13工藝流程綜合題-高考化學(xué)(2021-2023)

專題十三工藝流程綜合題20231．（2023·全國乙卷）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關(guān)注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16?；卮鹣铝袉栴}：(1)硫酸溶礦主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。為提高溶礦速率，可采取的措施(舉1例)。(2)加入少量MnO2的作用是。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是。(3)溶礦反應(yīng)完成后，反應(yīng)器中溶液pH=4，此時(shí)c(Fe3+)=mol·L-1；用石灰乳調(diào)節(jié)至pH≈7，除去的金屬離子是。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有。(5)在電解槽中，發(fā)生電解反應(yīng)的離子方程式為。隨著電解反應(yīng)進(jìn)行，為保持電解液成分穩(wěn)定，應(yīng)不斷。電解廢液可在反應(yīng)器中循環(huán)利用。(6)煅燒窯中，生成LiMn2O4反應(yīng)的化學(xué)方程式是?！敬鸢浮?1)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑粉碎菱錳礦(2)將Fe2+氧化為Fe3+Fe3+可以催化H2O2分解(3)2.8×10-9Al3+(4)BaSO4、NiS(5)Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+加入Mn(OH)2(6)2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑【分析】根據(jù)題給的流程，將菱錳礦置于反應(yīng)器中，加入硫酸和MnO2，可將固體溶解為離子，將雜質(zhì)中的Fe、Ni、Al等元素物質(zhì)也轉(zhuǎn)化為其離子形式，同時(shí)，加入的MnO2可以將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+；隨后將溶液pH調(diào)至制約等于7，此時(shí)，根據(jù)已知條件給出的三種氫氧化物的溶度積可以將溶液中的Al3+沉淀出來；隨后加入BaS，可以將溶液中的Ni2+沉淀，得到相應(yīng)的濾渣；后溶液中含有大量的Mn2+，將此溶液置于電解槽中電解，得到MnO2，將MnO2與碳酸鋰共同煅燒得到最終產(chǎn)物L(fēng)iMn2O4?！驹斀狻浚?）菱錳礦中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以與其反應(yīng)，硫酸溶礦主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑；為提高溶礦速率，可以將菱錳礦粉碎；故答案為：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱錳礦。（2）根據(jù)分析，加入MnO2的作用是將酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化為Fe3+，但不宜使用H2O2氧化Fe2+，因?yàn)檠趸笊傻腇e3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化為Fe3+；故答案為：將Fe2+氧化為Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。（3）溶礦完成以后，反應(yīng)器中溶液pH=4，此時(shí)溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1，此時(shí)體系中含有的c(Fe3+)==2.8×10-9mol·L-1，這時(shí)，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，認(rèn)為Fe3+已經(jīng)沉淀完全；用石灰乳調(diào)節(jié)至pH≈7，這時(shí)溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，這一階段除去的金屬離子是Al3+；故答案為：2.8×10-9、Al3+。（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，此時(shí)溶液中發(fā)生的離子方程式為Ba2++S2-+Ni2++SO=BaSO4↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS。（5）在電解槽中，Mn2+發(fā)生反應(yīng)生成MnO2，反應(yīng)的離子方程式為Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；電解時(shí)電解液中Mn2+大量減少，H+大量增加，需要加入Mn(OH)2以保持電解液成分的穩(wěn)定；故答案為：Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+、加入Mn(OH)2。（6）煅燒窯中MnO2與Li2CO3發(fā)生反應(yīng)生成LiMn2O4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑；故答案為：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。2．（2023·全國甲卷）是一種壓電材料。以為原料，采用下列路線可制備粉狀。

回答下列問題：(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是。(2)“焙燒”后固體產(chǎn)物有、易溶于水的和微溶于水的?！敖　睍r(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為。(3)“酸化”步驟應(yīng)選用的酸是(填標(biāo)號(hào))。a．稀硫酸

b．濃硫酸

c．鹽酸

d．磷酸(4)如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取，是否可行？，其原因是。(5)“沉淀”步驟中生成的化學(xué)方程式為。(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，產(chǎn)生的?！敬鸢浮?1)做還原劑，將還原(2)(3)c(4)不可行產(chǎn)物中的硫化物與酸反應(yīng)生成的有毒氣體會(huì)污染空氣，而且與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的，導(dǎo)致溶液中混有雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低(5)(6)【分析】由流程和題中信息可知，與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到、、易溶于水的和微溶于水的；燒渣經(jīng)水浸取后過濾，濾渣中碳粉和，濾液中有和；濾液經(jīng)酸化后濃縮結(jié)晶得到晶體；晶體溶于水后，加入和將鋇離子充分沉淀得到；經(jīng)熱分解得到。【詳解】（1）“焙燒”步驟中，與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到、、和，被還原為，因此，碳粉的主要作用是做還原劑，將還原。（2）“焙燒”后固體產(chǎn)物有、易溶于水的和微溶于水的。易溶于水的與過量的可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫化鈣沉淀，因此，“浸取”時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為。（3）“酸化”步驟是為了將轉(zhuǎn)化為易溶液于的鋇鹽，由于硫酸鋇和磷酸鋇均不溶于水，而可溶于水，因此，應(yīng)選用的酸是鹽酸，選c。（4）如果焙燒后的產(chǎn)物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：產(chǎn)物中的硫化物與酸反應(yīng)生成的有毒氣體會(huì)污染空氣，而且與鹽酸反應(yīng)生成可溶于水的，導(dǎo)致溶液中混有雜質(zhì)無法除去、最終所得產(chǎn)品的純度降低。（5）“沉淀”步驟中生成的化學(xué)方程式為：++=。（6）“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，，因此，產(chǎn)生的=。3．（2023·全國課標(biāo)卷）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價(jià)態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：

已知：最高價(jià)鉻酸根在酸性介質(zhì)中以Cr2O存在，在堿性介質(zhì)中以CrO存在?；卮鹣铝袉栴}：(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為(填化學(xué)式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和。(3)“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性，主要除去的雜質(zhì)是。(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈9以達(dá)到最好的除雜效果，若pH<9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致；pH>9時(shí)，會(huì)導(dǎo)致。(5)“分離釩”步驟中，將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1時(shí)，溶解為VO或VO3+在堿性條件下，溶解為VO或VO，上述性質(zhì)說明V2O5具有(填標(biāo)號(hào))。A．酸性

B．堿性

C．兩性(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液，反應(yīng)的離子方程式為。【答案】(1)Na2CrO4(2)Fe2O3(3)Al(OH)3(4)磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無法完全沉淀，同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無法完全沉淀(5)C(6)2Cr2O+3S2O+10H+=4Cr3++6SO+5H2O【分析】由題給流程可知，鉻釩渣在氫氧化鈉和空氣中煅燒，將釩、鉻、鋁、硅、磷等元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的最高價(jià)含氧酸鹽，煅燒渣加入水浸取、過濾得到含有二氧化硅、氧化鐵的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得到強(qiáng)氧化鋁濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，過濾得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將釩元素轉(zhuǎn)化為五氧化二釩，過濾得到五氧化二釩和濾液；向?yàn)V液中焦亞硫酸鈉溶液將鉻元素轉(zhuǎn)化為三價(jià)鉻離子，調(diào)節(jié)溶液pH將鉻元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀，過濾得到氫氧化鉻?！驹斀狻浚?）由分析可知，煅燒過程中，鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻酸鈉，故答案為：Na2CrO4；（2）由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化鐵，故答案為：Fe2O3；（3）由分析可知，沉淀步驟調(diào)pH到弱堿性的目的是將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，故答案為：Al(OH)3；（4）由分析可知，加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液的目的是將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9時(shí)，磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無法完全沉淀，同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理；若溶液pH>9時(shí)，會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無法完全沉淀，故答案為：磷酸根會(huì)與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4，同時(shí)可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理；會(huì)導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時(shí)溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致MgNH4PO4無法完全沉淀；（5）由題給信息可知，五氧化二釩水能與酸溶液反應(yīng)生成鹽和水，也能與堿溶液發(fā)生生成鹽和水的兩性氧化物，故選C；（6）由題意可知，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為2Cr2O+3S2O+10H+=4Cr3++6SO+5H2O，故答案為：2Cr2O+3S2O+10H+=4Cr3++6SO+5H2O。4．（2023·山東卷）鹽湖鹵水(主要含、和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經(jīng)兩段除鎂制備的工藝流程如下：已知：常溫下，。相關(guān)化合物的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)含硼固體中的在水中存在平衡：(常溫下，)；與溶液反應(yīng)可制備硼砂。常溫下，在硼砂溶液中，水解生成等物質(zhì)的量濃度的和，該水解反應(yīng)的離子方程式為，該溶液。(2)濾渣Ⅰ的主要成分是(填化學(xué)式)；精制Ⅰ后溶液中的濃度為，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應(yīng)控制在以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，除無法回收外，還將增加的用量(填化學(xué)式)。(3)精制Ⅱ的目的是；進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)選擇的試劑是，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致?！敬鸢浮?1)(2)CaO(3)加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的轉(zhuǎn)化為（或除去精制Ⅰ所得濾液中的），提高純度鹽酸濃縮液中因濃度過大使得過早沉淀，即濃縮結(jié)晶得到的中會(huì)混有，最終所得的產(chǎn)率減小【分析】由流程可知，鹵水中加入鹽酸脫硼后過濾，所得濾液經(jīng)濃縮結(jié)晶后得到晶體，該晶體中含有Na+、Li+、Cl-、等，焙燒后生成HCl氣體；燒渣水浸后過濾，濾液中加生石灰后產(chǎn)生沉淀，在此條件下溶解度最小的是，則濾渣Ⅰ的主要成分為；由于微溶于水，精制Ⅰ所得濾液中再加純堿又生成沉淀，則濾渣Ⅱ?yàn)椋痪脾蛩脼V液經(jīng)操作X后，所得溶液經(jīng)濃縮結(jié)晶、過濾得到氯化鈉，濃縮后的濾液中加入飽和碳酸鈉溶液沉鋰，得到?！驹斀狻浚?）含硼固體中的在水中存在平衡：(常溫下，)；與溶液反應(yīng)可制備硼砂。常溫下.在硼砂溶液中，水解生成等物質(zhì)的量濃度的和，該水解反應(yīng)的離子方程式為，由B元素守恒可知，和的濃度均為，，則該溶液。（2）由分析可知，濾渣I的主要成分是；精制I后溶液中的濃度為2.0，由可知，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應(yīng)控制在以下。若脫硼后直接進(jìn)行精制Ⅰ，若不回收HCl，整個(gè)溶液將呈強(qiáng)酸性，因此為達(dá)到除Mg2+離子所需的堿性pH首先需要額外多消耗CaO，同時(shí)多引入的Ca2+離子需要更多的純堿除去，因此，還將增加生石灰（CaO）和純堿（）的用量。（3）精制Ⅰ中，燒渣水浸后的濾液中加生石灰后產(chǎn)生的濾渣Ⅰ的主要成分為；由于微溶于水，精制Ⅰ所得濾液中還含有一定濃度的，還需要除去，因此，精制Ⅱ的目的是：加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的轉(zhuǎn)化為（或除去精制Ⅰ所得濾液中的），提高純度。操作X是為了除去剩余的碳酸根離子，為了防止引入雜質(zhì)離子，應(yīng)選擇的試劑是鹽酸；加入鹽酸的目的是除去剩余的碳酸根離子，若不進(jìn)行該操作而直接濃縮，將導(dǎo)致濃縮液中因濃度過大使得過早沉淀，即濃縮結(jié)晶得到的中會(huì)混有，最終所得的產(chǎn)率減小。5．（2023·北京卷）以銀錳精礦(主要含、、)和氧化錳礦(主要含)為原料聯(lián)合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。

已知：酸性條件下，的氧化性強(qiáng)于。(1)“浸錳”過程是在溶液中使礦石中的錳元素浸出，同時(shí)去除，有利于后續(xù)銀的浸出：礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中。①“浸錳”過程中，發(fā)生反應(yīng)，則可推斷：(填“>”或“<”)。②在溶液中，銀錳精礦中的和氧化錳礦中的發(fā)生反應(yīng)，則浸錳液中主要的金屬陽離子有。(2)“浸銀”時(shí)，使用過量和的混合液作為浸出劑，將中的銀以形式浸出。①將“浸銀”反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整：。②結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋浸出劑中的作用：。(3)“沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。①該步反應(yīng)的離子方程式有。②一定溫度下，的沉淀率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。解釋分鐘后的沉淀率逐漸減小的原因：。

(4)結(jié)合“浸錳”過程，從兩種礦石中各物質(zhì)利用的角度，分析聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢(shì)：?！敬鸢浮?1)>、(2)是為了與電離出的結(jié)合生成，使平衡正向移動(dòng)，提高的浸出率；是為了抑制水解，防止生成沉淀(3)、被氧氣氧化為，把氧化為(4)可將兩種礦石中的錳元素同時(shí)提取到浸錳液中，得到，同時(shí)將銀元素和錳元素分離開；生成的還可以用于浸銀，節(jié)約氧化劑【分析】銀錳精礦(主要含、、)和氧化錳礦(主要含)混合加溶液，使礦石中的錳元素浸出，同時(shí)去除，礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中，浸錳液中主要的金屬陽離子有、；浸錳渣中與過量和的混合液反應(yīng)，將中的銀以形式浸出，用鐵粉把還原為金屬銀?！驹斀狻浚?）①“浸錳”過程中，礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中，發(fā)生反應(yīng)，硫化錳溶于強(qiáng)酸而硫化銀不溶于強(qiáng)酸，則可推斷：>；②根據(jù)信息，在溶液中二氧化錳可將氧化為，自身被還原為，則浸錳液中主要的金屬陽離子有、。（2）①中S元素化合價(jià)升高，F(xiàn)e元素化合價(jià)降低，根據(jù)得失電子守恒、元素守恒，該離子方程式為；②是為了與電離出的結(jié)合生成，使平衡正向移動(dòng)，提高的浸出率；是為了抑制水解，防止生成沉淀。（3）①鐵粉可將還原為單質(zhì)銀，過量的鐵粉還可以與鐵離子發(fā)生反應(yīng)，因此離子方程式為、；②溶液中生成的會(huì)被空氣中的氧氣緩慢氧化為，把部分氧化為，因此后銀的沉淀率逐漸降低。（4）聯(lián)合提取銀和錳的優(yōu)勢(shì)在于“浸錳”過程可將兩種礦石中的錳元素同時(shí)提取到浸錳液中，將銀元素和錳元素分離開，利用的氧化性將中的氧化為，同時(shí)生成的還可以用于浸銀，節(jié)約氧化劑，同時(shí)得到。6．（2023·湖北卷）是生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)物。利用對(duì)廢棄的鋰電池正極材料進(jìn)行氯化處理以回收Li、Co等金屬，工藝路線如下：

回答下列問題：(1)Co位于元素周期表第周期，第族。(2)燒渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙燒”后剩余的應(yīng)先除去，否則水浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，用化學(xué)方程式表示其原因。(3)鑒別洗凈的“濾餅3”和固體常用方法的名稱是。(4)已知，若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0，則溶液中濃度為?！?50℃煅燒”時(shí)的化學(xué)方程式為。(5)導(dǎo)致比易水解的因素有(填標(biāo)號(hào))。a．Si-Cl鍵極性更大

b．Si的原子半徑更大c．Si-Cl鍵鍵能更大

d．Si有更多的價(jià)層軌道【答案】(1)4Ⅷ(2)(3)焰色反應(yīng)(4)(5)abd【分析】由流程和題中信息可知，粗品與在500℃焙燒時(shí)生成氧氣和燒渣，燒渣是LiCl、和的混合物；燒渣經(jīng)水浸、過濾后得濾液1和濾餅1，濾餅1的主要成分是和；濾液1用氫氧化鈉溶液沉鈷，過濾后得濾餅2（主要成分為）和濾液2（主要溶質(zhì)為LiCl）；濾餅2置于空氣中在850℃煅燒得到；濾液2經(jīng)碳酸鈉溶液沉鋰，得到濾液3和濾餅3，濾餅3為?！驹斀狻浚?）Co是27號(hào)元素，其原子有4個(gè)電子層，其價(jià)電子排布為，元素周期表第8、9、10三個(gè)縱行合稱第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第4周期、第Ⅷ族。（2）“500℃焙燒”后剩余的應(yīng)先除去，否則水浸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，由此可知，四氯化硅與可水反應(yīng)且能生成氯化氫和硅酸，故其原因是：遇水劇烈水解，生成硅酸和氯化氫，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）洗凈的“濾餅3”的主要成分為，常用焰色反應(yīng)鑒別和，的焰色反應(yīng)為紫紅色，而的焰色反應(yīng)為黃色。故鑒別“濾餅3”和固體常用方法的名稱是焰色反應(yīng)。（4）已知，若“沉鈷過濾”的pH控制為10.0，則溶液中，濃度為。“850℃煅燒”時(shí)，與反應(yīng)生成和，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（5）a．Si-Cl鍵極性更大，則Si-Cl鍵更易斷裂，因此，比易水解，a有關(guān)；

b．Si的原子半徑更大，因此，中的共用電子對(duì)更加偏向于，從而導(dǎo)致Si-Cl鍵極性更大，且Si原子更易受到水電離的的進(jìn)攻，因此，比易水解，b有關(guān)；c．通常鍵能越大化學(xué)鍵越穩(wěn)定且不易斷裂，因此，Si-Cl鍵鍵能更大不能說明Si-Cl更易斷裂，故不能說明比易水解，c無關(guān)；

d．Si有更多的價(jià)層軌道，因此更易與水電離的形成化學(xué)鍵，從而導(dǎo)致比易水解，d有關(guān)；綜上所述，導(dǎo)致比易水解的因素有abd。20221．（2022·全國乙卷）廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有、、和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源，通過下圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表：難溶電解質(zhì)一定條件下，一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的如下表：金屬氫氧化物開始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列問題：(1)在“脫硫”中轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為，用沉淀溶解平衡原理解釋選擇的原因。(2)在“脫硫”中，加入不能使鉛膏中完全轉(zhuǎn)化，原因是。(3)在“酸浸”中，除加入醋酸()，還要加入。(ⅰ)能被氧化的離子是；(ⅱ)促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為，其化學(xué)方程式為；(ⅲ)也能使轉(zhuǎn)化為，的作用是。(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9，濾渣的主要成分是。(5)“沉鉛”的濾液中，金屬離子有。【答案】(1)PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq)反應(yīng)PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常數(shù)K==3.4105>105，PbSO4可以比較徹底的轉(zhuǎn)化為PbCO3(2)反應(yīng)BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常數(shù)K==0.04<<105，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度有限(3)Fe2+Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O作還原劑(4)Fe(OH)3、Al(OH)3(5)Ba2+、Na+【分析】鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等，向鉛膏中加入碳酸鈉溶液進(jìn)行脫硫，硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，過濾，向所得固體中加入醋酸、過氧化氫進(jìn)行酸浸，過氧化氫可將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子，酸浸后溶液的pH約為4.9，依據(jù)金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH可知，濾渣主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵，過濾后，向?yàn)V液中加入氫氧化鈉溶液進(jìn)行沉鉛，得到氫氧化鉛沉淀，濾液中的金屬陽離子主要為鈉離子和鋇離子，氫氧化鉛再進(jìn)行處理得到PbO?！驹斀狻浚?）“脫硫”中，碳酸鈉溶液與硫酸鉛反應(yīng)生成碳酸鉛和硫酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為：PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq)，由一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的數(shù)據(jù)可知，Ksp(PbCO3)=7.410-14，Ksp(PbSO4)=2.510-8，反應(yīng)PbSO4(s)+CO(aq)=PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常數(shù)K====≈3.4105>105，說明可以轉(zhuǎn)化的比較徹底，且轉(zhuǎn)化后生成的碳酸鉛可由酸浸進(jìn)入溶液中，減少鉛的損失。（2）反應(yīng)BaSO4(s)+CO(aq)=BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常數(shù)K====≈0.04<<105，說明該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度有限，因此加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉(zhuǎn)化。（3）（i）過氧化氫有氧化性，亞鐵離子有還原性，會(huì)被過氧化氫氧化為鐵離子。（ii）過氧化氫促進(jìn)金屬Pb在醋酸溶液中轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2，過氧化氫與Pb、HAc發(fā)生氧還原反應(yīng)生成Pb(Ac)2和H2O，依據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。（iii）過氧化氫也能使PbO2轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2，鉛元素化合價(jià)由+4價(jià)降低到了+2價(jià)，PbO2是氧化劑，則過氧化氫是還原劑。（4）酸浸后溶液的pH約為4.9，依據(jù)金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH可知，濾渣主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵。（5）依據(jù)分析可知，加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉(zhuǎn)化，鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為了氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，鉛轉(zhuǎn)化為了氫氧化鉛、最終變?yōu)榱搜趸U，因此沉鉛的濾液中，金屬離子有Ba2+和加入碳酸鈉、氫氧化鈉時(shí)引入的Na+。2．（2022·全國甲卷）硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫(yī)學(xué)上有諸多應(yīng)用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數(shù)如下表：離子回答下列問題：(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為。(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有、。(3)加入物質(zhì)X調(diào)溶液，最適宜使用的X是(填標(biāo)號(hào))。A．

B．

C．濾渣①的主要成分是、、。(4)向的濾液①中分批加入適量溶液充分反應(yīng)后過濾，濾渣②中有，該步反應(yīng)的離子方程式為。(5)濾液②中加入鋅粉的目的是。(6)濾渣④與濃反應(yīng)可以釋放HF并循環(huán)利用，同時(shí)得到的副產(chǎn)物是、?！敬鸢浮?1)ZnCO3ZnO+CO2↑(2)將焙燒后的產(chǎn)物碾碎，增大接觸面積增大硫酸的濃度等(3)BFe(OH)3CaSO4SiO2(4)3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+(5)置換Cu2+為Cu從而除去(6)CaSO4MgSO4【分析】由題干信息，菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質(zhì)為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，結(jié)合流程圖分析，菱鋅礦焙燒，主要發(fā)生反應(yīng)ZnCO3ZnO+CO2↑，再加入H2SO4酸浸，得到含Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液，加入物質(zhì)X調(diào)節(jié)pH=5，結(jié)合表格數(shù)據(jù)，過濾得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的濾渣①，濾液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+，再向?yàn)V液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+，過濾得到Fe(OH)3和MnO2的濾渣②，濾液②中加入鋅粉，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，過濾后得到濾渣③為Cu，再向?yàn)V液③中加入HF脫鈣鎂，過濾得到濾渣④為CaF2、MgF2，濾液④為ZnSO4溶液，經(jīng)一系列處理得到ZnSO4·7H2O，據(jù)此分析解答?！驹斀狻浚?）由分析，焙燒時(shí)，生成ZnO的反應(yīng)為：ZnCO3ZnO+CO2↑；（2）可采用將焙燒后的產(chǎn)物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等方式提高鋅的浸取率；（3）A．NH3·H2O易分解產(chǎn)生NH3污染空氣，且經(jīng)濟(jì)成本較高，故A不適宜；B．Ca(OH)2不會(huì)引入新的雜質(zhì)，且成本較低，故B適宜；C．NaOH會(huì)引入雜質(zhì)Na+，且成本較高，C不適宜；故答案選B；當(dāng)沉淀完全時(shí)(離子濃度小于10-5mol/L)，結(jié)合表格Ksp計(jì)算各離子完全沉淀時(shí)pH＜5的只有Fe3+，故濾渣①中有Fe(OH)3，又CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故濾渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2；（4）向80~90℃濾液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH)3和MnO2的濾渣②，反應(yīng)的離子方程式為3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+；（5）濾液②中加入鋅粉，發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，故加入鋅粉的目的為置換Cu2+為Cu從而除去；（6）由分析，濾渣④為CaF2、MgF2，與濃硫酸反應(yīng)可得到HF，同時(shí)得到的副產(chǎn)物為CaSO4、MgSO4。3．（2022·重慶卷）電子印制工業(yè)產(chǎn)生的某退錫廢液含硝酸、錫化合物及少量Fe3+和Cu2+等，對(duì)其處理的流程如圖。Sn與Si同族，25℃時(shí)相關(guān)的溶度積見表?；瘜W(xué)式Sn(OH)4(或SnO2·2H2O)Fe(OH)3Cu(OH)2溶度積1.0×10-564×10-382.5×10-20(1)Na2SnO3的回收①產(chǎn)品Na2SnO3中Sn的化合價(jià)是。②退錫工藝是利用稀HNO3與Sn反應(yīng)生成Sn2+，且無氣體生成，則生成的硝酸鹽是，廢液中的Sn2+易轉(zhuǎn)化成SnO2·xH2O。③沉淀1的主要成分是SnO2，焙燒時(shí)，與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)濾液1的處理①濾液1中Fe3+和Cu2+的濃度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是。②25℃時(shí)，為了使Cu2+沉淀完全，需調(diào)節(jié)溶液H+濃度不大于mol?L-1。(3)產(chǎn)品中錫含量的測(cè)定稱取產(chǎn)品1.500g，用大量鹽酸溶解，在CO2保護(hù)下，先用Al片將Sn4+還原為Sn2+，再用0.1000mol?L-1KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以淀粉作指示劑滴定過程中IO被還原為I—，終點(diǎn)時(shí)消耗KIO3溶液20.00mL。①終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為，產(chǎn)生I2的離子反應(yīng)方程式為。②產(chǎn)品中Sn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%?！敬鸢浮?1)+4價(jià)Sn(NO3)2、NH4NO3SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O(2)Fe(OH)32×10-7(3)滴入最后一滴KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色I(xiàn)O+5I-+6H+=3I2+3H2O47.6%【分析】由題給流程可知，向退錫廢液中加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH為1.5，將錫的化合物轉(zhuǎn)化為二氧化錫，過濾得到含有鐵離子、銅離子的濾液1和沉淀1；向沉淀1中加入氫氧化鈉焙燒將二氧化錫轉(zhuǎn)化為錫酸鈉后，水浸、過濾得到錫酸鈉溶液，溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到錫酸鈉?！驹斀狻浚?）①由化合價(jià)代數(shù)和為0可知，錫酸鈉中錫元素的化合價(jià)為+4價(jià)，故答案為：+4價(jià)；②由分析可知，退錫工藝中發(fā)生的反應(yīng)為錫與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸亞錫、硝酸銨和水，則則生成的硝酸鹽是硝酸亞錫和硝酸銨，故答案為：Sn(NO3)2、NH4NO3；③由沉淀1的主要成分是二氧化錫可知，焙燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為二氧化錫和氫氧化鈉高溫條件下反應(yīng)生成錫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O，故答案為：SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O；（2）①由溶度積可知，向?yàn)V液1中加入氫氧化鈉溶液，溶解度小的氫氧化鐵先沉淀，故答案為：Fe(OH)3；②由溶度積可知，25℃時(shí)，銅離子沉淀完全時(shí)，溶液中的氫氧根離子濃度為=5×10-8mol/L，則溶液中的氫離子濃度不大于2×10-7mol/L，故答案為：2×10-7；（3）①由題意可知，碘酸鉀先與二價(jià)錫離子反應(yīng)生成碘離子，當(dāng)二價(jià)錫反應(yīng)完，碘離子與碘酸根反應(yīng)生成碘單質(zhì)，碘遇淀粉溶液變藍(lán)色時(shí)，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，則終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為滴入最后一滴碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色，反應(yīng)生成碘的離子方程式為IO+3Sn2++6H+=I-+3Sn4++3H2O，IO+5I-+6H+=3I2+3H2O，故答案為：滴入最后一滴KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不褪色；IO+5I-+6H+=3I2+3H2O；②由得失電子數(shù)目守恒可知，滴定消耗20.00mL0.1000mol?L-1碘酸鉀溶液，則1.500g產(chǎn)品中錫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=47.6%，故答案為：47.6%。4．（2022·福建卷）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。【答案】(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。5．（2022·北京卷）白云石的主要化學(xué)成分為，還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2。利用白云石制備高純度的碳酸鈣和氧化鎂，流程示意圖如下。已知：物質(zhì)(1)白云石礦樣煅燒完全分解的化學(xué)方程式為。(2)用量對(duì)碳酸鈣產(chǎn)品的影響如下表所示。氧化物()浸出率/%產(chǎn)品中純度/%產(chǎn)品中Mg雜質(zhì)含量/%(以計(jì))計(jì)算值實(shí)測(cè)值2.1∶198.41.199.199.7——2.2∶198.81.598.799.50.062.4∶199.16.095.297.62.20備注：ⅰ、浸出率=(浸出的質(zhì)量/煅燒得到的質(zhì)量)(M代表Ca或Mg)ⅱ、純度計(jì)算值為濾液A中鈣、鎂全部以碳酸鹽形式沉淀時(shí)計(jì)算出的產(chǎn)品中純度。①解釋“浸鈣”過程中主要浸出的原因是。②沉鈣反應(yīng)的離子方程式為。③“浸鈣”過程不適宜選用的比例為。④產(chǎn)品中純度的實(shí)測(cè)值高于計(jì)算值的原因是。(3)“浸鎂”過程中，取固體B與一定濃度的溶液混合，充分反應(yīng)后的浸出率低于60%。加熱蒸餾，的浸出率隨餾出液體積增大而增大，最終可達(dá)98.9%。從化學(xué)平衡的角度解釋浸出率增大的原因是。(4)濾渣C中含有的物質(zhì)是。(5)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是?！敬鸢浮?1)(2)，在一定量溶液中，氫氧化鈣會(huì)和氯化銨反應(yīng)而氫氧化鎂不能，故先浸出2.4∶1，優(yōu)先析出，且氧化鈣也能轉(zhuǎn)化為碳酸鈣(3)，，隨大量氨逸出，平衡正向移動(dòng)(4)(5)【分析】白云石礦樣煅燒后轉(zhuǎn)化為氧化鈣、氧化鎂，加入氯化銨溶解浸鈣，大部分鈣離子進(jìn)入濾液A，通入二氧化碳生成碳酸鈣；過濾分離出含有鎂、鐵、硅元素的固體B，加入硫酸銨將鎂離子轉(zhuǎn)化為硫酸鎂溶液，加入碳酸銨生成碳酸鎂沉淀，煅燒得到氧化鎂；【詳解】（1）白云石礦樣煅燒完全分解生成氧化鈣、氧化鎂、二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)方程式為；（2）①氯化銨水解生成一水合氨與氫離子，可以調(diào)節(jié)溶液的pH，由圖表可知，，在一定量溶液中，氫氧化鈣會(huì)和氯化銨反應(yīng)而氫氧化鎂不能，故首先溶解被浸出；②沉鈣反應(yīng)中通入二氧化碳和濾液中鈣離子、氨氣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和銨根離子，離子方程式為。③由圖表可知，“浸鈣”過程的比例為2.4∶1時(shí)，產(chǎn)品中鎂元素雜質(zhì)最多且碳酸鈣純度最低，故不適宜選用的比例為2.4∶1。④，在反應(yīng)中會(huì)優(yōu)先析出，但也有可能析出其他沉淀，且Mg2+部分以Mg(OH)2形成沉淀，相比MgCO3質(zhì)量更小，二者共同作用導(dǎo)致產(chǎn)品中純度的實(shí)測(cè)值高于計(jì)算值；（3）“浸鎂”過程中，發(fā)生反應(yīng)：，，加熱蒸餾隨大量氨逸出，平衡正向移動(dòng)，利于氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為硫酸鎂；（4）白云石的主要化學(xué)成分為，還含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.1%的Fe2O3和1.0%的SiO2；煅燒浸鈣后，絕大部分鈣進(jìn)入濾液中，部分鈣進(jìn)入B中加入硫酸銨后轉(zhuǎn)化為微溶于的硫酸鈣，氧化鐵、二氧化硅幾乎不反應(yīng)進(jìn)入濾渣中；“浸鎂”過程中，的浸出率最終可達(dá)98.9%，則還有部分氧化鎂進(jìn)入濾渣中，故濾渣C中含有的物質(zhì)是；（5）沉鈣反應(yīng)中通入二氧化碳生成碳酸鈣和氯化銨；“浸鎂”過程中加熱蒸餾會(huì)有大量氨逸出；濾液D加入碳酸銨生成碳酸鎂和硫酸銨，碳酸鎂煅燒生成二氧化碳；白云石煅燒也會(huì)生成二氧化碳；在流程中既是反應(yīng)物又是生成物，故該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是。6．（2022·遼寧卷）某工廠采用輝鉍礦(主要成分為，含有、雜質(zhì))與軟錳礦(主要成分為)聯(lián)合焙燒法制各和，工藝流程如下：已知：①焙燒時(shí)過量的分解為，轉(zhuǎn)變?yōu)椋虎诮饘倩顒?dòng)性：；③相關(guān)金屬離子形成氫氧化物的范圍如下：開始沉淀完全沉淀6.58.31.62.88.110.1回答下列問題：(1)為提高焙燒效率，可采取的措施為。a.進(jìn)一步粉碎礦石

b.鼓入適當(dāng)過量的空氣

c.降低焙燒溫度(2)在空氣中單獨(dú)焙燒生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出和；②。(4)濾渣的主要成分為(填化學(xué)式)。(5)生成氣體A的離子方程式為。(6)加入金屬Bi的目的是。(7)將100kg輝鉍礦進(jìn)行聯(lián)合焙燒，轉(zhuǎn)化時(shí)消耗1.1kg金屬Bi，假設(shè)其余各步損失不計(jì)，干燥后稱量產(chǎn)品質(zhì)量為32kg，滴定測(cè)得產(chǎn)品中Bi的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78.5%。輝鉍礦中Bi元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?！敬鸢浮?1)ab(2)(3)抑制金屬離子水解(4)SiO2(5)(6)將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+(7)24.02%【分析】已知①焙燒時(shí)過量的分解為，轉(zhuǎn)變?yōu)?，在空氣中單?dú)焙燒生成和二氧化硫，經(jīng)過酸浸，濾渣為二氧化硅，與濃鹽酸生成A氯氣，濾液中含有Bi3+、Fe3+，加入Bi將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，調(diào)節(jié)pH得到，據(jù)此分析解題?！驹斀狻浚?）為提高焙燒效率，可采取的措施為：進(jìn)一步粉碎礦石增大與氧氣的接觸面積；鼓入適當(dāng)過量的空氣使燃燒更加充分，故選ab；（2）在空氣中單獨(dú)焙燒生成和二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；（3）“酸浸”中由于鐵離子、Bi3＋易水解，因此溶浸時(shí)加入過量濃鹽酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出和；②抑制金屬離子水解；（4）由于SiO2不溶于酸和水中，故濾渣的主要成分為SiO2；（5）A為氯氣，生成氣體A的離子方程式為；（6）金屬活動(dòng)性：，F(xiàn)e3+在pH為1.6時(shí)則產(chǎn)生沉淀，為了鐵元素不以沉淀形式出現(xiàn)故加入金屬Bi將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，形成氯化亞鐵溶液；（7）輝鉍礦中Bi元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。7．（2022·湖北卷）全球?qū)︿囐Y源的需求不斷增長，“鹽湖提鋰”越來越受到重視。某興趣小組取鹽湖水進(jìn)行濃縮和初步除雜后，得到濃縮鹵水(含有和少量)，并設(shè)計(jì)了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。時(shí)相關(guān)物質(zhì)的參數(shù)如下：的溶解度：化合物回答下列問題：(1)“沉淀1”為。(2)向“濾液1”中加入適量固體的目的是。(3)為提高的析出量和純度，“操作A”依次為、、洗滌。(4)有同學(xué)建議用“侯氏制堿法”的原理制備。查閱資料后，發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)對(duì)常溫下的有不同的描述：①是白色固體；②尚未從溶液中分離出來。為探究的性質(zhì)，將飽和溶液與飽和溶液等體積混合，起初無明顯變化，隨后溶液變渾濁并伴有氣泡冒出，最終生成白色沉淀。上述現(xiàn)象說明，在該實(shí)驗(yàn)條件下(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為。(5)他們結(jié)合(4)的探究結(jié)果，擬將原流程中向“濾液2”加入改為通入。這一改動(dòng)能否達(dá)到相同的效果，作出你的判斷并給出理由?！敬鸢浮?1)Mg(OH)2(2)將轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀除去，同時(shí)不引入新雜質(zhì)(3)蒸發(fā)濃縮趁熱過濾(4)不穩(wěn)定Li++HCO=LiHCO3，2LiHCO3=Li2CO3↓+CO2↑+H2O(5)能達(dá)到相同效果，因?yàn)楦臑橥ㄈ脒^量的，則LiOH轉(zhuǎn)化為LiHCO3，結(jié)合(4)的探究結(jié)果，LiHCO3也會(huì)很快分解產(chǎn)生Li2CO3，所以這一改動(dòng)能達(dá)到相同的效果【分析】濃縮鹵水(含有和少量)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有和的濾液1，沉淀1為Mg(OH)2，向?yàn)V液1中加入Li2CO3后，得到濾液2，含有的離子為和OH-，沉淀2為CaCO3，向?yàn)V液2中加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀，再通過蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，洗滌、干燥后得到產(chǎn)品Li2CO3?！驹斀狻浚?）濃縮鹵水中含有，當(dāng)加入石灰乳后，轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，所以沉淀1為Mg(OH)2；（2）濾液1中含有和，結(jié)合已知條件：LiOH的溶解度和化合物的溶度積常數(shù)，可推測(cè)，加入Li2CO3的目的是將轉(zhuǎn)化成CaCO3沉淀除去，同時(shí)不引入新雜質(zhì)；（3）由Li2CO3的溶解度曲線可知，溫度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在溫度高時(shí)，溶解度小，有利于析出，所以為提高的析出量和純度，需要在較高溫度下析出并過濾得到沉淀，即依次蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，洗滌。故答案為：蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾；（4）飽和LiCl和飽和NaHCO3等體積混合后，產(chǎn)生了LiHCO3和NaCl，隨后LiHCO3分解產(chǎn)生了CO2和Li2CO3。故答案為：不穩(wěn)定，Li++HCO=LiHCO3，2LiHCO3=Li2CO3↓+CO2↑+H2O；（5）“濾液2”中含有LiOH，加入，目的是將LiOH轉(zhuǎn)化為Li2CO3。若改為通入過量的，則LiOH轉(zhuǎn)化為LiHCO3，結(jié)合(4)的探究結(jié)果，LiHCO3也會(huì)很快分解產(chǎn)生Li2CO3，所以這一改動(dòng)能達(dá)到相同的效果。故答案為：能達(dá)到相同效果，因?yàn)楦臑橥ㄈ脒^量的，則LiOH轉(zhuǎn)化為LiHCO3，結(jié)合(4)的探究結(jié)果，LiHCO3也會(huì)很快分解產(chǎn)生Li2CO3，所以這一改動(dòng)能達(dá)到相同的效果。8．（2022·河北卷）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))?！敬鸢浮?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。9．（2022·山東卷）工業(yè)上以氟磷灰石[，含等雜質(zhì)]為原料生產(chǎn)磷酸和石膏，工藝流程如下：回答下列問題：(1)酸解時(shí)有產(chǎn)生。氫氟酸與反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸，離子方程式為。(2)部分鹽的溶度積常數(shù)見下表。精制Ⅰ中，按物質(zhì)的量之比加入脫氟，充分反應(yīng)后，；再分批加入一定量的，首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是。(3)濃度(以計(jì))在一定范圍時(shí)，石膏存在形式與溫度、濃度(以計(jì))的關(guān)系如圖甲所示。酸解后，在所得、為45的混合體系中，石膏存在形式為(填化學(xué)式)；洗滌時(shí)使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水，原因是，回收利用洗滌液X的操作單元是；一定溫度下，石膏存在形式與溶液中和的關(guān)系如圖乙所示，下列條件能實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是(填標(biāo)號(hào))。A．、、

B．、、C．、、

D．、、【答案】(1)6HF+SiO2=2H+++2H2O(2)(3)CaSO4?0.5H2O抑制CaSO4的溶解，提高產(chǎn)品石膏的產(chǎn)率酸解AD【分析】氟磷灰石用硫酸溶解后過濾，得到粗磷酸和濾渣，濾渣經(jīng)洗滌后結(jié)晶轉(zhuǎn)化為石膏；粗磷酸以精制I脫氟、除硫酸根離子和，過濾，濾液經(jīng)精制II等一系列操作得到磷酸?！驹斀狻浚?）氫氟酸與SiO2反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸H2SiF6，該反應(yīng)的離子方程式為6HF+SiO2=2H+++2H2O。（2）精制1中，按物質(zhì)的量之比n(Na2CO3):n()=1:1加入Na2CO3脫氟，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SiF6+Na2CO3=Na2SiF6↓+CO2↑+H2O，充分反應(yīng)后得到沉淀Na2SiF6，溶液中有飽和的Na2SiF6，且c(Na+)=2c()，根據(jù)Na2SiF6的溶度積可知Ksp=c2(Na+)?c()=4c3()，c()=mol?L-1，因此c(Na+)=2c()=mol?L-1；同時(shí)，粗磷酸中還有硫酸鈣的飽和溶液，c(Ca2+)=c()=mol?L-1；分批加入一定量的BaCO3，當(dāng)BaSiF6沉淀開始生成時(shí)，c(Ba2+)=mol?L-1，當(dāng)BaSO4沉淀開始生成時(shí)，c(Ba2+)=mol?L-1，因此，首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是，然后才是。（3）根據(jù)圖中的坐標(biāo)信息，酸解后，在所得100℃、P2O5%為45的混合體系中，石膏存在形式為CaSO4?0.5H2O；CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的，因此，洗滌時(shí)使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水的原因是：減少CaSO4的溶解損失，提高產(chǎn)品石膏的產(chǎn)率；洗滌液X中含有硫酸，其具有回收利用的價(jià)值，由于酸解時(shí)使用的也是硫酸，因此，回收利用洗滌液X的操作單元是：酸解。由圖甲信息可知，溫度越低，越有利于實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶的轉(zhuǎn)化，由圖乙信息可知，體系溫度為65℃時(shí)，位于65℃線上方的晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在，位于65℃線下方的晶體全部以CaSO4?2H2O。體系溫度為80℃時(shí)，位于80℃線下方的晶體全部以CaSO4?2H2O形式存在，位于80℃線上方的晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在，據(jù)此分析：A．P2O5%=l5、SO3%=15，由圖乙信息可知，該點(diǎn)坐標(biāo)位于65℃線以下，晶體以CaSO4?2H2O形式存在，可以實(shí)現(xiàn)石膏晶體的轉(zhuǎn)化，A符合題意；B．P2O5%=10、SO3%=20，由圖乙信息可知，該點(diǎn)坐標(biāo)位于80℃線的上方，晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在，故不能實(shí)現(xiàn)晶體的轉(zhuǎn)化，B不符合題意；C．P2O5%=10、SO3%=30，由圖乙信息可知，該點(diǎn)坐標(biāo)位于65℃線上方，晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在，故不能實(shí)現(xiàn)晶體轉(zhuǎn)化，C不符合題意；D．P2O5%=10、SO3%=10，由圖乙信息可知，該點(diǎn)坐標(biāo)位于80℃線下方，晶體全部以CaSO4?2H2O形式存在，故能實(shí)現(xiàn)晶體的完全轉(zhuǎn)化，D符合題意；綜上所述，能實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是AD。20211．（2021·全國乙卷）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有、、、、以及少量的。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的見下表金屬離子開始沉淀的2.23.59.512.4沉淀完全的3.24.711.113.8回答下列問題：(1)“焙燒”中，、幾乎不發(fā)生反應(yīng)，、、、轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，寫出轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式。(2)“水浸”后“濾液”的約為2.0，在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)至11.6，依次析出的金屬離子是。(3)“母液①"中濃度為。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最適合的酸是?！八崛茉钡某煞质恰?。(5)“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，水解析出沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是。(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得，循環(huán)利用。【答案】硫酸【分析】由題給流程可知，高鈦爐渣與硫酸銨混合后焙燒時(shí)，二氧化鈦和二氧化硅不反應(yīng)，氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、氧化鐵轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，尾氣為氨氣；將焙燒后物質(zhì)加入熱水水浸，二氧化鈦、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸鈣部分溶于水，硫酸鐵、硫酸鎂和硫酸鋁銨溶于水，過濾得到含有二氧化鈦、二氧化硅、硫酸鈣的水浸渣和含有硫酸鐵、硫酸鎂、硫酸鋁銨和硫酸鈣的濾液；向pH約為2.0的濾液中加入氨水至11.6，溶液中鐵離子、鋁離子和鎂離子依次沉淀，過濾得到含有硫酸銨、硫酸鈣的母液①和氫氧化物沉淀；向水浸渣中加入濃硫酸加熱到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸鈣與濃硫酸不反應(yīng)，二氧化鈦與稀硫酸反應(yīng)得到TiOSO4，過濾得到含有二氧化硅、硫酸鈣的酸溶渣和TiOSO4溶液；將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當(dāng)加熱，使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，過濾得到含有硫酸的母液②和TiO2·xH2O?！驹斀狻?1)氧化鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鋁銨發(fā)生的反應(yīng)為氧化鋁、硫酸銨在高溫條件下反應(yīng)生成硫酸鋁銨、氨氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O，故答案為：Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O；(2)由題給開始沉淀和完全沉淀的pH可知，將pH約為2.0的濾液加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH為11.6時(shí)，鐵離子首先沉淀、然后是鋁離子、鎂離子，鈣離子沒有沉淀，故答案為：Fe3+、Al3+、Mg2+；(3)由鎂離子完全沉淀時(shí)，溶液pH為11.1可知，氫氧化鎂的溶度積為1×10—5×(1×10—2.9)2=1×10—10.8，當(dāng)溶液pH為11.6時(shí)，溶液中鎂離子的濃度為=1×10—6mol/L，故答案為：1×10—6；(4)增大溶液中硫酸根離子濃度，有利于使微溶的硫酸鈣轉(zhuǎn)化為沉淀，為了使微溶的硫酸鈣完全沉淀，減少TiOSO4溶液中含有硫酸鈣的量，應(yīng)加入濃硫酸加熱到160℃酸溶；由分析可知，二氧化硅和硫酸鈣與濃硫酸不反應(yīng)，則酸溶渣的主要成分為二氧化硅和硫酸鈣，故答案為：硫酸；SiO2、CaSO4；(5)酸溶后將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當(dāng)加熱，能使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸，反應(yīng)的離子方程式為TiO2++（x+1）H2OTiO2·xH2O+2H+，故答案為：TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+；(6)由分析可知，尾氣為氨氣，母液①為硫酸銨、母液②為硫酸，將母液①和母液②混合后吸