预测17 工业流程分析专题-【临门一脚】 高考化学三轮冲刺过关

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预测17 工业流程分析专题概率预测☆☆☆☆☆题型预测选择题简答题☆☆☆☆☆考向预测 ①考查元素化合物知识、氧化还原反应(或复分解反应、电离、水解)方程式的书写②分析判断流程中残渣或废液的成分、反应条件的控制与选择、物质分离提纯的方法③产率的计算、Ksp的应用、绿色化学思想的体现化学工艺流程题以化工生产流程图的形式，充分体现元素化合物与自然界和社会生活的密切联系，体现其社会应用价值。对近年的高考试题进行分析，不难发现，试题很多都是将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查考生的综合能力。这类试题一般都是比较大型的推断、实验设计和探究类试题，这是高考中一个重要的热点。化学工艺流程题主要从以下两点设置：(1)环境与化学：主要涉及“废水、废气、废渣”的来源，对环境的影响和处理原理。(2)重要化工生产及资源利用：旨在用所学的基本理论(氧化还原、化学平衡、盐类水解、电化学、热化学、有机物结构与性质等)指导化工生产。从命题趋势来看，一般有三种题型：一是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟；二是根据一些化工生产的流程来考查考生的综合应用能力；三是关于化工生产的相关计算。1．中学阶10大经典化工流程(1)从铝土矿中提炼铝[流程Ⅰ][流程Ⅱ](2)硅的制备(3)氯碱工业(4)工业上利用黄铁矿(FeS2 )制取硫酸(5)工业制硝酸(6)工业上制纯碱(7)从工业废水中回收FeSO4和Cu(8)从海水中提取镁(9)从海水中提取溴(10)从海带中提取碘2．图解明晰化学工艺流程(1)(2)循环物质的确定(3)副产品的判断3．常考的化工术语关键词释 义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分灼烧(煅烧)使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 浸取向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等浸出率固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少酸浸在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程水浸与水接触反应或溶解过滤固体与液体的分离滴定定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定蒸发结晶蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出蒸发浓缩蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度水洗用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等碱作用去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)4．原料预处理的六种常用方法方法目的研磨、雾化减小固体的颗粒度或将液体雾化，增大反应物的接触面积，加快反应速率或使反应更加充分水浸与水接触反应或溶解酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去碱浸除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质煅烧改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土5．常见的操作及目的常见的操作目的加氧化剂氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子判断能否加其他物质要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等分离、提纯利用过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏、重结晶等常规操作从溶液中得到晶体提高原子利用率绿色化学(减少对环境的污染、物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)在空气中或其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的控制溶液的pH①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)②“酸作用”可除去氧化物(膜)③“碱作用”可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)⑤调节溶液pH，促进(或抑制)某些气体的吸收(或逸出)控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)①防止副反应的发生②使化学平衡移动，提高产率(或转化率)；控制化学反应的方向③控制固体的溶解与结晶④控制反应速率；使催化剂达到最大活性⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量⑧降温：防止物质高温分解或挥发、升华；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求洗涤晶体①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性杂质②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等6．注意简答题的答题规范(1)“操作或措施”操作或措施答题模板从溶液中得到晶体的操作蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥蒸发结晶的操作将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分证明沉淀完全的操作静置，取上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全洗涤沉淀的操作沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使水自然流干，重复操作数次(2)“目的或原因”目的或原因答题模板沉淀水洗的目的除去××(可溶于水)杂质沉淀用乙醇洗涤的目的a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥冷凝回流的作用及目的防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率控制溶液pH的目的防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等；促进/抑制××气体吸收/逸出加过量A试剂的原因使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等温度不高于××℃的原因温度过高××物质分解(如H2O2、NH3·H2O、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3、FeCl3等)减压蒸馏(减压蒸发)的原因减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)蒸发、反应时的气体氛围抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行；加热MgCl2·6H2O 得MgCl2时需在HCl气流中进行等)配制某溶液前先煮沸水的原因除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化反应容器中和大气相通的玻璃管的作用指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大1．粗读题干，挖掘图示图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。2．携带问题，精读信息这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。3．跳跃思维，规范答题答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。要求用理论回答的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有什么变化→得出什么结论。1．【2020•新课标Ⅰ卷】钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列问题：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是_______________________________。(2)“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO2+，同时还有___________离子被氧化。写出VO+转化为VO2+反应的离子方程式_______________________________。(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、___________，以及部分的_______________________________。(4)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是___________。(5)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是_______________________________。(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是_____________________。2．【2020•新课标Ⅲ卷】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01 mol·L−1)的pH沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol·L−1)的pH7.28.73.74.72.23.27.59.0回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是________________________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式________________________。(2)“滤液②”中含有的金属离子是______________。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是__________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即“滤液③”中可能含有的杂质离子为________________________。(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=______________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式__________________________________。(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是________________________。3．【2020•江苏卷】实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成份为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。其主要实验流程如下：(1)酸浸：用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有___________(填序号)。A．适当升高酸浸温度   B．适当加快搅拌速度   C．适当缩短酸浸时间(2)还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3+完全转化为Fe2+。“还原”过程中除生成Fe2+外，还会生成___________(填化学式)；检验Fe3+是否还原完全的实验操作是__________________________________________________。(3)除杂：向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液，使Ca2+转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低、将会导致CaF2沉淀不完全，其原因是___________[，]。(4)沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。①生成FeCO3沉淀的离子方程式为______________________________。②设计以FeSO4溶液、氨水- NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：__________________________________________________________________________。(FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5)。4．【2020•北京卷】用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)，Ag和Cu。已知：①浓硝酸不能单独将Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl(1)酸溶后经______________操作，将混合物分离。(2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同，写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式：________________________________________。(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸)：V(浓盐酸)=1：3溶金原理相同。①将溶金反应的化学方程式补充完整：Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3②关于溶金的下列说法正确的是______________。A．用到了HNO3的氧化性B．王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性C．用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解(4)若用Zn粉将溶液中的1molHAuCl4完全还原，则参加反应的Zn的物质的量是____mol。(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉，可按照如图方法从酸溶后的的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。试剂1是______________，试剂2是______________。5．【2020•北京卷】MnO2是重要的化工原料，山软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如图：资料：①软锰矿的主要成分为MnO2，主要杂质有Al2O3和SiO2②全属离于沉淀的pH Fe3+Al3+Mn2+Fe2+开始沉淀时1.53.45.86.3完全沉淀时2.84.77.88.3③该工艺条件下，MnO2与H2SO4反应。(1)溶出①溶出前，软锰矿需研磨。目的是_______________________________________。②溶出时，Fe的氧化过程及得到Mn2+的主要途径如图所示：i.步骤II是从软锰矿中溶出Mn2+的主要反应，反应的离子方程式是_____________。ii.若Fe2+全部来自于反应Fe+2H+=Fe2++H2↑，完全溶出Mn2+所需Fe与MnO2的物质的量比值为2。而实际比值(0.9)小于2，原因是___________________________。(2)纯化。已知：MnO2的氧化性与溶液pH有关。纯化时先加入MnO2，后加入NH3·H2O，调溶液pH≈5，说明试剂加入顺序及调节pH的原因：_____________。(3)电解。Mn2+纯化液经电解得MnO2。生成MnO2的电极反应式是____。(4)产品纯度测定。向ag产品中依次加入足量bgNa2C2O4和足量稀H2SO4，加热至充分反应。再用cmol·L-1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为dL(已知：MnO2及MnO4-均被还原为Mn2+。相对分子质量：MnO2-86.94；Na2C2O4-134.0)产品纯度为______________(用质量分数表示)。17 工业流程分析专题1．(2021·湖南岳阳市高三二模)2020年6月比亚迪正式发布采用磷酸铁锂技术的刀片电池，大幅度提高了电动汽车的续航里程，可媲美特斯拉。以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料制备LiFePO4的流程如下：已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀的pH2.37.54.0完全沉淀的pH4.19.75.2请回答下列问题：(1)“酸浸”需要适当加热，但温度不宜过高，其原因是___________________________。灼烧滤渣3得到固体的主要成分是___________(写出化学式)。(2)用FeS还原Fe3＋的目的是___________________，加入FeO的作用是___________________(用离子反应方程式表示)。(3)试剂R宜选择 ___________(填字母)。A．高锰酸钾              B．稀硝酸               C．双氧水              D．次氯酸钠(4)常温下，Ksp(FePO4)=1.3×10-22，“沉铁”中为了使c(Fe3＋)≤1×10-5 mol·L-1，c(PO)最小为___________mol·L-1。(5)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式：___________。2．(2021·吉林吉林市高三三模)某油脂厂废弃的油脂加氢所用催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及他们的氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍来制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示，回答下列问题：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时的pH6.23.72.27.5沉淀完全时的pH8.74.73.29.0(1)废弃催化剂上的油脂在_______________________过程中被处理(2)滤液①中含有的无机阴离子除OH-离子外还有_______。(3)“转化”过程的离子方程式_______________________；“转化”过程宜控制较低温度的原因是_______________________________________________。(4)加NaOH溶液“调pH”应控制的pH范围是_______________________________。(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式_______________________________________。(6)操作I为_______________、_______________、过滤、洗涤、干燥，得到产品。3．(2021·河南许昌市高三一模)锂电池材料的回收利用已经成为重要的研究课题。已知经过预处理的某锂电池正极材料中主要存在LiCoO2和Cu、Al和Fe，某课题组利用如图工艺流程对其进行处理。回答下列问题：(1)LiCoO2中，钴元素的化合价为_______。实验室里通常是在铝盐溶液滴加_______________溶液制备Al(OH)3。(2)图中用NaOH溶液调节溶液pH，得到的固体应为_______________。为了使该物质从溶液中完全沉淀，应控制溶液pH在3.5左右。则该物质的Ksp数值约为_______(已知某离子浓度小于10-5 mol·L－1 时沉淀完全)。(3)生成Li2CO3的反应加热的目的为_______________，最恰当的加热方法为_______________。(4)LiCoO2“酸浸”阶段发生反应的化学反应方程式为_______________________。其“酸浸”过程也可以使用盐酸完成，与使用H2SO4相比，其缺点为_______________________________。经萃取分液得到的CoSO4，再经加碱、过滤、热分解得到Co2O3，实现钴的富集回收。其中热分解生成Co2O3的化学方程式是_______________________________________________。5．(2021·广西南宁市高三一模)黄金(Au)的一种化学精炼过程如下图所示，其中王水为浓盐酸和浓HNO3的混合物。回答下列问题：(1)步骤①中部分Cu与稀H2SO4、O2反应，该反应的离子方程为____________________________。(2)步骤②的反应中作氧化剂的物质是___________________________________。(3)滤液A含有的金属离子主要有Zn2、Cu2+、__________________________。(4)步骤④中王水与Au反应生成了HAuCl4、NO和H2O，该反应的化学方程式为___。该步骤产生的尾气中有NO，可向尾气中通入适量的空气后，再通入___溶液(填一种试剂)中的方法将其除去。(5)步骤⑤中工业上若加入甲醛脱硝，反应生成CO2、NO和H2O，若加入尿素脱硝则生成N2、CO2和H2O。工业上应选择____________________脱硝，原因是___________________________。(6)若步骤⑥制纯金时反应amolH2C2O4，产生bL滤液C。取25.00ml滤液C，加入NaOH溶液中和，再加入足量的CaCl2饱和溶液，得到沉淀，过滤，将沉淀晾干得到CaC2O4，固体0.128g。步骤⑥加入的草酸晶体(H2C2O4∙2H2O)的质量至少为____________g(写出计算式)。6．(2021·辽宁省百师联盟高三复习联生)Ni2O3是一种灰黑色有光泽的块状物质，常用作着色颜料或镍电池的电极材料。某工厂以废弃的含镍催化剂(主要成分为NiO，含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等杂质)为主要原料生产Ni2O3，工艺流程如下：(1)流程中得到的副产品的化学式是_______________，该物质的用途有_______(任写一种)。(2)操作A中通入H2S生成CuS的离子方程式为_______。(3)操作B的目的是除铁元素，具体操作是向操作A的滤液中加入足量H2O2，然后加NaOH溶液调节pH为4～7，静置、过滤。pH调至4～7的原因是_______________________________。(4)操作C中加入NaF的目的是除去溶液中的Ca2+，已知Ksp(CaF2)=1.6×10-10，当Ca2+完全沉淀(离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时，即可认为是完全沉淀)，溶液中的c(F-)至少为_______________。(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理是阳极Cl-先放电得到ClO-，ClO-再把Ni2+氧化为2NiOOH·H2O。电解的阳极反应式和阴极反应式依次为_______________、_______________。7．(2021·浙江省“宁波十校”高三联考)COCO3可用作选矿剂、催化剂及涂料的颜料。以含钴废渣(主要成分为COO、CO2O3，还含有Al2O3、Z nO等杂质)为原料制备COCO3的一种工艺流程如下：已知：碱性条件下，CO2+会转变为CO(OH)2沉淀。(1)“酸浸”时需控制温度在40℃左右，原因是___________________________________。(2)“除铝时发生反应的离子方程式为___________________________________________。(3)上述“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层)ZnX2(有机层)+ H2SO4 (水层)。①下列说法不正确的是___________。A．可将废渣粉碎以提高酸浸效率B．“除铝”时，应加入过量的Na2CO3溶液C．可选择CCl4作为萃取剂D．往萃取后的有机层中加水可获得ZnSO4溶液②请选择合适的编号，按正确的操作顺序完成萃取实验(假设只放气一次)倒入溶液和萃取剂→__________→_________→________→_________→f→___________→___________→使下层液体慢慢流出→c→上层液体从上口倒出(有的操作可重复使用)。a.打开上口玻璃塞；    b.塞上上口玻璃塞；    c.关闭旋塞； d.打开旋塞； e.倒转分液漏斗振摇；    f.放在铁圈上静置；    g.手持静置。(4)“沉钴”时，溶液滴加过快会导致产品不纯，请解释可能原因___________。(5)在空气中煅烧COCO3生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41 g，CO2的体积为0.672L(标准状况)，则该钻氧化物的化学式为___________________。8．(2021·云南高三一模)纳米级PbO是大规模集成电路(IC)制作过程中的关键性基础材料。一种以方铅矿(含PbS及少量Fe2O3、MgO、SiO2等)为原料制备PbO的工艺流程如图：已知：[PbCl4]2-(aq) PbCl2(s)+2Cl-(aq) ΔH＜0回答下列问题：(1)“酸浸氧化”过程中被氧化的元素是：______________________，该过程需要加热，其目的是______。FeCl3与PbS发生反应生成［PbCl4]-的离子方程式为______________________。(2)检验滤液1中存在Fe2+，可取样后滴加少量_______溶液(填化学式)，观察到有蓝色沉淀析出。(3)“降温”步骤中析出的晶体主要是______________(填化学式)；滤液2中的金属阳离子有Na+、Fe3+、______________。(填离子符号)(4)要实现PbSO4转化为PbCO3，的最小值为______________。(Ksp(PbCO3)=7.4×10-14、Ksp(PbSO4)=1.6×10-8)(保留两位有效数字)(5)“煅烧”时，PbCO3发生反应的化学方程式为______________________。9．(2021·辽宁沈阳市高三一模)MnSO4可用于医药、食品、造纸、催化剂等行业。工业上可以用软锰矿(主要成分是MnO2、含有FeO、Fe 2O3、Al2O3、Ni、Cu等少量杂质)和还原剂(主要为有机物，如纤维素等)为原料制备。其工业流程如下：(1)酸浸时加入稍过量30%H2SO4溶液的目的是_______________________。(2)操作1中，加入MnO2氧化Fe2+，反应的离子方程式为_______________________。(3)滤渣2的主要成分是_______(填化学式)。(4)为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，准确称量2.40 g软锰矿样品，加入5.36 g Na2C2O4固体，再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应)，充分反应后冷却，将所得溶液转移到250mL容量瓶中用蒸馏水稀释至刻度，从中取出25.00mL，用0.040mol·Lˉ1 KMnO4溶液进行滴定，当滴入20.00mL溶液时恰好完全反应。已知：MnO4-+C2O42-+H+→Mn2++CO2↑+H2O (未配平)。计算软锰矿中MnO2的质量分数(写出计算过程)__ _____________。10．(2021·河南省九师联盟高三联考)一种从废旧锂离子电池(主要含LiCoO2及少量Al、Cu)中回收铝、铜，并重新制备钴酸锂的工艺流程如下：回答下列问题：(1)向“滤液1”中加入适量的盐酸，调节pH为4.5，可获得Al(OH)3，写出该反应的离子方程式：_______________________________________。(2)向“残渣”中加入稀硫酸和H2O2，会放出大量气泡，写出LiCoO2与H2O2发生反应的化学方程式：_______________________________________________。(3)为沉淀Co2＋，向“滤液2”中加入(NH4)2C2O4而不是Na2C2O4。利用如下数据说明其原因：_______________________。[已知25℃时0.1 mol·L-1的Na2C2O4溶液的pH约为8.35，Co(OH)2的Ksp=6.0×10-15，假设溶液中c(Co2＋)=0.1 mol·L-1]。(4)RH萃取Cu2＋的原理可表示为：Cu2＋＋2HRCuR2＋2H＋。实验室中进行萃取实验用到的玻璃仪器有_______、_______；向有机层中加入反萃取剂_______(填化学式)可将Cu2＋反萃取至水层。(5)已知Li2CO3的溶解度随着温度变化的曲线如图。加入Na2CO3溶液后应进行的操作是_______。(6)碘量法测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验原理涉及如下反应：2Cu2＋＋4I-=2CuI↓＋I2；CuI＋SCN-=CuSCN↓＋I-；I2＋2S2O32-=2I-＋S4O62-。实验过程如下：准确称取m g CuSO4·xH2O于250 mL碘量瓶中，加入5 mL 1 mol·L-1 H2SO4和100 mL水使之完全溶解，加入10 mL左右KI溶液，充分振荡后立即用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色。然后再加入5 mL 0.5%淀粉溶液，继续滴至浅黄色，再加入10% KSCN溶液10 mL，使CuI沉淀转化为CuSCN沉淀，释放出吸附在CuI上的I2，继续用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色恰好消失即为终点，滴定过程中共消耗Na2S2O3标准溶液V mL。则x=_______(列出计算式，不必化简)，若不加入KSCN溶液，对测定结果的影响是_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。12．(2021·广东省六校联盟高三第三次联考)金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，镓与铝的化学性质类似。从刚玉渣(含钛、镓的低硅铁合金，还含有少量氧化铝)回收镓的流程如图所示：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表所示：金属离子Ga3+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01 mol⋅L-1)的 pH4.53.72.27.5沉淀完全时(c=1.0×10-5 mol⋅L-1)的 pH5.54.73.29.0请回答下列问题：(1)“酸浸”过程中禁止明火加热，原因是_______________________________。(2)“结晶”过程中得到FeSO4·7H2O的具体操作为_______________________________。(3)“中和沉淀”过程中pH应调节的范围为_____________________。(4)“碳酸化”过程中不能通入过量CO2的原因为_____________________(用离子方程式表示)。(5)“电解”过程中需要保持溶液为pH=11以上的原因是_______________________________。(6)下列说法不正确的是___________。A．为提高浸出率，可将刚玉渣研磨B．“结晶”过程中得到的FeSO4·7H2O可作为净水剂C．由流程图可知酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3D．“碱浸”过程中可用氨水代替 NaOH 溶液(7)GaN具有优异的光电性能。工业上常采用在 1100℃条件下，利用Ga与NH3反应可制备GaN，该过程的化学方程式为___________________________________________________。13．(2021·安徽安庆市高三一模)氧化钪可制作成氧的传感器陶瓷、固体电解质等特种材料，在现代工业中用途广泛。工业上用钒钛磁铁矿选矿后所得的钪精矿制备Sc2O3的流程图如图所示：(1)提高酸溶效率的措施______。(2)酸溶溶液含有Ti2O52+和Fe3+，Ti2O52+中Ti的化合价为＋4价，在热水中水解为TiO2。“净化”过程中加热溶液的作用是_______。(3)流程中萃取剂与酸溶液的用量比用E/A表示，Sc3+的萃取率用a%表示，不同条件下Sc3+的萃取率(a%)的变化曲线如图所示，则萃取采用的最佳“用量比”E/A和萃取时间分别为______、______。(4)“萃取和反萃取“主要化学反应ScCl3+(2-3)TBP=ScCl•(2-3)TBP，ScCl•(2-3)TBP+H2O=ScCl+H2O+(2-3)TBP。“反萃取”所加的试剂X为_________________。(5)“沉钪”过程中发生的离子方程式：______________________________________________。Sc2(C2O4)3在空气中灼烧时发生的化学方程式：______________________________________________。14．(2021·江苏盐城市高三一模)工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO、FeO、Fe2O3)制备镍并回收副产物黄铵铁矾［(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12]的工艺流程如下。(1)“初步沉铁”中，向酸浸后的溶液中通入NH3调节溶液的pH至1.5左右，溶液温度保持80℃左右，鼓入空气，一段时间后沉淀出黄铵铁矾。鼓入的“空气”的作用是_________________。(2)“深度沉铁”中，通入NH3调节溶液pH，溶液温度保持65℃左右，加入H2O2溶液，反应1h后黄铵铁矾沉淀趋于完全。①溶液中Fe3+转化为黄铵铁矾的离子方程式为_____________________________________。②溶液中c(H2O2)随时间t的变化关系如图所示，反应开始10~20 min内c(H2O2)迅速减小，其原因是_______________________________________________。(3)“深度沉铁”时溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低，其原因是_______________________________________________。(4)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示(金属离子的起始浓度0.1mol·L-1)。金属离子的氢氧化物Ni(OH)2Fe(OH)3黄铵铁矾开始沉淀pH7.12.71.3沉淀完全pH9.23.72.3 “深度沉铁”中通入NH3调节溶液pH的范围是___________________________。15．(2021·广东广州市执信中学高三模拟)铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金，某科研小组从某废旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO2)中回收和铜两种金属的工艺流程如下：已知：I.铍、铝元素化学性质相似II.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表难溶物Cu(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2溶度积常数(Ksp)2.2×10-204.0×10-382.1×10-13(1)滤液A的主要成分除NaOH外，还有______________ (填化学式)，写出反应I中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式：_____________________________________。(2)①滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2，最合理的实验步骤顺序为__________________________________。a.加入过量的氨水  b.通入过量的CO2   C．加入过量的NaOH  d.加入适量的HCl   e.洗涤   f.过滤②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是___________________________________。(3)①MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质。写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式：_________________________________。②若用浓HNO3溶解金属硫化物，缺点是___________________________(任写一条)(4)滤液D中c(Cu2+)=2.2mol·L-1、c(Fe3+)=0.008mol·L-1、c(Mn2+)=0.01mol·L-1逐滴加入稀氨水调节pH可将其依次分离，首先沉淀的是_______________________(填离子符号)，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH大于_________________。(5)用石墨电极电解NaCl-BeCl2混合熔盐可制备金属铍，①阴极上得到Be的电极反应式为___________________________________。②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na热气除去Be中少量Na的方法为_____。已知部分物质的熔、沸点如下表：物质熔点(K)沸点(K)Be15513243Na370115616．(2020·广东省“百越名校联盟”高中学业质量检测)高铝粉煤灰提取铝既能缓解我国缺铝矿的现状，又能减少煤燃烧产生的污染。高铝粉煤灰含55.22% Al2O3、32.58% SiO2、5.08% CaO、2.09% Fe2O3和5.03%其他杂质。活化焙烧法从高铝粉煤灰中提取铝的工艺流程如图所示，回答下列问题：(1)碱石灰烧结法是利用高铝粉煤灰与纯碱、焦炭1220℃烧结，Al2O3转化为易溶的偏铝酸钠，从而将铝元素分离出来，烧结过程无污染，氧化铝发生反应的化学方程式是_________________。(2)活化焙烧过程中，不同活化剂对铝、钙浸出率的影响不同(如下表)，应选择_______做活化剂。活化剂Na3PO4Na2HPO4NaFNa2SO4CH3COONaAl浸出率83.82%83.62%85.64%77.55%90.96%Ca浸出率97.10%97.75%98.26%96.79%90.96%(3)酸浸使用的酸是_________________，酸的浓度与氧化铝溶出率的关系如图1，酸浓度为36%时达到最大溶出率，但实际工业使用32%的酸浓度，原因是_________________。酸溶温度与氧化铝溶出率的关系如图2，选择的最佳温度是_________________。(4)流程图中的一系列操作应包括_______、过滤、洗涤、干燥，粗氧化铝的主要杂质是_______。(5)电解过程中阴极的电极反应式为___________________________，现有102 t高铝粉煤灰，如果总转化率为75%，可以得到_______t铝(计算结果保留四位有效数字)。