2023届高考化学一轮专题复习—工业流程题专题训练.pdf

2023届高考化学一轮专题复习-工业流程题专题训练1 .工艺流程题：硼氢化钠（N a B H Q广泛用于化工生产，常温下能与水反应，易溶于异丙胺（沸 点 为3 3）。工业上可用硼镁矿（主要成分为M g出2。凡0,含 少量杂质F e Q4）制 取N a B H4,其工艺流程如下:浓NaOH溶液回答下列问题:（l）N a B H4的电子式为.（2）碱 溶 时M g2B2O5发生反应的离子方程式是,（3）滤渣的成分是（4）操 作2的名称为。流程中可循环利用的物质是.,流 程 中 理 论 上 每 生 产1 g N a B H”所需加入还原剂总质量为.（结果保留两位有效数字）。（5）N a B H4-H Q 2燃料电池有望成为低温环境下工作的便携式燃料电池，其工作原理如题图所示。离 子 交 换 膜C为离/交换膜CN a O H(a q)H2O2(a q)N a O H(a q)2 .工业上以石煤（主 要 成 分 为V2 O 3,含 有 少 量S i。?、P 2 O 5等杂质）为原料制备机的主要流程如图:石煤钗已知：N H 4 Vo 3 难溶于水。K w（M g S i O 3）=2.4 x l（y 5,Ks/）M g 3（P O4）2 =2.7x l 0-2 7（1）焙 烧：通入空气的条件下，向石煤中加纯碱焙烧，将V2 O 3转 化 为N a VCh的化学方程式为一。(2)除硅、磷:用M g S O 溶液除硅、磷时，S i、P会形成M g 3(P O 4)2、M g S。沉淀。若沉淀后溶液中c(P O 7)=1.0 x l 0 8mo i则 c(S i O；尸_ m o b L1如图所示，随着温度升高，除磷率下降，其原因是M g 3(P C)4)2 溶解度增大、;随着温度升高，除硅率升高，其(3)沉帆：此过程反应温度需控制在5(T C左右，温度不能过高的原因为一。(4)灼烧：在灼烧N H 4 VO 3 的过程中，固体的残留率(剩余固体质量原始固体质量X 1 0 0%)随温度变化的曲线如图所示，则 A B 段发生反应的方程式为一 o次册隹K煌回A(2 io r.85.47%)B(380X：.77.78%)0 200 400 600 T/T3.为探索含铝、铁、铜合金(其余成分与酸碱都不反应)废料的再利用，某同学实设计的回收利用方案如下:(1)写出合金与N a O H 溶液反应的离子方程式(2)试剂Y是H2O2溶液，写出生成硫酸铜溶液的化学方程式 o(3)检验滤液D 中含有的金属阳离子的操作：。(4)若要从滤液D 得到绿帆晶体，必须进行的实验操作步骤：、过滤、洗涤、干燥。(5)取少量D 溶液于试管中，向其滴加N a O H 溶液，观察到现象是。(6)实验小组为探究反应物浓度对F e(O H),制备效果的影响，以F e(O H%沉淀白色持续时间(t)为指标，t越大，实验效果越好，部分实验数据如下:试卷第2页，共 1 3 页实验序号卬(FeSO j/%vv(NaOH)/%t/si2.515149ii515138C-/NaOH溶液iii101593石蜡油其 FeSO,溶液iv525142V535180实验i、ii、iii的目的是。小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶 液 的 浓 度 越 大,实 验 效 果 越 好,推 断 的 证 据 是.4.锌可广泛应用于冶金、机械、医药和军事等领域。某炼锌矿渣精制ZnSCUHO的流程如下，矿渣中主要含锌、铅、铁的氧化物和氯化物，及少量钾、钵、铜和镉等杂质。Na3c。3*懿 一ZnSO4H2O浸渣 铁泥 MnO2 含重金属泥已知：KspFe(OH)3=8.0 xlO-38(1)含 锌 矿 渣 需 球 磨 粉 碎 的 目 的 是。(2)“除氯”中可溶性ZnCb可转化为碱式碳酸锌，完成化学方程式：2ZnCb+2Na2co3+H2O=Zm(OH)2co31+。(3)浸 渣 主 要 成 分 是。(4)“除铁”时若控制pH=4,溶 液 中 肝 针)=mol-L o 加入的化合物X 为。A.ZnB.ZnOC.NaOHD.H2SO4反应时间一定时.，温度对除铁率的影响如下表，高于70时引起铁的去除率变化的原因可能为温度()5060708090铁去除率()99.6099.7599.9099.8599.49除铁后溶液含铁量(mg/L)3.452.340.901.334.40(5)“除镐”时，Mi?+发生反应的离子方程式为(6)硫酸锌溶解度曲线如图，则“系列操作”为蒸发浓缩、洗涤、干燥等。5.某工厂采用辉钿矿(主要成分为Bi2s3,含有FeS?、SiO?杂质)与软镭矿(主要成分为MnO?)联合焙烧法制备BiOCl和 MnSO一 工艺流程如下:卜)滤液（MnClr FeCl2溶液）已知：焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为FeR ；金属活动性：Fe(H)BiCu；相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：开始沉淀PH完全沉淀PHFe2+6.58.3Fe3+1.62.8Mn8.110.1回答下列问题：(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为。a.进一步粉碎矿石b.鼓入适当过量的空气c.降低焙烧温度(2)BiFs在空气中单独焙烧生成B iQ,反 应 的 化 学 方 程 式 为。(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：充分浸出Bi?+和M i?+;_试卷第4 页，共 13页(4)滤 渣 的 主 要 成 分 为(填 化 学 式)。(5)生成气体A的离子方程式为(6)加入金属B i的目的是6.以软钵矿(主要含有M n C h及少量F e、A k S i、C a、Mg等的氧化物)为原料制备K M n O4的工艺流程如图所示:回答下列问题：(1)“浸取 时M n C h转化为M n2+,反 应 的 离 子 方 程 式 为。(2)“除F e、A l、S i”时，需将F e?+氧化为F e 3+,最 适 宜 的 氧 化 剂 为(填 标 号)。a.H2O2 b.H N O3 c.C l2c(C a2+)(3)“除 C a、M g 时，所得溶液中_ _ _ _ K sp(M g F2)=5 x l O .Ksp(C a F 2)=5 x l O-9 oc(M g )(4)“沉镒”时不宜在较高温度下进行的原因是一。(5)“焙烧”时，由M n C O3生成M n O2的 化 学 方 程 式 为。(6)“加热氧化 时，M n C h发生反应生成K M n C U，该反应的化学方程式为一；提高“水浸”速率可以采取的措施为一(写两条)；“系列操作”包括一，过滤、洗涤、干燥。7.硫酸锌(Z n S C U)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用 硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为Z n C C h，杂质为S i C h以及C a、Mg、F e、Cu等的化合物。其制备流程如下：滤渣 滤渣 滤渣 滤渣本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表:离子F e3+Z n2+C u2,F e2+Mg2*I4.0 x 1 0-3 86.7 x 1 0 1 72.2 x 1 0-2 8.0X10T61.8xl0-11回答下列问题：(1)菱 锌 矿 焙 烧 生 成 氧 化 锌 的 化 学 方 程 式 为。(2)为了提高锌的浸取效果，可 采 取 的 措 施 有、o(3)加入物质X调溶液p H=5 ,最适宜使用的X是(填 标 号)。A.N H,H,O B.C a(O H)2 C.N a O H滤 渣 的 主 要 成 分 是、。(4)向8 0 9 0 的滤液中分批加入适量K M n O 4 溶液充分反应后过滤，滤渣中有M n O?，该步反应的离子方程式为 o(5)滤液中加入锌粉的目的是 o(6)滤渣与浓H S O,反应可以释放H F 并循环利用，同 时 得 到 的 副 产 物 是、o8.聚合硫酸铁铝 A IFe(O H)6 一 2 n(S O)(简称P A FS 或 P FA S)在处理废水方面有重要的应用。某化工厂利用硫铁矿烧渣 主要成分为Fe3 O 4、FeO、S i C 2(不溶于水和酸溶液)等 和粉煤灰(主要成分为A I2 O 3、FezC h、F e O 等)为原料生产聚合硫酸铁铝的流程如下:硫铁矿烧 渣 一足量硫酸溶液1过氧化氢溶液酸溶1氧化滤渣1乳液酸溶碳钠硫铝I合铁聚酸氢氧化钠回答下列问题:(1)滤渣2中主要物质的化学式是 o(2 广碱溶”步 骤 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为。(3)“酸 溶 1”所 得 溶 液 中 主 要 离 子 有。(4)“氧化”步 骤 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为。(5)控制一定条件，若将含8 4 k g 碳酸氢钠的溶液加入1 0 0 0 L硫酸铁溶液和硫酸铝溶液的混合溶液中，恰好完全反应生成难溶的A l Fe(O H)2(S C 4)2、N a2 s。4 和二氧化碳。通过计算(写出计算过程)求：准状况下，产 生 二 氧 化 碳 的 体 积。反应后溶液中N a2 s 0 4 的 物 质 的 量 浓 度(假 定 溶 液 体 积 不 变)。9.以焙烧黄铁矿FeS?(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备钱铁蓝Fe(N H4)Fe(C N%颜料。工艺流程如下：红落足量H2so4/包;石广(5 0%)取铁问加热H2sO4(NH4)2SO4K4Fe(CN)6 H2sO4H20 酸浸I.还NaC103pH=3 I加 热、函一南 鬻、镂铁蓝滤渣滤渣母液溶解回答下列问题:(1)红 渣 的 主 要 成 分 为(填 化 学 式)，滤 渣 的 主 要 成 分 为(填 化 学 式)。试卷第6页，共 1 3 页(2)黄 铁 矿 研 细 的 目 的 是。(3)还原工序中，不生成S 单 质 的 反 应 的 化 学 方 程 式 为。(4)工 序 的 名 称 为,所得母液循环使用。(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NHj?Fe(CN)6中Fe的 化 合 价 为,氧化工序发生反应的离子方程式为(6)若用还原工序得到的滤液制备FeQj-xH,。和(NH4)2sO,所加试剂为 和(填 化 学 式，不引入杂质)。1 0.草酸钻可用于指示剂和催化剂。其中草酸钻的制备可用水钻矿(主要成分为COO，含少量Fe2Ov A12O3,MnO、MgO、CaO、S R 等)制取 CoC204 2H q 工艺流程如图所示：己知：浸出液含有的阳离子主要有H Co、Fe、M n、Ca2 Mg2 A T 等;酸性条件下，CIO；不会氧化Co?，,CIO、转化为c r；部分阳离子的氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 见下表。沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2A1(OH)3CO(OH)2Mn(OH)2开始沉淀2.77.64.07.67.7完全沉淀3.79.65.29.29.8(1)回答下列问愿：浸出过程中加入Na2 s 的主要目的,COQ?发生反应的离子方程式为(2)向浸出液中加入NaClO,发生反应的离子方程式为 o“加 Na?CO,调pH至 5.2”，过 滤 所 得 到 的 沉 淀 的 成 分 为。(4)向滤液1 中加入NaF溶 液 得 到 的 沉 淀 的 主 要 成 分 是(写 化 学 式)。(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH 的关系如图1所示，萃取剂的作用是除铳离子，其使用的适宜pH 范围是(填字母代号)。萃取率/%pH图1A.2.0-2.5 B.303,5 C,4.0-4.5实验室里灼烧C。C2O42H2。晶体，所需要的硅酸盐质仪器除了酒精灯和玻璃棒外，还有(填仪器名称)CoCqr2HQ(M=183g/mol)热分解质量变化过程如图2所示其中600以前是隔绝空气加热，600以后是花空气中加热.A、B、C均为纯净物，C点所示产物的化学式是。3固体残留物质量/%11.某废银催化剂的主要成分是Ni-Al合金，还含有少量Cr、Fe及不溶于酸碱的有机物。采用如下工艺流程回收其中的银制备镇的氧化物(Ni Qj：回答下列问题：(1)“碱浸”所得“滤液1”的主要溶质为NaOH、,“灼烧”的目的是.(2)“溶解”后的溶液中，所含金属离子有Crt Fe2 Na+-0试卷第8页，共13页(3)“分离除杂”中，发生氧化还原反应生成含铁滤渣的离子方程式为(4)“煨烧”NiCOa滤 渣 前 需 进 行 的 两 步 操 作 是。(5)在空气中煨烧N iC O-其热重曲线如图所示。300400CNiC03转化为N iz O,反应的化学方程式为(6)利用Ni、O,制得NiCl?溶液，调节其pH至7.51 2,采用惰性电极进行电解，阳极上可沉淀出用作锌银电池正极材料的NiOOH。电解时阳极的电极反应式为 o1 2.高纯硫酸铳作为合成锲钻锦三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化钵粉与硫化镭矿(还含Fe、A l、Mg、Zn、N i、S i等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：H,SO4 MnO2 氨水 Na2s MuF2 NH4HCO3MnS矿 _MnOz 粉滤渣1 滤渣2 滤渣3 滤渣4相关金属离子 co(Mn+)=0.1molLT形成氢氧化物沉淀pH范围如下:金属离子Mi?+Fe2+Fe3+A伊Mg2+Zn2+Ni2+开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.1832.84.710.98.28.9(1)写出基态铳原子核外电子排布式o(2)“氧化”中添加适量的MnCh发生反应的离子方程式是一。(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为一6之间。(4)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原 因 是 一。(5)写出“沉镒”的离子方程式。(6)层状银钻锦三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMmCh,其中N i、Co、M n的化合价分别为+2、+3、+4。当 x=y=g 时，z=_o1 3.工业上常通过石煤灰渣(主要成分有SiO?、C、A 1Q-Fe。,、V2O3,CaO、MgO、K Q)回收轨的氧化物,有关工艺流程如图：硫 酸 镀稀硫酸,浸清 试剂a 氨水石煤灰渣一 焙烧浸取一，厂*滤渣-*浸 出 液 一 氧化一 沉 淀 一 滤液余液NH4VO3 I”萃取液V2O5*灼烧 -沉钮 洗脱液 洗脱 萃取 Si C h 反应得到NaB%和 N a z Si C h;用异丙胺溶解反应后所得的混合物，经过过滤、蒸储得到N a BHmH【详解】(1)N a BH”的电子式为N a+H：诒：H 一 oH(2)由流程图知，碱溶时，B 元素转化为N a BO 发生反应的离子方程式是M g2B2O5+2 OH+H2O =2 BO；+2 Mg(OH),。(3)F e Q 不溶于浓N a O H 溶液，以滤渣的形式析出，另外，碱溶时生成的M g(O H%也以滤渣的形式析出，所以，滤渣的成分为Mg(OH)2 和F e Q-(4)N a BH 易溶于异丙胺，且异丙胺的沸点较低，结合流程图知，操作2是蒸储N a BH 异丙胺溶液，回收异丙胺，异丙胺可循环利用；“高温合成”步骤中还原剂只有N a,反应的化学方程式为 1 6 N a+8 H2+7 Si O2+N a 2 B4 O7=4 N a BH4+7 N a 2 Si C h,每生产 Imo l N a B E 需要4 mo i N a,故生产Ig N a BF h 理论需要N a 的 总 质 量 为 是 扁 x 4 x 2 3 g/mo l=2.4 2 g。(5)根据该电池工作原理，a电极区域通入N a BHMa q)和 N a OH(a q),产生N a B0 2(a q),则该电极的电极方程式为8%+8 0 日-8 日=8。2+6 凡。；b电极区域通入F kC b Sq)和 N a OH(a q),产生N a OH(a q),则该电极的电极方程式为H2O2+2 e =2 OH-;根据a、b两极的电极反应可知，N a+由a极向b极移动，则离子交换膜C为阳离子交换膜。2.N a 2 c o 3+O2+V2 O3 冬 2 N a VO3+C C 2 0.0 8 促进 Mg 2+水解生成 Mg(OH)2；促进Si O；水 解 生 成 硅 酸 沉 淀 促 进 Si O；水解生成硅酸沉淀 N H4 c l受热会分解 2 HVO3冬 V2 O5+H2 O【分析】根据已知信息，流程第一步焙烧时V2 O3、Si C h、P 2 O5 依次转化为N aVO j,N a2S i O3N a3 P o 4,第三步加入M gS(X 生成Mg SQ、M g3(P C 4)2 沉淀，N aVC h 进入后续步骤，在第四步生成N H 4 V0 3 沉淀，再经过灼烧、还原得到钮单质。【详解】(1)依据V2 O 3 反应生成N aVC h，V 元素化合价升高，需要氧化剂，故空气中0 2 要参与反应，即 V2 O 3 +N a2 co 3+O 2 =2 N aVO3+C O2。(2)K”M g3(P C 4)2=c(M (M g：3 2+p 1 0?moly 2=2.7 x1 0 2 7,解之得过法3?,由 K M gS i O 3)=监 5 1 注3?c($i O )；一=2.4 xl(?5,解得 c(S i O；)=0.0 8 m o l/L。M g 3(P O J(s)U 3 M g2+(aq)+2 P O：(aq),升温促进促进M g2+水解，导致沉淀溶解平衡右移，故除磷率下降；M gS i C)3(aq)UM g2+(叫)+S i O；(aq),升温促进S i O；水解成H aS i C h,沉淀溶解平衡右移，但 H zS i C h 是沉淀，故除硅率升高。(3)N H 4 cl 受热易分解，故温度不能过高。(4)设 N H 4 V。3 为 I m o l,即 1 1 7 g,起始到A点失去质量=1 1 7 gx(l-8 5.4 7%)=1 7 g,结合镂盐受热分解一般产生Nh,故推测A物质为H V O 3,酸分解一般产生氧化物和水，故推测B点为 VO x，根据 V 元素守恒 n(VO x)=l m o l,则(5 l+1 6 x)g/m o l xl m o l=l l 7 gx7 7.7 8%,解得 x=2.5,故 B点为：VO 2.5，即 V2 O 5，所以A到 B段方程式为：2HV O32 V2 O 5+H 2 O O【点睛】化工流程推断注意结合题目信息；热重分析注意抓住金属元素守恒。3.(1)2 A 1+2 O H +2 H,O=2 A I O2+3 H2 T(2)CU+H2O2+H2SO4=CUSO4+2H2O(3)取样品加入K S C N 溶液，溶液不变色，在滴入氯水，溶液变为血红色，说明含有亚铁离子(4)蒸发浓缩、降温结晶(5)开始无明显现象，后来生成白色沉淀，白色沉淀逐渐变为灰绿色最终变为红褐色(6)探究硫酸亚铁浓度对F e(O H)2 制备效果的影响 分析实验i i、i v、v数据可知氢氧化钠浓度越大，F e(O H)2 沉淀白色持续时间越大，实验效果越好【分析】合金中铁、铜不和氢氧化钠反应，铝与N a O H 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；滤液中通入二氧化碳气体和偏铝酸根离子反应生成氢氧化铝沉淀C,氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝溶液F；滤渣B中含有铁和铜，由流程可知，Z 为硫酸，铁和硫酸生成含硫酸亚铁溶液的D,最终得到绿矶晶体；铜和Y、硫酸生成硫酸铜。(1)合金中铁、铜不和氢氧化钠反应，铝与N a O H 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，2 A1+2 O H +2 H2O=2 A1 O,+3 H2 T。(2)试剂Y是H?。?溶液，反应为铜、过氧化氢、硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式C 1 1+H 2 O 2+H 2 s o4 =C 1 1 S O 4+2 H 2 O。(3)D中含有的金属阳离子为亚铁离子，检验方法为：取样品加入K S C N 溶液，溶液不变色，在滴入氯水，溶液变为血红色，说明含有亚铁离子(合理即可)。(4)若要从滤液D得到绿矶晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿机晶体。(5)D溶液中含有过量的稀硫酸和硫酸亚铁；取少量D溶液于试管中，向其滴加N a O H 溶液，稀硫酸首先反应然后硫酸亚铁再反应，故观察到现象是开始无明显现象，后来生成白色沉淀,白色沉淀逐渐变为灰绿色最终变为红褐色。(6)实验i、i i、i i i 控制的变量为硫酸亚铁的浓度，目的是探究硫酸亚铁浓度对F e(O H)2 制备效果的影响。实验i i、i v、v的控制变量为氢氧化钠浓度，分析实验数据可知氢氧化钠浓度越大，F e(O H)z 沉淀白色持续时间越大，实验效果越好。4.(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率(2)2 ZnC b+2 N a2 c O 3+H 2 O=Zn2(O H)2 c o3 1+4 N aC l+C O 2 T(3)P bS O4(4)8 x 1 0-8 B 双氧水分解，F e 2+不能被氧化为F e 3+(5)3 Mn2+2 M n O4+4 H 2 O=5 MnO2J,+4 H+(6)趁热过滤【分析】由题给流程可知，向含锌矿渣中加入碳酸钠溶液，将矿渣中矿渣中锌、铅、铁、镒、铜和镉等金属元素转化为难溶化合物,过滤得到滤渣和含氯废水；向滤渣中加入稀硫酸酸浸,锌、铁、镒、铜和镉等金属难溶化合物溶于稀硫酸得到可溶硫酸盐，铅的难溶化合物转化为硫酸铅,过滤得到含有硫酸铅的浸渣和含有可溶硫酸盐的滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液,将亚铁离子氧化为铁离子后，加入氧化锌调节溶液p H,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到铁泥和含有硫酸锌、硫酸镒、硫酸铜等可溶硫酸盐的滤液；向滤液中加入高锌酸钾溶液，将溶液中的镭离子转化为二氧化镭，过滤得到二氧化镭和含有硫酸锌、硫酸铜等可溶硫酸盐的滤液；向滤液中加入锌，将溶液中铜离子、镉离子转化为单质，过滤得到含有铜、镉的重金属泥和硫酸锌溶液；硫酸锌溶液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到一水硫酸锌。(1)含锌矿渣需球磨粉碎的目的是增大固体的表面积，有利于增大反应物的接触面积，加快浸出的反应速率，提高浸出率，故答案为：增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；(2)由题给不完整的化学方程式可知，生成碱式碳酸锌的反应为氯化锌溶液与碳酸钠溶液反应生成碱式碳酸锌沉淀、氯化钠和二氧化碳，反应的化学方程式为2 Z nC L+2 Na2 c O3+H2 O=Z n2(OH)2 c o3 1+4 NaC l+C O介；故答案为：2 Z nC b+2 Na2 c O3+H2 O=Z n2(OH)2 c o3 1+4 NaC l+C C)2 T；(3)由分析可知，浸渣的主要成分是硫酸铅，故答案为：Pb S04；(4)由氢氧化铁的溶度积可知，溶液p H为4时，溶 液 中 铁 离 子 的 浓 度 为=Q A y 1 f)-38“n m=8 x l0 8 moi/L；由分析可知，加入的化合物X为氧化锌，目的是调节溶液(I.U X I tv 11 lO i/L,Jp H,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀；由表格数据可知，温度为7 0 时，铁的去除率最高，当温度高于7 0 C时，过氧化氢受热分解，不能将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，导致铁的去除率降低，故答案为：8 x l0-s；B；双氧水分解，Fe2+不能被氧化为Fe3+；(5)由分析可知，加入高锯酸钾溶液发生的反应为高锦酸钾溶液与硫酸铳溶液反应生成二氧化镐沉淀和硫酸，反应的离子方程式为3 Mn2+2 Mn04+4 H2O=5 MnO2X+4 H+,故答案为：3 M#+2MnO；,+4 H2O=5 MnO2 1+4 H+；(6)由图可知，一水硫酸锌的溶解度在6 0 后随温度升高而降低，所以系列操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到一水硫酸锌，故答案为：趁热过滤。5.(l)ab 2 B i 2 s3+9 0?2 B i 2 O3+6 SO2(3)抑制金属离子水解(4)Si O2(5)Mn20,+6 H+2 C P=2 Mn2+C 1,T+3 H2O 将Fe转化为Fe【分析】联合焙烧：由已知信息和第(2)问题干可知，发生转化：3 f B i 2 O3 +S Q、FeS2 F e2O3+SO2 M n O2 Mn2O,+MnSOA 故联合焙烧后得到匹3、Fe。、历”。、MSO4 和 Si。2；水浸：Mso4进入滤液，滤渣为的2。3、Fe2O3,血2。3和Si O”酸浸：加入过量浓盐酸后，及;。3和F e M发生转化：BiQB产、Fe,O,-Fei+因“2。3有氧化性，会与浓盐酸发生氧化还原反应：Mn,O,+6 H+2 C/-=2Mn2+C/2 T+3 H2O,气体A为 滤 渣 主 要 为 不 溶 于 浓 盐 酸 的Si O一 滤液中金属离子为B产、Fe3 M n2+;第(4)(5)问转化：由己知信息知，Fe的金属活动性强于B i,且调pH=2.6时M2+和民2+进入滤液，可知加入金属B i的目的是将Fe3+还原为Fe2+。【详解】(1)a.联合焙烧时，进一步粉碎矿石，可以增大矿石与空气的接触面积，能够提高焙烧效率，选项a符合题意；b.鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应，选项b符合题意；c.降低焙烧温度，反应速率减慢，不利于提高焙烧效率，选项c不符合题意；答案选ab；(2)比2 s3在空气中单独焙烧生成B A O、，根据原子守恒可知还应生成S O 2，结合得失电子高温守恒，反应的化学方程式为2 B i +9 O,2 B/2O3+6 S O2：(3)加入浓盐酸后，溶液中含有的离子主要为B产、F e、产、H+、C ,而酸浸后取滤液进行转化，故要防止金属离子水解生成沉淀，进入滤渣，造成制得的B iO C/产率偏低;(4)滤渣主要为不溶于浓盐酸的S i O 答案为S i。?；(5)因 有 氧 化 性，会与浓盐酸发生氧化还原反应：叫。3 +6 H+2CP=2 M/+Cl2 T +3 H2O ；(6)由己知信息知，调p H=2.6时，F e，+会水解生成林(。)3沉淀，但尸e?+还没开始沉淀，故要将F e“转化为民2+,在调P”后获得含F e C 4的滤液，为了不引入新的杂质，加入B i作还原剂。6.(l)M n O 2+S O：+2 H+=M n 2+S O：+H2O(2)a(3)1 0 0(4)防止N H4H C O3在较高温度下分解(5)2 M n C O3+O2 曾 2 M n O2+2 C O2(6)4 M n O2+4 K O H+3 O2X 4 K M n O 4+2 H2O 将固体粉碎、搅 拌 蒸 发 浓 缩、冷却结晶【分析】软铸矿浸取过程中溶解金属氧化物，S iO 2不溶过滤除去，经除F e、A l、S i,除C a、Mg步骤后，加入N H 4 H C O 3后生成M n C C h沉锦，经焙烧M n C C h转化为M n C h，M n C h在碱性条件下经加热被氧气氧化生成KMnO 再经水浸、蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥可得K M n O 4 晶体；【详解】(1)“浸取”时 M n C h转化为M M+,M n C h作氧化剂，故 N a 2 s0 3 作还原剂，反应的离子方程式为：M n O2+S O T +2 H+=M n2+S O f +H20；(2)转化过程尽量不引入新杂质，山。2 的还原产物为水，故将F e 2+氧化为F e 3+,最适宜的氧化剂为H 2 O 2;(3)K W M g F 2)=c(M g 2+)c 2(F),Ksp(C a F2)=c(C a2+)c(F-),为鼠=:=1 0 0c(M g-)Ksp(M g F J 5 x 1 02(4)N H 4 H C O 3 受热易分解，“沉镒”时不宜在较高温度下进行的原因是防止N H 4 H C O 3 在较高温度下分解；(2)将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积增大硫酸的浓度等(3)B F e(O H)3 C a S O4 S iO2(4)3 F e2+M n O4+7 H2O=3 F e(O H)3J,+M n O 2 j,+5 H+(5)置换C i?+为C u 从而除去(6)C a S O4 M g S O4【分析】由题干信息，菱锌矿的主要成分为Z n C C h,杂质为S iC h以及C a、M g、F e、C u 等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应Z n C 0 3 谑Z n O+C C hT，再加入H 2 s0 4 酸浸,得到含Z/+、C a2 M g2 F e2 F e3*6 C M+的溶液,加入物质X调节p H=5,结合表格数据，过滤得到F e(0 H)3、C a S O4.S iC h的滤渣，滤液中主要含有Z n 2+、C u2M g 2+、C a2 F e2+,再向滤液中加入K M n C U溶液氧化F e?+,过滤得到F e(0 H)3 和 M n C h的滤渣，滤液中加入锌粉，发生反应Z n+C u 2+=Z M+=C u,过滤后得到滤渣为C u,再向滤液中加入HF脱钙镁，过滤得到滤渣为C a F 2、M g F 2,滤液为Z n S C h溶液，经一系列处理得到Z n S O Q H z O,据此分析解答。焙烧【详解】(1)由分析，焙烧时，生成Z n O 的反应为：Z n C O3 Z n O+C O2t；(5)“焙烧”时通入空气，由M n C C h 生成M n C h 的化学方程式为：2 M n C O 3+O 2 曾 2 M n O 2+2 C C 2：(6)“加热氧化”时，M n C h 发生反应生成K M n C)4,M n C h 为还原剂，富氧空气中的氧气为氧化剂，反应在碱性条件下，故该反应的化学方程式为：4M n O 2+4K O H+3O 2：4 K M n O 4+2 H 2 O；提高“水浸”速率可以采取的措施为将固体粉碎、搅拌;“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥。7.(l)Z n C O3焙烧Z n O+C O 2 T(2)可采用将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取率；(3)A.N H 3 H 2 O 易分解产生N H 3污染空气，且经济成本较高，故 A 不适宜；B.C a(0 H)2 不会引入新的杂质，且成本较低，故 B 适宜；C.N a O H 会引入杂质N a+,且成本较高，C不适宜；故答案选B；当沉淀完全时(离子浓度小于1 0-5 m o i/L),结合表格K s p 计算各离子完全沉淀时p H S i O2;(4)向 8 0 9 0 滤液中加入K M n C U 溶液，可氧化F e2+,得至ij F e(0 H)3和 M n C h 的滤渣，反应的离子方程式为 3F e 2+M n O；,+7 H 2 O=3F e(O H)31+M n O 2 j+5 H+；(5)滤液中加入锌粉，发生反应Z n+C u 2+=Z p=C u,故加入锌粉的目的为置换C i|2+为C u从而除去；(6)由分析，滤渣为C a F2 M g F2,与浓硫酸反应可得到H F,同时得到的副产物为C a S O4,M g S 0 4o8.(l)F e2O3 F e O(2)A1 2 O 3+2 N a O H=2 N a Al O24-H2O(3)F e 3+、F e 2+、H S O：(4)2 F e2+2 H+H2O2=2 F e3+2 H2O(5)2 2 40 0 L 0.5 m o l/L【分析】硫铁矿烧渣的主要成分为F e s O a、F e O、S i C h 等，矿渣用硫酸溶解时，F e3O4.F e O与硫酸发生反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，则滤渣I 为 S i O”用 H 2 O 2 可以把F e 2+氧化为F e3+,最后得到结晶I 为硫酸铁。粉煤灰的主要成分为AI 2 O 3、F e2O3 F e O 等，“碱溶”时，两性氧化物AI 2 O 3与 N a O H 能发生反应生成N a AI C h 和水，则滤渣I 为 F e zC h、F e O,N a Al O2与二氧化碳反应生成氢氧化铝，A1(O H)3与 H 2 S O 4反应得到A1 2(S C)4)3,据此分析作答。(1)用 N a O H 溶液溶解粉煤灰(主要成分为AI 2 O 3,F e2O3 F e O)时，AI 2 O 3反应变为可溶性N a A1 02进入溶液，而F e 2 C)3、F e O 不发生反应进入炉渣2 中，所以滤渣2 中主要物质的化学式是F e zC h、F e O；(2)“碱溶”时 AI2O3与 N a O H 反应产生可溶性N a Al O2和水，反应的化学方程式为：Al2O 3+2 N a O H=2 N a Al O 2+H2O ；(3)硫铁矿烧渣主要成分是F e 3O 4、F e O、S i O2,用硫酸进行酸溶时，金属氧化物与酸反应产生可溶性盐和水，反应方程式为：F e3O 4+8 H+=2 F e3+F e2+4H2O,F e O+2 H+=F e2+H2O,由于硫酸足量，所以所得溶液中主要离子有F e 3+、F e 2+、H S O；(4)酸溶所得溶液中F e 2+具有还原性，可以被H 2 O 2 氧化为F e 3+,该反应的离子方程式为：2 F e2+2 H+H 2 O2=2 F e3+2 H2O；(5)根据C元素守恒可知反应产生的C C h 气体的物质的量是(C O 2)=(N a H C O 3)=-=*=1000m o l ,则反应产生的C C h 气体在标准状况下的体积V(C 02)=1000M 84g/molm o l x 22.4 L/m o l=22400 L；将含8 4 k g 碳酸氢钠的溶液加入1000 L硫酸铁溶液和硫酸铝溶液的混合溶液中，恰好完全反应生成难溶的A l F e(O H)2(SO 4)2、N a 2s o 4和 C O 2。该反应的化学方程式为：4N a H C O 3+F e2(SC U)3+A 12(SO 4)3=2A l F e(O H)2(SO 4)2j+2N a 2s o 4+4C O 2T，根据方程式中物质反应转化关系可知：(N a 2s o 4)=；(N a H C 03)=500m o l,由于溶液的体积是1000 L,故所得溶液中硫酸钠的浓度为c(N a 2s o 4)=,=喘 胎=0.5m o i/L。9.(1)F e2O3 Si O2(2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率(3)7 F e2(SO 4)3+F eS2+8 H2O=15F eSC U+8 H 2s O 4(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤(5)+2；6 F e(N H4)2F e(C N)6+CIO；+6 H+=6 F e(N H4)F e(C N)6+3H2O+C r+6 N H：(6)H 2O 2 N H 3H 2O【分析】已知黄铁矿高温煨烧生成F e2C h,反应原理为：4F eS2+1102 2F e2O 3+8 SO2,故产生的红渣主要成分为F e2O3和 Si O2,将红渣粉碎后加入足量的50%的 H 2SO 4溶液加热充酸浸，反应原理为：F e2C h+3H 2s O 4=F e2(SO 4)3+3H 2O,过滤出滤渣，主要成分为Si C h,向滤液中加入黄铁矿进行还原，将 F e3+还原为F e?+,由(3)小问可知不生成S 沉淀，则硫元素被氧化为S。：，反应原理为：14F e3+F eS2+8 H 2O=15F e2+2SO：+16 H+,然后进行工序为蒸发浓缩、冷却结晶，得到F eSC U晶体和母液主要含有F eSC U溶液和H2SO4,加水溶解F eSO4晶体，向所得溶液中加入(N H 4)2SC 4、K”F e(C N)6 并用H 2s C h 调节溶液的pH为 3,进行沉铁过程，反应原理为：F e2+2N H：+F e(C N)6 =F e(N H 4)2F e(C N)6 1，然后过滤出沉淀，洗涤后加入H 2s C h 和 N a C I C h 进行氧化步骤，反应原理为：6 F e(N H 4)2F e(C N)6+C 10：+6 H+=6 F e(N H 4)F e(C N)6+3H 2O+C +6 N H；