化學工藝流程Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTQ,還含有少量MgO、SiO2等雜質)來制備。工藝流程如下:還含有少量MgO、SiO2等雜質)來制備。工藝流程如下:TiO2?xH2O雙氧水L沉淀鈦鐵礦曹酸浸濾液①fl氨水反應LiOHLi2TisOl5Li：CO,過濾'沉淀高溫鍛燒①'L，4T，5°'2吐活介雙氣水過濾FeP°?Li2CO3?H2C2O4濾液O磷酸'—'沉淀高溫煨燒②'回答下列問題：(1)“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結果如下圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時所采用的實驗條件為100°C、2190°C、5h。“酸浸”后，鈦主要以TiOCl2-形式存在，寫出相應反應的離子方程式FeTiO3+4H++4C卜===F?++TiOC0+2HO。42"^TiO『xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結果如下表所示：溫度/°c3035404550TiQ2?xH2Q轉化率/%9295979388分析40C時TiO2?xH2O轉化率最高的原因低于40°C,TiO『xH^O轉化反應速率隨溫度升高而增加；超過40°C，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2?xH2O轉化反應速率下降。⑷Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為4。若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02mol?L-】，加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加1倍)，使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0X10-5mol^L-1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生13X10-22成？Fe3+恰好沉淀完全時，c(PO3-)==mol?L-1=1.3X10-17mol?L-1,c3(Mg241.0X10-5+)?c2(PQ3-)值為0.013X仃.3X10-17)2=1.7X10-40<K［Mg(PO)」，因此不會生成4sp343Mg3(PO4)2沉淀(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Kp分別為1.3X10-22、1.0X10-24。寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式2FePQ#_+Li2CO_3+H2C2O4=i=j^LiFePO4+3CO2f+H20f。［解析］(1)從圖象直接可以看出，鐵的浸出率為70%時對應的溫度、時間，符合溫度升高，反應速率加快，值得注意的是，這類填空題可能有多個合理答案。(2)考查離子方程式

書寫。難點為生成物還有什么，鈦酸亞鐵中鈦為＋4價，鐵為＋2價，產(chǎn)物有氯化亞鐵，比較FeTiO3和TiOCl4-知，產(chǎn)物中一定有H2O。值得注意的是鈦酸亞鐵與鹽酸反應是非氧化還原反應。(3)聯(lián)系化學反應速率、雙氧水和氨水性質分析轉化率。這類問題要從兩個角度分析，即低于409時，隨著溫度的升高，反應速率加快；高于409時，氨水揮發(fā)速率加快、雙氧水分解速率加快，導致反應物濃度降低，結果轉化率降低。(4)考查化學式與元素化合價關系。鋰元素在化合物中只有一種化合價(＋1)，化合物中元素化合價代數(shù)和等于0，過氧鍵中氧顯－1價，類似雙氧水、過氧化鈉。如果能求出－1價氧原子個數(shù)，就能求出過氧鍵數(shù)目，即過氧鍵數(shù)目等于-1價氧原子個數(shù)的一半。設Li4Ti5O15中-2價、-1價氧原子個x+y=158數(shù)分別為x、y。有：］，解得x=7,y=8o所以，過氧鍵數(shù)目為討4。⑸考查、2x+y二22溶度積計算以及判斷沉淀是否形成。分兩步計算:①計算鐵離子完全沉淀時磷酸根離子濃度。1.3X10.22仆3+)?艸4-)叫時04),c(PO4?70X^—"心誠」1。②混合后，溶液中鎂離子濃度為c(Mg2+)二0.01mol?L-1,c3(Mg2+).c2(PO3.)二0.013X(1.3X10.17)2=1.7X10.40<Ksp［Mg3(PO4)2］，沒有磷酸鎂沉淀生成。(6)草酸中碳為+3價，高溫煅燒過程中鐵的化合價降低，碳的化合價升高，有CO2生成。(2018?北京?26)磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:磷精礦冠磷精礦粉HqSO"酸浸「粗磷強診……—精制磷酸磷精礦冠磷精礦粉HqSO"酸浸「粗磷強診……—精制磷酸—磷石膏(主要成分為CaSC>4?0.5H20)已知：磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH),還含有Ca5(PO4)3F和有機碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)vCaSO405H2O(1)上述流程中能加快反應速率的措施有研磨、加熱(2)磷精礦粉酸浸時發(fā)生反應：2Ca(POI(OH)+3HO+10HSO==^==10CaSO?0.5HO+6H,PO”5432244234該反應體現(xiàn)出酸性關系：H3PO4_<__H2SO4(填“〉”或“<”)。結合元素周期律解釋①中結論:P和S電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)PvS,原子半徑P>S,得電子能力PvS，非金屬性PvS。(3)酸浸時，磷精礦中Ca5(PO4)3F所含氟轉化為HF,并進一步轉化為SiF4除去。寫出生成HF成HF的化學方程式：2Ca」P0丄F+10H：SO,_+5HO=====10CaSOj0.5HQ+6H,P0,_+2HF。(4)H2O2將粗磷酸中的有機碳氧化為CO2脫除，同時自身也會發(fā)生分解。相同投料比、相同反應時間，不同溫度下的有機碳脫除率如圖所示。80€后脫除率變化的原因：80°C后，h2o2分解速率大，濃度顯著降低。20406080100溫度/兀脫硫時，CaCO3稍過量，充分反應后仍有SO2-殘留，原因是CaSQj微溶：加入BaCO3可進一步提高硫的脫除率，其離子方程式是BaCO3,+SO訂+2H3.PQ4===BaSQ一+CO2f+H2O+2H2PQ亍。224取ag所得精制磷酸，加適量水稀釋，以百里香酚酞作指示劑，用bmoLL-1NaQH溶液滴定至終點時生成Na2HPO4，消耗NaOH溶液cmL。精制磷酸中H3PO4的質量分數(shù)是°°嚴—。(已知：H3PO4摩爾質量為98g^mol-1)［解析］(1)可通過增大接觸面積和升高溫度等措施加快反應速率。通過題給流程可知，能夠加快反應速率的措施有研磨和加熱。①由強酸制弱酸規(guī)律可知，硫酸的酸性強于磷酸的酸性。②根據(jù)兩者電子層數(shù)相同，可判斷兩者處于同一周期，且S在P的右側，核電荷數(shù)P<S，原子半徑P>S，得電子能力P<S，非金屬性P<S，根據(jù)非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強的規(guī)律可知，硫酸的酸性強于磷酸的酸性。已知反應物為Ca5(PO4)3F和H2SO4，生成物為CaSO405H2O、H3PO4和HF，再根據(jù)原子個數(shù)守恒可寫出該反應的化學方程式：2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O=====［OCaSqElO+GHsPq+ZHF。由題意可知，H2O2在氧化有機碳時，自身也會發(fā)生分解，且分解速率隨溫度的升高而加快，因此80°C后脫除率降低。硫酸鈣是微溶物，存在溶解平衡，因此反應后的溶液中仍含有SO2.o由題給信息可知，反應物為BaCO3、SO2一和H3PO4，生成物為BaSO4、CO2、H2PO4-和水，由此可寫出該反應的離子方程式：BaCO3+SO2-+2H3PO4===BaSq+CO2f+H2O+2H2PO-。JJ乙1乙1乙1(6)由題意知，消耗氫氧化鈉的物質的量為be(6)由題意知，消耗氫氧化鈉的物質的量為be1000mol，當生成Na2HPO4時，參加反應磷be98be98be0.049be酸的物質的量為卷moi，即磷酸的質量為鵲g，則磷酸的質量分數(shù)為298bCa=004嚴。3.3.(2017?全國III)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO?Cr2O3,還含有硅、鋁等雜質。制備流程如圖所示：回答下列問題：步驟①的主要反應為：FeO^CrO+NaCO+NaNO――^NaCrO+FeO+CO+NaNO.23233242322上述反應配平后FeO?Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2：7。該步驟不能使用陶瓷容器,原因是-陶瓷在高溫下會與Na2CO3_反應__。濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe，濾渣2的主要成分是_Al(OH)3—及含硅雜質。步驟④調濾液2的pH使之變小(填“大”或“小”)，原因是2CrO^+2H+??Cr2O^+h2o(用離子方程式表示)。有關物質的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KC1,蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到d(填標號)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。(os(osbo001/9)、鏗?塊a.80°Cb.60°Cc.40Cd.10C步驟⑤的反應類型是一復分解反應(5)某工廠用m1kg鉻鐵礦粉(含Cr2O340%)制備^C^O?,最終得到產(chǎn)品m2kg，產(chǎn)率為[90m2[90m2X100%1［解析］(1)1molFeO?Cr2O3參與反應共失去7mol電子，而1molNaNO3參與反應得到2mol電子，根據(jù)得失電子守恒，二者的系數(shù)比為2:7。由于高溫下碳酸鈉能與陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應，所以該步驟不能使用陶瓷容器。（2）步驟①中生成的氧化鐵因不溶于水而進入濾渣1，所以濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe。結合流程圖可知，濾渣2的主要成分是氫氧化鋁及含硅雜質。⑶濾液2中存在平衡:2CrO4.+2H+??Cr2。2一+也0，氫離子濃度越大（pH越小），越有利于平衡正向移動，所以步驟④應調節(jié)濾液2的pH使之變小。（4）根據(jù)+2NaCl，其屬于復分解反應。（5）該鉻題圖，可知溫度越低，K2Cr2+2NaCl，其屬于復分解反應。（5）該鉻驟⑤中發(fā)生的反應為Na2Cr2O7+2KCl===WCr2O7（mX103gX40%鐵礦粉中Cr2O3的物質的量為叫爲」'根據(jù)Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理論質量m=寫爲40%，根據(jù)Cr元素守恒可求得K2Cr2O7的理論質量為m0二m/103gX40%152gm/103gX40%152g?mol-1X294g?mol-1X10_3kg?g-147血］190kg'所以產(chǎn)品的產(chǎn)率為視X100%二190m147m2X100%。14.（2016?北京）以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO,實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：音

鉛

廢音

鉛

廢

料FeSO4I^SO/A（過租）滅夜,10%NaOlPhSQt藩澇△m淞卩站|iw+高純ml（過劃「Pbo（1）過程I中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應生成PbSO4的化學方程式是Pb+PbO2+2H￡O尸^RPbSO”+2H_O。2442（2）過程I中，F(xiàn)e2+催化過程可表示為：i：2Fe2++卩叫+4田+502-===2阿+卩込04+2也0ii：寫出ii的離子方程式：2Fe3++Pb+SO〒===2F?++PbSO?。44下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅。取a中紅色溶液，向其中加入鉛粉后，紅色褪去。（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）??NaHPbO2（aq）,其溶解度曲線如圖所示。LL?生、鰹離妊goqd過程II的目的是脫硫。濾液I經(jīng)處理后可在過程II中重復使用，其目的是A、B（選填序號）。減少PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率重復利用NaOH,提高原料的利用率增加Na2SO4濃度，提高脫硫效率過程II的目的是提純。結合上述溶解度曲線，簡述過程III的操作：向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加熱至110°C，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻結晶，過濾得到PbO固體［解析］（1）根據(jù)題給化學工藝流程知，過程I中，在Fe2+催化下，Pb、PbO2和H2SO4反應生成PbSO4和水，化學方程式為Pb+PbO2+2H2SO4===^z2PbSO4+2也0。（2）①催化劑通過參加反應，改變反應歷程，降低反應的活化能，加快化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后保持不變。根據(jù)題給信息知，反應i中Fe2+被PbO2氧化為Fe3+，則反應ii中Fe3+被Pb還原為Fe2+，離子方程式為2Fe3++Pb+SO4-===PbSC4+2Fe2+。②a實驗證明發(fā)生了反應i,則b實驗須證明發(fā)生了反應ii,實驗方案為：取a中紅色溶液少量，加入過量鉛粉，充分反應后，紅色褪去。（3）①過程II的目的是除硫，操作過程中會加入過量的NaOH，通過題給條件可知，部分PbO溶解在NaOH溶液中，故濾液1中會有過量的NaOH和PbO溶解在NaOH溶液中產(chǎn)生的NaHPbO2，重復使用濾液I,可減少PbO的損失，提高產(chǎn)率，且NaOH也得到了重復利用，提高了原料的利用率。②過程山是從粗產(chǎn)品中得到純產(chǎn)品,結合溶解度曲線,可選用重結晶操作。根據(jù)條件可知,粗品中含有炭黑,需要趁熱過濾,然后冷卻結晶,過濾得到純產(chǎn)品。5.（2018?邯鄲一模）錳的用途非常廣泛，在鋼鐵工業(yè)中，錳的用量僅次于鐵。以碳酸錳礦（主要成分為MnCO3,還含有鐵、鎳、鉆等碳酸鹽雜質）為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下:已知25°C,部分物質的溶度積常數(shù)如下:物質Mn(QH)2Co(QH)2Ni(QH)2MnSCoSNiSKsp2.1X10-133.0X10-165.0X10-161.0X10-115.0X10-221.0X10-22⑴步驟I中,MnCO3與硫酸反應的化學方程式是MnCO3+H2SO4===MnSq+COj+叫。步驟I中需要加入稍過量的硫酸，其目的有3點：①使礦物中的物質充分反應；②提供第II步氧化時所需要的酸性環(huán)境：③抑制Mn2+的水解。步驟II中，MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+,該反應的離子方程式是MnQ2+2Fe2++4H+===Mri^++2Fe3++2Hf；加氨水調節(jié)溶液的pH為5.0?6.0,以除去Fe3+。步驟III中，需要用到的玻璃儀器除玻璃棒、漏斗外，還有燒杯；濾渣2的主要成分為CoS和NiS。電解后的廢水中還含有Mn2+,常用石灰乳進行一級沉降得到Mn(QH)2沉淀，過濾后再向濾液中加入適量Na2S,進行二級沉降。欲使溶液中c(Mn2+)W1.0X10-5mol?L-1,則應保持溶液中c(S2-)三1X10-6mol?L-1。［解析］(1)加稀硫酸時MnCQ3和硫酸反應生成可溶性MnSQ4，并產(chǎn)生二氧化碳和水，反應的化學方程式為MnCQ3+H2SQ4===MnSC4+CO2f+H2Q。(2)Mn2+易水解，加入過量硫酸，還能抑制Mn2+水解。步驟I沖，MnQ2在酸性條件下將Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式是MnQ2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2Q。過濾時的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒及漏斗，故還需燒杯；濾渣2的主要成分是CoS和NiS。(5)MnS的K=c(Mn2+)c(S2.)=1.0X10.11，為了使c(Mn2+)W1.0X10一5mol?L」，則sp1.0X10.11c(S2*7^X^九0X10-6圖L-1)，即仲曰.0?6—6.(2018?全國III?27)KIQ3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑。回答下列問題：(1)KIQ3的化學名稱是碘酸鉀。⑵利用“KC103氧化法”制備kio3工藝流程如下圖所示:“酸化反應”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KC1。“逐Cl2”采用的方法是加熱。“濾液”中的溶質主要是_KCl__。“調pH”中發(fā)生反應的化學方程式為KH(IO3)2+KOH===2Kiq+H20或(HIO3+KOH===KIQ+H2O)。⑶kio3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。寫出電解時陰極的電極反應式2H2O+2e-===2OH-+HJ。電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為K±，其遷移方向是由a到b。與“電解法”相比，“kcio3氧化法”的主要不足之處有產(chǎn)生C1才易污染環(huán)境等(寫出一點)。［解析］(1)KIO3的化學名稱為碘酸鉀。C12的溶解度隨溫度的升高而降低，所以可以用加熱的方法來達到''逐Cl2”的目的；KH(IO3)2和KCl的分離可以根據(jù)溶解度的不同采用結晶法分離濾液中的溶質主要是KCl，要使KH(IO3)2轉化為KIO3，可以加入KOH調節(jié)pH。發(fā)生反應：KH(IO3)2+KOH,2KIO3+h2o或hio3+koh,kio3+H2O，從而避免引入新的雜質離子。①電解液是KOH溶液，陰極的電極反應式為2H2O+2e-,2OH-+H2f。②電解過程中陽極反應為I-+60H--6e-,IO-+3H2O。陽極的K+通過陽離子交換膜由電極a遷移到電極bo③“KC103氧化法”的主要不足之處是產(chǎn)生Cl2，易污染環(huán)境。7.(2017?天津)某混合物漿液含有Al(0H)3、MnO2和少量Na2CrO4。考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設計的電解分離裝賈見圖)，使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用。回答I和II中的問題。

混合物漿液七陰離子膜何。。溶液混合物漿液七陰離子膜何。。溶液p^NaOHW廠甌3竺更］一EH—固Im］①—m］京囤固體混合物分離利用的流程圖.固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應條件未標明)⑴反應①所加試劑NaOH的電子式為NatOH］。B-。的反應條件為加熱(或煅燒)，C—A1的制備方法稱為_電解法_。該小組探究反應②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合，不加熱，無變化；加熱有Cl2生成，當反應停止后，固體有剩余，此時滴加硫酸，又產(chǎn)生ci2。由此判斷影響該反應有效進行的因素有(填序號)ac。a.溫度b.C卜的濃度c.溶液的酸度0.1molCl2與焦炭、TiO2完全反應，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO『xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28kJ，該反應的熱化學方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiC|(l)+2CO(g)AH=—85.6kJ?mo卜1。?含鉻元素溶液的分離和利用用惰性電極電解時，CrO2-能從漿液中分離出來的原因是在直流電場作用下，CrO^-通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液，分離后含鉻元素的粒子是_CrO2-和Cr2O2-；陰極室生成的物質為NaOH和H2(寫化學式)。［解析］(1)NaOH由Na+和OH-構成，電子式為Na+：°：111\根據(jù)題中圖示轉化關系，向溶液A中通人CO2，發(fā)生反應：NaAlO2+2H2O+CO2===A1(OH%；+NaHCO3，沉淀B為A1(OH)3，固體C為Al2O3,B—C的反應條件為加熱或煅燒，Al2O3—Al的制備方法為電解熔融氧化鋁。(2)根據(jù)“D與濃鹽酸混合，不加熱，無變化；加熱有Cl2生成”知溫度對反應有影響；滴加硫酸，引入H+，又產(chǎn)生Cl2，說明溶液的酸度對反應有影響。(3)該還原性反應的化學方程式為2Cl2(g)+氣體為CO,易水解生成TiO2?xH2反應的化學方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)TiO2(s)+2C(s)===TiC4(l)+2CO(g)，結合題意知AH二4.28kJ,0.1molX2=-85.6kJ?mol-1o(4)題圖2中電解分離裝置采用離子交換膜，根據(jù)電解時陰離子向陽極移動，則在直流電場作用下，CrO2一通過陰離子膜向陽極室移動，脫離漿液。在陽極室，CrO4一發(fā)生可逆反應:2CrO2.+2H+??Cr2O7一+H2O，故分離后含鉻元素的粒子是CrO2-.Cr2O2-o在陰極室，也0放電：2H2O+2e一===鈦f+2OH-,c(OH-)增大，且Na+向陰極室移動，故陰極室生成的物質為NaOH、H2o8.(2018?全國I?27)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。回答下列問題：生產(chǎn)Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式2NaHSO3===N^S2O5+H2O。利用煙道氣中的SO利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為：pH=4.1時，I中為NaHSO3溶液(寫化學式)。工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3一過飽和溶液。制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為2Hf—4e-===4曲+OJ。電解后,a室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水，可得到Na2S2O5o陽離子交換膜稀H2SO4陽離子交換膜稀H2SO4so?堿吸收液⑷Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00mL葡萄酒樣品，用0.01000mol?L-1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00mL。滴定反應的離子該樣品中Na2S2O5的殘留量為方程式為S2O5—+2莓+3H2O===2SO4該樣品中Na2S2O5的殘留量為0.128g?L-1（以SO2計）。［解析］(1)根據(jù)題給信息，將NaHSO3過飽和溶液結晶脫水可得到Na2S2O5，則化學方程式為2NaHSO3程式為2NaHSO3===Na2S2O5+H2Oo⑵①酸性條件下，SO2與Na2CO3溶液生成NaHSO3o②工藝中加入Na2CO3固體并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3過飽和溶液。

(3)陽極上陰離子OH-放電，電極反應式為2H2O-4e一===qf+4H+，電解過程中H+透過陽離子交換膜進入a室，故a室中NaHSO3濃度增加。根據(jù)電子、電荷及質量守恒，可寫出反應的離子方程式為S2O52－＋2I2＋3H2O===2SO4-+4I-+6H+on(S2O2-)=|xn(I2)=|x0.01000mol?L-1X10.00X10-3L=5X10-5mol,該樣品中S2O2-的殘留量(以SO2計)為5X10-5molX2X64g?mol-1X1000mL?L-150.00mL=0.128g°L-1。9.(2018?衡水中學二模)電鍍工業(yè)會產(chǎn)生大量的電鍍污水，處理電鍍污水時會產(chǎn)生大量的電鍍污泥。電鍍污泥含有多種金屬氫氧化物和雜質。下面是處理某種電鍍污泥回收銅、鎳元素的一種工業(yè)流程。電鍍污泥磷酸鈉硫酸浸出T電解I—詰和NiSO。溶液f|調節(jié)pH、過瀾fNi(OH)2

II

銅磷酸鹽沉淀硫酸浸出I濾液-I溶解旳:濾氫氧化鈉溶液氫氧化物沉淀電鍍污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金屬離子濃度見下表。金屬離子Cu2+Ni2+Fe2+Al3+Cr3+濃度/mg?L-170007000250042003500(1)在電解回收銅的過程中，為提高下一步的除雜效果，需控制電解電壓稍大一些使Fe2+氧化，則磷酸鹽沉淀中含有的物質為_FePQ4、CrPO4、A1PO4。4不能超過假設電解前后Ni2+濃度基本不變，若使Ni2+在除雜過程不損失，則溶液中PQ4-濃度不能超過mol?L-丄列出計算表達式，Ksp[Ni3(PO4)2]=5X10-31)o研究發(fā)現(xiàn)當NaOH溶液濃度過大時，部分鋁元素和鉻元素會在濾液中出現(xiàn)，濾液中出現(xiàn)鋁元素的原因為A1(OH)3+OH-===人1邏+2電0(用離子方程式解釋)o［解析］(1)浸出液中含Cu2+、Ni2+、Fe2+、Al3+、Cr3+，電解除去Cu2+且將Fe2+氧化成Fe3+，根據(jù)圖中Ni2+不沉淀，因而磷酸鹽沉淀中含有的物質為FePO4、GrPO4、A1PO4。7(2)氣二c(Ni2+).c2(PO4-)，電解前后Ni2+濃度基本不變，c(Ni2+)=7000mgL1^翻丄-1,若翻丄-1,若NS不沉淀，c(PO4*\J念moLL-1o⑶當NaOH溶液濃度過大時，發(fā)生反應：A1(OH)3+OH一===Aiq+2也0。10.(2018?鄭州三模)工業(yè)上設計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質除去并回收得到V2O5的流程如下，請回答下列問題：步驟①所得廢渣的成分是_SiO2__(寫化學式)，操作I的名稱過濾。步驟②、③的變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機萃取劑)：R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機層)??2RA”(有機層)+nH2SO4(水層)②中萃取時必須加入適量堿，其原因是―加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動(或提高釩的萃取率)。③中X試劑為H2SO4。⑤的離子方程式為NHjHO+VO亍===NHVO」+OH-。3234325€時，取樣進行試驗分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間的關系如表：pH1.61.71.81.92.0釩沉淀率％98.098.898.896.493.1結合上表，在實際生產(chǎn)中，⑤中加入氨水，調節(jié)溶液的最佳pH為1.7?1.8(或1.7、1.8其中一個)；若釩沉淀率為93.1%時不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，則溶液中c(Fe3+)<2.6X10-3mol?L-1。(已知：25°C時，Ksp[Fe(OH)3]=2.6X10-39)(5)該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質有氨氣(或氨水)和有機萃取劑。[解析](1)將含K2SO4、SiO2雜質的VOSO4溶于水，SiO2不溶于水，步驟①是過濾，將SiO2與溶液分離。⑵②中萃取時必須加入適量堿，有利于中和硫酸，促使平衡正向移動；③為反萃取，使上述平衡逆方向移動，X試劑為H2SO4。(3)在含有VO2+、SO4-的溶液中加入氧化劑氯酸鉀，可以將VO2+氧化為VOy,步驟⑤中加氨水，VO-與氨水反應生成nh4vo3的離子方程式為nh3^h2o+VO3-===nh^vo3；+OH-。(4)根據(jù)259時，釩沉淀率和溶液pH之間的關系知，pH為1.7、1.8時，釩沉淀率最高，調節(jié)溶液的最佳pH為1.7~1.8最好；若釩沉淀率為93.1%,pH=2.0,c(OH-)=1X10一12mol?L_i，此時沒有Fe(OH)3沉淀，則溶液中的c(Fe3+)<Ksp[FeOH3]-c3(OH-)=2.6X10.39=(1X10-12)3二2.6X10-3(mol?L-1)。根據(jù)流程示意圖可知：該工藝流程中可以循環(huán)利用的物質有氨氣(或氨水)和有機萃取劑。11．以黃鐵礦為原料制硫酸會產(chǎn)生大量的廢渣，合理利用廢渣可以減少環(huán)境污染，變廢為寶，工業(yè)上利用廢渣(含F(xiàn)e2+、Fe3+的硫酸鹽及少量CaO和MgO)制備鐵紅(Fe2O3)和回收(nh4)2so4,具體生產(chǎn)流程如下：A溶氨冬結過落液液晶濾亠濾液回收(NH4)2SO4-——濾液-*錢黃鐵磯晶體■溶液氨屯沉淀百濾鐵紅一濾渣注：銨黃鐵釩的化學式為(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12在廢渣溶液操作時，應選用』__溶解(填字母)。A.氨水B.氫氧化鈉溶液C.鹽酸D.硫酸物質A是一種氧化劑，工業(yè)上最好選空氣(供選擇使用的有空氣、Cl2、MnO2),其理由是一原料易得，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質。氧化過程中發(fā)牛反應的離子方程式為4Fe2++0殳+4H+===4F目++2H’O。銨黃鐵磯中可能混有的雜質有Fe(OH)3、Ca(OH)2、Mg(OH.、CaSO*。銨黃鐵磯與氨水反應的化學方程式為(NH4)2Fe6(SQ丄(OHJ_+6NHjH2O===4(NH)2SQ4+6Fe(QH)。3—[解析](1)該流程的目的是制備鐵紅(Fe2Q3)和回收(NH4)2SQ4，不能引入雜質離子，不能選用鹽酸，而氨水和NaQH溶液能沉淀Fe3+和Fe2+，也不能選用。空氣中的氧氣在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+，空氣易得，成本低，不產(chǎn)生污染，不引入雜質，氧化過程離子方程式為4Fe2++Q2+4H+===4F(3++2H2Qo廢渣溶解經(jīng)氧化后溶液中存在Mg2+、Fe3+，加氨水后，可能生成Mg(QH)2沉淀、Fe(QH)3沉淀，另外Ca(QH)2和CaSO4的溶解度較小，也可能析出。由流程圖知，銨黃鐵釩與氨水反應得(NH4)2SQ4和Fe(QH)3。12.(2018?三輪沖刺考前特訓)高純氧化鐵是現(xiàn)代電子工業(yè)的重要材料。以下是用硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要成分為Fe2Q3、Fe3Q4、FeQ、SiO2)為原料制備高純氧化鐵的生產(chǎn)流程示意圖：

H2SO4FeENH4HCO3空氣［①［②［③［④燒渣一|直溶過濾|~~T還侯I詁淀一I過濾I~?I/燒I―高純氧化鐵T濾渣(NH4)2SO4CO2⑴酸浸時，常需將燒渣粉碎、并加入過量H2SO4,其目的是提高鐵元素的浸出率，同時抑制鐵離子的水解：濾渣的主要成分為SO乞(填化學式)。加入FeS2時，發(fā)生反應②的離子方稈式為FeS_+14Fe3++8H_O===15F?++2SO^+222416H+。加入NH4HCO3目的是_中和溶液中的酸，調節(jié)溶液的pH，使Fe“酸浸”時需加入過量的稀硫酸，目的是提高浸取率和抑制A13+水解(或為后續(xù)反應提供H+):濾渣的主要成分是SiO2。“氧化”過程中，加入H2O2“酸浸”時需加入過量的稀硫酸，目的是提高浸取率和抑制A13+水解(或為后續(xù)反應提供H+):濾渣的主要成分是SiO2。“氧化”過程中，加入H2O2發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2F^+煅燒時，發(fā)生反應④的化學方程式為4FeCO3+O2=高曇Fe2O3+4CO2。［解析］(1)酸浸時，常需將燒渣粉碎、增大燒渣與酸的接觸面積，并加入過量H2SO4,除了使燒渣中的部分氧化物溶解外，還能抑制鐵離子的水解。酸性氧化物SiO2不與酸反應。(2)加入FeS2時，把鐵離子還原為Fe2+:FeS2+14Fe3++8H2O===15F(2++2SO2-+16H+。(3)加入NH4HCO3目的是中和溶液中的酸，調節(jié)溶液的pH使Fe2+全部轉化為FeCO3；亞鐵離子的水解能力較強，易發(fā)生水解，“沉淀”時，pH不宜過高，否則制備的FeCO3中可能混有的雜質是Fe(OH)2;檢驗FeCO3固體中附著有硫酸根離子，可以用鹽酸和氯化鋇溶液進行檢驗，取最后一次洗滌液少量放入試管，滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀生成，說明洗滌干凈。⑷在空氣中煅燒FeCO3，二價鐵被氧化為三價鐵，進一步得到Fe2O3。4FeCO3+O2===2Fe2O3+4CO2。13.(2018?濰坊二模)13.(2018?濰坊二模)以粉煤灰(主要成分為A12O3和SiO2，還含有少量的FeO、Fe2O3等)為原料制備Al2O3的流程如下：稀H￡O<H2O2Sf液足量Na$H溶液過節(jié)S

酸浸''比如諾渣粉煤灰氧化提純Fe(OH),+2H2O。“提純”過程中，當加入NaOH溶液達到沉淀量最大時，溶液中c(SO2-):c(Na+)=1：2Q已知K=1X10-39。“提純”過程中，當c(Fe3+)vlO-6moLL-i時，溶液中c(OH-)>_1spX10-11_mo1?L-1q“沉淀”過程中，通入過量CO2時發(fā)生反應的化學方程式為NaAlO2+CO2+2HO===A1(OH)7+NaHCO一。2'^33［解析］(1)根據(jù)含有成分，加入硫酸發(fā)生的反應是A12O3＋6H＋===2A13＋＋3H2O，F(xiàn)eO+2H+===F?++H2O,Fe2O3+6H+===2F(3++3H2O,加入硫酸的目的可以提高浸取率和抑制A13+的水解，SiO2是不溶于水，不溶于酸，因此濾渣是SiO2。(2)過氧化氫具有強氧化性，能把Fe2+氧化成Fe3+，離子反應方程式為H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。(3)加入NaOH溶液，達到沉淀量最大，發(fā)生A13++3OH-===A1(OH)；,Fe3++3OH-===Fe(OH%「此時溶液中溶質為Na2SO4，即c(SO2.):c(Na2+)=1:2。⑷根據(jù)K=c(Fe3+)Xc3(OH-)，因為c(Fe3+)v10,mol?L」,c(OH-)>10-11mol?L_1。sp(5)利用碳酸的酸性強于偏鋁酸，因此有NaA102+CO2+2H2O===A1(OH；3；+NaHCO3。14.(2018?衡水二診)氯化亞銅(CuCl)常用作有機合成工業(yè)中的催化劑，是一種白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下圖是工業(yè)上用印刷電路的蝕刻液的廢液(含F(xiàn)e3+、Cu2+Fe2+、Cl-)生產(chǎn)CuCl的流程：—?硫酸銅溶液氯氣一—?硫酸銅溶液氯氣一氯化銅調節(jié)pH溫度、過濾Cud

固體按要求回答下列問題：廢液①的主要含有的金屬陽離子是_止2±_(填化學符號，下同)；廢渣①的成分是Fe、Cu，Y為HCl。廢液①與Z反應的離子方程式為：2Fe2++C12===2F(3++2C1-或2Fe2++2H++Hf2===2F(3++2Hfq寫出廢渣②生成二氧化硫的化學方程式Cu+2H2SO4(濃)====￡uSO4+SO2f+24422H_Oq2(4)為得到純凈的CuCl晶體，可用下列b(填序號)進行洗滌。

a.純凈水c.a.純凈水c.稀硫酸d.氯化銅溶液(5生產(chǎn)過程中調節(jié)溶液的pH不能過大的原因是防止牛成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水解。(6寫出產(chǎn)生CuCl的離子方程式S02+2Cu2++2Cl-+2H20===2CuClJ+S0『+4H1o(7)氯化亞銅的定量分析：稱取樣品0.25g加入10mL過量的FeCl3溶液250mL錐形瓶中，不斷搖動；待樣品溶解后，加水50mL和2滴指示劑；立即用0.10molL?1硫酸鈰標準溶液滴至綠色出現(xiàn)為終點；重復三次，消耗硫酸鈰溶液平均體積為25.00mLo已知：CuCl的分子式量為99;CuCl+FeCl3===CuCl2+FeCl2;Fe2++Ce4+===Fe3++Ce3+。則CuCl的純度為_99%一o解析］向工業(yè)上以制作印刷電路的廢液(含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl—)加入過量的鐵粉，三價鐵離子與鐵粉反應轉化為二價鐵離子，銅離子與鐵反應生成銅，然后過濾，濾渣為過量的鐵和生成的銅，依據(jù)銅與鐵的活潑性，將濾渣溶于鹽酸，銅與鹽酸不反應，過濾得到濾渣即為銅，廢液①中加入Z為氯水或雙氧水，氧化亞鐵離子為鐵離子，得到蝕刻液，然后銅與濃硫酸反應生成硫酸銅和二氧化硫，銅與氯氣反應生成氯化銅，硫酸銅、二氧化硫、氯化銅反應生成氯化亞銅。(1印刷電路的廢液(含F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+、Cl—)加入鐵，三價鐵離子能夠與鐵反應生成二價鐵離子，銅離子能夠與鐵反應生成銅，過濾后濾渣中含有銅和鐵，加入鹽酸，鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵，銅與鹽酸不反應，將銅分離出來。艮據(jù)以上分析可知廢液①與Z反應的離子方程式為2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl—或2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2Oo廢渣②生成二氧化硫的反應是銅和濃硫酸在加熱條件下反應生成，反應的化學方程式為Cu+2H2S04濃)=厶=CuS04+SO2f+2H20。(4為減少CuCl的損失，析出的CuCl晶體不用水而用無水乙醇洗滌，答案選bo(5生產(chǎn)過程中調節(jié)溶液的pH不能過大的原因是防止生成氫氧化銅沉淀或防止CuCl水

解。解。(6)依據(jù)圖示可知：CuCl2、CuSO4、S02、H2O反應生成H2SO4、CuCl，產(chǎn)生CuCl的化學方程式依據(jù)得失電子守恒得到：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O===2CuCl；+2H2SO4，反應的離子方程式為：SO2+2Cu2++2C1-+2H2O===2CuCl；+S0；一+4H+。(7)滴定0.25g樣品消耗硫酸鈰標準溶液的平均體積是25.00mL，結合方程式可知：CuCl+FeCl3===CuCl2+FeCl2,CuCl的純度為(25.00X10.3LX0.1mol/LX99g/mol)/0.25gX100%=99%。15.(2018?河南洛陽是五月模擬)鉬酸鈉(Na2MoO4)具有廣泛的用途。可做新型水處理劑、優(yōu)良的金屬緩蝕劑及可用于局部過熱的循環(huán)水系統(tǒng);Al(OH)3工業(yè)和醫(yī)藥上都具有重要用途,現(xiàn)從某廢鉬催化劑(主要成分MoO3、Al2O3、Fe2O3等)中回收Na2MoO4和Al(OH)3，其工藝如圖：④蒸發(fā)結晶過濾—Na④蒸發(fā)結晶過濾—Na2MoO4|回答下列問題：已知MoO3、Al2O3與SiO2相似，均能在高溫下跟Na2CO3發(fā)生類似反應，試寫出MoO3與Na2CO3反應的化學方稈式：MoO3+Na2CO3====ma2MoQ4+CO2f。第②步操作所得的濾液中，溶質有Na2MoO4、NaAlO?和過量的Na2CO3；檢驗第②步操作所得濾渣中含有三價鐵的方法是取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含+3價鐵。第③步操作H2SO4需要適量，通常是通過測溶液的pH值來調控H2SO4的用量；與Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受溫度的影響變化較小(填“較大”或“較小”)。利用鋁熱反應可回收金屬鉬。將所得鉬酸鈉溶液用酸處理得到沉淀，再加熱可得MoO3。寫出MoO3發(fā)生鋁熱反應的化學方程式：4Al+2MoO匸高溫=2Mo+2A1Q。取廢鉬催化劑5.00g,加入5.30gNa2CO3(足量)，經(jīng)上述實驗操作后，最終得到2.34gAl(OH)3和6.39gNa2SO4晶體，則廢鉬催化劑中Al2O3、MoO3的物質的量的比值為3：1。［解析］(1)MoO3、Al2O3與Na2CO3的反應和SiO2與Na2CO3的反應相似，加入碳酸鈉焙燒時可生成Na2MoO4和NaAlO2，MoO3與Na2CO3反應的化學方程式為MoO3+NaCO=5=!==<aMoO+COfo23242(2)高溫條件下，氧化鋁和碳酸鈉反應生成NaAlO2，濾液中含有焙燒后生成Na2MoO4、NaA102以及過量的Na2CO3,檢驗第②步操作所得濾渣中含有三價鐵，取少量濾渣洗滌液于試管中滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變紅，則證明含三價鐵。第③步操作H2SO4需要適量，避免氫氧化鋁溶解，通常是通過測溶液的pH來調控H2SO4的用量，轉化關系中④蒸發(fā)結晶溶液得到硫酸鈉晶體和Na2MoO4溶液，與Na2SO4相比，Na2MoO4的溶解度受溫度的影響變化較小，硫酸鈉溶解度收溫度影響大，先析出晶體。MoO3發(fā)生鋁熱反應，高溫下和鋁反應生成鉬和氧化鋁，反應的化學方程式為：4A1+2MoO3===^Mo+2A12O3。(5)加入稀硫酸后，濾渣為A1(OH)3，濾液中含有Na2SO4和Na2MoO4，已知：n(Na2CO3)=^6~g/moi=0,05mol,n(Na2SO4)二142g^c廣。曲mol，則由Na守恒可知n(Na2MoO4)CQA=0.005mol,2.34gAl(OH)3的物質的量為78話01二mol,根據(jù)Al元素守恒，Al2O3的物質的量為0.015mol，因此，Al2O3、MoO3的物質的量之比為0.015mol:0.005mol=3:1。16.以含有Al2O3、Fe2O3等雜質的鉻鐵礦為主要原料生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7^2H2O)的主要工藝流程如下：空氣、純堿和輅鐵礦空氣、純堿和輅鐵礦NaiSOa己知：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na2CrO4和一種紅棕色固體，同時釋放出CO2氣體，且Al2O3+Na2CO3====QNaAlO2+CO2f。請回答：在鉻鐵礦Fe(CrO2)2中，Cr的化合價為+3。濾渣2的成分為_Al(OH)3_。將濾渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W,檢驗該溶液中金屬離子的方法是取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe3+(其他合理答案也可)。根據(jù)有關國家標準，含