專題十一化學工藝流程分析-2024年高考化學二輪復習講與練

專題十一化學工藝流程分析1.掌握化工流程中條件的控制。2.掌握化工流程中物質的分離和提純。3.掌握化工流程中方程式的書寫。化工流程題主要考查考生運用化學反應原理及相關知識來解決化工生產中實際問題的能力，具有考查知識面廣、綜合性強、思維容量大的特點。工藝流程題設問的地方有：反應速率與平衡理論的運用，氧化還原反應的判斷、化學方程式的書寫，利用控制pH分離除雜，利用溶解度分離，常用的分離方法、實驗操作，流程中的物質轉化和循環(huán)，綠色化學評價，電化學，計算產量、產率、產品純度等。這類題型不但綜合考查考生在中學階段所學的元素及其化合物知識以及物質結構、元素周期律、氧化還原反應、化學用語、電解質溶液、化學平衡、電化學、實驗操作等知識，而且更重要的是能突出考查考生的綜合分析判斷能力、邏輯推理能力，且這類試題陌生度高，文字量大，包含信息多，思維能力要求高，近年來已成為高考化學主觀題中的必考題型。一、化工流程中原料預處理及反應條件的控制1.原料預處理的方法及目的處理方法目的固體原料粉碎或研磨減小顆粒直徑增大反應物接觸面積，增大浸取時的反應速率，提高浸取率煅燒或灼燒①除去硫、碳單質；②有機物轉化、除去有機物；③高溫下原料與空氣中氧氣反應；④除去受熱不穩(wěn)定的雜質等酸浸①溶解轉變成可溶物進入溶液中，以達到與難溶物分離的目的；②去氧化物(膜)堿溶①除去金屬表面的油污；②溶解鋁、氧化鋁等加熱①加快反應速率或溶解速率；②促進平衡向吸熱反應方向移動；③除雜，除去受熱不穩(wěn)定的雜質，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物質；④使沸點相對較低或易升華的原料氣化；⑤煮沸時促進溶液中的氣體(如氧氣)揮發(fā)逸出等2.反應條件的控制及目的條件控制目的反應物用量或濃度①酸浸時提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率；②增大便宜、易得的反應物的濃度，可以提高其他物質的利用率，使反應充分進行；③增大物質濃度可以加快反應速率，使平衡發(fā)生移動等降溫①防止某物質在高溫時溶解(或分解)；②使化學平衡向著題目要求的方向(放熱反應方向)移動；③使某個沸點較高的產物液化，使其與其他物質分離等；④降低某些晶體的溶解度，減少損失等控溫①結晶獲得所需物質；②防止某種物質(如H2O2、草酸、濃硝酸、銨鹽等)溫度過高時會分解或揮發(fā)；③使某物質達到沸點揮發(fā)出來；④使催化劑的活性達到最好；⑤防止副反應的發(fā)生等加入氧化劑(或還原劑)①轉化為目標產物的價態(tài)；②除去雜質離子[如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后調溶液的pH，使其轉化為Fe(OH)3沉淀除去]加入沉淀劑①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、硫化亞鐵等)；②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀；③加入氟化鈉，除去Ca2＋、Mg2＋pH控制①生成金屬氫氧化物，以達到除去金屬離子的目的；②抑制鹽類水解；③促進鹽類水解生成沉淀，有利于過濾分離3．可循環(huán)物質的判斷(1)流程圖中回頭箭頭的物質。(2)生產流程中后面新生成或新分離的物質(不要忽視結晶后的母液)，可能是前面某一步反應的相關物質。①從流程需要加入的物質去找先觀察流程中需要加入的物質，再研究后面的流程中有沒有生成此物質。②從能構成可逆反應的物質去找可逆反應的反應物不能完全轉化，應該回收再利用。③從過濾后的母液中尋找析出晶體經過過濾后的溶液稱為母液，母液是該晶體溶質的飽和溶液，應該循環(huán)再利用。二、化工流程中物質的分離與提純1.化工生產過程中分離、提純、除雜化工生產過程中分離、提純、除雜等環(huán)節(jié)，與高中化學基本實驗的操作緊密聯(lián)系，包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥、蒸餾、萃取、分液等基本實驗操作及原理，并要熟悉所用到的相關儀器。2．?？挤蛛x、提純的方法及操作(1)從溶液中獲取晶體的方法及實驗操作①溶解度受溫度影響較小的(如NaCl)采取蒸發(fā)結晶的方法，實驗過程為：蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾(如果溫度下降，雜質也會以晶體的形式析出來)、洗滌、干燥。②溶解度受溫度影響較大、帶有結晶水的鹽或可水解的鹽，采取冷卻結晶的方法，實驗過程為：蒸發(fā)濃縮(至少有晶膜出現(xiàn))、冷卻結晶、過濾、洗滌(冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)、干燥。(2)固體物質的洗滌洗滌試劑適用范圍目的蒸餾水冷水產物不溶于水除去固體表面吸附著的可溶性粒子，可適當降低固體因為溶解而造成的損失熱水有特殊的物質其溶解度隨著溫度升高而下降除去固體表面吸附著的可溶性粒子，可適當降低固體因為溫度變化溶解而造成的損失有機溶劑(酒精、丙酮等)固體易溶于水、難溶于有機溶劑減少固體溶解；利用有機溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，產品易干燥飽和溶液對純度要求不高的產品減少固體溶解酸、堿溶液產物不溶于酸、堿除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質；減少固體溶解洗滌沉淀的方法：向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復操作2～3次檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入××試劑，若未出現(xiàn)特征反應現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈(3)減壓蒸發(fā)的原因：減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止某物質分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3)或失去結晶水(如題目要求制備結晶水合物產品)。(4)萃取與反萃?、佥腿。豪梦镔|在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同，將物質從一種溶劑轉移到另一種溶劑的過程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。②反萃取：用反萃取劑使被萃取物從負載有機相返回水相的過程，為萃取的逆過程。(5)其他①蒸發(fā)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質時，應在HCl的氣流中加熱，以防其水解。②減壓蒸餾的原因：減小壓強，使液體沸點降低，防止受熱分解、氧化等。3．根據溶解度曲線判斷結晶的方法(1)溶解度受溫度影響較小的(如NaCl)采取蒸發(fā)結晶的方法。(2)溶解度受溫度影響較大的采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶的方法。(3)帶有結晶水的鹽，一般采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶的方法。三、化工流程中方程式的書寫與計算(一)化工流程中化學方程式的書寫1．書寫思路首先根據題給材料中的信息寫出部分反應物和生成物的化學式，再根據反應前后元素化合價有無變化判斷反應類型：(1)元素化合價無變化則為非氧化還原反應，遵循質量守恒定律；(2)元素化合價有變化則為氧化還原反應，既遵循質量守恒定律，又遵循得失電子守恒規(guī)律。2．流程中陌生的氧化還原反應的書寫流程(1)首先根據題給材料中的信息確定氧化劑(或還原劑)與還原產物(或氧化產物)，結合已學知識根據加入的還原劑(或氧化劑)判斷氧化產物(或還原產物)。(2)根據得失電子守恒配平氧化還原反應。(3)根據電荷守恒和反應物的酸堿性，在方程式左邊或右邊補充H＋、OH－或H2O等。(4)根據質量守恒配平反應方程式。(二)化工流程中的有關計算1．Ksp計算(1)判斷能否沉淀。(2)判斷能否沉淀完全。(3)計算某一離子的濃度。(4)沉淀生成和沉淀完全時pH的計算。2．產率、純度的計算(1)計算公式純度＝eq\f(純凈物的質量,混合物的質量)×100%產物的產率＝eq\f(產物的實際產量,產物的理論產量)×100%(2)計算的關鍵在于運用守恒或關系式法結合實驗原理找到計算的關系，確定數量關系。1.[2023·新課標卷]鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：已知：最高價鉻酸根在酸性介質中以Cr2O7回答下列問題：(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應的最高價含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為________(填化學式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和________。(3)“沉淀”步驟調pH到弱堿性，主要除去的雜質是________________________________。(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈9以達到最好的除雜效果，若pH<9時，會導致__________________________________________________；pH>9時，會導致__________________________。(5)“分離釩”步驟中，將溶液pH調到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1時，溶解為VO2+或VO3＋；在堿性條件下，溶解為VO3?或VO4A．酸性B．堿性C．兩性(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液，反應的離子方程式為_______________________________?！窘馕觥坑深}給流程可知，鉻釩渣在氫氧化鈉和空氣中煅燒，將釩、鉻、鐵、鋁、硅、磷等元素轉化為相應的最高價含氧酸鹽。煅燒渣加入水浸取、過濾得到含有二氧化硅、氧化鐵的濾渣和濾液；向濾液中加入稀硫酸調節(jié)溶液pH將AlO2?轉化為Al(OH)3沉淀，過濾得到Al(OH)3濾渣和濾液；向濾液中加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液將硅元素、磷元素轉化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，過濾得到含有MgSiO3、MgNH4PO(4)由分析可知，加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液的目的是將硅元素、磷元素轉化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9時，會導致磷元素不能形成MgNH4PO4沉淀，若溶液pH>9時，會導致鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導致產品中混有雜質；(5)由題給信息可知，五氧化二釩是能與酸溶液反應生成鹽和水，也能與堿溶液反應生成鹽和水的兩性氧化物，故選C；(6)由題意可知，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉化為鉻離子，反應的離子方程式為2Cr2O72?+3S2O【答案】(1)Na2CrO4(2)Fe2O3(3)Al(OH)3(4)不利于形成MgNH4PO4沉淀不能形成MgSiO3沉淀(5)C(6)2Cr2O72?+3S2O2．[2023·湖南卷]超純Ga(CH3)3是制備第三代半導體的支撐源材料之一。近年來，我國科技工作者開發(fā)了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術，在研制超純Ga(CH3)3方面取得了顯著成果。工業(yè)上以粗鎵為原料，制備超純GaCH已知：①金屬Ga的化學性質和Al相似，Ga的熔點為29.8℃；②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作為配體；③相關物質的沸點：物質Ga(CH3)3Et2OCH3INR3沸點/℃55.734.642.4365.8回答下列問題：(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是________；(2)“電解精煉”裝置如圖所示，電解池溫度控制在40～45℃的原因是___________________________，陰極的電極反應式為________________________________________________________；(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的產物還包括MgI2和CH3MgI，寫出該反應的化學方程式________________________________________________________________________；(4)“殘渣”經純水處理，能產生可燃性氣體，該氣體主要成分是________；(5)下列說法錯誤的是________；A．流程中Et2O得到了循環(huán)利用B．流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進行C．“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3D．用核磁共振氫譜不能區(qū)分Ga(CH3)3和CH3I(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是______________________________________________________________________________；(7)比較分子中的C—Ga—C鍵角大?。篏a(CH3)3________Ga(CH3)3(Et2O)(填“＞”“＜”或“＝”)，其原因是______________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)晶體Ga(CH3)3的沸點較低，為分子晶體。(2)鎵的熔點為29.8℃，電解精煉溫度需高于鎵的熔點，因此電解池溫度控制在40～45℃。Ga和Al的性質相似，電解精煉過程中粗鎵在陽極失電子產生的Ga3＋在NaOH溶液中形成GaO2?，GaO2?遷移到陰極，得電子被還原為Ga，故陰極反應為GaO2?＋2H2O＋3e－=Ga＋4OH－。(3)根據原子守恒，結合流程圖中物質轉化配平，得反應的化學方程式為Ga2Mg5＋8CH3I＋2Et2O=2Ga(CH3)3(Et2O)＋3MgI2＋2CH3MgI。(4)由(3)可知，殘渣中含CH3MgI，結合元素守恒可知，其和水反應生成的可燃性氣體為CH4。(5)由已知②、③，結合流程圖可知，溶劑蒸發(fā)、配體交換時Et2O得以循環(huán)利用，A項正確；高純Ga能與H2O、O2反應，CH3I、GaCH33能與水反應，有機物能與O2反應，故B項正確；配體交換時NR3和Ga(CH3)3(Et2O)反應得到GaCH33(NR3)和Et2O，則工序X為解配Ga(CH3)3(NR3)，并利用GaCH33和NR3的沸點相差較大蒸出GaCH33，C項正確；GaCH33【答案】(1)分子晶體(2)電解精煉溫度需在鎵的熔點以上GaO2?＋2H2O＋3e－=Ga＋4OH(3)Ga2Mg5＋8CH3I＋2Et2O=2Ga(CH3)3(Et2O)＋3MgI2＋2CH3MgI(4)CH4(5)D(6)Ga(CH3)3和Et2O的沸點接近，而GaCH33和NR3的沸點相差較大，解配后可以分離出Ga(CH(7)>Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化，Ga(CH3)3(Et2O)中Ga為sp3雜化3．[2022·湖北卷]全球對鋰資源的需求不斷增長，“鹽湖提鋰”越來越受到重視。某興趣小組取鹽湖水進行濃縮和初步除雜后，得到濃縮鹵水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)，并設計了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。25℃時相關物質的參數如下：LiOH的溶解度：12.4g/100gH2O化合物Mg(OH)2Ca(OH)2CaCO3Li2CO3Ksp5.6×10－125.5×10－62.8×10－92.5×10－2回答下列問題：(1)“沉淀1”為________。(2)向“濾液1”中加入適量固體Li2CO3的目的是__________________________________________________。(3)為提高Li2CO3的析出量和純度，“操作A”依次為________、________、洗滌。(4)有同學建議用“侯氏制堿法”的原理制備Li2CO3。查閱資料后，發(fā)現(xiàn)文獻對常溫下的Li2CO3有不同的描述：①是白色固體；②尚未從溶液中分離出來。為探究LiHCO3的性質，將飽和LiCl溶液與飽和NaHCO3溶液等體積混合，起初無明顯變化，隨后溶液變渾濁并伴有氣泡冒出，最終生成白色沉淀。上述現(xiàn)象說明，在該實驗條件下LiHCO3________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)，有關反應的離子方程式為________________________________________________________________________。(5)他們結合(4)的探究結果，擬將原流程中向“濾液2”加入Na2CO3改為通入CO2。這一改動能否達到相同的效果，作出你的判斷并給出理由___________________________________________________________。【解析】(1)濃縮鹵水中含有Mg2＋，當加入石灰乳后，轉化為Mg(OH)2沉淀，所以沉淀1為Mg(OH)2；(2)濾液1中含有Na＋、Li＋、Cl－和Ca2＋，結合已知條件：LiOH的溶解度和化合物的溶度積常數，可推測，加入Li2CO3的目的是將Ca2＋轉化成CaCO3沉淀除去，同時不引入新雜質；(3)由Li2CO3的溶解度曲線可知，溫度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在溫度高時，溶解度小，有利于析出，所以為提高Li2CO3的析出量和純度，需要在較高溫度下析出并過濾得到沉淀，即依次蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、洗滌；(4)飽和LiCl和飽和NaHCO3等體積混合后，產生了LiHCO3和NaCl，隨后LiHCO3不穩(wěn)定，分解產生了CO2和Li2CO3，涉及方程式有：Li++HCO3?=LiHCO3，2LiHCO3=Li2CO3↓＋CO2↑＋H2O；(5)“濾液2”中含有LiOH，加入Na2CO3，目的是將LiOH轉化為Li2CO3。若改為通入過量的CO2，則LiOH轉化為LiHCO3，結合(4)的探究結果，LiHCO3【答案】(1)Mg(OH)2(2)將Ca2＋轉化成CaCO3沉淀除去，同時不引入新雜質(3)蒸發(fā)濃縮趁熱過濾(4)不穩(wěn)定Li++HCO3?=LiHCO3，2LiHCO3=Li2CO(5)能達到相同效果，因為改為通入過量的CO2，則LiOH轉化為LiHCO3，結合(4)的探究結果，LiHCO3也會很快分解產生Li2CO3，所以這一改動能達到相同的效果4．[2022·廣東卷]稀土(RE)包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：已知：月桂酸(C11H23COOH)熔點為44℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持＋3價不變；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3開始溶解時的pH為8.8；有關金屬離子沉淀的相關pH見下表。離子SMg2＋Fe3＋Al3＋RE3＋開始沉淀時的pH8.81.53.66.2～7.4沉淀完全時的pH/3.24.7/(1)“氧化調pH”中，化合價有變化的金屬離子是________。(2)“過濾1”前，用NaOH溶液調pH至________的范圍內，該過程中Al3＋發(fā)生反應的離子方程式為___________________________________________________________________。(3)“過濾2”后，濾餅中檢測不到Mg元素，濾液2中Mg2＋濃度為2.7g·L－1。為盡可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸鈉的加入量，但應確保“過濾2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于______mol·L(4)①“加熱攪拌”有利于加快RE3＋溶出、提高產率，其原因是________________________________。②“操作X”的過程為：先________，再固液分離。(5)該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質有________(寫化學式)。(6)稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑Pt3Y。①還原YCl3和PtCl4熔融鹽制備Pt3Y時，生成1molPt3Y轉移________mol電子。②Pt3Y/C用作氫氧燃料電池電極材料時，能在堿性溶液中高效催化O2的還原，發(fā)生的電極反應為________________________________________________________________________。【解析】(1)由題意知，“氧化調pH”中只有鐵是變價金屬，鋁和稀土金屬元素均為＋3價，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋。(2)“過濾1”所得“濾渣”為Fe(OH)3和Al(OH)3，應調節(jié)的pH范圍為4.7≤pH<6.2，pH小于6.2是防止RE3＋開始沉淀。該過程中Al3＋與OH－反應生成Al(OH)3沉淀。(3)“濾液2”中Mg2＋濃度為2.7g·L－1，其物質的量濃度為0.1125mol·L－1，Ksp[(C11H23COO)2Mg]＝c2(C11H23COO－)·c(Mg2＋)，c2(C11H23COO－)＝(1.8×10－8/0.1125)mol2·L－2＝16×10－8mol2·L－2，c(C11H23COO－)＝16×10?8mol·L－1＝4.0×10－4mol·L－1，若c(C11H23COO－)大于4.0×10－4mol·L－1，則形成的“濾餅”中會混入(C11H23COO)2Mg。(4)①“濾餅”的主要成分為(C11H23COO)3RE，為難溶物，攪拌可以增加其與鹽酸的接觸面積，加熱也可以加快固體的溶解，進而加快反應速率。②加熱攪拌的溫度為55℃，而月桂酸的熔點為44℃，所以“操作X”(過濾)前，先要冷卻結晶，使月桂酸變成固體。(5)“濾液2”中含有MgSO4，可以用作“浸取”時加入的“酸化MgSO4溶液”。(6)①YCl3中Y為＋3價，PtCl4中Pt為＋4價，Pt3Y為合金，Pt和Y均可以看成0價，若生成1molPt3Y，轉移電子的物質的量為(4×3＋3×1)mol＝15mol。②在氫氧燃料電池的堿性介質中，O2得電子與水反應生成OH【答案】(1)Fe2＋(2)4.7≤pH＜6.2Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓(3)4.0×10－4(4)①加熱攪拌可加快反應速率②冷卻結晶(5)MgSO4(6)①15②O2＋4e－＋2H2O=4OH－1．（2024·四川綿陽·統(tǒng)考二模）重鉻酸鈉()廣泛應用于醫(yī)藥和印染行業(yè)，用含鉻礦渣(主要成分是，還含有少量和)制備的流程如下：已知：室溫下，；、?；卮鹣铝袉栴}：(1)含鉻礦渣“灼燒”過程中，將轉化為(填化學式)。而將氧化為，其化學方程式中氧化劑與還原劑的物質的量之比為。(2)“浸取”所得的濾渣中含量最多的金屬元素是。下列措施能顯著提高浸取率的方法是。A．攪拌

B．增加水量

C．升高溫度

D．增大壓強(3)室溫下“中和除鋁”：。控制，可保證恰好沉淀完全(溶液中濃度為)。此步驟中也可選用“灼燒”步驟產生的(填化學式)代替。(4)“酸化”步驟主要發(fā)生的離子反應方程式為。(5)三氧化鉻()常用于做鞣革織物媒染劑，可用固體與濃硫酸反應制取，產物中有一種顯酸性的鹽，寫出該化學反應方程式?！敬鸢浮?1)(2)(3)8.37(4)(5)【分析】含鉻礦渣加入碳酸鈉“灼燒”，將轉化為，氧化為，加水溶解除去不溶的，濾液加入硫酸調節(jié)pH，使鋁轉化為氫氧化鋁除去，再加入硫酸酸化，使轉化為，蒸發(fā)結晶得到，同時生成副產物硫酸鈉，據此解答。【解析】（1）含鉻礦渣“灼燒”過程中，和碳酸鈉反應轉化為，被氧化為，反應中中Cr由+3價升高為+6價，O2中O由0價降低為2價，根據得失電子守恒，氧化劑與還原劑的物質的量之比為。（2）灼燒過程中不反應，且不溶于水，所得濾渣主要是，故濾渣中含量最多的金屬元素是Fe；該反應在溶液中進行，攪拌、升高溫度能顯著提高浸取率，故選AC。（3）①，；②，；③，；可得②=①③，則K2==，，，所以，則pH=8.37?！白茻辈襟E生成，此步驟中也可選用“灼燒”步驟產生的代替。（4）“酸化”步驟主要發(fā)生的離子反應方程式為。（5）用固體與濃硫酸反應制取，所得顯酸性的鹽為硫酸氫鈉，該化學反應方程式。2．（2023·浙江紹興·紹興一中?？家荒＃┕I(yè)上以NH3為原料按如下流程制取化合物A。已知：水溶液中，ClO－可與反應生成Cl－請回答：(1)寫出NH3催化氧化生成NO的化學方程式。(2)等物質的量的HNO3與ClF反應除生成A外，另一種產物為HF。①電子衍射研究表明，氣態(tài)HF中存在環(huán)狀六聚體(HF)6，而其他鹵素的氣態(tài)氫化物卻不存在，氣態(tài)HF中存在環(huán)狀六聚體(HF)6的原因是。②下列說法正確的是。A．尾氣的主要成分是NO，可用NaOH溶液直接吸收

B．ClF中的Cl呈零價C．化合物A具有強氧化性

D．TiCl4與A反應能生成Ti(NO3)4(3)①設計實驗驗證化合物A中含有Cl元素。②寫出實驗過程中涉及的反應方程式。【答案】(1)4NH3+5O2eq\o(======,\s\up8(催化劑),\s\do5(△))4NO+6H2O(2)HF之間通過氫鍵締合形成六聚體CD(3)取適量ClNO3于試管中加入適量NaNO2溶液充分反應，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，證明A中存在Cl元素ClNO3++H2O＝Cl－+2H++2，Ag++Cl－＝AgCl↓【分析】該流程中，NH3催化氧化生成NO，NO發(fā)生氧化反應生成NO2，NO2在吸收塔中和水反應生成HNO3和NO尾氣，HNO3和ClF反應生成ClNO3，以此解答。【解析】（1）NH3催化氧化生成NO和水，根據得失電子守恒和原子守恒配平化學方程式為：4NH3+5O2eq\o(======,\s\up8(催化劑),\s\do5(△))4NO+6H2O。（2）①氣態(tài)HF中存在環(huán)狀六聚體(HF)6的原因是HF之間通過氫鍵締合形成六聚體；②A．尾氣的主要成分是NO，NO不和NaOH溶液反應，不能用NaOH溶液直接吸收，故A錯誤；B．ClF中的Fe為1價，Cl為+1價，故B錯誤；C．等物質的量的HNO3與ClF反應除生成A外，另一種產物為HF，由原子守恒可知A為ClNO3，A中Cl元素為+1價，具有強氧化性，故C正確；D．TiCl4與ClNO3發(fā)生復分解反應生成Ti(NO3)4，故D正確；故選CD。（3）①ClNO3中Cl元素為+1價，需要轉化為Cl才能檢驗，由已知信息可以推知，ClNO3和NaNO2反應可以生成HCl、NaNO3、HNO3，驗證化合物A中含有Cl元素的方法為：取適量ClNO3于試管中加入適量NaNO2溶液充分反應，再滴加AgNO3溶液，若產生白色沉淀，證明A中存在Cl元素；②實驗過程中涉及的反應方程式：ClNO3++H2O＝Cl－+2H++2，Ag++Cl－＝AgCl↓。1．（2024·陜西寶雞·統(tǒng)考模擬預測）工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分FeO·Cr2O3，含Al2O3、SiO2等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)的工藝流程如圖a?；卮鹣铝袉栴}：(1)“焙燒”時，將礦料磨碎且氣體與礦料逆流而行，其目的是。(2)“焙燒”的目的是將FeO·Cr2O3轉化為Na2CrO4，并將Al、Si氧化物轉化為可溶性鈉鹽，寫出焙燒時FeO·Cr2O3發(fā)生的化學方程式。(3)礦物中相關元素可溶性組分物質的量濃度c與pH的關系如圖b所示。當溶液中可溶組分濃度c≤1.0×105mol/L時，可認為已除盡。試分析：“中和”時pH的理論范圍為；“酸化”的目的是；Fe元素在(選填流程圖a中操作步驟的名稱)過程中除去。(4)蒸發(fā)結晶步驟中的副產品主要是。冷卻結晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質還有。(5)此方法生產過程中會產生大量含的酸性廢水，可以用如圖c裝置處理。向廢水中加入適量的NaCl進行電解，被電極產物還原為Cr2+，然后生成Cr(OH)3沉淀除去，廢水則可以達到排放標準。①寫出陽極的電極方程式。②已知Ksp[Cr(OH)3]=1.0×1032，若電解一段時間后，調節(jié)pH測得溶液中c(Fe3+)=1.0×1012mol/L，則此時c(Cr3+)=mol/L?！敬鸢浮?1)增大接觸面積，加快反應速率(2)(3)4.5~9.3把完全轉化為浸取(4)Na2SO4硫酸(5)Fe2e=Fe2+1.0×106【分析】鉻鐵礦主要成分FeO·Cr2O3，含Al2O3、SiO2等雜質。鉻鐵礦和純堿在空氣中灼燒生成Na2CrO4、偏鋁酸鈉、硅酸鈉、氧化鐵，“水浸”除去氧化鐵，濾液中加硫酸“中和”生成氫氧化鋁、硅酸沉淀，過濾，濾液中加硫酸酸化把完全轉化為，蒸發(fā)結晶析出副產品硫酸鈉，冷卻結晶析出Na2Cr2O7·2H2O。【解析】（1）“焙燒”時，將礦料磨碎且氣體與礦料逆流而行，可以增大接觸面積，加快反應速率；（2）焙燒時FeO·Cr2O3、碳酸鈉、氧氣反應生成Na2CrO4、氧化鐵、二氧化碳氣體，發(fā)生反應的化學方程式為。（3）“中和”的目的是以氫氧化鋁沉淀、硅酸沉淀的形式除去元素，根據圖示，pH的理論范圍為4.5~9.3；最終產品是Na2Cr2O7·2H2O，所以“酸化”的目的是把完全轉化為；Fe2O3難溶于水，根據流程圖，F(xiàn)e元素在“浸取”過程中除去。（4）根據流程圖，溶液存在的陽離子是鈉離子、H+，陰離子為、，所以蒸發(fā)結晶步驟中的副產品主要是Na2SO4。冷卻結晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質還有硫酸。（5）①鐵為陽極，陽極鐵失電子生成亞鐵離子，陽極的電極方程式為Fe2e=Fe2+。②根據圖b，c(Fe3+)=1.0×105mol/L時，pH=3，c(OH)=1.0×1011mol/L，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×1038；Ksp[Cr(OH)3]=1.0×1032，若電解一段時間后，調節(jié)pH測得溶液中c(Fe3+)=1.0×1012mol/L，則此時c3(OH)=1.0×1026mol/L，c(Cr3+)=mol/L。2．（2023·山東·校聯(lián)考模擬預測）CrCl3是重要的化工試劑，用高鋁鉻鐵礦(主要含Cr2O3和Al2O3，還含F(xiàn)e2O3、FeO、MgO、SiO2)制取CrCl3的流程如下：已知：①②相關金屬離子在不同濃度下生成氫氧化物沉淀的如圖：回答下列問題(1)濾渣1主要成分是，濾渣2主要成分是。(2)試劑X可選用，簡述該流程設計添加X的好處與不好之處，好處是，不好之處是。(3)“操作I”為過濾、洗滌，則證明沉淀洗滌干凈的操作方法是。(4)蒸發(fā)結晶操作應在條件下進行(5)硼化鉻(CrB)可用作耐磨、抗高溫氧化涂層和核反應堆中的中子吸收涂層，硼化鉻是在650℃時由金屬鎂與硼、氯化鉻的混合物制得的，寫出該反應的化學方程式：?！敬鸢浮?1)(2)或將鐵一起沉淀，便于以后的利用增加成本(3)取適量最后一次洗滌的濾液于試管中，加入BaCl2溶液，若沒有白色沉淀生成(4)氯化氫氣流(5)【分析】高鋁鉻鐵礦與硫酸反應，不反應，濾渣1是，酸溶后溶液中加入氧化劑X，將氧化，調后從沉淀圖分析，剩余約，這顯然與提取的設計不符，應當進入溶液，考慮到容易配位，因此推測轉化為配合物，轉化成氫氧化物沉淀，故濾渣2為、。調后鉻元素從溶液中分離出來了，生成沉淀，加入鹽酸生成溶液，在氯化氫氣氛中蒸發(fā)結晶的產品。溶液容易水解，因此蒸發(fā)結晶操作應在氯化氫氣流進行，據此分析解題?！窘馕觥浚?）由分析可知，濾渣1主要成分是SiO2，濾渣2主要成分是Al(OH)3、Fe(OH)3；（2）由分析可知，試劑X作氧化劑，將Fe2+氧化為Fe3+，以便后續(xù)步驟中能一次性將Al3+和Fe3+沉淀除去，則試劑X可選用Cl2和H2O2，由題干圖示信息可知，若不將Fe2+氧化為Fe3+，則導致Fe2+和Cr3+無法一次性分離，故該流程設計添加X的好處與不好之處，好處是將鐵一起沉淀，便于以后的利用，不好之處是：需要添加H2O2、Cl2等，而增加成本；（3）由題干工藝流程圖可知，“操作I”為過濾、洗滌，證明沉淀洗滌干凈的操作方法即檢驗最后一次洗滌濾液中是否含有硫酸根或者銨根離子，具體方法為：取適量最后一次洗滌的濾液于試管中，加入BaCl2溶液，若沒有白色沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈；（4）由于CrCl3+3H2OCr(OH)3+3HCl，HCl易揮發(fā)，故蒸發(fā)結晶操作應在氯化氫氣流條件下進行，以抑制CrCl3水解，制得純凈的無水CrCl3，故答案為：氯化氫氣流；（5）硼化鉻是在650℃時由金屬鎂與硼、氯化鉻的混合物制得的，根據氧化還原反應配平可得，該反應的化學方程式為：。3．（2024·四川成都·成都七中?？家荒＃㏒bCl3用于紅外光譜分析以及顯像管生產等。工業(yè)生產中，以輝銻礦（主要成分為的Sb2S3，還含有As2S3、PbS、CuO和SiO2等）為原料制備SbCl3的工藝流程如下：已知：①浸出液主要含鹽酸和SbCl3，還含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等雜質；②常溫下，，；③溶液中離子濃度小于或等于mol/L時，認為該離子沉淀完全?；卮鹣铝袉栴}：(1)加快輝銻礦“酸浸”的措施有。A．將輝銻礦粉碎 B．用酒精燈加熱 C．用玻璃棒攪拌 D．適當增加酸液濃度(2)濾渣1中除了S之外，還有。(3)浸出液中加入適量Sb的目的是。（用化學方程式表示）(4)已知浸出液中c(Cu2+)=0.01mol/L、c(Pb2+)=0.10mol/L。在沉淀銅、鉛過程中，緩慢滴加極稀的硫化鈉溶液，先產生的沉淀是（填化學式）；常溫下，“除銅、鉛”時Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此時溶液中不低于mol/L，Na2S也不宜過多，其原因為。(5)在“除砷”過程中，氧化產物為H3PO4，則該反應中氧化劑、還原劑的物質的量之比為；已知在“電解”SbCl3溶液時，無氣體生成，被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質量之比為3：2，可在上述流程中循環(huán)利用的物質有?！敬鸢浮?1)AD(2)SiO2(3)SbCl5+2Sb=SbCl3(4)CuS產生H2S等污染性氣體和Sb2S3(5)4:3SbCl5【分析】由題給流程可知，向輝銻礦中加入鹽酸和五氯化銻溶液酸浸，礦石中的硫化物轉化為可溶的氯化物和硫，氧化銅轉化為可溶的氯化銅，二氧化硅與混合溶液不反應，過濾得到含有硫、二氧化硅的濾渣和含有鹽酸、可溶的氯化物的濾液；向濾液中加入銻，將溶液中的五氯化銻還原為三氯化銻后，加入硫化鈉溶液將溶液中的銅離子、鉛離子轉化為硫化銅、硫化鉛沉淀，過濾得到含有硫化銅、硫化鉛的濾渣和濾液；向濾液中加入NaH2PO2溶液，將溶液中的三氯化砷還原為砷，過濾得到砷和濾液；電解三氯化銻溶液，銻離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成銻，在陽極失去電子五氯化銻，電解得到的五氯化銻溶液可以返回酸浸步驟循環(huán)使用，銻與氯氣反應生成三氯化銻?！窘馕觥浚?）工業(yè)生產中礦石粉碎、加熱、適當提高鹽酸的濃度、攪拌等措施能加快輝銻礦“酸浸”；故答案AD；（2）由分析可知，濾渣1的主要成分為硫、二氧化硅，答案是：SiO2（3）由分析可知，加入銻的目的是將溶液中的五氯化銻還原為三氯化銻，故答案為：SbCl5+2Sb=SbCl3；（4）由溶度積可知，在沉淀銅、鉛過程中，緩慢滴加極稀的硫化鈉溶液，先產生的沉淀是硫化銅沉淀，溶液中鉛離子完全沉淀時，溶液中硫離子濃度為=mol/L，由題給信息可知，浸出液中含有過量的鹽酸，鹽酸能與硫化鈉溶液反應生成有毒的硫化氫氣體污染空氣，溶液酸性降低后，硫化鈉溶液還能與三氯化銻溶液反應生成三硫化二銻沉淀，降低產率，所以除銅、鉛時，硫化鈉溶液不宜過多，故答案為：CuS；；產生H2S等污染性氣體和Sb2S3；（5）由分析可知，加入NaH2PO2溶液的目的是將溶液中的三氯化砷還原為砷，反應中磷元素轉化為磷酸，由得失電子數目守恒可知，反應中氧化劑、還原劑的物質的量之比為4：3；由分析可知，電解三氯化銻溶液，銻離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成銻，在陽極失去電子五氯化銻，電解得到的五氯化銻溶液可以返回酸浸步驟循環(huán)使用，銻與氯氣反應生成三氯化銻，則故答案為：4：3；SbCl5。4．（2023·陜西渭南·統(tǒng)考一模）金屬鎵被稱為“電子工業(yè)脊梁”，GaN憑借其出色的功率性能、頻率性能以及散熱性能，應用于5.5G技術中，也如雨后春筍般出現(xiàn)在了充電行業(yè)。讓高功率、更快速充電由渴望變?yōu)楝F(xiàn)實?！痉椒ㄒ弧抗I(yè)上利用粉煤灰(主要成分為、、，還有少量等雜質)制備氮化鎵流程如下：已知：①鎵性質與鋁相似，金屬活動性介于鋅和鐵之間；②常溫下，相關元素可溶性組分物質的量濃度c與pH的關系如下圖所示。當溶液中可溶組分濃度mol/L時，可認為已除盡。回答下列問題：(1)“焙燒”的主要目的是。(2)“濾渣1”主要成分為。(3)“二次酸化”中與發(fā)生反應的離子方程式為。(4)“電解”可得金屬Ga，寫出陰極電極反應式。(5)常溫下，反應的平衡常數K的值為?！痉椒ǘ咳苣z凝膠法(6)步驟一：溶膠——凝膠過程包括水解和縮聚兩個過程①水解過程：乙氧基鎵與乙醇中少量的水脫除部分乙氧基()，形成GaOH鍵i：ii：②縮聚過程：在之后較長時間的成膠過程中，通過失水和失醇縮聚形成無機聚合凝膠失水縮聚：失醇縮聚：(在下劃線將失醇縮聚方程補充完整)(7)步驟二：高溫氨化(原理：)該實驗操作為：將無機聚合凝膠置于管式爐中，先通20min氮氣后停止通入，改通入氨氣，并加熱至850~950℃充分反應20min，再(補充實驗操作)，得到純凈的GaN粉末?！敬鸢浮?1)將轉化為(2)(3)(4)(5)(6)(7)改通冷卻至室溫【分析】粉煤灰(主要成分為、、，還有少量等雜質)與純堿混合焙燒將、、轉化為、、，加入16%碳酸鈉溶液浸取過濾后濾渣1為，濾液為、、、的混合液。將混合液“一次酸化”二氧化碳將轉化為氫氧化鋁沉淀，過濾濾渣2為氫氧化鋁，“二次酸化”二氧化碳將轉化為沉淀，濾餅為。將濾餅與氫氧化鈉溶液混合轉化為，進一步電解在陰極得到Ga，據此分析解答?！窘馕觥浚?）鎵性質與鋁相似，金屬活動性介于鋅和鐵之間。所以的性質與類似，具有兩種氧化物的性質。與碳酸鈉高溫焙燒發(fā)生反應，“焙燒”目的將轉化為，故答案為：將轉化為；（2）粉煤灰與純堿碳酸鈉混合焙燒以及加入16%碳酸鈉溶液過程中不與碳酸鈉反應，浸取過濾后濾渣1為，故答案為：；（3）“二次酸化”二氧化碳將轉化為沉淀，離子方程式為：，故答案為：；（4）將濾餅與氫氧化鈉溶液混合轉化為，電解過程中在陰極得到Ga，陰極電極反應式：，故答案為：；（5）由圖乙數據可知時，溶液的pH為，，該反應的平衡常數為，故答案為：；（6）觀察所給方程式左右兩邊原子個數和結構，根據原子守恒可知發(fā)生反應為：，故答案為：；（7）將無機聚合凝膠置于管式爐中，先通20min氮氣后停止通入，改通入氨氣，并加熱至850~950℃充分反應20min，再改通冷卻至室溫，得到純凈的GaN粉末。故答案為：改通冷卻至室溫。5．（2023·廣東·惠州一中校聯(lián)考三模）氧缺位體()是熱化學循環(huán)分解水制氫的催化劑。一種以黃銅礦主要成分是(，含、等雜質)、為原料制備的流程如下：已知：①酸浸后溶液中的金屬離子有、、和②25℃時已知幾種金屬離子沉淀的pH如表所示：金屬氫氧化物開始沉淀的pH1.93.46.47.0完全沉淀的pH3.24.77.69.0請回答下列問題：(1)Cu位于元素周期表第四周期，第族。(2)“焙燒”時生成三種氧化物，其化學方程式為。(3)加Cu“還原”的目是。(4)濾渣2的主要成分為。(5)已知有兩種同分異構體，則“沉鐵”過程中生成的的空間構型是。(6)充分“煅燒”得到的氧缺位體()的質量為原質量的98%，則。氧缺位體分解水制氫分兩步：第一步(完成方程式)；第二步：(7)四方晶系晶胞結構如圖所示，已知(晶體的密度是，則(設為阿伏加德羅常數的值)?！敬鸢浮?1)IB(2)(3)將還原為，防止在調pH時變成而除去(4)(5)平面正方形或平面四邊形或平行四邊形(6)0.3(7)【分析】氧氣具有氧化性，已知，酸浸后溶液中的金屬離子有、、和，“焙燒”時生成三種氧化物，結合質量守恒可知，“焙燒”中黃銅礦的與氧氣反應生成SO2、CuO、，反應為，加入硫酸將金屬氧化物轉化相應硫酸鹽溶液，濾渣1為不反應的二氧化硅，加入Cu還原鐵離子為Fe2+，加入CuO調pH使Al3+完全沉淀，而Cu2+、Fe3+不沉淀，濾渣2主要成分是氫氧化鋁沉淀，含少量銅、氧化銅；加入過氧化氫將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入過量氨水反應生成Cu(NH3)4SO4，F(xiàn)e3+與弱堿氨水反應生成Fe(OH)3沉淀，Cu(NH3)4SO4經系列操作生成CuO，灼燒時CuO與氫氧化鐵反應生成CuFe2O4，在氮氣做保護氣下煅燒生成；【解析】（1）Cu為29號元素，位于元素周期表第四周期第IB族；（2）由分析可知，“焙燒”時反應化學方程式為；（3）還原流程后調pH使得Al3+完全沉淀，而Cu2+、Fe3+不沉淀；由于鐵離子會較鋁離子首先沉淀，故加Cu“還原”的目是將還原為，防止在調pH時變成而除去；（4）由分析可知，濾渣2的主要成分為；（5）已知有兩種同分異構體，則可知其結構不是四面體結構，而是平面四邊形結構，故的空間構型為平面正方形或平面四邊形或平行四邊形；（6）鐵酸銅()制備氧缺位體()，質量減少量就是生成氧氣的質量，，0.3；氧缺位體分解水制氫總反應為，結合第二步反應，可知第一步反應為；（7）根據“均攤法”，晶胞中含個Cu、個Fe、8個S，則晶體密度為，a=nm。6．（2023·河南信陽·信陽高中?？家荒＃你~轉爐煙灰(主要成分還有等元素)中回收鋅、銅、鉛等元素進行資源綜合利用，具有重要意義。以銅轉爐煙灰制備重要化工原料活性氧化鋅的工藝流程如圖所示。已知：①單質鋅可以將鎘離子從溶液中置換得到單質鎘②活性炭凈化主要是除去有機雜質。請回答以下問題：(1)若浸出液中鋅元素以形式存在，則浸取時發(fā)生反應的離子方程式為。(2)在反應溫度為，反應時間為時，測定各元素的浸出率與氯化銨溶液濃度的關系如圖所示，結合流程圖分析，氯化銨適宜的濃度為。(3)若浸出液中，現(xiàn)將溶液與浸出液等體積混合生成砷酸鐵沉淀。若該溫度時，則反應后溶液中。(4)濾渣II的主要成分為；除雜3主要除去的金屬有(填化學式)。(5)沉鋅得到的物質為，請寫出水解轉化的化學方程式。(6)該流程中可以循環(huán)使用的物質的化學式為。(7)將溶解在和的混合溶液中，得到含的電解液，電解溶液生成的裝置如圖所示。①寫出電解時陰極的電極反應式。②當有生成時，通過質子交換膜的。【答案】(1)(2)4(3)(4)Cu和Cd(5)(6)(7)0.02mol【分析】首先用氯化銨和氨水浸取煙灰，將鋅元素轉化為配離子，計入氯化鐵沉砷，加入氯化鈣可以得到沉淀（濾渣Ⅱ），加入鋅粉可以將其它金屬離子全部置換出來得到濾渣Ⅲ，加入活性炭除去有機雜質，加入鹽酸將鋅轉化為，最后得到氧化鋅。【解析】（1）若浸出液中鋅元素以形式存在，則浸取時發(fā)生反應的離子方程式為：（2）觀察題圖，當氯化銨的濃度為時，一方面鋅元素的浸出液已經接近100%，再增加氯化銨濃度沒有太大意義，另一方面若濃度再高，鉛元素將進入溶液，無法完全除去鉛，故氯化銨適宜的濃度為。（3）等體積混合后，兩種離子的濃度都變?yōu)樵鹊囊话耄?，，而兩種離子是1:1沉淀的，反應后，則。（4）根據分析，濾渣Ⅱ為，而除雜3主要可以除去溶液中的Cu和Cd。（5）既然煅燒后得到ZnO，則煅燒前必然為，即水解產物為，沉鋅得到的物質為，其水解轉化出方程式：。（6）水解后得到氯化銨，又可以用于第一步的浸取，可以循環(huán)利用，其化學式為：。（7）電解溶液生成Pb，則陰極的電極反應式為：，陽極的電極反應式為：；當有生成時，電路通過的電量為0.02mole，故通過質子交換膜的0.02mol。7．（2023·吉林長春·統(tǒng)考一模）硼化鈦常用于制備導電陶瓷材料和材料。工業(yè)上以高鈦渣(主要成分為、、和，另有少量、)為原料制取的流程如下：已知：①電弧爐是由石墨電極和石墨坩堝組成的高溫加熱裝置；②高溫下蒸氣壓大、易揮發(fā)；③可溶于熱的濃硫酸形成?；卮鹣铝袉栴}：(1)為提高“酸浸”的浸出率，可采取的措施為(寫一條即可)。(2)“酸解”后濾渣的主要成分為(寫化學式)。(3)“水解”需在沸水中進行，離子反應方程式為；該工藝中，經處理可循環(huán)利用的物質為(寫化學式)。(4)“熱還原”中發(fā)生反應的化學方程式為，的實際用量超過了理論化學計量用量，原因是。(5)原料中的可由硼酸脫水制得。以為原料，用電滲析法制備硼酸的裝置如圖所示。已知裝置中陽離子交換膜只允許陽離子通過，關閉溶液進出口閥門后電解一段時間，溶液的質量變化11g，則產品室中制得的質量為g?！敬鸢浮?1)粉碎高鈦渣(適當加熱、攪拌)(2)(3)(4)高溫下蒸氣壓大、易揮發(fā)，只有部分參加了反應(5)31【分析】工業(yè)上以高鈦渣(主要成分為、、和CaO，另有少量MgO、)為原料制取，加入稀鹽酸，只有不會溶解，可溶于熱的濃硫酸形成，在沸水中形成，脫水后在電弧爐中與和C發(fā)生“熱還原”反應生成和CO，據此分析解題?！窘馕觥浚?）粉碎高鈦渣，增大反應物的接觸面積或者適當加熱、攪拌，有理即可；（2）加入稀鹽酸，只有不會溶解，濾渣為；（3）“水解”需在沸水中進行，在沸水中形成，離子方程式為；可溶于熱的濃硫酸形成，在沸水中形成，可以在濃硫酸中脫水，所以該工藝中，經處理可循環(huán)利用的物質為；（4）脫水后在電弧爐中與和C發(fā)生“熱還原”反應生成和CO，化學方程式為；的實際用量超過了理論化學計量所要求的用量，原因是高溫下蒸氣壓大、易揮發(fā)，只有部分參加了反應；（5）有稀硫酸的一極為陽極，1膜為陽離子交換膜，氫離子由左邊極室通過1膜進入產品室，2膜為陰離子交換膜，原料室中的通過2膜進入產品室，產品室中發(fā)生反應的離子方程式為。原料室中的鈉離子通過陽極膜進入右側極室，由電荷守恒可知，當陰極上通過1mol電子時，NaOH溶液的質量變化為23g1g=22g，此時制得的物質的量為1mol，質量為62g，若反應前后NaOH溶液的質量變化為11g，則制得的質量為。8．（2023·山東菏澤·?？级＃┯晒I(yè)磷化渣[主要成分是FePO4，雜質為Zn2Fe(PO4)2(FeⅡ)]來制備鋰電池原料磷酸鐵的工業(yè)流程如下。已知：常溫下，(1)“堿浸”過程中，提升浸出率的方法有(寫出一條即可)。(2)寫出Zn2Fe(PO4)2“堿浸”過程中反應的化學方程式：，若以離子濃度為，視為沉淀完全，“堿浸”中，若將Zn2+沉淀完全，pH應為。(3)“步驟A”的名稱為。(4)理論上，電池級要求磷酸鐵中鐵磷的物質的量比為1.0，實際pH對產物的影響如圖所示，要達此標準，“攪拌”步驟中控制的pH為。(5)流程中能夠循環(huán)利用的物質為。(6)磷酸鐵鋰電池是綠色環(huán)保型電池，電池的總反應為。負極反應為，石墨作為鋰離子電池的負極材料，Li?嵌入石墨的兩層間，導致石墨的層堆積方式發(fā)生改變，形成化學式為LixCy的嵌入化合物，平面結構如圖所示，則x∶y為?！敬鸢浮?1)粉碎或攪拌等(2)8.0(3)萃取、分液(4)2.0(5)FeCl3溶液(6)1∶6【分析】本題工藝流程為由工業(yè)磷化渣[主要成分是FePO4，雜質為Zn2Fe(PO4)2(FeⅡ)]來制備鋰電池原料磷酸鐵，先往磷化渣中加氫氧化鈉溶液和氧氣發(fā)生“堿浸”，鋅離子和二價鐵離子轉化為氫氧化鋅、氫氧化鐵沉淀，過濾后濾液Ⅰ中含少量鋅離子和大量的磷酸根，以及過量的氫氧化鈉，再加入磷酸調節(jié)溶液pH，除去氫氧化鈉，再加雙硫腙去萃取溶液中的鋅離子，分液后往余液中加入過量氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液攪拌并過濾獲得磷酸鐵沉淀，則濾液Ⅱ中還剩氯化鈉、氯化鐵等?！窘馕觥浚?）“堿浸”過程中，粉碎、攪拌，或者增大接觸面積可提高浸出率；（2）Zn2Fe(PO4)2“堿浸”過程中生成氫氧化鐵和氫氧化鋅，則反應方程式為；若以離子濃度為，視為沉淀完全，“堿浸”中，若將Zn2+沉淀完全，則，溶液中，則溶液pH為8.0；（3）加入二硫腙后，混合物分為有機相和余液，所以二硫腙是萃取劑，步驟A為萃取、分液；（4）根據圖可得，在pH=2.0時，鐵磷的物質的量比為0.95，接近標準1.0；（5）濾液Ⅱ中含有未反應完的氯化鐵溶液，可以循環(huán)使用；（6）根據電池總反應式，負極發(fā)生氧化反應，則負極反應式為；根據均攤原則，每個碳環(huán)實際占用2個碳原子，實際上每個Li?占用6碳原子，所以x∶y為1∶6。9．（2023·河北唐山·統(tǒng)考模擬預測）一種用方鉛礦(PbS，含少量FeS)和軟錳礦(MnO2，含少量鐵、鋅的氧化物)聯(lián)合制備PbSO4和Mn3O4的工藝流程如下：已知：(1)PbCl2難溶于冷水，易溶于熱水；(2)25℃時，部分難溶物的Ksp物質FeSZnSMnSPbSPbCl2PbSO4Ksp6.0×10181.2×10232×10138×10281.6×1051.6×108回答下列問題：(1)“浸取”中，加入飽和NaCl溶液的作用是。(2)濾液X中的金屬陽離子主要有Mn2+、Zn2+