化工流程題的綜合分析(A)1.(10分)(2024·山東，18)以鉛精礦(含PbS、Ag2S等)為主要原料提取金屬Pb和Ag的工藝流程如下：(1)“熱浸”時(shí)，難溶的PbS和Ag2S轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2-和[AgCl2]-及單質(zhì)硫。溶解等物質(zhì)的量的PbS和Ag2S時(shí)，消耗Fe3+物質(zhì)的量之比為；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時(shí)HCl揮發(fā)外，另一目的是防止產(chǎn)生(填化學(xué)式)。

(2)將“過濾Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反復(fù)用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬Pb。“電解Ⅰ”陽極產(chǎn)物用尾液吸收后在工藝中循環(huán)使用，利用該吸收液的操作單元為。

(3)“還原”中加入鉛精礦的目的是。

(4)“置換”中可選用的試劑X為(填標(biāo)號(hào))。

A.Al B.ZnC.Pb D.Ag“置換”反應(yīng)的離子方程式為

。

(5)“電解Ⅱ”中將富銀鉛泥制成電極板，用作(填“陰極”或“陽極”)。

2.(10分)電子級(jí)氫氟酸是微電子行業(yè)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)材料之一，由螢石粉(主要成分為CaF2，含有少量SiO2和微量As2O3等)制備的工藝如下：(1)“酸浸”時(shí)生成HF的化學(xué)方程式為，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)往往會(huì)適當(dāng)加熱，目的是。

(2)“精餾1”設(shè)備使用的材料可選用(填字母)。

A.玻璃 B.陶瓷C.石英 D.金(3)已知H2SiF6是一種配位酸，酸性與硝酸相近，可與KMnO4溶液反應(yīng)制備極易溶于水的強(qiáng)酸HMnO4，反應(yīng)的離子方程式為。

(4)“氧化”時(shí)將AsF3氧化為AsF5。AsF5的沸點(diǎn)高于AsF3，原因是。

(5)液態(tài)HF是酸性溶劑，能發(fā)生自偶電離：HFH++F-，由于H+和F-都溶劑化，常表示為3HFH2F++HF2?。在HF溶劑中AsF5、BF3呈酸性，HClO3、HNO3、H2O呈堿性，比如AsF5、HClO3的電離方程式分別為AsF5+2HFAsF6?+H2F+、HOClO2+2HF(HO)2ClO++HF2①寫出BF3與HNO3反應(yīng)的離子方程式：。

②已知：H2O與AsF5反應(yīng)生成HAsF6。結(jié)合H+的能力：H2O(填“>”“<”或“=”)AsF6?3.(10分)(2023·石家莊質(zhì)量檢測(cè))鉬酸鉍作為新型半導(dǎo)體光催化材料，因其具有優(yōu)異的離子導(dǎo)電性、介電性、氣體傳感性和催化性而廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。以氧化鉍渣(主要成分是Bi2O3、Sb2O3，還含有Fe2O3、ZnO、Ag2O和SiO2等雜質(zhì))為原料制備鉬酸鉍(Bi2MoO6，其中Mo為+6價(jià))的工藝流程如圖：(1)基態(tài)83Bi的價(jià)層電子排布為。

(2)“浸渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。

(3)“除銻”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

；

該過程需要加熱的原因?yàn)椤?/p>

(4)已知：硫代乙酰胺()在酸性溶液中會(huì)水解為乙酰胺()和硫化氫；H2S的Ka1=1.0×10-7，Ka2=1.0×10-13；Ksp(Bi2S3)=2.0×10-99。①硫化氫會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)：2Bi3+(aq)+3H2S(aq)=Bi2S3(s)+6H+(aq)，計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

②硫代乙酰胺比乙酰胺的沸點(diǎn)低，其原因?yàn)?/p>

。

(5)“酸溶”時(shí)會(huì)有NO逸出，此過程中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。

(6)已知鉬酸鉍在空氣中放置會(huì)變質(zhì)，生成Bi2O2CO3和MoO3，該過程中的化學(xué)方程式為。

(7)Bi2O3的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，以A點(diǎn)為原點(diǎn)建立原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，已知A點(diǎn)坐標(biāo)為(0，0，0)，B點(diǎn)坐標(biāo)為(34，34，14)，則C點(diǎn)坐標(biāo)為4.(10分)電解錳渣中含有很多重金屬[主要含有MnSO4、PbSO4、CaSO4、Fe2(SO4)3、MnO2、SiO2]會(huì)造成環(huán)境污染。電解錳渣的資源化利用既能解決污染問題又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。下面是某課題組研究的工藝流程：(1)“還原酸浸”時(shí)氧化產(chǎn)物是S，MnO2被還原的離子方程式為。

(2)操作X的名稱是。

(3)“沉鉛”時(shí)若用同濃度的(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，會(huì)生成Pb2(OH)2CO3，原因是

。

(4)調(diào)pH所加的試劑Y，可選擇(填字母)。

a.CaOb.MnCO3c.CaCO3d.Al2O3e.氨水(5)寫出“除鈣”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

；

若“除鈣”后溶液中c(Mn2+)=0.53mol·L-1，則應(yīng)控制溶液中c(F-)的范圍為

(當(dāng)溶液中金屬離子濃度小于10-5mol·L-1，可以認(rèn)為該離子沉淀完全。已知：MnF2的Ksp=5.3×10-3；CaF2的Ksp=1.5×10-10，15≈3.87)。5.(10分)硼化鈦(結(jié)構(gòu)式為BTiB)常用于制備導(dǎo)電陶瓷材料和PTC材料。工業(yè)上以高鈦渣(主要成分為TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，另有少量MgO、Fe2O3)為原料制取TiB2的流程如下：已知：①電弧爐是由石墨電極和石墨坩堝組成的高溫加熱裝置；②B2O3高溫下蒸氣壓大、易揮發(fā)；③TiO2可溶于熱的濃硫酸形成TiO2+。(1)“水解”需在沸水中進(jìn)行，離子方程式為

，

該工藝中，經(jīng)處理可循環(huán)利用的物質(zhì)為(填化學(xué)式)。

(2)“熱還原”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，B2O3的實(shí)際用量超過了理論化學(xué)計(jì)量所要求的用量，原因是。僅增大配料中B2O3的用量，產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量變化如圖所示。雜質(zhì)TiC含量隨w%增大而降低的原因是

(用化學(xué)方程式解釋)。

(3)原料中的B2O3可由硼酸脫水制得。以NaB(OH)4為原料，用電滲析法制備硼酸(H3BO3)的工作原理如圖所示，產(chǎn)品室中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

若反應(yīng)前后NaOH溶液的質(zhì)量變化為mkg，則制得H3BO3的質(zhì)量為kg。

化工流程題的綜合分析(B)1.(10分)(2024·河南高三適應(yīng)性測(cè)試)硝酸鎘晶體Cd(NO3)2·4H已知：常溫下，有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的相關(guān)pH見下表。Fe(OH)3Al(OH)3Cd(OH)2開始沉淀的pH2.34.08.2沉淀完全的pH4.25.29.7(1)Cd位于第五周期，與Zn同族，基態(tài)鎘原子的價(jià)層電子排布式為。

(2)“酸溶”時(shí)，反應(yīng)溫度不宜過高，原因是

。

(3)“濾渣1”的主要成分是。

(4)“除雜”步驟中，加入CdCO3的目的是調(diào)pH，范圍為；該過程中Fe3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(5)“系列操作”步驟中，將濾液送入蒸發(fā)器濃縮至，然后送至結(jié)晶器進(jìn)行冷卻結(jié)晶，可得到硝酸鎘晶體。

(6)硝酸鎘晶體需在低溫的條件下烘干。其在111.2℃時(shí)失去結(jié)晶水，217.3℃時(shí)分解產(chǎn)生CdO和紅棕色的混合氣體，該混合氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃。硝酸鎘在217.3℃時(shí)分解的化學(xué)方程式為。

2.(10分)(2024·甘肅酒泉模擬)甘肅礦產(chǎn)資源豐富，金屬冶煉在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重要的作用。錳酸鋰離子蓄電池是第二代鋰離子動(dòng)力電池，工業(yè)上用某軟錳礦(主要成分為MnO2，還含有少量鐵、鋁及硅的氧化物)為原料制備錳酸鋰(LiMn2O4)，流程如圖所示：(1)“酸浸”時(shí)，為了提高各物質(zhì)的浸出速率，除了適當(dāng)升高溫度外，還可以采取的措施是(寫一條即可)。

(2)“還原”步驟得到的溶液中陽離子主要是Mn2+，生成Mn2+的離子方程式為

；

濾渣1的主要成分為。

(3)已知某離子濃度[用c(M)表示]形成沉淀與溶液pH的關(guān)系如圖所示：則“精制”過程中，加MnO調(diào)節(jié)pH的范圍是。

(4)“沉錳”得到的是Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4濾餅，所得濾液回收可用于。

(5)“鋰化”是將MnO2和Li2CO3按4∶1的物質(zhì)的量比配料，球磨3~5h，然后升溫至600~750℃，保溫24h，自然冷卻至室溫得產(chǎn)品，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

3.(10分)(2024·南寧模擬)GaN是制造微電子器件、光電子器件的新型半導(dǎo)體材料。綜合利用煉鋅礦渣｛主要含鐵酸鎵[Ga2(Fe2O4)已知：①Fe2O42?在酸性條件下不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)化為Fe②常溫下，“浸出液”中的金屬離子對(duì)應(yīng)的氫氧化物的溶度積常數(shù)如下表，離子濃度小于1×10-5mol·L-1時(shí)可視為沉淀完全。氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3Zn(OH)2Ga(OH)3Ksp4.9×10-172.8×10-391.8×10-148.0×10-32③lg2≈0.3，lg5≈0.7。(1)為提高浸出率，可采取的措施為(填字母)。

a.將礦渣粉碎b.降低溫度c.把稀硫酸換成濃硫酸d.延長浸出時(shí)間(2)已知纖鋅礦結(jié)構(gòu)的GaN晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石結(jié)構(gòu)類似，則該種GaN晶體的類型為，基態(tài)Ga原子價(jià)層電子的軌道表示式為。

(3)ZnFe2O4與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(4)“調(diào)pH”時(shí)需調(diào)節(jié)溶液pH不低于。

(5)檢驗(yàn)“濾液1”中是否含有Fe3+的試劑為(填名稱)。

(6)電解反萃取液(溶質(zhì)為Na[Ga(OH)4])制粗鎵的裝置如圖所示，陽極的電極反應(yīng)式為，電解廢液經(jīng)處理后可循環(huán)使用，其主要溶質(zhì)為(填化學(xué)式)。

4.(10分)(2024·廣西高三模擬)工業(yè)上，從銅鎳礦(主要成分為銅氧化物、鎳氧化物，含有Fe2O3、FeO、MgO等雜質(zhì))中提取鎳和銅的一種工藝流程如下：已知：①一些物質(zhì)的Ksp(25℃)如下。物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Mg(OH)2Ni(OH)2Ksp4.9×10-172.8×10-395.6×10-122.1×10-15②當(dāng)溶液中某離子濃度c≤10-5mol·L-1時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全。③lg2.1≈0.32。(1)基態(tài)Cu原子的價(jià)層電子的軌道表示式為

。

(2)浸出過程中通入O2的目的是。

(3)萃取時(shí)發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2HRCuR2+2H+(HR、CuR2在有機(jī)層，Cu2+、H+在水層)。①某種HR的結(jié)構(gòu)簡式為，該分子中可能與Cu2+形成配位鍵的原子有。

②該工藝中設(shè)計(jì)萃取、反萃取的目的是

。

(4)寫出用惰性電極電解CuSO4溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

(5)黃鈉鐵礬[NaFe3(OH)6(SO4)2]比Fe(OH)3(6)第二次使用MgO調(diào)節(jié)溶液pH，使Ni2+沉淀完全，應(yīng)將pH調(diào)節(jié)至(保留2位小數(shù))。

5.(10分)(2024·貴陽高三模擬)金屬鎵有“電子工業(yè)脊梁”的美譽(yù)，與鋁的化學(xué)性質(zhì)類似，廣泛應(yīng)用于電子、航空航天、光學(xué)等領(lǐng)域。從剛玉渣(含鈦、鎵的低硅鐵合金，還含有少量氧化鋁)回收鎵的流程如圖所示：室溫時(shí)，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Ga3+Al3+Fe3+Fe2+開始沉淀時(shí)(c=0.01mol·L-1)的pH4.53.72.27.5完全沉淀時(shí)(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH5.54.73.29.0(1)基態(tài)鎵原子的價(jià)層電子排布式為。

(2)從溶液中得到FeSO4·7H2O的具體操作為、、過濾、洗滌、干燥。

(3)“中和沉淀”過程中分離出的濾渣①有Fe(OH)3和(填化學(xué)式)，若濾液②中陽離子濃度均為0.1mol·L-1，“中和沉淀”過程中pH應(yīng)調(diào)節(jié)的范圍為。

(4)“堿浸”時(shí)鎵元素發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(5)“碳酸化”過程中為防止鎵損耗，不能通入過量CO2的原因?yàn)?用離子方程式表示)。

(6)以純鎵為原料可制得GaN，GaN晶體的一種立方晶胞如圖所示，Ga的配位數(shù)為，已知晶胞中Ga和N的最近距離為anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則GaN的晶體密度為g·cm-3(列出計(jì)算式)。

答案精析A1.(1)1∶1H2S(2)熱浸(3)將過量的Fe3+還原為Fe2+(4)CPb+2[AgCl2]-=2Ag+[PbCl4]2-(5)陽極解析本題以鉛精礦(含PbS、Ag2S等)為主要原料提取金屬Pb和Ag，“熱浸”時(shí)，難溶的PbS和Ag2S轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2-和[AgCl2]-及單質(zhì)硫，F(xiàn)e3+被還原為Fe2+，“過濾Ⅰ”除掉含硫?yàn)V渣，濾液中[PbCl4]2-在稀釋冷卻的過程中轉(zhuǎn)化為PbCl2沉淀，然后用飽和食鹽水熱溶，增大氯離子濃度，使PbCl2又轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2-，電解得到Pb；“過濾Ⅱ”后的濾液成分主要為[AgCl2]-、FeCl2、FeCl3，故加入鉛精礦主要將FeCl3還原為FeCl2，試劑X將[AgCl2]-置換為Ag，得到富銀鉛泥，試劑X的金屬性應(yīng)比Ag強(qiáng)，為不引入新的雜質(zhì)，可知X為鉛，尾液為FeCl2。(1)“熱浸”時(shí)，F(xiàn)e3+將PbS和Ag2S中-2價(jià)的硫氧化為單質(zhì)硫，F(xiàn)e3+被還原為Fe2+，在這個(gè)過程中Pb和Ag的化合價(jià)保持不變，所以溶解等物質(zhì)的量的PbS和Ag2S時(shí)，S2-的物質(zhì)的量相等，消耗Fe3+的物質(zhì)的量相等；溶液中鹽酸濃度過大，會(huì)與S2-結(jié)合生成H2S氣體。(2)“過濾Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反復(fù)用飽和食鹽水熱溶，會(huì)溶解為[PbCl4]2-，電解[PbCl4]2-溶液制備金屬Pb，Pb在陰極產(chǎn)生，陽極Cl-放電產(chǎn)生Cl2，可將尾液中的FeCl2氧化為FeCl3，在“熱浸”中循環(huán)使用。(3)“過濾Ⅱ”所得的濾液中有過量的未反應(yīng)的Fe3+，根據(jù)還原之后可以得到含硫?yàn)V渣，“還原”中加入鉛精礦的目的是將過量的Fe3+還原為Fe2+。(5)“電解Ⅱ”中將富銀鉛泥做陽極板，銀變成陽極泥而沉降下來，鉛失電子轉(zhuǎn)化為Pb2+，陰極Pb2+得電子析出Pb。2.(1)CaF2+H2SO4(濃)=CaSO4+2HF↑加快反應(yīng)速率，提高CaF2的轉(zhuǎn)化率(2)D(3)2K++SiF62?=K2SiF6↓(4)AsF5、AsF3均為分子晶體(分子間均不存在氫鍵)，AsF(5)①BF3+HNO3+HF=(HO)2NO++BF4?解析“酸浸”發(fā)生反應(yīng)：CaF2+H2SO4(濃)=CaSO4+2HF↑，二氧化硅與HF發(fā)生反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，As2O3與HF發(fā)生反應(yīng)：As2O3+6HF=2AsF3+3H2O；“硫酸吸附”：加入硫酸，部分HF、SiF4以氣體形式釋放出去，然后加入水吸收為H2SiF6，部分HF、AsF3、多余硫酸進(jìn)入精餾1；“精餾1”：因?yàn)榱蛩崛邸⒎悬c(diǎn)較高，因此精餾1中得到HF、AsF3；“氧化”：根據(jù)問題(4)，過氧化氫將AsF3氧化成熔、沸點(diǎn)較高的AsF5；“精餾2”：蒸餾得到HF。(2)HF能與二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，玻璃、陶瓷、石英均含有二氧化硅，HF不與金反應(yīng)，因此“精餾1”設(shè)備以金為材料。(3)KMnO4→HMnO4中Mn的價(jià)態(tài)沒有發(fā)生變化，H2SiF6酸性與硝酸相似，即H2SiF6為強(qiáng)酸，HMnO4為溶于水的強(qiáng)酸，該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，生成K2SiF6沉淀，即離子方程式為2K++SiF62?=K2SiF6(5)①HNO3在HF中呈堿性，其電離方程式為HNO3+2HF(HO)2NO++HF2?，BF3在HF中呈酸性，其電離方程式為BF3+2HFBF4?+H2F+，因此兩者混合，發(fā)生類似的中和反應(yīng)，其離子方程式為BF3+HNO3+HF=(HO)2NO++BF4?。②H2O與AsF5反應(yīng)生成HAsF6，從而推出H2O結(jié)合H+3.(1)6s26p3(2)AgCl、SiO2(3)2SbCl3+3H2OSb2O3↓+6HCl鹽酸易揮發(fā)，加熱有利于HCl揮發(fā)，水解平衡正向移動(dòng)(4)①5.0×1038②乙酰胺分子間氫鍵的鍵能及數(shù)目均大于硫代乙酰胺(5)2∶1(6)Bi2MoO6+CO2=Bi2O2CO3+MoO3(7)(14，34，3解析氧化鉍渣(主要成分是Bi2O3、Sb2O3，還含有Fe2O3、ZnO、Ag2O和SiO2等雜質(zhì))加入鹽酸和氯化鈉溶液，二氧化硅不與鹽酸反應(yīng)，氧化銀和鹽酸反應(yīng)生成氯化銀，其他物質(zhì)和鹽酸生成相應(yīng)氯化物，過濾，向?yàn)V液中加水加熱得到Sb2O3，過濾，向?yàn)V液中加入沉鉍，過濾，向Bi2S3中加入硝酸得到單質(zhì)硫、NO和硝酸鉍，向硝酸鉍溶液中加入(NH4)6Mo7O24·4H2O得到Bi2MoO6。(4)①硫化氫會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)：2Bi3+(aq)+3H2S(aq)=Bi2S3(s)+6H+(aq)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c6(H+)c2(Bi3+)·c3(H2S)=c6(H+)·c3(S2?)c2(Bi3+)·c3(S2?)·c3(H2S)，K=Ka13(H2S)·Ka23(H2S)Ksp(Bi2S4.(1)MnO2+PbS+4H++SO42?=Mn2++PbSO4+S+2H2O(2)過濾(3)CO32?更易水解生成OH-，從而易生成Pb2(OH)2CO3(4)abc(5)MnF2(s)+Ca2+(aq)Mn2+(aq)+CaF2(s)3.87×10-3mol·L-1<c(F解析(4)加入試劑Y調(diào)節(jié)pH時(shí)，不能引入新的雜質(zhì)，該工藝流程制備的是硫酸錳，并且在隨后的流程中除去了鈣離子，在該步驟中除去了鐵，故可以選擇的試劑為abc。(5)根據(jù)流程可知，加入MnF2和溶液中鈣離子反應(yīng)生成CaF2，離子方程式為MnF2(s)+Ca2+(aq)Mn2+(aq)+CaF2(s)，當(dāng)該離子沉淀完全時(shí)，此時(shí)c(F-)=Ksp(CaF2)c(Ca2+)=1.5×10?1010?5mol·L-1≈3.87×10-3mol·L-1，當(dāng)c(Mn2+)=0.53mol·L-1時(shí)，c(F-)=Ksp(MnF2)c(Mn2+)=5.3×105.(1)TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+H2SO4(2)TiO2+B2O3+5CTiB2+5CO↑B2O3高溫下蒸氣壓大、易揮發(fā)，只有部分參加了反應(yīng)TiC+B2O3+2CTiB2+3CO↑(3)H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O31m11解析(3)有稀硫酸的一極為陽極，1膜為陽離子交換膜，氫離子通過1膜進(jìn)入產(chǎn)品室，2膜為陰離子交換膜，原料室中的[B(OH)4]-通過2膜進(jìn)入產(chǎn)品室，產(chǎn)品室中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O。右側(cè)的石墨電極為陰極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，原料室中的鈉離子通過陽膜進(jìn)入右側(cè)陰極室，由電荷守恒可知，當(dāng)陰極上通過1mol電子時(shí)，NaOH溶液的質(zhì)量變化為23g-1g=22g，此時(shí)制得H3BO3的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為62g，若反應(yīng)前后NaOH溶液的質(zhì)量變化為mkg，則制得H3BO3的質(zhì)量6222×mkg=31m11B1.(1)4d105s2(2)溫度過高，濃硝酸會(huì)揮發(fā)和分解(3)SiO2(4)5.2≤pH<8.22Fe3++3CdCO3+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2↑+3Cd2+(5)出現(xiàn)晶膜(或有少量晶體析出)(6)2Cd(NO3)24NO2↑+O解析鎘黃廢料(主要含CdS，含少量的FeO、Al2O3、SiO2)，“酸浸”時(shí)加入濃硝酸，濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，加熱條件下-2價(jià)硫元素被氧化為SO42?進(jìn)入溶液，+2價(jià)Fe被氧化成Fe3+，二氧化硅不溶于硝酸，“濾渣1”主要成分是SiO2，濾液中所含離子有Cd2+、Fe3+、Al3+、H+、NO3?和SO42?；“除雜”時(shí)加入CdCO3調(diào)節(jié)pH，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，使Fe3+、Al3+以氫氧化物沉淀的形式除去，過濾所得濾液經(jīng)過系列操作采用冷卻結(jié)晶法獲得硝酸鎘晶體。(4)“除雜”步驟中，CdCO3消耗氫離子生成二氧化碳和Cd2+，氫離子濃度減小促進(jìn)鐵離子水解使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，則Fe3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++3CdCO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+3Cd2+。(6)硝酸鎘晶體在111.2℃時(shí)失去結(jié)晶水，217.3℃時(shí)分解產(chǎn)生CdO和紅棕色的混合氣體，紅棕色的氣體為二氧化氮，則該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，該混合氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃，混合氣體中含有氧氣，則硝酸鎘在217.3℃時(shí)分解產(chǎn)生CdO、二氧化氮和氧氣，化學(xué)方程式為2Cd(NO3)2.(1)適當(dāng)增大硫酸的濃度；攪拌；將礦石粉碎(任選1種，其他合理答案均可)(2)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2OSiO2(3)5.2≤pH<8.8(4)作氮肥等(5)8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑解析軟錳礦加稀硫酸酸浸，加入硫酸亞鐵，在酸性條件下用硫酸亞鐵把MnO2還原為硫酸錳，所得濾液中含硫酸錳、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁，二氧化硅不溶于硫酸，濾渣1為二氧化硅；濾液中加雙氧水把Fe2+氧化為Fe3+，加MnO調(diào)節(jié)pH，生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀除鐵和鋁；過濾，濾液中加氨水生成Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4沉淀，Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4、水、氧氣控溫、氧化生成二氧化錳，二氧化錳和碳酸鋰生成LiMn2O4，根據(jù)質(zhì)量守恒、電子守恒可知，還生成二氧化碳、氧氣。(3)根據(jù)離子濃度形成沉淀與溶液pH關(guān)系圖，調(diào)節(jié)pH過程中將鐵離子和鋁離子形成沉淀，而錳離子不沉淀，所以調(diào)節(jié)pH的范圍應(yīng)在5.2≤pH<8.8。3.(1)ad(2)共價(jià)晶體(3)ZnFe2O4+4H2SO4=ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O(4)5.3(5)硫氰化鉀(6)2H2O-4e-+4CO32?=O2解析煉鋅礦渣{主要含鐵酸鎵Ga2(Fe2O4)3、鐵酸鋅(ZnFe2O4)，還含少量Fe及一些難溶于酸的物質(zhì)}用稀硫酸酸浸后所得濾液中含有Fe2+、Fe3+、Zn2+、Ga3+，加入雙氧水氧化Fe2+，調(diào)節(jié)pH，沉淀Fe3+和Ga3+，濾液1中含有Zn2+；得到的濾餅加入鹽酸酸化得到氯化鐵和氯化鎵，加入固體鐵把Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，然后利用萃取劑萃取Ga3+，加入氫氧化鈉溶液使Ga3+轉(zhuǎn)化為Na[Ga(OH)4]，電解Na[Ga(OH)4]溶液生成粗鎵，粗鎵與CH3Br反應(yīng)生成Ga(CH3)3，采用MOCVD技術(shù)通入氨氣制備GaN。(4)調(diào)節(jié)pH，沉淀Fe3+和Ga3+，濾液1中含有Zn2+，由Fe(OH)3和Ga(OH)3的Ksp可知，則需求Ga3+沉淀完全時(shí)的pH，c(OH-)=38.0×10?3210?5mol·L-1=2.0×10-9mol·L-1，c(H+)=5×10-64.(1)(2)將Fe2+氧化為Fe3+(3)①O、N②實(shí)現(xiàn)Cu2+的提取和富集(4)2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑(5)Na++3Fe3++2SO42?+6H2O=NaFe