2023届高考化学三轮冲刺 第8题　以工艺流程为主流的无机综合题 课件（共203张PPT）

(共203张PPT)
第8题　以工艺流程为主
第二篇　非选择题突破
流的无机综合题
复习建议：4课时(题型突破2课时　习题2课时)
悟真题·明考向
析题型·固双基
目
录
CONTENTS
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题型特训
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1.(2022·全国甲卷)硫酸锌(ZnSO4)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ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
离子 Fe3＋ Zn2＋ Cu2＋ Fe2＋ Mg2＋
Ksp 4.0×10－38 6.7×10－17 2.2×10－20 8.0×10－16 1.8×10－11
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
__________________________________、_________________________________。
将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积
增大硫酸的浓度等
(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是__________(填标号)。
A.NH3·H2O　　 B.Ca(OH)2　　 C.NaOH
滤渣①的主要成分是________、__________、________。
(4)向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为
__________________________________________________________________。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______________________________________。
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是__________、__________。
B
Fe(OH)3
CaSO4
SiO2
置换Cu2＋为Cu从而除去
CaSO4
MgSO4
2.(2022·全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10－8 7.4×10－14 1.1×10－10 2.6×10－9
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为
_________________________________________________________________，
用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因：
_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是____________________；
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为
_________________________________________________________________；
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是______________________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是_____________________。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有________________。
Fe2＋
Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O
作还原剂
Fe(OH)3、Al(OH)3
Ba2＋、Na＋
3.(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如下图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为
_________________________________________________________________，
生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为
_________________________________________________________________；
若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，氧化产物为________________________；当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是______________________。
2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－
AgNO3
FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2
I2、FeCl3
I2被进一步氧化
4
防止单质碘析出
4.(2021·全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题：
(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式：
_________________________________________________________________。
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_____________________。
(3)“母液①”中Mg2＋浓度为____________ mol·L－1。
(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是________。“酸溶渣”的成分是__________、________。
(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是____________________________________________________。
(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得______________，循环利用。
Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
1.0×10－6
硫酸
SiO2
CaSO4
(NH4)2SO4
考情预测：预测2023年高考仍会以元素化合物知识为载体，围绕原料的预处理，考查影响速率的因素；围绕经济原则考查循环利用；围绕产品纯度考查物质的分离提纯(调pH、结晶、过滤、洗涤)；围绕核心反应或副反应考查物质变化及定量关系；陌生方程式的书写与含量计算是化工流程题的重要组成部分，也是学生失分较多的能力点，复习时应加以重视！
智能点一　流程图中物质的处理、转化与跟踪
1.原料的预处理
方法 目的 解题指导
粉碎、 研磨 将块状或颗粒状的物质磨成粉末 增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分，也是提高“浸出率”的方法之一
浸取 水浸 与水接触反应或溶解 (1)加热、搅拌、适当提高酸(或碱)浓度，可以加快浸出速率；增加浸出时间可使样品充分溶解，可提高浸出率
(2)酸溶时所加酸的量不能太多
①过量的酸多消耗后续调节pH所加的碱性试剂
②如果实验过程有硫化物，酸过量会形成有毒气体硫化氢
酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 碱浸 除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物 灼烧 (焙烧) 1.除去可燃性杂质 2.使原料初步转化 ①除去硫、碳单质
②使有机物转化或除去有机物
③高温下原料与空气中氧气反应等
④使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土
[微练1]　铁红(Fe2O3)常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4，另含少量难溶杂质)为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下：
已知：某些过渡元素(如Cu、Fe、Ag等)的离子能与NH3、H2O、OH－、SCN－等形成可溶性配合物。
(1)工业常将硫铁矿烧渣经过粉碎后再进行“酸浸”，其目的是
_________________________________________________________________。
(2) “酸浸”时加入的硫酸不宜过量太多的原因是
_________________________________________________________________。
答案　(1)增大反应物接触面积，加快反应速率，提高烧渣浸出率
(2)过量酸会增加沉淀过程中氨水的用量
2.物质成分的跟踪与确定
(1)滤渣的确定
(2)副产品的确定
(3)循环物质的确定
[微练2]　(2021·广东卷改编)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
(1)“水浸”中，形成的Ni(正三价)固体为________。
(2) “沉铝”中，生成的沉淀X为________。
(3)“沉钼”中，pH为7.0，生成的含Mo固体为________。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量氨气，再通入足量CO2，可析出Y，Y是________。
答案　(1)Ni2O3　(2)Al(OH)3
(3)BaMoO4　(4)NaHCO3
智能点二　流程中的操作及条件控制
1.物质的分离与提纯
操作目的 答题指导
过滤 固体与液体的分离；要分清楚需要的物质在滤液中还是在滤渣中。滤渣是难溶的物质，如SiO2、PbSO4、难溶的金属氢氧化物和碳酸盐等
萃取 与分液 选用合适的萃取剂(如四氯化碳、金属萃取剂)，萃取后，静置、分液——将分液漏斗玻璃塞的凹槽与分液漏斗口的小孔对准。下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
加入氧化剂 (或还原剂) ①转化为目标产物的价态
②除去杂质离子(如把Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调溶液的pH，使其转化为Fe(OH)3沉淀除去)
加入 沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)
②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀
③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋
洗涤 晶体 洗涤试剂 适用范围 目的
蒸馏水 冷水 产物不溶于水 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为溶解而造成的损失
热水 有特殊的物质其溶解度随着温度升高而下降 除去固体表面吸附着的××杂质；可适当降低固体因为温度变化溶解而造成的损失
有机溶剂 (酒精、丙酮等) 固体易溶于水、难溶于有机溶剂 减少固体溶解；利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分，产品易干燥
洗涤 晶体 饱和溶液 对纯度要求不高的产品 减少固体溶解
酸、碱溶液 产物不溶于酸、碱 除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质；减少固体溶解
洗涤沉淀方法：向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次 [微练3]　(2021·浙江1月选考)某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7晶体，流程如下：
请回答下列问题：
(1)下列说法正确的是________(填字母)。
A.步骤Ⅱ，低温可提高浸取率
B.步骤Ⅱ，过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe(OH)3
C.步骤Ⅲ，酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7
D.步骤Ⅳ，所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3
BC
(2)步骤Ⅴ，重结晶前，为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序：溶解KCl→(____)→(____)→(____)→(____)→重结晶。
a.50 ℃蒸发溶剂
b.100 ℃蒸发溶剂
c.抽滤
d.冷却至室温
e.蒸发至溶液出现晶膜，停止加热
f.蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热
a
e
d
c
2.常见的流程中的条件控制
条件控制 答题指导
控制溶 液的pH ①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度 (常用水 浴、冰水 浴或油浴) ①防止副反应的发生
②使化学平衡移动；控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
④控制反应速率；使催化剂达到最大活性
⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发
⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求
[微练4]　(2020·全国卷Ⅰ)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下，溶液中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＋ Al3＋ Mn2＋
开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1
加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
Fe2＋
NaAl(OH)4＋HCl===Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O
利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
【创新微点】
1.反萃取原理
反萃取是利用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为萃取的逆过程。反萃取剂主要起破坏有机相中被萃组分结构的作用，使被萃组分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶于有机相的沉淀。经过反萃取及所得反萃液经过进一步处理后，便得到被分离物的成品。反萃后经洗涤不含或少含萃合物的有机相称再生有机相，继续循环使用。
[微练5]　(2022·衡阳联考)二氧化铈(CeO2)是重要的稀土氧化物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下：
2.陌生图像中条件的选择与控制
条件控制是化学生产和实验中的重要手段，通过控制条件使反应向着实际需要的方向进行和转化，实现物质间的分离和提纯，通过图像选择合适条件是工艺流程题的常见出题形式，在选择复合条件时，注意综合坐标的含义，以及该条件与分离、提纯或制备的关系。
[微练6]　(1)Fe3＋的萃取率与溶液的pH和接触时间之间的关系如图，据此分析，萃取的最佳条件为____________________________________________。
pH＝1.7下萃取60 min
(2)“电解”工艺制锌时Zn2＋利用率较低，废液中有大量的Zn2＋残留。某化工厂拟采用改变酸锌比净化废液的方式来提高原料的利用率，降低成本。下图是工业生产中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图。根据下图分析，该工厂净化废液时的最佳酸锌比为________(填写序号)。
A.5∶1 B.6∶1 C.7∶1 D.10∶1
C
【题型建模】　化工流程题中的“流程分析”
结构图解
流程框图 (2021·湖南卷)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下：
问题设计 (1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为________；
(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有________(至少写两条)；
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是________(填化学式)；
(4)加入絮凝剂的目的是________；
(5)“沉铈”过程中，生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为_________________，
常温下加入的NH4HCO3溶液呈_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已
知：NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5，H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11)；
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4，在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)和FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为__________________________________________________________。
解题建模 1.挖掘题干信息，分析原材料，确定主要成分及所含杂质。
2.原材料预处理，通过酸浸和碱浸等手段，完成初步分离。
3.分析核心反应，通过氧化、中和及离子交换等手段完成主要物质到产物的转化。
4.产品的分离与提纯及含量测定，通过沉淀、结晶及煅烧等手段，得到粗品，通过滴定等定量过程，完成含量测定。
【分点突破】
微题型1　以工业废料及矿物为原料通过分离、提纯制备物质类工艺流程题(主)
[精练1]　(2022·辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③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pH
Fe2＋ 6.5 8.3
Fe3＋ 1.6 2.8
Mn2＋ 8.1 10.1
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)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为
_________________________________________________________________。
ab
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；
②_________________________________________________________________。
(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Bi的目的是____________________________________________。
抑制金属离子水解
SiO2
Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O
将Fe3＋转化为Fe2＋
[精练2]　(2022·沈阳质监)镍及其化合物在工业上应用广泛，工业上用红土镍矿[主要成分为Mg3Si2O5(OH)4、Fe2MgO4、NiO、FeO、Fe2O3]为原料，采用硫酸铵焙烧法选择性提取镍并回收副产物黄铵铁矾[化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w，摩尔质量为480 g·mol－1]的工艺流程如图所示：
过氧化氢不稳定，受热易分解；过氧化氢在Fe3＋催化下分解
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为
_________________________________________________________________。
“浸渣”的主要成分除含有铁元素的化合物外还有________(填化学式)。
SiO2
(3)若残留在浸出液中的铁完全转化为黄铵铁钒除去，“除铁”时通入NH3调节溶液pH的范围是________。
该工艺条件下，Ni2＋生成Ni(OH)2沉淀，Fe3＋生成Fe(OH)3或黄铵铁矾沉淀，开始沉淀和沉淀完全时的pH如表：
沉淀物 Ni(OH)2 Fe(OH)3 黄铵铁钒
开始沉淀时的pH 7.1 2.7 1.3
沉淀完全(c＝1×10－5 mol·L－1)时的pH 9.2 3.7 2.3
2.3～2.7
(4)“沉镍”时pH调为9.0，滤液中Ni2＋浓度约为____________________ mol·L－1
(100.4≈2.5)。
(5)由所得滤液获得稳定的MgSO4·7H2O的操作依次是______________________、过滤、洗涤、干燥。
2.5×10－5或10－4.6
蒸发浓缩、冷却结晶
(6)对黄铵铁矾进行热分解实验。其结果如图所示，则黄铵铁钒的化学式为____________________。(已知：黄铵铁矾在300 ℃前分解释放的物质为H2O，300～575 ℃之间只有NH3和H2O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670 ℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)
NH4Fe3(SO4)2(OH)6
[精练3]　(2022·河南名校适应性测试)我国科学家利用一种廉价、高效的铈基催化剂，解决了在室温下把甲烷一步转化为液态产品的科学难题。二氧化铈是常用的催化剂，以氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)制备CeO2的工艺流程如图所示：
已知：CeO2难溶于稀盐酸，可溶于浓盐酸；Ce2O3可溶于稀盐酸。
请回答下列问题：
(1)CeFCO3中铈的化合价为________；将氟碳铈矿研磨成精矿的目的是
_________________________________________________________________。
(2)碳酸氢钠在270 ℃时可完全分解。500 ℃时在空气中焙烧，CeFCO3与Na2CO3发生化学反应，生成CeO2与Ce2O3(2∶1)、NaF及一种气体，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________。
(3)焙烧后对产物进行水洗，水洗液不宜使用玻璃容器盛装的原因是
_________________________________________________________________。
＋3
增大反应物接触面积，加快反应速率
NaF水溶液中F－发生水解反应生成HF，会腐蚀玻璃容器
(4)工业生产中，不仅要考虑目标产物的含量，还要综合考虑生产过程中的时间效率。酸浸时，CeO2含量随盐酸浓度、酸浸温度的变化曲线如图所示，则最适宜的盐酸浓度和酸浸温度为_______________________；当温度升高到一定程度后，CeO2含量随温度升高而减小，其原因可能是
_________________________________________________________________。
3 mol/L，45 ℃
温度过高，加快盐酸挥发，盐酸浓度降低较快，浸出率降低
(5)室温下，向酸浸液中加入氢氧化钠溶液调节pH使Ce3＋沉淀完全(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时，沉淀就达完全)，则应调节pH大于________(Ksp[Ce(OH)3]＝1.0×10－20)。
(6)为测定酸浸液中CeCl3的浓度，现量取酸浸液V1 mL，加入过量过硫酸铵溶液将Ce3＋氧化为Ce4＋，加热煮沸2 min，然后用c mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴
定，测得终点时消耗标准溶液V2 mL，则CeCl3的浓度为__________ mol·L－1(已知：过硫酸铵具有强氧化性，受热易分解；Fe2＋＋Ce4＋===Ce3＋＋Fe3＋)。若上述过程中没有进行煮沸操作，则测定结果将会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
9
偏大
微题型2　工艺流程与实验结合类无机综合题
[精练4]　(2022·马鞍山质监)钛酸钡(BaTiO3)具有优良的铁电，压电和绝缘性能，在电子陶瓷中使用广泛。某兴趣小组设计方案在实验室里制备钛酸钡并测定其纯度，制备简易流程如下：
已知：室温下，TiCl4为无色液体，易挥发。
(1)“共沉”在如图装置中完成，仪器A的进水口是________(填“a”或“b”)；仪器B的名称是_______________________________________________________；“共沉”时反应的化学方程式为
_________________________________________________________________。
b
三颈烧瓶(三颈圆底烧瓶、三口烧瓶)
TiCl4＋BaCl2＋(NH4)2CO3＋4NH3·H2O===Ti(OH)4↓＋BaCO3↓＋6NH4Cl
(2)“减压过滤”如图装置，减压的目的是
_________________________________________________________________。
加快过滤速率，得到较为干燥的沉淀
(3)在实验室中研细固体一般使用仪器名称是________，“煅烧”时反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(4)产品纯度与“共沉”反应时间和“煅烧”时间的关系如下图所示，你认为最佳“共沉”反应时间和“煅烧”时间分别为________ h、________ h。
研钵
BaCO3＋Ti(OH)4===BaTiO3＋CO2↑＋2H2O
3
4
[精练5]　(2022·汉中十校联考)以Cl2、NaOH、CO(NH2)2(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3，其主要实验流程如图：
已知：①Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O是放热反应；②N2H4·H2O沸点约118 ℃，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ为制备NaClO溶液，若温度超过40 ℃，则Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl。该反应的离子方程式为
_________________________________________________________________；
实验中为避免反应过于剧烈，放出大量的热而导致温度升高，副反应加剧，除可以用冰水浴控制温度外，还可以采取的措施为
_________________________________________________________________。
减慢氯气通入速度或减小氢氧化钠溶液浓度
(2)步骤Ⅱ为合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。
图1
①图1中仪器a的名称为_______________，其盛装的溶液是__________________ [填“NaClO碱性溶液”或“CO(NH2)2水溶液”]。
②写出合成N2H4·H2O的反应的离子方程式：
_____________________________________________；
使用冷凝管的目的是_____________________________。
分液漏斗
NaClO 碱性溶液
减少水合肼的挥发
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定停止通SO2的实验操作为__________________________________________________。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案：边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为________时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于________ ℃条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封保存。
测量溶液的pH，若pH约为4时，停止通SO2
10
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题型特训2　工艺流程与实验结合类无机综合题
题型特训1　以工业废料及矿物为原料制备物质类工艺流程题
题型特训1　以工业废料及矿物为原料制备物质类工艺流程题
1.(2022·广东卷)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持＋3价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子 Mg2＋ Fe3＋ Al3＋ RE3＋
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2～7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是__________。
(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至______________的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为________________________________________。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。为尽可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于__________ mol·L－1(保留两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是_________________________________________________________________。
②“操作X”的过程为先____________，再固液分离。
Fe2＋
4.7≤pH<6.2
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
4.0×10－4
加热搅拌可加快反应速率
冷却结晶
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有__________(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。
①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 mol Pt3Y转移__________ mol电子。
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为_______________________________________________。
MgSO4
15
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
2.(2022·河南重点高中调研)工业上常通过石煤灰渣(主要成分有SiO2、C、Al2O3、FeO、V2O3、CaO、MgO、K2O)回收钒的氧化物，有关工艺流程如图：
已知：①“焙烧”时，在空气的作用下，V2O3被氧化为V2O5。
②V2O5在稀硫酸作用下生成(VO2)2SO4。
根据所学知识，回答下列问题：
(1)在“焙烧”之前，要先将硫酸铵固体和石煤灰进行混磨处理，其目的是_________________________________________________________________。
(2)(VO2)2SO4中V的化合价为________，“浸渣”的主要成分除了SiO2，还有________(填化学式)。
(3)“氧化”时加入的试剂a常用H2O2，写出反应的离子方程式：_________________________________________________________________。
HNO3也能氧化Fe2＋，工业生产中不选用HNO3的原因是_________________________________________________________________。
增大反应物的接触面积，提高原料利用率
＋5价
CaSO4
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
硝酸的还原产物NO或NO2有毒，会污染大气
(4)在500 ℃灼烧脱氨可制得产品V2O5，写出该反应的化学方程式：
_________________________________________________________________。
在硫酸酸化条件下，V2O5可与草酸(H2C2O4)溶液反应得到含VO2＋的溶液，
写出发生反应的离子方程式：
_____________________________________________________。
(5)5 t某批次的石煤灰渣中V2O3的含量为37.5%，工业生产中钒的浸出率为86%，若后续步骤中钒损耗为2%，则理论上制得的V2O5的质量最多为________ t(保留3位有效数字)。
4H＋＋V2O5＋H2C2O4===2VO2＋＋3H2O＋2CO2↑
1.92 t
3.(2022·云南联考)镍及其化合物在工业上有广泛应用，红土镍矿是镍资源的主要来源。以某地红土镍矿[主要成分Mg3Si2O5(OH)4、Fe2MgO4、NiO、FeO、Fe2O3]为原料，采用硫酸铵焙烧法选择性提取镍，可减少其他金属杂质浸出，工艺流程如图所示。
增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应物充分反应
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________，
“浸渣”的主要成分除铁的氧化物外还有____________________(填化学式)。
(3)焙烧温度对浸出率的影响如图所示，
最佳焙烧温度是________(填序号)左右。
A.300 ℃ B.350 ℃
C.400 ℃ D.600 ℃
Fe(OH)3、SiO2
C
(4)若残留在浸出液中的铁完全转化为黄铵铁矾除去，“除铁”时通入NH3调节溶液pH的范围是____________________。该工艺条件下，Ni2＋生成Ni(OH)2沉淀，Fe3＋生成Fe(OH)3或黄铵铁矾沉淀，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
沉淀物 Ni(OH)2 Fe(OH)3 黄铵铁矾
开始沉淀时的pH 7.1 2.7 1.3
沉淀完全(c＝1×10－5 mol/L)时的pH 9.2 3.7 2.3
2.3≤pH<7.1
(5)“沉镍”时pH调为8.0，滤液中Ni2＋浓度约为__________________ mol/L
(100.4≈2.5)。
(6)流程中_____________(填化学式)可循环使用，减少污染。
(7)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式是_____________________________________________。
2.5×10－3
NH3
2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O
4.(2022·安徽十八校联盟模拟)硼酸(H3BO3)能溶于水，可用于玻璃、医药、纺织等工业；碳酸镁可用于制造防火涂料、牙膏等。某工厂以硼镁铁矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O，杂质有SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3)为原料制备硼酸、碳酸镁的工艺流程如下图所示：
常温时实验条件下几种金属离子形成沉淀的pH
Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Mg2＋
开始沉淀 2.7 7.6 4.0 9.6
完全沉淀 3.2 9.6 5.2 11.1
(1)预处理的内容包括矿石的筛选、________，写出料渣1的一种用途_________________________________________________________________。
(2)X是常用的绿色氧化剂，如O2、__________________________________，
写出酸浸时Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式
_________________________________________________________________。
粉碎
用于生产光纤、制备单晶硅的原料
H2O2
Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4===2MgSO4＋2H3BO3
(3)为提高产品纯度，试剂Y为____________________________(填化学式)，写出加入NaHCO3溶液时的离子方程式
_____________________________________________________。
(4)为测量所得硼酸纯度，取3.00 g所制取的硼酸样品溶于甘露醇与蒸馏水混合溶液中，配成500 mL溶液，然后取出25.00 mL放入锥形瓶中并滴加3滴酚酞试液，用0.100 0 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定，滴定终点时消耗22.00 mL标准溶液。则滴定终点时的现象是____________________________________
________________________________________________________________ ，
样品中硼酸的纯度为________(滴定反应为H3BO3＋OH－===[B(OH)4]－
MgO或Mg(OH)2或MgCO3
滴加最后一滴(或半滴)标准溶液时，
溶液由无色变成浅红色且在30 s内保持不变
90.9%
5.(2022·河南百校大联考)三氯化六氨合钴(Ⅲ){[Co(NH3)6]Cl3}是合成其他含钴配合物的重要原料。工业上以水钴矿(主要成分为Co2O3，还含有少量的Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、SiO2)为原料制备三氯化六氨合钴晶体。
已知：①Co2O3具有很强的氧化性，其产物为Co(Ⅱ)；碱性条件下，Co(Ⅱ)能被O2氧化；[Co(NH3)6]Cl3易溶于热水，难溶于冷水；
②25 ℃时相关物质的Ksp如表：
物质 Co(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
Ksp 1×10－13.8 1×10－16.3 1×10－38.6 1×10－32.3
物质 Mg(OH)2 Ca(OH)2 MgF2 CaF2
Ksp 1×10－11.2 1×10－7.8 1×10－10 5×10－11
请回答下列问题：
(1)“浸取”时，能提高浸取速率的措施是
___________________________________________________ (写出一条即可)，
Co2O3发生反应的离子方程式为
__________________________________________________________________。
(2)滤渣Ⅱ的成分是Al(OH)3和Fe(OH)3，“氧化”时，NaClO3溶液的作用是
_________________________________________________________________。
(3)“除杂”时，CoF2可将Ca2＋、Mg2＋转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中Mg2＋刚好沉淀完全，则此时滤液中c(Ca2＋)＝________ mol·L－1(通常认为溶液中离子浓度≤10－5 mol·L－1时沉淀完全)。
将水钴矿粉碎、搅拌、适当增大稀硫酸浓度或加热等
将Fe2＋氧化为Fe3＋
5×10－6
(4)“转化”时，Co2＋转化为[Co(NH3)6]3＋，需水浴控温在50～60 ℃，温度不能过高的原因是_____________________________________________________，
其反应的离子方程式为
__________________________________________________________________，
“系列操作”为
____________________________________________________________________、
洗涤、干燥。
氨水受热易分解
在HCl氛围下蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤得到[Co(NH3)6]Cl3晶体
溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原
6.(2022·成都名校联盟联考)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) Ni Mg Al
百分含量/% 28.750 2.625 0.031 0.452
元素 Pb SiO2 Ba Ca
百分含量/% 0.086 0.369 8.785 0.198
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；
iii.Zn(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______________________________________。
为黄钠铁矾渣高温分解提供高温条件
温度77 ℃，时间40 min
(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MeCO3·2Me(OH)2·H2O沉淀的离子方程式为
_________________________________________________________________。
BaSO4、PbSO4、CaSO4
使Fe3＋变为Fe2＋，同时调整溶液pH，使Al3＋形成Al(OH)3沉淀除去
Zn2＋、Ni2＋
(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_________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________ 。
取最后一次洗涤液少许放入试管中，向其中加入HNO3酸化，然后加入Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，则证明沉淀已经洗涤干净
7.(2022·黄山一模)铍是航天、航空、电子和核工业等领域不可替代的材料，有“超级金属”之称。以绿柱石[Be3Al2(SiO3)6]为原料制备金属铍的工艺如下：
增大固体的表面积，提高水浸的浸取率
(4)已知Ksp[Be(OH)2]＝4.0×10－21，室温时0.40 mol·L－1 Be2＋沉淀完全时的pH最小为________。
(5)“高温转化”反应产生的气体不能使澄清石灰水变浑浊，写出其化学方程式
_________________________________________________________________。
(6)“电解”NaCl－BeCl2熔融混合物制备金属铍，加入NaCl的主要目的是
_________________________________________________________________。
(7)绿色化学要求在工业生产中应有效利用原料，节约原料。本工艺过程可以循环利用的物质有__________________。
6.3
增强导电性
Na3FeF6、Cl2
8.(2022·湖北卓越千校联盟押题卷)纳米氧化锌作为一种新型功能材料，在橡胶、涂料、陶瓷、防晒化妆品等领域广泛应用。以某烟道灰(主要成分为ZnO，另外含有少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料制备纳米ZnO的流程如图所示。已知常温时Ksp(CuS)＝6×10－36，Ksp(ZnS)＝3×10－25。回答下列问题：
CuS和ZnS
ZnO、ZnCO3等任意一种含锌的难溶于水能溶于酸的化合物
ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O
Mn2＋＋ClO－＋2H2O===MnO(OH)2↓＋Cl－＋2H＋
5×1010
(5)草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)加热过程中固体
质量随温度的变化情况如图所示
①图中A转化为B的过程中发生反应的化学方
程式为
_______________________________________。
②实验室中证明得到的ZnO是纳米材料的方法是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
将适量的ZnO放入烧杯中，加入适量水并充分搅拌，然后用手电筒照向该烧杯，若观察到有一条光亮的通路，则证明得到的ZnO是纳米材料
9.(2022·贵阳五校联考)从砷盐净化渣(成分为Cu、As、Zn、ZnO、Co和SiO2)中回收有利用价值的金属，解决了长期以来影响砷盐净化工艺推广的技术难题，具有较强的实践指导意义。其工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)在“选择浸Zn”时为提高效率可以采取的措施是
_________________________________________________________________
(任写一条)。其他条件不变时，Zn和Co的浸出率随pH变化如图所示，则“选择浸Zn”过程中，最好控制溶液的pH＝________。
适当提高稀硫酸浓度、研磨砷盐净化渣等
3
(2)“氧化浸出”时，As转化为H3AsO4，则该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。“浸渣”的主要成分为________(填化学式)。
(3)用NaOH溶液调节氧化浸出液至弱酸性，再加入Na3AsO4进行“沉铜”，得到难溶性的Cu5H2(AsO4)4·2H2O，则“沉铜”的离子方程式为
_________________________________________________________________。
(4)“碱浸”时，除回收得到Cu(OH)2外，还得到物质M，且M在该工艺流程中可循环利用，M的化学式为__________。
5∶2
SiO2
Na3AsO4
(5)“沉钴”中的离子方程式为_____________________________________。
所得草酸钴晶体洗涤后可得到纯净的晶体，证明晶体已经洗涤干净的操作是_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(6)在空气中煅烧草酸钴会生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41 g，CO2的体积为1.344 L(标准状况)，则该钴氧化物的化学式为________。
取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化后无明显现象，再加入少量氯化钡溶液，若无白色沉淀，则证明洗涤干净
Co3O4
10.(2022·安徽九师联盟质检)利用橄榄石尾矿[含MgSiO3、FeSiO3及少量Al2O3等]制备高纯Mg(OH)2及六硅酸镁的工艺流程如下：
已知常温下：①Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－38；Ksp[Al(OH)3]＝1×10－32；
Ksp[Mg(OH)2]＝1.0×10－11；
②Mg2＋开始沉淀的pH为9.5；
③当溶液中离子浓度≤1×10－5 mol·L－1时，视为沉淀完全。
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，为使金属元素充分浸出，除采用95～110 ℃温度外，还需采取的措施是________________________________________________________
(列举2条)。
(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________。
适当增大液固比、将矿物粉碎、适当延长浸取时间、充分搅拌等
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3)“调pH”时，理论上调节溶液的pH范围为___________________________；若溶液的pH调节至3，Fe3＋是否沉淀完全？写出推断过程：
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)写出由滤渣1获得纯净的铁红(Fe2O3)的操作：
_________________________________________________________________。
5～9.5或5≤pH<9.5
用NaOH溶液溶解、过滤、水洗，滤渣干燥后高温煅烧
(5)六硅酸镁的化学式为MgO·3SiO2写出“合成”时生成六硅酸镁的化学方程式：
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
MgCl2＋3Na2SiO3＋4NH4Cl===MgO·3SiO2↓＋6NaCl＋4NH3＋2H2O(或2H2O＋MgCl2＋3Na2SiO3＋4NH4Cl===MgO·3SiO2↓＋6NaCl＋4NH3·H2O)
解析　(5)“合成”时生成六硅酸镁的化学方程式：MgCl2＋3Na2SiO3＋4NH4Cl===MgO·3SiO2↓＋6NaCl＋4NH3＋2H2O。
题型特训2　工艺流程与实验结合类无机综合题
1.(2022·浙江1月选考)某兴趣小组用四水醋酸锰[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)为原料制备无水二氯化锰，按如下流程开展了实验(夹持仪器已省略)：
(1)步骤Ⅰ：所获固体主要成分是________________(用化学式表示)。
(2)步骤Ⅰ在室温下反应，步骤Ⅱ在加热回流下反应，目的分别是
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ：下列操作中正确的是________。
A.用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，抽气 使滤纸紧贴在漏斗瓷板上
B.用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀
C.用乙醇作为洗涤剂，在洗涤沉淀时，关小龙头，使洗涤剂缓慢通过沉淀物
D.洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作
(CH3COO)2Mn
步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2；步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2
BD
(4)步骤Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置(图2)上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序：纯化完成→(________)→(________)→(________) →(________)→将产品转至干燥器中保存
a.拔出圆底烧瓶的瓶塞 b.关闭抽气泵
c.关闭加热器，待烧瓶冷却至室温 d.打开安全瓶上旋塞
②图2装置中U形管内NaOH固体的作用是
________________________________________________________________。
c
d
b
a
防止可能产生的酸性气体进入抽气泵；防止外部水蒸气进入样品
(5)用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度；乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。合理的是________(填“甲”或“乙”)同学的方法。
解析　(5)因为产品MnCl2中可能含有(CH3COO)2Mn，故测量产品中氯的含量才是确定纯度的合理方法。
乙
2.(2022·湛江联考)Ca(H2PO2)2(次磷酸钙，一元中强酸H3PO2的钙盐)是一种白色结晶粉末，能溶于水(常温时，溶解度为16.7 g/100 g水)，可用作抗氧化剂以及制备次磷酸钠等。以白磷为原料制备Ca(H2PO2)2的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“步骤1”的制备在如图所示装置中进行。
①仪器W的名称是________________；合适的加热方法是________________。
②实验开始前及整个过程中通入N2的主要目的是
_________________________________________________________________。
③制备Ca(H2PO2)2的化学方程式为
_________________________________________________________________。
④已知PH3是一种有剧毒的气体，具有强还原性，微溶于水，水溶液显弱碱性。处理含PH3的尾气(已知含PH的盐也有毒性)，下列试剂合适的是________(填标号)。
A.澄清石灰水 B.稀盐酸 C.稀硫酸 D.NaClO溶液
三口(颈)烧瓶
油浴
排除装置内空气，防止白磷燃烧及Ca(H2PO2)2被氧化，并吹出PH3
D
(2)“步骤2”是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和___________。
(3)“步骤3”通入适量CO2的目的是__________________________________。
(4)由“步骤3”得到产品还需调pH，调pH需要的试剂为________(填化学式)。
(5)由产品Ca(H2PO2)2制备NaH2PO2·H2O的实验方案：取一定量的Ca(H2PO2)2溶于水，加入Na2CO3溶液，静置，
________________________________________________________________，
将滤液减压蒸发浓缩、结晶，得到NaH2PO2·H2O。
玻璃棒
除去滤液中的Ca(OH)2
H3PO2
向上层清液中滴入Na2CO3溶液，若无沉淀，过滤
3.(2022·韶关武江中学月考)利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1)“水解”时，产生的气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，铝灰在90 ℃水解生成A的化学方程式为___________________________________________；
为了加快该步骤的速率，可采取的方法有______________________________
(写出一种方法即可)。
适当升高温度、搅拌
(2)“酸溶”时溶液中的阳离子除了Al3＋之外，还有_________________。
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________。
(4)“除杂”时，调节pH值使Fe3＋沉淀而Al3＋不沉淀，则pH的范围是________________；若pH值高于8.5则Al元素重新溶入溶液中，写出该反应的离子方程式_____________________________________________________。
已知几种金属离子沉淀的pH值如下表：
Fe2＋ Fe3＋ Al3＋
开始沉淀的pH 7.5 3.2 5.5
完全沉淀的pH 9.7 3.7 8
H＋、Fe2＋
2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
3.7≤pH<5.5
防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3
N2
4.(2022·常州八校调研)某废催化剂主要成分为活性炭和(CH3COO)2Zn，以该废催化剂为原料回收活性炭并制备超细ZnO的实验流程如图：
(1)浸出时ZnO转化为[Zn(NH3)4]2＋，参加反应的n(NH3·H2O)∶n(NH4HCO3)＝3∶1，该反应的离子方程式为
_________________________________________________________________。
(2)蒸氨时控制温度为95 ℃左右，在装置b中[Zn(NH3)4]2＋转化为碱式碳酸锌沉淀。实验室模拟蒸氨装置如图所示。
①用水蒸气对装置b加热时，连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为________。(填字母序号)
A.液面上方但不接触液面
B.略伸入液面下
C.伸入溶液底部
②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下，为提高蒸氨效率和锌的沉淀率，可采取的措施是____________________________________
____________________________________________________(写出一种)。
C
增加水蒸气的流速(或增加单位时间
通入的水蒸气用量，或在水蒸气出口采用多孔球泡等)
(3)46 ℃、pH约为6.8时，ZnSO4溶液与Na2CO3溶液反应可得碱式碳酸锌。实验室以含少量CuO的ZnO结块废催化剂为原料制备碱式碳酸锌，设计实验方案：______________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________，
过滤，洗涤，干燥。(须使用的试剂：稀H2SO4、锌粉、Na2CO3溶液)
将废催化剂粉碎后，向其中加入略过量的稀硫酸，搅拌下充分
反应，再向其中加入足量锌粉，搅拌下充分反应，至溶液由蓝色转变为无色；过滤，控制温度为46 ℃，向滤液中逐渐加入Na2CO3溶液至pH约为6.8，充分反应至产生大量固体
1 016
5.(2022·新乡一模) NaBiO3(铋酸钠)是分析化学中的常用试剂，不溶于水。工业上以辉铋矿(主要成分是Bi2S3，含少量SiO2、Cu2S、FeS2)为原料制备铋酸钠的流程如下：
回答下列问题：
(1)用硝酸替代“盐酸、NaClO3”也可以实现“酸浸”，从环保角度考虑，存在的缺点是_______________________________________________________。
(2)“浸渣”的主要成分是____________(填化学式)。
(3)为检验“酸浸”液中是否含Fe2＋，下列可选择的试剂是________(填标号)。
A.KSCN溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.K3[Fe(CN)6]溶液 D.KSCN溶液和双氧水
(4)“除铁”的离子方程式为__________________________________________。
生成氮氧化物，污染环境
SiO2
C
2Fe3＋＋3H2O＋3CuO===2Fe(OH)3＋3Cu2＋
4.0×10－7
(6)探究NaBiO3的性质：
实验 操作 现象
Ⅰ 取少量NaBiO3固体于试管中，加入浓盐酸，振荡；用镊子夹一片湿润的淀粉－KI试纸放置在试管口上方 固体溶解，产生黄绿色气体，试纸变蓝
Ⅱ 在稀硫酸酸化的MnSO4溶液中加入NaBiO3粉末，振荡 无色溶液变紫红色
NaBiO3
溶液的酸碱性不同
Thanks！
本讲内容结束