2024高考化學(xué)無機(jī)化工流程題的解題策略

無機(jī)化工流程題的解題策略

能力突破特訓(xùn)

時(shí)間：60分鐘

一、選擇題（12個(gè)小題，每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)，每題5分，共60分）

I.陶瓷工業(yè)中鉆系色釉具有呈色穩(wěn)定、呈色強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，利用含鉆廢料（主要成分為CsO4,還含有少量

的鋁箔，LiCoCh等雜質(zhì)）制備碳酸鉆的工藝流程如圖：

卜.列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是

A.“濾液①”主要成分是NaAIO?

B.“操作①”、“操作②”的分離方法不同

C.“酸溶”反應(yīng)中H2O2可以換成

D.“沉鉆”時(shí)Na2c03的滴速過快或濃度太大將導(dǎo)致產(chǎn)品不純，其原因是溶液堿性增強(qiáng)會產(chǎn)生CO（OH）2

雜質(zhì)

【答案】B

【分析】經(jīng)過第一步堿浸操作，廢料中的鋁箔溶解轉(zhuǎn)化為NaA10?（濾液①）而被除去，餅渣①主要含Co.??！?/p>

和后續(xù)萃取的是2+說明經(jīng)過酸溶之后，元素轉(zhuǎn)化為2+即在酸溶步驟中元素被還原，

LiCoO2,Co,CoCo,Co

故H2O2此時(shí)作還原劑，經(jīng)過操作①得到濾液②，說明操作①為過濾操作，所得濾液②中主要含CoSO』和

Li2so4,經(jīng)過萃取操作（操作②）實(shí)現(xiàn)兩者分離，有機(jī)相中為CoRz,向有機(jī)相中加入硫酸，進(jìn)行反萃取，實(shí)現(xiàn)

Co元素從有機(jī)相轉(zhuǎn)移到水相，最后經(jīng)過沉鉆操作獲得CoCO3,據(jù)此分析解題。

【詳解】A.由分析知，濾液①”主要成分是NaAKh,A正確；

B.“操作①”為過濾，“操作②”為萃取、分液，二者的分離方法不同，B錯(cuò)誤；

C.由分析知，“酸溶”反應(yīng)中H2O2作還原劑，不可以換成02,C正確；

D.”沉鏟時(shí)Na2c03的滴速過快或濃度太大溶液堿性增強(qiáng)會產(chǎn)生Co（OH）2雜質(zhì)，將導(dǎo)致產(chǎn)品不純，D正確；

故答案為：Bo

2.FeF3是制備硫化物全固態(tài)鋰電池高能正極材料的原料。一種制備FeF3材料的生產(chǎn)流程如F：

HF(aq)Fc(NO3)3-9H2OAr

0

勢T混'溶液I反'器口|第留上133H22P泰一酷

乙酩——-r-——---------1操作-----FeR

八(120℃)

下列敘述正確的是

A.、?混合溶液”時(shí)要用到燒杯、玻璃棒

B.“反應(yīng)器”中溫度越高，越有利于制備FeF3

C.“系列操作”得到的濾液，可采用分液的方法循環(huán)利用

D.“灼燒”時(shí)通入Ar的主要作用是帶走水蒸氣防止FeF3水解

【答案】D

【分析】無水乙醇與HF混合，將該混合溶液轉(zhuǎn)移入反應(yīng)器中加硝酸鐵晶體，120℃下發(fā)生反應(yīng)生成FeF3；

經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到FeFM).33H2O,再在Ar氣氛中，經(jīng)灼燒得到FeF3；

【詳解】A.“混合溶液”由HF和乙醇組成，HF腐蝕玻璃，因此應(yīng)選用塑料燒杯盛放，故A錯(cuò)誤;

B.溫度過高導(dǎo)致硝酸鐵分解，同時(shí)乙醇大量揮發(fā)，不利于產(chǎn)物的生成，故B錯(cuò)誤;

C.“系列操作”得到的濾液中含有乙醇和硝酸，可利用沸點(diǎn)差異采用蒸鐲分離回收，故C錯(cuò)誤;

D.灼燒過程中防止FeF|水解，故通入Ar主要作用是帶走水蒸氣，故D正確;

故選Do

3.某化學(xué)興趣小組模擬侯氏制堿法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，流程如下圖。

K口?、加熱I

->NaHCO3--I

L-NaCO

飽和食氣體N氣體M過濾、23

鹽水””>?m*NaCl粉末廣食鹽水

j母液---------

，NH4cl

A.氣體N、M分別為CO?和\也

B.該流程中只有“食鹽水”可以循環(huán)使用

C.加入氯化鈉粉末的作用是白于同離子效應(yīng)，讓NH4cl單獨(dú)結(jié)晶出來

D.為使NH￡1沉淀充分析出需采用的操作為蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥

【答案】C

【分析】侯氏制堿法是向飽和的氨鹽水中通入二氧化碳，生成溶解度小的碳酸氫鈉沉淀出來，氯化鏤留在

溶液中，過濾后對碳酸氫鈉再加熱分解得到純堿碳酸鈉，向母液中加入氯化鈉固體，由于氯離子濃度增大

會使氯化鉉析出，母液可以循環(huán)使用。

【詳解】A.氨氣極易溶「水，使得溶液顯堿性，可以吸收更多的二氧化碳，故氣體N、M分別為N&和CO2,

A錯(cuò)誤；

B.碳酸氫鈉再加熱分解得到純減碳酸鈉和二氧化碳，流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有二氧化碳和氯化鈉溶液,

B錯(cuò)誤；

C.向母液中加入氯化鈉固體，由丁氯離子濃度增大會使氯化鏤析出，C正確；

D.由溶解度圖可知，氯化鉉溶解度隨溫度升高而增大，因此從溶液中得到氯化鏤固體要用蒸發(fā)濃縮、冷卻

結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，D錯(cuò)誤。

故選C。

4.從廢鋁催化劑(主要成分為M0S2,含少量SQ、CuFeSz、AS2O3)中回收鋁酸鐵晶體的工藝流程如圖所示：

濾渣1濾渣2水相有機(jī)相Mg(NHJAsO4沉淀

注：酸浸后鋁元素以MoO；.形式存在，溶液中某離子濃度§0-5moi時(shí)，認(rèn)為沉淀完全；常溫下

IGp=[Fe(OH)3]=10-385,K(；p=[Cu(OH)2]=103。

下列說法錯(cuò)誤的是

A.濾渣I的主要成分是SiO?

B.焙燒過程中Mo、S元素被氧化

C.“調(diào)pH”過程中調(diào)節(jié)溶液的pH略大于2.83,可除去目標(biāo)雜質(zhì)離子

D.反萃取發(fā)生的離子方程式為MOO；+4NH，.H20=MOO：+4NH；+2H2。

【答案】c

【分析】由題給流程可知，廢鋁催化劑在空氣中焙燒，MoS2和CuFcS2在高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成MoOu

Fe2O3sCuO,SiCh不反應(yīng)；向焙燒所得固體中加入稀硫酸酸浸，F(xiàn)e2O3sCuO與稀硫酸反應(yīng)生成可溶性硫酸

鹽，MoO3與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MoO：離子，SiO2不反應(yīng)，過濾得到濾渣1為SiCh；向酸浸后的體系中加

入三氧化鋁調(diào)節(jié)溶液的pH,將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到氫氧化鐵的濾渣2和濾液；

向?yàn)V液中加入有機(jī)萃取劑萃取溶液中的MoO,離子，分液得到含有銅離子的水相和含有MoO：離子的有機(jī)

B.“吹出塔”處熱空氣的作用是將生成的澳吹到“吸收塔”中，B正確；

C.從圖中分析可知澳單質(zhì)被二氧化硫和水吸收得到溪化氫溶液，發(fā)生的離子反應(yīng)為

>-

Br2+SO2+2H2O=4H+SO；+2Br-,C正確；

D.通過“吹出塔”和“吸收塔”中發(fā)生的反應(yīng)富集浪，再通過“蒸儲塔”把浪離子氧化為濕單質(zhì)，冷卻溪蒸氣可

得到液溟，D正確。

故選A。

6.室溫下，用含有少量P(*的C?Cb溶液制備Ce2(CO3)3的流程如圖所示。

已知：①KMFePOg1.3x10-22；②測得“除磷”后的濾液中(：33+)=以10—0匹；③0.1molL」NH4HCO3溶液

pH約為8：

下列說法不正確的是

①M(fèi)gO調(diào)pH=5

CeCh溶液

FePO4濾渣灌液

A.0.1molL」NH4HCO3溶液中有c(NH3H2O)<c(H2CO3)

B.“除磷”后上層清液中c(PO：)=1.3xl0-20mol/L

C.“沉鈍”所得濾液中大量存在的陽離子有Mg2+、NH：、H

+

D.“沉鈾”后的濾液中有C(H)<C(NH3H2O)+C(OH)

【答案】C

【詳解】A.NH,HCO,溶液存在NH；+H?O—NH3H?O+H*和HCO3+H2OH2coa+OH\

O.lmol.UNHJICOj溶液pH約為8,HCO；的水解程度大于NH：,所以c(N%?HQ)<c(H2co3)，A正確;

22所以.。：)=舟=⑶叱

B.Ksp(FeP04)=1.3xlO-,“除磷”后的濾液中c(Fe3+)=lxlO-2mol/L,B

正確;

C.“聚沉”過程中加入MgO,“沉秫”過程中加入過量的NH4HCO3,所得濾液中大量存在的陽離子有Mg2+、

NH；,但是沒有大量的H+,C錯(cuò)誤;

D.“沉鈍”后的濾液中含有NHQ,還有過最的HCO；.根據(jù)質(zhì)子守恒，有c(H+尸c(NH3-HQ)+c(0H)+c(CO：),

則有C(H+)VC(NH/H2O)+C(OH-),D正確;

故選C。

7.工業(yè)可利用“單質(zhì)碘”循環(huán)來吸收SO?,同時(shí)制得氫氣，流程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是

反應(yīng)器分離器膜反應(yīng)器

A.HI、匕0、SO?都是共價(jià)化合物

B.反應(yīng)器中控制溫度的目的是增大SO?的溶解度以加快吸收

C.分離器中的物質(zhì)分離的操作為蒸福

D.碘循環(huán)工藝的總反應(yīng)為SO?+2H2O=H2+H2s

【答案】B

【分析】該流程是利用單質(zhì)碘來吸收SO?,并同時(shí)制備氫氣：將二氧化硫、水和單質(zhì)碘通入反應(yīng)器中，反應(yīng)

生成硫酸和氫碘酸，再對該混酸進(jìn)行分離，將硫酸分離，后將HI通入到膜反應(yīng)器中，使其分解為氫氣和碘

單質(zhì)，再把碘單質(zhì)通入反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)利用。

【詳解】A.HI、H20.SO?中的所有化學(xué)鍵均為極性共價(jià)鍵，都屬于共價(jià)化合物，A正確；

B.k的沸點(diǎn)較低，溫度過高會使4升華，從而減少SO?的吸收，所以反應(yīng)器中控制溫度為20c?1()0℃,升

高溫度則氣體溶解度減小，B錯(cuò)誤；

C.分離器中含有硫酸和氫碘酸，二者沸點(diǎn)不同，用蒸儲來分離，C正確：

D.反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)SOz+ZHzO+k-H2so?+2HI,膜反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)2HI-I?+也，將兩反應(yīng)

方程式相加得，碘循環(huán)工藝的總反應(yīng)為SO?+2也。^~H2+H2SO4,D正確:

故選B。

8.工業(yè)上常用的一種海水提浪技術(shù)“吹出法”，利用了澳的強(qiáng)揮發(fā)性，其流程如下:

鹵水液澳

下列說法錯(cuò)誤的是

A.“氧化”步驟中，用硫酸酸化，可提高62的利用率

+

B.“吸收”中的離子方程式為：SO2+Br2+2H2O=4H+SOf+2Br-

C.“吹出”和“吸收”兩步驟的目的是富集澳元素

D.“蒸儲”前，常加入一定量FeBr?除去滋水中多余的Cl?

【答案】D

【分析】鹵水通入氯氣將溟離子氧化為濱單質(zhì)，使用熱空氣將溟蒸出后使用二氧化硫吸收轉(zhuǎn)化為HBr,再

通人氯氣將HBr氧化為澳單質(zhì)，利用物質(zhì)沸點(diǎn)的不同，采取蒸儲的方法將澳蒸出。

【詳解】A.氯氣、濱單質(zhì)與水之間能發(fā)生反應(yīng)，用硫酸酸化，使氯氣、澳單質(zhì)和水的化學(xué)平衡左移，可提

高。2的利用率，也能減少澳單質(zhì)與水的反應(yīng)，A正確；

B.二氧化硫具有還原性、澳具有氧化性，“吸收”過程所發(fā)生的反應(yīng)為二氧化硫和澳單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)

生成硫酸和HBr,其離子方程式為：SO,+Br,+2H2O=4H-+SO^+2Br,B錯(cuò)誤；

C.“吹出”和“吸收”兩步驟目的是富集浪，然后再被氧化，分離，C正確；

D.“蒸儲”步驟，不需要加入FeBr?除去濱水中多余的兩者沸點(diǎn)不同，可以蒸鐳直接得到澳，D錯(cuò)誤;

故選D。

9.工業(yè)生產(chǎn)中利用方鉛礦（主要成分為PbS,含有FeS?等雜質(zhì)）制備PbSO4晶體的工藝流程如圖：

濾渣1濾渣2酸性廢液

（含Na\Mn2\C「等）

2-85

已知：PbCl2(s)+2CP(aq)[PbCI4](aq)；A：sp(PbSO4)=IxlO,/fsp(PbCl2)=I,GxIO-o

下列說法錯(cuò)誤的是

+2-2+

A.浸取時(shí)發(fā)生反應(yīng)：MnO,+PbS+4H+4CE=[PbCl4]+S+Mn+2H2O

B.物質(zhì)M為MnO,試劑N為NaAOj,濾液a一定能循環(huán)及用

C.由該工藝流程可知，「6023）+2。-的）-但604廣的）反應(yīng)吸熱

D.沉淀轉(zhuǎn)化”過程達(dá)平衡時(shí)，溶液中=1.6xl0?

e(SOr)

【答案】B

22-

【分析】“浸取"時(shí)MnCh和PbS、FeS2和鹽酸、氯化鈉反應(yīng)生成Fe3+、Mn\[PbCI4],同時(shí)產(chǎn)生S,濾渣

1含S,“調(diào)pH”的目的是消耗溶液中的H+,促進(jìn)Fe'+水解轉(zhuǎn)化成Fe(OH%除去，“沉降”的目的是析出PbCl?

固體，然后加入硫酸鹽進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化，PbCk轉(zhuǎn)化為PbSO-

【詳解】A.“浸取”時(shí)的主要離子反應(yīng)為MnOz+PbS+4H++4CT=[PbCI4r+S+M/+2H8,

s+2+

3MnO2+2FeS2+12H*=2Fe+4S+3Mn+6H,O,A正確；

B.調(diào)pH的目的是消耗溶液中的H+,促進(jìn)Fe*水解轉(zhuǎn)化成Fe(OHh除去，可選用MnO、Mn|：OH)z等，濾

液a中含有大量的NaCl，但為確保PbSO4的產(chǎn)量,需加入過量的試劑N(Na2sOJ,則濾液a因含過量的SO：

不能投入浸取環(huán)節(jié)循環(huán)使用，B錯(cuò)誤；

C.沉降的目的是析出PbC%固體，用冰水降溫有利「析出，說明PbC12(s)+2C「(aq)一[PbClJ(aq)反應(yīng)

吸熱，C正確；

D.沉淀的轉(zhuǎn)化方程式為PbCh(s)+SO；-(aq)PbSO4(s)+2Cl(aq),達(dá)到平衡時(shí)溶液中

r.Cr)_^p(PbCl2),1.6x10-^6x1q3

D正確;

c(SO；)K￡P(guān)bSO4)1x10',

故答案選B.

10.最近，科學(xué)家開發(fā)了?種用二氧化碳淡化海水的技術(shù)，其循環(huán)圖如下:

卜列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A.上述轉(zhuǎn)化中包括氧化還原反應(yīng)

B.該技術(shù)中發(fā)生離子交換的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)物溶解度較小

C.加熱RNH3C1并用水吸收HC1可制鹽酸

D.淡化后的海水導(dǎo)電性減弱：

【答案】A

【詳解】A.上述轉(zhuǎn)化中沒有化合價(jià)的升降，沒有氧化還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；

B.該技術(shù)中發(fā)生離子交換的實(shí)質(zhì)是NaHCCh溶解度較小，溶液濃度低致使離子交換過程持續(xù)發(fā)生，B正確；

C.上述轉(zhuǎn)化中得出加熱RNH3cl得到HC1和RNH2,用水吸收HC1可制鹽酸，C正確；

D.上述循環(huán)使得海水中氯化鈉的濃度降低，水的導(dǎo)電性與離子濃度有關(guān)，故循環(huán)后水的導(dǎo)電性減弱，D正

確；

故選Ao

11.侯氏制堿法（聯(lián)合制堿法）工藝流程可用如圖表示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是

門n

降溫“冷析”

NaCI做

加NaCl“鹽析”

溶液

----->母u-E

液

離心機(jī)

儲

海水淡化工廠吸回轉(zhuǎn)干燥器

碳M

氨q國EI__

酸

塔

化

塔真空IHJILHJ

過濾機(jī)迎

回轉(zhuǎn)焙燒爐母

液

q

儲

■?純堿

A.以海水為原料，經(jīng)分離、提純和濃縮后得到飽和氯化鈉溶液進(jìn)入吸氨塔

B.該工藝的碳原子利用率理論上為100%

C.氨母液儲罐中的溶質(zhì)主要是Na。、NH4C1SNaHCO.

D.在實(shí)驗(yàn)室模擬上述流程，“焙燒”需要使用鐵用煙、泥三角、三腳架、酒精燈等儀器

【答案】C

【詳解】向飽和Na。溶液中先通入氨氣（吸氨塔）使溶液呈現(xiàn)堿性，提升其溶解CO?的能力，再通入CO式碳

酸化塔），反應(yīng)生成NH’Q和碳酸氫鈉（從溶液中析出），真空過濾機(jī)過濾出的NaHCOj進(jìn)入回轉(zhuǎn)焙燒爐焙燒

后轉(zhuǎn)化為Na2cO；、水和二氧化碳，CO2可進(jìn)入碳酸化塔聿復(fù)利用，NHQ1進(jìn)入堿母液儲罐，由于NH’Cl的

溶解度在低溫下比Na。小，向其中通入Ng后降溫“冷析”、加NaCI“鹽析”，可使NH4cl結(jié)晶析出，剩余母

液中含氯化鈉和氨水，進(jìn)入氨母液儲罐后可再次投入使用。

A.根據(jù)分析可知海水淡化工廠對海水進(jìn)行分離、提純和濃縮可得到飽和氯化鈉溶液，然后進(jìn)入吸氨塔，故

A正確；

B.NH3+C02+NaCI+H20=NaHCO.i+NH4CI,2NaHCO3=Na2CO.+CO2T+H2O.反應(yīng)產(chǎn)生的

co?又進(jìn)入碳酸化塔知，碳原子利用率理論上為100%,故B正確；

C.氨母液儲罐中的溶質(zhì)主要是NaCI和NH/Hq,故C錯(cuò)誤；

D.焙燒固體在用煙中進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室模擬“焙燒”時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)儀器有鐵用煙、泥三角、一腳架、酒精燈等,

故D正確；

故答案為C。

12.最近我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)，以精CuFeS?礦為原料在沸騰爐中和02：空氣）反應(yīng)，生成物冷卻后經(jīng)溶解、除鐵、

結(jié)晶，得至ijCUSOJ-5H2O。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

沸騰爐爐度/℃56058060062064()660

84.23

水溶性Cu%90.1291.2493.5092.3889.96

生成物

酸溶性Cu%92.0093.6097.0897.8298.1698.19

酸溶性Fe%8.566.723.462.782.372.28

下列關(guān)于這一過程的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.反應(yīng)中有二氧化硫生成

B.產(chǎn)物中銅元素主要以氧化物形式存在

C.隨溫度升高，鐵的氧化物在酸中的溶解度降低

D.溫度高于600?620℃生成物中水溶性Cu（%）下降的原因是水溶性銅分解所致

【答案】B

【分析】水溶性銅化合物為CUSO4?5H2O,酸溶性銅化合物為CuO,溫度較高時(shí)，CUSO4?5H2。可分解生成

CuO,CuFeS?與O2反應(yīng)放熱，可通過控制加入CuFeSz的速度調(diào)節(jié)溫度；表格中水溶性銅、酸溶性銅和酸

溶性鐵的信息表明，沸騰爐里的含鐵產(chǎn)物肯定不是鐵的硫酸鹽，因?yàn)椴]有說有水溶性鐵，因而可以得出

結(jié)論：燃燒產(chǎn)物中的鐵是以氧化物的方式存在的，據(jù)此問答即

【詳解】A.精CuFeSz礦為原料在沸騰爐中和02(空氣)反應(yīng)的方程式為：

故正確；

4CuFeS2+l5O2=4CuSO4+2Fe2O3+4SO2t,A

B.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷產(chǎn)物中銅元素主要以CuS04形式存在，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出：隨溫度升高，鐵的氧化物在酸中的溶解度降低，故C正確；

D.水溶性銅化合物為CuSOQHzO,酸溶性銅化合物為CuO,溫度較高時(shí)，CUS03H20可分解生成CuO,

則在600C以上時(shí)水溶性銅化合物含量減少，故D正確；

答案選B。

二、非選擇題(共4小題，共40分)

13.鐵及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要應(yīng)用。

I.高鐵酸鉀(KzFeCU)是一種新型的污水處理劑。

()K2FeO4的制備:

①H‘SC)4

①i中反應(yīng)的離子方程式是

②將ii中反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整:

2-

Fc"十―OH+—CKT—一FCO4+—十一___________________

③適中反應(yīng)說明溶解度：填“〉’域

Na2FeO4LFeO’(

(2)K2FeCh的性質(zhì)：

i.將K?FeO4固體溶于蒸儲水中，有少量無色氣泡產(chǎn)生，經(jīng)檢驗(yàn)為02,液體有丁達(dá)爾效應(yīng)。

ii.將K2FCO4固體溶于濃KOH溶液中，放置2小時(shí)無明顯變化。

iii.將KzFeO』固體溶于硫酸中，產(chǎn)生無色氣泡的速率明顯比i快。

①KzFeO」溶于蒸傭水的化學(xué)反應(yīng)方程式是°

②K2FCO4的氧化性與溶液pH的關(guān)系是。

⑶LFeCU的應(yīng)用。K?FeO4可用于生活垃圾滲透液的脫氮(將含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化為N*處理。KzFeO』對生活垃圾

滲透液的脫氮效果隨水體pH的變化結(jié)果如下：

K2FeC)4脫氮的最佳pH是o

II.請回答：

(4)Fe、Co、Ni能與Ch反應(yīng),其中Co和為Ni均生成二氯化物,由此推斷FeCb、C0CI3和Cb的氧化性由

強(qiáng)到弱的順序?yàn)椤o(OII)s與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體生成，寫出反應(yīng)的離子方程式：o

2++3+3+

【答案】⑴2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O2Fe+1OOH+3C10=2FeO:+3。+5H2O>

(2)4K2FeO4+l()H2O=4Fc(OH)3(膠體)+3ChT+8KOHpH越小，K2FcO4氧化性越強(qiáng)

(3)8

+2+

(4)CoCh>Cl2>FeCh2Co(OH)3+6H+2Cl=2Co+C12t+6H20

【分析】K?FeO4的制備流程：酸性條件卜\H2O2氧化FeSCh生成Fe2(SO4)3,反應(yīng)的方程式為

2++3+

2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O,堿性條件下NaClO氧化Fe2(SO4)3生成Na2FeO4,反應(yīng)的方程式為

2Fe3++10OH+3ClO=2FeOr+3Cl+5H2O,根據(jù)KzFeCli的溶解性小于NazFeOa原理，加入飽和KOH溶液使

Na?FeO4轉(zhuǎn)化為K2FeO4,方程式為Na2FeOj+2KOH=K2FeO4J+2NaOH,過濾、洗滌、低溫干燥，得到KzFeCh

純品，以此解答。

【詳解】(1)①i中反應(yīng)為酸性條件下，H2O2氧化FeSCh生成FMSO4)3的反應(yīng)，結(jié)合電子守恒、電荷守恒

2++3+

配平、得到離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案為：2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O：

②堿性條件下NaClO氧化Fe2(SO4)3生成NazFeCh和NaCL結(jié)合電子守恒、電荷守恒、堿性條件配平的離

子方程式為為2Fc3++10OH+3ClO=2FcO：+3C卜+5H2O,故答案為：2Fe3++10OH+3QO=2FcO：-+3Cr+5H2O；

③加入飽和KOH溶液，可將NazFeCh轉(zhuǎn)化為KzFeCh,根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件可知，NazFeOj的溶解性

大，即溶解度：Na2FeO4>K2FeO4,故答案為：》。

(2)①KzFeCh固體溶于蒸儲水中井和水反應(yīng)生成02和氫氧化鐵膠體，根據(jù)原子守恒可知，還有KOH生成，

反應(yīng)的化學(xué)方程式4K2FeO4+l0H2O=4Fe(OH)K膠體)+302廿8KoH,故答案為：4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(膠

體)+3(M+8KoH：

②由實(shí)驗(yàn)i、ii、iii可知，QFeOd穩(wěn)定存在于堿性環(huán)境中、酸性條件下有氧化性，即酸性越強(qiáng)、pH越小，

KzFeCh氧化性越強(qiáng)，故答案為：pH越小，KzFeCh氧化性越強(qiáng)。

由圖可知左右元素的去除率最高，所以脫氮的最佳是左右，故答案為：

(3)pH=8NKzFeChpH8pH=8o

(4)Fe、Co、Ni能與Ch反應(yīng)，其中C。和Ni均生成二氯化物，F(xiàn)c與CL反應(yīng)生成FeCL說明氧化劑CL

的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物FeCb的氧化性；而C。與Cb反應(yīng)生成二氯化物，不能生成CoCb；說明C0O3比

Cb更易得電子生成CoCE,氧化性強(qiáng)于C12,FeCh、CoC13和CL的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?CoC13>Cb>FeQ3；

Co(OH)3與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體02的生成，根據(jù)得失電子守恒：+3價(jià)C。元素生成Co2+化合價(jià)降低1,

得Imol電子，2Q-失2mol電子化合價(jià)升高2生成Cb,和電荷守恒寫出離子方程式：

2Co(OID3+6II++2CI=2CO?++C12T161LO,故答案為：CoClACLTeCL；2co(OII)3+6H++2C1-=2CO'++CLT16ILO。

氧化銃。?)在合金、電光源、催化劑和陶瓷等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，以銃缽礦石(含、

14.(Sc?MnO:SiO2,Sc2O3.

AIA>CaO、FeO)為原料制備氧化銃的一種工藝流程如圖所示，

H2sos廢鐵屑HCkTBPP507NaOHHC1H2C2O4

浸渣有機(jī)相萃余液2濾液

已知：和均為有機(jī)萃取劑：②常溫下，30③草酸可與多種金屬離子形

①TBPP507Ksp[Sc(OH)3]=lxlO-；

成可溶性絡(luò)合物?；卮鹣铝袉栴}：

(1)銃錦礦石中含鐵元素，則基態(tài)Fe的價(jià)電子排布式為o

(2片浸取"時(shí)鐵屑被MnO：氧化為F/，該反應(yīng)的面子方程是。

(3)常溫下，“沉淀分離”時(shí)加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至6,濾液中Sc"的濃度為。

已知發(fā)生反應(yīng)

(4)KM(H2GoJ=a,Ka2(H,C2O4)=b,Ksp[Sc,(C2O4)J=co

3++此反應(yīng)的平衡常數(shù)(用含、、的代數(shù)式表示)。反

2SC+3H2C2O4?Sc2(C2O4)31+6H,K=abc

應(yīng)過程中，草酸用量過多時(shí)，銃的沉淀率下降，原因可能是。

m(剩余固體、|

(5)草酸銃晶體SC2(GOJ)3-6H2。：在空氣中加熱，口j原始固體j隨溫度的變化情況如圖所示。250℃時(shí)，晶

體的主要成分是(填化學(xué)式)。550?850C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(2

及

一

色

&回

志

<眼

1)

盡

【答案】(l)3d64s2

32+

(2)2Fe+3MnO2+12H'=2Fe^+3Mn+6H2O

(3)lxl0Ymol「

3

(4)3-草酸銃沉淀轉(zhuǎn)化為可溶性絡(luò)合物

c

(5)S“(CQJ?HQ2SC2(C2O)+3O2=2Sc2O3+12CO2

【分析】銃鐳礦石經(jīng)過酸浸除去二氧化硅，同時(shí)將氧化鈣中的鈣元素轉(zhuǎn)化為硫酸鈣除去，浸取液中加入鹽

酸和TBP進(jìn)行萃取，除去鐵元素，萃余液中加入P507后提取出銃元素，加入氫氧化鈉溶液進(jìn)行沉淀分離將

銃元素轉(zhuǎn)化為SC(OH)3,加入鹽酸溶解后再加入草酸將銃元素沉淀出來，最后經(jīng)過燃燒得到Scq，；

【詳解】(1)鐵的原子序數(shù)是26,其基態(tài)Fe的價(jià)電子排布式為3d64s2；

(2)“浸取”時(shí)鐵屑被氧化為Fe",MnO］被還原為M/+,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可得反應(yīng)的

離子方程式為2Fe+3MnO,+12H+=2Fe3++3Mn2++6H,O；

(3)常溫下，KjsyOH'JfxlO-30,當(dāng)pH=6時(shí)，c(OH)=108mol/L,c(Sc3+)=-^j-=106mol/L；

U

(4)2SC+3H2C2O4kSczCOjJ+6H+的平衡常數(shù)

K二b-FT)=5田+)?底綸0)二(K.』Ja3?3

232+3

"C(HCC)O))?J(HtQi?c4(CO2)J-"K—'一c；

由已知信息③可知，草酸可與多種金屬離子形成可溶性的絡(luò)合物，故草酸用量過多時(shí)，草酸銃沉淀可能會

轉(zhuǎn)化為可溶性絡(luò)合物，導(dǎo)致銃的沉淀率卜.降：

(5)設(shè)起始時(shí)Sc2(C2O4)「6H2。的物質(zhì)的量為ImoL質(zhì)量為462g,由圖可知，250℃時(shí)，減少的質(zhì)量為

462?㈤.5%,即晶體失去5個(gè)結(jié)晶水，故250℃時(shí)，晶體的主要成分是

C減少的質(zhì)量為可知時(shí)晶體的主要成分是。,),。

S2(C2O4)3H2OO250?550c462?3.9%al8g,550℃Sc?(C?

850℃時(shí)剩余固體的質(zhì)量為曲3“5%-3.9%46.8%)138g,除去銃元素后剩余質(zhì)量為138-9g48g,也即

氧元素的物質(zhì)的量為3m。1,則850c時(shí)晶體的化學(xué)式為SqO-故550~850c發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2SC2(C2O4)3+302'2SC2O3+12CO2o

15.某廢催化劑主要成分為銀、銳、鐵、鋁及其硫化物，為實(shí)現(xiàn)金屬資源的再利用，對其處理的流程如下

圖所示。

NaOH

HC1H202

廢催化劑NiCL?6H2。

煙氣濾液聚合氯化鐵

按要求回答下列問題:

聚合氯化鐵的化學(xué)式為其中鐵元素的化合價(jià)

(l)Ni在元素周期表中的位置為.o［Fe2(OH)nC16.Jn,

為.

(2)“濾液”的處理

①“濾液”中，陰離子主要有OH，VO：和o

②從“濾液”中獲取機(jī)單質(zhì)的流程如卜圖所示，其中“離子交換''和“洗脫”可簡單表示為

=陽；；了(其中為離子交換樹脂)。

ROH+VO3RVO3+OHROH

NaOH

濾液一中離子交換|~設(shè)脫|__，電解|_>V

流出液

向流出液中通入過量CO?可得到沉淀，該沉淀的化學(xué)式為?！半娊狻睍r(shí)陰極的電極反應(yīng)為

陰極可能產(chǎn)生的氣體副產(chǎn)物為O

(3)聚合氯化鐵的制備

①“轉(zhuǎn)化”過程中，實(shí)際加入Hq?的量遠(yuǎn)大于按方程式計(jì)算所需的量，其原因?yàn)椤?/p>

②“轉(zhuǎn)化”過程中，溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)。pH偏小時(shí),pH偏大時(shí)則形成Fe(OH)3沉

淀。

(4)氯化銀晶體(NiCV6Hq)純度的測定(雜質(zhì)不含氯元素)

i用適量蒸偏水溶解5.00g樣品，再稀釋至500.00mL。

"取25.00mL待測液，加入指示劑，用O.IOOOmol/LAgNOa標(biāo)準(zhǔn)液滴定，多次平行實(shí)驗(yàn)情況如下表和下圖

所示。

標(biāo)準(zhǔn)液體積

滴定次數(shù)

滴定前的刻度/mL滴定終點(diǎn)的刻度/mL

第1次2.35匕

第2次0.7020.85

第3次0.7522.90

iii.另取25.00mL蒸儲水，進(jìn)行空白對照實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的平均用量為0.20mL。

①AgNO|標(biāo)準(zhǔn)液滴定溶液中的c「，采用K^CrQ,為指示劑，利用Ag+與CqO：生成磚紅色沉淀，指示達(dá)到

終點(diǎn)。當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液中的。恰好沉淀完全(濃度為LOX］。-moll"),此時(shí)溶液中c(5O：-)=_

,

mol-L-'o［已知:^p(AgCI)=2.0xlO-°,K,(Ag2g)=2.0xl(T'］

②氯化銀晶體的純度為%。

【答案】(1)第四周期第vm族+3

(2)A1O；AI(OH)3VO；+5e-4-3H2O=V+6OH-H,

(3)Fe3+能夠催化H2O2分解為H2O和02Fe3+水解程度較弱，無法形成聚合氯化鐵

(4)5.0x10-395.2

【分析】由題干工藝流程圖可知，將廢催化劑主要成分為鍥、銳、鐵、鋁及其硫化物先在空氣中焙燒產(chǎn)生

并將銀、伏、鐵、鋁及其硫化物轉(zhuǎn)化為、、、然后加入進(jìn)行堿

SO2,NiOV2O5Fe2O3sFe3O4AI2O3,NaOH

浸將、轉(zhuǎn)化為、過濾得到濾液中含有濾渣中主要含有、、

V2O5AhO3VO；A1O2,VO-A1O2,FezChNiO

向?yàn)V渣中加入足量的將、、轉(zhuǎn)化為、、等,再加入轉(zhuǎn)化

Fe3O4,HC1Fe2O3NiOFesChFeChFeCbNiChH2O2

Fe*轉(zhuǎn)化為［Fe2(OH)“Cl6mL，過謔出聚合氯化鐵，得到濾液中主要含有NiCb溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)

晶，過濾洗滌干燥即可得到NiCIVFhO,據(jù)此分析解題。

【詳解】(1)已知Ni是28號元素，其核外電子排布式為：［Ar］3d84s2,故Ni在元素周期表中的位置為第四

周期第族，聚合氯化鐵的化學(xué)式為式中為價(jià)，。-為價(jià)，根據(jù)化學(xué)式中化合價(jià)的代

VIII［FeOH)Q64nOH--1-1

數(shù)和為0,則鐵元素的化合價(jià)為+3價(jià)，故答案為：第四周期第冏族；+3價(jià)：

(2)①由分析可知，“濾液”中，陰離子主要有OH，VO；和AIO；,故答案為：AIO；；

②由分析可知，“濾液”中，陰離子主要有OH，VO；和A1O；,經(jīng)離子交換處理后得到的流出液中主要含有

和，向流出液中通入過最可得到沉淀，該轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式為：

OH-AIO；CO2A1O；+H2O+CO2=AI(OH)3HHCO；,

即該沉淀的化學(xué)式為A1(OH)3,洗過洗脫后所得溶液主要含有NaVO3,“電解”時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng)，要得到

V,則該電極反應(yīng)為VO；+5e「+3Hq=V+6OH,由于溶液中的H+也可能得到電子轉(zhuǎn)化為H?,故陰極可

能產(chǎn)生的氣體副產(chǎn)物為故答案為：

H?,A1(OH)3；VO；+5e-+3H2O=V+6OH；H2：

(3)聚合氯化鐵的制備

①已知Fe3+能夠催化H2O2分解為H2O和02,故“轉(zhuǎn)化”過程中，實(shí)際加入H2O2的量遠(yuǎn)大于按方程式計(jì)算所

需的量，故答案為：Fe*能夠催化H2O2分解為H?O和02；

②“轉(zhuǎn)化”過程中，溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，F(xiàn)e3+水解呈酸性，pH偏小時(shí)，導(dǎo)致抑制Fe3+水解,

導(dǎo)致Fe3+水解程度較弱，無法形成聚合氯化鐵，pH偏大時(shí)則形成Fe(0H)3沉淀，故答案為：FP+水解程度

較弱，無法形成聚合氯化鐵；

(4)①達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),c(Ag+)==2.0?：=2x|0/mo］/L,則此時(shí)溶液中c(CrO土尸且蹙等立

c(Cl)1,0?$c(Ag)

20912I

=—^——=5.0x|0-W/L,故答案為：5.0xlO-3mol/L；

(2.0?IO'5)"

②由題干表中數(shù)據(jù)可知，平行滴定3次，每次用去AgNCh標(biāo)準(zhǔn)液的體積分別為：20.25mL,20.15mL、

9()25+2015

22.15mL(明顯誤差，舍去)，故消耗AgNQ,溶液的平均體積為：/=20.20mL,去除空白對照實(shí)驗(yàn)

消耗AgNO?的平均體積為0.20mL,故氯化銀晶體的純度為:

I500.00mL

(20.20-0.20)?10&L?

225.00mLxioo%=95.2%,故答案為：95.2。

5.00g

16.工業(yè)上利用廢銀催化劑(主要成分為Ni,還含有一定量的Fe、SiO-MgO等)可以制取黃鈉鐵磯【化學(xué)

式為Na2Fe6(SOJ(OH)2】ffiNiSO4-6H2Oe實(shí)驗(yàn)流程如下:

鎂礦^NiSOj6H2O

晶體

滋渣黃浦鐵機(jī)⑸MgFKs)

(1)請寫出一種能提高“酸浸”速率的措施：;酸浸時(shí)要保持強(qiáng)制通風(fēng)，目的是,

(2)制備黃鈉鐵磯，沉淀的成分與溫度、pH的關(guān)系如圖所示(陰影部分為黃鈉鐵機(jī)):

溫度-pH與生成沉淀的關(guān)系圖

①NaCIO溶液的作用除調(diào)控溶液的pH外，還有。

②制備黃鈉鐵磯可以選擇的條件為(填標(biāo)號)。

a.25℃pH=4b.40℃pH=2c.80℃pH=2d.100℃pH=7

③寫出若控制條件為25。。pH=4時(shí)，反應(yīng)的離子方程式。

(3)常溫下，加入NaF溶液沉鎂，控制溶液pH=4，使Mg2-恰好沉淀完全(即溶液中c(Mg?+)=1xl(r5mol-L1),

則此時(shí)溶液中c(HF)=。[已知Kw(MgR)=6.4xl(r\Ka(HF)=3.2x10^]a

(4)硫酸鈉與硫酸銀晶體溶解度曲線如下圖所示。由濾液制備NiSO4-6Hq的實(shí)驗(yàn)步驟為：(簡述用

到試劑和操作)，蒸發(fā)濃縮，控制溫度30.8笛-53.8空冷卻結(jié)晶，趁熱過濾，洗滌。(供選試劑為NaOH溶液、

稀硫酸、水)

"；

時(shí)?；,)

止的濾；eFe田T

浸b4L

防量，炸的+.]

，過鎂酸爆為一o

；中件。

度用沉生+m

率液條5-

濃淀鈉發(fā)1

速'溶的Ol

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