2026届高三化学二轮复习课件：板块Ⅳ　水溶液中的离子反应与平衡　专题三　化工流程大题中的常考热点

第一部分热点专题突破板块Ⅳ水溶液中的离子反应与平衡专题三化工流程大题中的常考热点热点一物质转化条件的控制与循环物质热点二物质的分离提纯目录CONTENTS专题突破练(十二)化工流程大题中的常考热点热点三反应方程式的书写热点四常见的有关计算热点一物质转化条件的控制与循环物质真题导航高考必备模拟突破1.(2024·山东卷)以铅精矿(含PbS、Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:回答下列问题:(1)溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生_______

(填化学式)。

(2)将“过滤

Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb,“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为

。

(3)“还原”中加入铅精矿的目的是

。

H2S热浸将过量的Fe3+还原为Fe2+解析

(1)溶液中盐酸浓度过大易挥发,氢离子浓度过大,会生成H2S

气体。(2)“过滤

Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,会溶解为[PbCl4]2-,电解[PbCl4]2-溶液制备金属Pb,Pb在阴极产生,阳极Cl-放电产生Cl2,

尾液成分为FeCl2,FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3,可以在热浸中循环使用。(3)过滤

Ⅱ

所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+,根据还原之后可以得到含硫滤渣,“还原”中加入铅精矿的目的是将过量的Fe3+还原为Fe2+。2.(2024·黑吉辽卷)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:回答下列问题:(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为

(填化学式)。

(2)“细菌氧化”中,FeS2发生反应的离子方程式为

。

(3)“沉铁砷”时需加碱调节pH,生成

(填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含As微粒的沉降。

(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为______(填标号)。

A.无需控温 B.可减少有害气体产生

C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣CuSO4Fe(OH)3BC(5)“真金不怕火炼”,表明Au难被O2氧化,“浸金”中NaCN的作用为

。

(6)“沉金”中Zn的作用为

。

(7)滤液②经H2SO4酸化,[Zn(CN)4]2-转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为

。

用碱中和HCN可生成

(填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。

做络合剂,将Au转化为[Au(CN)2]-从而浸出作还原剂,将[Au(CN)2]-还原为AuNa2[Zn(CN)4]+2H2SO4===ZnSO4+4HCN+Na2SO4NaCN高考热点:工艺以及原料循环利用等流程中通过调节pH、调节温度

,加入某种物质促使向产品物质进行转化,是高考必考内容。主要考查:(1)工艺流程中的条件控制。(2)不同循环物质的判断等。1.反应条件的控制及目的条件控制目的反应物用量或浓度①酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率;②增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充分进行;③增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动等控制溶液的pH①调节溶液的酸碱性,使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)②“酸作用”还可除去氧化物(膜)③“碱作用”还可除去油污,除去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)条件控制目的控制温度(常用水浴、冰水浴或油浴)①防止副反应的发生②使化学平衡移动;控制化学反应的方向③控制固体的溶解与结晶④控制反应速率;使催化剂达到最大活性⑤升温:促进溶液中的气体逸出,使某物质达到沸点挥发⑥加热煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离⑦趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量⑧降温:防止物质高温分解或挥发2.可循环利用物质的判断(1)流程图中回头箭头的物质。(2)生产流程中后面新生成或新分离的物质(不要忽视结晶后的母液),可能是前面某一步反应的相关物质。①从流程需要加入的物质去找先观察流程中需要加入的物质,再研究后面的流程中有没有生成此物质。②从能构成可逆反应的物质去找可逆反应的反应物不能完全转化,应该回收再利用。③从过滤后的母液中寻找析出晶体经过过滤后的溶液称为母液,母液是该晶体溶质的饱和溶液,应该循环再利用。1.BiOCl为白色结晶性粉末,溶于酸,不溶于水,可用作医药、化妆品方面的增白收敛剂。某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl,工艺流程如图所示。已知:①联合焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3;②2BiOCl+2OH-===2Cl-+H2O+Bi2O3。为提高联合焙烧效率,可采取的措施是____________________________________

_________________________(任写一种),

实验室中焙烧用到的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、

。

将矿渣进一步粉碎、鼓入适当过量的空气或焙烧过程中不断搅拌坩埚、坩埚钳2.(2025·安徽滁州一模)2023年,我国新能源汽车产销量占全球比重超过60%、连续9年位居世界第一位;新能源汽车出口120.3万辆,这一可喜成绩的获得离不开化学人的辛苦付出。锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池,性能优良。工业上用某软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量铁、铝及硅的氧化物)为原料制备锰酸锂(LiMn2O4)。流程如图:(1)已知某离子浓度[用c(M)表示]形成沉淀与溶液pH关系,如下图所示试判断“精制”过程中,加MnO调节pH的范围是

。

5.2≤pH<8.8(2)“控温、氧化”过程中,溶液温度不宜过高,原因是______________________________________________________。温度过高会降低O2溶解度,增加原料用量,降低产品产率3.钛及其合金是制造飞机、火箭等的优异材料。工业上以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含Fe、Si、Al的氧化物等杂质)制备钛和Fe3O4·xH2O的工艺流程如图所示:①25℃时相关物质的Ksp见下表:物质Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Ksp1×10-16.31×10-38.61×10-32.3(1)“还原”操作单元加入过量铁粉的两个作用是___________________________________________。(2)通过计算说明“高温、氯化”操作单元加入碳粉的理由:_________________________________________________________________________________________________________。

(3)该工艺流程中可以循环利用的物质是

(填化学式)。

与硫酸反应,有利于TiO2+水解;将Fe3+还原为Fe2+

TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)

TiCl4(g)+2CO(g)的K=KⅠ·KⅡ≈4.1×1019,K远大于KⅠ,加入碳粉使TiO2氯化为TiCl4得以实现Cl2热点二物质的分离提纯真题导航高考必备模拟突破1.(2024·湖北卷)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为:回答下列问题:(1)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态,冷却过程的特点是

。

(2)“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,观察到的现象是

。

(3)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式__________________________________________________。“滤液2”可以进入

步骤再利用。

快速冷却先产生白色沉淀,且沉淀立刻溶解BeA2(HA)2+6NaOH===Na2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O反萃取分液解析

(1)将熔融态物质快速冷却可转化为非晶态,故为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态,需要快速冷却。(2)由已知信息可知,“萃取分液”时Be2+转化为BeA2(HA)2进入有机相中,水相1为含有Al3+的水溶液,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,先发生反应:Al3++3OH-===Al(OH)3↓,随后立即发生反应:Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-,故观察到的现象是产生白色沉淀,且沉淀立刻溶解。(3)由对角线规则可知,Al与Be化学性质相似,故有机相中加入过量NaOH溶液,BeA2(HA)2转化为[Be(OH)4]2-进入水相2,反萃取时BeA2(HA)2与NaOH反应生成Na2[Be(OH)4],化学方程式为BeA2(HA)2+6NaOH===Na2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O。“滤液2”的主要成分为NaOH,可以进入反萃取分液步骤再利用。2.(2025·山东卷)采用两段焙烧-水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,工艺流程如下:已知:该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体;Fe2(SO4)3在650℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700℃。回答下列问题:(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为

。

“高温焙烧”温度为650℃,“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有_______________________(填化学式)。

(2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,“水浸”时金属元素的浸出率

(填“增大”“减小”或“不变”)。

Fe2O3、CaSO4减小

H2SO44×10-4CoS+H2O2+2H+===S+Co2++2H2O低温焙烧

高考热点:化学工艺流程题是高考的热点题型,通常以物质的提纯和制备为背景。主要考查:(1)原材料的处理。(2)常见物质分离提纯的方法操作等。1.常考分离、提纯的操作(1)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法:_____________→____________→______→______→______→______。(2)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法:__________→__________

(如果温度下降,杂质也会以晶体的形式析出来)→洗涤→______→______。(3)减压蒸发的原因:减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)。蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥称量蒸发浓缩趁热过滤干燥称量(4)洗涤洗涤试剂适用范围目的蒸馏水冷水产物不溶于水除去固体表面吸附着的××杂质,可适当降低固体因为溶解而造成的损失热水有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降除去固体表面吸附着的××杂质,可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失有机溶剂(酒精、丙酮等)固体易溶于水、难溶于有机溶剂减少固体溶解;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,产品易干燥洗涤试剂适用范围目的饱和溶液对纯度要求不高的产品减少固体溶解酸、碱溶液产物不溶于酸、碱除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解沉淀洗涤的方法:______________________________________________________________检验沉淀是否洗涤干净的方法:________________________________________________________________________________

向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次

取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净(5)萃取与反萃取①萃取:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。②反萃取:用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程,为萃取的逆过程。(6)其他①蒸发时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时,应在HCl的气流中加热,以防其水解。②减压蒸馏的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止受热分解、氧化等。2.根据溶解度曲线判断结晶的方法(1)溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取__________的方法。(2)溶解度受温度影响较大的采取____________________的方法。(3)带有结晶水的盐,一般采取____________________的方法。蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶1.(2024·江西鹰潭一模)镍有广泛的用途,不仅可以用于不锈钢的制造,目前也是三元锂电池中的重要元素。由红土镍矿(主要成分为NiO,还含有少量MgO、SiO2以及铁的氧化物等)可以制取黄钠铁矾[Na2Fe6

(SO4

)4(OH)12]和NiSO4·6H2O。硫酸钠与硫酸镍晶体的溶解度曲线图如图所示,由滤液Y制备NiSO4·6H2O的步骤为:Ⅰ.边搅拌边向滤液Y中滴加NaOH溶液至沉淀完全,过滤;Ⅱ.用蒸馏水洗涤固体;Ⅲ.将所得固体分批加入足量稀硫酸,搅拌使其完全溶解;Ⅳ.稍低于

℃减压蒸发浓缩,降温至稍高于

℃,趁热过滤。

请回答:(1)步骤Ⅱ中确定固体洗涤干净的方法是____________________________________________________________________________________________________。(2)步骤Ⅳ中横线上的数字分别是

、

。

取最后一次的洗涤液于一支洁净的试管中,用盐酸酸化后向其中滴加BaCl2溶液,无沉淀生成,则已洗涤干净53.830.8

2.(2025·辽宁鞍山二模)从含钴余液(含Co2+、Ca2+、Mg2+、Ni2+等杂质)中提取氧化钴的流程如下:(1)已知P507萃取剂(HA)2和Co2+发生如下反应:Co2++n(HA)2

CoA2·(n-1)(HA)2+2H+。萃取时适当增加溶液的pH,能增大Co2+的萃取率,原因是

。

(2)反萃取时加入的试剂a应为

(填标号)。

A.NaHCO3

B.HClC.NaOH D.CH3COOH(3)沉钴的离子方程式为

。(4)系列操作中如何检验CoC2O4是否洗涤干净

。

酸性减弱,平衡正向移动,增大Co2+的萃取率B

取最后一次洗涤液于试管中,向其中加入硝酸酸化的硝酸银溶液观察是否出现白色沉淀热点三反应方程式的书写真题导航高考必备模拟突破1.(2024·新课标卷)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)时的pH:

Fe3+Fe2+Co3+Co2+Zn2+开始沉淀的pH1.56.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列问题:(1)“过滤1”后的溶液中加入MnO2的作用是

。取少量反应后的溶液,加入化学试剂

检验

,若出现蓝色沉淀,需补加MnO2。

(2)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为

、

。(3)“除钴液”中主要的盐有

(写化学式)。

将Fe2+氧化为Fe3+铁氰化钾溶液Fe2+

ZnSO4和K2SO4

2.(2024·安徽卷)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程,如图所示。回答下列问题:(1)“浸出液1”中含有的金属离子主要是

。

(2)“浸取2”步骤中,单质金转化为HAuCl4的化学方程式为

。

(3)“浸取3”步骤中,“浸渣2”中的

(填化学式)转化为[Ag(S2O3)2]3-。

(4)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为

。

“电沉积”步骤完成后,阴极区溶液中可循环利用的物质为

(填化学式)。

Cu2+2Au+3H2O2+8HCl===2HAuCl4+6H2OAgCl

Na2S2O3

高考热点:流程中的产物确定及化学方程式的书写是每年必考的题点,解题的关键是根据流程中的转化关系及反应现象来确定产物(包括滤渣、循环物质、副产品等)。通过各种产物确定反应过程中有无电子的转移,进一步确定反应的类型是非氧化还原反应还是氧化还原反应,再利用相关的原理配平相关方程式即可。化工流程中书写化学方程式的步骤书写新情境化学方程式的基本思路为“读取”流程中的有效信息,找出主要的反应物和生成物,再依据质量守恒定律和电荷守恒规律写出反应的化学(离子)方程式,书写步骤如右:1.工业上使用催化剂时常需要载体,纳米氧化锌可作为一些催化剂的载体。工业上由软锰矿(主要成分为MnO2)与锌精矿(主要成分为ZnS)酸性共融法制备MnO2及纳米ZnO的工艺流程如图。回答下列问题:

ZnS+4MnO2+4H2SO4===ZnSO4+4MnSO4+4H2O

2.ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2的工艺原理示意图如下所示:(1)写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式:

。

(2)写出二氧化氯发生器中发生反应的化学方程式,并标出电子转移的方向及数目:

。

(3)ClO2能将电镀废水中的CN-氧化成两种无毒气体,自身被还原成Cl-。写出该反应的离子方程式:

。2ClO2+2CN-===2CO2+2Cl-+N23.(2025·山东青岛检测节选)以某种铁钴矿(主要成分为FeCo2S4,还含有少量MgO、SiO2等杂质)为原料制取Co2O3和黄钠铁矾的工艺流程如图所示。(1)在滤液3中按物质的量之比为1∶2加入NaClO和Na2CO3,若滤渣4的成分为Co(OH)3,总反应的离子方程式是

。

(2)经检测,滤渣4是由Co(OH)3和Co(OH)SO4形成的混合物,隔绝空气灼烧时,Co(OH)SO4发生反应的化学方程式是

;

如果控制温度不当Co(OH)3会生成CoO杂质,反应的化学方程式是

。

热点四常见的有关计算真题导航高考必备模拟突破1.(2024·湖南卷)铜阳极泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一种含贵金属的可再生资源,回收贵金属的化工流程如下:已知:①当某离子的浓度低于1.0×10-5mol·L-1时,可忽略该离子的存在;②AgCl(s)+Cl-(aq)

[AgCl2]-(aq)

K=2.0×10-5;③Na2SO3易从溶液中结晶析出;④不同温度下Na2SO3的溶解度如下:温度/℃020406080溶解度/g14.426.137.433.229.0

0.50.052.(2024·海南卷)锰锌铁氧体(MnxZn1-yFe2O4)元件是电子线路中的基础组成部分。某实验室利用废弃电子产品中的锰锌铁氧体制备MnO2、ZnO和FeC2O4·2H2O,可用于电池、催化剂等行业,其工艺流程如下:回答问题:(1)氨浸的作用是将

元素(填元素符号)有效转移到水溶液中。

(2)煮沸含有配合物的溶液B,产生混合气体,经冷凝后所得溶液可循环用于氨浸,该溶液是

。

(3)沉锰反应的离子方程式为_____________________________________________

。

某次实验时,将原料中的Mn以MnO2·nH2O形式定量沉淀完全,消耗了2.0molKMnO4,并产出81gZnO(纯度为99.9%),则该原料MnxZn1-yFe2O4化学式中x=

。

Zn氨水

0.75

K2SO4钾肥或其他合理用途3.1×104

1.关系式法在计算反应物或产物之间数量关系的应用(1)意义:根据化学方程式或四大守恒[原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒(或化合价升降守恒)、能量守恒],寻找已知物质与需要求解的物质之间的定量关系。(2)解题步骤:①认真审题,寻找已知对象和需要求解的对象;②根据守恒或化学方程式分别寻找已知物质与“中介”的关系,以及“中介”与需要求解物质的关系;③利用“中介”为纽带,建立已知物质和需要求解的物质的关系式;④根据关系式并带入相关物理量列出比例式;⑤根据比例式求出未知数即可。注:若体系中有多个化学变化和多组已知数据,并且难以寻找守恒关系、差量关系时,勇敢地设未知数,解多元一次方程组即可。2.热重分析计算(举例分析)研究表明,HAuCl4·4H2O受热分解得到Au的过程可分为四步,某实验小组称取一定质量的HAuCl4·4H2O样品进行热重分析,固体质量保留百分数随温度变化的曲线如图所示,写出130.7~142.6℃时,发生反应的化学方程式

。(相对原子质量:Au=197)

1.(2025·山东临沂二模)Zn、Fe及其化合物在生产、生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO和CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下:(1)若净化后的溶液中Cu2+浓度为1×10-12mol·L-1,则净化后溶液中Zn2+浓度为

。

[已知:室温下Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=6.4×10-36]0.25mol·L-1

2.(2025·江苏泰州二模)钛铁矿的主要成分为FeTiO3,含少量SiO2、Sc2O3等氧化物,某实验室利用钛铁矿制取ScF3的流程如图所示。已知:①“酸浸”时FeTiO3转化为TiO2+;[TiO(H2O2)]2+为橘黄色的稳定离子,易溶于水。②室温下,溶液中离子沉淀完全的pH如表所示。离子Fe3+Fe2+TiO2+沉淀完全的pH3.29.01.05(1)“酸溶”所得溶液中含有Sc3+、Fe3+等。若此溶液中Sc3+的浓度为0.01mol·L-1,“氨水调pH”时应控制的pH范围是

{已知Ksp[Sc(OH)3]=1.25×10-33,lg2=0.3}。(2)“沉钪”形成的复盐沉淀化学式为xNH4Cl·yScF3·zH2O,在“脱水除铵”过程中取7.47g该复盐进行热分解,剩余固体质量与温度的关系如图所示,其中在380~400℃过程中会有白烟冒出,保温至无烟气产生,即得到ScF3。由图中数据得x∶z=

。

3.2~3.7或3.2≤pH<3.71∶2

3.(2025·江西南昌一模)我国的钴(Co)资源非常贫乏,一种利用湿法炼锌净化渣回收钴的工艺如下图所示。已知净化渣含有较高的锌、铜、铅、钴元素以及一定量的铁和锰元素,它们大多以金属单质和氧化物的形式存在。

(1)大多数金属硫化物都难溶于水,能选择Na2S除铜的原因是__________________

,

若加入Na2S后溶液中c(Cu2+)≈1.0×10-6mol·L-1,c(H2S)≈1.0×10-10mol·L-1,则溶液的pH约为

。

(2)根据流程可知:在沉淀分离步骤中,还原性:Co2+

Mn2+(填“强于”或“弱于”);氧化沉淀所得产物为Co(OH)3,最终钴产品是Co(OH)3脱水后的产物,脱水前后质量比为55∶46,则钴产品的化学式为

。

生成的CuS溶解度最小,先于其他的金属离子沉淀1弱于CoO(OH)专题突破练(十二)化工流程大题中的常考热点1.(2025·湖南雅礼中学三模)以湿法炼锌厂所产的钴锰渣(主要成分为Co2O3、CoO、NiO、MnO2,含少量Fe2O3、ZnO、CuO、CaO等)为原料回收制备CoC2O4的工艺如下:已知常温下,Ksp(CuS)=1.3×10-36,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp(ZnS)=1.3×10-24。回答下列问题:(1)“酸浸”时其中Co2O3—→Co2+,MnO2—→Mn2+,Fe2O3—→Fe2+,写出Co2O3反应的化学方程式:

。

(2)“除铁”时,生成KFe3(SO4)2(OH)6同时有CO2生成,写出该反应的离子方程式为

。

Co2O3+K2SO3+2H2SO4===2CoSO4+K2SO4+2H2O

(3)“除铜锌”时,Cu2+主要以CuS而不是Cu(OH)2形式除去,结合计算说明其原因:_____________________________________________________________________

(写出主要计算推理过程)。

(4)“滤渣3”中含有MnO2,写出“除锰”时生成MnO2的化学方程式:

。

H2SO4+MnSO4+2Co(OH)3===MnO2+2CoSO4+4H2O2.(2023·全国乙卷)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。回答下列问题:(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为

。

(2)加入少量MnO2的作用是

。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是

。(3)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是

。

(4)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)=

mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是

。

MnCO3+H2SO4===MnSO4+H2O+CO2↑将Fe2+氧化为Fe3+Mn2+和生成的Fe3+会催化H2O2分解2.8×10-9Al3+解析

根据题给的流程,将菱锰矿置于反应器中,加入硫酸和MnO2,可将固体溶解为离子,将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式,同时加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;随后将溶液pH调至约等于7,此时,根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积进行计算可得出将溶液中的Al3+沉淀出来;随后加入BaS,可以将溶液中的Ni2+沉淀,得到相应的滤渣;反应后溶液中含有大量的Mn2+,将此溶液置于电解槽中电解,得到MnO2,将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。(1)菱锰矿中主要含有MnCO3,加入硫酸后可以与其反应,硫酸溶矿主要反应的化学方程式为MnCO3+H2SO4===MnSO4+H2O+CO2↑。3.(2025·山东东营一模)由软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe、Mg等元素)制备高纯碳酸锰、硫酸锰的一种工艺流程如图所示。25℃时,一些难溶电解质的溶度积常数如表所示。难溶电解质MnCO3MnF2CaF2MgF2Ksp1.8×10-114.5×10-31.5×10-107.4×10-11一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如表所示。金属氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2开始沉淀的pH6.82.39.1完全沉淀的pH8.33.210已知“溶浸”时,Fe不能还原MnO2,但Fe2+能还原MnO2得到Mn2+。(1)Fe2+还原MnO2的离子方程式是

。