考向13除雜提純類專項練習(xí)

專題一工藝流程題考向13除雜、提純類專項練習(xí)以工業(yè)制立德粉后的鉛鋅廢渣(主要成分為ZnO和PbSO4，雜質(zhì)含Si、Fe、Cu、Cd等元素)為原料，可以制活性氧化鋅和黃色顏料鉛鉻黃，工藝流程如圖所示：已知：①PbSO4難溶于HNO3；常溫下，Ksp(PbCO3)=8x10-i4,Ksp(PbSO4)=1.6x10-8,^sp(PbCrO4)=2.8x10-i3，rsp[Pb(OH)2]=1.0x10-i6，Ksp[Fe(OH)3]=1.0x10-38?；卮鹣铝袉栴}：為提高“堿浸”速率，可采取的措施是 (任寫一條)。TOC\o"1-5"\h\z“堿浸”過程中PbSO4發(fā)生的反應(yīng)為 ，氣體A的化學(xué)式為 。濾液E中溶質(zhì)的主要成分為 。(填化學(xué)式)“沉降I”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。如圖為“酸浸”過程中鉛元素的浸出率與硝酸濃度和反應(yīng)溫度之間的關(guān)系曲線，由此分析“酸浸”過程中應(yīng)選擇的最佳濃度和溫度分別為 。窖.窖.frmK-gMlH蕊(6)常溫下，若測得“酸浸”后所得溶液中c(Pb2+)=0.1mol/L,則“除鐵”過程中需要控制溶液pH的范圍為 [c(Fe3+)三110-5mol/L時，認為Fe3+完全沉淀]。為充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，從工業(yè)廢液中(主要成分為FeCl2、FeCl3、CuCl2)中回收銅并制備氯化鐵晶體。TOC\o"1-5"\h\z試劑b的名稱 ；濾渣Y的成分 (填化學(xué)式)；操作I的名稱 。檢驗溶液中Fe3+存在的試劑是 (填化學(xué)式)，證明Fe3+存在的現(xiàn)象是 加入過量試劑a后的離子反應(yīng)方程式 ； 。試劑c的最佳選擇 ；并寫出Z-W相應(yīng)的化學(xué)方程式 。A.濃H2SO4B.KMnO4C.Cl2D.HNO3小明同學(xué)為符合綠色化學(xué)理念，由溶液Z-溶液W的過程選用H2O2溶液，在該轉(zhuǎn)化過程中若轉(zhuǎn)移2mol電子，則消耗質(zhì)量分數(shù)為30%的H2O2溶液的質(zhì)量為 g(精確到0.1g)。小明同學(xué)取用濾液繼續(xù)實驗，向200mL0.2mol/L的FeCl2溶液中加入適量的NaOH溶液，使Fe2+恰好完全沉淀，過濾，加熱沉淀，直到水分蒸干，再灼燒后得到固體的質(zhì)量為 g。2020年初比亞迪漢EV和特斯拉Model3均搭載了磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池組。某企業(yè)設(shè)計了磷酸亞鐵鋰電池正極生產(chǎn)和回收的工藝流程如下：已知：①Ksp[Fe(OH)3]=10-39‘②Li2CO3的溶解度：0°C為1.54g， 100°C為0.72g。反應(yīng)釜中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。TOC\o"1-5"\h\z⑵獲得LiH2PO4,晶體的分離操作是 ，反應(yīng)器中加入C的目的是 。寫出一條可以提高“堿浸”效率的措施 。向濾液1中加入過量CO2可得到白色膠狀物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方式為 。“酸浸”時若用HNO3代替H2O2，缺點是 ，若“沉鐵"后溶液中c(Fe2+)=10-6molLi,貝該過程應(yīng)調(diào)節(jié)pH=___，“沉鋰”時，所得Li2CO3應(yīng)選擇___(“冷水”或“熱水")進行洗滌；從濾渣2中可以回收循環(huán)利用—(填化學(xué)式)。已知BaSO4性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于水、酸和堿，高純度BaSO4具有廣泛用途，工業(yè)上利用重晶石(主要成分BaSO4)生產(chǎn)高純度BaSO4的工藝流程如下：“高溫焙燒”時重晶石被還原為可溶性硫化鋇的化學(xué)方程式為 ?！叭芙狻睍r產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣TOC\o"1-5"\h\z體，所得溶液呈堿性，原因是 。流程中的“一系列操作”是指過濾、 、 。分析本題流程，從中概括出提純類似BaSO4的無機鹽的一般路徑為 。流程中所用硫酸鈉溶液由芒硝(主要成分為Na2SO4?10H2O,含少量MgSO4、CaSO4)經(jīng)提純制取，提純時需要依次加入的試劑是 。為測定芒硝的純度，稱取樣品ag,充分灼燒，實驗最終得到固體bg,則該芒硝樣品的純度 (用含a、b的代數(shù)式表示)。a.有固體飛濺 b.晶體未完全分解c.露置于空氣中冷卻 d.坩堝未干燥鋁熱法冶煉金屬鉻的礦渣中含有Cr2O3、Al2O3及少量Fe2O3，從中提取鉻與鋁有酸法和堿法兩種工藝。請回答：I?酸法。礦渣經(jīng)硫酸浸取后，浸取液通過電沉積得到單質(zhì)Cr；向剩余溶液中加堿回收得到Al(OH)3。為提高礦渣的浸取率，可采取的措施有 (寫出兩點)。電沉積時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。II.堿法。工藝流程如下：已知：①“焙燒”后固體成分為Na2CrO4、NaAlO2、NaFeO2。②A10-、Zn2+均可與EDTA1：1結(jié)合成絡(luò)離子；Zn2+可與PAN1：1結(jié)合成紫紅色絡(luò)合物，且結(jié)合能力弱于2EDTA。浸渣的主要成分為Fe(OH)3，貝f浸取”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ?！敖　焙笏萌芤褐蠥l的含量可用EDTA滴定法測定：取20.00mL浸取液于錐形瓶中，加入C]mol?L-iEDTA標(biāo)準(zhǔn)液V1mL(稍過量)；依次用鹽酸、醋酸鈉一醋酸緩沖溶液調(diào)溶液至酸性，加熱后滴入PAN指示劑；用c2mol?L-iZnSO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液恰好呈紫紅色，消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL。則“浸取”后所得溶液中Al的含量為 g?L-1(填計算式即可)?！疤挤帧睍r通入CO2后，通過 (填操作名稱)，即可得到純凈的Al2O3?！斑€原”時發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為 。鉻及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)上的應(yīng)用廣泛。工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeO?Cr2O3，還含有少量的ZnO、CuO等)為原料制備金屬鉻的工藝流程如下：已知：水浸出液中含有Na2ZnO2、Na2CrO4；Zn(OH)2和Al(OH)3的化學(xué)性質(zhì)相似，屬于兩性氫氧化物?；卮鹣铝袉栴}：“煅燒”前，將鉻鐵礦粉碎，其目的是 ?！敖敝谐撕蠪e2O3外，還含有 。鉻鐵礦中主要成分“煅燒”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 “沉鋅”時，不能用過量的稀硫酸代替CO2,其理由是

“還原”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。水中的鉻元素對水質(zhì)有嚴(yán)重的危害。某化學(xué)興趣小組用如圖所示裝置處理某工業(yè)含鉻污水(pH為3.5?6.5，主要含Cr2O7)。a接直流電源的 (填“正極”或“負極”)；左池最終會產(chǎn)生Fe(OH)2和Cr(OH)3兩種沉淀，從而達到消除鉻污染的目的，寫出生成這兩種沉淀的離子方程式： 鐵板幾乎不含 陰離子交換膜六的為/種沉淀，從而達到消除鉻污染的目的，寫出生成這兩種沉淀的離子方程式： 鐵板幾乎不含 陰離子交換膜六的為/H1\7pH為工靈氐5NaOH溶液CrQf為主的污水合理處理廢棄物有利于保護環(huán)境和資源再利用。某課題組對含鈦高爐瀆主要成分CaTiO3，含有MgO、A12O3、Fe3O4、SiO2等雜質(zhì))資源化綜合處理的流程如圖所示。已知：①溶液中離子濃度＜1.0x10-5mol^L-1,認為該離子沉淀完全;②常溫下，部分難溶物的溶度積常數(shù)如下表所示:難溶物Fe(OH)3A1(OH)3Mg(OH)2Fe(OH)2Ca(OH)2CaSO4Ksp4.0x10-381.0x10-331.8x10-111.8x10-165.5x10-69.1x10-6回答下列問題:“研磨”的目的為 ?！按胚x”所應(yīng)用的Fe3O4的性質(zhì)為 ；用8mo1Li鹽酸進行“酸浸”時，液固比(mL：g)與浸渣中Ti含量的關(guān)系如圖所示，則合適的液固比為 ，液固比過大，浸渣中Ti含量降低的原因為26.026.0聽。—,—,—,—丄1.001.201JOl.T：2.0Q液固比濾渣1中兩種主要成分的化學(xué)式為 ?！八狻狈磻?yīng)的離子方程式為 常溫下，濾液1經(jīng)如圖處理過程可獲得多種工業(yè)原料。若濾液1中A13+和Mg2+的濃度均為0.18mol?L-i,貝f調(diào)pH「的范圍為 (保留兩位有效數(shù)字)。若“調(diào)pH/時直接將溶液pH調(diào)節(jié)為10,則A13+和Mg2+在濾液4中的物質(zhì)的量濃度之比為 。碳酸錳(MnCO3)是制造電信器材的軟磁鐵氧體，也用作脫硫的催化劑，瓷釉、涂料和清漆的顏料。工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分是MnO2，還含有Fe2O3、CaCO3、CuO等雜質(zhì))制取碳酸錳的流程如圖所示:軟猛礦10%NaOH^液丄丄1軟猛礦10%NaOH^液丄丄1還原焙燒浸取過濾一氧優(yōu)卜一調(diào)pHABCD戰(zhàn)晶一分襪烘1"-復(fù)分解過濾木境焙燒

焙燒已知：①“還原焙燒”主反應(yīng)為2MnO+C 2MnO+COT。22②可能用到的數(shù)據(jù)如下：氫氧化物Fe（OH）3Fe（OH）2Cu（OH）2Mn（OH）2開始沉淀pH1.56.54.28.3沉淀完全pH3.79.77.49.8

回答下列問題：⑴在實驗室進行步驟A,需要用到的儀器為 （選填“瓷坩堝”或“鐵坩堝”）。⑵步驟B中含錳元素的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ；步驟D中“氧化”的目的是 。（3） 步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為 。理論上，“10%NaOH溶液”宜用 （填序號） 代替。A.CuO B.MnO C.Mn（OH） D.HCl22（4） 步驟G中含錳物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ；步驟H中分離烘干的操作是—、—、干燥。（5） 如圖為用Fe、C（碳）作電極電解含MnO-的污水，使之轉(zhuǎn)化為Mn（OH）沉淀而除去的裝置示意圖。M42電極是_（填“Fe”或“C”），污水中MnO-轉(zhuǎn)化為沉淀的離子方程式為 含MnO：的污水氧化鋅在工業(yè)和生活中的運用非常廣泛，以閃鋅礦（主要成分為ZnS，含有少量FeS和SiO2）為原料制備活性氧化鋅的工藝流程如下，請回答下列問題：反節(jié)取劑閃枠礦過濾ZnCOyiZnfOHJi一聚列操作"氯氣閃枠礦過濾ZnCOyiZnfOHJi一聚列操作"氯氣TOC\o"1-5"\h\z（1） 浸取前，將閃鋅礦粉碎的目的是 。（2） 礦渣中除了有淡黃色的物質(zhì)，還有 （填化學(xué)式）。（3） 加入鐵粉的目的是 ，能循環(huán)利用的無機物是 （填化學(xué)式）⑷生成ZnCO-2Zn（OH）的離子方程式為 。32（5）有機萃取劑TBP能將氯化亞鐵和氯化鋅分離的原因是 。（6）工業(yè)上常采用Fenton氧化法去除廢水中的有機物，即向廢水中加入H2O2，以FeCl2作催化劑，產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基COH）來氧化降解水中的有機物（TOC）。

①其他條件一定時，n(H2O2)：n(Fe2+)的值對TOC去除效果的影響如圖1所示，當(dāng)廢水中TOC的去除率最大時，n(H2O2)：n(Fe2＋)= ②在酸性條件下，H2O2的加入量對TOC的去除效果如圖2所示，當(dāng)TOC的去除效果最好時，H2O2的物質(zhì)的量濃度c(H2O2)= (保留三位有效數(shù)字)。釩(V)為過渡元素，可形成多價態(tài)化合物。(1)全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能系統(tǒng)，工作原理如圖：負我電扱質(zhì)子交換膜(1)全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能系統(tǒng)，工作原理如圖：負我電扱質(zhì)子交換膜嚴(yán) 電機已知：離子種類VO2+VO2+V3+V2+顏色黃色藍色綠色紫色全釩液流電池放電時V2+發(fā)生氧化反應(yīng)，該電池放電時總反應(yīng)式是 當(dāng)完成儲能時，正極溶液的顏色是 。金屬釩熔點高、硬度大，具有良好的可塑性和低溫抗腐蝕性。工業(yè)常用釩爐瀆主要含F(xiàn)eO?V2O3，還有少量A12O3、CuO等雜質(zhì))提取金屬釩，流程如圖：

已知：1釩有多種價態(tài)’其中+5價最穩(wěn)定。釩在溶液中主要以VO2和VO3的形式存在’存在平衡：VO2+HOVO-+2H+。23II.部分金屬離子的沉淀pH：金屬離子Cu2+Fe2+Fe3+開始沉淀pH5.27.62.7完全沉淀pH6.49.63.7回答下列問題：堿浸步驟中最好選用 （填字母）。a.NaOH溶液b.氨水c.純堿溶液焙燒的目的是將FeO?V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3，其中鐵元素全部轉(zhuǎn)化為+3價的氧化物，寫出該反應(yīng)的TOC\o"1-5"\h\z化學(xué)方程式 。溶液1到溶液2的過程中，調(diào)節(jié)pH至8有兩個目的，一是除去 離子，二是促使 。沉釩步驟中，釩以nh4vo3的形式沉淀出來。圖中橫坐標(biāo)表示反應(yīng)溫度，縱坐標(biāo)表示沉釩率（沉釩率是指NH4VO3沉淀中V元素的質(zhì)量和流程起始時在廢釩催化劑中V元素的質(zhì)量之比）。圖中溫度超過80°C以后，沉釩率下降的可能原因是 常用鋁熱反應(yīng)法由V2O5冶煉金屬釩，請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。五氧化二釩（V2O5）是接觸法生成硫酸的催化劑。某化學(xué)科研小組從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污

染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：物質(zhì)VO2 5VO2 4KSO24SiO2FeO23AlO23質(zhì)量分數(shù)/%2.2-2.92.8-3.122-2860-651-21如圖是一種廢釩催化劑回收工藝路線：回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z“流出液”中最多陽離子是 。⑵寫出“廢渣1”的主要成分與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。(3)“氧化”中KC103使VO2+變?yōu)閂O+，還原產(chǎn)物為Cl-，寫出“氧化”中使VO2+變?yōu)閂O+的離子反應(yīng)方程3 2 2式 。⑷“中和”作用之一是使釩以VO4-形式存在于溶液中，作用之二是調(diào)節(jié)溶液pH值除去雜質(zhì)離子。“廢渣2”412中含有 (填化學(xué)式)。(5)“沉釩〃得到偏釩酸銨(NHqVOs)沉淀，高溫煅燒lmolNH4VO3生成的氣體用足量濃硫酸吸收，濃硫酸增重 某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及A12O3、Fe2O3和其他不溶性雜質(zhì)等。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4?7H2O)：濾液②咼pH轉(zhuǎn)化濾渣■③伽011溶液 稀H$濾液②咼pH轉(zhuǎn)化濾渣■③伽011溶液 稀H$(h H衛(wèi)將液NaOHffi?廈銀催化剛一濾餅①濾液①徳藏②聖鳴控帥H卜硫瞬晶休械縮姑品溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Ni2+A13+Fe3+Fe2+開始沉淀時(c=0.01mo1?L-1)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全時(c=1.0xl0-5mol?L-i)的pH8.74.73.29.0回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z⑴“堿浸”中NaOH的作用是 。為了回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程 。“濾液②”中含有的金屬離子是 。1WH溶液丨丨：①溶液⑷若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，即葩欣2彳調(diào)；HH轉(zhuǎn)化「冷使t,“濾液③”中可能含有的雜濾渣③質(zhì)離子為 利用上述表格數(shù)據(jù)，計算Ni(OH)2的Ksp=__mol3L3。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol?L-i,則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是 。硫酸鎳在強堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式 。將分離出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環(huán)使用，其目的是 水泥是重要的建筑材料，硅酸鹽水泥主要為硅酸二鈣(2CaO?SiO2)、硅酸三鈣(3CaO?SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO?Al2O3)。鐵鋁酸四鈣(4CaO?Al2O3?Fe2O3)和氧化鎂等的混合物?！端嗷瘜W(xué)分析方法》中用EDTA(—種常用作滴定金屬離子含量的有機物)滴定法測定水泥樣品中鈣、鎂的含量。其過程如圖所示：足量鹽廠一濾渣酸酸化過濾足量鹽廠一濾渣酸酸化過濾② 」溶液A酒石肇翅二乙醇胺調(diào)pH到13 ；'平均分edtaW定鈣離子'④調(diào)pH到10? r成兩份EDTA滴定鈣、鎂離子⑤鈣含;已知：相關(guān)金屬離子濃度為O.lmol/L時，形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表:金屬離子Mg2+Ca2+Al3+Fe3+開始沉淀的pH1113.53.52完全沉淀的pH13>144.53.5回答下列問題：工業(yè)制水泥的主要原料是黏土和 (填名稱)。步驟①中選擇用銀坩堝而不用瓷坩堝，其理由是 ?濾渣的主要成分為 。(填化學(xué)式)。步驟③中加入的酒石酸鈉和三乙醇胺作為掩蔽劑，可掩蔽雜質(zhì)離子的干擾，在該過程中，主要掩蔽的離子有 。掩蔽劑需要在調(diào)pH前加入，若在堿性溶液中則起不到掩蔽作用，試從要掩蔽的離子性質(zhì)分析原因： 。⑷步驟④和⑤中，調(diào)pH時，最好選用試劑 (填序號)。A.氨水B.MgOC.CaCO3水泥樣品中的鈣的含量通過步驟④滴定結(jié)果可計算得出；而步驟⑤滴定的是鈣、鎂總量所以測定鎂的含量準(zhǔn)確性還依賴于步驟④。當(dāng)溶液pH大于12時，會生成硅酸鈣沉淀，所以若滴定前，溶液中還有少量的硅酸，則需加入適量氟化鉀，以消除硅酸的干擾。若未加氟化鉀，殘留的硅酸會使鎂含量測定結(jié)果 (填“偏高”“偏低”或“無影響”)。鎂含量的測定還受水泥試樣中一氧化錳含量的影響，當(dāng)一氧化錳含量小于0.5%時，干擾不明顯，可忽略不計；但大于0.5%時，還需要再測出一氧化錳含量。一氧化錳的測定是在硫酸介質(zhì)中，用高碘酸鉀將其氧化為高錳酸根離子，進行測量。寫出該過程中反應(yīng)的離子方程式： (該反應(yīng)中的一種產(chǎn)物可以作為食鹽的添加劑)。工業(yè)上利用廢鎳催化劑(主要成分為Ni,還含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO)制備草酸鎳晶體(NiC2O4?2H2O)的流程如圖：TOC\o"1-5"\h\z(1)NiC2O4?2H2O中C的化合價是 。⑵濾渣II的主要成分是 。萃取操作除去的金屬陽離子主要是 。在隔絕空氣的