剖析10 工艺流程中的计算-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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一、利用关系式法计算
1、利用关系式法解题思维流程
2、熟记常用计算公式
3、利用“碘量法”进行物质含量测定
（1）直接碘量法：直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法。在滴定过程中，I2被还原为I－。
（2）间接碘量法
【例1】我国科学家潘锦功发明了碲化镉薄膜太阳能电池，又称“发电玻璃”，被誉为“挂在墙上的油田”，使得碲元素重新走进人们的视野。以锡碲渣(主要含和)为原料，回收锡酸钠并制备碲单质的流程图如下。
已知：锡酸钠和亚碲酸钠均易溶于碱。
(4)碲产品中碲质量分数的测定，步骤如下：
①取碲产品，加入酸使其转化为亚碲酸，将其配制成溶液，取于锥形瓶中。
②往锥形瓶中加入酸性溶液，充分反应使亚碲酸转化为碲酸。
③用硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的酸性溶液，滴入几滴试亚铁灵指示剂至终点显红色，进行三次平行实验，平均消耗硫酸亚铁铵标准溶液。试计算该碲产品中碲的质量分数为 。(保留小数点后面二位数字)
【答案】(4)84.48%
【详解】因为锡酸钠和亚碲酸钠均易溶于碱，先用烧碱碱浸溶解，加入将亚碲酸钠氧化为碲酸钠析出固体，经过滤进入滤渣，溶解后通入还原得碲单质。另一边所得滤液再加入烧碱结晶，经过滤干燥后粉碎得锡酸钠产品，据此分析解答。
（4）要测定样品中的质量分数，方法为先将氧化为，然后用酸性溶液将氧化为，反应的离子方程式为：，多余的酸性溶液再用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，反应的离子方程式为：，可计算出消耗的的物质的量为：，则，根据守恒，，样品中碲质量分数为：。故答案为：。
【例2】回收再利用金属冶炼厂的酸性废水(主要含、、、、)，制备亚砷酸铜的流程如下。
(3)中和除杂。当溶液中离子浓度小于，可认为已经完全除去。
已知：在时开始转化为，，，。
①一级中和控制pH为2左右，滤渣X的主要成分有 。
②二级中和沉淀重金属离子应控制pH范围为 。
(4)应用碘量法可测定亚砷酸铜中的铜含量。称取2.000g试样溶于稀搅拌后过滤，洗涤滤渣，将洗涤后的滤液与原滤液合并，配成溶液，取所配溶液于碘量瓶中加入过量的碘化钾溶液，用标准溶液滴定至终点，消耗。
①计算样品中铜元素的质量分数 。(写出计算过程)
②已知纯亚砷酸铜中铜元素的质量分数为23.02%，实际测得样品中铜元素的质量分数有偏差(操作步骤均正确)的原因为 。(已知：；，未配平)
【答案】
(3) 9.7~10.5
(4)24.00% 样品中可能含有、
【详解】金属冶炼厂的酸性废水(主要含、、、、)，含砷废水中首先加入二氧化硫，将五价砷还原为三价砷，再加石灰乳将硫酸根沉淀，过滤后调节pH使锌离子和镉离子沉淀，最后加硫酸铜“沉砷”。
（3）①一级中和加入的是石灰乳，主要是为了沉淀硫酸根，所以滤渣X的主要成分为；
②由题可知氢氧化锌的溶度积更小，更难溶，所以只要满足氢氧化镉完全沉淀，氢氧化锌肯定已经完全沉淀；令，根据氢氧化镉溶度积常数，可求得此时，则，所以pH=9.7；又因为在pH=10.5时开始转化为，所以二级中和沉淀重金属离子应控制pH范围为9.7~10.5；
（4）① ；
由氧化还原关系可知；
铜元素质量= ；
铜元素质量分数；
②由于二级中和加入了氢氧化钠，所以“沉砷”时加入硫酸铜可能会产生氢氧化铜沉淀，后续操作中还有可能生成氧化铜，所以样品中可能含有、CuO。
【例3】钛酸钡广泛用于电子陶瓷材料。以高钛渣(主要成分为和，含少量等)为原料制备的流程如图所示。
已知：①溶于热的浓硫酸形成；
②时，。
回答下列问题：
(5)已知：某高钛渣中的质量分数为。这样的高钛渣，经上述工艺制备纯度为的产品，则钛的收率为 %(用含a、w、b、c的代数式表示)。(收率)
【答案】(5)或
【详解】由题给流程可知，向高钛渣中加入稀盐酸酸浸，将Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3转化为AlCl3、CaCl2、MgCl2、FeCl3（即滤液1），TiO2和SiO2与稀盐酸不反应，过滤，向TiO2和SiO2混合物中加入浓硫酸，TiO2与热的浓硫酸反应生成TiOSO4，SiO2与浓硫酸不反应，过滤，滤渣为SiO2，加入萃取剂除去残留的硫酸，将溶液中TiOSO4水解生成TiO2·nH2O沉淀，向TiO2·nH2O中加入碳酸钡，熔融状态下，生成钛酸钡，据此分析回答。
（5）原料中钛的质量为：，产品中钛的质量为：，钛的收率为。
二、溶度积(Ksp)的相关计算
1、已知溶度积，求溶液中的某种离子的浓度。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①AgCl、AgBr、AgI等1:1型：如Ksp＝a的饱和AgCl溶液中c(Ag＋)＝eq \r(a) ml·L－1。
【例】以AgCl(s)Ag+(aq)＋Cl－(aq)为例，KSP(AgCl)＝1.8×10－10
设AgCl的饱和溶液的浓度为x ml·L－1
AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl－(aq)
1 1 1
x ml·L－1 x ml·L－1 x ml·L－1
则：Ksp＝c(Ag+)·c(Cl－)＝x2，＝1.34×10－5 ml·L－1
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②类型不同的难溶电解质的溶度积大小不能直接反映出它们的溶解度大小，因为它们溶度积与溶解度的关系式是不同的。
【例】以Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)＋CrO42－(aq)为例，KSP(Ag2CrO4)＝9.0×10－12
设Ag2CrO4的饱和溶液的浓度为y ml·L－1
Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) ＋ CrO42－(aq)
1 2 1
y ml·L－1 2y ml·L－1 yml·L－1
则：KSP＝c2(Ag+)·c(CrO42－)＝(2y)2·y＝4y3，＝1.3×10－4 ml·L－1
【例】以Fe(OH)3(S)Fe3+(aq)＋3OH－(aq)为例，KSP(Fe(OH)3)＝4.0×10－38
设Fe(OH)3的饱和溶液的浓度为z ml·L－1
Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) ＋ 3OH－(aq)
1 1 3
z ml·L－1 z ml·L－1 3z ml·L－1
则：KSP＝c(Fe3+)·c3(OH－)＝z·(3z)3＝27z4，＝2.0×10－10 ml·L－1
2、已知溶度积、溶液中某离子的浓度，求溶液中另一种离子的浓度。
如某温度下AgCl的Ksp＝a，在0.1 ml·L－1的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体，达到平衡后c(Ag＋)＝=10a ml·L－1
3、计算反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度。
如反应Cu2＋(aq)＋MnS(s)CuS(s)＋Mn2＋(aq)，Ksp(MnS)＝c(Mn2＋)·c(S2－)，Ksp(CuS)＝c(Cu2＋)·c(S2－)，平衡常数K＝eq \f(c（Mn2＋）,c（Cu2＋）)＝eq \f(Ksp（MnS）,Ksp（CuS）)。
4、求解开始沉淀和沉淀完全时的pH。
如判断M(OH)n(s)Mn＋(aq)＋nOH－(aq)开始沉淀与沉淀完全时的pH。
①开始沉淀时pH的求法：c(OH－)＝eq \r(n,\f(Ksp,c（Mn＋）))，c(H＋)＝eq \f(Kw,c（OH－）)，从而确定pH。
②沉淀完全时pH的求法：当Mn＋的浓度小于或等于1.0×10－5 ml·L－1时，认为该离子已经沉淀完全，c(OH－)＝eq \r(n,\f(Ksp,1.0×10－5)) ml·L－1，结合Kw求出c(H＋)，从而确定pH。
注意：有关Ksp的计算往往与pH的计算结合，要注意pH与c(OH－)关系的转换；难溶电解质的悬浊液即其沉淀溶解平衡状态，满足相应的Ksp。
5、判断沉淀的生成或沉淀是否完全
①把离子浓度数据代入Ksp表达式得Qc，若Qc>Ksp，则有沉淀生成；若Qc②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 ml·L－1，则该离子沉淀完全。
6、分步沉淀问题分析
【例1】镍的氧化物M是蓄电池材料。某小组用含镍废料(成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO和SiO2等)制备M的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(3)已知25℃时：，。若浸出液中，当离子浓度≤1×10-5ml·L-1时认为已完全沉淀。用Na2CO3调节pH范围为 。
【答案】(3)3.2 ≤ pH＜6.65
【详解】含镍废料(成分为NiO、Ni2O3、FeO、MgO和SiO2等)酸浸时NiO、Ni2O3、FeO、MgO和稀硫酸反应转化为，SiO2不与酸反应，过滤除去，则固体1是SiO2；过滤后向酸浸后的溶液中加入H2O2将转化为，并用Na2CO3调节溶液pH，使转化为Fe(OH)3沉淀除去，即过滤出固体2为Fe(OH)3，过滤后加入NH4F使Mg2＋沉淀除去，过滤出固体3为MgF2，最后得到硫酸镍溶液，通过蒸发浓缩、降温结晶，过滤、洗涤干燥，得到NiSO4•7H2O，并在惰性气体环境中灼烧NiSO4•7H2O得到M，据此分析解题；
（3）根据溶度积数据计算，沉淀完全时，，，则可推得，,pH=3.2；同理可知，Ni(OH)2开始沉淀时，，pH=6.65，故应控制溶液的pH为：3.2≤pH＜6.65；
故答案为：3.2≤pH＜6.65
【例2】六氟锑酸钠是一种新开发的锑的精细化工产品，主要用于有机合成、光化学反应、半导体刻蚀等。一种在水溶液中由锑白(主要含、和、、等)合成六氟锑酸钠的工艺流程如下：
已知：①的性质与类似；
②可溶于溶液；
③晶体难溶于水。
回答下列问题：
(2)“碱浸、还原”时，发生反应的离子方程式为 ；若与反应计量关系为2：1，则氧化产物为 。
(3)“除杂”时，当溶液中出现蓝色沉淀，立即停止加入溶液，测得此时溶液的，则此时溶液中残留的 。［结果保留两位有效数字，已知，］
【答案】
(2) 或
(3)
【详解】锑白加NaOH溶液、Na2S2O3溶液进行碱浸、还原，Sb2O3、Sb2S3直接与碱反应，Sb2O5与被硫代硫酸钠还原，Sb元素转化为NaSbO2，Sb2S3中的S元素转化为Na2S，CuO、不反应，过滤除去；含NaSbO2、Na2S的溶液加硫酸铜将硫离子转化为CuS，将过量的氢氧根离子转化为氢氧化铜除去得到主要溶质为NaSbO2的溶液，NaSbO2溶液加过氧化氢、浓NaOH转化得到NaSbO3•3H2O，再用HF进行氟化得到NaSbF6。
（2）的性质与类似；“碱浸、还原”时，和碱氢氧化钠反应转化为和水，反应为：；“碱浸、还原”时，中Sb由+5价降为+3价，则Sb2O5作氧化剂被还原，Na2S2O3为还原剂被氧化，设硫化合价升高数为x，若Sb2O5与Na2S2O3反应计量关系为2：1，根据得失电子守恒有2×2×(5-3)=1×2×x，得x=4，则Na2S2O3中S被氧化为+(2+4)=+6价，则氧化产物为或Na2SO4；
（3），pOH=2，则此时溶液中，则残留的；
【例3】磷酸铁常用作电极材料、陶瓷等。以硫铁矿烧渣(主要成分)、，少量的、、)为原料制备磷酸铁的流程如下：
已知：，，。
回答下列问题：
(4)经测定“除钙镁”后的溶液中，则溶液中 。
【答案】(4)
【详解】烧渣主要成分Fe2O3、SiO2及少量的Fe3O4、CaO、MgO加入稀盐酸，Fe2O3、Fe3O4、CaO、MgO与稀盐酸生成相应的盐，SiO2不溶于盐酸，故浸渣的主要成分为SiO2。加入还原铁粉将Fe3+还原为Fe2+，加入NaF除去钙、镁离子，再加入磷酸二氢钾、氨水、氧气生成产物FePO4。
（4）经测定“除钙镁”后的溶液中，，即5∶2；
1．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：
(4)“沉铝”工序中发生反应的化学方程式为 ；该工序中的铝元素恰好完全转化为沉淀时的pH为 。{通常认为残留在溶液中离子浓度小于时就认为沉淀完全；已知： }
【答案】(4) 8.37
【详解】在碱性条件下与NaClO发生氧化还原反应得到在强碱性条件下溶解得到，矿石中的在“氧化浸出”工序中不反应，综合分析“滤渣”的成分为。向滤液中通入过量，与反应生成和，结合流程分析，“化合物X”为，此时以沉淀形式析出。在“混合转化”工序中转化为。
（4）过量通入含的溶液中发生反应：；溶液中铝元素恰好完全转化为沉淀，联立，计算得到为8.37。
2．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。
(6)测定产品的纯度。称取产品ag，先加入硫酸将转化为，加入指示剂后，用cml/L溶液滴定将转化为至终点，消耗溶液的体积为VmL。假设杂质不参与反应，则产品中的质量分数是 (的摩尔质量为Mg/ml)。
【答案】(6)
【详解】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，加入浓硫酸且通入空气，不反应成为滤渣；浸出液中加入氨水调节pH，生成硫酸铝铵沉淀；滤液中加入铁粉将转化为，并将五价钒还原为四价钒；使用HR萃取钒到有机层，有机层加入硫酸、氯酸钾可将四价钒转化为五价钒，加入氨水得到，煅烧得到；水层加入氨水、通入空气得到氢氧化铁，煅烧可得到氧化铁。
（6）加入硫酸将转化为，加入指示剂后，再用溶液滴定将转化为，则根据得失电子守恒和原子守恒可得：，则，质量分数为。
3．锂离子电池是新能源重要组成部分，废弃锂离子电池的回收利用不仅可以保护环境、节约资源，还可以创造经济效益，对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺流程如图所示。
已知：。回答下列问题：
(3)若“沉钴”的控制为10.0，则溶液中浓度为 。
【答案】(3)
【详解】由流程和题中信息可知，LiCO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、CCl2和SiO2的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液和滤渣1，滤渣1的主要成分是SiO2；滤液用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤渣主要成分为C(OH)2和滤液主要溶质为LiCl；滤渣置于空气中在850℃煅烧得到C3O4；滤液经碳酸钠溶液沉锂，得到为Li2CO3；C3O4和Li2CO3通入空气煅烧生成LiCO2；
（3）“沉钴”的控制为10.0，则c(OH-)=1×10-4ml/L，则溶液中c()==；
4．用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt，含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下：
(1)“酸浸”后分离出的溶液中，c(Ni2+)=0.2ml/L，c(Al3+)=0.01ml/L，溶液中离子浓度小于1×10－5 ml/L时可认为沉淀完全，则“调pH”应控制pH的范围是 。(设“调pH”时溶液体积不变) {已知：Ksp[Ni(OH)2]=2×10－15，Ksp[Al(OH)3]=1×10－33}
(4)另外一种镍催化剂废渣(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料可制备锂离子材料镍酸锂。在制备过程中有人认为“除钙”可以用HF，则“除钙”的反应为：Ca2+(aq)+2HF(l) = CaF2(s)+ 2H+(aq)反应的平衡常数K=1.0×103，则Ksp[CaF2]= 。(已知：室温下，HF的电离平衡常数Ka=4×10－4)。
(5)Ni2O3产品中可能含少量NiO，为测定Ni2O3的纯度，进行如下实验：称取5.000g样品，加入足量硫酸后，再加入100mL，1.000 ml/L Fe2+标准溶液，充分反应，加水定容至200mL取出20.00mL，用0.1 ml/L KMnO4标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00mL。实验过程中发生反应如下：
Ni2O3 + Fe2++ H+= Ni2++ Fe3++H2O(未配平)
Fe2+ + + H+= Mn2++ Fe3++H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3的质量分数，并写出计算过程 。
【答案】
(1)
(4)1.6×10-10
(5)83%
【详解】酸浸时生成的离子为Ni2+、Al3+，Al3+用NaOH溶液调节pH变为沉淀，碱性条件下加入氧化性的NaClO与Ni2+反应生成Ni2O3，高温还原生成Ni，以此分析；
（1）调pH的目的是为了让Al3+完全沉淀，根据，当溶液中的c(Al3+)<10-5时，，，溶液的pH=4.7，此时溶液中的Ni2+不能沉淀，，当Ni2+开始沉淀时，溶液pH=7，故pH<7时不会影响Ni2+，所以调节溶液PH的范围应为：4.7故答案为：4.7（4）根据反应平衡常数，，，；
故答案为：1.6×10-10；
（5），，与KMnO4标准溶液反应的，与Ni2O3反应的，，，则Ni2O3的质量分数=；
故答案为：83%。
5．磷酸亚铁锂是重要的锂电池正极材料，一种利用硫酸法生产钛白粉过程的副产物硫酸亚铁（含钛、铜、锰、铅、锌、钙、镁等杂质离子）制备磷酸亚铁锂的生产流程如图．
常温下各种硫化物溶度积常数如下：
回答下列问题：
(6)已知当溶液中时视为沉淀完全，又知,,则要使滤液2中铁离子沉淀完全且不生成沉淀，应控制 。[已知]
【答案】(6)≤2.78
【详解】副产物硫酸亚铁加入水和硫化钠溶液，Cu2+、Pb2+、Zn2+转化为硫化物沉淀，滤液1中加入磷酸酸化，钛离子转化为TiO2沉淀，过滤后向滤液2中加入磷酸、双氧水和NaOH溶液，将Fe2+转化为FePO4•2H2O沉淀，向沉淀中加入碳酸锂和聚丙烯研磨，得到磷酸亚铁锂。
（6）Fe3+完全沉淀且不生成Fe(OH)3沉淀，即Fe3+浓度≤10-5ml/L，则，pOH=11.22，pH=2.78，故pH≤2.78；
6．分银渣是电解铜的阳极泥提取贵金属后的尾渣，含有铅（PbSO4）、钡（BaSO4）、锡（SnO2）以及金（Au）、银（Ag）等有价金属，具有较高的综合利用价值。一种分银渣的提取流程如下：
已知：
I.SnO2不溶于水、醇、稀酸和碱液；
Ⅱ.部分难溶电解质的溶度积（25℃）如表。
(3)ⅲ操作中用饱和Na2CO3溶液（1.6ml·L-1）浸泡固体A并煮沸，充分反应后过滤，若固体A中含0.2mlBaSO4，要将其全部转化为BaCO3，至少需要加入 L饱和Na2CO3溶液（保留一位小数）。
(5)测定SnO2样品的纯度：称取mgSnO2样品（杂质不影响滴定结果），将样品灰化后以过氧化钠熔融，将熔融物酸溶后，再用还原铁粉将SnO2转化为Sn2+，加入指示剂，用KIO3标准溶液进行滴定，滴定反应离子方程式为：，（均未配平）。
①该滴定实验中所加指示剂为 ，滴定终点的现象为 。
②若终点时消耗0.0100ml·L-1KIO3标准溶液VmL，则测得SnO2纯度为 （列出表达式即可）。
【答案】
(3)3.1
(5)淀粉溶液 滴入半滴KIO3标准溶液，溶液从无色变成浅蓝色，且半分钟不褪色
【详解】分银渣中的PbSO4先与纯碱反应转化为可溶于盐酸的PbCO3，实现Pb的分离；继续加入纯碱，将BaSO4转化为BaCO3，继续加入盐酸将其转化为易溶于水的钡盐，实现Ba的分离；利用氯酸钠将金、银氧化为可溶性物质，实现与SnO2的分离；
（3）若固体A中含0.2 ml BaSO4，要将其全部转化为BaCO3，则生成的为0.2ml，根据反应：，该反应的，则平衡时剩下的物质的量约为4.8ml，则至少需要加Na2CO3为4.8ml+0.2ml=5.0ml，所以体积为5ml÷1.6ml·L-1=3.1L。
（5）①该滴定实验为碘量法，所加指示剂为淀粉溶液，滴定终点的现象为滴入半滴KIO3标准溶液，溶液从无色变成浅蓝色，且半分钟不褪色。
②因为Sn2+与KIO3的比例为3:1，KIO3用量为，则Sn2+为，测得SnO2纯度为。
7．利用氟磷灰石［主要成分为杂质为等］为原料生产可应用于巨型激光器“神光二号”的磷酸二氢钾（），工艺流程如下。
已知：25℃时，，，，，。
(3)“脱氟”中试剂X为 （填“”或“”）；当时，溶液中试剂X电离出的剩余金属阳离子的浓度为 。
(4)“中和法”为获得较高纯度的，控制pH范围为 ；在此pH范围内纯度的溶液中各微粒浓度大小关系为 。
已知：溶液中、、、的分布分数随pH变化曲线如图。［如分布分数：］
【答案】
(3) 或或0.63
(4)4~6
【详解】氟磷灰石［主要成分为杂质为，用磷酸“酸浸”放出HF气体，生成，加硫酸“酸浸”，生成硫酸钙沉淀和磷酸，过滤，滤液中加碳酸钠生成Na2SiF6沉淀脱氟，过滤，滤液为磷酸，用加氢氧化钾中和制备，或用电解磷酸和氯化钾混合液的方法制备。
（3）碳酸钡比BaSiF6更难溶，所以“脱氟”中试剂X不能用碳酸钡，试剂X为；当时，c(Na+)= 。
（4）根据图示“中和法”为获得较高纯度的，控制pH范围为4~6；在此pH范围内；ka1()=10-2.1、ka2()=10-7.2；ka3()=10-12.2，的水解常数为10-11.9；溶液中电离大于水解，所以
溶液中各微粒浓度大小关系为。
8．氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{化学式为，}是一种难溶于水的化合物，它是制备热敏材料VO2的原料。实验室以V2O5为原料，通过还原、转化、沉淀等步骤合成该晶体的流程如下：
溶液氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体
已知：+4价钒在弱酸性条件下具有还原性。
回答下列问题：
(1)N2H4为二元弱碱，其在水中的电离过程与NH3类似，其第一步电离方程式为 ，第二步电离方程式为；N2H4与液氧接触能自燃，产物对环境无污染，写出发生反应的化学方程式： 。
(2)步骤ii可通过如图装置完成。
①装置的优点为 ，检查其气密性的操作为 。
②实验开始时，先打开 (填“K1”或“K2”)。
③盛装NH4HCO3溶液的仪器名称为 。
(3)测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品的纯度。
实验步骤：粗产品wg
再重复实验两次。
已知：。
①滴入NaNO2溶液的目的是除去KMnO4，写出其反应的离子方程式： 。
②若平均消耗cml/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的体积为amL，则氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品的纯度为 。
③若其他操作均正确，但NaNO2的加入量不足，会引起测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】
(1)N2H4•H2O+OH-（或N2H4+H2O+OH-）
(2)随开随用，随关随停(或易于控制反应的发生与停止等合理答案) 关闭K1，然后向漏斗内加水，一段时间后，若漏斗内的液面不再发生变化，则气密性良好(或其他合理答案) K1 三颈烧瓶或三颈瓶
(3) (或) 偏大
【详解】由图可知，装置C中盛放NH4HCO3溶液，装置A中发生反应生成CO2，化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，将CO2通入装置B（盛装饱和NaHCO3溶液）用于除去CO2中混有的HCl气体，再将CO2通入装置C中，发生反应，最后将气体通入装置D（盛装澄清石灰水），以检验CO2气体；化学计算要用关系式法，利用原子守恒和得失电子守恒找关系进行计算，据此分解题。
（1）N2H4为二元弱碱，其在水中的电离过程与NH3类似，则第一步电离方程式为：N2H4•H2O+OH-（或N2H4+H2O+OH-），第二步电离方程式为；N2H4与液氧接触能自燃，产物对环境无污染即产生N2和H2O，根据氧化还原反应配平可得，该过程发生反应的化学方程式为：，故答案为：N2H4•H2O+OH-（或N2H4+H2O+OH-）；；
（2）①由题干实验装置图可知，装置A使用了启普发生器装置，其优点为随开随用，随关随停(或易于控制反应的发生与停止等合理答案)，检查其气密性的操作为关闭K1，然后向漏斗内加水，一段时间后，若漏斗内的液面不再发生变化，则气密性良好(或其他合理答案)，故答案为：随开随用，随关随停(或易于控制反应的发生与停止等合理答案)；关闭K1，然后向漏斗内加水，一段时间后，若漏斗内的液面不再发生变化，则气密性良好(或其他合理答案)；
②由题干信息可知，+4价钒在弱酸性条件下具有还原性，故实验开始时，先打开K1，产生一段时间CO2将装置内的空气排空，防止O2氧化+4价钒，故答案为：K1；
③由题干实验装置图可知，盛装NH4HCO3溶液的仪器名称为三颈烧瓶或三颈瓶，故答案为：三颈烧瓶或三颈瓶；
（3）①滴入NaNO2溶液的目的是除去KMnO4，酸性高锰酸钾具有强氧化性，能够将亚硝酸钠氧化成硝酸钠，反应的离子方程式为，故答案为：；
②由题干信息可知，本实验先用酸性高锰酸钾溶液将+4价钒氧化为，然后用NaNO2除去KMnO4后，再用尿素除去NaNO2，最后用(NH4)2Fe(SO4)2来滴定离子，故根据V守恒可知，n{}=n()=ac×10-3ml，则氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品的纯度为=(或)，故答案为：(或)；
③若其他操作均正确，但NaNO2的加入量不足，亚硝酸根在酸性条件下能够氧化Fe2+，即将导致消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积偏大，即a偏大，故会引起测定结果偏大，故答案为：偏大。
9．红矾钠()可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后，得到浸出液(主要含)，经过如下主要流程，可制得红矾钠，实现铬资源的有效循环利用。
已知：i．Cr(VI)在溶液中存在以下平衡：
ⅱ。溶液1条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围：
(6)为了测定红矾钠的纯度，称取上述流程的产品ag配成溶液，取出于锥形瓶中，加入稀硫酸和足量的KI溶液，置于暗处充分反应至全部转化为后，滴入2~3滴淀粉溶液，最后用浓度为的标准溶液滴定，共消耗。
已知：
①滴定终点的现象为 。
②该产品中，红矾钠(摩尔质量为)的质量分数为 (列出计算式)。
【答案】
(6)溶液蓝色褪去，且30s不变色
【详解】浸出液(主要含)，根据流程图，先加入NaHSO3、NaOH，与NaHSO3发生氧化还原反应后得到与氢氧化钠反应Cr(OH)3，Cr(OH)3，Cr(OH)3与NaOH和H2O2反应生成Na2CrO4，Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液，加热蒸发结晶，趁热过滤后冷却结晶得到红矾钠 ()，据此回答。
（6）①本实验指示剂为淀粉溶液，I2遇到淀粉溶液显蓝色，故滴定终点的现象为滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复蓝色；
②根据得失电子总数相等可知，，故有，所得红矾钠 (摩尔质量为)的质量分数为。
10．以硫铁矿(主要成分是，含少量、和)为原料得到绿矾，然后制备铁黄并测定其纯度。
Ⅰ．制备铁黄流程如下：
已知：“还原”时，能将中的硫元素氧化为+6价。
回答下列问题：
Ⅱ．测定铁黄纯度流程如下：
已知：(配合离子)，不与稀碱液反应。
(5)若实验时加入了的，消耗yml NaOH，设铁黄的摩尔质量为，则铁黄样品纯度为 (用含w、x、y、M的代数式表示)。
(6)测定时，若滴入溶液不足量，使实验结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】
(5)
(6)偏小
【详解】根据题目所给示意图，硫铁矿进行焙烧，硫化铁中的S元素经过焙烧生成二氧化硫，铁转变为三氧化二铁，烧渣进行酸溶，氧化铁和氧化铝均被溶解，不溶于硫酸，再加入将溶液的硫酸根还原成二价铁，过滤除去二氧化硅和过量的，得到含有硫酸亚铁和硫酸铝的滤液，使硫酸亚铁结晶，过滤，加入水溶解，再加入一定量氨水、空气制备铁黄晶体，据此分析题目；
（5）铁黄与硫酸的反应方程式为，通过氢氧化钠标准溶液与剩余的硫酸滴定，反应方程式为，则与铁黄反应消耗的硫酸的物质的量为 ml，故消耗铁黄的物质的量为ml，则可以计算铁黄样品的纯度为；
（6）若草酸钠溶液不过量，则不能完全使，则没有反应的三价铁会与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，使实验结果偏小。
11．复合物是一种高密度磁记录材料，磁记录材料有记录和存储信息的功能。制备该材料的一种流程如下：
已知：I.①；。
II.时，。
(1)用溶液和KOH溶液制备反应的化学方程式为： 。该“反应”中通入氩气的原因 。
(2)取少量反应后溶液于试管中，可证明溶液已反应完全的试剂和现象是 。在隔绝空气条件下，向浓度均为的和混合溶液中滴加稀NaOH溶液，当开始出现第二种沉淀时，溶液中比值 。
【答案】
(1) 防止亚铁离子被空气中的氧气氧化
(2)铁氰化钾溶液 不产生蓝色沉淀
【详解】氯化亚铁溶液和氢氧化钾溶液在“反应”中发生反应、、，经过过滤、洗涤、干燥得到复合物，据此作答：
（1）用氯化亚铁溶液和氢氧化钾溶液反应制备，根据原子守恒和电荷守恒可知其方程式为；亚铁离子具有较强的还原性，可以被氧气氧化，在反应中通入氩气可以防止亚铁离子和氧气反应；
（2）检验溶液已反应完就是检验溶液中没有二价铁离子，选择的试剂为铁氰化钾溶液，现象为不出现蓝色沉淀；当开始出现第二种沉淀时，即氢氧化亚铁开始沉淀，当氢氧化亚铁开始沉淀时，溶液中氢氧根离子的浓度为，此时溶液中Fe3+的浓度为，则溶液中比值；
12．锂云母的主要成分为，实验室探索一种碱浸分解锂云母制备的工艺流程如下：
(1)“高压浸出”中：
①“滤渣1”中卤化物Y为 。(填化学式)
②一定条件下，元素浸出率与用量的关系如图，为提高锂浸出率，最佳用量为 g。(保留小数点后一位)
③精矿颗粒尺寸对锂浸出率的主要影响如下：
i．尺寸越小，颗粒总表面积越大，有利于反应液接触
ii．尺寸越小，颗粒聚集趋势越大，不利于反应液渗入
一定条件下，颗粒尺寸与锂浸出率关系如图。区域Ⅰ中，锂浸出率随颗粒尺寸减小而降低的原因是 。
(2)“沉锂”生成磷酸锂的化学方程式为 。
(3)“沉淀转化”反应的平衡常数 。(列出计算式)已知：时，。
【答案】
(1) 4.5 该条件下ii的影响程度大于i的影响程度
(2)
(3)
【详解】锂云母的主要成分为，加入氢氧化钠、氧化钙、水高压浸出，得到铝硅酸盐沉淀和氟化钙沉淀，所得滤液加少量氧化钙进一步净化过滤后，所得滤液中主要含氢氧化锂，以及少量的氢氧化钠和氢氧化钙，向滤液中加入磷酸生成磷酸锂沉淀，过滤分离，向沉淀中加入氢氧化钙溶液，转化得到磷酸钙沉淀和氢氧化锂溶液，过滤所得滤液2中溶质主要为氢氧化锂，还有少量的氢氧化钙，通过加热、趁热过滤除去氢氧化钙，滤液蒸发结晶得到氢氧化锂固体，据此分析。
（1）①“高压浸出”中，加入的与水反应生成氢氧化钙，电离出的与生成难溶的；
②结合图中曲线，锂的浸出率最大时，的最佳用量约为4.5g；
③只考虑i的影响，尺寸越小，颗粒总表面积越大，有利于反应液接触，锂的浸出率越大；只考虑ii的影响，尺寸越小，颗粒聚集趋势越大，不利于反应液渗入，锂的浸出率越小，区域Ⅰ中，锂浸出率随颗粒尺寸减小而降低，说明ii的影响程度大于i的影响程度；
（2）净化后的滤液中主要含氢氧化锂，以及少量的氢氧化钠和氢氧化钙，“沉锂”加入磷酸生成磷酸锂的化学方程式为：；
（3）“沉淀转化”反应的平衡常数；
13．提新型锂电池的正极材料，可由菱锰矿(主要含，含有少量Fe、Ni、Al等元素)经过如下过程制得：
(1)“酸浸”时使用硫酸，浸出液中主要含有的金属阳离子是，还含有少量、和。“氧化”时向浸出液中滴加溶液除去，当溶液滴加过量后，溶液中的物质的量逐渐减小，原因是 。
(2)“除杂”时先调节溶液的，将和沉淀完全，继续向溶液中加入BaS固体(可溶于水)，可将转化为NiS沉淀。当沉淀完全而不沉淀的原因是 。[已知金属离子浓度小于ml⋅L-1时可认为沉淀完全，除杂时溶液中ml⋅L-1。，]
(5)将与固体混合煅烧可制得，为测定制得样品的纯度，现进行如下实验：称取0.800 g样品，加入足量硫酸和10.00 mL 1.000 ml⋅L-1的溶液，充分反应后，用0.100 ml⋅L-1 标准溶液滴定过量的，到达滴定终点时消耗标准溶液16.00 mL。计算样品的纯度并写出计算过程 。实验中发生反应的离子方程式为：(未配平)；(未配平)。
【答案】
(1)与Mn2+可以发生氧化还原反应
(2)Ni2+沉淀完全时，溶液中的，此时，，故没有MnS沉淀生成
(5)根据得失电子守恒可找出关系式：，，与高锰酸钾反应的草酸根的物质的量为：，则与LiMn2O4反应的草酸根的物质的量为：，则LiMn2O4的物质的量为：，样品的纯度为：
【详解】菱镁矿经过硫酸酸浸后，再氧化，溶液中的金属离子主要为：Mn2+、Fe3+、Ni2+、Al3+，“除杂”时先调节溶液的，将和沉淀完全，继续向溶液中加入BaS固体(可溶于水)，可将转化为NiS沉淀，剩余溶液为硫酸锰溶液，电解后得到MnO2，和Li2CO3煅烧后得到LiMn2O4。
（1）当溶液滴加过量后，溶液中的物质的量逐渐减小，原因是：与Mn2+可以发生氧化还原反应；
（2）Ni2+沉淀完全时，溶液中的，此时，，故没有MnS沉淀生成；
（5）根据得失电子守恒可找出关系式：，，与高锰酸钾反应的草酸根的物质的量为：，则与LiMn2O4反应的草酸根的物质的量为：，则LiMn2O4的物质的量为：，样品的纯度为：。
14．硒被誉为“生命元素”。亚硒酸钙(，难溶于水)常作饲料添加剂，常作制备含硒营养物质的原料。一种含硒废料制备亚硒酸钙和二氧化硒的流程如图(部分条件和部分产物省略)。回答下列问题：
已知部分信息如下：
①含硒废料的主要成分是和；“焙烧”时固体产物为、和。
②易溶于水，难溶于水。
(6)测定产品纯度。称取产品溶于水配制成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，加入足量溶液和适量稀硝酸，充分反应后，滴加3滴淀粉溶液，用溶液滴定至终点时消耗VmL滴定液。发生有关反应：
①(未配平)
②
该产品中硒元素的质量分数为 %。如果大量空气进入锥形瓶，可能导致测得的结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(6) 偏高
【详解】含硒废料的主要成分是和，加入纯碱和空气焙烧后，得到固体产物为、和；加水溶解，浸渣中含Cu2O，Na2SeO3、Na2TeO3溶于水形成溶液，继续加入稀硫酸，Na2TeO3与硫酸反应生成难溶性酸H2TeO3，并分解得到难溶于水的TeO2，Na2SeO3与硫酸反应生成可溶于水的弱酸H2SeO3，经分离得到H2SeO3，加入H2O2发生氧化还原反应得到H2SeO4，加热分解得到SeO2；H2SeO3中加入石灰乳发生酸碱反应生成亚硒酸钙结晶水合物，沉淀析出。
（6）①根据氧化还原反应得失电子守恒，可知消耗一个SeO2得到4e-，生成一个I2失去2e-，故SeO2~2l2，第二个反应若消耗2I2，则消耗4Na2S2O3，故关系为SeO2~2I2~4Na2S2O3，n(SeO2)= ，wg产品中n(Se) =n(SeO2)= ，.则产品中Se的质量分数=；
②如果大量空气进入锥形瓶，碘离子被氧气氧化，则使标准液Na2S2O3消耗量增大，导致测得结果偏高。
15．三氧化二铬是重要的有机反应催化剂，一种利用铬酸钾粗品制备的流程示意图如下。
已知：I．粗品中含有、等杂质；
II． ；
III．易溶于水，难溶于水。
(2)制备
①向净化液中通入过量的可制得。反应的化学方程式是 。
②电解净化液也可制得，装置示意图如图1。
i．阴极室中获得的产品有和 。
ii．结合化学用语说明制备的原理： 。
iii．取某溶液稀释至，移取稀释液于锥形瓶中，加入过量的溶液，滴加2∼3滴酚酞溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液的体积为。则溶液的物质的量浓度为 ml/L。
(3)制备
在热压反应釜中，将蔗糖与的混合溶液加热至120℃，可获得，同时生成、。若生成，理论上消耗蔗糖的物质的量至少是 。
【答案】
(2) 浓溶液 阳极反应：，生成，发生反应，转化为，穿过阳离子交换膜进入阴极室，在阳极室中制得
(3)0.125
【详解】铬酸钾粗品加入 K2CO3溶液生成 MgxCayCO3沉淀以除去 Mg2+、Ca2+，净化除杂后通入过量的 CO2 可制得 K2Cr2O7，蔗糖 (C12H22O11)与 K2Cr2O7的混合溶液加热至120℃，可获得 Cr2O3。
（2）①向净化液中通入过量的可制得，根据质量守恒可知，水也参与反应，生成物还有碳酸氢钾，反应的化学方程式是；
②i.阴极室中水得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，阳极区钾离子通过阳离子交换膜向阴极迁移得到氢氧化钾，故获得的产品有H2和浓KOH溶液；
ii.阳极水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子：，溶液酸性增强，发生反应：，钾离子通过阳离子交换膜进入阴极室，阳极室得到；
iii. ，加入过量氯化钡生成铬酸沉淀和氢离子，加入氢氧化钠发生反应，则存在关系，则溶液的物质的量浓度为。
（3）蔗糖与的混合溶液加热至，可获得，同时生成、，反应中碳元素化合价由0变为+4，铬元素化合价由+6变为+3，结合电子守恒可知，若生成，理论上消耗蔗糖的物质的量至少是0.125ml。
（1）物质的质量分数(或纯度)＝eq \f(该物质的质量,混合物的总质量)×100%。
（2）反应物的转化率＝eq \f(转化量,初始量)×100%。
（3）生成物的产率＝eq \f(产物实际产量,理论产量)×100%。其中理论产量是根据方程式计算出的数值。
指示剂
淀粉：淀粉遇碘显蓝色，反应极为灵敏。化学计量点稍后，溶液中有过量的碘，碘与淀粉结合显蓝色而指示终点到达。碘自身的颜色指示终点，化学计量点后，溶液中稍过量的碘显黄色而指示终点。
适用对象
I2 是较弱的氧化剂，强还原性的S2－、S2Oeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)、As2O3、Vc等都可直接滴定。
分类
①剩余碘量法
剩余碘量法是在供试品(还原性物质)溶液中先加入定量、过量的碘滴定液，待I2与测定组分反应完全后，然后用硫代硫酸钠滴定液滴定剩余的碘，以求出待测组分含量的方法。滴定反应为：
I2(定量过量)＋还原性物质→2I－＋I2(剩余)
I2(剩余)＋2S2Oeq \\al(2－,3)→S4Oeq \\al(2－,6)＋2I－
②置换碘量法
置换碘量法是先在供试品(氧化性物质)溶液中加入碘化钾，供试品将碘化钾氧化析出定量的碘，碘再用硫代硫酸钠滴定液滴定，从而可求出待测组分含量。滴定反应为：
氧化性物质＋2I－→I2
I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)→S4Oeq \\al(2－,6)＋2I－。
指示剂
淀粉，淀粉指示剂应在近终点时加入，因为当溶液中有大量碘存在时，碘易吸附在淀粉表面，影响终点的正确判断。
适用对象
I－是中等强度的还原剂。主要用来测氧化态物质：CrOeq \\al(2－,4)、Cr2Oeq \\al(2－,7)、H2O2、 KMnO4、IOeq \\al(－,3)、Cu2＋、NOeq \\al(－,3)、NOeq \\al(－,2)等。
溶度积常数的考查角度及思路分析
考查角度
思路分析
判断沉淀的生成或沉淀是否完全
①根据离子浓度数据求得Q，若Q>Ksp，则有沉淀生成；
②利用Ksp的数值计算某一离子浓度，若该离子浓度小于10－5 ml·L－1，则该离子沉淀完全
常温下，计算氢氧化物沉淀开始和沉淀完全时的pH
①根据氢氧化物的Ksp以及开始沉淀时金属阳离子的初始浓度，计算溶液中c(OH－)，再求得溶液的pH；
②金属阳离子沉淀完全时的离子浓度为10－5 ml·L－1，根据Ksp可计算金属阳离子沉淀完全时溶液中的c(OH－)，进而求得pH
计算沉淀转化反应的平衡常数，并判断沉淀转化的程度
根据沉淀的转化反应和Ksp，计算该反应的平衡常数，K的值越大，转化反应越易进行，转化程度越大
沉淀先后的计算与判断
①沉淀类型相同，则Ksp小的化合物先沉淀；
②沉淀类型不同，则需要根据Ksp计算出沉淀时所需离子浓度，所需离子浓度小的先沉淀
定义
如果一种溶液中同时含有I－和Cl－，当慢慢滴入AgNO3溶液时，刚开始只生成AgI沉淀；加入的AgNO3到一定量时才出现AgCl沉淀，这种先后沉淀的现象称为分步沉淀。
原理
在含有同浓度I－和Cl－的溶液中，加入AgNO3溶液，之所以AgI沉淀先生成，是因为Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小，假定溶液中c(I－)＝c(Cl－)＝0.01 ml·L－1，刚开始生成AgI和AgCl沉淀时所需要的Ag＋浓度分别是：
c(Ag＋)AgI＝eq \f(9.3×10－17,0.01) ml·L－1＝9.3×10－15 ml·L－1
c(Ag＋)AgCl＝eq \f(1.8×10－10,0.01) ml·L－1＝1.8×10－8 ml·L－1
可见沉淀I－所需要的c(Ag＋)要小得多，所以AgI先沉淀，继续滴加AgNO3，当c(Ag＋)＝1.8×10－8 ml·L－1时，AgCl沉淀也开始生成，这时c(I－)、c(Cl－)和c(Ag＋)同时平衡：
c(Ag＋)·c(I－)＝Ksp(AgI)＝9.3×10－17
c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)＝1.8×10－10
两式相除得：eq \f(cCl－,cI－)＝eq \f(1.8×10－10,9.3×10－17)≈1.9×106
如果溶液中c(Cl－)>1.9×106c(I－)，向其中滴加AgNO3溶液时，则要先生成AgCl沉淀。
物质
物质
PbSO4
PbCO3
PbCl2
BaSO4
BaCO3
Ksp
金属离子
开始沉淀的
沉淀完全的
4.3
5.6
7.1
9.2