化學(xué)工藝流程-【易錯(cuò)點(diǎn)播+拓展提升】高考化學(xué)臨考提分必備（全國(guó)通用）（含答案解析）

查補(bǔ)易混易錯(cuò)16化學(xué)工藝流程化學(xué)工藝流程試題就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。高考中“化學(xué)工藝流程試題”命題內(nèi)容廣泛，密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，設(shè)問方式靈活，充分體現(xiàn)了“化學(xué)是真實(shí)的”的命題指導(dǎo)思想，主要特征是以化工生產(chǎn)為背景，用框圖的形式表述生產(chǎn)流程，主題內(nèi)容廣泛，密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，題材豐富。主要考查學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的掌握、理解、遷移、轉(zhuǎn)換、重組和解決實(shí)際問題的能力。這類題型不但綜合考查考生在中學(xué)階段所學(xué)的元素及其化合物知識(shí)以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)用語、電解質(zhì)溶液、化學(xué)平衡、電化學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)，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，是近年來已成為高考化學(xué)主觀題中得分較低的題型。易錯(cuò)01物質(zhì)制備型工藝流程題1.原料處理階段(1)常見原料處理的方法:溶解、水(酸或堿)浸、浸出、灼(焙、煅)燒等。(2)加快反應(yīng)速率的方法:攪拌、加熱、粉碎等。2.分離提純階段(1)調(diào)pH除雜:控制溶液的酸堿性,使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。(2)加熱:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)降溫:防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)或使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。(4)水(酸或堿)溶法:除去可溶性(堿性或酸性)雜質(zhì)。(5)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(6)分離方法:過濾、蒸發(fā)(冷卻)結(jié)晶、萃取和分液、蒸餾(或分餾)等。3.獲得產(chǎn)品階段(1)洗滌:(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過程中溶解損耗。(2)根據(jù)物質(zhì)溶解度差異選擇正確的方法,如蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶或蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾。易錯(cuò)02物質(zhì)分離提純型工藝流程題1.“加過量試劑”:?？紤]反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。2.“控制pH”:常考慮防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。3.“能否加其他物質(zhì)”:常考慮會(huì)不會(huì)引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。4.“控制較低溫度”:常考慮物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。5.“判斷沉淀是否洗凈”:常取少量最后一次洗滌液于試管中,向其中滴加某試劑,以檢驗(yàn)其中的某種離子。6.“檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計(jì)方案”:通常取少量某物質(zhì)于試管中,加水溶解,再加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象,然后得出結(jié)論。7.“用某些有機(jī)試劑清洗”:(1)降低物質(zhì)溶解度有利于產(chǎn)品析出;(2)洗滌沉淀可減少損耗和提高利用率等。8.“在空氣中或在其他氣體中”:主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的。1．（2022·福建·統(tǒng)考高考真題）粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要含和等)提鋁的工藝流程如下：回答下列問題：(1)“浸出”時(shí)適當(dāng)升溫的主要目的是_______，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。(2)“浸渣”的主要成分除殘余外，還有_______。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，粉煤灰(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)經(jīng)浸出、干燥后得到“浸渣”(的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為)，的浸出率為_______。(3)“沉鋁”時(shí)，體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如下圖所示，加入沉鋁的目的是_______，“沉鋁”的最佳方案為_______。(4)“焙燒”時(shí)，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(5)“水浸”后得到的“濾液2”可返回_______工序循環(huán)使用。2．（2022·河北·高考真題）以焙燒黃鐵礦(雜質(zhì)為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備銨鐵藍(lán)顏料。工藝流程如下：回答下列問題：(1)紅渣的主要成分為_______(填化學(xué)式)，濾渣①的主要成分為_______(填化學(xué)式)。(2)黃鐵礦研細(xì)的目的是_______。(3)還原工序中，不生成S單質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(4)工序①的名稱為_______，所得母液循環(huán)使用。(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀中的化合價(jià)為_______，氧化工序發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。(6)若用還原工序得到的濾液制備和，所加試劑為_______和_______(填化學(xué)式，不引入雜質(zhì))。3．（2022·廣東·高考真題）稀土()包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國(guó)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：月桂酸熔點(diǎn)為；月桂酸和均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價(jià)不變；的，開始溶解時(shí)的pH為8.8；有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)pH見下表。離子開始沉淀時(shí)的pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全時(shí)的pH/3.24.7/(1)“氧化調(diào)pH”中，化合價(jià)有變化的金屬離子是_______。(2)“過濾1”前，用溶液調(diào)pH至_______的范圍內(nèi)，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。(3)“過濾2”后，濾餅中檢測(cè)不到元素，濾液2中濃度為。為盡可能多地提取，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確?！斑^濾2”前的溶液中低于_______(保留兩位有效數(shù)字)。(4)①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)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(zhì)有_______(寫化學(xué)式)。(6)稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑。①還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移_______電子。②用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為_______。4．（2021·重慶·統(tǒng)考高考真題）電鍍?cè)诠I(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，某電鍍廠生產(chǎn)的廢水經(jīng)預(yù)處理后含有和少量的Cu2+、Ni2+，能夠采用如圖流程進(jìn)行逐一分離，實(shí)現(xiàn)資源再利用。已知：Ksp(CuS)=6.3×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19回答下列問題：(1)中Cr元素的化合價(jià)為_______。(2)還原池中有Cr3+生成，反應(yīng)的離子方程式為_______。(3)沉淀1為Cr(OH)3，其性質(zhì)與Al(OH)3相似，則Cr(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(4)Na2S溶液呈堿性的原因是_______(用離子方程式表示)，沉淀2為_______。(5)若廢水中還含有Cd2+，pH=4時(shí)Cd2+的濃度為_______mol·L-1，用該結(jié)果說明Cd2+影響上述流程進(jìn)行分離的原因是_______(設(shè)H2S平衡濃度為1.0×10-6mol·L-1。已知：H2S的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15，Ksp(CdS)=7.0×10-27)5．（2023·山西運(yùn)城·統(tǒng)考二模）工廠的含砷廢水必須經(jīng)過一定的處理。某廠用某含砷廢水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi3+)提取三氧化二砷(俗稱砒霜，分子式：As2O3)的流程如下：已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-3920，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-22，Ksp[Bi(OH)3]=4.4×10-31。回答下列問題：(1)濾渣a的成分是___________(寫化學(xué)式)。(2)“沉淀”時(shí)，CuSO4溶液必須過量的原因是_________________。(3)寫出“還原”時(shí)Cu(AsO2)2與H2O、SO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________。(4)紅色還原渣(不溶于水)“氧化”時(shí)反應(yīng)的離子方程式為___________。(5)“沉砷”后廢水中殘留的砷可用PFS(聚鐵)進(jìn)一步去除，用石灰乳調(diào)節(jié)廢水的pH值，通入空氣，PFS用量[以表示]、終點(diǎn)pH值與砷去除率的關(guān)系如圖所示。PFS除砷的最佳條件是_________。(6)當(dāng)廢水中砷質(zhì)量濃度為5.0g·L-1時(shí)，若實(shí)驗(yàn)取75L含砷廢水，制得475.2gAs2O3，則As元的素回收率為________。(7)砷化鎵(GaAs)為第三代半導(dǎo)體，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知晶胞參數(shù)為anm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則砷化鎵晶體密度為____________g·cm-3。6．（2023·山東濟(jì)寧·統(tǒng)考二模）鈧(Sc)元素在國(guó)防、航天、激光、核能、醫(yī)療等方面有廣泛應(yīng)用。赤泥含有、、、等，以赤泥為原料提取氧化鈧的流程如下：已知：①，易水解；②常溫下，“浸出液”中，?；卮鹣铝袉栴}：(1)操作A是___________。(2)“溶解”中作用有將轉(zhuǎn)化成、作溶劑和___________。(3)“萃取”是用酸性磷酸酯萃取劑(P507)、苯乙酮、磺化煤油配得的混合液作萃取劑，P507質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)對(duì)萃取率的影響如表所示、料液溫度對(duì)分離系數(shù)(β)的影響如圖1所示，萃取時(shí)P507最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)及料液溫度分別為___________、___________?！拜腿　边^程中應(yīng)控制pH小于___________。[分離系數(shù)指分離后混合體系中某物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，如％]w(P507)分相情況鈧萃取率(％)鐵萃取率(％)1％分相容易90.7414.892％分相容易91.7419.883％分相容易92.1413.305％有第三相90.5928.478％輕微乳化90.5934.85(4)已知，，。“沉鈧”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：，此反應(yīng)的平衡常數(shù)___________(用含m、n、p的代數(shù)式表示)。(5)草酸鈧晶體隔絕空氣加熱，隨溫度的變化情況如圖所示。550℃時(shí)，晶體的成分是___________(填化學(xué)式)，550～850℃，生成氣體的物質(zhì)的量之比為___________(已知的摩爾質(zhì)量為)。7．（2023·江蘇南京·統(tǒng)考二模）高純ZnO可用作電子元件材料。以次氧化鋅酸浸液(主要含有、，還含有、、、等)為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)流程如下：已知：常溫下，，，。(1)“除鐵”時(shí)，須將氧化為的原因是___________。(2)“除錳”反應(yīng)的離子方程式為___________。其他條件不變時(shí)，與錳去除率、溶液中錳含量的關(guān)系如圖所示。時(shí)，溶液中錳去除率下降，其原因是___________。(3)為考查Zn粉用量對(duì)“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響，設(shè)計(jì)若干對(duì)照實(shí)驗(yàn)組，這些實(shí)驗(yàn)組控制不變的因素有：“除錳”濾液濃度與體積、反應(yīng)溫度、___________。(4)寫出以“溶液”為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)方案：___________。[可選用的試劑：溶液、氨水-混合溶液、蒸餾水、稀鹽酸、溶液]8．（2023·福建·校聯(lián)考三模）金屬鎵被稱為“電子工業(yè)脊梁”，與鋁同族，性質(zhì)與鋁相似。氮化鎵是5G技術(shù)中廣泛應(yīng)用的新型半導(dǎo)體材料。利用粉煤灰(主要成分為、、，還有少量等雜質(zhì))制備鎵和氮化鎵的流程如下：常溫下，相關(guān)元素可溶性組分的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)與pH的關(guān)系如下圖所示，當(dāng)溶液中可溶性組分濃度時(shí)，可認(rèn)為已除盡。回答下列問題：(1)“焙燒”過程中變?yōu)?，則與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。(2)“堿浸”后濾渣的主要成分為___________(寫化學(xué)式)。用惰性電極電解含的溶液可得到金屬Ga，陰極的電極反應(yīng)式為___________。(3)常溫下，反應(yīng)的平衡常數(shù)___________。(4)“堿浸”后溶液的主要成分為、、。請(qǐng)補(bǔ)充完整流程中“操作”過程的步驟(在方框內(nèi)填入試劑的化學(xué)式或pH值)：___________。

(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑：0.1溶液、0.1NaOH溶液)(5)用石墨為電極電解熔融得到Ga單質(zhì)，電極材料需要定期補(bǔ)充的是___________極(填“陰”或“陽(yáng)”)。9．（2023·河北滄州·統(tǒng)考一模）一水合硫酸錳主要用于飼料添加劑和植物合成葉綠素的催化劑。一種以軟錳礦(主要成分是，還有，等雜質(zhì))和廢鐵屑(主要成分是，還含有少量)為原料制備的工藝流程如下：已知：時(shí)相關(guān)物質(zhì)的如下表：物質(zhì)回答下列問題：(1)凈化鐵屑：為去除廢鐵屑表面的油污，可采用的方法為_______。(2)“浸出”時(shí)，錳的浸出率隨摩爾比、反應(yīng)溫度的變化曲線如下圖所示，則最佳的反應(yīng)條件為_______。(3)“浸出”后所得混合溶液中部分離子濃度如下表所示：離子0.6010.150.30.0010.1①、稀硫酸、發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為_______。②反應(yīng)過程中硫酸不能過量太多的原因是_______。(4)“氧化”時(shí)，過氧化氫的實(shí)際消耗量大于理論消耗量的原因是_______。(5)“除鐵、鋁”調(diào)節(jié)溶液的不小于_______(保留1位小數(shù)；已知：離子濃度小于時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全)。(6)濾渣Ⅳ的主要成分是_______(填化學(xué)式)。(7)硫酸錳在不同溫度下的溶解度和一定溫度范圍內(nèi)析出晶體的組成如圖所示，“除雜”所得濾液控制溫度在之間蒸發(fā)結(jié)晶，_______(填操作名稱)，得到。10．（2023·遼寧·朝陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考二模）硫酸亞錫()是應(yīng)用于鍍錫及鋁合金表面處理的化學(xué)試劑。利用錫精礦(主要成分是，含少量、S、Cu、Pb、Fe)制備硫酸亞錫的流程如下：已知：①在酸性條件下，溶液中的可被氧化成；②常溫下，相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為0.01mol/L計(jì)算)：金屬離子開始沉淀的pH7.52.14.71.70.3完全沉淀的pH953.56.73.71.3(1)濾渣X的化學(xué)式是________。(2)焙燒2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。(3)若氧化時(shí)不引入新的雜質(zhì)，則足量的Y溶液與金屬離子發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。(4)利用表格數(shù)據(jù)，計(jì)算的________；沉錫控制溶液pH的范圍是________；試劑Z可以是________(填字母)。a.

b.

c.溶液

d.氨水(5)錫有多種同素異形體，其中白錫為四方晶系，晶胞參數(shù)a=b=0.5832nm，c=0.3181nm，灰錫為立方晶系，晶胞參數(shù)a=0.6489nm(如圖)。在低溫下，白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的現(xiàn)象常被稱為錫疫。列式比較并說明發(fā)生“錫疫”時(shí)體積如何變化________。參考答案1．(1)提高浸出率(或提高浸出速率)(2)和84%(3)使更多的鋁元素轉(zhuǎn)化為晶體析出，同時(shí)保證晶體純度高溫溶解再冷卻結(jié)晶(4)或(5)沉鋁【分析】粉煤灰為原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)加入硫酸，浸渣為二氧化硅、硫酸鈣，加入硫酸鉀，產(chǎn)生復(fù)鹽明礬沉鋁，干燥脫水，焙燒產(chǎn)生氧化鋁、硫酸鉀和二氧化硫或三氧化硫氣體，水浸除去硫酸鉀，得到氧化鋁?！驹斀狻浚?）溫度高速率大，“浸出”時(shí)適當(dāng)升溫的主要目的是提高反應(yīng)速率，提高浸出率；Al2O3和H2SO4發(fā)生反應(yīng)生成Al2(SO4)3和H2O，離子反應(yīng)方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；故答案為：提高浸出率(或提高浸出速率)；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。（2）“浸渣”的主要成分除殘余Al2O3外，還有二氧化硅、硫酸鈣；5.0g粉煤灰Al2O3的質(zhì)量為5.0g×30%=1.5g，3.0g“浸渣”Al2O3的質(zhì)量為3.0g×8%=0.24g，則Al2O3的浸出率為；故答案為：SiO2和CaSO4；84%。（3）根據(jù)沉鋁體系中，Al2(SO4)3·18H2O溶解度最大，KAl(SO4)2·12H2O溶解度最小，更容易析出，加入K2SO4沉鋁的目的是更多的使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為KAl(SO4)2·12H2O，使更多的鋁元素轉(zhuǎn)化為晶體析出，同時(shí)保證晶體純度；KAl(SO4)2·12H2O溶解度受溫度影響較大，“沉鋁”的最佳方案為高溫溶解再冷卻結(jié)晶；故答案為：使更多的鋁元素轉(zhuǎn)化為晶體析出，同時(shí)保證晶體純度；高溫溶解再冷卻結(jié)晶。（4）“焙燒”時(shí)，KAl(SO4)2分解為K2SO4、Al2O3和SO3或K2SO4、Al2O3、SO2和O2，反應(yīng)方程式為2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑；故答案為：2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑。（5）“水浸”后得到的“濾液2”成分為K2SO4，可在沉鋁工序循環(huán)使用；故答案為：沉鋁。2．(1)Fe2O3SiO2(2)增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌(5)+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+(6)H2O2NH3·H2O【分析】已知黃鐵礦高溫煅燒生成Fe2O3，反應(yīng)原理為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故產(chǎn)生的紅渣主要成分為Fe2O3和SiO2，將紅渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加熱充酸浸，反應(yīng)原理為：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，過濾出濾渣①，主要成分為SiO2，向?yàn)V液中加入黃鐵礦進(jìn)行還原，將Fe3+還原為Fe2+，由(3)小問可知不生成S沉淀，則硫元素被氧化為，反應(yīng)原理為：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，然后進(jìn)行工序①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，得到FeSO4晶體和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶體，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4調(diào)節(jié)溶液的pH為3，進(jìn)行沉鐵過程，反應(yīng)原理為：Fe2++2+[Fe(CN)6]3-=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后過濾出沉淀，洗滌后加入H2SO4和NaClO3進(jìn)行氧化步驟，反應(yīng)原理為：6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，過濾、洗滌干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，據(jù)此分析解題?！驹斀狻浚?）由分析可知，紅渣的主要成分為：Fe2O3，濾渣①的主要成分為：SiO2，故答案為：Fe2O3；SiO2；（2）黃鐵礦研細(xì)的主要目的是增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率，故答案為：增大固液接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高黃鐵礦的利用率；（3）由分析可知，還原工序中，不產(chǎn)生S單質(zhì)沉淀，則硫元素被氧化為，反應(yīng)原理為：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化學(xué)方程式為：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，故答案為：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；（4）由分析可知，工序①的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循環(huán)利用，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌；（5）沉鐵工序中產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價(jià)為+2價(jià)和[Fe(CN)6]4-中的+3價(jià)，由分析可知，氧化工序所發(fā)生的離子方程式為：6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，故答案為：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6；（6）由分析可知，還原工序所得的濾液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向?yàn)V液中先加入一定量的H2O2溶液將Fe2+完全氧化為Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再產(chǎn)生沉淀為止，過濾洗滌，對(duì)沉淀進(jìn)行灼燒，即可制得Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的試劑為H2O2和NH3·H2O，故答案為：H2O2；NH3·H2O。3．(1)Fe2+(2)4.7pH<6.2(3)4.010-4(4)加熱攪拌可加快反應(yīng)速率冷卻結(jié)晶(5)MgSO4(6)15O2+4e-+2H2O=4OH-【分析】由流程可知，該類礦(含鐵、鋁等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等離子，經(jīng)氧化調(diào)pH使、形成沉淀，經(jīng)過濾除去，濾液1中含有、、等離子，加入月桂酸鈉，使形成沉淀，濾液2主要含有MgSO4溶液，可循環(huán)利用，濾餅加鹽酸，經(jīng)加熱攪拌溶解后，再冷卻結(jié)晶，析出月桂酸，再固液分離得到RECl3溶液。【詳解】（1）由分析可知，“氧化調(diào)pH”目的是除去含鐵、鋁等元素的離子，需要將Fe2+氧化為Fe3+，以便后續(xù)除雜，所以化合價(jià)有變化的金屬離子是Fe2+，故答案為：Fe2+；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，沉淀完全的pH為4.7，而開始沉淀的pH為6.2~7.4，所以為保證、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液調(diào)pH至4.7pH<6.2的范圍內(nèi)，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，故答案為：4.7pH<6.2；；（3）濾液2中濃度為，即0.1125mol/L，根據(jù)，若要加入月桂酸鈉后只生成，而不產(chǎn)生，則==4.010-4，故答案為：4.010-4；（4）①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)率，其原因是加熱攪拌可加快反應(yīng)速率，故答案為：加熱攪拌可加快反應(yīng)速率；②“操作X”的結(jié)果是分離出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔點(diǎn)為，故“操作X”的過程為：先冷卻結(jié)晶，再固液分離，故答案為：冷卻結(jié)晶；（5）由分析可知，該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有MgSO4，故答案為：MgSO4；（6）①中Y為+3價(jià)，中Pt為+4價(jià)，而中金屬均為0價(jià)，所以還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移15電子，故答案為：15；②堿性溶液中，氫氧燃料電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH，故答案為：O2+4e-+2H2O=4OH-。4．(1)+6(2)(3)Cr(OH)3+NaOH=NaCrO2+2H2O(4)S2-+H2OHS-+OH-CuS(5)1.0×10-7mol/L在沉淀池2中進(jìn)行的沉淀Cu2+反應(yīng)需要調(diào)節(jié)溶液體系pH=4，經(jīng)過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)此時(shí)c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L，可以認(rèn)為Cd2+與Cu2+此時(shí)均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準(zhǔn)確分離開【分析】廢水經(jīng)預(yù)處理后含有和少量的、，題目要對(duì)其中所含離子進(jìn)行逐一分離，實(shí)現(xiàn)資源再利用。這是解題的關(guān)鍵，根據(jù)要求“逐一分離”這一點(diǎn)，結(jié)合流程及題目給出的信息，可以推斷沉淀1、沉淀2、沉淀3分別為、CuS、NiS?！驹斀狻浚?）利用化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0來解答，不過這里的是離子，所以各元素化合價(jià)代數(shù)和等于該離子所帶的電荷數(shù)（要帶上正負(fù)），即：若假設(shè)，則2x+7×(-2)=-2，可得x=+6，故答案為：+6；（2）從流程可知，還原池中加入了含有和少量的、廢水，和用于調(diào)節(jié)溶液酸堿性的，且還原池中有生成，即轉(zhuǎn)變成了，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可推斷轉(zhuǎn)變?yōu)?，按照電子守恒和質(zhì)量守恒即可寫出正確的離子反應(yīng)方程式：，故答案為：；（3）的性質(zhì)與相似，依據(jù)反應(yīng)，可以寫出與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，故答案為：；（4）溶液呈堿性是由于鹽類水解，是多元弱酸的正鹽，水解反應(yīng)分兩步進(jìn)行：第一步，第二步；沉淀池2和沉淀池3都是利用溶液進(jìn)行分離，結(jié)合可知，CuS更容易沉淀，故沉淀2為CuS；故答案為：；CuS；（5）H2S的、，pH=4時(shí)，，則，而沉淀池2中進(jìn)行的沉淀反應(yīng)需要調(diào)節(jié)溶液體系pH=4，此時(shí)，可以認(rèn)為Cd2+與Cu2+此時(shí)均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準(zhǔn)確分離開；故答案為：；在沉淀池2中進(jìn)行的沉淀Cu2+反應(yīng)需要調(diào)節(jié)溶液體系pH=4，經(jīng)過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)此時(shí)c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L，可以認(rèn)為Cd2+與Cu2+此時(shí)均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準(zhǔn)確分離開。5．(1)Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3(2)為了使砷完全沉淀(3)3Cu(AsO2)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+6HAsO2+H2SO4(4)2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2=6Cu2++4+6H2O(5)終點(diǎn)pH值為8，PFS用量為4或(6)96%(7)【分析】含砷廢水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi2+)中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=6，由已知數(shù)據(jù)和后續(xù)除雜過程中不在設(shè)置步驟除去Fe3+、Cu2+、Bi2+可知，該步驟中Fe3+、Cu2+、Bi2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3沉淀，過濾后存在于濾渣a中除去，濾液中加入過量CuSO4溶液將AsO轉(zhuǎn)化為Cu(AsO)2沉淀，再用SO2還原Cu(AsO)2得到HAsO2和H2SO4，經(jīng)過沉砷得到As2O3，以此解答?！驹斀狻浚?）由分析可知，濾渣a的成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3。（2）“沉淀”時(shí)，為了使砷完全沉淀，CuSO4溶液必須過量。（3）“還原”時(shí)Cu(AsO2)2與H2O、SO2反應(yīng)生成Cu3(SO3)22H2O、HAsO2和H2SO4，化學(xué)方程式為3Cu(AsO2)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+6HAsO2+H2SO4。（4）Cu3(SO3)22H2O(不溶于水)“氧化”時(shí)和O2、H2SO4溶液反應(yīng)得到CuSO4溶液，O元素由0價(jià)下降到-2價(jià)，S元素由+4價(jià)上升到+6價(jià)，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式為：2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2=6Cu2++4+6H2O。（5）PFS除砷時(shí)，去除率最高時(shí)的條件是終點(diǎn)pH值為8，PFS用量為4或。（6）當(dāng)廢水中砷質(zhì)量濃度為5.0g·L-1時(shí)，若實(shí)驗(yàn)取75L含砷廢水，根據(jù)As守恒，理論上生成As2O3的質(zhì)量為495g，As元素的回收率為=96%。（7）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)晶胞含有8=4個(gè)Ga和4個(gè)As，則砷化鎵晶體密度為。6．(1)過濾(2)抑制Sc3+水解(3)3%65℃4(4)(5)Sc2(C2O4)31:1【分析】向赤泥中加入稀硫酸，Sc2O3、Al2O3、Fe2O3和鹽酸反應(yīng)生成ScCl3、AlCl3、FeCl3，而SiO2不與硫酸反應(yīng)，故濾渣為SiO2；向反應(yīng)后的溶液中加入萃取劑，分液后得到AlCl3、FeCl3水溶液和含有ScCl3的有機(jī)相，向有機(jī)相中加入鹽酸洗滌，再向有機(jī)相中加入反萃取劑將Sc3+轉(zhuǎn)化為Sc(OH)3沉淀，經(jīng)過過濾并加入SOCl2溶解沉淀，使Sc(OH)3轉(zhuǎn)化為ScCl3，ScCl3和草酸反應(yīng)生成草酸鈧晶體，煅燒后得到Sc2O3，以此解答?！驹斀狻浚?）由分析可知，操作A是過濾。（2）由信息②可知，易水解，加入SOCl2，除了可以將轉(zhuǎn)化成、作溶劑，還可以抑制Sc3+水解。（3）分析表中數(shù)據(jù)可知，P507濃度為3%時(shí)，鈧萃取率最大，鐵萃取率最小，且分相容易，分析圖像可知，料液溫度為65℃時(shí)，分離系數(shù)最大，則萃取時(shí)P507最佳濃度為3%，料液溫度為65℃；常溫下，“浸出液”中，，當(dāng)Sc3+開始沉淀時(shí)，溶液中c(OH-)=，pH=-lgc(H+)=，“萃取”過程中應(yīng)控制pH小于4。（4）反應(yīng)的平衡常數(shù)=。（5）設(shè)有1mol草酸鈧晶體(462g)在空氣中受熱，550℃時(shí)，剩余固體質(zhì)量為462g×76.6%=353.89g，失水重量為462g-353.89g≈108g，即550℃時(shí)，1mol晶體失去=6mol水，則此時(shí)晶體的主要成分是Sc2(C2O4)3；850℃時(shí)，剩余固體質(zhì)量為462g×29.8%=137.68g≈138g，由于M(Sc2O3)=138g/mol，故可知550~850℃，1molSc2(C2O4)3分解產(chǎn)生1molSc2O3，則碳元素全部轉(zhuǎn)化為氣體，由于草酸根離子中碳為+3價(jià)，則反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳二種氣體，根據(jù)得失電子守恒可知二氧化碳和一氧化碳物質(zhì)的量為1:1。7．(1)與沉淀時(shí)pH相近，不易通過調(diào)pH分離和；與沉淀時(shí)pH相差較大，易于通過調(diào)pH分離和(2)過量的進(jìn)入溶液(3)反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率(4)在攪拌下向溶液中緩慢滴加氨水混合溶液；當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-溶液后不再產(chǎn)生沉淀時(shí)，過濾，所得濾渣用蒸餾水洗滌，直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和溶液后不再產(chǎn)生渾濁；將所得沉淀烘干后灼燒至恒重【分析】以次氧化鋅酸浸液(主要含有、，還含有、、、等)為原料制備高純ZnO，向酸浸液中加入H2O2溶液，將氧化為，該過程中溶液pH上升將轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去，過濾向?yàn)V液中加入高錳酸鉀溶液將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2除去，過濾后向?yàn)V液中加入Zn粉將轉(zhuǎn)化為Pb除去，得到硫酸鋅溶液，硫酸鋅溶液經(jīng)過一系列操作得到高純ZnO，以此解答?！驹斀狻浚?）由與的Ksp數(shù)據(jù)可知與沉淀時(shí)pH相近，不易通過調(diào)pH分離和；與沉淀時(shí)pH相差較大，易于通過調(diào)pH分離和。（2）“除錳”過程中，高錳酸鉀溶液將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2，離子方程式為：；由圖可知，當(dāng)時(shí)，溶液中錳含量增大，而錳去除率下降，其原因是：過量的進(jìn)入溶液。（3）為考查Zn粉用量對(duì)“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響，實(shí)驗(yàn)組控制不變的因素有：“除錳”濾液濃度與體積、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率。（4）以“溶液”為原料制備高純ZnO的實(shí)驗(yàn)方案為：在攪拌下向溶液中緩慢滴加氨水-混合溶液；當(dāng)向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-溶液后不再產(chǎn)生沉淀時(shí)，過濾，所得濾渣用蒸餾水洗滌，直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和溶液后不再產(chǎn)生渾濁；將所得沉淀烘干后灼燒至恒重。8．(1)(2)(3)100.4(4)，NaOH，3.7(5)陽(yáng)【分析】粉煤灰(主要成分為、、，還有少量等雜質(zhì))與純堿反應(yīng)，鎵轉(zhuǎn)化為可溶性鹽、二氧化硅轉(zhuǎn)化為硅酸鈉、氧化鋁轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，加入堿性溶液碳酸鈉，只有氧化鐵不反應(yīng)不溶解，過濾除去氧化鐵，得到濾液經(jīng)過一系列操作得到，電解得到鎵，最終轉(zhuǎn)化為氮化鎵；【詳解】（1）由圖可知，加入碳酸鈉焙燒，“焙燒”的目的是將和碳酸鈉反應(yīng)生成和二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為；（2）焙燒后，鎵轉(zhuǎn)化為可溶性鹽、二氧化硅轉(zhuǎn)化為硅酸鈉、氧化鋁轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，加入堿性溶液，只有氧化鐵不反應(yīng)不溶解，故過濾后“濾渣1”主要成分為；“電解”可得金屬Ga，陰極發(fā)生還原反應(yīng)得到金屬鎵，電極反應(yīng)式；（3）由圖可知，=時(shí)，pH為9.4，則pOH=4.6，故常溫下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；（4）“堿浸”后溶液的主要成分為、、，通入0.1溶液至生成的沉淀不再溶解得硅酸沉淀和氯鋁離子、鎵離子，向?yàn)V液中再次滴入0.1NaOH溶液至pH為3.7時(shí)停止，過濾洗滌得氫氧化鎵沉淀，氫氧化鎵沉淀加入0.1氫氧化鈉溶解得到溶液；（5）陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，即陰極反應(yīng)式為Ga3＋＋3e－=Ga；陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣與陽(yáng)極材料中的碳發(fā)生反應(yīng)，故需定期補(bǔ)充的是陽(yáng)極材料。9．(1)用熱的純堿溶液浸泡廢鐵屑(2)摩爾比為0.75、反應(yīng)溫度為(3)會(huì)增大后續(xù)碳酸鈣的消耗量(4)是過氧化氫分解的催化劑(5)4.7(6)(