高考化學總復習考點專訓：化工流程大題（含解析）專題10化工流程大題1．我國是世界上最大的鎢儲藏國，金屬鎢可用于制造燈絲、合金鋼和光學儀器，有“光明使者”的美譽；現(xiàn)以白鎢礦(主要成分為CaWO4，還含有二氧化硅、氧化鐵等雜質)為原料冶煉高純度金屬鎢，工業(yè)流程如下：已知：①鎢酸酸性很弱，難溶于水；②完全沉淀離子的pH值：SiO32-為8，WO42-為5；③碳和金屬鎢在高溫下會反應生成碳化鎢?；卮鹣铝袉栴}：(1)工業(yè)上生產純堿常先制得碳酸氫鈉，此法叫“聯(lián)堿法”，為我國化工專家侯德榜創(chuàng)立，即向飽和食鹽水中先通入NH3，再通入CO2，最終生成碳酸氫鈉晶體和氯化銨溶液，寫出該化學反應方程式：____________。(2)流程中白鎢礦CaWO4和純堿發(fā)生的化學反應方程式是：________________________。(3)濾渣B的主要成分是（寫化學式）______。調節(jié)pH可選用的試劑是：_____(填選項)。A.氨水B.鹽酸C.NaOH溶液D.Na2CO3溶液(4)檢驗沉淀C是否洗滌干凈的操作是________________________________________。(5)為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢，不宜用碳而必須用氫氣作還原劑的原因是_________。(6)將氫氧化鈣加入鎢酸鈉堿性溶液中可得到鎢酸鈣，已知某溫度時，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=4×10-7，當溶液中WO42-恰好沉淀完全（離子濃度等于10-5mol/L）時，溶液中c(OH-)=_____?！敬鸢浮縉H3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4ClCaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑H2SiO3B取最后一次的洗滌液少量于試管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈，若出現(xiàn)白色沉淀則表明沉淀未洗凈。如果用碳做還原劑，過量的碳混雜在金屬中難以除去，而且碳會在高溫下和金屬鎢反應形成碳化鎢，不容易獲得純的金屬鎢，若用氫氣作還原劑，就可避免該問題。0.2mol/L【解析】(1)向飽和食鹽水中先通入足量氨氣，使溶液顯堿性，然后通入CO2,氣體，發(fā)生反應：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，將兩個反應方程式疊加，可得總反應方程式：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；(2)CaWO4與純堿在高溫下反應生成Na2WO4、CaO與CO2，反應方程式為：CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑；(3)濾渣B的主要成分為H2SiO3，調節(jié)溶液pH，溶液中的SiO32-與H+反應產生H2SiO3沉淀過濾除去，所以應加入鹽酸，選項B合理；3．家用氯漂白劑的有效成分是NaClO，除用于漂白衣物、消除污漬外，在食品加工中也廣泛應用。Ⅰ．（1）常溫下，一定濃度次氯酸鈉水溶液的pH=a，則a______7（填>、<或=）；結合離子方程式解釋其原因是__________________________________________________，此時，溶液中由水電離出的c(OH－)＝________mol/L。（2）漂白劑與酸混合后效果更佳，將0.1000mol/LNaClO溶液與0.1000mol/L硫酸溶液等體積混合后，關于所得溶液的以下分析正確的是____________（忽略HClO的分解；HSO4-的電離視為完全）。A．c(HClO)+c(ClO-)=0.1000mol/LB．c(H+)>c(Na+)=c(SO42-)>c(HClO)>c(ClO-)>c(OH-)C．c(Na+)+c(H+)=c(SO42-)+c(ClO-)+c(OH-)D．c(H+)-c(OH-)=2c(ClO-)+c(HClO)Ⅱ．取20.00g家用氯漂白劑溶液配制成100mL溶液，取出10mL，加入過量KI處理，用足量稀硫酸酸化，然后立即用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定生成的I2（2Na2S2O3+I2=2I－+Na2S4O6），指示劑顯示滴定終點時，消耗Na2S2O3溶液30.00mL；（1）用KI處理漂白劑生成I2的離子方程式為________________________________。（2）該滴定過程選用的指示劑通常為___________，判斷滴定終點時的現(xiàn)象是______________________。（3）該漂白劑中“有效氯”的含量為_________________（結果保留一位小數(shù)）。若滴定結束時，發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴部分有氣泡，則測定結果________（填“偏高”“偏低”“無影響”）。注：“有效氯”指每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力?！敬鸢浮?gt;ClO-＋H2OHClO＋OH-次氯酸鈉在水溶液發(fā)生水解，使溶液呈堿性10a-14BDClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O淀粉溶液溶液褪色，且半分鐘內不恢復5.3%偏低,Ⅱ．（1）漂白劑溶液中ClO-有強氧化性，能氧化I-生成I2，同時得到還原產物Cl-，發(fā)生反應的離子方程式為ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O；（2）I2遇淀粉溶液顯藍色，則滴定過程可選擇淀粉溶液作指示劑，滴加Na2S2O3溶液，將I2還原為I－，隨著滴加Na2S2O3溶液的量增大，溶液藍色會逐漸變淺，最終會消失，當溶液褪色，且半分鐘內不恢復時為滴定終點；（3）由2Na2S2O3+I2=2I－+Na2S4O6可知，滴定時消耗30.00mL0.1000mol/LNa2S2O3溶液，則溶液中I2的物質的量為0.03L×0.1000mol/L×=0.0015mol，則20.00g家用氯漂白劑能氧化KI得到的I2為0.0015mol×=0.015mol，則每克含氯消毒劑氧化KI生成的I2的物質的量為0.015mol÷20=0.00075mol，根據(jù)Cl2+2I-=I2+2Cl-可知氧化0.00075molI2需要的Cl2,的物質的量為0.00075mol，質量為0.00075mol×71g/mol=0.053g，故該漂白劑中“有效氯”的含量為5.3%。（5）向裝有少量Mg(OH)2濁液的試管中加入適量CH3COONH4晶體，充分振蕩后溶液會變澄清，請用化學平衡的原理解釋濁液變澄清的原因______?！敬鸢浮縜、c、d2Fe2++ClO-+2H+=Cl-+2Fe3++H2OMgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑9.8使Mg2+以外的雜質離子盡可能徹底地轉化為沉淀除去ABCEMg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)；CH3COONH4電離出的NH4+與OH-結合成弱電解質NH3·H2O，降低了c(OH-)，Mg(OH)2溶解平衡向右移動(2)流程中加入次氯酸鈉在酸性溶液中會氧化亞鐵離子為鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；加入的Z物質為純堿，所以步驟④生成的沉淀物是MgCO3，沉淀物MgCO3在煮沸的情況下發(fā)生水解，生成Mg(OH)2和CO2氣體，反應的化學方程式為：MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑；(3)步驟③的目的在于使除Mg2+以外的各種雜質金屬離子都生成氫氧化物沉淀，以便通過過濾而除去，應加入NaOH，若加入純堿，不能達到較高的pH，分析表1提供的數(shù)據(jù)：除去雜質離子合理的pH范圍是3.7＜pH＜9.8，在此范圍內，如果pH過高，就會有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而進入沉淀中，從而導致生產成本的提高；為了兼顧產品質量和生產成本，選擇pH=9.8最合理，當然此時Mg2+也會部分生成Mg(OH)2沉淀，但由于鹵塊價格低廉，這點不可避免的損失還是可以承受的，以此保證產品的純度；故答案為：FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+（NH4）2SO4+H2O+CO2↑；避免溫度過高碳酸氫銨分解，減少Fe2+的水解或氧化。,6．堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵的工藝流程如下：,已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4請回答下列問題：（1）加入少量NaHCO3的目的是調節(jié)pH范圍在__________________________內，使溶液中的___________________沉淀(寫離子符號)，該反應的離子方程式為_________________________________。（2）反應Ⅱ中的離子方程式為________________________________________________。（3）在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，若參與反應的O2有11.2L（標準狀況），則相當于節(jié)約NaNO2的物質的量為_____________________。（4）堿式硫酸鐵溶于水后產生的Fe(OH)2+離子，F(xiàn)e(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子，該水解反應的離子方程式為___________________________________。（5）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質量標準，產品中不得含有Fe2+及NO3－。為檢驗所得產品中是否含有Fe2+，應使用的試劑為___________________。A．氯水B．KSCN溶液C．NaOH溶液D．酸性KMnO4溶液【答案】4.4-7.5Al3+Al3++3OH-=Al(OH)3↓Fe2+＋2H+＋NO2-=Fe3+＋H2O＋NO↑2mol2Fe(OH)2+＋2H2OFe2(OH)42+＋2H+D（2）亞硝酸鹽具有氧化性，在酸性條件下能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，反應的離子方程式為2H++Fe2++NO2-＝Fe3++NO↑+H2O；,因此，本題正確答案為：Fe2+＋2H+＋NO2-=Fe3+＋H2O＋NO↑，（3）氧氣的物質的量是11.2L÷22.4L/mol＝0.5mol，則得到電子0.5mol×4＝2mol，1molNaNO2被還原生成NO，化合價由+3價降低到+2價，得到1mol電子，則需要2molNaNO2；因此，本題正確答案為：2mol；7．LiFePO4可作為新型鋰離子也池的正極材料。以鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2雜質)為主要原料生產TiOSO4，同時得到的綠礬(FeSO4·7H2O)與磷酸和LiOH反應可制各LiFePO4，LiFePO4的制備流程如下圖所示：請回答下列問題：(1)酸溶時FeTiO3與硫酸反應的化學方程式可表示為____________________。(2)①加鐵屑還原的目的是__________，②過濾前需要檢驗還原是否完全，其實驗操作可描述為_________。(3)①“反應”需要按照一定的順序加入FeSO4溶液、磷酸和LiOH，其加入順序應為____________________，②其理由是______________________________。(4)濾渣中的銅提純后可用于制取Cu2O，Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理念設計的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應：2Cu+H2OCu2O+H2↑。則該裝置中銅電極應連接直流電源的__________極，石墨電極的電極反應式為____________________，當有0.1molCu2O生成時電路中轉移__________mol電子。【答案】FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O把鐵離子還原為亞鐵離子，置換出銅,取少量反應液于試管中，加入幾滴硫氰化鉀溶液，如果溶液變紅色，說明還原沒有完全，如果溶液不變紅色，說明還原已經(jīng)完全磷酸硫酸亞鐵溶液LiOH先加磷酸，在酸性環(huán)境可以抑制亞鐵離子的水解、氧化，又避免生成氫氧化鐵沉淀正2H2O+2e-=H2↑+2OH-0.2【解析】(1)酸溶時FeTiO3與硫酸反應生成FeSO4和TiOSO4，化學方程式為：FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O；綜上所述，本題答案是：FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O。(2)①鐵具有還原性，能夠與鐵離子、銅離子反應；因此加鐵屑的目的是把鐵離子還原為亞鐵離子，并置換出銅；綜上所述，本題答案是：把鐵離子還原為亞鐵離子，置換出銅。（5）該反應的化學方程式為：14CuSO4+5FeS2+12H2O=12H2SO4+7Cu2S+5FeSO4。A.在該氧化還原反應中，CuSO4是得電子的物質，是反應中的氧化劑，F(xiàn)eS2一部分被氧化為FeSO4，另一部分被還原為Cu2S，所以FeS2在這個反應中既是氧化劑又是還原劑，故A正確；B.反應生成了H2SO4，溶液的酸性增強，pH降低，故B正確；C.每轉移21mol電子消耗14molCuSO4，即每轉移3mol電子消耗2molCuSO4，故C錯誤；D.根據(jù)反應方程式可知，被氧化的FeS2只占總量的30%，故D正確。故答案為：C。9．工業(yè)上以鈦鐵礦[主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3)，含有MgO、SiO2等雜質]為原料，制備金屬鈦和鐵紅的工藝流程如下：已知：①酸溶時，F(xiàn)eTiO3轉化為Fe2+和TiO2+；②本實驗溫度下，Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11；請回答下列問題：(1)FeTiO3中Ti元素的化合價為_______價。鐵紅的用途為________________(任寫一種)。(2)“水解”中，發(fā)生反應的離子方程式為____________________________________________。(3)“沉鐵”中，氣態(tài)產物的電子式為_________；該過程需控制反應溫度低于35℃，原因為_____________。(4)FeCO3轉化為鐵紅時，發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________。,(5)濾液3可用于制備Mg(OH)2。若濾液3中c(Mg2+)=1.2×10-4mol·L-1，向其中加入等濃度等體積的NaOH溶液時，通過計算說明有無沉淀生成______________________________(溶液體積近似疊加)。(6)電解生產鈦時用TiO2和石墨做電極，電解質為熔融的CaO，則陰極反應式為__________________?！敬鸢浮浚?制備紅色顏料和油漆、冶煉鐵等TiO2＋＋2H2O＝H2TiO3↓＋2H＋[或TiO2＋＋2H2O＝TiO(OH)2＋2H＋]防止NH4HCO3分解(或減少Fe2＋的水解)4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2Q=2.16×10-13<1.0×10-11，故沒有沉淀TiO2+4e-=Ti+2O2-(3)“沉鐵”中，亞鐵離子與碳酸氫根離子發(fā)生反應生成碳酸亞鐵沉淀和二氧化碳，二氧化碳為共價化合物，電子式為：；該過程需控制反應溫度低于35℃，溫度過高NH4HCO3會分解，而且會促進亞鐵離子的水解，所以控制反應溫度低于35℃是為了防止NH4HCO3分解（或減少Fe2+的水解；綜上所述。本題答案是：；防止NH4HCO3分解(或減少Fe2＋的水解)。(4)FeCO3在氧氣中加熱生成氧化鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為：4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2；綜上所述，本題答案是：4FeCO3+O2=2Fe2O3+4CO2。(5)若濾液3中c(Mg2+)=1.2×10-4mol·L-1，則NaOH溶液的濃度為1.2×10-4mol·L-1，而溶液等體積混合，所以c(Mg2+)=c(OH-)=0.6×10-4mol·L-1，該反應的濃度商QC=c(Mg2+)×c2(OH-)=2.16×10-13_____________mol/L（寫出計算式即可）。（5）操作a的內容是____________________________________________?！敬鸢浮堪褟U鎳催化劑粉碎，或適當加熱，適當增大酸的濃度或攪拌2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O5.0≤pH<6.8Fe(OH)3和Al(OH)3Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O4·2H2O取適量上層清液放入試管中，繼續(xù)滴加（NH4）2C2O4溶液，無沉淀生成，過濾、洗滌、干燥,（2）根據(jù)上面的分析可知，試劑a是H2O2，所以“氧化”時反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，pH為5.0時，F(xiàn)e3+、Al3+沉淀完全，pH為6.8時Ni2+開始沉淀，所以pH的調控范圍為5.0≤pH<6.8，其反應的原理為：加入Ni(OH)2調節(jié)消耗溶液中的氫離子，促使Fe3+、Al3+的水解平衡右移，使Fe3+、Al3+轉化為相應的沉淀，濾渣Ⅱ的成分為Fe(OH)3和Al(OH)3；（4）“沉鎳”時反應的離子方程式為Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O4•2H2O，證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實驗步驟及現(xiàn)象是取上層清液，繼續(xù)滴加(NH4)2C2O4溶液，無沉淀生成；當Ca2+沉淀完全時，即c（Ca2+）<10-5mol/L，根據(jù)Ksp（CaF2）=1.46×10-10，可知溶液中c2（F-）>mol/L。15．Ⅰ．KAl(SO4)2·12H2O（明礬）是一種復鹽，在造紙等方面應用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐（主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質）制備明礬的過程如下圖所示。回答下列問題：（1）為盡量少引入雜質，試劑①應選用___（填標號）。a．HCl溶液b．H2SO4溶液c．氨水d．NaOH溶液（2）易拉罐溶解過程中主要反應的化學方程式為______________________。（3）沉淀B的化學式為___II．毒重石的主要成分BaCO3（含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質），實驗室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下:,（4）毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，目的是___________________________________。（5）濾渣Ⅱ中含________________（填化學式）。加入H2C2O4時應避免過量，原因是______________________。已知：Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=2.3×10-9【答案】d2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Al(OH)3增大接觸面積從而使反應速率加快Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4過量會導致生成BaC2O4沉淀，產品的產量減少,II．（4）毒重石用鹽酸浸取前研磨將塊狀固體變成粉末狀，可以增大反應物的接觸面積，增大反應速率；（2）根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)分析加入NH3•H2O調節(jié)pH=8可除去Fe3+，加入NaOH調pH=12.5，可完全除去Mg2+，除去部分Ca2+，濾渣Ⅱ中含Mg（OH）2、Ca（OH）2；加入過量H2C2O4，易發(fā)生Ba2++H2C2O4═BaC2O4↓+2H+，產品的產量減少。作陰極、熔觸CaF2-CaO作電解質，利用如圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦。①寫出陽極所發(fā)生反應的電極反應式_________________________。②在制備金屬Ti前后，CaO的質量將______（填“增大”、“不變”或“減小”）【答案】2Fe3++Fe=3Fe2+B過濾溶液中存在平衡：TiO2++2H2OH2TiO3+2H+，當加入熱水將溶液稀釋、升溫后，平衡正向移動，生成H2TiO3。H2SO4或硫酸2O2－-4e-=O2↑或C+O2--2e-=CO↑不變,程圖可知廢液中含有硫酸，所以循環(huán)利用的物質是硫酸；（6）①用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質，陽極發(fā)生氧化反應，陰極析出鈣金屬發(fā)生還原反應，陽極圖示產物可可知，陽極生成二氧化碳氣體，是電解質中的氧離子失電子生成氧氣，氧氣和陽極石墨反應生成的二氧化碳，所以電極反應為2O2－-4e-=O2↑或C+O2--2e-=CO↑；②制備TiO2時，在電解槽發(fā)生如下反應：2CaO＝2Ca+O2↑，2Ca+TiO2＝Ti+2CaO，由此可見，CaO的量不變。19．PdCl2廣泛用作催化劑和一些物質的檢測試劑。由Pd(NH3)2Cl2制備PdCl2工藝流程如圖所示。（1）肼(N2H4)可以被看作二元弱堿，結合質子生成N2H5+或N2H62+。肼與少量稀硫酸混合后，得到產物的化學式為_____________。（2）對工藝流程圖中的濾液處理辦法最好的是：______a．返到提鈀廢液中，循環(huán)使用b．轉化為無毒物質后排放c．深埋于地下（3）王水溶鈀時，Pd被氧化為H2PdCl4。同時得到唯一還原產物亞硝酰氯（NOCl）。反應消耗的HCl與HNO3的物質的量之比為_____。（4）趕硝，是將殘余的NO3-濃度降低到不大于0.04%。實驗數(shù)據(jù)記錄如下：,處理1噸Pd，需要用到HCl和MxOy的總體積至少為_______m3（合理選擇表格里相關數(shù)據(jù)計算）。（5）煅燒過程發(fā)生分解反應，化學方程式為：_______________________________。（6）浸有磷鉬酸銨溶液的氯化鈀試紙遇微量CO立即變成藍色。原理較為復雜，第一步是CO還原PdCl2得到Pd單質，同時有常見的氧化物生成。寫出反應原理中第一步的化學方程式：_________________________________【答案】(N2H5)2SO4a5:12.5H2PdCl4PdCl2+2HCl↑H2O+CO+PdCl2=Pd+CO2+2HCl（4）從實驗結果可知，加入HCl的同時加入MxOy，可大大降低生成的PdCl2中的NO3-的含量，且MxOy用量越多，NO3-的含量越少，MxOy用量相同時，HCl的用量越大，PdCl2中的NO3-的含量越低。當每10gPd的HCl的用量為10mL，MxOy用量為15mL時，NO3-,的含量可降低至0.03％，達到處理標準，當處理量為1噸Pd時，需要用到HCl和MxOy的總體積至少為1×106g/(10g/10mL+15mL)=2.5×106cm3=2.5m3，故答案為：2.5。（5）在煅燒過程，會生成氯化氫氣體和PdCl2，反應的化學方程式為H2PdCl4PdCl2+2HCl↑，故答案為：H2PdCl4PdCl2+2HCl↑。（6）結合題干信息可推知常見氧化物為CO2，根據(jù)元素守恒可知，H2O參與反應，提供氧原子，反應的化學方程式為H2O+CO+PdCl2=Pd+CO2+2HCl。20．CoCl2·6H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑。以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質）制取CoCl2·6H2O的一種新工藝流程如下圖：已知：①CoCl2·6H2O熔點86℃，易溶于水、乙醚等；常溫下穩(wěn)定無毒，加熱至110~120℃時，易失去結晶水變成有毒的無水氯化鈷。（乙醚：無色液體，沸點34.5℃，在水中的溶解度?。诓糠株栯x子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.37.57.63.4完全沉淀4.19.79.25.2請回答下列問題：（1）鈷的性質與鐵相似，能與鹽酸和硝酸反應，寫出鈷與鹽酸反應的化學方程式：________________________________。（2）在上述新工藝中，用“鹽酸”代替原工藝中“鹽酸與硝酸的混酸”直接溶解含鈷廢料，其主要優(yōu)點:①為__________________________，防止大氣污染；②防止產品中混有硝酸鹽。,（3）加入碳酸鈉調節(jié)pH至a，a的范圍應是5.2～_________。（4）操作Ⅰ包含3個基本實驗操作，它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶和_________。（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷Ksp[Fe(OH)3]________Ksp[Co(OH)2](填“＜”、“=”或“＞”)。在實驗室中，為了從上述產品中獲得純凈的CoCl2·6H2O，采用的方法是：將產品溶于乙醚過濾后，再蒸餾?！敬鸢浮緾o＋2HCl=CoCl2＋H2↑避免生成氮的氧化物（或減少有毒氣體的排放等）7.6過濾＜（3）表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子和鋁離子沉淀完全的pH分別為4.1、5.2，而鈷離子開始沉淀的pH為7.6，所以，加入碳酸鈉調節(jié)pH至5.2～7.6。（4）操作Ⅰ包含3個基本實驗操作，它們是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶和過濾。（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，鐵離子沉淀完全的pH低于鈷離子開始沉淀的pH，可以判斷Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Co(OH)2]。21．NiCl2是化工合成中最重要的鎳源，工業(yè)上以金屬鎳廢料(含F(xiàn)e、Ca、Mg等雜質)為原料生產NiCl2，繼而生產Ni2O3的工藝流程如下：,流程中相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2開始沉淀的pH1.16.57.1沉淀完全的pH3.29.79.2(1)為了提高鎳元素的浸出率，在“酸浸”時可采取的措施有：①適當升高溫度；②攪拌；③________等。(2)加入H2O2時發(fā)生主要反應的離子方程式為________________。(3)“除鐵”時，控制溶液pH的范圍為______________。(4)濾渣B的主要成分的化學式為______________。(5)已知：Ksp(NiCO3)＝1.42×10－7。為確保沉鎳完全(即溶液中c(Ni2＋)<1.0×10－6)，應保持溶液中c(CO32-)>________mol·L－1。(6)“氧化”生成Ni2O3的離子方程式為________________?！敬鸢浮吭龃篼}酸的濃度(或將鎳廢料研成粉末或延長浸泡時間等)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O3.2～7.1MgF2、CaF20.1422Ni2＋＋ClO－＋4OH－===Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O22．工業(yè)上設計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質除去并回收得到V2O5流程：,（1）步驟①所得廢渣的成分是____________（寫化學式），操作I的名稱__________；（2）步驟②、③的變化過程可簡化為（下式R表示VO2+，HA表示有機萃取劑）：R2(SO4)n(水層)+2nHA（有機層）2RAn（有機層）+nH2SO4 (水層) ②中萃取時必須加入適量堿，其原因是_____________________________；③中X試劑為（寫化學式）______________________________________；（3）④的離子方程式為___________________________________________；（4）25℃時，取樣進行試驗分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間關系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1釩沉淀率%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3結合上表，在實際生產中，⑤中加入氨水，調節(jié)溶液的最佳pH為____________；若釩沉淀率為93.1%時不產生Fe(OH)3沉淀，則溶液中c(Fe3+)<_____________；(已知：25℃時，Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)（5）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質有__________和_______________?！敬鸢浮縎iO2過濾加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動，提高釩的萃取率H2SO4ClO3－+9H2O+6VO2+=6VO3－+18H++Cl－1.7～1.82.6×10-3mol·L-1氨氣（或氨水）有機萃取劑,（3）④的離子方程式為：ClO3－+9H2O+6VO2+=6VO3－+18H++Cl－，故答案為：ClO3－+9H2O+6VO2+=6VO3－+18H++Cl－；（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷，⑤中加入氨水，調節(jié)溶液pH最佳值為1.7-1.8，此時鋇沉淀率達到最大，需要氨水量較?。蝗翕C沉淀率為93.1%時不產生Fe（OH）3沉淀，此時PH=2，c（H+）=10-2mol/L，c（OH-）=10-12mol/L，則溶液中c（Fe3+）濃度依據(jù)溶度積計算，Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH-）=2.6×10-39，計算得到c（Fe3+）=2.6×10-3mol·L-1，不產生Fe（OH）3沉淀，則溶液中c（Fe3+）＜2.6×10-3mol·L-1，故答案為：1.7-1.8；2.6×10-3mol·L-1；(1)CuFeS2和3FeCl3之間發(fā)生的是氧化還原反應，化學方程式為：CuFeS2+3FeCl3=CuCl+4FeCl2+2S；(2)過濾1所得濾液中只含F(xiàn)eCl2，將其在空氣中加熱蒸干、灼燒后，加熱過程中發(fā)生水解反應生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵灼燒分解生成氧化鐵，所得固體為Fe2O3；(3)過濾得到濾液含有[CuCl2]-，調節(jié)溶液pH發(fā)生歧化反應生成Cu和Cu2+；(4)濾3所得濾液中含有HCl和CuCl2，可以循環(huán)使用，涉及反應有CuFeS2+3CuCl2=4CuCl+FeCl2+2S、2CuCl=Cu+CuCl2，綜合兩個化學方程式可得CuFeS2+CuCl2=2Cu+FeCl2+2S，由方程式可得每生成1molCu，理論上需補充CuCl2的物質的量為0.5mol。24．鈷及其化合物廣泛應用于磁性材料、電池材料及超硬材料等領域。一種制備草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)的工藝流程如下,已知：①水鈷礦主要成分為Co2O3、Co(OH)3；還含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等雜質。②浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、A13+等③部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：(金屬離子濃度以0.01mol·L-1計)（1）寫出浸出過程中Co(OH)3發(fā)生反應的離子方程式：______________________________。（2）NaClO3的作用是_____________________________________________。（3）加Na2CO3調pH的范圍應該在_______________間，a加入萃取劑的目的是__________________。（4）在空氣中加熱5.49g草酸鉆晶體(CoC2O4·2H2O)樣品，受熱過程中不同溫度范圍內分別得到一種固體物質，其質量如下表：,經(jīng)測定，210~290℃過程中產生的氣體只有CO2，此過程發(fā)生反應的化學方程式是_____________________________________________。[M(CoC2O4·2H2O)=183g/mol]【答案】2Co(OH)3+ SO32-+4H+=2Co2++SO42- +5H2O將Fe2+氧化成Fe3+5.2~7.6除去Mn2+3CoC2O4 +2O2Co3O4+6CO2（Co3O4可以寫成CoO•Co2O3)是調節(jié)PH，除去Fe2+、A13+，根據(jù)金屬陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH，加Na2CO3調pH的范圍應該在5.2~7.6間；根據(jù)題意，a加入萃取劑的目的是除去Mn2+；（4）5.49g草酸鉆晶體的物質的量是，根據(jù)題意，210~290℃過程中固體產物中含有鈷元素的質量是，氧元素的質量是，氧元素物質的量是0.04mol，所以固體的化學式是Co3O4；根據(jù)元素守恒，210~290℃過程中發(fā)生反應的化學方程式是3CoC2O4 +2O2Co3O4+6CO2。25．工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]工藝流程如下：已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下表：,沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列問題：（1）反應I溶液中存在的金屬陽離子有___________________________。（2）加入少量NaHCO3的目的是調節(jié)pH，使溶液中的________(填“Fe3＋”、“Fe2＋”或“Al3＋”)沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是______________________。（3）反應Ⅱ的離子方程式為____________________________。在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應中均作______________。若參與反應的O2有11.2L(標準狀況)，則相當于節(jié)約NaNO2的物質的量為________。（4）堿式硫酸鐵溶于水后產生的Fe(OH)2＋離子，可部分水解生成Fe2(OH)42－聚合離子。該水解反應的離子方程式為____________________________。（5）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質量標準，產品中不得含有Fe2＋及NO3－。為檢驗所得產品中是否含有Fe2＋，應使用的試劑為________(填字母)。A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO4溶液【答案】Fe2＋、Al3＋Al3＋加快反應速率（或使反應物充分接觸）Fe2＋＋NO2－＋2H＋＝Fe3＋＋NO↑＋H2O氧化劑2mol2[Fe(OH)]2＋＋2H2O[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋D,（1）反應I溶液中存在的金屬陽離子有Fe2＋、Al3＋；（2）根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH知，在pH在4.4-7.5之間將鋁離子轉化為Al(OH)3沉淀，而亞鐵離子不能生成沉淀，加入少量NaHCO3的目的是調節(jié)pH，使溶液中的Al3＋；該工藝流程中“攪拌”的作用是：加快反應速率（或使反應物充分接觸）；（3）酸性條件下，亞硝酸鈉具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原生成NO，所以反應Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2＋，發(fā)生反應的離子方程式為2H＋+Fe2＋+NO2－=Fe3＋+NO↑+H2O；在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，若參與反應的O2有11.2L（標準狀況），反應過程中提供電子相等，則相當于節(jié)約NaNO2的物質的量=（11.2L/22.4L·mol－1）×4/1=2mol；（4）堿式硫酸鐵溶于水后產生的Fe(OH)2＋離子，可部分水解生成Fe2(OH)42－聚合離子，該水解反應的離子方程式為2[Fe(OH)]2＋＋2H2O[Fe2(OH)4]2＋＋2H＋；（5）亞鐵離子具有還原性，能被強氧化劑氧化生成鐵離子，反應過程中顏色變化明顯的效果最佳，A．氯水為黃綠色，Cl2將亞鐵離子氧化為鐵離子，溶液呈黃色，顏色變化不明顯，故A不選；B．KSCN溶液和亞鐵離子不反應，沒有顏色變化，故B不選；C．NaOH溶液和亞鐵離子反應生成白色沉淀，鐵離子和氫氧根離子反應生成紅褐色沉淀，掩蓋氫氧化亞鐵顏色，故C不選；D．酸性KMnO4溶液呈紫色，亞鐵離子能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，現(xiàn)象明顯，故D選；故選D。