2019年領(lǐng)軍高考化學(xué) 清除易錯點 專題21 化工流程模擬題訓(xùn)練.doc

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易錯點21 化工流程 模擬題訓(xùn)練 1．聚合硫酸鐵（PFS）是一種高效的無機高分子絮凝劑。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”過程的主要還原劑。下圖中，曲線表示 4 個化學(xué)反應(yīng) a、b、c、d 達到平衡時氣相組成和溫度的關(guān)系，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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，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，F(xiàn)e2O3用CO還原焙燒過程中發(fā)生的主要的化學(xué)反應(yīng)方程式：________________________________________________ （3）若“酸浸”時間過長，浸出液 Fe2+含量反而降低，主要原因是___________________。 （4）已知：25℃時，Ksp[Fe(OH)2]=1.010-17，Ksp[Fe(OH)3]=1.010-39。若浸出液中c(Fe3+) = 10-1.8molL-1，為避免“催化氧化”過程中產(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”過程中，用 NaNO2 作催化劑（NO 起實質(zhì)上的催化作用）時，溫度與Fe2+轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如右圖所示（反應(yīng)時間相同），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；溫度過高，NO 氣體逸出，轉(zhuǎn)化率下降 2．FeFe2O3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程中產(chǎn)生的固體廢棄物，含SiO2、Fe2O3、Al2O3）為原料，設(shè)計下列流程制備FeFe2O3納米線并探究其在水處理中的應(yīng)用。 回答下列問題： （1）“浸出”實驗中，鹽酸起始濃度對鐵、鋁浸出率的影響如圖所示： ①鹽酸的合適濃度為______________。 ②鹽酸起始濃度為2 molL﹣1時，鐵的浸出率很低，原因是______________。 （2）已知：25℃時，Al(OH)3(s)AlO2－+ H+ + H2O K=410－13。若浸出液c(Al3+) = 0.04 molL－1，“調(diào)節(jié)pH”時，pH最小應(yīng)為______________（設(shè)調(diào)節(jié)pH過程中溶液體積不變）。 （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程中被氧化而形成。 ①“合成”時滴加NaBH4溶液過程中伴有氣泡產(chǎn)生，濾液Ⅱ中含B(OH)3，合成鐵核的離子方程式為____________________________。 ②“合成”后，經(jīng)過濾、______________、______________獲得FeFe2O3納米線。 （4）FeFe2O3納米線去除水體中Cr2O72－的機理是，納米線將Cr2O72－吸附在表面并還原。在“無氧”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，測得其表面元素的原子個數(shù)比如下表： ①在水體中FeFe2O3納米線形成的分散系是____________________________。 ②樣本2的實驗條件是______________（填“有氧”或“無氧”）。 ③已知水體中檢測不到Cr(Ⅲ)，樣本1中FeFe2O3納米線的表面Cr(Ⅵ)的去除率為____________________________。 【答案】 6 molL－1 鹽酸起始濃度為2molL－1時，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（FeCl36H2O）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)表達式為K=___________；欲使K值增大，可采取的措施是______________。若經(jīng)一段時間后SO3的濃度增加了4mol/L，在這段時間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.4 mol/(L?s)，則這段時間為_______（選填編號）。a．1s b．5s c．10s d．50s （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離子有______________，不能用硫酸代替鹽酸的原因是____________________________。 （3）通入氯氣時，主要反應(yīng)的離子方程式為________________________。從氧化后的溶液中得到氯化鐵晶體的實驗步驟為_______________、_______________、過濾洗滌。 （4）酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，請從水解平衡移動原理解釋原因________________。 【答案】 K 降溫 b Fe2+、Fe3+、H+(H+不寫不扣分) 會引入SO42-離子，影響產(chǎn)品的純度 2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl- 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+，鹽酸過量，使[H+]增大，平衡朝逆向移動，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：①PbS+MnO2+4H+=Mn2++Pb2++S+2H2O ②25℃時，Ksp(PbCl2)=1.610-5，Ksp(PbSO4)=1.810-8 ③PbCl2(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)。 A．MnCO3 B．NaOH C．ZnO D．PbO （3）濾渣中含有兩種金屬雜質(zhì)形成的化合物，其成分為_____________(寫化學(xué)式); 請設(shè)計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）向濾液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___________(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)。 【答案】 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，①還原過程中所涉及主要反應(yīng)的離子方程式是_____________________。 （4）在形成Ni(CO)4的過程中，碳元素的化合價沒有變化，則Ni(CO)4中的Ni的化合價為________。 （5）“堿浸”的目的是使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu)，從而增強對氫氣的強吸附性，此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。 （6）常溫時，向濃度均為1.0molL-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，所得溶液中c(Fe2+)=______________。 （已知：①25℃，Ksp(NiS)=2.010-21、Ksp(FeS)=6.010-18 ②溶液中的離子濃度≤10-5 molL-1時，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。請設(shè)計簡單的回收流程： 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時碳元素的化合價沒有變化，則Ni(CO)4中的Ni的化合價為___________。 （2）Ni2O3有強氧化性，加壓酸浸時有氣體產(chǎn)生且鎳被還原為Ni2+，則產(chǎn)生的氣體為______(填化學(xué)式)。 （3）濾渣D為單質(zhì)鎳、硫的混合物，請寫出向浸出液B中通入H2S氣體時所有反應(yīng)的離子方程式:__________________________，_________________________。 （4）已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-==Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍色沉淀)；4Fe3++3[Fe(CN)6]4-==Fe4[Fe(CN)6]3↓(藍色沉淀)。下列可以用于檢驗濾液C中金屬陽離子的試劑有____________(填標(biāo)號) a.KSCN溶液 b.K3[Fe(CN)6] c.K4[Fe(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Co2O3CoO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：①CoCO3的溶度積為：Ksp=1.010-13； ②溶液中離子濃度小于1.010-5mol/L時認(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_________________。 (3)過程Ⅱ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) _______________________________________。在實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)時，也可用鹽酸浸出鈷，但實際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸，請分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因_____________________。 (4)過程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時起重要作用，請寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________________________。 (5)將2.010-4 mol/LCoSO4與2.210-4mol/L的Na2CO3等體積混合，此時溶液中的Co2+的濃度為__________，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，利用藍色的無水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CoCl26H2O晶體受熱分解時，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____________________。 【答案】 增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率； 2A1+2OH－+2H2O=2A1O2－+3H2↑； 4Co2O3CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3CoO可氧化鹽酸產(chǎn)生Cl2，污染環(huán)境；2A13++3CO32－+3H2O=2A1(OH)3↓+3CO2↑； 1.010-8mol/L；是； CoCl2H2O。 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，可利用鈦鐵礦來制備，工藝流程如下： （1）鈦鐵礦在預(yù)處理時需要進行粉碎，其原因是___________________。 （2）過程①中反應(yīng)的離子方程式是： FeTiO3 + 4H++ 4Cl－== Fe2+ + TiOCl42－+ 2H2O、_______。 （3）過程①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，所采用的實驗條件是___________________。 （4）過程②中固體TiO2與雙氧水、氨水反應(yīng)轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時，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)溫度過高時，Ti元素浸出率下降的原因是___________。 （5）在濾液B轉(zhuǎn)化為FePO4沉淀過程中發(fā)生以下反應(yīng)，請配平： Fe2+ +_____ + H3PO4 ===FePO4 + ____ + _____ （6）過程③中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式是_________________________。 【答案】 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 溫度過高，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)處理時需要進行粉碎，以增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率；（2）過程①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）過程①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%9．CoCO3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（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol/L計算） (1)“酸浸”時通入SO2的目的是__。 (2)“除鋁”時調(diào)節(jié)溶液pH范圍為__，該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為__。 (3)“萃取”過程可表示為ZnSO4（水層）+2HX（有機層）ZnX2（有機層）+H2SO4（水層），由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是__。 (4)“沉鈷”時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_______ 。 【答案】 將Co3+還原為Co2+ 5.0～5.4 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液 防止加入過快而產(chǎn)生Co(OH)2沉淀 2CoCO3Co2O3+CO↑+CO2↑ 【解析】(1)“酸浸”時通入SO2的目的是將Co3+還原為Co2+；(2)“除鋁”時調(diào)節(jié)溶液pH范圍使鋁完全沉淀但鋅沒有開始沉淀，則范圍為5.0～5.4，該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；(3)“萃取”過程可表示為ZnSO4（水層）+2HX（有機層）ZnX2（有機層）+H2SO4（水層），由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液；(4)“沉鈷”時Na2CO3溶液需緩慢滴加，防止加入過快而產(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，實驗室模擬生產(chǎn)過程如下: (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: ①操作I為:在_____℃下蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾。其趁熱過濾目的是__________； ②為了得到更純凈的一水合硫酸錳，需將晶體置于過濾器中，用_____進行洗滌(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）MnSO4H2O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___________________。 【答案】 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MnSO4的產(chǎn)率 c 3MnSO4H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O↑ 11．工業(yè)上可用鉻鐵礦(主要成分可表示為FeOCr2O3，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：Ⅰ．常見離子沉淀的pH范圍 Fe3+ Al3+ Mg2+ SiO32- AlO2- 開始沉淀 1.9 4.2 8.1 9.5 10.2 沉淀完全 3.2 5.3 9.4 8.0 8.5 Ⅱ．焙燒過程中主要發(fā)生反應(yīng)：2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2Cr2O4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。 （1）綠礬的化學(xué)式為________。 （2）焙燒后的混合物中除含有Na2Cr2O4、NaNO2和過量的Na2CO3、NaNO3外，還含有NaAlO2和Na2SiO3等物質(zhì)，則焙燒過程中NaAlO2的化學(xué)方程式為___________________________。 （3）固體Y的主要成分為________(填寫化學(xué)式)。 （4）酸化過程中用醋酸調(diào)節(jié)pH=5的目的為________________________；若pH調(diào)節(jié)的過低，NO2-可被氧化為NO3-，其離子方程式為_________________________________。 （5）調(diào)節(jié)pH=5后，加入KCl控制一定條件，可析出K2Cr2O7晶體，說明溶解度的大?。篕2Cr2O7________Na2Cr2O7(填“大于”或“小于”)。 （6）流程中的一系列操作為____________________________________。 【答案】 FeSO47H2O 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)。實驗室嘗試對廢舊鈷酸鋰電池回收再利用。實驗過程如下： 已知：①還原性：Cl->Co2+； ②Fe3+和C2O42-結(jié)合生成較穩(wěn)定的[ Fe(C2O4)3]3-，在強酸性條件下分解重新生成Fe3+?；卮鹣铝袉栴}： （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___________。 （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____________________（填化學(xué)式）。 （5）在空氣中加熱一定質(zhì)量的CoC2O42H2O固體樣品時，其固體失重率數(shù)據(jù)見下表，請補充完整表中問題。 已知：①CoC2O4在空氣中加熱時的氣體產(chǎn)物為CO2 ②固體失重率=對應(yīng)溫度下樣品失重的質(zhì)量/樣品的初始質(zhì)量 序號 溫度范圍/℃ 化學(xué)方程式 固體失重率 Ⅰ 120-220 CoC2O42H2OCoC2O4+2H2O 19.67% Ⅱ 300~350 _________________________ 59.02% （6）已知Li2CO3的溶度積常數(shù)Ksp=8.6410-4，將濃度為0.02molL-1的Li2SO4和濃度為0.02 molL-1的Na2CO3溶液等體積混合，則溶液中的Li+濃度為___________molL-1 （7）從FeCl3溶液得到FeCl36H2O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)，某實驗小組模擬其流程如下圖所示： （1）步驟①中，焙燒時所用的儀器材質(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___________。 （2）配平步驟①中主要反應(yīng)：_________ ____FeCr2O4＋___O2＋___Na2CO3___Fe2O3＋___Na2CrO4＋___CO2 （3）操作④中，酸化時，CrO42－轉(zhuǎn)化為Cr2O72－，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：______________。 （4）步驟③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Na2Cr2O72H2O和Na2SO4的溶解度曲線，步驟④中獲得固態(tài)副產(chǎn)品Na2SO4的實驗操作方法為____________、___________。 （6）工業(yè)上常用電解法處理含Cr2O72－的酸性廢水，用金屬鐵作陽極、石墨作陰極，一段時間后產(chǎn)生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。若電解后溶液中c(Cr3+)=3.010－5molL－1，則c(Fe3+)=_____。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.010－38molL－1，Ksp[Cr(OH)3]=6.010－31molL－1) （7）CrO5的結(jié)構(gòu)式為，該氧化物中Cr為_______價。 【答案】 鐵質(zhì) Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 4 7 8 2 8 8 2CrO42－+2H+?Cr2O72－+H2O H2SiO3（H4SiO4或SiO2H2O） Al(OH)3 加熱濃縮 趁熱過濾 2.010－12molL－1 +6 1c3(OH－)=6.010－31molL－1，聯(lián)立得：c(Fe3+)=2.010－12molL－1，故答案為：2.010－12molL－1； (7). 由CrO5的結(jié)構(gòu)式可知，一個Cr原子與5個O原子形成6個Cr－O極性共價鍵，共用電子對都偏向于O原子，所以該氧化物中Cr為+6價，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，實驗室先按如下流程進行模擬制備少量Mg(ClO3)26H2O： 已知：①鹵塊主要成分為MgCl26H2O,含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì)。②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Ksp[Fe(OH)3=410-38]，過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：___________，請利用該反應(yīng)，結(jié)合上圖，制取Mg(ClO3)26H2O的實驗步驟依次為： ①取樣，加入NaClO3飽和溶液充分反應(yīng)；②蒸發(fā)結(jié)晶；③___________；④冷卻結(jié)晶；⑤過濾、洗滌，獲得Mg(ClO3)26H2O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，若無白色沉淀，則SO42-沉淀完全 410-8 BaSO4和Fe(OH)3 MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓ 趁熱過濾 【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）檢驗硫酸根離子是否除凈的方法：靜置，取上層清液加入BaCl2，若無白色沉淀，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）。 ①研磨 ②多次浸取 ③升高溫度 ④加壓 ⑤攪拌 （2）步驟Ⅱ所得濾渣中的物質(zhì)是（寫化學(xué)式）_____________。 （3）步驟Ⅲ中可得Cd單質(zhì)，為避免引入新的雜質(zhì)，試劑X應(yīng)為________。 （4）步驟Ⅳ還可以回收Na2SO4來制取Na2S。 ①檢驗ZnS固體是否洗滌干凈的方法是__________________； ②Na2S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_______； ③已知Na2SO410H2O及Na2SO4的溶解度隨溫度變化曲線如圖，從濾液中得到Na2SO410H2O的操作方法是_________________________________。 （5）若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為bmol，步驟Ⅲ所得Cd為dmol，最后得到VL、物質(zhì)的量濃度為cmol/L的Na2SO4溶液．則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質(zhì)量為__________。 【答案】 ①②③⑤ 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，過濾，洗滌，干燥 65(Vc-b-d) 16．某化學(xué)實驗室以一種工業(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MgCO33H2O。實驗流程如下圖所示： （1）為了加快廢渣的酸溶速率，可采取的辦法有_________(任寫一點)，酸溶時廢渣中主要成分發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。 （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110-6mol/L)而不引入其它雜質(zhì)，應(yīng)加入的試劑X為__________，應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍為_________________。 已知：①Ksp[Al(OH)3]=1.010-33 ②pH=8.5 時，Mg(OH)2開始沉淀 （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，干燥時需控制溫度范圍為___________________，溫度較高時MgCO33H2O發(fā)生轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式為_______________________________。 【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 5.0＜pH＜8.5 293K~313K（313K以下也可） 5MgCO33H2O =Mg5 (OH)2 (CO3)4 4H2O+CO2↑+10H2O 17．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,可通過下列實驗方法回收鈷、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pH 3.2 4.7 9.0 9.2 回答下列問題: （1）LiCoO2中，Co元素的化合價為_______，濾液I的主要成分是______。 （2）已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，“酸浸”過程中H2O2所起主要作用是______?！罢{(diào)節(jié)pH”除去的離子主要有Al3+和____。 （3）酸浸時浸出率隨溫度變化如圖所示，溫度升高至50℃以上時浸出率下降的原因是________。 （4）“萃取”和“反萃取“可簡單表示為: Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+則反萃取過程加入的試劑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__________。 【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==CoCO3↓＋CO2↑＋H2O 18．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： 回答下列問題： （1）在加入鹽酸進行“酸浸”時，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_______________________________。 （4）沉淀A 的成分為__________________。操作2的名稱是___________________。 （5）已知: Ksp (CaF2)=5.310-9，Ksp(MgF2)=5.210-12，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+)=1.010-5moI/L，此時溶液中c(Ca2+)最大等于_________molL-1。 （6）在空氣中煅燒CoC2O4 生成鈷的某種氧化物和CO2，測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________________。 【答案】 將水鈷礦石粉碎；充分?jǐn)嚢?；適當(dāng)增加鹽酸濃度；提高酸浸溫度等 2Co3++SO32-+H2O＝2Co2++SO42-+2H+ 將溶液中Fe2+氧化成Fe3+ Fe(OH)3 Al(OH)3 過濾 0.01（0.0102） 3CoC2O4+2O2 Co3O4+6CO2 19．CoCl2?6H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑?？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：①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等． ②流程中部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表． 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 開始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 ③CoCl2?6H2O熔點為86℃，加熱至110﹣120℃時，失去結(jié)晶水生成CoCl2． 回答下列問題： （1）浸出水鈷礦過程中，F(xiàn)e2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。 （2）向浸出液中加入適量NaClO3目的是______________________________________。 （3）“加Na2CO3調(diào)pH至a”，a=______；過濾所得沉淀的主要成分為_________（填化學(xué)式）。 （4）萃取劑對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_____（填選項字母） A． 5.0﹣5.5 B． 4.0﹣4.5 C． 3.0﹣3.5 D． 2.0﹣2.5 （5）實驗操作“操作1”為_______________、_________、過濾和減壓烘干；制得的CoCl2?6H2O在烘干時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？說明理由____________；“不溶物”加稀鹽酸后“部分氧化”之前還有項操作，化學(xué)實驗名稱為__________。 （3） “部分氧化”離子方程式為________________________________________。 （4）如何實驗驗證“部分氧化”的濾液中存在Fe2+?_______________。 （5）Fe3O4膠粒的直徑的范圍是______________________。 【答案】 增大固體表面積，提升“堿浸”時的化學(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，說明濾液中尚存Fe2+（或其它合理答案） 1～100nm（或10-9～10-7m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: Ksp[Al(OH) 3]=1 310-33，Ksp[Fe(OH) 3]=5.310-38，金屬離子的濃度小于110-6視為沉淀完全。) （1）為了提高錳元素的浸出率，在“浸取”時可采取的措施有： ①適當(dāng)升高溫度，②攪拌，③_________________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_________________。 （3）“濾渣2”中主要成分的化學(xué)式為_________________。 （4）流程“除重金屬”時使用（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_________________。 （6）生成的碳酸錳產(chǎn)品需經(jīng)充分洗滌，檢驗產(chǎn)品完全洗凈的方法是_________________。 【答案】 適當(dāng)增大硫酸濃度(或?qū)⒌V石研成粉末或延長浸泡時間等) MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 Na2S會增大回收產(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，若無沉淀，則已洗凈（合理答案均給分）