第十一章第61練無機(jī)化工流程題的解題策略分值：50分1.(12分)(2024·山東，18)以鉛精礦(含PbS、Ag2S等)為主要原料提取金屬Pb和Ag的工藝流程如下：回答下列問題：(1)“熱浸”時(shí)，難溶的PbS和Ag2S轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2和[AgCl2]及單質(zhì)硫。溶解等物質(zhì)的量的PbS和Ag2S時(shí)，消耗Fe3＋物質(zhì)的量之比為；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時(shí)HCl揮發(fā)外，另一目的是防止產(chǎn)生(填化學(xué)式)。

(2)(1分)將“過濾Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反復(fù)用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬Pb?！半娊猗瘛标枠O產(chǎn)物用尾液吸收后在工藝中循環(huán)使用，利用該吸收液的操作單元為。

(3)“還原”中加入鉛精礦的目的是。

(4)“置換”中可選用的試劑X為(填標(biāo)號)。

A.AlB.ZnB.Zn C.Pb D.Ag“置換”反應(yīng)的離子方程式為。

(5)(1分)“電解Ⅱ”中將富銀鉛泥制成電極板，用作(填“陰極”或“陽極”)。2.(12分)(2024·全國甲卷，26)鈷在新能源、新材料領(lǐng)域具有重要用途。某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鈷、錳的+2價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鈷的一種流程如下。注：加沉淀劑使一種金屬離子濃度小于等于105mol·L1，其他金屬離子不沉淀，即認(rèn)為完全分離。已知：①Ksp(CuS)=6.3×1036，Ksp(ZnS)=2.5×1022，Ksp(CoS)=4.0×1021。②以氫氧化物形式沉淀時(shí)，lg[c(M)/(mol·L1)]和溶液pH的關(guān)系如圖所示。回答下列問題：(1)“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其目的是。

(2)“酸浸”步驟中，CoO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

(3)假設(shè)“沉銅”后得到的濾液中c(Zn2+)和c(Co2+)均為0.10mol·L1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此時(shí)溶液中c(Co2+)=mol·L1，據(jù)此判斷能否實(shí)現(xiàn)Zn2+和Co2+的完全分離？(填“能”或“不能”)。

(4)“沉錳”步驟中，生成1.0molMnO2，產(chǎn)生H+的物質(zhì)的量為。

(5)“沉淀”步驟中，用NaOH調(diào)pH=4，分離出的濾渣是。

(6)“沉鈷”步驟中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入適量的NaClO氧化Co2+，其反應(yīng)的離子方程式為。

(7)根據(jù)題中給出的信息，從“沉鈷”后的濾液中回收氫氧化鋅的方法是。

3.(14分)(2024·新課標(biāo)卷，27)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)離子開始沉淀和沉淀完全(c≤1.0×105mol·L1)時(shí)的pH：Fe3+Fe2+Co3+Co2+Zn2+開始沉淀的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。

(2)“過濾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。

(3)“氧化沉鈷”中氧化還原反應(yīng)的離子方程式為、。

(4)“除鈷液”中主要的鹽有(寫化學(xué)式)，殘留的Co3+濃度為mol·L1。

4.(12分)[2024·湖南，16(2)(3)(4)(5)]銅陽極泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收貴金屬的化工流程如下：已知：①當(dāng)某離子的濃度低于1.0×105mol·L1時(shí)，可忽略該離子的存在；②AgCl(s)+Cl(aq)[AgCl2](aq)K=2.0×105；③Na2SO3易從溶液中結(jié)晶析出；④不同溫度下Na2SO3的溶解度如下：溫度/℃020406080溶解度/g14.426.137.433.229.0回答下列問題：(2)“濾液1”中含有Cu2+和H2SeO3，“氧化酸浸”時(shí)Cu2Se反應(yīng)的離子方程式為。

(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl：①在“氧化酸浸”工序中，加入適量NaCl的原因是。

②在“除金”工序溶液中，Cl濃度不能超過mol·L1。

(4)在“銀轉(zhuǎn)化”體系中，[Ag(SO3)2]3和[Ag(SO3)3]5濃度之和為0.075mol·L1，兩種離子分布分?jǐn)?shù)δ[δ([Ag(SO3)2]3-)=n([Ag(SO3)2]3-)n([Ag(SO3)(5)濾液4中溶質(zhì)主要成分為(填化學(xué)式)；在連續(xù)生產(chǎn)的模式下，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”工序需在40℃左右進(jìn)行，若反應(yīng)溫度過高，將難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，原因是。

答案精析1.(1)1∶1H2S(2)熱浸(3)將過量的Fe3+還原為Fe2+(4)CPb+2[AgCl2]=2Ag+[PbCl4]2(5)陽極解析本題以鉛精礦(含PbS、Ag2S等)為主要原料提取金屬Pb和Ag，“熱浸”時(shí)，難溶的PbS和Ag2S轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2和[AgCl2]及單質(zhì)硫，F(xiàn)e3+被還原為Fe2+，“過濾Ⅰ”除掉含硫?yàn)V渣，濾液中[PbCl4]2在稀釋冷卻的過程中轉(zhuǎn)化為PbCl2沉淀，然后用飽和食鹽水熱溶，增大氯離子濃度，使PbCl2又轉(zhuǎn)化為[PbCl4]2，電解得到Pb；“過濾Ⅱ”后的濾液成分主要為[AgCl2]、FeCl2、FeCl3，故加入鉛精礦主要將FeCl3還原為FeCl2，試劑X將[AgCl2]置換為Ag，得到富銀鉛泥，試劑X的金屬性應(yīng)比Ag強(qiáng)，為不引入新的雜質(zhì)，可知X為鉛，尾液為FeCl2。(1)“熱浸”時(shí)，F(xiàn)e3+將PbS和Ag2S中2價(jià)的硫氧化為單質(zhì)硫，F(xiàn)e3+被還原為Fe2+，在這個(gè)過程中Pb和Ag的化合價(jià)保持不變，所以溶解等物質(zhì)的量的PbS和Ag2S時(shí)，S2的物質(zhì)的量相等，消耗Fe3+的物質(zhì)的量相等；溶液中鹽酸濃度過大，會與S2結(jié)合生成H2S氣體。(2)“過濾Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反復(fù)用飽和食鹽水熱溶，會溶解為[PbCl4]2，電解[PbCl4]2溶液制備金屬Pb，Pb在陰極產(chǎn)生，陽極Cl放電產(chǎn)生Cl2，可將尾液中的FeCl2氧化為FeCl3，在“熱浸”中循環(huán)使用。(3)“過濾Ⅱ”所得的濾液中有過量的未反應(yīng)的Fe3+，根據(jù)還原之后可以得到含硫?yàn)V渣，“還原”中加入鉛精礦的目的是將過量的Fe3+還原為Fe2+。(4)“置換”中試劑X為Pb，發(fā)生的反應(yīng)為Pb+2[AgCl2]=2Ag+[PbCl4]2。(5)“電解Ⅱ”中將富銀鉛泥做陽極板，銀變成陽極泥而沉降下來，鉛失電子轉(zhuǎn)化為Pb2+，陰極Pb2+得電子析出Pb。2.(1)增大固體與酸的接觸面積，加快“酸浸”速率(2)CoO+H2SO4CoSO4+H2O(3)1.6×104不能(4)4.0mol(5)Fe(OH)3(6)2Co2++5ClO+5H2O2Co(OH)3↓+Cl+4HClO(7)向?yàn)V液中滴加NaOH溶液，控制溶液的pH接近12但不大于12，靜置后過濾、洗滌、干燥3.(1)增大固液接觸面積，加快酸浸速率，提高浸取效率Pb(2)將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，以便在后續(xù)調(diào)pH時(shí)除去Fe元素K3[Fe(CN)6]溶液Fe2+(3)3Co2++MnO4-+7H2O3Co(OH)3↓+MnO2↓+5H+3Mn2++2MnO4-+2H2O5MnO2↓+4H+(4)ZnSO4、K2SO44.(2)Cu2Se+4H2O2+4H+2Cu2++H2SeO3+5H2O(3)①使銀元素轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀②0.5(4)0.05(5)Na2SO3高于40℃后，Na2SO3的溶解度下降，“銀轉(zhuǎn)化”和“銀還原”的效率降低，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)解析銅陽極泥(含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)加入H2O2、H2SO4、NaCl氧化酸浸，由題中信息可知，濾液1中含有Cu2+和H2SeO3，濾渣1中含有Au、AgCl、PbSO4；濾渣1中加入NaClO3、H2SO4、NaCl，將Au轉(zhuǎn)化為Na[AuCl4]除去，濾液2中含有Na[AuCl4]，濾渣2中含有AgCl、PbSO4；在濾渣2中加入Na2SO3，進(jìn)行銀轉(zhuǎn)化，過濾除去PbSO4，濾液3中加入Na2S2O4，將Ag元素還原為Ag單質(zhì)，Na2S2O4轉(zhuǎn)化為Na2SO3，濾液4中溶質(zhì)主要為Na2SO(2)濾液1中含有Cu2+和H2SeO3，氧化酸浸時(shí)Cu2Se與H2O2、H2SO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuSO4、H2SeO3和H2O，反應(yīng)的離子方程式為Cu2Se+4H2O2+4H+2Cu2++H2SeO3+5H2O。(3)①在“氧化酸浸”工序中，加入適量NaCl的原因是使銀元素轉(zhuǎn)化為AgCl沉淀。②由題目可知AgCl(s)+Cl(aq)[AgCl2](aq)，在“除金”工序溶液中，若Cl加入過多，AgCl則會轉(zhuǎn)化為[AgCl2]，當(dāng)某離子的濃度低于1.0×105mol·L1時(shí)，可忽略該離子的存在，為了不讓AgCl發(fā)生轉(zhuǎn)化，則令c([AgCl2])=1.0×105mol·L1，由K=c([AgCl2]-)c(Cl-)=2.0×105，可得c