高考化學(xué)大題逐空突破系列（全國通用）03 無機化工流程題(3) （附答案解析）

PAGE無機化工流程題(3)1．碳酸鋰在醫(yī)療上可用于治療狂躁性精神病，作鎮(zhèn)靜劑等。電解鋁廢渣（主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等）可用于制備Li2CO3。已知：①20℃時，Ksp[Ca3(PO4)2]＝2×10－29，Ksp(CaHPO4)＝1×10－7，Ksp(CaSO4)＝5×10－5；②CaF2可溶于硫酸；③Li2CO3的溶解度：0℃1.54g，20℃1.33g，80℃0.85g。(1)在加熱條件下“酸浸”，反應(yīng)生成能腐蝕玻璃的氣體，寫出“酸浸”中AlF3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________(2)“濾渣”的主要成分是(填化學(xué)式)(3)“轉(zhuǎn)化”后所得的LiHCO3溶液中含有的Ca2＋需要加入Li3PO4稀溶液除去?！俺}”步驟中其他條件不變，反應(yīng)相同時間，溫度對除鈣率和Li2CO3產(chǎn)率的影響如圖1所示①隨著溫度的升高，Li2CO3的產(chǎn)率逐漸減小的原因是②當(dāng)溫度高于50℃時，除鈣率下降的原因可能是(4)熱分解后，獲得Li2CO3的操作是先加熱蒸發(fā)，然后(5)鋰硒電池是新一代全固態(tài)鋰二次電池，具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，其正極材料為附著硒化鋰（Li2Sex）的碳基體。Li2Sex與正極碳基體結(jié)合時的能量變化如圖2所示，圖中3種Li2Sex與碳基體的結(jié)合能力由大到小的順序是________________________________________(6)對電解鋁廢水中Al3＋含量的測定和處理是環(huán)境保護(hù)的重要課題。工業(yè)上常采用EDTA絡(luò)合滴定法測定電解鋁廢水中的Al3＋含量：取10.00mL電解鋁廢水置于250mL錐形瓶中，加入一定體積的檸檬酸，煮沸；再加入0.005mol·L－1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液20.00mL，調(diào)節(jié)溶液的pH至4.0，加熱，冷卻后用0.002mol·L－1的CuSO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，消耗CuSO4標(biāo)準(zhǔn)液30.00mL。該礦業(yè)廢水中Al3＋的含量為mg·L－1。(已知：Cu2＋、Al3＋與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計量比均為1∶1)2．元素周期表中的28號元素Ni有重要的用途，它有良好的耐高溫、耐腐蝕、防銹功能，在電池、催化劑方面也有廣泛應(yīng)用。工業(yè)上以硫化鎳礦(含少量雜質(zhì)硫化銅、硫化亞鐵)為原料制備并精制鎳的基本流程如下：已知：電極電位(E)能體現(xiàn)微粒的氧化還原能力強弱，如：H2－2e－=2H＋E＝0.00VCu－2e－=Cu2＋E＝0.34VFe－2e－=Fe2＋E＝－0.44VNi－2e－=Ni2＋E＝－0.25V(1)鎳在周期表中的位置為__________________(2)高鎳礦破碎細(xì)磨的作用__________________________________________________(3)焰色試驗可以用光潔無銹的鎳絲代替鉑絲蘸取化學(xué)試劑灼燒，原因是________________________________(4)造渣除鐵時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________(產(chǎn)物以氧化物形式表示)(5)電解制粗鎳時陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)式：______________________(6)工業(yè)上由NiSO4溶液制得Ni(OH)2后，再滴加NaClO溶液，滴加過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________(7)電解精煉鎳的過程需控制pH為2～5，試分析原因_______________________，陽極泥的成分為______(寫名稱)3．石棉尾礦主要含有Mg3(Si2O5)(OH)4和少量的Fe2O3、Al2O3，以石棉尾礦為鎂源制備碳酸鎂晶體(MgCO3·nH2O)的工藝如圖：已知“焙燒”過程中的主反應(yīng)為：Mg3(Si2O5)(OH)4＋5(NH4)2SO4eq\o(=,\s\up7(焙燒))3MgSO4＋10NH3↑＋2SiO2＋7H2O↑＋2SO3↑(1)寫出焙燒產(chǎn)物NH3的電子式_____________(2)為提高水浸速率，可采取的措施為(任寫一條即可)，“浸渣”的主要成分為(3)①“調(diào)節(jié)pH除雜”時，除去的雜質(zhì)離子是，室溫下，若要將溶液中的c(Fe3＋)降低至4.0×10－11mol/L，則應(yīng)控制溶液的pH＝(Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)②“調(diào)節(jié)pH除雜”時，可以選用的試劑是A．MgOB．NaOHC．MgCO3D．HNO3(4)“沉鎂”過程中反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________，“沉鎂”時若溫度超過60℃，將產(chǎn)生較多的堿式碳酸鎂[Mg2(OH)2CO3]雜質(zhì)，原因是______________________________________(5)某小組同學(xué)稱取15.6gMgCO3·nH2O進(jìn)行熱重分析，并繪制剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，則n＝4．鎳廢料中主要含有Ni，還含有少量的Cu、Fe等。現(xiàn)從中制取Ni2O3，其可用于制造人造衛(wèi)星、宇宙飛船的高能電源，也可用于制造鎘鎳堿性電池。以鎳廢料為原料制備Ni2O3的工藝流程如圖所示：已知常溫下0.010mol·L－1的金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如表所示：Fe3＋Cu2＋Ni2＋開始沉淀pH3.05.07.4完全沉淀pH4.06.59.0回答下列問題：(1)“酸浸”時參與反應(yīng)的H2SO4與HNO3的物質(zhì)的量之比保持為3∶2，此時鎳單質(zhì)被氧化為NiSO4，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________(2)加入碳酸鈣調(diào)pH的目的是_______________________________________，“沉渣2”的主要成分是__________(填化學(xué)式)，必須先過濾“沉渣1”后再進(jìn)行“除Cu”的原因是__________________________________(3)用離子方程式解釋加入NH4F“除Ca”的過程：_______________________________________________________(4)“操作B”是____________，煅燒時產(chǎn)生的兩種氣體是____________________(5)向NiO中加入鹽酸，待NiO完全溶解后，需要加入NaOH溶液和NaClO溶液，加入NaOH溶液和NaClO溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________________(6)根據(jù)題中表格數(shù)據(jù)，計算當(dāng)0.010mol·L－1NiSO4溶液中Ni2＋完全沉淀時，c(Ni2＋)＝______mol·L－15．V2O5是硫酸生產(chǎn)中的催化劑，某種含釩工業(yè)下腳料主要成分是V2O3，其中含鋁、硅、銅、錳等的氧化物及油脂等雜質(zhì)，一種以該下腳料為原料生產(chǎn)V2O5的工藝流程如下：已知：?。甐2O5＋2H＋=2VOeq\o\al(＋,2)＋H2O；VOeq\o\al(＋,2)＋H2OVOeq\o\al(－,3)＋2H＋ⅱ．常溫下，有關(guān)氫氧化物的溶度積常數(shù)如下表：氫氧化物Mn(OH)2Cu(OH)2Al(OH)3Ksp4.00×10－142.20×10－201.90×10－33(1)“焙燒”可以除去油脂，還有一個作用是__________________(2)“濾渣1”的主要成分是______________(寫化學(xué)式)，“調(diào)pH＝7”，析出沉淀后，濾液中c(Cu2＋)∶c(Al3＋)＝______________(3)“沉錳”操作反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________(4)“濃縮結(jié)晶”時，需要加入過量(NH4)2SO4，其原因為______________________________________________，母液中溶質(zhì)主要成分是__________________(5)利用制得的V2O5可通過電解的方法制備金屬釩，以石墨為電極，熔融氧化鈣為電解質(zhì)，其陰極反應(yīng)式是_________________________，也可以通過鋁熱反應(yīng)制取金屬釩，其化學(xué)方程式是_____________________6．馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·2H2O]主要用作磷化劑；以軟錳礦(主要成分為MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2)為原料制備馬日夫鹽的主要工藝流程如圖：(1)按照無機物命名規(guī)律，馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·2H2O]的化學(xué)名稱為_______________(2)步驟一中，MnO2被SO2和____________還原。若SO2氣體中混有空氣，測得反應(yīng)液中Mn2＋、SOeq\o\al(2－,4)的濃度隨反應(yīng)時間t變化如圖，科研人員認(rèn)為Mn2＋對O2與H2SO3反應(yīng)起催化作用，其理由是______________________(3)濾渣X主要成分為__________；步驟三調(diào)節(jié)pH時，最適宜加入的物質(zhì)是______A．過量稀鹽酸B．適量Na2CO3溶液C．適量磷酸溶液D．過量CaCO3(4)在沉錳過程中，應(yīng)將Na2CO3溶液逐量加入錳鹽溶液中，如果顛倒試劑混合順序會有Mn(OH)2生成，其原因是Na2CO3溶液具有較強______性；步驟五產(chǎn)生馬日夫鹽晶體的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________(5)Fe3＋的萃取率與溶液的pH和接觸時間之間的關(guān)系如圖，據(jù)此分析，萃取的最佳條件為_____________(6)馬日夫鹽作防銹磷化劑的原因是利用其較強的酸性以及在防銹處理過程中生成了具有保護(hù)作用的FeHPO4，馬日夫鹽顯酸性的主要原因是________________________________(用相關(guān)化學(xué)用語回答)7．納米級MoS2復(fù)合材料被認(rèn)為是一種理想的鈉離子電池負(fù)極材料，以鉬精礦[主要成分為MoS2，以及SiO2、CaO、Fe、Cu、Ca3Fe2(SiO4)3等雜質(zhì)]為原料生產(chǎn)納米級MoS2的工業(yè)流程如下：已知：ⅰ．MoS2不溶于水和常見的酸堿，“燒熔”時可轉(zhuǎn)化為酸性氧化物MoO3ⅱ．Ca3Fe2(SiO4)3經(jīng)“燒熔”后可與沸鹽酸反應(yīng)(1)“粉碎”的目的為______________________________(2)濾液②中含有的金屬離子為______________；濾渣②的成分為__________(3)“堿浸”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________；用NaOH溶液代替氨水的不足之處為__________________________(4)已知“硫代”一步生成了MoSeq\o\al(2－,4)，則“沉鉬”中加入鹽酸生成MoS3的離子方程式為___________________(5)用H2“加熱還原”MoS3，實際操作時需注意的問題為__________________________(6)分析化學(xué)上，常利用“沉鉬”反應(yīng)測定鉬的含量，若稱量54.0g鉬精礦，“沉鉬”時得到28.8gMoS3，則鉬精礦中鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(轉(zhuǎn)化工藝中鉬的損失不計，保留三位有效數(shù)字)8．以某含鎳廢料(主要成分為NiO，還含有少量SiO2、FeO、Fe2O3、CoO)為原料制備NixOy和碳酸鈷的工藝流程如圖：(1)“酸溶”時需將含鎳廢料粉碎，目的是________________________；“濾渣1”的主要成分為________(填化學(xué)式)(2)“氧化”中添加NaClO3的作用是________________________，為證明添加NaClO3已足量，可用__________(寫化學(xué)式)溶液進(jìn)行檢驗(3)“調(diào)pH”過程中生成黃鈉鐵礬沉淀，其離子方程式為________________________(4)“沉鈷”過程的離子方程式為________________________________________，若“沉鈷”開始時c(Co2＋)＝0.10mol·L－1，則控制pH≤________時不會產(chǎn)生Co(OH)2沉淀。(已知Ksp[Co(OH)2]＝4.0×10－15，lg2＝0.3)(5)從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是：加熱濃縮溶液至有晶膜出現(xiàn)，__________，過濾，洗滌，干燥。“煅燒”時剩余固體質(zhì)量與溫度變化曲線如圖，該曲線中B段所表示氧化物的化學(xué)式為________9．過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)廣泛用于化工、造紙、紡織、食品等行業(yè)，一種以芒硝(Na2SO4·10H2O)、H2O2等為原料制備過碳酸鈉的工藝流程如下：已知2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，pH小于5時幾乎均以Cr2Oeq\o\al(2－,7)形式存在，pH大于8.5時幾乎均以CrOeq\o\al(2－,4)形式存在回答下列問題：(1)Na2CrO4中Cr元素的化合價為________(2)Ksp(CaCrO4)______(填“>”或“<”)Ksp(CaSO4)(3)流程中循環(huán)物質(zhì)X為__________(填化學(xué)式)(4)步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________(5)步驟Ⅰ～Ⅲ是為了制得純堿，從環(huán)境保護(hù)的角度看，可能的不足之處是______________________________(6)步驟Ⅴ合成時，加入95%的乙醇的目的是_________________________________(7)測定產(chǎn)品活性氧的實驗步驟如下：準(zhǔn)確稱取mg產(chǎn)品，用硫酸溶解后，用cmol·L－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL①滴定到終點時，溶液呈______(填“無色”或“淺紅色”)②過氧化物的活性氧是指過氧化物單獨用催化劑催化分解時放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比。該實驗測得的產(chǎn)品中活性氧為____________(列出計算表達(dá)式)10．碲是一種半導(dǎo)體材料，屬于稀散金屬，被譽為“現(xiàn)代工業(yè)、國防與尖端技術(shù)的維生素，創(chuàng)造人間奇跡的橋梁”，是當(dāng)代高技術(shù)新材料的支撐材料。以碲化亞銅渣(主要物質(zhì)為Cu2Te、Cu、CuSO4·5H2O、Au、Ag等)為原料提取與制備TeO2和單質(zhì)Te的工藝流程如圖1所示，回答下列問題：已知：“水解”反應(yīng)為H2TeO3(亞碲酸)=TeO2↓＋H2O(1)Cu2Te中Te的化合價為______(2)“酸浸”時，要使6molCu溶解，與Cu反應(yīng)的NaClO3的物質(zhì)的量為________(3)寫出“酸浸”時Cu2Te發(fā)生轉(zhuǎn)化的離子方程式：___________________________(4)取碲化亞銅渣100g，氯酸鈉添加質(zhì)量和硫酸濃度對碲化亞銅渣浸出效果的影響如圖2所示：選擇最佳的氯酸鈉添加質(zhì)量為______g，選擇硫酸的濃度約為________mol·L－1(保留小數(shù)點后一位)(5)“堿浸渣”中含有的金屬單質(zhì)主要有__________(填化學(xué)式)，具有很高的經(jīng)濟利用價值(6)“堿浸液”利用硫酸調(diào)節(jié)溶液pH至5.5，沉淀出TeO2，該過程的離子方程式為_______________________(7)電沉積法是工業(yè)中制備純Te的常用方法，以不銹鋼板和普通鐵板作陰、陽極，在一定的電流密度、溫度下電解堿浸液，碲元素以金屬Te形式在陰極析出，則陰極的電極反應(yīng)式為_________________________11．鉍(Bi)及其化合物廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域。由輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含雜質(zhì)PbO2、SiO2等)制備Bi2S3的工藝如圖(已知水解能力：Bi2＋>Fe3＋)回答下列問題：(1)為了提高浸出率，可采取的措施有________________________(任寫一條)(2)“浸出”時Bi2S3與FeCl3溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________，鹽酸的作用為________(3)“母液2”中主要溶質(zhì)的化學(xué)式為__________(4)“粗鉍”中含有的主要雜質(zhì)是Pb，可通過電解精煉除雜。電解質(zhì)為熔融PbCl2、KCl，電解后精鉍留在粗鉍電極下方電解槽底部。電解時，粗鉍與電源______(填“正”或“負(fù)”)極相連。陰極的電極反應(yīng)為__________________，鉛元素的金屬性比鉍元素______(填“強”“弱”或“不能確定”)。(5)堿式硝酸鉍直接灼燒也能得到Bi2O3，上述工藝中轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鉍再灼燒的優(yōu)點是________________(6)常溫下，向濃度均為0.1mol·L－1的Pb2＋、Bi3＋的混合溶液中滴加Na2S溶液，先生成________沉淀，通過計算說明___________________________________________[已知：Ksp(PbS)＝3.0×10－28，Ksp(Bi2S3)＝1.0×10－20]12．精制磷酸可用于制備飼料中添加的磷酸鹽，磷酸中的氟化物雜質(zhì)嚴(yán)重影響其品質(zhì)。利用某磷礦石[主要成分為Ca5(PO4)3F，含少量SiO2]生產(chǎn)精制磷酸的一種工藝流程如圖所示：回答下列問題：(1)“操作X”的目的是增加“酸浸Ⅰ”的速率，該操作是____________(2)“酸浸Ⅰ”之后生成了可溶性的Ca(H2PO4)2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________，所得不含磷產(chǎn)物在上述工藝中的重要作用為________________________________(3)“酸浸Ⅱ”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________；若略去“酸浸Ⅰ”直接采用H2SO4進(jìn)行“酸浸”，造成的不良后果是__________________(4)“操作Y”的目的是除去殘留的SOeq\o\al(2－,4)，從經(jīng)濟角度考慮可先加入CaCO3，若充分反應(yīng)后效果仍不理想，可繼續(xù)加入________(填化學(xué)式)(5)精制磷酸時，若將稀磷酸在真空狀態(tài)下循環(huán)加熱，濃縮時殘留的氟一部分隨水蒸氣以HF和SiF4的形式脫出，這種脫氟的方法有兩種：方法一是在濃縮過程中不添加活性二氧化硅；方法二是在稀酸進(jìn)入閃蒸室時，加入活性二氧化硅。脫氟效率較好的是________(填“方法一”或“方法二”)，實驗條件下，最佳脫氟時間為________(6)稱取2.0000g磷酸產(chǎn)品，移入500mL錐形瓶中，用160mL的超純水稀釋，加入1mL百里香酚酞指示劑，用0.5000mol·L－1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液剛呈淺藍(lán)色(生成Na2HPO4)即為終點，重復(fù)測量三次，所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積分別為69.37mL、65.65mL、69.39mL，則該磷酸的產(chǎn)品中H3PO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______(保留2位有效數(shù)字)【無機化工流程題(3)】答案1．(1)2AlF3＋3H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Al2(SO4)3＋6HF↑(2)CaSO4(3)①溫度過高LiHCO3分解產(chǎn)生Li2CO3沉淀，與Ca3(PO4)2一同被過濾②溫度過高促進(jìn)POeq\o\al(3－,4)水解，使溶液中POeq\o\al(3－,4)離子濃度減小(4)趁熱過濾(5)Li2Se6>Li2Se4>Li2Se(6)108解析：（1）在加熱條件下酸浸，反應(yīng)生成能腐蝕玻璃的氣體，AlF3與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鋁和氟化氫，化學(xué)方程式：2AlF3＋3H2SO4（濃）eq\o(=,\s\up7(△))Al2（SO4）3＋6HF↑；（2）由流程分析可知“濾渣”的主要成分是CaSO4；（3）①溫度過高LiHCO3分解產(chǎn)生Li2CO3沉淀，與Ca3（PO4）2一同被過濾，導(dǎo)致最終的產(chǎn)率逐漸減?。虎赑Oeq\o\al(3－,4)是弱酸根離子易水解，溫度過高促進(jìn)POeq\o\al(3－,4)水解，使溶液中POeq\o\al(3－,4)離子濃度減小，除鈣率下降；（4）Li2CO3的溶解度隨溫度升高而降低，則熱分解后，獲得Li2CO3的操作是先加熱蒸發(fā)，然后趁熱過濾；（5）由Li2Sex與正極碳基體結(jié)合時的能量變化分析可知，結(jié)合碳基體過程中放出的能量越多，形成的物質(zhì)越穩(wěn)定，越易形成，則3種Li2Sex與碳基體的結(jié)合能力由大到小的順序是：Li2Se6>Li2Se4>Li2Se；（6）CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液為與Al3＋反應(yīng)后剩下的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液，已知消耗CuSO4標(biāo)準(zhǔn)液30.00mL，且Cu2＋與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計量比為1∶1，則與Al3＋反應(yīng)后剩下的EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的物質(zhì)的量為n（EDTA）剩余＝0.03L×0.002mol·L－1＝6×10－5mol，則消耗的EDTA的物質(zhì)的量n（EDTA）消耗＝（0.02L×0.005mol·L－1）－（6×10－5）mol＝4×10－5mol，又Al3＋與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計量比也為1∶1，則該廢水中Al3＋的含量為eq\f(4×10－5mol×27g/mol,0.01L)＝0.108g/L＝108mg/L。2．(1)第四周期Ⅷ族(2)增大接觸面積，提高浮選率(3)鎳的焰色試驗呈無色，不影響其他金屬元素的焰色(4)2FeO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2FeO·SiO2(5)NiS－2e－=Ni2＋＋S(6)2Ni(OH)2＋ClO－＋H2O=2Ni(OH)3＋Cl－(7)pH<2時，c(H＋)大，容易在陽極放電；pH>5時，c(OH－)大，鎳離子容易沉淀銅解析：(1)鎳是28號元素，根據(jù)電子排布規(guī)律分析，其在第四周期Ⅷ族。(2)高鎳礦破碎細(xì)磨是為了增大接觸面積，提高浮選率。(3)焰色試驗是觀察某些金屬元素灼燒時的顏色，可以用光潔無銹的鎳絲代替鉑絲蘸取化學(xué)試劑灼燒，說明鎳的焰色試驗呈無色，不影響其他金屬元素的焰色。(4)根據(jù)流程分析，硫化亞鐵在熔煉時轉(zhuǎn)化為FeO和SO2，加入二氧化硅除鐵時，F(xiàn)eO轉(zhuǎn)化為Fe2SiO4，故方程式為2FeO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2FeO·SiO2。(5)電解制粗鎳時，陽極上硫化鎳失去電子生成鎳離子和硫，陰極是鎳離子得到電子生成鎳單質(zhì)，陽極反應(yīng)為NiS－2e－=Ni2＋＋S。(6)Ni(OH)2與NaClO溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鎳元素化合價升高為＋3價，氯元素化合價降低到－1價，根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒得方程式為2Ni(OH)2＋ClO－＋H2O=2Ni(OH)3＋Cl－。(7)電解硫酸鎳溶液時需要考慮離子的放電順序，當(dāng)氫離子濃度較大時是氫離子放電不是鎳離子放電，即pH<2時，c(H＋)較大，容易在陽極放電；但當(dāng)溶液的酸性很弱時，即pH>5時，c(OH－)較大，鎳離子容易沉淀。由電極電位的數(shù)據(jù)可知，鎳比銅活潑，電解精煉時，陽極上鎳失去電子，銅不能失去電子，銅轉(zhuǎn)化為陽極泥。3．(1)(2)將焙燒后所得固體粉碎或加熱或攪拌SiO2(3)①Fe3＋、Al3＋5②AC(4)Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓＋CO2↑升溫促進(jìn)Mg2＋水解(或升溫促進(jìn)MgCO3發(fā)生不完全水解)(5)4解析：（1）N原子最外層有5個電子，其中3個是未成對電子，結(jié)合3個H原子構(gòu)成穩(wěn)定的8電子結(jié)構(gòu)，其電子式為H∶N,,H∶H；（2）為提高水浸速率，可采取的措施為將焙燒渣粉碎或者攪拌來增大固體與液體的接觸面積，適當(dāng)加熱等，“浸渣”的主要成分為SiO2；（3）①本流程的目的是制備碳酸鎂晶體（MgCO3·nH2O），水浸后溶液中存在的雜質(zhì)離子有Fe3＋、Al3＋，需要調(diào)節(jié)pH除雜，室溫下，若要將溶液中的c（Fe3＋）降低至4.0×10－11mol/L，根據(jù)Ksp[Fe（OH）3]＝4.0×10－38可知，c（OH－）＝eq\r(3,\f(4.0×10－38,4.0×10－11))mol/L＝1.0×10－9mol/L，c（H＋）＝1.0×10－5mol/L，pH＝5；②“調(diào)節(jié)pH除雜”時，需將pH調(diào)至5除去Fe3＋、Al3＋，并注意不能引入雜質(zhì)，可以選用的試劑是MgO、MgCO3、Mg（OH）2等；（4）“沉鎂”過程中，由題意知在含Mg2＋的溶液中加入HCOeq\o\al(－,3)要生成MgCO3·nH2O沉淀，同時有CO2氣體放出，離子方程式為：Mg2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋（n－1）H2O=MgCO3·nH2O↓＋CO2↑；“沉鎂”時若溫度超過60℃，升高溫度促進(jìn)Mg2＋水解生成Mg（OH）2，Mg（OH）2與CO2反應(yīng)生成的堿式碳酸鎂[Mg2（OH）2CO3]雜質(zhì)；（5）稱取15.6gMgCO3·nH2O進(jìn)行熱重分析，MgCO3·nH2O受熱分解生成MgO、CO2、H2O，最終剩余固體是MgO，n（MgO）＝eq\f(4.0g,40g/mol)＝0.1mol，由鎂原子守恒可知，n（MgO）＝n（MgCO3）＝n（MgCO3·nH2O）＝0.1mol，m（MgCO3）＝0.1×84g/mol＝8.4g，n（H2O）＝eq\f(15.6g－8.4g,18g/mol)＝0.4mol，則n＝eq\f(0.4mol,0.1mol)＝4。4．(1)3Ni＋3H2SO4＋2HNO3eq\o(=,\s\up7(70～80℃),\s\do5())3NiSO4＋2NO↑＋4H2O(2)增大溶液pH，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去CuS“除Cu”時溶液pH會降低，可能會溶解部分Fe(OH)3沉淀(3)Ca2＋＋2F－=CaF2↓(4)過濾、洗滌CO、CO2(5)2Ni2＋＋4OH－＋ClO－=Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O(6)10－5.2解析：(1)根據(jù)“酸浸”時參與反應(yīng)的H2SO4與HNO3的物質(zhì)的量之比保持為3∶2，結(jié)合工藝流程圖知Ni單質(zhì)被氧化為NiSO4，則HNO3被還原成NO，化學(xué)方程式為3Ni＋3H2SO4＋2HNO3eq\o(=,\s\up7(70～80℃),\s\do5())3NiSO4＋2NO↑＋4H2O。(2)加入碳酸鈣，CaCO3與H＋反應(yīng)，會使溶液pH增大，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去；“沉渣2”是“除Cu”過程中得到的濾渣，因Cu2＋＋H2S=CuS↓＋2H＋，故“沉渣2”的主要成分是CuS；必須先過濾“沉渣1”后再進(jìn)行“除Cu”的原因是“除Cu”時溶液pH會降低，可能會溶解部分Fe(OH)3沉淀。(3)CaF2難溶于水，“除Ca”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ca2＋＋2F－=CaF2↓。(4)NiO是煅燒NiC2O4得到的，所以操作B之后得到的是NiC2O4沉淀，而沉鎳過程后需要經(jīng)過過濾、洗滌才能得到NiC2O4；根據(jù)NiC2O4中C是＋3價，可知煅燒時產(chǎn)生的兩種氣體是CO、CO2。(5)向NiO中加入鹽酸，待NiO完全溶解后，需加入NaOH溶液和NaClO溶液，加入NaOH溶液和NaClO溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Ni2＋＋4OH－＋ClO－=Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O。(6)Ni2＋開始沉淀時的pH為7.4，則Ksp[Ni(OH)2]＝c(Ni2＋)·c2(OH－)＝0.010×(107.4－14)2＝10－15.2。Ni2＋完全沉淀時的pH為9，此時c(Ni2＋)＝eq\f(Ksp[NiOH2],c2OH－)＝eq\f(10－15.2,109－142)mol·L－1＝10－5.2mol·L－1。5．(1)將V2O3氧化為V2O5(2)SiO21.16×106∶1(3)Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=Mn(OH)2↓＋2CO2↑(4)利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全(NH4)2SO4、Na2SO4(5)V2O5＋10e－=2V＋5O2－3V2O5＋10Aleq\o(=,\s\up7(高溫))6V＋5Al2O3解析：流程分析：(2)“調(diào)pH＝7”，則c(OH－)＝10－7mol·L－1，根據(jù)Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，可得c(Cu2＋)＝eq\f(Ksp[CuOH2],c2OH－)＝eq\f(2.20×10－20,10－72)mol·L－1＝2.20×10－6mol·L－1，同理，根據(jù)Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3＋)·c3(OH－)，可得c(Al3＋)＝eq\f(Ksp[AlOH3],c3OH－)＝eq\f(1.90×10－33,10－73)mol·L－1＝1.90×10－12mol·L－1，則c(Cu2＋)∶c(Al3＋)＝2.20×10－6∶(1.90×10－12)＝1.16×106∶1。(5)電解V2O5制備金屬釩，陰極上V2O5發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為V2O5＋10e－=2V＋5O2－；通過鋁熱反應(yīng)制取金屬釩時，鋁與V2O5發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氧化鋁和V，化學(xué)方程式為3V2O5＋10Aleq\o(=,\s\up7(高溫))6V＋5Al2O3。6．(1)二水合磷酸二氫錳(2)FeO或Fe2＋當(dāng)Mn2＋增加到一定濃度后，O2與H2SO3反應(yīng)速率迅速升高(3)Al(OH)3B(4)堿H2O＋MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2·2H2O＋CO2↑(5)pH＝1.7下萃取60min(6)H2POeq\o\al(－,4)H＋＋HPOeq\o\al(2－,4)解析：(1)馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·2H2O]的化學(xué)名稱為二水合磷酸二氫錳。(2)步驟一中，MnO2被SO2和FeO或Fe2＋還原，若SO2氣體中混有空氣，測得反應(yīng)液中Mn2＋、SOeq\o\al(2－,4)的濃度隨反應(yīng)時間t變化如圖，當(dāng)Mn2＋增加到一定濃度后，O2與H2SO3反應(yīng)速率迅速升高，說明Mn2＋對O2與H2SO3反應(yīng)起催化作用。(3)濾渣X主要成分為Al(OH)3；步驟三調(diào)節(jié)pH時，最適宜加入的物質(zhì)是適量Na2CO3溶液，其能中和氫離子且不引入新雜質(zhì)，若選碳酸鈣，與磷酸氫根離子反應(yīng)，影響純度。(4)在沉錳過程中，應(yīng)將Na2CO3溶液逐量加入錳鹽溶液中，如果顛倒試劑混合順序會有Mn(OH)2生成，其原因是Na2CO3溶液具有較強堿性；步驟五產(chǎn)生馬日夫鹽晶體的化學(xué)反應(yīng)方程式為H2O＋MnCO3＋2H3PO4=Mn(H2PO4)2·2H2O＋CO2↑。(5)由Fe3＋的萃取率與溶液的pH和接觸時間之間的關(guān)系圖，可知萃取的最佳條件為pH＝1.7下萃取60min，萃取率最大。(6)馬日夫鹽水解顯酸性的主要原因是H2POeq\o\al(－,4)H＋＋HPOeq\o\al(2－,4)。7．(1)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率(2)Cu2＋、Ca2＋、Fe3＋MoO3、SiO2(3)MoO3＋2NH3·H2O=(NH4)2MoO4＋H2O二氧化硅溶解，產(chǎn)品不純(4)MoSeq\o\al(2－,4)＋2H＋=MoS3↓＋H2S↑(5)氫氣需要驗純(6)26.7%解析：(2)燒熔時Cu轉(zhuǎn)化為堿性氧化物CuO，MoS2轉(zhuǎn)化為酸性氧化物MoO3，結(jié)合已知信息知，二級酸浸時CuO、Ca3Fe2(SiO4)3與沸鹽酸反應(yīng)，因此濾液②中含有的金屬離子為Cu2＋、Ca2＋、Fe3＋。濾渣②為不溶于鹽酸的酸性氧化物MoO3和二氧化硅。(3)用氨水堿浸濾渣②(MoO3、SiO2)，得到濾渣③和濾液③，根據(jù)流程圖可推知濾渣③為SiO2，濾液③為(NH4)2MoO4溶液，故“堿浸”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MoO3＋2NH3·H2O=(NH4)2MoO4＋H2O。若用NaOH溶液代替氨水，則濾渣②中二氧化硅溶解，導(dǎo)致產(chǎn)品不純。(4)“硫代”一步生成MoSeq\o\al(2－,4)，“沉鉬”時加入鹽酸，MoSeq\o\al(2－,4)轉(zhuǎn)化為MoS3，各元素化合價不變，為非氧化還原反應(yīng)，配平離子方程式為MoSeq\o\al(2－,4)＋2H＋=MoS3↓＋H2S↑。(5)用氫氣“加熱還原”MoS3，實際操作時氫氣需要驗純，否則加熱時容易發(fā)生爆炸。(6)根據(jù)Mo元素守恒可知，鉬精礦中鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(28.8g×\f(96,96＋32×3),54.0g)×100%≈26.7%。8．(1)提高鎳的浸出率SiO2(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋K3[Fe(CN)6](3)3Fe3＋＋Na＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋3H2O＋3COeq\o\al(2－,3)=NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋3CO2↑(4)2HCOeq\o\al(－,3)＋Co2＋=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O7.3(5)冷卻結(jié)晶Ni2O3解析：(1)將含鎳原料粉碎可以增大反應(yīng)物接觸面積，提高鎳的浸出率；NiO、FeO、Fe2O3、CoO均能與硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成溶于水的硫酸鹽，SiO2是酸性氧化物，不能與硫酸反應(yīng)而沉淀，所以濾渣1為SiO2。(2)為了將Fe徹底除去，常將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，需要加入氧化劑，所以該工藝中“氧化”步驟中添加NaClO3的作用是將Fe2＋氧化為Fe3＋，NaClO3還原為NaCl，NaClO3過量則溶液中無Fe2＋，由于Cl－的干擾，檢驗NaClO3已足量，可加入K3[Fe(CN)6]溶液，現(xiàn)象是無藍(lán)色沉淀。(3)在Fe2(SO4)3的溶液中加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH為2.2，反應(yīng)生成黃鈉鐵礬和CO2氣體，離子方程式為3Fe3＋＋Na＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋3H2O＋3COeq\o\al(2－,3)=NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋3CO2↑。(4)“沉鈷”時CoSO4和碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈷、二氧化碳和水，離子方程式為2HCOeq\o\al(－,3)＋Co2＋=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O；“沉鈷”開始時c(Co2＋)＝0.10mol·L－1，此時溶液中c(OH－)＝eq\r(\a\vs4\al(,\f(Ksp[CoOH2],cCo2＋)))＝eq\r(\f(4.0×10－15,0.1))mol·L－1＝2.0×10－7mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－)＝eq\f(10－14,2.0×10－7)mol·L－1＝5.0×10－8mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lg5.0×10－8＝7.3，所以不產(chǎn)生Co(OH)2沉淀時pH≤7.3。(5)從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NiSO4·6H2O晶體；由圖可知將NiSO4·6H2O晶體煅燒：26.3gNiSO4·6H2O晶體即0.1molNiSO4·6H2O晶體中含有Ni的物質(zhì)的量為0.1mol、質(zhì)量為5.9g，受熱失去結(jié)晶水，再分解生成NixOy，質(zhì)量為8.3g，其中含有O的質(zhì)量為8.3g－5.9g＝2.4g，所以n(O)＝eq\f(2.4g,16g·mol－1)＝0.15mol，即x∶y＝0.1mol∶0.15mol＝2∶3，所以化學(xué)式為Ni2O3。9．(1)＋6(2)>(3)Na2Cr2O7(4)2Na2CrO4＋2CO2＋H2ONa2Cr2O7＋2NaHCO3↓(5)六價鉻有毒，易造成環(huán)境污染(6)減小過碳酸鈉的溶解度，提高產(chǎn)率(7)①淺紅色②eq\f(0.04cVg,mg)×100%解析：(1)Na2CrO4中鈉元素化合價為＋1價，氧元素為－2價，化合價代數(shù)和為0計算得到Cr元素的化合價為＋6價。(2)分析過程可知Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4，說明反應(yīng)向更難溶的方向進(jìn)行，證明Ksp(CaCrO4)>Ksp(CaSO4)。(3)已知2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，pH小于5時幾乎均以Cr2Oeq\o\al(2－,7)形式存在，pH大于8.5時幾乎均以CrOeq\o\al(2－,4)形式存在，酸溶液中平衡正向進(jìn)行，流程中循環(huán)物質(zhì)X為Na2Cr2O7。(4)步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的二氧化碳通入鉻酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)生成重鉻酸鈉和碳酸氫鈉晶體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2CrO4＋2CO2＋H2ONa2Cr2O7＋2NaHCO3↓。(5)步驟Ⅰ～Ⅲ是為了制得純堿，從環(huán)境保護(hù)的角度看：六價鉻有毒，易造成環(huán)境污染。(6)步驟Ⅴ合成時，加入95%的乙醇的目的是減小過碳酸鈉的溶解度，提高產(chǎn)率。(7)①滴定終點是滴入最后一滴高錳酸鉀溶液，溶液無色變?yōu)樽霞t色且半分鐘不變，證明反應(yīng)達(dá)到反應(yīng)終點。②準(zhǔn)確稱取mg產(chǎn)品，用硫酸溶解后，用cmol·L－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，反應(yīng)為5H2O2＋3H2SO4＋2KMnO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑，n(H2O2)＝eq\f(5cV×10－3,2)mol＝2.5×10－3cVmol,2H2O2=2H2O＋O2↑，分解生成氧氣質(zhì)量＝2.5×10－3cVmol×32g·mol－1×eq\f(1,2)＝0.04cVg，過氧化物的活性氧是指過氧化物單獨用催化劑催化分解時放出氧氣的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量之比＝eq\f(0.04cVg,mg)×100%＝eq\f(0.04cVg,mg)×100%。10．(1)－2(2)2mol(3)3Cu2Te＋4ClOeq\o\al(－,3)＋12H＋=6Cu2＋＋3H2TeO3＋4Cl－＋3H2O(4)500.7(5)Ag、Au(6)TeOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=TeO2↓＋H2O(7)TeOeq\o\al(2－,3)＋3H2O＋4e－=Te＋6OH－解析：(1)Cu2Te中Cu為＋1價，Te的化合價是0－(＋1)×2＝－2。(2)“酸浸”時，要使6molCu溶解，由電子守恒可知，與Cu反應(yīng)的NaClO3的物質(zhì)的量為eq\f(6mol×2－0,5－－1)＝2mol。(3)“酸浸”時Cu2Te發(fā)生轉(zhuǎn)化的離子方程式為3Cu2Te＋4ClOeq\o\al(－,3)＋12H＋=6Cu2＋＋3H2TeO3＋4Cl－＋3H2O。(4)由圖可知，選擇最佳的氯酸鈉添加質(zhì)量為100g×0.5＝50g，選擇硫酸的濃度約為70g·L－1，即約為eq\f(\f(70g,98g·mol－1),1L)≈0.7mol·L－1，碲化亞銅渣浸出效果最好。(5)“堿浸渣”中含有的金屬單質(zhì)主要有Ag、Au，具有很高的經(jīng)濟利用價值。(6)“堿浸液”利用硫酸調(diào)節(jié)溶液pH至5.5，沉淀出TeO2，該過程的離子方程式為TeOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=TeO2↓＋H2O。(7)在一定的電流密度、溫度下電解堿浸液，碲元素以金屬Te形式在陰極析出，