剖析08 “陌生情景下”方程式的书写-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析与对点精练（全国通用）

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1．明确一些特殊物质中元素的化合价
【例1】和可以作为锂离子电池的正极材料。根据所学知识，回答下列问题：
Ⅰ．一种制备的流程如图所示：
(1)中Fe的化合价为 。
(2)“共沉淀”反应投料时，不将和LiOH溶液直接混合的原因是 。
(3)检验产品中是否混有或杂质的实验操作是 。
(4)“共沉淀”反应可得到和，该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)+2
(2)和LiOH溶液直接混合会生成，而极易被氧化，最终产品中混有Fe(Ⅲ)化合物
(3)取少量产品于试管中，先加适量盐酸溶解，再向试管中滴加几滴KSCN溶液
(4)
【详解】（1）LiFePO4中Li元素为+1价，磷酸根呈-3价，因此Fe的化合价为+2价；故答案为：+2。
（2）FeSO4和LiOH溶液直接混合会生成Fe(OH)2，而Fe(OH)2极易被氧化，最终产品中混有Fe(Ⅲ)化合物，所以共沉淀反应投料时，不将FeSO4和LiOH溶液直接混合；故答案为：FeSO4和LiOH溶液直接混合会生成Fe(OH)2，而Fe(OH)2极易被氧化，最终产品中混有Fe(Ⅲ)化合物。
（3）铁离子与KSCN溶液反应使得溶液变红，则检验产品中是否混有Fe(OH)3或FePO4杂质的实验操作是：取少量产品于试管中，先加适量盐酸溶解，再向试管中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红，则有Fe3+，说明产品中混有Fe(OH)3或FePO4杂质；故答案为：取少量产品于试管中，先加适量盐酸溶解，再向试管中滴加几滴KSCN溶液。
（4）“共沉淀”中(NH4)2Fe(SO4)2、LiOH和H3PO4反应可得到LiFePO4和NH4HSO4，反应生成该反应的化学方程式为；故答案为：。
【例2】以主要成分为的铁钴矿(杂质为、)为原料制取和黄钠铁矾的工艺流程如下图所示(已知还原性：)：
已知：“焙烧”后，、元素完全转化为单质。
回答下列问题：
(1)黄钠铁矾中铁元素的化合价为 价，检验气体中是否含有的方法可以为 。
(2)第一次“氧化”中消耗的氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，“调”时反应的离子方程式为 。
(3)“氧化、沉钴”过程中加入的和物质的量之比为，相应总反应的离子方程式为 ，转化为的基本方法是 。
【答案】
(1)+3 将气体A通过品红溶液，若品红溶液褪色，说明气体A中含有SO2
(2)1：2
(3) 焙烧
【详解】（1）中根据化合价代数和为0，可得Fe的化合价为：；检验气体A中是否含有SO2的方法可以为：将气体A通过品红溶液，若品红溶液褪色，说明气体A中含有SO2；
（2）第一次“氧化”离子方程式为：，氧化剂为ClO-，还原剂为Fe2+，氧化剂与还原剂物质的量之比为：1：2；“调pH”时，Fe3+生成，反应的离子方程式为；
（3）“氧化、沉钴”过程是将C2+氧化为C3+，C3+转化为C（OH）3，加入的和物质的量之比为，相应总反应的离子方程式为，转化为的基本方法是：焙烧，焙烧分解为和水；
【例3】一种工业上利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为，还含有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如下图所示：
已知：①的溶解度随温度升高而减小；
②，，。
回答下列问题：
(1)中、元素的化合价分别为+2价、+3价，若，则元素的化合价为 。锂离子电池中的电解质与水相遇会生成，该反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸”时，下列试剂中最适宜替换的是 。
a．溶液 b．溶液 c．溶液 d．浓盐酸
【答案】
(1)+4
(2)b
【详解】（1）中、元素的化合价分别为+2价、+3价，根据化合价代数和为0，假设，元素的化合价为a，可知，a=4，则元素的化合价为+4；与水相遇会生成，反应为：，故答案为：+4；。
（2）根据分析可知“酸浸”时作为还原剂，因此可替代的是溶液，故答案为：b。
2．陌生情境下氧化还原反应方程式的书写步骤
(1)列物质：“读”取题目中的有效信息，找出发生氧化还原反应的物质或离子，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
(2)标得失：依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示，或给出的生成物)，按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”写出方程式，根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应计量数。
(3)看环境：根据原子守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋、OH－或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。
(4)查守恒：再依据质量守恒，写出规范的方程式。
例：KMnO4能与热的硫酸酸化的Na2C2O4溶液反应，生成Mn2＋和CO2，该反应的离子方程式为_____。
第一步：依题意，锰元素的化合价降低，故KMnO4是氧化剂，Mn2＋是还原产物；碳元素的化合价升高，故Na2C2O4(碳元素化合价为＋3价)是还原剂，CO2是氧化产物。
第二步：按“氧化剂＋还原剂还原产物＋氧化产物”把离子方程式初步写成：
MnOeq \\al(－,4)＋C2Oeq \\al(2－,4)Mn2＋＋CO2↑。由MnOeq \\al(－,4)→Mn2＋，锰元素降了5价；由C2Oeq \\al(2－,4)→CO2，碳元素升了1价，1 ml C2Oeq \\al(2－,4)共失去2 ml e－，故在C2Oeq \\al(2－,4)前配5，在氧化产物CO2前配10；在MnOeq \\al(－,4)前配2，在还原产物Mn2＋前配2，即2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)2Mn2＋＋10CO2↑。
第三步：反应在硫酸中进行，故在左边补充H＋，右边补充H2O，
2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)＋eq \x( )H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋eq \x( )H2O
第四步：依据电荷守恒及H、O原子守恒配平如下：
2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
3．书写关键——认识并掌握常见的氧化剂、还原剂及产物预测
(1)强氧化性物质或离子：
Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4(H＋)、K2Cr2O7(酸性)、PbO2。
常见的氧化剂及还原产物预测：
(2)强还原性物质或离子：
Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SOeq \\al(2－,3))、S2Oeq \\al(2－,3)、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)、H2C2O4、CO、NH3等。
常见的还原剂及氧化产物预测：
【例1】黏土钒矿中，钒以价、价、价的化合物存在，还包括、和铝硅酸盐()等。采用以下流程可由黏土钒矿制备、和硫酸铝铵。
已知：ⅰ．有机酸性萃取剂HR的萃取原理为： ；rg表示有机溶液。
ⅱ．酸性溶液中，HR对价钒萃取能力强，而对价钒的萃取能力较弱。
ⅲ．HR能萃取而不能萃取。
(5)和反应生成和的离子方程式是 。
(7)从无机层获得的离子方程式是 。
【答案】
(5)
(7)
【详解】
（5）和反应生成和，根据得失电子守恒和原子守恒可知离子方程式为。
（7）无机层中加入氨水、通入空气，被氧化得到沉淀，离子方程式为。
【例2】草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和指示剂。以钴矿[主要成分是CO、、，还含有少量、CuO、FeO及杂质]制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示：
常温下，有关沉淀数据如表(完全沉淀时，金属离子浓度)。
回答下列问题：
(1)“浸取”前，需要对钴矿进行粉碎处理的目的是 ；浸出液中主要含有、和离子，写出“浸取”时，发生反应的化学方程式： 。
(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。
【答案】
(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
(2)
【详解】（1）反应物接触面积越大，反应速率越快，浸取率越大，所以“浸取”前，需要对钴矿进行粉碎处理的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；浸出渣的主要成分是；浸出液中主要含有有、、、和，“浸取”时，被还原为，同时被氧化为，元素化合价由降低至，元素化合价由升高至，根据化合价升降守恒、原子守恒原则，反应的化学方程式为:。答案为：增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；。
（2）“氧化”时，将氧化为，中氧元素化合价由降低至−2，元素化合价由升高至，根据化合价升降守恒、原子守恒以及溶液呈酸性可知发生反应的离子方程式为：。答案为：。
【例3】工业上利用铁铬矿制取的工艺流程如下图所示，铁铬矿的主要成分为，还含有少量。
已知：①“氧化浸出”工序中，矿石中难溶的生成可溶于水的，铁以最高价氧化物的形式存在；
②最高价铬酸根离子在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。
回答下列问题：
(2)“氧化浸出”工序中发生反应的离子方程式为 。
【答案】
(2)
【详解】（2）根据信息①、结合分析，“氧化浸出”工序中发生反应的离子方程式为。
4．分步法书写非氧化还原方程式
陌生的非氧化还原反应主要为复分解反应，抓住复分解反应条件推断产物，结合盐类水解、酸碱强弱综合分析。这类复杂的化学反应可以采用分步思考。
例如，碳酸钠、氢氟酸和氢氧化铝混合物在高温下反应制备冰晶石，可以分三步理解：
Al(OH)3+3HF=AlF3+3H2O，Na2CO3+2HF=2NaF+CO2↑+H2O，AlF3+3NaF=Na3AlF6。
加合得到总反应式为2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。
再如在碳酸氢钠溶液中加入少量硫酸亚铁溶液制备碳酸亚铁：
Fe2++HCO3-=FeCO3↓+H+，H++ HCO3-=CO2↑+H2O，
加合得总反应式为Fe2++2 HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
【例1】磷酸铁锂电池因其安全性高、使用寿命长和稳定性好等优点，在电动汽车、储能系统等方面应用广泛。工业上用钛白渣[主要成分为，还含有少量、及]为主要原料生产的工艺流程如下：
已知：和水发生反应，生成难溶于水的；。请回答下列问题：
(1)“水溶”过程中，钛白渣一般要粉碎，目的是 ，发生水解的化学方程式为 。
(4)高温“煅烧”步骤中，得到的同时只生成一种气体(有毒)，该过程反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
(4)
【详解】（1）“水溶”过程中，粉碎钛白渣可以增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率。发生水解生成难溶于水的，同时有硫酸生成，反应的化学方程式为；
（4）高温“煅烧”步骤中，C和、反应得到的同时只生成一种有毒气体CO，根据得失电子守恒和质量守恒配平化学方程式：
【例2】以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
(1)①“酸浸”时V2O4转化为，反应的离子方程式为： 。
②同时V2O5转化成。“废渣1”的主要成分是 。
(5)“沉钒”得到偏钒酸铵()沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式： 。
【答案】
(1) SiO2
(5)
【详解】（1）①“酸浸”时V2O4转化为，V元素化合价不变，说明不是氧化还原反应，根据原子守恒可知反应的离子方程式为；
②根据分析可知，滤渣1的主要成分是SiO2；
（5）“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，根据原子守恒可知偏钒酸铵(NH4VO3“煅烧”生成五氧化二钒、氨气和水，发生反应的化学方程式为。
1．Ⅰ．铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。我国目前发现最早的人工冶铁制品是河南三门峡出土的西周晚期的玉柄铁剑。
(1)在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，请用化学方程式解释 。
Ⅱ．一种用Fe2(SO4)3溶液浸取黄铁矿(主要含FeS2和少量难溶杂质)的流程如图所示。
(2)FeS2晶体中阴阳离子个数比为 。
(3)“浸取”的过程中，加快浸取的速率的方法有 (写出两项)，发生的离子方程式为 。
(4)从“溶液X”中提取绿矾晶体的操作为：加入Fe粉后，应先浓缩滤液至 ，趁热过滤，取滤液， ，过滤、洗涤、干燥。
【答案】
(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)1∶1
(3)将黄铁矿粉碎、适当增加Fe2(SO4)3的浓度、适当升高温度、搅拌等 FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S
(4)溶液表面出现晶膜 冷却结晶
【详解】（1）炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，否则炽热的铁水会与H2O(g)发生反应，生成四氧化三铁和氢气，可能会发生爆炸，用化学方程式解释为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；
（2）FeS2晶体中，阴、阳离子分别为、Fe2+，二者的个数比为1∶1；
（3）“浸取”的过程中，可通过增大接触面积、升高温度、适当增大反应物浓度等加快浸取的速率，则方法有：将黄铁矿粉碎、适当增加Fe2(SO4)3溶液的浓度、适当升高温度、搅拌等；Fe3+将FeS2中的S元素氧化为单质S，Fe3+被还原为Fe2+，发生的离子方程式为：FeS2+2Fe3+=3Fe2++2S；
（4）从“溶液X”中提取绿矾晶体的操作为：加入Fe粉将Fe3+还原为Fe2+后，应先浓缩滤液至溶液表面出现晶膜，此时溶液达饱和，再趁热过滤，取滤液，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。
2．铁红在涂料工业中用作防锈颜料，也用作橡胶、人造大理石、地面水磨石的着色剂，还可用作精密仪器、光学玻璃的抛光剂等。以硫铁矿为原料制备铁红的工艺流程如图所示。
已知：硫铁矿主要成分为FeS2，还含有少量SiO2、Al2O3等杂质。
回答下列问题：
(1)焙烧前，首先要将硫铁矿粉碎，目的是 。焙烧生成Fe2O3，硫元素转变成SO2，焙烧1mlFeS2转移 ml电子。
(2)浸渣为 (填化学式)。加入硫铁矿还原，发生反应的离子方程式为 。设置还原步骤的目的是 。
(3)为了不引入新的杂质，试剂X可以是_______(填标号)。
A．FeOB．C．FeCO3D．NaOH溶液
(4)加入碳酸氢铵和氨水沉铁时，发生反应的离子方程式为 。
(5)煅烧过程中发生反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)增大固体与空气接触的表面积，使硫铁矿焙烧充分 11
(2)SiO2 将Fe3+还原为Fe2+，有利于后续Al3+的去除
(3)ABC
(4)
(5)
【详解】（1）焙烧前，首先要将硫铁矿粉碎，目的是增大固体与空气接触的表面积，使硫铁矿焙烧充分；焙烧时，FeS2与O2发生反应的化学方程式为，根据系数关系，焙烧1mlFeS2转移11ml 电子。
（2）根据分析，浸渣为SiO2；加入硫铁矿将Fe3＋还原成Fe2＋，同时生成S ，因此离子方程式为；分析流程，溶液中如果存在Fe3＋，让Al元素以Al(OH)3沉淀形式除去时，Fe3＋必先沉淀，因此用FeS2还原Fe3＋的目的是避免在除去Al3＋时把Fe3＋也一并沉淀。
（3）试剂X的作用是与H+反应调节pH，使Al3＋转化成Al(OH)3沉淀，但是不能引入新的杂质，符合条件的物质有FeO、和FeCO3，NaOH溶液可与H+反应，但引入了新杂质Na+，故选ABC。
（4）加入NH4HCO3和混合溶液，将Fe2＋转化成Fe(OH)2，离子方程式为。
（5）FeCO3在空气中煅烧转化为Fe2O3，发生反应的化学方程式为：。
3．我国科学家用粗氢氧化高钴[]制备硫酸钴晶体()，其工艺流程如下。
已知：
ⅰ.还原浸出液中的阳离子有：、、和等
ⅱ.部分物质的溶度积常数如下(25℃)
ⅲ.溶解度随温度升高而明显增大
(1)氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是 。
(2)浸出时，理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为 。
(3)写出“氧化沉铁”的离子方程式 ；25℃时，浊液中铁离子浓度为 ml/L(此时pH为4)。
(4)P507萃取后，经反萃取得到硫酸钴溶液，将硫酸钴溶液经 操作，得到硫酸钴晶体。
【答案】
(1)
(2)2:1
(3)
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤
【详解】（1）氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式为；
（2）用过量亚硫酸钠还原浸出发生的离子反应为，则理论上氧化剂与还原剂物质的量之比2：1；
（3）“氧化沉铁”时，亚铁离子被氧化后转化为氢氧化铁沉淀，氯酸根被还原为氯离子，离子方程式为；25℃时，pH=4，，浊液中；
（4）从硫酸钴溶液中提取硫酸钴晶体，由于硫酸钴晶体的溶解度随温度升高而明显增大，所以将硫酸钴溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤操作，得到硫酸钴晶体；
4．三氧化二钴()，钴的黑色氧化物，主要用于玻璃、陶磁制品的上彩，也可用于制备钴和钴盐，还可用作氧化剂和催化剂等。用某工业含钴废料(主要成分为，含有少量PbO、NiO、FeO、)制备和的流程如下。
(1)滤渣1的主要成分是 (填化学式)，请用两个离子方程式解释“酸浸”过程中的作用 、 。
(2)酸浸不能使用盐酸酸化的原因：①被氧化为污染环境② 。
(3)实验室进行萃取分离用到的主要仪器是 。实验室中进行操作X用到的硅酸盐仪器除酒精灯、泥三角外还有 。
(4)“沉镍”时发生反应的离子方程式为 ；此步骤需控温在30℃左右，温度不能太高也不能太低的原因是 。
【答案】
(1)、 (或) (或)
(2)无法将除尽
(3)分液漏斗 坩埚
(4) 温度太低反应速率太慢，温度太高分解
【详解】（1）根据以上分析，滤渣1的主要成分为PbSO4、SiO2；“酸浸”过程中，C2O3与双氧水发生氧化还原反应生成C2+，Fe2+与双氧水发生氧化还原反应生成Fe3+，离子方程式为：2C3++H2O2=2C2++O2↑+2H+；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）由于盐酸和PbO生成PbCl2，无法除尽Pb2+，所以“酸浸”时不使用盐酸酸化；
（3）实验室进行萃取分离用到的主要仪器是分液漏斗；操作X为灼烧，用到的硅酸盐仪器除酒精灯、泥三角外还有坩埚；
（4）“沉镍”时，加入NH4HCO3生成NiCO3，发生反应的离子方程式为Ni2++2=NiCO3↓+CO2↑+H2O；温度太低反应速率太慢，温度太高NH4HCO3分解，故需控制温度。
5．汽车尾气中、以及燃煤废弃中的都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。吸收和NO，获得和产品的流程图如下为铈元素)：
(1)装置Ⅰ中，NaOH溶液吸收也可生成和的混合溶液。写出NaOH溶液吸收生成等物质的量的和混合溶液时总反应的离子方程式 。
【答案】(1)
【详解】（1）NaOH溶液吸收生成的离子反应为；生成时离子反应为，将两个反应相加得到；
6．历史悠久的淄博陶瓷，在美术陶瓷的生产方面有着突飞猛进的发展，Al2O3和Fe3O4掺杂工艺也不断进步。现以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量SiO2、FeS2)为原料生产Al2O3和Fe3O4的部分工艺流程如下所示。
(1)加入少量CaO的主要作用为 。
(2)烧渣分离可采取 (填操作名称)分离Fe3O4。
(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，含金属元素的阴离子发生反应的离子方程式为 。
(4)“隔绝空气焙烧”发生反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)吸收SO2，防止污染空气
(2)磁铁吸引
(3)
(4)
【详解】（1）由分析可知，因为含有少量，会产生二氧化硫，加入氧化钙达到吸收二氧化硫的目的，防止二氧化硫排放污染空气，即加入少量的主要作用为吸收。故答案为：吸收，防止污染空气。
（2）由分析可知，烧渣的主要成分是，有磁性，可以用磁铁将从烧渣中分离出来，即“烧渣分离”若采取物理方法可以使用磁铁吸引分离。故答案为：磁铁吸引。
（3）由分析可知，向“过滤”得到的滤液中含金属元素的阴离子为，向其中通入过量二氧化碳，发生反应的离子方程式为，故答案为：。
（4）根据氧化还原反应配平可知，中由价升高为四氧化三铁的价，由价升高为价，三氧化二铁的铁从降低为价，故“焙烧”过程中发生反应的化学方程式：，故答案为：。
7．钪(Sc)是一种功能强大但产量稀少的稀土金属，广泛用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁()，还含有少量、MgO、等杂质，从钛铁矿中提取钪的流程如图：
回答下列问题：
(1)“酸浸”后钛主要以的形式存在于溶液中，中Ti元素的化合价为 。
(2)“滤渣1”的主要成分是 。
(3)氢氧化钪[]是白色固体，不溶于水，化学性质与相似，能与NaOH溶液反应生成，写出该反应的离子方程 。
【答案】
(1)+4
(2)SiO2(或二氧化硅)
(3)Sc(OH)3+3OH-=[Sc(OH)6]3-
【详解】（1）TiOSO4中O元素化合价为−2价，S元素为+6价，根据化合价代数和为零可知Ti的化合价为+4价。
（2）根据分析可知，滤渣1为SiO2(或二氧化硅)。
（3）氢氧化钪[Sc(OH)3]是白色固体，不溶于水，化学性质与Al(OH)3相似，能与NaOH溶液反应生成Na3[Sc(OH)6]，反应的离子方程式为Sc(OH)3+3OH-=[Sc(OH)6]3-。
8．钼广泛应用于微量肥料、汽车喷涂以及催化剂等。以钼精矿(主要成分是，含少量、、、、等杂质)为原料制备高纯度钼的工艺流程如图所示。
已知：①“焙烧”的含钼产物有、、和。
②具有酸性氧化物类似的性质，“滤液”中的主要阳离子有ZnNH342+、、。
③ ；。
请回答下列问题：
(1)“焙烧”时采用高压通入空气，其目的是 。
(2)“焙烧”的气体产物为和，检验这两种气体时，将气体依次通过品红溶液、、品红溶液、澄清石灰水。
①X是 (填一种)。
②第二次将气体通过品红溶液的目的是 。
③写出生成的化学方程式： 。
【答案】
(1)增大O2浓度，提高反应速率
(2)溴水、酸性KMnO4溶液、酸性重铬酸钾溶液等 检验SO2已除尽，避免对后续CO2的检验产生干扰
【详解】（1）“焙烧”时采用高压通入空气，其目的是：增大O2浓度，提高反应速率；
（2）“焙烧”的气体产物为和，检验这两种气体时，将气体依次通过品红溶液检验含有二氧化硫、再通入溴水、酸性KMnO4溶液、酸性重铬酸钾溶液等除去二氧化硫、再通入品红溶液检验二氧化硫已完全除去，避免对后续CO2的检验产生干扰、最后通入澄清石灰水检验含有；根据得失电子守恒以及原子守恒，生成的化学方程式：；
9．是难溶于水的固体，可用于生产药物，也可用作食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室用磷铁渣(含Fe、FeP、及少量杂质)制备的工艺流程如下：
(1)“浸取”时，在密闭反应容器中进行，硝酸分解生成的将Fe、FeP、氧化为、。与反应的化学方程式为 。
(2)“浸取”时加入硫酸的目的是 。
(3)写出生成的离子方程式： 。“制备”时，溶液的pH对产品中的有影响，在pH为1.2～2.5时，随着pH的增大，明显增大，其原因是 。
(4)“系列操作”的名称是 。
【答案】
(1)
(2)溶解等并抑制的水解
(3) pH增大，促进了水解，生成的混入产品中
(4)过滤、洗涤、干燥
【详解】（1）Fe2P与O2生成P2O5和Fe2O3，方程式为；；
（2）加入硫酸把生成的Fe2O3溶解，同时还可以防止Fe3+水解；
（3）含有铁离子的溶液加入磷酸、氨水在60℃时生成二水磷酸铁沉淀，方程式为：；随pH增大，促进了Fe3+水解，生成的Fe(OH)3混入产品中，造成值增大；
（4）沉淀的分离的操作是过滤、洗涤、干燥；
10．钒是一种有色金属，五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业。某废渣的主要成分为V2O3，另含有Fe2O3、SiO2、As2O3、P2O5等杂质，用该废渣制取V2O5的工艺流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)焙烧前需要将废渣进行粉碎，目的是 。
(2)MgNH4AsO4中砷的化合价为 ，NH4Cl的电子式为 。
(3)已知“焙烧”过程中V2O3与O2和NaOH反应生成NaVO3，请写出该反应的化学方程式 。
(4)滤渣1的主要成分的化学式为 。
(5)“沉矾”步骤中温度高于80℃沉矾率会降低，可能的原因是 。
(6)写出“灼烧”步骤反应的化学方程式 ；粘在坩埚内壁上的V2O5，可用K2SO3溶液洗涤，生成VO+，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
【答案】
(1)增大接触面积，加快反应速率，提高焙烧率
(2)+5
(3)V2O3+O2+2NaOH2NaVO3+ H2O
(4)Fe2O3
(5)NH4Cl受热分解
(6)2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O 2:1
【详解】（1）将废渣进行粉碎，目的是增大接触面积，加快反应速率，提高焙烧率；
（2）MgNH4AsO4中砷元素的化合价为+5；NH4Cl为离子化合物，其电子式为；
（3）“焙烧”过程中，V2O3与O2、NaOH反应的化学方程式为V2O3+O2+2NaOH2NaVO3+ H2O；
（4）V2O3、SiO2、As2O3、P2O5分别与NaOH、O2反应生成可溶性钠盐，“水浸”时溶于水，Fe2O3不与NaOH、O2反应，也不溶于水，故滤渣1的主要成分为Fe2O3；
（5）“沉矾”步骤中，加入NH4Cl发生反应，将转化为NH4VO3；由于NH4Cl不稳定，受热易分解，因此温度高于80℃时沉钒率降低的可能原因是NH4Cl受热分解；
（6）NH4VO3经“灼烧”得到V2O5和碱性气体NH3，反应的化学方程式为2 NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O；粘在坩埚内壁上的V2O5与K2SO3反应生成VO+，反应的离子方程式为，其中K2SO3作还原剂，V2O5作氧化剂，则该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1。
11．由废钼催化剂(主要成分为、，含少量CO、CS、NiO、等)回收有价金属的一种工艺流程如图所示：
已知：①溶液中金属离子形成氢氧化物沉淀时，开始沉淀和刚好完全沉淀的pH如表所示。
②“沉钴”后的滤液中镍元素全部以形式存在。
回答下列问题：
(1)若在实验室检验“焙烧”生成的气体A，可选用的试剂是 ；工业上常用 (填物质名称)吸收该气体。
(2)“沉钼”前钼元素主要以形式存在．写出“沉钼”时发生反应的离子方程式： 。
(3)“除铁”时，若控制pH的范围为，则 、 ；在该过程中一般需要将其加热3~5 min，其目的除使充分水解外，还能 。
(4)若“沉镍”时生成的和的物质的量浓度比约为5：1。写出生成的离子方程式： 。
(5)高温下用还原得到金属钼，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
【答案】
(1)品红溶液 氧化钙
(2)
(3)3.2 6.4 破坏Fe(OH)3胶体，防止Fe3+转化为Fe(OH)3胶体
(4)
(5)1:12
【详解】（1）根据分析可知，A为二氧化硫，检验二氧化硫用品红溶液，工业上常用氧化钙吸收二氧化硫；
（2）“沉钼”时发生反应的离子方程式：；
（3）沉铁加氨水调pH，此时需让Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，但不能使Ni2+、C2+沉淀，控制pH的范围为，在该过程中一般需要将其加热3~5 min，其目的除使充分水解外，还能破坏Fe(OH)3胶体，防止Fe3+转化为Fe(OH)3胶体；
（4）若“沉镍”时生成的和的物质的量浓度比约为5：1，生成的离子方程式：；
（5）高温下用还原得到金属钼，得到1mlM转移6ml电子，还原1ml转移24ml电子，消耗12mlH2，H2为还原剂，为氧化剂，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:12。
12．锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池，它的问世使得锂离子动力电池在纯电动汽车与混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。工业上用某软锰矿(主要成分为，还含有少量铁、铝及硅等元素的氧化物)为原料制备尖晶石结构的锰酸锂()流程如图：
请回答下列问题：
(1)为加快“浸取”速率，写出两种可采取的措施 、 。
(2)“浸取”得到的浸取液中阳离子主要是，生成的离子方程式为 。
(4)在催化剂存在下，从下表可知升高氧化温度有利于氢氧化锰的氧化，分析工业“控温、氧化”过程中，最适宜选定的氧化温度为 ，原因是 。
(5)“锂化”是将和按4：1的物质的量比配料，球磨3～5h，然后升温至600～750℃，保温24h，自然冷却至室温得产品，所得混合气体的成分是 。
【答案】
(1)适当增大硫酸的浓度 适当升高温度或搅拌
(2)
(4) 330℃ 330℃时，产率较高，温度再上升，产率的增长也很小，而且温度越高，对设备要求更高，能耗更大，成本更高，综合考虑330℃最合适
(5)
【详解】（1）适当增大硫酸的浓度、适当升高温度、搅拌等措施可以加快反应速率，故答案为：适当增大硫酸的浓度；适当升高温度或搅拌；
（2）由分析可知，浸取得到锰离子的反应为酸性条件下二氧化锰与溶液中的亚铁离子反应生成锰离子、铁离子和水，反应的离子方程式为，故答案为：；
（4）由表格数据可知，330℃时二氧化锰产率较高，继续升高温度，二氧化锰的产率变化不大，所以从设备要求、能耗考虑，“控温、氧化”过程中，最适宜选定的氧化温度为330℃，故答案为：330℃；330℃时，产率较高，温度再上升，产率的增长也很小，而且温度越高，对设备要求更高，能耗更大，成本更高，综合考虑330℃最合适；
（5）由分析可知，生成锰酸锂的反应为二氧化锰与碳酸锂高温锂化得到锰酸锂、氧气、二氧化碳，反应的化学方程式为，则反应得到的气体为二氧化碳和氧气的混合气体，故答案为：；
13．砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在]中回收的工艺流程如下：
已知：①；
②。
回答下列问题：
(1)的名称是 。
(2)“沉砷”过程中的作用是 。
(3)浸渣的主要成分是 (填化学式)。
(4)写出“脱硫”时反应的离子方程式： ，相同条件下，单质硫在水、、酒精三种溶剂中溶解度最小的是 。
(5)写出“还原”时反应的化学方程式： 。
(6)是三元弱酸，第一步和第二步电离是通过和水中的结合实现的，第三步则直接电离出，第一步电离方程式为，则第三步电离方程式为 。
(7)用去除酸性废水中的机理如下(“HS”为自由基，“”表示孤电子)，方框中X的化学式为 。
【答案】
(1)亚砷酸钠
(2)沉淀过量，使平衡左移，提高沉砷效率
(3)FeS
(4) 水
(5)
(6)或
(7)
【详解】（1）的名称是亚砷酸钠。
（2）酸性高浓度含砷废水加入Na2S、FeSO4，得到滤渣As2S3、FeS，的作用是沉淀过量，使平衡左移，提高沉砷效率。
（3）滤渣As2S3、FeS加入加入氢氧化钠溶液生成Na3AsO3，FeS不和NaOH溶液反应，浸渣的主要成分是FeS。
（4）“脱硫”时和NaClO溶液发生氧化还原反应生成S和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；单质硫的极性较弱，CCl4是一种非极性溶剂，水和酒精是极性溶剂，单质硫在酒精中的溶解度比在水中要大，则单质硫在水、、酒精三种溶剂中溶解度最小的是水。
（5）“还原”时被SO2还原生成As2O3，SO2转化为H2SO4，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。
（6）是三元弱酸，第一步和第二步电离是通过和水中的结合实现的，第三步则直接电离出，第一步电离方程式为，第二步电离方程式为，则第三步电离方程式为或。
（7）HS·中S原子有一个单电子，因此2个HS·可结合成HS-SH，化学式为。
14．以菱锰矿(主要成分为和少量等)为原料提纯的一种流程示意图如下。
(1)将菱锰矿“研磨”的目的是 。
(2)写出在“氯化焙烧”过程发生反应的化学方程式： 。
(3)用的溶液“沉锰”时浸出液对产品中锰元素的质量分数和锰的回收率的影响如下图。
注： 。
①“沉锰”反应的离子方程式是 。
②分析浸出液时，产品中存在的杂质可能是 ，说明判断依据 。
(4)该流程中可以循环利用的物质有 。
【答案】
(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应充分进行
(2)
(3) MgCO3 MnCO3和Mn(OH)2中锰元素的质量分数均大于38%，推知必有含镁难溶杂质
(4)NH4Cl
【详解】（1）将菱锰矿“研磨”的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应充分进行；
（2）MnCO3在“氯化焙烧”时与氯化铵反应生成氯化锰、CO2、NH3、H2O，方程式为：；
（3）①沉锰时，氯化锰与碳酸氢铵反应生成碳酸锰、二氧化碳、水、氯化铵，离子方程式为：；
②由图知，在时时，产品中Mn元素的质量分数为38%，已知在碳酸锰中，，在氢氧化锰中，在碳酸镁中，在氢氧化镁中，MnCO3和Mn(OH)2中锰元素的质量分数均大于38%，推知必有含镁难溶杂质，该杂质可能为MgCO3；
（4）根据分析可知，CO2、NH3可以回到流程沉锰循环，NH4Cl可以回到流程氧化焙烧循环；
15．软锰矿在生产中有广泛的应用。
(1)过程I：软锰矿的酸浸处理
①酸浸过程中的主要反应(将方程式补充完整)： 。
☐☐___________=☐ ☐___________。
②生成的硫附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻，此时加入，利用其迅速分解产生的大量气体破除附着的硫，导致迅速分解的因素是 。
③矿粉颗粒表面附着的硫被破除后，可以继续与反应，从而提高锰元素的浸出率，该反应的离子方程式是 。
【答案】
(1)2FeS2+3MnO2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S+6H2O Fe3+或MnO2等作催化剂 MnO2+ H2O2+ 2H+= Mn2++O2↑+2H2O
【详解】（1）①由分析可知，酸浸过程中的主要反应为二氧化锰与FeS2、稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸锰、硫和水，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应的离子方程式为2FeS2+3MnO2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S+6H2O，故答案为：2FeS2+3MnO2+12H+=3Mn2++2Fe3++4S+6H2O；
②由题意可知，过氧化氢溶液分解生成氧气的原因是过量的二氧化锰和反应生成的铁离子可以做过氧化氢分解的催化剂，加快过氧化氢分解的速率而迅速分解产生大量氧气，故答案为：Fe3+或MnO2等作催化剂；
③过氧化氢溶液提高锰元素浸出率发生的反应为过氧化氢溶液与二氧化锰反应生成硫酸锰、氧气和水，反应的离子方程式为MnO2+ H2O2+ 2H+= Mn2++O2↑+2H2O，故答案为：MnO2+ H2O2+ 2H+= Mn2++O2↑+2H2O；CuFeS2：Cu为＋2，Fe为＋2，S为－2；
K2FeO4：Fe为＋6；
FePO4：Fe为＋3；
LiFePO4：Fe为＋2；
Li2NH、LiNH2、AlN：N为－3；
N2H4：N为－2；
Na2S2O3：S为＋2；
S2Oeq \\al(2－,8)：S为＋6；
VOeq \\al(＋,2)：V为＋5；
C2Oeq \\al(2－,4)：C为＋3；
HCN：C为＋2；N为－3；
CuH：Cu为＋1，H为－1；
BHeq \\al(－,4)：B为＋3、H为－1；
FeOeq \\al(n－,4)：Fe为＋(8－n)；
Si3N4：Si为＋4，N为－3；
MnO(OH)：Mn为＋3；
CrOeq \\al(2－,4)：Cr为＋6；
氧化剂
Cl2(X2)
O2
Fe3＋
KMnO4
MnO2
还原产物
Cl－(X－)
H2O/O2－/ OH－
Fe2＋
Mn2＋(酸性)；
MnO2(中性)；
MnOeq \\al(2－,4)(碱性)
Mn2＋
氧化剂
ClOeq \\al(－,3)
浓H2SO4
HNO3
H2O2
PbO2
还原产物
Cl2、ClO2、
Cl－
SO2
NO2(浓)、NO(稀)
OH－(碱性)；
H2O(酸性)
Pb2＋
氧化剂
酸性K2Cr2O7
HClO、NaClO、
Ca(ClO)2(或ClO－)
FeOeq \\al(2－,4)(H＋)
NaBiO3
Na2O2
还原产物
Cr3＋
Cl－、Cl2
Fe3＋
Bi3＋
NaOH(或Na2CO3)
还原剂
金属单质
(Zn、Fe、Cu等)
Fe2＋
S2－(或H2S、NaHS)
SO2(或H2SO3、SOeq \\al(2－,3)、NaHSO3)
H2C2O4、C2Oeq \\al(2－,4)
H2O2
氧化产物
Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋
Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性)
S、SO2(或SOeq \\al(2－,3))、SOeq \\al(2－,4)
SO3、SOeq \\al(2－,4)
COeq \\al(2－,3)、CO2
O2
还原剂
I－(或HI、NaI)
NH3
N2H4
CO
S2Oeq \\al(2－,3)
H2
氧化产物
I2、IOeq \\al(－,3)
N2、NO
N2
CO2
SOeq \\al(2－,4)
H＋(酸性)、H2O(碱性)
沉淀
恰好完全沉淀时
10.1
9.4
6.7
2.8
5.2
物质
质量分数/%
2.2～2.9
2.8～3.1
22～28
60～65
1～2
＜1
物质
金属离子
开始沉淀时的pH
2.2
6.4
7.2
刚好完全沉淀时的pH
3.2
9.0
8.7
氧化温度/℃
230
280
300
330
350
400
的质量分数/%
70.8
72.3
73.4
74.9
75.1
75.5