高考化学一轮专题训练：工业流程题

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1．（2022·广东深圳·一模）钾离子电池以其优异的性能成为替代理离子电池的一种选择，该电池的负极是由钾嵌入石墨中构成，正极主要含、铝箔、醚类有机物等。从某废旧钾离子电池中回收部分材料的流程如下：
已知：I.放电时负极的电极反应式为；
II．常温下，，当溶液中某离子浓度低于时，认为该离子已沉淀完全。
回答下列问题：
(1)废旧电池放电处理的原因为___________。
(2)“碱浸”时发生的化学反应方程式为___________。
(3)已知中的铁为+3价，则“酸溶”时主要反应的离子方程式为___________；该工序中温度需控制在40℃的原因为___________。
(4)若最终调节pH=3，则所得母液中的___________(填“已”或“未”)沉淀完全。
(5)实验室中从“反萃取”所得混合液中分离出溶液的操作名称为___________。
(6)废旧钾离子电池放电处理并拆解后，从负极得到石墨，其结构如图。石墨两层之间最近碳原子间距远大于层内最近碳原子间距的原因为___________；设阿伏加德罗常数的值为，则石墨晶体密度为___________(列式即可)。
2．（2022·广东·梅州市梅江区梅州中学模拟预测）为回收利用废镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)，科研人员研制了一种回收镍和硫酸铜晶体的新工艺。工艺流程如图所示：
已知：常温下，有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示：
请回答下列问题：
(1)加快酸浸速率的常用措施有___________(任写一条即可)。
(2)“浸出渣”主要成分为和___________两种物质。
(3)“操作B”的过程是：先在40~50℃温度下加入，其作用是___________(用离子方程式表示)；再调pH至___________(填pH范围)，操作B可除去溶液中的___________元素(填元素名称)。
(4)在碱性条件下，电解产生的原理是：在阳极被氧化为，再被氧化产生沉淀。请写出被氧化得到沉淀的离子方程式___________。
(5)配合物A常用于医药、电镀等方面，其结构如图所示。向硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠()即可得到它，配合物A中的配位原子的电负性由大到小的顺序是___________。
3．（2022·四川达州·一模）甘氨酸亚铁[ (H2NCH2COO)2Fe]是一种补血剂，工业上用赤铁矿(含少量铝、铜、硅、锰的氧化物)制备甘氨酸亚铁的流程图如下：
已知：甘氨酸(H2NCH2COOH)，易溶于水，微溶于乙醇，具有两性。
回答下列问题：
(1)“碱浸”去除的元素是_________， “滤渣1”是_________ (填化学式)
(2)“'还原”时的还原产物是_________。
(3)“沉淀”的离子方程式_________，“副产品”是_________ (写名称)
(4)柠檬酸的作用防止Fe2+氧化，“反应”的化学方程式为_________。
(5)FeSO4·7H2O也是一种常用的补血剂， 在空气中易变质，检验其是否变质的试剂是_________，某同学通过如下实验测定该补血剂中Fe2+的含量：
①配制：用分析天平称取1. 4000gFeSO4·7H2O样品，再用煮沸并冷却的蒸馏水配制100mL溶液。配制时还需要的定量仪器是_________。
②滴定：用酸化的KMnO4溶液滴定
用移液管移取25. 00mLFeSO4溶液于锥形瓶中，用0. 0100ml·L-1的KMnO4，溶液滴定，平行滴定3次，KMnO4溶液的平均用量为24. 00mL，则样品Fe2+的含量为________% (保留2位小数) 。
4．（2022·江西景德镇·二模）某废钯催化剂主要含Pd、活性炭、SiO2、Al2O3、Fe3O4、CuO、ZnO。其一种回收利用工艺如图所示。回答相关问题。
(1)焙饶的目的_______。
(2)浸出后Pd以PdCl形式存在，写出对应的离子方程式_______。
(3)已知Cu2+和Zn2+易与氨水形成Cu(NH3)和Z(NH3)，则滤渣2的化学式为_______。
(4)除杂后Pd以Pd(NH3)形式存在，沉钯时得到的是(NH4)2PdCl4， 写出沉钯时对应的离子方程式_______。
(5)若还原时生成1ml Pd，则理论上需要消耗N2H4的质量为_______。
(6)工业上制备乙醛是在PdCI2—CuCl2催化下用氧气氧化乙烯制备。写出该反应的化学方程式_______。 该反应过程复杂，可简单用下列3个反应表示，将反应②补齐。
①C2H4+ PdCl2+ H2O= CH3CHO+ Pd+2HCl
②_______；
③4CuCl+O2+4HCl=4CuCl2+2H2O
5．（2022·四川内江·模拟预测）金属钛(Ti)因硬度大、熔点高、密度小、抗腐蚀性强而被广泛用作高新科技材料，披誉为“太空金属”。工业上用某金属氧化物的混合物(主要成分有TiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3、CuO)来制备钛、铁红等的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)为加快"水溶”速率，可采取的措施为_______(写出一种即可)。
(2)“滤液E”中除含有过量的硫酸和硫酸铝外，还含有_______。
(3)已知二氧化钛能与熔融的氢氧化钠反应生产Na2TiO3，在酸性条件下TiO主要以TiO2+的形式存在，TiO2+水解生成H2TiO2(沉淀)的离子方程式为_______。“滤液A”到“滤液E"需加热的原因是_______。
(4)为了便于分离铁和铜，通常要将Fe2+氧化成Fe3+，使用的氧化剂合理的是_______，调节pH的目的是_______。
(5)用“滤液D”制胆矾的步骤为蒸发浓缩、_______、过滤、冰水洗涤、自然风干。
(6)取500 mL “滤液E” ，经过一系列变化后，电解得到5.4 g Al，不考虑变化过程中铝的损耗，则“滤液E"中Al2(SO4)3的物质的量浓度为_______ml·L-1。
6．（2022·广西玉林·一模）用废镍触媒(主要成分为Ni，含少量的NiO、Al2O3、Fe3O4及其他杂质)制备硫酸镍的过程如下图所示：
已知：①常温下，几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：
②金属离子浓度≤1.0×10-5ml·L-1时，可以认为该金属离子已经沉淀完全。
③Ni的常见化合价为+2、+3。
回答下列问题：
(1)为加快碱化除铝的速率，可以采取的措施是_______(列举一条即可)。
(2)用离子方程式表示加入双氧水的目的_______。
(3)酸化时，反应温度对产品收率的影响有如下数据：
本反应选取的最佳温度范围为_______，温度低产品收率低的原因为_______。
(4)如果加入双氧水的量不足或“保温时间较短”，对实验结果的影响是产品中混有绿矾。设计实验证明产品中是否含杂质Fe2+(不考虑硫酸镍影响)：_______。
(5)通过该题数据可知Ksp[Fe(OH)3]为_______。
7．（2022·江西宜春·模拟预测）钪(Sc)及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。钛铁矿中含有TiO2、FeO、Fe2O3、MgO、SiO2和Sc元素，从钛铁矿中提取Sc2O3的流程如图：
下表列出了相关金属离子(离子浓度约0. 01 ml·L-1)在室温下生成氢氧化物沉淀的pH。
回答下列问题：
(1)为了提高“酸浸”的速率，可采取的措施有_______(任写一点)。
(2)“酸浸”后Ti元素转化为TiOSO4，其水解反应的化学方程式是_______。
(3)“洗钛”时H2O2的作用之一是其与 TiO2+反应生成[TiO(H2O2)]2+，该离子为橘黄色的稳定离子，Ti的化合价为_______。 ，H2O2还起到的作用是_______。
(4)“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子Sc3+、TiO2+、Fe3+浓度均约为0.01 ml·L-1，再用氨水调节溶液pH使TiO2+、Fe3+沉淀完全(当离子浓度低于10-5ml· L-1时可认为沉淀完全)，而Sc3+不沉淀，则调pH应控制的范围是_______ 。{已知室温下Ksp[Sc(OH)3]=1. 25 × 10-33，lg2≈0. 3，忽略溶液体积变化}
(5)用草酸沉钪时，求在25℃、pH=2的草酸溶液中=_______，写出“沉钪”的离子方程式：_______。(已知25℃时，H2C2O4的Ka1=5.0 ×10-2，Ka2=5. 4×10-5)
8．（2022·陕西·西安中学模拟预测）氯化亚铜(CuCl)是有机合成的重要催化剂。工业上由废铜料(含Cu、Fe、Al及SiO2等杂质)，生产CuCl的工艺流程如下：
已知：i)溶于NaCl的浓溶液可生成，的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。
ii)部分氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH：
(1)煅烧的主要目的是_______。
(2)操作1为“调节溶液的pH”。调节pH的范围为_______，物质X可以是_______。
A．CuO B．NaOH溶液 C．Fe(OH)2 D．CaCO3
(3)滤渣B的主要成分是_______。
(4)往滤液B中加入食盐并通入SO2可生成，写出反应的离子方程式_______。在加入食盐时一般使用浓NaCl溶液，其主要目的是_______。
(5)实验室可以使用铜电极电解饱和食盐水得到CuCl。写出阳极的电极反应式_______。
9．（2022·新疆·博乐市高级中学（华中师大一附中博乐分校）一模）利用“铁脱络-化学沉淀法”回收电镀废水中镍的流程如图。
已知：①废水中镍主要以NiR2络合物形式存在，其在水溶液中存在平衡：NiR2(aq)⇌Ni2+(aq)+2R-(aq，有机配体)K=1.6×10-14。
②常温下，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-15。
③“脱络”(指NiR2转化成Ni2+)过程中，反应历程如下：
i.Fe2++H2O2=Fe3++OH-+·OH
ii.R-+·OH=OH-+·R
iii.H2O2+2·OH=O2↑+2H2O
(1)·OH的电子式为_______，其中氧元素的化合价为_______价。
(2)①根据·OH与H2O2的反应历程，分析“脱络”时加入的Fe2+的作用机制：_______。
②实验测得H2O2加入量对溶液中镍回收率的影响如图所示。由图可知，当加入H2O2的量为_______g·L-1时，镍回收效果最好；当加入H2O2的量较大时，镍回收回率下降，可能的原因是_______。
(3)常温下，若“脱络”后的废水中c(Ni2+)=0.01ml·L-1，“沉淀”时先加入NaOH至溶液的pH=_______，使Fe3+恰好沉淀完全(Fe3+浓度为10-6ml·L-1，忽略溶液体积变化)，此时_______(填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。
(4)取100mL某电镀废水利用上述流程回收镍，得到2.325gNi(OH)2沉淀，经计算该步骤中Ni2+的回收率为99.97%；Ni(OH)2沉淀再经稀硫酸溶解、_______、过滤，得到NiSO4·7H2O固体的质量为6.744g。试计算100mL该电镀废水中镍转化成NiSO4·7H2O的总回收率：_______(保留四位有效数字)。
10．（2022·辽宁·抚顺市第二中学模拟预测）硫酸锰是一种重要的化工中间体。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)与氧化锰矿(主要成分为MnO2等锰的氧化物)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：
已知：①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3 及少量FeO、Al2O3、 MgO。
②金属离子在水溶液中沉淀的pH范围如下表所示(25℃)：
③离子浓度≤10-5ml·L-1时，离子沉淀完全。
(1)“混合焙烧”的主要目的是_______
(2)MgO的沸点比Al2O3低的原因：_______。
(3)若试剂a为MnO2，则氧化步骤发生反应的离子方程式为_______，若省略“氧化”步骤，造成的影响是_______。
(4)“中和除杂”时，应控制溶液的pH范围是_______。
(5)“氟化除杂”后，溶液中c(F-)浓度为0.05ml·L-1.则溶液中c(Mg2+)和c(Ca2+)的比值=______(已知： Ksp(MgF2)=6.4 ×10-10； Ksp(CaF2)=3.6×10-12)
(6)“碳化结晶”时发生反应的离子方程式为_______，选择NH4HCO3而不选择Na2CO3溶液的原因是_______。
11．（2022·上海静安·二模）五氧化二氮(N2O5)是一种绿色硝化剂，在军用炸药、火箭推进剂、医药等工业中得到广泛应用。常温下N2O5为白色固体，可溶于二氯甲烷等氯代烃溶剂，微溶于水且与水反应生成硝酸，高于室温时不稳定。回答下列问题：
(1)1840年，Devill将干燥的氯气通入无水硝酸银中，首次制得了固体N2O5。该反应的氧化产物为空气中的主要成分之一，写出反应的化学方程式：_______。
(2)某化学兴趣小组设计用臭氧(O3)氧化法制备N2O5，反应原理为 N2O4+O3→N2O5+O2。实验装置如下图：
装置B的仪器名称是_______；装置E的作用是_______。实验时，先将三口烧瓶C浸入_______ (填字母编号)中，打开装置A中分液漏斗的活塞，随即关闭。一段时间后C中液体变为红棕色。然后打开活塞K，通过臭氧发生器向三口烧瓶中通入含有臭氧的氧气。
a.热水 b.冰水 c.自来水 d.饱和食盐水
(3)C中二氯甲烷(CH2Cl2)的作用是_______ (填字母编号)。判断C中反应已结束的简单方法是_______。
a.溶解反应物NO2 b.充分混合反应物使其反应更加充分 c.控制O3的通入速度 d.溶解生成物N2O5
(4)该装置存在一处明显缺陷，请指出_______。
(5)N2O5粗产品中常含有N2O4。该兴趣小组用滴定法测定N2O5粗产品的纯度。取2.0g粗产品，加入20.00mL 0.1250ml·L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后，用0.1000ml·L-1 H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾，达到滴定终点时，消耗H2O2溶液17.50mL。已知：N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为5N2O4+2MnO+2H2O→Mn2++10NO+4H+，H2O2与KMnO4发生反应的离子方程式为5H2O2+2MnO+6H+→2Mn2++5O2↑+8H2O，H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解。判断滴定到达终点的方法是_______。粗产品的纯度为_______(结果保留三位有效数字)。
12．（2022·四川眉山·三模）Ti在工业生产和日常生活中有重要用途，以钛铁矿石(FeTiO3，含Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Ti的流程如下：
已知：
回答下列问题：
(1)碱浸液中含有的金属元素是___________。
(2)酸浸时需加热的目的是___________，酸浸产生TiO2+的离子方程式为___________。
(3)加NaOH溶液调至a=___________时，溶液中的杂质离子沉淀完全。
(4)实验时当加入V Lc ml/L H2O2溶液恰好能将酸浸后溶液中的还原性离子全部氧化，则akg钛矿石理论是可制得钛___________kg(过程中铁、钛无损失)，“氧化”中可替代H2O2的物质是___________。
(5)制取TiO2·xH2O需加入大量水并加热，其目的是___________ (结合方程式说明)。
(6)为将碱浸液中所含金属化合物转化为金属氧化物，下列试剂必须用到的是___________(按试剂使用先后顺序选填试剂标号)。A．氨水B．氢氧化钠C．硫酸D．醋酸
13．（2022·黑龙江·哈尔滨三中三模）工业上常用水钴矿(主要成分为C2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO等杂质)制备钴的氧化物，其制备工艺流程如下：
已知： CC2O4·2H2O 微溶于水，它的溶解度随温度升高而逐渐增大。回答下列问题：
(1)“酸浸”后加入Na2SO3的主要作用是___________。
(2)NaClO的电子式为___________，向溶液a中加入NaClO溶液，写出溶液中的金属离子与NaClO反应的离子方程式___________。
(3)沉淀a所含有的主要物质有___________。
(4)向溶液c中加入足量的NaF溶液可将Ca2+、 Mg2+沉淀而除去，若所得溶液d中c(Mg2+)=1.0×10-5ml/L，则溶液d中c(Ca2+)为___________。 [已知该温度下Ksp(CaF2) =3.4 ×10-11，Ksp(MgF2)=7.1 ×10-11]
(5)草酸钴是制备各种钴氧化物和钴粉的重要原料，广泛应用于磁性材料、电极材料及超硬材料等领域。草酸钴在惰性气氛中的热重分析图谱表明，350-420°C之间的失重率达59.9%，则该温度范围内草酸钴分解的化学方程式为___________。
(6)“沉钴”过程中，加入(NH4)2C2O4使得n()：n(C2+)初始比值为1.15，沉淀反应时间为10min，沉淀反应的温度与钴的沉淀率关系如图所示。
该过程需控制温度在46°C -50°C的原因是___________。
14．（2022·贵州贵阳·模拟预测）铍是一种重要金属，主要用于原子能反应堆材料，宇航工程材料。根据元素周期表的对角线规则可知Be和Al性质相似，工业上常用绿柱石(主要成分为3BeO·Al2O3·6SiO2，还含有铁等杂质)冶炼铍，工艺流程如图所示：
已知：几种物质沉淀时的pH如下表：
回答下列问题：
(1)“酸浸”时为提高效率可以采取的措施是_______。(任写两条)。滤渣1的主要成分为_______(写化学式)。
(2)“氧化”的目的是_______。
(3)“调pH”产生沉淀，其合理pH范围是_______。
(4)“沉淀”反应不宜使用NaOH溶液的原因是(用离子方程式表示)_______。
(5)从“反应”后的溶液中得到(NH4)2BeF4固体的实验操作是_______、_______、过滤、洗涤、干燥。
(6)“高温反应”需要在隔绝空气的环境中进行，其原因是_______。
15．（2022·贵州贵阳·模拟预测）从砷盐净化渣(成分为Cu、As、Zn、ZnO、C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C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=_______。
(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)“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2.41g，CO2的体积为1.344L(标准状况)，则该钴氧化物的化学式为_______。
16．（2022·河南安阳·模拟预测）三氧化二铬(Cr2O3)可用作着色剂、分析试剂、催化剂等。一种利用铬铁矿(主要成分为FeO、Cr2O3，还含有Al2O3、SiO2等杂质)清洁生产Cr2O3的工艺流程如下：
已知：①铬铁矿的成分及含量(以氧化物形式表示)：
②金属离子开始沉淀与完全沉淀的pH如下：
③铬酸酐(CrO3)常用作氧化剂；
④铁铵矾的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O，在pH =3时完全沉淀。回答下列问题：
(1)“氧化酸浸”前，常将铬铁矿粉碎，目的是___________ ， 滤渣1的成分是___________。
(2)铬酸酐的作用是___________，“氧化酸浸”时FeO·Cr2O3反应的化学方程式是___________。
(3)“沉淀”时，应调节pH不低于___________，滤液1的成分主要是______ (填化学式)
(4)“除铝”一步的离子方程式是___________。
(5)若处理1kg铬铁矿，至少需要消耗铬酸酐的质量是___________g。(保留一位小数)
17．（2022·重庆南开中学模拟预测）钕铁硼废料中一般含有的稀土元素和少量的钴、锰、镍等金属。稀土元素经萃取分离后，萃余液化学成分见下表：
从萃余液中回收氧化钴的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)元素在周期表中的位置为___________。
(2)“滤液1”中含有的金属阳离子主要有___________(填离子符号)。
(3)已知“滤渣”的主要成分为S，写出“酸分解”时发生反应的化学方程式___________。
(4)用萃取剂萃取钴后，再用盐酸反萃取，其目的是___________。
(5)“沉钴”后需将沉淀洗净，检验沉淀已洗净的方法是___________。
(6)“煅烧”可在纯氩气中进行，写出煅烧反应的化学方程式___________。若在空气中煅烧，温度高于时会得到另一种钴的氧化物。已知固体残留率为，则该氧化物的化学式为___________()。
18．（2022·内蒙古赤峰·模拟预测）四钼酸铵[(NH4)2M4O13 ·2H2O]微溶于水，常用作石油工业及人造羊毛的催化剂、微量元素肥料、织物防火剂、阻燃剂等。从富钼精矿中(主要成分为MS2，还含有少量NiS、SiO2、 As2O3) 制备四钼酸铵的一种流程如下图所示：
已知：①Ni元素在本流程中不被氧化；
②“浸出”所得浸出液中主要存在的离子为Na+、OH-、、、、 ；
③当溶液中某离子浓度小于或等于10-5ml/L时，认为其沉淀完全。常温下，Ksp[Mg(NH4)AsO4]=10-11。
请回答下列问题：
(1)“氧化焙烧”时MS2发生反应生成Na2MO4和Na2SO4的化学方程式为_______，该工序中空气和矿料应逆流而行，目的是_______。
(2)滤渣I的主要成分为_______。
(3)“调pH=8”工序中加入稀硫酸的目的是_______。
(4)“萃取”原理为2R3N(叔胺N-235 )+2H++(R3NH)2MO4，则“反萃取”工序中的试剂X最适宜选用_______(填序号)。
A．NaOH溶液B．氨水C．稀硫酸D．(NH4)2SO4溶液
(5)“除砷”时控制溶液的pH=9，若pH过高将会使的沉淀率降低，原因为_______。若测得 (NH4)2MO4溶液中c()=2m/L，欲使刚好沉淀完全，则溶液中残余的Mg2+浓度为_______mg/L。
(6)“酸沉结晶”中生成四钼酸铵晶体的化学方程式为_______。
19．（2022·湖南·雅礼中学模拟预测）金属钼(M)、镍(Ni)是重要的战略金属，广泛应用在钢铁、化工等领域，辉银矿的主要，还含有Ni、V、Fe等金属元素，处理辉钼矿有火法和湿法两种工艺。下图是用NaClO溶液(pH>9)湿法浸取辉钼矿制备仲钼酸铵[]的工艺流程(已知：次氯酸钠溶液化学性质不稳定，常温下缓慢分解成NaCl，和)。
请回答下列问题：
(1)传统的火法工艺是在空气中灼烧辉铝矿得到和，和上述湿法工艺相比这种方法最大的缺陷是_______。
(2)浸取辉钼矿之前要先将辉钼矿磨碎，目的是_______。
(3)步骤①中溶于NaClO溶液，发生反应的离子方程式为_______。
(4)步骤②由于易溶于有机萃取剂，可以发生草取。步骤③反萃取时使用的X试剂为_______，步骤②③的作用为_______。
(5)某科研小组研究温度对步骤①中浸取率的影响。实验条件为NaClO)的浓度为130g/L，汉取液pH=9。反应时间1.5h温度控制为采用冷水浴冷却和不冷却两种，实验结果见下表：
出现上表实验结果的原因为_______。
(6)碳钢在空气中容易被腐蚀，加入钼酸盐有利于缓蚀，其缓蚀原理是在钢铁表面形成保护膜。密闭式循环冷却水系统中的碳铜管道缓蚀，除需加入钼酸盐外还需加入，则的作用是_______。
20．（2022·山东淄博·三模）以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO及少量、CuO、MnO、)为原料制备锌的工艺流程如图：
已知：①“浸取”时。ZnO、CuO转化为、进入溶液；
②25℃时，，；
③深度除杂标准：溶液中
(1)为提高锌浸出率，必须采取的措施是_______；“浸取”温度为30℃时，锌浸出率可达90.6%，继续升温浸出率反而下降，其原因为_______。
(2)“操作a”的名称为_______。
(3)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的转化为，离子方程式为_______。
(4)“深度除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果［除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示］与“加入量”［以表示］的关系曲线如图所示。
①当加入量时，锌的最终回收率下降的原因是_______(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为_______，(已知的)
②“深度除铜”时加入量最好应选_______。
a.100% b.110% c.120% d.130%
(5)测定反萃取水相中的浓度：量取20.00mL反萃取水相于锥形瓶中，用0.0100ml/L EDTA(乙二胺四乙酸钠)标准溶液滴定至终点()。重复实验三次，平均消耗标准溶液22.30mL。则反萃取水相中的浓度为_______(保留两位小数)。
氢氧化物
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全的pH
3.7
9.7
9.2
沉淀物
开始沉淀
完全沉淀
Al(OH)3
3.8
5.2
Fe(OH)3
2.7
3.2
Fe(OH)2
7.6
9.7
Ni(OH)2
7.1
9.2
温度/°C
70
75
80
85
90
95
收率/%
53.3
62.7
70.2
77.1
81.5
81.45
氢氧化物
TiO2+
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀的pH
1.2
2.1
6.5
沉淀完全的pH
2.8
3.3
9.7
物质
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe(OH)3
2.7
3.7
Cu(OH)2
5.6
6.7
Al(OH)3
3.8
4.7
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀的pH
1.9
7.6
7.3
3.0
完全沉淀的pH
3.2
9.6
9.3
5.2
金属离子
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 ml·L-1)的pH
2.2
7.5
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Be(OH)2
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
5.2
沉淀完全时
3.7
5.0
9.7
8.8
成分
Cr2O3
FeO
SiO2
Al2O3
其他
质量分数
45.0%
32.5%
11.5%
10.8%
0.2%
金属离子
Fe3+
Al3+
Cr3+
Fe2+
开始沉淀的pH
2.7
3.4
5.0
7.5
完全沉淀的pH
3.7
4.9
5.9
9.7
成分
含量(g/L)
65.33
10.35
1.56
0.51
0.16
反应条性
反应现象和结果
冷水浴
反应温度保持30℃左右，M元素的浸取率为83.3%。
不冷却
温度上升很快，最高为60℃左右，有大量的气泡产生，M元素的浸取率为7.8%。
参考答案：
1．(1)将正负极材料分离提高回收率并防止拆解过程和焙烧过程中发生危险
(2)Al2O3+2KOH=2KAlO2+H2O
(3) 低于40℃，反应速率慢，高于40℃，的分解速度太快
(4)未
(5)分液
(6) 层内相邻碳原子采用共价键相连，层与层之间碳原子之间的作用力为范德华力
【分析】该电池的负极是由钾嵌入石墨中构成，正极主要含、铝箔、醚类有机物等。对比原料和回收情况，明确流程图能达到的目的并分解到每一步具体流程前后的对比找变化。同时注意已知的理解，将已知和已掌握的元素化合物知识相结合分析流程图。
（1）
废旧电池放电处理的原因为通过放电将正负极材料分离，提高回收率并防止拆解过程和焙烧过程中漏电；
（2）
“正极焙烧”除去正极材料中的醚类有机物，并将铝箔转化为，“碱浸"时发生的化学反应方程式为Al2O3+2KOH=2KAlO2+H2O；
（3）
“酸溶”时发生反应的离子方程式为；该工序中温度需控制在40℃的原因为低于40℃，反应速率慢，高于40℃，的分解速度太快；
（4）
，若最终调节pH=3，则，所得母液中，所以尚未沉淀完全；
（5）
实验室中从“反萃取”所得混合液中分离出溶液的操作名称为分液；
（6）
石墨两层之间最近碳原子间距远大于层内最近碳原子间距的原因为层内相邻碳原子采用共价键相连，层与层之间碳原子之间的作用力为范德华力；由图可知，晶胞中有个碳原子，则石墨的密度为。
2．(1)适当加热或搅拌或适当增大浓度
(2)BaSO4
(3) 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 3.7≤pH＜7.7 铁
(4)ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-
(5)O＞N
【分析】废镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)中加入硫酸，生成BaSO4、沉淀；过滤出滤渣后，往滤液中通入H2S气体，Cu2+转化为CuS沉淀，Fe3+被H2S还原为Fe2+，同时生成S沉淀；加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，并调节pH，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；加入NaF除去溶液中的Ca2+；加入NaCl电解，阳极Cl-失电子后转化为ClO-，阴极水得电子生成H2和OH-，ClO-将Ni2+氧化并转化为NiOOH•H2O沉淀，过滤后灼烧，即得Ni2O3。
（1）
加快酸浸速率的常用措施，可以是增大浓度、升高温度、增大接触面积等，则有：适当加热或搅拌或适当增大浓度。答案为：适当加热或搅拌或适当增大浓度；
（2）
由分析可知，“浸出渣”主要成分为和BaSO4两种物质。答案为：BaSO4；
（3）
因为Fe2+沉淀完全时，Ni2+也会生成沉淀，所以应将Fe2+先转化为Fe3+，再调节pH让Fe3+完全沉淀。则“操作B”的过程是：先在40~50℃温度下加入，其作用是：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；调节pH时，需让Fe3+完全沉淀，但Ni2+又不生成沉淀，所以需调pH为：3.7≤pH＜7.7，操作B可除去溶液中的铁元素。答案为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；3.7≤pH＜7.7；铁；
（4）
由题意知，在碱性条件下，被氧化得到沉淀，离子方程式：ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-。答案为：ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-；
（5）
从图中可以看出，配合物A中的配位原子为O、N，O的非金属性比N强，则电负性由大到小的顺序是：O＞N。答案为：O＞N。
【点睛】元素的非金属性越强，电负性越大，但第一电离能不一定大。
3．(1) Al、Si MnO2
(2)Fe2＋、Cu
(3) Fe2＋+=FeCO3↓+CO2↑+H2O 硫酸铵
(4)2H2NCH2COOH+FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O
(5) KSCN溶液 100 mL容量瓶、量筒 19.20
【分析】由题给流程可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液，过滤得到铁、铜、锰的氧化物；向铁、铜、锰的氧化物中加入稀硫酸酸浸时，铁、铜的氧化物与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸铜，二氧化锰不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化锰的滤渣1和含有硫酸铁、硫酸铜的滤液；向滤液中加入过量的铁，将溶液中的硫酸铁和硫酸铜还原为硫酸亚铁和铜，过滤得到含有铁、铜的滤渣和硫酸亚铁溶液；硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，过滤得到副产品硫酸铵溶液和碳酸亚铁沉淀；向碳酸亚铁沉淀中加入柠檬酸、甘氨酸，在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，经过一系列处理得到甘氨酸亚铁产品。
（1）
由分析可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液；滤渣1为不溶于稀硫酸的二氧化锰，故答案为：Al、Si；MnO2；
（2）
由分析可知，还原时发生的反应为铁与硫酸铁溶液和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，故答案为：Fe2＋、Cu；
（3）
由分析可知，沉淀时发生的反应为硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，过滤得到的副产品为硫酸铵溶液，故答案为：Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O；硫酸铵；
（4）
由分析可知，生成甘氨酸亚铁发生的反应为在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为2H2NCH2COOH＋FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe＋CO2↑＋H2O；
（5）
七水硫酸亚铁在空气中易变质生成硫酸铁，铁离子和硫氰化钾溶液反应变为红色，故检验七水硫酸亚铁中是否存在硫酸铁的试剂为硫氰化钾溶液，故答案为：KSCN溶液；
①配制硫酸亚铁溶液时，需要用到的定量仪器为100mL容量瓶、量筒，故答案为：100mL容量瓶、量筒；
②由得失电子数目守恒可得如下关系：5Fe2+∼MnO，25.00mL硫酸亚铁溶液消耗·L-1的KMnO4溶液，则样品中亚铁离子的含量为×100%=19.20%，故答案为：19.20。
4．(1)除去活性炭
(2)Pd + H2O2 + 4Cl—+ 2H+ = PdCl+ 2 H2O
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)Pd(NH3) + 4Cl—+ 4H+ = (NH4)2PdCl4↓+ 2
(5)16g
(6) 2C2H4+O22CH3CHO Pd+2CuCl2=PdCl2+2CuCl
【分析】由题给流程可知，废钯催化剂高温焙烧时，活性炭与氧化物高温下反应生成二氧化碳，二氧化硅和金属氧化物转化为硅和金属单质；向焙烧后的固体中加入盐酸和过氧化氢混合溶液，将钯转化为四氯合钯酸根离子，金属单质转化为可溶性金属氯化物，硅不反应，过滤得到含有硅的滤渣1和含有四氯合钯酸根离子、可溶性金属氯化物的滤液；向滤液中加入氨水，将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，将四氯合钯酸根离子、铜离子、锌离子转化为四氨合钯离子、四氨合铜离子、四氨合锌离子，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣2和含有四氨合钯离子、四氨合铜离子、四氨合锌离子的滤液；向滤液中加入盐酸，将四氨合钯离子转化为(NH4)2PdCl4沉淀，过滤得到含有四氨合铜离子、四氨合锌离子的滤液和(NH4)2PdCl4；(NH4)2PdCl4与肼发生氧化还原反应制得钯。
（1）由分析可知，废钯催化剂高温焙烧时，活性炭与氧化物高温下反应生成二氧化碳，二氧化硅和金属氧化物转化为硅和金属单质，则焙饶的目的是将活性炭转化为二氧化碳，达到除去活性炭的目的，故答案为：除去活性炭；
（2）由分析可知，浸出时钯与盐酸和过氧化氢混合溶液反应生成四氯合钯酸根离子和水，反应的离子方程式为Pd + H2O2 + 4Cl—+ 2H+ = PdCl+ 2 H2O，故答案为：Pd + H2O2 + 4Cl—+ 2H+ = PdCl+ 2 H2O；
（3）由分析可知，滤渣2的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铝，化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3，故答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；
（4）由分析可知，沉钯时发生的反应为四氨合钯离子与盐酸反应生成(NH4)2PdCl4沉淀和氯化铵，反应的离子方程式为Pd(NH3) + 4Cl—+ 4H+ = (NH4)2PdCl4↓+ 2，故答案为：Pd(NH3) + 4Cl—+ 4H+ = (NH4)2PdCl4↓+ 2；
（5）由得失电子数目守恒可知，生成1ml Pd时理论上需要消耗肼的质量为1ml××32g/ml=16g，故答案为：16g；
（6）由题意可知，在PdCI2-CuCl2催化下，乙烯与氧气发生催化氧化反应生成乙醛，反应的化学方程式为2C2H4+O22CH3CHO，由总反应和反应①、③的方程式可知，反应②为钯与氯化铜反应生成氯化钯和氯化亚铜，反应的化学方程式为Pd+2CuCl2=PdCl2+2CuCl，故答案为：2C2H4+O22CH3CHO；Pd+2CuCl2=PdCl2+2CuCl。
5．(1)溶液加热
(2)硫酸钠
(3) TiO2++2H2O H2TiO2+2H+ 加快TiO2+水解速率，使TiO2+水解充分
(4) H2O2 使铁离子沉淀而铜离子不生成沉淀
(5)冷却结晶
(6)0.2
【分析】用某金属氧化物的混合物(主要成分有TiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3、CuO)来制备钛、铁红等，矿石经过研磨后，加入NaOH碱溶，TiO2、Al2O3转化为NaTiO3、NaAlO2，FeO、Fe2O3、CuO不溶，过滤，得到滤液A，A中加入硫酸，在酸性条件下TiO主要以TiO2+的形式存在，TiO2+水解生成H2TiO2(沉淀)，偏铝酸根转化为铝离子，形成滤液E，滤渣E为H2TiO2(沉淀)，H2TiO2(沉淀)煅烧得到TiO2，TiO2与氯气、焦炭高温生成TiCl4，TiCl4高温分解为Ti；滤渣A为FeO、Fe2O3、CuO，加入硫酸转化为硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜，加入氧化剂氧化亚铁离子为铁离子，调节pH后过滤，得到含铜离子的滤液D以及含氢氧化铁的滤渣D，氢氧化铁加热分解为铁红。
（1）为加快"水溶”速率，可采取的措施为溶液加热；故答案为：溶液加热；
（2）碱溶时加入了NaOH，加入硫酸后形成硫酸钠，则“滤液E”中除含有过量的硫酸和硫酸铝外，还含有硫酸钠；故答案为：硫酸钠；
（3）TiO2+水解生成H2TiO2(沉淀)，水解离子方程式为TiO2++2H2O H2TiO2+2H+；水解反应为吸热反应，则“滤液A”到“滤液E"需加热的原因是加快TiO2+水解速率，使TiO2+水解充分；故答案为：TiO2++2H2O H2TiO2+2H+；加快TiO2+水解速率，使TiO2+水解充分；
（4）为了便于分离铁和铜，通常要将Fe2+氧化成Fe3+ ，使用的氧化剂合理的是H2O2，可以不引入杂质，调节pH的目的是使铁离子沉淀而铜离子不生成沉淀；故答案为：H2O2；使铁离子沉淀而铜离子不生成沉淀；
（5）用“滤液D”制胆矾的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、自然风干；故答案为：冷却结晶；
（6）取500 mL “滤液E” ，经过一系列变化后，电解得到5.4 g Al，不考虑变化过程中铝的损耗，结合铝元素守恒，则“滤液E"中Al2(SO4)3的物质的量浓度为；故答案为：0.2。
6．(1)适当增加碱的浓度、提高反应的温度等
(2)2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3+ + 2H2O
(3) 90℃~95℃ 温度低时，反应速率慢，在一定时间的条件下，产品收率低
(4)取少量样品溶于蒸馏水，滴加酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则产品中含有杂质Fe2+
(5)1.0 ×10- 37.4
【分析】加碱与Al2O3反应生成偏铝酸根离子，加水过滤得到Ni、NiO、Fe3O4，加硫酸与金属单质和金属氧化物反应生成硫酸镍和硫酸亚铁和硫酸铁，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入硫酸调节pH除去铁离子，精制得到硫酸镍；
(1)
为加快碱化除铝的速率，可以采取的措施是适当增加碱的浓度、提高反应的温度等；
(2)
加入双氧水的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3+ + 2H2O；
(3)
选择产品收率较高的温度，本反应选取的最佳温度范围为90℃~95℃，温度低产品收率低的原因为温度低时，反应速率慢，在一定时间的条件下，产品收率低；
(4)
如果加入双氧水不足，或反应时间较短，亚铁离子不能完全被氧化成铁离子，产品中混有绿矾；亚铁离子可以被氧化为铁离子，加入氧化剂即可验证，正确的方法是：取少量样品溶于蒸馏水，滴加酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则产品中含有亚铁离子；
(5)
由表可知，铁离子完全沉淀时pH=3.2，，此时c(Fe3+)=1.0×10-5ml·L-1，Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)∙ c(OH-)3=1.0×10-5×(10-10.8)3=1.0 ×10- 37.4。
7．(1)将钛铁矿粉碎、适当升高温度等(合理即可)
(2)TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O+ H2SO4
(3) +4 将Fe2 +氧化为Fe3+
(4)3.3≤pH