| 宜城教育资源网www.ychedu.com2019年领军高考化学易错点（21）化工流程含试卷分析答题技巧易错点21化工流程模拟题训练1．聚合硫酸铁（PFS）是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣（有效成分为Fe2O3和Fe3O4）制备PFS，其工艺流程如下图所示。（1）CO是"还原焙烧"过程的主要还原剂。下图中，曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域。a属于__________（填"吸热反应"或"放热反应"）；570℃时，d反应的平衡常数K=___________________。（2）800℃，混合气体中CO2的体积分数为40％时，Fe2O3用CO还原焙烧过程中发生的主要的化学反应方程式：________________________________________________（3）若"酸浸"时间过长，浸出液Fe2+含量反而降低，主要原因是___________________。（4）已知：25℃时，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-17，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39。若浸出液中c(Fe3+)=10-1.8mol·L-1，为避免"催化氧化"过程中产生副产物Fe(OH)3，应调节浸出液的pH≤___________。（5）FeSO4溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO4，该反应的离子方程式___________________.（6）"催化氧化"过程中，用NaNO2作催化剂（NO起实质上的催化作用）时，温度与Fe2+转化率的关系如右图所示（反应时间相同），Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是___________________________________________.【答案】放热反应1Fe2O3+CO=FeO+CO2Fe2+易被空气中的O2氧化成Fe3+1.64Fe2++O2+4SO42-+2H2O=4Fe(OH)SO4↓温度升高，反应速率增大；温度过高，NO气体逸出，转化率下降2．FeFe2O3纳米线是一种新型铁基材料，在催化、生物医药、环境科学等领域具有广阔应用前景。某研究小组以赤泥（铝土矿提取氧化铝过程中产生的固体废弃物，含SiO2、Fe2O3、Al2O3）为原料，设计下列流程制备FeFe2O3纳米线并探究其在水处理中的应用。回答下列问题：（1）"浸出"实验中，盐酸起始浓度对铁、铝浸出率的影响如图所示：①盐酸的合适浓度为______________。②盐酸起始浓度为2mol·L﹣1时，铁的浸出率很低，原因是______________。（2）已知：25℃时，Al(OH)3(s)AlO2－+H++H2OK=4×10－13。若浸出液c(Al3+)=0.04mol·L－1，"调节pH"时，pH最小应为______________（设调节pH过程中溶液体积不变）。（3）FeFe2O3纳米线为壳层结构（核是Fe、壳是Fe2O3），壳是由中心铁核在合成过程中被氧化而形成。①"合成"时滴加NaBH4溶液过程中伴有气泡产生，滤液Ⅱ中含B(OH)3，合成铁核的离子方程式为____________________________。②"合成"后，经过滤、______________、______________获得FeFe2O3纳米线。（4）FeFe2O3纳米线去除水体中Cr2O72－的机理是，纳米线将Cr2O72－吸附在表面并还原。在"无氧"和"有氧"条件下将纳米线分别置于两份相同的水体中，80min后回收该纳米线，测得其表面元素的原子个数比如下表：①在水体中FeFe2O3纳米线形成的分散系是____________________________。②样本2的实验条件是______________（填"有氧"或"无氧"）。③已知水体中检测不到Cr(Ⅲ)，样本1中FeFe2O3纳米线的表面Cr(Ⅵ)的去除率为____________________________。【答案】6mol·L－1盐酸起始浓度为2mol·L－1时，Fe3+发生了水解119H2O+4Fe3++3BH4－=4Fe+6H2↑+3B(OH)3+9H+洗涤烘干胶体有氧46.8%3．以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如下：完成下列填空：（1）焙烧产生的SO2可以继续制备硫酸，其中的反应之一为：2SO2+O22SO3+Q(Q>0)，该反应的平衡常数表达式为K=___________；欲使K值增大，可采取的措施是______________。若经一段时间后SO3的浓度增加了4mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.4mol/(L?s)，则这段时间为_______（选填编号）。a．1sb．5sc．10sd．50s（2）硫铁矿焙烧后的烧渣中含有Fe2O3、Fe3O4等。酸溶后溶液中主要存在的阳离子有______________，不能用硫酸代替盐酸的原因是____________________________。（3）通入氯气时，主要反应的离子方程式为________________________。从氧化后的溶液中得到氯化铁晶体的实验步骤为_______________、_______________、过滤洗涤。（4）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，请从水解平衡移动原理解释原因________________。【答案】K降温bFe2+、Fe3+、H+(H+不写不扣分)会引入SO42-离子，影响产品的纯度2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-蒸发浓缩冷却结晶Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+，盐酸过量，使[H+]增大，平衡朝逆向移动，抑制Fe3+的水解，增大了氯化铁晶体的产量4．用方铅矿精矿(主要为PbS)和软锰矿(主要为MnO2,还有少量Fe2O3，Al2O3等杂质)制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下：已知：①PbS+MnO2+4H+=Mn2++Pb2++S+2H2O②25℃时，Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，Ksp(PbSO4)=1.8×10-8③PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)△H>0（1）80℃用盐酸处理两种矿石，为加快酸浸速率，还可采用的方法是_______________(任写一种)。（2）向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是_________________；加入物质X可用于调节酸浸液的pH值，物质X可以是___________(填字母)。A．MnCO3B．NaOHC．ZnOD．PbO（3）滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物，其成分为_____________(写化学式);请设计分离两种金属化合物的路线图(用化学式表示物质，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和分离方法)。_________________。（4）向滤液2中通入NH3和O2发生反应，写出总反应的离子方程式。_______。（5）用Mn3O4为原料可以获得金属锰，选择合适的冶炼方法为___________(填字母)。A．热还原法B．电解法C．热分解法（6）求25℃氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应的平衡常数K=___________(保留到整数位)。【答案】粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度增大PbCl2的溶解度ADAl(OH)3、Fe(OH)36Mn2++12NH3+6H2O+O2=2Mn3O4+12NH4+A889淀反应PbCl2(s)+SO42-(aq)2Cl-(aq)+PbSO4(s)的平衡常数K==。5．兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物的氢化反应的催化剂。以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如下图所示：（1）浸出渣A的主要成分是_______________（填化学式）。（2）已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，而加压酸浸后浸出液A中含有大量Ni2＋，写出有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式_______________________________。（3）向浸出液A中通入H2S气体，①还原过程中所涉及主要反应的离子方程式是_____________________。（4）在形成Ni(CO)4的过程中，碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)4中的Ni的化合价为________。（5）"碱浸"的目的是使镍产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，此过程中发生反应的离子方程式为__________________________。（6）常温时，向浓度均为1.0mol·L-1的FeSO4、NiSO4的混合溶液中滴加Na2S固体，当Ni2+恰好沉淀完全时，所得溶液中c(Fe2+)=______________。（已知：①25℃，Ksp(NiS)=2.0×10-21、Ksp(FeS)=6.0×10-18②溶液中的离子浓度≤10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。）（7）浸出液B可以回收，重新生成铝以便循环利用。请设计简单的回收流程：浸出液B→___________________________________________________________。（箭头上注明外加反应物的化学式和反应条件）。(示例：)【答案】SiO22Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2OH2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S↓02Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑0.03mol/L【解析】红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）煅烧发生氧化还原反应得到Ni2O3、Fe2O3（SiO2不6．以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如下所示。（1）形成Ni(CO)4时碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)4中的Ni的化合价为___________。（2）Ni2O3有强氧化性，加压酸浸时有气体产生且镍被还原为Ni2+，则产生的气体为______(填化学式)。（3）滤渣D为单质镍、硫的混合物，请写出向浸出液B中通入H2S气体时所有反应的离子方程式:__________________________，_________________________。（4）已知:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-==Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)；4Fe3++3[Fe(CN)6]4-==Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)。下列可以用于检验滤液C中金属阳离子的试剂有____________(填标号)a.KSCN溶液b.K3[Fe(CN)6]c.K4[Fe(CN)6]d.苯酚（5）兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金。碱浸镍铝合金后，残铝量对兰尼镍的催化活性有重大影响，根据下图分析，残铝量在_____范围内催化活性最高，属于优质产品。（6）仿照下面示例，设计从浸出液E回收氧化铝的流程:浸出液E_________________。(示例:)【答案】0O2H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S↓H2S+Ni2+==Ni↓+2H++S↓b4%~6%7．一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面：锂混杂于其中。(已知Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性)从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下：已知：①CoCO3的溶度积为：Ksp=1.0×10-13；②溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L时认为该离子沉淀完全。(1)"碱溶"前通常将废料粉碎，其目的是____________。(2)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的A1，反应的离子方程式为_________________。(3)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出含钻物质的反应化学方程式为(产物中只有一种酸根)_______________________________________。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请分析不用盐酸浸出钴的主要原因_____________________。(4)过程III得到锂铝渣的主要成分是LiF和AI(OH)3，碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式__________________________________。(5)将2.0×10-4mol/LCoSO4与2.2×10-4mol/L的Na2CO3等体积混合，此时溶液中的Co2+的浓度为__________，Co2+是否沉淀完全?__________(填"是"或"否")。(6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。如图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，物质B的化学式是____________________。【答案】增大反应物接触面积，加快反应速率；2A1+2OH－+2H2O=2A1O2－+3H2↑；4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O；Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境；2A13++3CO32－+3H2O=2A1(OH)3↓+3CO2↑；1.0×10-8mol/L；是；CoCl2·H2O。8．钛铁矿主要成分为FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等杂质），Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：（1）钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是___________________。（2）过程①中反应的离子方程式是：FeTiO3+4H++4Cl－==Fe2++TiOCl42－+2H2O、_______。（3）过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是___________________。（4）过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。（5）在滤液B转化为FePO4沉淀过程中发生以下反应，请配平：Fe2++_____+H3PO4===FePO4+____+_____（6）过程③中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。【答案】增大反应物接触面积，加快反应速率。MgO+2H+====Mg2++H2O100℃3小时温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降2Fe2++H2O2+2H3PO4==2FePO4+4H++2H2O2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O【解析】（1）钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，以增大反应物接触面积，加快反应速率；（2）过程①中铁钛矿中FeTiO3及MgO与盐酸反应，反应的离子方程式是：FeTiO3+4H++4Cl－==Fe2++TiOCl42－+2H2O、MgO+2H+====Mg2++H2O；（3）过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%9．CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。以含钴废渣（主要成分CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO等杂质）为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下：下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算）(1)"酸浸"时通入SO2的目的是__。(2)"除铝"时调节溶液pH范围为__，该过程中主要反应的离子方程式为__。(3)"萃取"过程可表示为ZnSO4（水层）+2HX（有机层）ZnX2（有机层）+H2SO4（水层），由有机层获取ZnSO4溶液的操作是__。(4)"沉钴"时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是__。(5)CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3，该反应的化学方程式为_______。【答案】将Co3+还原为Co2+5.0～5.42Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，分液防止加入过快而产生Co(OH)2沉淀2CoCO3Co2O3+CO↑+CO2↑【解析】(1)"酸浸"时通入SO2的目的是将Co3+还原为Co2+；(2)"除铝"时调节溶液pH范围使铝完全沉淀但锌没有开始沉淀，则范围为5.0～5.4，该过程中主要反应的离子方程式为2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑；(3)"萃取"过程可表示为ZnSO4（水层）+2HX（有机层）ZnX2（有机层）+H2SO4（水层），由有机层获取ZnSO4溶液的操作是向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡，静置，分液；(4)"沉钴"时Na2CO3溶液需缓慢滴加，防止加入过快而产生Co(OH)2沉淀；(5)CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3，同时生成二氧化碳，反应的化学方程式为2CoCO3Co2O3+CO↑+CO2↑。10．用混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质的锰矿(含MnO2、MnCO3)生产硫酸锰，实验室模拟生产过程如下:(完全沉淀离子的pH值:Fe3+为3.5，Fe2+为9.5，Mn2+为10.8，Mg2+为11.6)（1）酸浸中加入的酸是________(填化学式，下同)，提高酸浸速率的方法是____(任写一种)，从经济效益考虑,物料A可能是___________。（2）反应器中发生氧化还原反应的离子方程式是___________________。（3）硫酸锰和硫酸镁的溶解度曲线如图所示:①操作I为:在_____℃下蒸发结晶、趁热过滤。其趁热过滤目的是__________；②为了得到更纯净的一水合硫酸锰，需将晶体置于过滤器中，用_____进行洗涤(本空格从以下选择)a.蒸馏水b.稀硫酸c.饱和硫酸锰溶液d.氢氧化钠溶液（4）MnSO4·H2O在1150℃高温下易分解，产物是Mn304、含硫化合物、水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是___________________。【答案】H2SO4粉碎、搅拌等MnCO3等MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O60防止MgSO4结晶析出，提高MnSO4的产率c3MnSO4·H2OMn3O4+SO2↑+2SO3↑+3H2O↑11．工业上可用铬铁矿(主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、MgCO3、SiO2等杂质)为原料制备重铬酸钾晶体和绿矾的流程如下：已知：Ⅰ．常见离子沉淀的pH范围 Fe3+ Al3+ Mg2+ SiO32- AlO2-开始沉淀 1.9 4.2 8.1 9.5 10.2沉淀完全 3.2 5.3 9.4 8.0 8.5Ⅱ．焙烧过程中主要发生反应：2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2Cr2O4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。（1）绿矾的化学式为________。（2）焙烧后的混合物中除含有Na2Cr2O4、NaNO2和过量的Na2CO3、NaNO3外，还含有NaAlO2和Na2SiO3等物质，则焙烧过程中NaAlO2的化学方程式为___________________________。（3）固体Y的主要成分为________(填写化学式)。（4）酸化过程中用醋酸调节pH=5的目的为________________________；若pH调节的过低，NO2-可被氧化为NO3-，其离子方程式为_________________________________。（5）调节pH=5后，加入KCl控制一定条件，可析出K2Cr2O7晶体，说明溶解度的大小：K2Cr2O7________Na2Cr2O7(填"大于"或"小于")。（6）流程中的一系列操作为____________________________________。【答案】FeSO4·7H2ONa2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑H2SiO3和Al(OH)3将CrO42-转化为Cr2O72-Cr2O72-+3NO2-+8H+=2Cr3++3NO3-+4H2O小于蒸发浓缩、冷却结晶、过滤12．钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下：已知：①还原性：Cl->Co2+；②Fe3+和C2O42-结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3]3-，在强酸性条件下分解重新生成Fe3+。回答下列问题：（1）废旧电池初步处理为粉末状的目的是_____________________。（2）从含铝废液得到Al(OH)3的离子反应方程式为___________。（3）滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有__________（填化学式）。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式__________________________________。（4）滤渣的主要成分为____________________（填化学式）。（5）在空气中加热一定质量的CoC2O4·2H2O固体样品时，其固体失重率数据见下表，请补充完整表中问题。已知：①CoC2O4在空气中加热时的气体产物为CO2②固体失重率=对应温度下样品失重的质量/样品的初始质量序号 温度范围/℃ 化学方程式 固体失重率Ⅰ 120-220 CoC2O4·2H2OCoC2O4+2H2O 19.67%Ⅱ 300~350 _________________________ 59.02%（6）已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10-4，将浓度为0.02mol·L-1的Li2SO4和浓度为0.02mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合，则溶液中的Li+浓度为___________mol·L-1（7）从FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固体的操作关键是_________________________。【答案】增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-FeCl3、CoCl22LiCoO2+8HCl==2CoCl2+Cl2↑+4H2O+2LiClC2CoC2O4+O22CaO+4CO20.02加入适量盐酸（或通入适量氯化氢气体）13．工业上常以铬铁矿(主要成分为亚铬酸亚铁FeCr2O4，还有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产红矾钠(Na2Cr2O7)，某实验小组模拟其流程如下图所示：（1）步骤①中，焙烧时所用的仪器材质应选用_______(填"瓷质"、"铁质"或"石英质")，二氧化硅与纯碱反应的化学方程式为___________。（2）配平步骤①中主要反应：_____________FeCr2O4＋___O2＋___Na2CO3___Fe2O3＋___Na2CrO4＋___CO2（3）操作④中，酸化时，CrO42－转化为Cr2O72－，写出平衡转化的离子方程式：______________。（4）步骤③用硫酸将溶液的pH调至中性，所得滤渣的主要成分是___________、____________；（5）下图是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线，步骤④中获得固态副产品Na2SO4的实验操作方法为____________、___________。（6）工业上常用电解法处理含Cr2O72－的酸性废水，用金属铁作阳极、石墨作阴极，一段时间后产生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。若电解后溶液中c(Cr3+)=3.0×10－5mol·L－1，则c(Fe3+)=_____。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10－38mol·L－1，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10－31mol·L－1)（7）CrO5的结构式为，该氧化物中Cr为_______价。【答案】铁质Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑4782882CrO42－+2H+?Cr2O72－+H2OH2SiO3（H4SiO4或SiO2·H2O）Al(OH)3加热浓缩趁热过滤2.0×10－12mol·L－1+61×c3(OH－)=6.0×10－31mol·L－1，联立得：c(Fe3+)=2.0×10－12mol·L－1，故答案为：2.0×10－12mol·L－1；(7).由CrO5的结构式可知，一个Cr原子与5个O原子形成6个Cr－O极性共价键，共用电子对都偏向于O原子，所以该氧化物中Cr为+6价，故答案为：+6。14．氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等，工业大规模生产前，实验室先按如下流程进行模拟制备少量Mg(ClO3)2·6H2O：已知：①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如右图。（1）卤块中加H2O2的目的是________________，写出该反应的离子方程式__________________。（2）加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全？_________________。（3）常温下，加MgO调节pH=4后溶液中c(Fe3+)=___________(已知Ksp[Fe(OH)3=4×10-38]，过滤所得滤渣的主要成分有______________。（4）加入NaClO3饱和溶液公有NaCl晶体析出，写出该反应的化学方程式：___________，请利用该反应，结合上图，制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为：①取样，加入NaClO3饱和溶液充分反应；②蒸发结晶；③___________；④冷却结晶；⑤过滤、洗涤，获得Mg(ClO3)2·6H2O晶体。【答案】将Fe2+氧化为Fe3+2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O静置，取上层清液加入BaCl2，若无白色沉淀，则SO42-沉淀完全4×10-8BaSO4和Fe(OH)3MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓趁热过滤【解析】（1）卤块中加H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（2）检验硫酸根离子是否除净的方法：静置，取上层清液加入BaCl2，若无白色沉淀，则SO42-沉淀完全；15．硫化锌（ZnS）是一种重要的化工原料，难溶于水，可由炼锌的废渣锌灰制取其工艺流程如图所示．（1）为提高锌灰的浸取率，可采用的方法是______________（填序号）。①研磨②多次浸取③升高温度④加压⑤搅拌（2）步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是（写化学式）_____________。（3）步骤Ⅲ中可得Cd单质，为避免引入新的杂质，试剂X应为________。（4）步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。①检验ZnS固体是否洗涤干净的方法是__________________；②Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取，化学反应方程式为_______；③已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图，从滤液中得到Na2SO4·10H2O的操作方法是_________________________________。（5）若步骤Ⅱ加入的ZnCO3为bmol，步骤Ⅲ所得Cd为dmol，最后得到VL、物质的量浓度为cmol/L的Na2SO4溶液．则理论上所用锌灰中含有锌元素的质量为__________。【答案】①②③⑤Fe(OH)3Zn取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入HCl酸化，再加入氯化钡，若无白色沉淀生成，则已洗净Na2SO4+CH4Na2S+CO2+2H2O蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥65(Vc-b-d)16．某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有MgCO3、MgSiO3和少量Fe、Al的氧化物)为原料，制备MgCO3·3H2O。实验流程如下图所示：（1）为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有_________(任写一点)，酸溶时废渣中主要成分发生反应的离子方程式为___________________________________。（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，检验水相中是否含有Fe3+的最佳试剂是__________________________。（4）室温下，除去MgSO4溶液中的A13+(使Al3+浓度小于1×10-6mol/L)而不引入其它杂质，应加入的试剂X为__________，应调节pH的范围为_________________。已知：①Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33②pH=8.5时，Mg(OH)2开始沉淀（5）下图为不同反应温度下所得水合碳酸镁的X射线衍射谱图。由图可知，干燥时需控制温度范围为___________________，温度较高时MgCO3·3H2O发生转化的化学方程式为_______________________________。【答案】升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑MgSiO3+2H+=Mg2++H2SiO3将Fe2+氧化为Fe3+，便于除去KSCN溶液MgO、Mg(OH)2、MgCO3或Mg2(OH)2CO35.0＜pH＜8.5293K~313K（313K以下也可）5MgCO3·3H2O=Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O+CO2↑+10H2O17．钻酸锂电池成用广泛，电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑。铝箔及少量Fe,可通过下列实验方法回收钴、锂。几种金属离子沉淀完全(离子浓度为10-5mol/L)的pH如下表:离子 Fe3+ Al3+ Fe2+ Co2+溶液pH 3.2 4.7 9.0 9.2回答下列问题:（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为_______，滤液I的主要成分是______。（2）已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+，"酸浸"过程中H2O2所起主要作用是______。"调节pH"除去的离子主要有Al3+和____。（3）酸浸时浸出率随温度变化如图所示，温度升高至50℃以上时浸出率下降的原因是________。（4）"萃取"和"反萃取"可简单表示为:Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+则反萃取过程加入的试剂X是_______。（5）向CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应的离子方程式为__________。【答案】＋3NaAlO2、NaOH将Co3+还原为Co2+Fe3+温度升高，H2O2分解速率加快，参与酸浸反应的H2O2的量减少，导致浸出率下降H2SO4溶液Co2+＋2HCO==CoCO3↓＋CO2↑＋H2O18．工业上常用水钴矿（主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质）制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：回答下列问题：（1）在加入盐酸进行"酸浸"时，能提高"酸浸"速率的方法有_______（任写一种）。（2）"酸浸"后加入Na2SO3，钴的存在形式为Co2+，写出产生Co2+反应的离子方程式_______________________________。（3）溶液a中加入NaClO的作用为_______________________________。（4）沉淀A的成分为__________________。操作2的名称是___________________。（5）已知:Ksp(CaF2)=5.3×10-9，Ksp(MgF2)=5.2×10-12，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg2+恰好沉淀完全即溶液中c(Mg2+)=1.0×10-5moI/L，此时溶液中c(Ca2+)最大等于_________mol·L-1。（6）在空气中煅烧CoC2O4生成钴的某种氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为12.05g，CO2的体积为6.72L（标准状况），则此反应的化学方程式为________________。【答案】将水钴矿石粉碎；充分搅拌；适当增加盐酸浓度；提高酸浸温度等2Co3++SO32-+H2O＝2Co2++SO42-+2H+将溶液中Fe2+氧化成Fe3+Fe(OH)3Al(OH)3过滤0.01（0.0102）3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO219．CoCl2o6H2O是一种饲料营养强化剂。可由水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取，其工艺流程如下：已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等．②流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表．沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8③CoCl2o6H2O熔点为86℃，加热至110﹣120℃时，失去结晶水生成CoCl2．回答下列问题：（1）浸出水钴矿过程中，Fe2O3发生反应的化学方程式为________________________。（2）向浸出液中加入适量NaClO3目的是______________________________________。（3）"加Na2CO3调pH至a"，a=______；过滤所得沉淀的主要成分为_________（填化学式）。（4）萃取剂对金属离子的萃取与溶液pH的关系如下图所示，向"滤液"中加入该萃取剂的目的是__________，使用该萃取剂的最佳pH范围是_____（填选项字母）A．5.0﹣5.5B．4.0﹣4.5C．3.0﹣3.5D．2.0﹣2.5（5）实验操作"操作1"为_______________、_________、过滤和减压烘干；制得的CoCl2o6H2O在烘干时需减压烘干的原因是________________________。【答案】Fe2O3+Na2SO3+4HCl=2FeCl2+Na2SO4+2H2O将Fe2+氧化为Fe3+，易于除去铁元素5.2Fe（OH）3、Al（OH）3除去溶液中的Mn2+C；蒸发浓缩冷却结晶降低烘干温度，防止产品分解20．某菱铁矿的主要成分是FeCO3,还含有SiO2、少量CaCO3和Al2O3。下图是利用该菱铁矿制备磁性Fe3O4胶体粒子的简要工艺流程：（1）菱铁矿石粉碎的目的是______________________________；碱浸可否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH?说明理由：______________________________________________。（2）"不溶物"加稀盐酸可否改用不易挥发的稀硫酸？说明理由____________；"不溶物"加稀盐酸后"部分氧化"之前还有项操作，化学实验名称为__________。（3）"部分氧化"离子方程式为________________________________________。（4）如何实验验证"部分氧化"的滤液中存在Fe2+?_______________。（5）Fe3O4胶粒的直径的范围是______________________。【答案】增大固体表面积，提升"碱浸"时的化学反应速率不能，Ca(OH)2溶解度较小不能顺利溶解铁矿中的Al2O3不可，CaSO4微溶很难除净固体中的CaCO3过滤ClO3-+6H++6Fe2+=Cl-+6Fe3++3H2O往试样中滴加高锰酸钾酸性溶液，高锰酸钾紫红色褪去，说明滤液中尚存Fe2+（或其它合理答案）1～100nm（或10-9～10-7m等合理答案）21．软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量(Hg2+等)重金属化合物杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有SiO2和Al2O3等杂质。工业上采用同槽硫酸酸溶等工艺制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：(已知:Ksp[Al(OH)3]=13×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=5.3×10-38，金属离子的浓度小于1×10-6视为沉淀完全。)（1）为了提高锰元素的浸出率，在"浸取"时可采取的措施有：①适当升高温度，②搅拌，③_________________等。（2）流程"氧化"中加入MnO2与Fe2+发生反应的离子方程式为_________________。（3）"滤渣2"中主要成分的化学式为_________________。（4）流程"除重金属"时使用（NH4）2S而不使用Na2S的原因是_________________。（5）流程"50℃碳化"得到碳酸锰，该反应的化学方程式为_________________。（6）生成的碳酸锰产品需经充分洗涤，检验产品完全洗净的方法是_________________。【答案】适当增大硫酸浓度(或将矿石研成粉末或延长浸泡时间等)MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2OFe(OH)3、Al(OH)3Na2S会增大回收产物(NH4)2SO4中Na+含量MnSO4+2NH4HCO3(NH4)2SO4+MnCO3↓+CO2↑+H2O取最后一次洗涤滤液，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀，则已洗净（合理答案均给分） 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