2024届高三新高考化学大一轮专题训练题---工业流程题
1．（2023春·安徽·高三芜湖一中校联考阶段练习）硫、氮及其化合物是重要的化工原料，研究其性质、用途和转化具有重要意义。回答下列问题：
Ⅰ.氮及其化合物
(1)物质N2H4(肼)可作为火箭发动机的燃料，其电子式为______。
(2)实验室收集X用______(填“向上”或“向下”)排空气法；常温下，NO2为______(填颜色)气体。
(3)农业上常用物质R作氮肥，实验室检验物质R中阳离子的方法为______(写出操作过程和现象)。
(4)氮的氧化物(NOx)是常见的大气污染物之一，NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。当物质Y与NO2的物质的量之比为1：1时，与足量氨气能在催化剂作用下发生反应，生成两种无污染的物质，该反应的化学方程式为______。
Ⅱ.硫及其化合物
以黄铁矿(主要成分为FeS2，其中S的化合价为-1价)生产发烟硫酸的工艺流程如图。
(5)黄铁矿进入“沸腾炉”之前一般都会进行粉碎处理，其目的为______。
(6)“接触室”中发生反应的化学方程式为______。
(7)煤和石油在燃烧过程中通常会产生SO2，下列关于SO2的说法正确的是______(填字母)。
A．SO2是一种酸性氧化物
B．SO2能使紫色石蕊试液先变红后褪色
C．SO2过度排放到空气中会引起酸雨
2．（2023春·四川宜宾·高三四川省宜宾市第四中学校校考期末）绿水青山就是金山银山，氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾重要物质，工业用多种方法来治理。某种综合处理含NH废水和工业废气(主要含NO、CO、、、)的流程如图：
已知：、
(1)固体1的主要成分有、、___________(填化学式)。
(2)捕获剂捕获的气体主要是___________(填化学式)。
(3)若把气体2通入水中，发生反应的化学方程式为___________。
(4)处理工业废气用石灰乳而不是烧碱的原因是___________。
(5)向气体1中通入的空气不能过量，原因是___________。
(6)与反应的离子方程式为：___________。
(7)流程中生成的因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知能发生如下反应：，可以使淀粉溶液变蓝。根据上述反应，选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验，以鉴别和NaCl固体。需选用的物质是___________(填序号)。
①水 ②淀粉碘化钾试纸 ③淀粉 ④白酒 ⑤白醋
3．（2023春·北京西城·高三北京育才学校校考期中）碳酸锂是制备各种锂化合物的关键原料。一种以磷酸锂渣(主要成分Li3PO4)为原料制备碳酸锂的工艺流程示意图如下。
已知：部分物质的溶解性表(20℃)
阳离子 阴离子
Li+ 难溶 可溶 易溶
Ca2+ 难溶 难溶 可溶
(1)写出浸取时Li3PO4与盐酸反应的化学方程式：_______。
(2)加入盐酸的量不宜过多的原因是_______。
(3)钙渣的主要成分是_______。
(4)磷锂分离时，需要不断加入适量NaOH溶液以维持溶液的pH基本不变。结合离子方程式解释其原因是_______。
(5)沉锂时，反应的离子方程式是_______。
4．（2023春·四川成都·高三树德中学校考阶段练习）某软锰矿的主要成分是，还含有CaO、、FeS等杂质，以该软锰矿为原料制备碳酸锰()的工业流程图如下：
已知：①部分阳离子沉淀时溶液的pH如下表。
阳离子
开始沉淀的pH 8.8 10.6
沉淀完全的pH 10.1 13.1
②为难溶物
回答下列问题：
(1)用稀硫酸“浸出”软锰矿时，要在适当的高温下进行，并不断搅拌的目的是_______；若在“浸出”液中加入KSCN溶液，溶液呈血红色，写出在酸溶过程中FeS发生反应的离子方程式：_______。
(2)“操作Ⅰ”需要加入试剂X调节溶液的pH，试剂X最好选用_______(填字母)；
A．溶液 B．NaOH溶液 C．氨水 D．固体
已知室温下，，则室温下“操作Ⅰ”中除去杂质离子(要求杂质离子浓度均小于)所需调节溶液的pH在_______范围内。
(3)写出“沉锰”时加入足量的离子方程式为_______；“沉锰”后需要过滤、洗涤碳酸锰沉淀，检验碳酸锰洗涤干净的方法是_______。
5．（2023春·广东揭阳·高三揭阳市揭东第一中学校考期中）广东省揭阳市惠来县拥有109公里的海岸线，海洋资源丰厚。现已建有风力发电群，总投资654.3亿大南海石油炼化一体化项目已顺利投产。从海水中可以制取溴、镁等多种化工产品，提取过程如下：
(1)操作①的名称___________。
(2)Br在元素周期表中的位置是第___________周期___________族。
(3)提取溴的过程中，经过2次转化的目的是___________。
(4)吸收塔发生的反应离子方程式：___________，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是___________。
(5)海水晒盐得到的粗盐中含有等杂质离子，精制时常用的试剂有：a．氯化钡溶液；b．稀盐酸；c．碳酸钠溶液；d．氢氧化钠溶液。加入试剂的正确顺序是___________(填字母)。
(6)工业上常用上述流程“空气吹出法”实现海水提溴，将海水浓缩至1L，使用该法最终得到，若提取率为80%，则原海水中溴的浓度为___________。
6．（2023春·上海浦东新·高三华师大二附中校考期中）铁是应用广泛的金属，铁的卤化物、及高价铁的含氧酸盐均为重要的化合物。某废旧金属材料主要含Fe、Cu、Al、FeO、、CuO(其余成分与酸碱都不反应)和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。
回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去___________。
(2)写出“碱浸”过程中NaOH溶液参与反应的离子方程式：___________。
绿矾在空气中可逐渐风化而失去一部分水，并且表面容易氧化为黄褐色碱式硫酸铁：。为测定某部分被氧化的绿矾中亚铁离子的质量分数设计如下实验，取该晶体8.22 g溶于水后，加入20.00 mL 0.10 mol/L酸性高锰酸钾溶液，恰好将其中的完全氧化(离子被还原为)。
回答下列问题：
(3)实验前，要配制0.10 mol/L的溶液240毫升，配制时需要的仪器除电子天平外，还需要的仪器有烧杯、玻璃棒、___________。
(4)上述实验中的溶液要进行酸化，可用于酸化的酸是___________(选填编号)。
A．稀硝酸 B．稀硫酸 C．稀盐酸 D．以上三种酸都可以
(5)酸性高锰酸钾溶液氧化的离子方程式为：___________。
(6)被氧化的绿矾中亚铁离子的质量分数为：___________。
可将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S，其物质转化如图所示。
回答下列问题：
(7)在图示的转化中：转化为的离子方程式是___________；当有1 mol 转化为硫单质时，若保持溶液中的物质的量不变，需要消耗的物质的量为___________。
7．（2022秋·山东烟台·高三统考期末）“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献，某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程如下。回答下列问题：
已知：几种物质的溶解度随温度变化的曲线如图。
(1)向饱和食盐水中应先通_______后通_______，反应的总化学方程式为_______；操作①过滤后得到NaHCO3晶体，利用溶解度曲线图分析，NaHCO3容易从溶液中析出的原因是_______。
(2)“系列操作”为_______、过滤 。
(3)除母液2外，上述流程中循环利用的物质有_______；验证NH4Cl晶体中存在NH的方法是_______。
(4)测定产品的纯度：称取所制备的纯碱产品m1 g溶于水中，滴加足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤沉淀。将所得沉淀充分干燥，称量得到m2 g固体，则产品中纯碱的质量分数为_______ (列表达式即可，不需化简)。如果此步骤中，沉淀未干燥充分就称量，则测得纯碱的质量分数_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
8．（2023·全国·高三假期作业）硫酸是重要的化工产品，可用于生产化肥、 农药、炸药、染料等。工业制硫酸的原理(反应条件和部分生成物已略去)如图所示：
回答下列问题：
(1)FeS2中硫元素的化合价是___________ ，“过程I”发生的反应为4FeS2 +11O22Fe2O3+8SO2。其中氧化产物是___________ (填化学式)。
(2)加快“过程I”反应速率的措施有___________。 (至少写出2 个)
(3)生产过程中的废气含有SO2，可用双碱法脱硫处理，过程如下图所示，其中可循环使用的，写出双碱法脱硫的总反应方程式___________。
9．（2023春·山东临沂·高三统考期中）研究不同价态硫元素之间的转化是合理利用硫元素的基本途径。回答下列问题：
I．以下是硫元素形成物质的“价—类二维图”及含硫物质相互转化的部分信息。
(1)写出A+C→B的化学方程式________，其中氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
(2)工业上可利用D制备E，其中吸收D制备E时宜选用的吸收剂为________(填“水”或“98.3%浓硫酸”)。
(3)G是一种由四种元素组成的钠盐，写出G与盐酸反应的离子方程式________。
Ⅱ．黄铁矿(主要成分为，杂质为、)是重要的矿产资源，以黄铁矿为原料制备绿矾的工艺流程如下。
已知：金属离子生成氢氧化物沉淀的pH范围见下表。
金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
1.5 3.2
3.0 5.0
6.3 8.3
(4)“焙烧”时，为了提高焙烧效率，可以采用的措施有________(写一条即可)；尾气中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收(填标号)。
a．浓 b．稀 c．NaOH溶液 d．氨水
(5)滤渣的主要成分为________；“除铝”需控制的pH范围是________。
(6)“系列操作”包括蒸发浓缩冷却结晶、过滤洗涤、干燥等，检验洗涤干净的实验操作是________。
10．（2022秋·广东广州·高三西关外国语学校校考期中）纯碱是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。工业上“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2及水等为原料制备纯碱，其主要反应原理为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。生产纯碱的工艺流程示意图如图：
在实验室模拟侯氏制碱法制备碳酸钠，并测定碳酸钠的质量分数。
(1)一定温度下，往一定量饱和NaCl溶液中先通入______达到饱和后，再不断通入______，一段时间后，出现沉淀，过滤得到NaHCO3晶体。
(2)该工艺流程中可回收再利用的物质是______。
(3)析出的NaHCO3固体中可能含有少量氯离子杂质，检验该固体中含有氯离子杂质的操作方法是______。
(4)写出工艺流程中反应②的反应方程式_______。
(5)称取m1g制得的碳酸钠样品，置于小烧杯中，加水溶解，向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液充分反应(杂质不参加反应)。将反应混合物过滤、洗涤、干燥，得到质量为m2g的沉淀。则该样品中碳酸钠的质量分数为_______(用m1，m2的计算式表示)。
11．（2023·山东泰安·统考二模）电解金属锰阳极渣(主要成分MnO2，杂质为PbCO3、Fe2O3、CuO)和黄铁矿(FeS2)为原料可制备Mn3O4，其流程如图所示：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：Fe3+ 3.7，Fe2+ 9.7，Cu2+ 7.4，Mn2+ 9.8
回答下列问题：
(1)“酸浸”过程中，滤渣Ⅰ的主要成分为S、______(填化学式)。
(2)“酸浸”过程中Fe2+、Fe3+的质量浓度、Mn浸出率与时间的关系如图1所示。
20~80min，浸出Mn元素的主要离子方程式为______。80~100min时，Fe2+浓度上升的原因可能是______。
(3)“除Fe、Cu”过程中依次加入的试剂X、Y为______(填序号)。
A．NH3 H2O、H2O2 B．H2O2、CaCO3 C．SO2、MnCO3
(4)硫酸锰晶体的溶解度曲线如图2，由MnSO4溶液获得MnSO4 H2O晶体的系列操作为______、洗涤、干燥。
(5)“真空热解”过程中，测得固体的质量随温度变化如图3所示。需控制的温度为______。
(6)由MnSO4溶液制取Mn3O4的另一种方案是：向MnSO4溶液中加入氨水，产生Mn(OH)2沉淀和少量Mn2(OH)2SO4，滤出，洗净，加水打成浆，浆液边加热边持续通空气，制得Mn3O4。沉淀加热通空气过程中，7小时之前，溶液的pH=6，7小时之后迅速下降，原因是______。
12．（2023春·江苏镇江·高三江苏省镇江第一中学校联考期中）由碳酸锰矿(主要成分MnCO3，还含有FeCO3、MnO2、Al2O3、SiO2等)中提取金属锰的一种流程如图：
(1)“酸浸”过程中，提高锰元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度、_____(填一种)。
(2)保持其他条件不变，在不同温度下对碳酸锰矿进行酸浸，锰元素的浸出率随时间变化如图所示，则酸浸的最佳温度和时间分别是_____。
提取过程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH
金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+
开始沉淀的pH 1.8 5.8 3.0 7.8
完全沉淀的pH 3.2 8.8 5.0 9.8
(3)已知“酸浸”后溶液中锰元素只以Mn2+形式存在，则“酸浸”中发生氧化还原反应的离子方程式为_____。
(4)“除铁、铝”步骤需加入H2O2，目的是_____。(用离子方程式表示)
(5)结合表格，“除铁、铝”时加入每水控制反应液pH的范围为_____。
13．（2023春·湖北·高三郧阳中学校联考阶段练习）磷酸亚铁锂是比亚迪“刀片电池”的电极材料，可以硫铁矿(主要成分是，含少量、和)为原料制备，流程如图：
已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 2.3 7.5 4.0
完全沉淀的pH 4.1 9.7 5.2
请回答下列问题：
(1)焙烧的目的是____________________。
(2)从焙烧到氧化要经历一系列步骤，请从下列步骤选择正确的步骤并合理排序__________________。
(3)“试剂R”是一种氧化剂，最好选择____________。
(4)流程中在“高温煅烧”条件下，由制备的化学方程式为____________。不能用铁粉代替草酸，其目的是____________________。
(5)检验产品中是否混有或杂质的实验操作是_____________。
(6)产品纯度的测定。分别取7.000g试样，用稀硫酸溶解，滴加二苯胺磺酸钠指示剂，用0.3000 溶液滴定至溶液由浅绿变为蓝紫，平均消耗溶液20.00mL。
①产品的纯度为____________。(精确到0.01%)
②测定结果偏低的原因可能是____________。
A．产品在空气中放置时间过长 B．滴定前仰视读数
C．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成 D．滴定管没有用标准液润洗
14．（2023春·广东惠州·高三统考期中）以黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)黄铁矿中铁元素的化合价为___________。
(2)由炉渣制备还原铁粉，写出铁粉与过量的稀硝酸反应的离子方程式___________。
(3)欲得到更纯的，反应①应通入___________(填“过量”或“不足量”)的气体。
(4)高温灼烧时，火焰呈___________色。
(5)因为具有___________性，导致商品中不可避免地存在。检验其中含有的方法是___________。
(6)一般用分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准溶液与发生反应：，实验时称取0.2800g样品，消耗浓度为0.03000mol/L的溶液20.00mL，则样品中铁含量为___________%。
15．（2023春·山东·高三统考期中）浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源，从海带中提取碘单质和从海水中提取溴单质的工艺流程如图。回答下列问题：
I．海带提碘
(1)在实验室进行干海带的灼烧操作时，是将海带放入___________(填仪器名称)中，用酒精灯充分加热灰化。
(2)浸取液中碘主要以存在，写出①发生反应的离子方程式___________，实验步骤①后若检验溶液中碘单质的存在，具体方法是___________。
(3)向含有的水溶液中加入振荡静置后的实验现象___________。
(4)步骤②中加入浓溶液发生反应的化学方程式为___________，步骤③反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为___________。
(5)步骤②③是利用化学转化法将富集在四氯化碳中的碘单质重新富集在水中，该方法称为___________法。
(6)操作c的名称为___________。
Ⅱ．海水提溴
(7)流程中能说明同主族元素性质递变规律的反应为___________(写出离子方程式)。
(8)步骤③化学方程式为___________。
16．（2023春·河北沧州·高三校联考期中）合理利用资源有利于促进人与自然和谐共生战略目标的实现。某实验室设计如下流程，回收模具厂废料(含和少量等)中的部分金属资源。
已知：
Ⅰ.，，；溶液中离子浓度时，认为该离子沉淀完全；
Ⅱ.与性质相似
回答下列问题：
(1)“酸浸”前需先将废料研磨的目的为___________；该工序生成的气体中还含有和，则发生反应的化学方程式为___________。
(2)若浸液中、，则“调”的合理范围为___________。
(3)“萃取”反应可表示为，则实际操作中，该工序控制溶液过大或过小均会降低的萃取率，其原因为___________；有机相用___________(填“盐酸”或“溶液”)处理后可循环到萃取工序中再利用。
(4)从含水相中提取单质的方法为加过量粉，充分反应后过滤，滤渣经洗涤后，进行___________(填操作方法)分离出。
(5)取一定质量进行煅烧，残留固体余量与温度的变化关系如图所示。
制备时，控制的合理温度范围为___________(填选项字母)。
A．低于 B． C． D．高于
(6)“水解”工序不能在陶瓷容器中进行的原因为___________。
17．（2023·福建·校联考三模）金属镓被称为“电子工业脊梁”，与铝同族，性质与铝相似。氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、、，还有少量等杂质)制备镓和氮化镓的流程如下：
常温下，相关元素可溶性组分的物质的量浓度的对数与pH的关系如下图所示，当溶液中可溶性组分浓度时，可认为已除尽。
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程中变为，则与纯碱反应的化学方程式为____________。
(2)“碱浸”后滤渣的主要成分为___________(写化学式)。用惰性电极电解含的溶液可得到金属Ga，阴极的电极反应式为___________。
(3)常温下，反应的平衡常数_________。
(4)“碱浸”后溶液的主要成分为、、。请补充完整流程中“操作”过程的步骤(在方框内填入试剂的化学式或pH值)：
滤液滤液滤渣 溶液
_______，_______，_______。
(实验中须使用的试剂：0.1 溶液、0.1 NaOH溶液)
(5)用石墨为电极电解熔融得到Ga单质，电极材料需要定期补充的是___________极(填“阴”或“阳”)。
18．（2023·福建·校联考三模）金属镓被称为“电子工业脊梁”，与铝同族，性质与铝相似。氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、、，还有少量等杂质)制备镓和氮化镓的流程如下：
常温下，相关元素可溶性组分的物质的量浓度的对数与pH的关系如下图所示，当溶液中可溶性组分浓度时，可认为已除尽。
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程中变为，则与纯碱反应的化学方程式为___________。
(2)“碱浸”后滤渣的主要成分为___________(写化学式)。用惰性电极电解含的溶液可得到金属Ga，阴极的电极反应式为___________。
(3)常温下，反应的平衡常数___________。
(4)“碱浸”后溶液的主要成分为、、。请补充完整流程中“操作”过程的步骤(在方框内填入试剂的化学式或pH值)：___________。
(实验中须使用的试剂：0.1 溶液、0.1 NaOH溶液)
(5)用石墨为电极电解熔融得到Ga单质，电极材料需要定期补充的是___________极(填“阴”或“阳”)。
参考答案：
1．(1)
(2) 向下 红棕色
(3)取少量物质R于试管中，加入适量NaOH浓溶液并加热，用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸变蓝
(4)2NH3+NO2+NO2N2+3H2O
(5)增大反应物的接触面积，加快反应速率
(6)2SO2+O22SO3
(7)AC
【分析】Ⅰ.根据图示，X为NH3、Y为NO；
Ⅱ.黄铁矿在沸腾炉中与氧气反应生成氧化铁、二氧化硫，二氧化硫、氧气在接触室反应生成三氧化硫，三氧化硫在吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收可生成硫酸，尾气含有二氧化硫、氧气，以此解答该题。
【详解】（1）物质N2H4(肼)电子式为；
（2）根据价类二维图知X为，密度比空气小，用向下排空气法；为红棕色气体；
（3）物质R中含有铵根，检验铵根：取少量物质R于试管中，加入适量NaOH浓溶液并加热，用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸变蓝；
（4）物质Y为NO，Y与NO2的物质的量之比为1：1时，与足量氨气能在催化剂作用下发生反应，生成两种无污染的物质为氮气和水，该反应的化学方程式为；
（5）黄铁矿进入“沸腾炉”之前一般都会进行粉碎处理，其目的为块状变为粉末状，接触面积增大，反应速率增大；
（6）“接触室”中发生反应的化学方程式为；
（7）A．是酸性氧化物，A项正确；
B．不能漂白紫色石蕊试液，仅能使紫色石蕊试液变红，B项错误；
C．过度排放会引起硫酸型酸雨，C项正确；
故选AC。
2．(1)
(2)CO
(3)
(4)石灰乳来源丰富，成本低
(5)空气过量时会将NO全部转化为，与NaOH溶液反应时不会将全部转化为导致处理含废水的效率降低
(6)
(7)①②⑤
【分析】工业废气和过量石灰乳反应生成CaCO3、CaSO3，剩余NO、CO、N2，加入适量的空气，部分NO与O2反应生成NO2，NO、NO2和NaOH反应生成NaNO2，亚硝酸根和铵根反应生成水和N2，剩余的气体是CO和N2，用捕获剂在一定条件下捕获到CO，据此回答。
【详解】（1）CO2、SO2与石灰乳反应生成亚硫酸钙、碳酸钙，石灰乳过量有剩余，因此固体1的主要成分有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3；
（2）由分析知捕获剂捕获的气体主要是CO；
（3）由分析知气体2为NO2，二氧化氮会和水发生氧化还原反应生成HNO3、NO，即方程式为；
（4）工业生产需要考虑成本，石灰乳比氢氧化钠价格便宜且来源丰富，即原因为石灰乳来源丰富，成本低；
（5）由已知条件、可知，一氧化氮会被氧气氧化为二氧化氮且当气体全部是二氧化氮时和氢氧化钠作用并未全部生成亚硝酸钠，会影响处理废水效率，即原因为空气过量时会将NO全部转化为，与NaOH溶液反应时不会将全部转化为导致处理含废水的效率降低；
（6）亚硝酸根中氮元素+3价，铵根离子中氮元素-3价，结合信息二者生成无污染气体，即氮气，所以方程式为；
（7）根据反应方程式可知NaNO2具有氧化性会将KI氧化产生I2，I2可以使淀粉变蓝，反应在酸性溶液中进行，反应在溶液中进行，需要水、酸，还需要KI、淀粉，所以鉴别NaNO2和NaCl需要的试剂序号为①②⑤。
3．(1)Li3PO4+2HCl=LiH2PO4+2LiCl
(2)尽量减少后续磷锂分离时NaOH的用量
(3)CaHPO4
(4)Ca2++=CaHPO4+H+，OH-+H+=H2O，避免溶液酸性增强影响磷的沉淀
(5)2Li++=Li2CO3↓
【分析】以磷酸锂渣(主要成分Li3PO4)为原料制备碳酸锂时，需将磷锂元素进行分离，为此，先加盐酸将磷酸锂渣溶解，得到含有Li+、、Cl-的溶液；再加入CaCl2，同时加NaOH调节溶液的pH，将磷锂进行分离，此时锂元素转化为易溶于水的LiCl，磷元素转化为难溶于水的CaHPO4；调pH至弱碱性，再加入Na2CO3，将Ca2+转化为CaCO3沉淀；过滤后，往滤液中继续加入Na2CO3溶液，将Li+转化为Li2CO3沉淀。
【详解】（1）浸取时Li3PO4与盐酸反应，生成LiH2PO4和LiCl，化学方程式：Li3PO4+2HCl=LiH2PO4+2LiCl。答案为：Li3PO4+2HCl=LiH2PO4+2LiCl；
（2）加入盐酸的量不宜过多，否则磷酸盐会转化为磷酸，同时溶液中存在盐酸，会增加后面调节pH时NaOH的使用量，则原因是：尽量减少后续磷锂分离时NaOH的用量。答案为：尽量减少后续磷锂分离时NaOH的用量；
（3）由分析可知，钙渣的主要成分是CaHPO4。答案为：CaHPO4；
（4）磷锂分离时，需要不断加入适量NaOH溶液以维持溶液的pH基本不变，则表明反应在生成CaHPO4的同时，还有H+生成，还会造成磷酸盐的溶解，其原因是：Ca2++=CaHPO4+H+，OH-+H+=H2O，避免溶液酸性增强影响磷的沉淀。答案为：Ca2++=CaHPO4+H+，OH-+H+=H2O，避免溶液酸性增强影响磷的沉淀；
（5）沉锂时，Li+与反应生成Li2CO3沉淀，反应的离子方程式是2Li++=Li2CO3↓。答案为：2Li++=Li2CO3↓。
【点睛】分离磷锂时，从表中物质的溶解性可确定，应将二者转化为磷酸一氢盐。
4．(1) 加速酸溶的速率，提高锰的浸出率
(2) D
(3) 取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，若没有沉淀生成，则沉淀已洗净
【分析】软锰矿的主要成分是，还含有CaO、、FeS等杂质，加硫酸溶解，生成硫酸钙、硫酸铝、其中FeS与二氧化锰反应生成硫酸铁和硫酸锰以及S单质；过滤除去S和硫酸钙；滤液中加固体调节溶液pH除去铝离子和铁离子；过滤后在滤液中加NaF进一步除去该离子，过滤出CaF2，滤液中加碳酸氢钠生成碳酸锰，据此分析解答。
【详解】（1）“浸出”软锰矿时，要在适当的高温下进行，并不断搅拌可以加快反应速率，提高锰的浸出率；“浸出”液中加入KSCN溶液，溶液呈血红色，可知反应生成三价铁离子，根据得失电子守恒及元素守恒可得反应方程式：，故答案为：加速酸溶的速率，提高锰的浸出率；；
（2）“操作Ⅰ”需要加入试剂X调节溶液的pH，目的是除去铝离子和铁离子，而不使沉淀，同时不能引入杂质，因此应选、调节pH；结合Ksp可知氢氧化铁更易沉淀，因此只需确保Al3+沉淀完全即可除去铁离子，则铝离子完全沉淀时：，，，此时pH>5，为不使沉淀，pH应小于8.8，则pH范围：，故答案为：D；；
（3）“沉锰”时加入足量，碳酸氢根离子与二价锰离子反应生成碳酸锰沉淀，同时生成二氧化碳气体，反应离子方程式为：，“沉锰”后需要过滤、洗涤碳酸锰沉淀，检验碳酸锰洗涤干净的方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，若没有沉淀生成，则沉淀已洗净。故答案为：；取少量最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，若没有沉淀生成，则沉淀已洗净。
5．(1)过滤
(2) 四 ⅦA
(3)富集溴元素
(4) 强酸对设备的严重腐蚀
(5)acdb或adcb或dacb
(6)4.5
【分析】海水中加入氢氧化钙沉淀镁离子后过滤，在滤液中通入氯气是将滤液中的Br－氧化为Br2，再利用热的空气将Br2吹出，进入吸收塔与SO2反应，其反应的离子方程式为：；再通入氯气将Br－氧化为Br2，两次Br－→Br2转化的目的是对溴元素进行富集，氢氧化镁加入盐酸溶解得到氯化镁溶液，氯化镁溶液中得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁得到金属镁，据此解答。
【详解】（1）操作①的名称是过滤。
（2）Br在元素周期表中的位置是第四周期第ⅦA族。
（3）根据以上分析可知提取溴的过程中，经过2次转化的目的是富集溴元素。
（4）吸收塔内单质溴被还原，发生的反应离子方程式为，由此反应可知反应后溶液酸性增强，所以除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀。
（5）Ca2＋用碳酸钠除去，Mg2＋用氢氧化钠除去，用氯化钡除去，最后加入盐酸酸化。但由于过量的氯化钡要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面，而氢氧化钠可以随意调整，所以加入试剂的正确顺序是acdb或adcb或dacb。
（6）将海水浓缩至1L，使用该法最终得到，若提取率为80%，则原海水中溴的浓度为＝4.5。
6．(1)有机物
(2)，
(3)250mL容量瓶
(4)B
(5)
(6)
(7) 0.5mol
【分析】废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、FeO、、CuO (其余成分与酸、碱都不反应)和可燃性有机物，焙烧，可除去有机物，且将金属单质转化为氧化物，加入氢氧化钠溶液碱浸，可得到偏铝酸钠溶液，滤液Ⅰ为偏铝酸钠，可用于提取铝，滤渣Ⅰ含有Fe2O3、FeO、CuO，加入硫酸酸浸，可生成硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜，试剂a为铁，可用于除去硫酸铜，并与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，得到滤液Ⅱ为硫酸亚铁，滤渣Ⅱ为Fe、Cu，加入硫酸酸浸，Cu不与硫酸反应，过滤得到铜，滤液Ⅱ蒸发浓缩、冷却结晶得到绿矾；据此分析解题。
【详解】（1）“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，同时除去有机物；故答案为有机物。
（2）加入氢氧化钠溶液碱浸，Al和反应可得到偏铝酸钠溶液，所以离子方程式为，。
（3）配制0.10 mol/L的溶液240毫升，配制时需要的仪器除电子天平外，还需要的仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶；故答案为250mL容量瓶。
（4）A．硝酸的氧化性会影响实验，故A不符合题意；
B．稀硫酸常用于溶液酸化，故B符合题意；
C．稀盐酸具有还原性，KMnO4能将HCl氧化为氯气，故C不符合题意；
故答案选B。
（5）酸性高锰酸钾溶液将氧化，离子被还原为，离子方程式为；故答案为。
（6）取该晶体8.22 g溶于水后，加入20.00 mL 0.10 mol/L酸性高锰酸钾溶液，恰好将其中的完全氧化(离子被还原为)，消耗高锰酸钾的物质的量为，根据可知，所以反应的Fe2+的物质的量为，所以Fe2+的质量为，所以被氧化的亚铁离子的质量分数为：；故答案为。
（7）图中转化为的离子方程式是；由图可知，回收S的总方程式为，当有1 mol 转化为硫单质时，若保持溶液中的物质的量不变，需要消耗的物质的量0.5mol；故答案为；0.5 mol。
7．(1) NH3 CO2 NH3＋NaCl＋H2O＋CO2 = NaHCO3↓＋NH4Cl 在相同温度下NaHCO3的溶解度比NaCl、NH4Cl、NH4HCO3的都小
(2)蒸发浓缩、冷却结晶
(3) CO2 取适量晶体，加入过量NaOH溶液加热，如果生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则表明晶体中存在NH(答案合理即可)
(4) 偏小
【分析】饱和食盐水首先通入氨气使得溶液显碱性可以吸收更多的二氧化碳，反应生成碳酸氢钠和氯化铵，碳酸氢钠溶解较小而析出晶体，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，母液1蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铵晶体和母液2；
【详解】（1）向饱和食盐水中应先通氨气后通二氧化碳，总反应为氯化钠、水、氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的总化学方程式为NH3＋NaCl＋H2O＋CO2 = NaHCO3↓＋NH4Cl；NaHCO3容易从溶液中析出的原因是在相同温度下NaHCO3的溶解度比NaCl、NH4Cl、NH4HCO3的都小，容易首先达到饱和析出；
（2）“系列操作”为得到氯化铵晶体的操作，为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
（3）碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳，故除母液2外，上述流程中循环利用的物质有二氧化碳；铵根离子和氢氧根离子反应会生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的氨气，故验证NH4Cl晶体中存在NH的方法是取适量晶体，加入过量NaOH溶液加热，如果生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则表明晶体中存在NH；
（4）碳酸钠和碳酸氢钠均和氢氧化钡生成碳酸钡沉淀，，将所得沉淀充分干燥，称量得到m2 g碳酸钡固体，设碳酸钠、碳酸氢钠质量分别为a、m1-a，根据碳元素守恒可知，，a=，故产品中纯碱的质量分数为。如果此步骤中，沉淀未干燥充分就称量，导致m1 中含有水，m1偏大，测得纯碱的质量分数偏小。
8．(1) -1 Fe2O3、SO2
(2)研磨黄铁矿、适当升高温度
(3)SO2+2 Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O
【分析】黄铁矿煅烧生成氧化铁和二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫被浓硫酸吸收得到发烟硫酸；
【详解】（1）FeS2中铁元素化合价+2价，硫元素化合价-1价，“过程Ⅰ”发生的反应为，亚铁离子被氧化得到氧化铁，-1价硫元素化合价升高，失电子被氧化生成二氧化硫，其中氧化产物是Fe2O3、SO2，故答案为：-1；Fe2O3、SO2；
（2）加快“过程I”反应速率的措施有：研磨黄铁矿、适当升高温度；
（3）用双碱法脱硫法处理废气中的SO2，过程I反应为SO2、NaOH反应产生Na2SO3、H2O，反应方程式为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；过程II反应为Na2SO3、Ca(OH)2、O2反应产生CaSO4、NaOH，反应方程式为：2Na2SO3+2 Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH，将过程I方程式扩大2倍再与过程II式子相加，可得双碱方法脱硫法的总反应方程式为：SO2+2 Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O。
9．(1) 2：1
(2)98.3%浓硫酸
(3)
(4) 将黄铁矿粉碎 cd
(5) 二氧化硅 5pH<6.3
(6)取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成，则洗涤干净
【分析】I由硫元素价类图知，A是硫化氢、B是硫单质、C是二氧化硫、D是三氧化硫、E是硫酸、F是亚硫酸、G为+4价盐、H是+6价盐，据此回答；Ⅱ由题给流程可知，黄铁矿焙烧时，二硫化铁与空气中氧气高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁、氧化铝与20%硫酸反应，二氧化硅不溶于硫酸，过滤得到硫酸铁、硫酸铝溶液和滤渣二氧化硅，向溶液中加入过量铁粉将硫酸铁转化为硫酸亚铁，再调节pH使铝离子转化为氢氧化铝沉淀，然后硫酸亚铁溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾，据此回答。
【详解】（1）由分析知硫化氢和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫单质，即；硫化氢到硫发生氧化反应得氧化产物，二氧化硫到硫发生还原反应得还原产物，即氧化产物和还原产物的物质的量之比为2：1；
（2）为了避免形成酸雾提高吸收率工业一般选择98.3%浓硫酸做吸收剂；
（3）由分析知G为亚硫酸氢钠，即离子方程式为；
（4）将黄铁矿粉碎增大接触面积即可提高焙烧效率；尾气中含有二氧化硫污染性气体，可选用碱溶液进行吸收，即选cd；
（5）由分析知滤渣主要成分为二氧化硅；表中信息知铝离子开始沉淀pH为3.0，完全沉淀时pH为5.0，且亚铁离子开始沉淀pH为6.3，所以“除铝”需要把铝离子完全沉淀且亚铁离子不能沉淀，即需控制的pH范围是5pH<6.3；
（6）由流程图知绿矾表面附带有硫酸根，即需要检验硫酸根，所以实验操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成，则洗涤干净。
10．(1) NH3 CO2
(2)CO2
(3)取少量晶体溶于水，加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，该晶体中含有氯离子
(4)2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O
(5)
【分析】侯氏制碱法的流程是在氨化饱和的氯化钠溶液里通CO2气体，因碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小，有碳酸氢钠沉淀生成，经过滤洗涤干燥后，再将碳酸氢钠加热分解可得纯碱，同时生成的CO2气体循环利，用据此分析解答。
【详解】（1）一定温度下，往一定量饱和NaCl溶液中先通入NH3，达到饱和后，再不断通入CO2，一段时间后，出现沉淀，过滤得到NaHCO3晶体。
（2）由分析可知，分析可知CO2参与反应过程，最后又生成，可以循环利用。
（3）检验晶体中是否有氯离子，取少量晶体溶于水，加稀HNO3酸化，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，该晶体中含有氯离子。
（4）工艺流程中反应②中碳酸氢钠加热分解可得纯碱，同时生成的CO2气体，方程式为：2 NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。
（5）称取m1g制得的碳酸钠样品，置于小烧杯中，加水溶解，向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液充分反应生成m2g沉淀，该沉淀为CaCO3，n(CaCO3)= =n(Na2CO3)，则该样品中碳酸钠的质量分数为=。
11．(1)PbSO4
(2) 3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++4S+2Fe3++6H2O 80~100min时，剩余MnO2较少，FeS2浸出的Fe2+与MnO2接触机会减少，所以Fe2+浓度上升
(3)B
(4)蒸发浓缩，结晶，趁热过滤
(5)1000－1200℃
(6)开始时发生Mn(OH)2被O2氧化生成水，溶液pH无明显变化；7小时后Mn2(OH)2SO4被O2氧化，生成H2SO4，溶液pH减小(也可用方程式表示：6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O，故溶液pH无明显变化；3Mn2(OH)2SO4+O22Mn3O4+6H++3SO，溶液pH减小)
【分析】阳极渣(主要成分MnO2，杂质为PbCO3、Fe2O3、CuO)和黄铁矿(FeS2)加入硫酸，MnO2将FeS2氧化生成S，PbCO3转化成PbSO4沉淀，氧化铁、氧化铜转化成硫酸铁、硫酸铜，滤液中含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Cu2+等，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO或CaCO3调节pH除去Fe3+、Cu2+，之后滤液中主要含有Ca2+、Mn2+，加入MnF2除去Ca2+，最终得到MnSO4溶液，经过一系列操作得到Mn3O4，据此分析回答问题。
【详解】（1）由分析可知，“酸浸”过程中，滤渣Ⅰ的主要成分为S、PbSO4沉淀。
（2）由图示知，20~ 80 min内，Mn元素浸出率高，Fe3+含量明显增加，说明此时MnO2与FeS2反应生成Mn2+、Fe3+、S等，对应离子方程式为：3MnO2+2FeS2+12H+=3Mn2++4S+2Fe3++6H2O；80~100min时，剩余MnO2较少，FeS2浸出的Fe2+与MnO2接触机会减少，所以Fe2+浓度上升。
（3）由分析可知，滤液中含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Cu2+等，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO或CaCO3调节pH除去Fe3+、Cu2+，故选B。
（4）硫酸锰晶体的溶解度曲线如图2，温度高于40℃时MnSO4 H2O的溶解度减小，由MnSO4溶液获得MnSO4 H2O晶体的系列操作为蒸发浓缩，结晶，趁热过滤、洗涤、干燥。
（5）根据Mn守恒可知，3MnSO4 H2O~ Mn3O4，此时Mn3O4的质量占原固体质量的
45.17%，失重1-45.17%=54.83%，结合图像可知，需控制温度在1000－1200℃。
（6）开始时发生Mn(OH)2被O2氧化生成水，溶液pH无明显变化；7小时后Mn2(OH)2SO4被O2氧化，生成H2SO4，溶液pH减小(也可用方程式表示：6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O，故溶液pH无明显变化；3Mn2(OH)2SO4+O22Mn3O4+6H++3SO，溶液pH减小)。
12．(1)粉碎碳酸锰矿、适当升温、搅拌等
(2)70℃，120min
(3)2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++2CO2↑+4H2O
(4)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(5)5.0～7.8或5.0≤pH＜7.8
【分析】由碳酸锰矿(主要成分MnCO3，还含有FeCO3、MnO2、Al2O3、SiO2等)加稀硫酸，除去SiO2，溶解其它氧化物，加双氧水把Fe2+氧化成Fe3+，加入氨水，除去Fe3+和Al3+，剩余溶液电解得到锰单质。
【详解】（1）“酸浸”过程中，提高锰元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度、粉碎碳酸锰矿、适当升温、搅拌等；
故答案为：粉碎碳酸锰矿、适当升温、搅拌等。
（2）根据图像可知，酸浸的最佳时间是120min，之后浸出率变化不大，70℃和90℃产率最高，但70℃消耗能量相对较少，故酸浸的最佳温度和时间分别是70℃，120min；
故答案为：70℃，120min。
（3）“酸浸”后溶液中锰元素只以Mn2+形式存在，酸浸过程中MnO2被Fe2+或FeCO3还原为Mn2+，则“酸浸”中发生氧化还原反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++2CO2↑+4H2O；
故答案为：2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++2CO2↑+4H2O。
（4）“除铁、铝”步骤需加入H2O2，目的是除去Fe2+，方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
（5）根据表格可知，“除铁、铝”时要把Al3+和Fe3+都除去，而且不能除去Mn2+，则反应液pH的范围为5.0～7.8或5.0≤pH＜7.8；
故答案为：5.0～7.8或5.0≤pH＜7.8。
13．(1)将转化为氧化铁和二氧化硫
(2)cade
(3)过氧化氢
(4) 防止生成杂质
(5)取样品，加入稀盐酸溶解，滴加KSCN溶液，若不变色则不含三价铁杂质，或变色则含三价铁杂质
(6) ABC
【分析】硫铁矿焙烧后加入硫酸酸溶，除去不反应的二氧化硅等物质，过滤滤液加入FeS进行还原操作，将铁离子转化为亚铁离子同时生成硫单质，过滤除去滤渣，滤液再加入氧化亚铁调节溶液pH除去铝，过滤滤液进行氧化操作将二价铁转化为三价铁，加入磷酸氢二铵生成沉淀，和碳酸锂、草酸反应生成；
【详解】（1）焙烧过程的目的是将转化为氧化铁和二氧化硫，能够除去硫；
（2）由表格可知，三价铁离子和铝离子的沉淀范围有重叠，从焙烧到氧化要经历一系列步骤，此步骤需要除去铝杂质且需要将三价铁转化为二价铁，防止沉铝过程中导致铁损失，故应该焙烧后首先加入稀硫酸溶解金属氧化物后除去不反应的二氧化硅等物质，滤液加入FeS进行还原操作，将铁离子转化为亚铁离子同时生成硫单质，过滤除去滤渣，滤液再加入氧化亚铁调节溶液pH除去铝，过滤滤液进行氧化操作，故正确的步骤并合理排序为：cade；
（3）“试剂R”是一种氧化剂，需要将二价铁转化为三价铁且不引入新杂质，最好选择过氧化氢；
（4）“高温煅烧”条件下，由和碳酸锂、草酸反应生成，化学方程式为；铁粉极易和空气中氧气生成氧化铁，不能用铁粉代替草酸，其目的是防止生成杂质导致产品不纯；
（5）铁离子会和KSCN溶液变红色，故检验产品中是否混有或杂质的实验操作是：取样品，加入稀盐酸溶解，滴加KSCN溶液，若不变色则不含三价铁杂质，或变色则含三价铁杂质；
（6）①具有氧化性会把亚铁离子氧化为铁离子，根据电子守恒、质量守恒配平可得：，则产品的纯度为；
②A．产品在空气中放置时间过长，部分二价铁转化为三价铁，导致标准液用量减小，测定结果偏低，A符合题意；
B．滴定前仰视读数，导致标准液用量数值偏小，测定结果偏低，B符合题意；
C．滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，使得标准液读数偏小，测定结果偏低，C符合题意；
D．滴定管没有用标准液润洗，导致标准液用量增大，测定结果偏大，D不符合题意；
故选ABC。
14．(1)+2
(2)Fe +4H++NO＝Fe3+＋NO↑＋2H2O
(3)过量
(4)黄
(5) 还原 取少量样品于试管中，先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明含有
(6)72
【分析】黄铁矿(主要成分FeS2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁用CO还原得到还原铁粉，用 K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度；二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸，尾气中含有二氧化硫，用氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3，加热后生成Na2S2O5，据此分析解答。
【详解】（1）黄铁矿中硫元素是－1价，则铁元素的化合价为+2价。
（2）铁粉与过量的稀硝酸反应的离子方程式为Fe +4H++NO＝Fe3+＋NO↑＋2H2O；
（3）二氧化硫不足时容易生成亚硫酸钠，所以欲得到更纯的，反应①应通入过量的气体。
（4）钠的焰色试验显黄色，所以高温灼烧时，火焰呈黄色。
（5）Na2S2O5转化为Na2SO4过程中S元素的化合价升高，被氧化，体现了Na2S2O5的还原性；检验其中含有的方法是首先用盐酸酸化，除去，再加入氯化钡溶液，看有无白色沉淀生成，若生成白色沉淀，证明含有，否则没有；
（6）称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2+，存在关系式：6Fe～6Fe2+～，滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.03 mol·L-1×0.02 L=0.0006mol，则锥形瓶中含有的Fe2+的物质的量为0.0006mol×6=0.0036mol，质量是0.0036mol×56g/mol＝0.2016g，则样品中铁含量为。
15．(1)坩埚
(2) 2I-+ H2O2+2H+=I2+2H2O 取氧化后的溶液少量于试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘
(3)溶液分层，上层无色，下层紫红色
(4) 3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O 1∶5
(5)反萃取
(6)过滤
(7)Cl2+2Br-= Br2+2C1-
(8)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
【分析】Ⅰ. 干海带灼烧后，浸取、过滤分离，浸取液含I-，加过稀硫酸、氧化氢溶液发生2I-+2H++H2O2=I2+2H2O，用四氯化碳萃取出I2，分液分离出碘的四氯化碳溶液中，下层溶液加氢氧化钠反萃取，发生3I2+6NaOH =5NaI+NaIO3+3H2O，分液分离出上层溶液含有NaI、NaIO3的溶液，加入硫酸，NaI、NaIO3在酸性条件下反应生成I2，过滤分离出I2；
Ⅱ. 苦卤中通入氯气，溴离子被氧化生成溴，热空气吹出溴，二氧化硫与溴发生氧化还原反应生成HBr和硫酸，再通入氯气与HBr反应生成溴，蒸馏分离出液溴。
【详解】（1）灼烧固体时应该在坩埚中进行，故在实验室进行干海带的灼烧操作时，是将海带放入坩埚中；
（2）浸取液中加入过氧化氢、稀硫酸，酸性条件下，碘离子被氧化为单质碘，发生反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O，故答案为：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O；淀粉遇到单质碘显蓝色，故检验溶液中碘单质的存在的具体方法是：取氧化后的溶液少量于试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘；
（3）四氯化碳和水不互溶且密度大于水，单质碘易溶于四氯化碳中，故向含有的水溶液中加入振荡静置后的实验现象是：溶液分层，上层无色，下层紫红色；
（4）根据以上分析可知，加入NaOH溶液后单质碘和氢氧化钠反应生成碘化钠和碘酸钠，方程式为：3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O；反应③中碘离子和碘酸根离子发生归中反应生成单质碘，其离子方程式为，该反应中I-为还原剂，为氧化剂，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5，故答案为：3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O；1∶5；
（5）步骤②③是利用化学转化法将富集在四氯化碳中的碘单质重新富集在水中，该方法称为反萃取；
（6）从悬浊液中获得不溶物的方法为过滤；
（7）同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，单质的氧化性减弱，该流程中能体现此规律的反应为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，故答案为：Cl2+2Br-=Br2+2Cl-；
（8）步骤③为二氧化硫与溴发生氧化还原反应生成HBr和硫酸，反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，故答案为：SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr。
16．(1) 增大接触面积，提高反应速率，使反应更充分 WC+10HNO3+6HF=WF6↑+CO2↑+10NO2↑+8H2O
(2)3.2
(4)向洗涤后的滤渣中加入足量的NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥即可得到镍
(5)C
(6)水解时生成HF，陶瓷容器中含有SiO2和硅酸盐，能和氢氟酸反应
【分析】废料加入硝酸-HF混酸酸浸，WC和硝酸-HF反应生成NO2、CO2、WF6等气体，WF6和其他气体分离后水解得到WO3。铁、Fe3O4、Co、Ni等被转化为硝酸盐，调浸液的pH，将铁转化为Fe(OH)3沉淀除去，Co2+被萃取到有机相中和Ni2+分离，有机相中加入足量草酸铵，Co2+沉淀为CoC2O4，煅烧CoC2O4得到Co3O4。
【详解】（1）“酸浸”前需先将废料研磨的目的为增大接触面积，提高反应速率，使反应更充分。已知该序生成的气体中还含有 NO2和 CO2，根据流程可知生成的气体还有WF6，则 WC 发生反应的化学方程式为：WC+10HNO3+6HF=WF6↑+CO2↑+10NO2↑+8H2O。
（2）浸液中，当Co2+开始沉淀时，溶液中c(OH-)=mol/L=10-6mol/L，则溶液的pH=8；，当Ni2+开始沉淀时，溶液中c(OH-)=mol/L=10-6.5mol/L，则溶液的pH=7.5；则溶液的pH应小于7.5。Fe3+沉淀完全时，c(Fe3+)<1×10-5mol/L，此时溶液中c(OH-)>mol/L=×10-11mol/L，pOH=11-lg4=11-lg2，则pH=14-pOH=14-11+=3.2，则“调 pH ”的合理范围为3.2
（4）从含 Ni2+水相中提取 Ni 单质的方法为加过量 Zn 粉，充分反应后过滤，滤渣中含锌和镍，由于锌的性质和铝相似，可以向洗涤后的滤渣中加入足量的NaOH溶液，锌会和NaOH溶液反应生成溶于水的Na2ZnO2，然后过滤、洗涤、干燥即可得到镍。
（5）CoC2O4 2H2O 的相对分子质量为183，假设取183gCoC2O4 2H2O煅烧，得到Co3O4时，质量为mol×241g/mol=80.3g，残留固体余量为×100%=43.9%，由图可知，在温度范围为300~900°C时已转换为四氧化三钴，故选C。
（6）水解时生成HF，陶瓷容器中含有SiO2和硅酸盐，能和氢氟酸反应，故“水解”工序不能在陶瓷容器中进行。
17．(1)
(2)
(3)
(4) NaOH 3.7
(5)阳
【分析】粉煤灰与纯碱焙烧后得到Na2GeO2、Na2SiO3、Na2AlO2，加入16%的碳酸钠溶液浸取，得到氧化铁沉淀，滤液中含有Na2GeO2、Na2SiO3、Na2AlO2，通入二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，通入二氧化碳二次酸化后得到氢氧化镓，将滤饼与氢氧化钠溶液应，得到[Ga(OH)4]-，电解后得到镓单质，加入一溴甲烷和氨气得到GaN，据此解答。
【详解】（1）“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为；
（2）氧化铁不与碱液反应，由分析可知滤渣的主要成分是Fe2O3，“电解”可得金属Ga，阴极得到电子发生还原反应，电极方程式为[Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH-；
（3）由图可知，常温下当c([Ga(OH)4]-)=10-5mol/L时pH=9.4，c(OH-)=10-4.6mol/L，常温下，反应的平衡常数；
（4）加入稀硫酸生成硅酸难溶物，过滤为滤渣，滤液中加入NaOH溶液与反应生成氢氧化铝沉淀，为了防止Ga3+沉淀，由图可知当pH<3.7时，因此需要调节pH为3.7时停止加入NaOH溶液；
（5）石墨作电极电解熔融Ga2O3生成Ga和氧气，因为石墨易与氧气反应消耗，所以阳极生成氧气消耗石墨需要定期补充。
18．(1)
(2)
(3)100.4
(4)，NaOH，3.7
(5)阳
【分析】粉煤灰(主要成分为、、，还有少量等杂质)与纯碱反应，镓转化为可溶性盐、二氧化硅转化为硅酸钠、氧化铝转化为偏铝酸钠，加入碱性溶液碳酸钠，只有氧化铁不反应不溶解，过滤除去氧化铁，得到滤液经过一系列操作得到，电解得到镓，最终转化为氮化镓；
【详解】（1）由图可知，加入碳酸钠焙烧，“焙烧”的目的是将和碳酸钠反应生成和二氧化碳，该反应的化学方程式为；
（2）焙烧后，镓转化为可溶性盐、二氧化硅转化为硅酸钠、氧化铝转化为偏铝酸钠，加入碱性溶液，只有氧化铁不反应不溶解，故过滤后“滤渣1”主要成分为；“电解”可得金属Ga，阴极发生还原反应得到金属镓，电极反应式；
（3）由图可知，=时，pH为9.4，则pOH=4.6，故常温下，反应的平衡常数K=；
（4）“碱浸”后溶液的主要成分为、、，通入0.1 溶液至生成的沉淀不再溶解得硅酸沉淀和氯铝离子、镓离子，向滤液中再次滴入0.1 NaOH溶液至pH为3.7时停止，过滤洗涤得氢氧化镓沉淀，氢氧化镓沉淀加入0.1 氢氧化钠溶解得到溶液；
（5）阴极上发生还原反应，即阴极反应式为Ga3＋＋3e－=Ga；阳极产生的氧气与阳极材料中的碳发生反应，故需定期补充的是阳极材料。
