2023届高考化学专项小练化工流程

欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！/r/n欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！/r/n欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！/r/n欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！/r/n欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！/r/n欢迎阅读本文档，希望本文档能对您有所帮助！/r/n化工流程专题训练/r/n1/r/n．海水是巨大的化学资源宝库，利用海水可以提取很多物质。/r/n利用1：提溴工业/r/n用海水晒盐之后的盐卤可提取溴，提取流程如图：/r/n(1)吹出塔中热空气能将溴单质吹出的原因是______________________________________。/r/n蒸馏塔中通入水蒸气进行加热，需要控制温度在90℃左右的原因是_________________。/r/n利用2：提镁工业/r/n从海水提取食盐和Br/r/n2/r/n之后的盐卤中除含有Mg/r/n2＋/r/n、Cl/r/n－/r/n外，还含有少量Na/r/n＋/r/n、Fe/r/n2＋/r/n、Fe/r/n3＋/r/n、SO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n和CO(NH/r/n2/r/n)/r/n2/r/n等，还可以用来提取MgCl/r/n2/r/n、MgO、Mg(OH)/r/n2/r/n等物质，流程如图所示：/r/n(2)用NaClO除去尿素CO(NH/r/n2/r/n)/r/n2/r/n时，生成物除盐外，还有能参与大气循环的无毒物质，则该反应的化学方程式为_____________________________________________________________；/r/n加入NaClO的另一个作用是______________________________________________________。/r/n利用3：淡化工业/r/n(3)海水淡化的方法主要有闪蒸法、离子交换法、电渗析法等。离子交换法淡化海水模拟过程如图所示。氢型阳离子交换原理可表示为：HR＋Na/r/n＋/r/n=NaR＋H/r/n＋/r/n；……。羟型阴离子交换树脂填充部分存在的反应有：ROH＋Cl/r/n－/r/n=RCl＋OH/r/n－/r/n；____________；______________。/r/n(4)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示：/r/n①图中的海水没有直接通入到阴极室中，其原因是______________________________。/r/n②淡化水在________室(填X、Y、Z、M或N)形成后流出。/r/n答案(1)溴单质的沸点低，溴单质易挥发温度过低不利于溴的蒸出，温度过高会蒸出较多水蒸气/r/n(2)3NaClO＋CO(NH/r/n2/r/n)/r/n2/r/n=3NaCl＋CO/r/n2/r/n↑＋N/r/n2/r/n↑＋2H/r/n2/r/nO将Fe/r/n2＋/r/n氧化为Fe/r/n3＋/r/n，并形成Fe(OH)/r/n3/r/n(3)2ROH＋SO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n=R/r/n2/r/nSO/r/n4/r/n＋2OH/r/n－/r/nH/r/n＋/r/n＋OH/r/n－/r/n=H/r/n2/r/nO(4)①海水中含有较多的Mg/r/n2＋/r/n、Ca/r/n2＋/r/n等阳离子，阴极放电产生OH/r/n－/r/n，容易生成Mg(OH)/r/n2/r/n和Ca(OH)/r/n2/r/n等沉淀附着在电极表面或堵塞交换膜②Y、M/r/n解析(1)吹出塔中热空气能将溴单质吹出的原因是由于液溴沸点低，易挥发。蒸馏塔中通入水蒸气进行加热，需要控制温度在90℃左右是由于温度过低不利于溴的蒸出，而温度过高会蒸出较多水蒸气。/r/n(2)加入的NaClO具有强氧化性，尿素具有还原性，在NaClO除去尿素CO(NH/r/n2/r/n)/r/n2/r/n时，二者发生氧化还原反应，产生CO/r/n2/r/n、N/r/n2/r/n、H/r/n2/r/nO、NaCl，根据得失电子守恒、原子守恒，可得反应方程式为3NaClO＋CO(NH/r/n2/r/n)/r/n2/r/n=3NaCl＋CO/r/n2/r/n↑＋N/r/n2/r/n↑＋2H/r/n2/r/nO；在提取盐后的盐卤水中含有还原性微粒Fe/r/n2＋/r/n，而NaClO具有强氧化性，能够将Fe/r/n2＋/r/n氧化产生Fe/r/n3＋/r/n，同时NaClO是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，Fe/r/n3＋/r/n与水解产生的OH/r/n－/r/n结合形成Fe(OH)/r/n3/r/n沉淀，因此加入NaClO的另一个作用是将Fe/r/n2＋/r/n氧化为Fe/r/n3＋/r/n，并形成Fe(OH)/r/n3/r/n沉淀除去。/r/n(4)①海水为混合物，其中含有大量的Mg/r/n2＋/r/n、Ca/r/n2＋/r/n等阳离子，而阴极在电解时水放电产生H/r/n2/r/n同时会产生OH/r/n－/r/n，OH/r/n－/r/n易与Mg/r/n2＋/r/n、Ca/r/n2＋/r/n反应生成Mg(OH)/r/n2/r/n和Ca(OH)/r/n2/r/n等沉淀附着在电极表面或堵塞交换膜，因此不能将海水直接通入到阴极室；②X、Y、Z、M中均加入海水，根据电解装置可知左侧为电解池的阳极，右侧为阴极，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，由此可分析Y中的Cl/r/n－/r/n会通过阴离子交换膜进入左侧X室，而其中的Na/r/n＋/r/n则通过阳离子交换膜进到右侧Z中；同理M中的阳离子Na/r/n＋/r/n会通过阳离子交换膜进到右侧阴极区N中，其中的阴离子Cl/r/n－/r/n会通过阴离子交换膜进入Z中，而Z中的阴、阳离子都无法透过相应的交换膜，因此能得到淡水的是Y、M，而Z中的氯化钠浓度增大。/r/n2/r/n．锆及其化合物作为新材料，具有相当重要的意义。氧氯化锆(ZrOCl/r/n2/r/n)是制备锆系列材料的一种重要中间产品，用锆英砂(主要成分ZrSiO/r/n4/r/n)制备水合氧氯化锆有多种方法，目前使用较多的是“一酸一碱法”，其主要流程如图：/r/n已知：①Na/r/n2/r/nZrO/r/n3/r/n在强碱性的介质中不溶解或水解；②硅酸和原硅酸都具有吸附性。/r/n回答下列问题：/r/n(1)“碱烧”过程中生成“碱熔料”的化学方程式为______________________________。/r/n(2)“水洗压滤”工艺可以将30%～70%的硅除去，如图表示的是各种工艺变化对水洗除硅率的影响，则为了提高除硅率应采取的措施是_____________________________________/r/n(任意回答两条即可)。/r/n(3)硅的去除还有一部分是通过上述流程中的________工艺实现的，这一部分硅转化成的物质是__________(填化学式)。/r/n(4)水洗压滤的主要目的是除硅，则转型压滤的主要目的是除去__________，转型压滤过程中生成ZrO(OH)/r/n2/r/n的离子方程式为________________________________________________。/r/n(5)操作M包括________、过滤、洗涤、干燥；上述工艺若不加改进，锆的损失会比较大，为了减少锆的损失，应该改进的措施是_________________________________________。/r/n(6)称取3.220g产品(水合氧氯化锆)，溶于盐酸配制成1000mL溶液，取25mL于锥形瓶中，加热至90℃以上，并滴入2滴二甲酚橙指示剂，趁热用0.0125mol·L/r/n－1/r/nEDTA标准溶液滴定，当溶液由红色变为黄色且半分钟不褪色时，消耗EDTA溶液20mL。计算水合氧氯化锆的化学式为________(EDTA与ZrO/r/n2＋/r/n在上述条件下以1∶1比例反应；锆的相对原子质量为91)。/r/n答案(1)ZrSiO/r/n4/r/n＋4NaOH/r/neq\o(/r/n=,\s\up7(/r/n高温/r/n))/r/nNa/r/n2/r/nSiO/r/n3/r/n＋Na/r/n2/r/nZrO/r/n3/r/n＋2H/r/n2/r/nO(或ZrSiO/r/n4/r/n＋6NaOH/r/neq\o(/r/n=,\s\up7(/r/n高温/r/n))/r/nNa/r/n4/r/nSiO/r/n4/r/n＋Na/r/n2/r/nZrO/r/n3/r/n＋3H/r/n2/r/nO)(2)水料比在3∶1～4∶1之间均可；混合后立即搅拌；搅拌时间30～60min均可(3)“转型压滤”和“酸化压滤”H/r/n2/r/nSiO/r/n3/r/n(或H/r/n4/r/nSiO/r/n4/r/n)(4)钠(或Na/r/n＋/r/n或氯化钠)Na/r/n2/r/nZrO/r/n3/r/n＋2H/r/n＋/r/n=2Na/r/n＋/r/n＋ZrO(OH)/r/n2/r/n(5)蒸发浓缩、冷却结晶将滤渣洗涤，并将洗涤液并入母液中，重复操作M(6)ZrOCl/r/n2/r/n·8H/r/n2/r/nO/r/n＝0.00025mol，由于EDTA与ZrO/r/n2＋/r/n在上述条件下以1∶1比例反应，则ZrO/r/n2＋/r/n的物质的量为0.00025mol，则3.220g产品(水合氧氯化锆)中水合氧氯化锆的物质的量为0.00025mol×/r/neq\f(1000,25)/r/n＝0.01mol，氧氯化锆的物质的量也为0.01mol，因此所含结晶水的质量为3.22g－0.01/r/nmol×178g·mol/r/n－1/r/n＝1.44g，则水的物质的量为0.08mol，则氧氯化锆与水的物质的量之比为0.01mol∶0.08mol＝1∶8，则水合氧氯化锆的化学式为ZrOCl/r/n2/r/n·8H/r/n2/r/nO。/r/n3/r/n．Ni(OH)/r/n2/r/n作为合成镍钴锰三元电极材料的原料，工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO、FeO、Fe/r/n2/r/nO/r/n3/r/n、MgO和SiO/r/n2/r/n)制备，工艺流程如图所示。回答下列问题：/r/n(1)“滤渣1”的成分为__________(写化学式)。/r/n(2)“除铁”中，加入NaClO的目的是_________________________________________，/r/n为了证明加入NaClO已足量，可选择的试剂是________(填字母)。/r/na．KSCN溶液、氯水/r/nb．K/r/n3/r/n[Fe(CN)/r/n6/r/n]溶液/r/nc．NaOH溶液/r/n(3)已知“滤渣2”的成分为黄钠铁矾，其化学式为NaFe/r/n3/r/n(SO/r/n4/r/n)/r/n2/r/n(OH)/r/n6/r/n，则“除铁”中“Na/r/n2/r/nCO/r/n3/r/n/△”条件下生成滤渣2的离子方程式为_______________________________。/r/n(4)“除镁”中，若溶液pH过小，Mg/r/n2＋/r/n沉淀不完全，原因是______________________。/r/n(5)“沉镍”的离子方程式为_________________________________________________。/r/n(6)以镍钴锰三元材料(可简写为Li/r/n1－/r/nn/r/nMO/r/n2/r/n)为一极电极材料的新型锂电池工作原理如图所示，放电时总反应为Li/r/n1－/r/nn/r/nMO/r/n2/r/n＋Li/r/nn/r/nC/r/n6/r/neq\o(/r/n/r/n/r/n/r/n/r/n,\s\up11(放电),\s\do4(充电))/r/nLiMO/r/n2/r/n＋6C，则充电时b极的电极反应式为________________________________________________________________________。/r/n答案(1)SiO/r/n2/r/n(2)将Fe/r/n2＋/r/n氧化成Fe/r/n3＋/r/nb/r/n(3)Na/r/n＋/r/n＋3Fe/r/n3＋/r/n＋2SO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n＋3H/r/n2/r/nO＋3CO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n=NaFe/r/n3/r/n(SO/r/n4/r/n)/r/n2/r/n(OH)/r/n6/r/n↓＋3CO/r/n2/r/n↑(4)F/r/n－/r/n与H/r/n＋/r/n结合形成弱电解质HF，MgF/r/n2/r/n/r/n/r/nMg/r/n2＋/r/n＋2F/r/n－/r/n平衡向右移动(5)Ni/r/n2＋/r/n＋2HCO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n=NiCO/r/n3/r/n↓＋CO/r/n2/r/n↑＋H/r/n2/r/nO/r/n(6)LiMO/r/n2/r/n－/r/nn/r/ne/r/n－/r/n=Li/r/n1－/r/nn/r/nMO/r/n2/r/n＋/r/nn/r/nLi/r/n＋/r/n解析(2)加入NaClO可以将Fe/r/n2＋/r/n氧化成Fe/r/n3＋/r/n，便于除去；当NaClO足量时，溶液Fe元素以Fe/r/n3＋/r/n的形式存在，不含Fe/r/n2＋/r/n，所以只要证明溶液中没有Fe/r/n2＋/r/n就可以说明NaClO足量；由于溶液中存在Fe/r/n3＋/r/n，所以滴加KSCN溶液溶液会显红色，再加氯水没有明显变化，无法检验Fe/r/n2＋/r/n，故不选a；Fe/r/n2＋/r/n可以和K/r/n3/r/n[Fe(CN)/r/n6/r/n]溶液生成蓝色沉淀，故b合适；加NaOH溶液会产生Fe(OH)/r/n3/r/n沉淀，即便有Fe/r/n2＋/r/n，产生的Fe(OH)/r/n2/r/n沉淀也会被迅速氧化，而且Fe(OH)/r/n3/r/n沉淀的颜色会覆盖掉Fe(OH)/r/n2/r/n的颜色，所以无法通过NaOH溶液判断是否有Fe/r/n2＋/r/n，故不选c。/r/n(3)反应物有Fe/r/n3＋/r/n、Na/r/n2/r/nCO/r/n3/r/n、SO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n等，产物有NaFe/r/n3/r/n(SO/r/n4/r/n)/r/n2/r/n(OH)/r/n6/r/n，产物中的OH/r/n－/r/n说明该反应过程有Fe/r/n3＋/r/n与CO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n的相互促进水解，所以产物应该还有CO/r/n2/r/n，根据元素守恒可得离子方程式为Na/r/n＋/r/n＋3Fe/r/n3＋/r/n＋2SO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n＋3H/r/n2/r/nO＋3CO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n=NaFe/r/n3/r/n(SO/r/n4/r/n)/r/n2/r/n(OH)/r/n6/r/n↓＋3CO/r/n2/r/n↑。/r/n(5)沉镍时反应有Ni/r/n2＋/r/n、NH/r/n4/r/nHCO/r/n3/r/n，产物有NiCO/r/n3/r/n说明不是相互促进水解，而是Ni/r/n2＋/r/n与HCO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n电离出的CO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n结合生成NiCO/r/n3/r/n沉淀，促进HCO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n的电离，同时产生大量的氢离子，而氢离子又和HCO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n反应生成二氧化碳和水，所以离子方程式为Ni/r/n2＋/r/n＋2HCO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n=NiCO/r/n3/r/n↓＋CO/r/n2/r/n↑＋H/r/n2/r/nO。/r/n4/r/n．钼酸钠晶体(Na/r/n2/r/nMoO/r/n4/r/n·2H/r/n2/r/nO)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上利用钼精矿(主要成分是MoS/r/n2/r/n，含少量PbS等)制备钼酸钠的途径如图所示：/r/n(1)Na/r/n2/r/nMoO/r/n4/r/n·2H/r/n2/r/nO中钼元素的化合价是________。/r/n(2)焙烧过程发生的主要反应为MoS/r/n2/r/n＋O/r/n2/r/n→MoO/r/n3/r/n＋SO/r/n2/r/n(未配平)，该反应的氧化产物是____________(填化学式)。/r/n(3)碱浸时生成Na/r/n2/r/nMoO/r/n4/r/n和一种气体A，该气体的电子式为____________；沉淀时加入Na/r/n2/r/nS溶液的目的是______________________________________________________________。/r/n(4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图1为各炉层固体物料的物质的量的百分数(/r/nφ/r/n)。/r/n第6层焙烧炉中所得MoO/r/n3/r/n与MoO/r/n2/r/n的物质的量之比为________。/r/n(5)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图2：/r/n①使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为________。/r/n②随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是________________________________________________________________________。/r/n③空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在碳钢表面形成FeMnO/r/n4/r/n­Fe/r/n2/r/nO/r/n3/r/n保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需要加入钼酸盐外还需加入NaNO/r/n2/r/n。则NaNO/r/n2/r/n的作用是________________________________________________________________________。/r/n答案(1)＋6(2)MoO/r/n3/r/n和SO/r/n2/r/n(3)/r/n除去Pb/r/n2＋/r/n(4)1∶3(5)①1∶1②Cl/r/n－/r/n有利于碳钢的腐蚀，SO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸/r/n③替代空气中氧气起氧化剂作用/r/n解析(2)焙烧过程中MoS/r/n2/r/n和O/r/n2/r/n反应生成MoO/r/n3/r/n和SO/r/n2/r/n，Mo元素的化合价从＋2价升高到＋6价、S元素的化合价从－1价升高到＋4价，O元素的化合价从0价降低到－2价，根据得失电子守恒和原子守恒，配平后的化学方程式为2MoS/r/n2/r/n＋7O/r/n2/r/neq\o(/r/n=,\s\up7(/r/n△/r/n))/r/n2MoO/r/n3/r/n＋4SO/r/n2/r/n，该反应的还原剂是MoS/r/n2/r/n，则氧化产物是MoO/r/n3/r/n和SO/r/n2/r/n。/r/n(3)由流程图可知，碱浸时MoO/r/n3/r/n与Na/r/n2/r/nCO/r/n3/r/n反应生成一种气体A和Na/r/n2/r/nMoO/r/n4/r/n，可推知碱浸时发生了反应：MoO/r/n3/r/n＋CO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n=MoO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n＋CO/r/n2/r/n↑，则A为CO/r/n2/r/n，电子式为/r/n；流程图中“沉淀时”加入Na/r/n2/r/nS溶液后再过滤，得到的滤液中已经不含铅元素，则铅元素转移到废渣中，即废渣含PbS，加入Na/r/n2/r/nS溶液目的是除去Pb/r/n2＋/r/n。/r/n(4)第6层焙烧炉中所得含钼元素产物有MoS/r/n2/r/n、MoO/r/n3/r/n与MoO/r/n2/r/n，其中MoS/r/n2/r/n与MoO/r/n3/r/n物质的量百分数均为20%，则MoO/r/n2/r/n物质的量百分数为60%，则MoO/r/n3/r/n与MoO/r/n2/r/n的物质的量之比为1∶3。/r/n(5)①根据图像知当缓蚀剂中钼酸钠和月桂酰肌氨酸均为150mg·L/r/n－1/r/n时碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1∶1。/r/n②随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异，则二者主要的差别为阴离子不同，可以推测其主要原因是Cl/r/n－/r/n有利于碳钢的腐蚀，SO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n4/r/n)/r/n不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于在硫酸中的腐蚀速率。/r/n③空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在碳钢表面形成FeMnO/r/n4/r/n­Fe/r/n2/r/nO/r/n3/r/n保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除需要加入钼酸盐外还需加入NaNO/r/n2/r/n。则NaNO/r/n2/r/n的作用是替代空气中氧气起氧化剂作用，以便在碳钢表面形成FeMnO/r/n4/r/n­Fe/r/n2/r/nO/r/n3/r/n保护膜。/r/n5/r/n．(2020·深圳外国语学校高三4月测试)铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。某科研小组从某废旧铍铜元件(含25%BeO、71%CuS、少量FeS和SiO/r/n2/r/n)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下：/r/n已知：Ⅰ.铍、铝元素化学性质相似；BeCl/r/n2/r/n熔融时能微弱电离；/r/nⅡ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表：/r/n难溶物/r/nCu(OH)/r/n2/r/nFe(OH)/r/n3/r/nMn(OH)/r/n2/r/n溶度积常数(/r/nK/r/nsp/r/n)/r/n2.2×10/r/n－20/r/n4.0×10/r/n－38/r/n2.1×10/r/n－13/r/n(1)滤液A的主要成分除NaOH外，还有________(填化学式)，写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式：_______________________________________________________。/r/n(2)①滤液C中含NaCl、BeCl/r/n2/r/n和少量HCl，为提纯BeCl/r/n2/r/n，最合理的实验步骤顺序为________(填字母)。/r/na．加入过量的氨水b．通入过量的CO/r/n2/r/nc．加入过量的NaOHd．加入适量的HCle．洗涤f．过滤/r/n②从BeCl/r/n2/r/n溶液中获得BeCl/r/n2/r/n的晶体易带结晶水，但是将BeCl/r/n2/r/n晶体与SOCl/r/n2/r/n(易水解，产物之一能使品红褪色)混合可得无水BeCl/r/n2/r/n，请从平衡移动角度解释原因：_____________/r/n________________________________________________________________________/r/n________________________________________________________________________。/r/n(3)MnO/r/n2/r/n能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________/r/n________________________________________________________________________。/r/n(4)滤液D中/r/nc/r/n(Cu/r/n2＋/r/n)＝2.2mol·L/r/n－1/r/n、/r/nc/r/n(Fe/r/n3＋/r/n)＝0.0080mol·L/r/n－1/r/n、/r/nc/r/n(Mn/r/n2＋/r/n)＝0.010mol·L/r/n－1/r/n，缓慢通氨气调节pH可将其依次分离(体积变化忽略不计)。当Cu/r/n2＋/r/n恰好完全沉淀[/r/nc/r/n(Cu/r/n2＋/r/n)＝1.0×/r/n10/r/n－5/r/nmol·L/r/n－1/r/n]时，溶液中/r/neq\f(/r/nc/r/n/r/nCu/r/n2＋/r/n/r/n,/r/nc/r/n/r/nFe/r/n3＋/r/n/r/n)/r/n约为________。(/r/neq\r(22)/r/n≈4.7，保留两位有效数字)/r/n(5)电解NaCl－BeCl/r/n2/r/n混合熔盐可制备金属铍。/r/n①电解过程中，加入氯化钠的目的是___________________________________________。/r/n②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na蒸气，除去Be中少量Na的方法为___________/r/n________________________________________________________________________。/r/n已知部分物质的熔沸点如下表：/r/n物质/r/n熔点(K)/r/n沸点(K)/r/nBe/r/n1551/r/n3243/r/nNa/r/n370/r/n1156/r/n答案(1)Na/r/n2/r/nBeO/r/n2/r/n、Na/r/n2/r/nSiO/r/n3/r/nBeO/r/neq\o\al(/r/n2－/r/n,/r/n2/r/n)/r/n＋4H/r/n＋/r/n=Be/r/n2＋/r/n＋2H/r/n2/r/nO(2)①afed②SOCl/r/n2/r/n＋H/r/n2/r/nO/r/n/r/n/r/nSO/r/n2/r/n＋2HCl，SOCl/r/n2/r/n能吸收水，同时产生HCl，抑制BeCl/r/n2/r/n的水解/r/n(3)MnO/r/n2/r/n＋CuS＋2H/r/n2/r/nSO/r/n4/r/n=MnSO/r/n4/r/n＋S＋CuSO/r/n4/r/n＋2H/r/n2/r/nO(4)2.6×10/r/n10/r/n(5)①增强熔融物的导电性/r/n②可以控制温度在1156～3243K之间冷却/r/n解析(2)①滤液C中含NaCl、BeCl/r/n2/r/n和少量HCl，为提纯BeCl/r/n2/r/n，可先加入过量的氨水生成Be(OH)/r/n2/r/n，过滤，洗涤后再加入盐酸，可生成BeCl/r/n2/r/n，操作顺序为afed。②已知SOCl/r/n2/r/n易水解，产物之一能使品红褪色，发生的反应为SOCl/r/n2/r/n＋H/r/n2/r/nO/r/n/r/n/r/nSO/r/n2/r/n＋2HCl，则SOCl/r/n2/r/n能吸收水，同时产生HCl，抑制BeCl/r/n2/r/n的水解。/r/n(4)已知/r/nK/r/nsp/r/n[Cu(OH)/r/n2/r/n]＝2.2×10/r/n－20/r/n，当Cu/r/n2＋/r/n恰好完全沉淀[/r/nc/r/n(Cu/r/n2＋/r/n)＝1.0×10/r/n－5/r/nmol·L/r/n－1/r/n]时，/r/nc/r/n(OH/r/n－/r/n)＝/r/neq\r(\f(2.2×10/r/n－20/r/n,1.0×10/r/n－5/r/n))/r/nmol·L/r/n－1/r/n；则根据/r/nK/r/nsp/r/n[Fe(OH)/r/n3/r/n]＝4.0×10/r/n－38/r/n，可知溶液中/r/nc/r/n(Fe/r/n3＋/r/n)＝/r/neq\f(4.0×10/r/n－38/r/n,/r/n/r/n\r(\f(2.2×10/r/n－20/r/n,1.0×10/r/n－5/r/n))/r/n/r/n3/r/n)/r/nmol·L/r/n－1/r/n，故溶液中/r/neq\f(/r/nc/r/n/r/nCu/r/n2＋/r/n/r/n,/r/nc/r/n/r/nFe/r/n3＋/r/n/r/n)/r/n＝1.0×10/r/n－5/r/n÷/r/neq\f(4.0×10/r/n－38/r/n,/r/n/r/n\r(\f(2.2×10/r/n－20/r/n,1.0×10/r/n－5/r/n))/r/n/r/n3/r/n)/r/n≈2.6×10/r/n10/r/n。/r/n(5)①熔融的NaCl能导电，则电解过程中，加入氯化钠能增强熔融物的导电性。②电解得到的Be蒸气中约含1%的Na蒸气，由表中熔沸点可知，除去Be中少量Na的方法为控制温度在1156～3243K之间冷却。/r/n6/r/n.钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO/r/n2/r/n、Fe/r/n3/r/nO/r/n4/r/n。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH/r/n4/r/nVO/r/n3/r/n。/r/n该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：/r/n金属离子/r/nFe/r/n3＋/r/nFe/r/n2＋/r/nAl/r/n3＋/r/nMn/r/n2＋/r/n开始沉淀pH/r/n1.9/r/n7.0/r/n3.0/r/n8.1/r/n完全沉淀pH/r/n3.2/r/n9.0/r/n4.7/r/n10.1/r/n回答下列问题：/r/n(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是______________________________________________。/r/n(2)“酸浸氧化”中，VO/r/n＋/r/n和VO/r/n2＋/r/n被氧化成VO/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n2/r/n)/r/n，同时还有________离子被氧化。写出VO/r/n＋/r/n转化为VO/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n2/r/n)/r/n反应的离子方程式_________________________________________________。/r/n(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V/r/n2/r/nO/r/n5/r/n·/r/nx/r/nH/r/n2/r/nO，随滤液②可除去金属离子K/r/n＋/r/n、Mg/r/n2＋/r/n、/r/nNa/r/n＋/r/n、________，以及部分的________。/r/n(4)“沉淀转溶”中，V/r/n2/r/nO/r/n5/r/n·/r/nx/r/nH/r/n2/r/nO转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是________。/r/n(5)“调pH”中有沉淀产生，生成沉淀反应的化学方程式是_____________________________/r/n______________________________________________________________。/r/n(6)“沉钒”中析出NH/r/n4/r/nVO/r/n3/r/n晶体时，需要加入过量NH/r/n4/r/nCl，其原因是______________________/r/n________________________________________________________________________。/r/n答案(1)加快酸浸氧化反应速率(促进氧化完全)/r/n(2)Fe/r/n2＋/r/nVO/r/n＋/r/n＋MnO/r/n2/r/n＋2H/r/n＋/r/n=VO/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n2/r/n)/r/n＋Mn/r/n2＋/r/n＋H/r/n2/r/nO/r/n(3)Mn/r/n2＋/r/nFe/r/n3＋/r/n、Al/r/n3＋/r/n(4)Fe(OH)/r/n3/r/n(5)NaAlO/r/n2/r/n＋HCl＋H/r/n2/r/nO/r/n=NaCl＋Al(OH)/r/n3/r/n↓/r/n(6)利用同离子效应，促进NH/r/n4/r/nVO/r/n3/r/n尽可能析出完全/r/n解析(1)“酸浸氧化”过程中钒矿粉、MnO/r/n2/r/n和30%H/r/n2/r/nSO/r/n4/r/n发生反应，常温下反应速率较小，加热的目的是加快酸浸氧化反应速率。/r/n(2)Fe/r/n3/r/nO/r/n4/r/n与稀硫酸反应：Fe/r/n3/r/nO/r/n4/r/n＋8H/r/n＋/r/n=2Fe/r/n3＋/r/n＋Fe/r/n2＋/r/n＋4H/r/n2/r/nO，“酸浸氧化”过程中，Fe/r/n2＋/r/n具有还原性，也能被MnO/r/n2/r/n氧化生成Fe/r/n3＋/r/n。VO/r/n＋/r/n被氧化为VO/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n2/r/n)/r/n，MnO/r/n2/r/n则被还原为Mn/r/n2＋/r/n，溶液呈酸性，结合守恒规律，写出离子方程式：VO/r/n＋/r/n＋MnO/r/n2/r/n＋2H/r/n＋/r/n=VO/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n2/r/n)/r/n＋Mn/r/n2＋/r/n＋H/r/n2/r/nO。/r/n(3)由表中数据可知，Mn/r/n2＋/r/n开始沉淀的pH为8.1，Al/r/n3＋/r/n开始沉淀的pH为3.0，沉淀完全的pH为4.7，Fe/r/n3＋/r/n沉淀完全的pH为3.2。“中和沉淀”中调节pH＝3.0～3.1，钒水解并沉淀为V/r/n2/r/nO/r/n5/r/n·/r/nx/r/nH/r/n2/r/nO，此时Mn/r/n2＋/r/n不沉淀，Al/r/n3＋/r/n部分沉淀，Fe/r/n3＋/r/n几乎沉淀完全，故随滤液②除去的金属离子有K/r/n＋/r/n、Mg/r/n2＋/r/n、Na/r/n＋/r/n、Mn/r/n2＋/r/n及部分Al/r/n3＋/r/n、Fe/r/n3＋/r/n。/r/n(4)滤饼②中含V/r/n2/r/nO/r/n5/r/n·/r/nx/r/nH/r/n2/r/nO、Fe(OH)/r/n3/r/n和少量Al(OH)/r/n3/r/n，“沉淀转溶”中，加入NaOH溶液，调节pH＞13，V/r/n2/r/nO/r/n5/r/n·/r/nx/r/nH/r/n2/r/nO转化为钒酸盐溶解，Al(OH)/r/n3/r/n转化为NaAlO/r/n2/r/n，故滤渣③的主要成分是Fe(OH)/r/n3/r/n。/r/n(5)滤液③中含有NaAlO/r/n2/r/n、NaVO/r/n3/r/n，“调pH”中加入HCl，调节pH＝8.5，此时NaAlO/r/n2/r/n＋HCl＋H/r/n2/r/nO/r/n=Al(OH)/r/n3/r/n↓＋NaCl。/r/n(6)NH/r/n4/r/nVO/r/n3/r/n存在沉淀溶解平衡：NH/r/n4/r/nVO/r/n3/r/n(s)/r/n/r/n/r/nNH/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n4/r/n)/r/n(aq)＋VO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n(aq)，“沉钒”中加入过量NH/r/n4/r/nCl，增大/r/nc/r/n(NH/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n4/r/n)/r/n)，有利于NH/r/n4/r/nVO/r/n3/r/n结晶析出(同离子效应的应用)。/r/n7/r/n.(2020·全国卷Ⅲ，27)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO/r/n4/r/n·7H/r/n2/r/nO)：/r/n溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：/r/n金属离子/r/nNi/r/n2＋/r/nAl/r/n3＋/r/nFe/r/n3＋/r/nFe/r/n2＋/r/n开始沉淀时/r/n(/r/nc/r/n＝0.01mol·L/r/n－1/r/n)的pH/r/n7.2/r/n3.7/r/n2.2/r/n7.5/r/n沉淀完全时/r/n(/r/nc/r/n＝1.0×10/r/n－5/r/nmol·L/r/n－1/r/n)的pH/r/n8.7/r/n4.7/r/n3.2/r/n9.0/r/n回答下列问题：/r/n(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是____________________________________________/r/n________________________________________________________________________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式________________________。/r/n(2)“滤液②”中含有的金属离子是________________。/r/n(3)“转化”中可替代H/r/n2/r/nO/r/n2/r/n的物质是________________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即/r/n，“滤液③”中可能含有的杂质离子为____________。/r/n(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)/r/n2/r/n的/r/nK/r/nsp/r/n＝_________________________(列出计算式)。/r/n如果“转化”后的溶液中Ni/r/n2＋/r/n浓度为1.0mol·L/r/n－1/r/n，则“调pH”应控制的pH范围是_____。/r/n(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式___________________________________________________________。/r/n(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是________________________。/r/n答案(1)除去油脂，溶解铝及其氧化物AlO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n2/r/n)/r/n＋H/r/n＋/r/n＋H/r/n2/r/nO/r/n=Al(OH)/r/n3/r/n↓/r/n(2)Ni/r/n2＋/r/n、Fe/r/n2＋/r/n、Fe/r/n3＋/r/n(3)O/r/n2/r/n或空气Fe/r/n3＋/r/n(4)0.01×(10/r/n7.2－14/r/n)/r/n2/r/n[或10/r/n－5/r/n×(10/r/n8.7－14/r/n)/r/n2/r/n]3.2～6.2/r/n(5)2Ni/r/n2＋/r/n＋ClO/r/n－/r/n＋4OH/r/n－/r/n=2NiOOH↓＋Cl/r/n－/r/n＋H/r/n2/r/nO/r/n(6)提高镍的回收率/r/n解析(1)因为废镍催化剂表面沾有油脂，所以“碱浸”的目的是除去油脂，同时还可以溶解催化剂中混有的铝及氧化铝杂质。滤液①中存在的金属元素只有铝元素，铝元素以AlO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n2/r/n)/r/n的形式存在，当加酸调到中性时，发生反应的离子方程式为AlO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n2/r/n)/r/n＋H/r/n＋/r/n＋H/r/n2/r/nO/r/n=Al(OH)/r/n3/r/n↓。/r/n(2)滤饼①加稀硫酸酸浸，产生的滤液中的金属离子有Ni/r/n2＋/r/n、Fe/r/n2＋/r/n、Fe/r/n3＋/r/n。/r/n(3)过程中加入H/r/n2/r/nO/r/n2/r/n的目的是氧化Fe/r/n2＋/r/n，由于Fe/r/n2＋/r/n的还原性强，能与氧气反应，因此也可以用氧气或空气代替H/r/n2/r/nO/r/n2/r/n。如果过程中先“调pH”后“转化”，结合金属离子沉淀的有关pH数据可知，当调节pH小于7.2时，Fe/r/n2＋/r/n不能形成沉淀，加入H/r/n2/r/nO/r/n2/r/n后Fe/r/n2＋/r/n被氧化为Fe/r/n3＋/r/n，因此滤液③中可能混有Fe/r/n3＋/r/n。/r/n(4)根据溶度积的表达式得/r/nK/r/nsp/r/n[Ni(OH)/r/n2/r/n]＝/r/nc/r/n(Ni/r/n2＋/r/n)·/r/nc/r/n2/r/n(OH/r/n－/r/n)＝0.01×(10/r/n7.2－14/r/n)/r/n2/r/n[或10/r/n－5/r/n×/r/n(10/r/n8.7－14/r/n)/r/n2/r/n]。当溶液中/r/nc/r/n(Ni/r/n2＋/r/n)＝1.0mol·L/r/n－1/r/n时，/r/nc/r/n(OH/r/n－/r/n)＝/r/neq\r(\f(/r/nK/r/nsp/r/n,/r/nc/r/n/r/nNi/r/n2＋/r/n/r/n))/r/n＝/r/neq\r(\f(0.01×/r/n/r/n10/r/n7.2－14/r/n/r/n2/r/n,1))/r/n＝/r/n10/r/n－7.8/r/n，/r/nc/r/n(H/r/n＋/r/n)＝/r/neq\f(/r/nK/r/nw/r/n,/r/nc/r/n/r/nOH/r/n－/r/n/r/n)/r/n＝/r/neq\f(10/r/n－14/r/n,10/r/n－7.8/r/n)/r/n＝10/r/n－6.2/r/n，pH＝－lg/r/nc/r/n(H/r/n＋/r/n)＝－lg10/r/n－6.2/r/n＝6.2。所以当pH＝6.2时，Ni/r/n2＋/r/n开始产生沉淀，根据流程图可知，调pH的目的是让Fe/r/n3＋/r/n沉淀完全，所以需要调节pH大于3.2，综合分析，应控制pH的范围为3.2～6.2。/r/n(6)分离出硫酸镍晶体后的母液中仍有Ni/r/n2＋/r/n，采用循环使用的意义是提高镍的回收率。/r/n8/r/n.[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东)，16]用软锰矿(主要成分为MnO/r/n2/r/n，含少量Fe/r/n3/r/nO/r/n4/r/n、Al/r/n2/r/nO/r/n3/r/n)和BaS制备高纯MnCO/r/n3/r/n的工艺流程如下：/r/n已知：MnO/r/n2/r/n是一种两性氧化物；25℃时相关物质的/r/nK/r/nsp/r/n见下表。/r/n物质/r/nFe(OH)/r/n2/r/nFe(OH)/r/n3/r/nAl(OH)/r/n3/r/nMn(OH)/r/n2/r/nK/r/nsp/r/n1×10/r/n－16.3/r/n1×10/r/n－38.6/r/n1×10/r/n－32.3/r/n1×10/r/n－12.7/r/n回答下列问题：/r/n(1)软锰矿预先粉碎的目的是______________________，MnO/r/n2/r/n与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为_________________________________________________________。/r/n(2)保持BaS投料量不变，随MnO/r/n2/r/n与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)/r/n2/r/n的量达到最大值后会减小，减小的原因是______________________。/r/n(3)滤液Ⅰ可循环使用，应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。/r/n(4)净化时需先加入的试剂X为________(填化学式)，再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为________(当溶液中某离子浓度/r/nc/r/n≤1.0×10/r/n－5/r/nmol·L/r/n－1/r/n时，可认为该离子沉淀完全)。/r/n(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________。/r/n答案(1)增大接触面积，充分反应，提高反应速率/r/nMnO/r/n2/r/n＋BaS＋H/r/n2/r/nO/r/n=Ba(OH)/r/n2/r/n＋MnO＋S/r/n(2)过量的MnO/r/n2/r/n消耗了产生的Ba(OH)/r/n2/r/n(3)蒸发/r/n(4)H/r/n2/r/nO/r/n2/r/n4.9/r/n(5)Mn/r/n2＋/r/n＋HCO/r/neq\o\al(/r/n－/r/n,/r/n3/r/n)/r/n＋NH/r/n3/r/n·H/r/n2/r/nO/r/n=MnCO/r/n3/r/n↓＋NH/r/neq\o\al(/r/n＋/r/n,/r/n4/r/n)/r/n＋H/r/n2/r/nO/r/n解析(1)软锰矿粉碎后，表面积增大，即在反应中增大了反应物的接触面积，一是可以使之充分反应；二是可以提高反应速率。由题给信息可知，反应物有MnO/r/n2/r/n、BaS，生成物有MnO；由流程图中给出的信息可知，生成物中还有Ba(OH)/r/n2/r/n和硫黄。根据原子守恒和得失电子守恒，可写出该反应的化学方程式MnO/r/n2/r/n＋BaS＋H/r/n2/r/nO/r/n=MnO＋Ba(OH)/r/n2/r/n＋S。(2)增大MnO/r/n2/r/n与BaS的投料比，S的量达到最大值后不再变化，说明过量的MnO/r/n2/r/n与S不反应；Ba(OH)/r/n2/r/n的量达到最大值后会减小，说明过量的MnO/r/n2/r/n与Ba(OH)/r/n2/r/n发生了反应，消耗了产生的Ba(OH)/r/n2/r/n。(3)滤液Ⅰ中还含有未结晶的Ba(OH)/r/n2/r/n，可循环使用，应将其导入蒸发操作中。(4)软锰矿中含有的Fe/r/n3/r/nO/r/n4/r/n、Al/r/n2/r/nO/r/n3/r/n杂质与硫酸反应生成FeSO/r/n4/r/n、Fe/r/n2/r/n(SO/r/n4/r/n)/r/n3/r/n、Al/r/n2/r/n(SO/r/n4/r/n)/r/n3/r/n，要除去Fe/r/n2＋/r/n，应先将Fe/r/n2＋/r/n氧化为Fe/r/n3＋/r/n，为了不引入其他杂质，加入的氧化剂X可选用H/r/n2/r/nO/r/n2/r/n。因Fe(OH)/r/n3/r/n和Al(OH)/r/n3/r/n的组成相似，且Fe(OH)/r/n3/r/n的/r/nK/r/nsp/r/n小于Al(OH)/r/n3/r/n的，因此当Al/r/n3＋/r/n完全沉淀时，Fe/r/n3＋/r/n也完全沉淀，由/r/nK/r/nsp/r/n[Al(OH)/r/n3/r/n]＝1×10/r/n－32.3/r/n可知，/r/nc/r/n(Al/r/n3＋/r/n)·/r/nc/r/n3/r/n(OH/r/n－/r/n)＝1×10/r/n－32.3/r/n，由题意知，当/r/nc/r/n(Al/r/n3＋/r/n)≤1.0×/r/n10/r/n－5/r/nmol·L/r/n－1/r/n时沉淀完全，可求得/r/nc/r/n(OH/r/n－/r/n)≥1×10/r/n－9.1/r/nmol·L/r/n－1/r/n，即/r/nc/r/n(H/r/n＋/r/n)≤1×10/r/n－4.9/r/nmol·L/r/n－1/r/n，pH的理论最小值为4.9。(5)由流程图提供的信息可知，碳化时的反应物有碳酸氢铵、氨水、Mn/r/n2＋/r/n，生成物有MnCO/r/n3/r/n，由此可写出该反应的离子方程式为Mn/r/n2＋/r/n＋HCO/r/neq\o\al