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湖北省襄阳市第一中学2022届高三化学高考备考二轮复习化学工业流程题专项训练
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工业流程题专项训练
一、工业流程题（15题）
1．金属钨用途极其广泛，可用于制造灯丝、超硬模具和光学仪器等。工业上常以白钨矿(主要成分是、含有、等杂质)为原料制取，进一步制取。工艺流程如图：
已知：钨酸酸性弱，难溶于水；、完全沉淀的分别为8、5。
回答下列有关问题：
(1)白钨矿粉与盐酸反应过程中，需要不断地搅拌，其原因为___________。
(2)滤渣C的成分为___________(填化学式)，主要用途是用来制备___________。
(3)“操作3"的具体方法为___________、___________、过滤、洗涤、干燥；写出从溶液B到仲钨酸铵的反应的化学方程式：___________。
(4)写出白钨矿与纯碱反应的主要化学方程式：___________。
(5)溶液F调为8的目的是___________。
(6)黑钨矿也是获取钨的一个重要来源，其主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成和。写出黑钨矿中与纯碱、空气高温熔融生成时的反应的化学方程式：___________。
2．硫酸锰可以用作合成脂肪酸的催化剂，还可用于造纸、陶瓷、印染、矿石浮选等行业。一种以菱锰矿(主要成分为MnCO3，含有少量的氧化亚铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁)与浓硫酸为原料制备MnSO4•4H2O的工艺流程如图：
已知：①Ksp(MgF2)=6.4×10-11，Ksp(CaF2)=3.6×10-10；
②温度不高时，菱锰矿与浓硫酸反应不易进行；
③液固比是指矿浆中水溶液的质量与固体物料的质量的比，传统工艺中，液固比通常为(5.6~6)：1
(1)提高酸浸速率的措施有___(任写一条)。
(2)氧化时发生反应的离子方程式为___、___。
(3)“滤渣1”的成分是___(写化学式)。
(4)“酸浸”过程在反应初期不需要额外加热，而在反应后期需要额外加热的原因是___。
(5)除杂时，若使溶液中Mg2+、Ca2+沉淀完全(离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全)，需维持c(F-)不低于____mol·L-1。
(6)生产工艺中的液固比通常会影响金属的浸出率，液固比对锰浸出率的影响如表所示。
液固比
3：1
3.5：1
4：1
4.5：1
5：1
5.5：1
5.6：1
5.8：1
6：1
锰浸出率/%
58.7
73.6
87.3
91.8
98.3
98.3
98.3
98.3
98.4
该工艺中应选择的液固比为____，与传统工艺相比，选择该液固比的优点为____。
3．Pb位于元素周期表第六周期第IVA族，其化合物广泛运用于电池工业、机械制造、特殊玻璃等。某化工厂原以生产PbCO3、PbS为主。现利用废弃铅料，主要成分为PbO2和PbO(PbO溶于稀硝酸)，含少量Fe2O3，联合生产三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，其相对分子质量为990)和PbO2，设计路线如下：
回答下列问题：
(1)加稀硝酸溶液之前，将废弃铅料在球磨机中磨成粉末，目的是___________
(2)加CS2的目的是溶解固体中的___________(填化学式)，加PbS发生的化学反应方程式为___________
(3)滤液加PbCO3的作用是___________，有人提出达到预期的pH后，应小火煮沸一段时间，再过滤，这样做的目的是___________
(4)制备三盐基硫酸铅时，将n(PbSO4)：n(NaOH)=4：6配比制成浆糊状，在室温下搅拌60min制得，其产品纯度的影响因素很多，其中反应终点pH对产品中PbO和SO3含量的影响如下图(将PbSO4看作是PbO和SO3，经测定三盐基硫酸铅中PbO理论含量90.10％、SO3理论含量8.08％)：
则反应终点控制pH的范围是___________(填序号)。
A．<8.4 B．8.4~8.8 C．8.8~9.2 D．>9.2
(5)PbO转化为PbO2发生的离子反应方程式为___________
(6)若akg废料最终制备得到bkg三盐基硫酸铅和ckgPbO2，假设加入的PbCO3刚好抵消流程中损耗的铅元素，则原废料中铅元素的含量为___________(用含a、b、c的代数式表示)。
4．某小组探究利用工业废水分离回收铁、铝元素并制备晶体。工业废水成分如表所示。
工业废水主要离子质量浓度
离子
质量浓度(mg/L)
已知：
回答下列问题：
(1)“氧化”过程中所涉及的离子方程式为___________。
(2)检验“氧化”过程是否完成的试剂为___________(名称)。
(3)分析图乙、丙可推测，石灰除铁最佳的条件为___________。
(4)滤渣II为___________，离子方程式可表示为___________。
(5)判断滤渣III洗涤干净的操作为___________。
(6)锌元素的提取率为___________(保留三位有效数字)。
5．钼酸铵[(NH4)2MoO4]是生产高纯度钼制品、钼催化剂、钼颜料等的基本原料。一种以钼精矿(主要含MoS2，还含有少量SiO2、As、Sn、P、Cu、Pb、CaO)为原料制备钼酸铵的工艺流程如图所示：
已知：钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系为：回答下列问题：
(1)(NH4)2MoO4中Mo元素的化合价为_______价。
(2)“氧化焙烧”时MoS2转化为MoO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______；气体A对环境的主要危害是_______。
(3)“除铜”时选择在60～80℃的条件下进行的原因为_______。
(4)“沉淀”过程中加入H2SO4调节溶液pH=2.1，则所得沉淀的化学式为_______，加入氨水后生成(NH4)2MoO4的化学方程式为_______。
(5)(NH4)6Mo7O24·4H2O的热重曲线如图所示：
已知A点失重的原因是生成H2O，则1 mol (NH4)6Mo7O24·4H2O在A点失去H2O的物质的量为_______，B点所得的物质为_______(填化学式)。
6．钯(Pd)广泛应用于现代工业的各个领域，但资源非常有限。工业上从电解精炼银的电解液[主要含AgNO3、Pd(NO3)2、Cu(NO3)2、Fe(NO3)3、HNO3]中回收钯的工艺流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)已知：阳离子杂质在“调节pH”时均已除去。则“滤渣1”的主要成分除AgOH(或Ag2O)外，还有___________(填化学式)。
(2)电解精炼银与电解精炼铜的原理相似，试从电解精炼铜的角度分析电解精炼银的电解液中含有Fe3+的原因：___________、___________(用电极反应式和离子方程式回答)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
(4)"沉淀”时加入的NH4Cl(aq)需过量，目的为___________。
(5)“还原"时，可选用HCOOH、N2H4·H2O或H2作还原剂，写出H2热还原(NH4)2PdCl6的化学方程式：___________；当与足量的(NH4)2PdCl6反应得到等量的Pd时。消耗HCOOH、N2H4·H2O、H2的物质的量之比为___________。(已知：HCOOH、N2H4·H2O、H2的氧化产物均为无污染的物质)
7．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、CuO、、MnO等)为原料制备纳米ZnO的流程如图所示。已知常温时。回答下列问题：
(1)料渣I成分的用途是________(答一种即可)。
(2)调pH加入的X可能是___________。
A．NaOH B．ZnO C． D．
(3)写出氧化过程中生成发生反应的离子方程式：_______。
(4)除铜原理为，若常温时溶液中，则_______。
(5)草酸锌晶体()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_____，此反应不能在密闭容器中进行，原因有两点：______、______；
②实验室中证明得到的ZnO是纳米材料的方法是______。
8．氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛。将石油化工工业废料置于破碎机中进行破碎，破碎后置于高温焙烧炉中焙烧，经过一系列处理得到二氯二氨合钯。下述制取氯化钯流程简单易操作，无污染，收率达99%，且产品纯度>99.95%。已知100℃时，。
回答下列问题：
(1)将工业废料破碎后，焙烧的目的是_______。
(2)液体A的主要溶质为_______，“气体B”成分之一为，另一单质气体用热浓烧碱回收，可循环利用的物质为_______，液体C中钯以形式存在，写出由A生成B和C的离子方程式：_______。
(3)加NaOH溶液需控制，得到沉淀D，如，上层清液E中钯含量升高，写出对应的化学方程式：_______。
(4)已知，分析本流程中收率达99%的原因是_______。产品纯度>99.95%的原因是_______。
9．五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、等)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下：
已知：
①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。
②溶液中与可相互转化：，且为沉淀。
(1)“酸浸”前，需对废钒催化剂进行粉碎预处理，其目的是___________。
(2)“还原转化”中加入的目的是将转化为，写出反应的离子方程式：___________。
(3)加入的目的是将过量的转化为。“氧化1”后，溶液中含有的金属阳离子主要有、、，调节使离子沉淀，若溶液中，则调节溶液的最小值为___________可使沉淀完全(离子浓度≤时沉淀完全)，此时___________(填“有”或“无”)沉淀生成。{假设溶液体积不变，，，}
(4)“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。
(5)“沉钒”时，通入氨气的作用是___________。
(6)若该废钒催化剂中的含量为10%(原料中所有的钒已换算成)。取100g待处理样品，按照上述流程进行实验。当加入溶液时，溶液中的钒元素恰好完全反应，则该工艺中钒的回收率是___________%(假设与反应后的操作步骤中钒元素无损失)。
10．锑(Sb)不用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺如下：
已知：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+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH
2.2
3.7
7.5
9.6
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
3.2
4.7
9.0
11.1
回答下列问题：
(1)“溶浸”时氧化产物是S，Sb2S3被氧化的化学方程式为___________。
(2)“还原”时加入Sb的目的是将___________还原，提高产物的纯度。
(3)“水解”时需控制溶液pH=2.5。
①Sb3+发生水解的离子方程式为___________。
②下列能促进该水解反应的措施有___________(填字母)。
A．升高温度 B．增大c(H+) C．增大c(Cl-) D．加入Na2CO3粉末
③为避免水解产物中混入Fe(OH)3，Fe3+浓度应小于___________mol·L-1。
(4)“滤液”中含有的金属阳离子有___________。向“滤液”中通入足量___________(填化学式)气体，再将滤液pH调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀。将沉淀溶于浓盐酸后，产物可返回___________工序循环使用。
(5)Sb可由SbCl电解制得，阴极的电极反应式为___________。
11．金属钒主要用于冶炼特种钢，被誉为“合金的维生素”。人们在化工实践中，以高钒炉渣(其中的钒以、等形式存在，还有少量的、等)为原料提取金属钒的工艺流程如下图所示。
提示：①钒有多种价态，其中+5价最稳定；②在碱性条件下可转化为。
(1)试列举可加快“高温氧化”速率的措施_______(填一措施即可)。
(2)气体X、气体Y和滤渣1的化学式分别为_______、______、_______。
(3)“高温氧化”过程中，若有1mol被氧化，则转移电子数为______。
(4)试写出“焙烧”时发生反应的化学方程式为______。
(5)硅参与“高温还原”反应的化学方程式为_______。
(6)钒比铁的金属性强，“粗钒”中含少量铁和硅，工业上通过电解精炼“粗钒”可得到99.5%的纯钒，以熔融电解质，则“粗钒”应连接电源的___极，阴极的电极反应式为______。
12．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料(主要含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如图：
(1)“酸浸”过程中的应选择____(写酸的化学式)，适当增大酸的浓度、将废料粉碎可提高浸出速率。
(2)操作Ⅰ的名称是___，浸渣1的主要成分是____。
(3)检验溶液A中是否存在Fe2+的实验操作是____。
(4)将炼铝厂废料投入氢氧化钠溶液中生成气体的化学方程式是____，在溶液A中加入酸性高锰酸钾发生反应的离子方程式为____。
(5)已知：生成氢氧化物沉淀的pH如表所示
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
调节pH=3的目的是____。
13．镉()可用于制作发光电子组件。以铜镉废渣(含、、、等单质)为原料制备镉的工艺流程如下：
浸出后的溶液中含有、、等金属离子，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的(开始沉淀的按金属离子浓度为计算)如下表：
氢氧化物
开始沉淀的
1.5
5.9
7.2
沉淀完全的
3.3
8.9
9.9
(1)“浸出”时通入氮气而不是通入空气进行搅拌的原因是___________。
(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。也能氧化，工业生产中不选用的原因是___________。
(3)“调”时控制溶液的范围是___________，“滤渣”的主要成分是___________(填化学式)。
(4)“置换”时发生的反应为。
与的关系如图所示。实际生产中选择的原因是___________。
14．重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。
I．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：
注：常温下，部分用离子以氢氧化物形式完全沉淀时所需的pH，如下表：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
11.1
8
9
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是___________(填字母，下同)。A．Na2O2 B．HNO3 C．FeCl3 D．KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是_______(填写下面选项字母)。已知钠离子交换树脂的原理：，此步操作被交换除去的杂质离子是________。(填写下面选项字母)
A．Fe3+ B．Al3+ C．Ca2+ D．Mg2+
(3)还原过程在酸性条件下进行，每消耗0.8 mol转移4.8 mole-，该反应离子方程式为___________。
II．酸性条件下，六价铬主要以形式存在，工业上常用电解法处理含的废水，该法用Fe作电极电解含的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，并产生Cr(OH)3。
(4)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？_______(填“能”或“不能”)，理由是_______。
(5)在阴极附近溶液pH升高的原因是___________。
15．I．(高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶于浓碱(或KOH)溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如图：
(1)高铁酸钾与水反应的化学方程式____。
(2)工业上湿法制备K2FeO4的流程中，请比较该条件下Na2FeO4和K2FeO4的溶解度大小：Na2FeO4____K2FeO4。
(3)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为____。
II．高铁酸盐等具有强氧化性，溶液pH越小氧化性越强，可用于除去废水中的氨、重金属等。K2FeO4的稳定性与pH关系如图1所示，用K2FeO4去除某氨氮(NH3—N)废水，氨氮去除率与pH关系如图2所示；用K2FeO4处理Zn2+浓度为0.12mg·L-1的含锌废水{Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17}，锌残留量与pH关系如图3所示(已知：K2FeO4与H2O反应生成Fe(OH)3的过程中，可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀)。
(4)图2中，pH越大氨氮的去除率越大，其原因可能是____。
(5)图3中，pH=10时锌的去除率比pH=5时大得多，其原因是____。(从锌的存在形态的角度说明)。
Ⅲ．石墨烯负载纳米铁也能迅速有效地还原污水中的NO，纳米铁还原废水中NO的可能反应机理如图4所示。
(6)纳米铁还原NO的过程可描述为____。
(7)经检验，污水经处理后，水体中NO、NO浓度很小，但水中总氮浓度下降不明显，原因是____。
参考答案：
1．(1)钨酸难溶于水，防止生成的钨酸附着在矿粉上，影响反应速率
(2) 光导纤维(或晶体硅)
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶 ↑
(4)↑
(5)使转化为难溶的除去
(6)↑
白钨矿主要成分是，含有、等杂质；用盐酸溶解白钨矿生成沉淀、氯化铁、氯化钙，难溶于盐酸，过滤，难溶物A中含有、，用氨水溶解生成溶液，难溶于氨水，过滤出，溶液B加热浓缩、冷却结晶、过滤得；白钨矿和碳酸钠在高温条件下发生反应↑、↑，混合物E中含有 、 、，加水溶解，过滤出，溶液F是、，调节pH=8生成沉淀，过滤除去，滤液加盐酸，生成沉淀。和煅烧生成，用氢气还原得金属W。
(1)
与盐酸反应生成难溶于水的，会附着在矿粉上，减慢反应速率，所以需要不停地搅拌；
(2)
难溶物A中含有、，用氨水溶解生成溶液，难溶于氨水，滤渣C的成分为，主要用途是用来制备光导纤维；
(3)
“操作3"是从溶液中获得，具体方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；从溶液到仲钨酸铵的反应的化学方程式↑+6H2O；
(4)
白钨矿粉的主要成分为，高温下与的反应方程式为↑；
(5)
完全沉淀的分别为8，溶液F调为8的目的是使转化为难溶的除去；
(6)
写出黑钨矿中与纯碱、空气高温熔融生成、氧化铁、二氧化碳，反应的化学方程式为↑。
2．(1)粉碎矿石、适当升高浸取温度、增大浸取液浓度
(2) MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(3)Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO4
(4)反应初期，浓硫酸溶于水放出大量的热，随着反应的进行放出的热量逐渐减少，以至于反应后期难以维持较高温度，因此需额外加热
(5)1×10-6
(6) 5：1 保证较高锰浸出率的同时减少原料消耗
氧化时二氧化锰、空气(氧气)作氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子，离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，调节pH是为了将铁、铝元素转化成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，加入NaF生成CaF2沉淀，滤液为硫酸锰，经一些列操作后得到MnSO4•4H2O晶体；
(1)
为提高酸浸速率，可以采取的措施有粉碎矿石、适当升高浸取温度、增大浸取液浓度等。
(2)
由流程分析可知，二氧化锰、空气(氧气)作氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子，离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。
(3)
分析流程可知，调节pH是为了将铁、铝元素转化成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，故滤渣1的成分为氢氧化铁、氢氧化铝以及少量的硫酸钙。
(4)
根据已知信息②再结合浓硫酸的性质可知“酸浸”过程反应初期，利用浓硫酸溶于水时放出的溶解热足以维持反应的顺利进行，但随着反应的进行浓硫酸的溶解热逐渐减少，温度降低，难以维持反应顺利进行，故在反应后期需额外加热以使反应充分进行。
(5)
从溶度积来看氟化镁比氟化钙更难溶，当钙离子沉淀完全时镁离子一定沉淀完全，若使溶液中钙离子完全沉淀，由已知信息①得Ksp(CaF2)=3.6×10-10，所以需维持不低于。
(6)
观察题给表格可知，液固比为6：1时锰的浸出率最高，为98.4%，液固比为5：1时锰的浸出率为98.3%，与液固比为6：1时锰的浸出率相近，从节约原料方面分析，应选择的液固比为5：1；传统工艺中，液固比通常为(5.6~6)：1，与液固比为5：1的工艺相比，锰的浸出率提高的幅度基本可忽略不计，所以与传统工艺液固比相比选择5：1的液固比的优点为保证较高锰浸出率的同时减少原料消耗。
3．(1)增大接触面积，加快反应速率
(2) S
(3) 调节溶液pH，使铁离子沉淀 升高温度，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，以便更彻底地去除Fe3+
(4)B
(5)
(6)
【解析】
(1)
将废弃铅料在球磨机中磨成粉末，可以增大反应物的接触面积，加快反应速率。
(2)
废料与稀硝酸的反应过程中，发生反应：；加入CS2的目的是溶解固体中的S。
(3)
滤液加PbCO3可以消耗溶液中的H+，调节溶液pH，促进Fe3+的水解平衡正向移动；达到目标pH后，煮沸一段时间可以升高温度，促进水解正向移动以更彻底地除去Fe3+。
(4)
因为三盐基硫酸铅中PbO理论含量90.10％、SO3理论含量8.08％，由图可知，应选择控制pH的范围在8.4~8.8，选B。
(5)
PbO被NaClO氧化为PbO2，反应式为。
(6)
三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O)中Pb的质量分数为，PbO2中Pb的质量分数为，由题可知，废料中Pb的质量正好等于两种产物中的Pb的质量，则废料中Pb的质量分数为。
4．(1)
(2)铁氰化钾
(3)
(4)
(5)取最后次洗涤液于试管中，先滴加稀硝酸酸化，再滴加溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净
(6)94.5%
由题干条件可知核心元素为Zn，说明Al和Fe元素必须分离出流程主线路。结合流程信息可以推知滤渣为，滤渣II为。
(1)
充入氧气的目的是将亚铁离子氧化成三价铁离子，因此离子方程式为；
(2)
检验“氧化”过程是否完成即检验溶液中是否还含有，检验离子的试剂为铁氰化钾；
(3)
由图像可知，当，时间为时，铁元素的去除率高，同时锌元素的损失率少；
(4)
滤渣II为，离子方程式为；
(5)
检验沉淀是否洗涤干净，可以检验沉淀表面是否含有，操作为：取最后一次洗涤液于试管中，先滴加稀硝酸酸化，再滴加溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净；
(6)
根据锌元素守恒可知：提取率为。
5．(1)+6
(2) 7：2 酸雨
(3)加快反应速率，同时提高钼的浸出率
(4) (NH4)2Mo4O13·2H2O (NH4)2Mo4O13·2H2O+6NH3·H2O=4(NH4)2MoO4+5H2O
(5) 5 mol MoO3
钼精矿(主要含MoS2，还有少量SiO2及As、Sn、P、Cu、Pb、CaO)通入空气焙烧得到各种元素的氧化物MoO3、As2O5、CuO、CaO、PbO、P2O5、SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2、N2等；MoO3、CuO、 CaO、SiO2加Na2CO3水溶液浸取，MoO3转化为，铜、锡、铅大多转化为氢氧化物，SiO2不反应，浸渣为SiO2、CuO、PbO等，浸出液含和少量Cu2+、Pb2+，加(NH4)2S净化，Cu2+、Pb2+转化CuS、 PbS沉淀，滤渣为CuS、PbS，滤液主要含，滤液中加NH4Cl、H2SO4形成(NH4)2Mo4O13·2H2O沉淀，后向沉淀中加入氨水，调整溶液的pH形成(NH4)2MoO4，然后冷却结晶得到( NH4)2MoO4。
(1)
根据化合物中元素化合价代数和为0，整体化合价为+1价，O化合价为-2价，则Mo的化合价为+6价；
(2)
“氧化焙烧”时MoS2转化为MoO3，S转化为SO2，根据氧化还原反应中电子守恒、原子守恒，可得该反应方程式为：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，其中MoS2为还原剂，O2为氧化剂，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7：2；
煅烧产生的气体中含SO2会造成酸雨；
(3)
“除铜”时选择温度在60～80℃的条件下进行，这是由于反应温度高可以加快反应速率，但当温度超过80℃时，水分大量蒸发，导致Na2MoO4析出，使钼的浸出率降低；
(4)
根据钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系可知：当溶液pH=2.1时，1.2＜pH=2.1＜3.5，形成的沉淀为(NH4)2Mo4O13·2H2O；
(NH4)2Mo4O13·2H2O沉淀用氨水溶解，会转化为(NH4)2MoO4，该反应的化学方程式为：(NH4)2Mo4O13·2H2O+6NH3·H2O=4(NH4)2MoO4+5H2O；
(5)
1 mol (NH4)6Mo7O24·4H2O 的质量是1236 g，假设该物质加热失去水的物质的量是x，则，解得x=5 mol；
B点时1 mol固体质量减轻m=1236 g×(1-0.8156)=228 g，铵盐受热分解产生6 mol NH3，则产生H2O的物质的量为n(H2O)=，H元素完全变为气体逸出，固体中O元素的物质的量n(O)=(24+4) mol-7 mol=21 mol，则n(Mo)：n(O)=7：21=1：3，则该物质化学式是MoO3。
6．(1)Cu(OH)2、Fe(OH)3
(2) Fe—2e—=Fe2+ 3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
(3)Pd2++H2O2+6Cl—+2H+=PdCl+2H2O
(4)过量NH4Cl(aq)可以使溶液中PdCl完全转化为(NH4)2PdCl6沉淀
(5) (NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl 2:1:2
【解析】
【分析】
由题给流程可知，向电解液中加入氢氧化钠溶液，中和硝酸，将溶液中硝酸银、硝酸铁、硝酸铜转化为氢氧化银、氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，硝酸钯不反应，过滤得到滤渣1和硝酸钯和硝酸钠的滤液；向滤液中加入盐酸和过氧化氢的混合溶液，将溶液中钯离子转化为六氯合钯离子后，加入氯化铵溶液，将六氯合钯离子转化为六氯合钯酸铵沉淀，过滤得到滤液2和六氯合钯酸铵；六氯合钯酸铵与合适还原剂反应得到钯。
(1)
由分析可知，滤渣1的主要成分为氢氧化银、氢氧化铁、氢氧化铜，故答案为：Cu(OH)2、Fe(OH)3；
(2)
电解精炼银时，粗银做精炼池的阳极，粗银中比银活泼的铁在阳极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，放电生成的亚铁离子在酸性溶液中与硝酸根离子反应生成铁离子、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，所以电解精炼银的电解液中含有铁离子，故答案为：Fe—2e—=Fe2+；3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
(3)
由题意可知，氧化时硝酸钯与加入的盐酸和过氧化氢溶液反应转化为六氯合钯离子，反应的离子方程式为Pd2++H2O2+6Cl—+2H+=PdCl+2H2O，故答案为：Pd2++H2O2+6Cl—+2H+=PdCl+2H2O；
(4)
加入过量氯化铵溶液，溶液中铵根离子浓度增大，有利于六氯合钯离子完全转化为六氯合钯酸铵沉淀，提高钯的产率，故答案为：过量NH4Cl(aq)可以使溶液中PdCl完全转化为(NH4)2PdCl6沉淀；
(5)
由题意可知，氢气与六氯合钯酸铵共热反应生成钯、氨气和氯化氢，反应的化学方程式为(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl；设HCOOH、N2H4·H2O、H2与六氯合钯酸铵共热反应生成等物质的量的钯时的物质的量分别为amol、bmol、cmol，由得失电子数目守恒可得：amol×2= bmol×2×2=cmol×2，则三种还原剂的物质的量比为2:1:2，故答案为：(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl；2:1:2。
7．(1)制造光导纤维(或制造玻璃等)
(2)BC
(3)
(4)
(5) 生成气体，密闭容器容易爆炸 生成的CO能还原ZnO 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
【解析】
【分析】
烟道灰加入稀硫酸酸浸，二氧化硅不反应成为料渣Ⅰ，铁、铜、锰转化为相应的硫酸盐；次氯酸钠具有强氧化性，加入次氯酸钠，二价锰被氧化生成沉淀，溶液加入锌、氧化锌、碳酸锌（能和氢离子反应且不引入新杂质）等调节pH使三价铁转化为氢氧化铁沉淀分离除去；得到溶液加入硫化锌除铜得到料渣Ⅱ，得到溶液加入草酸铵得到草酸锌晶体，最终生成纳米氧化锌。
(1)
由几种氧化物的组成知，不与稀硫酸反应，料渣Ⅰ是，可以作光导纤维，制造水泥、玻璃等；
(2)
调pH时加入的物质需要中和氢离子，使反应生成氢氧化铁沉淀，且不能引入新的杂质，所以加入的X可以是氧化锌和碳酸锌，选BC；
(3)
的还原产物是，由流程图知的氧化产物是，可得，根据原子守恒和电荷守恒，确定反应物中应有水，生成物中应有，由此写出相应的离子方程式：；
(4)
因，，则；
(5)
①的摩尔质量为，的物质的量为0.1 mol，加热过程中，先失去结晶水，然后分解得到ZnO，的质量为15.3 g，故A点对应物质是，的质量为8.1 g，故B点对应物质为ZnO，则A转化为B的过程中反应中锌元素化合价不变生成氧化锌，碳元素一部分化合价升高生成二氧化碳、一部分化合价降低生成一氧化碳，反应的化学方程式为；反应中生成气体，密闭容器因气体产物不能扩散开而容易发生爆炸，且生成的CO能还原ZnO生成锌单质；
②胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系，可以发生丁达尔现象；确定ZnO属于纳米材料的方法是取适量的ZnO放入烧杯中，加入适量水并充分搅拌制备胶体，然后做丁达尔效应实验。
8．(1)充分焙烧除去废料中的有机物
(2) (NH4)2PdCl4
(3)Pd(OH)2+2NaOH=Na2Pd(OH)4
(4) 本题由二氯二氨合钯[Pd(NH3)2Cl2]为原料制备，整个流程钯没有损失，尤其沉钯操作，控制100℃，，此时c(OH-)=0.01mol/L，可以使溶液中钯浓度降到，低于，损失可以忽略不计，故收率达99% 沉淀D为Pd(OH)2，洗净后用盐酸溶解，再蒸干烘烤HCl易挥发，不引入杂质，所以产品纯度>99.95%
【解析】
【分析】
向Pd(NH3)2Cl2中加盐酸进行酸溶得到(NH4)2PdCl4，加入氯酸钠溶液发生氧化还原反应得到氮气、氯气，向含有[PdCl4]2-的溶液中加入10%的氢氧化钠溶液调节pH=10并加热，得到氢氧化钯沉淀，氢氧化钯沉淀中加入浓盐酸并加热，然后蒸干、烘干5h得到PdCl2。
(1)
工业废料中含有大量的有机物，会影响钯的提取，所以需先粉碎后，再充分灼烧以除去有机物。
(2)
结合题目给出含钯物质为二氯二氨合钯，可知钯为四配位物质，所以后续物质中充分考虑钯的配位数，则液体A的主要溶质为(NH4)2PdCl4；结合给出的气体成分之一为，可知是被氧化生成，则为氧化剂，另一单质只能是，故氯气与热的浓碱反应的化学方程式为：，循环利用的物质为；由A生成B和C的离子反应为。
(3)
控制，沉淀D为Pd(OH)2，pH升高，溶液中钯含量会增加，说明Pd(OH)2在过量碱中溶解了，结合(1)问中钯的四配位，反应为Pd(OH)2+2NaOH=Na2Pd(OH)4。
(4)
本题由二氯二氨合钯[Pd(NH3)2Cl2]为原料制备，整个流程钯没有损失，尤其沉钯操作，控制100℃，，此时c(OH-)=0.01mol/L，，可以使溶液中钯浓度降到，低于，损失可以忽略不计，故收率达99%；沉淀D为Pd(OH)2，洗净后用盐酸溶解，再蒸干烘烤HCl易挥发，不引入杂质，所以产品纯度>99.95%。
9．(1)增大接触面积，加快反应速率
(2)
(3) 2.8 无
(4)
(5)使平衡正向移动，将转化为，同时增大的浓度
(6)81.9
【解析】
【分析】
本题主要考查由废钒催化剂制备五氧化二钒的工艺流程，向废钒催化剂中加入稀硫酸进行酸浸，将和与稀硫酸反应分别生成和，Fe2O3转化为Fe2(SO4)3，NiO转化为NiSO4，过滤后的滤渣1，主要成分为SiO2，加入FeSO4是将转化为，加入H2O2是将过量的Fe2+全部转化为Fe3+便于后续调pH步骤中除去，过滤得滤渣2，主要成分为Fe(OH)3，滤液2中加入萃取剂，萃取出含有钒微粒，再进行反萃取后得到含钒的溶液，加入H2SO4和KClO3的目的是将低价态的钒氧化为+5价的钒，经过加入NH4Cl和NH3后析出NH4VO3沉淀，过滤洗涤最后灼烧沉淀得V2O5，据此分析解题。
(1)
“酸浸”前，需对废钒催化剂进行粉碎预处理，其目的是增大接触面积，加快反应速率，故答案为：增大接触面积，加快反应速率；
(2)
“还原转化”中加入的目的是将转化为，根据氧化还原反应配平可知，该反应的离子方程式为：，故答案为：；
(3)
当时，根据的公式可知，溶液中的，，计算可得，，因为，所以无生成，故答案为：2.8；无；
(4)
将氧化为的过程中，中氯元素得电子被还原为，根据氧化还原反应配平可得其离子方程式为，故答案为：；
(5)
溶液中存在平衡，通入氨气，溶液中浓度增大，消耗了，该平衡正向移动，从而使尽可能都转化为，故答案为：使平衡正向移动，将转化为，同时增大的浓度；
(6)
“氧化2”过程中将氧化成，便于后续沉钒，进而实现钒的回收，相关的离子方程式为。100g待处理样品中，，则，即；，由于，故，则该工艺中钒的最大回收率为，故答案为：81.9。
10．(1)Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2
(2)Fe3+
(3) Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+ ACD 10-2.9
(4) Al3+、Fe2+、Mg2+ Cl2 溶浸
(5)SbCl+3e-=Sb+4Cl-
【解析】
【分析】
“溶浸”时反应的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2，含有Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成对应的氯化物，SiO2不反应形成浸出渣，加入Sb将Fe3+还原为Fe2+，Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2OSbOCl+2H+，加入HCl酸溶生成SbCl，最后电解得到Sb；
(1)
“溶浸”时氧化产物是S，则S元素化合价升高，Fe元素化合价降低，Sb2S3被氧化的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2；
(2)
“还原”时加入Sb的目的是将Fe3+还原，防止其发生水解反应，提高产物的纯度；
(3)
①“水解”生成SbOCl，Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+；
②A．该水解反应是吸热反应，升高温度可促进反应进行，A选；
B．水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+，增大c(H+)即增大生成物浓度，平衡逆向移动，B不选；
C．水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+，增大c(Cl-) 即增大反应物浓度，平衡正向移动，可促进水解，C选；
D．加入Na2CO3粉末可消耗H+，c(H+)减小使平衡正向移动，可促进水解，D选；
故选：ACD；
③Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，，c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1，则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)∙ c(OH-)3=1.0×10-5×(10-10.8)3=1.0×10-,37.4，“水解”时需控制溶液pH=2.5，，；
(4)
Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成FeCl3、AlCl3、MgCl2，加入Sb将Fe3+还原为Fe2+，“滤液”中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+、Mg2+；向“滤液”中通入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，即通入足量Cl2，再将滤液pH调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀，将沉淀溶于浓盐酸后，反应生成FeCl3，产物FeCl3可返回溶浸工序循环使用；
(5)
Sb可由SbCl电解制得，Sb得电子发生还原反应，则阴极的电极反应式为SbCl+3e-=Sb+4Cl-。
11．(1)高钒炉渣粉碎
(2) CO2 NH3 Fe2O3
(3)5
(4)
(5)或
(6) 正 V2++2e-=V
【解析】
【分析】
高钒炉渣加入氯酸钾高温氧化将转化为氧化铁、；碳酸钠显碱性，加入碳酸钠焙烧，得到钒、铝、硅的钠盐和二氧化碳气体，氧化铁不反应；加入氢氧化钾浸取，氧化铁不反应，得到滤渣1为氧化铁；加入碳酸氢铵调节pH值除去硅、铝，分离出钒的铵盐沉淀，热解生成氨气Y和；和硅铁、氧化钙高温得到粗钒；
(1)
对高钒炉渣粉碎增加反应物之间的接触面积可加快反应速率；
(2)
由分析可知，气体X、气体Y和滤渣1的化学式分别为CO2、NH3、Fe2O3；
(3)
“高温氧化”过程中，若有1mol被氧化，二价铁转化为三价铁、三价钒转化为五价钒，则转移电子数为（1+2×2）NA=5 NA；
(4)
“焙烧”时和碳酸钠反应生成偏铝酸钠和二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为；
(5)
由流程可知，硅参与“高温还原”反应将钒还原出来生成二氧化硅，二氧化硅与氧化钙生成硅酸钙，反应为或；
(6)
“粗钒”中含少量铁和硅，工业上通过电解精炼“粗钒”可得到99.5%的纯钒，则粗钒应该在电解池的阳极溶解，纯钒在阴极生成，故粗钒”应连接电源的正极，阴极的电极反应式为V2++2e-=V。
12．(1)H2SO4
(2) 过滤 SiO2
(3)取滤液少许于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2+(或滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2+)
(4) 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(5)将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，防止Al3+沉淀
【解析】
【分析】
本工艺流程是用炼铝厂的废料来制备明矾，根据题干流程图可知，酸浸是向废料中加入稀硫酸，发生的反应有：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、FeO∙xFe2O3+(3x+1)H2SO4=FeSO4+xFe2(SO4)3+(3x+1)H2O，进行操作I为过滤，的滤渣1为SiO2，滤液即溶液A中主要含有Fe2+、Fe3+和Al3+，加入KMnO4将Fe2+转化为Fe3+，加碱调节pH到3，将Fe3+完全沉淀，后过滤得到滤渣2为Fe(OH)3，滤液即溶液B中主要含有Al3+、K+、、，在滤液中加入适量MnSO4，将转化为MnO2，反应原理为：3Mn2++2+2H2O=5MnO2↓+4H+，过滤得MnO2，滤液即溶液C中主要含有K+、Al3+和，再加入适量的K2SO4后蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤，干燥即得纯净的明矾，据此分析解题。
(1)
本工艺流程的目的是制备明矾，为不引入新的杂质，由分析可知，“酸浸”过程中的应选择H2SO4，适当增大酸的浓度、将废料粉碎可提高浸出速率，故答案为：H2SO4；
(2)
由分析可知，操作Ⅰ的名称是过滤，浸渣1的主要成分是SiO2，故答案为：过滤；SiO2；
(3)
根据Fe3+和Fe2+的检验方法可知，检验溶液A中是否存在Fe2+即含有Fe3+溶液中是否含有Fe2+的实验操作为：取滤液少许于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2+(或滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2+)，故答案为：取滤液少许于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2+(或滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2+)；
(4)
由题干炼铝厂废料的主要成分可知，将炼铝厂废料投入氢氧化钠溶液中生成气体是Al和NaOH溶液反应，则该反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由分析可知，在溶液A中加入酸性高锰酸钾的目的是将Fe2+全部转化为Fe3+，根据氧化还原反应配平原则可知，该过程发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O ，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
(5)
由题干表中数据信息可知，pH=3是Fe3+已经完全沉淀，而Al3+还未开始沉淀，故调节pH=3的目的是将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，防止Al3+沉淀，故答案为：将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，防止Al3+沉淀。
13．(1)防止在酸性条件下被氧化生成，导致被浸出
(2) 会释放出氮氧化物(或、)，造成环境污染
(3) 3.3~5.9
(4)比值小于1.3时，镉置换率低；比值大于1.3时，锌粉用量增大，镉置换率提升不大，且锌粉过多会消耗更多的
【解析】
【分析】
铜镉废渣(含、、、等单质)加入稀硫酸溶解，铜不与稀硫酸反应，镉与稀硫酸反应生成硫酸镉、锌与稀硫酸反应生成硫酸锌、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，过滤后向滤液中加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，再加入氧化锌调节溶液pH在3.3~5.9之间，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，过滤后向滤液中加入锌置换出镉，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠熔炼，过量的锌转化为Na2ZnO2，镉不反应。
(1)
“浸出”时的目的是将废渣中的铜以铜渣的形式除去，而不能转化为铜离子，而在酸性条件下铜与氧气发生反应：4H++O2+2Cu=2Cu2++2H2O，“浸出”时通入氮气而不是通入空气进行搅拌的原因是：防止在酸性条件下被氧化生成，导致被浸出。
(2)
“氧化”时加入过氧化氢的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：；硝酸作氧化剂参与氧化还原反应时通常得到氮氧化物(如NO、NO2)，会造成环境污染，因此工业生产中不选用。
(3)
调节pH的目的是将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去而锌离子不沉淀，依据表格数据可知，“调pH”时控制溶液pH的范围是：3.3~5.9；对比流程前后可知，该步骤的目的是将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，而锌离子、镉离子不沉淀，因此“滤渣”的主要成分是：。
(4)
置换时选择加入锌的目的是置换出镉，理论上锌与镉离子的物质的量之比为1:1，而实际生产中选择1.3，结合图像可知，选择超过1的原因就是为了提高镉置换率，当超过1.3后镉置换率的提升不大，但锌的用量会增大，同时后续熔炼过程中消耗氢氧化钠的量也会增大，提高了生产的成本，故实际生产中选择。
14．(1)A
(2) AB CD
(3)3+4+26H+=6+8Cr3++13H2O
(4) 不能 阳极产生的Cu2+不能使还原到第价态
(5)在阴极上溶液中H+得到电子变为H2，导致阴极附近溶液中c(H+)降低，故溶液的pH升高
【解析】
【分析】
某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，同时Cr3+被氧化为，加NaOH溶液调节pH=8，则Fe3+、A13+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，过滤，滤液中主要含有、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把还原为Cr3+，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4，以此解答。
(1)
加氧化剂主要目的是把Fe2+氧化为Fe3+，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O2，故合理选项是A；
(2)
根据表中数据可知：pH=8时，Fe3+、A13+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀， 则Fe3+、A13+被除去，故合理选项是AB；通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+，则被交换除去的离子是Ca2+和Mg2+，故合理选项是CD；
(3)
每消耗0.8 mol转移4.8 mol e-，则1 mol转移6 mol电子，所以被还原生成Cr3+，被氧化为，则根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：3+4+26H+=6+8Cr3++13H2O；
(4)
若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是Cu2+，该离子不具有还原性，不能和之间发生反应，即阳极产生的Cu2+不能使还原到低价态；
(5)
在阴极上H+得到电子变为H2，导致阴极附近溶液中c(H+)降低，因而溶液的pH升高。
15．(1)4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3胶体+8KOH+3O2↑
(2)大于
(3)4：5
(4)高铁酸盐在酸性较强时不稳定容易分解，与氨氮作用时间短难以除去
(5)pH=5时，锌元素以Zn2+存在，pH=10时，锌元素几乎都以Zn(OH)2存在，Zn(OH)2被高铁酸钾水解生成的Fe(OH)3捕集
(6)纳米铁失去电子生成Fe2+，Fe2+失去电子生成Fe3O4，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2
(7)NO在纳米铁表面被还原为NH
【解析】
【分析】
由题给流程可知，硝酸铁与过量氢氧化钠和次氯酸钠混合溶液反应，过滤得到含有氯化钠和次氯酸钠的滤渣和含有高铁酸钠的滤液；向滤液中加入过量饱和氢氧化钾溶液，将高铁酸钠转化为高铁酸钾沉淀，过滤得到高铁酸钾。
(1)
由题给信息可知，高铁酸钾在水溶液中与水反应生成氢氧化铁胶体、氢氧化钾和水，反应的化学方程式为4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3胶体+8KOH+3O2↑，故答案为：4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3胶体+8KOH+3O2↑；
(2)
由分析可知，向含有高铁酸钠的滤液中加入过量饱和氢氧化钾溶液能将高铁酸钠转化为高铁酸钾沉淀说明高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾，故答案为：大于；
(3)
铁元素的原子序数为26，失去2个电子得到价电子排布式为3d6的亚铁离子，离子中含有4个不成对电子，失去3个电子得到价电子排布式为3d5的铁离子，离子中含有5个不成对电子，则亚铁离子与铁离子的不成对电子数之比为4：5，故答案为：4：5；
(4)
由题给信息可知，高铁酸盐在酸性较强时不稳定容易分解，用高铁酸钾去除氨氮(NH3—N)废水时，高铁酸钾分解，导致与氨氮作用时间短难以除去，所以溶液pH越大氨氮的去除率越大，故答案为：高铁酸盐在酸性较强时不稳定容易分解，与氨氮作用时间短难以除去；
(5)
由题意知，含锌废水中锌离子的浓度为≈1.85×10—6mol/L，当溶液pH为5时，反应的浓度熵Qc=1.85×10—6mol/L×(1×10—9mol/L)2=1.85×10—24＜Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，溶液中没有氢氧化锌沉淀生成，当溶液pH为10时，反应的浓度熵Qc=1.85×10—6mol/L×(1×10—4mol/L)2=1.85×10—14＞Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，溶液中有氢氧化锌沉淀生成，由题给信息可知，K2FeO4与H2O反应生成Fe(OH)3的过程中，可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀，所以pH=10时锌的去除率比pH=5时大得多，故答案为：pH=5时，锌元素以Zn2+存在，pH=10时，锌元素几乎都以Zn(OH)2存在，Zn(OH)2被高铁酸钾水解生成的Fe(OH)3捕集；
(6)
由图可知，纳米铁还原NO的过程为纳米铁失去电子生成Fe2+，Fe2+失去电子生成Fe3O4，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2，故答案为：纳米铁失去电子生成Fe2+，Fe2+失去电子生成Fe3O4，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2；
(7)
由图可知，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2，水中总氮浓度下降不明显说明NO在纳米铁表面被还原为NH，故答案为：NO在纳米铁表面被还原为NH。
一、工业流程题（15题）
1．金属钨用途极其广泛，可用于制造灯丝、超硬模具和光学仪器等。工业上常以白钨矿(主要成分是、含有、等杂质)为原料制取，进一步制取。工艺流程如图：
已知：钨酸酸性弱，难溶于水；、完全沉淀的分别为8、5。
回答下列有关问题：
(1)白钨矿粉与盐酸反应过程中，需要不断地搅拌，其原因为___________。
(2)滤渣C的成分为___________(填化学式)，主要用途是用来制备___________。
(3)“操作3"的具体方法为___________、___________、过滤、洗涤、干燥；写出从溶液B到仲钨酸铵的反应的化学方程式：___________。
(4)写出白钨矿与纯碱反应的主要化学方程式：___________。
(5)溶液F调为8的目的是___________。
(6)黑钨矿也是获取钨的一个重要来源，其主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成和。写出黑钨矿中与纯碱、空气高温熔融生成时的反应的化学方程式：___________。
2．硫酸锰可以用作合成脂肪酸的催化剂，还可用于造纸、陶瓷、印染、矿石浮选等行业。一种以菱锰矿(主要成分为MnCO3，含有少量的氧化亚铁、氧化铝、氧化钙、氧化镁)与浓硫酸为原料制备MnSO4•4H2O的工艺流程如图：
已知：①Ksp(MgF2)=6.4×10-11，Ksp(CaF2)=3.6×10-10；
②温度不高时，菱锰矿与浓硫酸反应不易进行；
③液固比是指矿浆中水溶液的质量与固体物料的质量的比，传统工艺中，液固比通常为(5.6~6)：1
(1)提高酸浸速率的措施有___(任写一条)。
(2)氧化时发生反应的离子方程式为___、___。
(3)“滤渣1”的成分是___(写化学式)。
(4)“酸浸”过程在反应初期不需要额外加热，而在反应后期需要额外加热的原因是___。
(5)除杂时，若使溶液中Mg2+、Ca2+沉淀完全(离子浓度小于1×10-5mol·L-1时，即可认为该离子沉淀完全)，需维持c(F-)不低于____mol·L-1。
(6)生产工艺中的液固比通常会影响金属的浸出率，液固比对锰浸出率的影响如表所示。
液固比
3：1
3.5：1
4：1
4.5：1
5：1
5.5：1
5.6：1
5.8：1
6：1
锰浸出率/%
58.7
73.6
87.3
91.8
98.3
98.3
98.3
98.3
98.4
该工艺中应选择的液固比为____，与传统工艺相比，选择该液固比的优点为____。
3．Pb位于元素周期表第六周期第IVA族，其化合物广泛运用于电池工业、机械制造、特殊玻璃等。某化工厂原以生产PbCO3、PbS为主。现利用废弃铅料，主要成分为PbO2和PbO(PbO溶于稀硝酸)，含少量Fe2O3，联合生产三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，其相对分子质量为990)和PbO2，设计路线如下：
回答下列问题：
(1)加稀硝酸溶液之前，将废弃铅料在球磨机中磨成粉末，目的是___________
(2)加CS2的目的是溶解固体中的___________(填化学式)，加PbS发生的化学反应方程式为___________
(3)滤液加PbCO3的作用是___________，有人提出达到预期的pH后，应小火煮沸一段时间，再过滤，这样做的目的是___________
(4)制备三盐基硫酸铅时，将n(PbSO4)：n(NaOH)=4：6配比制成浆糊状，在室温下搅拌60min制得，其产品纯度的影响因素很多，其中反应终点pH对产品中PbO和SO3含量的影响如下图(将PbSO4看作是PbO和SO3，经测定三盐基硫酸铅中PbO理论含量90.10％、SO3理论含量8.08％)：
则反应终点控制pH的范围是___________(填序号)。
A．<8.4 B．8.4~8.8 C．8.8~9.2 D．>9.2
(5)PbO转化为PbO2发生的离子反应方程式为___________
(6)若akg废料最终制备得到bkg三盐基硫酸铅和ckgPbO2，假设加入的PbCO3刚好抵消流程中损耗的铅元素，则原废料中铅元素的含量为___________(用含a、b、c的代数式表示)。
4．某小组探究利用工业废水分离回收铁、铝元素并制备晶体。工业废水成分如表所示。
工业废水主要离子质量浓度
离子
质量浓度(mg/L)
已知：
回答下列问题：
(1)“氧化”过程中所涉及的离子方程式为___________。
(2)检验“氧化”过程是否完成的试剂为___________(名称)。
(3)分析图乙、丙可推测，石灰除铁最佳的条件为___________。
(4)滤渣II为___________，离子方程式可表示为___________。
(5)判断滤渣III洗涤干净的操作为___________。
(6)锌元素的提取率为___________(保留三位有效数字)。
5．钼酸铵[(NH4)2MoO4]是生产高纯度钼制品、钼催化剂、钼颜料等的基本原料。一种以钼精矿(主要含MoS2，还含有少量SiO2、As、Sn、P、Cu、Pb、CaO)为原料制备钼酸铵的工艺流程如图所示：
已知：钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系为：回答下列问题：
(1)(NH4)2MoO4中Mo元素的化合价为_______价。
(2)“氧化焙烧”时MoS2转化为MoO3，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______；气体A对环境的主要危害是_______。
(3)“除铜”时选择在60～80℃的条件下进行的原因为_______。
(4)“沉淀”过程中加入H2SO4调节溶液pH=2.1，则所得沉淀的化学式为_______，加入氨水后生成(NH4)2MoO4的化学方程式为_______。
(5)(NH4)6Mo7O24·4H2O的热重曲线如图所示：
已知A点失重的原因是生成H2O，则1 mol (NH4)6Mo7O24·4H2O在A点失去H2O的物质的量为_______，B点所得的物质为_______(填化学式)。
6．钯(Pd)广泛应用于现代工业的各个领域，但资源非常有限。工业上从电解精炼银的电解液[主要含AgNO3、Pd(NO3)2、Cu(NO3)2、Fe(NO3)3、HNO3]中回收钯的工艺流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)已知：阳离子杂质在“调节pH”时均已除去。则“滤渣1”的主要成分除AgOH(或Ag2O)外，还有___________(填化学式)。
(2)电解精炼银与电解精炼铜的原理相似，试从电解精炼铜的角度分析电解精炼银的电解液中含有Fe3+的原因：___________、___________(用电极反应式和离子方程式回答)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。
(4)"沉淀”时加入的NH4Cl(aq)需过量，目的为___________。
(5)“还原"时，可选用HCOOH、N2H4·H2O或H2作还原剂，写出H2热还原(NH4)2PdCl6的化学方程式：___________；当与足量的(NH4)2PdCl6反应得到等量的Pd时。消耗HCOOH、N2H4·H2O、H2的物质的量之比为___________。(已知：HCOOH、N2H4·H2O、H2的氧化产物均为无污染的物质)
7．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、CuO、、MnO等)为原料制备纳米ZnO的流程如图所示。已知常温时。回答下列问题：
(1)料渣I成分的用途是________(答一种即可)。
(2)调pH加入的X可能是___________。
A．NaOH B．ZnO C． D．
(3)写出氧化过程中生成发生反应的离子方程式：_______。
(4)除铜原理为，若常温时溶液中，则_______。
(5)草酸锌晶体()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_____，此反应不能在密闭容器中进行，原因有两点：______、______；
②实验室中证明得到的ZnO是纳米材料的方法是______。
8．氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛。将石油化工工业废料置于破碎机中进行破碎，破碎后置于高温焙烧炉中焙烧，经过一系列处理得到二氯二氨合钯。下述制取氯化钯流程简单易操作，无污染，收率达99%，且产品纯度>99.95%。已知100℃时，。
回答下列问题：
(1)将工业废料破碎后，焙烧的目的是_______。
(2)液体A的主要溶质为_______，“气体B”成分之一为，另一单质气体用热浓烧碱回收，可循环利用的物质为_______，液体C中钯以形式存在，写出由A生成B和C的离子方程式：_______。
(3)加NaOH溶液需控制，得到沉淀D，如，上层清液E中钯含量升高，写出对应的化学方程式：_______。
(4)已知，分析本流程中收率达99%的原因是_______。产品纯度>99.95%的原因是_______。
9．五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、等)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下：
已知：
①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。
②溶液中与可相互转化：，且为沉淀。
(1)“酸浸”前，需对废钒催化剂进行粉碎预处理，其目的是___________。
(2)“还原转化”中加入的目的是将转化为，写出反应的离子方程式：___________。
(3)加入的目的是将过量的转化为。“氧化1”后，溶液中含有的金属阳离子主要有、、，调节使离子沉淀，若溶液中，则调节溶液的最小值为___________可使沉淀完全(离子浓度≤时沉淀完全)，此时___________(填“有”或“无”)沉淀生成。{假设溶液体积不变，，，}
(4)“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。
(5)“沉钒”时，通入氨气的作用是___________。
(6)若该废钒催化剂中的含量为10%(原料中所有的钒已换算成)。取100g待处理样品，按照上述流程进行实验。当加入溶液时，溶液中的钒元素恰好完全反应，则该工艺中钒的回收率是___________%(假设与反应后的操作步骤中钒元素无损失)。
10．锑(Sb)不用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺如下：
已知：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+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH
2.2
3.7
7.5
9.6
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
3.2
4.7
9.0
11.1
回答下列问题：
(1)“溶浸”时氧化产物是S，Sb2S3被氧化的化学方程式为___________。
(2)“还原”时加入Sb的目的是将___________还原，提高产物的纯度。
(3)“水解”时需控制溶液pH=2.5。
①Sb3+发生水解的离子方程式为___________。
②下列能促进该水解反应的措施有___________(填字母)。
A．升高温度 B．增大c(H+) C．增大c(Cl-) D．加入Na2CO3粉末
③为避免水解产物中混入Fe(OH)3，Fe3+浓度应小于___________mol·L-1。
(4)“滤液”中含有的金属阳离子有___________。向“滤液”中通入足量___________(填化学式)气体，再将滤液pH调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀。将沉淀溶于浓盐酸后，产物可返回___________工序循环使用。
(5)Sb可由SbCl电解制得，阴极的电极反应式为___________。
11．金属钒主要用于冶炼特种钢，被誉为“合金的维生素”。人们在化工实践中，以高钒炉渣(其中的钒以、等形式存在，还有少量的、等)为原料提取金属钒的工艺流程如下图所示。
提示：①钒有多种价态，其中+5价最稳定；②在碱性条件下可转化为。
(1)试列举可加快“高温氧化”速率的措施_______(填一措施即可)。
(2)气体X、气体Y和滤渣1的化学式分别为_______、______、_______。
(3)“高温氧化”过程中，若有1mol被氧化，则转移电子数为______。
(4)试写出“焙烧”时发生反应的化学方程式为______。
(5)硅参与“高温还原”反应的化学方程式为_______。
(6)钒比铁的金属性强，“粗钒”中含少量铁和硅，工业上通过电解精炼“粗钒”可得到99.5%的纯钒，以熔融电解质，则“粗钒”应连接电源的___极，阴极的电极反应式为______。
12．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料(主要含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如图：
(1)“酸浸”过程中的应选择____(写酸的化学式)，适当增大酸的浓度、将废料粉碎可提高浸出速率。
(2)操作Ⅰ的名称是___，浸渣1的主要成分是____。
(3)检验溶液A中是否存在Fe2+的实验操作是____。
(4)将炼铝厂废料投入氢氧化钠溶液中生成气体的化学方程式是____，在溶液A中加入酸性高锰酸钾发生反应的离子方程式为____。
(5)已知：生成氢氧化物沉淀的pH如表所示
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
调节pH=3的目的是____。
13．镉()可用于制作发光电子组件。以铜镉废渣(含、、、等单质)为原料制备镉的工艺流程如下：
浸出后的溶液中含有、、等金属离子，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的(开始沉淀的按金属离子浓度为计算)如下表：
氢氧化物
开始沉淀的
1.5
5.9
7.2
沉淀完全的
3.3
8.9
9.9
(1)“浸出”时通入氮气而不是通入空气进行搅拌的原因是___________。
(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________。也能氧化，工业生产中不选用的原因是___________。
(3)“调”时控制溶液的范围是___________，“滤渣”的主要成分是___________(填化学式)。
(4)“置换”时发生的反应为。
与的关系如图所示。实际生产中选择的原因是___________。
14．重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。
I．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。为回收利用，通常采用如下流程处理：
注：常温下，部分用离子以氢氧化物形式完全沉淀时所需的pH，如下表：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Al(OH)3
Cr(OH)3
pH
3.7
9.6
11.1
8
9
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是___________(填字母，下同)。A．Na2O2 B．HNO3 C．FeCl3 D．KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH=8时，除去的离子是_______(填写下面选项字母)。已知钠离子交换树脂的原理：，此步操作被交换除去的杂质离子是________。(填写下面选项字母)
A．Fe3+ B．Al3+ C．Ca2+ D．Mg2+
(3)还原过程在酸性条件下进行，每消耗0.8 mol转移4.8 mole-，该反应离子方程式为___________。
II．酸性条件下，六价铬主要以形式存在，工业上常用电解法处理含的废水，该法用Fe作电极电解含的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，并产生Cr(OH)3。
(4)电解时能否用Cu电极来代替Fe电极？_______(填“能”或“不能”)，理由是_______。
(5)在阴极附近溶液pH升高的原因是___________。
15．I．(高铁酸钾(K2FeO4)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶于浓碱(或KOH)溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH)3胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl2、KMnO4等。工业上湿法制备K2FeO4的流程如图：
(1)高铁酸钾与水反应的化学方程式____。
(2)工业上湿法制备K2FeO4的流程中，请比较该条件下Na2FeO4和K2FeO4的溶解度大小：Na2FeO4____K2FeO4。
(3)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为____。
II．高铁酸盐等具有强氧化性，溶液pH越小氧化性越强，可用于除去废水中的氨、重金属等。K2FeO4的稳定性与pH关系如图1所示，用K2FeO4去除某氨氮(NH3—N)废水，氨氮去除率与pH关系如图2所示；用K2FeO4处理Zn2+浓度为0.12mg·L-1的含锌废水{Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17}，锌残留量与pH关系如图3所示(已知：K2FeO4与H2O反应生成Fe(OH)3的过程中，可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀)。
(4)图2中，pH越大氨氮的去除率越大，其原因可能是____。
(5)图3中，pH=10时锌的去除率比pH=5时大得多，其原因是____。(从锌的存在形态的角度说明)。
Ⅲ．石墨烯负载纳米铁也能迅速有效地还原污水中的NO，纳米铁还原废水中NO的可能反应机理如图4所示。
(6)纳米铁还原NO的过程可描述为____。
(7)经检验，污水经处理后，水体中NO、NO浓度很小，但水中总氮浓度下降不明显，原因是____。
参考答案：
1．(1)钨酸难溶于水，防止生成的钨酸附着在矿粉上，影响反应速率
(2) 光导纤维(或晶体硅)
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶 ↑
(4)↑
(5)使转化为难溶的除去
(6)↑
白钨矿主要成分是，含有、等杂质；用盐酸溶解白钨矿生成沉淀、氯化铁、氯化钙，难溶于盐酸，过滤，难溶物A中含有、，用氨水溶解生成溶液，难溶于氨水，过滤出，溶液B加热浓缩、冷却结晶、过滤得；白钨矿和碳酸钠在高温条件下发生反应↑、↑，混合物E中含有 、 、，加水溶解，过滤出，溶液F是、，调节pH=8生成沉淀，过滤除去，滤液加盐酸，生成沉淀。和煅烧生成，用氢气还原得金属W。
(1)
与盐酸反应生成难溶于水的，会附着在矿粉上，减慢反应速率，所以需要不停地搅拌；
(2)
难溶物A中含有、，用氨水溶解生成溶液，难溶于氨水，滤渣C的成分为，主要用途是用来制备光导纤维；
(3)
“操作3"是从溶液中获得，具体方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；从溶液到仲钨酸铵的反应的化学方程式↑+6H2O；
(4)
白钨矿粉的主要成分为，高温下与的反应方程式为↑；
(5)
完全沉淀的分别为8，溶液F调为8的目的是使转化为难溶的除去；
(6)
写出黑钨矿中与纯碱、空气高温熔融生成、氧化铁、二氧化碳，反应的化学方程式为↑。
2．(1)粉碎矿石、适当升高浸取温度、增大浸取液浓度
(2) MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(3)Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO4
(4)反应初期，浓硫酸溶于水放出大量的热，随着反应的进行放出的热量逐渐减少，以至于反应后期难以维持较高温度，因此需额外加热
(5)1×10-6
(6) 5：1 保证较高锰浸出率的同时减少原料消耗
氧化时二氧化锰、空气(氧气)作氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子，离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，调节pH是为了将铁、铝元素转化成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，加入NaF生成CaF2沉淀，滤液为硫酸锰，经一些列操作后得到MnSO4•4H2O晶体；
(1)
为提高酸浸速率，可以采取的措施有粉碎矿石、适当升高浸取温度、增大浸取液浓度等。
(2)
由流程分析可知，二氧化锰、空气(氧气)作氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子，离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O和4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。
(3)
分析流程可知，调节pH是为了将铁、铝元素转化成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，故滤渣1的成分为氢氧化铁、氢氧化铝以及少量的硫酸钙。
(4)
根据已知信息②再结合浓硫酸的性质可知“酸浸”过程反应初期，利用浓硫酸溶于水时放出的溶解热足以维持反应的顺利进行，但随着反应的进行浓硫酸的溶解热逐渐减少，温度降低，难以维持反应顺利进行，故在反应后期需额外加热以使反应充分进行。
(5)
从溶度积来看氟化镁比氟化钙更难溶，当钙离子沉淀完全时镁离子一定沉淀完全，若使溶液中钙离子完全沉淀，由已知信息①得Ksp(CaF2)=3.6×10-10，所以需维持不低于。
(6)
观察题给表格可知，液固比为6：1时锰的浸出率最高，为98.4%，液固比为5：1时锰的浸出率为98.3%，与液固比为6：1时锰的浸出率相近，从节约原料方面分析，应选择的液固比为5：1；传统工艺中，液固比通常为(5.6~6)：1，与液固比为5：1的工艺相比，锰的浸出率提高的幅度基本可忽略不计，所以与传统工艺液固比相比选择5：1的液固比的优点为保证较高锰浸出率的同时减少原料消耗。
3．(1)增大接触面积，加快反应速率
(2) S
(3) 调节溶液pH，使铁离子沉淀 升高温度，促进Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，以便更彻底地去除Fe3+
(4)B
(5)
(6)
【解析】
(1)
将废弃铅料在球磨机中磨成粉末，可以增大反应物的接触面积，加快反应速率。
(2)
废料与稀硝酸的反应过程中，发生反应：；加入CS2的目的是溶解固体中的S。
(3)
滤液加PbCO3可以消耗溶液中的H+，调节溶液pH，促进Fe3+的水解平衡正向移动；达到目标pH后，煮沸一段时间可以升高温度，促进水解正向移动以更彻底地除去Fe3+。
(4)
因为三盐基硫酸铅中PbO理论含量90.10％、SO3理论含量8.08％，由图可知，应选择控制pH的范围在8.4~8.8，选B。
(5)
PbO被NaClO氧化为PbO2，反应式为。
(6)
三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O)中Pb的质量分数为，PbO2中Pb的质量分数为，由题可知，废料中Pb的质量正好等于两种产物中的Pb的质量，则废料中Pb的质量分数为。
4．(1)
(2)铁氰化钾
(3)
(4)
(5)取最后次洗涤液于试管中，先滴加稀硝酸酸化，再滴加溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净
(6)94.5%
由题干条件可知核心元素为Zn，说明Al和Fe元素必须分离出流程主线路。结合流程信息可以推知滤渣为，滤渣II为。
(1)
充入氧气的目的是将亚铁离子氧化成三价铁离子，因此离子方程式为；
(2)
检验“氧化”过程是否完成即检验溶液中是否还含有，检验离子的试剂为铁氰化钾；
(3)
由图像可知，当，时间为时，铁元素的去除率高，同时锌元素的损失率少；
(4)
滤渣II为，离子方程式为；
(5)
检验沉淀是否洗涤干净，可以检验沉淀表面是否含有，操作为：取最后一次洗涤液于试管中，先滴加稀硝酸酸化，再滴加溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净；
(6)
根据锌元素守恒可知：提取率为。
5．(1)+6
(2) 7：2 酸雨
(3)加快反应速率，同时提高钼的浸出率
(4) (NH4)2Mo4O13·2H2O (NH4)2Mo4O13·2H2O+6NH3·H2O=4(NH4)2MoO4+5H2O
(5) 5 mol MoO3
钼精矿(主要含MoS2，还有少量SiO2及As、Sn、P、Cu、Pb、CaO)通入空气焙烧得到各种元素的氧化物MoO3、As2O5、CuO、CaO、PbO、P2O5、SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2、N2等；MoO3、CuO、 CaO、SiO2加Na2CO3水溶液浸取，MoO3转化为，铜、锡、铅大多转化为氢氧化物，SiO2不反应，浸渣为SiO2、CuO、PbO等，浸出液含和少量Cu2+、Pb2+，加(NH4)2S净化，Cu2+、Pb2+转化CuS、 PbS沉淀，滤渣为CuS、PbS，滤液主要含，滤液中加NH4Cl、H2SO4形成(NH4)2Mo4O13·2H2O沉淀，后向沉淀中加入氨水，调整溶液的pH形成(NH4)2MoO4，然后冷却结晶得到( NH4)2MoO4。
(1)
根据化合物中元素化合价代数和为0，整体化合价为+1价，O化合价为-2价，则Mo的化合价为+6价；
(2)
“氧化焙烧”时MoS2转化为MoO3，S转化为SO2，根据氧化还原反应中电子守恒、原子守恒，可得该反应方程式为：2MoS2+7O22MoO3+4SO2，其中MoS2为还原剂，O2为氧化剂，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7：2；
煅烧产生的气体中含SO2会造成酸雨；
(3)
“除铜”时选择温度在60～80℃的条件下进行，这是由于反应温度高可以加快反应速率，但当温度超过80℃时，水分大量蒸发，导致Na2MoO4析出，使钼的浸出率降低；
(4)
根据钼盐溶液中含钼物种之间的平衡关系可知：当溶液pH=2.1时，1.2＜pH=2.1＜3.5，形成的沉淀为(NH4)2Mo4O13·2H2O；
(NH4)2Mo4O13·2H2O沉淀用氨水溶解，会转化为(NH4)2MoO4，该反应的化学方程式为：(NH4)2Mo4O13·2H2O+6NH3·H2O=4(NH4)2MoO4+5H2O；
(5)
1 mol (NH4)6Mo7O24·4H2O 的质量是1236 g，假设该物质加热失去水的物质的量是x，则，解得x=5 mol；
B点时1 mol固体质量减轻m=1236 g×(1-0.8156)=228 g，铵盐受热分解产生6 mol NH3，则产生H2O的物质的量为n(H2O)=，H元素完全变为气体逸出，固体中O元素的物质的量n(O)=(24+4) mol-7 mol=21 mol，则n(Mo)：n(O)=7：21=1：3，则该物质化学式是MoO3。
6．(1)Cu(OH)2、Fe(OH)3
(2) Fe—2e—=Fe2+ 3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
(3)Pd2++H2O2+6Cl—+2H+=PdCl+2H2O
(4)过量NH4Cl(aq)可以使溶液中PdCl完全转化为(NH4)2PdCl6沉淀
(5) (NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl 2:1:2
【解析】
【分析】
由题给流程可知，向电解液中加入氢氧化钠溶液，中和硝酸，将溶液中硝酸银、硝酸铁、硝酸铜转化为氢氧化银、氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，硝酸钯不反应，过滤得到滤渣1和硝酸钯和硝酸钠的滤液；向滤液中加入盐酸和过氧化氢的混合溶液，将溶液中钯离子转化为六氯合钯离子后，加入氯化铵溶液，将六氯合钯离子转化为六氯合钯酸铵沉淀，过滤得到滤液2和六氯合钯酸铵；六氯合钯酸铵与合适还原剂反应得到钯。
(1)
由分析可知，滤渣1的主要成分为氢氧化银、氢氧化铁、氢氧化铜，故答案为：Cu(OH)2、Fe(OH)3；
(2)
电解精炼银时，粗银做精炼池的阳极，粗银中比银活泼的铁在阳极失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，电极反应式为Fe—2e—=Fe2+，放电生成的亚铁离子在酸性溶液中与硝酸根离子反应生成铁离子、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，所以电解精炼银的电解液中含有铁离子，故答案为：Fe—2e—=Fe2+；3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；
(3)
由题意可知，氧化时硝酸钯与加入的盐酸和过氧化氢溶液反应转化为六氯合钯离子，反应的离子方程式为Pd2++H2O2+6Cl—+2H+=PdCl+2H2O，故答案为：Pd2++H2O2+6Cl—+2H+=PdCl+2H2O；
(4)
加入过量氯化铵溶液，溶液中铵根离子浓度增大，有利于六氯合钯离子完全转化为六氯合钯酸铵沉淀，提高钯的产率，故答案为：过量NH4Cl(aq)可以使溶液中PdCl完全转化为(NH4)2PdCl6沉淀；
(5)
由题意可知，氢气与六氯合钯酸铵共热反应生成钯、氨气和氯化氢，反应的化学方程式为(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl；设HCOOH、N2H4·H2O、H2与六氯合钯酸铵共热反应生成等物质的量的钯时的物质的量分别为amol、bmol、cmol，由得失电子数目守恒可得：amol×2= bmol×2×2=cmol×2，则三种还原剂的物质的量比为2:1:2，故答案为：(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl；2:1:2。
7．(1)制造光导纤维(或制造玻璃等)
(2)BC
(3)
(4)
(5) 生成气体，密闭容器容易爆炸 生成的CO能还原ZnO 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
【解析】
【分析】
烟道灰加入稀硫酸酸浸，二氧化硅不反应成为料渣Ⅰ，铁、铜、锰转化为相应的硫酸盐；次氯酸钠具有强氧化性，加入次氯酸钠，二价锰被氧化生成沉淀，溶液加入锌、氧化锌、碳酸锌（能和氢离子反应且不引入新杂质）等调节pH使三价铁转化为氢氧化铁沉淀分离除去；得到溶液加入硫化锌除铜得到料渣Ⅱ，得到溶液加入草酸铵得到草酸锌晶体，最终生成纳米氧化锌。
(1)
由几种氧化物的组成知，不与稀硫酸反应，料渣Ⅰ是，可以作光导纤维，制造水泥、玻璃等；
(2)
调pH时加入的物质需要中和氢离子，使反应生成氢氧化铁沉淀，且不能引入新的杂质，所以加入的X可以是氧化锌和碳酸锌，选BC；
(3)
的还原产物是，由流程图知的氧化产物是，可得，根据原子守恒和电荷守恒，确定反应物中应有水，生成物中应有，由此写出相应的离子方程式：；
(4)
因，，则；
(5)
①的摩尔质量为，的物质的量为0.1 mol，加热过程中，先失去结晶水，然后分解得到ZnO，的质量为15.3 g，故A点对应物质是，的质量为8.1 g，故B点对应物质为ZnO，则A转化为B的过程中反应中锌元素化合价不变生成氧化锌，碳元素一部分化合价升高生成二氧化碳、一部分化合价降低生成一氧化碳，反应的化学方程式为；反应中生成气体，密闭容器因气体产物不能扩散开而容易发生爆炸，且生成的CO能还原ZnO生成锌单质；
②胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系，可以发生丁达尔现象；确定ZnO属于纳米材料的方法是取适量的ZnO放入烧杯中，加入适量水并充分搅拌制备胶体，然后做丁达尔效应实验。
8．(1)充分焙烧除去废料中的有机物
(2) (NH4)2PdCl4
(3)Pd(OH)2+2NaOH=Na2Pd(OH)4
(4) 本题由二氯二氨合钯[Pd(NH3)2Cl2]为原料制备，整个流程钯没有损失，尤其沉钯操作，控制100℃，，此时c(OH-)=0.01mol/L，可以使溶液中钯浓度降到，低于，损失可以忽略不计，故收率达99% 沉淀D为Pd(OH)2，洗净后用盐酸溶解，再蒸干烘烤HCl易挥发，不引入杂质，所以产品纯度>99.95%
【解析】
【分析】
向Pd(NH3)2Cl2中加盐酸进行酸溶得到(NH4)2PdCl4，加入氯酸钠溶液发生氧化还原反应得到氮气、氯气，向含有[PdCl4]2-的溶液中加入10%的氢氧化钠溶液调节pH=10并加热，得到氢氧化钯沉淀，氢氧化钯沉淀中加入浓盐酸并加热，然后蒸干、烘干5h得到PdCl2。
(1)
工业废料中含有大量的有机物，会影响钯的提取，所以需先粉碎后，再充分灼烧以除去有机物。
(2)
结合题目给出含钯物质为二氯二氨合钯，可知钯为四配位物质，所以后续物质中充分考虑钯的配位数，则液体A的主要溶质为(NH4)2PdCl4；结合给出的气体成分之一为，可知是被氧化生成，则为氧化剂，另一单质只能是，故氯气与热的浓碱反应的化学方程式为：，循环利用的物质为；由A生成B和C的离子反应为。
(3)
控制，沉淀D为Pd(OH)2，pH升高，溶液中钯含量会增加，说明Pd(OH)2在过量碱中溶解了，结合(1)问中钯的四配位，反应为Pd(OH)2+2NaOH=Na2Pd(OH)4。
(4)
本题由二氯二氨合钯[Pd(NH3)2Cl2]为原料制备，整个流程钯没有损失，尤其沉钯操作，控制100℃，，此时c(OH-)=0.01mol/L，，可以使溶液中钯浓度降到，低于，损失可以忽略不计，故收率达99%；沉淀D为Pd(OH)2，洗净后用盐酸溶解，再蒸干烘烤HCl易挥发，不引入杂质，所以产品纯度>99.95%。
9．(1)增大接触面积，加快反应速率
(2)
(3) 2.8 无
(4)
(5)使平衡正向移动，将转化为，同时增大的浓度
(6)81.9
【解析】
【分析】
本题主要考查由废钒催化剂制备五氧化二钒的工艺流程，向废钒催化剂中加入稀硫酸进行酸浸，将和与稀硫酸反应分别生成和，Fe2O3转化为Fe2(SO4)3，NiO转化为NiSO4，过滤后的滤渣1，主要成分为SiO2，加入FeSO4是将转化为，加入H2O2是将过量的Fe2+全部转化为Fe3+便于后续调pH步骤中除去，过滤得滤渣2，主要成分为Fe(OH)3，滤液2中加入萃取剂，萃取出含有钒微粒，再进行反萃取后得到含钒的溶液，加入H2SO4和KClO3的目的是将低价态的钒氧化为+5价的钒，经过加入NH4Cl和NH3后析出NH4VO3沉淀，过滤洗涤最后灼烧沉淀得V2O5，据此分析解题。
(1)
“酸浸”前，需对废钒催化剂进行粉碎预处理，其目的是增大接触面积，加快反应速率，故答案为：增大接触面积，加快反应速率；
(2)
“还原转化”中加入的目的是将转化为，根据氧化还原反应配平可知，该反应的离子方程式为：，故答案为：；
(3)
当时，根据的公式可知，溶液中的，，计算可得，，因为，所以无生成，故答案为：2.8；无；
(4)
将氧化为的过程中，中氯元素得电子被还原为，根据氧化还原反应配平可得其离子方程式为，故答案为：；
(5)
溶液中存在平衡，通入氨气，溶液中浓度增大，消耗了，该平衡正向移动，从而使尽可能都转化为，故答案为：使平衡正向移动，将转化为，同时增大的浓度；
(6)
“氧化2”过程中将氧化成，便于后续沉钒，进而实现钒的回收，相关的离子方程式为。100g待处理样品中，，则，即；，由于，故，则该工艺中钒的最大回收率为，故答案为：81.9。
10．(1)Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2
(2)Fe3+
(3) Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+ ACD 10-2.9
(4) Al3+、Fe2+、Mg2+ Cl2 溶浸
(5)SbCl+3e-=Sb+4Cl-
【解析】
【分析】
“溶浸”时反应的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2，含有Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成对应的氯化物，SiO2不反应形成浸出渣，加入Sb将Fe3+还原为Fe2+，Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2OSbOCl+2H+，加入HCl酸溶生成SbCl，最后电解得到Sb；
(1)
“溶浸”时氧化产物是S，则S元素化合价升高，Fe元素化合价降低，Sb2S3被氧化的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2；
(2)
“还原”时加入Sb的目的是将Fe3+还原，防止其发生水解反应，提高产物的纯度；
(3)
①“水解”生成SbOCl，Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+；
②A．该水解反应是吸热反应，升高温度可促进反应进行，A选；
B．水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+，增大c(H+)即增大生成物浓度，平衡逆向移动，B不选；
C．水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+，增大c(Cl-) 即增大反应物浓度，平衡正向移动，可促进水解，C选；
D．加入Na2CO3粉末可消耗H+，c(H+)减小使平衡正向移动，可促进水解，D选；
故选：ACD；
③Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，，c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1，则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)∙ c(OH-)3=1.0×10-5×(10-10.8)3=1.0×10-,37.4，“水解”时需控制溶液pH=2.5，，；
(4)
Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成FeCl3、AlCl3、MgCl2，加入Sb将Fe3+还原为Fe2+，“滤液”中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+、Mg2+；向“滤液”中通入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，即通入足量Cl2，再将滤液pH调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀，将沉淀溶于浓盐酸后，反应生成FeCl3，产物FeCl3可返回溶浸工序循环使用；
(5)
Sb可由SbCl电解制得，Sb得电子发生还原反应，则阴极的电极反应式为SbCl+3e-=Sb+4Cl-。
11．(1)高钒炉渣粉碎
(2) CO2 NH3 Fe2O3
(3)5
(4)
(5)或
(6) 正 V2++2e-=V
【解析】
【分析】
高钒炉渣加入氯酸钾高温氧化将转化为氧化铁、；碳酸钠显碱性，加入碳酸钠焙烧，得到钒、铝、硅的钠盐和二氧化碳气体，氧化铁不反应；加入氢氧化钾浸取，氧化铁不反应，得到滤渣1为氧化铁；加入碳酸氢铵调节pH值除去硅、铝，分离出钒的铵盐沉淀，热解生成氨气Y和；和硅铁、氧化钙高温得到粗钒；
(1)
对高钒炉渣粉碎增加反应物之间的接触面积可加快反应速率；
(2)
由分析可知，气体X、气体Y和滤渣1的化学式分别为CO2、NH3、Fe2O3；
(3)
“高温氧化”过程中，若有1mol被氧化，二价铁转化为三价铁、三价钒转化为五价钒，则转移电子数为（1+2×2）NA=5 NA；
(4)
“焙烧”时和碳酸钠反应生成偏铝酸钠和二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为；
(5)
由流程可知，硅参与“高温还原”反应将钒还原出来生成二氧化硅，二氧化硅与氧化钙生成硅酸钙，反应为或；
(6)
“粗钒”中含少量铁和硅，工业上通过电解精炼“粗钒”可得到99.5%的纯钒，则粗钒应该在电解池的阳极溶解，纯钒在阴极生成，故粗钒”应连接电源的正极，阴极的电极反应式为V2++2e-=V。
12．(1)H2SO4
(2) 过滤 SiO2
(3)取滤液少许于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2+(或滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2+)
(4) 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(5)将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，防止Al3+沉淀
【解析】
【分析】
本工艺流程是用炼铝厂的废料来制备明矾，根据题干流程图可知，酸浸是向废料中加入稀硫酸，发生的反应有：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、FeO∙xFe2O3+(3x+1)H2SO4=FeSO4+xFe2(SO4)3+(3x+1)H2O，进行操作I为过滤，的滤渣1为SiO2，滤液即溶液A中主要含有Fe2+、Fe3+和Al3+，加入KMnO4将Fe2+转化为Fe3+，加碱调节pH到3，将Fe3+完全沉淀，后过滤得到滤渣2为Fe(OH)3，滤液即溶液B中主要含有Al3+、K+、、，在滤液中加入适量MnSO4，将转化为MnO2，反应原理为：3Mn2++2+2H2O=5MnO2↓+4H+，过滤得MnO2，滤液即溶液C中主要含有K+、Al3+和，再加入适量的K2SO4后蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤，干燥即得纯净的明矾，据此分析解题。
(1)
本工艺流程的目的是制备明矾，为不引入新的杂质，由分析可知，“酸浸”过程中的应选择H2SO4，适当增大酸的浓度、将废料粉碎可提高浸出速率，故答案为：H2SO4；
(2)
由分析可知，操作Ⅰ的名称是过滤，浸渣1的主要成分是SiO2，故答案为：过滤；SiO2；
(3)
根据Fe3+和Fe2+的检验方法可知，检验溶液A中是否存在Fe2+即含有Fe3+溶液中是否含有Fe2+的实验操作为：取滤液少许于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2+(或滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2+)，故答案为：取滤液少许于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色则有Fe2+(或滴加铁氰化钾溶液，如果产生蓝色沉淀则有Fe2+)；
(4)
由题干炼铝厂废料的主要成分可知，将炼铝厂废料投入氢氧化钠溶液中生成气体是Al和NaOH溶液反应，则该反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由分析可知，在溶液A中加入酸性高锰酸钾的目的是将Fe2+全部转化为Fe3+，根据氧化还原反应配平原则可知，该过程发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O ，故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
(5)
由题干表中数据信息可知，pH=3是Fe3+已经完全沉淀，而Al3+还未开始沉淀，故调节pH=3的目的是将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，防止Al3+沉淀，故答案为：将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，防止Al3+沉淀。
13．(1)防止在酸性条件下被氧化生成，导致被浸出
(2) 会释放出氮氧化物(或、)，造成环境污染
(3) 3.3~5.9
(4)比值小于1.3时，镉置换率低；比值大于1.3时，锌粉用量增大，镉置换率提升不大，且锌粉过多会消耗更多的
【解析】
【分析】
铜镉废渣(含、、、等单质)加入稀硫酸溶解，铜不与稀硫酸反应，镉与稀硫酸反应生成硫酸镉、锌与稀硫酸反应生成硫酸锌、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，过滤后向滤液中加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，再加入氧化锌调节溶液pH在3.3~5.9之间，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，过滤后向滤液中加入锌置换出镉，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠熔炼，过量的锌转化为Na2ZnO2，镉不反应。
(1)
“浸出”时的目的是将废渣中的铜以铜渣的形式除去，而不能转化为铜离子，而在酸性条件下铜与氧气发生反应：4H++O2+2Cu=2Cu2++2H2O，“浸出”时通入氮气而不是通入空气进行搅拌的原因是：防止在酸性条件下被氧化生成，导致被浸出。
(2)
“氧化”时加入过氧化氢的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为：；硝酸作氧化剂参与氧化还原反应时通常得到氮氧化物(如NO、NO2)，会造成环境污染，因此工业生产中不选用。
(3)
调节pH的目的是将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去而锌离子不沉淀，依据表格数据可知，“调pH”时控制溶液pH的范围是：3.3~5.9；对比流程前后可知，该步骤的目的是将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，而锌离子、镉离子不沉淀，因此“滤渣”的主要成分是：。
(4)
置换时选择加入锌的目的是置换出镉，理论上锌与镉离子的物质的量之比为1:1，而实际生产中选择1.3，结合图像可知，选择超过1的原因就是为了提高镉置换率，当超过1.3后镉置换率的提升不大，但锌的用量会增大，同时后续熔炼过程中消耗氢氧化钠的量也会增大，提高了生产的成本，故实际生产中选择。
14．(1)A
(2) AB CD
(3)3+4+26H+=6+8Cr3++13H2O
(4) 不能 阳极产生的Cu2+不能使还原到第价态
(5)在阴极上溶液中H+得到电子变为H2，导致阴极附近溶液中c(H+)降低，故溶液的pH升高
【解析】
【分析】
某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，同时Cr3+被氧化为，加NaOH溶液调节pH=8，则Fe3+、A13+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀，过滤，滤液中主要含有、Ca2+和Mg2+等，通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+，然后加Na2S2O3把还原为Cr3+，再调节pH得到Cr(OH)(H2O)5SO4，以此解答。
(1)
加氧化剂主要目的是把Fe2+氧化为Fe3+，同时不能引入新的杂质，所以可以用Na2O2代替H2O2，故合理选项是A；
(2)
根据表中数据可知：pH=8时，Fe3+、A13+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀， 则Fe3+、A13+被除去，故合理选项是AB；通过钠离子交换树脂,除去Ca2+和Mg2+，则被交换除去的离子是Ca2+和Mg2+，故合理选项是CD；
(3)
每消耗0.8 mol转移4.8 mol e-，则1 mol转移6 mol电子，所以被还原生成Cr3+，被氧化为，则根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：3+4+26H+=6+8Cr3++13H2O；
(4)
若用Cu电极来代替Fe电极，在阳极上铜失去电子得到的阳离子是Cu2+，该离子不具有还原性，不能和之间发生反应，即阳极产生的Cu2+不能使还原到低价态；
(5)
在阴极上H+得到电子变为H2，导致阴极附近溶液中c(H+)降低，因而溶液的pH升高。
15．(1)4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3胶体+8KOH+3O2↑
(2)大于
(3)4：5
(4)高铁酸盐在酸性较强时不稳定容易分解，与氨氮作用时间短难以除去
(5)pH=5时，锌元素以Zn2+存在，pH=10时，锌元素几乎都以Zn(OH)2存在，Zn(OH)2被高铁酸钾水解生成的Fe(OH)3捕集
(6)纳米铁失去电子生成Fe2+，Fe2+失去电子生成Fe3O4，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2
(7)NO在纳米铁表面被还原为NH
【解析】
【分析】
由题给流程可知，硝酸铁与过量氢氧化钠和次氯酸钠混合溶液反应，过滤得到含有氯化钠和次氯酸钠的滤渣和含有高铁酸钠的滤液；向滤液中加入过量饱和氢氧化钾溶液，将高铁酸钠转化为高铁酸钾沉淀，过滤得到高铁酸钾。
(1)
由题给信息可知，高铁酸钾在水溶液中与水反应生成氢氧化铁胶体、氢氧化钾和水，反应的化学方程式为4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3胶体+8KOH+3O2↑，故答案为：4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3胶体+8KOH+3O2↑；
(2)
由分析可知，向含有高铁酸钠的滤液中加入过量饱和氢氧化钾溶液能将高铁酸钠转化为高铁酸钾沉淀说明高铁酸钠的溶解度大于高铁酸钾，故答案为：大于；
(3)
铁元素的原子序数为26，失去2个电子得到价电子排布式为3d6的亚铁离子，离子中含有4个不成对电子，失去3个电子得到价电子排布式为3d5的铁离子，离子中含有5个不成对电子，则亚铁离子与铁离子的不成对电子数之比为4：5，故答案为：4：5；
(4)
由题给信息可知，高铁酸盐在酸性较强时不稳定容易分解，用高铁酸钾去除氨氮(NH3—N)废水时，高铁酸钾分解，导致与氨氮作用时间短难以除去，所以溶液pH越大氨氮的去除率越大，故答案为：高铁酸盐在酸性较强时不稳定容易分解，与氨氮作用时间短难以除去；
(5)
由题意知，含锌废水中锌离子的浓度为≈1.85×10—6mol/L，当溶液pH为5时，反应的浓度熵Qc=1.85×10—6mol/L×(1×10—9mol/L)2=1.85×10—24＜Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，溶液中没有氢氧化锌沉淀生成，当溶液pH为10时，反应的浓度熵Qc=1.85×10—6mol/L×(1×10—4mol/L)2=1.85×10—14＞Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，溶液中有氢氧化锌沉淀生成，由题给信息可知，K2FeO4与H2O反应生成Fe(OH)3的过程中，可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀，所以pH=10时锌的去除率比pH=5时大得多，故答案为：pH=5时，锌元素以Zn2+存在，pH=10时，锌元素几乎都以Zn(OH)2存在，Zn(OH)2被高铁酸钾水解生成的Fe(OH)3捕集；
(6)
由图可知，纳米铁还原NO的过程为纳米铁失去电子生成Fe2+，Fe2+失去电子生成Fe3O4，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2，故答案为：纳米铁失去电子生成Fe2+，Fe2+失去电子生成Fe3O4，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2；
(7)
由图可知，吸附在纳米铁表面的NO得到电子生成NO，NO在纳米铁表面继续得到电子生成NH和N2，水中总氮浓度下降不明显说明NO在纳米铁表面被还原为NH，故答案为：NO在纳米铁表面被还原为NH。
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