂，1
46、mol22H O失 2mol 电子，根据得失电子守恒以及元素守恒可得反应的离子方程式为：3+222222CeO+H O+6H=2Ce+O+4H O；由图可知当氢离子的浓度为 2.5mol/L 时，Ce 的浸出率最高，温度在 75之后随温度的升高 Ce 的浸出率增大不太明显，反而增加了能量消耗，因此温度选择 75最适宜，故答案为：3+222222CeO+H O+6H=2Ce+O+4H O；2.5mol/L 75；(2)3Ce OH完全沉淀时的 pH 值为 9，此时 c(Ce3+)=1.010-5mol/L，可求得Ksp(3Ce OH)=1.010-5mol/L(10-5 mol/L)3=10-2
47、0，若浸取液中 c(Ce3+)=0.01mol/L，为防止形成3Ce OH，溶液中的 OH-浓度的最大值：c(OH-)=2063333+Ksp(Ce OH)10100.01c Ce mol/L，此时的 pH 值为 8，同时为确保铁铝完全沉淀，pH 值应大于 5.2，故 pH 值范围为：5.2 8.0，故答案为：5.2 8.0；(3)向分离所得有机层中加入稀盐酸，可使 Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层)平衡逆向移动，从而使 CeT3(有机层)转变成 Ce3+(水层)得到纯净的 CeCl3溶液，故答案为：稀盐酸；(4)CeCl37H2O 直接加热分解出水，会使 C
48、eCl3发生水解，加热氯化铵固体，其受热分解生成的 HCl 可以抑制 CeCl3水解，故答案为：分解出 HCl 气体，抑制 CeCl3水解。9(1)Mg(OH)2(2)将2+Ca转化成 CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质 (3)蒸发浓缩 趁热过滤(4)不稳定 Li+HCO3=LiHCO3，2LiHCO3=Li2CO3+CO2+H2O(5)能达到相同效果，因为改为通入过量的2CO，则 LiOH 转化为 LiHCO3，结合(4)的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生 Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果 【分析】浓缩卤水(含有+-NaLiCl、和少量2+2+MgCa、)中加入石灰乳Ca(
49、OH)2后得到含有+-NaLiCl、和2+Ca的滤液 1，沉淀 1 为 Mg(OH)2，向滤液 1 中加入 Li2CO3后，得到滤液 2，含有的离子为+-NaLiCl、和 OH-，沉淀 2 为 CaCO3，向滤液 2 中加入 Na2CO3，得到 Li2CO3沉淀，再通过蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤、干燥后得到产品 Li2CO3。【详解】（1）浓缩卤水中含有2+Mg，当加入石灰乳后，转化为 Mg(OH)2沉淀，所以沉淀 1为 Mg(OH)2；（2）滤液 1 中含有+-NaLiCl、和2+Ca，结合已知条件：LiOH 的溶解度和化合物的溶度积常数，可推测，加入 Li2CO3的目的是将2+Ca转化成 C
50、aCO3沉淀除去，同时不引入新杂质；（3）由 Li2CO3的溶解度曲线可知，温度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在温度高时，溶解度小，有利于析出，所以为提高23Li CO的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀，即依次蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤。故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤；（4）饱和 LiCl 和饱和 NaHCO3等体积混合后，产生了 LiHCO3和 NaCl，随后 LiHCO3分解产生了 CO2和 Li2CO3。故答案为：不稳定，Li+HCO3=LiHCO3，2LiHCO3=Li2CO3+CO2+H2O；（5）“滤液 2”中含有 LiOH，加入23Na CO，目的是将 LiOH