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无机化工流程题集训
1．苯胺焦油是工业上催化制苯胺的副产物，主要成分为苯胺，含有少量铂族贵金属、活性炭和Na、K、Fe。回收其中贵金属Pt、Pd的工艺流程如下。回答下列问题：
(1)①溶解的目的是去除焦油中的苯胺，若采用直接焚烧的方法去除苯胺会生成____________________(写一种)，造成环境污染
②苯胺易溶于乙醇的原因为______________________________
(2)“还原Ⅰ”时，PtO2、PdO被还原为金属单质。反应前后碳原子的杂化方式由_____变为_____
(3)“氧化浸出”时浸出液含2－、2－
①王水是浓盐酸和浓硝酸体积比3∶1的混合液，写出生成2－的离子方程式____________________
②从原子结构角度分析两种配合物配位数不同的原因是____________________
③图为Pt、Pd浸出率与浸出温度关系图，氧化浸出需对温度适度控制，有关说法正确的是_____(填字母)
a．温度控制在80 ℃左右 c．温度越高浸出率越低的原因可能是挥发导致王水浓度降低
b．温度控制在120 ℃左右 d．40 ℃时Pt的浸出率远低于Pd是因为温度低王水的氧化性弱
(4)“沉铂”时，已知Ksp＝5.2×10－6
①反应的化学方程式为_____________________________________________
②若NH4Cl的投料以固液比0.053 5∶1(g∶mL)时NH的消耗率为90%(忽略溶液体积变化)，“沉铂”所得溶液中Pt元素的物质的量浓度为__________mol/L
(5)“还原Ⅱ”时氧化产物为无毒气体，则该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____
2．CuCl广泛应用于化工、电镀等行业。工业上，常用海绵铜(Cu)为原料，用稀硝酸盐氧化分解技术生产CuCl，过程如下：
已知：CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿的空气中易水解氧化
(1)步骤①反应后溶液中NO无剩余，则该反应中得到的氧化产物是__________(填化学式)，实际生产中，为提高①的效率，可使用的一种方法是__________
(2)写出步骤③中主要反应的离子方程式________________________________________
(3)在步骤⑤中用pH＝2的酸进行“酸洗”。“酸洗”时使用的酸为______(填“硝酸”“硫酸”或“盐酸”)，理由是______
______________________________；步骤⑥可以提高产率，原因是_____________________________________
(4)在生产过程中，步骤①会产生一种污染性气体，其化学式为______，因此在生产过程中，要增加一步用O2和H2O吸收该气体的操作，对得到的溶液(含有HNO2)进行电解可制硝酸，电解的化学方程式为______________
(5)若用硝酸代替硝酸铵，为充分利用原料，理论上要使硝酸全部参与反应，则在加入原料过程中，硝酸和硫酸的物质的量之比为______
3．镓、锗都是重要的半导体原材料，利用锌浸出渣(主要成分有ZnO、Ga2O3、GeO2，还有FeO、Fe2O3、Bi2O3等杂质)制备镓和锗的流程如图：
已知：Ⅰ．单宁酸是一种有机沉淀剂，可与四价锗配合形成沉淀
Ⅱ．该工艺条件下，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－38，Ksp[Zn(OH)2]＝1×10－17
Ⅲ．镓与铝的性质相似，但高纯度的镓难溶于酸或碱
(1) “浸渣”的主要成分为________________
(2) “降铁浓缩”中c(Zn2＋)为0.1 mol/L，则除Fe3＋时应控制pH的范围是____________(已知：当溶液中某离子浓度小于1.0×10－5 mol/L时，可认为该离子沉淀完全)
(3) 若用H2R表示单宁酸，“沉锗”的反应原理为Ge4＋＋2H2RGeR2↓＋4H＋，该操作中需调节pH为2.5，不能过高或过低，原因是________________________________________________________
(4) HGaCl4与过量氢氧化钠反应的化学方程式为____________________________________________。“电解”得到单质镓，阴极的电极反应为________________________
(5) 步骤①～③目的为________________，“还原”过程中参与反应的H2体积为89.6 L(标准状况下)，则理论上步骤①中消耗SOCl2物质的量为________
4．从钼精矿焙烧烟尘(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)中回收铼的工艺流程如图所示。回答下列问题：
已知：①低价铼(Re)元素易被氧化。
②MoO3、Re2O7易溶于水生成H2MoO4、HReO4，其他钼、铼的氧化物难溶于水
③钼元素与硫酸根可形成配离子。
(1)500 ℃焙烧产物基本全部为MoO2。焙烧时MoS2反应的化学方程式为：
①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2；② _____________________________________________
(2)水浸时，加入H2O2的作用是 _______________________________________
(3)已知MoO3在水中的溶解度：
温度/℃ 18 30 45 60 70 80
溶解度(g/L) 0.106 0.257 0.365 0.421 0.466 0.518
水浸液中，钼的浓度约为10 g/L，可能原因为 ________________________。钼、铼的浸出率随温度的变化关系如图1所示，则水浸时，适宜的温度为 ________℃左右
(4)离子交换的原理为浸出液中的阴离子(如ReO)与树脂上的官能团发生交换反应达到平衡。浸取液中SO浓度对铼的吸附率影响如图2所示，铼的浸出率随SO浓度变化的原因为 ___________________________
5．工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Mg、Al、Si的氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)及副产品工艺流程如图。回答下列问题：
已知：最高价铬元素在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在
(1)“焙烧”工序中的主要反应的化学方程式为________________________________
(2)滤渣1的主要成分为____________
(3)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度的对数lg与pH的关系如图所示
①SiO完全转化为沉淀的离子方程式为________________________
②“酸化”过程选硫酸而不选CO2的主要原因是____________________________________
(4)“蒸发结晶”工序副产品为____________，分离副产品的操作为________________
(5)流程中可循环使用的物质有____________
(6)在溶液中，铝元素可以多种形式存在，如Al3＋、[Al(OH)4]－等，使铝元素以Al(OH)3的形式完全沉淀的pH范围是_______(保留两位有效数字){已知：通常认为溶液中离子浓度≤1.0×10－5mol/L为沉淀完全；Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－的K＝10－0.6；Kw＝10－14；Ksp＝10－33}。
6．湿法炼锌工业废水中主要阳离子有Zn2＋、H＋、Tl＋、Tl3＋。废水除铊的工艺流程如下。
已知：①Tl＋能够在pH为0～14的范围内以离子态稳定存在，不易与OH－形成沉淀
②Tl3＋易与废水中的有机物分子形成稳定的配合物，为了简便，通常用Tl3＋表示
③部分物质的Ksp
物质 Zn(OH)2 Tl(OH)3 ZnS Tl2S
Ksp 6.8×10－17 1.5×10－44 1.6×10－24 5.0×10－21
④排放标准：Tl的含量低于1.5×10－8 mol·L－1
(1)已知“氧化”步骤中 KMnO4被还原为MnO2且Tl＋氧化不彻底，请写出该反应的离子方程式： ________________
(2)“预中和”步骤，加Ca(OH)2至溶液的pH约为7，可减少“硫化”步骤中Na2S的使用量，还能减少______(填化学式)污染物的生成
(3)“硫化”步骤的主要目的是除去 ________(填离子符号)
(4)根据Ksp计算，若使溶液中Tl3＋的含量低于排放标准，溶液的pH应大于 ________，但是实际工艺流程需在“中和”步骤加Ca(OH)2至溶液的pH约为9，此时仍只有80%左右的铊离子能得到去除，其可能原因是_______________________________________________________
(5)“脱钙”步骤的目的是 ______________________________________
7．以红土镍镉矿(NiS、CdO，含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等杂质)为原料回收贵重金属Ni、Cd和Cu，其工艺流程如图所示：
已知：水溶液中物质得失电子的能力可用标准电极电势[E(高价态/低价态)]衡量，E越大说明高价态物质的氧化性越强、E越小说明低价态物质的还原性越强
物质 Cu2＋/Cu Pb2＋/Pb2＋ Cd2＋/Cd Fe2＋/Fe Ni2＋/Ni
E/V ＋0.34 －0.13 －0.40 －0.44 －0.26
(1)“浆化”的目的是 ________________________________
(2)滤渣Ⅰ中含有硫单质，写出“酸浸”时NiS反应的离子方程式 ______________________________；滤渣Ⅰ中还含有 ________(填化学式)
(3)溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时(浓度≤10－5 mol·L－1)的pH如下表，则物质X不可能是 __________；所调pH范围 ________
离子 Fe3＋ Fe2＋ Cd2＋ Cu2＋ Ni2＋
开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 4.7 6.8
沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 6.7 9.2
a．NiCO3　　　　　　b．CuO　　　　　　c．Cd(OH)2　　　　　　d．NaOH
(4)电解时阴极的电极反应为 ________________________________
(5)整个流程中可以循环使用的物质有 ________________(填化学式)
8．以含钼(Mo)废催化剂(含MoS2，以及Al2O3、Fe2O3、CuO等)为原料制备MoO3，其过程表示如下：
(1)焙烧。将废催化剂和足量NaOH固体置于焙烧炉中，通入足量空气加热至750 ℃充分反应。焙烧过程中MoS2转化为Na2MoO4的化学方程式为______________________________________________________
(2)浸取。将焙烧所得固体加水浸泡，然后过滤、洗涤。过滤后所得滤液中存在的阴离子主要有OH－、MoO、　____________。欲提高单位时间内钼的浸取率，可以采取的措施有________________________(任写一点)
(3)除杂。向浸取后的滤液中通入过量CO2，过滤。通入过量CO2的目的是________________________
(4)制备。向上述(3)所得滤液中加入硝酸调节溶液的pH小于6，使MoO转化为Mo7O，然后加入NH4NO3充分反应，析出(NH4)6Mo7O24·4H2O，灼烧后可得到MoO3。灼烧(NH4)6Mo7O24·4H2O得到MoO3的化学方程式为　________________________________________________
(5)应用。将MoO3制成V2O5－WO3－MoO3/TiO2催化剂，用于氨催化还原氮氧化物，一定压强下，将氨氮比为1.0的混合气体按一定流速通入装有上述催化剂的反应装置，测得NOx的转化率随温度的变化关系如图所示。在温度160～240 ℃之间，NOx转化率不高的原因是___________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
9．新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图如下：
资料：碳酸锂在水中的溶解度：
温度/℃ 0 20 40 60 80 100
溶解度/g 1.54 1.33 1.17 1.01 0.85 0.72
(1)过程ⅰ研磨粉碎的目的是_________________________________________
(2)过程ⅱ加入足量NaOH溶液的目的是除去Al，相关离子方程式为________________________________
(3)过程ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5 h后，实验结果如下表所示：
序号 酸 氧化剂 浸出液中Li＋浓度/(g/L) 滤渣中Li含量/%
实验1 HCl H2O2 9.02 0.10
实验2 HCl NaClO3 9.05 0.08
实验3 HCl O2 7.05 0.93
①实验2中，NaClO3能与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量，该反应的离子方程式为___________________________________________
②过程ⅲ最终选择H2O2作为氧化剂，原因是____________________________
③过程ⅲ得到的浸出液循环两次的目的是_____________________________
(4)浸出液中存在大量H2PO和HPO。结合平衡移动原理，解释过程ⅳ得到磷酸铁晶体的原因_________________
(5)对比过程ⅳ和ⅴ，说明过程ⅳ不用饱和Na2CO3溶液的原因_____________________________________
(6)过程ⅵ的操作为：将Li2CO3粗品加水溶解，蒸发结晶至有大量固体析出，_________________________________
10．从某工厂铜电解车间产生的难溶副产物黑铜泥(主要成分为Cu2As和Cu3As)和废水车间产生的含砷废渣(主要成分为As2S3)中回收铜和砷的一种流程示意图如下。
已知：沉铜过程主要发生反应As2S3＋3CuSO4＋4H2O===3CuS＋2HAsO2＋3H2SO4；HAsO2易分解生成微溶于水的As2O3；随着硫酸浓度的增大，As2O3在硫酸溶液中的溶解度变小。
(1)升温能加快氧化浸出的速率。温度过高时，浸出速率反而会下降，原因是________________________
(2)Cu2As和Cu3As被氧化为CuSO4和H3AsO4。Cu3As被氧化的离子方程式为__________________________
(3)沉铜前，需要对氧化浸出液进行稀释。稀释倍数对沉铜的影响如下图所示，稀释倍数较小时，滤渣2中As含量较高的原因是_________________________________
(4)上述流程中可循环使用的物质是__________________________
(5)粗三氧化二砷中砷含量的测定
ⅰ.取0.1 g样品于锥形瓶中，加入NaOH溶液，使样品完全溶解；
ⅱ.加入适量乙酸铅溶液，消除－2价硫的干扰；
ⅲ.用稀硫酸调pH＝8，加入3 g碳酸氢钠和少量淀粉溶液；
ⅳ.用c mol·L-1碘标准溶液(溶质按I2计)滴定，将砷氧化至最高价态。到达滴定终点时，消耗碘标准溶液V mL。
已知：样品中砷只以＋3价的形式存在。
①若样品中有－2价硫，没有步骤ⅱ，测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
②样品中砷的质量分数为________
③步骤ⅲ中加入碳酸氢钠，能保持滴定过程中溶液pH基本稳定，结合化学用语解释原因___________________
________________________________________________________________________
11．氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。一种以含锌烟灰(含有ZnO、CuO、PbO、FeO、Fe2O3、MnO、MnO2、CdO等)为原料制备氧化锌的工艺流程如图所示：
已知：ⅰ.二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子，如[Fe(NH3)2]2＋、[Mn(NH3)2]2＋、[Zn(NH3)4]2＋；
ⅱ.25 ℃时相关物质的Ksp如下表：
物质 MnS FeS ZnS PbS CdS CuS
Ksp 2.5×10－13 6.3×10－18 1.6×10－24 8.0×10－28 3.6×10－29 5.0×10－36
(1)基态Zn2＋核外电子具有的能级数目为_____个
(2)“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2，“氧化预处理”的目的是_________________________
(3)“氨浸”时生成多种配离子，其中生成[Zn(NH3)4]2＋的离子方程式为____________________________________
(4)已知：4NH3(aq)＋Cu2＋(aq)===[Cu(NH3)4]2＋(aq)　K＝1013，则[Cu(NH3)4]2＋(aq)＋S2－(aq)===CuS(s)＋4NH3(aq)的化学平衡常数K1＝__________
(5)“蒸氨”时得到混合气体e和固体Znx(OH)y(CO3)z。
①混合气体e可返回至__________工序循环利用；
②取11.2 g固体，经充分“煅烧”后得到氧化锌8.1 g，同时产生的气体通入足量Ba(OH)2溶液中，可得沉淀9.85 g，则固体Znx(OH)y(CO3)x的化学式为_______________(Zn－65，Ba－137)
(6)通过氢电极增压法可利用产品氧化锌进一步制得单质锌(如图)，储罐内ZnO溶解后形成[Zn(OH)4]2－，电解池中发生总反应的离子方程式为______________________________
【无机化工流程题集训】答案
1．(1)①NO、NO2、NOx、粉尘、含碳粉尘等(任意一种即可)
②苯胺与乙醇形成分子间氢键
(2)sp2　　sp　
(3)①3Pd＋2NO＋12Cl－＋8H＋===32－＋2NO↑＋4H2O
②两种配合物中心原子Pt的原子半径比Pd大
③bc
(4)“沉铂”时，已知Ksp＝5.2×10－6
①2NH4Cl＋H2===(NH4)2↓＋2HCl　
②5.2×10－4
(5)1∶1
解析： (2)“还原Ⅰ”时，PtO2、PdO被HCOOH还原为金属单质，同时生成CO2。在HCOOH、CO2中，碳原子的价层电子对数分别为3、2，则碳原子的杂化方式由sp2变为sp。(3)②两种配合物[PtCI6]2－、[PdCI4]2－中，由于Pt和Pd的原子半径不同，Pt的原子半径比Pd大造成配位数不同。③从图中可以看出，80 ℃左右时Pt、Pd的浸出率低于120 ℃时左右Pt、Pd的浸出率，a错误；浓盐酸、浓硝酸受热都易挥发，温度越高浸出率越低的原因可能是浓盐酸、浓硝酸挥发导致王水浓度降低，b正确；由a分析可知，温度应控制在120 ℃左右，c正确；40 ℃时Pt的浸出率远低于Pd是因为温度低时，较难形成[PdCl4]2－，d错误。(4)②若NH4Cl的投料以固液比0.053 5∶1(g∶mL)时，c(NH4Cl) ＝＝1 mol/L，NH的消耗率为90%，则溶液中c(NH4Cl)＝1 mol/L×10%＝0.1 mol/L，Ksp[(NH4)2PtCl6]＝5.2×10－6＝0.12×c{[PtCl6]2－}，c{[PtCl6]2－}＝5.2×10－4 mol/L，故“沉铂”所得溶液中Pt元素的物质的量浓度为c{[PtCl6]2－}＝5.2×10－4 mol/L。(5)“还原Ⅱ”时氧化产物中无毒气体为N2，依据得失电子守恒得n[ (NH4)2PtCl6]×4e－＝n(N2H4·H2O)×2×2e－，则n[(NH4)2PtCl6]∶n(N2H4·H2O)＝1∶1，故该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1。
2．(1)CuSO4　搅拌
(2)2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋
(3)硫酸　　硝酸会将CuCl氧化，而盐酸会提高溶液中Cl－的浓度，使CuCl溶解　　“醇洗”可以加快去除CuCl表面的水分，防止CuCl水解氧化　
(4)NO HNO2＋H2OHNO3＋H2↑
(5)2∶3　
解析：(1)溶解过程中，加入了硝酸铵和硫酸，就形成了具有氧化性的硝酸，可以溶解铜，反应生成硫酸铜，所以步骤①得到的氧化产物为CuSO4；为了提高步骤①的效率，一般可以采取的方法有：搅拌、升温、适当增加酸的浓度等。(5) 在生产过程中，会尽可能地让硝酸全部参与反应，由离子方程式知3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，其中H＋的量为8份，则HNO3的量为2份，硫酸的量为3份，即硝酸和硫酸的比至少要为2∶3。
3．(1)Ga2O3、GeO2、Bi2O3
(2)3≤pH＜6
(3)pH过高会生成Ge(OH)4，pH过低反应Ge4＋＋2H2RGeR2↓＋4H＋平衡逆向移动，均不利于生成GeR2
(4) HGaCl4＋5NaOH===NaGaO2＋4NaCl＋3H2O　GaO＋3e－＋2H2O===Ga＋4OH－
(5)获得纯度更高的GeO2　4 mol
解析：(2)Fe3＋完全沉淀时，Ksp＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝1×10－38，c(OH－)＝1×10－11 mol /L，pH＝3；当Zn2＋开始沉淀时，Ksp＝c(Zn2＋)·c2(OH－)＝1×10－17，c(OH－)＝1×10－8 mol /L，pH＝6；故pH范围是3≤pH＜6。(5) 流程中GaO2经过步骤①②③是为了除杂提纯，获得纯度更高的GeO2；根据题中转化关系和已知信息得到如下对应关系式为GeO2～2SOCl2～GeCl4～2H2，H2体积为89.6 L，其物质的量为4 mol，则SCCl2的物质的量为4 mol。
4．(1)MoS2＋6MoO37MoO2＋2SO2
(2)将低价铼元素进一步氧化为易溶于水的Re2O7
(3)溶液中的SO与钼形成配离子，增大了钼的溶解　50
(4)SO与ReO发生吸附竞争，使铼的吸附率下降
解析：烟尘(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)，焙烧过程中MoS2最终被氧化为MoO2，加入过氧化氢进行水浸，可将低价铼元素进一步氧化为易溶于水的Re2O7，经离子交换膜进行吸附和解吸后得NH4ReO4。(1)根据题干信息，500 ℃焙烧产物基本全部为MoO2，焙烧时MoS2与氧气反应生成MoO3，MoO3可被MoS2还原为MoO2，反应方程式：MoS2＋6MoO37MoO2＋2SO2。(2)Re2O7易溶于水，而原料中存在低价态的铼元素，加入H2O2可将低价铼元素进一步氧化为易溶于水的Re2O7。(3)经过焙烧和氧化后，溶液中存在SO，结合题干信息可知，SO与钼形成配离子，可增大了钼的溶解；水浸过程中既要考虑二者浸出率，同时还要考虑温度过高会导致过氧化氢受热分解，结合图像可知，水浸时，适宜的温度为50 ℃左右。(4)结合题干信息可知，SO与ReO可发生吸附竞争，从而导致铼的吸附率下降。
5．(1)4FeCr2O4＋7O2＋8Na2CO3===8Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2
(2)Fe2O3、MgO
(3)①SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO
②选择CO2会导致CrO不能尽可能多地转化为Cr2O
(4)Na2SO4　趁热过滤　
(5)二氧化碳、硫酸　
(6)4.7～9.6
解析：(4) “蒸发结晶”工序副产品为Na2SO4，溶解度随温度变化不大，故分离副产品的操作为趁热过滤。(6) 已知Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－的K＝10－0.6＝，溶液中离子浓度≤1.0×10－5mol/L为沉淀完全，则c(OH－)＝mol/L＝10－4.4mol/L，pH＝14－pOH＝14－4.4＝9.6；以Al3＋形式存在时，Ksp＝c(Al3＋)·c3(OH－)＝10－33，溶液中离子浓度≤1.0×10－5mol/L 为沉淀完全，则c(OH－)＝mol/L＝10－9.3mol/L, pH＝14－pOH＝14－9.3＝4.7，故使铝元素以Al(OH)3 的形式完全沉淀的pH范围是4.7～9.6。
6．(1)2MnO＋3Tl＋＋8H＋===2MnO2↓＋3Tl3＋＋4H2O　
(2)H2S　
(3)Zn2＋和Tl＋
(4)2　第一步氧化时Tl＋氧化不彻底，Tl2S也会溶解部分离子在溶液中
(5)除去加入的钙离子
解析：废水经过高锰酸钾氧化后，Tl＋被氧化为Tl3＋，加入氢氧化钙进行预中和，中和废水中所含H＋调节溶液pH，为下一步硫化做准备，加入硫化钠后Zn2＋和Tl＋生成ZnS沉淀和Tl2S沉淀，继续加入氢氧化钙使Zn2＋和Tl3＋沉淀完全后过滤，加入碳酸钠，与滤液中的钙离子反应生成碳酸钙沉淀，过滤，滤液经过离子交换进一步除去溶液中残余铊离子，达到达标水。(1)根据所给信息KMnO4被还原为MnO2，Tl＋被氧化为Tl3＋，可得该反应的离子方程式为2MnO＋3Tl＋＋8H＋===2MnO2↓＋3Tl3＋＋4H2O。(2)因为溶液中含有氢离子，与硫化步骤中要加入的硫离子会反应生成硫化氢有毒气体，所以要加Ca(OH)2至溶液的pH约为7。(3)硫化钠中的硫离子和Zn2＋和Tl＋生成ZnS沉淀和Tl2S沉淀。(4)根据Ksp[Tl(OH)3]＝c(Tl3＋)×c3(OH－)＝1.5×10－44，Tl3＋的排放标准为1.5×10－8 mol·L－1，则c(OH－)＝＝1×10－12，c(H＋)＝＝1×10－2，所以pH为2；中和步骤加Ca(OH)2至溶液的pH约为9，此时仍只有80%左右的铊离子能得到去除，其可能原因是第一步氧化时Tl＋氧化不彻底，Tl2S也会溶解部分离子在溶液中。(5)加入碳酸钠，与滤液中的钙离子反应生成碳酸钙沉淀，从而除去前面步骤中引入的钙离子。
7．(1)增大接触面积，加快酸浸反应速率
(2)2NiS＋O2＋4H＋===2Ni2＋＋2S＋2H2O　SiO2、PbSO4
(3)d　3.3≤pH<4.7　
(4)Ni2＋＋2e－===Ni、Cd2＋＋2e－===Cd
(5)Ni、CO、H2SO4
解析：镍镉矿浆化，然后通入空气加入稀硫酸进行酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不反应，PbSO4不溶，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液；向滤液中加入镍的不溶物调节pH，将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，X可以是碳酸镍或氧化镍等，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液；结合电极电位和不引入杂质，可向滤液中加入Y镍，置换出铜离子为铜，过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液；固体通入一氧化碳气化分离得到Ni(CO)4和镉；Ni(CO)4受热分解得到镍以及CO，则该工艺流程中可以循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。(1)“浆化”的目的是增大接触面积，加快酸浸反应速率，提高某些金属元素浸取率。(2)空气中氧气具有氧化性，酸性条件下氧化NiS得到硫单质，反应为2NiS＋O2＋4H＋===2Ni2＋＋2S＋2H2O；由分析可知，滤渣Ⅰ中还含有SiO2、PbSO4。(3)向滤液中加入不溶物X和溶液中氢离子反应调节pH，将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，而其他离子不沉淀，则需调pH范围为3.3≤pH<4.7；氢氧化钠溶液碱性太强且会引入钠离子，不合适，NiCO3、CuO、Cd(OH)2均为固态且和氢离子反应能调节pH不引入其他杂质，合适。故选d。(4)电解时阴极上Ni2＋和Cd2＋都得到电子发生还原反应，转化为金属单质，电极反应有Ni2＋＋2e－===Ni，Cd2＋＋2e－===Cd。(5)由分析可知，整个流程中可以循环使用的物质有Ni、CO、H2SO4。
8．(1)2MoS2＋9O2＋12NaOH2Na2MoO4＋4Na2SO4＋6H2O
(2)SO、[Al(OH)4]－　将固体粉碎、适当搅拌、适当升高温度等　
(3)将[Al(OH)4]－全部转化为Al(OH)3沉淀除去
(4)(NH4)6Mo7O24·4H2O7MoO3＋6NH3↑＋7H2O
(5)温度160～240 ℃之间，催化剂的活性低，同时温度较低反应速率较慢，所以NOx的转化率不高
解析：(2)加水浸泡后，氧化铝与氢氧化钠反应生成可溶性的Na[Al(OH)4]，故过滤后所得滤液中存在的阴离子还有SO、[Al(OH)4]－。
9．(1)增大反应物间的接触面积，加快反应速率
(2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
(3)①ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
②Li＋的浸出率较高，且较环保(或节约酸和氧化剂的用量)　③提高浸出液中Li＋浓度(或提高氧化剂和酸的利用率或节约后续纯碱的用量)
(4)CO结合H＋，c(H＋)减小，H2POHPO＋H＋、HPOPO＋H＋这两个电离平衡均正向移动，c(PO)增大，与Fe3＋结合形成磷酸铁晶体
(5)过程ⅳ若使用饱和Na2CO3溶液，其中c(CO)较大，易形成Li2CO3沉淀与磷酸铁沉淀一同析出，减少高纯Li2CO3的产量
(6)趁热过滤，用热水洗涤，干燥
解析：(6)温度越高碳酸锂溶解度越小，过程ⅵ的操作是用热水洗涤，干燥。
10．(1)H2O2分解，浓度降低　
(2)2Cu3As＋11H2O2＋12H＋===6Cu2+＋2H3AsO4＋14H2O　
(3)HAsO2易分解生成As2O3，稀释倍数较小时，硫酸浓度较大，As2O3溶解度较小，导致滤渣2中As2O3含量较高　
(4)H2SO4　
(5)①偏大　
②0.75cV　
③滴定过程中产生H＋，平衡HCO＋H＋ H2CO3正移，使c(H＋)基本稳定
解析：在酸性条件下，Cu2As和Cu3As被氧化为CuSO4和H3AsO4，过滤后加入含砷废渣，沉铜后过滤，再用二氧化硫将滤液中的砷元素还原得到粗三氧化二砷。
(1)过氧化氢受热易分解，温度过高时过氧化氢分解而使过氧化氢浓度降低导致氧化浸出速率降低。
(2)Cu3As被过氧化氢在酸性条件下氧化生成CuSO4、H3AsO4和H2O离子方程式为：2Cu3As＋11H2O2＋12H＋===6Cu2+＋2H3AsO4＋14H2O。
(3)稀释倍数较小时，溶液中硫酸浓度较大，根据题中已知：HAsO2易分解生成微溶于水的As2O3；随着硫酸浓度的增大，As2O3在硫酸溶液中的溶解度变小，因此滤渣2中As2O3含量较高。
(4)在“还原”过程中有硫酸生成，氧化浸出中需要消耗硫酸，因此能循环使用的物质是硫酸。
(5)①若样品中有－2价硫，则碘标准液还需要氧化－2价硫导致标准液消耗体积偏大，最后测定结果偏高。②2As～As2O3～2I2，则有As～2I2，则150 g样品中As的质量分数为×100%＝0.75 cV。③用碘标准液滴定过程中会生成氢离子，碳酸氢钠的加入可以消耗氢离子HCO＋H＋ H2CO3平衡正向移动，从而维持溶液中氢离子浓度在一个稳定的水平。
11．(1)6　
(2)将含锌烟灰中的铁(Ⅱ)和锰(Ⅱ)分别氧化为FeOOH和MnO2，避免其在浸出时溶解
(3)ZnO＋4NH3·H2O＋2HCO===[Zn(NH3)4]2＋＋2CO＋5H2O
(4)2×1022
(5)①氨浸　
②Zn2(OH)2CO3
(6)H2＋[Zn(OH)4]2－Zn＋2H2O＋2OH－
解析：(1)锌元素的原子序数为30，基态Zn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，共有6个能级。(2) 由题给信息可知，Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)也能与氨配合生成配合物，则“氧化预处理”阶段得到FeOOH、MnO2的目的是避免加入氨水和碳酸氢铵溶液氨浸时溶解转化为可溶的配合物而影响后续分离。(4) 反应的平衡常数K1＝＝×＝＝＝2×1022。(5) ①e为含有氨气的混合气体，则混合气体可返回至氨浸工序循环利用。②由元素守恒可知，11.2 g Znx(OH)y(CO3)z 中锌元素的物质的量为 mol＝0.1 mol，碳酸根离子的物质的量为 mol ＝0.05 mol，由电荷守恒可知，Znx(OH)y(CO3)z中氢氧根离子的物质的量为2×0.1 mol －2×0.05 mol ＝0.1 mol，则x∶y∶z＝0.1 mol∶0.1 mol∶0.05 mol ＝2∶2∶1，所以固体Znx(OH)y(CO3)x的化学式为Zn2(OH)2CO3。(6) 由图示可知，左侧电极为电解池的阳极，碱性条件下氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成水，右侧电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，则电解池的总反应为H2＋[Zn(OH)4]2－Zn＋2H2O＋2OH－。
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