04 无机化工流程题(4) （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

这是一份04 无机化工流程题(4) （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用），共13页。试卷主要包含了钒具有广泛用途等内容，欢迎下载使用。

无机化工流程题(4)
1．NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下：

(1)向滤液Ⅰ中加入FeS是为了生成难溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等杂质，则除去Cu2+的离子方程式为　　　　　　
(2)根据对滤液Ⅱ的操作作答：
①往滤液Ⅱ中加入H2O2发生反应的离子方程式为_____________________________________________
②调滤液ⅡpH的目的是__________________
③检验Fe3+是否除尽的操作和现象是_____________________________________________
(3)滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后得到NiCO3固体，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是______________________________________________________
(4)得到的NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作可得到NiSO4·6H2O晶体
①在进行蒸发浓缩操作时，加热到___________________________(描述实验现象)时，则停止加热
②为了提高产率，过滤后得到的母液要循环使用，则应该回流到流程中的_____(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置
③如果得到产品的纯度不够，则应该进行________________(填操作名称)操作
2．氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：①菱锰矿石主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素
②相关金属离子[c(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀时的pH如下：
金属离子
Al3＋
Fe3＋
Fe2＋
Ca2＋
Mn2＋
Mg2＋
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.5
10.6
8.1
9.6
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
12.6
10.1
11.6
③常温下，CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10－10、7.42×10－11
回答下列问题：
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________________________
(2)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度_________，氯化铵与菱锰矿粉的质量之比为________，焙烧时间为__________________________

(3)浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为_________________；然后调节溶液pH使Fe3＋、Al3＋沉淀完全，此时溶液的pH范围为_________，再加入NH4F沉淀Ca2＋、Mg2＋，当c(Ca2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1时，c(Mg2＋)＝_______mol·L－1
(4)碳化结晶时，发生反应的离子方程式为__________________________________________
(5)流程中能循环利用的固态物质是___________
3．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pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
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VO，同时还有________离子被氧化。写出VO＋转化为VO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”中有沉淀产生，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____________________
4．三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，其相对分子质量为990)简称“三盐”，不溶于水及有机溶剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品，也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示

已知：Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13
请回答下列问题：
(1)写出步骤①“转化”的离子方程式：____________________________________________
(2)根据下图溶解度曲线，由滤液1得到Na2SO4固体的操作为：将“滤液1”________、________、用乙醇洗涤后干燥

(3)步骤③“酸溶”，为提高酸溶速率，可采取的措施是_______________________________(任意写出一条)
(4)“滤液2”中可循环利用的溶质为________(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中c(Pb2＋)＝1.82×10－5mol·L－1，则此时c(SO)＝________mol·L－1
(5)步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为____________________________________________
(6)若消耗100.0 t铅泥，最终得到纯净干燥的三盐49.5 t，假设铅泥中的铅元素有75%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为________
5．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如图：

已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋
(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_______________、____________________(答出两点)
(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O，则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________
(3)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：
阳离子
Fe3＋
Al3＋
Cr3＋
开始沉淀时的pH
2.7
－
－
沉淀完全时的pH
3.7
5.4(＞8溶解)
9(＞9溶解)
①用NaOH调节溶液的pH不能超过8，其理由是_____________________________________。
②当pH＝8时，Mg2＋______________ (填“是”或“否”)开始沉淀(溶液中Mg2＋浓度不超过1 mol·L－1)。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。
(4)上述流程中，加入NaOH溶液后，溶液呈碱性，Cr2O转化为CrO，写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：___________________________________________
6．溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用作分析试剂、生产荧光粉等。以镉铁矿(成分为 CdO2、Fe2O3、FeO 及少量的Al2O3 和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的工艺流程如下：

已知 Cd(SO4)2 溶于水
回答下列问题：
(1)为提高镉的浸取率，酸浸时可采取的措施有____________________(任写两种即可)。
(2)还原镉时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，发生反应的离子方程式为_____________________________
(3)加入H2O2 溶液的目的是______________________________________________________
(4)滤渣2 的主要成分为__________________(填化学式)；为检验滤液中是否含有 Fe3＋，可选用的化学试剂是______________________
(5)实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中 Cd2＋的含量，其原理：Cd2＋＋ 2NaR===2Na＋＋ CdR2 ，其中NaR为阳离子交换树脂。常温下，将沉镉后的溶液(此时溶液 pH＝6)经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的 Na＋比交换前增加了 0.055 2 g·L－1，则该条件下Cd(OH)2 的Ksp值为_________
(6)已知镉铁矿中CdO2的含量为72%，整个流程中镉元素的损耗率为10%，则2 t该镉铁矿可制得Cd(BrO3)2(摩尔质量为 368 g·mol－1)质量为________kg



7．钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如图：

回答下列问题：
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是__________________________________________
(2)先加入氨水调节pH＝3，过滤，滤渣主要成分是______________；再向滤液中加入氨水调节pH＝6，滤液中Sc3＋的浓度为__________(已知：25 ℃时，Ksp[Mn (OH)2]＝1.9×10－13，Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39，Ksp[Sc(OH)3]＝9.0×10－31)
(3)用草酸“沉钪”。25 ℃时pH＝2的草酸溶液中 ＝________________(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式：______________________________[已知：25 ℃时，Ka1(H2C2O4)＝5.9×10－2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10－5]
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为____________________________________________
(5)废酸中含钪量为15 mg·L－1，V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为________________
8．工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属)的工艺流程如下：

(1)金属M为____________，操作1为____________
(2)加入H2O2的作用是____________________________________(用离子方程式表示)，加入氨水的作用是_______
(3)充分焙烧的化学方程式为____________________________________________________________
(4)已知Li2CO3微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因
是________________________，90 ℃时Ksp(Li2CO3)的值为____________
温度/℃
10
30
60
90
浓度/mol·L-1
0.21
0.17
0.14
0.10
(5)用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为________________________
9．二硫化钨(WS2，其中W的化合价为＋4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4，还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
(1)FeWO4中铁元素的化合价为________________
(2)FeWO4在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为________________________；“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有____________________(写出一条即可)
(3)过量CO2通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为____________________________________，操作Ⅰ中用作引流的玻璃仪器是________
(4)生成二硫化钨的化学方程式为2(NH4)2WS4＋3O22WS2＋4NH3＋2S＋2SO2＋2H2O，若反应中转移8 mol
电子，则生成WS2的质量是________g
10．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如下。回答下列有关问题：

(1)硼砂中B的化合价为____________，溶于热水后，常用H2SO4调pH至2~3制取H3BO3，反应的离子方程式为____________________________________，X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为____________________________________，该反应中的氧化剂是____________(填化学式)
(2)硼酸是一种一元弱酸，它与水作用时结合水电离的OH-而释放出水电离的H+，这一变化的离子方程式为____________________________________，皮肤上不小心碰到氢氧化钠溶液，一般先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸溶液，则硼酸与氢氧化钠反应的离子方程式为____________________________________
(3) MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热制MgCl2，其目的是____________________________________
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为______(填“酸式”或“碱式”)滴定管，该粗硼样品的纯度为______(提示：I2+2S2O32—===2I-+S4O62—)
11．一种以冷热镀管废料锌灰制ZnSO4·7H2O晶体，进而获取ZnO，并探索氢电极增压还原氧化锌电解法制锌的方法，工艺流程如图所示，回答下列问题：

已知：①锌灰的主要成分为ZnO、ZnCl2，还含有SiO2、CuO、PbO和FeO
②Cu＋＋Cl－===CuCl↓
(1)滤渣1的主要成分为SiO2和________
(2)酸浸时，硫酸浓度不能过高，原因是_______________________________________
(3)写出“沉铜”时的离子方程式：___________________________________________
(4)在pH为5.6的条件下氧化后，再加入聚丙烯酰胺絮凝剂并加热搅拌，其目的是____
(5)氢电极增压还原氧化锌的装置如图所示，储罐内ZnO溶解后形成Zn(OH)离子，每溶解1 mol ZnO需消耗______mol KOH。电解池中的总反应离子方程式为：___________

(6)该工艺废水中含有Zn2＋，排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应：Zn2＋＋H2SZnS(s)＋2H＋。处理后的废水中部分微粒浓度为：
微粒
H2S
CH3COOH
CH3COO－
浓度/(mol·L－1)
0.10
0.05
0.10
处理后的废水的pH＝________，c(Zn2＋)＝________。[已知：Ksp(ZnS)＝1.0×10－23，Ka1(H2S)＝1.0×10－7，Ka2(H2S)＝1.0×10－14，Ka(CH3COOH)＝2.0×10－5
12．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(主要含BeO、CuS，还含少量FeS和SiO2)中回收铍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；BeCl2熔融时能微弱电离。
ⅱ.常温下，Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，Ksp[Mn(OH)2]＝2.1×10－13
回答下列问题：
(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)滤液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为得到较纯净的BeCl2溶液，选择下列实验操作最合理步骤的顺序是____________；电解熔融BeCl2制备金属铍时，需要加入NaCl，其作用是__________________
①加入过量的NaOH；②加入过量的氨水；③加入适量的HCl；④过滤；⑤洗涤。
(3)反应Ⅱ中CuS的氧化产物为S单质，该反应的化学方程式为________________。
(4)常温下，若滤液D中c(Cu2＋)＝2.2 mol·L－1、c(Fe3＋)＝0.008 mol·L－1、c(Mn2＋)＝0.21 mol·L－1，向其中逐滴加入稀氨水，生成沉淀F是____________(填化学式)；为了尽可能多的回收铜，所得滤液G的pH最大值为____________
13．锂离子电池应用很广，其正极材料可再生利用，某锂离子电池的正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为：6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)

回答下列问题：
(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为________
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式________________________________
(3)“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式________________________、__________________________________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是________________________________
(4)写出“沉钴”过程中反应的化学方程式________________________
(5)充电过程中，发生LiCoO2与Li1-XCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式________________
(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________________________________________，在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有________________(填化学式)






【无机化工流程题(4)】答案
1．(1)FeS+Cu2+===CuS+Fe2+
(2)①2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
②除去Fe3+
③取少量滤液Ⅲ于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则Fe3+已除净
(3)增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集NiSO4)
(4) ①有少量晶体析出(或者溶液表面形成晶体薄膜)
②d　
③重结晶
解析：(1) FeS除去Cu2+的反应是沉淀的转化，即FeS+Cu2+CuS+Fe2+。(2) ①对滤液Ⅱ中加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+，加入H2O2的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。②调滤液ⅡpH的目的是除去Fe3+。③检验Fe3+是否除尽的操作和现象：用试管取少量滤液Ⅲ，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则Fe3+已除净。(3) NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀，而后过滤，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这样可提高NiSO4的浓度，有利于蒸发结晶。(4) ①在进行蒸发浓缩操作时，当少量晶体析出时或溶液表面形成晶体薄膜时，停止加热。②为了提高产率，过滤后得到的母液要循环使用，应该回流到流程d中循环使用。③产品的纯度不够需要重新溶解、浓缩、结晶析出得到较纯净的晶体，实验操作为重结晶。
2．(1)MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O　
(2)500 ℃　1.10　60min　
(3)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O　5.2≤pH<8.1　5.1×10－6　
(4)Mn2＋＋2HCOMnCO3↓＋CO2↑＋H2O　
(5)NH4Cl
解析：(1)根据工艺流程图知“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为MnCO3＋2NH4ClMnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。(2)根据图示锰浸出率比较高，焙烧菱锰矿的最佳条件是焙烧温度500 ℃，氯化铵与菱锰矿粉的质量比为1.10，焙烧时间为60 min。(3)二氧化锰具有氧化性，可以氧化亚铁离子，而二氧化锰被还原为锰离子，反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；根据题干信息知pH在5.2时Al3＋沉淀完全，pH在8.1时，Mn2＋开始沉淀，所以将Fe3＋、Al3＋沉淀完全，可以调整pH范围在5.2≤pH<8.1；根据CaF2、MgF2的溶度积计算得：c2(F－)＝ ＝1.46×10－5，c(Mg2＋)＝mol·
L－1≈5.1×10－6 mol·L－1。(4)根据流程图知碳化结晶时，发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCOMnCO3↓＋CO2↑＋H2O。(5)流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH4Cl。
3．(1)加快酸浸氧化反应速率(促进氧化完全)
(2) Fe2＋　VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋Mn2＋＋H2O
(3) Mn2＋　Fe3＋、Al3＋
(4)Fe(OH)3
(5)NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓
(6)利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
解析：(1)“酸浸氧化”过程中钒矿粉、MnO2和30% H2SO4发生反应，常温下反应速率较小，加热的目的是加快酸浸氧化反应速率。
(2)Fe3O4与稀硫酸反应：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，“酸浸氧化”过程中，Fe2＋具有还原性，也能被MnO2氧化生成Fe3＋。VO＋被氧化为VO，MnO2则被还原为Mn2＋，溶液呈酸性，结合守恒规律，写出离子方程式：VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋Mn2＋＋H2O。
(3)由表中数据可知，Mn2＋开始沉淀的pH为8.1，Al3＋开始沉淀的pH为3.0，沉淀完全的pH为4.7，Fe3＋沉淀完全的pH为3.2。“中和沉淀”中调节pH＝3.0～3.1，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，此时Mn2＋不沉淀，Al3＋部分沉淀，Fe3＋几乎沉淀完全，故随滤液②除去的金属离子有K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋及部分Al3＋、Fe3＋。
(4)滤饼②中含V2O5·xH2O、Fe(OH)3和少量Al(OH)3，“沉淀转溶”中，加入NaOH溶液，调节pH＞13，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解，Al(OH)3转化为NaAlO2，故滤渣③的主要成分是Fe(OH)3。
(5)滤液③中含有NaAlO2、NaVO3，“调pH”中加入HCl，调节pH＝8.5，此时NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl。
(6)NH4VO3存在沉淀溶解平衡：NH4VO3(s)NH(aq)＋VO(aq)，“沉钒”中加入过量NH4Cl，增大c(NH)，有利于NH4VO3结晶析出(同离子效应的应用)。
4．(1)PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋SO(aq)
(2)升温结晶　趁热过滤
(3)适当升温(适当增加硝酸浓度等合理答案均可)
(4)HNO3　1×10－3
(5)4PbSO4＋6NaOH3PbO·PbSO4·H2O＋3Na2SO4＋2H2O
(6)55.20%
解析：(1)由于Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8>Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13，所以步骤①加入碳酸钠溶液，把硫酸铅转化为碳酸铅，反应的离子方程式为PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋
SO(aq)。
(2)滤液1的溶质主要是Na2SO4和过量的Na2CO3，将“滤液1”升温结晶、趁热过滤、用乙醇洗涤后干燥得到Na2SO4固体。
(4)Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2，Pb(NO3)2中加硫酸转化成PbSO4和硝酸，HNO3可循环利用；根据Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，若滤液中c(Pb2＋)＝1.82×10－5mol·L－1，则溶液中的c(SO)＝＝ mol·L－1＝1×10－3mol·L－1。
5．(1)升高温度(加热)　搅拌　
(2)3∶2　
(3)①pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO，最终影响Cr回收与再利用　②否　
(4)3SO2＋2CrO＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH－
解析：(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施，可以升高温度增大物质的溶解度或搅拌加快溶解速度。(2)H2O2将Cr3＋转化为Cr2O，H2O2作氧化剂。Cr3＋被氧化，发生的反应为2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O＋8H＋，氧化剂和还原剂物质的量之比为3∶2。(3)①pH＝8时，Fe3＋、Al3＋已沉淀完全，pH＞8时，会使部分Al(OH)3溶解生成AlO，会影响Cr的回收与再利用。②当pH＝8时，Qc＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝1×
(10－6)2＝10－12 (6)设铅泥中铅元素的质量分数为x，根据铅元素守恒可得：＝×4，解得x＝0.552 0，所以铅泥中铅元素的质量分数为55.20%。
6．(1)增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施(写出两种即可)
(2)3Cd4＋＋CH3OH＋H2O===3Cd2＋＋CO2↑＋6H＋　
(3)将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋
(4)Al(OH)3、Fe(OH)3　KSCN溶液　
(5)1.2×10－19
(6)3 312
解析：用稀硫酸溶解镉铁矿，其中SiO2不溶于水和酸，通过过滤除去，即滤渣1为SiO2；滤液中主要含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋和Cd4＋，加入CH3OH将Cd4＋还原为Cd2＋，然后加入H2O2溶液，将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液pH使溶液中的Al3＋和Fe3＋完全转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤除去不溶物(滤渣2)，向含有CdSO4的滤液中加入K2CO3生成CdCO3沉淀，再过滤将沉淀溶于HBrO3，最后将溶液蒸发结晶即可得到溴酸镉，据此分析。
(1)固体溶解于稀硫酸时，采取增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施，可提高镉的浸出率。(2)CH3OH将Cd4＋还原为Cd2＋时，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，此气体为CO2，结合守恒法，可知反应的离子方程式为3Cd4＋＋CH3OH＋H2O===3Cd2＋＋CO2↑＋6H＋。(3)加入H2O2溶液的目的是将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)滤渣2的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3；为检验滤液中是否含有 Fe3＋，可选用的化学试剂是KSCN溶液。
(5)沉淀后的溶液pH＝6，则c(OH－)＝10－8mol·L－1，经阳离子交换树脂后，测得溶液中Na＋比交换前增加了0.055 2 g·L－1，即Na＋物质的量浓度增加了＝0.002 4 mol·L－1，根据Cd2＋＋2NaR===2Na＋＋CdR2，可知原溶液中c(Cd2＋)＝0.001 2 mol·L－1，则Cd(OH)2的Ksp＝c(Cd2＋)·c2(OH－)＝1.2×10－19。(6)2 t该矿石中CdO2的质量为2×106 g×72%＝1.44×106g，其物质的量为＝1×104 mol，整个流程中镉元素的损耗率为10%，根据原子守恒可知Cd(BrO3)2的物质的量为104 mol×(1－10%)＝9×103mol，其质量为9×
103 mol×368 g·mol－1＝3 312 000 g＝3 312 kg。
7．(1)将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入双氧水中，并不断搅拌
(2)Fe(OH)3　9.0×10－7mol·L－1
(3)3.8×10－2　2Sc3＋＋3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓＋6H＋
(4)2Sc2(C2O4)3＋3O22Sc2O3＋12CO2
(5)0.023V g
解析：(1)在混合不同的液体时，一般先加密度较小、易挥发的，后加密度大、难挥发的，若混合时放热，则最后加受热易分解的，因此混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入双氧水中，并不断搅拌。(3)25 ℃时pH＝2的草酸溶液中＝××＝Ka2(H2C2O4)×
Ka1(H2C2O4)×＝6.4×10－5×5.9×10－2×≈3.8×10－2。“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为2Sc3＋＋3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓＋6H＋。(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为2Sc2(C2O4)3＋3O22Sc2O3＋12CO2。(5)废酸中含钪量为15 mg·L－1，则V L废酸中含钪的质量为15×10－3 g·L－1×V L＝0.015V g，所以最多可提取Sc2O3的质量为＝0.023V g。
8．(1) Cu　过滤
(2) 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O　调节溶液的pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
(3) 4(CoC2O4·2H2O)+3O22Co2O3+8H2O+8CO2
(4) 减少Li2CO3的溶解损失　4.0×10-3
(5) 2CO32——4e-===O2↑+2CO2↑
解析：合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属)加入盐酸过滤得到金属M为不与盐酸反应的铜，浸出液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氨水调节溶液pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，通过操作1过滤得到的溶液A中加入草酸铵溶液沉淀钴离子，过滤得到溶液B，溶液B主要是锂离子的溶液，加入碳酸钠沉淀锂离子，过滤得到碳酸锂，CoC2O4·2H2O在足量空气中煅烧得到氧化钴。(1) 上述分析判断金属M为Cu，操作1为过滤操作。(2) 加入H2O2的作用是氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O；加入氨水的作用是调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。(3) CoC2O4·2H2O 焙烧生成Co2O3、CO2和水，反应的化学方程式为4(CoC2O4·2H2O)+3O22Co2O3+8H2O+8CO2。(4) Li2CO3微溶于水，溶解度随温度升高而降低，为减少Li2CO3的溶解损失，蒸发浓缩后必须趁热过滤；90 ℃时c(Li2CO3)=0.10 mol·L-1，则c(Li+)=0.20 mol·L-1，c(CO32—)=0.10 mol·L-1，则Ksp(Li2CO3)=0.20×0.20×0.10=4.0×10-3。(5) 用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂，阳极生成两种气体，应为二氧化碳和氧气，电极反应式为2CO32—-4e-O2↑+2CO2↑。
9．(1)＋2
(2)4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O　粉碎矿石(或搅拌等)
(3)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO　玻璃棒
(4)248
解析：(1)FeWO4中O、W分别为－2价和＋6价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0可求出Fe的化合价为＋2。(2)结合题给流程图可知钨铁矿在熔融时与NaOH、O2反应生成Fe2O3和钨酸钠，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式为4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O。“熔融”时为了提高熔融速率，可采取的措施有将钨铁矿粉碎或搅拌等。(3)粗钨酸钠溶液中含有少量的NaAlO2溶液，通入过量CO2时，NaAlO2与CO2、H2O反应生成Al(OH)3和NaHCO3。操作Ⅰ为过滤操作，实验中需要用到引流的玻璃仪器是玻璃棒。(4)结合题给流程图可知(NH4)2WS4中W和S分别为＋6价和－2价，根据化合价变化可知，每生成2 mol WS2时转移16 mol电子，则反应中转移8 mol电子时，生成1 mol WS2，其质量为(184＋32×2)g·mol－1×1 mol＝248 g。
10．(1) +3　B4O72—+2H++5H2O===4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO　B2O3
(2)H3BO3+H2O[B(OH)4]－+H+ H3BO3+OH－===[B(OH)4]－
(3)防止MgCl2水解生成Mg(OH)2
(4)碱式　99%
解析：(1) 硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价-2价，依据化合价代数和为0计算得到硼元素化合价为+3价；用H2SO4调pH至2~3，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ，反应的离子方程式为B4O72—+2H++5H2O4H3BO3；X为H3BO3晶体加热脱水的产物B2O3，镁和B2O3反应生成氧化镁和硼，反应的化学方程式为3Mg+B2O32B+3MgO，反应中元素化合价降低的作氧化剂，硼元素化合价由+3价变化为0价，则B2O3作氧化剂。
(2) 硼酸是一种一元弱酸，它与水作用时结合水电离的OH-而释放出水电离的H+，据此书写离子方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+；硼酸是一元弱酸，与氢氧化钠反应生成四羟基硼酸根，反应的离子方程式为H3BO3+OH-[B(OH)4]-。
(3) MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热，是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁。
(4) H2S2O3为弱酸，Na2S2O3溶液显碱性，据此选择滴定管应为碱式滴定管；硫代硫酸钠的物质的量为0.30 mol·L-1×0.018 L=0.005 4 mol，根据关系式：BBI3I23S2，n(B)=n(S2)=0.001 8 mol，硼的质量为11 g·mol-1×0.001 8 mol=0.019 8 g，粗硼中硼的含量为×100%=99%。
11．(1)PbSO4　
(2)会产生SO2气体，污染环境或无法反应(速率慢)等　
(3)Zn＋2Cu2＋＋2Cl－===2CuCl↓＋Zn2＋　
(4)促使Fe(OH)3胶体聚沉，有利于过滤分离　
(5)2　H2＋Zn(OH)2H2O＋Zn＋2OH－　
(6)5　1×10－11mol·L－1
解析：(5)储罐内ZnO溶解后形成Zn(OH)离子，发生的离子反应为2OH－＋ZnO＋H2O===Zn(OH)，则每溶解1 mol ZnO，需消耗2 mol KOH；电解池阳极上的H2在碱性条件下失电子氧化生成H2O，电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，阴极上Zn(OH)得电子还原生成Zn，电极反应式为Zn(OH)＋2e－===Zn＋4OH－，则电解池中的总反应离子方程式为H2＋Zn(OH)2H2O＋Zn＋2OH－。
(6)已知Ka(CH3COOH)＝＝＝2.0×10－5，则c(H＋)＝1×10－5mol·L－1，此时溶液pH＝5；Ka1(H2S)×Ka2(H2S)＝×＝＝1.0×10－7×1.0×10－14，其中c(H＋)＝1×10－5mol·L－1，c(H2S)＝0.10 mol·L－1，则c(S2－)＝1.0×10－12 mol·L－1，此时Ksp(ZnS)＝1.0×10－23＝c(Zn2＋)·c(S2－)，则c(Zn2＋)＝1×10－11mol·L－1。
12．(1)Na2SiO3、Na2BeO2　BeO＋4H＋===Be2＋＋2H2O
(2)②④⑤③　增强熔融盐的导电性
(3)MnO2＋CuS＋2H2SO4===S＋MnSO4＋CuSO4＋2H2O
(4)Fe(OH)3　8.0
解析：(1)由信息ⅰ知，BeO是两性氧化物，可与NaOH溶液反应，但CuS、FeS不与NaOH溶液反应，SiO2是酸性氧化物，可与NaOH溶液反应，因此滤液A中主要成分是过量的NaOH及生成的Na2SiO3、Na2BeO2。由AlO与盐酸反应可推出相应反应的离子方程式为BeO＋4H＋===Be2＋＋2H2O。(2)先向溶液中加入过量的氨水，得到 Be(OH)2 沉淀，过滤、洗涤后再将沉淀溶解在适量的盐酸中，相应操作步骤为②④⑤③。BeCl2只能微弱地电离，故加入强电解质NaCl可增强熔融盐的导电性。(3)由题给信息可先写出MnO2＋CuS＋H2SO4―→S＋ MnSO4＋CuSO4＋H2O，配平即可。(4)Fe3＋开始形成沉淀时c(OH－)＝ mol·L－1≈1.7×10－12mol·L－1，同理可求出Mn2＋开始形成沉淀时的c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，Cu2＋开始形成沉淀时的c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1，故沉淀F是 Fe(OH)3。为得到尽可能多的Cu2＋，溶液的pH越大越好，但pH增大过程中不应出现Mn(OH)2沉淀，结合前面的计算知溶液的pH最大为8.0。
13．(1)+3
(2)2Al+2OH-+2H2O =2AlOH2-+3H2↑
(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 2H2O2 2H2O +O2 ↑
有氯气生成,污染较大
(4) CoSO4+2NH4HCO3 =CoCO3↓+(NH4)2SO4 + H2O +CO2 ↑
(5)Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C
(6)Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3 、Li2SO4
解析：（1）根据化合物化合价代数等零，可求Co元素的化合价等+3（2）正极上有废铝，用碱浸就是溶解铝。（3）酸浸后，水相中得到Co2+，说明H2O2在酸性环境下，还原了三价Co，即三价Co，有较强的氧化性，如用盐酸，Cl-也会被氧化成氯气，污染了环境。（4）“沉钴”就是CoSO4与NH4HCO3反应（5）已知充电时，负极反应为：6C+xLi++xe=LixC6，则放电时，负极的电极反应： LixC6－xe -=6C+xLi+ ，Li1-xCoO2+xe-+xLi+= LiCoO2，放电时，总反应式：
LixC6+ Li1-xCoO2=6C+LiCoO2 (6)负极上锂元素进入溶液后，在内电场作用下移到正极，在正极区富集。由流程图可知，整个工艺中，可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4