高考化學二輪復習講練測(新高考專用)專題13工藝流程綜合題(測)(原卷版+解析)

專題13工藝流程綜合題（本卷共10小題，滿分100分，考試用時75分鐘）可能用到的相對原子質(zhì)量：H1Li7B11C12N14O16Na23Mg24Al27S32Cl35.5一、非選擇題：本題共10個小題，共100分。1．北京冬奧會獎牌中銅牌的主要成分為銅和鋅。已知一種從硫中毒而失活的廢甲醇催化劑(主要成分為等)中回收銅和鋅的工藝流程如圖甲所示。已知：①“濾液"中含鋅氨絡合離子；②，。回答下列問題：(1)“焙燒1”時產(chǎn)生氣體的主要成分為_______。(2)“浸取”時溶解的離子方程式為_______。(3)“調(diào)”的目的是生成沉淀，完全沉淀時溶液的最小為_______[已知c(Zn2+)≤1×10-5mol/L時視為完全沉淀]。(4)“抽濾”是減壓過濾，與普通過濾相比，“抽濾”的優(yōu)點是_______。(5)現(xiàn)取樣品，逐漸升溫加熱分解，分解過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖乙所示。焙燒生成的溫度范圍為_______，時發(fā)生反應的化學方程式為_______。(6)已知該廢甲醇催化劑中的質(zhì)量分數(shù)為(其他成分中不含)，該廢甲醇催化劑經(jīng)上述轉(zhuǎn)化最終得到，則銅的提取率為_______%(用含m的代數(shù)式表示，)。2．軟錳礦的主要成分為，還含有、MgO、、CaO、等雜質(zhì)，工業(yè)上用軟錳礦制取的流程如下：已知：①部分金屬陽離子完全沉淀時的pH如下表。金屬陽離子完全沉淀時的pH3.25.210.412.4②溫度高于27℃時，的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低．(1)“浸出”過程中通入的作用是__________________。(2)第1步除雜中加入的目的是__________________(用離子方程式表示)。．(3)第1步除雜中需要調(diào)整溶液pH的范圍是______到______，調(diào)pH時可選擇的試劑為______(填字母)。a．氨水

b．

c．CaO

d．MgO(4)第2步除雜，主要是將、轉(zhuǎn)化為相應氟化物沉淀除去，寫出除去的離子方程式：________________________，該反應的平衡常數(shù)為__________________。(已知：的；的；的)(5)“系列操作”中的具體操作有__________________，經(jīng)干燥得到。3．三氧化二砷(As2O3)可用于治療急性早幼粒細胞白血病。利用某酸性含砷廢水(含H3AsO3、H2SO4)可提取As2O3，其工藝流程如圖甲所示。已知：①為兩性氧化物；②易溶于過量的溶液中；③溶液在加熱過程中會失水生成?；卮鹣铝袉栴}：(1)中砷元素的化合價為_______。(2)“焙燒”操作中，參與反應的化學方程式為_______。(3)“堿浸”的目的是_______，濾渣Y的主要成分是_______(填化學式)。(4)“氧化”操作的目的是_______(用離子方程式表示)。(5)“還原、加熱”過程中制得，則消耗標準狀況下氣體X的體積為_______L。(6)砷酸鈉()可用作可逆電池，裝置如圖乙所示，其反應原理為。為探究溶液對氧化性的影響，測得輸出電壓與溶液的變化關系如圖丙所示。則a點時，鹽橋中_______(填“向左”“向右”或“不”)移動，c點時，負極的電極反應式為_______。4．鍍鎳廠排放的硫酸鎳廢液(含等雜質(zhì))對環(huán)境會產(chǎn)生較大的污染，對其進行回收處理，提取硫酸鎳晶體()的工藝流程如圖甲所示。已知：時，有關金屬離子開始沉淀與沉淀完全的范圍(a)、硫化物的酸溶性(b)如表所示。金屬離子ab不溶于硫酸等溶于酸—溶于酸溶于酸回答下列問題：(1)濾渣Ⅲ的主要成分是_______(用化學式表示)。(2)“硫化”過程中發(fā)生反應的離子方程式為_______。(3)“調(diào)”時，應調(diào)節(jié)溶液的范圍為_______；實驗室“萃取分液”時用到的玻璃儀器有_______。(4)“萃取分液”選用有機萃取劑HDEHP萃取金屬離子(用表示，為)的原理為。室溫下，幾種金屬離子的萃取率[萃取率]隨溶液的變化關系如圖乙所示。①“萃取分液”時進入有機相被除去，則應調(diào)節(jié)溶液的最佳范圍是_______。②若每次萃取，的萃取率均為75%，則經(jīng)5次萃取后，水相中殘余的物質(zhì)的量濃度為(忽略水相體積變化)，達到除雜要求。則“沉鈣后，溶液中的物質(zhì)的量濃度為_______(列出計算式即可)。5．釕粉主要用于生產(chǎn)釕靶材，而釕靶材是生產(chǎn)計算機硬盤不可替代的材料。以釕廢料(廢料中釕主要以單質(zhì)的形式存在，還含有Al、Cr、Cr、CO、Ti、Fe等雜質(zhì))制備高純釕粉的流程如下：已知：i.釕在堿性條件下被氯氣氧化為，是有毒的揮發(fā)性物質(zhì)，用鹽酸吸收得到紅色溶液，其中還含有少量；ii.易溶于水，微溶于酒精?；卮鹣铝袉栴}：(1)釕廢料在堿性條件下被氯氣氧化的離子方程式為_______；釕廢料氧化時，隨著溫度的升高，釕的回收率變化如圖所示。綜合考慮，確定氧化時的溫度以_______℃為宜。(2)用鹽酸吸收蒸餾產(chǎn)物時發(fā)生主要反應的化學方程式是_______。(3)沉淀用乙醇洗滌而不用水洗滌的優(yōu)點是_______。(4)加入的主要作用是_______，同時又調(diào)節(jié)了溶液的，有利于沉淀反應的發(fā)生。流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)_______。(5)煅燒的過程分為兩步：第1步是氯釕酸銨分解生成釕單質(zhì)和一種無毒的氣體單質(zhì)，同時有兩種化合物生成；第2步是釕單質(zhì)與氧氣反應生成釕的氧化物()。第1步的化學方程式是_______。6．錳及其化合物用途廣泛，以菱錳礦(主要成分為，還含有鐵、鎳、鈷的碳酸鹽以及雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳和高品位的工藝流程如圖1所示。已知時，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如表所示：物質(zhì)(1)“溶浸”時，錳的浸出率與浸出時間的關系如圖2所示。由圖可知，所采用的最佳實驗條件(溫度、時間)為_______。(2)主要用于氧化_______。濾渣1中殘余的可加入葡萄糖-硫酸溶液處理，回收，氧化產(chǎn)物為，寫出反應的離子方程式：_______。(3)濾渣3的主要成分為_______(填化學式，其中、均為價)。(4)“沉錳”時除了作沉淀劑外，還有_______作用；“沉錳”的關鍵操作有兩點：①將溶液加入溶液中；②反應終點溶液。如果①中顛倒試劑滴加順序(反應大于7)，可能造成的后果是_______；若反應終點溶液小于7，可能的后果是_______。(5)以作電極，溶液為電解液，經(jīng)過一系列步驟制得隱形戰(zhàn)機涂料，則電解時陽極生成的電極總反應式為_______。7．硫酸錳是一種重要的化工中間體。一種以高硫錳礦(主要成分為含錳化合物及)與氧化錳礦(主要成分為等錳的氧化物)為原料制備硫酸錳的工藝流程如下：已知：①“混合焙燒”后燒渣含及少量。②金屬離子在水溶液中沉淀的范圍如下表所示（）：物質(zhì)開始沉淀的1.97.67.33.0完全沉淀的3.29.69.35.2③離子濃度時，離子沉淀完全。(1)“混合焙燒”的主要目的是_______。(2)若試劑a為，則氧化步驟發(fā)生反應的離子方程式為_______，若省略“氧化”步驟，造成的影響是_______。(3)“中和除雜”時，應控制溶液的范圍是_______。(4)“氟化除雜”后，溶液中濃度為。則溶液中_______[已知：；]。(5)“碳化結(jié)晶”時發(fā)生反應的離子方程式為_______。8．氧化鈧(Sc2O3)是一種稀土氧化物，廣泛應用于航天、激光、導彈等尖端科學領域。以鈧錳礦石(主要含MnO2、SiO2及少量Sc2O3、Al2O3、CaO、FeO)為原料制備Sc2O3和三氯化鈧(ScCl3)的工藝流程如圖，其中TBP和P507均為有機萃取劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)“溶解”時鐵屑被氧化為，該反應的離子方程式是_______。(2)“濾渣”的主要成分是_______。(3)有機萃取劑P507萃取的反應原理為陽離子交換：(HR代表)。在“富鈧有機相”中反應生成的化學方程式是_______。(4)“萃余液2”中的金屬陽離子除、外，還有_______。(5)沉鈧后獲得的操作Ⅰ為_______。(6)取粗產(chǎn)品(含難溶雜質(zhì))溶于水，配成溶液，采用為指示劑，用標準溶液滴定，當溶液中出現(xiàn)_______現(xiàn)象時，說明已達到滴定終點。當溶液中恰好沉淀完全(濃度等于)時，此時溶液中_______。［已知：為磚紅色固體；，］9．銦是一種稀有貴金屬，廣泛應用于航空航天、太陽能電池等高科技領域。從銅煙灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取銦和鉛的工藝流程如下：已知：①焙燒后金屬元素均以硫酸鹽的形式存在；②In(OH)3性質(zhì)與Al(OH)3類似?；卮鹣铝袉栴}：(1)FeAsO4·2H2O中鐵元素化合價為_______。(2)生成PbO粗品的化學反應方程式為_______。(3)PbO在NaOH溶液中溶解度曲線如圖所示，PbO粗品中的雜質(zhì)難溶于NaOH溶液。結(jié)合溶解度曲線，簡述提純PbO粗品的操作_______。(4)“還原鐵”反應的離子方程式為________(5)“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當溶液pH>1.5后，鋼萃取率隨pH的升高而下降，原因是_______(6)為測定PbO產(chǎn)品的純度，探究小組同學準確稱取PbO1.161g，加入稀硝酸使其完全溶解，再加入蒸餾水配制成50.00mL溶液：冷卻至25℃，用0.100mol·L-1H2SO4滴定該溶液，滴定曲線如圖所示。已知：；a點的坐標為(50，3.8)①25℃，PbSO4的Ksp=_______。②PbO產(chǎn)品的純度為_______。10．碳酸鍶()難溶于水，主要用于電磁材料和金屬冶煉。一種由工業(yè)碳酸鍶(含少量等)制備高純碳酸鍶的工藝流程如圖所示。已知：I.為兩性氫氧化物；II.常溫下，各物質(zhì)的溶度積常數(shù)如表所示?；衔锝浦祷卮鹣铝袉栴}：(1)氣體A的電子式為_______。(2)“沉鋇、鉛”時，溶液過低會導致的利用率降低，原因是_______(結(jié)合化學用語解釋)；“還原”時發(fā)生反應的離子方程式為_______。(3)濾渣1的主要成分為_______(填化學式)。(4)用氨水和分步調(diào)節(jié)溶液，而不是直接調(diào)節(jié)溶液的的原因為_______。(5)“調(diào)”后需對溶液進行煮沸并趁熱過濾出濾渣2，煮沸并趁熱過濾的原因為_______。(6)已知：碳酸的電離常數(shù)、，則“碳化”時，反應的平衡常數(shù)____(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。(7)“系列操作”中，將結(jié)晶過濾后，不經(jīng)洗滌，直接以熱風烘干，便可得到高純，故“系列操作”烘干過程中除蒸發(fā)水外，還能夠除去中的微量可溶性雜質(zhì)，微量雜質(zhì)除外還可能為_______(填化學式)。專題13工藝流程綜合題（本卷共10小題，滿分100分，考試用時75分鐘）可能用到的相對原子質(zhì)量：H1Li7B11C12N14O16Na23Mg24Al27S32Cl35.5一、非選擇題：本題共10個小題，共100分。1．北京冬奧會獎牌中銅牌的主要成分為銅和鋅。已知一種從硫中毒而失活的廢甲醇催化劑(主要成分為等)中回收銅和鋅的工藝流程如圖甲所示。已知：①“濾液"中含鋅氨絡合離子；②，?；卮鹣铝袉栴}：(1)“焙燒1”時產(chǎn)生氣體的主要成分為_______。(2)“浸取”時溶解的離子方程式為_______。(3)“調(diào)”的目的是生成沉淀，完全沉淀時溶液的最小為_______[已知c(Zn2+)≤1×10-5mol/L時視為完全沉淀]。(4)“抽濾”是減壓過濾，與普通過濾相比，“抽濾”的優(yōu)點是_______。(5)現(xiàn)取樣品，逐漸升溫加熱分解，分解過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖乙所示。焙燒生成的溫度范圍為_______，時發(fā)生反應的化學方程式為_______。(6)已知該廢甲醇催化劑中的質(zhì)量分數(shù)為(其他成分中不含)，該廢甲醇催化劑經(jīng)上述轉(zhuǎn)化最終得到，則銅的提取率為_______%(用含m的代數(shù)式表示，)?！敬鸢浮?1)(2)(3)8.24(4)過濾速度快，且所得固體較干燥(5)

(6)【解析】根據(jù)廢催化劑含有成分，焙燒1，硫燃燒轉(zhuǎn)化成SO2，甲醇轉(zhuǎn)化成CO2、H2O，“浸取”步驟中ZnO溶于氯化銨生成鋅氨絡合離子[Zn(NH3)4]2+，濾渣為CuO，加入稀硫酸溶解，CuO轉(zhuǎn)化成CuSO4，然后經(jīng)過一系列操作得到藍礬，鋅氨絡合離子[Zn(NH3)4]2+，調(diào)節(jié)pH，得到氫氧化鋅沉淀，焙燒3，得到氧化鋅。（1）根據(jù)上述分析，焙燒1中產(chǎn)生氣體主要成分為CO2、SO2；（2）“浸取”時得到鋅氨絡合離子[Zn(NH3)4]2+，其離子方程式為ZnO+4NH=[Zn(NH3)4]2++H2O+2H+；（3）“調(diào)pH”時，當溶液中c(Zn2+)≤1×10-5mol/L時視為完全沉淀，可認為Zn2+沉淀完全，根據(jù)Ksp[Zn(OH)2]=3×10-17，可得到此時c(OH-)=mol/L=×10-6mol/L，pOH≈6-0.24=5.76,即pH=14-5.76=8.24；（4）“抽濾”為減壓過濾，與普通過濾相比，“抽濾”的優(yōu)點時過濾速度快，且所得固體較干燥；（5）n(CuSO4·5H2O)==0.01mol，根據(jù)銅原子守恒，當固體為CuO時，n(CuO)=0.01mol，其質(zhì)量為0.01mol×80g/mol=0.80g，根據(jù)圖像可知，焙燒生成CuO的溫度范圍是680～1000℃；1000℃時得到產(chǎn)物中m(Cu)=0.64g，m(O)=(0.72-0.64)g=0.08g，n(O)=0.005mol，則所得物質(zhì)的化學式為Cu2O，反應方程式為4CuOeq\o(=,\s\up7(1000℃))2Cu2O+O2↑；（6）根據(jù)題意可知，廢甲醇催化劑中Cu的質(zhì)量為()g，所得產(chǎn)品CuO中含Cu的質(zhì)量為()g，故Cu的提取率為。2．軟錳礦的主要成分為，還含有、MgO、、CaO、等雜質(zhì)，工業(yè)上用軟錳礦制取的流程如下：已知：①部分金屬陽離子完全沉淀時的pH如下表。金屬陽離子完全沉淀時的pH3.25.210.412.4②溫度高于27℃時，的溶解度隨溫度的升高而逐漸降低．(1)“浸出”過程中通入的作用是__________________。(2)第1步除雜中加入的目的是__________________(用離子方程式表示)。．(3)第1步除雜中需要調(diào)整溶液pH的范圍是______到______，調(diào)pH時可選擇的試劑為______(填字母)。a．氨水

b．

c．CaO

d．MgO(4)第2步除雜，主要是將、轉(zhuǎn)化為相應氟化物沉淀除去，寫出除去的離子方程式：________________________，該反應的平衡常數(shù)為__________________。(已知：的；的；的)(5)“系列操作”中的具體操作有__________________，經(jīng)干燥得到?！敬鸢浮?1)將MnO2還原為Mn2+(2)(3)

5.2

7.9

cd(4)

MnF2+Ca2+Mn2++CaF2

(5)蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾【解析】由流程可知，軟錳礦的主要成分為MnO2，還含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、等雜質(zhì)，加入硫酸并通入SO2浸出，其中MnO2和SO2發(fā)生反應SO2＋MnO2=MnSO4，F(xiàn)e2O3、MgO、Al2O3、CaO和H2SO4反應生成相應金屬陽離子，和H2SO4不反應；過濾后所得浸出渣為，在所得浸出液中，先加H2O2將亞鐵離子氧化為鐵離子，再調(diào)節(jié)pH，由氫氧化物的沉淀pH可知，鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則濾渣I為Fe(OH)3、Al(OH)3；在第2步除雜中，將、轉(zhuǎn)化為相應氟化物沉淀除去；最后經(jīng)一系列操作得到MnSO4?H2O，以此來解答。（1）“浸出”過程中，MnO2和SO2發(fā)生反應SO2＋MnO2=MnSO4，則通入的作用是將MnO2還原為Mn2+；（2）第1步除雜中加入H2O2的目的是將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，以便于形成Fe(OH)3沉淀，過濾將沉淀除去，反應的離子方程式為；（3）第1步除雜中，需要將、完全轉(zhuǎn)化為沉淀除去，則pH大于5.2，并且需要不沉淀，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，當完全沉淀時，，設起始物質(zhì)的量濃度為1mol/L，則開始沉淀時，，故需要調(diào)整溶液pH的范圍是5.2到7.9；在調(diào)pH至5.27.9時，為了不引入新的雜質(zhì)離子，所加的試劑應該可以與酸發(fā)生反應，可選擇CaO、MgO，生成的Ca2+、Mg2+可在第2步除雜除去，故可選擇的試劑為cd；（4）第2步除雜，主要是將Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為相應氟化物沉淀除去，MnF2除去Ca2+的離子反應方程式是MnF2+Ca2+Mn2++CaF2；該反應的平衡常數(shù)數(shù)值為K=；（5）MnSO4·H2O在水中的溶解度隨溫度的升高而減小，采用“趁熱過濾”操作可以減少MnSO4·H2O在水中的溶解，得到更多所得產(chǎn)品，故具體操作有：蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾。3．三氧化二砷(As2O3)可用于治療急性早幼粒細胞白血病。利用某酸性含砷廢水(含H3AsO3、H2SO4)可提取As2O3，其工藝流程如圖甲所示。已知：①為兩性氧化物；②易溶于過量的溶液中；③溶液在加熱過程中會失水生成?；卮鹣铝袉栴}：(1)中砷元素的化合價為_______。(2)“焙燒”操作中，參與反應的化學方程式為_______。(3)“堿浸”的目的是_______，濾渣Y的主要成分是_______(填化學式)。(4)“氧化”操作的目的是_______(用離子方程式表示)。(5)“還原、加熱”過程中制得，則消耗標準狀況下氣體X的體積為_______L。(6)砷酸鈉()可用作可逆電池，裝置如圖乙所示，其反應原理為。為探究溶液對氧化性的影響，測得輸出電壓與溶液的變化關系如圖丙所示。則a點時，鹽橋中_______(填“向左”“向右”或“不”)移動，c點時，負極的電極反應式為_______?！敬鸢浮?1)(2)(3)

將轉(zhuǎn)化為，與分離

(4)(5)448(6)

向左

【解析】酸性含砷廢水（含H3AsO3、H2SO4）加入Na2S和FeSO4得到As2S3和FeS沉淀，過濾將沉淀和濾液分離；As2S3和FeS在空氣中焙燒得到As2O3、Fe2O3以及SO2，加入NaOH溶液溶解焙燒產(chǎn)物，As2O3反應生成Na3AsO3形成溶液，過濾得到的濾渣Y為Fe2O3，加入雙氧水將Na3AsO3氧化得到Na3AsO4，通入二氧化硫和稀硫酸將Na3AsO4還原得到As2O3。（1）由化合價代數(shù)和為0可知，亞砷酸中砷元素為+3價；（2）由分析可知，硫化砷在空氣中煅燒生成三氧化二砷和二氧化硫，反應的化學方程式為2As2S3+9O2eq\o(=,\s\up8(煅燒))2As2O3+6SO2；（3）由分析可知，堿浸的目的是將As2O3轉(zhuǎn)化為Na3AsO3，與Fe2O3分離，濾渣Y為氧化鐵；（4）加入過氧化氫溶液氧化操作的目的是亞砷酸鈉與過氧化氫溶液反應生成砷酸鈉和水，反應的離子方程式為+H2O2=+H2O；（5）由分析可知，向砷酸鈉溶液中加入稀硫酸酸化得到砷酸，通入二氧化硫氣體將砷酸還原為亞砷酸，亞砷酸受熱分解生成三氧化二砷，由得失電子數(shù)目守恒可知，二者關系為AsO43-～SO2，生成1.98kg三氧化二砷時，根據(jù)砷元素守恒，反應消耗標準狀況下二氧化硫的體積為×2×22.4L/mol=448L；（6）由圖可知，a點時，溶液pH為0，平衡向正反應方向移動，甲池中石墨電極為原電池的正極，乙池中石墨電極為負極，則鹽橋中鉀離子向左側(cè)甲池移動；c點時，溶液pH減小，平衡向逆反應方向移動，乙池中石墨電極為正極，甲池中石墨電極為負極，在水分子作用下，亞砷酸根在負極失去電子發(fā)生氧化反應生成砷酸根離子，電極反應式為+H2O-2e-=+2H+。4．鍍鎳廠排放的硫酸鎳廢液(含等雜質(zhì))對環(huán)境會產(chǎn)生較大的污染，對其進行回收處理，提取硫酸鎳晶體()的工藝流程如圖甲所示。已知：時，有關金屬離子開始沉淀與沉淀完全的范圍(a)、硫化物的酸溶性(b)如表所示。金屬離子ab不溶于硫酸等溶于酸—溶于酸溶于酸回答下列問題：(1)濾渣Ⅲ的主要成分是_______(用化學式表示)。(2)“硫化”過程中發(fā)生反應的離子方程式為_______。(3)“調(diào)”時，應調(diào)節(jié)溶液的范圍為_______；實驗室“萃取分液”時用到的玻璃儀器有_______。(4)“萃取分液”選用有機萃取劑HDEHP萃取金屬離子(用表示，為)的原理為。室溫下，幾種金屬離子的萃取率[萃取率]隨溶液的變化關系如圖乙所示。①“萃取分液”時進入有機相被除去，則應調(diào)節(jié)溶液的最佳范圍是_______。②若每次萃取，的萃取率均為75%，則經(jīng)5次萃取后，水相中殘余的物質(zhì)的量濃度為(忽略水相體積變化)，達到除雜要求。則“沉鈣后，溶液中的物質(zhì)的量濃度為_______(列出計算式即可)?！敬鸢浮?1)(2)、(3)

分液漏斗、燒杯(4)

【解析】‘硫化’是S2-和Cu2+結(jié)合成沉淀，同時S2-具有強還原性，能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應生成Fe2+和S單質(zhì)，濾渣I為S和CuS，濾液中含F(xiàn)e2+、Zn2+、Ca2+，‘氧化’中H2O2氧化Fe2+為Fe3+，用Ni(OH)2消耗H+調(diào)節(jié)pH使Fe3+沉淀，‘沉鈣’中發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化，得到濾液中含Zn2+、Ni2+，利用萃取劑將Zn2+保留在有機相，水相含NiSO4。（1）根據(jù)分析可知，濾渣Ⅲ的主要成分是。（2）“硫化”是S2-和Cu2+結(jié)合成沉淀，同時S2-具有強還原性，能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應生成Fe2+和S單質(zhì)，過程中發(fā)生反應的離子方程式為、。（3）“氧化”時將氧化為，“調(diào)”的目的是除去，使溶液中沉淀完全而不沉淀(產(chǎn)生沉淀是允許的，因為萃取分液除去)，故調(diào)節(jié)溶液范圍為。實驗室“萃取分液”時需要使用的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯。（4）①“萃取分液”時進入有機相被除去，為了盡可能多地除去的同時減少的損耗，根據(jù)題圖乙可知，應調(diào)節(jié)溶液的最佳范圍是3~4。②根據(jù)萃取率，可推出，故=mol/L。5．釕粉主要用于生產(chǎn)釕靶材，而釕靶材是生產(chǎn)計算機硬盤不可替代的材料。以釕廢料(廢料中釕主要以單質(zhì)的形式存在，還含有Al、Cr、Cr、CO、Ti、Fe等雜質(zhì))制備高純釕粉的流程如下：已知：i.釕在堿性條件下被氯氣氧化為，是有毒的揮發(fā)性物質(zhì)，用鹽酸吸收得到紅色溶液，其中還含有少量；ii.易溶于水，微溶于酒精?；卮鹣铝袉栴}：(1)釕廢料在堿性條件下被氯氣氧化的離子方程式為_______；釕廢料氧化時，隨著溫度的升高，釕的回收率變化如圖所示。綜合考慮，確定氧化時的溫度以_______℃為宜。(2)用鹽酸吸收蒸餾產(chǎn)物時發(fā)生主要反應的化學方程式是_______。(3)沉淀用乙醇洗滌而不用水洗滌的優(yōu)點是_______。(4)加入的主要作用是_______，同時又調(diào)節(jié)了溶液的，有利于沉淀反應的發(fā)生。流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)_______。(5)煅燒的過程分為兩步：第1步是氯釕酸銨分解生成釕單質(zhì)和一種無毒的氣體單質(zhì)，同時有兩種化合物生成；第2步是釕單質(zhì)與氧氣反應生成釕的氧化物()。第1步的化學方程式是_______?！敬鸢浮?1)

80(2)(3)減少沉淀溶解損失(4)

使溶液中低價的氧化為高價的

鹽酸、氯氣(5)【解析】釕廢料被氯氣氧化成，雜質(zhì)被氧化成為氯化物，蒸餾出，與鹽酸反應生成，溶液濃縮后，加雙氧水和氯化銨反應得到沉淀，煅燒得到，經(jīng)氫氣高溫還原得到高純度釕粉，據(jù)此分析解答。（1）釕廢料在堿性條件下被氯氣氧化為，根據(jù)得失電子守恒及元素守恒得反應方程式：，釕廢料氧化時，隨著溫度的升高，釕的回收率逐漸升高，在80℃左右回收率已經(jīng)很高，再升高溫度回收率增幅不明顯，且會增加能量消耗，因此溫度80℃為宜；（2）鹽酸吸收蒸餾產(chǎn)物時轉(zhuǎn)化為，Ru化合價降低，發(fā)生氧化還原反應，則HCl中氯元素被氧化為氯氣，根據(jù)得失電子守恒可得反應方程式：；（3）易溶于水，微溶于酒精，用酒精洗滌可減少的溶解損失；（4）溶液，含有少量，中Ru化合價為+3價，加雙氧水后產(chǎn)物中Ru化合價為+4價，可知雙氧水將+3價Ru氧化成高價態(tài)，加鹽酸過程中生成的氯氣以及煅燒過程中生成的HCl氣體可以循環(huán)利用；（5）氯釕酸銨分解生成釕單質(zhì)和一種無毒的氣體單質(zhì)該氣體為氮氣，同時有兩種化合物生成結(jié)合元素守恒及銨鹽性質(zhì)可知為HCl和NH3；結(jié)合電子得失守恒及元素守恒得分解方程式為：。6．錳及其化合物用途廣泛，以菱錳礦(主要成分為，還含有鐵、鎳、鈷的碳酸鹽以及雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳和高品位的工藝流程如圖1所示。已知時，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如表所示：物質(zhì)(1)“溶浸”時，錳的浸出率與浸出時間的關系如圖2所示。由圖可知，所采用的最佳實驗條件(溫度、時間)為_______。(2)主要用于氧化_______。濾渣1中殘余的可加入葡萄糖-硫酸溶液處理，回收，氧化產(chǎn)物為，寫出反應的離子方程式：_______。(3)濾渣3的主要成分為_______(填化學式，其中、均為價)。(4)“沉錳”時除了作沉淀劑外，還有_______作用；“沉錳”的關鍵操作有兩點：①將溶液加入溶液中；②反應終點溶液。如果①中顛倒試劑滴加順序(反應大于7)，可能造成的后果是_______；若反應終點溶液小于7，可能的后果是_______。(5)以作電極，溶液為電解液，經(jīng)過一系列步驟制得隱形戰(zhàn)機涂料，則電解時陽極生成的電極總反應式為_______。【答案】(1)、(2)

(葡萄糖)(3)(4)

結(jié)合電離出的，促進沉淀(或調(diào))

可能產(chǎn)生沉淀等，導致純度降低

可能溶解，導致產(chǎn)率降低(5)【解析】菱錳礦(主要成分為，還含有鐵、鎳、鈷的碳酸鹽以及雜質(zhì))中加入硫酸進行溶浸，可以發(fā)生反應生成硫酸鹽，向其中加入具有氧化性的MnO2，可以將Fe2+氧化為Fe3+，濾渣1為SiO2和過量的MnO2；向濾液中加入氨水調(diào)節(jié)pH=5將Fe3+以Fe(OH)3沉淀下來，濾渣2為Fe(OH)3；向濾液中加入MnS，可以將Ni2+、Co2+形成CoS和NiS沉淀下來，濾渣3為過量的MnS、CoS和NiS；向MnSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，調(diào)整溶液pH=7，使Mn2+形成MnCO3沉淀，最后對得到的含有Mn2+的鹽電解，可以得到金屬錳，據(jù)此解答。（1）物質(zhì)的浸出率越高，反應消耗的時間越短，反應要求的溫度越低，反應條件越佳。根據(jù)圖2可知，所采用的最佳實驗條件是溫度，浸出時間；（2）由分析可知主要用于氧化Fe2+；濾渣1中殘余的MnO2可加入葡萄糖一硫酸溶液處理，MnO2被還原為Mn2+，葡萄糖氧化產(chǎn)物為CO2。根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得對應的離子方程式為：C6H12O6(葡萄糖)+12MnO2+24H+=12Mn2++6CO2↑+18H2O；（3）根據(jù)上述分析可知：在濾渣3中含有；（4）“沉錳”時NH4HCO3除了作沉淀劑外，還有就是結(jié)合電離出的H+，促進MnCO3沉淀(或調(diào)pH)；“沉錳”的關鍵操作有兩點：①將NH4HCO3溶液加入MnSO4溶液中；②反應終點pH在7附近。如果①中顛倒試劑滴加順序(反應pH大于7)，可能造成的后果是可能產(chǎn)生Mn(OH)2沉淀等，造成MnCO3純度降低；若反應終點pH低于7，MnCO3可能溶解，可能造成的后果是產(chǎn)品的產(chǎn)率降低；（5）以作電極，溶液為電解質(zhì)溶液，電解時陽極失去電子，與溶液中的結(jié)合生成，同時產(chǎn)生，故陽極的電極總反應式為。7．硫酸錳是一種重要的化工中間體。一種以高硫錳礦(主要成分為含錳化合物及)與氧化錳礦(主要成分為等錳的氧化物)為原料制備硫酸錳的工藝流程如下：已知：①“混合焙燒”后燒渣含及少量。②金屬離子在水溶液中沉淀的范圍如下表所示（）：物質(zhì)開始沉淀的1.97.67.33.0完全沉淀的3.29.69.35.2③離子濃度時，離子沉淀完全。(1)“混合焙燒”的主要目的是_______。(2)若試劑a為，則氧化步驟發(fā)生反應的離子方程式為_______，若省略“氧化”步驟，造成的影響是_______。(3)“中和除雜”時，應控制溶液的范圍是_______。(4)“氟化除雜”后，溶液中濃度為。則溶液中_______[已知：；]。(5)“碳化結(jié)晶”時發(fā)生反應的離子方程式為_______?！敬鸢浮?1)價的將價的還原為，便于“浸出”(2)

完全沉淀時已經(jīng)完全沉淀，造成損失(或影響產(chǎn)品純度)(3)(4)(5)【解析】（1）混合焙燒的主要目的是：價的將價的還原為，便于“浸出”；（2）若試劑a為，將氧化為，反應的離子方程式為：；若不氧化，完全沉淀時已經(jīng)完全沉淀，造成損失(或影響產(chǎn)品純度)；（3）調(diào)節(jié)是將和完全沉淀，不沉淀，所以調(diào)節(jié)范圍是：；（4）氧化除雜后，溶液中。則溶液中；（5）碳化結(jié)晶是用將沉淀，發(fā)生反應的離子方程式為。8．氧化鈧(Sc2O3)是一種稀土氧化物，廣泛應用于航天、激光、導彈等尖端科學領域。以鈧錳礦石(主要含MnO2、SiO2及少量Sc2O3、Al2O3、CaO、FeO)為原料制備Sc2O3和三氯化鈧(ScCl3)的工藝流程如圖，其中TBP和P507均為有機萃取劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)“溶解”時鐵屑被氧化為，該反應的離子方程式是_______。(2)“濾渣”的主要成分是_______。(3)有機萃取劑P507萃取的反應原理為陽離子交換：(HR代表)。在“富鈧有機相”中反應生成的化學方程式是_______。(4)“萃余液2”中的金屬陽離子除、外，還有_______。(5)沉鈧后獲得的操作Ⅰ為_______。(6)取粗產(chǎn)品(含難溶雜質(zhì))溶于水，配成溶液，采用為指示劑，用標準溶液滴定，當溶液中出現(xiàn)_______現(xiàn)象時，說明已達到滴定終點。當溶液中恰好沉淀完全(濃度等于)時，此時溶液中_______。［已知：為磚紅色固體；，］【答案】(1)3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O(2)CaSO4和SiO2(3)ScR3+3NaOH=3NaR+Sc(OH)3↓(4)Mn2+(5)灼燒(6)

產(chǎn)生磚紅色沉淀且30s內(nèi)沉淀不消失

0.005【解析】鈧錳礦石(主要含MnO2、SiO2及少量Sc2O3、Al2O3、CaO、FeO)加入稀硫酸后，溶液中含有A13+、Fe2+、Ca2+、Sc3+再加入Fe，可以將二氧化錳還原為Mn2+，鐵被氧化成Fe3+，濾渣中含有SiO2，TBP和HCl加入可以除去Fe3+，得到有機相和萃余液1，萃余液1加入有機萃取劑P507萃取Sc3+，萃余液2中剩余Al3+、Ca2+、Mn2+，富鈧有機相加入氫氧化鈉后得到反萃固體Sc(OH)3，加入HCl得到ScCl3，加入H2C2O4后得到Sc2(C2O4)3，在空氣中灼燒后Sc2O3。據(jù)此作答。（1）“溶解”時鐵屑被MnO2氧化為Fe3+，MnO2還原Mn2+，溶液為酸性，有氫離子參與反應，根據(jù)元素守恒補齊生成物水，反應的離子方程式：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O；（2）鈧錳礦石中不與硫酸和廢鐵屑反應的物質(zhì)為二氧化硅，以及鈣離子與硫酸根離子作用產(chǎn)生微溶的CaSO4，“濾渣”的主要成分是CaSO4和SiO2；（3）在“富鈧有機相”中反應生成Sc(OH)3，ScR3與氫氧化鈉反應生成Sc(OH)3，化學方程式是ScR3+3NaOH=3NaR+Sc(OH)3↓；（4）根據(jù)分析可知，萃余液2中剩余Al3+、Ca2+、Mn2+；（5）加入HCl得到ScCl3，加入H2C2O4后得到Sc2(C2O4)3，在空氣中灼燒后Sc2O3，故操作Ⅰ為灼燒；（6）用AgNO3標準溶液滴定，當溶液中出現(xiàn)產(chǎn)生磚紅色沉淀且30s內(nèi)沉淀不消失現(xiàn)象時，說明已達到滴定終點；液中Cl-恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時，K(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)=c(Ag+)1.0×10-5mol·L-1=2.0×10-10，c(Ag+)=2.0×10-5mol·L-1，K(Ag2CrO4)=c2(Ag+)c()=(2.0×10-5mol·L-1)2c()=2.0×10-12；此時溶液中c()=0.005mol·L-1。9．銦是一種稀有貴金屬，廣泛應用于航空航天、太陽能電池等高科技領域。從銅煙灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取銦和鉛的工藝流程如下：已知：①焙燒后金屬元素均以硫酸鹽的形式存在；②In(OH)3性質(zhì)與Al(OH)3類似。回答下列問題：(1)FeAsO4·2H2O中鐵元素化合價為_______。(2)生成PbO粗品的化學反應方程式為_______。(3)PbO在NaOH溶液中溶解度曲線如圖所示，PbO粗品中的雜質(zhì)難溶于NaOH溶液。結(jié)合溶解度曲線，簡述提純PbO粗品的操作_______。(4)“還原鐵”反應的離子方程式為________(5)“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當溶液pH>1.5后，鋼萃取率隨pH的升高而下降，原因是_______(6)為測定PbO產(chǎn)品的純度，探究小組同學準確稱取PbO1.161g，加入稀硝酸使其完全溶解，再加入蒸餾水配制成50.00mL溶液：冷卻至25℃，用0.100mol·L-1H2SO4滴定該溶液，滴定曲線如圖所示。已知：；a點的坐標為(50，3.8)①25℃，PbSO4的Ksp=_______。②PbO產(chǎn)品的純度為_______?！敬鸢浮?1)+3(2)(3)將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中，配成高溫下的飽和溶液，趁熱過濾，降溫結(jié)晶、過濾，洗滌干燥(4)(5)銦離子發(fā)生水解，導致銦萃取率下降(6)

10-7.6

96%【解析】從銅煙灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取銦和鉛，銅煙灰酸浸渣加入硫酸溶液硫酸化、焙燒后得到的焙砂，再加水水浸，浸渣加入10%氫氧化鈉溶液加熱處理后冷卻、過濾，得到濾液和PbO粗品，經(jīng)處理得到PbO；水浸液加硫代硫酸鈉還原鐵，再加入萃取劑萃取出含有亞鐵離子和的水溶液，除鐵后的有機相中加硫酸溶液反應萃取去掉萃余液，一系列處理得到粗銦。（1）FeAsO4·2H2O中O元素的化合價為-2價，As元素的化合價為+5價，根據(jù)化合物的化合價代數(shù)和為0，則鐵元素化合價為+3價；（2）水浸后的硫酸鉛與氫氧化鈉反應生成PbO粗品和硫酸鈉，反應的化學反應方程式為；（3）根據(jù)PbO在NaOH溶液中溶解度曲線，PbO粗品中的雜質(zhì)難溶于NaOH溶液，結(jié)合溶解度曲線，可知，氫氧化鈉濃度較大時PbO溶液度較大，提純PbO粗品的操作為將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中，配成高溫下的飽和溶液，趁熱過濾，降溫結(jié)晶、過濾，洗滌干燥；（4）“還原鐵”是利用硫代硫酸鈉將鐵離子氧化為亞鐵離子，反應的離子方程式為；（5）“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當溶液pH>1.5后，鋼萃取率隨pH的升高而下降，原因是銦離子發(fā)生水解，導致銦萃取率下降；（6）根據(jù)圖像，加入50mLH2SO4