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突破06 控体系的环境氛围-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列
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这是一份突破06 控体系的环境氛围-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列，共13页。试卷主要包含了石墨在材料领域有重要应用，工业废铁屑为原料生产硫酸钾等内容，欢迎下载使用。
无机综合及工艺流程(六)
1、利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO的一种制备流程图如下：
(1)用NaOH溶液处理废旧锌铁皮发生反应的化学方程式为__________________________________________
(2)①若溶液A中滴加稀H2SO4过量，会溶解产生的Zn(OH)2，可改用的方法是____________________________
②由Zn(OH)2灼烧制ZnO前需进行洗涤，检验沉淀洗涤是否干净的方法是___________________________________________
(3)流程中加人NaC1O3发生反应的离子方程式为__________________________________________________
(4)①由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中通入N2的原因是__________________________________________
②溶液B中主要发生的离子反应方程式为_____________________________________________
③确定溶液B中含有Fe2+的实验方法是__________________________________________
2、我国是世界上最大的钨储藏国，金属钨可用于制造灯丝、合金钢和光学仪器，有“光明使者”的美誉；现以白钨矿(主要成分为CaWO4，还含有二氧化硅、氧化铁等杂质)为原料冶炼高纯度金属钨，工业流程如下：
已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水；②完全沉淀离子的pH值：SiO32-为8，WO42-为5；③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨
回答下列问题：
(1)工业上生产纯碱常先制得碳酸氢钠，此法叫“联碱法”，为我国化工专家侯德榜创立，即向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2，最终生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液，写出该化学反应方程式：________________________________
(2)流程中白钨矿CaWO4和纯碱发生的化学反应方程式是：_______________________________________
(3)滤渣B的主要成分是(写化学式)__________，调节pH可选用的试剂是：_____
A.氨水 B.盐酸 C.NaOH溶液 D.Na2CO3溶液
(4)检验沉淀C是否洗涤干净的操作是________________________________________
(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是_________________________________
(6)将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙，已知某温度时，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=4×10-7，当溶液中WO42-恰好沉淀完全（离子浓度等于10-5mol/L）时，溶液中c(OH-)=_________
3、我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：
相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Zn2＋
Cd2＋
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题：
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________________；氧化除杂工序中ZnO的作用是__________________，若不通入氧气，其后果是_______________________________
(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为______________________________________
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用
4、聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣（主要成分Fe3O4，少量碳及二氧化硅）为原料制备的流程如下：
(1)废渣进行“粉碎”的目的是__________________________
(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸碱度对铁浸取率的影响如图所示：
①加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应的化学方程式__________________________
②酸浸时，通入O2的目的是_____________，该反应的离子方程式为_________
③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是_________________________
(3)滤渣的主要成分为___________________(填化学式)
(4)“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(Cr2O72—被还原为Cr3+)，该滴定反应的离子方程式为________________________
5、石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：
(注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是
(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转化为相应的氯化物。气体I中的碳氧化物主要成分为 ，由气体II中某物得到水玻璃的化学反应方程式为
(3)步骤①为：搅拌、 。所得溶液IV中阴离子有
(4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为 ，100kg初级石墨最多克获得V的质量为 kg
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防护，完成如图防腐蚀示意图，并作相应的标注。
6、金属镉广泛用于合金制造及电池生产等，一种用铜镉废渣（含Cd、Zn、Cu、Fe及Co等单质）制取海绵镉的工艺流程如下：
(1)步骤Ⅰ进行破碎和粉磨的目的是_____________________________
(2)步骤Ⅱ需隔绝O2的原因__________________________________________________________(用文字和方程式说明)
(3)步骤Ⅲ中除铁发生的离子反方程式为_______________________________
(4)步骤Ⅳ调节pH适宜的试剂是_______，应调整的范围为_____________(已知部分氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表)
氢氧化物
Fe(OH)3
Cd(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
7.2
5.9
沉淀完全的pH
3.3
9.9
8.9
(5)步骤Ⅴ发生的反应为Zn+Co2+=Zn2++Co，(已知Sb的金属活动性介于Cu和Ag之间)，加入少量锑盐能加快反应的进行，其原因是_________________________________________
(6)用石墨作阳极，纯锌作阴极电解ZnSO4溶液可得高纯锌，电解时总反应的离子方程式为____________________________________；电解后的残液返回到步骤_______(填流程中数字)
7、铝铁合金可在某些航天器件中替代钛铝合金，大幅度降低成本。如下实验流程可利用废弃的钛铝合金制备聚合硫酸铁和明矾：
(1)流程中试剂X应为________溶液，发生反应的方程式为______________________________________，“浸泡、过滤”车间墙壁上应张贴如下哪种标志__________
(2)聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①聚合硫酸铁可用于净水的原理是 ______________________________
②浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是________________________________________
③加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为 _____ ；溶液的pH对[Fe2(OH） x(SO4）y]n中x的值有较大影响(如图1所
示)，试分析pH过小(pH＜3)导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因：___________________________________
(3)铝铁合金制品出厂前一般要经过“发黑”处理，工艺原理是在金属表面形成一层致密的金属氧化物薄膜，有助于合金的防腐，若用电解法对铝铁合金进行“发黑”处理，则铝铁合金制品应连接电解池的___________(选填“阳极”或“阴极”)
(4)若11.0g某铝铁合金样品溶于足量盐酸，标准状况下放出8.96L气体，则合金中铝、铁的物质的量之比为___________
8、工业废铁屑(含有一些不溶于酸的杂质)为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，其主要流程如下：
(1)反应I加入NH4HCO3的作用是除去过量的酸，还有一个作用是____________
(2)反应I需控制反应温度低于35℃，其目的是________________________________，操作①名称是____________，检验反应Ⅱ溶液中阳离子的方法是___________________________
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是________________________________
(4)己知FeCO3的Ksp=2×10-11，反应I中Fe2+完全沉淀后，溶液中c(CO32-)=____________
(5)写出FeCO3在空气中锻烧的化学反应方程式___________________________
(6)NH4C1溶液显酸性，其浓溶液可用于除去铁锈，其原理是(用离子反应方程式表示)___________________________
9、高锰酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：
回答下列问题：
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是
(2)“平炉”中发生的化学方程式为
(3)“平炉”中需要加压，其目的是
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
① “CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成K2MnO4、MnO2和 (写化学式)
② “电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为 ，阴极逸出的气体是
③ “电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为
(5)高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为 (列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)
10、氯化亚铜广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。以某种铜矿粉(含Cu2S、CuS及FeS等)为原料制取CuCl的工艺流程如下。回答下列问题：
已知：①CuS、Cu2S、FeS灼烧固体产物为Cu2O、FeO；②Ksp(CuCl)= 2×10-7，2Cu+= Cu+Cu2+的平衡常数K1= 1×106
(1)“灼烧”时，被还原的元素有____________(填元素符号)
(2)“酸浸”所需H2SO4是用等体积的98% H2SO4和水混合而成。实验室配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外，还有_______________，“酸浸”时硫酸不宜过多的原因是______________________________
(3)“除杂”的总反应方程式是_________________________________________
(4)“络合”反应中的NH3与NaHCO3理论比值是________________________
(5)加热“蒸氨”在减压条件下进行的原因是________________________________________
(6)X 可以充分利用流程中的产物，若X 是SO2时，通入CuCl2溶液中反应的离子方程式是__________________________________；若X 是Cu时，反应Cu+Cu2++2Cl-= 2CuCl 的平衡常数K2=_________
(7)以铜为阳极电解NaCl溶液也可得到CuCl，写出阳极电极反应式__________________________
11、工业上常采用煅烧黄铁矿来制备SO2，同时产生烧渣。烧渣的主要成分是含铁的氧化物和二氧化硅等，利用烧渣制备高效净水
剂聚合硫酸铁可以达到资源综合利用的目的。其工艺流程如下：
(1)检验“反应I”后的溶液中是否含有Fe3+的试剂是
(2)滤渣I的主要成分是
(3)“操作III”中具体的方法依次为 、 、过滤和洗涤
(4)加入适量H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，氧化时需控制反应温度为50~60℃的原因是
(5)生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合，聚合的化学方程式为：mFe2(OH)n(SO4)( 3－)[Fe2(OH)n(SO4)( 3－)]m
请写出水解的化学方程式
12、某厂废酸主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+，利用该废液制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]和TiO(OH)2的一种工艺流程如下:
已知：i.
金属离子
TiO2+
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的pH
1.2
1.9
7.0
3.2
沉淀完全的pH
2.8
3.1
9.4
4.7
ii.pH>7时，Fe2+部分生成Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+
请回答下列问题：
(1)试剂A为__________，其作用是_________________________________
(2)取少量TiO(OH)2，用稀盐酸溶解，滴加少量KSCN溶液后无明显现象。再加入少量H2O2，出现微红色。焙烧TiO(OH)2获得的TiO2会发黄，发黄的杂质可能是__________(填化学式)
(3)滤渣I的主要成分除Fe(OH)2、Al(OH)3外，还含有__________(填化学式)。
(4)加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+，配平下列离子方程式：
2[Fe(NH3)2]2++_____+4H2O+H2O2=______+4NH3·H2O
(5)过二硫酸铵中硫元素的化合价为__________
(6)常温下，含硫微粒主要存在形式与 pH的关系如下图所示。用惰性电极电解饱和NH4HSO4溶液制备过二硫酸铵时，在阳极放电的离子主要为HSO4-，则阳极区电解质溶液的pH范围为____
13、某科研课题小组研究利用含H+、Na+、Zn+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、SO42－的工业废电解质溶液，制备高纯的ZnO、MnO2、Fe2O3，设计出如下实验流程：
回答下列问题:
(1)加入双氧水的目的是______________________
(2)第一次调pH使Fe3+完全沉淀，写出反应的离子方程式______________________
(3)第二次调pH前，科研小组成员分析此时的溶液，得到相关数据见下表(表中金属离子沉淀完全时，其浓度为1×10－5mol/L)。
为防止Mn2+也同时沉淀造成产品不纯，最终选择将溶液的pH控制为7，则此时溶液中Zn2+的沉淀率为___________，利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的___________(以物质的化学式表示)
(4)已知常温下，Ksp(MnS)=3.0×10－14、Ksp(ZnS)=1.5×10－24。在除锌时发生沉淀转化反应为：MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)，其平衡常数K=___________
(5)沉锰反应在酸性条件下完成，写出该反应的离子方程式______________________
14、在印染工业中，连二亚硫酸钠(Na2S2O4)因能使染好的布褪色，而使布能重新染色，故而俗称保险粉，其可溶于水，但不溶于甲醇。工业制备流程如下：
请回答下列问题：
(1)流程①步骤中需在耐高温的坩埚中进行，常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物化学式为_____________
(2)由锌块制备锌粉的目的是__________________________________________________；向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180的锌粉。鼓入气体M为常见的化合物，则M的化学式为__________________；分散系A为______________
(填“溶液”“胶体”或“悬浊液”)
(3)流程②步骤中的化学方程式为________________________________________________
(4)流程③的分离方法步骤为_____________、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是____________________；过滤前加入NaCl固体的作用是________________________________________________
(5)将等体积0.04 mo1·L－1AgNO3溶液和0.02 mol·L－1碱性Na2S2O4溶液混合，两者恰好完全反应，反应后溶液中有纳米级的银粉生成，写出反应的离子方程式：___________________________________________________________________________
15、NaBiO3可作为钢铁分析中测定锰的氧化剂，Bi2O3在电子行业有着广泛应用，可利用浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3，还含少量SiO2等杂质)来制备。其工艺流程如下。回答下列问题：
(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，写出Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式：___________________________；加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可________________；滤渣1的主要成分是____和硫
(2)NaBiO3是为数不多的钠盐沉淀之一，由溶液3制得纯净的NaBiO3，操作2包括_______________
(3)Bi2O3与Na2O2可在熔融状态下反应制得NaBiO3，其副产物为________
(4)写出“煅烧”中由碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]制备Bi2O3的化学方程式：____________________________________
(5)某工厂用m1 kg辉铋矿(含Bi2O3 60%)制备NaBiO3，最终得到产品m2 kg，产率为_______________
16、(1)工业上用钛矿石(主要成分为FeTiO3，主要含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2：
其中，步骤II发生的主要反应为:2H2SO4+ FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
①步骤I发生反应的离了方程式是:________________________、________________________，为提高钛矿石的碱浸出速率，步骤I可采取的办法除提高碱的浓度外，还可以采取的办法有_________________、__________________________(写出两种方法)
②步骤II中加入Fe的目的是___________________；分离出FeSO4晶体的操作是________________
③步骤III形成的TiO2·nH2O 为胶体，其反应的化学方程式为____________________
(2)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，阳极上一定生成的气体是__________，可能生成的气体是__________________
方法二：通过以下反应制备金属钛
①TiO2 (s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) △H=+ 151kJ/mol ②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
实际生产中，需在反应①过程中加入碳，可以顺利制得TiCl4。碳的作用除燃烧放热外，还具有的作用是_____________________
【无机综合及工艺流程(六)】答案
1、(1)Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2
(2)①通入过量CO2
②取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明沉淀已洗涤干净 (3)6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
(4)①防止Fe2+被氧化 ②Fe3++Fe2++8HCO3-=Fe3O4（胶体）+8CO2↑+4H2O
③取少量B溶液．滴加KMnO4溶液，（紫）红色褪去
【解析】（1）根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn也能和氢氧化钠溶液反应，其反应方程式为：Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2；（2）①若溶液A中滴加稀H2SO4过量，会溶解产生的Zn(OH)2，可改用过量酸性较弱的酸，其方法是通入过量CO2；②检验沉淀洗涤是否干净其实是检验沉淀中是否还含有硫酸根离子，故方法为：取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明沉淀已洗涤干净；（3）流程中加入NaC1O3是将Fe2+氧化为Fe3+，其反应的离子方程式为：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；（4）① 由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中通入N2的原因：氮气化学性质不活泼，在这种惰性环境中可防止Fe2+被氧化；② 溶液B中主要是Fe3+和Fe2+与8HCO3-发生双水解产生胶体和二氧化碳气体，发生的离子反应方程式为：Fe3++Fe2++8HCO3-=Fe3O4（胶体）+8CO2↑+4H2O；③在含有Fe3+的溶液中，利用Fe2+的还原性，用KMnO4溶液进行检验，故确定溶液B中含有Fe2+的实验方法是：取少量B溶液，滴加KMnO4溶液，（紫）红色褪去，证明溶液中含有Fe2+。
2、(1)NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑
(3)H2SiO3 B
(4)取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净，若出现白色沉淀则表明沉淀未洗净。
(5)如果用碳做还原剂，过量的碳混杂在金属中难以除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，若用氢气作还原剂，就可避免该问题。
(6)0.2mol/L
【解析】白钨矿的主要成分是CaWO4，含有SiO2、Fe2O3等杂质，白钨矿与碳酸钠在1000℃温度下反应，SiO2与Na2CO3会反应生成Na2SiO3，Fe2O3不反应，得到的混合物用水浸取，过滤后的滤液经过系列操作得到WO3，说明Na2CO3与CaWO4反应生成Na2WO4，则滤渣A为Fe2O3等，滤液中含有Na2SiO3、Na2WO4，再调节pH在5～8之间，使SiO32-转化为H2SiO3沉淀过滤除去，母液中含有Na2WO4，向其中加入盐酸得到沉淀C为H2WO4，沉淀C灼烧产生WO3和水，再还原WO3得到钨。
(1)NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，方程式叠加得到总反应方程式；
(2)CaWO4与纯碱反应生成Na2WO4、CaO与CO2；
(3)滤渣B为硅酸，调节溶液pH使硅酸根转化为H2SiO3沉淀过滤除去，应加入酸；
(4)检验沉淀C的表面会附着NaCl，用硝酸银溶液检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-判断；
(5)在高温下碳或氢气都可置换出W，但碳为固体，难以分离，且碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨；
(6) 根据Ksp(CaWO4)=c(Ca2+)×c(WO4-)计算c(Ca2+)，再根据Ksp[Ca(OH)2]= c(Ca2+)×c2(OH-)计算c(OH-)。
【详解】
3、(2018·高考全国卷Ⅱ)
(1)ZnS＋O2ZnO＋SO2
(2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2＋
(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋
(4)Zn2＋＋2e－===Zn 溶浸
解析：(1)在焙烧过程中ZnS和O2反应生成ZnO和SO2。(2)溶液中的Pb2＋与SO不能共存生成PbSO4沉淀，SiO2不溶于H2SO4，即滤渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除杂过程中O2能将溶液中Fe2＋氧化生成Fe3＋，加入ZnO能调节溶液的pH，促进Fe3＋完全水解。由题表知Fe2＋、Zn2＋开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近，若不通入O2使Fe2＋氧化为Fe3＋，加入ZnO后无法除去Fe2＋，会影响Zn的纯度。(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋。(4)结合图示可知电解ZnSO4溶液时生成Zn，即电解时Zn2＋在阴极被还原，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。沉积Zn后的电解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中继续使用。
4、（1）减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率（2分）
（2）① Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O（2分）
②将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3（2分）
③温度超过100℃明显加快了Fe3+水解反应的速率，导致Fe3+浓度降低（2分）
（3）C和SiO2（共2分） （4）6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O（2分）
5、(1)排除装置中的空气
(2)CO SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O
(3)过滤 AlO和Cl－
(4)AlO＋CH3COOCH2CH3＋2H2O ==CH3COO－＋CH3CH2OH＋Al(OH)3↓ 7.8
(5)
[解析] (1)通入N2的目的是为了排除装置中的空气(特别是氧气)，防止在高温时石墨与氧气反应。(2)高温反应后，SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO分别转化为SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2。因为石墨是过量的，故高温条件下，C和SiO2、Fe2O3反应生成的是CO。由于SiCl4的沸点为57.6 ℃，低于80 ℃，故气体Ⅱ为SiCl4，在NaOH溶液中水解生成Na2SiO3和NaCl: SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O。(3)AlCl3、FeCl3、MgCl2的沸点均高于150 ℃，在80 ℃下变为固体Ⅲ， AlCl3、FeCl3、MgCl2和过量NaOH反应后生成NaAlO2、Fe(OH)3、Mg(OH)2和NaCl，通过过滤将沉淀Fe(OH)3和Mg(OH)2滤出，得到的溶液Ⅳ主要含NaAlO2和NaCl。(4)NaAlO2发生水解导致溶液显碱性：NaAlO2＋2H2OAl(OH)3＋NaOH，加入乙酸乙酯后，发生水解：CH3COOCH2CH3＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH，促使NaAlO2彻底水解生成Al(OH)3沉淀。溶液Ⅳ转化为沉淀Ⅴ的反应为NaAlO2＋2H2O＋CH3COOCH2CH3Al(OH)3↓＋CH3COONa＋CH3CH2OH。根据Al原子守恒，可知100 kg初级石墨可得m[Al(OH)3]＝×2×78 g·mol－1＝7.8 kg。
(5)水体中铜件的电化学防腐利用了电解保护法，该方法中石墨作阳极，铜件作阴极，即外加电流的阴极保护法；若将石墨与铜件直接相连，形成原电池，则铜作负极被氧化，所以不可采用。
6、(1)提高原料的浸取率和浸取时的反应速率
(2)防止发生2Cu+4H++O2==2Cu2++2H2O，导致铜被浸出 (防止氧气把铜氧化成硫酸铜)
(3)3Fe2++MnO4—+4H+==MnO2↓+3Fe3++4H2O
(4)ZnO Zn(OH)2 3.3~5.9
(5)形成原电池，Zn作负极，Co2+加快在Sb正极表面的电子析出
(6)2Zn2++2H2O2Zn+O2↑+4H+ II
7、
8、
10、2016课标Ⅰ
（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；
（2）2MnO2+4KOH + O22K2MnO4+2H2O；
（3）提高氧气的压强，加快反应速率，增加软锰矿转化率；
（4）①KHCO3；②MnO42−−e−=MnO4−；H2；③3:2；
（5）。
【解析】（1）MnO2是固体物质，对于有固体参加的化学反应，由于其浓度不变，因此可通过增大其反应接触表面积的方法来提高反应速率，使更多的软锰矿反应转化为生成物，从而提高其转化率，因此要将其粉碎成细小的颗粒；（2）根据流程图可知，在“平炉”中MnO2、KOH、O2在加热时会反应产生K2MnO4，根据质量守恒定律可知，另外一种生成物质是H2O，根据原子守恒、电子守恒可得发生的化学方程式为2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ；（3）由于上述反应中氧气的状态是气态，在“平炉”中增大压强，电子守恒及反应的原子守恒，可得该反应的化学方程式是：3K2MnO4+ 4CO2+2H2O = 2KMnO4+MnO2+4KHCO3；②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，在电解槽阳极，MnO42−失去电子，发生氧化反应，产生MnO4−。阳极的电极反应式是：MnO42−−e−=MnO4−；在阴极，溶液中的水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，阴极的电极反应式是：2H2O+2e−=H2↑+2OH−。所以阴极逸出的气体是H2；总反应方程式是：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH；③根据“电解法”方程式2K2MnO4+ 2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH 可知，K2MnO4完全转化为KMnO4，所以K2MnO4的理论利用率是100%；而在“CO2歧化法” 3K2MnO4+ 4CO2+2H2O = 2KMnO4+MnO2+4KHCO3；中，反应的K2MnO4中只有2/3反应转化为KMnO4，所以K2MnO4的理论利用率是2/3，故“电解法”和“CO2歧化法”制取KMnO4时K2MnO4的理论利用率之比为1:2/3=3:2；（5）根据离子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+= 2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，KMnO4与草酸反应的关系式是：2KMnO4～5H2C2O4。取浓度为0.2000 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，则配制的溶液的浓度为：。则1.0800 g样品中含KMnO4的物质的量为：n(KMnO4)=c·V=，由于样品的质量是1.0800g，则该样品含有的KMnO4的的纯度为：ω=。
10、(1)Cu 和O
(2)量筒、烧杯 避免除杂时消耗过多的氨水
(3)2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+
(4)5:1
(5)减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出
(6)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ 2.5×107L3/moL3
(7)Cu+Cl—e-=CuCl
【解析】（1）从流程过程看出，铜矿粉在空气中灼烧后生成二氧化硫气体和铜，硫元素被氧化，铜元素和氧元素被还原；正确答案：Cu 和O。
（2）配制酸浸所用的硫酸，由于98% H2SO4和水为等体积混合，因此分别用量筒量一定体积水放入烧杯中，再用量筒量取相同体积的98% H2SO4转移到烧杯中，混合搅拌；酸浸”时硫酸是用来溶解氧化铁，但是酸剩余的太多，后面反应中还要加入过多的氨水来中和硫酸；正确答案：量筒、烧杯；避免除杂时消耗过多的氨水。
（3）溶液中亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀；除杂”的总反应方程式是2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ ；正确答案： 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+。
（4）根据流程可知“络合”反应Cu2++HCO3-+5NH3= Cu(NH3)4CO3+NH4+，NH3与NaHCO3理论比值是5:1；正确答案：5:1。
（5）Cu(NH3)4CO3加热分解产生氨气，氨气易溶于水，因此减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出 ；正确答案：减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出。
（6）SO2具有还原性，能够被铜离子氧化为硫酸根离子，本身还原为亚铜l离子，与氯离子结合生成CuCl沉淀，离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ ；根据2Cu+=Cu+Cu2+的平衡常数K1=1×106可知：c(Cu)×c(Cu2+)/c2(Cu+)=1×106，c(Cu)×c(Cu2+)=106×c2(Cu+)；2CuCl=Cu+Cu2++2Cl-，K=c(Cu)×c(Cu2+)×c2(Cl-)=106 c2(Cu+)×c2(Cl-)=106×Ksp2(CuCl)= 106×（2×10-7）2=4×10-8；反应Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl的平衡常数K2=1/ K=2.5×107L3/moL3；正确答案：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+； 2.5×107L3/moL3 。
（7）铜为阳极，首先失去1个电子，变为亚铜离子，然后亚铜离子与氯离子结合生成CuCl，阳极电极反应式Cu+Cl--e-=CuCl；正确答案：Cu+Cl--e-=CuCl。
11、⑴KSCN溶液(2分) ⑵SiO2(2分) ⑶蒸发浓缩(或加热浓缩) (2分) 冷却结晶(2分)
⑷温度低，反应速率慢；温度高， H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加。(3分)
⑸Fe2(SO4)3+nH2OFe2(OH)n(SO4)( 3－) +H2SO4(3分)
12、(1)铁粉 将Fe3+还原为Fe2+，避免Fe3+和TiO2+同时沉淀
(2)Fe2O3
(3)Fe(OH)3
(4)4OH- 2Fe(OH)3
(5)+6
(6)0 2 2HSO4--2e-=S2O82-+2H+
【解析】
【分析】
废酸中主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+，利用该废液制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]和TiO(OH)2。根据流程图，用氨水调节pH=3得到TiO(OH)2，而此时铁离子也会形成沉淀，因此需要将铁离子转化为亚铁离子，因此试剂A为铁粉；滤液中加入氨水调节pH=10，得到的沉淀有氢氧化亚铁和氢氧化铝(滤渣I)；滤液中含有部分Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+，因此加入双氧水将亚铁离子氧化形成氢氧化铁沉淀(滤渣II)；再在滤液中加入硫酸酸化后电解得到过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]。据此分析解答。
【详解】
(5)过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]中N元素为-3价，H元素为+1价，O元素为-2价，根据正负化合价的代数和为0，得到硫元素的化合价为+6，故答案为：+6；
(6)根据常温下，含硫微粒主要存在形式与 pH的关系图，阳极放电的离子主要是HSO4-，则阳极区电解质溶液的pH范围应控制在0～2，阳极发生氧化反应，HSO4-放电转化为S2O82-，则阳极的电极反应为：2HSO4--2e-═S2O82-+2H+，故答案为：0；2；2HSO4--2e-═S2O82-+2H+。
13、(1)将Fe2+氧化为Fe3+
(2)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(3)99% Fe2O3
(4)2×1010
(6)Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+
第一次调pH使Fe3+完全沉淀时，有及其少量的Fe3+存在，所以利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的Fe2O3。
(4)、MnS(s)= Mn2+(aq)+ S2- (aq) Ksp(MnS)=3.0×10－14、ZnS(s)= Zn2+(aq) + S2- (aq) Ksp(ZnS)=1.5×10－24，在除锌时发生沉淀转化反应为：MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)，其平衡常数K=3.0×10－14/1.5×1024=2×1010；
14、(1)Al2O3或MgO；
(2)增大锌反应的表面积，加快化学反应速率；CO2；悬浊液；
(3)Zn+2SO2=ZnS2O4；
(4)过滤；甲醇；增大Na+ 浓度，便于Na2S2O4结晶析出；
(5)2Ag++S2O42－+4OH－=2Ag+2SO32－+2H2O
分析 锌块加热融化，向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到锌粉，加水形成分散系，再通入二氧化硫反应得到ZnS2O4，加入NaOH溶液反应得到氢氧化锌沉淀、Na2S2O4，最后加入NaCl降低Na2S2O4的溶解度，析出Na2S2O4，溶液D中含有NaCl．
解答
(1)常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物，可为Al2O3或MgO等；
(2)由锌块制备锌粉的目的是：增大锌反应的表面积，加快化学反应速率；向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180μm的锌粉．鼓入气体M为常见的化合物，则M的化学式为CO2，电子式为，分散系A为悬浊液；
(3)流程②步骤中Zn与二氧化硫反应生成ZnS2O4，反应方程式为：Zn+2SO2=ZnS2O4；
(4)流程③是分离固体与溶液，分离方法为过滤、洗涤、干燥，为减少溶解导致的损失，用甲醇洗涤，过滤前加入NaCl增大Na+ 浓度，便于Na2S2O4结晶析出；
(5)反应后溶液中有纳米级的银粉生成，Ag元素发生还原反应，S元素发生氧化反应，设S元素在氧化产物中化合价为a，则VL×0.04mo1•L－1×1=VL×0.02mol•L－1×2×(a－3)，解得a=4，故S2O42－氧化生成SO32－，反应离子方程式为：
2Ag++S2O42－+4OH－=2Ag+2SO32－+2H2O．
15、(1)Bi2S3＋6Fe3＋===2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S 抑制溶液中Bi3＋的水解 SiO2(或二氧化硅)
(2)过滤、洗涤、干燥 (3)Na2O
(4)(BiO)2CO3Bi2O3＋CO2↑ (5)×100%
解析：由题中信息可知，辉铋矿经氯化铁和盐酸的混合液浸取后，硫化铋中的硫离子被氧化为硫单质，过滤后除去二氧化硅和硫等滤渣，向滤液中加入足量的铁粉把铋置换出来得到海绵铋，海绵铋经盐酸和双氧水溶解得到氯化铋溶液，向氯化铋溶液中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，氯化铋被氧化为铋酸钠；向氯化铋溶液中加入碳酸铵可以生成碱式碳酸铋沉淀，碱式碳酸铋经煅烧得到氧化铋。
(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式为Bi2S3＋6Fe3＋===2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S；加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可抑制溶液中Bi3＋的水解；滤渣1的主要成分是SiO2和硫。
(2)由题中信息可知，NaBiO3难溶于水，故溶液3中生成的铋酸钠沉淀需经过滤、洗涤、干燥才能制得纯净的NaBiO3。
(3)Bi2O3与Na2O2可在熔融状态下反应制得NaBiO3，Bi的化合价升高，根据化合价的升降规律，可以推断O的化合价由－1降低到－2，故其副产物为Na2O。
(4)“煅烧”中由碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]制备Bi2O3的化学方程式为(BiO)2CO3Bi2O3＋CO2↑。
(5)m1 kg辉铋矿含Bi2O3的质量为0.6m1 kg，若其完全转化为NaBiO3，可以得到NaBiO3的质量为×2×280 kg＝ kg，最终得到产品m2 kg，故产率为×100%＝×100%。
16、(1)①Al2O3+2OH-=2A1O2-+H2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 升高温度(或加热) 粉碎矿石或搅拌
②还原Fe3+ 过滤
③TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(胶体)+H2SO4
(2)O2或氧气 CO2(或CO或CO2和CO) 消耗O2，促进中衡向正反应方向移动
解析：（1）①氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应生成盐和水，反应离子方程式是Al2O3+2OH-=2A1O2-+H2O；二氧化硅是酸性氧化物，能和强碱反应生成硅酸钠和水，反应离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；升高温度或粉碎矿石或搅拌都能提高钛矿石的碱浸出速率；②Fe能把Fe3+还原为Fe2+，步骤II中加入Fe的目的是还原Fe3+；分离出FeSO4晶体用过滤法；③TiOSO4水解为TiO2·nH2O(胶体)的化学方程式为TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(胶体)+H2SO4；（2）阳极氧离子失电子发生氧化反应生成氧气；氧气与C单质反应生成CO或CO2，所以阳极上一定生成的气体是氧气，可能生成的气体是CO或CO2；加入碳消耗O2，促进中衡向正反应方向移动。
无机综合及工艺流程(六)
1、利用废旧锌铁皮制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO的一种制备流程图如下：
(1)用NaOH溶液处理废旧锌铁皮发生反应的化学方程式为__________________________________________
(2)①若溶液A中滴加稀H2SO4过量，会溶解产生的Zn(OH)2，可改用的方法是____________________________
②由Zn(OH)2灼烧制ZnO前需进行洗涤，检验沉淀洗涤是否干净的方法是___________________________________________
(3)流程中加人NaC1O3发生反应的离子方程式为__________________________________________________
(4)①由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中通入N2的原因是__________________________________________
②溶液B中主要发生的离子反应方程式为_____________________________________________
③确定溶液B中含有Fe2+的实验方法是__________________________________________
2、我国是世界上最大的钨储藏国，金属钨可用于制造灯丝、合金钢和光学仪器，有“光明使者”的美誉；现以白钨矿(主要成分为CaWO4，还含有二氧化硅、氧化铁等杂质)为原料冶炼高纯度金属钨，工业流程如下：
已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水；②完全沉淀离子的pH值：SiO32-为8，WO42-为5；③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨
回答下列问题：
(1)工业上生产纯碱常先制得碳酸氢钠，此法叫“联碱法”，为我国化工专家侯德榜创立，即向饱和食盐水中先通入NH3，再通入CO2，最终生成碳酸氢钠晶体和氯化铵溶液，写出该化学反应方程式：________________________________
(2)流程中白钨矿CaWO4和纯碱发生的化学反应方程式是：_______________________________________
(3)滤渣B的主要成分是(写化学式)__________，调节pH可选用的试剂是：_____
A.氨水 B.盐酸 C.NaOH溶液 D.Na2CO3溶液
(4)检验沉淀C是否洗涤干净的操作是________________________________________
(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是_________________________________
(6)将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙，已知某温度时，Ksp(CaWO4)=1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]=4×10-7，当溶液中WO42-恰好沉淀完全（离子浓度等于10-5mol/L）时，溶液中c(OH-)=_________
3、我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：
相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Zn2＋
Cd2＋
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题：
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________________；氧化除杂工序中ZnO的作用是__________________，若不通入氧气，其后果是_______________________________
(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为______________________________________
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用
4、聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣（主要成分Fe3O4，少量碳及二氧化硅）为原料制备的流程如下：
(1)废渣进行“粉碎”的目的是__________________________
(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸碱度对铁浸取率的影响如图所示：
①加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应的化学方程式__________________________
②酸浸时，通入O2的目的是_____________，该反应的离子方程式为_________
③当酸浸温度超过100℃时，铁浸取率反而减小，其原因是_________________________
(3)滤渣的主要成分为___________________(填化学式)
(4)“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+；在酸性条件下，再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(Cr2O72—被还原为Cr3+)，该滴定反应的离子方程式为________________________
5、石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：
(注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是
(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转化为相应的氯化物。气体I中的碳氧化物主要成分为 ，由气体II中某物得到水玻璃的化学反应方程式为
(3)步骤①为：搅拌、 。所得溶液IV中阴离子有
(4)由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为 ，100kg初级石墨最多克获得V的质量为 kg
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防护，完成如图防腐蚀示意图，并作相应的标注。
6、金属镉广泛用于合金制造及电池生产等，一种用铜镉废渣（含Cd、Zn、Cu、Fe及Co等单质）制取海绵镉的工艺流程如下：
(1)步骤Ⅰ进行破碎和粉磨的目的是_____________________________
(2)步骤Ⅱ需隔绝O2的原因__________________________________________________________(用文字和方程式说明)
(3)步骤Ⅲ中除铁发生的离子反方程式为_______________________________
(4)步骤Ⅳ调节pH适宜的试剂是_______，应调整的范围为_____________(已知部分氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表)
氢氧化物
Fe(OH)3
Cd(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
7.2
5.9
沉淀完全的pH
3.3
9.9
8.9
(5)步骤Ⅴ发生的反应为Zn+Co2+=Zn2++Co，(已知Sb的金属活动性介于Cu和Ag之间)，加入少量锑盐能加快反应的进行，其原因是_________________________________________
(6)用石墨作阳极，纯锌作阴极电解ZnSO4溶液可得高纯锌，电解时总反应的离子方程式为____________________________________；电解后的残液返回到步骤_______(填流程中数字)
7、铝铁合金可在某些航天器件中替代钛铝合金，大幅度降低成本。如下实验流程可利用废弃的钛铝合金制备聚合硫酸铁和明矾：
(1)流程中试剂X应为________溶液，发生反应的方程式为______________________________________，“浸泡、过滤”车间墙壁上应张贴如下哪种标志__________
(2)聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①聚合硫酸铁可用于净水的原理是 ______________________________
②浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是________________________________________
③加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为 _____ ；溶液的pH对[Fe2(OH） x(SO4）y]n中x的值有较大影响(如图1所
示)，试分析pH过小(pH＜3)导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因：___________________________________
(3)铝铁合金制品出厂前一般要经过“发黑”处理，工艺原理是在金属表面形成一层致密的金属氧化物薄膜，有助于合金的防腐，若用电解法对铝铁合金进行“发黑”处理，则铝铁合金制品应连接电解池的___________(选填“阳极”或“阴极”)
(4)若11.0g某铝铁合金样品溶于足量盐酸，标准状况下放出8.96L气体，则合金中铝、铁的物质的量之比为___________
8、工业废铁屑(含有一些不溶于酸的杂质)为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，其主要流程如下：
(1)反应I加入NH4HCO3的作用是除去过量的酸，还有一个作用是____________
(2)反应I需控制反应温度低于35℃，其目的是________________________________，操作①名称是____________，检验反应Ⅱ溶液中阳离子的方法是___________________________
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是________________________________
(4)己知FeCO3的Ksp=2×10-11，反应I中Fe2+完全沉淀后，溶液中c(CO32-)=____________
(5)写出FeCO3在空气中锻烧的化学反应方程式___________________________
(6)NH4C1溶液显酸性，其浓溶液可用于除去铁锈，其原理是(用离子反应方程式表示)___________________________
9、高锰酸钾（KMnO4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：
回答下列问题：
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是
(2)“平炉”中发生的化学方程式为
(3)“平炉”中需要加压，其目的是
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
① “CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成K2MnO4、MnO2和 (写化学式)
② “电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为 ，阴极逸出的气体是
③ “电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为
(5)高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为 (列出计算式即可，已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)
10、氯化亚铜广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。以某种铜矿粉(含Cu2S、CuS及FeS等)为原料制取CuCl的工艺流程如下。回答下列问题：
已知：①CuS、Cu2S、FeS灼烧固体产物为Cu2O、FeO；②Ksp(CuCl)= 2×10-7，2Cu+= Cu+Cu2+的平衡常数K1= 1×106
(1)“灼烧”时，被还原的元素有____________(填元素符号)
(2)“酸浸”所需H2SO4是用等体积的98% H2SO4和水混合而成。实验室配制该硫酸溶液所需的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外，还有_______________，“酸浸”时硫酸不宜过多的原因是______________________________
(3)“除杂”的总反应方程式是_________________________________________
(4)“络合”反应中的NH3与NaHCO3理论比值是________________________
(5)加热“蒸氨”在减压条件下进行的原因是________________________________________
(6)X 可以充分利用流程中的产物，若X 是SO2时，通入CuCl2溶液中反应的离子方程式是__________________________________；若X 是Cu时，反应Cu+Cu2++2Cl-= 2CuCl 的平衡常数K2=_________
(7)以铜为阳极电解NaCl溶液也可得到CuCl，写出阳极电极反应式__________________________
11、工业上常采用煅烧黄铁矿来制备SO2，同时产生烧渣。烧渣的主要成分是含铁的氧化物和二氧化硅等，利用烧渣制备高效净水
剂聚合硫酸铁可以达到资源综合利用的目的。其工艺流程如下：
(1)检验“反应I”后的溶液中是否含有Fe3+的试剂是
(2)滤渣I的主要成分是
(3)“操作III”中具体的方法依次为 、 、过滤和洗涤
(4)加入适量H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，氧化时需控制反应温度为50~60℃的原因是
(5)生成聚合硫酸铁的过程是先水解再聚合，聚合的化学方程式为：mFe2(OH)n(SO4)( 3－)[Fe2(OH)n(SO4)( 3－)]m
请写出水解的化学方程式
12、某厂废酸主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+，利用该废液制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]和TiO(OH)2的一种工艺流程如下:
已知：i.
金属离子
TiO2+
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的pH
1.2
1.9
7.0
3.2
沉淀完全的pH
2.8
3.1
9.4
4.7
ii.pH>7时，Fe2+部分生成Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+
请回答下列问题：
(1)试剂A为__________，其作用是_________________________________
(2)取少量TiO(OH)2，用稀盐酸溶解，滴加少量KSCN溶液后无明显现象。再加入少量H2O2，出现微红色。焙烧TiO(OH)2获得的TiO2会发黄，发黄的杂质可能是__________(填化学式)
(3)滤渣I的主要成分除Fe(OH)2、Al(OH)3外，还含有__________(填化学式)。
(4)加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+，配平下列离子方程式：
2[Fe(NH3)2]2++_____+4H2O+H2O2=______+4NH3·H2O
(5)过二硫酸铵中硫元素的化合价为__________
(6)常温下，含硫微粒主要存在形式与 pH的关系如下图所示。用惰性电极电解饱和NH4HSO4溶液制备过二硫酸铵时，在阳极放电的离子主要为HSO4-，则阳极区电解质溶液的pH范围为____
13、某科研课题小组研究利用含H+、Na+、Zn+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、SO42－的工业废电解质溶液，制备高纯的ZnO、MnO2、Fe2O3，设计出如下实验流程：
回答下列问题:
(1)加入双氧水的目的是______________________
(2)第一次调pH使Fe3+完全沉淀，写出反应的离子方程式______________________
(3)第二次调pH前，科研小组成员分析此时的溶液，得到相关数据见下表(表中金属离子沉淀完全时，其浓度为1×10－5mol/L)。
为防止Mn2+也同时沉淀造成产品不纯，最终选择将溶液的pH控制为7，则此时溶液中Zn2+的沉淀率为___________，利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的___________(以物质的化学式表示)
(4)已知常温下，Ksp(MnS)=3.0×10－14、Ksp(ZnS)=1.5×10－24。在除锌时发生沉淀转化反应为：MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)，其平衡常数K=___________
(5)沉锰反应在酸性条件下完成，写出该反应的离子方程式______________________
14、在印染工业中，连二亚硫酸钠(Na2S2O4)因能使染好的布褪色，而使布能重新染色，故而俗称保险粉，其可溶于水，但不溶于甲醇。工业制备流程如下：
请回答下列问题：
(1)流程①步骤中需在耐高温的坩埚中进行，常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物化学式为_____________
(2)由锌块制备锌粉的目的是__________________________________________________；向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180的锌粉。鼓入气体M为常见的化合物，则M的化学式为__________________；分散系A为______________
(填“溶液”“胶体”或“悬浊液”)
(3)流程②步骤中的化学方程式为________________________________________________
(4)流程③的分离方法步骤为_____________、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是____________________；过滤前加入NaCl固体的作用是________________________________________________
(5)将等体积0.04 mo1·L－1AgNO3溶液和0.02 mol·L－1碱性Na2S2O4溶液混合，两者恰好完全反应，反应后溶液中有纳米级的银粉生成，写出反应的离子方程式：___________________________________________________________________________
15、NaBiO3可作为钢铁分析中测定锰的氧化剂，Bi2O3在电子行业有着广泛应用，可利用浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3，还含少量SiO2等杂质)来制备。其工艺流程如下。回答下列问题：
(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，写出Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式：___________________________；加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可________________；滤渣1的主要成分是____和硫
(2)NaBiO3是为数不多的钠盐沉淀之一，由溶液3制得纯净的NaBiO3，操作2包括_______________
(3)Bi2O3与Na2O2可在熔融状态下反应制得NaBiO3，其副产物为________
(4)写出“煅烧”中由碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]制备Bi2O3的化学方程式：____________________________________
(5)某工厂用m1 kg辉铋矿(含Bi2O3 60%)制备NaBiO3，最终得到产品m2 kg，产率为_______________
16、(1)工业上用钛矿石(主要成分为FeTiO3，主要含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过以下流程制得TiO2：
其中，步骤II发生的主要反应为:2H2SO4+ FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O
①步骤I发生反应的离了方程式是:________________________、________________________，为提高钛矿石的碱浸出速率，步骤I可采取的办法除提高碱的浓度外，还可以采取的办法有_________________、__________________________(写出两种方法)
②步骤II中加入Fe的目的是___________________；分离出FeSO4晶体的操作是________________
③步骤III形成的TiO2·nH2O 为胶体，其反应的化学方程式为____________________
(2)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，阳极上一定生成的气体是__________，可能生成的气体是__________________
方法二：通过以下反应制备金属钛
①TiO2 (s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) △H=+ 151kJ/mol ②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
实际生产中，需在反应①过程中加入碳，可以顺利制得TiCl4。碳的作用除燃烧放热外，还具有的作用是_____________________
【无机综合及工艺流程(六)】答案
1、(1)Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2
(2)①通入过量CO2
②取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明沉淀已洗涤干净 (3)6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
(4)①防止Fe2+被氧化 ②Fe3++Fe2++8HCO3-=Fe3O4（胶体）+8CO2↑+4H2O
③取少量B溶液．滴加KMnO4溶液，（紫）红色褪去
【解析】（1）根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn也能和氢氧化钠溶液反应，其反应方程式为：Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2；（2）①若溶液A中滴加稀H2SO4过量，会溶解产生的Zn(OH)2，可改用过量酸性较弱的酸，其方法是通入过量CO2；②检验沉淀洗涤是否干净其实是检验沉淀中是否还含有硫酸根离子，故方法为：取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明沉淀已洗涤干净；（3）流程中加入NaC1O3是将Fe2+氧化为Fe3+，其反应的离子方程式为：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；（4）① 由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中通入N2的原因：氮气化学性质不活泼，在这种惰性环境中可防止Fe2+被氧化；② 溶液B中主要是Fe3+和Fe2+与8HCO3-发生双水解产生胶体和二氧化碳气体，发生的离子反应方程式为：Fe3++Fe2++8HCO3-=Fe3O4（胶体）+8CO2↑+4H2O；③在含有Fe3+的溶液中，利用Fe2+的还原性，用KMnO4溶液进行检验，故确定溶液B中含有Fe2+的实验方法是：取少量B溶液，滴加KMnO4溶液，（紫）红色褪去，证明溶液中含有Fe2+。
2、(1)NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑
(3)H2SiO3 B
(4)取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净，若出现白色沉淀则表明沉淀未洗净。
(5)如果用碳做还原剂，过量的碳混杂在金属中难以除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，若用氢气作还原剂，就可避免该问题。
(6)0.2mol/L
【解析】白钨矿的主要成分是CaWO4，含有SiO2、Fe2O3等杂质，白钨矿与碳酸钠在1000℃温度下反应，SiO2与Na2CO3会反应生成Na2SiO3，Fe2O3不反应，得到的混合物用水浸取，过滤后的滤液经过系列操作得到WO3，说明Na2CO3与CaWO4反应生成Na2WO4，则滤渣A为Fe2O3等，滤液中含有Na2SiO3、Na2WO4，再调节pH在5～8之间，使SiO32-转化为H2SiO3沉淀过滤除去，母液中含有Na2WO4，向其中加入盐酸得到沉淀C为H2WO4，沉淀C灼烧产生WO3和水，再还原WO3得到钨。
(1)NH3+CO2+H2O=NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl，方程式叠加得到总反应方程式；
(2)CaWO4与纯碱反应生成Na2WO4、CaO与CO2；
(3)滤渣B为硅酸，调节溶液pH使硅酸根转化为H2SiO3沉淀过滤除去，应加入酸；
(4)检验沉淀C的表面会附着NaCl，用硝酸银溶液检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-判断；
(5)在高温下碳或氢气都可置换出W，但碳为固体，难以分离，且碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨；
(6) 根据Ksp(CaWO4)=c(Ca2+)×c(WO4-)计算c(Ca2+)，再根据Ksp[Ca(OH)2]= c(Ca2+)×c2(OH-)计算c(OH-)。
【详解】
3、(2018·高考全国卷Ⅱ)
(1)ZnS＋O2ZnO＋SO2
(2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2＋
(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋
(4)Zn2＋＋2e－===Zn 溶浸
解析：(1)在焙烧过程中ZnS和O2反应生成ZnO和SO2。(2)溶液中的Pb2＋与SO不能共存生成PbSO4沉淀，SiO2不溶于H2SO4，即滤渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除杂过程中O2能将溶液中Fe2＋氧化生成Fe3＋，加入ZnO能调节溶液的pH，促进Fe3＋完全水解。由题表知Fe2＋、Zn2＋开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近，若不通入O2使Fe2＋氧化为Fe3＋，加入ZnO后无法除去Fe2＋，会影响Zn的纯度。(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋。(4)结合图示可知电解ZnSO4溶液时生成Zn，即电解时Zn2＋在阴极被还原，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。沉积Zn后的电解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中继续使用。
4、（1）减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率（2分）
（2）① Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O（2分）
②将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3（2分）
③温度超过100℃明显加快了Fe3+水解反应的速率，导致Fe3+浓度降低（2分）
（3）C和SiO2（共2分） （4）6Fe2++Cr2O72－+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O（2分）
5、(1)排除装置中的空气
(2)CO SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O
(3)过滤 AlO和Cl－
(4)AlO＋CH3COOCH2CH3＋2H2O ==CH3COO－＋CH3CH2OH＋Al(OH)3↓ 7.8
(5)
[解析] (1)通入N2的目的是为了排除装置中的空气(特别是氧气)，防止在高温时石墨与氧气反应。(2)高温反应后，SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO分别转化为SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2。因为石墨是过量的，故高温条件下，C和SiO2、Fe2O3反应生成的是CO。由于SiCl4的沸点为57.6 ℃，低于80 ℃，故气体Ⅱ为SiCl4，在NaOH溶液中水解生成Na2SiO3和NaCl: SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O。(3)AlCl3、FeCl3、MgCl2的沸点均高于150 ℃，在80 ℃下变为固体Ⅲ， AlCl3、FeCl3、MgCl2和过量NaOH反应后生成NaAlO2、Fe(OH)3、Mg(OH)2和NaCl，通过过滤将沉淀Fe(OH)3和Mg(OH)2滤出，得到的溶液Ⅳ主要含NaAlO2和NaCl。(4)NaAlO2发生水解导致溶液显碱性：NaAlO2＋2H2OAl(OH)3＋NaOH，加入乙酸乙酯后，发生水解：CH3COOCH2CH3＋NaOHCH3COONa＋CH3CH2OH，促使NaAlO2彻底水解生成Al(OH)3沉淀。溶液Ⅳ转化为沉淀Ⅴ的反应为NaAlO2＋2H2O＋CH3COOCH2CH3Al(OH)3↓＋CH3COONa＋CH3CH2OH。根据Al原子守恒，可知100 kg初级石墨可得m[Al(OH)3]＝×2×78 g·mol－1＝7.8 kg。
(5)水体中铜件的电化学防腐利用了电解保护法，该方法中石墨作阳极，铜件作阴极，即外加电流的阴极保护法；若将石墨与铜件直接相连，形成原电池，则铜作负极被氧化，所以不可采用。
6、(1)提高原料的浸取率和浸取时的反应速率
(2)防止发生2Cu+4H++O2==2Cu2++2H2O，导致铜被浸出 (防止氧气把铜氧化成硫酸铜)
(3)3Fe2++MnO4—+4H+==MnO2↓+3Fe3++4H2O
(4)ZnO Zn(OH)2 3.3~5.9
(5)形成原电池，Zn作负极，Co2+加快在Sb正极表面的电子析出
(6)2Zn2++2H2O2Zn+O2↑+4H+ II
7、
8、
10、2016课标Ⅰ
（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；
（2）2MnO2+4KOH + O22K2MnO4+2H2O；
（3）提高氧气的压强，加快反应速率，增加软锰矿转化率；
（4）①KHCO3；②MnO42−−e−=MnO4−；H2；③3:2；
（5）。
【解析】（1）MnO2是固体物质，对于有固体参加的化学反应，由于其浓度不变，因此可通过增大其反应接触表面积的方法来提高反应速率，使更多的软锰矿反应转化为生成物，从而提高其转化率，因此要将其粉碎成细小的颗粒；（2）根据流程图可知，在“平炉”中MnO2、KOH、O2在加热时会反应产生K2MnO4，根据质量守恒定律可知，另外一种生成物质是H2O，根据原子守恒、电子守恒可得发生的化学方程式为2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ；（3）由于上述反应中氧气的状态是气态，在“平炉”中增大压强，电子守恒及反应的原子守恒，可得该反应的化学方程式是：3K2MnO4+ 4CO2+2H2O = 2KMnO4+MnO2+4KHCO3；②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，在电解槽阳极，MnO42−失去电子，发生氧化反应，产生MnO4−。阳极的电极反应式是：MnO42−−e−=MnO4−；在阴极，溶液中的水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，阴极的电极反应式是：2H2O+2e−=H2↑+2OH−。所以阴极逸出的气体是H2；总反应方程式是：2K2MnO4+2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH；③根据“电解法”方程式2K2MnO4+ 2H2O2KMnO4+H2↑+2KOH 可知，K2MnO4完全转化为KMnO4，所以K2MnO4的理论利用率是100%；而在“CO2歧化法” 3K2MnO4+ 4CO2+2H2O = 2KMnO4+MnO2+4KHCO3；中，反应的K2MnO4中只有2/3反应转化为KMnO4，所以K2MnO4的理论利用率是2/3，故“电解法”和“CO2歧化法”制取KMnO4时K2MnO4的理论利用率之比为1:2/3=3:2；（5）根据离子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+= 2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，KMnO4与草酸反应的关系式是：2KMnO4～5H2C2O4。取浓度为0.2000 mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，则配制的溶液的浓度为：。则1.0800 g样品中含KMnO4的物质的量为：n(KMnO4)=c·V=，由于样品的质量是1.0800g，则该样品含有的KMnO4的的纯度为：ω=。
10、(1)Cu 和O
(2)量筒、烧杯 避免除杂时消耗过多的氨水
(3)2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+
(4)5:1
(5)减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出
(6)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ 2.5×107L3/moL3
(7)Cu+Cl—e-=CuCl
【解析】（1）从流程过程看出，铜矿粉在空气中灼烧后生成二氧化硫气体和铜，硫元素被氧化，铜元素和氧元素被还原；正确答案：Cu 和O。
（2）配制酸浸所用的硫酸，由于98% H2SO4和水为等体积混合，因此分别用量筒量一定体积水放入烧杯中，再用量筒量取相同体积的98% H2SO4转移到烧杯中，混合搅拌；酸浸”时硫酸是用来溶解氧化铁，但是酸剩余的太多，后面反应中还要加入过多的氨水来中和硫酸；正确答案：量筒、烧杯；避免除杂时消耗过多的氨水。
（3）溶液中亚铁离子被过氧化氢氧化为铁离子，铁离子与氨水反应生成氢氧化铁沉淀；除杂”的总反应方程式是2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+ ；正确答案： 2Fe2++H2O2+4NH3·H2O(或 4NH3+4H2O)=2Fe(OH)3↓+4NH4+。
（4）根据流程可知“络合”反应Cu2++HCO3-+5NH3= Cu(NH3)4CO3+NH4+，NH3与NaHCO3理论比值是5:1；正确答案：5:1。
（5）Cu(NH3)4CO3加热分解产生氨气，氨气易溶于水，因此减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出 ；正确答案：减压能降低气体的溶解度，有利于气体逸出。
（6）SO2具有还原性，能够被铜离子氧化为硫酸根离子，本身还原为亚铜l离子，与氯离子结合生成CuCl沉淀，离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+ ；根据2Cu+=Cu+Cu2+的平衡常数K1=1×106可知：c(Cu)×c(Cu2+)/c2(Cu+)=1×106，c(Cu)×c(Cu2+)=106×c2(Cu+)；2CuCl=Cu+Cu2++2Cl-，K=c(Cu)×c(Cu2+)×c2(Cl-)=106 c2(Cu+)×c2(Cl-)=106×Ksp2(CuCl)= 106×（2×10-7）2=4×10-8；反应Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl的平衡常数K2=1/ K=2.5×107L3/moL3；正确答案：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O= SO42-+2CuCl↓+ 4H+； 2.5×107L3/moL3 。
（7）铜为阳极，首先失去1个电子，变为亚铜离子，然后亚铜离子与氯离子结合生成CuCl，阳极电极反应式Cu+Cl--e-=CuCl；正确答案：Cu+Cl--e-=CuCl。
11、⑴KSCN溶液(2分) ⑵SiO2(2分) ⑶蒸发浓缩(或加热浓缩) (2分) 冷却结晶(2分)
⑷温度低，反应速率慢；温度高， H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加。(3分)
⑸Fe2(SO4)3+nH2OFe2(OH)n(SO4)( 3－) +H2SO4(3分)
12、(1)铁粉 将Fe3+还原为Fe2+，避免Fe3+和TiO2+同时沉淀
(2)Fe2O3
(3)Fe(OH)3
(4)4OH- 2Fe(OH)3
(5)+6
(6)0 2 2HSO4--2e-=S2O82-+2H+
【解析】
【分析】
废酸中主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+，利用该废液制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]和TiO(OH)2。根据流程图，用氨水调节pH=3得到TiO(OH)2，而此时铁离子也会形成沉淀，因此需要将铁离子转化为亚铁离子，因此试剂A为铁粉；滤液中加入氨水调节pH=10，得到的沉淀有氢氧化亚铁和氢氧化铝(滤渣I)；滤液中含有部分Fe(II)氨络离子[Fe(NH3)2]2+，因此加入双氧水将亚铁离子氧化形成氢氧化铁沉淀(滤渣II)；再在滤液中加入硫酸酸化后电解得到过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]。据此分析解答。
【详解】
(5)过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]中N元素为-3价，H元素为+1价，O元素为-2价，根据正负化合价的代数和为0，得到硫元素的化合价为+6，故答案为：+6；
(6)根据常温下，含硫微粒主要存在形式与 pH的关系图，阳极放电的离子主要是HSO4-，则阳极区电解质溶液的pH范围应控制在0～2，阳极发生氧化反应，HSO4-放电转化为S2O82-，则阳极的电极反应为：2HSO4--2e-═S2O82-+2H+，故答案为：0；2；2HSO4--2e-═S2O82-+2H+。
13、(1)将Fe2+氧化为Fe3+
(2)Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(3)99% Fe2O3
(4)2×1010
(6)Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42-+4H+
第一次调pH使Fe3+完全沉淀时，有及其少量的Fe3+存在，所以利用滤渣Ⅱ制备高纯的ZnO时，必然含有极其微量的Fe2O3。
(4)、MnS(s)= Mn2+(aq)+ S2- (aq) Ksp(MnS)=3.0×10－14、ZnS(s)= Zn2+(aq) + S2- (aq) Ksp(ZnS)=1.5×10－24，在除锌时发生沉淀转化反应为：MnS(s)+Zn2+(aq)ZnS(s)+Mn2+(aq)，其平衡常数K=3.0×10－14/1.5×1024=2×1010；
14、(1)Al2O3或MgO；
(2)增大锌反应的表面积，加快化学反应速率；CO2；悬浊液；
(3)Zn+2SO2=ZnS2O4；
(4)过滤；甲醇；增大Na+ 浓度，便于Na2S2O4结晶析出；
(5)2Ag++S2O42－+4OH－=2Ag+2SO32－+2H2O
分析 锌块加热融化，向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到锌粉，加水形成分散系，再通入二氧化硫反应得到ZnS2O4，加入NaOH溶液反应得到氢氧化锌沉淀、Na2S2O4，最后加入NaCl降低Na2S2O4的溶解度，析出Na2S2O4，溶液D中含有NaCl．
解答
(1)常用来制做耐高温坩埚的金属氧化物，可为Al2O3或MgO等；
(2)由锌块制备锌粉的目的是：增大锌反应的表面积，加快化学反应速率；向锌液中鼓入M气体，使液态锌雾化，冷却得到粒度约为180μm的锌粉．鼓入气体M为常见的化合物，则M的化学式为CO2，电子式为，分散系A为悬浊液；
(3)流程②步骤中Zn与二氧化硫反应生成ZnS2O4，反应方程式为：Zn+2SO2=ZnS2O4；
(4)流程③是分离固体与溶液，分离方法为过滤、洗涤、干燥，为减少溶解导致的损失，用甲醇洗涤，过滤前加入NaCl增大Na+ 浓度，便于Na2S2O4结晶析出；
(5)反应后溶液中有纳米级的银粉生成，Ag元素发生还原反应，S元素发生氧化反应，设S元素在氧化产物中化合价为a，则VL×0.04mo1•L－1×1=VL×0.02mol•L－1×2×(a－3)，解得a=4，故S2O42－氧化生成SO32－，反应离子方程式为：
2Ag++S2O42－+4OH－=2Ag+2SO32－+2H2O．
15、(1)Bi2S3＋6Fe3＋===2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S 抑制溶液中Bi3＋的水解 SiO2(或二氧化硅)
(2)过滤、洗涤、干燥 (3)Na2O
(4)(BiO)2CO3Bi2O3＋CO2↑ (5)×100%
解析：由题中信息可知，辉铋矿经氯化铁和盐酸的混合液浸取后，硫化铋中的硫离子被氧化为硫单质，过滤后除去二氧化硅和硫等滤渣，向滤液中加入足量的铁粉把铋置换出来得到海绵铋，海绵铋经盐酸和双氧水溶解得到氯化铋溶液，向氯化铋溶液中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，氯化铋被氧化为铋酸钠；向氯化铋溶液中加入碳酸铵可以生成碱式碳酸铋沉淀，碱式碳酸铋经煅烧得到氧化铋。
(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式为Bi2S3＋6Fe3＋===2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S；加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可抑制溶液中Bi3＋的水解；滤渣1的主要成分是SiO2和硫。
(2)由题中信息可知，NaBiO3难溶于水，故溶液3中生成的铋酸钠沉淀需经过滤、洗涤、干燥才能制得纯净的NaBiO3。
(3)Bi2O3与Na2O2可在熔融状态下反应制得NaBiO3，Bi的化合价升高，根据化合价的升降规律，可以推断O的化合价由－1降低到－2，故其副产物为Na2O。
(4)“煅烧”中由碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]制备Bi2O3的化学方程式为(BiO)2CO3Bi2O3＋CO2↑。
(5)m1 kg辉铋矿含Bi2O3的质量为0.6m1 kg，若其完全转化为NaBiO3，可以得到NaBiO3的质量为×2×280 kg＝ kg，最终得到产品m2 kg，故产率为×100%＝×100%。
16、(1)①Al2O3+2OH-=2A1O2-+H2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 升高温度(或加热) 粉碎矿石或搅拌
②还原Fe3+ 过滤
③TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(胶体)+H2SO4
(2)O2或氧气 CO2(或CO或CO2和CO) 消耗O2，促进中衡向正反应方向移动
解析：（1）①氧化铝是两性氧化物，既能和强酸反应又能和强碱反应生成盐和水，反应离子方程式是Al2O3+2OH-=2A1O2-+H2O；二氧化硅是酸性氧化物，能和强碱反应生成硅酸钠和水，反应离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；升高温度或粉碎矿石或搅拌都能提高钛矿石的碱浸出速率；②Fe能把Fe3+还原为Fe2+，步骤II中加入Fe的目的是还原Fe3+；分离出FeSO4晶体用过滤法；③TiOSO4水解为TiO2·nH2O(胶体)的化学方程式为TiOSO4+(n+1)H2OTiO2·nH2O(胶体)+H2SO4；（2）阳极氧离子失电子发生氧化反应生成氧气；氧气与C单质反应生成CO或CO2，所以阳极上一定生成的气体是氧气，可能生成的气体是CO或CO2；加入碳消耗O2，促进中衡向正反应方向移动。
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