PAGEPAGE1專題10化工流程大題近幾年高考常以含金屬元素(Fe、Cu、Ti、Cr、Mn、W、V、Co等)的生疏物質(zhì)為載體，將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并依據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)學(xué)問進行設(shè)問，考查物質(zhì)的制備、分別提純等基本試驗原理及操作，生疏化學(xué)方程式的書寫，產(chǎn)品純度或產(chǎn)率的化學(xué)計算，化工生產(chǎn)相宜條件的選擇等。這類試題具有較強的好用性和綜合性，能考查考生分析問題和解決問題的實力，是近幾年高考的?？碱}型。1.工藝流程題的解題思路工藝流程題事實上是考查考生運用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)學(xué)問來解決工業(yè)生產(chǎn)中實際問題的實力。解此類題目的基本思路：(1)先粗讀，從題干中獲得有用信息，理清思路。先不必把每個環(huán)節(jié)的原理都搞清晰。(2)針對問題再精讀，分析細微環(huán)節(jié)，依據(jù)問題去探討某一步或某一種物質(zhì)。(3)要看清所問問題，不能答非所問，并留意語言表達的規(guī)范性。2.工藝流程題的解題方法(1)明確目的，提取有用信息。通過閱讀題頭，了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，進而明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時所需的原料及所含雜質(zhì)，提取出所給的相關(guān)信息——化學(xué)反應(yīng)方程式、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的溶解性等。(2)分析流程，弄清各步作用。對比分析流程圖中的第一種物質(zhì)(原料)與最終一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，聯(lián)系問題有針對性地思索：原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進行了什么反應(yīng)？每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)是否要除去，采納什么操作方法除去？(3)看清問題，精確規(guī)范作答。這一步很關(guān)鍵，歷年的高考評卷分析都指出考生的簡述實力比較差，特殊是化學(xué)用語的表述與實際要求存在很大偏差。所以答題時要看清問題，不能答非所問，要留意語言表達的科學(xué)性和精確性，如分清是要求回答試驗操作名稱還是詳細操作步驟。3.解工業(yè)流程題必備學(xué)問(1)常用思索方法。①反應(yīng)原理；②提高原料利用率；③快速反應(yīng)；④提高產(chǎn)率；⑤提高產(chǎn)品純度；⑥綠色環(huán)保；⑦工業(yè)成本低。(2)限制反應(yīng)條件。①調(diào)整pH值的目的：限制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調(diào)pH值所加試劑：一般是含被提純物質(zhì)中的金屬陽離子對應(yīng)的金屬、金屬氧化物、金屬氫氧化物或金屬碳酸鹽(總之，這些物質(zhì)要能與H+反應(yīng)，又難溶于水，這樣可即使過量而又不會引入新的雜質(zhì)離子)，有時候也可能加NaOH或氨水來調(diào)pH值，要據(jù)題意詳細分析(一般是加的Na+、NH4+不會在后續(xù)的程序中難以分別)。pH值的調(diào)整范圍：據(jù)題意告知的某離子完全沉淀或起先沉淀的pH值數(shù)據(jù)來選擇，不能隨意更改，應(yīng)當(dāng)是題目中原始數(shù)據(jù)的組合。(3)物質(zhì)的分別和提純的方法。①結(jié)晶(重結(jié)晶)；②過濾；③趁熱過濾；④洗滌(水洗，冰水洗滌，醇洗)；⑤蒸餾：液、液分別(主要儀器：蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、尾接管)；⑥蒸發(fā)(試驗儀器：蒸發(fā)皿、鐵架臺、玻璃棒、坩堝鉗、酒精燈)；⑦萃?。虎喾忠?主要儀器：分液漏斗)；⑨升華；⑩鹽析：加無機鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出。?灼燒：高溫條件下固體物質(zhì)的燃燒(主要儀器：坩堝)；?煮沸：目的通常是除去溶解在水中的氣體(通常為O2)，或是為了促進水解，聚沉后便于過濾分別。4.常見文字?jǐn)⑹鲆?guī)范套路(重要)(1)如何進行滴定終點的推斷？答：當(dāng)?shù)稳胱罱K一滴標(biāo)準(zhǔn)液時，溶液顏色由××顏色變?yōu)?#顏色，且半分鐘內(nèi)不復(fù)原原色。(注：只寫“變色”或“褪色”不得分)(2)洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸餾水至沒過沉淀物，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次。(3)檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取最終一次的洗滌液，滴加××試劑(可與雜質(zhì)的某些離子發(fā)生沉淀反應(yīng))，假如沒有沉淀生成，說明沉淀洗滌干凈；否則說明沉淀未洗滌干凈。(注：這種狀況因為離子濃度較低，應(yīng)當(dāng)選用反應(yīng)靈敏的特征反應(yīng)。此時一般不用焰色反應(yīng)試驗檢驗)。(4)檢驗沉淀是否完全的方法：靜置，向上層清液中接著滴加××試劑，若沒有沉淀生成，說明沉淀完全；若出現(xiàn)沉淀則說明沉淀未完全。(5)如何進行萃取操作？答：在分液漏斗中加溶液和萃取劑，右手堵住漏斗上口塞，左手握活塞，倒轉(zhuǎn)用力振蕩，放氣，正立放鐵圈上靜置。主要考查方面：一、以物質(zhì)制備為目的的化學(xué)工藝流程1．原料處理階段的常見考查點(1)加快反應(yīng)速率(2)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、鹽酸、濃硫酸等。(3)灼燒、焙燒、煅燒：變更結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解。2．分別提純階段的常見考查點(1)調(diào)pH除雜①限制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mg2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調(diào)溶液的pH。②調(diào)整pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿意兩點：一能與H＋反應(yīng)，使溶液pH增大；二不引入新雜質(zhì)。例如，若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)整溶液的pH。(2)加熱：加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向移動。假如在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要留意對溫度的限制。如侯氏制堿法中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)。(3)降溫：防止某物質(zhì)在高溫時溶解(或分解)；使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動。3．獲得產(chǎn)品階段的常見考查點(1)洗滌(冰水、熱水)：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并削減晶體在洗滌過程中的溶解損耗；乙醇洗滌既可洗去晶體表面的雜質(zhì)，又可削減晶體溶解的損耗。(2)蒸發(fā)時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，這樣就可分別出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl。(4)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時間，析出的固體主要是NaCl，同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3。例1Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下：回答下列問題：(1)“酸浸”試驗中，鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為70%時，所采納的試驗條件為__________________________。(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCleq\o\al(2－,4)形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式：________。(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得試驗結(jié)果如下表所示：溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的緣由______________________________。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為＋4，其中過氧鍵的數(shù)目為________。(5)若“濾液②”中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？_______________(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10－22、1.0×10－24。(6)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式：__________________。[學(xué)審題析題]【答案】(1)100℃、2h,90℃、5h(2)FeTiO3＋4H＋＋4Cl－=Fe2＋＋TiOCleq\o\al(2－,4)＋2H2O(3)低于40℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度上升而增加；超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降(4)4(5)Fe3＋恰好沉淀完全時，c(POeq\o\al(3－,4))＝eq\f(1.3×10－22,1.0×10－5)mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(POeq\o\al(3－,4))值為0.013×(1.3×10－17)2≈1.7×10－40<Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀(6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O例2重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：回答下列問題：(1)步驟①的主要反應(yīng)為：FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3eq\o(→,\s\up7(高溫),\s\do5())Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為________。該步驟不能運用陶瓷容器，緣由是______________________________________________________。(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是________，濾渣2的主要成分是________及含硅雜質(zhì)。(3)步驟④調(diào)濾液2的pH使之變________(填“大”或“小”)，緣由是____________(用離子方程式表示)。(4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到________(填標(biāo)號)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。a．80℃ b．60℃c．40℃ d．10℃步驟⑤的反應(yīng)類型是________________。(5)某工廠用m1kg鉻鐵礦粉(含Cr2O340%)制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品m2kg，產(chǎn)率為________________。【答案】(1)2∶7陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng)(2)FeAl(OH)3(3)小2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O(4)d復(fù)分解反應(yīng)(5)eq\f(190m2,147m1)×100%【解析】(1)1molFeO·Cr2O3參加反應(yīng)共失去7mol電子，而1molNaNO3參加反應(yīng)得到2mol電子，依據(jù)得失電子守恒，二者的系數(shù)比為2∶7。由于高溫下碳酸鈉能與陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，所以該步驟二、以分別提純?yōu)槟康牡幕瘜W(xué)工藝流程1.物質(zhì)分別提純的原則(1)不增：不引入新的雜質(zhì)。(2)不減：不削減被提純的物質(zhì)。(3)易分別：被提純物與雜質(zhì)易于分別。(4)易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易復(fù)原原來的組成、狀態(tài)。2．常用的提純方法水溶法除去可溶性雜質(zhì)酸溶法除去堿性雜質(zhì)堿溶法除去酸性雜質(zhì)氧化劑或還原劑法除去還原性或氧化性雜質(zhì)加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)調(diào)整溶液的pH法如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等3．常用的分別方法過濾分別難溶物和易溶物，依據(jù)特殊須要采納趁熱過濾或者抽濾等方法萃取和分液利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分別物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴蒸發(fā)結(jié)晶提取溶解度隨溫度變更不大的溶質(zhì)，如NaCl冷卻結(jié)晶提取溶解度隨溫度變更較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等蒸餾或分餾分別沸點不同且互溶的液體混合物，如分別乙醇和甘油冷卻法利用氣體液化的特點分別氣體，如合成氨工業(yè)采納冷卻法分別平衡混合氣體中的氨氣例3.以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避開污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%2.2～2.92.8～3.122～2860～651～2＜1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路途：回答下列問題：(1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(＋,2)，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________，同時V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋。“廢渣1”的主要成分是________。(2)“氧化”中欲使3mol的VO2＋變?yōu)閂Oeq\o\al(＋,2)，則須要氧化劑KClO3至少為________mol。(3)“中和”作用之一是使釩以V4Oeq\o\al(4－,12)形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有________。(4)“離子交換”和“洗脫”可簡潔表示為：4ROH＋V4Oeq\o\al(4－,12)eq\o(,\s\up7(離子交換),\s\do5(洗脫))R4V4O12＋4OH－(ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)當(dāng)呈________性(填“酸”“堿”或“中”)。(5)“流出液”中陽離子最多的是________。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。[學(xué)審題析題]【答案】(1)V2O5＋2H＋=2VOeq\o\al(＋,2)＋H2OSiO2(2)0.5(3)Fe(OH)3和Al(OH)3(4)堿(5)K＋(6)2NH4VO3eq\o(=,\s\up7(高溫))V2O5＋H2O＋2NH3↑例4.污染物的有效去除和資源的充分利用是重要的探討課題。某化學(xué)探討小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2，另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬的化合物)作脫硫劑，通過如下簡化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已略去)。請回答下列問題：(1)若將SO2氣體通入下列溶液中，會褪色的是________(填字母)。A．品紅溶液 B．紫色石蕊溶液C．酸性KMnO4溶液 D．溴水(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3＋和Fe3＋，其緣由是_____________________________。(3)分別寫出MnS除去溶液中的Cu2＋和Ni2＋的離子方程式：_______________________、________________________。(4)寫出KMnO4和MnSO4溶液反應(yīng)生成MnO2的化學(xué)方程式：____________________。(5)若要制得硫酸錳晶體(MnSO4·H2O，相對分子質(zhì)量為169)，可以將除雜后得到的MnSO4溶液通過__________(填操作名稱)而制得?！敬鸢浮?1)ACD(2)消耗溶液中的酸，使Fe3＋和Al3＋水解生成氫氧化物沉淀(3)MnS＋Cu2＋=CuS＋Mn2＋MnS＋Ni2＋=NiS＋Mn2＋(4)2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O=5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾例5以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的過程如圖所示：硼鎂泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%～40%20%～25%5%～15%2%～3%1%～2%1%～2%回答下列問題：(1)“酸解”時應(yīng)當(dāng)加入的酸是________，“濾渣1”中主要含有________(寫化學(xué)式)。(2)“除雜”時加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是___________、__________________。(3)推斷“除雜”基本完成的檢驗方法是______________________________。(4)分別濾渣3應(yīng)趁熱過濾的緣由是____________________________________?！敬鸢浮?1)H2SO4SiO2(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋調(diào)整溶液pH，使Fe3＋、Al3＋以氫氧化物的形式沉淀除去(3)取濾液將其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未變紅，則說明除雜完全(4)防止MgSO4·7H2O結(jié)晶析出例6“分子篩”是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽(NaAlSiO4·nH2O)，其中有很多籠狀孔穴和通道能讓直徑比孔穴小的分子通過而將大的分子留在外面，故此得名。利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備“分子篩”的一種工藝如下：(1)分子篩的孔道直徑為4A稱為4A型分子篩；當(dāng)Na＋被Ca2＋取代時就制得5A型分子篩，當(dāng)Na＋被K＋取代時就制得3A型分子篩。要高效分別正丁烷(分子直徑為4.65A)和異丁烷(分子直徑為5.6A)應(yīng)當(dāng)選用________型的分子篩。(2)鋁灰在90℃時水解的化學(xué)方程式為____________________________；“水解”采納90℃而不在室溫下進行的緣由是_________________________________。(3)“酸溶”時，為降低生產(chǎn)成本，應(yīng)選擇的酸為__________，理由是_____________。(4)“氧化”時，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為____________________________。(5)該工藝中濾渣的成分是________。(6)“膠體”調(diào)整pH后過濾所得“晶體”需洗滌，如何證明該晶體已經(jīng)洗滌干凈？_________________?！敬鸢浮?1)5A(2)AlN＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(90℃))Al(OH)3＋NH3↑加快AlN水解反應(yīng)速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出(3)鹽酸電解時生成的氫氣和氯氣可以制備鹽酸(4)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－=2Fe3＋＋Cl－＋H2O(5)Fe(OH)3(6)取最終一次洗滌液少許，加入濃氫氧化鈉溶液并微熱，若不能產(chǎn)生使潮濕的紅色石蕊試紙變藍的氣體，則洗滌干凈，否則未洗滌干凈(或取最終一次洗滌液少許，加稀硝酸酸化，再加硝酸銀溶液，若不能產(chǎn)生白色沉淀，則洗滌干凈，否則未洗滌干凈)例7PFS是水處理中重要的絮凝劑，下圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸應(yīng)是________；PFS中鐵元素的化合價為________；在酸浸槽中，為了提高浸出率，可以實行的措施有________________(寫兩條)。(2)若廢鐵屑中含有較多鐵銹(Fe2O3·xH2O)，則酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式有________________________。(3)假如反應(yīng)釜中用H2O2作氧化劑，則反應(yīng)的離子方程式為_______________；生產(chǎn)過程中，發(fā)覺反應(yīng)釜中產(chǎn)生了大量的氣體，且溫度明顯上升，其緣由可能是______________________。(4)聚合釜中溶液的pH必需限制在肯定的范圍內(nèi)。假如溶液酸性過強，造成的后果是____________________。假如溶液酸性太弱又會生成大量的氫氧化鐵沉淀。若溶液中Fe3＋的濃度為1mol·L－1，當(dāng)Fe3＋起先沉淀時，溶液的pH約為________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10－39]?！敬鸢浮?1)H2SO4＋3加熱、攪拌、多次浸取等(2)Fe2O3·xH2O＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋(3＋x)H2O、Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OH2O2與Fe2＋的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，加入的H2O2過多，且生成的Fe3＋能作H2O2分解的催化劑，H2O2發(fā)生分解反應(yīng)，生成了O2(4)影響Fe3＋與OH－的結(jié)合(合理答案均可)1【解析】(1)絮凝劑是硫酸鹽，制備時不能引入雜質(zhì)，要用硫酸酸浸；依據(jù)[Fe2(OH)x(SO4)3－x/2]y中各元素正負化合價的代數(shù)和為0，得鐵的化合價為＋3。(2)Fe2O3·xH2O和Fe均與硫酸反應(yīng)。(4)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，酸性過強，F(xiàn)e3＋水解平衡逆向移動，不利于Fe(OH)3的生成；若溶液中Fe3＋的濃度為1mol·L－1，當(dāng)Fe3＋起先沉淀時，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，則1.0×10－39＝1mol·L－1×c3(OH－)，解得c(OH－)＝10－13mol·L－1，則c(H＋)＝0.1mol·L－1，所以pH＝1。例8醋酸鎳[(CH3COO)2Ni]是一種重要的化工原料。一種以含鎳廢料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)為原料，制取醋酸鎳的工藝流程圖如下：相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如下表：金屬離子起先沉淀的pH沉淀完全的pH物質(zhì)20℃時溶解性(H2O)Fe3＋1.13.2CaSO4微溶Fe2＋5.88.8NiF2可溶Al3＋3.05.0CaF2難溶Ni2＋6.79.5NiCO3Ksp＝9.60×10－6(1)調(diào)整pH步驟中，溶液pH的調(diào)整范圍是____________。(2)濾渣1和濾渣3主要成分的化學(xué)式分別是________、________。(3)寫出氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________。(4)酸浸過程中，1molNiS失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。(5)沉鎳過程中，若c(Ni2＋)＝2.0mol·L－1，欲使100mL該濾液中的Ni2＋沉淀完全[c(Ni2＋)≤10－5mol·L－1]，則須要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為________g。(保留小數(shù)點后1位有效數(shù)字)(6)保持其他條件不變，在不同溫度下對含鎳廢料進行酸浸，鎳浸出率隨時間變更如圖。酸浸的最佳溫度與時間分別為________℃、________min。【答案】(1)5.0≤pH＜6.7(2)SiO2、CaSO4CaF2(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(4)NiS＋H2SO4＋2HNO3=NiSO4＋SO2↑＋2NO↑＋2H2O(5)31.4(6)70120NO，依據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(5)Ni2＋沉淀完全時溶液中c(COeq\o\al(2－,3))＝eq\f(KspNiCO3,cNi2＋)＝eq\f(9.60×10－6,10－5)＝0.96mol·L－1，故須要加入Na2CO3的質(zhì)量最少為[0.96mol·L－1×0.1L＋(2.0mol·L－1－10－5mol·L－1)×0.1L]×106g·mol－1＝31.4g。例9硫酸鋅可用于制造鋅鋇白、印染媒染劑等。用鋅白礦(主要成分為ZnO，還含有Fe2O3、CuO、SiO2等雜質(zhì))制備ZnSO4·7H2O的流程如下：相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(起先沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L－1計算)如表所示：金屬離子起先沉淀的pH沉淀完全的pHFe3＋1.13.2Fe2＋5.88.8Zn2＋6.48.0(1)“濾渣1”的主要成分為________(填化學(xué)式)?！八峤边^程中，提高鋅元素浸出率的措施有：適當(dāng)提高酸的濃度、____________(填一種)。(2)“置換”過程中，加入適量的鋅粉，除與溶液中的Fe3＋、H＋反應(yīng)外，另一主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。(3)“氧化”一步中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________。溶液pH限制在[3.2,6.4)之間的目的是____________________________________。(4)“母液”中含有的鹽類物質(zhì)有____________(填化學(xué)式)。【答案】(1)SiO2粉碎鋅白礦(或充分?jǐn)嚢铦{料、適當(dāng)加熱等)(2)Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4(3)3Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋7ZnO＋9H＋=3Fe(OH)3＋MnO2＋7Zn2＋使Fe3＋沉淀完全，而Zn2＋不沉淀(4)ZnSO4、K2SO4例10某科研小組采納如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低，對試驗的影響可忽視)。已知：①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解，如：3NaClO=2NaCl＋NaClO3②AgCl可溶于氨水：AgCl＋2NH3·H2OAg(NH3)eq\o\al(＋,2)＋Cl－＋2H2O③常溫時N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)：4Ag(NH3)eq\o\al(＋,2)＋N2H4·H2O=4Ag↓＋N2↑＋4NHeq\o\al(＋,4)＋4NH3↑＋H2O(1)“氧化”階段需在80℃條件下進行，相宜的加熱方式為________________。(2)NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。HNO3也能氧化Ag，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺點是___________________________________________。(3)為提高Ag的回收率，需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌，并_____________________。(4)若省略“過濾Ⅰ”，干脆向冷卻后的反應(yīng)容器中滴加10%氨水，則須要增加氨水的用量，