突破08 循环利用-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列

这是一份突破08 循环利用-备战2021年高考化学《工艺流程》专题突破系列，共10页。

无机综合及工艺流程(八)
【循环物质定和副产品的判断方法】
1、循环物质的确定

2、副产品的判断

3、滤渣、滤液成分的确定：要考虑样品中原料和杂质中的每一种成分在每一步与每一种试剂的反应情况：
(1)哪些物质(离子)消失了
(2)所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子；再考虑这些离子间是否会发生反应
(3)去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处
【课后作业】
1、利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用。其工作流程如下：

(1)铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的__________(填“氧化性”或“还原性”)
(2)溶液1中的主要的阴离子有CrO42-、___________(填离子符号)
(3)过程I，在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4 molCrO42-，消耗氧化剂的物质的量是__________
(4)通入CO2调节溶液pH实现物质的分离。
①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al。冶炼Al的化学方程式是_______________________
②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是__________(填化学式)
③已知：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O K=4.0×1014，滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04 mol/L，则CrO42-的浓度是_____mol/L
(5)过程II的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7
不同温度下化合物的溶解度(g/100gH2O)

结合表中数据分析，过程II得到K2Cr2O7粗品的操作是：____________________________________，过滤得到K2Cr2O7粗品





2、辉铜矿主要成分Cu2S,软锰矿主要成分MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3
③MnSO4·H2O易溶于冷水，不溶于酒精
④部分金属阳离子氢氧化物的(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算：当离子浓度小于1.0×10-5时，认为该离子沉淀完全。)Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-38, Ksp(Cu(OH)2)=1.0×10-20， Ksp(Mn(OH)2)=4.0×10-14
(1)酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式____________________________
(2)调pH的范围为____________
(3)在该工艺中可循环使用的物质是______________；“加热驱氨” 环节，温度不能过低也不能过高的原因为___________________
(4)请根据如下图示，将“由碳酸锰经一系列操作获得MnSO4·H2O晶体，并测定纯度”的实验方案补充完整

①将碳酸锰固体溶于稀硫酸获得硫酸锰溶液 ②加热溶液并控制温度>40℃，_________________得到粗产品
③_________________________，低温干燥，可得到较纯晶体
④欲测定该品体的纯度，取14.00g晶体加蒸馏水配成100mL溶液，量取25.00mL,加足量标准BaCl2溶液，得到沉淀4.66g，则此样品的纯度为_______(保留四位有效数字)。某小组计算发现本组样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有__________________________________________(任写一种)
3、高锰酸钾是常用的氧化剂。某化学小组在实验室以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备KMnO4，下图是实验室制备高锰酸钾的操作流程。

已知：
温度
溶解度/g
K2CO3
KHCO3
KMnO4
20℃
111
33.7
6.38
请回答：
(1)反应①的化学方程式为______________________________________，加热软锰矿、KClO3、和KOH固体时，除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外，还用到的仪器有_________，不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是______________
(2)反应②中氧化产物与还原产物的物质的量之比为________；上述流程中可以循环利用的物质是________________
(3)实验时，从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a为_______________________________，若CO2过量会生成KHCO3导致得到的KMnO4产品的纯度降低其原因是________________________
(4)反应③是模拟工业上采用惰性电极电解法制取高锰酸钾晶体，写出反应的化学方程式___________________







4、下图是某工业生产过程，请回答下列问题。

溶解度表(单位：g/100 g水)：
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
100
氯化铵
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
55.2
65.6
71.3
77.3
硫酸铵
70.6
73
75.4
78
81
88
95
98
103
硫酸钾
7.4
9.3
11.1
13
14.8
18.2
21.4
22.9
24.1
氯化钾
28
31.2
34.2
37.2
40.1
45.8
51.3
53.9
56.3
(1)该工业生产过程的目标产品是________________(写化学式)。
(2)过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还有一种物质，该物质的用途有____________(试举一例)
(3)根据溶解度表，转化Ⅱ中适宜的温度是________，过滤Ⅱ操作所得滤渣是________
A．0～10 ℃ B．20～30 ℃ C．40～60 ℃ D．90～100 ℃
(4)我国著名的化学家也利用了转化Ⅱ的反应原理制备了一种重要的碱，该制备过程的化学方程式为___________________
(5)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)进行脱水处理可制得常用的干燥剂，根据下图选择的最佳脱水方法是________

A．氯化氢气流中加热到174 ℃ B．直接加热至174 ℃
C．直接加热至260 ℃ D．氯化氢气流中加热到260 ℃
(6)上述工业流程实现了绿色化学的理念，其中______________(填化学式)实现了循环利用，副产品________(填化学式)可转化为原料，整个流程基本实现了污染物零排放
5、用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H2SiF6 ）生产无水氟化氢的工艺如下图所示：

已知：氟硅酸钾（K2SiF6）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇。在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸。
(1)写出反应器中的化学方程式：
(2)在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有： ；在洗涤氟硅酸钾(K2SiF6)时常用酒精洗涤，其目的是：
(3)该流程中哪些物质可以循环使用： (用化学式表达)
(4)氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H2SiF6 ，试写出该反应方程式：
(5)为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，并将气体通入含足量的Ca(OH)2 溶液中，得到5.85gCaF2沉淀，则无水氢氟酸质量分数为： 。(保留2位有效数字)通过计算结果，试解释，为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g，








6、氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：①菱锰矿石主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；
②相关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氯氧化物沉淀时的pH如下：
金属离子
Al3+
Fe3+
Fe2+
Ca2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
3.8
1.5
6.3
10.6
8.8
9.6
沉淀完全的pH
5.2
2.8
8.3
12.6
10.8
11.6
③常温下，CaCl2、MnCl2的溶度积分别为
回答下列问题：
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________
(2)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是：

焙烧温度_________，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________，焙烧时间为___________
(3)浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为__________________________________；然后调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀完全，此时溶液的pH范围为_________________。再加入NH4F沉淀Ca2+、Mg2+，当c(Ca2+)=1.0×10−5 mol·L−1时，c(Mg2+)=__________________mol·L−1
(4)碳化结晶时，发生反应的离子方程式为____________________________________
(5)流程中能循环利用的固态物质是___________________________
7、铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。
Ⅰ、(1)铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4 的Pb3O4，Pb3O4 与HNO3 发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为_____________
Ⅱ、以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)为原料制备高纯PbO，其主要流程如下：

(2)“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb 和PbO2反应生成PbSO4生成1mol PbSO4转移电子的物质的量为____________mol 
(3)已知：①PbO溶解在NaOH 溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示：

②粗品PbO 中所含杂质不溶于NaOH 溶液
结合上述信息，完成由粗品PbO得到高纯PbO 的操作：将粗品PbO溶解在一定量__________(填“35%”或“10%”)的NaOH 溶液中，加热至110℃，充分溶解后，______________________________，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO 固体
(4)将PbO粗品溶解在HCl 和NaCl 的混合溶液中，得到含Na2PbCl2 的电解液，电解Na2PbCl4 溶液生成Pb 的装置如图所示。

①阴极的电极反应式为_______________________
②电解一段时间后，Na2PbCl4浓度极大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，阴极区采取的方法是____________
8、辉铜矿主要成分Cu2S,软锰矿主要成分MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：
①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫
②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3
③MnSO4·H2O易溶于冷水，不溶于酒精
④部分金属阳离子氢氧化物的(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算：当离子浓度小于1.0×10-5时，认为该离子沉
淀完全) Ksp(Fe(OH)3)=1.0×10-38, Ksp(Cu(OH)2)=1.0×10-20， Ksp(Mn(OH)2)=4.0×10-14
(1)酸浸时，得到的浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式________________________
(2)调pH的范围为____________
(3)在该工艺中可循环使用的物质是__________；“加热驱氨” 环节，温度不能过低也不能过高的原因为_______________
(4)请根据如下图示，将“由碳酸锰经一系列操作获得MnSO4·H2O晶体，并测定纯度”的实验方案补充完整

①将碳酸锰固体溶于稀硫酸获得硫酸锰溶液
②加热溶液并控制温度>40℃，_________得到粗产品
③_______，低温干燥，可得到较纯晶体
④欲测定该品体的纯度，取14.00g晶体加蒸馏水配成100mL溶液，量取25.00mL,加足量标准BaCl2溶液，得到沉淀4.66g，则此
样品的纯度为_________(保留四位有效数字)。某小组计算发现本组样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有______________(任写一种)
9、氧锰八面体纳米棒(OMS-2)是一种新型的环保催化剂。用软锰矿和黄铁矿(主要成分分别为MnO2、FeS2)合成OMS-2的工艺流程如下：

(1)FeS2中硫元素的化合价是_________，“调pH并过滤”主要除去______元素
(2)Mn12O19中氧元素化合价均为-2价，锰元素的化合价有两种，则Mn (Ⅲ)、Mn (Ⅳ) 物质的量之比为_______________，生产过程中的原料KMnO4、K2S2O8、MnSO4·H2O按物质的量比1:1:5反应，产物中硫元素全部以SO42-的形式存在，该反应的离子方程式为______________________________________________________________
(3)溶液B可进一步分离出两种主要化合物，一种可在该工艺中循环使用，化学式是____________；另一种为盐类，在农业生产中可用作___________________________
(4)OMS-2是一种纳米级的分子筛。分别用OMS-2和MnOx对甲醛进行催化氧化，在相同时间内甲醛转化率和温度的关系如图：

由图可知，OMS-2与MnOx相比，催化效率较高是____________________，原因是________________
(5)甲醛(HCHO)在OMS-2催化氧化作用下生成CO2和H2O，现利用OMS-2对某密闭空间的甲醛进行催化氧化实验，实验开始时，该空间内甲醛含量为1.22mg/L，CO2含量为0.590mg/L，一段时间后测得CO2含量升高至1.25mg/L，该实验中甲醛的转化率为___________
10、用方铅矿精矿( 主要为PbS)和软锰矿(主要为MnO2,还有少量Fe2O3，Al2O3等杂质) 制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下：

已知：①PbS+MnO2+ 4 H+= Mn2++Pb2++S+2H2O
②25℃ 时，Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，Ksp(PbSO4)=1.8×10-8
③PbCl2 (s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) △H>0
(1)80℃用盐酸处理两种矿石，为加快酸浸速率，还可采用的方法是_______________
(2)向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是_________________；加入物质X可用于调节酸浸液的pH值，物质X可以是__________
A．MnCO3 B．NaOH C．ZnO D．PbO
(3)滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物，其成分为_____________(写化学式)；请设计分离两种金属化合物的路线图(用化学式表示物质，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和分离方法)______________________________________
(4)向滤液2中通入NH3和O2发生反应，写出总反应的离子方程式_______________________
(5)用Mn3O4为原料可以获得金属锰，选择合适的冶炼方法为___________ (填字母)
A．热还原法 B．电解法 C．热分解法
(6)求25℃氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应的平衡常数K=___________(保留到整数位)
11、锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：
物质
Mn(OH)2
Co(OH)2
Ni(OH)2
MnS
CoS
NiS
Ksp
2.1×10－13
3.0×10－16
5.0×10－16
1.0×10－11
5.0×10－22
1.0×10－22
(1)步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是__________________________________________________
(2)步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是______________________________，加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe3＋
(3)步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是____________
(4)步骤Ⅳ中，在________(填“阴”或“阳”)极析出Mn，电极反应为_______________________________





【无机综合及工艺流程(八)】答案
1、(1)还原性
(2)AlO2-、OH-
(3)0.3 mol
(4)2Al2O3(熔融) 3O2 ↑+ 4Al NaHCO3 0.01
(5)向滤液③中加入浓硫酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶
【解析】（1）铝热法冶炼金属铬，铝元素化合价由0价变化为+3价，失去电子被氧化，是利用了金属铝的还原性；
（4）①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al，冶炼Al的化学方程式是2Al2O3(熔融)3O2↑+4Al；
②滤渣B为碳酸氢钠，受热分解所得物质碳酸钠可以循环利用，因此B是NaHCO3；
③已知2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，K=4.0×1014，滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04mol/L，K=c(Cr2O72-)/[c2(CrO42−)·c2(H+)]，氢离子浓度为10-6mol/L，因此CrO42-的浓度为mol/L＝0.01mol/L；
（5）过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7，根据物质的溶解度与温度的关系可知过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：向滤液③中加入浓硫酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶。
2、(1)Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O
(2)3 (3)NH3 温度过低，[Cu(NH3)4]SO4分解不完全，温度过高，会导致Cu2(OH)2CO3分解，这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少
(4)②蒸发结晶，趁热过滤 ③用酒精洗涤产品2-3次 ④96.57% 可能有混有硫酸盐(相对分子质量小于MnSO4)杂质或部分晶体失去结晶水。
（3）分析工艺流程投入反应物和产物，产物氨气可以溶入水中形成氨水再投入循环使用，故可循环使用的物质为氨气； “加热驱氨” 环节，温度不能过低也不能过高的原因：温度过低，[Cu(NH3)4]SO4分解不完全，温度过高，会导致Cu2(OH)2CO3分解，这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少；
(4)②由曲线图知当温度低于40℃时析出MnSO4·5H2O晶体，高于40℃时析出MnSO4·H2O晶体，因此硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验必须保证溶液温度高于40℃；然后通过蒸发结晶，趁热过滤，得到粗产品；
③为减少产品的损失，用酒精洗涤产品2-3次，低温干燥，可得到较纯晶体；
④硫酸钡的量为4.66/233=0.02mol，硫酸根离子的总量为0.02mol，原晶体中含有的硫酸根离子的总量为0.02×100/25=0.08mol，硫酸锰晶体的质量为0.08×169g， 则此样品的纯度为0.08×169/14×100%=96.57% ；用标准氯化钡溶液测定样品中MnSO4·5H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%，说明样品中硫酸根离子质量分数大于MnSO4·5H2O中硫酸根离子质量分数，故只要能增大样品中硫酸根离子质量分数的原因均合理，则可能原因是样品中混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水。
3、(1)KClO3+3MnO2+6KOH3K2MnO+KCl+3H2O 酒精灯、坩埚钳 瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应或SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O
(2)2:1 KOH、MnO2
(3)蒸发浓缩、降温结晶、过滤 KHCO3的溶解度较小，滤液蒸发浓缩、降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出 (4)2K2MnO4+2H2O2KOH+2KMnO4+H2↑
【解析】
（1）根据流程，反应①为软锰矿中的MnO2与KClO3、KOH在熔融条件下反应生成K2MnO4和KCl，反应可写成MnO2+KClO3+KOH→K2MnO4+KCl，Mn元素的化合价由+4价升至+6价，Cl元素的化合价由+5价降至-1价，根据得失电子守恒、原子守恒，反应①的化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O。加热软锰矿、KClO3和KOH固体时除三脚架、玻璃棒、泥三角和铁坩埚外，加热需要酒精灯，取用铁坩埚需要坩埚钳，还用到的仪器是酒精灯、坩埚钳。不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是：瓷坩埚中的SiO2会与KOH发生反应，反应的方程式为SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O。
（2）根据流程，反应②为向K2MnO4溶液中通入CO2生成MnO2、KMnO4和K2CO3，反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3，K2MnO4中Mn元素的化合价部分由+6价升至KMnO4中的+7价，KMnO4为氧化产物，部分由+6价降至MnO2中的+4价，MnO2为还原产物，根据得失电子守恒，反应②中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:1。根据流程反应②生成的MnO2，反应③得到的KOH都可以循环利用，可循环利用的物质是KOH、MnO2。
（3）反应②结束冷却至室温滤去MnO2后得到的溶液中含KMnO4和K2CO3，根据表中的溶解度，20℃时K2CO3的溶解度很大，KMnO4的溶解度较小，从滤液中得到KMnO4晶体的实验操作a是：蒸发浓缩、降温结晶、过滤。反应②中若CO2过量，反应后滤去MnO2得到含KMnO4和KHCO3的混合溶液，根据表中溶解度数值可知，KHCO3的溶解度较小，滤液蒸发浓缩、降温结晶时KHCO3会随KMnO4一同结晶析出，导致得到的KMnO4产品纯度降低。
（4）根据流程，用惰性电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4，阳极电极反应式为MnO42--e-=MnO4-；根据放电顺序，阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-；电解反应的化学方程式为2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑。
4、(1)CaCl2·6H2O
(2)做石膏模型；加入水泥中调节水泥的硬化速率；做建筑材料(答出一点即可)
(3)D　K2SO4(或K2SO4和KCl)
(4)NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓
(5)C　(6)NH3　CaCO3
【解析】(1)根据流程图可知，本工业生产过程的目标产品是CaCl2·6H2O。
(2)CaSO4是一种微溶于水的物质，故另一种固体物质应为CaSO4，其用途有做石膏模型、加入到水泥中调节水泥的硬化速率、做建筑材料等。
(3)根据表中数据可知，90～100 ℃时，硫酸铵、氯化钾、氯化铵的溶解度相对而言比硫酸钾大得多，溶液中容易析出硫酸钾晶体，故D正确；过滤Ⅱ操作所得滤渣是K2SO4(或K2SO4和KCl)。
(4)我国著名化学家侯德榜也利用了转化Ⅱ的反应原理制备了一种重要的碱，该制备过程是在饱和食盐水中先通入足量的氨气，再通入足量的二氧化碳产生碳酸氢钠沉淀，化学方程式为NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓。
(5)由题图可知，温度为260 ℃时，CaCl2·6H2O分解为CaCl2，且Ca2＋不水解，故直接加热到260 ℃即可。
(6)蒸氨过程中NH3可循环利用，副产品CaCO3可转化为原料氧化钙和二氧化碳。
5、（1）H2SiF6+ K2SO4=H2SO4+K2SiF6↓；（2分）
（2）烧杯、漏斗、玻璃棒(3分)氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失(1分)
（3）H2SO4、K2SO4 （2分）
（4）6HF+SiO2= H2SiF6 +2H2O （2分）
（5）97% （3分）HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体（1分）
于2.0克。
6、（1）MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
（2）500℃ 1.10 60min
（3）MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10-6
（4）Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O
（5）NH4Cl
【解析】
【详解】
（1）根据工艺流程图知“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为：MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O；
（2）根据图示锰浸出率比较高，焙烧菱镁矿的最佳条件是：焙烧温度500℃；氯化铵与菱镁矿粉的质量比为1.10；焙烧时间为60min；
（3）二氧化锰具有氧化性，可以氧化亚铁离子，而二氧化锰被还原为锰离子，反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；根据题干信息知pH在5.2时Al3+沉淀完全，pH在8.8时，Mn2+开始沉淀，所以将Fe3+、Al3+沉淀完全，可以调整pH范围在5.2≤pH<8.8；根据 的溶度积计算得：c2(F-)= ，c(Mg2+)= mol/L；
（4）根据流程图知碳化结晶时，发生反应的离子方程式为：Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O；
（5）流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH4Cl。
【点睛】
分析流程题需要掌握的技巧是：浏览全题，确定该流程的目的，看懂生产流程图，了解流程图以外的文字描述、表格信息，后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。
7、(1)Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O
(2)1
(3)35% 趁热过滤
(4)①PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- ②继续向阴极区加PbO粗品
【解析】 (1)由题目信息知Pb3O4中铅的化合价为+2、+4两种价态．相当于2PbO•PbO2，由于PbO2是酸性氧化物，故它不能与硝酸反应，PbO是碱性氧化物，它与硝酸发生非氧化还原反应，生成Pb(NO3)2，由此可写出对应的化学方程式：Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O；
(2)在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4，反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，生成2molPbSO4转移电子2mol，故生成1mol PbSO4，转移电子的物质的量是1mol；
(3)根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线特点可知浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，因此加热至较高温度，充分溶解，然后再高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体；故答案为：35%； 趁热过滤；
(4)①阴极发生还原反应，根据题意电解Na2PbCl4溶液，生成Pb，Pb发生还原反应，故阴极反应为：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；
②阴极电解一段时间后溶液为HC1和NaC1的混合溶液，根据题意“将PbO粗品溶解在HC1和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的电解液”继续向阴极区加PbO粗品可恢复其浓度且实现物质的循环利用。
8、(1)Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O
(2)3 (3)温度过低，[Cu(NH3)4]SO4分解不完全，温度过高，会导致Cu2(OH)2CO3分解，这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少
(4)蒸发结晶，趁热过滤 用酒精洗涤产品2-3次 96.57% 可能有混有硫酸盐(相对分子质量小于MnSO4)杂质或部分晶体失去结晶水。
（3）分析工艺流程投入反应物和产物，产物氨气可以溶入水中形成氨水再投入循环使用，故可循环使用的物质为氨气； “加热驱氨” 环节，温度不能过低也不能过高的原因：温度过低，[Cu(NH3)4]SO4分解不完全，温度过高，会导致Cu2(OH)2CO3分解，这两种情况均会使碱式碳酸铜产量减少；
(4)②由曲线图知当温度低于40℃时析出MnSO4·5H2O晶体，高于40℃时析出MnSO4·H2O晶体，因此硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验必须保证溶液温度高于40℃；然后通过蒸发结晶，趁热过滤，得到粗产品；
③为减少产品的损失，用酒精洗涤产品2-3次，低温干燥，可得到较纯晶体；
④硫酸钡的量为4.66/233=0.02mol，硫酸根离子的总量为0.02mol，原晶体中含有的硫酸根离子的总量为0.02×100/25=0.08mol，硫酸锰晶体的质量为0.08×169g， 则此样品的纯度为0.08×169/14×100%=96.57% ；用标准氯化钡溶液测定样品中MnSO4·5H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%，说明样品中硫酸根离子质量分数大于MnSO4·5H2O中硫酸根离子质量分数，故只要能增大样品中硫酸根离子质量分数的原因均合理，则可能原因是样品中混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水。
9、 (1)-1 Fe或铁
(2)5:1 2MnO4-+ 2S2O82-+10Mn2++11H2O=Mn12O19↓+4SO42-+22H+
(3)H2SO4 化肥
(4)OMS-2 OMS-2 比MnOx表面积大，吸附的反应物浓度更高，反应速率更快
(5)36.9%
MnSO4·H2O按物质的量比1:1:5反应，产物中硫元素全部以SO42-的形式存在，该反应的离子方程式为2MnO4-+ 2S2O82-+10Mn2++11H2O=Mn12O19↓+4SO42-+22H+；（3）根据反应方程式可知，溶液B中含有的K2SO4、H2SO4，该工艺中循环使用的物质化学式是H2SO4，K2SO4在农业生产中可用作钾肥；（4）由图像可以看出，相同温度下，OMS-2作催化剂时，因纳米级OMS-2 比MnOx表面积大，吸附的反应物浓度更高，反应速率更快，故OMS-2与MnOx相比，催化效率较高是OMS-2；（5）设体积为VL，CO2含量由0.590mg/L升高至1.25mg/L，CO2含量增多0.66mg/L，反应生成的CO2的物质的量为，根据原子个数守恒，参与反应的甲醛的物质的量为，故该实验中甲醛的转化率为=36.9%。
10、(1)粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度
(2)增大PbCl2的溶解度 AD
(3)Al(OH)3、Fe (OH)3 (4)6Mn2++12NH3+6H2O+O2=2Mn3O4+12NH4+
(5)A
(6)889
【解析】（1）80℃用盐酸处理两种矿石，为加快酸浸速率，还可采用的方法是粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度；（2）由于PbCl2 (s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) ，向酸浸液中加入饱和食盐水，溶液中氯离子浓度较大，可使平衡正向移动，增大PbCl2的溶解度；加入物质X可用于调节酸浸液的pH值，选项中各物质均能消耗氢离子起调节pH，但选用氢氧化钠溶液会溶解氢氧化铝，产生干扰离子偏铝酸根离子，选用氧化锌会引入新杂质，故物质X可以是AD；（3）根据软锰矿中还有少量Fe2O3，Al2O3等杂质，制备过程中必须除杂，故滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物的成分为Al(OH)3、Fe (OH)3；分离两种金属化合物可利用氢氧化铝为两性氢氧化物利用强碱溶解后过滤，再利用二氧化碳将偏铝酸盐处理得到氢氧化铝，流程如下：；（4）向滤液2中通入NH3和O2发生反应生成Mn3O4，总反应的离子方程式为6Mn2++12NH3+6H2O+O2=2Mn3O4+12NH4+；（5）根据金属活动顺序，用Mn3O4为原料可以获得金属锰，选择合适的冶炼方法为热还原法，答案选A；（6）求25℃氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应PbCl2 (s)+SO42-(aq) 2Cl-(aq) +PbSO4(s)的平衡常数K==。
11、(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O
(2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
(3)CoS和NiS
(4)阴　Mn2＋＋2e－===Mn
【解析】(1)碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰，二氧化碳和水，化学方程式为MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O。
(2)MnO2在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnO2被还原成Mn2＋，发生反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。
(3)步骤Ⅲ中加入(NH4)2S，除掉的是Co2＋和Ni2＋，所以滤渣2的主要成分是CoS和NiS。
(4)Mn2＋在阴极发生还原反应生成Mn，电极反应为Mn2＋＋2e－===Mn。