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2024届高三高考化学一轮专题练习-工业流程题
1．（2022上·江苏南通·高二校考期中）以废旧玻璃粉末(主要含)为原料可制备无水氯化铈()，主要步骤如下：
(1)酸浸：用稀硫酸和双氧水的混合溶液浸取玻璃粉末，浸取液中含有、、等金属阳离子。
①不溶于水，其发生反应的离子方程式： 。
②铈元素的浸出率与、温度的关系如图所示。
生产中浓度最适宜控制在 。高于85℃时，铈元素浸出率下降的主要原因是： 。
(2)除杂：向浸出液中加入NaOH调节pH除去。已知：
①当时，沉淀开始溶解。
②、溶度积常数分别为、。
③“完全沉淀”时，金属离子浓度
当浸出液中，除杂时应控制溶液pH的范围是 (忽略体积变化)。
(3)萃取与反萃取：向除杂后的溶液中，加入有机物HT，发生反应：。分离后，再向所得有机层中加入 能获得较纯的溶液。
结晶析出：将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，得到晶体。
(4)加热脱水：将固体和混合，存真空中加热可得无水。加入固体的作用是 。
2．（2017上·安徽淮北·高二淮北一中阶段练习）以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如图。
（1） 除去粗盐中的微溶物质CaSO4通常用Na2CO3处理，请用平衡移动原理解释说明: 。
（2） 人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业.图1表示电解饱和NaCl 溶液的装置，X、Y是石墨棒。实验开始后，检验Y 电极反应产物的方法是 。
（3） 若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰，则可获得一种可以循环使用的气体，其化学式是 。
（4） 某同学设计一个燃料电池（如图2所示），目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X 为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
①通入氢气电极的反应式为 。
②反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液， （填“铁”或“石墨”）极区的溶液先变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间后，硫酸铜溶液浓度将 （填“增大”“减小”或“不变”）。
④若在标准状况下有224mL氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为 L。
3．（2023上·河南·高三商丘市实验中学校联考阶段练习）钨酸铋()是一种新型的光催化剂。一种以铜转炉白烟灰(主要成分是，还含、、、及CuO、)为原料制备钨酸铋的工艺流程如图所示：

已知： 溶于水，不溶于稀硫酸，溶于稀盐酸。
请回答下列问题：
(1)“酸浸1”时，铜转炉白烟灰与稀硫酸逆向加入，硫酸以喷雾形式，其目的是 。
(2)滤渣1的成分是 (填化学式)；在实验室进行“过滤1”需要的玻璃仪器为 。
(3)“酸浸1”中生成的化学方程式为 。
(4)“酸浸2”中转化为，该反应的离子方程式为 。
(5)洗涤BiOCl沉淀的操作方法是 。
4．（2018·四川泸州·统考二模）氯化亚铜广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。以某种铜矿粉(含Cu2S、CuS及FeS等)为原料制取CuCl的工艺流程如下：
已知：①CuS、Cu2S、FeS灼烧固体产物为Cu2O、FeO；
②Ksp(CuCl)= 2×10-7，2Cu+= Cu+Cu2+的平衡常数K1= 1×106
回答下列问题：
（1）“灼烧”时，被还原的元素有 (填元素符号)。
（2）“酸浸”所需H2SO4是用等体积的98% H2SO4和水混合而成。实验室配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外，还有 。“酸浸”时硫酸不宜过多的原因是 。
（3）“除杂”的总反应方程式是 。
（4）“络合”反应中的NH3与NaHCO3理论比值是 。
（5）加热“蒸氨”在减压条件下进行的原因是 。
（6）X 可以充分利用流程中的产物，若X 是SO2时，通入CuCl2溶液中反应的离子方程式是 ；若X 是Cu时，反应Cu+Cu2++2Cl-= 2CuCl 的平衡常数K2= 。
（7）以铜为阳极电解NaCl溶液也可得到CuCl，写出阳极电极反应式 。
5．（2020上·河北衡水·高三校考阶段练习）化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：
回答下列有关问题：
(1)硼砂中B的化合价为 ，溶于热水后，常用稀H2SO4调pH=2～3制取H3BO3，该反应的离子方程式为 。X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg制取粗硼的化学方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热，其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液，其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+=Mg2++2H2O，则正极反应式为 。常温下，若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时，溶液中Mg2+浓度为 。已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，当溶液pH=6时， (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 mol·L-1Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。该粗硼样品的纯度为 (提示：I2+2S2O=2I-+S4O)。
6．（2023下·山东潍坊·高三统考阶段练习）稀土元素铈有重要应用，主要存在独居石和氟碳铈矿中。一种提炼氟碳铈矿()方式如下：
已知：
ⅰ.易与一个结合；
ⅱ.和部分杂质离子能被试剂萃取，则不能。
回答下列问题：
(1)“浸取”过程中浸取率与和温度的关系如图所示，则最适宜的条件是 。
(2)A、B代表“水层”或“有机层”，则A层为 ；操作Ⅰ的名称为 。
(3)加入的作用为 。
(4)已知“操作Ⅰ”之前溶液中，随变化关系如图所示。加入稀硫酸的目的是 (用离子方程式表示)。
(5)常温下，为得到纯净的，先加NaOH是为了调节B层合并后溶液的pH，除去、后，再沉淀。有关沉淀数据如下表：
物质
开始沉淀pH 8 2.3 3.5
完全沉淀pH 9 3.2 4.6
若B层反应后液体中，则调节溶液pH的范围是 。
(6)“热还原”得到Ce的化学方程式为 。
7．（2022·湖南·校联考模拟预测）铁、钴、镍是第四周期第Ⅷ族元素，称为铁系元素，其合金及化合物在生产、生活中应用广泛。以含钴镍废料(主要成分为、，还含少量、和)为原料制备碳酸钴()和硫酸镍()的工艺流程如图。
已知：常温下，，请回答以下问题：
(1)“滤渣Ⅰ”的主要成分是 。
(2)“酸浸”时发生氧化还原反应的离子方程式是 ，生产过程中发现实际消耗的量大于理论值，主要原因可能是 。
(3)“调”过程中生成黄钠铁矾沉淀，该反应的离子方程式为 。
(4)已知“萃取”和“反萃取”可简单表示为。则在萃取过程中加入适量氨水，其作用是 。“反萃取”需要往有机层中加入 (填试剂名称)。
(5)若“溶液”中，则“沉钴”过程的具体操作是 。
(6)硫酸镍可用于制备碱性镍氢电池电极材料，该电池工作原理为(为储氢合金)，写出电池充电时阳极的电极反应： 。
8．（2021上·河南·高三校联考阶段练习）从电镀污泥[含Cr(OH)3， Ni(OH)2、Cu(OH)2、FeO及Fe(OH)3]中回收铬并制备中铬黄(PbCrO4)的工艺流程如下：
已知：I．25℃时，PbCrO4的Ksp为2.8×10-13 ，Pb(OH)2的Ksp为1.2×10-15，PbCr2O7在水溶液中不稳定，会转化为PbCrO4和H2CrO4
II．在碱性条件下，三价铬可被H2O2氧化为六价铬；在酸性条件下，六价铬可被H2O2还原为三价铬。
III．2CO +2H+Cr2O+ H2O( pH ＜5时主要以Cr2O存在pH≥7时主要以CrO存在)。
回答下列问题：
(1)”氨浸”时，铬镍及铜分别以[Cr( NH3)6]3+、[Ni( NH3)6]2+及[Cu(NH3)4]2+形式被浸出，加与不加催化剂时铬的浸出率与时间的关系如下图所示：
①“氨浸”的适宜温度约为75℃，超过80℃时会使镍、铜的浸出率明显下降。其原因是 ；其中Cu(OH)2被浸取的化学方程式为 。
②“氨浸”时加入催化剂的目的是 。
(2)“氧化”时生成CrO的离子方程式为 。滤渣的成分是 (填化学式)。
(3)“煮沸”的目的是 。
(4)“沉铬”时是采用弱酸性还是碱性条件？ ，说明原因： 。
9．（2020上·江苏南京·高三校联考阶段练习）草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种重要的化工原料，广泛应用于涂料、染料、玻璃器皿等的着色剂，也可用于新型电池材料，感光材料的生成。实验室制备草酸亚铁晶体的一种流程如下：
(1)溶解时加入稀硫酸的作用是 。
(2)用无水乙醇洗涤的目的是 。
(3)某FeC2O4·2H2O样品中含有少量Fe2(C2O4)3杂质，采用KMnO4滴定法测定样品的组成，实验步骤如下：称取1.996 g样品于锥形瓶中，加入稀硫酸溶解，水浴加热至75℃；用0.200 mol/L的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色；消耗KMnO4溶液33.00 mL。
已知：酸性环境下，KMnO4既能氧化Fe2+,又能氧化C2O，自身被还原为Mn2+。
①计算样品中FeC2O4·2H2O的质量分数 。 (写出计算过程)
②若滴定过程中，酸度控制不当，MnO部分会被还原为MnO2，则达到滴定终点时，消耗KMnO4溶液的体积 (填“偏大”、“偏小”或“不影响”)。
10．（2015上·四川成都·高三统考期中）高铁酸盐是一种强氧化剂，在能源、环保等方面均有广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸钾的原理如下表所示：
湿法 强碱介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应得到紫红色高铁酸盐溶液
干法 Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾(K2FeO4)和KNO2等产物
(1)某工厂用湿法制备高铁酸钾的流程如图所示：
①反应I的化学方程式为 。
②反应Ⅱ的离子方程式为 。
③已知25℃时Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38，反应Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol·L-1，则需调整pH= 时，开始生成Fe(OH)3沉淀(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠溶液中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。
①已知高铁酸钠和水反应，有Fe(OH)3和O2生成，则高铁酸钠的氧化性比O2 (填“强”或“弱”)。
②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填“大”或“小”)。
(3)高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为 。
(4)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
11．（2015下·广东江门·高三阶段练习）某煤渣主要含有Al2O3、SiO2，可制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·2Al(OH)3]溶液，用于烟气脱硫，减少SO2的排放，其制备流程：
已知：25℃，Ksp（CaCO3）＝2.8×10－9， Ksp（CaSO4）＝9.1×10－6。
（1）操作①的名称 。
（2）酸浸时反应的离子方程式为 ；为了提高酸浸时铝元素的浸出率，可采取的措施 ， （写2条）。
（3）固体2的化学式是 ，试分析固体2生成的主要原因（用离子方程式结合文字简要说明） 。
（4）碱式硫酸铝溶液吸收SO2生成Al2(SO4)3·Al2(SO3)3，再向该溶液通入足量空气，生成一种硫酸盐，用于制备碱式硫酸铝溶液的循环使用，试写出有关反应的化学方程式： ， 。
12．（2020·内蒙古通辽·校考模拟预测）以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下：
(1)“酸溶”中加快溶解的方法为 (写出两种)。
(2)“还原”过程中的离子方程式为 。
(3)滤渣中主要成分的化学式 ，
(4)①“沉铁”过程中生成Fe(OH)2的化学方程式为 。
②若用CaCO3“沉铁”，则生成FeCO3沉淀。当反应完成时，溶液中= 。[已知Ksp(CaCO3)=2.8×10－9，Ksp(FeCO3)=2×10－11]
(5)“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，能缩短氧化时间，但缺点是 。
(6)焦炭还原硫酸渣炼铁能充分利用铁资源，在1225℃、时，焙烧时间与金属产率的关系如图，时间超过15min金属产率下降的原因是 。
13．（2021上·江苏·高二统考期末）三草酸合铁(III)酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是光化学研究中一种常见物质，为翠绿色单斜晶体。实验室利用硫酸亚铁铵[化学式为(FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]、草酸等原料制备三草酸合铁(III)酸钾的流程如下：
已知：K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可溶于水，在水中的溶解度随温度升高而增大(0℃时，溶解度为4.7 g；100℃时，溶解度为117.7 g)。
I.三草酸合铁(III)酸钾的制备
(1)写出步骤I生成黄色沉淀FeC2O4·2H2O的化学方程式 。
(2)分析步骤II需要维持40℃水浴的原因 。
II.三草酸合铁(III)酸钾的组成分析
含量的测定
在电子分析天平上称取少量样品，加入适量2mol·L 1H2SO4和去离子水微热溶解，并配成100mL溶液。取出10.00mL，用0.0200mol·L 1KMnO4标准溶液滴定，发生反应的离子方程式为：5+2+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O，达滴定终点时，消耗KMnO4标准溶液14.00mL(保留溶液待下一步分析使用)。
Fe3+含量的测量
在上述保留的溶液中加入一小匙锌粉，加热近沸，直到黄色消失，使Fe3+完全转化为Fe2+，趁热过滤除去多余的锌粉，滤液收集到另一锥形瓶中。继续用0.0200 mol·L 1KMnO4标准溶液进行滴定，达到滴定终点时，消耗 KMnO4溶液的体积为2.00 mL。
(3)测定含量的实验中，滴定达到终点时的现象是 。
(4)通过计算确定与Fe3+粒子数目的比值：n()/n(Fe3+)= (写出计算过程)。
(5)结果分析：假设测定结果 n()/n(Fe3+)大于3﹕1，请分析原因(假设测定过程中各项操作规范) 。
14．（2021·全国·高三专题练习）硼砂的化学式为。利用硼镁矿(主要成分为)制取金属镁及粗硼的工艺流程为：
回答下列有关问题：
(1)硼镁矿加入NaOH溶液后过滤得到的滤渣的主要成分为 。
(2)硼砂中B的化合价为 ，溶于热水后，常用稀H2SO4调pH=2～3得到H3BO3，该反应的离子方程式为 。
15．（2017上·陕西西安·高三西安一中开学考试）水泥的添加剂。以含钴废料（含少量 Fe、 Al 等杂质）制取CoCl26H2O的一种工艺如下：
已知：
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀（pH） 2.3 7.5 7.6 3.4
完全沉淀（pH） 4.1 9.7 9.2 5.2
（1）净化除杂时，加入 H2O2发生反应的离子方程式为 。
（2）加入CoCO3调 pH 为 5.2～7.6，则操作1获得的滤渣成分为 。
（3）加盐酸调整pH为2～3的目的为 。
（4）操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、 （填操作名称）、过滤。
16．（2023下·广西玉林·高二博白县中学校考期中）含锌废料具有毒性，若随意排放会对环境和人体造成较大的危害。现有一种湿法回收含锌废料(主要成分为ZnO，还含有少量FeO、、、、CaO和MgO)生产硫酸锌晶体()的工艺流程如下：

查阅资料：
①几种离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下：
待沉淀离子
开始沉淀的pH 6.2 6.5 1.5 3.2 9.3
沉淀完全的pH 8.1 9.7 3.7 5.3 10.8
②25℃时，，。
请回答下列问题：
(1)滤渣a的成分是 (写化学式)。
(2)“氧化除杂”时，加入ZnO的目的是 ；“氧化除杂”时，先加入，后加入ZnO。请用离子反应方程式说明加入的作用是 。
(3)25℃时，“脱钙镁”后的滤液中， 。
(4)滤渣c与浓反应所得某一产物，可进入“ ”(填“酸浸”“氧化除杂”或“脱钙镁”)工序循环利用。
(5)“一系列操作”有 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
17．（2023·四川成都·校联考三模）- Fe2O3粉体具有广泛的用途。工业上用黄钠铁矾渣[主要成分为Na2Fe6(SO4)4(OH)12，还含有Ni、Ba、Ca、Pb、Mg、Co等硫酸盐及SiO2]制备高纯度的- Fe2O3粉体的工艺流程如下图所示：

已知：常温下，有关离子沉淀的pH和物质的溶度积常数分别如表1和如表2所示：
表1 有关离子沉淀的pH
离子 Fe3+ Fe2+ Ni2+ Co2+
开始沉淀pH 2.2 5.8 6.9 7.2
完全沉淀pH(c =1.0×10 5 mol·L 1) 3.2 8.3 8.9 9.2
表2 物质的溶度积常数
物质 CoS NiS FeS
Ksp 3.0 × 10 26 1.42 × 10 24 3.7 × 10 19
回答下列问题：
(1)“焙烧”中，无烟煤除了用作燃料以外，还用作 。
(2)“酸浸”后，浸渣的主要成分有 ，能提高浸出率的措施有 (任写两点即可)。
(3)“沉钙、镁”中，溶液的pH不宜太小或太大，应保持在5左右的原因是 。
(4)“沉镍、钴”中，最先沉淀的离子是 (填离子符号)，若要将溶液中的镍和钴完全沉淀，溶液中的c(S2 )不低于 mol·L 1。
(5)“沉铁”中，发生反应的离子方程式为 。
18．（2023·陕西商洛·统考三模）固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3，SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。

请回答下列问题：
(1)LATP中钛的化合价为 价。
(2)“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。
(3)“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。
(4)“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是 。
(5)“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为 。
(6)本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。

(7)常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4+)≤1.0×10-5mol·L-1时可认为Ti4+沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c()最低为 mol·L-1。
19．（2018·河南郑州·校联考模拟预测）工业废弃铬渣对人体以及环境危害极大，铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+;某工厂从铬渣中提取硫酸钠的工艺如图1:
图1
已知:I.Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≦1.0×10-5mol/L)时pH分别为3.6和5;
Ⅱ.Cr2O72-还原产物为Cr3+。
(1)步骤2调节pH=3.6的目的为 ,“微热”的作用为 。
(2)Na2SO4和Na2Cr2O7的溶解度随温度变化曲线如图2,操作B的方法为 .

图2
A．蒸发结晶、趁热过滤 B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤
(3)步骤5中酸C不能选择硝酸的理由为 ，酸化、还原过程发生反应的离子方程式为 ，若将该反应设计为原电池(惰性电极)，则负极的电极反应式为 。
(4)Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=
(5)为了测定步骤3的滤液中Na2Cr2O7的浓度，进行步骤如下:
I.取100mL滤液;
Ⅱ.用cmol/L的标准KMnO4酸性溶液滴定bmL一定浓度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液bmL;
Ⅲ.取bmL滤液，用上述FeSO4溶液滴定，达到滴定终点时，消耗dmLFeSO4溶液；则步骤3的滤液中Na2Cr2O7的含量为 mol/L。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．(1) 75℃ 受热分解
(2)
(3)稀盐酸
(4)分解出HCl气体，抑制CeCl3水解
【分析】废旧玻璃粉末(主要含)中加入稀硫酸和双氧水的混合溶液进行酸浸，然后向浸出液中加入NaOH调节pH除，经过萃取与反萃取结晶析出，最后将固体和混合，加热脱水得无水。
【详解】（1）①稀硫酸和双氧水的混合溶液浸取玻璃粉末，浸取液中含有Ce3+，可知CeO2被还原成Ce3+，1mol得1mol电子，则应作还原剂，1mol失2mol电子，根据得失电子守恒以及元素守恒可得反应的离子方程式为：；
②由图可知当氢离子的浓度为2.5mol/L时，Ce的浸出率最高，温度在75℃之后随温度的升高Ce的浸出率增大不太明显，反而增加了能量消耗，因此温度选择75℃最适宜；高于85℃时，不稳定受热易分解，从而导致铈元素浸出率下降；
（2）开始沉淀时，，，完全沉淀时，，；完全沉淀时，，；因此为了防止Ce3+沉淀，同时为确保铝完全沉淀， pH值范围应为：；
（3）向分离所得有机层中加入稀盐酸，可使Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层)平衡逆向移动，从而使CeT3(有机层)转变成Ce3+(水层)得到纯净的CeCl3溶液，故答案为：稀盐酸；
（4）CeCl3·7H2O直接加热分解出水，会使CeCl3发生水解，加热氯化铵固体，其受热分解生成的HCl可以抑制CeCl3水解，故答案为：分解出HCl气体，抑制CeCl3水解。
2． CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4（s） Ca2+（aq）+SO42﹣（aq），加入Na2CO3溶液后，CO32﹣离子与Ca2+结合，生成更难溶的CaCO3沉淀；Ca2+离子浓度减少，使上述平衡向着更难溶的方向移动 将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生 NH3 H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O 铁 减小 0.448
【详解】粗盐水加入沉淀剂沉淀Ca2+、Mg2+和SO42-离子，过滤得到滤液，调节溶液pH至酸性，加热浓缩得到饱和氯化钠溶液，电解得到氢氧化钠、氯气和氢气，通入氨气、二氧化碳得到碳酸氢钠晶体，加热分解得到碳酸钠。
（1）CaSO4存在下列的溶解平衡：CaSO4（s） Ca2+（aq）+SO42-（aq），加入Na2CO3溶液后，CO32-离子与Ca2+结合，生成更难溶的CaCO3沉淀；Ca2+浓度减少，使上述平衡向着更难溶的方向移动。
（2）Y电极接电源正极，则Y为阳极，氯离子放电生成Cl2，氯气可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，如果湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，则证明有Cl2生成；
故答案为将湿润的KI淀粉试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生；
（3）生石灰和水反应生成氢氧化钙且放出热量，氢氧化钙和铵根离子反应生成NH3，所以能循环利用的气体是NH3，
故答案为NH3；
（4）甲为燃料电池装置，通入燃料H2的电极是负极、通入氧化剂O2的电极是正极；乙和丙装置均为电解池装置，所以Fe为阴极，石墨为阳极，精铜为阴极，粗铜为阳极。
①通入H2的电极是负极，负极失电子，发生氧化反应，电极反应为H2 2e +2OH ═2H2O，
故答案为H2 2e +2OH ═2H2O；
②甲装置为饱和NaCl溶液的装置，铁电极作阴极，阴极上氢离子放电，同时电极附近有氢氧根离子生成，溶液呈碱性，无色酚酞试液在铁极附近变红色；
故答案为铁；
③丙装置为粗铜的电解精炼，纯铜为阴极，阴极电极反应为Cu2++2e ═Cu，粗铜为阳极，粗铜中含有锌、银等杂质，锌比铜活泼，会先于铜放电，电极反应为：Zn-2e ═Zn2+、Cu-2e ═Cu2+,所以阳极产生的Cu2+少于阴极减少的Cu2+，导致溶液中硫酸铜浓度降低；
故答案为减小；
④有224mL氧气即0.01mol氧气参加反应，则电路中转移电子数为0.04mol； Fe电极电极反应为：2H++2e ═H2↑，串联电路中转移电子相等，所以氢气的物质的量为0.02mol，体积为0.448L。
故答案为0.448；
3．(1)增大接触面，加快浸出速率和提高原料的利用率
(2) 和 烧杯、玻璃棒和漏斗
(3)
(4)
(5)用稀盐酸洗涤，可以防止其水解和降低其溶解度
【分析】铜转炉白烟灰(主要成分是，还含、、、及CuO、)，加入稀硫酸酸浸后过滤，滤渣1为和，滤液中含有、、、，将滤渣溶于稀盐酸，得到溶液，滤渣2为，得到的溶液，调节得到，再经过洗涤，加入，得到产品。
【详解】（1）“酸浸1”时，铜转炉白烟灰与稀硫酸逆向加入，硫酸以喷雾形式，其目的是：增大接触面，加快浸出速率和提高原料的利用率；
（2）根据分析，滤渣1的成分是和；在实验室进行“过滤1”需要的玻璃仪器为：烧杯、玻璃棒和漏斗；
（3）“酸浸1”中与稀硫酸反应生成，化学方程式为：；
（4）“酸浸2”中与盐酸反应转化为，该反应的离子方程式为：；
（5）用稀盐酸洗涤，可以防止其水解和降低其溶解度。
4． Cu 和O 量筒、烧杯 避免除杂时消耗过多的氨水 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ 5:1 减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ 2.5×107L3/moL3 Cu+Cl—e-=CuCl
【详解】（1）从流程过程看出，铜矿粉在空气中灼烧后生成二氧化硫气体和铜，硫元素被氧化，铜元素和氧元素被还原；正确答案：Cu 和O。
（2）配制酸浸所用的硫酸，由于98% H2SO4和水为等体积混合，因此分别用量筒量一定体积水放入烧杯中，再用量筒量取相同体积的98% H2SO4转移到烧杯中，混合搅拌；酸浸”时硫酸是用来溶解氧化铁，但是酸剩余的太多，后面反应中还要加入过多的氨水来中和硫酸；正确答案：量筒、烧杯；避免除杂时消耗过多的氨水。
（3）溶液中亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀；除杂”的总反应方程式是2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ ；正确答案： 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+。
（4）根据流程可知“络合”反应Cu2++HCO3-+5NH3= Cu(NH3)4CO3+NH4+，NH3与NaHCO3理论比值是5:1；正确答案：5:1。
（5）Cu(NH3)4CO3加热分解产生氨气，氨气易溶于水，因此减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出 ；正确答案：减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出。
（6）SO2具有还原性，能够被铜离子氧化为硫酸根离子，本身还原为亚铜l离子，与氯离子结合生成CuCl沉淀，离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ ；根据2Cu+=Cu+Cu2+的平衡常数K1=1×106可知：c(Cu)×c(Cu2+)/c2(Cu+)=1×106，c(Cu)×c(Cu2+)=106×c2(Cu+)；2CuCl=Cu+Cu2++2Cl-，K=c(Cu)×c(Cu2+)×c2(Cl-)=106 c2(Cu+)×c2(Cl-)=106×Ksp2(CuCl)= 106×（2×10-7）2=4×10-8；反应Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl的平衡常数K2=1/ K=2.5×107L3/moL3；正确答案：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+； 2.5×107L3/moL3 。
（7）铜为阳极，首先失去1个电子，变为亚铜离子，然后亚铜离子与氯离子结合生成CuCl，阳极电极反应式Cu+Cl--e-=CuCl；正确答案：Cu+Cl--e-=CuCl。
5． +3 +2H++5H2O=4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 2H2O+Mg2++2e-=H2↑+Mg(OH)2↓ H2O2+2H++2e-=2H2O 0.045mol·L-1 没有 碱式 99%
【分析】硼镁矿主要成分为Mg2B2O5 H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7 10H2O，向硼镁矿中加入NaOH浓溶液，反应后得到NaBO2溶液和含有Mg的滤渣，用较浓盐酸溶解该滤渣得到MgCl2溶液，然后通过蒸发浓缩冷却结晶得到MgCl2·7H2O，在HCl气流中加热MgCl2·7H2O得到MgCl2固体，电解熔融MgCl2得到金属Mg；向NaBO2溶液中通入适量CO2气体得到硼砂，然后加入热水，用H2SO4调pH2～3制取H3BO3，加热得到B2O3；B2O3与Mg在高温下反应产生粗硼和MgO。
【详解】(1)硼砂的化学式为Na2B4O7 10H2O，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价-2价，依据化合价代数和计算得到硼元素化合价为+3价；Na2B4O7 10H2O用热水溶解，并用H2SO4调pH2～3，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3，反应的离子方程式为：+2H++5H2O=4H3BO3，H3BO3晶体加热脱水产生B2O3，故X是 B2O3，B2O3与Mg反应生成粗硼和氧化镁，反应的化学方程式为3Mg+B2O32B+3MgO；
(2)MgCl2 7H2O需要在HCl氛围中加热，是为了防止氯化镁水解生成Mg(OH)2；若用惰性电极电解MgCl2溶液，阴极上溶液中的H+得到电子生成H2，H+放电破坏了附近的水的电离平衡破坏，水电离生成OH-浓度增大，OH-和Mg2+形成Mg(OH)2沉淀，则阴极反应式为：2H2O+Mg2++2e-=H2↑+Mg(OH)2↓；
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg+H2O2+2H+═Mg2++2H2O，正极上H2O2得到电子生成H2O的反应，正极的电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O；若起始电解质溶液pH=1，则pH=2时溶液中，△c(H+)=0.1 mol/L-0.01 mol/L=0.09 mol/L，依据反应方程式得到Mg2+离子浓度c(Mg2+)=0.045 mol/L；Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，当溶液pH=6时，c(OH-)=10-8 mol/L，则Qc=c(Mg2+)×c2(OH-)=0.045 mol/L×10-16 mol/L=4.5×10-18＜Ksp[Mg(OH)2]，说明没有Mg(OH)2沉淀生成；
(4)Na2S2O3溶液水解使溶液呈碱性，因此应该选择碱式滴定管盛装；Na2S2O3溶液的物质的量为：n(Na2S2O3)=c·V=0.30 mol/L×0.018 L=0.0054 mol，根据关系式：
B～BI3～I2～3S2O32-，可知n(B)=n()=0.0018 mol，m(B)= 0.0018mol×11g/mol=0.0198 g，则粗硼中硼的含量为：×100%=99%。
6．(1)、温度75℃
(2) 有机层 分液
(3)还原得到
(4)
(5)
(6)
【分析】铈矿石粉焙烧后用硫酸浸取，过滤，滤液中含有、，用(HA)2萃取，进入有机层、进入水层，有机层加硫酸、双氧水把还原为，分液，水层中加次氯酸钠把氧化为，加氢氧化钠除去、后，再沉淀得到Ce(OH)4，Ce(OH)4灼烧生成CeO2，用铝还原CeO2得Ce。
【详解】（1）根据图示，=2.5时浸取率最高，75℃时浸取率最高，所以最适宜的条件是、温度75℃。
（2）和部分杂质离子能被试剂萃取，则不能，根据流程图，B层液体加NaClO溶液氧化生成Ce(OH)4，可知B层液体中含有Ce3+，则A层为有机层、B为水层；操作Ⅰ是分离有机层和水层，所以操作Ⅰ的名称为分液。
（3）加入后Ce元素进入水层，可知的作用为还原得到；
（4）易与一个结合，加入稀硫酸平衡正向移动，有利于Ce元素进入水层；
（5）根据表格数据，为完全除去、，pH≥4.6，为不生成沉淀，pH<8，则调节溶液pH的范围是。
（6）CeO2和铝反应生成Ce和氧化铝，反应方程式为。
7．(1)、
(2) 酸浸后溶液中的催化分解或酸浸时温度过高使分解
(3)
(4) 促进平衡向正反应方向移动，提高萃取率 稀硫酸
(5)将固体缓慢加入“溶液”中并不断搅拌，控制
(6)
【分析】含钴镍废料主要成分为、，还含少量、和，加硫酸、过氧化氢酸浸时，中+3价被还原为，、、溶于硫酸分别生成、、，不溶，酸浸后过滤分离出，固体，滤液中含、、、、，加碳酸钠溶液调使转化为黄钠铁矾沉淀，再加萃取剂萃取，有机相含，水相含，水相中加碳酸氢铵生成CoCO3沉淀，有机相加稀硫酸反萃取得硫酸镍溶液。
【详解】（1）和硫酸不反应，BaO和硫酸反应生成硫酸钡沉淀，所以“滤渣Ⅰ”的主要成分是、；
（2）“酸浸”时被还原为，被氧化为氧气，发生氧化还原反应的离子方程式是；酸浸后溶液中的催化分解，所以实际消耗的量大于理论值；
（3）加碳酸钠溶液调，硫酸铁和碳酸钠反应生成沉淀，该反应的离子方程式为；
（4）在萃取过程中加入适量氨水，氢离子浓度降低，使平衡向正反应方向移动，提高萃取率。加入硫酸，氢离子浓度增大，可以使平衡向逆反应方向移动，所以“反萃取”需要往有机层中加入硫酸。
（5）由流程图知，“沉钴”过程的目的是生成沉淀，因此加沉钴时，应避免生成沉淀，由知，若“溶液”中，=10-6.5mol/L，c(H+)=10-7.5mol/L，则应控制溶液，所以“沉钴”过程的具体操作是将固体缓慢加入“溶液”中并不断搅拌，控制。
（6）充电时，阳极失去电子，发生氧化反应，根据总反应，阳极的电极反应为。
8．(1) 碳酸氢铵受热易分解，温度高时，因其分解而使浸出率下降，且氨气在水中的溶解度随温度的升高而下降 加快反应速率
(2)
(3)除去滤液中的双氧水
(4) 碱性 当pH<5时，铬主要以重铬酸根形式存在
【详解】（1）(1)①碳酸氢铵受热易分解，温度高时，因其分解而使浸出率下降，且氨气在水中的溶解度随温度的升高而下降；根据题意，氢氧化铜被浸出的化学方程式为，故填碳酸氢铵受热易分解，温度高时，因其分解而使浸出率下降，且氨气在水中的溶解度随温度的升高而下降、；
②氨浸时，加入催化剂的目的是加快反应速率，故填加快反应速率；
（2）(2)氧化时，被氧化成铬酸根，离子方程式为，故填；电镀污泥中含亚铁离子和铁离子，氧化时其中亚铁离子被氧化成铁离子，在碱性条件生成氢氧化铁，所以滤渣的主要成分为，故填、；
（3）(3)氧化时溶液中含有过量双氧水，煮沸的目的是除去滤液中的双氧水，故填除去滤液中的双氧水；
（4）(4)根据题意，所得目标产物为铬黄，当pH<5时，铬主要以重铬酸根形式存在，所以沉铬时应在碱性条件下，故填碱性、当pH<5时，铬主要以重铬酸根形式存在。
9． 抑制Fe2+的水解 洗去固体表面的水，易于干燥 81.2% 偏大
【分析】根据流程分析可知，草酸亚铁晶体溶解变成铁离子、铵根离子、硫酸根离子，加入饱和H2C2O4后制备FeC2O4，静置过滤出FeC2O4·2H2O，之后洗涤晒干得到FeC2O4·2H2O，据此分析回答问题。
【详解】(1)溶液中Fe2+是弱碱阳离子会水解，水解显酸性，加入稀硫酸的作用是抑制Fe2+的水解；
(2)无水乙醇挥发快,清洗完后表面残留会马上挥发，所以目的是洗去固体表面的水，易于干燥；
(3)①解：n(KMnO4)＝0.200 mol/L×33.00×10-3 L＝6.6×10-3 mol
设n(FeC2O4·2H2O)＝x，n[Fe2(C2O4)3]＝y
则有：180 x＋376 y＝1.996 g ①
根据电子守恒有：3x＋6y＝6.6×10-3mol×5 ②
解由①②组成的方程组得：x＝0.009 mol y＝0.001 mol
样品中FeC2O4·2H2O的质量分数81.2%；
②酸性环境下，KMnO4既能氧化Fe2+，又能氧化C2O，自身被还原为Mn2+，转移电子数为5，如果酸度控制不当，MnO部分会被还原为MnO2，转移电子数为3，根据氧化还原反应转移电子数规律，电子数转移越少，消耗物质的量越多，所以消耗KMnO4溶液的体积偏大；
10．(1) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 3
(2) 强 小
(3)高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe(OH)3胶体，有吸附性起净水作用
(4)3∶1
【分析】分析湿法制备高铁酸钾的流程，反应Ⅰ为氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应Ⅱ为Fe(NO3)3被NaClO氧化生成高铁酸钠，调节pH使溶液中Fe3+、转化为沉淀，再加入稀KOH溶液，过滤除去氢氧化铁，再加入饱和KOH溶液可增大K+浓度，促进K2FeO4晶体的析出，用异丙醇洗涤粗品可以减少高铁酸钾的溶解损失。
【详解】（1）①反应I的反应即Cl2与NaOH的反应，化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；
②反应Ⅱ为硝酸铁和次氯酸钠发生氧化还原反应，硝酸铁做还原剂，次氯酸钠做氧化剂，化学方程式为2Fe(NO3)3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+6NaNO3+3NaCl+5H2O，离子方程式为；
③根据25℃时Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38，反应Ⅱ后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol·L-1，生成沉淀时c(OH-)10-11mol/L，c(H+)10-3mol/L，可得pH=3；
（2）①高铁酸钠为氧化剂，O2为氧化产物，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，所以高铁酸钠的氧化性比O2强；
②根据信息中向高铁酸钠溶液中加入饱和KOH溶液，发生的反应为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4↓+2NaOH，析出高铁酸钾，则高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠小；
（3）高铁酸钾中铁元素+6价，具有很强的氧化性，能杀菌消毒，在水中被还原生成Fe(OH)3胶体，有吸附性，可以吸附水中的杂质起净水作用；
（4）由题干信息可知干法制备的原理是，Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾(K2FeO4)和KNO2等产物，铁元素由+3价升高至+6价，Fe2O3做还原剂，氮元素由+5价降低至+3价，KNO3做氧化剂，化合价升降最小公倍数为6，再根据原子守恒写出反应方程式为，Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O，由反应可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶1。
11． 过滤 Al2O3 + 6H+= 2Al3++ 3H2O 把煤渣粉碎， 搅拌（使粉煤灰与硫酸溶液充分接触），适当延长酸浸的时间，增大硫酸浓度，升高温度（任答2条） CaSO4 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，增大了Ca2+浓度，使c(Ca2+)·c(SO42－)> Ksp（CaSO4），导致Ca2++SO42－= CaSO4↓或：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，促进CaCO3（s）沉淀溶解平衡向溶解方向移动，增大了Ca2+浓度，使c(Ca2+)·c(SO42－)> Ksp（CaSO4），促进CaSO4（s）沉淀溶解平衡向沉淀方向移动 Al2(SO4)3·2Al(OH)3+3SO2＝Al2(SO4)3·Al2(SO3)3 +3H2O 2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3 + 3O2＝ 4Al2(SO4)3
【详解】试题分析：煤渣主要含有Al2O3、SiO2，煤渣和稀硫酸混合，发生反应Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，SiO2和稀硫酸不反应，则操作①为过滤，过滤溶液得滤渣1为SiO2，滤液中含有Al2（SO4）3，调节pH=3.6，加入CaCO3粉末，发生反应CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O，CaSO4为微溶物，所以滤渣2的成分主要为CaSO4，过滤得滤液最终得产品。（1）通过以上分析知，酸浸时反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，氧化铝和稀硫酸完全反应、二氧化硅和稀硫酸不反应，故操作①为过滤；所以滤渣I的成分为SiO2，则酸浸的离子方程式为：Al2O3 + 6H+= 2Al3++ 3H2O；为了提高酸浸时铝元素的浸出率，可采取的措施把煤渣粉碎，搅拌（使粉煤灰与硫酸溶液充分接触，增大接触面积），适当延长酸浸的时间（延长接触时间），增大硫酸浓度，升高温度等；（2）通过以上分析知，滤渣2的成分是CaSO4，固体2生成的主要原因：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，增大了Ca2+浓度，使c(Ca2+)·c(SO42－)> Ksp（CaSO4），导致Ca2++SO42－= CaSO4↓；（4）碱式硫酸铝溶液吸收SO2生成Al2(SO4)3·Al2(SO3)3，再向该溶液通入足量空气，生成一种硫酸盐，则为碱式硫酸铝溶液吸收SO2生成Al2(SO4)3·Al2(SO3)3，+4价S易被氧化，故通入空气则被氧化为硫酸盐，故化学方程式为：Al2(SO4)3·2Al(OH)3+3SO2＝Al2(SO4)3·Al2(SO3)3 +3H2O，2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3 + 3O2＝ 4Al2(SO4)3。
考点：化学工艺流程。
12． 加热或搅拌或适当增大硫酸浓度 Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋ SiO2 Fe FeSO4＋2NH4HCO3=Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑ 140 NaNO2被还原为氮氧化物，污染空气 还原剂消耗完，空气进入使铁再次氧化
【分析】该流程是以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(FeOOH)，“酸浸”过程中加入硫酸，SiO2与硫酸不发生反应，Fe2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3，再向溶液中加入过量铁粉将Fe2(SO4)3还原为FeSO4，然后将溶液过滤，滤渣为SiO2、Fe，向滤液中加入NH4HCO3，与Fe2+之间发生双水解反应生成CO2、Fe(OH)2，再向溶液中通入空气，将Fe(OH)2氧化为FeOOH，然后过滤得到产品，以此进行解答。
【详解】（1）“酸浸”为Fe2O3与硫酸反应，属于固液反应，加快溶解速率的方法有：加热或搅拌或适当增大硫酸浓度；
（2）“还原”过程为Fe与Fe2(SO4)3反应生成FeSO4，其离子方程式为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋；
（3）由上述分析可知，滤渣中主要成分为SiO2、Fe；
（4）①“沉铁”过程为NH4HCO3与FeSO4之间发生双水解反应，其化学反应方程式为FeSO4＋2NH4HCO3=Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋2CO2↑；
②当“沉铁”反应完成时，溶液中===140；
（5）“氧化”时，用NaNO2浓溶液代替空气氧化Fe(OH)2浆液，氧化过程中，铁元素化合价升高，氮元素化合价降低生成NO，而NO是污染性气体，会污染空气；
（6）焦炭还原硫酸渣炼铁实质为焦炭与氧气反应生成还原性气体CO，CO在高温条件下还原硫酸渣，当焙烧时间超过15min后，CO反应完全，而后空气进入会将铁氧化，使得金属产率下降。
13． FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O + H2C2O4 = FeC2O4·2H2O + (NH4)2SO4 + H2SO4 + 4H2O 温度过高，H2O2分解，温度过低反应速率慢 当滴入最后一滴标准液时，溶液变为浅紫色，且30s内不恢复到原来的颜色 7﹕2 制备过程中加入了过量的草酸，样品中混有K2C2O4
【分析】根据题意，结合流程，黄色沉淀为，其反应的方程式为，过滤洗涤得纯净的，再加双氧水，在碱性环境下将Fe元素氧化，这里不宜采用高锰酸钾，因为其氧化性很强，会将草酸根氧化从而使产品纯度严重下降甚至得不到相应产物。
【详解】Ⅰ.(1)该反应为复分解反应，其反应生成的化学方程式为，故填；
(2)过程Ⅱ中有参与，温度过高，其受热分解，温度过低，反应速率慢，故填温度过高，H2O2分解，温度过低反应速率慢；
Ⅱ.(3)滴定过程中溶液为翠绿色，高锰酸钾为紫色，用高锰酸钾作标准液滴定时的终点现象为当滴入最后一滴标准液时，溶液变为浅紫色，且30s内不恢复到原来的颜色，故填当滴入最后一滴标准液时，溶液变为浅紫色，且30s内不恢复到原来的颜色；
(4)根据，可得溶液中的浓度为
=0.07mol/L，物质的量为=0.007mol；亚铁离子与高锰酸根反应的方程式为，溶液中=5==0.0002mol。扩大十倍得100mL溶液中，即得==7:2，故填7:2；
(5) 若反应Ⅱ时加入了过量的草酸钾，使晶体中残留少量草酸钾，则测量时测得的>3:1，故填制备过程中加入了过量的草酸，样品中混有K2C2O4。
14．(1)Mg(OH)2
(2) +3
【分析】硼镁矿加入NaOH溶液后得滤渣是Mg(OH)2，向滤渣加入浓盐酸，通过蒸发结晶得到，为防止镁离子水解，需要在氯化氢气流中加热，电解熔融的氯化镁得到镁；滤液中主要是NaBO2，通入适量二氧化碳气体得到硼砂，将硼砂溶于热水再调节pH得到H3BO3，加热得到B2O3，Mg与B2O3发生置换反应得到粗硼。
(1)
结合滤渣加入浓盐酸后得到，滤渣又由硼镁矿与NaOH溶液反应得到，推测滤渣是Mg(OH)2；
(2)
硼砂的化学式为，Na的化合价为+1，O为-2，根据化合价代数和为0，可得B的化合价为+3；硼砂中Na2B4O7在酸性溶液中生成H3BO3，反应的离子方程式为：。
15． 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3+＋2 H2O Al(OH)3 Fe(OH)3 抑制CoCl2 水解 冷却结晶
【详解】(1)双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(2)加入CoCO3调pH为5.2～7.6，则操作I获得的滤渣成分为Fe(OH)3、Al(OH)3；
(3)CoCl2为强酸弱碱盐，阳离子水解导致溶液呈酸性，加入稀盐酸能抑制水解，所以加入稀盐酸的目的是抑制CoCl2水解；
(4)操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
【点睛】明确制备原理是解题关键，向含钴废料中加入过量稀盐酸，Fe、Al和稀盐酸反应生成FeCl2、AlCl3、CoCl2，向溶液中加入双氧水和CoCO3，双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，离子反应方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，加入CoCO3，调节溶液的pH至7.6，使Fe(OH)3、Al(OH)3生成沉淀，然后过滤，滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液中含有CoCl2，然后向滤液中加入稀盐酸，抑制CoCl2水解，然后采用蒸发浓缩、冷却结晶和过滤方法得到CoCl2 6H2O。
16．(1)SiO2、CaSO4
(2) 促进铁离子水解形成氢氧化铁沉淀 H2O2+2 Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+
(3)
(4)脱钙镁
(5)蒸发浓缩
【分析】含锌矿渣硫酸酸浸后氧化钙转化为硫酸钙进入滤渣1，二氧化硅不与硫酸反应，进入滤渣a，其他氧化物与稀硫酸反应转化离子留在滤液中，金属阳离子为：Zn2+、Fe2+、Fe3+，加试剂过氧化氢氧化将亚铁离子转化为铁离子，加试剂氧化锌调节pH值使铁离子形成氢氧化铁沉淀，进入滤渣b，最终滤液中为硫酸锌溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产物。
【详解】（1）原料中的二氧化硅不溶于硫酸，氧化钙可以和硫酸反应生成硫酸钙，故滤渣a为SiO2、CaSO4。
（2）氧化除杂时加入ZnO可以促进铁离子水解形成氢氧化铁沉淀；过氧化氢可以将二价铁氧化为三价铁，方程式为：H2O2+2 Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+。
（3）25℃时，“脱钙镁”后的滤液中，=。
（4）滤渣c主要为CaF2，MgF2，两者和硫酸反应生成HF，可进入脱钙镁工序循环利用。
（5）从溶液中得到晶体，方法为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。
17．(1)还原剂
(2) SiO2、PbSO4、BaSO4、CaSO4 将焙烧产物粉碎、适当增大H2SO4的浓度(或搅拌溶液等)
(3)pH小于5时，由HFH++F 可知，酸性太强，Ca2+、Mg2+可能会因F 浓度太小而不能完全沉淀，pH大于5时，溶液中Fe2+(Co2+、Ni2+)会以氢氧化物的形式沉淀
(4) Co2+ 1.42×10 19
(5)Fe2+++NH3·H2O＝FeCO3↓+H2O+
【分析】焙烧时，碳将黄钠铁矾中+3价的铁还原为+2，硫酸酸浸后二氧化硅不溶，硫酸钡、硫酸铅难溶，过滤后得到浸渣，向滤液中加入氟化钠沉淀钙离子和镁离子，过滤后滤液中通入硫化氢沉淀镍离子和钴离子，最后向滤液中加入氨水和碳酸氢铵沉铁得到碳酸亚铁，煅烧碳酸亚铁得到- Fe2O3粉体，据此解答。
【详解】（1）“焙烧”中，无烟煤除了用作燃料以外，还用作还原剂，将黄钠铁矾中+3价的铁还原为+2，故答案为：还原剂；
（2）“酸浸”后，硫酸镁、硫酸镍、硫酸钴、硫酸亚铁，部分硫酸钙溶于水，形成混合溶液，难溶于水的硫酸钡、硫酸铅、二氧化硅，部分硫酸钙进入滤渣中，所以浸渣的主要成分有硫酸钡、硫酸铅、二氧化硅，硫酸钙，能提高浸出率的措施有将焙烧产物粉碎，适当的增大硫酸浓度、加快搅拌等，故答案为：SiO2、PbSO4、BaSO4、CaSO4；将焙烧产物粉碎，适当的增大硫酸浓度；
（3）“沉钙、镁”中，溶液的pH不宜太小或太大，若pH太小，由HFH++F 可知，酸性增强，H+与F-生成HF，降低了F-的浓度，导致钙、镁离子不能沉淀，若pH大于5，溶液的Fe2+、Co2+、Ni2+会形成氢氧化物沉淀，影响α-Fe2O3粉体的产量，故答案为：pH小于5时，由HFH++F 可知，酸性太强，Ca2+、Mg2+可能会因F 浓度太小而不能完全沉淀，pH大于5时，溶液中Fe2+(Co2+、Ni2+)会以氢氧化物的形式沉淀；
（4）由于CoS和NiS均为AB型，且CoS的Ksp更小，所以“沉镍、钴”中，最先沉淀的离子是Co2+，若要将溶液中的镍和钴完全沉淀，即Ni2+完全沉淀即可，根据Ksp（NiS）=c（Ni2+）×c（S2-），则溶液中的c（S2-）=mol L-1=1.42×10-19mol L-1，故答案为：Co2+；1.42×10-19；
（5）“沉铁”中，发生反应的离子方程式为Fe2+++NH3·H2O＝FeCO3↓+H2O+。
18．(1)+4
(2) 增大固体接触面积，提高碱浸速率 适当加热(或搅拌或适当增大NaOH溶液浓度等合理答案)
(3)Al2O3、SiO2
(4)成本增大
(5)3TiOSO4+4H3PO4=Ti3(PO4)4↓+3H2SO4+3H2O
(6)平衡气压、防倒吸稳定过滤速度等
(7)(或)
【分析】钛铁矿粉碎过筛后加入NaOH溶液，氧化铝、二氧化硅和NaOH溶液反应而除去，FeTiO3用稀硫酸酸浸，得到TiOSO4和FeSO4的混合溶液，加磷酸沉钛，得到Ti3(PO4)4，Ti3(PO4)4和AlPO4、Li3PO4高温反应得到LATP。
【详解】（1）LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，Li的化合价为+1价，Al为+3价，P为+5价，O为-2价，根据正负化合价代数和为0的原则，Ti的化合价为+4价；
（2）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率；为了达到加快反应速率的目的，还可以适当升温或搅拌，以及适当增加NaOH溶液的浓度等；
（3）钛铁矿粉碎过筛后主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2，加入NaOH溶液“碱浸”的目的是除去杂质Al2O3，SiO2；
（4）NaOH溶液、H2SO4溶液均具有强烈的腐蚀作用，NaOH 溶液和稀硫酸均不宜过量太多，使用过量的NaOH、H2SO4会增加成本；
（5）“沉钛”时加入磷酸生成Ti3(PO4)4的化学方程式为：4H3PO4 + 3TiOSO4 = Ti3(PO4)4↓+ 3H2SO4 + 3H2O；
（6）抽滤原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，抽气泵中的压强降低容易出现倒吸现象，需要加入“安全瓶”平衡气压，防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中且可以稳定过滤速度等；
（7）Ti3(PO4)4(s)3Ti4+(aq) + 4(aq)，Ksp= c3(Ti4+)·c4()，当Ti4+沉淀完全时cmin()=(或)。
19． 沉淀Fe3+ 加快反应速率、促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去 A 硝酸有氧化性且会引入新的杂质 3SO32- +Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O SO32--2e-+H2O= SO42-+2H+ 1.0×10-32 5cd/6b
【详解】（1）步骤②的目的是沉淀Fe3+，Fe3+完全沉淀时的pH=3.6，所以调节pH=3.6的目的为沉淀Fe3+；加热能加快反应速率，使Fe3+沉淀速率更快，同时因为水解反应吸热，“微热”还可以促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去；（2）根据图2溶解度与温度曲线，操作B的最佳方法为先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤，趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7析出，故答案选A；（3）硝酸有氧化性，会氧化Na2SO3，且会引入杂质NO3-，为保证最后得到纯净的硫酸钠，酸C为硫酸，不能选用硝酸等其他酸溶液。酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，SO32-变为SO42-，离子方程式为：3SO32- +Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；根据该反应可知，SO32-在反应中失去电子，所以负极电极反应为：SO32--2e-+H2O= SO42-+2H+；（4）恰好完全沉淀时离子浓度c=1.0×10-5mol/L, Cr3+完全沉淀时pH=5，c(OH-)=1.0×10-9mol/L,所以Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]= 1.0×10-5mol/L×(1.0×10-9mol/L)3=1.0×10-32；(5)根据MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，可得c(FeSO4)=5cmol/L，根据Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得bmL滤液中含有Na2Cr2O7物质的量=×10-3mol，则c(Na2Cr2O7)==mol/L。
点睛：本题综合考查了化学平衡原理、氧化还原反应、离子方程式的书写、沉淀溶解平衡和Ksp的有关计算。侧重于反应原理的应用的考查，分析时要根据题给信息，结合相关原理进行解答，易错点为（3），应该要明确：硝酸有氧化性，会氧化Na2SO3，且会引入杂质NO3-，为保证最后得到纯净的硫酸钠，酸C为硫酸，不能选用硝酸等其他酸溶液。
答案第1页，共2页
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