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大单元八　综合与应用
特训23　化学工艺流程(综合题)
1. (2025·南京二模)从铜阳极泥(含Cu、Ag、Au、Pd等)中回收贵金属的工艺流程如下：
(1) “酸浸”(已知柠檬酸化学式为H3C6H5O7，是一种三元弱酸)。
① 只用稀硝酸也可氧化浸出Pd生成Pd2＋和NO，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
② 添加柠檬酸可提高Pd的浸出率，除因为形成[Pd(C6H5O7)]－外，还有________________________________________________________________________。
③ HNO3和柠檬酸协同浸出Pd时，HNO3浓度过大使Pd浸出率降低的原因是________________________________________________________________________。
(2) “沉银”时[Ag(C6H5O7)]2－转化为AgCl。[Ag(C6H5O7)]2－中与Ag＋配位的原子为________。
(3) “氨浸”时反应为AgCl(s)＋2NH3(aq) ??[Ag(NH3)2]＋(aq)＋Cl－(aq)。该反应的平衡常数数值为________{已知：Ksp(AgCl)＝1.8×10－10；反应Ag＋(aq)＋2NH3(aq)??[Ag(NH3)2]＋(aq)的平衡常数K＝1.1×107}。
(4) “还原”在碱性条件下进行。理论上获得的n(Ag)∶n(N2)＝________。
(5) “置换”后的滤液可制备CuSO4·5H2O晶体，该晶体分解的TG(热重)曲线及DSC(热量变化)曲线如图所示。DSC曲线上650～850 ℃有两个吸热峰，可能发生的吸热反应为 CuSO4CuO＋SO3↑、________________。
2. (2025·苏州期末)以电炉钛渣(主要成分为Fe2TiO5，含少量CaTiO3等)为原料制备TiO2催化剂的流程如下：
(1) 原料：常温下，根据Ka(HF)＝3.375×10－4计算得到6 mol/L HF溶液中c(H＋)约为4.5×10－2 mol/L，实际测得6 mol/L的HF溶液中c(H＋)远大于4.5×10－2 mol/L，且存在稳定的HF，可能的原因是_______________________________________________________________________。
(2) 浸取：用浓度均为6 mol/L的HF和NH4F混合溶液浸取电炉钛渣，Fe2TiO5中Ti、Fe元素的浸出率随时间的变化如图1所示。已知：Fe2TiO5能与HF反应转化为FeF和TiF；NH能与FeF生成微溶的(NH4)3FeF6。
图1 　　　　　　　　图2
① 浸取时，发生反应的离子方程式为___________________________________________________。
② 实验表明，用浓度均为6 mol/L的HF和NH4F混合溶液浸出电炉钛渣的速率高于用12 mol/L HF溶液浸出的速率，其原因是_________________________________________________________。
③ 为提高Ti元素浸出速率，加料完成后，可采取的措施是___________________________________。
(3) 加氨
加入氨水的目的是___________________________________________________________。
(4) TiO2催化甲醇水溶液光解制H2，同时可得到HCHO、HCOOH等产物(如图2所示)。
光催化剂TiO2的表观量子产率为60%。实验测得催化剂吸收的光子数为1.4×10－4 mol，溶液中产生HCHO的物质的量为2×10－5 mol，根据以上数据计算生成HCOOH的物质的量(不考虑其他产物，写出计算过程)。
3. (2025·南通二模)以酸泥(主要含无定形Se、HgSe和少量Ag2Se)为原料制备灰硒(Se6)的流程如下：
已知：Ka1(H2SeO3)＝3×10－3、Ka2(H2SeO3)＝5×10－8。
(1)“氧化碱浸”中无定形Se被氧化为SeO的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________；其他条件不变时，Se浸出率随双氧水用量变化如图所示，当双氧水用量从80 mL/L增加到120 mL/L时，溶液中并未检测到H2O2残留，其原因是_____________________________________________________________________。
(2) “除银”时向滤渣中加入NaClO溶液和盐酸，Ag2Se、HgSe被氧化为H2SeO3。
① “除银”过程中的加料方式为________________________________________________________________________。
② 写出Ag2Se发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3) “沉汞”过程中，溶液pH＝7时存在的主要阴离子有________________________________________________________________________。
(4) 通过如下步骤测定灰硒产品中Se的质量分数。
步骤1：准确称取0.160 0 g灰硒产品，加入足量硝酸充分反应后生成H2SeO3溶液，配成100.00 mL溶液；
步骤2：取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入过量的硫酸酸化的KI溶液，充分反应；
步骤3：以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗20.00 mL Na2S2O3溶液。
已知：H2SeO3＋4I－＋4H＋===Se↓＋2I2＋3H2O；I2＋2S2O===2I－＋S4O。
计算灰硒产品中Se的质量分数(写出计算过程，Se—79)。大单元八　综合与应用
特训23　化学工艺流程(综合题)
1. (1) ①3Pd＋8H＋＋2NO===3Pd2＋＋2NO↑＋4H2O　②增大c(H＋)，加快了HNO3氧化Pd的速率　③HNO3氧化柠檬酸，使柠檬酸浓度下降　(2) O　(3) 1.98×10－3
(4) 4∶1　(5) 2SO32SO2＋O2
【解析】 铜阳极泥(含Cu、Ag、Au、Pd等)用硝酸和柠檬酸酸浸，Au不溶于硝酸和柠檬酸存在于滤渣中，滤液中存在Cu2＋、Ag＋和Pd2＋，加入NaCl将Ag＋转化为AgCl，过滤后AgCl用氨水“氨浸”转化为[Ag(NH3)2]＋，加入N2H4·H2O将[Ag(NH3)2]＋还原为Ag，滤液中加入Cu置换出Pd。(2) 柠檬酸的结构简式为，O原子含有孤电子对，可以提供电子形成配位键。(3) 根据“氨浸”时反应的离子方程式可知该反应平衡常数K′＝＝＝Ksp(AgCl)·K＝1.8×10－10×1.1×107＝1.98×10－3。(4) “还原”在碱性条件下进行，N2H4·H2O将[Ag(NH3)2]＋还原为Ag，N由－2价升到0价，Ag由＋1价降到0价，根据得失电子相等可知n(Ag)∶n(N2)＝4∶1。(5) DSC曲线上650～850 ℃有两个吸热峰，从TG 图像可以看出，CuSO4发生热分解反应，剩余固体百分比从64%→32%，质量减少量为原CuSO4质量的一半，说明有固体CuO剩余，还有其他气体产出，此时气体产物为SO2、SO3、O2，可能出现的化学方程式为CuSO4CuO＋SO3↑、2SO32SO2＋O2。
2. (1) HF溶液中存在HF??H＋＋F－电离平衡，HF浓溶液中HF分子浓度大，与F－形成HF，减小了F－的浓度，促进HF的电离
(2) ①Fe2TiO5＋10HF＋8F－＋6NH===2(NH4)3FeF6＋TiF＋5H2O　②F－浓度增大对浸出速率的影响大于H＋(或HF)浓度减小的影响　③充分搅拌、适当升高温度
(3) 中和HF；提高NH浓度，有利于生成(NH4)3FeF6沉淀
(4) 光解时反应转移电子的物质的量：n(e－)＝1.4×10－4 mol×60%＝8.4×10－5 mol
CH3OH～HCHO～2e－，CH3OH～HCOOH～4e－
n(e－)＝2n(HCHO)＋4n(HCOOH)＝2×2×10－5 mol＋4n(HCOOH)＝8.4×10－5 mol
n(HCOOH)＝1.1×10－5 mol
3. (1) Se＋2OH－＋2H2O2===3H2O＋SeO　H2O2被SeO还原　(2) ①向滤渣中先加入NaClO溶液再加入盐酸　②Ag2Se＋3NaClO＋2HCl===H2SeO3＋2AgCl＋3NaCl
(3) SeO、HSeO、Cl－
(4) 由题意可得关系式：Se～H2SeO3～2I2～4S2O
25 mL溶液中，n(Se)＝n(S2O)＝×20.00×10－3 L×0.100 0 mol/L＝5×10－4 mol
产品中Se的质量分数w(Se)＝
×100%＝98.75%
【解析】 (2) ①由于NaClO具有强氧化性，也能将盐酸氧化，故应向滤渣中先加入NaClO溶液再加入盐酸。(3) pH＝7时，Ka2＝＝5×10－8，即c(SeO)＝c(HSeO)，溶液pH＝7时存在的主要阴离子有 SeO、HSeO、Cl－。

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