專(zhuān)題六　大題突破2　化工流程題的綜合分析【閑魚(yú)：金考教育教輔】

化工流程題的綜合分析專(zhuān)題六大題突破2匯報(bào)人：1.題型特點(diǎn)近幾年高考中工藝流程題主要是以物質(zhì)的制備、物質(zhì)的分離提純?yōu)榍榫安牧?，用框圖的形式呈現(xiàn)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中添加物質(zhì)、操作的過(guò)程，設(shè)問(wèn)形式包括：物質(zhì)的判斷、方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)操作、反應(yīng)條件的控制及理論解釋、產(chǎn)品組成的定性及定量分析等，能很好的考查學(xué)生綜合運(yùn)用元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2.工藝流程題的一般呈現(xiàn)形式精練高考真題PARTONE1.(2024·安徽，15)精煉銅產(chǎn)生的銅陽(yáng)極泥富含Cu、Ag、Au等多種元素。研究人員設(shè)計(jì)了一種從銅陽(yáng)極泥中分離回收金和銀的流程，如下圖所示。12回答下列問(wèn)題：(1)Cu位于元素周期表第

周期第

族。

四ⅠB3(2)“浸出液1”中含有的金屬離子主要是

。

12Cu2+精煉銅產(chǎn)生的銅陽(yáng)極泥富含Cu、Ag、Au等，銅陽(yáng)極泥加入硫酸、H2O2，Cu被H2O2氧化為Cu2+進(jìn)入浸出液1中，故浸出液1中含有的金屬離子主要是Cu2+，Ag、Au不反應(yīng)，浸渣1中含有Ag和Au。3(3)“浸取2”步驟中，單質(zhì)金轉(zhuǎn)化為HAuCl4的化學(xué)方程式為_(kāi)__________

。122Au+8HCl+3H2O2===2HAuCl4+6H2O浸渣1中含有Ag和Au，向浸渣1中加入鹽酸、H2O2，Au與鹽酸、H2O2反應(yīng)生成HAuCl4和H2O，化學(xué)方程式為2Au+8HCl+3H2O2===2HAuCl4+6H2O。3(4)“浸取3”步驟中，“浸渣2”中的

(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為[Ag(S2O3)2]3-。12AgCl浸渣1中含有Ag和Au，向浸渣1中加入鹽酸、H2O2，Ag轉(zhuǎn)化為AgCl，浸渣2中含有AgCl，AgCl與Na2S2O3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為[Ag(S2O3)2]3-。3(5)“電沉積”步驟中陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________

?！半姵练e”步驟完成后，陰極區(qū)溶液中可循環(huán)利用的物質(zhì)為

(填化學(xué)式)。12[Ag(S2O3)2]3-+e-===Ag↓+

Na2S2O3312“電沉積”步驟中，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，[Ag(S2O3)2]3-得電子被還原為Ag，電極反應(yīng)式為[Ag(S2O3)2]3-+e-===Ag↓

3(6)“還原”步驟中，被氧化的N2H4與產(chǎn)物Au的物質(zhì)的量之比為

。123∶4還原步驟中，HAuCl4被還原為Au，Au化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?價(jià)，一個(gè)HAuCl4得3個(gè)電子，N2H4被氧化為N2，N的化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià)，一個(gè)N2H4失4個(gè)電子，根據(jù)得失電子守恒可知，被氧化的N2H4與產(chǎn)物Au的物質(zhì)的量之比為3∶4。3

12(a)結(jié)構(gòu)中電子云分布較均衡，結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，(b)結(jié)構(gòu)中正、負(fù)電荷中心不重合，極性較大，較不穩(wěn)定，且存在過(guò)氧鍵，過(guò)氧鍵的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)結(jié)構(gòu)32.(2024·河北，16)V2O5

是制造釩鐵合金、金屬釩的原料，也是重要的催化劑。以苛化泥為焙燒添加劑從石煤中提取V2O5

的工藝，具有釩回收率高、副產(chǎn)物可回收和不產(chǎn)生氣體污染物等優(yōu)點(diǎn)。工藝流程如下。12已知：ⅰ.石煤是一種含V2O3

的礦物，雜質(zhì)為大量Al2O3

和少量CaO等；苛化泥的主要成分為CaCO3、NaOH、Na2CO3等。ⅱ.高溫下，苛化泥的主要成分可與Al2O3反應(yīng)生成偏鋁酸鹽；室溫下，偏釩酸鈣[Ca(VO3)2]和偏鋁酸鈣均難溶于水。312回答下列問(wèn)題：(1)焙燒生成的偏釩酸鹽中釩的化合價(jià)為

，產(chǎn)生的氣體①為

(填化學(xué)式)。+5CO2312石煤和苛化泥通入空氣進(jìn)行焙燒，反應(yīng)生成NaVO3、Ca(VO3)2、NaAlO2

、Ca(AlO2)2、CaO和CO2等，水浸可分離焙燒后的可溶性物質(zhì)(如NaVO3)和不溶性物質(zhì)[Ca(VO3)2、Ca(AlO2)2等]，

312

312(2)水浸工序得到濾渣①和濾液，濾渣①中含釩成分為偏釩酸鈣，濾液中雜質(zhì)的主要成分為

(填化學(xué)式)。NaAlO2312由已知信息可知，高溫下，苛化泥的主要成分與Al2O3

反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和偏鋁酸鈣，偏鋁酸鈉溶于水，偏鋁酸鈣難溶于水，所以濾液中雜質(zhì)的主要成分是NaAlO2

。3(3)在弱堿性環(huán)境下，偏釩酸鈣經(jīng)鹽浸生成碳酸鈣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________

；CO2加壓導(dǎo)入鹽浸工序可提高浸出率的原因?yàn)開(kāi)_______________________________

Ca(VO3)2CaCO3+H2O

12提高

___________________________________；浸取后低濃度的濾液①進(jìn)入

(填工序名稱(chēng))，可實(shí)現(xiàn)釩元素的充分利用。離子交換312

312NaCl3(4)洗脫工序中洗脫液的主要成分為(填化學(xué)式)。12由離子交換工序中樹(shù)脂的組成可知，洗脫液中應(yīng)含有Cl-，因水浸所得溶液中含有Na+，為避免引入其他雜質(zhì)離子，且NaCl廉價(jià)易得，故洗脫液的主要成分應(yīng)為NaCl。312(5)下列不利于沉釩過(guò)程的兩種操作為

(填序號(hào))。a.延長(zhǎng)沉釩時(shí)間b.將溶液調(diào)至堿性c.攪拌d.降低NH4Cl溶液的濃度bd312

高反應(yīng)速率，使反應(yīng)更加充分，有利于沉釩，c不符合題意；降低NH4Cl溶液的濃度，不利于生成NH4VO3，d符合題意。3123.(2024·黑吉遼，16)中國(guó)是世界上最早利用細(xì)菌冶金的國(guó)家。已知金屬硫化物在“細(xì)菌氧化”時(shí)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，某工廠用細(xì)菌冶金技術(shù)處理載金硫化礦粉(其中細(xì)小的Au顆粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶煉金，工藝流程如下：3回答下列問(wèn)題：(1)北宋時(shí)期我國(guó)就有多處礦場(chǎng)利用細(xì)菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質(zhì)為_(kāi)________(填化學(xué)式)。

CuSO412礦粉中加入足量空氣和H2SO4，在pH=2時(shí)進(jìn)行細(xì)菌氧化，金屬硫化物中的S元

12(2)“細(xì)菌氧化”中，F(xiàn)eS2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________

。

34FeS2+15O2+2H2O

12(3)“沉鐵砷”時(shí)需加堿調(diào)節(jié)pH，生成

(填化學(xué)式)膠體起絮凝作用，促進(jìn)了含As微粒的沉降。

(4)“焙燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙燒氧化”，“細(xì)菌氧化”的優(yōu)勢(shì)為

(填標(biāo)號(hào))。

A.無(wú)需控溫B.可減少有害氣體產(chǎn)生C.設(shè)備無(wú)需耐高溫D.不產(chǎn)生廢液廢渣3Fe(OH)3BC12細(xì)菌的活性與溫度息息相關(guān)，因此細(xì)菌氧化也需要控溫，A不符合題意；焙燒氧化時(shí)，金屬硫化物中的S元素通常轉(zhuǎn)化為SO2，而細(xì)菌氧化時(shí)，金屬硫化物中的S元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，可減少有害氣體的產(chǎn)生，B符合題意；焙燒氧化需要較高的溫度，因此所使用的設(shè)備需要耐高溫，而細(xì)菌氧化不需要較高的溫度就可進(jìn)行，設(shè)備無(wú)需耐高溫，C符合題意；由流程可知，細(xì)菌氧化也會(huì)產(chǎn)生廢液廢渣，D不符合題意。12(5)“真金不怕火煉”，表明Au難被O2氧化，“浸金”中NaCN的作用為

。

3作絡(luò)合劑，將Au轉(zhuǎn)化為[Au(CN)2]-從而浸出“浸金”中，Au作還原劑，O2作氧化劑，NaCN作絡(luò)合劑，將Au轉(zhuǎn)化為[Au(CN)2]-從而浸出。12(6)“沉金”中Zn的作用為

。

(7)濾液②經(jīng)H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2-轉(zhuǎn)化為ZnSO4和HCN的化學(xué)方程式為

。用堿中和HCN可生成

(填溶質(zhì)化學(xué)式)溶液，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

3作還原劑，將[Au(CN)2]-還原為AuNa2[Zn(CN)4]+2H2SO4===ZnSO4+4HCN+Na2SO4NaCN濾液②含有[Zn(CN)4]2-，經(jīng)過(guò)H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2-轉(zhuǎn)化為ZnSO4和HCN，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2[Zn(CN)4]+2H2SO4===ZnSO4+4HCN+Na2SO4；用堿中和HCN得到的產(chǎn)物，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步驟，從而循環(huán)利用。123題型突破練(A)PARTTWO答案1234(1)1∶1

H2S(2)熱浸(3)將過(guò)量的Fe3+還原為Fe2+(4)C

Pb+2[AgCl2]-===2Ag+[PbCl4]2-(5)陽(yáng)極1.5答案1234

2.5答案1234

3.5答案1234

4.5答案1234

5.51.(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：1234答案(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(guò)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)。

1∶1H2S51234答案本題以鉛精礦(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(guò)濾Ⅰ”除掉含硫?yàn)V渣，濾液中[PbCl4]2-在稀釋冷卻的過(guò)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，51234答案使PbCl2又轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2-，電解得到Pb；“過(guò)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。51234答案“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(guò)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(guò)大，會(huì)與S2-結(jié)合生成H2S氣體。51234答案(2)將“過(guò)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(yáng)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

。熱浸51234答案“過(guò)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(yáng)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。51234答案(3)“還原”中加入鉛精礦的目的是

。將過(guò)量的Fe3+還原為Fe2+“過(guò)濾Ⅱ”所得的濾液中有過(guò)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(guò)量的Fe3+還原為Fe2+。51234答案(4)“置換”中可選用的試劑X為_(kāi)___(填標(biāo)號(hào))。

A.Al B.ZnC.Pb D.Ag“置換”反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____

。Pb+2[AgCl2]-===2Ag+[PbCl4]2-5C1234答案(5)“電解Ⅱ”中將富銀鉛泥制成電極板，用作

(填“陰極”或“陽(yáng)極”)。

陽(yáng)極“電解Ⅱ”中將富銀鉛泥做陽(yáng)極板，銀變成陽(yáng)極泥而沉降下來(lái)，鉛失電子轉(zhuǎn)化為Pb2+，陰極Pb2+得電子析出Pb。52.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：1234答案(1)“酸浸”時(shí)生成HF的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)往往會(huì)適當(dāng)加熱，目的是

。CaF2+H2SO4(濃)===CaSO4+2HF↑加快反應(yīng)速率，提高CaF2的轉(zhuǎn)化率5(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1234答案D51234答案“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?、沸點(diǎn)較高，因此精餾1中得到HF、AsF3；“氧化”：根據(jù)問(wèn)題(4)，過(guò)氧化氫將AsF3氧化成熔、沸點(diǎn)較高的AsF5；“精餾2”：蒸餾得到HF。51234答案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。5(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_(kāi)_________________

。1234答案

K2SiF6↓

5(4)“氧化”時(shí)將AsF3氧化為AsF5。AsF5的沸點(diǎn)高于AsF3，原因是____________________________________________________________________________________。1234答案AsF3均為分子晶體(分子間均不存在氫鍵)，AsF5相對(duì)分子質(zhì)量大，范德華力大，沸點(diǎn)高AsF5、5

1234答案

51234答案

5

1234答案

5<1234答案3.(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：51234答案(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(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________

；該過(guò)程需要加熱的原因?yàn)開(kāi)_______________________________

。6s26p3AgCl、SiO22SbCl3+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)51234答案(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=

。5.0×103851234答案氧化鉍渣(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(guò)濾，向?yàn)V液中加水加熱得到Sb2O3，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入

沉鉍，過(guò)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。51234答案硫化氫會(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)

51234答案②硫代乙酰胺比乙酰胺的沸點(diǎn)低，其原因?yàn)開(kāi)________________________

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

。乙酰胺分子間氫鍵的鍵能及數(shù)目均大于硫代乙酰胺2∶151234答案“酸溶”時(shí)會(huì)有NO逸出，即Bi2S3和硝酸反應(yīng)得到單質(zhì)硫、NO和硝酸鉍，Bi2S3中硫元素化合價(jià)從-2價(jià)升高到0價(jià)，硝酸中氮元素化合價(jià)從+5價(jià)降低到+2價(jià)，因此此過(guò)程中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1。51234答案(6)已知鉬酸鉍在空氣中放置會(huì)變質(zhì)，生成Bi2O2CO3和MoO3，該過(guò)程中的化學(xué)方程式為

。Bi2MoO6+CO2===Bi2O2CO3+MoO351234答案

51234答案

54.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(wèn)題又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。右面是某課題組研究的工藝流程：1234答案(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_(kāi)____________________________________________。MnO2+

5(2)操作X的名稱(chēng)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_____________________________________________。1234答案過(guò)濾

5(4)調(diào)pH所加的試劑Y，可選擇

(填字母)。

a.CaO

b.MnCO3c.CaCO3

d.Al2O3e.氨水1234答案abc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(5)寫(xiě)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_(kāi)____________________________1234答案MnF2(s)+Ca2+(aq)Mn2+(aq)+CaF2(s)3.87×10-3mol·L-1<c(F-)<0.1mol·L-1

51234答案

51234答案5.硼化鈦(結(jié)構(gòu)式為B==Ti==B)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T(mén)iO2、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+。5123答案(1)“水解”需在沸水中進(jìn)行，離子方程式為_(kāi)_____________

，該工藝中，經(jīng)處理可循環(huán)利用的物質(zhì)為

(填化學(xué)式)。

TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+H2SO445123答案(2)“熱還原”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____

，B2O3的實(shí)際用量超過(guò)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)。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↑45123答案(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m

kg，則制得H3BO3的質(zhì)量為

kg。H++[B(OH)4]-===H3BO3+H2O

45123答案有稀硫酸的一極為陽(yáng)極，1膜為陽(yáng)離子交換膜，氫離子通過(guò)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(guò)2膜進(jìn)入產(chǎn)品室，產(chǎn)品室中發(fā)生反應(yīng)

45題型突破練(B)PARTTHREE

1234答案1.5(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++2H2O

SiO2(3)5.2≤pH<8.8(4)作氮肥等(5)8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑1234答案2.5

1234答案3.5

1234答案4.5

1234答案5.51234答案

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(jiàn)下表。

Fe(OH)3Al(OH)3Cd(OH)2開(kāi)始沉淀的pH2.34.08.2沉淀完全的pH4.25.29.751234答案(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(guò)高，原因是________________________

。

(3)“濾渣1”的主要成分是

。

4d105s2溫度過(guò)高，濃硝酸會(huì)揮發(fā)和分解SiO251234答案(4)“除雜”步驟中，加入CdCO3的目的是調(diào)pH，范圍為_(kāi)____________；該過(guò)程中Fe3+發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________

。

5.2≤pH<8.22Fe3++3CdCO3+3H2O===2Fe(OH)3+3CO2↑+3Cd2+5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

1234答案5“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+。1234答案51234答案(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_(kāi)_____________________

。

出現(xiàn)晶膜(或有少量晶體析出)

4NO2↑+O2↑+2CdO51234答案硝酸鎘晶體在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

52.(2024·甘肅酒泉模擬)甘肅礦產(chǎn)資源豐富，金屬冶煉在國(guó)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：1234答案5(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(xiě)一條即可)。

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

；濾渣1的主要成分為

。

1234答案適當(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)

MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2OSiO251234答案則“精制”過(guò)程中，加MnO調(diào)節(jié)pH的范圍是

。5.2≤pH<8.85(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：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(guò)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。1234答案5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(guò)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。1234答案51234答案(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)作氮肥等品，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________。8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑5

1234答案5

1234答案氫氧化物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。5(1)為提高浸出率，可采取的措施為_(kāi)____(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(zhǎng)浸出時(shí)間1234答案ad5(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(lèi)似，則該種GaN晶體的類(lèi)型為

，基態(tài)Ga原子價(jià)層電子的軌道表示式為

。1234答案共價(jià)晶體5(3)ZnFe2O4與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________

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

。1234答案ZnFe2O4+4H2SO4===ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O5.35

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。1234答案5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

1234答案51234答案硫氰化鉀5(5)檢驗(yàn)“濾液1”中是否含有Fe3+的試劑為(填名稱(chēng))。(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(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)______________________________，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)。

1234答案

NaOH54.(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：1234答案51234答案物質(zhì)Fe(OH)2

Fe(OH)3

Mg(OH)2

Ni(OH)2

Ksp

4.9×10-17

2.8×10-39

5.6×10-12

2.1×10-15

②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(guò)程中通入O2的目的是

。將Fe2+氧化為Fe3+5已知：①一些物質(zhì)的Ksp(25℃)如下。1234答案(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(jiǎn)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

。O、N實(shí)現(xiàn)Cu2+的提取和富集51234答案

礬的離子方程式是______________________________________________。2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑

51234答案(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))。9.165由題給流程可知，銅鎳礦研磨后，在氧氣和稀硫酸作用下浸出，將銅鎳礦中的金屬氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性硫酸鹽，其中通入氧氣的目的是將Fe2+氧化為F