微題型38化學(xué)工藝流程題（三）——物質(zhì)的分離與提純1．SO2是硫酸工業(yè)尾氣的主要成分。以硫酸工業(yè)的尾氣為原料制備硫酸鉀和硫酸錳晶體(MnSO4·H2O)的工藝流程如圖所示：回答下列問題：(1)如圖所示是幾種鹽的溶解度曲線。反應(yīng)Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、________、洗滌、干燥等操作即得K2SO4產(chǎn)品。(2)檢驗(yàn)硫酸鉀樣品中是否含有氯化物雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作是_________________________。(3)已知室溫下Mn(OH)2的Ksp＝4.5×10－13，向MnSO4溶液中滴加氨水使溶液的pH＝10，請列式計(jì)算，判斷此時(shí)溶液中Mn2＋是否沉淀完全：_______________________________________________________________________________________________________。2．(2020·重慶調(diào)研)磷酸鐵鋰電池被廣泛應(yīng)用于各種電動汽車，其正極是通過將磷酸鐵鋰(LiFePO4)、導(dǎo)電劑、黏結(jié)劑和乙炔黑等按比例混合，再涂于鋁箔上制成。一種從廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料中回收某些金屬資源的工藝流程如下：已知：①常溫下，Ksp[Fe(OH)3]＝10－39；②Li2CO3的溶解度：0℃為1.54g；100℃為0.72g。請回答：(1)“沉鐵”時(shí)，溶液的pH與金屬元素的沉淀百分率(w)的關(guān)系如表：pH3.556.581012w(Fe)/%66.579.288.597.297.498.1w(Li)/%0.91.31.92.44.58.0則該過程應(yīng)調(diào)節(jié)pH＝________，其原因?yàn)開___________________；假設(shè)該過程在常溫下進(jìn)行，則此時(shí)溶液中c(Fe3＋)＝________________。(2)“沉鋰”時(shí)，所得Li2CO3應(yīng)選擇________(填“冷水”或“熱水”)進(jìn)行洗滌，判斷Li2CO3已洗滌干凈的操作和現(xiàn)象為___________________________________________________。3．高氯酸銨(NH4ClO4)是復(fù)合火箭推進(jìn)劑的重要成分，實(shí)驗(yàn)室可通過下列反應(yīng)制取。(1)氯酸鈉受熱分解生成高氯酸鈉和氯化鈉的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)反應(yīng)得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.30和0.15，從混合溶液中獲得較多NH4ClO4晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為(填操作名稱)________、________、________、冰水洗滌、干燥。用冰水洗滌的目的是______________________。若氯化銨溶液用氨氣和濃鹽酸代替，則該反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行，其原因是__________________________________。4．(2019·德州模擬)以高氯冶煉煙灰(主要成分為銅鋅的氯化物、氧化物、硫酸鹽，少量鐵元素和砷元素)為原料，可回收制備Cu和ZnSO4·H2O，其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：已知：①Fe3＋完全沉淀pH為3.2，此時(shí)Zn2＋、Cu2＋未開始沉淀；②K3[Fe(CN)6]可用于檢驗(yàn)Fe2＋：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓(深藍(lán)色)；③砷元素進(jìn)入水體中對環(huán)境污染大，可通過沉淀法除去。(1)兩段脫氯均需在85℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為________。(2)堿洗脫氯時(shí)，溶液中Cu2＋主要轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2和Cu2(OH)2CO3，也會發(fā)生副反應(yīng)得到Cu2(OH)3Cl沉淀并放出氣體，該副反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________________________________________________________。若用NaOH溶液進(jìn)行堿洗操作時(shí)，濃度不宜過大，通過下表的數(shù)據(jù)分析其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。NaOH溶液濃度對脫氯率和其他元素浸出率的影響NaOH濃度/mol·L－1脫氯率/%元素浸出率/%ClZnCuAs1.051.200.510.040.002.080.250.890.0658.873.086.587.390.2678.22(3)ZnSO4的溶解度曲線如圖所示?！半娊狻焙?，從溶液中回收ZnSO4·H2O的實(shí)驗(yàn)、操作為_______________________________________________________________________。(4)濾液1和濾液2中含一定量的Cu2＋、Zn2＋。為提高原料利用率，可采取的措施有：將濾液1和濾液2混合，回收銅鋅沉淀物；循環(huán)使用電解過程產(chǎn)生的________(填化學(xué)式)。5．(2019·長春模擬)硫酸鋅是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于農(nóng)業(yè)、化工、電鍍、水處理等行業(yè)。用煉鋅廠廢渣(含ZnO、FeO、CuO)回收生產(chǎn)一水硫酸鋅的工藝流程如圖所示：(1)酸浸時(shí)，為提高浸出速率，可采取的措施是______________________(填兩種)。(2)氧化、中和時(shí)，需要用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為4.5～5.0，原因是_____________________。(3)氧化、中和時(shí)用漂白粉作氧化劑，此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________；實(shí)際操作中通入空氣的作用是__________________________________________________。(4)操作X的名稱為______________。(5)第三次操作X后，得到成品的步驟為____________，過濾，洗滌，加熱脫水。

答案精析1．(1)趁熱過濾(2)取少量樣品于試管中配成溶液，滴加過量Ba(NO3)2溶液，取上層清液滴加HNO3酸化的AgNO3溶液(3)c(Mn2＋)＝eq\f(Ksp,c2OH－)＝4.5×10－5mol·L－1>1×10－5mol·L－1，Mn2＋沒有沉淀完全解析(1)在相同溫度下，K2SO4的溶解度最小，反應(yīng)Ⅲ中，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮后，K＋和SOeq\o\al(2－,4)以K2SO4的形式結(jié)晶析出，此時(shí)趁熱過濾，可得到K2SO4晶體，同時(shí)也可防止其他鹽結(jié)晶析出。(2)因?yàn)锳g2SO4是微溶于水的白色固體，所以用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)Cl－時(shí)，應(yīng)先加入過量Ba(NO3)2溶液使SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀。(3)溶液的pH＝10時(shí)，c(OH－)＝1×10－4mol·L－1，c(Mn2＋)＝eq\f(Ksp,c2OH－)＝4.5×10－5mol·L－1>1×10－5mol·L－1，Mn2＋沒有沉淀完全。2．(1)8Fe元素的沉淀百分率較大且Li元素的損失較小10－21mol·L－1(2)熱水取最后一次洗滌液少許，向其中滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，無沉淀生成，則證明已洗滌干凈解析(1)由題表可知，pH＝8時(shí)，F(xiàn)e元素的沉淀百分率較大且Li元素的損失較小，故應(yīng)調(diào)節(jié)pH＝8；Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝c(Fe3＋)×(10－6)3＝10－39，則c(Fe3＋)＝10－21mol·L－1。(2)由不同溫度下碳酸鋰的溶解度數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇熱水進(jìn)行洗滌；取最后一次洗滌液少許，向其中滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，若無沉淀生成，則證明已洗滌干凈。3．(1)4NaClO3eq\o(=,\s\up7(高溫))NaCl＋3NaClO4(2)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾減少洗滌過程中NH4ClO4晶體的損失氨氣與濃鹽酸反應(yīng)放出熱量4．(1)水浴加熱(或85℃水浴加熱)(2)4Cu2＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋2Cl－＋3H2O=2Cu2(OH)3Cl↓＋3CO2↑NaOH溶液濃度高時(shí)Zn元素?fù)p失較多；As元素浸出率高，增加廢水處理難度(3