高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)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(shí)75分鐘）可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H1Li7B11C12N14O16Na23Mg24Al27S32Cl35.5一、非選擇題：本題共10個(gè)小題，共100分。1．北京冬奧會(huì)獎(jiǎng)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(luò)合離子；②，?；卮鹣铝袉栴}：(1)“焙燒1”時(shí)產(chǎn)生氣體的主要成分為_______。(2)“浸取”時(shí)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(shí)溶液的最小為_______[已知c(Zn2+)≤1×10-5mol/L時(shí)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(diǎn)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(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(6)已知該廢甲醇催化劑中的質(zhì)量分?jǐn)?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(shí)的pH如下表。金屬陽離子完全沉淀時(shí)的pH3.25.210.412.4②溫度高于27℃時(shí)，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(shí)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(yīng)氟化物沉淀除去，寫出除去的離子方程式：________________________，該反應(yīng)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(xì)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(huì)失水生成?；卮鹣铝袉栴}：(1)中砷元素的化合價(jià)為_______。(2)“焙燒”操作中，參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(3)“堿浸”的目的是_______，濾渣Y的主要成分是_______(填化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)原理為。為探究溶液對(duì)氧化性的影響，測得輸出電壓與溶液的變化關(guān)系如圖丙所示。則a點(diǎn)時(shí)，鹽橋中_______(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)，c點(diǎn)時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為_______。4．鍍鎳廠排放的硫酸鎳廢液(含等雜質(zhì))對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生較大的污染，對(duì)其進(jìn)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(shí)，有關(guān)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(xué)式表示)。(2)“硫化”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。(3)“調(diào)”時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的范圍為_______；實(shí)驗(yàn)室“萃取分液”時(shí)用到的玻璃儀器有_______。(4)“萃取分液”選用有機(jī)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(guān)系如圖乙所示。①“萃取分液”時(shí)進(jìn)入有機(jī)相被除去，則應(yīng)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(dá)到除雜要求。則“沉鈣后，溶液中的物質(zhì)的量濃度為_______(列出計(jì)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(jì)算機(jī)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(shí)，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(shí)的溫度以_______℃為宜。(2)用鹽酸吸收蒸餾產(chǎn)物時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。(3)沉淀用乙醇洗滌而不用水洗滌的優(yōu)點(diǎn)是_______。(4)加入的主要作用是_______，同時(shí)又調(diào)節(jié)了溶液的，有利于沉淀反應(yīng)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(shí)有兩種化合物生成；第2步是釕單質(zhì)與氧氣反應(yīng)生成釕的氧化物()。第1步的化學(xué)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(shí)，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如表所示：物質(zhì)(1)“溶浸”時(shí)，錳的浸出率與浸出時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。由圖可知，所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件(溫度、時(shí)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(yīng)的離子方程式：_______。(3)濾渣3的主要成分為_______(填化學(xué)式，其中、均為價(jià))。(4)“沉錳”時(shí)除了作沉淀劑外，還有_______作用；“沉錳”的關(guān)鍵操作有兩點(diǎn)：①將溶液加入溶液中；②反應(yīng)終點(diǎn)溶液。如果①中顛倒試劑滴加順序(反應(yīng)大于7)，可能造成的后果是_______；若反應(yīng)終點(diǎn)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(jī)涂料，則電解時(shí)陽極生成的電極總反應(yīng)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(shí)，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(yīng)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(shí)，應(yīng)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(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。8．氧化鈧(Sc2O3)是一種稀土氧化物，廣泛應(yīng)用于航天、激光、導(dǎo)彈等尖端科學(xué)領(lǐng)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(jī)萃取劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)“溶解”時(shí)鐵屑被氧化為，該反應(yīng)的離子方程式是_______。(2)“濾渣”的主要成分是_______。(3)有機(jī)萃取劑P507萃取的反應(yīng)原理為陽離子交換：(HR代表)。在“富鈧有機(jī)相”中反應(yīng)生成的化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液中出現(xiàn)_______現(xiàn)象時(shí)，說明已達(dá)到滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中恰好沉淀完全(濃度等于)時(shí)，此時(shí)溶液中_______。［已知：為磚紅色固體；，］9．銦是一種稀有貴金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天、太陽能電池等高科技領(lǐng)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(jià)為_______。(2)生成PbO粗品的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的離子方程式為________(5)“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(xué)準(zhǔn)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(diǎn)的坐標(biāo)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。化合物近似值回答下列問題：(1)氣體A的電子式為_______。(2)“沉鋇、鉛”時(shí)，溶液過低會(huì)導(dǎo)致的利用率降低，原因是_______(結(jié)合化學(xué)用語解釋)；“還原”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。(3)濾渣1的主要成分為_______(填化學(xué)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?yàn)開______。(5)“調(diào)”后需對(duì)溶液進(jìn)行煮沸并趁熱過濾出濾渣2，煮沸并趁熱過濾的原因?yàn)開______。(6)已知：碳酸的電離常數(shù)、，則“碳化”時(shí)，反應(yīng)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(fēng)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(xué)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(shí)75分鐘）可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H1Li7B11C12N14O16Na23Mg24Al27S32Cl35.5一、非選擇題：本題共10個(gè)小題，共100分。1．北京冬奧會(huì)獎(jiǎng)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(luò)合離子；②，。回答下列問題：(1)“焙燒1”時(shí)產(chǎn)生氣體的主要成分為_______。(2)“浸取”時(shí)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(shí)溶液的最小為_______[已知c(Zn2+)≤1×10-5mol/L時(shí)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(diǎn)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(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(6)已知該廢甲醇催化劑中的質(zhì)量分?jǐn)?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(luò)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(lán)礬，鋅氨絡(luò)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(shí)得到鋅氨絡(luò)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(shí)，當(dāng)溶液中c(Zn2+)≤1×10-5mol/L時(shí)視為完全沉淀，可認(rèn)為Zn2+沉淀完全，根據(jù)Ksp[Zn(OH)2]=3×10-17，可得到此時(shí)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(diǎn)時(shí)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(dāng)固體為CuO時(shí)，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(shí)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(xué)式為Cu2O，反應(yīng)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(shí)的pH如下表。金屬陽離子完全沉淀時(shí)的pH3.25.210.412.4②溫度高于27℃時(shí)，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(shí)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(yīng)氟化物沉淀除去，寫出除去的離子方程式：________________________，該反應(yīng)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(yīng)SO2＋MnO2=MnSO4，F(xiàn)e2O3、MgO、Al2O3、CaO和H2SO4反應(yīng)生成相應(yīng)金屬陽離子，和H2SO4不反應(yīng)；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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dāng)完全沉淀時(shí)，，設(shè)起始物質(zhì)的量濃度為1mol/L，則開始沉淀時(shí)，，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(shí)，為了不引入新的雜質(zhì)離子，所加的試劑應(yīng)該可以與酸發(fā)生反應(yīng)，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(yīng)氟化物沉淀除去，MnF2除去Ca2+的離子反應(yīng)方程式是MnF2+Ca2+Mn2++CaF2；該反應(yīng)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M(fèi)nSO4·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(xì)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(huì)失水生成?；卮鹣铝袉栴}：(1)中砷元素的化合價(jià)為_______。(2)“焙燒”操作中，參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(3)“堿浸”的目的是_______，濾渣Y的主要成分是_______(填化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)原理為。為探究溶液對(duì)氧化性的影響，測得輸出電壓與溶液的變化關(guān)系如圖丙所示。則a點(diǎn)時(shí)，鹽橋中_______(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)，c點(diǎn)時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)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(yīng)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(jià)代數(shù)和為0可知，亞砷酸中砷元素為+3價(jià)；（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(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成砷酸鈉和水，反應(yīng)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(guān)系為AsO43-～SO2，生成1.98kg三氧化二砷時(shí)，根據(jù)砷元素守恒，反應(yīng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化硫的體積為×2×22.4L/mol=448L；（6）由圖可知，a點(diǎn)時(shí)，溶液pH為0，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲池中石墨電極為原電池的正極，乙池中石墨電極為負(fù)極，則鹽橋中鉀離子向左側(cè)甲池移動(dòng)；c點(diǎn)時(shí)，溶液pH減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙池中石墨電極為正極，甲池中石墨電極為負(fù)極，在水分子作用下，亞砷酸根在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成砷酸根離子，電極反應(yīng)式為+H2O-2e-=+2H+。4．鍍鎳廠排放的硫酸鎳廢液(含等雜質(zhì))對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生較大的污染，對(duì)其進(jìn)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(shí)，有關(guān)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(xué)式表示)。(2)“硫化”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。(3)“調(diào)”時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的范圍為_______；實(shí)驗(yàn)室“萃取分液”時(shí)用到的玻璃儀器有_______。(4)“萃取分液”選用有機(jī)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(guān)系如圖乙所示。①“萃取分液”時(shí)進(jìn)入有機(jī)相被除去，則應(yīng)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(dá)到除雜要求。則“沉鈣后，溶液中的物質(zhì)的量濃度為_______(列出計(jì)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(shí)S2-具有強(qiáng)還原性，能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)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(jī)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(shí)S2-具有強(qiáng)還原性，能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+和S單質(zhì)，過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為、。（3）“氧化”時(shí)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?yàn)檩腿》忠撼?，故調(diào)節(jié)溶液范圍為。實(shí)驗(yàn)室“萃取分液”時(shí)需要使用的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯。（4）①“萃取分液”時(shí)進(jìn)入有機(jī)相被除去，為了盡可能多地除去的同時(shí)減少的損耗，根據(jù)題圖乙可知，應(yīng)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(jì)算機(jī)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。回答下列問題：(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(shí)，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(shí)的溫度以_______℃為宜。(2)用鹽酸吸收蒸餾產(chǎn)物時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。(3)沉淀用乙醇洗滌而不用水洗滌的優(yōu)點(diǎn)是_______。(4)加入的主要作用是_______，同時(shí)又調(diào)節(jié)了溶液的，有利于沉淀反應(yīng)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(shí)有兩種化合物生成；第2步是釕單質(zhì)與氧氣反應(yīng)生成釕的氧化物()。第1步的化學(xué)方程式是_______。【答案】(1)

80(2)(3)減少沉淀溶解損失(4)

使溶液中低價(jià)的氧化為高價(jià)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(yīng)生成，溶液濃縮后，加雙氧水和氯化銨反應(yīng)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(yīng)方程式：，釕廢料氧化時(shí)，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(huì)增加能量消耗，因此溫度80℃為宜；（2）鹽酸吸收蒸餾產(chǎn)物時(shí)轉(zhuǎn)化為，Ru化合價(jià)降低，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，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(yīng)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(jià)為+3價(jià)，加雙氧水后產(chǎn)物中Ru化合價(jià)為+4價(jià)，可知雙氧水將+3價(jià)Ru氧化成高價(jià)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?dú)?，同時(shí)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(shí)，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如表所示：物質(zhì)(1)“溶浸”時(shí)，錳的浸出率與浸出時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。由圖可知，所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件(溫度、時(shí)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(yīng)的離子方程式：_______。(3)濾渣3的主要成分為_______(填化學(xué)式，其中、均為價(jià))。(4)“沉錳”時(shí)除了作沉淀劑外，還有_______作用；“沉錳”的關(guān)鍵操作有兩點(diǎn)：①將溶液加入溶液中；②反應(yīng)終點(diǎn)溶液。如果①中顛倒試劑滴加順序(反應(yīng)大于7)，可能造成的后果是_______；若反應(yīng)終點(diǎn)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(jī)涂料，則電解時(shí)陽極生成的電極總反應(yīng)式為_______。【答案】(1)、(2)

(葡萄糖)(3)(4)

結(jié)合電離出的，促進(jìn)沉淀(或調(diào))

可能產(chǎn)生沉淀等，導(dǎo)致純度降低

可能溶解，導(dǎo)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(jìn)行溶浸，可以發(fā)生反應(yīng)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?yàn)V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?yàn)V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(duì)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(yīng)消耗的時(shí)間越短，反應(yīng)要求的溫度越低，反應(yīng)條件越佳。根據(jù)圖2可知，所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件是溫度，浸出時(shí)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(duì)應(yīng)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(shí)NH4HCO3除了作沉淀劑外，還有就是結(jié)合電離出的H+，促進(jìn)MnCO3沉淀(或調(diào)pH)；“沉錳”的關(guān)鍵操作有兩點(diǎn)：①將NH4HCO3溶液加入MnSO4溶液中；②反應(yīng)終點(diǎn)pH在7附近。如果①中顛倒試劑滴加順序(反應(yīng)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(yīng)終點(diǎn)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(shí)陽極失去電子，與溶液中的結(jié)合生成，同時(shí)產(chǎn)生，故陽極的電極總反應(yīng)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(shí)，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(yīng)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(shí)，應(yīng)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(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______?！敬鸢浮?1)價(jià)的將價(jià)的還原為，便于“浸出”(2)

完全沉淀時(shí)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(jià)的將價(jià)的還原為，便于“浸出”；（2）若試劑a為，將氧化為，反應(yīng)的離子方程式為：；若不氧化，完全沉淀時(shí)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(yīng)的離子方程式為。8．氧化鈧(Sc2O3)是一種稀土氧化物，廣泛應(yīng)用于航天、激光、導(dǎo)彈等尖端科學(xué)領(lǐng)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(jī)萃取劑。回答下列問題：(1)“溶解”時(shí)鐵屑被氧化為，該反應(yīng)的離子方程式是_______。(2)“濾渣”的主要成分是_______。(3)有機(jī)萃取劑P507萃取的反應(yīng)原理為陽離子交換：(HR代表)。在“富鈧有機(jī)相”中反應(yīng)生成的化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液中出現(xiàn)_______現(xiàn)象時(shí)，說明已達(dá)到滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中恰好沉淀完全(濃度等于)時(shí)，此時(shí)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(jī)相和萃余液1，萃余液1加入有機(jī)萃取劑P507萃取Sc3+，萃余液2中剩余Al3+、Ca2+、Mn2+，富鈧有機(jī)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(shí)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(yīng)，根據(jù)元素守恒補(bǔ)齊生成物水，反應(yīng)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(yīng)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(jī)相”中反應(yīng)生成Sc(OH)3，ScR3與氫氧化鈉反應(yīng)生成Sc(OH)3，化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)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(shí)，說明已達(dá)到滴定終點(diǎn)；液中Cl-恰好沉淀完全(濃度等于1.0×10-5mol·L-1)時(shí)，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(shí)溶液中c()=0.005mol·L-1。9．銦是一種稀有貴金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天、太陽能電池等高科技領(lǐng)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(jià)為_______。(2)生成PbO粗品的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的離子方程式為________(5)“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(xué)準(zhǔn)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(diǎn)的坐標(biāo)為(50，3.8)①25℃，PbSO4的Ksp=_______。②PbO產(chǎn)品的純度為_______。【答案】(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(dǎo)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(jī)相中加硫酸溶液反應(yīng)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(jià)為-2價(jià)，As元素的化合價(jià)為+5價(jià)，根據(jù)化合物的化合價(jià)代數(shù)和為0，則鐵元素化合價(jià)為+3價(jià)；（2）水浸后的硫酸鉛與氫氧化鈉反應(yīng)生成PbO粗品和硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)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(shí)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(yīng)的離子方程式為；（5）“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(dǎo)致銦萃取率下降；（6）根據(jù)圖像，加入50mLH2SO4