高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題3 元素及其化合物 突破點(diǎn)14 無機(jī)化工工藝流程-人教高三化學(xué)試題

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1、突破點(diǎn)14　無機(jī)化工工藝流程 提煉1　化工工藝流程中常見操作1.研磨 增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率。 2．焙燒 高溫下使固體原料分解、反應(yīng)或改變結(jié)構(gòu)。 3．浸出 水浸：使可溶性的有用成分從固體原料混合物中轉(zhuǎn)移到溶液中。酸浸：使金屬、金屬氧化物或鹽轉(zhuǎn)化成可溶于水的物質(zhì)進(jìn)入溶液。堿浸：除去油污、溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物。對于非金屬礦物，通常用稀醇溶液浸取，水中加入乙醇是為了降低溶劑的極性，提高非金屬單質(zhì)的溶解程度。 4．加熱煮沸 排除溶液中溶解的氣體。 5．洗滌 水洗：通常是為了除去水溶性雜質(zhì)，適用于不溶于水的固體物質(zhì)或液體物質(zhì)的洗滌。冰水洗滌

2、：通常是為了洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。有機(jī)物(乙醇)洗滌：通常是為了減少晶體在洗滌過程中的溶解損失，便于固體的干燥。 提煉2　化工工藝流程中條件控制 1.調(diào)節(jié)溶液的pH 其目的主要是：防止“某離子”的水解，防止“某離子”的沉淀，確?！澳畴x子”完全沉淀，防止“某些物質(zhì)”的溶解等。調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：①能與H＋(或OH－)反應(yīng)，使溶液的pH增大(或減小)；②不引入新的雜質(zhì)。 2．控制溫度 (1)升溫：加快反應(yīng)速率，加速某固體的溶解，促進(jìn)平衡向吸熱方向移動，使某些物質(zhì)汽化或升華，防止堵塞導(dǎo)管等。(2)降溫：防止某物質(zhì)在高溫時分解、揮發(fā)、升華或促

3、進(jìn)平衡向放熱方向移動。 3．控制壓強(qiáng) 改變反應(yīng)速率，影響化學(xué)平衡。 4．趁熱過濾 過濾是為了得到產(chǎn)品或除去雜質(zhì)，在除雜時，有些產(chǎn)品在溫度較低時會結(jié)晶析出，從而混在雜質(zhì)中，造成損失，故“趁熱”是為了讓產(chǎn)品溶解，防止其結(jié)晶析出，因此趁熱過濾的目的可從兩方面回答：一是提高純度，二是減少結(jié)晶損失。 5．加入物質(zhì) ①加堿：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等。 ②加沸石或碎瓷片：防止液體暴沸。③加有機(jī)溶劑：萃取某些物質(zhì)，或降低某些物質(zhì)的溶解度。 提煉3 化工工藝流程中常涉及的化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)思想 1.沉淀溶解平衡的相關(guān)應(yīng)用 形成沉淀時所需某種離子的最小濃度、沉淀轉(zhuǎn)化的條件。

4、2．反應(yīng)速率及化學(xué)平衡理論在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用 反應(yīng)速率控制、化學(xué)平衡移動、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用、反應(yīng)條件的控制。 3．氧化還原反應(yīng)規(guī)律 強(qiáng)弱律、守恒律、優(yōu)先律。 4．鹽類水解的具體應(yīng)用 水解規(guī)律和水解反應(yīng)的控制(抑制或促進(jìn))。 5．綠色化學(xué)思想 物質(zhì)的循環(huán)使用、副產(chǎn)物的回收利用、“三廢”處理。 回訪1　(2016·全國丙卷)以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生產(chǎn)硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為： 【導(dǎo)學(xué)號：14942056】 以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線： 回答下列問題： (1

5、)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，反應(yīng)的離子方程式為_______________， 同時V2O4轉(zhuǎn)化成VO2＋?！皬U渣1”的主要成分是________。 (2)“氧化”中欲使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，則需要氧化劑KClO3至少為________mol。 (3)“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有________。 (4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈________性(填“酸”、“堿”或“中”)。 (5)“流出液”中陽離子最多的是_______

6、_。 (6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。 [解析]　(1)“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO，V2O5、VO中V元素均顯＋5價，V元素化合價不變，則該反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，結(jié)合溶液的酸堿性及元素守恒寫出離子方程式：V2O5＋2H＋===2VO＋H2O。廢釩催化劑中除SiO2外，其余物質(zhì)均與稀硫酸反應(yīng)生成易溶于水的鹽，則“廢渣1”的主要成分是二氧化硅。(2)“氧化”中使3 mol的VO2＋變?yōu)閂O，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3 mol×(5－4)＝3 mol；氧化劑KClO3被還原為KCl，Cl元素

7、由＋5價降低到－1價，根據(jù)電子守恒可知，需要KClO3的物質(zhì)的量至少為＝0.5 mol。 (3)由圖可知，加入KOH中和后產(chǎn)生廢渣2，而“中和”作用之一是使釩以V4O形式存在于溶液中，后續(xù)操作中未進(jìn)行除雜操作，顯然該過程中還生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，從而除去Fe3＋、Al3＋，故“廢渣2”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為4ROH＋V4OR4V4O12＋4OH－(ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率，應(yīng)增加溶液中c(OH－)，使平衡逆向移動，故淋洗液應(yīng)該呈堿性。 (5)“氧化”和“中和”操作中分別加入KClO3、KOH，

8、而“離子交換”過程中，消耗V4O同時生成OH－，而陽離子未參與離子交換，故“流出液”中陽離子最多的是K＋。(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，“煅燒”過程中生成V2O5，考慮銨鹽的不穩(wěn)定性，還應(yīng)生成NH3和H2O，結(jié)合元素守恒寫出化學(xué)方程式：2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。 [答案]　(1)V2O5＋2H＋===2VO＋H2O　SiO2 (2)0.5　(3)Fe(OH)3和Al(OH)3　(4)堿　(5)K＋　(6)2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑ 回訪2　(2015·全國卷Ⅰ)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和

9、Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如下所示： 回答下列問題： (1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： ______________________________________________________________。 為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有______(寫出兩條)。 (2)利用________的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是________(寫化學(xué)式)。 (3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是________。然

10、后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是___________________________。 (4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是________(填名稱)。 (5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為________。 (6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程：___________________。 [解析]　(1)鹽跟酸反應(yīng)生成新鹽和新酸，據(jù)此可寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3。可采取升高溫度、將礦石粉

11、碎增大接觸面積或攪拌等措施，以提高浸出速率。(2)Fe3O4具有磁性。“浸渣”中除含F(xiàn)e3O4外，還含有與H2SO4不反應(yīng)的SiO2，以及CaO與H2SO4反應(yīng)生成的微溶物CaSO4。 (3)硫酸浸出后的濾液中，含有的主要物質(zhì)有MgSO4、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3、H3BO3等，H2O2具有氧化性，因此加入H2O2溶液可將其中的Fe2＋氧化為Fe3＋。由工藝流程圖可知，最后過濾得到含鎂鹽母液，因此調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，可使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀、Al3＋轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀。 (4)由(3)分析及最后過濾得到含鎂鹽母液，可知粗硼酸中的主要雜質(zhì)應(yīng)為硫酸

12、鎂。 (5)NaBH4是一種離子化合物，由Na＋與[BH4]－構(gòu)成，其電子式為 。 (6)以H3BO3與Mg為原料可制備單質(zhì)B，根據(jù)反應(yīng)物的性質(zhì)結(jié)合質(zhì)量守恒定律可知，其制備過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H3BO3B2O3＋3H2O，B2O3＋3Mg3MgO＋2B。 [答案]　(1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42H3BO3＋2MgSO4　提高反應(yīng)溫度、將礦石粉碎 (2)Fe3O4　SiO2和CaSO4 (3)將Fe2＋氧化成Fe3＋　使Fe3＋與Al3＋形成氫氧化物沉淀而除去 (4)(七水)硫酸鎂 (5) (6)2H3BO3B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg2B＋3MgO

13、 回訪3　(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等雜質(zhì)]的流程如下： 提示：在本實(shí)驗條件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。 回答下列問題： (1)反應(yīng)②中除掉的雜質(zhì)離子是 ______，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______； 在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是__________________。 (2)反應(yīng)③的反應(yīng)類型為________，過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有________。 (3)反應(yīng)④形成的沉淀要用水洗，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法

14、是_______。 (4)反應(yīng)④中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的濾餅11.2 g，煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g，則x等于________。 [解析]　從分析整個流程圖入手，明確每步發(fā)生的反應(yīng)，從而解決相關(guān)問題。 (1)在反應(yīng)②中，通過調(diào)節(jié)溶液的pH，高錳酸鉀能將溶液中的Fe2＋氧化為Fe3＋，將Mn2＋氧化為MnO2而除去；若開始溶液的pH過低，F(xiàn)e2＋、Mn2＋將很難生成沉淀而除去。 (2)第一次過濾后的濾液中含有的陽離子有Zn2＋、Ni2＋、H＋等，加入鋅后可將Ni置換出來，故濾渣中還含有金屬鎳。 (3)反應(yīng)④生成的沉淀為ZnCO3，同時生成Na2SO4，

15、若沉淀未洗滌干凈，洗滌液中應(yīng)含有SO和Na＋，故只要對洗滌液中是否含有SO進(jìn)行檢驗即可。 (4)煅燒過程中ZnCO3、Zn(OH)2均發(fā)生分解反應(yīng)生成ZnO，根據(jù)關(guān)系式ZnCO3·xZn(OH)2～(x＋1)ZnO，可得＝，故x＝1。 [答案]　(1)Fe2＋和Mn2＋　MnO＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋　鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì) (2)置換反應(yīng)　鎳 (3)取少量水洗液于試管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈　(4)1

16、 [題型分析]　工藝流程題一般分題干、流程圖和問題三部分。題干一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品)；流程圖主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；問題部分主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)知識設(shè)置成系列問題。 [典型例題]　(名師押題)硫酸鋅是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于農(nóng)業(yè)、化工、電鍍、水處理等行業(yè)。用煉鋅廠廢渣(含ZnO、FeO、CuO)回收生產(chǎn)一水硫酸鋅的工藝流程如圖所示： 已知：某溫度下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17， Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。 (1

17、)酸浸時，為提高浸出速率，可采取的措施是____________(填兩種)。 (2)氧化、中和時，需要用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為4.5～5.0，原因是______。 (3)氧化、中和時用漂白粉作氧化劑，此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____； 實(shí)際操作中通入空氣的作用是___________________________。 (4)操作X的名稱為__________________。 (5)第三次操作X后，得到成品的步驟為__________________， 過濾，洗滌，加熱脫水。 (6)已知：向漂白粉中加入稀硫酸會有氯氣生成。某含氯廢水(pH約為9)中可能存在Cl－、ClO－中的

18、一種或兩種。請設(shè)計檢驗含氯廢水中是否存在Cl－、ClO－的實(shí)驗方案： ______________________________________________________________。 實(shí)驗中可供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硝酸、稀硫酸、品紅溶液、AgNO3溶液。 【解題指導(dǎo)】　審題干→讀流程圖→明確問題→提取信息→聯(lián)想化學(xué)知識→得出答案。 [解析]　(1)為提高浸出速率，可采取的方法有：適當(dāng)增加硫酸的濃度、加熱、將廢渣粉碎等。(2)氧化、中和的目的是除鐵，結(jié)合題給沉淀的Ksp可知，除鐵時鐵元素必須以三價鐵形式存在，以避免損失鋅。隨氧化液的pH升高，鐵去除率增大，但鋅的損失率也隨

19、之上升，故pH不能太高也不能太低。(3)反應(yīng)物有FeSO4、NaOH、Ca(ClO)2，生成物有沉淀Fe(OH)3，再分析知還有CaCl2和Na2SO4，根據(jù)化合價升降守恒和原子守恒可配平化學(xué)方程式。由題知氧化劑為漂白粉，但通入的空氣中有氧氣，也是一種氧化劑，故其作用是加快氧化速率。 (4)從圖示看，操作X很明顯是將生成的沉淀或不溶的固體除去，故應(yīng)為過濾。(5)產(chǎn)品為一水硫酸鋅，故從濾液中得到的物質(zhì)也是結(jié)晶水合物，應(yīng)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。(6)檢驗Cl－很簡單，只要將含氯廢水酸化(不能用鹽酸)后再加入AgNO3 溶液即可。檢驗ClO－時，若加鹽酸則會生成Cl2，其溶于水會生成HClO

20、，HClO具有漂白性，能使品紅溶液褪色；若加硫酸酸化，則直接生成HClO，會使品紅溶液褪色。要檢驗兩種離子都存在，必須先檢驗Cl－，如有Cl－，則繼續(xù)加AgNO3溶液至不再產(chǎn)生沉淀為止，然后取上層清液，向其中加入品紅溶液，若品紅溶液褪色，即可說明廢水中含Cl－和ClO－。 [答案]　(1)適當(dāng)增加硫酸的濃度、加熱、將廢渣粉碎　(2)pH太低，鐵的去除率低，pH太高，鋅的損失率會增大　(3)4FeSO4＋8NaOH＋Ca(ClO)2＋2H2O===CaCl2＋4Na2SO4＋4Fe(OH)3↓　加快氧化速率　(4)過濾 (5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶　(6)①取少量溶液，加入稀硝酸酸化，然后滴加A

21、gNO3溶液，若有白色沉淀生成，說明廢水中含有Cl－，若無白色沉淀生成，說明不含Cl－；②若①中有白色沉淀生成，則繼續(xù)滴加AgNO3溶液，直至不再產(chǎn)生白色沉淀為止，靜置，取上層清液，向其中滴加品紅溶液，若品紅溶液褪色，說明廢水中含有ClO－，則說明Cl－、ClO－均存在，若品紅溶液不褪色，說明不含ClO－；③若①中無白色沉淀生成，則另取少量溶液，加入鹽酸(或硫酸)酸化后，再滴加品紅溶液，若品紅溶液褪色，說明廢水中含有ClO－，若品紅溶液不褪色，說明不含ClO－。 化工流程題解答技巧 1．讀懂題干，弄清用什么原料生產(chǎn)何種產(chǎn)品。如果是化學(xué)實(shí)驗流程，則要弄清實(shí)驗?zāi)康氖鞘裁矗呛铣尚挛镔|(zhì)還是分

22、離提純物質(zhì)？ 2．研讀流程圖。對照流程圖兩端的原料和產(chǎn)品，確定化工流程的主線和支線，找到為發(fā)生核心反應(yīng)而加入的主要輔料，結(jié)合箭頭指向，分析每一環(huán)節(jié)中物質(zhì)流入和流出的意義、控制反應(yīng)條件的作用，實(shí)現(xiàn)對整個流程的全盤分析。 3．由易到難，破解問題。對于比較復(fù)雜的問題，在讀懂流程圖、明確每一步操作涉及的化學(xué)反應(yīng)及弄清每一中間產(chǎn)物的微粒種類的前提下，從基本理論(氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、鹽類水解、電化學(xué)等)、反應(yīng)條件的控制(溫度、壓強(qiáng)、催化劑、原料配比、pH調(diào)節(jié)、溶劑選擇、除雜、產(chǎn)品分離等)、綠色化學(xué)思想(原子經(jīng)濟(jì)性、循環(huán)操作、環(huán)保)、經(jīng)濟(jì)角度(提高產(chǎn)量與產(chǎn)率、原料廉價易得、降低能耗、設(shè)備簡單)、安全

23、生產(chǎn)(防爆、防中毒、防污染)等方面聯(lián)系問題進(jìn)行解答。 [針對訓(xùn)練] 1．(2016·遼寧沈陽教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測)“分子篩”是一種具有多孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽(NaAlSiO4·nH2O)，其中有許多籠狀孔穴和通道能讓直徑比孔穴小的分子通過而將大的分子留在外面，故此得名。利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備“分子篩”的一種工藝如下： (1)分子篩的孔道直徑為4A稱為4A型分子篩；當(dāng)Na＋被Ca2＋取代時就制得5A型分子篩，當(dāng)Na＋被K＋取代時就制得3A型分子篩。要高效分離正丁烷(分子直徑為4.65A)和異丁烷(分子直徑為5.6A)應(yīng)該選用________型的分子篩。 (2

24、)鋁灰在90 ℃時水解的化學(xué)方程式為________________________； “水解”采用90 ℃而不在室溫下進(jìn)行的原因是____________________。 (3)“酸溶”時，為降低生產(chǎn)成本，應(yīng)選擇的酸為_____，理由是_______。 (4)“氧化”時，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為_________________。 (5)該工藝中濾渣的成分是________。 (6)“膠體”調(diào)節(jié)pH后過濾所得“晶體”需洗滌，如何證明該晶體已經(jīng)洗滌干凈？_________________________________________。 [解析]　(1)分離正丁烷和異丁烷，選

25、用分子篩的型號應(yīng)在4.65A～5.6A之間，故應(yīng)選擇5A型分子篩。(2)鋁灰中的AlN發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑，加熱可以促進(jìn)氮化鋁水解生成氨氣，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。(3)濃縮海水除雜后電解時有氫氣和氯氣產(chǎn)生，氫氣和氯氣反應(yīng)可以制備鹽酸，用于酸溶，從而降低生產(chǎn)成本。(4)酸溶后的溶液中含有Fe2＋，漂白液中的ClO－可將Fe2＋氧化成Fe3＋。(5)加入NaOH，Al3＋轉(zhuǎn)化成AlO，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3，則該工藝中濾渣的成分為Fe(OH)3。(6)“膠體”調(diào)節(jié)pH后過濾所得“晶體”需洗滌，通

26、過檢驗晶體表面是否有銨根離子或氯離子可判斷是否洗滌干凈。 [答案]　(1)5A (2)AlN＋3H2O===Al(OH)3＋NH3↑　加快AlN水解反應(yīng)速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出 (3)鹽酸　電解時生成的氫氣和氯氣可以制備鹽酸 (4)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O (5)Fe(OH)3 (6)取最后一次洗滌液少許，加入濃氫氧化鈉溶液并微熱，若不能產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則洗滌干凈，否則未洗滌干凈(或取最后一次洗滌液少許，加稀硝酸酸化，再加硝酸銀溶液，若不能產(chǎn)生白色沉淀，則洗滌干凈，否則未洗滌干凈) 2．(2016·湖南

27、東部六校聯(lián)考)鈷(Co)及其化合物在工業(yè)上有廣泛應(yīng)用。為從某工業(yè)廢料中回收鈷，某學(xué)生設(shè)計流程如下(廢料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物質(zhì))。 已知： ①物質(zhì)溶解性：LiF難溶于水，Li2CO3微溶于水； ②部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH見下表。 Fe3＋ Co2＋ Co3＋ Al3＋ pH(開始沉淀) 1.9 7.15 －0.23 3.4 pH(完全沉淀) 3.2 9.15 1.09 4.7 請回答： (1)寫出步驟Ⅱ中Co2O3與鹽酸反應(yīng)生成Cl2的離子方程式：_____________。 (2)步驟Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是

28、調(diào)節(jié)溶液的pH，應(yīng)使溶液的pH不超過________________；廢渣中的主要成分除了LiF外，還有_________________。 (3)NaF與溶液中的Li＋形成LiF沉淀，此反應(yīng)對步驟Ⅳ所起的作用是 ______________________________________________________________。 (4)在空氣中加熱5.49 g草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)樣品，受熱過程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì)，其質(zhì)量如下表。已知：M(CoC2O4·2H2O)＝183 g·mol－1。 溫度范圍/℃ 固體質(zhì)量/g 150～210 4.4

29、1 290～320 2.41 890～920 2.25 經(jīng)測定，290～320 ℃過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2，此過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。 溫度高于890 ℃時，固體產(chǎn)物發(fā)生分解，產(chǎn)生的固體產(chǎn)物為________。 [解析]　(1)結(jié)合流程中CoCO3、CoO知，三氧化二鈷與鹽酸反應(yīng)過程中，Co元素的化合價降低為＋2，故三氧化二鈷與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈷、氯氣和水。(2)從表格數(shù)據(jù)看，使Fe3＋完全沉淀，不使Co2＋沉淀，需調(diào)節(jié)溶液的pH不超過7.15，廢渣的主要成分是LiF、Fe(OH)3。(3)N

30、aF與溶液中的Li＋形成LiF沉淀，降低濾液中Li＋濃度，避免在步驟Ⅳ中生成Li2CO3沉淀。 (4)n(CoC2O4·2H2O)＝＝0.03 mol。m(CoC2O4)＝0.03 mol×147 g·mol－1＝4.41 g，說明150～210 ℃得到的固體產(chǎn)物是CoC2O4，已知290～320 ℃過程中產(chǎn)生的氣體只有CO2，則290～320 ℃生成的固體是鈷的氧化物，鈷的氧化物中n(O)＝＝0.04 mol，故鈷的氧化物的化學(xué)式為Co3O4。890～920 ℃，固體產(chǎn)物中n(O)＝＝0.03 mol，故固體產(chǎn)物的化學(xué)式為CoO。 [答案]　(1)Co2O3＋6H＋＋2Cl－===2Co

31、2＋＋Cl2↑＋3H2O (2)7.15　Fe(OH)3 (3)降低濾液中Li＋濃度，避免步驟Ⅳ中產(chǎn)生Li2CO3沉淀 (4)3CoC2O4＋2O26CO2＋Co3O4　CoO 3．(2016·河北三市第二次聯(lián)考)用PbS鉛精礦(主要成分為PbS，含少量雜質(zhì))碳化法煉鉛是一種綠色工藝，其主要工藝流程如下： 回答下列問題： 【導(dǎo)學(xué)號：14942057】 (1)“轉(zhuǎn)化”是該工藝的關(guān)鍵，轉(zhuǎn)化時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2PbS＋2(NH4)2CO3＋O2＋2H2O===2PbCO3＋2S＋4NH3·H2O。 ①(NH4)2CO3在上述反應(yīng)中________(填字母)。 a．作氧化

32、劑 b．作還原劑 c．既不作氧化劑也不作還原劑 ②轉(zhuǎn)化時，溫度對鉛轉(zhuǎn)化率的影響如圖1所示，則適宜的轉(zhuǎn)化溫度范圍為________。 圖1 ③有無FeS2對鉛轉(zhuǎn)化率的影響如圖2所示，說明FeS2在轉(zhuǎn)化中的作用是 ______________________________________________________________。 圖2 (2)溶解時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ______________________________________________________________。 (3)電解時，陰極的電極反應(yīng)式為 ______________

33、________________________________________________。 [解析]　(1)①由題給反應(yīng)知，(NH4)2CO3中各元素的化合價在反應(yīng)前后沒有變化，故(NH4)2CO3既不作氧化劑也不作還原劑，選c。②由題中圖1可知在50～60 ℃時鉛的轉(zhuǎn)化率較高。③由題中圖2可知，有FeS2和無FeS2時兩曲線最終重合，且有FeS2時反應(yīng)的時間短，所以FeS2在轉(zhuǎn)化中起催化劑的作用。(2)結(jié)合題中流程圖可知，溶解時PbCO3與H2SiF6反應(yīng)，H2SiF6是強(qiáng)酸，反應(yīng)的離子方程式為PbCO3＋2H＋===Pb2＋＋CO2↑＋H2O。(3)由題中流程圖可知電解后得到單質(zhì)Pb，則陰極上Pb2＋得電子生成單質(zhì)Pb：Pb2＋＋2e－===Pb。 [答案]　(1)①c ②50～60 ℃ ③作催化劑 (2)PbCO3＋2H＋===Pb2＋＋CO2↑＋H2O (3)Pb2＋＋2e－===Pb