工艺流程之文字简答作用、原因、目的小专题.docx

工艺流程之文字简答（作用、原因、目的）小专题【类型一：作用类】在物质性质和操作的基础上，询问能够带来的直接影响，称之为作用。【类型2：原因及目的类】在作用的基础上，增加对流程最终结果的影响（产率、产量），相比于作用更加深入和具体。1 .工业上常用水钻矿（主要成分为O2O3,还含少量FezCh、AI2O3、MgO、CaO等杂质）制备钻的氧化 物，其制备工艺流程如下（Na2s03能还原Fe3+和C）3+）：（1）溶液a中加入NaClO的作用是（2）溶液d中的金属离子只有Co?*和Na+两种，那么溶液c中加入NaF溶液的作用是【答案】（1）将溶液中氧化成FP+ （2）使Mg2+、Ca?+转化为难溶于水的MgFz、CaF?沉淀除去【解析】（1）加入Na2s03还会将Fe3+还原为Fe2+,反响的离子方程式为SO.?+2Fe3+H2O=2Fe2+SO42+2H+；溶液 a 中含有 C02+、Fe2 Al3+> Mg2 Ca2 Na Cl SCV一等，向溶液 a 中加入 NaClO, NaClO 具有 强氧化性，将Fe?+氧化成Fe3+,反响的离子方程式为2Fe2+CQ+2H+=2Fe3+CT+H2O。（2）溶液c中加入NaF溶液的作用是使Mg2+、Ca?+转化为难溶于水的MgFz、CaF?沉淀除去2 .高铁酸钾（RFcCh）是一种集强氧化性、吸附、絮凝于一体的新型多功能处理剂，其生产工艺如图所 示：过量的Cl?KOH固体90%Fe（N0j3溶液ko输液卜板应瓶I 瞥型H碱性kcB浓溶液T反响液n 纯化过滤KJ&X晶体冷到湿工品 JKzFeO4具有以下性质:2AsO? +2SO2+2H+AS2O3+2SO42 +H2O,由于溶液酸性越强，溶液中c（H+）越大，化学平衡正向移动，有利于提高AS2O3的产率，且溶液酸性越强，微粒的还原性、氧化性也会越强，使反响更容易进行；从反 应体系中获得AS2O3固体，系列操作包括过滤、洗涤、干燥。12 .某工厂废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al （含有少量AI2O3和FC2O3）,某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿帆晶体（FeSO4*7H2O）和胆帆晶体。步骤I,首先加入温热NaOH溶液，作用是； 一段时间后，再分批加入常温NaOH溶液，原因是O【答案】加快反响速率由于反响放热，分批加入常温NaOH溶液，可以适当降低温度，防止反响过快，发生平安事故【解析】步骤I是溶解铝和氧化铝，首先加入温热NaOH溶液，可以加快反响速率；由于反响放热，分批 加入常温NaOH溶液，可以适当降低温度，防止反响过快，发生平安事故.工业上以碳素铭铁为原料制取铭钱矶，利用电解法制取金属铭。其工艺流程如以下图所示。：H2SO4+Cr=CrSO4+H2f锯铉巩：Cr2(NH4)2(SO4)4-24H2O 铁佞根：Fem%)? (SO,L 24出0H2SO4 （NH4）2SO4I I碳素格铁制备 电解液母液一应网一纯梵砒 , I Witt八 I 铁佞砒品体错 <电解*阳极液（含（1）碳素铭铁是铁铭合金，粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是o（2）加入（NHQ 2s04的目的是 o（3）结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是（4）产品铝中含氧呈脆性，为了降低其含氧量，可通过提高其纯度。【答案】（1）作氧化剂，将格铁元素转化为Fe3+和CN+（2）生成铁钱矶和倍彼矶进行别离（3）转入净化后的纯铭铉研溶液进行结晶（4）真空处理或氢还原【解析】（1）碳素铝铁加入硫酸充分反响生成FeS（）4和CrSCh,电解阳极液中含有O2O72, CnOzz一具有 强氧化性，能把倍铁元素转化为Fe3+和CP+而溶解。（2）根据流程图可知，加入（NHQ 2s04后生成铁钱矶晶体和铭钱矶溶液，因此加入硫酸钱的目的就是生 成铁钱矶和铭铉矶进行别离。（3） “绿色化学”的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；反响物的原子全部转 化为期望的最终产物，结晶后的母液是铭彼矶的饱和溶液，所以结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的 处理方法是转入净化后的纯铭筱根溶液进行结晶，提高利用率。（4）要降低产品铭中的含氧量，那么就应该隔绝空气，所以正确的方法是真空处理或氢还原。14. 一种磁性材料的磨削废料（含银质量分数约21%）主要成分是铁银合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧 化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化银，工艺流程如下“除铁”时H2O2的作用是,加入碳酸钠的目的是（2）“除铜”时,反响的离子方程式为，假设用Na2s代替H2S除铜，优点是。（3）除钙镁过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量不能过多的理由为。【答案】（1）将亚铁离子氧化为铁离子调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矶渣（2） H2S+Cu2+=CuS1+2H+无易挥发的有毒气体H2s逸出，可保护环境（3）过量的F生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器【解析】（1）双氧水具有强氧化性，加入双氧水目的是将Fe?+全部氧化为Fe3+；加入碳酸钠的目的是调节 溶液的pH,使F/+完全沉淀为黄钠铁帆渣；(2)硫化氢与铜离子反响生成硫化铜沉淀：H2S+Cu2+=CuS1+2H+； Na2s与铜离子反响生成CuS沉淀，假设用Na2s代替H2s除铜，那么无易挥发的有毒气体H2s逸出，可保护环境，除铜效果更好；(3)氟离子水解生成氟化氢，腐蚀陶瓷容器，故NaF的实际用量不能过多；15.银及其化合物在生产生活中有着极其重要的作用。现以低品位镇红土矿(主要成分为银的氧化物、Fe2O3H2O和SiO2等)为原料制备兰尼银的工艺流程如下图：像红土矿H2s j还原 |沉淀|浸出液产肉锐、瓯混合物今 Ni(CO%卜色曳5040302010 I壬更£竭册壬第S第NiFC 国枝酸加入量叶层出效桌的影响05（240 200 加 300 020 340 X0 380 «00 依酸加入Q （Kg/l矿）50403020103加压酸浸过程中的相关影响因素如下:0.45 0.4 0.3G 0,3 0.25 0.2 0.15 0. I 0. 矿石粒松(am)必石社发时法出效果的带力甲同学取该浸出液，控制pH为23,经过一系列操作，制取少量NiSO-HzO晶体。其控制pH为23的目的为 o以下说法正确的选项是A.在煨烧过程中，空气宜选择从下往上的通入方式，使银红土矿燃烧更充分B.加压酸浸中，为加快反响速率，可选用浓硫酸C.加压酸浸中，在最适宜条件下，浸出渣中的主要成份为竽。2和%2。3%0I). CO为无色无味的有毒气体，故从银硫混合物到银的过程中，需注意通风并及时检测操作过程中是否有CO泄露【答案】抑制银离子水解防止生成Ni(OH)2沉淀ACD【解析】控制pH为23的目的为抑制银离子水解防止生成Ni(OH)2沉淀；A.在煨烧过程中，空气宜选择从下往上的通入方式，使银红土矿燃烧更充分，A正确；B.浓硫酸中的氢离子浓度较小，故加压酸浸中，为加快反响速率，不可选用浓硫酸，B错误；C.加压酸浸中，在最适宜条件下，浸出渣中的主要成份为SiO2和Fe2O3-H2O, C正确；D. CO为无色无味的有毒气体，故从银硫混合物到银的过程中，需注意通风并及时检测操作过程中是否有 CO泄露，D正确；应选ACD。16 .以高钛渣(主要成分为刀3。5,含少量Si(h、FeO、Fe2O3)为原料制备白色颜料Ti(h的一种工艺流程如下:H彳MSOJ-!脱色卜己知：NazTiCh难溶于碱性溶液；EhTKh中的杂质Fe?+比Fe3+更易水洗除去。(2)过滤:除杂后的滤液中获得的NaOH可循环利用，那么“水浸”时,用水量不宜过大的主要原因是(3)脱色:HzTiCh中因存在少量Fe (OH) 3而影响TQ产品的颜色，“脱色”步骤中Ti? (SO4) 3的作用是【答案】(1)用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)(2)将溶液中的FP+还原为FP+,以便除去杂质铁，提高H2TiO3的纯度【解析】(2) “水浸”时，用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长), 故答案为用水量过大，导致滤液浓度过低，蒸发浓缩时能耗增加(或蒸发浓缩时间过长)；(3)根据给定信息易知，“脱色”步骤中加入还原性的Ti2 (SO4) 3,是为了将溶液中的Fe3+还原为&2+, 以便除去杂质铁，提高HzTKh的纯度，且不引入新的杂质17 .实验室以工业废铁为原料制取绿机(FeSO47H2O),并用绿矶为原料制备Fe(OH)SO4溶液和NH4Fe(SO4)2-12H2O晶体，其实验流程如下：玳 HN()>废帙- 1A-过滤丽H过神H化II漆演：FeSO4-7H2O和NH4Fe(SO4)rl2H2O随温度变化的溶解度曲线如以下图。温度/c(1)废铁溶解前需要用热的饱和Na2c03溶液浸泡，目的是(2)溶解时控制溶液温度为7080目的是,溶解时铁需过量的原因是(3)氧化时将绿桃分批次加入到浓硝酸中，搅拌，反响lh,有红棕色气体生成，同时得到Fe(OH)SO4, 发生的化学方程式为 o氧化结束后不能采用加热煮沸的方法除去溶液中剩余的硝酸，理由是(任写一条)。【答案】(1)除去铁外表的油污(2)增大硫酸亚铁溶解度防止生成F/+(3) FeSO4+HNOK浓户Fe(OH)SO+NO2TFe3+水解生成Fe(OH)3或HNO3分解生成N(h,污染环境【解析】(1)饱和Na2c03溶液显弱碱性，废铁外表有油污，用热的饱和Na2c03溶液浸泡可除去外表的油污；(2)根据温度与溶解度曲线可知温度为7080 C时，FeSOj的溶解度最大，因此溶解时控制溶液温度为7080 C,可以增大硫酸亚铁溶解度；铁能将Fe3+还原为Fe?+,因此溶解时铁过量，可防止生成Fe3+；(3)FeSO4与浓硝酸反响，生成Fe(OH)SO4和NO2,反响方程式为:FeSOj+HNOK浓产Fe(OH)SO4+NO2T； Fe3+易水解，加热后会生成FezCh,且硝酸受热分解会生成NO2,会污染环境，因此氧化结束后不能采用加 热煮沸的方法除去溶液中剩余的硝酸；.纳米氧化亚铜具有特殊功能。以废铜渣(主要成分为Cu和CuO,含少量Ni、AI2O3和Ft。J等)为原料 制备纳米氧化亚铜的流程如下：NaOH稀硫酸CO 溶液+热空气NaOH稀硫酸CO 溶液+热空气滤液2心Q高纯Ni粉-Ni(CO)漉液I滤渣2回答以下问题:(1) “研磨”的主要目的是O“酸溶”中通入热空气的主要目的是(用2个离子方程式表示)。(3)制备CsO有多种方案(注明：脚的某些性质类似氨气)。方案1：炭还原法,即木炭与氧化铜混合共热；方案2：葡萄糖还原法，即葡萄糖与Cu(OH)2浊液共热；方案3：游还原法，即在加热条件下用N2H4还原CuO：方案4：电解法，以铜为阳极，石墨为阴极，电解NaOH溶液。从操作方便、产品纯度、节能平安和环保等角度分析，最正确方案是方案(填数字)。【答案】(1)增大固体接触面积，加快反响速率(2) 2Cu+O2+4H+=2Cu2+2H2O>4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O(3) 2【解析】(1)固体与气体或液体的接触面积越大,反响速率越快。由此得出“研磨”的主要目的是增大固体接触面积， 加快反响速率；调节pH时，F产转化为Fe(OH，由此得出滤渣2的主要成分是Fe(OH)3。答案为：增大 固体接触面积，加快反响速率；Fe(OHh；(2) “酸溶”时通入热空气，将Cu、CuO> Fe3O4转化为CuSCh、Fe2(SO4)3,便于提纯与转化，其主要目 的是 2Cu+O2+4H+=2Cu2+2H2O、4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O.» 答案为：2Cu+O2+4H+=2Cu2+2H2O、 4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O；(3)方案1：木炭过量时，会引入杂质，且可能会将CiuO进一步还原为Cu；方案2：葡萄糖还原Cu( OH)2,此法操作方法，产品纯度高；方案3： N2H4类似NH3,不环保；方案4：电解法耗能高，在铜电极外表生成Cm。，别离困难。综合以上分析，最正确方案是方案2。19 .金属钛素有“太空金属”、“未来金属”等美誉。工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛并得到副产品FeSO47H2O(绿研)的工艺流程如以下图所示。酸溶 FeTiCh +2H2SO4(aq )=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(1)（1）试剂A为 o加入A的目的是 （用离子方程式表示）。（2）钛液I需冷却至70 c左右，假设温度过高会导致产品TiCh回收率降低，原因是。【答案】（1） Fe 2FeJ+Fe=3Fe2+ （2）温度过高会导致TiOSCh提前水解，产生HzTiCh沉淀【解析】（1）根据流程图分析知，酸溶后的溶液总可能存在铁离子，所以试剂A为铁粉，目的是还原铁离子生成亚 铁离子，故答案为：Fe ； 2Fe3*+Fe=3Fe2+ ；（2）根据题给信息分析知，酸溶后溶液中含有TiOSO4,分析流程图知滤液II温度升高到90-C,使T1OSO4 水解生成HzTKh,所以此处温度高时，会提前水解，故答案为：温度过高会导致TiOSCh提前水解，产生 IhTiCh沉淀20 .草酸合铁酸钾晶体KJFe（C204M3电。是一种光敏材料（见光易分解），下面是一种制备草酸合铁酸钾晶体的实验流程:HjSO. (NHQ2sos H2oH2GosK2C2O4 HQ(过量 I H2C2O4：（NHj）2SO4、FeSO4*7H2O.摩尔盐（NHUkSOuFeSO%。的溶解度如下表:温度/C1020304050(NH4)2SO4/g73.075.478.081.084.5FeSO4*7H2O/g40.048.060.0733-(NH4)2SO4*FeSO4*6H2O/g18.121.224.527.931.3（1）“溶解1”应保证铁屑稍过量，其目的是, “溶解2”加“几滴H2so的作用是（2） “结晶”时应将溶液放在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是【答案】（1）防止Fe?+被氧化为Fe3+抑制Fe?+水解（2）黑暗可以防止晶体分解【解析】（1）铁可以还原Fe3+, “溶解1”应保证铁屑稍过量，其目的是防止注2+被氧化为3+；酸能抑制弱碱阳离 子水解，“溶解2”加“几滴H2so4”的作用抑制Fe2+水解；（2） K、Fe（C2O4）y3H2O是一种光敏材料，见光易分解，为防止分解，“结晶”时应将溶液放在黑暗处等待 晶体的析出。21.古埃及人在公元前一千多年前曾用橄榄石（硅酸盐）作饰品，称它为“太阳的宝石某小组以某橄榄石（主 要成分可看作为MgO、FeO和SiCh,还含有少量的MnO等）为原料制备工业合成氨的活性催化剂（FeO和 FezO.i质量比为% 20的混合物）的一种流程如下：过品盐酸试剂I 试剂2m慢G粉»|殷峻卜伍町T注液人k1气化 H 消pH H过凶2卜戏液2I 炭粉气体加渣 A j f|催化剂一1原 4卜&0, -沈液2金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHMg2+7.69.4Fe2+6.59.9Fe3+1.53.3Mn2+8.210.6单位时间内“酸浸”中金属浸出率与温度、盐酸浓度的关系如下图。：（填"Y或”）2。当盐酸浓度相同时，温度高于45。浸出率降低的主要原因是【答案】 > 温度过高，加快盐酸挥发，盐酸浓度降低较快【解析】盐酸浓度越大，金属的浸出率越高，那么x>2；当盐酸浓度相同时，温度过高，加快盐酸挥发，盐酸浓度降低较快，浸出率降低22 . HBr是一种重要的工业原料，可以用来生产医用药品，合成染料或香料，用作石油化工的催化剂等。如图是工业制备HBr的一种生产流程：适量Na2so3过量Bn水含c的溶液精制的氢浸酸（1）气体a是燃煤工业的烟道气和工业生产硫酸的尾气的成分，结合框图信息可判断气体a的分子式为0混合物中加的水为0混合物中加的水为（填“冰水”或“热水”），原因是（2）试剂b为含氯的盐,b为（用化学式表示）,混合的目的是<, 第二次蒸储后的“含c的溶液”中c为。【答案】（1）SO2 冰水防止Br?和HBr挥发 （2） BaCh除去氢溟酸中杂质Br2,除去反响后的S0：氯化钠【解析】（1）由流程图可知，气体a中含有硫元素，且气体a是燃煤工业的烟道气和工业生产硫酸的尾气的成分，因此a为SO2； Bn具有良好的挥发性，且该反响为放热反响，因此所加的水为冰水，故答案为：SO2；冰水；防止Brz和HBr挥发；（2）由过滤后滤渣为BaSO4可知试剂b为领盐，结合b为“含氯的盐”可知其为氯化领；氢溪酸粗品中含 有少量溪单质，故混合的目的是利用Na2s03除去Bn,其反响为：Br2+Na2SO3+H2O= Na2SO4+2HBr, 反响会生成SO：,利用氯化铁除去，其反响为：BaC12+Na2SO4=BaSO4l+2NaCI,由此可知c为氯化钠，23 .锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2> Fe2 Cd2 Mn2+,工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下:滤渣3(NH-):SO4(I)锌浮渣利用硫酸浸出后，将滤渣1进行再次浸出，其目的是o(2) 90c时，净化2溶液中残留铁的浓度受pH影响如图。pH值中等时，虽有利于Fe?+转化为Fe3+,但残留铁的浓度仍高于pH为34时的原因是o(LY三量一不变二(LY三量一不变二(3)碳化在50进行，“前驱体”的化学式为ZnCO.32Zn (OH)2*H2O,写出碳化过程生成“前驱体”的化学 方程式;碳化时所用NH4HCO3的实际用量为理论用量的1.1倍， 其原因一是为了使Zl?+充分沉淀，二是O【答案】(1)提高锌元素的总浸出率(2) H+抑制Fe3+水解(3) 3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3*2Zn(OH)2*H2Ol+3 (NH4)2SO4+5CO2t反响过程中有局部NH4HCO3分解(或NH4HCO3消耗H+,防止H+浓度过大溶解ZnCO32Zn (OH)2«H2O)【解析】(1)锌浮渣利用硫酸浸出后，滤渣1再次进行浸出的目的是提高锌元素的浸出率，故答案为：提高锌元素 的总浸出率；(2)根据流程,净化2加入H2O2是把%2+转化成FeOOH而除去;pH值中等时,虽有利于%?+转化为Fe", 但残留铁的浓度仍高于pH为34时的原因是：H+抑制了 Fe3+的水解；(3)从净化3中出来的溶液主要是硫酸锌溶液，碳化中反响物是硫酸锌和碳酸氢钱，生成物是前驱体、硫 酸钱、CO2,根据原子个数守恒，反响方程式：3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3*2Zn (OH)2*H2Ol+3(NH4)2SO4+5CO2t；碳化时所用NH4HCO3的实际用量为理论用量的1.1倍，其原因一是为了使Zi?+充分 沉淀，二是：碳酸氢镂不稳定受热分解，条件是50下进行，可能是碳酸氢铁分解，同时碳酸氢钱和H+ 发生反响，防止H+浓度过大溶解ZnCO32Zn (OHFhO。24.以高硫铝土矿(主要成分为AI2O3、FezCh、SiO2,少量FeSz和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的局部工艺流程如下：可溶于水、微溶于浓KOH溶液；在。5C、强碱性溶液中比拟稳定在Fe3+和Fe (OH) 3催化作用下发生分解；在酸性至碱性条件下，能与水反响生成Fe (OH) 3和O2 (1)在“反响液I ”中加KOH固体的目的是<,A.为下一步反响提供反响物B.与“反响液I”中过量的Cb继续反响，生成更多的KC1OC. KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反响速率D.使副产物KC1O3转化为KC1(2)制备KzFeO时，须将90%的Fe (NO3) 3溶液缓慢滴加到碱性的KC1O浓溶液中，并且不断搅拌。采用这种混合方式的原因是 (答出1条即可)。【答案】(1) AB(2)减少KzFeO4在过量Fe3+作用下的分解(或KzFeO4在低温、强碱性溶液中比拟稳定)【解析】(1) A. Fe (NO3) 3与KCIO反响时，要消耗KOH, A正确；B.根据生产工艺流程图可知，第 步。2过量，加入KOH固体后会继续反响生成KCIO, B正确；C.因温度较高时KOH与CL反响生 成的是KC1O3,而不是KCIO, C错误；D. KCKh转化为KCI,化合价只降低不升高，不符合氧化还原 反响原理，D错误；(2)信息可知，RFelh在F*和Fe (OH) 3催化作用下发生分解，将90%的Fe(N<h) 3溶液缓慢滴加到碱性的KCIO浓溶液中，并且不断搅拌，可以减少KzFeO4在过量Fe3+作用下的分解3.工业上用含三价铀(V2O3)为主的某石煤为原料(含有AI2O3、CaO等杂质)，钙化法焙烧制备V2OS, 其流程如下：而管>1培砂 普浸出液华NHNG警不成(资料)+5价钢在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系:pH466881010-12主要离子VO2+VO3V2O74VO产(1)酸浸:Ca (VO3) 2难溶于水，可溶于盐酸。假设焙砂酸浸时溶液的pH=4, Ca (VO3) 2溶于盐酸的离子方程式是。酸度对钢和铝的溶解量的影响如下图:酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%,根据以下图推测，酸浸时不选择更高酸度的原因是o空气、少收CaO NaOH溶液FeSz矿粉一焙烧 »碱一过浓一焙烧|一|磁选FcQj灌液 SO2（1）粉碎高硫铝土矿石的目的是 O【答案】增大接触面积，加快反响速率【解析】（1）矿石粉碎可以增大固体和气体接触面积，加快反响速率。25 .以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸核和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：NH4H8由液KCIWHjSOa|J反响11l|生*KjSOX$)4cl /演 一溶液FeSO,涔液一*1 R&1过油. rCOg)一H3 coT 攵气中烦烧FejOK«)（1）反响I需控制反响温度低35#C,其目的是。（2）工业生产上常在反响HI的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是：。【答案】 防止NH4HCO3分解（或减少Fe2+的水解）（2）降低K2s04的溶解度，有利于K2s04析出【解析】（1）如果温度过高会导致NH4HCO3分解，同时由于水解反响是吸热反响，温度越高水解速率越快，也会 加快F/+的水解，这样会使原料利用率降低。（2）由题目看出在HI反响中生成的K2s04为固体，而K2s04在无机溶剂中溶解度比拟大，在醇中溶解度 较小，所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4的溶解度。26 .锌是一种常用金属，工业上利用锌焙砂（主要含ZnO ZnFe2O4,还含有少量CaO> FeO. CuO> NiO等） 湿法制取金属锌的流程如下图，回答以下问题。H2 s04 1Zn锌焙砂一| 浸41净化i H"苏化电解卜锌沉淀 沉淀 ：Fe的活泼性强于Ni。（1） “净化I”操作加入ZnO,调节溶液pH为3.36.7；加热到60c左右并不断搅拌，加热搅拌主要目的是。（2） “净化I”生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是（3）“净化n”中加入过量zn的目的是。【答案】（D促进三价铁离子水解转化为沉淀，并使过量的过氧化氢分解除去（2）氢氧化铁胶粒具有吸附性 （3）使铜离子、银离子转化为单质而除去【解析】（1）加热搅拌的目的是促进三价铁离子水解转化为沉淀，并使过量的过氧化氢分解除去；（2）因为Fc（OH）3胶粒具有吸附性，那么净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质；（3）加入稀硫酸后生成物中含有硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸铜、硫酸银、硫酸钙，其中硫酸钙微溶于水，净化I后除去Fe元素，所以净化II中加入Zn的目的是使CM+、砧2+转化为Cu、Ni而除去。27 .硫酸铭是重要的微量元素肥料之一，易溶于水，难溶于乙醇。工业上用软钻矿（主要成分是MnOz, 含有少量Fe2（h、AI2O3、MgO、SiO2）通过如下简化流程既可脱除燃煤尾气中的SO2,又能制备硫酸镒晶 体，实现了资源的综合利用：含SO;尾气尾气 InCO3I I1 ILbms°4 溶液软镒矿T浸锌I过滤I A陛河.过滤11A陛菠ifH至L|'InSO.Hg 晶体稀硫酸上述流程中第一步浸锌脱硫的好处是 （答出一点即可）。【答案】实现了废弃物的综合利用或减少了酸雨的发生【解析】根据题意，通过如下简化流程既可脱除燃煤尾气中的SO2,又能制备硫酸铮晶体，实现了资源的综合利用，上述流程中第一步浸镒脱硫是为了实现了废弃物的综合利用，减少了酸雨的发生；.工业上以碳素铝铁为原料制取锦铉帆，利用电解法制取金属铭。其工艺流程如以下图所示。己知：H2SO4+Cr=CrSO4+Hit格钱巩：Cr2(NH4)2(SO4)4-24H2O铁彼矶：岱0必24%0H2SO4 (NH4)2SO4（1）碳素铭铁是铁铭合金，粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用N1 IjIU）KiNiua11/）2 件粉含 IZMNHmF、I I（,j率1- icu（nho4i2 » T 化除可T还般除杂i处港Ti研*商纯粹那么次 IAKI/的没出液 JI迪消I港洪2工3请回答以下问题：（1）天工开物中炼锌的方法中“泥封”的目的是 O（2） “溶浸”时可以适当升高温度，但不宜过高，其原因是。【答案】（1）防止得到的锌被氧化（2）防止氨水的分解与挥发【解析】（1） “火法”冶炼锌时，由于锌是比拟活泼的金属，“泥封”的目的是防止锌被氧化，故答案为：防止得到的锌被氧化；（2）由以上分析可知滤渣1为Pb, “过滤”用到的玻璃仪器是烧杯、漏 斗、玻璃棒。30.金属是重要但又匮乏的战略资源。从废旧锂电池的电极材料（主要为附在铝箔上的LiCoCh,还有少量铁的氧化物）中回收钻的一种工艺流程如下钻沉淀钻沉淀溶液A（1）在“滤液1”中加入20%Na2c。3溶液，目的是;检验“滤液1”中Fe?+是否完全被氧化、不能用酸性KMnCh溶液，原因是<.（2）如将硫酸改为盐酸浸取“钻渣”，也可得到Co?:浸取时，为提高“钻渣”中浸取率，可采取的措施有 （任写一条）。工业生产中一般不用盐酸浸取“钻渣”，其原因是o【答案】（1）调节溶液pH,使Fe3+转换为Fe（OH）3沉淀Co2+> SzCV一也能使KMnCh溶液褪色（2）粉碎；搅拌；升高温度LiCoOz可氧化盐酸，产生的CL会污染环境【解析】（1）根据流程，滤液1中含有铁元素和锂元素等杂质，滤液2中除去Li+,那么滤液1中加入NaClO3 将Fe?+氧化成Fe3+,加入Na2cO3溶液，调节pH,使Fe3+转化成Fe（OH沉淀；“钻渣”操作步骤中加入 Na2s2。3是过量的，能使酸性高镒酸钾溶液褪色，同时滤液1中含有C02+,也能使酸性高镒酸钾溶液槌色；（2）提高浸取率的采取措施有粉碎、搅拌、升高温度、适当提高硫酸的浓度等；C（）3+的氧化性强于C12,用盐酸浸取，LiCoO2将盐酸中。元素氧化成。2,。2有毒，污染环境；(2)转沉：将浸出液中的钿转化为NH4V。3固体，其流程如下：浸出液卜?辔CaNO)沉淀|咨溶液(NHJ3VO4溶液*:肾液X NH4V。3固体浸出液中加入石灰乳的作用是 0向(NH4)3V04溶液中加入NH4a溶液，控制溶液的pH=7.5o当pH>8时，NH4VO3的产量明显降 低，原因是 o【答案】(1) Ca (VO3) z+4H+=2 VO； +Ca2+2H2O 酸度大于3.2%时，钮的溶解量增大不明显，而铝 的溶解量增大程度更大(2)调节溶液的pH,并提供Ca?+,形成Ca3(VO4) 2沉淀 当pH>8时，钢的主要存在形式不是VO：,【解析】(1)Ca(VO3)2难溶于水，可溶于盐酸，假设焙砂酸浸时溶液的pH=4,由表中数据可知，Ca(VO3) 2溶于盐酸转化为VO；,反响离子方程式为：Ca (VO3) 2+4H+=2VO；+Ca2+2H2Oo根据如图推测，酸 浸时不选择更高酸度的原因是：酸度大于3.2%时，机的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大, 故答案为：酸度大于3.2%时，帆的溶解量增大不明显，而铝的溶解量增大程度更大。(2)焙烧过程将V2O3 转化为Ca (VO3) 2,用盐酸酸浸，浸出液中含有VO；、AP Ca2 Cl> H+,加入石灰乳调节pH得到 Ca3 (VO4) 2沉淀，由表中数据，可知应控制pH范围为1012,由Ca (VO3) 2->Ca3 (VO4) 2,可知氢 氧化钙还提供Ca2+,过滤别离，Ca3 (VO4)2与碳酸铁反响转化为更难溶的CaCO3沉淀，c (Ca2+)降低， 使钮从沉淀中转移到溶液中形成(NHQ 3V04溶液，溶液中加入NHCL调节溶液pH,同时溶液中NH： 增大，有利于析出(NH。3V03,浸出液中加入石灰乳的作用是：调节溶液的pH,并提供Ca?+,形成 Ca3 (VO4) 2沉淀。当pH>8时，机的主要存在形式不是VO；, NH4V03的产量明显降低，故答案为：当pH>8时，钮的主要存在形式不是VO：4.工业上采用酸性高浓度含碑废水(碑主要以亚种酸H3ASO3形式存在)提取中药药剂AS2O3。工艺流程 如下：As2s3与过量的S2存在以下反响：As2s3 (s) +3S “萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如下图。当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率：As2s3与过量的S2存在以下反响：As2s3 (s) +3S “萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如下图。当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率- (aq) -2AsS3军；“沉碑”中FeSCh的作用是【答案】与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止As2s3与S?结合生成AsS.9(或与S?-结合生成FeS沉淀， 使平衡左移，提高沉碑效果)【解析】亚铁离子与过量的S2-结合生成FeS沉淀，防止AS2O3与S?一结合生成AsSj越低，其中Fe3+萃取率降低的原因是-,即As2s3+3S'2Ass3?使平衡逆向进行，提高沉珅效果5 .纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿(主要成分为CsS)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如下图:萃取剂4 moiL"硫酸N2H4溶液FeCI3溶液萃取H反萃取辉铜谓节pH=10pH=1.7滤渣水相监制铁红和硫酸佞煤纳米邈片铜粉(1)从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCh溶液作浸取剂。浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如下图，未洗硫时铜元素浸取率较低，其原因是,金属离子萃取率/%100卜 80 研 研 对,.一0.5 1.0 1.52.02.5 3.0 pH【答案】（1）生成的硫覆盖在Cu2s外表，阻碍浸取（2） Fe3+水解程度随pH的升高而增大【解析】（1）浸取过程中，由于生成的硫覆盖在Cu2s外表，阻碍浸取，那么洗涤硫和未洗去硫相比拟，未洗涤硫时铜的浸取率偏低，故答案为：生成的硫覆盖在Cu2s外表，阻碍浸取；（2）由于Fe"的水解程度随着pH的升高而增大，当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，故答案为：Fe"的水解程度随着pH的升高而增大。6 . 2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池开展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO、铝箔、炭黑等组成，Fe、Li、P具有极高的回收价值，具体流程如下:NaAIOz溶液废旧锂电池NaOH溶液过程i除铝 hci/h2o2后料过程iiFePO4«2H2ONa2c03 浸出液X溶液 过程造石墨粉Na2CO3UQ溶液饱和溶整山4粗品过程ivNaOH溶液.+ Fe(OHbNa3P5溶液（1）过程ii中HQ/H2O2的作用是 （2）浸出液X的主要成分为Li Fe3 H2P04等。过程出控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85、反响时间3 h条件下，探究pH对磷酸铁沉淀的影响，如下图。综合考虑铁和磷沉淀率，最正确pH为。结合干衡带动原理，解释过程适中pH增大，铁和磷沉淀率增大的原因 当pH>2.5后，随pH增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因 o【答案】（1）溶解 LiFePO4,将 Fe?+氧化为 Fe3+ （2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O）（2） 2.5 H2PO4HPO42 +H+, HPOr PO? +HS加入Na2cO3后，CCh?结合H+使c （H+）减小，促进上述电离平衡正向移动,c(PO43-)增大，与Fe54结合形成磷酸铁沉淀(或者:H2Po了一：!042-+11+,1042-0PCV+ET, 溶液pH增大,C(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO4二)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀 pH>2.5时，沉淀中的磷酸铁会有局部开始转变生成Fe (OH) 3,使得局部PO?释放，导致磷沉淀率下降【解析】(1)过程ii是除铝后料中加入盐酸酸化的H2O2,过漉后得到主要成分为Li Fe3+、H2Po了等的 溶液X,由知HQ/H2O2的作用是溶解LiFePCh,将Fe?+氧化为Fe3+(2)分析图中数据可知，当pH=2.5时磷的沉淀率最高，铁的沉淀率较高，那么过程出选择的最正确pH为2.5；溶液X中存在H2P04的电离平衡，即H2Po4 MHPOF+H+, HPOFmPO产+H+,过程出中当加 入Na2c0.3后，CXV-结合H+使c (H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c (PO?-)增大，与Fe"结合 形成磷酸铁沉淀，提高了铁和磷沉淀率 FePCh (s)(aq) +PO4和 (aq),当 pH>2.5 后，随 pH 增加，溶液中 c (OH )增大，Fe3+开始转变生成Fe (OH) 3,促进溶解平衡正向移动，使得局部PO4,-释放，导致磷沉淀率下降7 .帆被称为“工业味精”“工业维生素”，在开展现代工业、国防等方面发挥着至关重要的作用。某高倍型机渣含FezCh、Fe3O4> Si(h、AI2O3、V2O5、O2O3等物质，从中别离提取帆辂的工艺流程如下:C仆同体化II削渣 T 焙烧|一"T酸浸调川卜tI丁空气滤清I淀渣2(NHJNL溶液 Na,S(h