1、工艺流程综合题大题训练（共11题）1（2022山东济宁一模）工业上以锌白矿(主要成分为ZnO，还含有PbO、FeO、Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)为主要原料制备硫酸锌的工艺流程如图。回答下列问题：已知：某温度下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH值如图：硫酸锌晶体的溶解度随温度的变化如图：(1)“酸浸”时，需不断通入高温水蒸气，其目的是_，用到的4.5molL-1的硫酸溶液需用18molL-1的浓硫酸配制。下列操作使所配溶液浓度偏大的是_(填字母)。(2)滤渣1的主要成分是_，调节pH时可使用物质B是_(填化学式)。(3)从滤液2经一系列操作可得产品级ZnSO47H2O，具体操作如
2、图：滤液2调节pH值沉锌的范围是9.4_，简述从滤液3得到产品级ZnSO47H2O的操作：_，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。将硫酸锌与硫化钡混合可以得到很好的白色颜料锌钡白(俗称：立德粉ZnSZnSO4)。由于锌钡白便宜可部分替代TiO2使用，稳定性：TiO2_锌钡白(填“大于”或“小于”)。(4)该工艺废水中含有Zn2+，排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应：Zn2+H2SZnS(s)+2H+。处理后的废水中部分微粒浓度为：微粒H2SCH3COOHCH3COO-浓度/molL-10.200.100.20则处理后的废水中c(Zn2+
3、)=_。(已知：Ksp(ZnS)=1.010-23，Ka1(H2S)=1.010-7，Ka2(H2S)=1.010-14，Ka(CH3COOH)=2.010-5)2（2022云南昆明一中模拟预测）砷(As)是广泛存在的非金属元素，砷污染对人体健康危害巨大。某黄金冶炼厂的高浓度含砷酸性废水(主要含H2SO4、H3AsO3、 H3AsO4及其盐)处理工艺流程如图所示。已知：砷酸的钙盐较亚砷酸的钙盐更难溶于水；含砷废水排放标准： As的质量浓度小于0.5 mgL-1或物质的量浓度小于6.710-6molL-1。回答下列问题：(1)砷与氮、磷是同主族元素，砷的原子结构示意图为_；H3AsO3的电子式为
4、_。(2)“中和硫酸阶段，加入石灰乳调节pH2，所得滤渣1符合危险废物鉴别标准中非危险固体废物要求，可用作水泥生产添加剂。滤渣1主要成分的化学式为_ ； 若调节pH过高，将使滤渣1不符合非危险固体废物要求，原因是_。(3)“氧化沉砷”阶段，先加入漂白粉将亚砷酸氧化，反应的离子方程式为_；再用石灰乳调节pH约为12.5，析出砷酸的钙盐沉淀。若氧化不充分，会使该阶段处理后废水中的含砷量_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)；若滤渣2的主要成分为Ca5(AsO4)3OH，常温下Ksp为110-38，则其溶解度S=_mol/L(列出计算式即可)，堆放过程中该滤渣被水浸泡，测得浸泡液的pH_时，可说明该浸
5、泡液已被砷污染(含砷量超标)。(4)加入聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，高分子可聚集生成的砷酸铁、氢氧化铁等共沉淀，进一步去除残留砷。聚合硫酸铁是一种无机高分子禦凝剂，可由硫酸亚铁溶液经(氯酸钾、硫酸混合溶液)氧化、(硫酸铁)水解、聚合共三步反应生成。其中聚合反应的化学方程式为mFe2(OH)n(SO4)3-n/2=Fe(OH)n(SO4)3-n/2m，分别写出第一步反应的离子方程式和第二步反应的化学方程式_、_。3（2022福建莆田二模）锰锌铁氧体软磁材料(Fe2O3-MnO-ZnO)作为一种重要的电子材料在信息通讯等领域有广泛的应用，用软锰矿(主要成分，含、FeO、CaO、MgO等杂质)为主要原料
6、制备软磁材料的工艺流程如下。回答下列问题：(1)滤渣的主要成分是_。(2)“酸浸”过程中加入过量铁粉的主要目的是_。(3)当溶液中某离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全。“除钙、镁”时，加入除尽、，溶液中至少应为_。(已知：和的分别为和)(4)“碳化”中生成碳酸锰沉淀的离子方程式为_。一定条件下，的沉淀率与温度关系如图所示。为了使沉淀完全，最适宜的温度是_。“碳化”时加入过量的和，除了使沉淀完全外，其它原因是_。(5)“煅烧”时，碳酸亚铁发生反应的化学方程式为_。4（2022重庆一模）高性能磁带的磁粉主要成分是，某探究小组设计了下图所示流程制取，图中正极材料的主要成分是，还含有少量Al和Fe，
7、已知常温下，。请根据流程回答下列问题：(1)流程中放出的“气体”的化学式为_。(2)提高酸浸浸取率的指施是_(写两条即可)。(3)在“酸浸”过程中，加入的作用是_。(4)实验室要完成的操作会用到下列仪器中的_(填字母)。a坩埚b烧杯c蒸发皿d泥三角(5)写出的化学方程式：_。(6)常温时，“沉钴”过程中，当溶液的时，_。(7)在空气中加热，固体残留率随温度的变化如图所示，则A点主要的固体产物为_(属于氧化物，填化学式)。5（2021河北衡水中学模拟预测）磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题：(1)如图甲所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。过程I中，氧化产物与还原产物的物
8、质的量之比为_，过程的化学方程式为_。(2)磷酸钒锂/碳复合材料Li3V2(PO4)3/C具有能量密度高，循环寿命长，稳定安全等优点，是一种十分具有商业潜力的电极材料，我国科学家研发的一种制备流程如图乙所示：向复合材料中加入碳单质的作用是_。A的主要成分为V2(C2O4)3，合成A反应的化学方程式为_。已知常温下，Li2CO3微溶于水，LiHCO3可溶于水。工业级Li2CO3中含有少量难溶于水且与CO2不反应的杂质。补全下列实验方案：将工业级Li2CO3与水混合，_，得到LiHCO3溶液，控温加热使LiHCO3分解形成Li2CO3沉淀，过滤、洗涤、干燥得到Li2CO3纯品。锂离子电池是一种二次
9、电池。若用和Li3V2(PO4)3/C作电极，放电时的电池总反应为=Li3V2(PO4)3+C6，则电池放电时正极的电极反应式为_。6（2022云南昆明一模）铅蓄电池的拆解、回收和利用可以减少其对环境的污染，具有重要的可持续发展意义。利用废铅蓄电池的铅膏(主要成分为PbSO4、 PbO2)， 还有少重Pb、Fe2O3、Al2O3)制备PbO的流程如下：回答下列问题：(1)步骤将废铅膏研磨过筛的目的是_。(2)向废铅膏粉中加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO， 反应的离子方程式是_。(3)溶液I中主要含有的阴离子有OH、_。(4)加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将脱硫铅膏中的含铅物质
10、转化为(CH3COO)2Pb。H2O2的电子式为_，PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是_。(5)为使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO， 需向溶液II中分两次加入NaOH溶液。第一次加入的目的是_，过滤后，第二次加入NaOH溶液调节溶液的pH至少为_ (已知：25C，KspFe(OH)3=410-38，KspPb(OH)2= 110-16)。(6)若废铅膏中铅元素的质量分数为69%，用上述流程对1 kg废铅膏进行处理，得到669 g PbO，则铅的回收率为_%。7（2022江苏泰州一模）由铁铬合金(主要成分Cr、Fe，含少量Co、Ni等)可以制取Cr2O3、FeC2O42H2O
11、和LiFePO4。实验流程如下：(1)“酸溶”时应先向反应器中加入硫酸，再分批加入铬铁合金粉末，同时需保持强制通风。分批加入铬铁合金粉末并保持强制通风的原因是_。其他条件相同，实验测得相同时间内铬铁转化率100%、析出硫酸盐晶体的质量随硫酸浓度变化情况如图所示。当硫酸的浓度为911molL-1，铬铁转化率下降的原因：_。(已知硫酸浓度大于12molL-1时铁才会钝化)(2)向酸溶所得溶液中加入0.5molL-1Na2S溶液，使Co2+和Ni2+转化为CoS和NiS沉淀。当上层清液中c(Ni2+)=1.010-5molL-1时，c(Co2+)=_。已知：Ksp(CoS)=1.810-22，Ksp
12、(NiS)=3.010-21(3)在N2的氛围中将FeC2O42H2O与LiH2PO4按物质的量之比1：1混合，360C条件下反应可获得LiFePO4，同时有CO和CO2生成。写出该反应的化学方程式：_。(4)设计由沉铁后的滤液(含Cr3+和少量Fe2+)制备Cr2O3的实验方案：_，过滤、洗涤、干燥、500C煅烧。已知：P507萃取剂密度小于水，萃取Fe3+时萃取率与溶液pH的关系如图所示。该实验中Cr3+在pH6.0时开始沉淀，pH=8.0时沉淀完全。pH=12时Cr(OH)3开始溶解。实验中须选用试剂：P507萃取剂、H2O2、NaOH溶液8（2022四川成都模拟预测）黄钠铁矾渣的主要成
13、分如下表所示，利用其制备镍锌铁氧体(Ni0.5Zn0.5Fe2O4)的工艺流程如下图所示： 元素Fe(III)NiMgAlPbSiO2BaCa百分含量/%28.7502.6250.0310.4520.0860.3698.7850.198已知：i浸取液中的阳离子有Fe2+、Ni2+、Mg2+、Al3+、Ca2+；ii晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe的比例有关；iiiZn(OH)2是两性氢氧化物。(1)无烟煤的主要作用是_，控制其他条件不变，Fe和Ni的浸出率与浸出温度和浸出时间的关系如下图所示，则浸出过程中最适宜的条件是_(2)浸渣的主要成分除SiO2外还有_(3)净化I的目的是_(4)为按计
14、量制得镍锌铁氧体，加入试剂X是为了引入_(填离子符号)。(5)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀过程中，若以Me代表Fe、Ni、Zn元素，则生成MeCO32Me(OH)2H2O沉淀的离子方程式为_。(6)检验沉淀已洗涤干净的操作和现象是_。(7)经测定，加入NH4HCO3调节pH=7.2时晶体完整度最高，pH不宜过高的原因是_。9（2022陕西周至一模）高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体，工艺流程如图所示：该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+开始沉淀pH2. 10
15、7.459.279.60完全沉淀pH3. 208.9510.8711.13回答以下问题：(1)滤渣B的成分是单质S，反应II的化学方程式是_；(2)反应III加入MnO2的作用是_；(3)加入CaCO3的作用是调节溶液的pH除去铁元素。调节溶液pH的范围是_；用离子方程式_和简要文字说明碳酸钙除去铁元素的原因是_。(4)滤渣C的成分是_。(5)如图所示，将精制MnSO4溶液送入电解槽，电解制得二氧化锰(EMD)。生成EMD的是电极是_ (填“a”或“b”)，生成EMD的电极反应式是_。10（2022重庆一模）磷酸亚铁锂电池是新能源汽车的动力电池之一、采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片
16、(除外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源，流程如图：资料：碳酸锂在水中溶解度：温度/020406080100溶解度/g1.541.331.171.010.850.72(1)I步操作是粉碎废旧电极，其主要目的是_。(2)II步加入过量NaOH溶液后，滤液1中存在的主要阴离子是_。(3)III步浸取加入的氧化剂最佳选择是_。(填字母)AB酸性CD(4)浸出液中存在大量和，从平衡移动的角度解释步中加入溶液沉铁的主要原理是_。(5)滤液2中，加入等体积的溶液后，的沉降率达到90%，母液中_。溶液混合后体积变化忽略不计，(6)为将粗品提纯，VI步使用_(填“热”或“冰”)水进行洗涤操作，理
17、由是_。(7)工业上将回收的、粉碎与足量的炭黑混合高温灼烧再生制备，反应的化学方程式为：_。11（2022江西模拟预测）钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其主要成分为VO2xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2.一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如图。已知：“酸浸”后VO2xH2O转化为VO2+；1g2=0.3；Cr(OH)3的Ksp近似为110-30；有关物质的溶解度(g/100gH2O)如表所示：温度/20406080100Na2Cr2O7183.6215.1269.2376.4415.0Na2SO419.548.845.343.742.5回答下列问题：(1
18、)写出“滤渣”的一种用途_，“氧化”生成VO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(2)若“含Cr3+净化液”中c(Cr3+)=0.125molL-1，则“水解沉钒”调pH的范围是2.5_。(结果保留1位小数)(3)“溶液1”中含CrO，加入H2O2后发生的化学反应方程式为_。(4)“溶液2调pH”，所发生反应的离子方程式_。(5)“多步操作”包括蒸发浓缩、_、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。(6)研究温度对Na2S2O8与H2O2的氧化-水解沉钒率的影响，得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在80左右，降低温度能耗增加。由图可知，分别采用Na2S2O8、H2O2进行“氧化”时，应选择的
19、适宜温度是_、_，在“氧化”工艺中不采用H2O2氧化的原因是_(写出两点)。【参考答案及解析】大题训练（共11题）1（2022山东济宁一模）工业上以锌白矿(主要成分为ZnO，还含有PbO、FeO、Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)为主要原料制备硫酸锌的工艺流程如图。回答下列问题：已知：某温度下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH值如图：硫酸锌晶体的溶解度随温度的变化如图：(1)“酸浸”时，需不断通入高温水蒸气，其目的是_，用到的4.5molL-1的硫酸溶液需用18molL-1的浓硫酸配制。下列操作使所配溶液浓度偏大的是_(填字母)。(2)滤渣1的主要成分是_，调节pH时可使用物质B是_
20、(填化学式)。(3)从滤液2经一系列操作可得产品级ZnSO47H2O，具体操作如图：滤液2调节pH值沉锌的范围是9.4_，简述从滤液3得到产品级ZnSO47H2O的操作：_，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。将硫酸锌与硫化钡混合可以得到很好的白色颜料锌钡白(俗称：立德粉ZnSZnSO4)。由于锌钡白便宜可部分替代TiO2使用，稳定性：TiO2_锌钡白(填“大于”或“小于”)。(4)该工艺废水中含有Zn2+，排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH，通入H2S发生反应：Zn2+H2SZnS(s)+2H+。处理后的废水中部分微粒浓度为：微粒H2SCH3COOHCH
21、3COO-浓度/molL-10.200.100.20则处理后的废水中c(Zn2+)=_。(已知：Ksp(ZnS)=1.010-23，Ka1(H2S)=1.010-7，Ka2(H2S)=1.010-14，Ka(CH3COOH)=2.010-5)【答案】(1) 升高温度，加快反应速率 cd(2) SiO2、PbSO4 ZnO(或Zn(OH)2、ZnCO3)(3) 12 将滤液3在60左右蒸发浓缩至有晶膜产生时停止加热 大于(4)5.010-12molL-1【解析】【分析】锌白粉中加入硫酸，ZnO、FeO、Fe2O3、CuO溶解并转化为相应的硫酸盐，SiO2不溶，PbO溶解并转化为难溶物PbSO4；
22、过滤后加入锌粉，Cu2+被还原为Cu，同时Fe3+被还原为Fe2+；加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入物质B，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，B能调节溶液的pH，且不引入新的杂质，则B应为锌的氧化物、氢氧化物或碳酸盐；再蒸发结晶，便可获得硫酸锌晶体。(1)“酸浸”时，不断通入高温水蒸气，可提高反应混合物的温度，有利于反应的发生，其目的是升高温度，加快反应速率；配制硫酸溶液时，要使所配溶液浓度偏大，则所取浓硫酸的体积偏大，所配溶液体积偏小，应选cd。答案为：升高温度，加快反应速率；cd；(2)由分析可知，滤渣1的主要成分是SiO2、PbSO4，调节pH时，不能引入新的杂质，应为难溶
23、物，且能与硫酸发生反应，所以可使用物质B是ZnO(或Zn(OH)2、ZnCO3)。答案为：SiO2、PbSO4；ZnO(或Zn(OH)2、ZnCO3)；(3)滤液2调节pH沉锌时，既要保证Zn2+完全转化为Zn(OH)2沉淀，又要保证Zn(OH)2不溶解，所以pH范围是9.412，从滤液3得到产品级ZnSO47H2O时，从溶解度曲线看，温度应不高于60，所以具体操作为：将滤液3在60左右蒸发浓缩至有晶膜产生时停止加热，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。由于锌钡白便宜可部分替代TiO2使用，因为ZnS中的S元素显-2价，易被空气中的O2氧化，所以稳定性：TiO2大于锌钡白。答案为：12；将滤液3在60
24、左右蒸发浓缩至有晶膜产生时停止加热；大于；(4)CH3COOHCH3COO-+H+，即，c(H+)=1.010-5mol/L；对于H2S， ，；，。答案为：5.010-12molL-1。【点睛】调节溶液的pH时，应从产品的组成考虑，加入的试剂必须能与H+反应，且不引入杂质离子，常为难溶物。2（2022云南昆明一中模拟预测）砷(As)是广泛存在的非金属元素，砷污染对人体健康危害巨大。某黄金冶炼厂的高浓度含砷酸性废水(主要含H2SO4、H3AsO3、 H3AsO4及其盐)处理工艺流程如图所示。已知：砷酸的钙盐较亚砷酸的钙盐更难溶于水；含砷废水排放标准： As的质量浓度小于0.5 mgL-1或物质的
25、量浓度小于6.710-6molL-1。回答下列问题：(1)砷与氮、磷是同主族元素，砷的原子结构示意图为_；H3AsO3的电子式为_。(2)“中和硫酸阶段，加入石灰乳调节pH2，所得滤渣1符合危险废物鉴别标准中非危险固体废物要求，可用作水泥生产添加剂。滤渣1主要成分的化学式为_ ； 若调节pH过高，将使滤渣1不符合非危险固体废物要求，原因是_。(3)“氧化沉砷”阶段，先加入漂白粉将亚砷酸氧化，反应的离子方程式为_；再用石灰乳调节pH约为12.5，析出砷酸的钙盐沉淀。若氧化不充分，会使该阶段处理后废水中的含砷量_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)；若滤渣2的主要成分为Ca5(AsO4)3OH，常温
26、下Ksp为110-38，则其溶解度S=_mol/L(列出计算式即可)，堆放过程中该滤渣被水浸泡，测得浸泡液的pH_时，可说明该浸泡液已被砷污染(含砷量超标)。(4)加入聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺，高分子可聚集生成的砷酸铁、氢氧化铁等共沉淀，进一步去除残留砷。聚合硫酸铁是一种无机高分子禦凝剂，可由硫酸亚铁溶液经(氯酸钾、硫酸混合溶液)氧化、(硫酸铁)水解、聚合共三步反应生成。其中聚合反应的化学方程式为mFe2(OH)n(SO4)3-n/2=Fe(OH)n(SO4)3-n/2m，分别写出第一步反应的离子方程式和第二步反应的化学方程式_、_。【答案】(1) (2) CaSO4 沉淀中含有砷酸和亚砷酸的钙
27、盐(3)H3AsO3+ClO=H3AsO4+Cl 偏高 8.3(或8+lg20-lg9或8+lg2.2)(4) 6Fe2+ClO+6H+=6Fe3+Cl+3H2O 2Fe2(SO4)3+2n H2O=2Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+n H2SO4【解析】(1)砷与氮、磷是同主族元素,是第5周期，第VA元素，原子结构示意图为，H3AsO3是共价化合物，电子式为，故答案为：；(2)砷污染对人体健康危害巨大，“中和硫酸阶段，加入石灰乳调节pH，所得滤渣1符合非危险固体废物要求，而且可用作水泥生产添加剂，滤渣1主要成分的化学式为CaSO4；若调节pH过高，将使滤渣1不符合非危险固体废物要求，原
28、因是沉淀中含有砷酸和亚砷酸的钙盐，故答案为：CaSO4；沉淀中含有砷酸和亚砷酸的钙盐；(3)漂白粉具有氧化性，能将亚砷酸氧化，反应的离子方程式为H3AsO3+ClO=H3AsO4+Cl；由信息知砷酸的钙盐较亚砷酸的钙盐更难溶于水，若氧化不充分，得到砷酸钙会偏少，会使该阶段处理后废水中的含砷量偏高；若滤渣2的主要成分为Ca5(AsO4)3OH，常温下Ksp为110-3，设溶解的Ca5(AsO4)3OH浓度为x，由可得,解得x=，则溶解度S=；由题干知含砷废中As物质的量浓度大于6.710-6molL-1，说明该浸泡液已被砷污染，由得，所以pH=8+lg20-lg9，所以堆放过程中该滤渣被水浸泡，
29、测得浸泡液的pH8+lg20-lg9=8+lg2.28.3，故答案为：8.3(或8+lg20-lg9或8+lg2.2)；故答案为：H3AsO3+ClO=H3AsO4+Cl；偏高；8.3(或8+lg20-lg9或8+lg2.2)；(4)第一步是由硫酸亚铁溶液经(氯酸钾、硫酸混合溶液)氧化，离子方程式为：6Fe2+ClO+6H+=6Fe3+Cl+3H2O，第二步是硫酸铁水解得到Fe2(OH)n(SO4)3-n/2，化学方程式为：2Fe2(SO4)3+2n H2O=2Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+n H2SO4，故答案为：6Fe2+ClO+6H+=6Fe3+Cl+3H2O；2Fe2(SO4)
30、3+2n H2O=2Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+n H2SO4。3（2022福建莆田二模）锰锌铁氧体软磁材料(Fe2O3-MnO-ZnO)作为一种重要的电子材料在信息通讯等领域有广泛的应用，用软锰矿(主要成分，含、FeO、CaO、MgO等杂质)为主要原料制备软磁材料的工艺流程如下。回答下列问题：(1)滤渣的主要成分是_。(2)“酸浸”过程中加入过量铁粉的主要目的是_。(3)当溶液中某离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全。“除钙、镁”时，加入除尽、，溶液中至少应为_。(已知：和的分别为和)(4)“碳化”中生成碳酸锰沉淀的离子方程式为_。一定条件下，的沉淀率与温度关系如图所示。为了使沉淀
31、完全，最适宜的温度是_。“碳化”时加入过量的和，除了使沉淀完全外，其它原因是_。(5)“煅烧”时，碳酸亚铁发生反应的化学方程式为_。【答案】(1)SiO2和铁粉(2)将MnO2还原成Mn2+，将Fe3+还原为Fe2+(3)2.510-2mol/L(4) Mn2+NH3H2O=MnCO3+H2O 40 和 受热易分解(5)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2【解析】【分析】本题为工艺流程题，根据题干流程信息可知，“酸浸”时发生的反应有：MnO2+2H2SO4+Fe=MnSO4+FeSO4+2H2O、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe+Fe2O3+3H2SO4=3FeSO4+3H2O
32、、CaO+H2SO4=CaSO4+H2O、MgO+H2SO4=MgSO4+H2O，过滤得滤渣为SiO2和过量的铁粉，向滤液中加入NH4F，将Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀，过滤得滤渣主要成分为：CaF2、MgF2，向滤液中加入FeSO47H2O、ZnSO47H2O调节溶液中Fe2+、Zn2+、Mn2+的物质的量比例和NH3H2O、NH4HCO3将Fe2+、Zn2+、Mn2+进行碳化转化为FeCO3、ZnCO3、MnCO3，过滤后得滤渣的主要成分为FeCO3、ZnCO3、MnCO3和滤液，主要成分为(NH4)2SO4，据此分析解题。(1)由分析可知，滤渣的主要成分是SiO2和铁粉
33、，故答案为：SiO2和铁粉；(2)由分析可知，“酸浸”过程中铁粉的作用是将MnO2和Fe2O3转化为MnSO4和FeSO4，故加入过量铁粉的主要目的是将MnO2还原成Mn2+，将Fe3+还原为Fe2+，故答案为：将MnO2还原成Mn2+，将Fe3+还原为Fe2+；(3)当溶液中某离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全。“除钙、镁”时，加入除尽、，当Ca2+完全沉淀时，溶液中= =1.6410-3mol/L，当Ca2+完全沉淀时，溶液中=2.510-2mol/L，故至少应为2.510-2mol/L ，故答案为：2.510-2mol/L；(4)由分析可知，“碳化”中生成碳酸锰沉淀的离子方程式为Mn2
34、+NH3H2O=MnCO3+，由图像可知，温度在40时，三种离子同时沉淀率最高，故为了使沉淀完全，最适宜的温度是40，由于和 受热易分解，故“碳化”时加入过量的和，故答案为：Mn2+NH3H2O=MnCO3+H2O；40；和 受热易分解；(5)“煅烧”时，将碳酸亚铁转化为Fe2O3，故碳酸亚铁发生反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，故答案为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。4（2022重庆一模）高性能磁带的磁粉主要成分是，某探究小组设计了下图所示流程制取，图中正极材料的主要成分是，还含有少量Al和Fe，已知常温下，。请根据流程回答下列问题：(1)流程中放出的“
35、气体”的化学式为_。(2)提高酸浸浸取率的指施是_(写两条即可)。(3)在“酸浸”过程中，加入的作用是_。(4)实验室要完成的操作会用到下列仪器中的_(填字母)。a坩埚b烧杯c蒸发皿d泥三角(5)写出的化学方程式：_。(6)常温时，“沉钴”过程中，当溶液的时，_。(7)在空气中加热，固体残留率随温度的变化如图所示，则A点主要的固体产物为_(属于氧化物，填化学式)。【答案】(1)H2(2)适当升高温度、粉碎正极材料或适当增大硫酸的浓度或不断搅拌(3)做还原剂，将+3价Co元素还原为+2价Co元素(4)ad(5)4FeSO4+O2+8NaOH4FeOOH+4Na2SO4+2H2O(6)1.6109
36、mol/L(7)Co3O4【解析】由题给流程可知，向正极材料中加入稀硫酸和硫代硫酸钠溶液酸浸时，钴酸锂与稀硫酸、硫代硫酸钠反应生成硫酸锂、硫酸钴、硫酸钠和水，铁、铝溶于稀硫酸生成硫酸亚铁和硫酸铝，向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，鼓入空气将硫酸亚铁和硫酸铝转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤得到废渣和含有硫酸锂、硫酸钴、硫酸钠的滤液；向滤液中加入氢氧化钠溶液将钴离子转化为氢氧化钴沉淀，过滤得到氢氧化钴；向氢氧化钴沉淀中加入稀硫酸将氢氧化钴溶解得到硫酸钴溶液；将含有稀硫酸的硫酸亚铁溶液加入铁皮晶种生长槽中，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液在40搅拌条件下得到FeOOH晶
37、种，将晶种加入除去稀硫酸的铁皮晶种生长槽中，在60条件下吹入空气制得FeOOH，经处理得到FeOOH粉末；在200300条件下加热灼烧FeOOH粉末得到氧化铁，氧化铁与合适的还原剂作用得到四氧化三铁；四氧化三铁与硫酸钴溶液反应制得。(1)由分析可知，硫酸亚铁溶液加入铁皮晶种生长槽的目的是除去硫酸亚铁溶液中的稀硫酸，发生的反应为铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则得到的气体为氢气，故答案为：H2；(2)适当升高温度、粉碎正极材料、适当增大硫酸的浓度、不断搅拌等措施提高酸浸的浸取率，故答案为：适当升高温度、粉碎正极材料或适当增大硫酸的浓度或不断搅拌；(3)由分析可知，酸浸过程中加入稀硫酸和硫代硫酸
38、钠溶液发生的反应为钴酸锂与稀硫酸、硫代硫酸钠反应生成硫酸锂、硫酸钴、硫酸钠和水，则加入硫代硫酸钠的目的是将钴酸锂中+3价钴元素转化为+2价钴元素，故答案为：做还原剂，将+3价Co元素还原为+2价Co元素；(4)由分析可知，的操作为在200300条件下加热灼烧FeOOH粉末得到氧化铁，实验室中应在坩埚中加热灼烧FeOOH粉末，灼烧需要的仪器有坩埚、泥三角、三角架、酒精灯，故选ad；(5)由分析可知，发生的反应为硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液在40搅拌条件下得到FeOOH晶种，反应的化学方程式为4FeSO4+O2+8NaOH4FeOOH+4Na2SO4+2H2O，故答案为：4FeSO4+O2+8NaO
39、H4FeOOH+4Na2SO4+2H2O；(6)由氢氧化钴的溶度积可知，溶液的pH为11时，溶液中钴离子的浓度为=1.6109mol/L，故答案为：1.6109mol/L；(7)设氢氧化钴的质量为100g，A点的主要产物是CoOn，由钴原子个数守恒可得：=，解得n=，则A点的主要产物的化学式为Co3O4，故答案为：Co3O4。5（2021河北衡水中学模拟预测）磷及其化合物在工农业生产中具有重要用途。回答下列问题：(1)如图甲所示为提纯白磷样品(含惰性杂质)的工艺流程。过程I中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为_，过程的化学方程式为_。(2)磷酸钒锂/碳复合材料Li3V2(PO4)3/C具有能
40、量密度高，循环寿命长，稳定安全等优点，是一种十分具有商业潜力的电极材料，我国科学家研发的一种制备流程如图乙所示：向复合材料中加入碳单质的作用是_。A的主要成分为V2(C2O4)3，合成A反应的化学方程式为_。已知常温下，Li2CO3微溶于水，LiHCO3可溶于水。工业级Li2CO3中含有少量难溶于水且与CO2不反应的杂质。补全下列实验方案：将工业级Li2CO3与水混合，_，得到LiHCO3溶液，控温加热使LiHCO3分解形成Li2CO3沉淀，过滤、洗涤、干燥得到Li2CO3纯品。锂离子电池是一种二次电池。若用和Li3V2(PO4)3/C作电极，放电时的电池总反应为=Li3V2(PO4)3+C6
41、，则电池放电时正极的电极反应式为_。【答案】(1) 6：5 2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+10CO+P4(2)增强复合材料的导电性 V2O5+5H2C2O4V2(C2O4)3+4CO2+5H2O通入足量CO2气体后过滤 xLi+xe+Li3xV2(PO4)3Li3V2(PO4)3【解析】V2O5与H2C2O4混合反应生成主要含有V2(C2O4)3的溶液A；NH4H2PO4和Li2CO3混合得到含LiHCO3的溶液B，A、B溶液混合加入碳球等导电材料，过滤后洗涤沉淀，经煅烧得到磷酸钒锂/碳复合材料，据此解答。(1)过程中白磷和硫酸铜溶液反应生成Cu3P、H3PO4，过程
42、中铜元素化合价由+2价降低到+1价被还原，磷元素化合价由0价降低到-3价被还原，所以Cu3P为还原产物，生成一个Cu3P转移6个电子，P元素化合价由0价升高到磷酸中的+5价被氧化，所以磷酸为氧化产物，生成一个磷酸转移5个电子，根据电子守恒可得氧化产物和还原产物的物质的量之比为6:5；过程是Ca3(PO4)2和二氧化硅、碳反应生成硅酸钙、一氧化碳和白磷，根据元素守恒和电子守恒可得反应的化学方程式：2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+10CO+P4；(2)碳单质是稳定良好的导电材料，所以复合材料中加入碳单质的主要作用是增强复合材料的导电性；A的主要成分为V2(C2O4)3说明草
43、酸和V2O5混合时，V元素被还原，草酸被氧化，根据元素的价态变化规律可知，草酸被氧化生成CO2，结合电子守恒和元素守恒可得反应的化学方程式为V2O5+5H2C2O4V2(C2O4)3+4CO2+5H2O；碳酸盐可以和二氧化碳、水反应生成碳酸氢盐，所以将工业级Li2CO3与水混合，通入足量CO2气体后过滤，得到LiHCO3溶液；放电时的电池总反应为=Li3V2(PO4)3+C6，正极发生得到电子的还原反应，则电池放电时正极的电极反应式为xLi+xe+Li3xV2(PO4)3Li3V2(PO4)3。6（2022云南昆明一模）铅蓄电池的拆解、回收和利用可以减少其对环境的污染，具有重要的可持续发展意义
44、。利用废铅蓄电池的铅膏(主要成分为PbSO4、 PbO2)， 还有少重Pb、Fe2O3、Al2O3)制备PbO的流程如下：回答下列问题：(1)步骤将废铅膏研磨过筛的目的是_。(2)向废铅膏粉中加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO， 反应的离子方程式是_。(3)溶液I中主要含有的阴离子有OH、_。(4)加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将脱硫铅膏中的含铅物质转化为(CH3COO)2Pb。H2O2的电子式为_，PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是_。(5)为使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO， 需向溶液II中分两次加入NaOH溶液。第一次加入的目的是_，过滤后，第二次加入
45、NaOH溶液调节溶液的pH至少为_ (已知：25C，KspFe(OH)3=410-38，KspPb(OH)2= 110-16)。(6)若废铅膏中铅元素的质量分数为69%，用上述流程对1 kg废铅膏进行处理，得到669 g PbO，则铅的回收率为_%。【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率(2)PbSO4+2OH =PbO+SO+H2O(3)AlO、SO(4) PbO2+2CH3COOH+H2O2= (CH3COO)2Pb +O2+2H2O(5)将溶液中的Fe3+除去 8.5(6)90【解析】由题给流程可知，将研磨过筛的废铅膏粉加入氢氧化钠溶液碱浸，将氧化铝转化为偏铝酸钠，硫酸铅转化为氧化铅，
46、过滤得到含有氢氧化钠、硫酸钠、偏铝酸钠的溶液I和脱硫铅膏；向脱硫铅膏中加入醋酸溶液和过氧化氢溶液，将脱硫铅膏中的含铅物质转化为溶于水的醋酸铅，氧化铁转化为醋酸铁，向转化后的溶液中分两次加入氢氧化钠溶液，先调节溶液pH将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后再加入氢氧化钠溶液调节溶液pH将铅离子完全转化为氢氧化铅沉淀，过滤得到氢氧化铅；氢氧化铅经洗涤、干燥、灼烧得到氧化铅。(1)将废铅膏研磨过筛得到废铅膏粉，可以反应物的增大接触面积，加快反应速率，使反应更加充分，故答案为：增大接触面积，加快反应速率；(2)由题意可知，硫酸铅与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠、氧化铅和水，反应的离子方程式为PbSO4
47、+2OH =PbO+SO+H2O，故答案为：PbSO4+2OH =PbO+SO+H2O；(3)由分析可知，溶液I的主要成分为氢氧化钠、硫酸钠、偏铝酸钠，则溶液中的阴离子为氢氧根离子、硫酸根离子和偏铝酸根离子，故答案为：AlO、SO；(4)过氧化氢是共价化合物，电子式为；由题意可知，二氧化铅与醋酸和过氧化氢混合溶液反应生成醋酸铅、氧气和水，反应的化学方程式为PbO2+2CH3COOH+H2O2= (CH3COO)2Pb +O2+2H2O，故答案为：；PbO2+2CH3COOH+H2O2= (CH3COO)2Pb +O2+2H2O；(5)由分析可知，第一次加入氢氧化钠溶液的目的是调节溶液pH将溶液
48、中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后第二次加入氢氧化钠溶液的目的是调节溶液pH将铅离子完全转化为氢氧化铅沉淀，由溶度积可知，铅离子完全沉淀时，溶液的氢氧根离子浓度为=1105.5mol/L，则溶液的pH为8.5，故答案为：将溶液中的Fe3+除去；8.5；(6)由铅原子个数守恒7（2022江苏泰州一模）由铁铬合金(主要成分Cr、Fe，含少量Co、Ni等)可以制取Cr2O3、FeC2O42H2O和LiFePO4。实验流程如下：(1)“酸溶”时应先向反应器中加入硫酸，再分批加入铬铁合金粉末，同时需保持强制通风。分批加入铬铁合金粉末并保持强制通风的原因是_。其他条件相同，实验测得相同时间内铬铁转化率1
49、00%、析出硫酸盐晶体的质量随硫酸浓度变化情况如图所示。当硫酸的浓度为911molL-1，铬铁转化率下降的原因：_。(已知硫酸浓度大于12molL-1时铁才会钝化)(2)向酸溶所得溶液中加入0.5molL-1Na2S溶液，使Co2+和Ni2+转化为CoS和NiS沉淀。当上层清液中c(Ni2+)=1.010-5molL-1时，c(Co2+)=_。已知：Ksp(CoS)=1.810-22，Ksp(NiS)=3.010-21(3)在N2的氛围中将FeC2O42H2O与LiH2PO4按物质的量之比1：1混合，360C条件下反应可获得LiFePO4，同时有CO和CO2生成。写出该反应的化学方程式：_。(
50、4)设计由沉铁后的滤液(含Cr3+和少量Fe2+)制备Cr2O3的实验方案：_，过滤、洗涤、干燥、500C煅烧。已知：P507萃取剂密度小于水，萃取Fe3+时萃取率与溶液pH的关系如图所示。该实验中Cr3+在pH6.0时开始沉淀，pH=8.0时沉淀完全。pH=12时Cr(OH)3开始溶解。实验中须选用试剂：P507萃取剂、H2O2、NaOH溶液【答案】(1) 防止产生的大量气体使反应液溢出；及时排出产生的H2，避免发生爆炸 析出的硫酸盐晶体覆盖在铬铁表面，减慢了反应的速率(2)6.010-7mol/L(3)FeC2O42H2O+LiH2PO4LiFePO4+CO+CO2+3H2O(4)边搅拌边
51、向滤液中滴加稍过量的H2O2，充分反应后继续向其中滴加NaOH溶液，至pH约2.5时停止滴加，加入P507萃取剂，充分振荡、静置、分液，向水层中边搅拌边滴加NaOH溶液至pH在812之间停止滴加【解析】铁铬合金(主要成分Cr、Fe，含少量Co、Ni等)加入硫酸进行酸溶，各金属元素转化为相应的阳离子进入溶液，之后加入Na2S除去Co、Ni元素，过滤后加入草酸，过滤得到FeC2O42H2O粗品，再经系列处理得到LiFePO4；滤液中还剩余Cr3+，处理得到Cr2O3。(1)金属单质在于硫酸反应时会产生大量氢气，分批加入铬铁合金粉末并保持强制通风可以防止产生的大量气体使反应液溢出；及时排出产生的H2
52、，避免发生爆炸；硫酸浓度较大后，生成的硫酸盐的量增多，析出的硫酸盐晶体覆盖在铬铁表面，减慢了反应的速率；(2)当上层清液中c(Ni2+)=1.010-5molL-1时，c(S2-)=mol/L=3.010-16mol/L，c(Co2+)=mol/L=6.010-7mol/L；(3)FeC2O42H2O与LiH2PO4按物质的量之比1：1混合，360C条件下反应可获得LiFePO4，同时有CO和CO2生成，说明该过程中草酸发生歧化，根据电子守恒、元素守恒可得化学方程式为FeC2O42H2O+LiH2PO4LiFePO4+CO+CO2+3H2O；(4)根据题目所给信息可知P507萃取剂可以萃取Fe
53、3+，所以需先加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入NaOH溶液调节pH值至2.5左右，然后加入P507萃取剂萃取，分液后向水层中加入NaOH溶液得到Cr(OH)3沉淀，具体操作为：边搅拌边向滤液中滴加稍过量的H2O2，充分反应后继续向其中滴加NaOH溶液，至pH约2.5时停止滴加，加入P507萃取剂，充分振荡、静置、分液，向水层中边搅拌边滴加NaOH溶液至pH在812之间停止滴加。8（2022四川成都模拟预测）黄钠铁矾渣的主要成分如下表所示，利用其制备镍锌铁氧体(Ni0.5Zn0.5Fe2O4)的工艺流程如下图所示： 元素Fe(III)NiMgAlPbSiO2BaCa百分含量/%28
54、.7502.6250.0310.4520.0860.3698.7850.198已知：i浸取液中的阳离子有Fe2+、Ni2+、Mg2+、Al3+、Ca2+；ii晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe的比例有关；iiiZn(OH)2是两性氢氧化物。(1)无烟煤的主要作用是_，控制其他条件不变，Fe和Ni的浸出率与浸出温度和浸出时间的关系如下图所示，则浸出过程中最适宜的条件是_(2)浸渣的主要成分除SiO2外还有_(3)净化I的目的是_(4)为按计量制得镍锌铁氧体，加入试剂X是为了引入_(填离子符号)。(5)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀过程中，若以Me代表Fe、Ni、Zn元素，则生成MeCO32
55、Me(OH)2H2O沉淀的离子方程式为_。(6)检验沉淀已洗涤干净的操作和现象是_。(7)经测定，加入NH4HCO3调节pH=7.2时晶体完整度最高，pH不宜过高的原因是_。【答案】(1) 为黄钠铁矾渣高温分解提供高温条件 温度77，时间40 min(2)BaSO4、PbSO4、CaSO4(3)使Fe3+变为Fe2+，同时调整溶液pH，使Al3+形成Al(OH)3沉淀除去(4)Zn2+、Ni2+(5)3Me2+=MeCO32Me(OH)2H2O+5CO2(6)取最后一次洗涤液少许放入试管中，向其中加入HNO3酸化，然后Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，则证明沉淀已经洗涤干净(7)Zn(OH)2
56、是两性氢氧化物，若pH过高，Zn2+会变为可溶性进入溶液中，导致晶体中Zn的含量降低，而晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe的比例有关，当溶液pH=7.2时，铁镍锌氧体中Ni、Zn、Fe三种元素原子个数比恰好为114。【解析】无烟煤煅烧放出大量热量，使黄钠铁矾渣能够在高温下分解产生不同金属氧化物，然后用稀硫酸溶解分解产物，金属氧化物与硫酸反应变为硫酸盐，难溶性酸性氧化物SiO2与硫酸不反应，反应产生的BaSO4不溶于水，进入浸渣中，PbSO4、CaSO4微溶于水，主要以固体形式存在，也进入浸渣中，在酸浸液中含有Fe3+、Mg2+、Ca2+、Ni2+等金属阳离子；然后加入Fe粉，发生反应：Fe3+
57、Fe=2Fe2+；Fe+2H+=Fe2+H2，调整了溶液pH，使Al3+形成Al(OH)3沉淀分离除去；然后加入NH4F使Mg2+、Ca2+形成MgF2、CaF2沉淀，此时滤液中主要含有Fe2+、Zn2+、Ni2+，加入ZnSO4、NiSO4、NH4HCO3，共沉Fe2+、Ni2+、Zn2+，得到沉淀，将沉淀通过铁氧体工艺阶段加入氧化剂氧化其中+2价的铁得到镍锌铁氧体。(1)煅烧无烟煤，煤燃烧产生大量热量，可以为黄钠铁矾渣高温分解提供能量，故无烟煤的主要作用是使黄钠铁矾渣高温分解；根据Fe和Ni的浸出率与浸出温度和浸出时间的关系图示可知：浸出过程中最适宜的条件是：在77温度下浸取40 min；
58、(2)根据上述分析可知：在浸渣的主要成分除SiO2外，还有BaSO4、PbSO4、CaSO4；(3)用硫酸浸取后溶液中含有Fe3+、Mg2+、Ca2+、Ni2+、Al3+等金属阳离子；然后加入Fe粉，发生反应：Fe3+Fe=2Fe2+；Fe+2H+=Fe2+H2，调整溶液pH，结合流程中沉淀除杂除杂，可以使Al3+形成Al(OH)3沉淀除去；(4)为按计量制得镍锌铁氧体，加入试剂X是为了引入Zn2+、Ni2+；(5)在Fe2+、Ni2+、Zn2+共沉淀过程中，若以Me代表Fe、Ni、Zn元素，则根据元素守恒、电荷守恒可知生成MeCO32Me(OH)2H2O沉淀的离子方程式为：3Me2+=MeC
59、O32Me(OH)2H2O+5CO2；(6)沉淀是从含有ZnSO4、NiSO4的溶液中过滤分离出来，若沉淀已经洗涤干净，则最后一次洗涤液中无，故沉淀已洗涤干净，操作及实验现象是：取最后一次洗涤液少许放入试管中，向其中加入HNO3酸化，然后Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，则证明沉淀已经洗涤干净；(7)经测定，加入NH4HCO3调节pH=7.2时晶体完整度最高，pH不宜过高，这是由于Zn(OH)2是两性氢氧化物，若pH过高，则Zn2+会变为可溶性进入溶液中，导致晶体中Zn的含量降低，而晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe的比例有关，当溶液pH=7.2时铁、镍、锌氧体中Ni、Zn、Fe原子个数比为1
60、14。9（2022陕西周至一模）高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体，工艺流程如图所示：该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Fe2+Mn2+Mg2+开始沉淀pH2. 107.459.279.60完全沉淀pH3. 208.9510.8711.13回答以下问题：(1)滤渣B的成分是单质S，反应II的化学方程式是_；(2)反应III加入MnO2的作用是_；(3)加入CaCO3的作用是调节溶液的pH除去铁元素。调节溶液pH的范围是_；用离子方程式_和简要文字说明碳酸钙除去铁元素的原因是_。(4)滤渣
61、C的成分是_。(5)如图所示，将精制MnSO4溶液送入电解槽，电解制得二氧化锰(EMD)。生成EMD的是电极是_ (填“a”或“b”)，生成EMD的电极反应式是_。【答案】(1)3MnO2 +2FeS2 + 6H2SO4 =3MnSO4 +4S+ Fe2(SO4)3+6H2O(2)进一步将Fe2+氧化(3)3.2pH9.27 Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+ 加CaCO3与H+反应，促进Fe3+水解正向进行，生成Fe(OH)3沉淀(4)Fe(OH)3和CaSO4(5)b Mn2+ +2H2O-2e- =MnO2 +4H+【解析】本题是一道考查制备硫酸锰的工业流程题，首先用硫酸溶解废
62、锰渣，过滤除去滤液，之后用硫铁矿还原二氧化锰得到锰离子，过滤除杂，加入二氧化锰将二价铁氧化为三价铁，再加入碳酸钙调pH除铁，过滤，将滤液结晶得产物，以此解题。(1)由流程知，反应1中MnO2不反应，滤渣A是MnO2，与FeS2反应生成单质硫，因此反应II的化学方程式是3MnO2 +2FeS2 + 6H2SO4 =3MnSO4 +4S+ Fe2(SO4)3+6H2O；(2)反应III加MnO2是进一步将Fe2+氧化成Fe3+；(3)调节溶液pH不能使Mn2+沉淀，使Fe3+沉淀完全，因此pH的范围3. 2pH9.27；Fe3+水解，水解的离子方程式为：Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+
63、；加CaCO3与H+反应，促进Fe3+水解正向进行，生成Fe(OH)3沉淀；(4)通过第三问可知，沉淀中含有氢氧化铁，另外过滤II的滤液中含有硫酸根离子加入碳酸钙调pH会产生硫酸钙，故渣C的成分是Fe(OH)3和CaSO4；(5)Mn2+发生氧化反应生成产物，故Mn2+在阳极发生反应，电极反应式是Mn2+ +2H2O-2e- =MnO2 +4H+。10（2022重庆一模）磷酸亚铁锂电池是新能源汽车的动力电池之一、采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源，流程如图：资料：碳酸锂在水中溶解度：温度/020406080100溶解度/g1.54
64、1.331.171.010.850.72(1)I步操作是粉碎废旧电极，其主要目的是_。(2)II步加入过量NaOH溶液后，滤液1中存在的主要阴离子是_。(3)III步浸取加入的氧化剂最佳选择是_。(填字母)AB酸性CD(4)浸出液中存在大量和，从平衡移动的角度解释步中加入溶液沉铁的主要原理是_。(5)滤液2中，加入等体积的溶液后，的沉降率达到90%，母液中_。溶液混合后体积变化忽略不计，(6)为将粗品提纯，VI步使用_(填“热”或“冰”)水进行洗涤操作，理由是_。(7)工业上将回收的、粉碎与足量的炭黑混合高温灼烧再生制备，反应的化学方程式为：_。【答案】(1)增大接触面积，提高溶解效率(2)、
65、(3)C(4)结合，使减小，两个电离平衡均向右移动，增大，与结合形成磷酸铁(5)(6)热 温度升高，碳酸锂溶解度减小，热水可减少溶解损失(7)【解析】正极片经碱溶可得到NaAlO2溶液，含有磷酸亚铁锂的滤渣1加入盐酸、氧化剂浸取，可除去不溶于酸碱的导电剂，得到含有P、Fe、Li的浸出液，加入30%Na2CO3溶液沉铁，生成沉淀，滤液2在6080条件下，加入饱和Na2CO3溶液沉锂，可生成碳酸锂沉淀。(1)废旧电极为不溶于水的块状物质，为了加快和NaOH的反应速率，需要将其研磨成小颗粒，增大接触面积，从而达到目的，故答案为：增大接触面积，提高溶解效率。(2)废旧电极含有铝，可与NaOH溶液反应，
66、生成易溶于水的NaAlO2，从而与相分离，则II步加入过量NaOH溶液后，滤液1中存在的主要阴离子是、，故答案为：、。(3)A作氧化剂的还原产物为氮的氧化物，为有害气体，故不选A；B酸性能和HCl发生氧化还原反应，使酸的用量增大，且生成氯气为有害气体，故不选B；C作氧化剂的还原产物为，不引入杂质，减少污染物的排放，故C选；D能和浓盐酸反应生成氯气，不宜选用，故不选D；故答案选C。(4)加入溶液后，可结合，使减小，从而使，两个电离平衡均向右移动，则增大，与结合形成磷酸铁，故答案为：结合，使减小，两个电离平衡均向右移动，增大，与结合形成磷酸铁。(5)滤液2中，加入等体积的溶液后，的沉降率达到90%
67、，混合溶液中含有的，已知：，则母液中，故答案为：。(6)根据表格数据可知，的溶解度随温度的升高而减小，热水洗涤可减少的溶解，故答案为：热；温度升高，碳酸锂溶解度减小，热水可减少溶解损失。(7)根据题意可知，反应物为、炭黑，生成物为，根据元素守恒分析另一种产物为碳的氧化物，因炭黑足量，故为CO，其反应的化学方程式为：，故答案为：。11（2022江西模拟预测）钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其主要成分为VO2xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2.一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如图。已知：“酸浸”后VO2xH2O转化为VO2+；1g2=0.3；Cr(OH)3的
68、Ksp近似为110-30；有关物质的溶解度(g/100gH2O)如表所示：温度/20406080100Na2Cr2O7183.6215.1269.2376.4415.0Na2SO419.548.845.343.742.5回答下列问题：(1)写出“滤渣”的一种用途_，“氧化”生成VO，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(2)若“含Cr3+净化液”中c(Cr3+)=0.125molL-1，则“水解沉钒”调pH的范围是2.5_。(结果保留1位小数)(3)“溶液1”中含CrO，加入H2O2后发生的化学反应方程式为_。(4)“溶液2调pH”，所发生反应的离子方程式_。(5)“多步操作”包括蒸发浓缩
69、、_、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。(6)研究温度对Na2S2O8与H2O2的氧化-水解沉钒率的影响，得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在80左右，降低温度能耗增加。由图可知，分别采用Na2S2O8、H2O2进行“氧化”时，应选择的适宜温度是_、_，在“氧化”工艺中不采用H2O2氧化的原因是_(写出两点)。【答案】(1) 制作光导纤维或制作玻璃或工业制硅 1：2(2)4.3(3)3H2O2+2NaCrO2+2NaOH=2Na2CrO4+4H2O(4)2CrO+2H+=Cr2O+H2O(5)趁热过滤(6) 80 50 沉钒率低，铬损率高；温度较高时H2O2易分解，需降温导致能耗增加；对储运
70、及投料要求较高【解析】钒铬还原渣主要成分为VO2xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2，加硫酸酸浸，VO2xH2O转化为VO2+，转化Cr(OH)3为Cr3+，滤渣为SiO2，加入Na2S2O8将VO2+氧化为VO，反应的离子方程式为2 VO2+ +S2O+ 2H2O=2 VO+ 2SO+ 4H+，调pH使VO转化为V2O5xH2O沉淀，净化液中加入过量NaOH后Cr3+变为CrO，加入H2O2发生反应3 H2O2 + 2CrO+2OH-=2CrO+4H2O，溶液2先调pH后经蒸发浓缩、趁热过滤冷却结晶，过滤洗涤得到Na2Cr2O7；(1)根据分析可知 “滤渣”为SiO2，SiO2的用途制作
71、光导纤维或制作玻璃或工业制硅；(2)根据Cr(OH)3的Ksp近似为110-30，pH=-lg=4.3，则“水解沉钒”调pH的范围是2.54.3；(3)“溶液1”中含CrO，加入H2O2后CrO被氧化成CrO，发生的化学反应方程式为3H2O2+2NaCrO2+2NaOH=2Na2CrO4+4H2O；(4)“溶液2调pH”，CrO将转化为Cr2O，所发生反应的离子方程式2CrO+2H+=Cr2O+H2O；(5)“多步操作”将Na2Cr2O7和Na2SO4分离，根据信息溶解度随温度变化的表格，温度越高Na2SO4溶解度越小，故应该采取的操作有蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶，过滤洗涤得到Na2Cr2O7；(6)根据图像可知用Na2S2O8氧化时，80时沉钒率最大，铬损率最低，因此应选择80；用H2O2氧化时50时沉钒率最大，铬损率最低，因此应选择50C；由图知，采用H2O2氧化的主要不足之处有沉钒率低，铬损率高；温度较高时H2O2易分解，需降温导致能耗增加；对储运及投料要求较高。
