第九章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第46講無(wú)機(jī)化工流程題的解題策略化學(xué)對(duì)點(diǎn)題組突破內(nèi)容索引考點(diǎn)一化工流程中原料的預(yù)處理及條件的控制考點(diǎn)二化工流程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、分離與提純第一部分第二部分必備知識(shí)整合01對(duì)點(diǎn)題組突破02課時(shí)作業(yè)第五部分必備知識(shí)整合01對(duì)點(diǎn)題組突破02高考真題演練第四部分考點(diǎn)三化工流程中的有關(guān)計(jì)算第三部分必備知識(shí)整合01021．培養(yǎng)從試題提供的新信息中準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，并與已有知識(shí)塊整合重組為新知識(shí)塊的能力。2.培養(yǎng)將實(shí)際問(wèn)題分解，通過(guò)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)，采用分析、綜合的方法，解決簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的能力。3.培養(yǎng)將分析和解決問(wèn)題的過(guò)程及成果用正確的化學(xué)術(shù)語(yǔ)及文字、圖表、模型、圖形等表達(dá)并作出解釋的能力?？键c(diǎn)一化工流程中原料的預(yù)處理及條件的控制第分部一1．原料預(yù)處理的方法及目的必備知識(shí)整合處理方法目的固體原料粉碎或研磨減小顆粒直徑，增大反應(yīng)物接觸面積，增大浸取時(shí)的反應(yīng)速率，提高浸取率煅燒或灼燒①除去硫、碳單質(zhì)；②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物；③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)；④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)等處理方法目的酸浸①與酸接觸反應(yīng)或溶解，轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中，以達(dá)到與難溶物分離的目的；②去氧化物(膜)堿溶①除去金屬表面的油污；②溶解鋁、氧化鋁等加熱①加快反應(yīng)速率或溶解速率；②促進(jìn)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；③除雜，除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物質(zhì)；④使沸點(diǎn)相對(duì)較低或易升華的原料變成氣體；⑤煮沸時(shí)促進(jìn)溶液中的氣體(如氧氣)揮發(fā)逸出等2.反應(yīng)條件的控制及目的條件控制目的反應(yīng)物用量或濃度①酸浸時(shí)提高酸的濃度可提高礦石中某金屬元素的浸取率；②增大便宜、易得的反應(yīng)物的濃度，可以提高其他物質(zhì)的利用率，使反應(yīng)充分進(jìn)行；③增大物質(zhì)濃度可以加快反應(yīng)速率，使平衡發(fā)生移動(dòng)等條件控制目的降溫①防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解(或分解)；②使化學(xué)平衡向著題目要求的方向(放熱反應(yīng)方向)移動(dòng)；③使某個(gè)沸點(diǎn)較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離等；④降低某些晶體的溶解度，減少損失等條件控制目的控溫①結(jié)晶獲得所需物質(zhì)；②防止某種物質(zhì)(如H2O2、草酸、濃硝酸、銨鹽等)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)；③使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā)出來(lái)；④使催化劑的活性達(dá)到最好；⑤防止副反應(yīng)的發(fā)生等加入氧化劑(或還原劑)①轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物的價(jià)態(tài)；②除去雜質(zhì)離子[如把Fe2+氧化成Fe3+，而后調(diào)溶液的pH，使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去]條件控制目的加入沉淀劑①生成硫化物沉淀(如加入硫化鈉、硫化銨、硫化亞鐵等)；②加入可溶性碳酸鹽，生成碳酸鹽沉淀；③加入氟化鈉，除去Ca2+、Mg2+pH控制①生成金屬氫氧化物，以達(dá)到除去金屬離子的目的；②抑制鹽類(lèi)水解；③促進(jìn)鹽類(lèi)水解生成沉淀，有利于過(guò)濾分離1．(2024·河北金科大聯(lián)考高三期末)馬日夫鹽[Mn(H2PO4)2·2H2O]常用于機(jī)械設(shè)備的磷化處理，可起到防銹效果。以水錳礦[主要成分為MnO(OH)，還含有少量的Fe2O3、SiO2及微量的CaO、Al2O3]為原料制備馬日夫鹽的一種工藝流程如圖1所示。對(duì)點(diǎn)題組突破已知：25℃時(shí)，金屬離子在水溶液中的平衡濃度的對(duì)數(shù)與溶液的pH的關(guān)系如圖2所示。此實(shí)驗(yàn)條件下Mn2+開(kāi)始沉淀的pH＝7.54。(1)“溶浸”過(guò)程中主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________，為提高SO2的吸收率，可采取的措施是_______________________________________________________________（寫(xiě)出兩條即可）。2MnO(OH)＋SO2＋H2SO4===2MnSO4＋2H2O不斷攪拌，使SO2和礦漿充分接觸；減慢通入SO2的流速（合理即可）(2)“濾渣2”的主要成分為_(kāi)___________________（寫(xiě)化學(xué)式）?！把趸?、除雜”步驟中不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______________________________________________________________________。加入氨水的目的是調(diào)節(jié)pH，應(yīng)控制pH的范圍是____________。Fe(OH)3、Al(OH)3溶液中的Mn2+或被氧化生成的Fe3+會(huì)催化H2O2的分解，使H2O2的消耗量增加5～7.54解析：根據(jù)上述分析可知濾渣1中為SiO2、CaSO4（微溶），加入MnO2，將Fe2+氧化為Fe3+，由題圖2pH～lgc(Mn＋)及“此實(shí)驗(yàn)條件下Mn2+開(kāi)始沉淀的pH＝7.54”可知，加入氨水調(diào)節(jié)pH將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去；溶液中的Mn2+或被氧化生成的Fe3+會(huì)催化H2O2的分解，使H2O2的消耗量增加，因此“氧化、除雜”步驟中不宜使用H2O2替代MnO2；觀察題圖2，當(dāng)lgc(Mn＋)＝－5時(shí)，可知此時(shí)溶液中剩余的某金屬離子濃度為1×10-5mol·L-1時(shí)，根據(jù)已知可得通常認(rèn)為該金屬離子已沉淀完全，因此觀察題圖2中Fe3+、Al3+的對(duì)應(yīng)線可知，F(xiàn)e3+完全沉淀時(shí)對(duì)應(yīng)pH為3.2，Al3+完全沉淀時(shí)對(duì)應(yīng)pH為5，Mn2+開(kāi)始沉淀的pH＝7.54，故應(yīng)調(diào)節(jié)pH范圍為5～7.54。2．（2024·江西贛州高三聯(lián)考）硫化鎘(CdS)是一種新型半導(dǎo)體材料，一種以鎘銅渣（主要成分是Cd、Cu，還含少量Fe等）為原料合成CdS的路線（部分條件和產(chǎn)物省略）如圖：回答下列問(wèn)題：(1)提高“浸取”速率時(shí)宜采取的措施主要有____（填字母）。A．粉碎鎘銅渣

B．增大壓強(qiáng)C．適當(dāng)降溫 D．適當(dāng)增大硫酸濃度解析：粉碎鎘銅渣，增大接觸面積可加快“浸取”速率，A正確；反應(yīng)無(wú)氣體參加，增大壓強(qiáng)對(duì)“浸取”速率無(wú)影響，B錯(cuò)誤；適當(dāng)降溫會(huì)降低“浸取”速率，C錯(cuò)誤；適當(dāng)增大硫酸濃度，可加快“浸取”速率，D正確。AD(2)“除鐵”中加入MnO2的作用是＿＿＿＿。解析：由流程可知，浸取液含亞鐵離子，加入二氧化錳做氧化劑氧化亞鐵離子。氧化Fe2+(3)制備硫化鎘時(shí)，在氬氣氛圍中進(jìn)行，這樣操作的目的是_________________________。解析：硫、鎘都易被空氣中的氧氣氧化，在氬氣中反應(yīng)，避免硫、鎘被氧化而產(chǎn)生雜質(zhì)。避免氧氣氧化硫、鎘等考點(diǎn)二化工流程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、分離與提純第分部二必備知識(shí)整合1．化工流程中物質(zhì)的追蹤(1)判斷主體物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，書(shū)寫(xiě)化學(xué)（離子）方程式獲取信息首先根據(jù)題給材料中的信息寫(xiě)出部分反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，再根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)有無(wú)變化判斷反應(yīng)類(lèi)型確定類(lèi)型類(lèi)型1元素化合價(jià)無(wú)變化則為非氧化還原反應(yīng)，遵循質(zhì)量守恒定律類(lèi)型2元素化合價(jià)有變化則為氧化還原反應(yīng)，除遵循質(zhì)量守恒定律外，還要遵循得失電子守恒規(guī)律規(guī)范作答最后根據(jù)題目要求寫(xiě)出化學(xué)方程式或離子方程式（需要遵循電荷守恒規(guī)律）即可(2)判斷濾液和濾渣的成分主要根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷，特別是物質(zhì)的溶解性，因此要熟記常見(jiàn)難溶于水、微溶于水的物質(zhì)。(3)判斷可循環(huán)利用的物質(zhì)主要從以下四個(gè)方面判斷：一是看流程圖中是否有循環(huán)線；二是從過(guò)濾或結(jié)晶后的母液中找；三是從流程圖中需要加入的物質(zhì)中找；四是從能發(fā)生可逆反應(yīng)的物質(zhì)中找。2．?？挤蛛x、提純的方法及操作(1)從溶液中獲取晶體的方法及實(shí)驗(yàn)操作①溶解度受溫度影響較小的（如NaCl）采取蒸發(fā)結(jié)晶的方法，實(shí)驗(yàn)過(guò)程為蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾（如果溫度下降，雜質(zhì)也會(huì)以晶體的形式析出來(lái)）、洗滌、干燥。②溶解度受溫度影響較大、帶有結(jié)晶水的鹽或可水解的鹽采取冷卻結(jié)晶的方法，實(shí)驗(yàn)過(guò)程為蒸發(fā)濃縮（至少有晶膜出現(xiàn)）、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌（冰水洗、熱水洗、乙醇洗等）、干燥。(2)固體物質(zhì)的洗滌洗滌試劑適用范圍目的蒸餾水冷水產(chǎn)物不溶于水除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)，可適當(dāng)降低固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失熱水有特殊的物質(zhì)其溶解度隨著溫度升高而減小除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)，可適當(dāng)降低固體因?yàn)闇囟茸兓芙舛斐傻膿p失洗滌試劑適用范圍目的有機(jī)溶劑（酒精、丙酮等）固體易溶于水、難溶于有機(jī)溶劑減少固體溶解；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥飽和溶液對(duì)純度要求不高的產(chǎn)品減少固體溶解酸、堿溶液產(chǎn)物不溶于酸、堿除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶解洗滌沉淀的方法：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入××試劑，若未出現(xiàn)特征反應(yīng)現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈(3)減壓蒸發(fā)的原因：減壓蒸發(fā)降低了蒸發(fā)溫度，可以防止某物質(zhì)分解（如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3）或失去結(jié)晶水（如題目要求制備結(jié)晶水合物產(chǎn)品）。(4)萃取與反萃?、佥腿。豪梦镔|(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同，將物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑的過(guò)程。如用CCl4萃取溴水中的Br2。②反萃?。河梅摧腿┦贡惠腿∥飶呢?fù)載有機(jī)相返回水相的過(guò)程，為萃取的逆過(guò)程。(5)其他①蒸發(fā)時(shí)的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解。②減壓蒸餾的原因：減小壓強(qiáng)，使液體沸點(diǎn)降低，防止受熱分解、氧化等。對(duì)點(diǎn)題組突破1．（2025·河南周口高三期末）釹鐵硼磁鐵因其超強(qiáng)的磁性被譽(yù)為“永磁之王”。工業(yè)上從廢舊釹鐵硼合金廢料（含Nd、Fe、B等）中回收、制取氧化釹的流程如圖所示：已知：①Nd穩(wěn)定的化合價(jià)為＋3；金屬釹的活動(dòng)性較強(qiáng)，能與酸發(fā)生置換反應(yīng)。②硼不與稀硫酸反應(yīng)。(1)沉淀1的主要成分是__（填化學(xué)式）。B解析：由題給流程可知，釹鐵硼廢料用堿性溶液去除廢料表面的油脂和污漬后，加入稀硫酸酸溶，釹、鐵溶于稀硫酸得到可溶性硫酸釹、硫酸亞鐵溶液，而硼不與稀硫酸反應(yīng)，過(guò)濾得到含有硼的沉淀1和含有硫酸釹、硫酸亞鐵的溶液1；向溶液1中加入磷酸二氫鈉溶液，將溶液中硫酸釹轉(zhuǎn)化為磷酸二氫釹沉淀，過(guò)濾得到磷酸二氫釹和溶液2；磷酸二氫釹經(jīng)多步轉(zhuǎn)化得到純度高的硫酸釹結(jié)晶，硫酸釹與碳酸銨溶液反應(yīng)、過(guò)濾得到Nd2(CO3)3·xH2O，Nd2(CO3)3·xH2O煅燒分解生成三氧化二釹。(2)向溶液1中加入NaH2PO4進(jìn)行“沉釹”，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________。(3)判斷Nd2(CO3)3·xH2O已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是____________________________________________________________________________________________________________________。解析：由分析可知，Nd2(CO3)3·xH2O沉淀表面附有可溶的硫酸銨，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈實(shí)際上就是檢驗(yàn)洗滌液中是否存在硫酸根離子，檢驗(yàn)的具體操作為取最后一次洗滌液于試管中，用稀鹽酸酸化，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴入幾滴氯化鋇溶液，如果沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，證明已洗滌干凈。取最后一次洗滌液于試管中，用稀鹽酸酸化，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴入幾滴BaCl2溶液，如果沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，證明已洗滌干凈(4)寫(xiě)出煅燒生成Nd2O3的化學(xué)方程式：___________________________________________。2．（2024·安徽亳州高三聯(lián)考）綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na＋內(nèi)循環(huán)。工藝流程如右圖：回答下列問(wèn)題：(1)高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是_________（填元素名稱(chēng)）。解析：向鉻鐵礦加入熔融的氫氧化鈉和氧氣進(jìn)行高溫連續(xù)氧化，鉻氧化為鉻酸鈉，亞鐵氧化為＋3價(jià)，三氧化二鋁反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉，加入水過(guò)濾得到的濾渣1中含有氧化鎂和三氧化二鐵，濾液中含有鉻酸鈉、氫氧化鈉和無(wú)色的四羥基合鋁酸鈉溶液，向鉻酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，轉(zhuǎn)化生成重鉻酸鈉溶液和碳酸氫鈉固體，向無(wú)色的四羥基合鋁酸鈉溶鐵、鉻液中通入過(guò)量的二氧化碳?xì)怏w，生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液；過(guò)量的二氧化碳和水蒸氣通入濾渣Ⅰ中將氧化鎂轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液，過(guò)濾得到固體Ⅲ為氧化鐵，將碳酸氫鎂進(jìn)行熱解得到二氧化碳和水的混合氣體Ⅳ和碳酸鎂固體，將碳酸鎂固體煅燒得到氧化鎂。(1)高溫連續(xù)氧化工序中鉻元素和鐵元素化合價(jià)上升，被氧化。(2)濾渣Ⅰ的主要成分是_______________（填化學(xué)式）。解析：結(jié)合以上分析可知，濾渣Ⅰ為未反應(yīng)的氧化鎂以及反應(yīng)生成的氧化鐵。MgO、Fe2O3(3)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________________________。(4)物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________________________，可代替NaOH的化學(xué)試劑還有________（填化學(xué)式）。16CO2＋8H2ONa2CO3(5)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序__（填“①”“②”“③”或“④”）參與內(nèi)循環(huán)。解析：熱解工序產(chǎn)生的混合氣體為二氧化碳和水蒸氣，將混合氣體通入濾渣Ⅰ中可以將氧化鎂轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂溶液，則混合氣體最適宜返回工序②。②(6)工序④溶液中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。解析：工序④溶液中含有四羥基合鋁酸鈉，與過(guò)量CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na[Al(OH)4]＋CO2===NaHCO3＋Al(OH)3↓。Na[Al(OH)4]＋CO2===NaHCO3＋Al(OH)3↓考點(diǎn)三化工流程中的有關(guān)計(jì)算第分部三必備知識(shí)整合1．Ksp計(jì)算的幾種類(lèi)型(1)判斷能否沉淀。(2)判斷能否沉淀完全。(3)計(jì)算某一離子的濃度。(4)沉淀生成和沉淀完全時(shí)pH的計(jì)算。2．熱重法測(cè)物質(zhì)組成思維模型對(duì)點(diǎn)題組突破1．(1)（2024·貴州卷節(jié)選）煤氣化渣屬于大宗固廢，主要成分為Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等。一種利用“酸浸—堿沉—充鈉”工藝，制備鈉基正極材料NaFePO4和回收Al2O3的流程如下：2.8×10-6

(2)（2024·廣東卷節(jié)選）鎵(Ga)在半導(dǎo)體、記憶合金等高精尖材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。一種從電解鋁的副產(chǎn)品炭渣（含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素）中提取鎵及循環(huán)利用鋁的工藝如下。已知：①pKa(HF)＝3.2。②Na3[AlF6]（冰晶石）的Ksp為4.0×10-10。③浸取液中，Ga(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)以[MClm](m-3)－(m＝0～4)粒子形式存在，F(xiàn)e2+最多可與2個(gè)Cl－配位，其他金屬離子與Cl－的配位可忽略?！罢{(diào)pH”中，pH至少應(yīng)大于______，使溶液中c(F－)>c(HF)，有利于[AlF6]3-配離子及Na3[AlF6]晶體的生成。若“結(jié)晶”后溶液中c(Na＋)＝0.10mol·L-1，則[AlF6]3-濃度為_(kāi)___________mol·L-1。3.24.0×10-72．（2025·黑龍江西部聯(lián)合體高三期中）鈷是生產(chǎn)多種合金和鈷鹽的重要原料，水鈷礦主要成分為CoOOH，同時(shí)含有少量Fe、Al、Mn、Mg、Ca的氧化物及其他雜質(zhì)。用水鈷礦制取Co的工藝流程如圖1所示：已知：①Ksp(MgF2)＝7.5×10-11；Ksp(CaF2)＝1.5×10-10。②部分陽(yáng)離子以氫氧化物形成沉淀時(shí)，溶液的pH見(jiàn)下表。沉淀物Fe(OH)2Fe(OH)3Co(OH)2Mn(OH)2Al(OH)3開(kāi)始沉淀時(shí)的pH7.02.77.67.74.0沉淀完全時(shí)的pH9.63.79.29.85.2請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)浸出過(guò)程中加入Na2CO3溶液調(diào)pH的范圍是______≤pH<______。解析：根據(jù)題表可知，溶液中加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH在5.2～7.6的范圍內(nèi)，將鐵離子和鋁離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀和氫氧化鋁沉淀。5.27.6(2)當(dāng)加入過(guò)量NaF后，所得濾液Ⅱ中c(Ca2+)與c(Mg2+)之比為_(kāi)_。2(3)CoC2O4·2H2O熱分解質(zhì)量變化過(guò)程如圖2所示。其中600℃以前是隔絕空氣加熱，600℃以后是在空氣中加熱。A、B、C均為純凈物，C點(diǎn)所示產(chǎn)物的化學(xué)式是____________。Co2O3高考真題演練第分部四1．（2024·河北卷）V2O5是制造釩鐵合金、金屬釩的原料，也是重要的催化劑。以苛化泥為焙燒添加劑從石煤中提取V2O5的工藝，具有釩回收率高、副產(chǎn)物可回收和不產(chǎn)生氣體污染物等優(yōu)點(diǎn)。工藝流程如下。已知：ⅰ.石煤是一種含V2O3的礦物，雜質(zhì)為大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分為CaCO3、NaOH、Na2CO3等。ⅱ.高溫下，苛化泥的主要成分可與Al2O3反應(yīng)生成偏鋁酸鹽；室溫下，偏釩酸鈣[Ca(VO3)2]和偏鋁酸鈣均難溶于水。回答下列問(wèn)題：(1)釩原子的價(jià)層電子排布式為_(kāi)_______；焙燒生成的偏釩酸鹽中釩的化合價(jià)為_(kāi)___，產(chǎn)生的氣體①為_(kāi)_______（填化學(xué)式）。3d34s2＋5CO2(2)水浸工序得到濾渣①和濾液，濾渣①中含釩成分為偏釩酸鈣，濾液中雜質(zhì)的主要成分為_(kāi)_________（填化學(xué)式）。解析：由已知信息可知，高溫下，苛化泥的主要成分與Al2O3反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和偏鋁酸鈣，偏鋁酸鈉溶于水，偏鋁酸鈣難溶于水，所以濾液中雜質(zhì)的主要成分是NaAlO2。NaAlO2(3)在弱堿性環(huán)境下，偏釩酸鈣經(jīng)鹽浸生成碳酸鈣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________；CO2加壓導(dǎo)入鹽浸工序可提高浸出率的原因?yàn)開(kāi)__________________________________________________________________；浸取后低濃度的濾液①進(jìn)入________（填工序名稱(chēng)），可實(shí)現(xiàn)釩元素的充分利用。離子交換(4)洗脫工序中洗脫液的主要成分為_(kāi)_______（填化學(xué)式）。解析：由離子交換工序中樹(shù)脂的組成可知，洗脫液中應(yīng)含有Cl－，考慮到水浸所得溶液中含有Na＋，為避免引入其他雜質(zhì)離子，且NaCl廉價(jià)易得，故洗脫液的主要成分應(yīng)為NaCl。NaCl(5)下列不利于沉釩過(guò)程的兩種操作為_(kāi)___（填字母）。a．延長(zhǎng)沉釩時(shí)間b．將溶液調(diào)至堿性c．?dāng)嚢鑔．降低NH4Cl溶液的濃度bd2．（2024·江西卷）稀土是國(guó)家的戰(zhàn)略資源之一。以下是一種以獨(dú)居石[主要成分為CePO4。含有Th3(PO4)4、U3O8和少量鐳雜質(zhì)]為原料制備CeCl3·nH2O的工藝流程圖。已知：ⅰ.Ksp[Th(OH)4]＝4.0×10-45，Ksp[Ce(OH)3]＝1.6×10-20，Ksp[Ce(OH)4]＝2.0×10-48。ⅱ.鐳為第ⅡA族元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)關(guān)于獨(dú)居石的熱分解，以下說(shuō)法正確的是__（填字母）。a．降低壓強(qiáng)，分解速率增大b．降低溫度，分解速率降低c．反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，分解速率越大d．提高攪拌速度，分解速率降低b進(jìn)入沉淀，向?yàn)V液中加入硫酸銨和氯化鋇，使BaSO4和RaSO4形成共沉淀，得到含有Ce3+的溶液，經(jīng)過(guò)一系列操作，得到CeCl3·nH2O。(1)有O2參加，降低壓強(qiáng)，分解速率減小，a錯(cuò)誤；降低溫度，分解速率降低，b正確；反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，分解速率逐漸變慢，c錯(cuò)誤；提高攪拌速度，分解速率加快，d錯(cuò)誤。(2)Na2U2O7中鈾元素的化合價(jià)為_(kāi)___，熱分解階段U3O8生成Na2U2O7反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。＋6(3)濃縮結(jié)晶后，得到的晶體產(chǎn)物化學(xué)式為_(kāi)________________，濾液可用于______階段循環(huán)利用，避免產(chǎn)生大量的高堿度廢水。Na3PO4·12H2O熱分解(4)溶解階段，將溶液pH先調(diào)到1.5～2.0，反應(yīng)后再回調(diào)至4.5。①鹽酸溶解Ce(OH)4的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________。②當(dāng)溶液pH＝4.5時(shí)，c(Th4+)＝__________mol·L-1，此時(shí)完全轉(zhuǎn)化為氫氧化釷沉淀。解析：②當(dāng)溶液pH＝4.5時(shí)，c(H＋)＝1×10-4.5mol·L-1，c(OH－)＝1×10-9.5mol·L-1，c(Th4+)×c4(OH－)＝4.0×10-45，則c(Th4+)＝4×10-7mol·L-1，此時(shí)完全轉(zhuǎn)化為氫氧化釷沉淀。2Ce(OH)4＋8H＋＋2Cl－===2Ce3+＋Cl2↑＋8H2O4×10-7

(5)以BaSO4為載體形成共沉淀，目的是去除雜質(zhì)____。解析：以BaSO4為載體形成共沉淀，目的是去除雜質(zhì)Ra，RaSO4的溶解度更小。Ra3．（2024·遼寧卷）中國(guó)是世界上最早利用細(xì)菌冶金的國(guó)家。已知金屬硫化物在“細(xì)菌氧化”時(shí)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，某工廠用細(xì)菌冶金技術(shù)處理載金硫化礦粉（其中細(xì)小的Au顆粒被FeS2、FeAsS包裹），以提高金的浸出率并冶煉金，工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：(1)北宋時(shí)期我國(guó)就有多處礦場(chǎng)利用細(xì)菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質(zhì)為_(kāi)_______（填化學(xué)式）。解析：“膽水”冶煉銅，即“膽水”的主要溶質(zhì)為CuSO4。CuSO4(2)“細(xì)菌氧化”中，F(xiàn)eS2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________________。4FeS2＋15O2＋2H2O(3)“沉鐵砷”時(shí)需加堿調(diào)節(jié)pH，生成_____________（填化學(xué)式）膠體起絮凝作用，促進(jìn)了含As粒子的沉降。解析：“沉鐵砷”時(shí)，加堿調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3膠體，可起到絮凝作用，促進(jìn)含As粒子的沉降。Fe(OH)3(4)“焙燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙燒氧化”，“細(xì)菌氧化”的優(yōu)勢(shì)為_(kāi)___（填字母）。A．無(wú)須控溫B．可減少有害氣體產(chǎn)生C．設(shè)備無(wú)須耐高溫D．不產(chǎn)生廢液廢渣BC解析：A項(xiàng)，細(xì)菌的活性與溫度息息相關(guān)，因此細(xì)菌氧化也需要控溫；B項(xiàng)，焙燒氧化時(shí)，金屬硫化物中的硫元素通常轉(zhuǎn)化為SO2，而細(xì)菌氧化時(shí)，金屬硫化物中的硫元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，可減少有害氣體的產(chǎn)生；C項(xiàng)，焙燒氧化需要較高的溫度，因此所使用的設(shè)備需要耐高溫，而細(xì)菌氧化不需要較高的溫度就可進(jìn)行，設(shè)備無(wú)須耐高溫；D項(xiàng)，由流程可知，細(xì)菌氧化也會(huì)產(chǎn)生廢液廢渣。(5)“真金不怕火煉”，表明Au難被O2氧化，“浸金”中NaCN的作用為_(kāi)__________________________________________。解析：“浸金”中，Au為還原劑，O2為氧化劑，NaCN為絡(luò)合劑，將Au轉(zhuǎn)化為[Au(CN)2]－從而浸出。作為絡(luò)合劑，將Au轉(zhuǎn)化為[Au(CN)2]－從而浸出(6)“沉金”中Zn的作用為_(kāi)_____________________________________。解析：“沉金”中Zn為還原劑，將[Au(CN)2]－還原為Au。做還原劑，將[Au(CN)2]－還原為Au(7)濾液②經(jīng)H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2-轉(zhuǎn)化為ZnSO4和HCN的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________________________。用堿中和HCN可生成________（填溶質(zhì)化學(xué)式）溶液，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。解析：濾液②含有[Zn(CN)4]2-，經(jīng)過(guò)H2SO4的酸化，[Zn(CN)4]2-轉(zhuǎn)化為ZnSO4和HCN，化學(xué)方程式為Na2[Zn(CN)4]＋2H2SO4===ZnSO4＋4HCN＋Na2SO4；用堿中和HCN得到的產(chǎn)物，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步驟，從而循環(huán)利用。Na2[Zn(CN)4]＋2H2SO4===ZnSO4＋4HCN＋Na2SO4NaCN4．（2024·新課標(biāo)卷）鈷及其化合物在制造合金、磁性材料、催化劑及陶瓷釉等方面有著廣泛應(yīng)用。一種從濕法煉鋅產(chǎn)生的廢渣（主要含Co、Zn、Pb、Fe的單質(zhì)或氧化物）中富集回收得到含錳高鈷成品的工藝如下：已知溶液中相關(guān)離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×10-5mol·L-1)時(shí)的pH：金屬離子Fe3+Fe2+Co3+Co2+Zn2+開(kāi)始沉淀的pH1.56.9—7.46.2沉淀完全的pH2.88.41.19.48.2回答下列問(wèn)題：(1)“酸浸”前廢渣需粉碎處理，目的是_____________________________________________；“濾渣1”中金屬元素主要為_(kāi)___。增大固液接觸面積，加快酸浸速率，提高浸取效率Pb離子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+；最后“氧化沉鈷”，加入強(qiáng)氧化劑KMnO4，將溶液中Co2+氧化為Co3+，在pH＝5時(shí)Co3+形成Co(OH)3沉淀，而KMnO4則被還原為MnO2，KMnO4還會(huì)與溶液中的Mn2+發(fā)生歸中反應(yīng)生成MnO2，得到Co(OH)3和MnO2的混合物，“除鈷液”主要含有ZnSO4、K2SO4。(1)在原料預(yù)處理過(guò)程中，粉碎固體原料能增大固體與液體的接觸面積，從而加快酸浸的反應(yīng)速率，提高浸取效率；由分析可知，“濾渣1”的主要成分為PbSO4，則“濾渣1”中金屬元素主要為Pb。(2)“過(guò)濾1”后的溶液中加入MnO2的作用是_____________________________________________________。取少量反應(yīng)后的溶液，加入化學(xué)試劑________________檢驗(yàn)_______，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，需補(bǔ)加MnO2。將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，以便在后續(xù)調(diào)pH時(shí)除去鐵元素K3[Fe(CN)6]溶液Fe2+解析：由題表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)Fe3+完全沉淀時(shí)，Co2+未開(kāi)始沉淀，而當(dāng)Fe2+完全沉淀時(shí)，Co2+已有一部分沉淀，因此為了除去溶液中的鐵元素且Co2+不沉淀，應(yīng)先將Fe2+氧化為Fe3+，然后調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+完全水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，因此，MnO2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+，以便在后續(xù)調(diào)pH時(shí)除去鐵元素。常用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn)Fe2+，若生成藍(lán)色沉淀，則說(shuō)明溶液中仍存在Fe2+，需補(bǔ)加MnO2。(3)“氧化沉鈷”中氧化還原反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________________、______________________________________________。===3Co(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋5MnO2↓＋4H＋(4)“除鈷液”中主要的鹽有________________（寫(xiě)化學(xué)式），殘留的Co3+濃度為_(kāi)___________mol·L-1。ZnSO4、K2SO41.0×10-16.7課時(shí)作業(yè)46第分部五非選擇題（共60分）1．（12分）（2025·八省聯(lián)考河南卷）一種利用鈦白粉副產(chǎn)品[主要成分為FeSO4·7H2O，含有少量Fe2(SO4)3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等]和農(nóng)藥鹽渣（主要成分為Na3PO4、Na2SO3等）制備電池級(jí)磷酸鐵的工藝流程如下。一定條件下，一些金屬氟化物的Ksp如下表。氟化物FeF2MgF2MnF2Ksp2.3×10-65.1×10-115.2×10-3回答下列問(wèn)題：(1)“除鈦”中產(chǎn)生的少量氣體是_______（填化學(xué)式）；鐵粉的作用之一是提高體系的pH，使得TiO2+水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，其另一個(gè)作用是___________。H2還原Fe3+(2)“除雜1”中除去的離子是_______（填化學(xué)式）。Mg2+(3)“氧化1”中若H2O2加入速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致H2O2用量增大，原因是__________________________________________________________。本步驟不能使用稀鹽酸代替H2SO4溶液，原因是___________________________________________。解析：“氧化1”中Fe2+被H2O2氧化為Fe3+，F(xiàn)e3+是H2O2分解的催化劑，可以使H2O2分解速率增大，故H2O2加入速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致H2O2用量增大；本步驟若使用稀鹽酸代替H2SO4溶液，則溶液中含有Cl－，在“除雜2”中會(huì)與KMnO4反應(yīng)生成Cl2，產(chǎn)生污染。氧化生成的Fe3+可以使H2O2分解速率增大，導(dǎo)致H2O2用量增大防止鹽酸與KMnO4反應(yīng)生成Cl2，產(chǎn)生污染(4)濾渣3的主要成分是MnO2·xH2O，生成該物質(zhì)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________________。(5)“氧化2”的目的是減少________（填化學(xué)式）氣體的排放。SO2(6)“沉鐵”中如果體系酸性過(guò)強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致FePO4·2H2O產(chǎn)量降低，原因是___________________________________________________________________________________________________。濃度低，生成FePO4·2H2O沉淀量少回答下列問(wèn)題：(1)環(huán)節(jié)Ⅰ中A、B、C依次應(yīng)加入的物質(zhì)為NaOH、________、_________，加入D發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________。BaCl2Na2CO3H2O(2)環(huán)節(jié)Ⅱ中為了產(chǎn)生更多沉淀，應(yīng)先通入過(guò)量的氣體E為_(kāi)_____，再通入_________（填“少量”或“過(guò)量”）的F，這時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________。熱分解時(shí)需用到的儀器為_(kāi)___（填字母）。A．表面皿 B．蒸發(fā)皿C．培養(yǎng)皿 D．坩堝NH3過(guò)量NH3·H2O＋CO2＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4ClD解析：氨氣在水中的溶解度大，故先通入過(guò)量的氣體E為NH3；再通入過(guò)量二氧化碳；對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3·H2O＋CO2＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；加熱碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉，加熱固體物質(zhì)應(yīng)該用坩堝，故選D。(3)環(huán)節(jié)Ⅲ在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)______________________________________________________，產(chǎn)生的氣體2可以與所得燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)制取消毒液，化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________。解析：電解氯化鈉溶液時(shí)，在陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；在陽(yáng)極氯離子失去電子生成氣體2為氯氣，氯氣與所得燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)制取消毒液，化學(xué)方程式為Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。2H＋＋2e－===H2↑（或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(4)該工藝流程中可以直接循環(huán)利用的物質(zhì)為_(kāi)__________________。解析：該工藝流程生成了純堿、燒堿、二氧化碳，且這三種物質(zhì)在該工藝流程中都使用到，故該工藝流程中可以直接循環(huán)利用的物質(zhì)為CO2、純堿和燒堿。CO2、純堿和燒堿3．（12分）（2024·湖北宜城聯(lián)考）濕法煉鋅工業(yè)廢水中主要陽(yáng)離子有Zn2+、H＋、Tl＋、Tl3+，廢水除鉈的工藝流程如下。已知：①Tl＋能夠在pH為0～14的范圍內(nèi)以離子態(tài)穩(wěn)定存在，不易與OH－形成沉淀。②常溫下，部分物質(zhì)的Ksp如下：③排放標(biāo)準(zhǔn)：Tl的含量低于1.5×10-8mol·L-1。物質(zhì)Zn(OH)2Tl(OH)3ZnSTl2SKsp6.8×10-171.5×10-441.6×10-245.0×10-21(1)已知“氧化”步驟中KMnO4被還原為MnO2且Tl＋氧化不徹底，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________。(2)“預(yù)中和”步驟，加Ca(OH)2至溶液的pH約為7，可減少“硫化”步驟中Na2S的使用量，還能減少______（填化學(xué)式）污染物的生成。解析：“預(yù)中和”步驟，加Ca(OH)2至溶液的pH約為7，除去了多余的氫離子，可防止硫化過(guò)程中加入Na2S后，反應(yīng)生成H2S，減少H2S污染物的生成。H2S(3)“硫化”步驟的主要目的是除去_____________（填離子符號(hào)）。解析：加入Na2S硫化，生成ZnS和Tl2S的Ksp較小，“硫化”步驟的主要目的是除去Zn2+和Tl＋。Zn2+和Tl＋(4)根據(jù)Ksp計(jì)算，若使溶液中Tl3+的含量低于排放標(biāo)準(zhǔn)，溶液的pH應(yīng)大于__，但是實(shí)際工藝流程需在“中和”步驟加Ca(OH)2至溶液的pH約為9，此時(shí)仍只有80%左右的鉈能得到去除，其可能原因是________________________________________________________________。2第一步氧化時(shí)Tl＋氧化不徹底，Tl2S也會(huì)溶解部分離子在溶液中(5)控制條件可實(shí)現(xiàn)如下沉淀轉(zhuǎn)換：Zn(OH)2(s)＋S2-(aq)??ZnS(s)＋2OH－(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為_(kāi)____________。4.25×1074．（12分）（2024·黑龍江牡丹江高三期末）產(chǎn)自我國(guó)昆侖—西秦嶺成礦帶鈷精礦主要化學(xué)成分為CoS、FeS、SiO2等，可以通過(guò)以下流程生產(chǎn)企業(yè)級(jí)的CoSO4·H2O晶體。已知：①NaFe3(SO4)2(OH)6（黃鈉鐵礬）是一種難溶于水的黃色晶體。②Ksp[Co(OH)2]＝1.6×10-15，lg1.6＝0.2。(1)為提高酸浸速率可采取的措施有______________________________________________。解析：