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高頻考點(diǎn)13無機(jī)化工流程題1.(2022·山東卷)高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下,可能用到的數(shù)據(jù)見下表。SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0開始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列說法錯(cuò)誤的是()A.固體X主要成分是SKIPIF1<0和S;金屬M(fèi)為ZnB.浸取時(shí),增大SKIPIF1<0壓強(qiáng)可促進(jìn)金屬離子浸出C.中和調(diào)pH的范圍為3.2~4.2D.還原時(shí),增大溶液酸度有利于Cu的生成1.DA.經(jīng)過上述分析可知固體X主要成分是S、Fe(OH)3,金屬M(fèi)為Zn,A正確;B.CuS難溶于硫酸,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)SKIPIF1<0Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的濃度,可以反應(yīng)消耗S2-,使之轉(zhuǎn)化為S,從而使沉淀溶解平衡正向移動(dòng),從而可促進(jìn)金屬離子的浸取,B正確;C.根據(jù)流程圖可知:用NH3調(diào)節(jié)溶液pH時(shí),要使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中,結(jié)合離子沉淀的pH范圍,可知中和時(shí)應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH范圍為3.2~4.2,C正確;D.在用H2還原Cu2+變?yōu)镃u單質(zhì)時(shí),H2失去電子被氧化為H+,與溶液中OH-結(jié)合形成H2O,若還原時(shí)增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去電子還原Cu單質(zhì),因此不利于Cu的生成,D錯(cuò)誤;故合理選項(xiàng)是D。2.(2021·河北卷)BiOCl是一種具有珠光澤的材料,利用金屬Bi制備BiOCl的工藝流程如圖:下列說法錯(cuò)誤的是()A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反應(yīng)劇烈程度B.轉(zhuǎn)化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成2.DA.硝酸為強(qiáng)氧化劑,可與金屬鉍反應(yīng),酸浸工序中分次加入稀SKIPIF1<0,反應(yīng)物硝酸的用量減少,可降低反應(yīng)劇烈程度,A正確;B.金屬鉍與硝酸反應(yīng)生成的硝酸鉍會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)生成SKIPIF1<0,水解的離子方程式為SKIPIF1<0,轉(zhuǎn)化工序中加入稀SKIPIF1<0,使氫離子濃度增大,根據(jù)勒夏特列原理分析,硝酸鉍水解平衡左移,可抑制生成SKIPIF1<0,B正確;C.氯化鉍水解生成SKIPIF1<0的離子方程式為SKIPIF1<0,水解工序中加入少量SKIPIF1<0,醋酸根會(huì)結(jié)合氫離子生成弱電解質(zhì)醋酸,使氫離子濃度減小,根據(jù)勒夏特列原理分析,氯化鉍水解平衡右移,促進(jìn)SKIPIF1<0水解,C正確;D.氯化鉍水解生成SKIPIF1<0的離子方程式為SKIPIF1<0,水解工序中加入少量SKIPIF1<0,銨根離子水解生成氫離子,使氫離子濃度增大,根據(jù)勒夏特列原理分析,氯化鉍水解平衡左移,不利于生成SKIPIF1<0,且部分鉍離子與硝酸根、水也會(huì)發(fā)生反應(yīng)SKIPIF1<0,也不利于生成SKIPIF1<0,綜上所述,D錯(cuò)誤;故選D。3.(雙選)(2022·江蘇省如皋中學(xué)高三開學(xué)考試)氯酸鎂[Mg(ClO3)]常做催熟劑、除草劑等。實(shí)驗(yàn)室利用鹵塊(主要成分為MgCl2?6H2O,含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì))制備少量Mg(ClO3)2的工藝流程如圖:部分氫氧化物開始沉淀及沉淀完全的pH如表所示:氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2開始沉淀的pH1.56.58.9沉淀完全的pH3.29.710.9下列說法正確的是()A.反應(yīng)I的離子方程式為MnOSKIPIF1<0+5Fe2++4H2O=Mn2++5Fe3++8OH-B.反應(yīng)II后溶液中大量存在的離子是Mg2+、Ba2+、Fe3+、SOSKIPIF1<0、Cl-C.調(diào)pH時(shí)應(yīng)控制溶液的pH在3.2~8.9D.反應(yīng)III屬于復(fù)分解反應(yīng),能夠發(fā)生的原因是因?yàn)樯扇芙舛认鄬?duì)較小的Mg(ClO3)23.CDA.反應(yīng)環(huán)境為酸性環(huán)境,故離子方程式為:MnOSKIPIF1<0+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,A錯(cuò)誤;B.鋇離子和硫酸根離子會(huì)生成硫酸鋇沉淀,不能大量共存,B錯(cuò)誤;C.由分析可知,調(diào)節(jié)pH的目的是為了讓三價(jià)鐵形成沉淀,同時(shí)鎂離子不沉淀,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,pH應(yīng)該在3.2~8.9,C正確;D.過濾后溶液主要存在的金屬陽離子是鎂離子,根據(jù)流程圖可知,鎂離子和氯酸根離子反應(yīng)生成氯酸鎂沉淀,屬于復(fù)分解反應(yīng),就是因?yàn)槁人徭V難溶于水,D正確;故選CD。4.(2022·江蘇省上岡高級(jí)中學(xué)高三開學(xué)考試)用硫酸渣(主要成分為Fe2O3、SiO2)制備鐵基顏料鐵黃(FeOOH)的一種工藝流程如圖。已知:“還原”時(shí),發(fā)生反應(yīng)FeS2+14Fe3++8H2O=2SKIPIF1<0+15Fe2++16H+;FeS2與H2SO4不反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是()A.“酸溶”時(shí)適當(dāng)提高硫酸濃度可加快反應(yīng)速率B.“還原”時(shí)氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為1∶7C.“過濾I”所得濾液中存在的陽離子主要有Fe2+、Fe3+和H+D.“沉降、氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:4Fe2++8NH3?H2O+O2=8NHSKIPIF1<0+4FeOOH↓+2H2O4.CA.適當(dāng)提高硫酸濃度,增大氫離子濃度,可增大反應(yīng)速率,A正確;B.有關(guān)的離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O=2SKIPIF1<0+15Fe2++16H+,反應(yīng)中FeS2的Fe元素化合價(jià)不變,S元素化合價(jià)升高,則SKIPIF1<0為氧化產(chǎn)物,F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,化合價(jià)降低,F(xiàn)e2+為還原產(chǎn)物,則“還原”時(shí)氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶14=1∶7,B正確;C.濾液中含有硫酸亞鐵和過量的硫酸,且生成氫離子,則“過濾I”所得濾液中存在的陽離子主要有Fe2+和H+,C錯(cuò)誤;D.濾液中通入空氣氧化,同時(shí)加入氨水調(diào)節(jié)pH生成FeOOH沉淀,發(fā)生的離子方程式為4Fe2++8NH3?H2O+O2=8NHSKIPIF1<0+4FeOOH↓+2H2O,D正確;故選C。5.(2022·哈爾濱三中高三階段練習(xí))以高硫鋁土礦(主要成分為Fe2O3、Al2O3、SiO2,少量FeS2和硫酸鹽)為原料制備聚合硫酸鐵[Fe2(OH)x(SO4)y]n和明礬的部分工藝流程如下,下列說法錯(cuò)誤的是()已知:赤泥液的主要成分為Na2CO3。A.聚合硫酸鐵可用于凈化自來水,與其組成中的Fe3+具有氧化性有關(guān)B.赤泥液的作用是吸收“焙燒”階段中產(chǎn)生的SO2C.在“聚合”階段,若增加Fe2O3用量,會(huì)使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x變大D.從“濾液”到“明礬”的過程中還應(yīng)有“除硅”步驟5.AA.聚合硫酸鐵可用于凈水,原理是聚合硫酸鐵中的Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體可吸附水中的懸浮物和雜質(zhì),與Fe3+的氧化性無關(guān),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.赤泥液主要成分是Na2CO3,可吸收焙燒產(chǎn)生的SO2,故B項(xiàng)正確;C.聚合硫酸鐵中的OH-來源于Fe2O3,因此增加Fe2O3用量會(huì)使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x變大,故C項(xiàng)正確;D.制備明礬的濾液中含有SKIPIF1<0,應(yīng)預(yù)先除去,故D項(xiàng)正確。故答案選:A。6.(2022·江蘇南通·高三開學(xué)考試)用低品銅礦(主要含CuS、FeO)制備SKIPIF1<0的一種工藝流程如下:下列說法正確的是()A.“酸浸”過程中CuS發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:SKIPIF1<0B.已知酸浸液中含SKIPIF1<0,為檢驗(yàn)是否含有SKIPIF1<0,可先加入KSCN溶液,再加氯水觀察現(xiàn)象C.1個(gè)SKIPIF1<0晶胞(如圖)中含4個(gè)氧原子D.水合肼濃度過大,SKIPIF1<0產(chǎn)率下降,可能的原因是SKIPIF1<0進(jìn)一步被還原成單質(zhì)銅6.DA.CuS是難溶物,“酸浸”過程中CuS發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:SKIPIF1<0,故A錯(cuò)誤;B.已知酸浸液中含SKIPIF1<0,為檢驗(yàn)是否含有SKIPIF1<0,可先加入KSCN溶液,再加氯水觀察現(xiàn)象,都是一樣的現(xiàn)象,應(yīng)加入酸性高錳酸鉀溶液,酸性高錳酸鉀與亞鐵離子反應(yīng),看溶液是否褪色,故B錯(cuò)誤;C.SKIPIF1<0晶胞中白球?yàn)?個(gè),黑球?yàn)?個(gè),因此1個(gè)SKIPIF1<0晶胞中含2個(gè)氧原子,故C錯(cuò)誤;D.水合肼濃度過大,SKIPIF1<0產(chǎn)率下降,由于氧化亞銅中銅為+1價(jià),具有氧化性,因此可能的原因是SKIPIF1<0與水合肼進(jìn)一步被還原成單質(zhì)銅,故D正確。綜上所述,答案為D。7.以低品位粉煤灰(主要成分為SKIPIF1<0,還含有少量SKIPIF1<0雜質(zhì))為原料制備SKIPIF1<0的工藝流程如下,下列說法錯(cuò)誤的是()A.“酸浸”時(shí),適當(dāng)增大鹽酸濃度可提高金屬離子的浸出速率B.應(yīng)選擇蒸餾水對(duì)得到的SKIPIF1<0粗品進(jìn)行洗滌C.“母液”經(jīng)一系列操作后可重新獲得SKIPIF1<0D.與在HCl氣流中蒸發(fā)結(jié)晶相比,鹽析結(jié)晶對(duì)設(shè)備的要求較低7.BA.酸浸時(shí),適當(dāng)增大鹽酸濃度,可增大溶液中氫離子濃度,有利于提高金屬離子的浸出速率,故A正確;B.六水氯化鋁晶體易溶于水,用蒸餾水洗滌會(huì)使晶體溶解造成產(chǎn)率降低,應(yīng)選擇濃鹽酸或乙醇洗滌,故B錯(cuò)誤;C.由分析可知,母液的主要成分是氯化亞鐵,經(jīng)一系列操作后可重新獲得四水氯化亞鐵晶體循環(huán)使用,故C正確;D.氯化亞鐵溶液的酸性較弱,與鹽酸相比,對(duì)設(shè)備腐蝕程度較小,且鹽析結(jié)晶在常溫下進(jìn)行,所以與在氯化氫氣流中蒸發(fā)結(jié)晶相比,鹽析結(jié)晶對(duì)設(shè)備的要求較低,故D正確;故選B。8.(2022·全國(guó)乙卷)廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和Pb。還有少量Ba、Fe、Al的鹽或氧化物等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,通過下圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表:難溶電解質(zhì)SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0一定條件下,一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的SKIPIF1<0如下表:金屬氫氧化物SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0開始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列問題:(1)在“脫硫”中SKIPIF1<0轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為________,用沉淀溶解平衡原理解釋選擇SKIPIF1<0的原因________。(2)在“脫硫”中,加入SKIPIF1<0不能使鉛膏中SKIPIF1<0完全轉(zhuǎn)化,原因是________。(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(SKIPIF1<0),還要加入SKIPIF1<0。(ⅰ)能被SKIPIF1<0氧化的離子是________;(ⅱ)SKIPIF1<0促進(jìn)了金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為SKIPIF1<0,其化學(xué)方程式為________;(ⅲ)SKIPIF1<0也能使SKIPIF1<0轉(zhuǎn)化為SKIPIF1<0,SKIPIF1<0的作用是________。(4)“酸浸”后溶液的pH約為4.9,濾渣的主要成分是________。(5)“沉鉛”的濾液中,金屬離子有________。8.(1)
PbSO4(s)+COSKIPIF1<0(aq)=PbCO3(s)+SOSKIPIF1<0(aq)
反應(yīng)PbSO4(s)+COSKIPIF1<0(aq)=PbCO3(s)+SOSKIPIF1<0(aq)的平衡常數(shù)K=SKIPIF1<0=3.4SKIPIF1<0105>105,PbSO4可以比較徹底的轉(zhuǎn)化為PbCO3(2)反應(yīng)BaSO4(s)+COSKIPIF1<0(aq)=BaCO3(s)+SOSKIPIF1<0(aq)的平衡常數(shù)K=SKIPIF1<0=0.04<<105,反應(yīng)正向進(jìn)行的程度有限(3)
Fe2+
Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O
作還原劑(4)Fe(OH)3、Al(OH)3(5)Ba2+、Na+解析:(1)“脫硫”中,碳酸鈉溶液與硫酸鉛反應(yīng)生成碳酸鉛和硫酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為:PbSO4(s)+COSKIPIF1<0(aq)=PbCO3(s)+SOSKIPIF1<0(aq),由一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)的數(shù)據(jù)可知,Ksp(PbCO3)=7.4SKIPIF1<010-14,Ksp(PbSO4)=2.5SKIPIF1<010-8,反應(yīng)PbSO4(s)+COSKIPIF1<0(aq)=PbCO3(s)+SOSKIPIF1<0(aq)的平衡常數(shù)K=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0≈3.4SKIPIF1<0105>105,說明可以轉(zhuǎn)化的比較徹底,且轉(zhuǎn)化后生成的碳酸鉛可由酸浸進(jìn)入溶液中,減少鉛的損失。(2)反應(yīng)BaSO4(s)+COSKIPIF1<0(aq)=BaCO3(s)+SOSKIPIF1<0(aq)的平衡常數(shù)K=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0≈0.04<<105,說明該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度有限,因此加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉(zhuǎn)化。(3)(i)過氧化氫有氧化性,亞鐵離子有還原性,會(huì)被過氧化氫氧化為鐵離子。(ii)過氧化氫促進(jìn)金屬Pb在醋酸溶液中轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2,過氧化氫與Pb、HAc發(fā)生氧還原反應(yīng)生成Pb(Ac)2和H2O,依據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。(iii)過氧化氫也能使PbO2轉(zhuǎn)化為Pb(Ac)2,鉛元素化合價(jià)由+4價(jià)降低到了+2價(jià),PbO2是氧化劑,則過氧化氫是還原劑。(4)酸浸后溶液的pH約為4.9,依據(jù)金屬氫氧化物沉淀時(shí)的pH可知,濾渣主要成分為氫氧化鋁、氫氧化鐵。(5)依據(jù)分析可知,加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉(zhuǎn)化,鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為了氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀,鉛轉(zhuǎn)化為了氫氧化鉛、最終變?yōu)榱搜趸U,因此沉鉛的濾液中,金屬離子有Ba2+和加入碳酸鈉、氫氧化鈉時(shí)引入的Na+。9.(2022·山東卷)工業(yè)上以氟磷灰石[SKIPIF1<0,含SKIPIF1<0等雜質(zhì)]為原料生產(chǎn)磷酸和石膏,工藝流程如下:回答下列問題:(1)酸解時(shí)有SKIPIF1<0產(chǎn)生。氫氟酸與SKIPIF1<0反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸SKIPIF1<0,離子方程式為_______。(2)部分鹽的溶度積常數(shù)見下表。精制Ⅰ中,按物質(zhì)的量之比SKIPIF1<0加入SKIPIF1<0脫氟,充分反應(yīng)后,SKIPIF1<0_______SKIPIF1<0;再分批加入一定量的SKIPIF1<0,首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是_______。SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0(3)SKIPIF1<0濃度(以SKIPIF1<0計(jì))在一定范圍時(shí),石膏存在形式與溫度、SKIPIF1<0濃度(以SKIPIF1<0計(jì))的關(guān)系如圖甲所示。酸解后,在所得SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為45的混合體系中,石膏存在形式為_______(填化學(xué)式);洗滌時(shí)使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水,原因是_______,回收利用洗滌液X的操作單元是_______;一定溫度下,石膏存在形式與溶液中SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的關(guān)系如圖乙所示,下列條件能實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0
B.SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0C.SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0
D.SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<09.(1)6HF+SiO2=2H++SKIPIF1<0+2H2O(2)
SKIPIF1<0
SKIPIF1<0(3)
CaSO4?0.5H2O
抑制CaSO4的溶解,提高產(chǎn)品石膏的產(chǎn)率
酸解
AD解析:氟磷灰石用硫酸溶解后過濾,得到粗磷酸和濾渣,濾渣經(jīng)洗滌后結(jié)晶轉(zhuǎn)化為石膏;粗磷酸以精制I脫氟、除硫酸根離子和SKIPIF1<0,過濾,濾液經(jīng)精制II等一系列操作得到磷酸。(1)氫氟酸與SiO2反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸H2SiF6,該反應(yīng)的離子方程式為6HF+SiO2=2H++SKIPIF1<0+2H2O。(2)精制1中,按物質(zhì)的量之比n(Na2CO3):n(SKIPIF1<0)=1:1加入Na2CO3脫氟,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SiF6+Na2CO3=Na2SiF6↓+CO2↑+H2O,充分反應(yīng)后得到沉淀Na2SiF6,溶液中有飽和的Na2SiF6,且c(Na+)=2c(SKIPIF1<0),根據(jù)Na2SiF6的溶度積可知Ksp=c2(Na+)?c(SKIPIF1<0)=4c3(SKIPIF1<0),c(SKIPIF1<0)=SKIPIF1<0mol?L-1,因此c(Na+)=2c(SKIPIF1<0)=SKIPIF1<0mol?L-1;同時(shí),粗磷酸中還有硫酸鈣的飽和溶液,c(Ca2+)=c(SKIPIF1<0)=SKIPIF1<0mol?L-1;分批加入一定量的BaCO3,當(dāng)BaSiF6沉淀開始生成時(shí),c(Ba2+)=SKIPIF1<0mol?L-1,當(dāng)BaSO4沉淀開始生成時(shí),c(Ba2+)=SKIPIF1<0mol?L-1,因此,首先轉(zhuǎn)化為沉淀的離子是SKIPIF1<0,然后才是SKIPIF1<0。(3)根據(jù)圖中的坐標(biāo)信息,酸解后,在所得100℃、P2O5%為45的混合體系中,石膏存在形式為CaSO4?0.5H2O;CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的,因此,洗滌時(shí)使用一定濃度的硫酸溶液而不使用水的原因是:減少CaSO4的溶解損失,提高產(chǎn)品石膏的產(chǎn)率;洗滌液X中含有硫酸,其具有回收利用的價(jià)值,由于酸解時(shí)使用的也是硫酸,因此,回收利用洗滌液X的操作單元是:酸解。由圖甲信息可知,溫度越低,越有利于實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶的轉(zhuǎn)化,由圖乙信息可知,體系溫度為65℃時(shí),位于65℃線上方的晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在,位于65℃線下方的晶體全部以CaSO4?2H2O。體系溫度為80℃時(shí),位于80℃線下方的晶體全部以CaSO4?2H2O形式存在,位于80℃線上方的晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在,據(jù)此分析:A.P2O5%=l5、SO3%=15,由圖乙信息可知,該點(diǎn)坐標(biāo)位于65℃線以下,晶體以CaSO4?2H2O形式存在,可以實(shí)現(xiàn)石膏晶體的轉(zhuǎn)化,A符合題意;B.P2O5%=10、SO3%=20,由圖乙信息可知,該點(diǎn)坐標(biāo)位于80℃線的上方,晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在,故不能實(shí)現(xiàn)晶體的轉(zhuǎn)化,B不符合題意;C.P2O5%=10、SO3%=30,由圖乙信息可知,該點(diǎn)坐標(biāo)位于65℃線上方,晶體全部以CaSO4?0.5H2O形式存在,故不能實(shí)現(xiàn)晶體轉(zhuǎn)化,C不符合題意;D.P2O5%=10、SO3%=10,由圖乙信息可知,該點(diǎn)坐標(biāo)位于80℃線下方,晶體全部以CaSO4?2H2O形式存在,故能實(shí)現(xiàn)晶體的完全轉(zhuǎn)化,D符合題意;綜上所述,能實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是AD。10.(2022·河北衡水高三模擬)以黃鐵礦為原料制硫酸會(huì)產(chǎn)生大量的廢渣,合理利用廢渣可以減少環(huán)境污染,變廢為寶。工業(yè)上利用廢渣(含F(xiàn)e2+、Fe3+的硫酸鹽及少量CaO和MgO)制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4,具體生產(chǎn)流程如圖:(1)在廢渣溶解操作時(shí),應(yīng)選用___溶解(填字母)。A.氨水 B.氫氧化鈉溶液 C.鹽酸 D.硫酸(2)為了提高廢渣的浸取率,可采用的措施有哪些?___(至少寫出兩點(diǎn))。(3)物質(zhì)A是一種氧化劑,工業(yè)上最好選用___(供選擇使用的有:空氣、Cl2、MnO2)。氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。(4)根據(jù)如圖有關(guān)數(shù)據(jù),你認(rèn)為工業(yè)上氧化操作時(shí)應(yīng)控制的條件(從溫度、pH和氧化時(shí)間三方面說明)是:___。(5)銨黃鐵礬的化學(xué)式可表示為(NH4)xFey(SO4)z(OH)w,其化學(xué)式可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:①稱取一定質(zhì)量的樣品加入稀硝酸充分溶解,將所得溶液轉(zhuǎn)移至容量瓶并配制成100.00mL溶液A。②量取25.00mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體9.32g。③量取25.00mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加熱,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體448mL,同時(shí)有紅褐色沉淀生成。④將步驟③所得沉淀過濾、洗滌、灼燒,最終得固體4.80g。通過計(jì)算,可確定銨黃鐵礬的化學(xué)式為___。(已知銨黃鐵礬的摩爾質(zhì)量為960g?mol-1,計(jì)算過程中不考慮固體損失和氣體溶解。)10.(1)D(2)將廢渣粉碎、加熱、攪拌等(3)空氣4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(4)溶液溫度控制在80℃,pH控制在1.5,氧化時(shí)間4-6之間(5)(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12解析:(1)結(jié)合流程可知,廢渣中含有Fe2+、Fe3+的硫酸鹽及少量CaO和MgO,故廢渣溶解操作時(shí),應(yīng)選用硫酸溶解比較合適。(2)為了提高廢渣的浸取率,可以將廢渣進(jìn)一步粉碎,以增大固體的表面積提高反應(yīng)速率,還可以采用加熱、攪拌等方法。(3)廢渣溶解后,加入氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+,提供的三種氧化劑中只有空氣(O2)是綠色氧化劑;反應(yīng)化學(xué)方程式為:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。(4)由三條曲線可得,相同時(shí)間內(nèi),80℃、pH=1.5時(shí),F(xiàn)e2+的轉(zhuǎn)化率最高,故應(yīng)選該條件,浸取4小時(shí)之后再延長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)化率提高不大,故浸取4小時(shí)較合適,綜上分析,工業(yè)上氧化操作時(shí)應(yīng)控制的條件是:溶液溫度控制在80℃,pH控制在1.5,氧化時(shí)間為4h左右。(5)由②得,n(SOSKIPIF1<0)=n(BaSO4)=0.04mol;由③得,n(NHSKIPIF1<0)=n(NH3)=0.02mol;由④得,n(Fe)=2n(Fe2O3)=0.06mol;所以,結(jié)合(NH4)xFey(SO4)z(OH)w,可設(shè)為(NH4)xFe3x(SO4)2x(OH)w,由正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0得:w=6x,又因?yàn)?NH4)xFey(SO4)z(OH)w的摩爾質(zhì)量為960g?mol-1,其化學(xué)式為:(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)1211.(2022·濰坊高三期中)釩有“工業(yè)維生素”之稱。我國(guó)是世界上主要的釩相關(guān)產(chǎn)品出口國(guó)。一種以釩礦粉(含+3、+4、+5價(jià)釩,同時(shí)還含有SiO2、Fe3O4、鋁硅酸鹽等)為原料制備NH4VO3的工藝流程如圖。該工藝條件下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1已知:Al(OH)3在pH>12時(shí)溶解?;卮鹣铝袉栴}:(1)NH4VO3中V的化合價(jià)為_______價(jià);“酸浸氧化”時(shí),可以提高反應(yīng)速率的方法有很多,請(qǐng)寫出其中兩點(diǎn):_______、_______。(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VOSKIPIF1<0。VO2+轉(zhuǎn)化為VOSKIPIF1<0反應(yīng)的離子方程式為_______。(3)“中和沉淀”中加入的NaOH溶液與過量H2SO4發(fā)生的反應(yīng)為_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。從“中和沉淀”的條件看,“濾渣②”中除了含有V2O5·xH2O外,還含有的物質(zhì)的化學(xué)式為_______。(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”時(shí)將V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽,該反應(yīng)的離子方程式為_______,同時(shí)溶解的還有_______(填化學(xué)式)。(5)“沉釩”時(shí),加入的NH4Cl應(yīng)過量,其原因是_______;檢驗(yàn)“濾液⑤”中金屬陽離子的方法是_______。11.(1)+5適當(dāng)升高溫度攪拌(2)2VO2++MnO2=2VOSKIPIF1<0+Mn2+(3)放熱Fe(OH)3、Al(OH)3(4)V2O5·xH2O+2OH-=2VOSKIPIF1<0+(1+x)H2OAl(OH)3(5)使NH4VO3充分析出焰色試驗(yàn)解析:(1)根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算可知NH4VO3中V的化合價(jià)為+5價(jià);提高溫度,攪拌,可以提高“酸浸氧化”時(shí)的反應(yīng)速率;答案為:+5;適當(dāng)升高溫度;攪拌;(2)“酸浸氧化”中,二氧化錳做氧化劑,可以將VO+、VO2+氧化成VOSKIPIF1<0,氧化VO2+的離子方程式為2VO2++MnO2=2VOSKIPIF1<0+Mn2+,答案為:2VO2++MnO2=2VOSKIPIF1<0+Mn2+;(3)酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng);通過表格信息可知三價(jià)鐵離子在pH=3.2時(shí)已經(jīng)完全沉淀,鋁離子在pH=3.0時(shí)開始沉淀,所以“濾渣②”中除了含有V2O5·xH2O外,還含有Fe(OH)3、Al(OH)3,答案為:放熱;Fe(OH)3、Al(OH)3;(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”時(shí)將V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽,反應(yīng)的離子方程式為V2O5·xH2O+2OH-=2VOSKIPIF1<0+(1+x)H2O;Al(OH)3在強(qiáng)堿性環(huán)境下也可以溶解,所以同時(shí)溶解的還有Al(OH)3;答案為:V2O5·xH2O+2OH-=2VOSKIPIF1<0+(1+x)H2O;Al(OH)3;(5)“沉釩”時(shí),加入的NH4Cl應(yīng)過量,可以利用同離子效應(yīng)使NH4VO3充分析出;“濾液⑤”中金屬陽離子為鈉離子,可以采用焰色試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn);答案為:使NH4VO3充分析出;焰色試驗(yàn)。12.(2022·全國(guó)·高三專題練習(xí))三氧化二(Co2O3)主要用作顏料、釉料、磁性材料,催化劑和氧化劑等。以含鈷廢料(主要成分為Co2O3,含有少量MnO2,NiO、Fe3O4)為原料制備Co2O3的流程如圖所示:已知:Ⅰ.“酸浸”后的浸出液中含的陽離子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+。Ⅱ.部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH如表:沉淀物Fe(OH)3Co(OH)2Ni(OH)2完全沉淀時(shí)的pH3.79.09.2回答下列問題:(1)“濾渣1”的化學(xué)式為__,“酸浸”時(shí)Co2O3發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。(2)“酸浸”時(shí)加入H2O2的目的是__。生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際消耗雙氧水的量大于理論值,可能的原因是__。(3)某萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與溶液pH的關(guān)系如圖所示:使用該萃取劑時(shí)應(yīng)控制的pH約為__,理由是__。(4)“操作1”所得副產(chǎn)品的一種用途為__。已知該物質(zhì)的溶液加熱到100℃時(shí)會(huì)變質(zhì),該物質(zhì)的溶解度見表:溫度/℃0102030405060溶解度/g70.673.075.478.081.084.588.0操作1是__(填字母)。A.蒸發(fā)結(jié)晶
B.降溫結(jié)晶
C.減壓蒸發(fā)結(jié)晶(5)“沉鈷”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__。(6)有機(jī)相提取的Ni2+再生時(shí)可用于制備氫電池,該電池充電時(shí)的總反應(yīng)為Ni(OH)2+M=NiOOH+MH。則放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為__。12.(1)
SKIPIF1<0
SKIPIF1<0(2)
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