突破04 控制体系的温度-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

这是一份突破04 控制体系的温度-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列，共12页。试卷主要包含了铝鞣剂在皮革工业有广泛应用等内容，欢迎下载使用。


已知：HCN有剧毒，Ka(HCN)＝5×10－10；Au＋＋2CN－[Au(CN)2]－，平衡常数Kβ＝1×1038。
(1)磨矿细度对浸出率的影响如图所示，依据浸出率应选择磨矿细度________为宜。
(2)生产中用生石灰调节矿泥pH＞11.5，其目的之一是阻止溶液中的氰化物转化为HCN而挥发，其作用原理是_________________(用离子方程式表示)
(3)“氰化”环节，是以NaCN溶液浸取调节pH的矿泥，敞口放置，将Au转化为Na[Au(CN)2]
①其化学方程式为________________________________________________________
②“氰化”环节中，金的溶解速率在80 ℃时达到最大值，但生产中控制反应液的温度在10～20 ℃，原因是_______________________
________(答一点即可)
③已知2H＋＋[Au(CN)2]－Au＋＋2HCN，该反应的K＝________
(4)用锌还原Na[Au(CN)2]生成金，消耗的锌与生成的金的物质的量之比为________
(5)氰化物有剧毒，经合理处理就可以基本消除对环境的负面影响。H2O2可消除水中的氰化物(如NaCN)，经以下反应实现：
NaCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑。
①生成物A的化学式为______________________________________________
②某废水用H2O2处理40 min后，测得剩余总氰为0.16 mg·L－1，除氰率达80%，计算0～40 min时间段反应速率v(CN－)＝________mg·L－1·min－1。(结果保留两位有效数字)
2、铋(Bi)与氮同族，氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种以用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外,还有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2O3、PbSO4及As2O3)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下：
请回答：
(1)BiOCl中Bi元素的化合价为__________
(2)向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉，主要目的是__________________________
(3)“浸铜”时,有单质硫生成，其反应的离子方程式为____________________________
(4)“浸铋”时,温度升高，铋的浸出率降低，其原因为____________________________
(5)“沉铋”时需控制溶液的pH=3.0，此时BiCl3发生反应的化学方程式为__________
(6)“除铅、砷”时,可以采用以下两种方法：
①加入改性羟基磷灰石固体(HAP)：浸液2与HAP的液固比(L/S)与铅、砷去除率以及后续沉铋量的关系如下表：
实验中应采用的L/S=__________
②铁盐氧化法：向浸液2中加入Fe2(SO4)3,并调节pH,生成FeAsO4沉淀。当溶液中c(AsO43-)=1×10-9 ml/L,且不产生Fe(OH)3沉淀,此时溶液的pH为__________。(已知：1g2=0.3;FeAsO4、Fe(OH)3的Ksp分别为5×10-21、4×10-38。)
3、利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3，还含有少量Al2O3、 MgO、SiO2等杂质)制备铁红工艺流程如下。回答下列问题：
(1)还原焙烧后，Fe元素的化合价为__________
(2)“酸浸”实验中，需加入絮凝剂沉淀杂质。絮凝剂用量和过滤时间对铁红成份的影响如下表所示。由表可知，所采用的最佳实验条件为__________(填序号)
(3)若“合成”中c(Mg2+)=0.01ml/L，加入NH4HCO3(设溶液体积增加1倍)，当Fe2+恰好沉淀完全时，溶液中c(Fe2+)=1.0×10－5ml/L，此时是否有MgCO3沉淀生成？__________________________(列式计算)。FeCO3、MgCO3的Ksp分别为3.2×10－11、3.0×10－8
(4)“合成”过程中发生反应的离子方程式为_____________________________
(5)“合成”过程中温度对亚铁离子转化率的影响如下图，分析选择反应温度为40℃的原因是________________________
(6)“煅烧”中由FeCO3制备Fe2O3的化学方程式为____________________________________
(7)本流程中，铝元素是以____________(填化学式)形式被除去的
4、软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有硅、铝
的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：
已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀，到沉淀时溶液的pH如下表：
(1)提高浸出率的可采取的措施有________________
a.适当升高温度 b.搅拌 c.加适量纯碱 d.加压
(2)浸取完成后，取浸取液少许，加入KSCN溶液无明显现象，则浸取时发生的主要反应的化学方程式是__________________
(3)调节pH为5.4～5.8的目的是______________
(4)滤渣3的主要成分的化学式是_______
(5)采用50℃碳化的原因是_________________________________，该过程发生反应的离子方程式是__________________
(6)检验碳酸锰产品完全洗净的方法是_______________________________
5、“分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O)，其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面，故此得名。利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备“分子筛”的一种工艺如下：
(1)分子筛的孔道直径为4A称为4A型分子筛；当Na＋被Ca2＋取代时就制得5A型分子筛，当Na＋被K＋取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)应该选用________型的分子筛
(2)铝灰在90 ℃时水解的化学方程式为___________________；“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是_________________
(3)“酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为__________，理由是_____________
(4)“氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为____________________________
(5)该工艺中滤渣的成分是________
(6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？____________________
6、铝鞣剂在皮革工业有广泛应用。某学习小组以铝灰为原料制备铝鞣剂[ Al(OH)2Cl],设计如下化工流程(提示：铝灰的主要成分是Al、Al2O3、AlN、FeO等)：
请回答下列问题：
(1)酸D的化学式为________________；气体C的电子式________________
(2)实验室检验气体A的操作是________________________________________________；“水解”温度保持在90℃左右，写出水解生成A的化学方程式：___________________________________________________________________________
(3)“酸溶”温度控制在30℃~35℃，不宜太低，也不宜太高，其原因是________________________________________；氧化剂E宜选择_______
A．漂白液 B．稀硝酸 C．酸性高锰酸钾溶液 D．溴水
(4)“除杂”过程中产生滤渣的离子方程式为______________________________________
(5)粗产品略显浅黄色，可能含有的杂质主要是________ (填化学式)，若用“蒸发”代替“喷雾干燥”，其后果是____________________
7、钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工艺流程如下图所示：
(1)化合物Li2Ti5O15中钛元素的化合价是+4价，氧元素的化合价为__________
(2)钛铁矿与硫酸反应时，常将钛铁矿粉碎，其目的是：___________________________________，滤渣A的成分是__________
(3)固体TiO2转化(NH4)2Ti5O15的离子方程式为_____________________________________________________，该反应__________氧化还原反应 (填“属于” 或“不属于” )
(4)反应②中固体TiO2、转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示。反应温度过高时,Ti 元素浸出率下降的原因是______________________________
(5)(NH4)2Ti5O15转化为Li2Ti5O15的离子方程式为：___________________________________
(6)写出由滤液D生成FePO4的离子方程式_____________________________________________
(7)由滤液D制各LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是__________

8、氧化锌是一种常用添加剂，广泛应用于塑料、合成橡胶、电池等产品的制造。一种利用氧化锌烟灰制备活性氧化锌的工艺流程如下：
已知：I、氧化锌烟灰的主要化学组成如下：
II、“浸出”时，大部分锌元素以Zn(NH3)42+ 形式进入溶液，同时部分Pb、Cu、F元素也进入溶液中
(1)Zn的原子序数为30，其在元素周期表中的位置为__________
(2)“浸出”时，氧化锌发生反应的离子方程式为_______________________；“浸出”时温度不宜过高，其原因为____________________
(3)若“浸出”后，所得溶液中c(F-)＝0.02ml·L-1，向其中加入等体积的氯化钙溶液(忽略溶液体积变化），使F- 沉淀完全即溶液中c(F-)＜10-5 ml·L-1，则所加氯化钙溶液的浓度度最小为_____________。已知：Ksp((CaF2)=3.45×10-11
(4)“置换”时，所得置换渣中除了含Zn外，还含有___________；“净化”时，利用活性炭的________性，除去溶液中残留的有机物
(5)“沉淀”时，可得到滤渣Zn(NH3)Cl2。所加盐酸过量时，会导致沉淀部分溶解甚至消失，其化学方程式为___________________
(6)将滤液1和滤液2合并，经浓缩后，可返回至__________(填流程中的操作名称)循环利用。
(7)“一次水解”时，产物为Zn(OH)xCly，。取10.64g该水解产物，经二次水解、煅烧后，可得活性氧化锌8.1 g(假设各步均转化完全)。则一次水解产物的化学式为_____________
9、钛矿工业中的硫酸酸性废水富含Ti、Fe等元素，其综合利用如下：(已知：TiO2+易水解，只能存在于强酸性溶液中)
(1)TiO2+钛的化合价为________________
(2)步骤Ⅰ中加入铁屑的作用是________________________(以离子方程式表示)
(3)操作a是_________ 、__________、过滤、洗涤、干燥
(4)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为___________________________________________________；反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是____________________________________
(5)已知Ksp=[Fe(OH)2] = 8×10-16。步骤Ⅲ中，FeCO3达到溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，所得的FeCO3中没有Fe(OH)2。则溶液中c(Fe2+)小于________ ml/L。步骤Ⅳ中，为了得到较为纯净的Fe2O3，除了适当的温度外，还需要采取的措施是________
(6)向“富含TiO2+溶液”中加入Na2CO3粉末易得到固体TiO2• nH2O。请结合平衡移动原理和化学用语解释其原因________________
10、碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业。工业上利用锂辉石(Li2Al2Si4Ox)制备碳酸锂的流程如下。请回答下列问题：
已知：①CaC2O4难溶于水；②Li2CO3的溶解度(g/L)
(1)锂辉石(Li2Al2Si4Ox)可以用氧化物的形式表示其组成，形式为___________
(2)“深度净化”时，加入适量Na2C2O4的目的是__________________
(3)“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是_____________________
(4)工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH 溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3
①a中，阳极的电极反应式是__________________，宜选用_________(“阳”或“阴”)离子交换膜
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是________________________
11、MnCO3可用于制备活性电极材料MnO2。以菱锰矿（含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等）为原料制备碳酸锰粗产品的流程如下：
已知：①常温下，Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10－38，Ksp[Al(OH)3]=4.0×10－34。
②氢氧化物沉淀的条件：Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4；Mn2+开始沉淀的pH为8.1
(1)“酸浸”过程中不能用浓盐酸替代硫酸，原因是_________________________________
(2)用离子方程式表示“氧化”过程中加MnO2的目的：______________________________
(3)“调pH”时，向含有硫酸铁和硫酸铝的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液至两种沉淀共存，当c(Fe3+)=1.0×10－5ml·L－1时，c(Al3+)=______ml·L－1
(4)①“沉锰”过程中，反应的离子方程式为__________________________________
②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示
当温度高于60℃时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是___________________
(5)从滤液3中可分离出一种不含碳元素的氮肥，它的化学式为___________________
12、二硫化钼（MS2）被誉为“固体润滑剂之王”，利用低品质的辉钼矿（含MS2 、SiO2以及CuFeS2等杂质）制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图。回答下列问题：
(1)钼酸铵的化学式为(NH4)2MO4，其中M的化合价为
(2)利用联合浸出除杂时，氢氟酸可除去的杂质化学式为 ，如改用FeCl3溶液氧化浸出，CuFeS2杂质的浸出效果更好，写出氧化浸出时发生的化学反应方程式
(3)加入Na2S后，钼酸铵转化为硫代钼酸铵(NH4)2MO4，写出(NH4)2MO4与盐酸生成MS3沉淀的离子反应方程式
(4)由图分析产生三硫化钼沉淀的流程中应选择的最优温度和时间是
利用化学平衡原理分析低于或高于最优温度时，MS3的产率均下降的原因：
(5)高纯MS2中自然会存在极微量杂质，如非整比晶体MS2.8，则该杂质中M4+与M6+的物质的量之比为
(6)已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10, Ksp(BaMO4)=4×10-8，钼酸钠品体（NaMO4∙2H2O）是新型的金属缓蚀剂，不纯的钼酸钠溶液中若含少量可溶性硫酸盐杂质，可加入Ba(OH)2固体除去SO42-(溶液体积变化忽略)，则当BaMO4开始沉淀时，溶液中的c(MO42-)/c(SO42-) (结果保留2位有效数字)
13、SnSO4是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下：
已知：在酸性条件下，溶液中的Sn2＋可被空气中的氧气氧化成Sn4＋； SnCl2能水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]。
(1)写出物质A的名称：________________________
(2)SnCl2用盐酸而不用水溶解的原因是________________________________________(用化学方程式表示)
(3)锡粉的作用是除去酸溶时产生的少量Sn4＋，请写出产生Sn4＋的离子方程式：__________________
(4)反应Ⅰ生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：________________________________________，该反应的温度需要控制在75 ℃左右的原因是________________________
(5)实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是____________________________________
14、利用废钡渣(主要成分为BaS2O3，含少量SiO2)为原料生产高纯氟化钡的流程如下：
已知：Kap(BaS2O3)=6.96×10-11，Kap(BaF2)=1.0×10-6
(1)步骤①除产生SO2外，还有淡黄色固体生成，该反应的离子方程式为_______________________________________
(2)步骤②的目的是中和过量的盐酸，加入NaOH溶液不宜过量，其原因是______________________________(用离子方程式表示)
(3)滤液的主要成分是BaCl2，还含有少量NaCl，溶解度数据如下表，步骤③宜采用________________ (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)
(4)工业上可用氨水吸收SO2，并通入空气使其转化为铵态氮肥。该转化中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________
(5)步骤④生成BaF2的反应类型为____________
①若该反应温度过高，容易造成c(F-)降低的原因是______________________________
②研究表明，适当增加NH4F的比例有利于提高BaF2的产率和纯度，将浓度为0. 1ml·L-1的BaCl2溶液和0.22 ml·L-1NH4F溶液等体积混合，所得溶液中c(Ba2+)=__________ ml·L-1
15、工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下:
试回答下列问题：
(1)实验室实现“步骤II”中分离操作所用的玻璃仪器有________、玻璃棒和烧杯等；该步骤是为了除去______(填相关物质的化学式)
(2)检验步骤III已经进行完全的操作是_____________________________________________
(3)步骤V的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是__________________________________________________________；该步骤中反应生成FeCO3的离子反应方程式为_________________________________
(4)步骤VI中发生反应的化学反应方程式为_______________________________
(5)步骤V中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时,若c(Fe2+)=1×10-6ml/L,欲使所得的FeCO3中不含有Fe(OH)2,应控制溶液的pH≤_____ (已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,lg7=0.8)
(6)欲测定硫铁矿矿渣中Fe元素的质量分数，称取ag样品，充分“酸溶” “水溶”后过滤,向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得残留固体bg，测得该样品中Fe元素的质量分数为_________________
【无机综合及工艺流程(四)】答案
1、(1)87% (2)CN－＋H2OHCN＋OH－
(3)①4Au＋8NaCN＋O2＋2H2O===4Na[Au(CN)2]＋4NaOH
②氧气在溶液中的溶解度随着温度的升高而下降；温度的升高，促进了氰化物的水解，增加了HCN的挥发速度；随温度的
升高，Ca(OH)2的溶解度反而下降，部分碱从溶液中析出 ③4×10－20
(4)1∶2
(5)①NaHCO3 ②0.016
解析：(1)根据图示，选择磨矿细度87%为宜。(2)用生石灰调节矿泥pH＞11.5，溶液呈碱性，能抑制氰化物中的CN－水解。(3)①“氰化”环节，Au转化为Na[Au(CN)2]，Au被氧化，显然有O2参与反应，其化学方程式为4Au＋8NaCN＋O2＋2H2O===4Na[Au(CN)2]＋4NaOH。②“氰化”环节，有O2参与反应，温度升高，O2的溶解度减小；同时温度升高，促进了氰化物的水解，增加了HCN的挥发速度；随温度的升高，Ca(OH)2的溶解度反而下降，部分碱从溶液中析出。③根据HCNH＋＋CN－、Au＋＋2CN－ [Au(CN)2]－，由第二个反应＋第一个反应×2，可得Au＋＋2HCN2H＋＋[Au(CN)2]－，此反应的K＝
Keq \\al(2,a)(HCN)·Kβ，则2H＋＋[Au(CN)2]－Au＋＋2HCN的K＝eq \f(1,K\\al(2,a)HCN·Kβ)＝eq \f(1,5×10－102×1×1038)＝4×10－20。(4)用锌还原Na[Au(CN)2]生成金，根据Zneq \(――→,\s\up7(失2e－))Zn2＋、[Au(CN)2]－eq \(――→,\s\up7(得e－))Au及得失电子守恒知，消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1∶2。(5)①根据原子守恒，可推知生成物A的化学式为NaHCO3。②0～40 min时间段，除氰率达80%，则除去的CN－为剩余的CN－的4倍，除去的CN－为0.16 mg·L－1×4＝0.64 mg·L－1，则v(CN－)＝eq \f(0.64 mg·L－1,40 min)＝0.016 mg·L－1·min－1。
2、(1)+3
(2)除去Cu2+、Fe3+
(3)CuS+MnO2+4H+=Cu2++ Mn2++S↓+2H2O
(4)温度升高,盐酸挥发,反应物浓度降低
(5)BiCl3+Na2CO3=BiOCl↓+2NaCl+CO2↑
(6)50∶1 5.3
【解析】(1)BiOCl中O为-2价，Cl为-1价，根据化合价代数和为0，可知Bi元素的化合价为+3价，答案为：+3
（2）向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉，Zn粉能与Cu2+、Fe3+反应生成Cu和Fe，从而除去Cu2+、Fe3+，答案为：除去Cu2+、Fe3+
（4）“浸铋”时,所加物质为盐酸和氯化钠溶液，盐酸易挥发，升高温度，HCl挥发，反应物浓度降低，答案为：温度升高,盐酸挥发,反应物浓度降低
(5) “沉铋”时加入的物质是Na2CO3，生成BiOCl，因此有BiCl3+Na2CO3→BiOCl，根据发应特点产物还有NaCl和CO2，化学方程式为：BiCl3+Na2CO3=BiOCl↓+2NaCl+CO2↑答案为：BiCl3+Na2CO3=BiOCl↓+2NaCl+CO2↑
（6）①根据表格数据，L/S=50：1以后，Pb2+、As3+去除率虽然增加，但是Pb2+、As3+去除率变化都不大，因此为了节省能源以及原料，L/S控制在50：1②c(AsO43-)=1×10-9ml/L，此时c(Fe3+)=Ksp（FeAsO4）/c(AsO43-)=5×10-21/10-9ml/L=5×10-12ml/L，此时c(OH-)= = =2×10-9 ml/L，此时的pH=5.3，即pH小于5.3.答案为：5.3。
3、(1)+2
(2)④
(3)无沉淀生成 c(CO32-)=Ksp(FeCO3)/c(Fe2+)=3.2×10-11/10-5=3.2×10-6 (1分)
Q= c(CO32-)×c(Mg2+)=3.2×10-6×0.01/2< Ksp(MgCO3) (4)e2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑
(5)温度低于40℃，亚铁离子转化率较低。温度高于40℃，亚铁离子转化率变化不大。温度过高，碳酸氢铵易分解
(6)4FeCO3 +O22Fe2O3+ 4CO2
(7)Al(OH)3
【解析】考查化学工艺流程，（1）根据金属的冶炼，炭黑能够还原Fe2O3，因为酸浸中加入硫酸，如果还原时铁元素转化成铁单质，会与硫酸反应生成H2，H2可燃性气体，可能发生危险，因此还原焙烧后，铁元素的化合价为＋2价；（2）由表中数据可得虽然絮凝剂用量越多、过滤时间越长，Fe2O3含量越高、SiO2含量越低，但是1.0×10-4t、40min条件与1.5×10-4t、150min条件相比，前者Fe2O3含量只比后者低0.1个百分点，SiO2含量高0.002个百分点，而絮凝剂用量和过滤时间，前者比后者明显少，所以应选择最佳实验条件为④；（3）c(CO32-)=Ksp(FeCO3)/c(Fe2+)=3.2×10-11/10-5=3.2×10-6 ，Q= c(CO32-)×c(Mg2+)=3.2×10-6×0.01/2< Ksp(MgCO3) ，因此无沉淀产生；（4）结合流程并根据题意，向含Fe2+的溶液中加入NH4HCO3，生成了FeCO3沉淀，根据原子守恒和电荷守恒，还应生成H2O和CO2，故“合成”过程中发生反应的离子方程式为：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑；（5）根据图像，温度低于40℃，亚铁离子转化率较低。温度高于40℃，亚铁离子转化率变化不大；温度过高，碳酸氢铵易分解；（6）在空气中煅烧FeCO3，FeCO3分解，+2价铁会被氧化成+3价铁的化合物，所以生成物为：Fe2O3和CO2，故“煅烧”中由FeCO3制备Fe2O3的化学方程式为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2；（7）本流程中酸浸时Al2O3转变为Al3+，加NH4HCO3时，Al3+会与HCO3-发生双水解转变为Al(OH)3，由此可得铝元素是以Al(OH)3形式被除去的。
4、(1)ab
(2)MnO2+FeS2+2H2SO4MnSO4+FeSO4+2S+2H2O
(3)使Fe3+、Al3+完全沉淀
(4)Cu(OH)2
(5)温度过低反应太慢，过高，NH4HCO3会分解 2HCO3−+Mn2+MnCO3↓+H2O+CO2↑
(6)取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀，则已洗净[来源:学。科。网]
(1)为了提高锰元素的浸出率，在“浸取”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③加入足量硫酸增大硫酸浓度或粉粹矿石或延长浸泡时间，故选ab；
(2)浸取完成后，取浸取液少许，加入KSCN溶液无明显现象，说明溶液中没有铁离子，则浸取时发生的主要反应的化学方程式为MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O，故答案为：MnO2+FeS2+2H2SO4=MnSO4+FeSO4+2S+2H2O；
(6)根据流程图，碳酸锰上吸附有少量硫酸铵，检验碳酸锰产品是否洗净只需要检验硫酸根离子即可，故答案为：取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀，则已洗净。
5、(1)5A
(2)AlN＋3H2Oeq \(=====,\s\up7(90 ℃))Al(OH)3＋NH3↑ 加快AlN水解反应速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出
(3)盐酸 电解时生成的氢气和氯气可以制备盐酸
(4)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
(5)Fe(OH)3
(6)取最后一次洗涤液少许，加入浓氢氧化钠溶液并微热，若不能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则洗涤干净，否则未洗涤干净(或取最后一次洗涤液少许，加稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，若不能产生白色沉淀，则洗涤干净，否则未洗涤干净)
【解析】(1)分离正丁烷和异丁烷，选用分子筛的型号应在4.65A～5.6A之间，故应选择5A型分子筛。(2)铝灰中的AlN发生水解反应生成氢氧化铝和氨气，反应的化学方程式为AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑，加热可以促进氮化铝水解生成氨气，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。(3)浓缩海水除杂后电解时有氢气和氯气产生，氢气和氯气反应可以制备盐酸，用于酸溶，从而降低生产成本。(4)酸溶后的溶液中含有Fe2＋，漂白液中的ClO－可将Fe2＋氧化成Fe3＋。(5)加入NaOH，Al3＋转化成AlOeq \\al(－,2)，Fe3＋转化成Fe(OH)3，则该工艺中滤渣的成分为Fe(OH)3。(6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，通过检验晶体表面是否有铵根离子或氯离子可判断是否洗涤干净。
6、(1) HCl；
(2)用镊子夹取(或用玻璃棒粘)一片湿润的红色石蕊试纸接触气体A，若试纸变蓝，则A为NH3；AlN+3H2Oeq \(========,\s\up7(90℃))Al(OH)3 + NH3↑
(3)温度太低，反应慢；温度太高，盐酸挥发快；A
(4)2Fe3+ + 3CO32－ + 3H2O = 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑
(5)Fe(OH)3(写任何形式的碱式氯化铁也计分)； Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3，几乎得不到Al(OH)2Cl(或产率很低其他合理答案均计分)
【解析】铝灰主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等加入水发生反应，AlN和水反应生成氢氧化铝和氨气，即A为氨气，然后应加入盐酸酸溶后，生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液，生成气体B为氢气，可加入漂白剂氧化亚铁离子为铁离子，加入纯碱调节溶液PH使铁离子全部沉淀，生成气体C为二氧化碳气体，采用喷雾干燥制备铝鞣剂，
(1)由以上分析可知D为盐酸，气体C为二氧化碳，电子式为见答案部分；
(2)A为氨气，为碱性气体，可用镊子夹取一片湿润的红色石蕊试纸接触气体A，若试纸变蓝，则A为NH3，铝灰中的AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气，反应的化学方程式为AlN+3H2Oeq \(========,\s\up7(90℃))Al(OH)3+NH3↑；
(3)因温度太低，反应慢；温度太高，盐酸挥发快，则“酸溶”温度控制在30℃～35℃，不宜太低，也不宜太高，为避免引入其它杂质，可选用漂白液为氧化剂；
(4)滤渣为氢氧化铁，可由铁离子与碳酸根离子水解生成，离子方程式为
2Fe3++3CO32－+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑，
(5)产品含有Fe(OH)3，可导致略呈黄色，铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl，在加热蒸发时会发生水解，为防止水解利用喷雾干燥，减少铝鞣剂水解，
7、辉铜矿主要成分Cu2S,软锰矿主要成分MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：
已知：
①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3
③MnSO4·H2O易溶于冷水，不溶于酒精
④部分金属阳离子氢氧化物的(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 ml·L-1计算：当离子浓度小于1.0×10-5时，认为该离子沉
淀完全) Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-38, Ksp(Cu(OH)2)=1.0×10-20， Ksp(Mn(OH)2)=4.0×10-14
(1)酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式________________________
(2)调pH的范围为____________
(3)在该工艺中可循环使用的物质是__________；“加热驱氨” 环节，温度不能过低也不能过高的原因为_______________
(4)请根据如下图示，将“由碳酸锰经一系列操作获得MnSO4·H2O晶体，并测定纯度”的实验方案补充完整
①将碳酸锰固体溶于稀硫酸获得硫酸锰溶液
②加热溶液并控制温度>40℃，_________得到粗产品
③_______，低温干燥，可得到较纯晶体
④欲测定该品体的纯度，取14.00g晶体加蒸馏水配成100mL溶液，量取25.00mL,加足量标准BaCl2溶液，得到沉淀4.66g，则此
样品的纯度为_________(保留四位有效数字)。某小组计算发现本组样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有______________(任写一种)
7、(1)Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O
(2)3(3)温度过低，[Cu(NH3)4]SO4分解不完全，温度过高，会导致Cu2(OH)2CO3分解，这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少
(4)蒸发结晶，趁热过滤 用酒精洗涤产品2-3次 96.57% 可能有混有硫酸盐(相对分子质量小于MnSO4)杂质或部分晶体失去结晶水。
（3）分析工艺流程投入反应物和产物，产物氨气可以溶入水中形成氨水再投入循环使用，故可循环使用的物质为氨气； “加热驱氨” 环节，温度不能过低也不能过高的原因：温度过低，[Cu(NH3)4]SO4分解不完全，温度过高，会导致Cu2(OH)2CO3分解，这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少；
(4)②由曲线图知当温度低于40℃时析出MnSO4·5H2O晶体，高于40℃时析出MnSO4·H2O晶体，因此硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验必须保证溶液温度高于40℃；然后通过蒸发结晶，趁热过滤，得到粗产品；
③为减少产品的损失，用酒精洗涤产品2-3次，低温干燥，可得到较纯晶体；
④硫酸钡的量为4.66/233=0.02ml，硫酸根离子的总量为0.02ml，原晶体中含有的硫酸根离子的总量为0.02×100/25=0.08ml，硫酸锰晶体的质量为0.08×169g， 则此样品的纯度为0.08×169/14×100%=96.57% ；用标准氯化钡溶液测定样品中MnSO4·5H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%，说明样品中硫酸根离子质量分数大于MnSO4·5H2O中硫酸根离子质量分数，故只要能增大样品中硫酸根离子质量分数的原因均合理，则可能原因是样品中混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水。
7、(1)-2、-1
(2)增大接触面积加快反应速率,提高浸出率 SiO2 CaSO4
(3)5TiO2+4H2O2+2NH3·H2O=2NH4++Ti5O152-+5H2O 不属于
(4)温度过高时,反应物氨水(或双氧水)会受热分解
(5)Ti5O152-+2Li+=Li2Ti5O15↓
(6)2Fe2++2H3PO4+H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+
(7)20∶9
(1)化合物Li2Ti5O15中钛元素的化合价是+4价，Li元素的化合价为+1价，根据正负化合价的代数和为0，氧元素的化合价为-2、-1；
（2）钛铁矿与硫酸反应时，常将钛铁矿粉碎，可以增大接触面积加快反应速率，提高浸出率，由于杂质中二氧化硅不溶于盐酸，所以滤渣A成分是二氧化硅；
(3) 二氧化钛与氨水、双氧水反应生成（NH4）2Ti5O15的离子方程式为5TiO2+4H2O2+2NH3·H2O=2NH4++Ti5O152-+5H2O，反应中没有元素的化合价发生变化，不属于氧化还原反应；
（4）由于二氧化钛与氨水、双氧水反应生成（NH4）2Ti5O15时，温度过高，双氧水和氨水都容易分解，所以反应温度过高时，Ti元素浸出率下降；
(5) （NH4）2Ti5O15，加入氢氧化锂溶液得到沉淀Li2Ti5O15，反应的离子方程式为Ti5O152-+2Li+=Li2Ti5O15↓；
（6）过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，加入磷酸得到沉淀磷酸铁，反应离子方程式为：2Fe2++2H3PO4+H2O2=2FePO4↓+2H2O+4H+；
（7）根据电子守恒，过氧化氢氧化铁元素转移的电子就等于铁离子氧化草酸转移的电子数，因此可得关系式：H2O2～H2C2O4，设双氧水质量为x，草酸质量为y，则：
H2O2～H2C2O4
34 90
x×17% y
所以=，整理可得x：y=20：9，17%双氧水与H2C2O4的质量比为20：9。
8、(1)第4周期ⅡB族
(2)ZnO+2NH3+2NH4+=Zn(NH3)42++H2O 或 ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O 避免氨水的分解与挥发
(3)0.70ml·L-1
(4)Pb、Cu 吸附
(5)Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl 浸出
(6)Zn(OH)1.6Cl0.4
【解析】（1）Zn的原子序数为30，其在元素周期表中的位置为第4周期ⅡB族。（2）“浸出”时，氧化锌发生反应的离子方程式为 ZnO+2NH3+2NH4+=Zn(NH3)42++H2O 或 ZnO+2NH3·H20+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O ；“浸出”时温度不宜过高，其原因为避免氨水的分解与挥发。（3）取1Lc(F-)＝0.02ml·L-1浸出液，加1L氯化钙溶液，令c（Ca2＋）为xml/l，混合后溶液体积为2L，溶液中留下的n（F－）=2L×10-5 ml·L-1=2×10-5 ml，沉淀的n（F－）=0.02ml·L-1×1L-2×10-5 ml=0.02ml，沉淀的n（Ca2＋）=0.01ml，Ksp((CaF2)=c（Ca2＋）．c2（F－）=3.45×10-11，余下的溶液中c（Ca2＋）=3.45×10-11/(10-5)2=0.345ml·L－1，余下的溶液中n（Ca2＋）=0.345ml·L－1×2L=0.69ml，故加入的c（Ca2＋）=（0.69ml+0.01ml）/1L=0.70ml·L-1。使F- 沉淀完全即溶液中c(F-)＜10-5 ml·L-1，则所加氯化钙溶液的浓度度最小为0.70ml·L-1。（4）Zn的活泼性强于Pb、Cu，“置换”时，所得置换渣中除了含Zn外，还含有Pb、Cu；“净化”时，利用活性炭的吸附性，除去溶液中残留的有机物。（5）“沉淀”时，可得到滤渣Zn(NH3)Cl2。所加盐酸过量时，会导致沉淀部分溶解甚至消失，其化学方程式为Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl。（6）将滤液1和滤液2合并，经浓缩后，含有氯化铵等，可返回至浸出循环利用。（7）n(ZnO)=8.1g/81g·ml－1=0.1ml，M（Zn(OH)xCly）=10.64g/0.1ml=106.4g·ml－1，x+y=2，65+17x+35.5y=10.64g，解得：x=1.6,y=0.4,则一次水解产物的化学式为Zn(OH)1.6Cl0.4
9、(1)+4
(2)Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
(3)蒸发浓缩 冷却结晶
(4)FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑ 避免温度过高碳酸氢铵分解，减少Fe2+的水解或氧化
(5)8×10-5 向反应容器中补充适量的空气
(6)溶液中存在水解平衡TiO2++（n+1）H2O⇌TiO2•nH2O+2H+，加入的Na2CO3粉末与H+反应，降低了溶液中c（H+），促进水解平衡向生成TiO2•nH2O的方向移动
【解析】（1）离子中各元素化合价代数和等于离子所带电荷数，元素为-2价，则TiO2＋钛的化合价为+4价。
（2）加入铁粉，首先发生Fe+2Fe3＋=3Fe2＋，其次发生Fe+2H＋=Fe2＋+H2；
（3）操作a是溶液中得到溶质固体，方法是蒸发浓缩、冷却结晶过滤洗涤、干燥；
（4）步骤Ⅲ中发生反应是硫酸亚铁和碳酸氢铵反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑，反应温度一般需控制在35℃以下，是为了避免温度过高碳酸氢铵分解，减少铁离子的水解程度；
（5）室温下测得溶液的pH为8.5，c（OH－）=10-14/10-8.5=1×10-5.5，由题中数据可知，溶液中c（Fe2＋）·c（OH－）2=1×10-6×（1×10-5.5）2=1×10-17＜Ksp[Fe（OH）2]=8×10-16，故无Fe（OH）2沉淀生成；
（6）富含的TiO2＋溶液，加入Na2CO3粉末与H＋反应，降低了溶液中c（H＋），使平衡TiO2++（n+1）H2O⇌TiO2•nH2O+2H+向生成TiO2·n H2O的方向移动，可得到TiO2粗产品．
10、(1)Li2O·Al2O3·4SiO2
(2)除去Ca2+
(3)温度越高，碳酸锂溶解度越小，可以增加产率
(4)2Cl-－2e-＝Cl2↑ 阳 2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+2H2O+NH3↑
【解析】
【分析】
由制备流程可知，锂辉石加硫酸，浸取焙烧，氧化铝、氧化锂溶解，二氧化硅不反应，水浸时加入碳酸钙，除去未反应的硫酸，同时调节溶液pH值，可以将Al3+转化为氢氧化铝沉淀，过滤除去不溶物，滤液再进行深度净化后主要为Li2SO4、Na2SO4，最后加入Na2CO3，转化为溶解度更小Li2CO3析出，据此分析。
11、(1)后续“氧化”过程中加入的二氧化锰会氧化浓盐酸
(2)MnO2＋2Fe2+＋4H+===Mn2+＋2Fe3+＋2H2O
(3)0.05
(4)Mn2+＋2HCO3－===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
温度过高时碳酸氢铵的分解速率显著加快，沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢
(5)(NH4)2SO4
【解析】（1）浓盐酸具有还原性，后续“氧化”过程中会加入二氧化锰，二氧化锰可以氧化浓盐酸，因此“酸浸”过程中不能用浓盐酸替代硫酸；（2）在强酸性条件下，MnO2将Fe2+氧化为更容易转化为氢氧化物沉淀的Fe3+：MnO2＋2Fe2+＋4H+=Mn2+＋2Fe3+＋2H2O；（3）当Fe(OH)3和Al(OH)3两种沉淀共存时，有Fe3++ Al (OH)3＝Al3++Fe(OH)3，故c(Al3+)＝＝＝0.05 ml·L-1；（4）①沉锰过程中有MnCO3沉淀和CO2气体生成，故反应的离子方程式为Mn2+＋2HCO3-=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O；②温度高于60 ℃时，继续升温，碳酸氢铵的分解速率显著加快，沉锰速率随碳酸氢铵浓度的减小而减慢；（5）“酸浸”时引入了SO42－，“沉锰”时引入了NH4＋，故滤液3中可分离出的一种不含碳元素的氮肥是(NH4)2SO4。
12、（1）+6（1分）
（2）SiO2（1分）；4FeCl3+ CuFeS2= 5FeCl2+CuCl2+2S
（3）MO42-+2H+=MS3+H2S
（4）40℃,30min；温度太低不利于H2S逸出；温度太高，盐酸挥发，溶液c(H+)下降，都不利于反应正向进行
（5）1:4
（6）3.6×102
（3） (NH4)2MO4在溶液中应该电离出铵根离子和MO42-，MO42-与盐酸的氢离子作用生成MS3，则另外的生成物只能是H2S气体，所以离子反应方程式为：MO42-+2H+=MS3+H2S。
13、(1)硫酸(或硫酸溶液或稀硫酸)
(2)SnCl2＋H2OSn(OH)Cl＋HCl
(3)2Sn2＋＋O2＋4H＋===2Sn4＋＋2H2O
(4) SnCl2＋2NH4HCO3===SnO↓＋2CO2↑＋2NH4Cl＋H2O 温度较低时反应速率小，温度较高时碳酸氢铵会分解
(5)(沿玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次
【解析】(1)流程中前部分是溶解除杂过程，生成碳酸锡(反应1)再加硫酸溶解得到硫酸锡；
(2)SnCl2能水解，用盐酸溶解为了抑制其水解；
(3)信息中提出在酸性条件下，溶液中的Sn2＋可被空气中的氧气氧化成Sn4＋；
(4)根据流程中箭头方向，进入反应Ⅰ的物质有SnCl2和NH4HCO3，根据元素守恒，产生的气体为CO2，生成的沉淀为SnO，另一产物应为NH4Cl，反应方程式为SnCl2＋2NH4HCO3===SnO↓＋2CO2↑＋2NH4Cl＋H2O；主要温度需控制在不高于75 ℃和不低于75 ℃有两个方面的原因，温度低反应速率低产量小，温度高反应物碳酸氢铵易分解；
(5)“漂洗”沉淀就是洗涤沉淀，需要直接在过滤器中进行，(沿玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，(静置)待水全部流出后，重复操作2～3次。
14、(1)BaS2O3 +2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O
(2)2OH- +SiO2=SiO32-+H2O
(3)降温结晶
(4)1:2
(5)复分解反应 温度较高促进F-水解,使c(F-)降低 0.01
【解析】 (1)步骤①中废钡渣(主要成分为BaS2O3，含少量SiO2)中的BaS2O3与盐酸反应除产生SO2外，还有淡黄色固体硫生成，反应的离子方程式为BaS2O3 +2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O，故答案为：BaS2O3 +2H+=Ba2++S↓+SO2↑+H2O；
(4)工业上可用氨水吸收SO2，并通入空气使其转化为铵态氮肥，该转化中氧化剂为氧气，还原剂为SO32-或SO2，根据得失电子守恒，二者物质的量之比为1:2，故答案为：1:2；
(5)步骤④生成BaF2的化学反应方程式为BaCl2+2NH4F=BaF2+2NH4Cl，属于复分解反应，故答案为：复分解反应；
①若该反应温度过高，温度较高促进F-水解，使c(F-)降低，故答案为：温度较高促进F-水解，使c(F-)降低；
②所得溶液中c(F-)=×(0.22 ml·L-1-0.2 ml·L-1)=0.01 ml·L-1，c(Ba2+)=== ml·L-1，故答案为：0.01。
15、(1)漏斗 SiO2
(2)取歩骤III反应后的溶液少量试管中，加入少量KSCN溶液，若溶液未呈现血红色，则说明已经进行完全
(3)防止NH4HCO3分解、减少Fe2+的水解 2HCO3-+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O
(4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2
(5)8.8
(6)7b/10a
【解析】（1）实验室实现“步骤II”中分离操作所用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯等；该步骤是为了除去SiO2。
（2）检验步骤III已经进行完全的操作是：取歩骤III反应后的溶液少量试管中，加入少量KSCN溶液，若溶液未呈现血红色，则说明已经进行完全。
（3）步骤V的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是：防止NH4HCO3分解、减少Fe2+的水解；该步骤中反应生成FeCO3的离子反应方程式为2HCO3-+Fe2+=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
（4）步骤VI中发生反应的化学反应方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。
（5）步骤V中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时,若c(Fe2+)=1×10-6ml/L，欲使所得的FeCO3中不含有Fe(OH)2，应控制溶液的c()，则，所以，pH≤8.8。
（6）由题意可知，称取ag样品，充分“酸溶” “水溶”后过滤，向滤液中加入足量的H2O2，充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀，经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重，冷却后称得氧化铁的质量为bg，则m(Fe)=，所以，该样品中Fe元素的质量分数为。
L/S
125∶1
50∶1
25∶1
15∶1
Pb2+去除率/%
84.86
94.15
95.40
96.83
As3+去除率/%
98.79
98.92
98.34
99.05
m(沉铋)/g
2.34
2.33
2.05
1.98
序号
絮凝剂用量/×10-6t
过滤时间/min
Fe2O3含量%
SiO2含量%
①
40
5
96.5
0.12
②
50
10
97.9
0.10
③
60
20
98.3
0.07
④
100
40
99.4
0.01
⑤
150
150
99.5
0.008
金属离子
Fe2+
Fe3+
Al3+
Cu2+
Mn2+
开始沉淀pH[Cm]
7.5
2.7
4.1
5.9
8.8
完全沉淀pH
9.5
3.7
5.4
6.9[K]
10.8
元素组成
Zn
Pb
Cu
Cl
F
质量分数/%
59.78
9.07
0.30
2.24
1.80
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
80
100
Li2CO3
1.54
1.43
1.33
1.25
1.17
1.08
1.01
0.85
0.72
温度
20℃
40℃
60℃
80℃
100℃
NaCl
36.0g
36.6g
37.3g
39.0g
39.8g
BaCl2
35.8g
40.8g
46.2g
52.5g
59.4g