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高考化学二轮复习题型专练10《化工流程》（含详解）
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这是一份高考化学二轮复习题型专练10《化工流程》（含详解），共29页。试卷主要包含了 SiO2 ， Ⅰ， 硫酸镍晶体等内容，欢迎下载使用。
题专训练10 化工流程
1. 锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：
已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；
②常温下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；
③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。
（1）滤渣1中除了S之外，还有___________（填化学式）。
（2）“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_______________。
（3）“还原”时，被Sb还原的物质为___________（填化学式）。
（4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于_________；所加Na2S也不宜过多，其原因为_____________________________。
（5）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_________。
（6）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示：
该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，Cl-向_____（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为_________。
【答案】 (1). SiO2 (2). Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S (3). SbCl5 (4). 9.04×10-24 mol·L-1 (5). 产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3 (6). 3︰2 (7). 下 (8). Mg -2e-＝Mg2+
【解析】（1）二氧化硅与盐酸不反应；正确答案：SiO2；
（2）根据题给信息，Sb2S3与SbCl5反应生成单质硫，浸出液中含有SbCl3；因此反应产生SbCl3和S；正确答案：Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S；
（3）SbCl5 中+价Sb 被还原到+3价；正确答案：SbCl5；
（4）由Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29可知，Ksp(PbS)较大，在保证PbS沉淀的前提下，CuS已经沉淀；所以：Ksp(PbS)=9.04×10-29=c(Pb2+)c(S2-)=1.0×10-5×c(S2-)；解出c(S2-)=9.04×10-24 mol/L；正确答案：9.04×10-24；加入过多的Na2S，硫离子与Sb3+形成Sb2S3或者硫离子与氢离子结合成硫化氢气体等；正确答案：产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3；
（5）+3价Sb被氧化到+5价，还原到0价；根据电子得失守恒规律：被氧化的Sb与被还原的Sb的量之比为3:2；正确答案：3:2；
（6）根据电流方向可知：镁-锑液态金属极为正极，液镁为负极；放电时，氯离子向负极移动，充电时，氯离子向阳极移动，向镁-锑液态金属极方向移动；放电时溶液中的镁离子得电子变为金属镁；正极反应： Mg2++2e-＝Mg；正确答案：下；Mg2++2e-＝Mg。
2. 钨有“光明使者”的美誉,在自然界中主要以钨(+6价)酸盐的形式存在，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe、Mn)WO4,钨酸(B)酸性很弱，难溶于水，黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法，第二阶段则是用还原剂还原出金属钨。化合物A、B、C含有同一元素。请回答下列问题：
（1）为提高水浸速率，采取的措施为___________________(写两种)。
（2）用还原剂还原出金属钨。
①碳和氢气均可还原化合物C得钨,用氢气比用碳更具有优点,其理由是___________。
②如果用金属铝与化合物C反应,还原出1mol钨至少需要铝的质量为___________。
（3）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为：W(s)+I2(g)WI2(g) △H<0。
①一定温度下,向某恒容密闭容器中加入2molI2(g)和足量W(s)达平衡后,I2(g)的转化率为20%，则平衡时c[I2(g)]∶c[WI2(g)]=___________;相同条件下，若开始加入I2(g)的物质的量变为原来2倍，则下列数值是原来2倍的有___________(填标号)。
A．平衡常数 B．达到平衡的时间
C．I2(g)的物质的量浓度 D．平衡时WI2(g)的体积分数
②工业上利用上述反应原理提纯金属钨的示意图如右：
反应在真空石英管中进行，先在温度为T1端放入不纯W粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T2的一端得到纯净的晶体，则温度T1___________T2(填：“>”、“<”或“=”)。
（4）写出黑钨矿中FeWO4在步骤Ⅰ中反应的化学方程式__________________________。
【答案】 (1). 为提高水浸速率， 粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可 (2). 氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体 (3). 54g (4). 4∶1 (5). C (6). < (7). 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；
【解析】（1）粉碎、搅拌、升温等方法都可以达到目的；正确答案：粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可；
(2)①氢气的氧化产物为水，对环境无危害，且气体易与固体分离；而碳的氧化产物易产生一氧化碳，对环境有危害；正确答案：氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体；
② 根据电子守恒规律：设消耗金属铝xmol,钨由+6价降到0价。铝由0价升高到+3价；
3×x=6×1，x=2mol,m(Al)= 2×27=54g, 正确答案：54g；
（3）① W(s) + I2(g) WI2(g) △H<0。
起始量 2 0
变化量 2×20% 2×20%
平衡量 1.6 0.4
则平衡时c（I2(g)）∶c（WI2(g)）=4:1 ；
平衡常数为温度的函数，温度不变，平衡常数不变，A错误；增大反应物的浓度，反应速率加快，但不是成正比关系，B错误；该反应为反应前后气体的总量不变的反应，I2(g)的物质的量浓度增大2倍，相当于加压，平衡不动，平衡时I2(g)的物质的量浓度是原平衡的2倍，平衡时WI2(g)的体积分数保持不变；C正确，D错误；正确答案：4∶1 ；C；
② 碘单质受热易升华，温度升高，碘固体变为碘蒸气，从固体中分离；所以温度T1小于T2； 正确答案：<；
（4）黑钨矿在氢氧化钠、空气的条件下，高温发生反应，+2价铁变为+3价（氧化铁），发生氧化反应，氧由0价降低到-2价，发生还原反应，然后根据电子得失守恒进行配平，正确答案： 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；
3. 随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为了回收利用含钢催化剂(V2O5、VOSO4及不溶性杂质)，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺。该工艺的主要流程如图所示:
已知:部分含钒物质在水中的溶解性:
物质
V2O5
VOSO4
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
难溶
可溶
难溶
易溶
(1)由V2O5冶炼金属钒采用铝热剂法，反应的化学方程式为:___________
(2)V2O5通常用作为反应2SO2+O22SO3的理想催化剂，其催化的机理可能是加热时可逆地失去氧的原因，其过程可用两个化学方程式表示:_________、4V+5O22V2O5.
(3)反应①的目的是_________.
(4)将滤液1与滤液2混合后用氯酸钾氧化，氯元素被还原为最低价，其反应的离子方程式为______。
(5)反应③的沉淀率(又称沉钒率) 是回收钒的关键之一，下图是反应温度与沉钒率的关系图，则控制温度的方法是____________.
(6)反应④在NH4VO3的焙烧过程中，固体质量的减少值(纵坐标) 随温度变化的曲线如图2所示，则其分解过程中_______(填字母代号)。
A.先分解失去H2O，再分解失去NH3
B.先分解失去NH3， 再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O 和NH3
D.同时分解失去H2和N2和H2O
(7)全钒电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为VO2++V2++2H+VO2++H2O+V3+。电池充电时阳极的电极反应式为__________
【答案】 (1). 3V2O5+10Al6V+5A12O3 (2). 5SO2+V2O55SO3+2V (3). 将V2O5转化为可溶性的VOSO4 (4). C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1- (5). 将反应容器置于80℃的水浴中 (6). B (7). VO2++H2O-e- =VO2++2H+
【解析】
(1)高温下，用金属铝从活泼性比铝差的金属氧化物中置换出该金属，既为铝热剂法；正确答案：3V2O5+10Al 6V+5A12O3。
(2)用2SO2+O22SO3反应减去4V+5O22V2O5反应，消去氧气，即可得到第一个反应的方程式；正确答案：5SO2+V2O55SO3+2V。
(3) 根据题给信息，V2O5 不溶于水，因此在酸性条件下，用亚硫酸钠把 V2O5还原为可溶性的VOSO4，便于氯酸钾把VOSO4氧化为(VO2)2SO4；正确答案：将V2O5转化为可溶性的VOSO4 。
(4) 易溶于水VOSO4被氧化为易溶的(VO2)2SO4，而氯酸钾中氯元素被还原到Cl-；正确答案： C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-。
(5)从图像中看出，温度为80℃时，沉钒率最高，因此可以用水浴加热进行操作；正确答案：将反应容器置于80℃的水浴中。
(6)由图像中曲线变化可知：200℃时左右时，固体质量大约减少17克，应该为氨气的质量；400℃左右时，固体质量大约又减少18克，应该为水的质量；所以NH4VO3在焙烧过程中200℃时左右先失去氨；在400℃左右再失去水，最终NH4VO3在焙烧发生分解反应，最终产物为V2O5、NH3和H2O；正确答案：B。
(7)充电过程为电解的过程，阳极发生氧化反应，VO2+中钒为+4价，氧化为+5价的VO2+；正确答案：VO2++H2O-e- =VO2++2H+。
4. 二氧化锆(ZrO2)是最重要的氧离子固体电解质，用于制造燃料电池、氧气含量测定仪等。可由锆英砂（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2；含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质）通过如工艺流程法制得。
已知：①ZrO2具有两性，高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3，与酸反应生成ZrO2+。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。
金属离子
Fe3+
Al3+
ZrO2+
开始沉淀时pH
1.9
3.3
6.2
沉淀完全时pH
3.2
5.2
8.0
请回答下列问题：
（1）已知Zr元素的原子序数是40，请写出它在周期表中的位置：____________________________。
（2）烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为__________________________；滤渣1的化学式为__________。
（3）调节pH=a时，a的范围应该是__________________；用氨水调节pH=b时，所发生反应的离子方程式为_______________________________________。
（4）本题的流程中，一共有三步过滤操作，北中最后一步过滤所得的Zr(OH)4沉淀需要洗涤，证明该沉淀已经洗涤干净的最佳操作方法是：______________________________________。
（5）工业上用铝热法冶炼锆，写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式：________________。
（6）一种新型燃料电池用掺杂Y2O3 的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2-，一极通入空气，另一极通入乙烷，写出负极的电极反应式：________________________________。
【答案】 (1). 第五周期，ⅣB族 (2). ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3 +2CO2↑ (3). H2SiO3(或H4SiO4) (4). 5.2≤pH<6.2 (5). ZrO2+ +2NH3·H2O + H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ (6). 取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净 (7). 3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3 (8). 2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O
【解析】
已知Zr元素的原子核外电子排布由里往外依次为2、 8 、18、 10、 2，在周期表中的位置为第五周期，ⅣB族；正确答案：五周期，ⅣB族。
（2）ZrSiO4 与Na2CO3固体在高温下发生反应，生成Na2ZrO3 、Na2SiO3和CO2气体；正确答案：ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3+2CO2↑。硅酸钠溶液与过量的稀硫酸反应，生成硅酸或原硅酸沉淀，所以滤渣1为 H2SiO3(或H4SiO4)；正确答案：H2SiO3(或H4SiO4)。
（3）用氨水调节溶液的pH，目的是使Fe3+ 、 Al3+沉淀完全，以此达到除去两种离子的目的，根据图表信息可知：5.2≤pH<6.2； 根据流程可知用氨水调节pH=b时，溶液中的ZrO2+与氨水反应生成Zr(OH)4沉淀，；离子方程式为ZrO2+ +2NH3·H2O + H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ ；正确答案：5.2≤pH<6.2 ； ZrO2+ +2NH3·H2O+H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ 。
（4）ZrOSO4溶液与NH3·H2O反应生成Zr(OH)4和硫酸铵溶液，所以Zr(OH)4沉淀上可能附有硫酸铵，因此检验硫酸根离子是否存在就可以达到实验目的；正确答案：取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净。
（5）高温下，金属铝与氧化锆反应置生成锆和氧化铝；正确答案：3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3。
（6）乙烷燃料电池，乙烷在负极发生氧化反应，乙烷被氧化为CO2；正确答案：2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O。
点睛：第（6）问中，乙烷的极反应方程式的书写要注意Y2O3的ZrO2晶体作电解质，方程式中要体现出O2-的参与，不是酸性或碱性环境。
5. 含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CO及SiO2为原料制取Co3O4的一种工艺流程如下:
回答下列问题:
（1）CoC2O4中Co的化合价为_____。
（2）步骤②经溶解后过滤，滤渣1的主要成分为____(填化学式)，滤液中含有_____种阳离子。
（3）步骤③氧化对Fe2+全部转化为Fe3+，反应的离子方程式为_______，检验其是否已完全氧化自方法是______________。
（4）步骤国加Na2CO3溶液的目的是_____________，滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，则x=____，滤渣2中__________(填“含有”或“不含”Al(OH)3。
（5）某工厂用m1kg含钴催化剂废料Co2O3的质量分数为35%)制备Co3O4，最终得到产品m2kg,其产率为________(列出算式即可)。
【答案】 (1). +2 (2). SiO2 和CaSO4 (3). 6 (4). 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O (5). 取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案) (6). 调节溶液pH以除去Fe3+ (7). 12 (8). 含有 (9).
【解析】（1）草酸根离子C2O42-，所以Co的化合价为+2价；正确答案：+2。
（2）加入稀硫酸后，二氧化硅不与酸反应，滤渣为二氧化硅及微溶物硫酸钙；含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2，加入稀硫酸后，生成硫酸亚铁溶液、硫酸铁溶液、硫酸钴溶液、硫酸铝溶液；所以，滤液含有：Fe2+ Fe3+ Co3+ Al3+ H+ Ca2+等6种阳离子；滤渣为SiO2、CaSO4。正确答案：SiO2 和CaSO4 ； 6 。
中含有6种阳离子。
（3）氯酸钠溶液把亚铁离子氧化为铁离子，本身还原为氯离子；反应的离子方程式为：. 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；检验亚铁离子是否完全氧化为铁离子方法，加入酸性高锰酸钾溶液，如果溶液不褪色，氧化完全；正确答案：取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案)。
（4）步骤④加Na2CO3溶液的目的是，调整溶液的pH，使铁离子变为沉淀而除去；滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，根据化合价法则：Na元素为+1价、Fe为+3价、S042-为-2价，OH-为-1价，所以x=12；根据流程图看出，铝离子也已经沉淀，所以包含Al(OH)3沉淀；正确答案：调节溶液pH以除去Fe3+ ； 12 ； 含有。
（5）根据题给信息，钴元素的量守恒，得到产品的产率为(m2÷241×3)÷(m1×35%÷166) ×2×100%；正确答案：
6. 碲(Te)为第VIA元素，其单质凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥(主要成分为Cu2Te)中回收碲，
（1）“培烧”后,确主要以TeO2 形式存在，写出相应反应的离子方程式:________________________。
（2）为了选择最佳的培烧工艺进行了温度和硫酸加入量的条件试验，结果如下表所示:
温度/℃
硫酸加入量(理论量倍数)
浸出率/%
Cu
Te
450
1.25
77.3
2.63
460
1.00
80.29
2.81
1.25
89.86
2.87
1.50
92.31
7.70
500
1.25
59.83
5.48
550
1.25
11.65
10.63
则实验中应选择的条件为_________________，原因为______________________________。
（3）滤渣1在碱浸时发生的化学方程式为_____________________________。
（4）工艺（I）中，“还原”时发生的总的化学方程式为____________________________。
（5）由于工艺（I）中“氧化”对溶液和物料条件要求高。有研究者采用工艺（II）获得磅.则“电积”过程中，阴极的电极反应式为____________________________________。
（6）工业生产中，滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。
①滤液3 与滤液1合井。进入铜电积系统。该处理措施的优点为_____________________________。
②滤渣3中若含Au和Ag，可用_____将二者分离。(填字母)
A.王水 B.稀硝酸 C.浓氢氧化钠溶液 D.浓盐酸
【答案】 (1). Cu2Te+4H++2O22+TeO2+2H2O (2). 460℃，硫酸用量为理论量的1.25倍 (3). 该条件下,铜的浸出率高且碲的损失较低 (4). ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O (5). Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O (6). TeO32-+ 4e-+3H2O=Te+6OH- (7). CuSO4溶液回收利用，提高经济效益 (8). B
【解析】（1）Cu2Te在H2SO4条件下，与氧气在高温下反应生成TeO2和CuSO4，反应的离子方程式Cu2Te+4H++2O22Cu2++TeO2+2H2O；正确答案：Cu2Te+4H++2O22 Cu2++TeO2+2H2O 。
（2）从图表信息可知：当硫酸的量一定时，温度升高时，铜的浸出率降低；温度一定时，铜和Te的浸出率均增大。在460℃条件下，硫酸用量为理论量的1.25倍的条件下最佳，铜的浸出率高且Te 的损失较小；正确答案：460℃，硫酸用量为理论量的1.25倍；该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低。
（3）从流程可知，滤渣1为ToO2，它可与碱反应生成TeO32-；正确答案： ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O。
（4）从流程图可知：Na2TeO4被Na2SO3还原为Te，而Na2SO3被氧化为Na2SO4，总反应方程式：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O；正确答案：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4 +Te+H2O。
（5）根据反应ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，生成的TeO32-在阴极得电子被还原为Te，极反应方程式为：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- ；正确答案：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。
（6）①工业生产中，滤渣2为少量的氢氧化铜固体，经硫酸酸浸后得滤液硫酸铜，滤液1中主要成分也为硫酸铜，滤液3 与滤液1合并进入铜电积系统，提取金属铜，有效回收利用了硫酸铜，提高经济效益；正确答案：CuSO4溶液回收利用，提高经济效益。
②Au和Ag都与王水反应，与浓氢氧化钠溶液、.浓盐酸均不反应；但是Au与稀硝酸不反应而Ag可以反应，所以可以用稀硝酸将二者分离；正确答案： B。
7. 以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下：
已知：Cr2O72－+H2O 2CrO42－+2H+，Ksp[Cr(OH)3] =6.4×10－31，lg2 = 0.3
（1）步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有____、_____。（写2种）
（2）焙烧时Cr2O3被氧化成Na2CrO4，配平下面的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目：
Na2CO3+ Cr2O3+ O2 Na2CrO4 + CO2，______________
（3）流程中沉淀2为_________（填化学式）
（4）步骤④发生的反应中Cr2O72－和蔗糖（C12H22O11）的物质的量之比为_____。
（5）步骤⑤中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，pH至少调至____。
（6）滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为_________、________。
（7）另一种制取Cr(OH)3的工艺是将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr(OH)3，则NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为_____________________。。
【答案】 (1). 适当升温 (2). 粉碎铬矿石或搅拌等合理答案 (3). (4). H2SiO3 (5). 8:1 (6). 5.6 (7). (NH4)2SO4 (8). Na2SO4 (9). CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－
【解析】（1）步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温 、粉碎铬矿石或搅拌等；正确答案： 适当升温 、粉碎铬矿石。
（2）Cr元素由+3价升高到+6价，氧元素由0价降低到-2价，根据元素得失电子数相等规律，找出最小公倍数，填系数最后根据原子守恒进行其他物质的配平。根据所填系数，可知该反应共转移电子12e-；单线桥注意是还原剂把电子给了氧化剂；正确答案：
（3）二氧化硅与纯碱加热反应生成硅酸钠，加入稀硫酸后，产生了硅酸沉淀；正确答案：H2SiO3。
（4）根据流程分析看出：设Cr2O72－有xmol, C12H22O11有y mol，根据电子守恒：x×2×（6-3）=y×12×（4-0），解之得x：y=8:1；正确答案：8:1。
（5）根据Ksp[Cr(OH)3] = c(Cr3+)×c3(OH-)=10－5×c3(OH-)=6.4×10－31，c3(OH-)=6.4×10－26mol/L,c(OH-)=4×10－9mol/L, c(H+)=1/4×10-5mol/L, 已知lg2 = 0.3，pH=6-0.3=5.7；正确答案：5.6或5.7（近似值）
（6）整个流程中加入了碳酸钠、加入了硫酸，经过一系列反应后，溶液中剩下钠离子和硫酸根离子，加入氨水后，剩余铵根离子，因此滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为(NH4)2SO4 、 Na2SO4 ； 正确答案：NH4)2SO4 、Na2SO4。
（7）利用强酸制备弱酸的规律：NaCrO2溶液与过量CO2反应生成碳酸氢钠和Cr(OH)3，离子方程式：CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－；正确答案：CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－。
8. Ⅰ.次磷酸(H3PO2) 是一种精细磷化工产品，具有较强还原性:
（1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式_____________。
（2）H3PO2 及NaH2PO2 均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银。利用H3PO2 进行化学镀银反应中，当氧化产物为H3PO4 时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____.
Ⅱ.工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)，制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),流程如图:
（3）还原时，试剂X 若选用SO2，则反应后的阴离子是__________(填化学式)。
（4）从分离出滤渣Ⅱ后的滤液中得到产品，应进行的操作是_____、______、过滤、洗涤、干燥。
（5）七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O) 在医学上常用作补血剂。某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。
步骤a: 取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250mL 溶液;
步骤b: 取上述溶液25mL 于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.010mol/L 的KMnO4溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO4 溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO4 反应)，发生的反应为:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
步骤c: 重复“步骤b”2~3 次，平均消耗KMnO4 溶液20.00mL。
①步骤a 中配制溶液时需要的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还需要____、____。
②该补血剂中亚铁离子的含量为__________mg/片。
【答案】 (1). H3PO2H++H2PO2- (2). 4:1 (3). SO42- (4). 蒸发浓缩 (5). 冷却结晶 (6). 玻璃棒 (7). 250 mL 容量瓶 (8). 56
【解析】
（1）H3PO2是一元中强酸，为弱酸，部分电离出氢离子，其电离方程式：H3PO2H++H2PO2- ；正确答案：H3PO2H++H2PO2- 。
（2）Ag+为氧化剂，为xmol, H3PO2为还原剂，为ymol, 根据电子守恒可知：x×1=y×（5-1），所以x：y=4:1；正确答案：4:1。
（3）试剂X若选用,发生反应:，则阴离子为；正确答案：SO42- 。
（4）滤渣Ⅱ为氢氧化铝，即，滤液中含有硫酸亚铁，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到•；正确答案：蒸发浓缩 ；冷却结晶。
5）①配制溶液需要的玻璃仪器除有烧杯、胶头滴管、玻璃棒、250mL容量瓶；正确答案：玻璃棒 ；250mL容量瓶。
②根据反应关系可知：MnO4----5Fe2+，消耗n(MnO4-)=0.01×20×10-3=2×10-4mol，25 mL溶液中n(Fe2+)=5×2×10-4=10-3mol, 250mL溶液中n(Fe2+)=10-3×10=10-2mol,10片补血剂中含有n(Fe2+)=10-2mol, 1片补血剂样品中n(Fe2+)=10-3mol, m(Fe2+)=10-3×56=0.056g=56mg；正确答案：56。
9. 硫酸镍晶体（NiSO4•7H2O）可用于电镀工业，可用含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al、Fe的单质及其他不溶杂质（不溶于酸碱）。某小组通过查阅资料，设计了如下图所示的制备流程：
已知： Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15
（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是_______________________________。
（2）操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、________、________；操作c的名称为____________、____________、过滤、洗涤。
（3）固体①是______________；加H2O2的目的是（用离子方程式表示）_____________。
（4）调pH为2-3时所加的酸是________。
（5）操作b为调节溶液的pH，若经过操作b后溶液中c（Ni2＋）=2mol·L-1，当铁离子恰好完全沉淀溶液中c（Fe3＋）=1.0×10-5mol·L-1时，溶液中是否有Ni(OH)2沉淀生成？________（填“是”或“否”）。
（6）NiSO4•7H2O可用于制备镍氢电池（NiMH），镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型．NiMH中的M表示储氢金属或合金．该电池在放电过程中总反应的化学方程式是NiOOH+MH=Ni(OH)2+M，则NiMH电池充电过程中，阳极的电极反应式为_______。
【答案】 (1). 2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ (2). 漏斗 (3). 玻璃棒 (4). 蒸发浓缩 (5). 冷却结晶 (6). 不溶杂质 (7). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (8). 硫酸（H2SO4） (9). 否 (10). Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O
【解析】（1）镍废样品中只有金属铝与强碱溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；正确答案：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑。
（2）操作a为过滤，用到玻璃仪器有烧杯、漏斗 、玻璃棒；从溶液中得到硫酸镍晶体（NiSO4•7H2O），就需要制成高温时饱和溶液，然后再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；正确答案：漏斗 、玻璃棒；蒸发浓缩、冷却结晶。
（3）铁、镍溶于酸，只有杂质不溶于酸和碱，所以固体①是不溶杂质；溶液中存在有亚铁离子，加入H2O2的目的就是氧化亚铁离子变为铁离子，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；正确答案：不溶杂质；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
（4）最后要得到NiSO4•7H2O，为了不引入杂质离子，最好加入硫酸调溶液的pH；正确答案：硫酸（H2SO4）。
（5）：已知 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15；根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-5×c3(OH-)=4.0×10-38, c3(OH-)=4.0×10-33 mol·L-1, c(OH-)=1.6×10-11 mol·L-1, Ni(OH)2的浓度商QC= c(Ni2+)×c2(OH-)=2×（1.6×10-11）2=5.12×10-22< Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15，溶液中没有Ni(OH)2沉淀生成；正确答案：否。
（6）放电为原电池，充电为电解池，电解池阳极发生氧化反应，Ni(OH)2中Ni元素由+2价升高为NiOOH中的+3价，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O；正确答案：Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O。
10．纳米二氧化锆(ZrO2)是制备特种陶瓷(china)最重要的原料之一。由锆英石(主要成分为ZrSiO4)制备二氧化锆的工艺流程如图所示：
（1）写出“碱熔”时主要反应的化学方程式__________________________________。
（2）“水洗”所产生的“废液”主要成分为NaOH 和__________（填化学式），试写此成分的一种用途________________________________。
（3）写出“酸分解”生成ZrO2+反应的离子方程式__________________________________。
（4）根据图（1）分析ZrO2+浓度对ZrO2粒径的影响_____________________________________。
（5）ZrO2+溶液中常含有Fe3+（浓度为0.03mol·L-l），一般用草酸络合处理净化。若未净化处理直接加入氨水调节溶液pH，能否使ZrO2+完全转化为纯净的ZrO(OH)2沉淀，试通过计算说明。已知ZrO2+完全沉淀时浓度为1.0×10 -5 mol·L-l ，ZrO(OH)2、Fe(OH)3的Ksp分别为4.0×10-26、8.0×10-38，≈3.16。__________________________________________________。
（6）ZrO(OH)2煅烧制取纳米ZrO2时，升温速率与重量百分率之间的关系如图（2）所示。
煅烧时最佳升温速率为________________，理由是______________________。
【答案】 (1). ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O (2). NaSiO3 (3). 粘合剂（或防火剂等） (4). Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O (5). ZrO2+浓度越大ZrO2 粒径越大 (6). 当ZrO2+ 完全沉淀时，由Ksp[ZrO(OH)2]=c(ZrO2+)×c2 (OH-)= =1.0×10-5×c2(OH-)=4.0×10-26可知c(OH-)= =6.32×10-11。Qc[Fe(OH)3]=(Fe3+)×c3(OH-)= 0.03× (6.32×10-11)3= 7.57×10-33>Ksp[Fe(OH)3]= 8.0×10-38，此时Fe3+已经沉淀。因此，无法通过调节溶液pH 制得纯净的ZrO(OH) (7). 5℃/min (8). 在失重相同的情况下，升温速率快时，分解所需温度相对较高（其他合理答案均可，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小）
【解析】（1）ZrSiO4与NaOH加热反应生成Na2ZrO3和Na2SiO3，反应的化学方程式ZrSiO4+4NaOH= ZrSiO4+Na2SiO3+2H2O，正确答案：ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O。
（2）反应后产生的水溶性物质为NaOH和NaSiO3，NaSiO3的主要用途可以做建筑材料的粘合剂（或防火剂等）；正确答案：NaSiO3；粘合剂（或防火剂等）。
（3）Na2ZrO3在酸性条件下分解为Na2ZrO，反应的离子方程式为Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O；正确答案：Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O。
（4）根据图（1）分析可知，ZrO2+浓度越大ZrO2 粒径越大，正确答案：ZrO2+浓度越大ZrO2 粒径越大。
（5）当ZrO2+完全沉淀时，由Ksp[ZrO(OH)2]=c(ZrO2+)×c2 (OH-)= =1.0×10-5×c2(OH-)=4.0×10-26可知c(OH-)= =6.32×10-11。Qc[Fe(OH)3]=(Fe3+)×c3(OH-)= 0.03× (6.32×10-11)3= 7.57×10-33>Ksp[Fe(OH)3]= 8.0×10-38，此时Fe3+已经沉淀。因此，无法通过调节溶液pH制得纯净的ZrO(OH) ；正确答案：不能制得纯净的ZrO(OH)。
6）通过图（2）分析可知，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小，因此煅烧时最佳升温速率为5℃/min，正确答案：5℃/min； 在失重相同的情况下，升温速率快时，分解所需温度相对较高（其他合理答案均可，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小）。
11. 从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图:
已知: FeCl3在加热情况下与水反应生成Fe(OH)3。
回答下列问题:
(1)试剂a是________，过量的原因是__________。操作I用到的玻璃仪器是__________。
(2)滤液X、Z中都有同一种溶质，请设计实验验证该溶质的离子:___________
(3)向佛水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是____nm,检验溶液中Fe3+存在的试剂是_________(填物质名称)，证明Fe存在的现象是__________。电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶被与铜反应的离子方程式:______。
(4)若要验证溶液中不含Fe而只含有Fe2+，正确的实验操作方法及现象是___________。
(5)硫铁矿烧渣的主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，欲测定硫铁矿烧清中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤被中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg。计算该样品中Fe元素的质量分数为____。
【答案】 (1). Fe (2). 使氯化铁/氯化铜完全反应 (3). 烧杯、漏斗、玻璃棒 (4). 取未知液少量，滴加KSCN溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有Cl− (5). 1～100 (6). 硫氰化钾 (7). 溶液呈血红色 (8). 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ (9). 先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液 (10). ×100%=×100%
【解析】(1)通过整个流程可知，最后的产物为氯化铁晶体，因此工业废液中加入过量的铁粉，除去铜离子，试剂a是铁粉，铁粉过量，能够使氯化铁全部转化为氯化亚铁，氯化铜转化为氯化亚铁；操作I为过滤操作，用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；正确答案：Fe；使氯化铁/氯化铜完全反应；烧杯、漏斗、玻璃棒。
(2)滤液X、Z中都有同一种溶质氯化亚铁，检验该物质的方法分两种，一种检验亚铁离子，另外一种检验氯离子；亚铁离子检验可用氯水和硫氰化钾溶液，氯离子检验可用稀硝酸和硝酸银；正确答案：取未知液少量，滴加KSCN溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有Cl− 。
(3)向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系为胶体，粒子直径的范围是1nm--100 nm之间,检验溶液中Fe3+存在的试剂是硫氰化钾溶液，如果溶液变为血红色，证明Fe3+存在；FeCl3溶被与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式: . 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+；正确答案：1～100；硫氰化钾 ； 溶液呈血红色； 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ 。
(4) Fe3+遇到硫氰化钾溶液变为血红色，而Fe2+遇到硫氰化钾溶液没现象，再滴加氯水，溶液变为血红色，结论得证，正确答案：先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液。
(5)称取硫铁矿烧渣ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤被中加入足量的H2O2充分反应后把亚铁离子氧化为铁离子，加入NaOH溶液至不再继续产生氢氧化铁沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体氧化铁为bg；根据铁元素守恒规律：样品中的铁元素质量等于氧化铁中铁元素的质量，氧化铁中铁元素质量为b×56×2/160=0.7bg, 该样品中Fe元素的质量分数为0.7b/a×100%；正确答案：0.7b/a×100%。
12. 马日夫盐（Mn(H2PO4)2）是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿（主要成分为MnO2，还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3）为原料制备马日夫盐的流程如下：
（1）粉碎软锰矿制成矿浆的目的是_________________________________________，葡萄糖（C6H12O6）与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
（2）用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为_______________________________。
（3）已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示、“调pH并过滤”时，应调整的pH范围为____________，滤渣1的主要成分为_________（填化学式）。
金属离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe3+
1.8
3.2
Al3+
3.0
5.0
Fe2+
5.8
8.8
Mn2+
7.8
9.8
（4）加入磷酸后发生反应的化学方程式为_____________________________________。
（5）某工厂用上述流程制备马日夫盐，已知软锰矿中MnO2的含量为87%，整个流程中锰元素的损耗率为9%，则1t该软锰矿可制得马日夫盐__________t。
【答案】 (1). 增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率 (2). 12:1 (3). 2Fe3＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O (4). 5.0~7.8 (5). Fe(OH)3和Al(OH)3 (6). MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O (7). 2.59（或2.5935）
【解析】（1）粉碎软锰矿制成矿浆的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率； 由葡萄糖（C6H12O6）与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O可知：葡萄糖做还原剂，MnO2做氧化剂；根据电子守恒：设MnO2为xmol, （C6H12O6）ymol，2x=y×（4-0）×6；x/y=12:1,正确答案：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；12:1。
（2）反应中的亚铁离子在酸性条件下被双氧水氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O；正确答案：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。
（3）“调pH并过滤”时，主要除去铁离子和铝离子，变为沉淀而除去，根据表中数据可知应调整的pH范围为5.0--7.8，得到的沉淀（滤渣1）为Fe(OH)3和Al(OH)3 ；正确答案：5.0--7.8 ；Fe(OH)3和Al(OH)3。
（4）沉锰过程中形成碳酸锰沉淀，再加入磷酸，碳酸锰变为马日夫盐，反应的化学方程式为MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O ；正确答案：MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O。
（5）根据锰元素的量守恒规律：1t该软锰矿含有锰元素的量为：1×106×87%×（1-9%）÷87=0.0091×106mol, 马日夫盐Mn(H2PO4)2的量为0.0091×106mol,质量为0.0.0091×106×249=2.26×106g=2.26t；正确答案：2.26。
13. NaClO2是一种漂白、消毒剂,广泛应用于纸浆、棉纺等物质漂白。一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如下图所示：
已知:①纯净的ClO2因易分解而发生爆炸。
②NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体;高于38℃时析出
NaClO2晶体;高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。
试回答下列问题：
（1）向发生器中鼓入足量空气,其目的是____(选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,以增强酸性
b.稀释CO2气体,以防止发生爆炸
c.将发生器中气体全部吹出,以减少CO2损失
（2）吸收塔中反应的离子方程式为___
（3）CO2发生器中反应的化学方程式为___________
（4）从吸收塔中可获得 NaClO2溶液,从NaClO2溶液到NaCO2产品,经过的操作步骤依次为:①______℃下减压蒸发结晶;②________；③洗涤;④低温干燥,得到成品。
（5）“电解”中阳极的电极反应式是_________，阴极反应的主要产物是_________。
【答案】 (1). bc (2). 2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O (3). 2NaClO3＋SO2＋H2SO4 === 2ClO2＋2NaHSO4 (4). 38℃～60℃ (5). 过滤 (6). 2Clˉ－2eˉ = Cl2↑ (7). ClO2－（或NaClO2）
【解析】（1）通过流程过程可以看出，向发生器中鼓入足量空气，其目的是稀释CO2气体，以防止发生爆炸；将发生器中气体全部吹出，以减少CO2损失；发生器中已经加入硫酸了，酸性已经增强，所以将SO2氧化成SO3，以增强酸性是错误的；正确选项bc。
（2）ClO2与H2O2在碱性环境下，生成NaClO2，H2O2在该反应中做还原剂，被氧化为氧气，反应的离子方程式为2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O；正确答案：2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O。
（3）NaClO3具有氧化性，被还原为ClO2，SO2被氧化为硫酸根离子，产生ClO2化学方程式为2NaClO3＋SO2＋H2SO4 === 2ClO2＋2NaHSO4；正确答案：2NaClO3＋SO2＋H2SO4 === 2ClO2＋2NaHSO4。
（4）根据题给信息：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体；高于38℃时析出；NaClO2晶体高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl可知：从吸收塔中可获得 NaClO2溶液，从NaClO2溶液到NaCO2产品，经过的操作步骤依次为：①控温38℃～60℃下减压蒸发结晶；②过滤；③洗涤；④低温干燥，得到成品。正确答案：38℃～60℃ ； 过滤。
（5）电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阳极的电极反应式是2Clˉ－2eˉ = Cl2↑ ； ClO2在阴极得电子还原为ClO2－（或NaClO2）；正确答案：2Clˉ－2eˉ = Cl2↑；ClO2－（或NaClO2）。
14. 铵明矾［NH4Al(SO4)2·12H2O］是分析化学常用的基准试剂，工业上常用铝土矿（主要成分为Al2O3）来生产铵明矾，其中Z的水溶液可用于伤口消毒，其工艺流程图如下：
（1）写出反应Ⅱ的离子方程式____________________。
（2）25℃时，将0.2 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的Y溶液等体积混合，所得溶液的pH=5，则该温度下氨水的电离常数Kb≈_____________（忽略混合时溶液体积的变化）。
（3）从反应Ⅳ的铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为_____________、____________、过滤、洗涤（填操作名称）。
（4）“电解”时，用惰性材料作电极，则阳极电极反应式为__________________________。
（5）反应Ⅵ的化学方程式为______________________。
（6）废水中含有Fe2＋、Mn2+等金属离子对自然环境有严重的破坏作用，，可用(NH4)2S2O8氧化除去。写出Mn2+被氧化生成MnO2的离子方程式为__________________________________。Z也有较强氧化性，在实际生产中不用Z氧化Mn2+的原因是_______________________________________。
【答案】 (1). AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3- (2). 1×10-5 (3). 蒸发浓缩 (4). 冷却结晶 (5). 2SO42-—2e－ ＝ S2O82- (6). (NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H2O2 (7). S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓ (8). 锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多
【解析】（1）氧化铝与强碱溶液反应生成偏铝酸盐溶液，向溶液中通入足量二氧化碳气体生成氢氧化铝和碳酸氢盐，离子方程式AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；正确答案：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。
（2）根据题意可知，设溶液的体积均为1L，氨水和硫酸恰好完全反应生成硫酸铵0.1mol，根据水解反应NH4++H2ONH3∙H2O+H+可知：所得溶液的pH=5，c(H+)=10-5mol/L, c(NH3∙H2O)= 10-5mol/L, 两溶液等体积混合，所以c(NH4+)=0.1 mol/L,根据水解平衡常数计算公式可得：Kh=KW/Kb= c(NH3∙H2O) ×c(H+)/ c(NH4+), KW=10-14,所以带入数值后得Kb≈1×10-5；正确答案：1×10-5。
（3）先把铵明矾水溶液进行蒸发浓缩 ，再降温结晶，过滤、洗涤，得到该物质的晶体，实验操作依次为蒸发浓缩 、冷却结晶； 正确答案：蒸发浓缩 、冷却结晶。
（4）有反应III可知，氢氧化铝溶于硫酸溶液生成硫酸铝，所以试剂Y为硫酸溶液，通过流程看出，溶液中的氢离子得电子变为氢气，那么只有硫酸根离子失电子变为S2O82-，则阳极电极反应式为2SO42-—2e－＝ S2O82-；正确答案：2SO42-—2e－＝ S2O82-。
（5）根据流程图看出，(NH4)2S2O8与水反应生成NH4HSO4，再根据原子守恒规律，得另外一种物质为H2O2，反应Ⅵ的化学方程式为(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H2O2 ；正确答案：(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H 2O2。
（6）根据氧化还原反应规律：Mn2+被氧化生成MnO2，S2O82－被还原为SO42－，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒写出离子方程式为S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓；正确答案：S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓。过氧化氢也有较强氧化性，但在实际生产中不用Z氧化Mn2+，原因是锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；正确答案：锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多。
15. 镍度料中主要含有Ni,还有少量的Cu、Fe、Pb等。现从中制取Ni2O3,可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍镉碱性电池。生产流程见下：
已知0.010mol/L金属离子在不同pH下的沉淀情况如下：
Fe3+
Cu2+
Ni2+
Fe2+
开始沉淀pH
3.0
5.0
7.4
9.7
完全沉淀pH
4.0
6.5
9.0
11
回答下列问题：
（1）加入碳酸钙调pH的目的是____________，“沉渣2”的主要成分是____________，必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是_______________________。
（2）用离子方程式解释加入NH4F“除Ca”的过程___________________________。
（3） “酸浸”时参与反应的H2SO4与HNO3物质的量比保持为3∶2，此时Ni单质所发生的化学方程式为___________________________________________。
（4）“操作X”是__________、__________，煅烧时产生两种气体的成分是________________。
（5）向NiO中加入盐酸溶解，待完全溶解后，加入足量NaOH溶液，再加入NaClO溶液，写出其中和NaClO相关的反应的离子方程式为_____________________。
（6）根据上表数据，计算当0.010mol/LNiSO4溶液中Ni2+完全沉淀时的c(Ni2+)=________mol/L。
【答案】 (1). 提高溶液pH,去除Fe3+ (使之转化为Fe(OH)3) (2). CuS (3). “除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀 (4). Ca2++2F-=CaF2↓ (5). 3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O (6). 过滤 (7). 洗涤 (8). CO、CO2 (9). 2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O (10). 10-52
【解析】（1）铁能够和盐酸反应生成亚铁离子，被双氧水氧化为铁离子，然加入碳酸钙调pH，使铁离子变为沉淀而除去；铜和混合酸反应生成铜离子，加入硫化氢后产生硫化铜沉淀，得到“沉渣2”； 必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是“除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀；正确答案：提高溶液pH，去除Fe3+ (使之转化为Fe(OH)3) ；CuS； “除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀。
（2）溶液中的氟离子与钙离子反应生成氟化钙沉淀，达到除钙的目的；离子方程式为Ca2++2F-=CaF2↓；正确答案：Ca2++2F-=CaF2↓。
（3）假设H2SO4与HNO3物质的量分别为3mol,2mol；两种混合酸提供氢离子8mol，,2mol硝酸根离子全部被还原为2mol一氧化氮，转移电子总数为6mol；镍在反应中被氧化为硫酸镍，根据电子守恒可知，消耗金属镍3mol；根据上述反应关系，该反应化学方程式为：3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O；正确选项：3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O。
（4）滤液中加入草酸形成草酸镍固体，然后进行过滤、洗涤操作；草酸镍煅烧后变为三氧化二镍、一氧化碳和二氧化碳气体；正确答案：过滤；洗涤；CO、CO2。
（5）向NiO中加入盐酸溶解，待完全溶解后生成氯化镍，氯化镍在碱性环境下被次氯酸钠氧化为三氧化二镍、次氯酸钠被还原为氯化钠，离子方程式为：2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O ；正确答案：2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O。
16. 铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。
I.(1)铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4。Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为_____________________________。
II.以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)为原料制务高纯PbO，其主要流程如下：
(2)“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成1molPbSO4 时转移电子的物质的量为____mol。
(3)已知:PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡:PbO(s) +NaOH(aq)=NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示:
结合上述信息，完成由粗品PbO(所含杂质不溶于NaOH溶液)得到高纯PbO的操作:将粗品PbO溶解在一定量_________(填“35%”或“10%”)的NaOH 溶液中，加热至110℃，充分溶解后，___________(填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”)，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。
(4)工业上利用硫化氢除去滤液A 中少量的Pb2+，发生的反应为Pb2++H2SPbS↓+2H+，该反应的平衡常数为_____________。(H2S的Ka1=1.5×10-7，Ka2=7.0×10-15，PbS的Ksp=8.4×10-28)
(5)将粗品PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示:
①阴极的电极反应式为________________________；
②当有2.07gPb生成时，通过质子交换膜的n(H+)=______________。
【答案】 (1). Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O (2). 1 (3). 35% (4). 趁热过滤 (5). 1.25×106 (6). PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- (7). 0.02mol
【解析】I.(1) Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成硝酸铅和二氧化铅，其反应的化学方程式为：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O；正确答案：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O。
II. (2) Pb+PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O,每生成2molPbSO4，转移电子2mol，生成1molPbSO4时转移电子的物质的量为1mol；正确答案：1。
（3）根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线特点可以知道浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，因此加热至较高温度，充分溶解，然后再高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体；正确答案：35% ；趁热过滤。
(4)反应的平衡常数为c2(H+)/c(Pb2+)×c(H2S)= c(H+)×c(HS-)×c(H+)×c(S2-)/ c(H2S) ×c(HS-) ×c(S2-)= Ka1×Ka2/Ksp=1.5×10-7×7.0×10-15/8.4×10-28=1.25×106；正确答案：1.25×106。
(5)①电解池的阴极发生还原反应：PbCl2-4得电子还原为Pb，电极反应式为PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；正确答案：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-。
②当有2.07gPb（即0.01mol）生成时，根据PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-反应可知转移电子0.02 mol，通过质子交换膜的n(H+)=0.02mol；正确答案：0.02mol。
17. 钼(Mo)是一种重要的过渡金属元素,常见化合价为+6、+5、+4,金属钼广泛用于冶金、机械制造、电子、照明及一些高科技领域。钼酸钠(Na2MoO4)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,也可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料等。如图是化工生产中制备金属钼和钼酸钠的主要流程图,已知钼精矿的主要成分为MoS2,钼酸难溶于水。
(1)MoS2焙烧时反应的化学方程式为________；产生的尾气对环境的主要危害是_______。
(2)操作1中,粗产品中的MoO3与Na2CO3溶液充分反应后,生成Na2MoO4和另外一种物质,该物质的电子式为_____。粗产品经过充分碱浸后所得的碱浸液中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol·L-1，c(SO42-)=0.05mol·L-1。结晶前应先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当BaMoO4,开始沉淀时,SO42-的去除率为___。已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8
(3)该流程中操作2为过滤,如果在实验室模拟该操作时,发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度分析,可能的原因是_______________________________。
(4)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用,但达到一定次数后必须净化处理,原因______________________________________。
(5)工业上由MoO3制备Mo粉也常用铝热反应,写出该反应的方程式_______________。
(6)操作3在碱性条件下,将钼精矿加入到足量的NaC1O溶液中,也可以制备钼酸钠。该反应的离子方程式为___________________________________。
【答案】 (1). (2). 形成酸雨 (3). (4). 97.8% (5). 过滤时漏斗中的液面高于滤纸边缘或玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸 (6). 使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶会析出杂质，影响产品纯度 (7). (8).
【解析】根据流程图可知：MoS2焙烧时产生MoO3和SO2，反应的化学方程式为；反应产生的SO2排放到大气中，形成酸雨；正确答案：；形成酸雨。
(2)根据MoO3与Na2CO3溶液充分反应生成Na2MoO4可知该反应为非氧化还原反应，根据原子守恒可知，反应生成另外一种物质为二氧化碳，电子式为；根据Ksp(BaMoO4)=c(Ba2+)×c(MoO42-)=4.0×10-8，当c(MoO42-)=0.40mol·L-1时，c(Ba2+)=10-7 mol·L-1，根据Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)×c（SO42-）=1.1×10-10,把c(Ba2+)=10-7 mol·L-1带入上式，c（SO42-）=2.2×10-2 mol·L-1，生成硫酸钡沉淀的硫酸根离子的浓度为0.05-2.2×10-2 mol·L-1，当BaMoO4开始沉淀时SO42-的去除率为（0.05-2.2×10-2）/0.05×100%=97.8% ；正确答案：； 97.8%。
(3)该流程中操作2为过滤，发现滤液中有少量浑浊，可能的原因是过滤时漏斗中的液面高于滤纸边缘或玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸；正确答案：过滤时漏斗中的液面高于滤纸边缘或玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸。
(4)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶会析出杂质，影响产品纯度；正确答案：使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶会析出杂质，影响产品纯度。
(5)金属铝与MoO3高温下反应生成氧化铝和Mo，反应的方程式：；正确答案：。
(6)次氯酸钠具有强氧化性，能够把MoS2在碱性环境下氧化为MnO4- 和SO42-，反应的离子方程式为；正确答案：。
18. 钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源、化工等领域。目前工业上使用一种新工艺，以便从冶炼铝的固体废料一赤泥中提取金属钒，赤泥主要含有Fe2O3、Al2O3、V2O5和CuO，具体工艺流程图如下:
已知:钒有多种价态，其中+5 价最稳定。钒在溶液中主要以VO2+和VO3-的形式存在，且存在平衡VO2++H2OVO3-+2H+。回答下列问题:
(1)磁性产品的化学式为_________________________。
(2)赤泥加入NaOH溶液，发生的离子反应方程式为___________________。能否用氨水代替NaOH溶液，___________(填“能”或“不能”)，理由是___________________________________________。
(3)滤液1生成沉淀的离子反应方程式为_________________________________________。
(4)调至pH=8 的目的有两个，一是___________________，二是使VO2+转化为VO3-，此时溶液中VO2+和VO3-的物质的量之比为a:b，VO2++H2OVO3-+2H+的平衡常数K=____________________。
(5)滤液2 加氯化铵生成NH4VO3 的离子方程式为__________________________，该反应能发生是因为__________________________________________。
【答案】 (1). Fe3O4 (2). Al2O3+2OH==2A1O2 +H2O (3). 不能 (4). Al2O3不溶于氨水 (5). AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3- (6). 除去铜离子 (7). (b×10-16)/a (8). VO3+NH4+=NH4VO3↓ (9). NH4VO3难溶
【解析】(1)四氧化三铁具有铁磁性，化学式为Fe3O4 ；正确答案：Fe3O4。
(2)从样品中分析可知，赤泥主要含有Fe2O3、Al2O3、V2O5和CuO，其中能与强碱溶液反应的只有氧化铝，反应生成偏铝酸钠和水，离子反应方程式为：Al2O3+2OH-=2A1O-2+H2O；氧化铝只能与强酸、强碱反应，不与弱碱反应；所以不能用氨水代替NaOH溶液；正确答案：Al2O3+2OH==2A1O2+H2O ； 不能 ；Al2O3不溶于氨水。
(3) 滤液1为偏铝酸钠溶液，通入足量的二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子反应方程式为：AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-；正确答案：AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-。
(4) 赤泥主要含有Fe2O3、Al2O3、V2O5和CuO，加入碱溶解后，氧化铝变为偏铝酸盐进入溶液6中，氧化铁被还原为铁而除去，氧化铜还原为铜经过处理后变为硫酸铜溶液，调至溶液的pH=8，使溶液中的铜离子变为沉淀而除去；根据平衡VO2++H2OVO3-+2H+，溶液变为碱性后，中和了氢离子，平衡右移，使VO2+转化为VO3-，溶液的pH=8，c(OH-)=10-6mol/L, c(H+)=10-8 mol/L, 此时溶液中VO2+和VO3-的物质的量之比为a:b K=c(H+)2×c(VO3-)/ c( VO2+)=10-16×b/a；所以VO2++H2OVO3-+2H+的平衡常数K=(b×10-16)/a ；正确答案：(b×10-16)/a 。
(5)滤液2中含有VO-3，加氯化铵反应生成溶解度小的NH4VO3，离子方程式为VO-3+NH4+=NH4VO3↓；该反应能发生是因为NH4VO3难溶；正确答案：VO-3+NH4+=NH4VO3↓；NH4VO3难溶。
19. 电解法生产锰时会产生大量的阳极泥，其主要成分为MnO2和Pb，还含有少量其他金属化合物。下图是回收电解锰阳极泥生产MnCO3的工艺流程。
已知：Al(OH)3、Mn(OH)2、MnCO3的Ksp分别为1.0×10-33、1.9×10-13、2.2×10-11。
(l)“还原酸浸”时氧化产物为CO2，发生反应的化学方程式为____。
(2)“还原酸浸”实验中，锰的浸出率结果如图所示。由图可知，所采用的最佳实验条件为 ____ 。
(3)滤液l中的阳离子组成见下表：
组成
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
浓度/(mol·L-1)
0.85
2.4×10-3
1.0×10-2
2.0×10-3
“除杂”时先加MnO2，MnO2的作用为 ___。
再加氨水调节pH使杂质离子沉淀完全，通过计算说明Al3+沉淀完全时Mn2+是否开始沉淀 ___。
(4)“沉锰”时发生反应的离子方程式为 ___。
(5)“沉锰”的关键操作有2点：①将NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反应终点pH=7。如果颠倒试剂滴加顺序，将MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反应终点pH>7可能造成同样的后果，该后果是____；如粜反应终点pH<7，可能的后果是______。
(6)从滤液2中回收得到的副产品的用途为________。
【答案】 (1). 12MnO2 + C6H12O6+ 12H2SO4= 12MnSO4 + 6CO2↑+ 18H2O (2). 90min，80℃ (3). 将Fe2+氧化为Fe3+ (4). Al3+沉淀完全时，c(OH-)=，此时，Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[ Mn(OH )2 ]
(2) “还原酸浸”实验中，用的时间越短，温度越高，锰的浸出率越高，效果越好；根据图示可知，所采用的最佳实验条件为90min，80℃ ；正确答案：90min，80℃。
(3)根据图表信息可知，MnO2 具有氧化性，“除杂”时先加MnO2，能够把Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶液的pH使铁离子沉淀下来；再加氨水调节pH使杂质离子Al3+沉淀完全，计算过程如下：Al3+沉淀完全时，c(OH-)=，此时Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]
(5)“沉锰”的关键操作有2点：①将NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反应终点pH=7。如果颠倒试剂滴加顺序，将MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反应终点pH>7可能造成同样的后果，该后果是可能产生Mn(OH)2沉淀,造成MnCO3纯度降低；如果反应终点pH<7，酸性增强，可能的后果是MnCO3可能溶解，造成产率降低；正确答案：可能产生Mn(O)2沉淀,造成MnCO3纯度降低； MnCO3可能溶解，造成产率降低。
(6) “沉锰”过程中除了生成碳酸锰外还有硫酸铵溶液存在于滤液中，回收硫酸铵可以作氮肥；正确答案：作氮肥。
题专训练10 化工流程
1. 锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：
已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；
②常温下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；
③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。
（1）滤渣1中除了S之外，还有___________（填化学式）。
（2）“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_______________。
（3）“还原”时，被Sb还原的物质为___________（填化学式）。
（4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于_________；所加Na2S也不宜过多，其原因为_____________________________。
（5）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_________。
（6）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示：
该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，Cl-向_____（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为_________。
【答案】 (1). SiO2 (2). Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S (3). SbCl5 (4). 9.04×10-24 mol·L-1 (5). 产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3 (6). 3︰2 (7). 下 (8). Mg -2e-＝Mg2+
【解析】（1）二氧化硅与盐酸不反应；正确答案：SiO2；
（2）根据题给信息，Sb2S3与SbCl5反应生成单质硫，浸出液中含有SbCl3；因此反应产生SbCl3和S；正确答案：Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S；
（3）SbCl5 中+价Sb 被还原到+3价；正确答案：SbCl5；
（4）由Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29可知，Ksp(PbS)较大，在保证PbS沉淀的前提下，CuS已经沉淀；所以：Ksp(PbS)=9.04×10-29=c(Pb2+)c(S2-)=1.0×10-5×c(S2-)；解出c(S2-)=9.04×10-24 mol/L；正确答案：9.04×10-24；加入过多的Na2S，硫离子与Sb3+形成Sb2S3或者硫离子与氢离子结合成硫化氢气体等；正确答案：产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3；
（5）+3价Sb被氧化到+5价，还原到0价；根据电子得失守恒规律：被氧化的Sb与被还原的Sb的量之比为3:2；正确答案：3:2；
（6）根据电流方向可知：镁-锑液态金属极为正极，液镁为负极；放电时，氯离子向负极移动，充电时，氯离子向阳极移动，向镁-锑液态金属极方向移动；放电时溶液中的镁离子得电子变为金属镁；正极反应： Mg2++2e-＝Mg；正确答案：下；Mg2++2e-＝Mg。
2. 钨有“光明使者”的美誉,在自然界中主要以钨(+6价)酸盐的形式存在，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe、Mn)WO4,钨酸(B)酸性很弱，难溶于水，黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法，第二阶段则是用还原剂还原出金属钨。化合物A、B、C含有同一元素。请回答下列问题：
（1）为提高水浸速率，采取的措施为___________________(写两种)。
（2）用还原剂还原出金属钨。
①碳和氢气均可还原化合物C得钨,用氢气比用碳更具有优点,其理由是___________。
②如果用金属铝与化合物C反应,还原出1mol钨至少需要铝的质量为___________。
（3）利用“化学蒸气转移法”提纯金属钨的反应原理为：W(s)+I2(g)WI2(g) △H<0。
①一定温度下,向某恒容密闭容器中加入2molI2(g)和足量W(s)达平衡后,I2(g)的转化率为20%，则平衡时c[I2(g)]∶c[WI2(g)]=___________;相同条件下，若开始加入I2(g)的物质的量变为原来2倍，则下列数值是原来2倍的有___________(填标号)。
A．平衡常数 B．达到平衡的时间
C．I2(g)的物质的量浓度 D．平衡时WI2(g)的体积分数
②工业上利用上述反应原理提纯金属钨的示意图如右：
反应在真空石英管中进行，先在温度为T1端放入不纯W粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T2的一端得到纯净的晶体，则温度T1___________T2(填：“>”、“<”或“=”)。
（4）写出黑钨矿中FeWO4在步骤Ⅰ中反应的化学方程式__________________________。
【答案】 (1). 为提高水浸速率， 粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可 (2). 氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体 (3). 54g (4). 4∶1 (5). C (6). < (7). 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；
【解析】（1）粉碎、搅拌、升温等方法都可以达到目的；正确答案：粉碎、搅拌、升高水温等中的两种即可；
(2)①氢气的氧化产物为水，对环境无危害，且气体易与固体分离；而碳的氧化产物易产生一氧化碳，对环境有危害；正确答案：氢气易与产物钨分离且不产生有毒气体；
② 根据电子守恒规律：设消耗金属铝xmol,钨由+6价降到0价。铝由0价升高到+3价；
3×x=6×1，x=2mol,m(Al)= 2×27=54g, 正确答案：54g；
（3）① W(s) + I2(g) WI2(g) △H<0。
起始量 2 0
变化量 2×20% 2×20%
平衡量 1.6 0.4
则平衡时c（I2(g)）∶c（WI2(g)）=4:1 ；
平衡常数为温度的函数，温度不变，平衡常数不变，A错误；增大反应物的浓度，反应速率加快，但不是成正比关系，B错误；该反应为反应前后气体的总量不变的反应，I2(g)的物质的量浓度增大2倍，相当于加压，平衡不动，平衡时I2(g)的物质的量浓度是原平衡的2倍，平衡时WI2(g)的体积分数保持不变；C正确，D错误；正确答案：4∶1 ；C；
② 碘单质受热易升华，温度升高，碘固体变为碘蒸气，从固体中分离；所以温度T1小于T2； 正确答案：<；
（4）黑钨矿在氢氧化钠、空气的条件下，高温发生反应，+2价铁变为+3价（氧化铁），发生氧化反应，氧由0价降低到-2价，发生还原反应，然后根据电子得失守恒进行配平，正确答案： 4FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；
3. 随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为了回收利用含钢催化剂(V2O5、VOSO4及不溶性杂质)，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺。该工艺的主要流程如图所示:
已知:部分含钒物质在水中的溶解性:
物质
V2O5
VOSO4
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
难溶
可溶
难溶
易溶
(1)由V2O5冶炼金属钒采用铝热剂法，反应的化学方程式为:___________
(2)V2O5通常用作为反应2SO2+O22SO3的理想催化剂，其催化的机理可能是加热时可逆地失去氧的原因，其过程可用两个化学方程式表示:_________、4V+5O22V2O5.
(3)反应①的目的是_________.
(4)将滤液1与滤液2混合后用氯酸钾氧化，氯元素被还原为最低价，其反应的离子方程式为______。
(5)反应③的沉淀率(又称沉钒率) 是回收钒的关键之一，下图是反应温度与沉钒率的关系图，则控制温度的方法是____________.
(6)反应④在NH4VO3的焙烧过程中，固体质量的减少值(纵坐标) 随温度变化的曲线如图2所示，则其分解过程中_______(填字母代号)。
A.先分解失去H2O，再分解失去NH3
B.先分解失去NH3， 再分解失去H2O
C.同时分解失去H2O 和NH3
D.同时分解失去H2和N2和H2O
(7)全钒电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为VO2++V2++2H+VO2++H2O+V3+。电池充电时阳极的电极反应式为__________
【答案】 (1). 3V2O5+10Al6V+5A12O3 (2). 5SO2+V2O55SO3+2V (3). 将V2O5转化为可溶性的VOSO4 (4). C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1- (5). 将反应容器置于80℃的水浴中 (6). B (7). VO2++H2O-e- =VO2++2H+
【解析】
(1)高温下，用金属铝从活泼性比铝差的金属氧化物中置换出该金属，既为铝热剂法；正确答案：3V2O5+10Al 6V+5A12O3。
(2)用2SO2+O22SO3反应减去4V+5O22V2O5反应，消去氧气，即可得到第一个反应的方程式；正确答案：5SO2+V2O55SO3+2V。
(3) 根据题给信息，V2O5 不溶于水，因此在酸性条件下，用亚硫酸钠把 V2O5还原为可溶性的VOSO4，便于氯酸钾把VOSO4氧化为(VO2)2SO4；正确答案：将V2O5转化为可溶性的VOSO4 。
(4) 易溶于水VOSO4被氧化为易溶的(VO2)2SO4，而氯酸钾中氯元素被还原到Cl-；正确答案： C1O3 -+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-。
(5)从图像中看出，温度为80℃时，沉钒率最高，因此可以用水浴加热进行操作；正确答案：将反应容器置于80℃的水浴中。
(6)由图像中曲线变化可知：200℃时左右时，固体质量大约减少17克，应该为氨气的质量；400℃左右时，固体质量大约又减少18克，应该为水的质量；所以NH4VO3在焙烧过程中200℃时左右先失去氨；在400℃左右再失去水，最终NH4VO3在焙烧发生分解反应，最终产物为V2O5、NH3和H2O；正确答案：B。
(7)充电过程为电解的过程，阳极发生氧化反应，VO2+中钒为+4价，氧化为+5价的VO2+；正确答案：VO2++H2O-e- =VO2++2H+。
4. 二氧化锆(ZrO2)是最重要的氧离子固体电解质，用于制造燃料电池、氧气含量测定仪等。可由锆英砂（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2；含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质）通过如工艺流程法制得。
已知：①ZrO2具有两性，高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3，与酸反应生成ZrO2+。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。
金属离子
Fe3+
Al3+
ZrO2+
开始沉淀时pH
1.9
3.3
6.2
沉淀完全时pH
3.2
5.2
8.0
请回答下列问题：
（1）已知Zr元素的原子序数是40，请写出它在周期表中的位置：____________________________。
（2）烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为__________________________；滤渣1的化学式为__________。
（3）调节pH=a时，a的范围应该是__________________；用氨水调节pH=b时，所发生反应的离子方程式为_______________________________________。
（4）本题的流程中，一共有三步过滤操作，北中最后一步过滤所得的Zr(OH)4沉淀需要洗涤，证明该沉淀已经洗涤干净的最佳操作方法是：______________________________________。
（5）工业上用铝热法冶炼锆，写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式：________________。
（6）一种新型燃料电池用掺杂Y2O3 的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2-，一极通入空气，另一极通入乙烷，写出负极的电极反应式：________________________________。
【答案】 (1). 第五周期，ⅣB族 (2). ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3 +2CO2↑ (3). H2SiO3(或H4SiO4) (4). 5.2≤pH<6.2 (5). ZrO2+ +2NH3·H2O + H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ (6). 取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净 (7). 3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3 (8). 2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O
【解析】
已知Zr元素的原子核外电子排布由里往外依次为2、 8 、18、 10、 2，在周期表中的位置为第五周期，ⅣB族；正确答案：五周期，ⅣB族。
（2）ZrSiO4 与Na2CO3固体在高温下发生反应，生成Na2ZrO3 、Na2SiO3和CO2气体；正确答案：ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3+2CO2↑。硅酸钠溶液与过量的稀硫酸反应，生成硅酸或原硅酸沉淀，所以滤渣1为 H2SiO3(或H4SiO4)；正确答案：H2SiO3(或H4SiO4)。
（3）用氨水调节溶液的pH，目的是使Fe3+ 、 Al3+沉淀完全，以此达到除去两种离子的目的，根据图表信息可知：5.2≤pH<6.2； 根据流程可知用氨水调节pH=b时，溶液中的ZrO2+与氨水反应生成Zr(OH)4沉淀，；离子方程式为ZrO2+ +2NH3·H2O + H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ ；正确答案：5.2≤pH<6.2 ； ZrO2+ +2NH3·H2O+H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ 。
（4）ZrOSO4溶液与NH3·H2O反应生成Zr(OH)4和硫酸铵溶液，所以Zr(OH)4沉淀上可能附有硫酸铵，因此检验硫酸根离子是否存在就可以达到实验目的；正确答案：取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净。
（5）高温下，金属铝与氧化锆反应置生成锆和氧化铝；正确答案：3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3。
（6）乙烷燃料电池，乙烷在负极发生氧化反应，乙烷被氧化为CO2；正确答案：2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O。
点睛：第（6）问中，乙烷的极反应方程式的书写要注意Y2O3的ZrO2晶体作电解质，方程式中要体现出O2-的参与，不是酸性或碱性环境。
5. 含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CO及SiO2为原料制取Co3O4的一种工艺流程如下:
回答下列问题:
（1）CoC2O4中Co的化合价为_____。
（2）步骤②经溶解后过滤，滤渣1的主要成分为____(填化学式)，滤液中含有_____种阳离子。
（3）步骤③氧化对Fe2+全部转化为Fe3+，反应的离子方程式为_______，检验其是否已完全氧化自方法是______________。
（4）步骤国加Na2CO3溶液的目的是_____________，滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，则x=____，滤渣2中__________(填“含有”或“不含”Al(OH)3。
（5）某工厂用m1kg含钴催化剂废料Co2O3的质量分数为35%)制备Co3O4，最终得到产品m2kg,其产率为________(列出算式即可)。
【答案】 (1). +2 (2). SiO2 和CaSO4 (3). 6 (4). 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O (5). 取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案) (6). 调节溶液pH以除去Fe3+ (7). 12 (8). 含有 (9).
【解析】（1）草酸根离子C2O42-，所以Co的化合价为+2价；正确答案：+2。
（2）加入稀硫酸后，二氧化硅不与酸反应，滤渣为二氧化硅及微溶物硫酸钙；含钴催化剂废料(含Fe3O4、Co2O3、Al2O3、CaO及SiO2，加入稀硫酸后，生成硫酸亚铁溶液、硫酸铁溶液、硫酸钴溶液、硫酸铝溶液；所以，滤液含有：Fe2+ Fe3+ Co3+ Al3+ H+ Ca2+等6种阳离子；滤渣为SiO2、CaSO4。正确答案：SiO2 和CaSO4 ； 6 。
中含有6种阳离子。
（3）氯酸钠溶液把亚铁离子氧化为铁离子，本身还原为氯离子；反应的离子方程式为：. 6Fe2++6H++ClO3-=6Fe3++Cl-+3H2O；检验亚铁离子是否完全氧化为铁离子方法，加入酸性高锰酸钾溶液，如果溶液不褪色，氧化完全；正确答案：取少量上层清液，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，观察有无蓝色沉淀(或滴入酸性高锰酸钾溶液，振荡，观察溶液紫色是否褪去等合理答案)。
（4）步骤④加Na2CO3溶液的目的是，调整溶液的pH，使铁离子变为沉淀而除去；滤渣2中含有Na2Fe6(S04)4(OH)x，根据化合价法则：Na元素为+1价、Fe为+3价、S042-为-2价，OH-为-1价，所以x=12；根据流程图看出，铝离子也已经沉淀，所以包含Al(OH)3沉淀；正确答案：调节溶液pH以除去Fe3+ ； 12 ； 含有。
（5）根据题给信息，钴元素的量守恒，得到产品的产率为(m2÷241×3)÷(m1×35%÷166) ×2×100%；正确答案：
6. 碲(Te)为第VIA元素，其单质凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥(主要成分为Cu2Te)中回收碲，
（1）“培烧”后,确主要以TeO2 形式存在，写出相应反应的离子方程式:________________________。
（2）为了选择最佳的培烧工艺进行了温度和硫酸加入量的条件试验，结果如下表所示:
温度/℃
硫酸加入量(理论量倍数)
浸出率/%
Cu
Te
450
1.25
77.3
2.63
460
1.00
80.29
2.81
1.25
89.86
2.87
1.50
92.31
7.70
500
1.25
59.83
5.48
550
1.25
11.65
10.63
则实验中应选择的条件为_________________，原因为______________________________。
（3）滤渣1在碱浸时发生的化学方程式为_____________________________。
（4）工艺（I）中，“还原”时发生的总的化学方程式为____________________________。
（5）由于工艺（I）中“氧化”对溶液和物料条件要求高。有研究者采用工艺（II）获得磅.则“电积”过程中，阴极的电极反应式为____________________________________。
（6）工业生产中，滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。
①滤液3 与滤液1合井。进入铜电积系统。该处理措施的优点为_____________________________。
②滤渣3中若含Au和Ag，可用_____将二者分离。(填字母)
A.王水 B.稀硝酸 C.浓氢氧化钠溶液 D.浓盐酸
【答案】 (1). Cu2Te+4H++2O22+TeO2+2H2O (2). 460℃，硫酸用量为理论量的1.25倍 (3). 该条件下,铜的浸出率高且碲的损失较低 (4). ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O (5). Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O (6). TeO32-+ 4e-+3H2O=Te+6OH- (7). CuSO4溶液回收利用，提高经济效益 (8). B
【解析】（1）Cu2Te在H2SO4条件下，与氧气在高温下反应生成TeO2和CuSO4，反应的离子方程式Cu2Te+4H++2O22Cu2++TeO2+2H2O；正确答案：Cu2Te+4H++2O22 Cu2++TeO2+2H2O 。
（2）从图表信息可知：当硫酸的量一定时，温度升高时，铜的浸出率降低；温度一定时，铜和Te的浸出率均增大。在460℃条件下，硫酸用量为理论量的1.25倍的条件下最佳，铜的浸出率高且Te 的损失较小；正确答案：460℃，硫酸用量为理论量的1.25倍；该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低。
（3）从流程可知，滤渣1为ToO2，它可与碱反应生成TeO32-；正确答案： ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O。
（4）从流程图可知：Na2TeO4被Na2SO3还原为Te，而Na2SO3被氧化为Na2SO4，总反应方程式：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O；正确答案：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4 +Te+H2O。
（5）根据反应ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，生成的TeO32-在阴极得电子被还原为Te，极反应方程式为：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- ；正确答案：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。
（6）①工业生产中，滤渣2为少量的氢氧化铜固体，经硫酸酸浸后得滤液硫酸铜，滤液1中主要成分也为硫酸铜，滤液3 与滤液1合并进入铜电积系统，提取金属铜，有效回收利用了硫酸铜，提高经济效益；正确答案：CuSO4溶液回收利用，提高经济效益。
②Au和Ag都与王水反应，与浓氢氧化钠溶液、.浓盐酸均不反应；但是Au与稀硝酸不反应而Ag可以反应，所以可以用稀硝酸将二者分离；正确答案： B。
7. 以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下：
已知：Cr2O72－+H2O 2CrO42－+2H+，Ksp[Cr(OH)3] =6.4×10－31，lg2 = 0.3
（1）步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有____、_____。（写2种）
（2）焙烧时Cr2O3被氧化成Na2CrO4，配平下面的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目：
Na2CO3+ Cr2O3+ O2 Na2CrO4 + CO2，______________
（3）流程中沉淀2为_________（填化学式）
（4）步骤④发生的反应中Cr2O72－和蔗糖（C12H22O11）的物质的量之比为_____。
（5）步骤⑤中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，pH至少调至____。
（6）滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为_________、________。
（7）另一种制取Cr(OH)3的工艺是将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr(OH)3，则NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为_____________________。。
【答案】 (1). 适当升温 (2). 粉碎铬矿石或搅拌等合理答案 (3). (4). H2SiO3 (5). 8:1 (6). 5.6 (7). (NH4)2SO4 (8). Na2SO4 (9). CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－
【解析】（1）步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温 、粉碎铬矿石或搅拌等；正确答案： 适当升温 、粉碎铬矿石。
（2）Cr元素由+3价升高到+6价，氧元素由0价降低到-2价，根据元素得失电子数相等规律，找出最小公倍数，填系数最后根据原子守恒进行其他物质的配平。根据所填系数，可知该反应共转移电子12e-；单线桥注意是还原剂把电子给了氧化剂；正确答案：
（3）二氧化硅与纯碱加热反应生成硅酸钠，加入稀硫酸后，产生了硅酸沉淀；正确答案：H2SiO3。
（4）根据流程分析看出：设Cr2O72－有xmol, C12H22O11有y mol，根据电子守恒：x×2×（6-3）=y×12×（4-0），解之得x：y=8:1；正确答案：8:1。
（5）根据Ksp[Cr(OH)3] = c(Cr3+)×c3(OH-)=10－5×c3(OH-)=6.4×10－31，c3(OH-)=6.4×10－26mol/L,c(OH-)=4×10－9mol/L, c(H+)=1/4×10-5mol/L, 已知lg2 = 0.3，pH=6-0.3=5.7；正确答案：5.6或5.7（近似值）
（6）整个流程中加入了碳酸钠、加入了硫酸，经过一系列反应后，溶液中剩下钠离子和硫酸根离子，加入氨水后，剩余铵根离子，因此滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为(NH4)2SO4 、 Na2SO4 ； 正确答案：NH4)2SO4 、Na2SO4。
（7）利用强酸制备弱酸的规律：NaCrO2溶液与过量CO2反应生成碳酸氢钠和Cr(OH)3，离子方程式：CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－；正确答案：CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－。
8. Ⅰ.次磷酸(H3PO2) 是一种精细磷化工产品，具有较强还原性:
（1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式_____________。
（2）H3PO2 及NaH2PO2 均可将溶液中的Ag+还原为银，从而可用于化学镀银。利用H3PO2 进行化学镀银反应中，当氧化产物为H3PO4 时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____.
Ⅱ.工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)，制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),流程如图:
（3）还原时，试剂X 若选用SO2，则反应后的阴离子是__________(填化学式)。
（4）从分离出滤渣Ⅱ后的滤液中得到产品，应进行的操作是_____、______、过滤、洗涤、干燥。
（5）七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O) 在医学上常用作补血剂。某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。
步骤a: 取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250mL 溶液;
步骤b: 取上述溶液25mL 于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.010mol/L 的KMnO4溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO4 溶液的体积(假定药品中其他成分不与KMnO4 反应)，发生的反应为:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
步骤c: 重复“步骤b”2~3 次，平均消耗KMnO4 溶液20.00mL。
①步骤a 中配制溶液时需要的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还需要____、____。
②该补血剂中亚铁离子的含量为__________mg/片。
【答案】 (1). H3PO2H++H2PO2- (2). 4:1 (3). SO42- (4). 蒸发浓缩 (5). 冷却结晶 (6). 玻璃棒 (7). 250 mL 容量瓶 (8). 56
【解析】
（1）H3PO2是一元中强酸，为弱酸，部分电离出氢离子，其电离方程式：H3PO2H++H2PO2- ；正确答案：H3PO2H++H2PO2- 。
（2）Ag+为氧化剂，为xmol, H3PO2为还原剂，为ymol, 根据电子守恒可知：x×1=y×（5-1），所以x：y=4:1；正确答案：4:1。
（3）试剂X若选用,发生反应:，则阴离子为；正确答案：SO42- 。
（4）滤渣Ⅱ为氢氧化铝，即，滤液中含有硫酸亚铁，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到•；正确答案：蒸发浓缩 ；冷却结晶。
5）①配制溶液需要的玻璃仪器除有烧杯、胶头滴管、玻璃棒、250mL容量瓶；正确答案：玻璃棒 ；250mL容量瓶。
②根据反应关系可知：MnO4----5Fe2+，消耗n(MnO4-)=0.01×20×10-3=2×10-4mol，25 mL溶液中n(Fe2+)=5×2×10-4=10-3mol, 250mL溶液中n(Fe2+)=10-3×10=10-2mol,10片补血剂中含有n(Fe2+)=10-2mol, 1片补血剂样品中n(Fe2+)=10-3mol, m(Fe2+)=10-3×56=0.056g=56mg；正确答案：56。
9. 硫酸镍晶体（NiSO4•7H2O）可用于电镀工业，可用含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al、Fe的单质及其他不溶杂质（不溶于酸碱）。某小组通过查阅资料，设计了如下图所示的制备流程：
已知： Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15
（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是_______________________________。
（2）操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、________、________；操作c的名称为____________、____________、过滤、洗涤。
（3）固体①是______________；加H2O2的目的是（用离子方程式表示）_____________。
（4）调pH为2-3时所加的酸是________。
（5）操作b为调节溶液的pH，若经过操作b后溶液中c（Ni2＋）=2mol·L-1，当铁离子恰好完全沉淀溶液中c（Fe3＋）=1.0×10-5mol·L-1时，溶液中是否有Ni(OH)2沉淀生成？________（填“是”或“否”）。
（6）NiSO4•7H2O可用于制备镍氢电池（NiMH），镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型．NiMH中的M表示储氢金属或合金．该电池在放电过程中总反应的化学方程式是NiOOH+MH=Ni(OH)2+M，则NiMH电池充电过程中，阳极的电极反应式为_______。
【答案】 (1). 2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ (2). 漏斗 (3). 玻璃棒 (4). 蒸发浓缩 (5). 冷却结晶 (6). 不溶杂质 (7). 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (8). 硫酸（H2SO4） (9). 否 (10). Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O
【解析】（1）镍废样品中只有金属铝与强碱溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；正确答案：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑。
（2）操作a为过滤，用到玻璃仪器有烧杯、漏斗 、玻璃棒；从溶液中得到硫酸镍晶体（NiSO4•7H2O），就需要制成高温时饱和溶液，然后再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；正确答案：漏斗 、玻璃棒；蒸发浓缩、冷却结晶。
（3）铁、镍溶于酸，只有杂质不溶于酸和碱，所以固体①是不溶杂质；溶液中存在有亚铁离子，加入H2O2的目的就是氧化亚铁离子变为铁离子，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；正确答案：不溶杂质；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
（4）最后要得到NiSO4•7H2O，为了不引入杂质离子，最好加入硫酸调溶液的pH；正确答案：硫酸（H2SO4）。
（5）：已知 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15；根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-5×c3(OH-)=4.0×10-38, c3(OH-)=4.0×10-33 mol·L-1, c(OH-)=1.6×10-11 mol·L-1, Ni(OH)2的浓度商QC= c(Ni2+)×c2(OH-)=2×（1.6×10-11）2=5.12×10-22< Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15，溶液中没有Ni(OH)2沉淀生成；正确答案：否。
（6）放电为原电池，充电为电解池，电解池阳极发生氧化反应，Ni(OH)2中Ni元素由+2价升高为NiOOH中的+3价，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O；正确答案：Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O。
10．纳米二氧化锆(ZrO2)是制备特种陶瓷(china)最重要的原料之一。由锆英石(主要成分为ZrSiO4)制备二氧化锆的工艺流程如图所示：
（1）写出“碱熔”时主要反应的化学方程式__________________________________。
（2）“水洗”所产生的“废液”主要成分为NaOH 和__________（填化学式），试写此成分的一种用途________________________________。
（3）写出“酸分解”生成ZrO2+反应的离子方程式__________________________________。
（4）根据图（1）分析ZrO2+浓度对ZrO2粒径的影响_____________________________________。
（5）ZrO2+溶液中常含有Fe3+（浓度为0.03mol·L-l），一般用草酸络合处理净化。若未净化处理直接加入氨水调节溶液pH，能否使ZrO2+完全转化为纯净的ZrO(OH)2沉淀，试通过计算说明。已知ZrO2+完全沉淀时浓度为1.0×10 -5 mol·L-l ，ZrO(OH)2、Fe(OH)3的Ksp分别为4.0×10-26、8.0×10-38，≈3.16。__________________________________________________。
（6）ZrO(OH)2煅烧制取纳米ZrO2时，升温速率与重量百分率之间的关系如图（2）所示。
煅烧时最佳升温速率为________________，理由是______________________。
【答案】 (1). ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O (2). NaSiO3 (3). 粘合剂（或防火剂等） (4). Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O (5). ZrO2+浓度越大ZrO2 粒径越大 (6). 当ZrO2+ 完全沉淀时，由Ksp[ZrO(OH)2]=c(ZrO2+)×c2 (OH-)= =1.0×10-5×c2(OH-)=4.0×10-26可知c(OH-)= =6.32×10-11。Qc[Fe(OH)3]=(Fe3+)×c3(OH-)= 0.03× (6.32×10-11)3= 7.57×10-33>Ksp[Fe(OH)3]= 8.0×10-38，此时Fe3+已经沉淀。因此，无法通过调节溶液pH 制得纯净的ZrO(OH) (7). 5℃/min (8). 在失重相同的情况下，升温速率快时，分解所需温度相对较高（其他合理答案均可，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小）
【解析】（1）ZrSiO4与NaOH加热反应生成Na2ZrO3和Na2SiO3，反应的化学方程式ZrSiO4+4NaOH= ZrSiO4+Na2SiO3+2H2O，正确答案：ZrSiO4+4NaOH==Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O。
（2）反应后产生的水溶性物质为NaOH和NaSiO3，NaSiO3的主要用途可以做建筑材料的粘合剂（或防火剂等）；正确答案：NaSiO3；粘合剂（或防火剂等）。
（3）Na2ZrO3在酸性条件下分解为Na2ZrO，反应的离子方程式为Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O；正确答案：Na2ZrO3+4H+==2Na++ZrO2++2H2O。
（4）根据图（1）分析可知，ZrO2+浓度越大ZrO2 粒径越大，正确答案：ZrO2+浓度越大ZrO2 粒径越大。
（5）当ZrO2+完全沉淀时，由Ksp[ZrO(OH)2]=c(ZrO2+)×c2 (OH-)= =1.0×10-5×c2(OH-)=4.0×10-26可知c(OH-)= =6.32×10-11。Qc[Fe(OH)3]=(Fe3+)×c3(OH-)= 0.03× (6.32×10-11)3= 7.57×10-33>Ksp[Fe(OH)3]= 8.0×10-38，此时Fe3+已经沉淀。因此，无法通过调节溶液pH制得纯净的ZrO(OH) ；正确答案：不能制得纯净的ZrO(OH)。
6）通过图（2）分析可知，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小，因此煅烧时最佳升温速率为5℃/min，正确答案：5℃/min； 在失重相同的情况下，升温速率快时，分解所需温度相对较高（其他合理答案均可，如在相同温度下，升温速率高时，失重百分率小）。
11. 从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图:
已知: FeCl3在加热情况下与水反应生成Fe(OH)3。
回答下列问题:
(1)试剂a是________，过量的原因是__________。操作I用到的玻璃仪器是__________。
(2)滤液X、Z中都有同一种溶质，请设计实验验证该溶质的离子:___________
(3)向佛水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是____nm,检验溶液中Fe3+存在的试剂是_________(填物质名称)，证明Fe存在的现象是__________。电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶被与铜反应的离子方程式:______。
(4)若要验证溶液中不含Fe而只含有Fe2+，正确的实验操作方法及现象是___________。
(5)硫铁矿烧渣的主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，欲测定硫铁矿烧清中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤被中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg。计算该样品中Fe元素的质量分数为____。
【答案】 (1). Fe (2). 使氯化铁/氯化铜完全反应 (3). 烧杯、漏斗、玻璃棒 (4). 取未知液少量，滴加KSCN溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有Cl− (5). 1～100 (6). 硫氰化钾 (7). 溶液呈血红色 (8). 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ (9). 先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液 (10). ×100%=×100%
【解析】(1)通过整个流程可知，最后的产物为氯化铁晶体，因此工业废液中加入过量的铁粉，除去铜离子，试剂a是铁粉，铁粉过量，能够使氯化铁全部转化为氯化亚铁，氯化铜转化为氯化亚铁；操作I为过滤操作，用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；正确答案：Fe；使氯化铁/氯化铜完全反应；烧杯、漏斗、玻璃棒。
(2)滤液X、Z中都有同一种溶质氯化亚铁，检验该物质的方法分两种，一种检验亚铁离子，另外一种检验氯离子；亚铁离子检验可用氯水和硫氰化钾溶液，氯离子检验可用稀硝酸和硝酸银；正确答案：取未知液少量，滴加KSCN溶液,无明显现象；再滴加氯水后,溶液变为血红色，证明含有Fe2+，另取未知液少量,滴加稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀，证明含有Cl− 。
(3)向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系为胶体，粒子直径的范围是1nm--100 nm之间,检验溶液中Fe3+存在的试剂是硫氰化钾溶液，如果溶液变为血红色，证明Fe3+存在；FeCl3溶被与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，离子方程式: . 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+；正确答案：1～100；硫氰化钾 ； 溶液呈血红色； 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+ 。
(4) Fe3+遇到硫氰化钾溶液变为血红色，而Fe2+遇到硫氰化钾溶液没现象，再滴加氯水，溶液变为血红色，结论得证，正确答案：先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，产生血红色溶液。
(5)称取硫铁矿烧渣ag样品，充分“酸溶”、“水溶”后过滤，向滤被中加入足量的H2O2充分反应后把亚铁离子氧化为铁离子，加入NaOH溶液至不再继续产生氢氧化铁沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体氧化铁为bg；根据铁元素守恒规律：样品中的铁元素质量等于氧化铁中铁元素的质量，氧化铁中铁元素质量为b×56×2/160=0.7bg, 该样品中Fe元素的质量分数为0.7b/a×100%；正确答案：0.7b/a×100%。
12. 马日夫盐（Mn(H2PO4)2）是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿（主要成分为MnO2，还含有少量的Fe2O3、FeO和Al2O3）为原料制备马日夫盐的流程如下：
（1）粉碎软锰矿制成矿浆的目的是_________________________________________，葡萄糖（C6H12O6）与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
（2）用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为_______________________________。
（3）已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示、“调pH并过滤”时，应调整的pH范围为____________，滤渣1的主要成分为_________（填化学式）。
金属离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe3+
1.8
3.2
Al3+
3.0
5.0
Fe2+
5.8
8.8
Mn2+
7.8
9.8
（4）加入磷酸后发生反应的化学方程式为_____________________________________。
（5）某工厂用上述流程制备马日夫盐，已知软锰矿中MnO2的含量为87%，整个流程中锰元素的损耗率为9%，则1t该软锰矿可制得马日夫盐__________t。
【答案】 (1). 增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率 (2). 12:1 (3). 2Fe3＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O (4). 5.0~7.8 (5). Fe(OH)3和Al(OH)3 (6). MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O (7). 2.59（或2.5935）
【解析】（1）粉碎软锰矿制成矿浆的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率； 由葡萄糖（C6H12O6）与MnO2反应时，产物为MnSO4、CO2和H2O可知：葡萄糖做还原剂，MnO2做氧化剂；根据电子守恒：设MnO2为xmol, （C6H12O6）ymol，2x=y×（4-0）×6；x/y=12:1,正确答案：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；12:1。
（2）反应中的亚铁离子在酸性条件下被双氧水氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O；正确答案：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O。
（3）“调pH并过滤”时，主要除去铁离子和铝离子，变为沉淀而除去，根据表中数据可知应调整的pH范围为5.0--7.8，得到的沉淀（滤渣1）为Fe(OH)3和Al(OH)3 ；正确答案：5.0--7.8 ；Fe(OH)3和Al(OH)3。
（4）沉锰过程中形成碳酸锰沉淀，再加入磷酸，碳酸锰变为马日夫盐，反应的化学方程式为MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O ；正确答案：MnCO3＋2H3PO4Mn(H2PO4)2 ＋CO2↑＋H2O。
（5）根据锰元素的量守恒规律：1t该软锰矿含有锰元素的量为：1×106×87%×（1-9%）÷87=0.0091×106mol, 马日夫盐Mn(H2PO4)2的量为0.0091×106mol,质量为0.0.0091×106×249=2.26×106g=2.26t；正确答案：2.26。
13. NaClO2是一种漂白、消毒剂,广泛应用于纸浆、棉纺等物质漂白。一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如下图所示：
已知:①纯净的ClO2因易分解而发生爆炸。
②NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体;高于38℃时析出
NaClO2晶体;高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。
试回答下列问题：
（1）向发生器中鼓入足量空气,其目的是____(选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,以增强酸性
b.稀释CO2气体,以防止发生爆炸
c.将发生器中气体全部吹出,以减少CO2损失
（2）吸收塔中反应的离子方程式为___
（3）CO2发生器中反应的化学方程式为___________
（4）从吸收塔中可获得 NaClO2溶液,从NaClO2溶液到NaCO2产品,经过的操作步骤依次为:①______℃下减压蒸发结晶;②________；③洗涤;④低温干燥,得到成品。
（5）“电解”中阳极的电极反应式是_________，阴极反应的主要产物是_________。
【答案】 (1). bc (2). 2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O (3). 2NaClO3＋SO2＋H2SO4 === 2ClO2＋2NaHSO4 (4). 38℃～60℃ (5). 过滤 (6). 2Clˉ－2eˉ = Cl2↑ (7). ClO2－（或NaClO2）
【解析】（1）通过流程过程可以看出，向发生器中鼓入足量空气，其目的是稀释CO2气体，以防止发生爆炸；将发生器中气体全部吹出，以减少CO2损失；发生器中已经加入硫酸了，酸性已经增强，所以将SO2氧化成SO3，以增强酸性是错误的；正确选项bc。
（2）ClO2与H2O2在碱性环境下，生成NaClO2，H2O2在该反应中做还原剂，被氧化为氧气，反应的离子方程式为2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O；正确答案：2ClO2＋H2O2＋2OH－ = 2ClO2－＋O2＋2H2O。
（3）NaClO3具有氧化性，被还原为ClO2，SO2被氧化为硫酸根离子，产生ClO2化学方程式为2NaClO3＋SO2＋H2SO4 === 2ClO2＋2NaHSO4；正确答案：2NaClO3＋SO2＋H2SO4 === 2ClO2＋2NaHSO4。
（4）根据题给信息：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体；高于38℃时析出；NaClO2晶体高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl可知：从吸收塔中可获得 NaClO2溶液，从NaClO2溶液到NaCO2产品，经过的操作步骤依次为：①控温38℃～60℃下减压蒸发结晶；②过滤；③洗涤；④低温干燥，得到成品。正确答案：38℃～60℃ ； 过滤。
（5）电解饱和食盐水，阳极产生氯气，阳极的电极反应式是2Clˉ－2eˉ = Cl2↑ ； ClO2在阴极得电子还原为ClO2－（或NaClO2）；正确答案：2Clˉ－2eˉ = Cl2↑；ClO2－（或NaClO2）。
14. 铵明矾［NH4Al(SO4)2·12H2O］是分析化学常用的基准试剂，工业上常用铝土矿（主要成分为Al2O3）来生产铵明矾，其中Z的水溶液可用于伤口消毒，其工艺流程图如下：
（1）写出反应Ⅱ的离子方程式____________________。
（2）25℃时，将0.2 mol·L-1的氨水与0.1 mol·L-1的Y溶液等体积混合，所得溶液的pH=5，则该温度下氨水的电离常数Kb≈_____________（忽略混合时溶液体积的变化）。
（3）从反应Ⅳ的铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为_____________、____________、过滤、洗涤（填操作名称）。
（4）“电解”时，用惰性材料作电极，则阳极电极反应式为__________________________。
（5）反应Ⅵ的化学方程式为______________________。
（6）废水中含有Fe2＋、Mn2+等金属离子对自然环境有严重的破坏作用，，可用(NH4)2S2O8氧化除去。写出Mn2+被氧化生成MnO2的离子方程式为__________________________________。Z也有较强氧化性，在实际生产中不用Z氧化Mn2+的原因是_______________________________________。
【答案】 (1). AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3- (2). 1×10-5 (3). 蒸发浓缩 (4). 冷却结晶 (5). 2SO42-—2e－ ＝ S2O82- (6). (NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H2O2 (7). S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓ (8). 锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多
【解析】（1）氧化铝与强碱溶液反应生成偏铝酸盐溶液，向溶液中通入足量二氧化碳气体生成氢氧化铝和碳酸氢盐，离子方程式AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-；正确答案：AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3-。
（2）根据题意可知，设溶液的体积均为1L，氨水和硫酸恰好完全反应生成硫酸铵0.1mol，根据水解反应NH4++H2ONH3∙H2O+H+可知：所得溶液的pH=5，c(H+)=10-5mol/L, c(NH3∙H2O)= 10-5mol/L, 两溶液等体积混合，所以c(NH4+)=0.1 mol/L,根据水解平衡常数计算公式可得：Kh=KW/Kb= c(NH3∙H2O) ×c(H+)/ c(NH4+), KW=10-14,所以带入数值后得Kb≈1×10-5；正确答案：1×10-5。
（3）先把铵明矾水溶液进行蒸发浓缩 ，再降温结晶，过滤、洗涤，得到该物质的晶体，实验操作依次为蒸发浓缩 、冷却结晶； 正确答案：蒸发浓缩 、冷却结晶。
（4）有反应III可知，氢氧化铝溶于硫酸溶液生成硫酸铝，所以试剂Y为硫酸溶液，通过流程看出，溶液中的氢离子得电子变为氢气，那么只有硫酸根离子失电子变为S2O82-，则阳极电极反应式为2SO42-—2e－＝ S2O82-；正确答案：2SO42-—2e－＝ S2O82-。
（5）根据流程图看出，(NH4)2S2O8与水反应生成NH4HSO4，再根据原子守恒规律，得另外一种物质为H2O2，反应Ⅵ的化学方程式为(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H2O2 ；正确答案：(NH4)2S2O8＋2H2O ＝ 2NH4HSO4 ＋H 2O2。
（6）根据氧化还原反应规律：Mn2+被氧化生成MnO2，S2O82－被还原为SO42－，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒写出离子方程式为S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓；正确答案：S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋＝4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓。过氧化氢也有较强氧化性，但在实际生产中不用Z氧化Mn2+，原因是锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；正确答案：锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多。
15. 镍度料中主要含有Ni,还有少量的Cu、Fe、Pb等。现从中制取Ni2O3,可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍镉碱性电池。生产流程见下：
已知0.010mol/L金属离子在不同pH下的沉淀情况如下：
Fe3+
Cu2+
Ni2+
Fe2+
开始沉淀pH
3.0
5.0
7.4
9.7
完全沉淀pH
4.0
6.5
9.0
11
回答下列问题：
（1）加入碳酸钙调pH的目的是____________，“沉渣2”的主要成分是____________，必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是_______________________。
（2）用离子方程式解释加入NH4F“除Ca”的过程___________________________。
（3） “酸浸”时参与反应的H2SO4与HNO3物质的量比保持为3∶2，此时Ni单质所发生的化学方程式为___________________________________________。
（4）“操作X”是__________、__________，煅烧时产生两种气体的成分是________________。
（5）向NiO中加入盐酸溶解，待完全溶解后，加入足量NaOH溶液，再加入NaClO溶液，写出其中和NaClO相关的反应的离子方程式为_____________________。
（6）根据上表数据，计算当0.010mol/LNiSO4溶液中Ni2+完全沉淀时的c(Ni2+)=________mol/L。
【答案】 (1). 提高溶液pH,去除Fe3+ (使之转化为Fe(OH)3) (2). CuS (3). “除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀 (4). Ca2++2F-=CaF2↓ (5). 3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O (6). 过滤 (7). 洗涤 (8). CO、CO2 (9). 2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O (10). 10-52
【解析】（1）铁能够和盐酸反应生成亚铁离子，被双氧水氧化为铁离子，然加入碳酸钙调pH，使铁离子变为沉淀而除去；铜和混合酸反应生成铜离子，加入硫化氢后产生硫化铜沉淀，得到“沉渣2”； 必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是“除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀；正确答案：提高溶液pH，去除Fe3+ (使之转化为Fe(OH)3) ；CuS； “除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀。
（2）溶液中的氟离子与钙离子反应生成氟化钙沉淀，达到除钙的目的；离子方程式为Ca2++2F-=CaF2↓；正确答案：Ca2++2F-=CaF2↓。
（3）假设H2SO4与HNO3物质的量分别为3mol,2mol；两种混合酸提供氢离子8mol，,2mol硝酸根离子全部被还原为2mol一氧化氮，转移电子总数为6mol；镍在反应中被氧化为硫酸镍，根据电子守恒可知，消耗金属镍3mol；根据上述反应关系，该反应化学方程式为：3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O；正确选项：3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O。
（4）滤液中加入草酸形成草酸镍固体，然后进行过滤、洗涤操作；草酸镍煅烧后变为三氧化二镍、一氧化碳和二氧化碳气体；正确答案：过滤；洗涤；CO、CO2。
（5）向NiO中加入盐酸溶解，待完全溶解后生成氯化镍，氯化镍在碱性环境下被次氯酸钠氧化为三氧化二镍、次氯酸钠被还原为氯化钠，离子方程式为：2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O ；正确答案：2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O。
16. 铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。
I.(1)铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4。Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为_____________________________。
II.以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)为原料制务高纯PbO，其主要流程如下：
(2)“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成1molPbSO4 时转移电子的物质的量为____mol。
(3)已知:PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡:PbO(s) +NaOH(aq)=NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示:
结合上述信息，完成由粗品PbO(所含杂质不溶于NaOH溶液)得到高纯PbO的操作:将粗品PbO溶解在一定量_________(填“35%”或“10%”)的NaOH 溶液中，加热至110℃，充分溶解后，___________(填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”)，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。
(4)工业上利用硫化氢除去滤液A 中少量的Pb2+，发生的反应为Pb2++H2SPbS↓+2H+，该反应的平衡常数为_____________。(H2S的Ka1=1.5×10-7，Ka2=7.0×10-15，PbS的Ksp=8.4×10-28)
(5)将粗品PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示:
①阴极的电极反应式为________________________；
②当有2.07gPb生成时，通过质子交换膜的n(H+)=______________。
【答案】 (1). Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O (2). 1 (3). 35% (4). 趁热过滤 (5). 1.25×106 (6). PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- (7). 0.02mol
【解析】I.(1) Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成硝酸铅和二氧化铅，其反应的化学方程式为：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O；正确答案：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O。
II. (2) Pb+PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O,每生成2molPbSO4，转移电子2mol，生成1molPbSO4时转移电子的物质的量为1mol；正确答案：1。
（3）根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线特点可以知道浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，因此加热至较高温度，充分溶解，然后再高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体；正确答案：35% ；趁热过滤。
(4)反应的平衡常数为c2(H+)/c(Pb2+)×c(H2S)= c(H+)×c(HS-)×c(H+)×c(S2-)/ c(H2S) ×c(HS-) ×c(S2-)= Ka1×Ka2/Ksp=1.5×10-7×7.0×10-15/8.4×10-28=1.25×106；正确答案：1.25×106。
(5)①电解池的阴极发生还原反应：PbCl2-4得电子还原为Pb，电极反应式为PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；正确答案：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-。
②当有2.07gPb（即0.01mol）生成时，根据PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-反应可知转移电子0.02 mol，通过质子交换膜的n(H+)=0.02mol；正确答案：0.02mol。
17. 钼(Mo)是一种重要的过渡金属元素,常见化合价为+6、+5、+4,金属钼广泛用于冶金、机械制造、电子、照明及一些高科技领域。钼酸钠(Na2MoO4)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,也可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料等。如图是化工生产中制备金属钼和钼酸钠的主要流程图,已知钼精矿的主要成分为MoS2,钼酸难溶于水。
(1)MoS2焙烧时反应的化学方程式为________；产生的尾气对环境的主要危害是_______。
(2)操作1中,粗产品中的MoO3与Na2CO3溶液充分反应后,生成Na2MoO4和另外一种物质,该物质的电子式为_____。粗产品经过充分碱浸后所得的碱浸液中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol·L-1，c(SO42-)=0.05mol·L-1。结晶前应先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当BaMoO4,开始沉淀时,SO42-的去除率为___。已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8
(3)该流程中操作2为过滤,如果在实验室模拟该操作时,发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度分析,可能的原因是_______________________________。
(4)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用,但达到一定次数后必须净化处理,原因______________________________________。
(5)工业上由MoO3制备Mo粉也常用铝热反应,写出该反应的方程式_______________。
(6)操作3在碱性条件下,将钼精矿加入到足量的NaC1O溶液中,也可以制备钼酸钠。该反应的离子方程式为___________________________________。
【答案】 (1). (2). 形成酸雨 (3). (4). 97.8% (5). 过滤时漏斗中的液面高于滤纸边缘或玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸 (6). 使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶会析出杂质，影响产品纯度 (7). (8).
【解析】根据流程图可知：MoS2焙烧时产生MoO3和SO2，反应的化学方程式为；反应产生的SO2排放到大气中，形成酸雨；正确答案：；形成酸雨。
(2)根据MoO3与Na2CO3溶液充分反应生成Na2MoO4可知该反应为非氧化还原反应，根据原子守恒可知，反应生成另外一种物质为二氧化碳，电子式为；根据Ksp(BaMoO4)=c(Ba2+)×c(MoO42-)=4.0×10-8，当c(MoO42-)=0.40mol·L-1时，c(Ba2+)=10-7 mol·L-1，根据Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)×c（SO42-）=1.1×10-10,把c(Ba2+)=10-7 mol·L-1带入上式，c（SO42-）=2.2×10-2 mol·L-1，生成硫酸钡沉淀的硫酸根离子的浓度为0.05-2.2×10-2 mol·L-1，当BaMoO4开始沉淀时SO42-的去除率为（0.05-2.2×10-2）/0.05×100%=97.8% ；正确答案：； 97.8%。
(3)该流程中操作2为过滤，发现滤液中有少量浑浊，可能的原因是过滤时漏斗中的液面高于滤纸边缘或玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸；正确答案：过滤时漏斗中的液面高于滤纸边缘或玻璃棒靠在单层滤纸一边弄破滤纸。
(4)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶会析出杂质，影响产品纯度；正确答案：使用一定次数后，母液中杂质的浓度增大，重结晶会析出杂质，影响产品纯度。
(5)金属铝与MoO3高温下反应生成氧化铝和Mo，反应的方程式：；正确答案：。
(6)次氯酸钠具有强氧化性，能够把MoS2在碱性环境下氧化为MnO4- 和SO42-，反应的离子方程式为；正确答案：。
18. 钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源、化工等领域。目前工业上使用一种新工艺，以便从冶炼铝的固体废料一赤泥中提取金属钒，赤泥主要含有Fe2O3、Al2O3、V2O5和CuO，具体工艺流程图如下:
已知:钒有多种价态，其中+5 价最稳定。钒在溶液中主要以VO2+和VO3-的形式存在，且存在平衡VO2++H2OVO3-+2H+。回答下列问题:
(1)磁性产品的化学式为_________________________。
(2)赤泥加入NaOH溶液，发生的离子反应方程式为___________________。能否用氨水代替NaOH溶液，___________(填“能”或“不能”)，理由是___________________________________________。
(3)滤液1生成沉淀的离子反应方程式为_________________________________________。
(4)调至pH=8 的目的有两个，一是___________________，二是使VO2+转化为VO3-，此时溶液中VO2+和VO3-的物质的量之比为a:b，VO2++H2OVO3-+2H+的平衡常数K=____________________。
(5)滤液2 加氯化铵生成NH4VO3 的离子方程式为__________________________，该反应能发生是因为__________________________________________。
【答案】 (1). Fe3O4 (2). Al2O3+2OH==2A1O2 +H2O (3). 不能 (4). Al2O3不溶于氨水 (5). AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3- (6). 除去铜离子 (7). (b×10-16)/a (8). VO3+NH4+=NH4VO3↓ (9). NH4VO3难溶
【解析】(1)四氧化三铁具有铁磁性，化学式为Fe3O4 ；正确答案：Fe3O4。
(2)从样品中分析可知，赤泥主要含有Fe2O3、Al2O3、V2O5和CuO，其中能与强碱溶液反应的只有氧化铝，反应生成偏铝酸钠和水，离子反应方程式为：Al2O3+2OH-=2A1O-2+H2O；氧化铝只能与强酸、强碱反应，不与弱碱反应；所以不能用氨水代替NaOH溶液；正确答案：Al2O3+2OH==2A1O2+H2O ； 不能 ；Al2O3不溶于氨水。
(3) 滤液1为偏铝酸钠溶液，通入足量的二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子反应方程式为：AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-；正确答案：AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-。
(4) 赤泥主要含有Fe2O3、Al2O3、V2O5和CuO，加入碱溶解后，氧化铝变为偏铝酸盐进入溶液6中，氧化铁被还原为铁而除去，氧化铜还原为铜经过处理后变为硫酸铜溶液，调至溶液的pH=8，使溶液中的铜离子变为沉淀而除去；根据平衡VO2++H2OVO3-+2H+，溶液变为碱性后，中和了氢离子，平衡右移，使VO2+转化为VO3-，溶液的pH=8，c(OH-)=10-6mol/L, c(H+)=10-8 mol/L, 此时溶液中VO2+和VO3-的物质的量之比为a:b K=c(H+)2×c(VO3-)/ c( VO2+)=10-16×b/a；所以VO2++H2OVO3-+2H+的平衡常数K=(b×10-16)/a ；正确答案：(b×10-16)/a 。
(5)滤液2中含有VO-3，加氯化铵反应生成溶解度小的NH4VO3，离子方程式为VO-3+NH4+=NH4VO3↓；该反应能发生是因为NH4VO3难溶；正确答案：VO-3+NH4+=NH4VO3↓；NH4VO3难溶。
19. 电解法生产锰时会产生大量的阳极泥，其主要成分为MnO2和Pb，还含有少量其他金属化合物。下图是回收电解锰阳极泥生产MnCO3的工艺流程。
已知：Al(OH)3、Mn(OH)2、MnCO3的Ksp分别为1.0×10-33、1.9×10-13、2.2×10-11。
(l)“还原酸浸”时氧化产物为CO2，发生反应的化学方程式为____。
(2)“还原酸浸”实验中，锰的浸出率结果如图所示。由图可知，所采用的最佳实验条件为 ____ 。
(3)滤液l中的阳离子组成见下表：
组成
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
浓度/(mol·L-1)
0.85
2.4×10-3
1.0×10-2
2.0×10-3
“除杂”时先加MnO2，MnO2的作用为 ___。
再加氨水调节pH使杂质离子沉淀完全，通过计算说明Al3+沉淀完全时Mn2+是否开始沉淀 ___。
(4)“沉锰”时发生反应的离子方程式为 ___。
(5)“沉锰”的关键操作有2点：①将NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反应终点pH=7。如果颠倒试剂滴加顺序，将MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反应终点pH>7可能造成同样的后果，该后果是____；如粜反应终点pH<7，可能的后果是______。
(6)从滤液2中回收得到的副产品的用途为________。
【答案】 (1). 12MnO2 + C6H12O6+ 12H2SO4= 12MnSO4 + 6CO2↑+ 18H2O (2). 90min，80℃ (3). 将Fe2+氧化为Fe3+ (4). Al3+沉淀完全时，c(OH-)=，此时，Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[ Mn(OH )2 ]
(2) “还原酸浸”实验中，用的时间越短，温度越高，锰的浸出率越高，效果越好；根据图示可知，所采用的最佳实验条件为90min，80℃ ；正确答案：90min，80℃。
(3)根据图表信息可知，MnO2 具有氧化性，“除杂”时先加MnO2，能够把Fe2+氧化为Fe3+，然后调节溶液的pH使铁离子沉淀下来；再加氨水调节pH使杂质离子Al3+沉淀完全，计算过程如下：Al3+沉淀完全时，c(OH-)=，此时Qsp[Mn(OH)2]=8.5×10-19.6，Qsp[Mn(OH)2]
(5)“沉锰”的关键操作有2点：①将NH4HCO3溶液滴入MnSO4溶液中；②反应终点pH=7。如果颠倒试剂滴加顺序，将MnSO4溶液滴人NH4HCO3，溶液中，或反应终点pH>7可能造成同样的后果，该后果是可能产生Mn(OH)2沉淀,造成MnCO3纯度降低；如果反应终点pH<7，酸性增强，可能的后果是MnCO3可能溶解，造成产率降低；正确答案：可能产生Mn(O)2沉淀,造成MnCO3纯度降低； MnCO3可能溶解，造成产率降低。
(6) “沉锰”过程中除了生成碳酸锰外还有硫酸铵溶液存在于滤液中，回收硫酸铵可以作氮肥；正确答案：作氮肥。
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