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1、2020-2021学年度高考三轮复习大题训练01化学工艺流程题()一、工业流程题1 .利用一种钻矿石(主要成分为C O 2 O 3,含少量S i O 2 及铁、铝、镐、镁、钙等金属元素的氧化物)制取COC2O4-2H2O晶体的工艺流程如下:钻矿石盐酸、N a2S O3 N a C I O j,N a 2 co m萃取剂佞N a FC o C2O4 2 H 2。已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液pH如表沉淀物Fe(O H)3Fe(O H)2CO(OH)2A l(0 H)3M n(O H)2完全沉淀的p H3.79.69.25.29.8(1)溶浸过程中C o2O3发 生 反 应 的 离 子 方
2、 程 式 为。(2)氧化除杂过程中加入N a 2 cC h 的主要目的是,若不加入N a C l O.,其后果是。(3)滤 渣 3的成分是,滤液中加入萃取剂的目的是除去 元素(填元素符号)。(4)萃取余液中加入草酸镀后，获 取COC2O4-2H2O晶体的操作是。(5)含钻化合物L i C o C h 是废旧锂电池的正极材料，可与双氧水、稀 H 2 s0 4 混合加热得到 C o S C U 回收利用，该 过 程 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 是。(6)己知某温度下 K sp(M g F2)=7.3 5 x l O ,K sp(C a F2)=l.O 5 x l O-1 0,当加入过量
3、 N a F溶液后,所得滤液中 c(C a2 b)/c(M g2+)=02 .利用某冶金行业产生的废渣(主要含V 2 O 3 还有少量S i O 2、P 2 O 5 等杂质)可以制备(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9.IOH2O,生产流程如下:已知；V 2 O 5 微溶于水、溶于碱生成V0：(加热生成V0：),具有强氧化性。向 N a 3 V溶液中加酸，不同p H 对应的主要存在形式如下表:pH1310.6-12为8.43 8的21“在影aViO?VMOLv,(xv(v回答下列问题：(1)“焙烧”后 V元素转化为N a V 0 3,S i 元 素 转 化 为 (写化学式).(2)欲除
4、净磷元素即c(P 0：)2=2 H3 ASO 4+2H 2O,另外还有(4)循环利用的物质M 为(填名称).(5)草酸钻是制备各种钻氧化物和钻粉的重要原料，广泛应用于磁性材料、电极材料及超硬材料等领域.草酸钻在惰性气氛中的热重分析图谱表明，3 50 4 2 0 之间的失重率达59.9%,则 该 温 度 范 围 内 草 酸 钻 分 解 的 化 学 方 程 式 为.6 .钛白粉(T i C 2)是重要的白色颜料，Li Fe P Oa 是锂离子电池的正极材料。一种利用钛铁矿(主要成分为Fe T i C h和少量P e z C h、C a O、S i O?)进行钛白粉和Li Fe P C U 的联合生
5、产工艺如图所示：嫡 酸 A I ITiOSCU溶 液-|转 化|1102 xH:O-TiOi 草 的 LiiCOx钛铁矿尹T 操K H操作口卜-H j?P04溶液 、j -，L绿矶一!一 沉 I-幡 慧 k 瞿 一 LiFeP04谑渣1-1 回 肆 爆 烧回答下列问题：(1)LiFePC4中 铁 的 化 合 价 是。(2)“酸浸”中 主 要 发 生 的 化 学 方 程 式 为:“滤 渣1”的 主 要 成 分 有。(3)操作I加入过量A物 质 的 目 的 是；硫酸亚铁晶体的溶解度如表所示，其中绿矶(FeSOr7H2。)容易能氧化、则“操作H”包括真空加热浓缩、。(4)“转化”利用的是TiO?+的
6、水解过程，则其在90水 解 的 离 子 方 程 式 为。“转化温度-C020305056.76064708090溶解度/g14.017.025.033.035.235.335.633.030.527析出晶体FeSO4-7H2OFeSO4-4H2OFeSO4H2O后的滤液 可返回到_ _ _ _ _ _ 工序循环利用。煨烧TiO2-xH2O获得：TiCh会发黄，发黄的杂 质 可 能 是(填 化 学 式)。由“沉铁”到制备LiFePCU的过程中，所 需17%。2溶液与草酸(H2c20。的质量比是7.乙二醵睇 Sb2(0CH2cH2。)3是一种无毒的白色晶状粉末，主要用作聚酯反应催化剂,其生产工艺流
7、程如下：辉睇矿燃烧(Sb2s3),SbjO?醇化反应 i.冷却结晶乙二静锁粗品i.洗涤-CIIjOUCH20Hii.过渡M H(1)补全煨烧过程中的化学方程式：Sb2s3+=Sb2O3+SO2,0(2)醇化反应为可逆反应，其化 学 方 程 式 是,为提高Sb2O3的平衡转化率，可采取 的 措 施 是(任 写 一 条)(3)醇化时，最 佳 投 料 比、M sbbi-45,投料比过大导致产率降低的原因可能是(4)产品中高含量的测定:I.实验原理：用碘(L)标准溶液将S b氧化为S bH.实验操作：称取m g 产品于锥形瓶中，用盐酸等试剂预处理后，用 a m o l/L 碘标准液滴定。接近终点时，加
8、入2 滴淀粉溶液，继续滴定至终点，消耗碘标准液体积为V m L。滴定终点的现象是 o 产 品 中&的 质 量 分 数 是。8.合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为Z n O,并含少量的C u O、M n O2,F e 2 O 3 等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下:钢铁厂烟灰氨水ZnO滤渣滤渣回答下列问题：(1)“浸取”工序中加入过量氨水的目的：使Z n O、C u O 溶解，转化为 Z n(NH 3)4 产和 C U(NH 3)4 广配离子；o(2)Z n O 转 化 反 应 的 离 子 方 程 式 为。(3)“除杂”工序中，反应的离子方程式为 o(
9、4)滤 渣 的 主 要 成 分 有(填 化 学 式)，回收后可用作冶金原料。(5)“蒸氨沉锌”工序中，“蒸氨”是将氨及其盐从固液混合物中蒸出，相应的化学方程式为，蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回_ _ _ _ _ _ 工序循环使用。(6)从 碱 式 碳 酸 锌 得 到 氧 化 锌 的 工 序 名 称 为。(7)将滤渣用H 2 s 0 4 溶液处理后得到 溶液和 固体(均填化学式)。9.高锌酸钾生产过程中产生的废锌渣(主要成分为Mn C h、K O H、M gO和 F e z C h)可用于制备Mn S C h 晶体，工艺流程如下：硫酸 硫铁矿滤液 硫酸 泄渣B 滤 治c该工艺条件下金属离子
10、开始沉淀和完全沉淀的p H 如下表所示:金属离子Fce 3+Fce 2+Mn2+Mg2+开始沉淀pH2.107.459.279.60完全沉淀pH3.208.9510.8711.13回答以下问题：(1)MnSC4中 阴 离 子 的 空 间 构 型 为。(2)提高“反 应 I”速 率 可 采 取 的 措 施 是(除“加热”外，任写一种)，滤渣A 的主要成 分 为(填 化 学 式)。“反应H”中硫铁矿(FeS2)的作用为 o(4)“反应HI”的 离 子 方 程 式 为。(5)“调 pH”步骤中，应调节pH不低于。(6)取 0.1510gMnSC)4固体，溶于适量水中，加硫酸酸化，用过量NaBiCh(
11、难溶于水)将其完全氧化为MnO 过滤，洗涤，洗涤液并入滤液后，加入0.5360 g Na2c2(力固体,充分反应后，用 0.0320mol/LKMnC4溶液滴定，用去20.00m L,计算样品中MnSO 的质 量 分 数(保 留 三 位 有 效 数 字)。1 0.铝酸钠晶体(Na2M oe)42H2。)常用于配制金属缓蚀剂。图为利用铝精矿(主要成分是M oS2,含少量PbS等)为原料生产铝酸钠晶体的工艺流程图。空气 r 沉淀剂铜精矿 一|焙烧|一|浸取|过 滤|一|结 晶|一|重结晶|*Na,MoO4I I I ISO,(g)气体A 废渣 母液2H,0(s)回答下列问题：(l)Na2MoO4-
12、2H2O中 铝 元 素 的 化 合 价 是；高温(2)“焙烧”反应为2MOS2+702 MO03+4S02,该 反 应 氧 化 产 物 是(填 化 学 式),写 出 一 条 提 高 焙 烧 速 率 的 措 施；(3)“浸取”时 含 铝 化 合 物 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为；(4)“结晶”前需向滤液中加入Ba(OH)2固体以除去CO；。若滤液中(MoO；-)=0.40mol/L,c(CO)=0.20mol/L,要使铝元素无损失，残余CO：的最低浓度是 mol/L；已知：Ksp(BaCO,)=l?-9,Ksp(BaMoO4)=4.()xl0-8(5)铝酸钠也可用铝酸钱(NHJ?M
13、o。/和适量热的纯碱反应来制取，反应后溶液中只含铝酸钠从而有利于提纯。该 反 应 的 化 学 方 程 式 为；(6)铝酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在缓蚀剂中的腐蚀速率实验结果如图所示。-WWO一/铅冠式建联假埠6金包聚0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 3 0 0月桂酰肌氨酸缓蚀剂的浓度/mg L1要使碳素钢的缓蚀效果最好，缓蚀剂中铝酸钠(摩尔质量为M)的物质的量浓度为_mol/L o1 1.某钻矿石的主要成分有CoO、CO2O3,MnO、Fe2O3,MgO和SiCh等。由该矿石粉制备COC2O4固体的方法如下(部分催化剂已略)。COC2O4已知：金属离子
14、沉淀的pH：Fe3+rF?e 2+Mg2+Mi?+Co2+开始沉淀时1.56.38.98.27.4完全沉淀时2.88.310.910.29.4(DCO2O3溶于浓硫酸，生成CO?+和一种可使带火星的木条复燃的气体，该气体是(2)向溶液1 中加入N a O H 溶液，将 F e，+转化为F e(O H)3 沉淀，应调节p H 至少大于(3)向溶液2中加入N a F 溶液，去除的离子是 o(4)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液，将 C o?+转化为C o(N H 3)：+。补充完整下列离子方程式：CO2+H2O2+N H3CO(NH3)+,o(5)溶液4中，若 将 1 m o l C o(N H
15、3)：+全部转化为C 0 C 2 C U沉淀，需要消耗(N H 5 C 2 O 4_ _ _ _ _ _ _ _ m o l o(6)关于上述流程，下 列 说 法 正 确 的 是(填 序 号)。a.若矿石粉中存在少量F e O,经上述流程也可制得纯度相同的C o C2O4b.向溶液3中加入氨水，作用仅是调节溶液的p Hc.流程中，仅通过调节溶液的p H 无法将金属元素完全分离1 2.高纯硫酸镭在电池材料领域有重要用途。以软铳矿(主要成分为M i!。？，含有少量铁和铝的氧化物)、硫铁矿(主要成分为F e S?)、钛白废酸(主要成分为H 2 s o J 为原料制备MnSO4-H2O的工艺流程如图：
16、钛白废酸 H,0,石灰乳硫铁矿软钵矿M n S 04-H,0“酸浸”时，为提高镒的浸出率，可 采 取 的 措 施 是,“酸浸”过程中钛白废酸不宜过量太多，原因是.(2)在“酸浸”过程中，F e S?和M i l。2 颗粒组成两个原电池，如图所示:其中，M n O 2 原电池反应迅速，而 F e S 2原电池由于生成的硫覆盖在F e S 2颗粒表面，溶解速率受阻变慢。M n C)2原电池中，M n C)2为 原 电 池 的(填“正极”或“负极”)，每消耗1 m o lM nO,生成 mol F e。FeS2原 电 池 负 极 上 的 电 极 反 应 式 为。(3)已知部分金属阳离子开始沉淀和沉淀
17、完全的pH如表:开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.93.2AT3.44.7Mn2+8.110.1Fe2+79.5要除去Fe3+和Al3+，需要调节溶液的pH的范围为。加入CaCC)3也可以将滤液中的Fe3+转化为Fe(OH)3而除去，该反应的化学方程式为 0若石灰乳用量过大，则MnSO4 H2O的 产 量 会(填“增加”、减少 或 无影响”)。(4广操作X”为蒸发浓缩、过滤、洗涤、烘干。(5)某工厂用10t软镐矿(含87%Mi!。?)制备MnSOH2。，最终得到MnSC)4 H?O13.52t,则 MnSOH2。的产率为。1 3.菱锌矿主要成份ZnCC)3,还含有CaCOFeCO3,Si
18、O2杂质，工业上用菱锌矿制取ZnSO4 IH 2。的流程如图：ZnSO,-7ILO浸出渣 滤渣1 潴渣2已知：部分沉淀的K$p化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3ZnF2CaF,K$p近似值W17IO*ION10-310-1。氧化剂价格：漂液(含2 5%N a C 1 0)250元吨t ,双氧水(含2 5%也。?)24 00元吨一。N a.、C对 Z 1 1 S O 4 H?。析出的影响可忽略。回答下列问题：(1 丫 浸出渣”的主要成份是。(2)考虑成本，加 入 的 氧 化 剂 应 是(填“漂液”或 双氧水”)，离子方程式为：_O(3)加 ZnO调节至pH为 时，铁刚好沉淀完全(离
19、子浓度小于等于lxl(T5 moi时，即可认为该离子沉淀完全)；加 3 0 前不加氧化剂的后果是Z n 2+和F e：+不易分离，请分析其原因是。(4)写出加Z n F?发生反应的离子方程式：,该反应的平衡常数数值为_O(5)Z n(N H 3)J S C)4 属于配合物，其中除了配位键外，还存在的化学键类型有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填字母)。A.离子键 B.金属键C.极性共价键 D.非极性共价键1 4.某含银(N i)废催化剂中主要含有N i,还含有A l、A I 2 O 3、F e 及其他不溶于酸、碱的杂质。现用含银废催化剂制备N i S O#7 H 2。，其流程图如下
20、：含 银 废 一催化剂过滤I过滤净化除杂加热浓缩操作ANiSO4 7H2O碱浸酸浸过滤滤液I值部分金属化合物的K，p 近似值如表所示:化学式Fe(OH)2Fe(OH)3AI(OH)3Ni(OH)2NiCO3K s p 近似值l.OxlO17l.OxlO-38l.OxlO-34l.OxlO-15l.OxlO-5回答下列问题：(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为(2 户酸浸”所使用的酸为。(3)“净化除杂”时需加入H 2 O 2溶液，其作用是，然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀(铁元素对应离子浓度为1.0 x 1 0-5 m o l-L“),此时溶液的pH为(填计算所得数值)。(4户操作A”
21、为、过滤、洗涤、干燥，即得产品。(5)析出N i S O r 7 H 2。后的溶液中含有一定浓度的N i?+,为避免银的损失及其对环境造成的影响，可向析出N i S C U-7 H 2 O后的溶液中加入N a 2 c C h固体将N i?+转化为N i C C h沉淀。若c(N i 2+)=1.0 m o l-L，欲 使1 L溶液中的N i?+沉淀完全，则需要加入N a 2 c C h固体的质量最少为_ _ _ _ _g。(忽略溶液体积变化)(6)保持其它条件不变，在不同温度下对含银废催化剂进行酸浸，银浸出率随时间变化如图。酸 浸 的 最 佳 温 度 和 时 间 分 别 为、m i n。929
22、08886848280787620 40 60 80 100 120140 160时 间/min1 5.从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。(1)古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，其 主 要 成 分 是(填 字 母 序号)。a.F e b.F e O 1X10-5 m o l.L1,则溶液的pH为。在步骤i v中发生的反应中有一种气态产物，它 是(写 化 学 式)。步骤v中，发生反应的化学方程式为 O(3)工业上，利用硫酸亚铁为原料，通过铁黄(FeOOH,一种不溶于水的黄色固体)制备高铁酸钾(LFeCU)，可降低生产成本且产品质量优。工艺流程如下：由图知需先
23、制得高铁酸钠溶液，然后加入饱和KC1溶液转化为高铁酸钾，说明相同温度下溶解度：高铁酸钾 高铁酸钠(填“或 母 液 一 MgSO4-H2O回答下列问题：(1)“酸浸”过 程 发 生 的 主 要 化 学 反 应 方 程 式 为。为避免“酸浸”产生大量气泡使物料溢出，应 采 取 的 措 施 为。“除杂”时向滤液中加入出。2和试剂a,H2O2的 作 用 为(用 离 子 方 程 式 表 示).试剂a为。(3)硫酸镁的溶解度随温度变化曲线如图所示.得到MgSCCZH2。的温度范围为,为从“母液”中充分回收MgSCCHzO,应保持“母液”在_ _ _ _ _ _ 以上蒸发浓缩、,再用乙醇洗涤后干燥。MgSO
24、4 HzOgoO5O211MgSO,6 H 2 6 V/77.5MgSO4-7H2OMgSOj 12Hq /4 8.1-3.9500铅锌废渣碱浸足量氨水、(NHJCO和添加剂1HNO3 力 口 KOH 调 pH K2Cr2O7固体A-卜滤液C*|滤液D”沉j I k PbCrO4气体A含硅元素的固体Fe(OHL足量锌粉滤液A一|除铜、耐-铜、镉 滤液E用H2s0,调节pH 至 6.06.5-I-.操作“沉降 口 F Zn2(OH)2CO3 煨烧ZnO已知：P b S CM难溶于HNO3；常温下，Ks p(P b CC 3)=8 x l0 4,A-s p(P b S O4 1.6 x 1 O _
25、8,s p(P b Cr O4 2.8 x l0*10*1 3,Ks p P b(O H”=l.O x 1 0 6,&p F e(O H)3 =l.O x 1 O-3 8。-501 0 2 0 3 0 4 0 M g S O”浓 度(4)加热1 0.5 4 g硫酸镁晶体，得到5.1 4 g硫酸镁固体，则硫酸镁晶体的结晶水含量2 2.以工业制立德粉后的铅锌废渣(主要成分为Z n O和P b S O 4,杂质含S i、Fe、C u、C d等元素)为原料，可以制活性氧化锌和黄色颜料铅锦黄，工艺流程如图所示：NaOH回答下列问题：(1)为提高“碱浸”速率，可 采 取 的 措 施 是(任 写 一 条)。
26、(2广碱浸”过程中P b S0 4发 生 的 反 应 为，气体A的化学式为 o(3)滤液E中 溶 质 的 主 要 成 分 为。(填化学式)(4)“沉 降 ”过程中发生反应的离子方程式为 o(5汝口图为“酸浸”过程中铅元素的浸出率与硝酸浓度和反应温度之间的关系曲线，由此分析“酸浸”过 程 中 应 选 择 的 最 佳 浓 度 和 温 度 分 别 为。兴、爵五艇金M H东(6)常温下，若测得“酸浸”后所得溶液中c(Pb2+)=0.1mol/L,则“除铁”过程中需耍控制溶液pH的范围为c(Fe3+)lxlO-5mol/L时，认为Fe3+完全沉淀。23.铅及其化合物用途广泛，请回答下列相关问题：(1)铅
27、元素3Pb)位于周期表中第周期，基态价电子排布式为。相同温度下，同浓度的NazPbCh溶液碱性比Na2c。3溶液碱性(填强或弱)。(2)工业上利用铅浮渣(主要成分是PbCh、Pb,含有少量Ag、CaO和其他不溶于硝酸的杂质)生产硫酸铅和硫化铅纳米粒子，流程如图所示：15%硝酸40%残酸饱和酷酸钠溶液,+,t,|浸出液T复分解1一弋泄渣一一洗涤一Pbso4|2帧|Ia皿iiv浸出渣母液H6气体NaiH,Y溶液分离提纯PbS纳米粒(|一一斛|v-|配|一醋酸铅溶液已知:25时，Xsp(CaSO4)=4.9xl0-5,Arsp(PbSO4)=1.6x10-8,sp(PbS)=l.OxlO_28,已知
28、步骤I有NO产生，Pb被稀硝酸氧化成Pb2写出Pb参加反应的离子方程式:步骤1需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，浸出渣的成分除了不溶于硝酸的杂质和铅外，还主要有o步骤III需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤硫酸铅的原因是0EDTA二钠简写成Na2H2丫，可以与Pb?+形成稳定的配离子，其结构如图，此配离子内所含作用力除。键外，还有oPbS晶胞与NaCl晶胞相同，则S?一的配位数是24.我国稀土资源丰富，稀土元素包括铳、忆和锢系共17种元素，是重要的战略资源。一种以氟磷灰石 主要成分为C a s l P O j F,还含有少量REPO RE表示稀土元素为原料制备稀土氧化物的工艺流程如下：,1氨水厂
29、有机相氟 璘H、。g“TBP萃取剂“机相蒜稀土璘酸盐r建/酸浸液水“水 相 亚巧吟等)小 包|IH,C,O,H,SO4 HNO.称他化物通黄一回答下列问题：(1)酸浸时，REPO4转化为R E(NC)3)3,为了提高浸取率，可以适当升高温度，但是温度不能太高，原因是。酸浸时不能使用玻璃容器，原因是。(2)TBP是磷酸三丁酯，不溶于水，能萃取金属阳离子和酸分子(H 3Po4、HNO3等)。加 入 氨 水 反 萃 取 的 原 理 是。(3)水相H过滤后得到的滤渣的主要成分为REPO#、Ca3(PO4)2,CaHPO4,后续加入 硫 酸 的 主 要 目 的 是,有 关 反 应 的 离 子 方 程 式
30、 为。(4)加 入 含 稀 土 元 素 的 离 子 转 化 为 草 酸 盐，将得到的部分草酸钝晶体 Ce)(C zO ja IH?。用热重法对其进行分析，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。已知20(TC580C之间反应生成一种含饰物质和C O,写出该反应的化学方程式已知c 点固体是纯净的含铀氧化物，则 该 物 质 为(填 化 学 式)。2 5.杷(Pd)是一种不活泼金属，含杷催化剂在工业、科研上用量较大。某废杷催化剂(钢碳)中含有杷(5%6%)、碳(93%94%)、铁(1%2%)以及其他杂质，故钢碳具有很高的回收价值。如图是利用钳碳制备氯化把(PdCb)和 Pd的流程。甲酸 气体A盐
31、酸回答下列问题：(1)“把碳”焚烧过程中空气一定要过量，目的是。(2)“杷灰”中的主要成分有P dO,加入甲酸(HCOOH),可以将PdO还原成金属单质，请写出HCOOH还原PdO的化学方程式 o(3)王水是按照体积比3：1将浓盐酸和浓硝酸混合而得到的强氧化性溶液，加热条件下钮在王水中发生反应生成H2 PdClJ和一种有毒的无色气体A,该气体遇空气变红棕色,请写出Pd和王水反应的化学方程式_。参考答案1.CO2O3+SO 32+4 H+=2 CO2+SO 42-+2 H2O 加入 N a2 cO 3 调节 pH 至 5.2,可得到F e(0 H)3、A 1(O H)3 沉淀 亚铁离子不能氧化成
32、铁离子而除去 C aF?、M gF2 M n蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 2 U C O O 2+H 2 O 2+3 H 2 s。4 屋 J C osC U+L i 2 s+4 H2O+O2t 1.4 3【分析】含钻废料中加入盐酸和亚硫酸钠，除去不溶物质滤河渣1,可得C 0 C I 2、A lC 1 3、F eC 1 2、M gC 1 2、C aC b、M nC l2,加入Na CQ，可 F eC L 氧化得到F eC b，然后加入N a2 cO 3 调 p H 至 5.2,可得到滤渣2,主要成分为F e(0 H)3、A 1(O H)3 沉淀，过滤后所得滤液主要含有C oC L、M g
33、 C b、C aC b、M n C b，向溶液中加入N aF 溶液，除去钙镁离子，然后过滤，滤渣3 为 C aF?、M gF2,得到的滤液中加入萃取剂，除去镭元素，萃取后溶液加入草酸镀，得到草酸钻溶液，由萃后余液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到COQO：2 H 2 O。【详解】(1)溶浸过程中C O 2 O 3 被还原生成C t?+,发生反应的离子方程式为C O 2 O 3 +SO 3 2-+4 H +=2 CO2+S O42-+2 H2O；故答案为：C o2O3+SO32-+4 H+=2 C o2+S O?+2 H,0；(2)氧化除杂过程中加入N a2 cC h 调节p H 至
34、5.2,可得到F e(O H)3、A 1(O H)3 沉淀,若不加入 N aC I C h，其后果是亚铁离子不能氧化成铁离子而除去；故答案为：加入N a2 c。3 调节pH至 5.2,可得到F e(O H)3、A l(0 H)3 沉淀；亚铁离子不能氧化成铁离子而除去。(3)滤渣3 为 C aF?、M gF2,滤液中加入萃取剂的目的是除去Mn 元素(填元素符号)。故答案 为:C aF 2 M gF a；M n；(4)由萃后余液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到C oC 2 O#2 H 2 O 晶体。故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;(5)含钻化合物L i C oO 2 是
35、废旧锂电池的正极材料，可与双氧水、稀 H2SO4混合加热得到C oS。回收利用，同时生成硫酸锂、水和氧气，发生反应的化学方程式是2 U C O O 2+H 2 O 2+3 H2SO4 A 2 CO SO.+L i2SO4+4 H2O+02|故答案为：2 L i C oC 2+H 2 O 2+3 H 2 sOq 2 CO SO4+L i 2 so4+4&0+O 2 T ；(6)当加入过量N aF 溶液后，溶液中存在平衡：M g2+C aF2=Mg F2+C a2+,c(Ca2+)_ Ksp(CaF2)_ 1.05xIQ-10c(Mg2+)Ksp(MgF2)7.35x10-=1.4 3。故答案为:
36、1.4 3。【点睛】答案第1 页，总2 7 页本题考查物质的制备，侧重考查学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查，涉及溶度积常数计算、沉淀与p H 的关系、氧化还原反应等知识点，明确实验原理是解本题关键，知道涉及的操作方法及发生的反应，难 点(6)是利用溶度积常数进行溶解平衡常数的计算。2.Na2Si O3 j 0 xl0T 10V3O93+12H+=3V|0O286+2H2O 2 V2O52V O2+H CO O H+2H+=2V O2+CO2T+2H2O5NH4+6VO2+17HCO；+6H2O (NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9-1 0H20 1 3CO2 T【分析】机炉渣(
37、主要含V 2O 3,还有少量Si Ch、P 2O 5等杂质)与Na 2c。3在空气中焙烧得到Na V Ch、Na2Si O3,Na 3P O 4,水浸，加入硫酸镁除去硅、磷，滤渣的成分为M g Si Ch、Mg3(P O4)2,向滤液中加入硫酸沉机得到V 2O 5,加入稀硫酸溶解得到V O 2+，酸性条件下加入甲酸还原得到 V C)2+,在加入碳酸氢铁，得到(师 4)5“0)6(：03)4(0用 9“0-0,以此解答该题。【详解】(1)Si O 2和 Na 2c。3在高温反应下得到Na2Si O3；(2)已知 K sJ M g 3(P O 4)2=L 0 x l 0 4,0 x l o-5m
38、o i.L L 则最终溶液中 M g?+的浓度1 nx i f)24 上:-7m o l/L=1.0 x 10 3 m o l/L .(1.0 x 10)(3)沉钮过程中，p H由 8.5到 5.0的过程中V元素存在形式由V 3O 93-生成Vl 0O286此过程无元素化合价的升降，整体是酸性环境，根据电荷守恒配平方程,发生反应的离子方程式为：10V3O93+12H+-3Vl 0O286+2H2O；根据表格数据可知，p H 约为2 时 V的存在形式为V 2O 5固体，最终需要控制p H 约为2；沉钮最终得到的主要含钮物质是V 2O 5;故答案为：10V3O 93+12H+=3VI 0O286+
39、2H 2O;2；V2O5；(4)甲酸具有较强的还原性，其中C 元素显+2价，被氧化为CO 2,V O 2+中+5价的V被还原，得到+4价的V()2+,根据氧化还原反应配平原理配平方程即可，还原和转化过程中主要反应的离子方程式分别为2V O 2+H CO O H+2H+=2V O 2+CO 2T+2H 2。；5NH4+6VO2+17HCO；+6H2O (NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9 10H20-13C02 T。3.2L i Co O 2+3H 2SO 4+H 2O 2=L i 2SO 4+2Co SO 4+4H2O+O 2t Cl2 在 80之前，浸出率随温度的升高而升高，是因为温
40、度升高，反应速率增大；80之后，氏。2的分解速率大于H 2O 2至少为答案第2页，总27页高温被氧化的速率，使得浸出率下降 2.1 4Co C2O4+2L i2C O3+3 O2 4 LiC2O4+10CO2CO3O4【分析】本实验欲将从实验剩余的残渣中提纯钻酸锂，设计了如下实验，首先将含有钻酸锂的滤渣用酸浸泡，使其中的L i+、Ct?+转移到溶液中；随后向含有两种离子的溶液中加入草酸并调节溶液p H,是 C o?+转化为C OC 2 O4得到沉淀和含有L i卡 的滤液，向滤液中加入碳酸钠使H转化为Li 2c 沉淀；最后将得到的C OC 2 O4和 L i2 c。3 提纯出来混合高温微烧得到L
41、 iC o O2,据此答题。【详解】(1)酸浸过程中常添加3 0%的 H2O2以提高浸出效率，H2 O2 的加入可以将C o。？变成C。，涉及的反应方程式为 2 L iC o O2+3 H2 s O4+H2 O2=L i2 S O4+2 C o S C)4+4H2 O+O2 T；(2)HC 1 中 C 可以失电子生成C b，C k 有毒，可以污染空气，因此不用盐酸代替硫酸和过氧化氢；(3)从表中可以看出，当温度小于8 0时,C。的浸出率随温度的升高而升高，但温度高于8 0时，C o 的浸出率有所下降，这是因为：温度升高，反应速率增大，但当温度大于8 0之后，比。2 的分解速率大于比0?被氧化的
42、速率，使得浸出率下降；(4)C 2和 FeQ,转化为M nO、Fe,O4,所得烧渣“酸浸”，浸出液中含铁离子、亚铁离子、铳离子、铝离子、镁离子和氢离子等阳离子，用 H2O2氧化亚铁离子得到铁离子、并通过调p H 使 A产、Fe3+完全沉淀。把净化液升温结晶获得MnSOH?。【详解】焙烧时，MnO2和 Fe2O3在纤维素作用下分别转化为M nO、Fe3O4,锦元素化合价降低、部分铁元素化合价降低、则纤维素的作用是还原剂。(2)由图知，pH为 12时镒的浸出率几乎相等、均已高达接近100%,“硫酸”过多，对德的浸出率影响很小，但后续调pH除杂质时会多消耗氨水而造成浪费。(3)H2O2具有氧化性，能
43、氧化亚铁离子，则净化时，加入SO%!?。？的目的是把亚铁离子氧化为铁离子、并通过调p H 转变为氢氧化铁沉淀而除去，H2O2和亚铁离子反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H3O；常温下A+、Fe3+完全沉淀的pH分别为5.2、4.1,MJ?+开始沉淀的p H 为 8.1,所以加入氨水调节pH加氨水到p H 为5.5的目的是使A产、Fe3+完全沉淀而Mr?+不沉淀。(4)由M gs。与MnSC)4溶解度曲线知，MnSO4-H?。在高温时溶解度小容易结晶，则要获得M nSO/H 2。的方法为升温结晶，“结晶分离”的具体实验操作：将溶液蒸发浓缩趁答案第4页，总27页热过滤，洗涤
44、干燥。(5)产品MnSOH2。纯度测定：称取ag产品，在适宜的条件下用适量NH.NO,将Mn?+氧化为Mi?+，再用0.lOOOmol 匚1(NH4%Fe(SO4)2溶液b mL刚好把Mn3+转化为Mn2+。根据得失电子数守恒，可以得到如下关系式：MnSO4-H2O Mn3+(NH4)2 Fe(SO4)2 Fe3+,则7?(MnSO4-H2O)=/I(NH4),Fe(SO4)J=0.1(XX)mol U1 xbxlO_3L,MnSO4-H2O的摩尔质量为169g/mol,则产品纯度为0.1 OOOmol-LT1 xbx 10-3L x 169g/mol.1.690)-x 100%=-oag,1
45、005.减小粒度，增大固液的接触面积，提高种盐净化渣的浸出率 3 防止ZnSO4-7H2O分解或失水 Cu+H2O2+2H+=Cu2+2H2O,Co+H?。2+2H+=Cc2+2也。(或350-42OCO+2H=CO2+H2T)础酸钠 CoC2O4 Co+2CO2 T【分析】从碎盐净化渣用稀硫酸进行选择浸Zn,其中的Zn、ZnO反应，过滤分离，不溶物再用硫酸、过氧化氢氧化浸出，结合沉铜后物质可知，氧化时Co被氧化为Co?卡、As被氧化为A sO j,而Cu被氧化为C/+,过滤分离，滤渣为SiCh，滤液调节pH并加入Na3AsO4将Ci?+转化为Cu5H2(ASO4)42H2。沉淀，再过滤分离。
46、沉淀用NaOH碱浸得到氢氧化铜，同时又生成Na3AsO4,在沉铜过程中循环利用，滤液加入草酸钠沉钻生成草酸钻。【详解】(1)将碑盐净化渣进行粉碎可以减小粒度，增大固液的接触面积，提高碑盐净化渣的浸出率;(2)控制p H,使锌的浸出率要高，钻的浸出率低，由图可知，最好控制溶液的pH=3；温度高时ZnSO&OH?。分解或失水，所以采用在减压低温条件；(3)氧化浸出的过程中铜和钻也被过氧化氢氧化，方程式为：Cu+H2O2+2H+=CU2+2H2。、Co+H2O2+2H+=Co2+2H?O(或CO+2H=CO2+H2T)；答案第5 页，总 27页(4)沉淀用N a O H 碱浸得到氢氧化铜，同时又生成
47、N a j A s C U，在沉铜过程中循环利用，所以循环利用的物质为碑酸钠；58 9(5)草酸钻中钻的质量分数为.-.=40.0 9%,350 42 0 之间的失重率达58.9+1 2 x 2 +1 6x 4350-42 0 59.9%,说明草酸钻分解生成钻单质，方程式为：C o C2O4 CO+2 C O2 T o6.+2 Fe Ti O3+2 H2SO4=Ti OSO4+Fe SO4+2 H2O C a SC U、Si O2 将溶液中 Fe 3+还原Fe2+,防止Fe?+被氧化 低于50 降温结晶，过滤(洗涤)Ti O2+(x+1 )H2O =Ti O2 x H2O；+2 H+酸浸 Fe
48、2O3 2 0：9【详解】(DL i Fe PO4中 L i 为+1 价、P 为+5价、O 为-2 价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零可知，Fe 的化合价为：+2 价，故答案为：+2；酸浸主要为钛白粉(Ti O?)与硫酸反应生成Ti OSO、Fe SOa 和 H z O,所以酸浸中主要发生的反应为：Fe Ti O3+2 H 2 SO4=Ti OSO4+Fe SO4+2 H2O；由题意可知钛铁矿中含有Fe Ti C h 和少量Pe2O3,C a O、Si O2,由于C a O 与硫酸反应生成微溶的硫酸钙，二氧化硅难溶于水，所以滤渣的成分为：C a SO4、Si O2,故答案为：Fe Ti
49、 O3+2 H2SO4-Ti OSO4+Fe SO4+2 H2O；C a SO4 Si O2；(3)由于生成物Fe SO4中的亚铁离子易被氧化，为了防止亚铁离子被氧化，且不引入新的杂质离子，则加入A (铁粉)，所以铁粉的目的是将溶液中Fe?+还原Fe?，,防止Fe?+被氧化；由图表可知Fe SO4-7H2O 的溶解度在5(TC 以内随温度的增大而增大，所以应在温度低于50 下降温结晶，然后过滤分离Fe SO 7H 2 O与 Ti OSO4的混合物，故答案为：低于50 降温结晶，过滤(洗涤)；(4)Ti O?+在溶液中水解生成Ti C h-x Fh O结晶水合物，则 Ti C)2+在90 水解的
50、离子方程式为：，90 Ti O2+(x+1 )H2O =Ti O2.XH2O1+2 H+,“转化后的滤液”主要为硫酸，而硫酸为酸浸所需的试剂；由于在操作H中铁离子可能没有被完全除去，所以Ti OSC U溶液中会含有少量的铁离,90 子，所以燃烧后的固体除了有Ti O2 外还可能有Fe 2 C)3,故答案为：Ti O2+(x+l)H2OTi O2 x H2O；+2 H+；酸浸；Fe2O3；(5)沉铁时的离子方程式为：2 Fe 2+H 2 O2+2 H 3PO4=2 Fe PC)4 J+2 H 2 O+4 H+,焙烧时的答案第6页，总27页A.化学方程式为：2FePO4+LiCO3+H2C2O4=