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第9讲 其它常见金属及金属冶炼
【学习目标】
1.了解镁、铝、铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。
2.了解常见金属的活动性顺序。
3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。
4.了解金属冶炼的方法。
考点二Cu及其化合物的性质、金属冶炼
知识点一　铜及其化合物
1．单质铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。
②化学方程式：2Cu＋SCu2S。
③与氧化性酸
a．与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
c．与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
④与FeCl3溶液反应的离子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
2．氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 砖红色
与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O
转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑
3.氢氧化铜
(1)物理性质：蓝色难溶于水的固体。
(2)化学性质及应用
反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O。
反应②的化学方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
4．铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。
(2)CuSO4·5H2O俗称蓝矾、胆矾。
可发生＋5H2O，无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。
(3)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。
判断
(1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2(×)
错因：CuO与H2O不反应。
(2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物(×)
错因：铜锈主要成分为Cu2(OH)2CO3，不是铜的氧化物。
(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水(√)
(4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀(√)
(5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化(×)
错因：CuSO4·5H2O失去结晶水属于化学变化。
题组练习
题组一　铜及其化合物的性质和应用
1．(2019·西安调研)我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列对文中词语的理解，正确的是(　　)
A．“苦泉”中泉水属于胶体 B．“熬”表示加热蒸馏
C．“胆矾”化学式为CuSO4 D．“化”表示置换转化
答案　D
解析　由题意可知，“苦泉”泉水中含有硫酸铜，属于溶液，不属于胶体，故A错误；硫酸铜溶液蒸发得到硫酸铜晶体，从溶液中获取晶体，属于蒸发操作，故B错误；胆矾是硫酸铜晶体，“胆矾”化学式为CuSO4·5H2O，故C错误；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，是发生了：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，硫酸铜与Fe置换反应生成Cu，即“化”表示置换转化，故D正确。
2．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是(　　)
A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
答案　D
解析　Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B项错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C项错误。
题组二　铜及其化合物的制备
3．(2020·衡阳调研)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A．焙烧过程中每消耗1molCuS则消耗3molO2
B．焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．滤渣中主要含铁的氧化物
D．将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体
答案　B
解析　A项，2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由方程式可知，1molCuS消耗1.5molO2，错误；B项，废气中含有SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；C项，调节pH至3～4时，Fe3＋水解转化为Fe(OH)3而除去，错误；D项，将CuCl2·2H2O直接加热脱水，Cu2＋水解，HCl挥发会产生Cu(OH)2，无法得到CuCl2，错误。
4．(2019·西宁检测)工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______(填字母)吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸 c．NaOH溶液 d．氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_______________________________________________。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是__________________________________________________________(填字母)。
a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
(4)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为____________________________________________________________。
答案　(1)cd　(2)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu
(3)bd　(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
解析　(1)气体A中的大气污染物为SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依据图示，泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。(3)电解精炼铜过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a错；电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b对；电解过程中Cu2＋向阴极移动，c错；粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜的弱，形成阳极泥，可以回收，d对。(4)根据总反应，O2发生还原反应，因此正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
小结
铜的冶炼“两方法”
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。
知识点二　金属材料与金属矿物的开发利用
1．合金的概念及性能
2．常见的金属材料
(1)金属材料分类
(2)几种常见的合金
①
②
③
3．金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。
(3)金属冶炼的方法
例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)
4．铝热反应实验中的有关问题
实验装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
判断
(1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性(×)
错因：金属离子未必只有氧化性，如Fe2＋有还原性。
(2)合金材料中不可能含有非金属元素(×)
错因：碳素钢就含有碳元素。
(3)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(√)
(4)电解氯化镁溶液制取金属镁(×)
错因：电解熔融的MgCl2制取金属镁。
(5)工业上电解熔融的AlCl3制取Al(×)
错因：AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，故不能采用该方法制取Al。
题组练习
题组一　金属材料、合金的性能及应用
1．C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔、沸点比铝低
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
答案　D
解析　铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。
2．(2020·石家庄质检)“拟晶”是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是二十世纪发现的几百种拟晶之一。具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是(　　)
A．无法确定Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价
B．Al65Cu23Fe12的硬度小于金属铁
C．Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料
D．1molAl65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265mol电子
答案　C
解析　拟晶Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合物代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作0价，A错误；拟晶具有合金的某些优良物理性能，合金的硬度一般比各成分金属大，B错误；Al65Cu23Fe12与海水可以构成原电池，会加速金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，C正确；溶于过量的硝酸时，Al与Fe均变为＋3价，Cu变为＋2价，故1molAl65Cu23Fe12失电子的物质的量＝65×3＋2×23＋12×3mol＝277mol，D错误。
题组二　金属冶炼、金属矿物的开发利用
3．(2020·山西省长子县模拟)《天工开物》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是(　　)
A．金属冶炼方法由金属活动性决定 B．熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差
C．炒铁是为了降低铁水中的碳含量 D．该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工
答案　B
解析　活泼性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活动性决定，故A正确；熟铁比生铁质地更软，且延展性好，故B错误；炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，故C正确；该冶炼方法和近代往生铁水吹空气炼钢，都是利用空气中氧气氧化C元素，其原理基本相同，故D正确。
4．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　)
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
答案　D
解析　A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，是因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。
5．(2019·潍坊期中)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用
B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物
C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由AlO转化为Al3＋
D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2
答案　C
解析　C项，通入过量的二氧化碳，滤液中的AlO只能转化为氢氧化铝沉淀。
题组三　铝热反应及应用
6．铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应解答下列问题：
(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________(填字母)。
A．KCl B．KClO3 C．MnO2 D．Mg
(2)用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。
①引发铝热反应的操作是________________________________________________________。
②产物中单质是________(写名称)。
(3)取少量(1)中铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是________________
____________________________________________________________(用离子方程式说明)。
答案　(1)BD(2)①加少量KClO3，插上镁条并将其点燃　②铁
(3)不能　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
解析　(1)做铝热反应的实验时，需要KClO3作助燃剂，且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应，所以产物中单质为Fe。(3)反应后固体混合物中若有Fe2O3，因发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋转化为Fe2＋，加KSCN溶液不会变红。
热点金属及其化合物的制备大题
1．铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1857℃。
(1)工业上以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬的流程如图所示：
①Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则铬为________价。
②高温氧化时反应的化学方程式为____________________________________________。
③操作a由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是________、铝热反应。
(2)Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式：______________、______________。
(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。转化为重要产品磁性铁铬氧体(CrxFeyOz)：先向含CrO的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气(氧化部分Fe2＋)并加入NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。
①写出CrO在酸性条件下被Fe2＋还原为Cr3＋的离子方程式：________________________。
②若处理含1molCrO(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗10molFeSO4，则当铁铬氧体中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶2时，铁铬氧体的化学式为____________________________。
答案　(1)①＋3　②4Fe(CrO2)2＋7O2＋8Na2CO32Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2　③灼烧使Cr(OH)3分解
(2)NaCrO2　Cr2(SO4)3
(3)①3Fe2＋＋CrO＋8H＋===3Fe3＋＋Cr3＋＋4H2O
②Cr2Fe20O27
解析　(1)①根据化合物中各元素的正负化合价代数和为0分析。②根据流程确定反应物和生成物，用化合价升降法配平书写化学方程式。(2)模仿Al(OH)3与NaOH、稀硫酸的反应确定生成物。(3)①酸性条件下CrO被Fe2＋还原为Cr3＋，Fe2＋被氧化成Fe3＋，反应可写成Fe2＋＋CrO＋H＋―→Fe3＋＋Cr3＋＋H2O，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平方程式。②根据Fe守恒，铁铬氧体中n(Fe2＋)＝10mol×＝6mol，n(Fe3＋)＝10mol×＝4mol，根据Cr守恒，铁铬氧体中n(Cr3＋)＝n(CrO)＝1mol，根据电荷守恒，铁铬氧体中n(O2－)＝＝13.5mol，铁铬氧体中n(Cr)∶n(Fe)∶n(O)＝1mol∶10mol∶13.5mol＝2∶20∶27，铁铬氧体的化学式为Cr2Fe20O27。
2．一种用软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2) 制取MnSO4·H2O并回收单质硫的工艺流程如下：
已知：本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。
回答下列问题：
(1)步骤①混合研磨成细粉的主要目的是________________________；步骤②浸取时若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3，则其反应的化学方程式为______________________________________。
(2)步骤③所得酸性滤液可能含有Fe2＋，为了除去Fe2＋可先加入________________________；步骤④需将溶液加热至沸，然后在不断搅拌下加入碱调节pH为4～5，再继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的目的是________________________________________。步骤⑤所得滤渣为________________________(填化学式)。
(3)步骤⑦需在90～100℃下进行，该反应的化学方程式为___________________________。
(4)测定产品MnSO4·H2O的方法之一是：准确称取ag产品于锥形瓶中，加入适量ZnO及H2O煮沸，然后用cmol·L－1KMnO4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液VmL，产品中Mn2＋的质量分数为w(Mn2＋)＝________________________________。
答案　(1) 增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取速率和浸取率　3MnO2＋2FeS2＋6H2SO4===3MnSO4＋Fe2(SO4)3＋4S＋6H2O
(2)软锰矿粉或H2O2溶液　破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒长大，便于过滤分离　Fe(OH)3
(3)(NH4)2Sx＋12NH3↑＋H2S↑＋xS↓
(4)%
解析　(2)由于Fe2＋具有较强的还原性，在酸性条件下可用软锰矿粉(MnO2)或H2O2将其氧化为Fe3＋，既不引入杂质，又能达到除去的目的；用碱液处理时，需将溶液加热至沸，然后在不断搅拌下调节pH为4～5，再继续煮沸一段时间，以破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒增大，便于过滤分离，得到的滤渣为Fe(OH)3。
(4)已知本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。根据得失电子守恒可得二者反应的化学方程式为2KMnO4＋3MnSO4·H2O===5MnO2＋K2SO4＋2H2SO4＋H2O，已知n(KMnO4)＝c mol·L－1×V×10－3L＝cV×10－3mol，则n(MnSO4·H2O)＝1.5cV×10－3mol，产品中Mn2＋的质量分数为w(Mn2＋)＝×100%＝%。
3．(2020·日照模拟)铋(83号元素)主要用于制造合金，铋合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度铸型。湿法提铋新工艺以氧化铋渣(主要成分为Bi2O3，含有PbO、Ag2O、CuO杂质)为原料提Bi的工艺流程如下：
已知：Ⅰ.BiOCl不溶于水，加热至700℃就分解生成BiCl3，BiCl3的沸点为447℃；
Ⅱ.25℃时，Ksp[Cu(OH)2]＝1.2×10－20；Ksp(PbCl2)＝1.17×10－5。
回答下列问题：
(1)“滤渣Ⅰ”的成分为_____________________________________________(填化学式)。
(2)“脱氯”的化学方程式为___________________________________________。
(3)“沉铜”时，向“滤液Ⅱ”中加入NaOH溶液调节pH，促进Cu2＋水解生成Cu3(OCl)2，则此过程中Cu2＋水解的离子方程式为________________________。若“滤液Ⅱ”中c(Cu2＋)为0.01mol·L－1，当加入等体积的NaOH溶液时，pH恰好为6，出现沉淀Cu(OH)2，此时Cu2＋的去除率为________(忽略溶液体积变化)。
(4)“滤液Ⅲ”经加热浓缩后可返回________________工序循环使用。
答案　(1)AgCl、PbCl2　(2)2BiOCl＋2NaOHBi2O3＋2NaCl＋H2O
(3)3Cu2＋＋2H2O＋2Cl－===Cu3(OCl)2↓＋4H＋　97.6%　(4)浸出
解析　(1)根据工艺流程图分析可知，铋渣中加入盐酸和饱和NaCl溶液，滤渣Ⅰ的成分是AgCl和PbCl2。(2)“脱氯”时，BiOCl与热的NaOH反应得到Bi2O3和NaCl，反应的化学方程式为2BiOCl＋2NaOHBi2O3＋2NaCl＋H2O。(3)“沉铜”时，向滤液Ⅱ中加入NaOH溶液调节pH，促进Cu2＋水解生成Cu3(OCl)2，反应的离子方程式为3Cu2＋＋2H2O＋2Cl－===Cu3(OCl)2↓＋4H＋，加入等体积的NaOH溶液时，pH＝6，溶液中c(H＋)＝10－6mol·L－1，则c(OH－)＝10－8mol·L－1，由于Ksp[Cu(OH)2]＝c(Cu2＋)·c2(OH－)，则c(Cu2＋)＝0.000 12 mol·
L－1，n(Cu2＋)＝0.000 12 mol·L－1×2V L＝0.000 24V mol，则去除的Cu2＋的物质的量为0.01V mol－0.000 24V mol＝0.009 76V mol，Cu2＋的去除率为×100%＝97.6%。
(4)滤液Ⅲ为NaCl溶液，经加热浓缩后可返回浸出工序循环使用。
4．(2020·山东新高考5月模拟)利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣(主要含FeO·V2O3、Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸盐)生产V2O5的工艺流程如下，回答下列问题：
已知：①V2O5、Al2O3、SiO2可与Na2CO3、NaCl组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性钠盐。
②AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。
(1)焙烧Ⅰ包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得V2O5，写出氧化过程中FeO·V2O3发生反应的化学方程式：________________________________________________________；
废渣Ⅰ的主要成分是____________________________________________________________；
精制Ⅰ中加盐酸调pH的主要作用是________________________________，加入NH3·H2O后发生反应的离子方程式为________________________________________________________。
(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液除去磷酸盐，pH过小时影响除磷效果的原因是_______________________________________________________________________________；
pH过大时，沉淀量增大的原因是________________________________。
(3)沉钒所得NH4VO3沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是____________。NH4VO3在500℃时焙烧脱氨制得产品V2O5，反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5＋H2O↑＋2NH3↑。但脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
答案　(1)4FeO·V2O3＋5O22Fe2O3＋4V2O5　Fe2O3　除Si并将AlO转化为Al3＋　Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH、H＋＋NH3·H2O===H2O＋NH
(2)形成溶解度较大的酸式盐(或形成溶解度较大的磷酸氢钙或磷酸二氢钙)　产生了Ca(OH)2沉淀
(3)Cl－　3V2O5＋2NH33V2O4＋N2＋3H2O
解析　(1)氧化过程FeO·V2O3生成对应的金属氧化物Fe2O3和V2O5，化学方程式为4FeO·V2O3＋5O22Fe2O3＋4V2O5；经过氧化和钠化后，V2O5、Al2O3、SiO2均转化为可溶性盐，Fe2O3成为滤渣；精制Ⅰ中加盐酸调pH是为了和SiO反应生成硅酸沉淀，并将AlO转化为Al3＋；加入NH3·H2O后与Al3＋发生反应生成Al(OH)3沉淀，还可以中和酸，反应的化学方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH、H＋＋NH3·H2O===H2O＋NH。
(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液生成磷酸钙沉淀，除去磷酸盐，pH过小时易形成溶解度较大的酸式盐；pH过大时易形成Ca(OH)2沉淀。
(3)沉钒时加入试剂NH4Cl，因此所得NH4VO3沉淀含有的阴离子主要为Cl－；脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，且反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，则V2O5为氧化剂，NH3为还原剂，还原产物为V2O4，氧化产物为N2，则氧化还原方程式为3V2O5＋ 2NH33V2O4＋N2＋3H2O。
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