专题13 工艺流程综合题
一、基础练习
1.北京冬奥会奖牌中铜牌的主要成分为铜和锌。已知一种从硫中毒而失活的废甲醇催化剂(主要成分为等)中回收铜和锌的工艺流程如图甲所示。
已知：①“滤液"中含锌氨络合离子；②，。
回答下列问题：
(1)“焙烧1”时产生气体的主要成分为_______。
(2)“浸取”时溶解的离子方程式为_______。
(3)“调”的目的是生成沉淀，完全沉淀时溶液的最小为_______[已知c(Zn2+)≤1×10-5mol/L时视为完全沉淀]。
(4)“抽滤”是减压过滤，与普通过滤相比，“抽滤”的优点是_______。
(5)现取样品，逐渐升温加热分解，分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图乙所示。
焙烧生成的温度范围为_______，时发生反应的化学方程式为_______。
(6)已知该废甲醇催化剂中的质量分数为(其他成分中不含)，该废甲醇催化剂经上述转化最终得到，则铜的提取率为_______%(用含m的代数式表示，)。
【答案】(1) (2) (3)8.24
(4)过滤速度快，且所得固体较干燥 (5) (6)
【解析】根据废催化剂含有成分，焙烧1，硫燃烧转化成SO2，甲醇转化成CO2、H2O，“浸取”步骤中ZnO溶于氯化铵生成锌氨络合离子[Zn(NH3)4]2+，滤渣为CuO，加入稀硫酸溶解，CuO转化成CuSO4，然后经过一系列操作得到蓝矾，锌氨络合离子[Zn(NH3)4]2+，调节pH，得到氢氧化锌沉淀，焙烧3，得到氧化锌。（1）根据上述分析，焙烧1中产生气体主要成分为CO2、SO2；（2）“浸取”时得到锌氨络合离子[Zn(NH3)4]2+，其离子方程式为ZnO+4NH=[Zn(NH3)4]2++H2O+2H+；（3）“调pH”时，当溶液中c(Zn2+)≤1×10-5mol/L时视为完全沉淀，可认为Zn2+沉淀完全，根据Ksp[Zn(OH)2]=3×10-17，可得到此时c(OH-)=mol/L=×10-6mol/L，pOH≈6-0.24=5.76,即pH=14-5.76=8.24；（4）“抽滤”为减压过滤，与普通过滤相比，“抽滤”的优点时过滤速度快，且所得固体较干燥；（5）n(CuSO4·5H2O)==0.01mol，根据铜原子守恒，当固体为CuO时，n(CuO)=0.01mol，其质量为0.01mol×80g/mol=0.80g，根据图像可知，焙烧生成CuO的温度范围是680～1000℃；1000℃时得到产物中m(Cu)=0.64g，m(O)=(0.72-0.64)g=0.08g，n(O)=0.005mol，则所得物质的化学式为Cu2O，反应方程式为4CuO2Cu2O+O2↑；（6）根据题意可知，废甲醇催化剂中Cu的质量为()g，所得产品CuO中含Cu的质量为()g，故Cu的提取率为。
2.高纯六水氯化锶晶体(SrCl2 6H2O)具有很高的经济价值，工业上用碳酸锶(SrCO3)粉为原料(含少量钡和铁的化合物等)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如图：
已知：①Ksp(SrSO4)=3.3×10-7、Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
②经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+、Fe2+、Fe3+杂质
③SrCl2 6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水
请回答下列问题：
(1)已知Sr为第五周期IIA族元素，则不符合Sr>Ca的是_____。
①原子半径 ②最外层电子数 ③金属性 ④电负性 ⑤最高价氧化物对应的水化物的碱性
(2)写出碳酸锶与盐酸反应的离子方程式：_____。
(3)工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是_____。
A．50～60℃ B．70～80℃ C．80～100℃ D．100℃以上
(4)步骤④的操作是_____、_____、过滤。
(5)加入硫酸的目的是_____。
(6)滤渣的成分是_____。
(7)若滤液中Ba2+的浓度为1×10-5mol L-1，依据题给信息计算滤液中Sr2+的物质的量浓度为_____mol L-1。
【答案】(1)②④ (2)SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O (3)A (4) 蒸发浓缩 冷却结晶
(5)除去Ba2+杂质 (6)Fe(OH)3、BaSO4 (7)0.03
【解析】SrCO3类似CaCO3，经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+、Fe2+、Fe3+杂质，与硫酸反应经过H2O2反应将Fe2+转化为Fe3+，经过调节pH，滤渣为BaSO4、Fe(OH)3；（1）Ca为第四周期ⅡA元素，则Ca与Sr的最外层电子数相同，Sr有五层电子，Ca有四层电子，半径：Sr>Ca；金属性Sr>Ca；电负性Ca>Sr；最高价氧化物对应的水化物的碱性Sr>Ca；（2）SrCO3类似CaCO3，经盐酸浸取后，溶液中生成Sr2+；（3）根据题目信息知SrCl2 6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。工业上用热风吹干六水氯化腮但又不能脱去结晶水；故答案为A；（4）第3步过滤后滤液的溶质为SrCl2，从溶液中获得SrCl2 6H2O晶体，还须进行的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；（5）由于BaSO4是难溶于水的物质，所以在操作过程中加入硫酸是使溶液中的Ba2+形成BaSO4沉淀而除去Ba2+杂质；（6）根据分析，滤渣成分为Fe(OH)3、BaSO4；（7）Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，由于溶液中Ba2+浓度为1×10-5 mol·L-1，则，根据Ksp(SrSO4)=3.3×10-7，可知。
3.硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O俗称：摩尔盐]因其优于硫酸亚铁的稳定性而被国标(GB/T 23513.2-2009)选择为测定矿产中砷含量的指定还原性试剂。实验室以废铁屑(久置但未生锈)为原料先制取硫酸亚铁铵晶体，后使用纯化后的硫酸亚铁铵配制溶液，进行了铜闪速冶炼烟尘中砷含量的测定。
实验Ⅰ：硫酸亚铁铵晶体的制备：(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓
(1)请结合离子方程式解释在净化过程中加入Na2CO3溶液并小火加热的目的是：_______。
(2)步骤②中的过滤采用了如下图b装置，相对于图a装置而言，其优点是：_______(答出至少两点)。
(3)步骤③中，加入(NH4)2SO4固体后，要得到摩尔盐晶体，需经过的系列操作为：_______、_______、过滤、洗涤、干燥；
实验Ⅱ：0.1000 mol/L硫酸亚铁铵标准溶液的配制
准确称取3.92 g硫酸亚铁铵晶体按下图步骤配成100 mL溶液。
(4)该实验中使用到的仪器A的名称为_______；若在上图①过程中晶体溶于水(吸热过程)后就立即转移至仪器A中，则上述操作会导致配得溶液浓度_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
实验Ⅲ：铜闪速冶炼烟尘中砷的测定
用硝酸、氟化铵和溴水溶解烟尘样品2.0 g，通过系列反应把溶液中的砷离子还原为单质砷。用过量的0.1000 mol/L酸性K2Cr2O7标准溶液25.00 mL溶解并氧化单质砷为，用0.1000 mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液滴定过量的K2Cr2O7。
(5)请写出K2Cr2O7氧化单质砷为的离子反应方程式_______。
(6)若终点时消耗硫酸亚铁铵标准液30.00 mL，则烟尘样品中砷的质量分数为_______。
【答案】(1)利用碳酸钠水解除油污：CO32-+ H2OHCO3-+ OH ，加热促进碳酸根水解，增强溶液碱性，除去油污效果更好 (2)①过滤速度更快②得到晶体更加干燥③减少晶体析出(3) 蒸发浓缩 冷却(降温)结晶(4) 100 mL容量瓶 偏低 (5)5Cr2O72-+ 22H+ + 6As = 10Cr3+ + 6AsO43- + 11H2O (6)9%
【解析】本题是一道用废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体的工业流程题，首先用碳酸钠溶液出去铁屑表面的油污，随后用硫酸溶解铁屑得到硫酸亚铁溶液，加入适量硫酸铵后得到硫酸亚铁铵溶液，处理后得到产品的晶体，以此解题。（1）碳酸钠溶液中的碳酸根离子可以水解使溶液显碱性，而且升温促进水解，有利于出去铁屑表面的油污；（2）由图可知，图b采用了热过滤的方法，从而减少了过滤过程中的晶体析出，并且采用了高速水流的方法来减压从而加快过滤速度；锥形瓶还放到了热水浴中，有利于晶体的干燥，故答案为：①过滤速度更快②得到晶体更加干燥③减少晶体析出；（3）由流程图可知，步骤③为从溶液中得到带有结晶水的晶体，这类晶体在加热的时候容易失去结晶水；（4）由图可知，仪器A的名称为100 mL容量瓶；晶体溶解后吸收热量，温度降低，体积缩小，此时转移到容量瓶中并且定容，需要加入更多的蒸馏水，则所配溶液浓度会偏低；（5）K2Cr2O7氧化单质砷后本身被还原为+3价铬离子，由题意可知砷被氧化为AsO43-，根据得失电子守恒可知，方程式为：5Cr2O72-+ 22H+ + 6As = 10Cr3+ + 6AsO43- + 11H2O ；（6）根据方程式可知，过量的K2Cr2O7的物质的量n(K2Cr2O7)=；则用于氧化单质砷的K2Cr2O7的物质的量n(K2Cr2O7)=，根据方程式5Cr2O72-+ 22H+ + 6As = 10Cr3+ + 6AsO43- + 11H2O可知，砷的物质的量n(As)=，则烟尘样品中砷的质量分数为。
4.工业废渣中的综合利用。
(1)用工业钢渣处理酸性废水
工业钢渣主要含，还含有、、、等。工业钢渣加水后搅拌得钢渣浆液，向钢渣浆液中逐渐加入硫酸溶液(模拟酸性废水)酸化，浆液pH以及浸出液中金属离子的质量浓度随时间变化情况如图所示。
①pH=4时，浸出液中质量浓度最大的金属离子是_______。
②随硫酸溶液逐渐加入，浓度先增大后减小，原因是_______。
(2)以电石渣制备
电石渣主要成分为，制备的流程如下：
已知：氯化时存在与作用生成的反应，进一步转化为，少量热分解为和。
①生成的化学方程式为_______。
②“分解比”是衡量氯化程度的标准，氯化后溶液中总质量与总质量的比值称为“分解比”，随氯化温度升高，分解比的实际值增大的原因可能是_______。
③“转化”时向滤液中加入固体将转化为，可能的原因是_______。
④该流程制得的样品中含少量杂质，为测定产品纯度进行如下实验：准确称取5.049g样品溶于水中，配成250mL溶液，从中取出25.00mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使全部转化为，加入少量溶液作指示剂，用溶液进行滴定至终点，消耗溶液体积。计算样品的纯度。(请写出计算过程)_______
【答案】(1) 开始时加入的硫酸会促进溶解，溶液中浓度增加；随着硫酸加入量增加，浓度增大，与结合生成的沉淀逐渐增多，浸出液中浓度逐渐减小
（2） 升高温度分解增多，使的量变多，的量变少 相同温度下，的溶解度比小 97.05%
【解析】（1）①由图示可知，pH=4时，浸出液中质量浓度最大的金属离子是；②开始时加入的硫酸会促进溶解，溶液中浓度增加；随着硫酸加入量增加，浓度增大，与结合生成的沉淀逐渐增多，浸出液中浓度逐渐减小，故随硫酸溶液逐渐加入，浓度先增大后减小；（2）①氯气和氢氧化钙生成生成氯化钙和，化学方程式为；②已知，次氯酸钙受热会分解生成氯化钙，随着升高温度分解增多，使的量变多，的量变少，故随氯化温度升高，分解比的实际值增大的原因；③相同温度下，的溶解度比小，“转化”时向滤液中加入固体，钾离子浓度增大，转化为达到饱和而结晶析出；④在25.00mL溶液中：，，，，两式联立，解得，，样品的纯度。
5.三氧化二砷(As2O3)可用于治疗急性早幼粒细胞白血病。利用某酸性含砷废水(含H3AsO3、H2SO4)可提取As2O3，其工艺流程如图甲所示。
已知：①为两性氧化物；②易溶于过量的溶液中；③溶液在加热过程中会失水生成。
回答下列问题：
(1)中砷元素的化合价为_______。
(2)“焙烧”操作中，参与反应的化学方程式为_______。
(3)“碱浸”的目的是_______，滤渣Y的主要成分是_______(填化学式)。
(4)“氧化”操作的目的是_______(用离子方程式表示)。
(5)“还原、加热”过程中制得，则消耗标准状况下气体X的体积为_______L。
(6)砷酸钠()可用作可逆电池，装置如图乙所示，其反应原理为。为探究溶液对氧化性的影响，测得输出电压与溶液的变化关系如图丙所示。则a点时，盐桥中_______(填“向左”“向右”或“不”)移动，c点时，负极的电极反应式为_______。
【答案】(1) (2)(3) 将转化为，与分离
(4) (5)448 (6) 向左
【解析】酸性含砷废水（含H3AsO3、H2SO4）加入Na2S和FeSO4得到As2S3和FeS沉淀，过滤将沉淀和滤液分离；As2S3和FeS在空气中焙烧得到As2O3、Fe2O3以及SO2，加入NaOH溶液溶解焙烧产物，As2O3反应生成Na3AsO3形成溶液，过滤得到的滤渣Y为Fe2O3，加入双氧水将Na3AsO3氧化得到Na3AsO4，通入二氧化硫和稀硫酸将Na3AsO4还原得到As2O3。（1）由化合价代数和为0可知，亚砷酸中砷元素为+3价；（2）由分析可知，硫化砷在空气中煅烧生成三氧化二砷和二氧化硫，反应的化学方程式为2As2S3+9O22As2O3+6SO2；（3）由分析可知，碱浸的目的是将As2O3转化为Na3AsO3，与Fe2O3分离，滤渣Y为氧化铁；（4）加入过氧化氢溶液氧化操作的目的是亚砷酸钠与过氧化氢溶液反应生成砷酸钠和水，反应的离子方程式为+H2O2=+H2O；（5）由分析可知，向砷酸钠溶液中加入稀硫酸酸化得到砷酸，通入二氧化硫气体将砷酸还原为亚砷酸，亚砷酸受热分解生成三氧化二砷，由得失电子数目守恒可知，二者关系为AsO43-～SO2，生成1.98kg三氧化二砷时，根据砷元素守恒，反应消耗标准状况下二氧化硫的体积为×2×22.4L/mol=448L；（6）由图可知，a点时，溶液pH为0，平衡向正反应方向移动，甲池中石墨电极为原电池的正极，乙池中石墨电极为负极，则盐桥中钾离子向左侧甲池移动；c点时，溶液pH减小，平衡向逆反应方向移动，乙池中石墨电极为正极，甲池中石墨电极为负极，在水分子作用下，亚砷酸根在负极失去电子发生氧化反应生成砷酸根离子，电极反应式为+H2O-2e-=+2H+。
6.锰酸锂是一种锂电池的正极材料。工业上以方锰矿(主要成分为，还含有少量的)为原料制备锰酸锂的流程如下：
己知：I．时，相关物质的如下表：
物质
II．时，电离常数
III．离子浓度低于时即为沉淀完全
回答下列问题：
(1)写出步骤①溶于稀疏酸时杂质反应的离子方程式___________。
(2)滤渣1的成分是_____(填化学式)；步骤②加入的目的是____。
(3)步骤③加入目的是除去杂质离子，若溶液中浓度为，要确保杂质离子沉淀完全，同时不降低产品产率，步骤③调控的范围应该为_______。反应的平衡常数________。
(4)“离子交换”步骤和“洗脱”过程是利用反应：(是氢型交换树脂)的平衡移动将进一步提纯，为了提高洗脱效率，又不引入其他杂质，淋洗液应选用_____。
(5)步骤④反应未见气体生成，则该反应留存在滤液3中的产物有___________(填化学式)。
(6)步骤⑤反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) (2) 将氧化为
5～8 (4) (5)
【解析】由题给流程可知，方锰矿用稀硫酸酸溶时，金属氧化物与稀硫酸反应转化为硫酸盐，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅的滤渣1和含有可溶性硫酸盐的滤液1；向滤液1中加入二氧化锰将溶液中亚铁离子氧化为铁离子后，加入氨水调节溶液的pH，将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣2和含有硫酸锰的滤液2；滤液2经离子交换、淋洗涤液洗脱后，加入碳酸铵溶液将溶液中的锰离子转化为碱式碳酸锰沉淀，过滤得到碱式碳酸锰和滤液3；碱式碳酸锰和碳酸锂在高温条件下在空气中煅烧制得锰酸锂。（1）步骤①中四氧化三铁溶于稀硫酸发生的反应为四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水，反应的离子方程式为；（2）由分析可知，滤渣1的成分为硫酸钙、二氧化硅；加入二氧化锰的目的是将溶液中亚铁离子氧化为铁离子；（3）由分析可知，加入氨水调节溶液pH的目的是将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，而锰离子不转化为氢氧化锰沉淀，由氢氧化铝的溶度积可知，溶液中氢氧根离子不小于=1×10—9mol/L，由氢氧化锰的溶度积可知溶液中氢氧根离子浓度不大于=1×10—6mol/L，则溶液的pH范围为5～8；由方程式可知，反应的平衡常数K=====；（4）由方程式可知，为了提高洗脱效率，又不引入其他杂质，淋洗液应选用稀硫酸可以增大溶液中的氢离子浓度，使平衡向逆反应方向移动，有利于将锰离子进一步提纯；（5）步骤④反应未见气体生成说明反应留存在滤液3中的产物为硫酸铵和碳酸氢铵；（6）由分析可知，步骤⑤发生的反应为碱式碳酸锰和碳酸锂在高温条件下在空气中煅烧生成锰酸锂、二氧化碳和水，反应的化学方程式为。
7.锰及其化合物用途广泛，以菱锰矿(主要成分为，还含有铁、镍、钴的碳酸盐以及杂质)为原料生产金属锰和高品位的工艺流程如图1所示。
已知时，部分物质的溶度积常数如表所示：
物质
(1)“溶浸”时，锰的浸出率与浸出时间的关系如图2所示。由图可知，所采用的最佳实验条件(温度、时间)为_______。
(2)主要用于氧化_______。滤渣1中残余的可加入葡萄糖-硫酸溶液处理，回收，氧化产物为，写出反应的离子方程式：_______。
(3)滤渣3的主要成分为_______(填化学式，其中、均为价)。
(4)“沉锰”时除了作沉淀剂外，还有_______作用；“沉锰”的关键操作有两点：①将溶液加入溶液中；②反应终点溶液。如果①中颠倒试剂滴加顺序(反应大于7)，可能造成的后果是_______；若反应终点溶液小于7，可能的后果是_______。
(5)以作电极，溶液为电解液，经过一系列步骤制得隐形战机涂料，则电解时阳极生成的电极总反应式为_______。
【答案】(1)、 (2) (葡萄糖)
(3) (4) 结合电离出的，促进沉淀(或调) 可能产生沉淀等，导致纯度降低 可能溶解，导致产率降低
(5)
【解析】菱锰矿(主要成分为，还含有铁、镍、钴的碳酸盐以及杂质)中加入硫酸进行溶浸，可以发生反应生成硫酸盐，向其中加入具有氧化性的MnO2，可以将Fe2+氧化为Fe3+，滤渣1为SiO2和过量的MnO2；向滤液中加入氨水调节pH=5将Fe3+以Fe(OH)3沉淀下来，滤渣2为Fe(OH)3；向滤液中加入MnS，可以将Ni2+、Co2+形成CoS和NiS沉淀下来，滤渣3为过量的MnS、CoS和NiS；向MnSO4溶液中加入NH4HCO3溶液，调整溶液pH=7，使Mn2+形成MnCO3沉淀，最后对得到的含有Mn2+的盐电解，可以得到金属锰，据此解答。（1）物质的浸出率越高，反应消耗的时间越短，反应要求的温度越低，反应条件越佳。根据图2可知，所采用的最佳实验条件是温度，浸出时间；（2）由分析可知主要用于氧化Fe2+；滤渣1中残余的MnO2可加入葡萄糖一硫酸溶液处理，MnO2被还原为Mn2+，葡萄糖氧化产物为CO2。根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得对应的离子方程式为：C6H12O6(葡萄糖)+12MnO2+24H+=12Mn2++6CO2↑+18H2O；（3）根据上述分析可知：在滤渣3中含有；（4）“沉锰”时NH4HCO3除了作沉淀剂外，还有就是结合电离出的H+，促进MnCO3沉淀(或调pH)；“沉锰”的关键操作有两点：①将NH4HCO3溶液加入MnSO4溶液中；②反应终点pH在7附近。如果①中颠倒试剂滴加顺序(反应pH大于7)，可能造成的后果是可能产生Mn(OH)2沉淀等，造成MnCO3纯度降低；若反应终点pH低于7，MnCO3可能溶解，可能造成的后果是产品的产率降低；（5）以作电极，溶液为电解质溶液，电解时阳极失去电子，与溶液中的结合生成，同时产生，故阳极的电极总反应式为。
8.工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料来制备硫酸，产生的含二氧化硫尾气和炉渣(主要成分为Fe2O3)经过资源化利用可减轻对环境的污染。
(1)工业制硫酸。沸腾炉中煅烧黄铁矿发生反应的化学方程式为_______，当有6 mol SO2生成时，转移电子_______mol。
(2)生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。Na2S2O5常用作食品的抗氧化剂，由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，生产工艺流程如下：
已知：H2SO3电离常数分别为Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7
H2CO3电离常数分别为Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11
生成Na2S2O5的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
①I中生成一种盐并放出气体，反应的离子方程式为_______。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是_______。
③因为Na2S2O5具有还原性，导致产品中不可避免地存在Na2SO4，检验其中是否含有的方法是_______。
(3)由炉渣制备还原铁粉并分析纯度。利用CO与炉渣反应得到还原铁粉，得到的产品可用K2Cr2O7滴定分析法测定纯度。实验步骤如下：称取0.2240 g样品，加入过量稀硫酸充分溶解，用3.000×10 2 mol·L 1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+)，消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL，计算该样品中还原铁粉的质量分数(写出计算过程)_______。
【答案】(1) 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 33 (2) CO32-+2SO2+H2O= CO2+2 得到NaHSO3过饱和溶液 先加入足量盐酸，再加入氯化钡溶液，若生成白色沉淀，则说明含有SO42-，反之则不含SO42-
(3)90.00%
【解析】由流程可知在饱和碳酸钠溶液中通入二氧化硫，控制pH=4.1，可生成亚硫酸氢钠，然后加入碳酸钠固体，调节pH=7-8，可生成亚硫酸钠，继续通入二氧化硫调节pH=4.1，可生成过饱和的NaHSO3，同时生成二氧化碳气体，结晶脱水生成Na2S2O5固体；（1）沸腾炉中煅烧黄铁矿FeS2与氧气反应生成Fe2O3和SO2，发生反应的化学方程式为，该反应中铁元素和硫元素化合价均升高，只有氧元素化合价降低，每生成8mol SO2时转移44mol电子，当有6 mol SO2生成时，转移电子33mol；（2）①根据弱酸的电离平衡常数越大其电离程度越大，弱酸的酸性越强，由H2SO3、H2CO3的电离常数可知酸性：H2SO3> H2CO3>>，I中饱和碳酸钠溶液中通入二氧化硫，控制pH=4.1，可生成亚硫酸氢钠和二氧化碳，反应的离子方程式为CO32-+2SO2+H2O= CO2+2；②向溶液中通入SO2使溶液pH变为4.1，得NaHSO3溶液，为结晶脱水制得Na2S2O5准备，所以加入Na2SO3生成NaHSO3，考虑到后续操作步骤是结晶脱水制取Na2S2O5，发生这一步需要过饱和的NaHSO3溶液，由此判断，再充入SO2的目的是增大NaHSO3浓度，形成NaHSO3过饱和溶液；③检验SO42-的方法是：先加入足量盐酸，再加入氯化钡溶液，若生成白色沉淀，则说明含有SO42-，反之则不含SO42-；（3）滴定过程中与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+，离子方程式为：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，滴定中消耗n(K2Cr2O7)=c V=3.000×10 2 mol·L 1×20.00 ×10 3L=6×10 4mol，则n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=3.6×10 3mol，根据铁元素守恒可知样品中铁粉的质量为m=n M=3.6×10 3mol×56g/mol=0.2016g，质量分数为。
9.硝酸铈铵、二氧化铈()均是常见的强氧化剂，可以以为原料进行制取。
(1)“沉淀1”时，溶液中转化为沉淀。写出沉淀1反应的化学方程式：_______。
(2)“酸溶2”时，控制反应温度为80℃，硝酸与分解产生的反应生成，反应过程中有少量红棕色气体逸出。“酸溶2”时需控制硝酸的温度为80℃，同时将分批加入硝酸中，原因是_______。
(3)“沉淀2”时，控制其他条件一定，改变加入固体的量，测得沉淀的收率如图所示。“沉淀2”时，不是采用反应计量数之比，而是控制加入的目的是_______。
(4)实验小组以为原料制取，请补充完整实验方案：将完全溶解于盐酸中，_______，得固体。［已知：(白色沉淀)(黄色沉淀)，受热分解时失重百分比与温度的关系如图所示。可选用的仪器和试剂：氨水、、、溶液、马弗炉(可用于固体的高温加热)］
(5)实验制得的硝酸铈铵(摩尔质量为)含量可用如下方法测定：准确称取16.0g硝酸铈铵样品，加水充分溶解，并转移至100mL容量瓶中定容、摇匀，得硝酸铈铵溶液试样。准确量取5mL的硝酸铈铵溶液试样，移入250mL锥形瓶中，加入适量硫酸和磷酸，并加入2滴0.25%邻二氮杂菲指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点(滴定过程中被还原为)，消耗标准溶液24.00mL。计算该样品中硝酸铈铵的质量分数______。
【答案】(1)(2)控制硝酸的温度为80℃的目的是加快化学反应速率的同时减少硝酸的挥发和分解；将分批加入硝酸中，可以防止反应过于剧烈。(3)增加的浓度，加快反应的速率；此时沉淀的收率较高(4)向所得溶液中加入氨水，至静置后向上层清液中加入氨水不再产生沉淀，向浊液中边搅拌边通入至沉淀完全变为黄色，洗涤滤渣，至最后一次洗涤滤液加入酸化后再加入溶液不再产生沉淀，向将沉淀放入马弗炉中，控制温度为500℃下焙烧至固体质量不再减少(5)82.2%
【解析】“酸溶1” 与硝酸反应生成，根据小问题知，“沉淀1”时，加入双氧水，溶液中转化为沉淀，分解产生，“酸溶2”时，控制反应温度为80℃，硝酸与分解产生的反应生成，“沉淀2”时，加入固体得到。（1）“沉淀1”时，溶液中转化为沉淀，根据得失电子守恒、元素守恒配平沉淀1反应的化学方程式为：；（2）控制硝酸的温度为80℃的目的是加快化学反应速率的同时减少硝酸的挥发和分解；将分批加入硝酸中，可以防止反应过于剧烈；（3）“沉淀2”时，不是采用反应计量数之比，而是控制加入的目的是增加的浓度，加快反应的速率；此时沉淀的收率较高；（4）已知：(白色沉淀)(黄色沉淀)，根据受热分解时失重百分比与温度的关系图可知，，则加热到500℃分解得到，故实验小组以为原料制取，可设计实验方案：将完全溶解于盐酸中，向所得溶液中加入氨水，至静置后向上层清液中加入氨水不再产生沉淀，向浊液中边搅拌边通入至沉淀完全变为黄色，洗涤滤渣，至最后一次洗涤滤液加入酸化后再加入溶液不再产生沉淀，向将沉淀放入马弗炉中，控制温度为500℃下焙烧至固体质量不再减少，得固体；（5）滴定过程中被还原为，发生反应，故该样品中硝酸铈铵的质量分数
10.铟是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从铜烟灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取铟和铅的工艺流程如下：
已知：①焙烧后金属元素均以硫酸盐的形式存在；
②In(OH)3性质与Al(OH)3类似。
回答下列问题：
(1)FeAsO4·2H2O中铁元素化合价为_______。
(2)生成PbO粗品的化学反应方程式为_______。
(3)PbO在NaOH溶液中溶解度曲线如图所示，PbO粗品中的杂质难溶于NaOH溶液。结合溶解度曲线，简述提纯PbO粗品的操作_______。
(4)“还原铁”反应的离子方程式为________
(5)“萃取除铁”中，发现当溶液pH>1.5后，钢萃取率随pH的升高而下降，原因是_______
(6)为测定PbO产品的纯度，探究小组同学准确称取PbO1.161g，加入稀硝酸使其完全溶解，再加入蒸馏水配制成50.00mL溶液：冷却至25℃，用0.100mol·L-1H2SO4滴定该溶液，滴定曲线如图所示。
已知：；a点的坐标为(50，3.8)
①25℃，PbSO4的Ksp=_______。
②PbO产品的纯度为_______。
【答案】(1)+3 (2) (3)将粗PbO溶解在35%NaOH溶液中，配成高温下的饱和溶液，趁热过滤，降温结晶、过滤，洗涤干燥 (4) (5)铟离子发生水解，导致铟萃取率下降 (6) 10-7.6 96%
【解析】从铜烟灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取铟和铅，铜烟灰酸浸渣加入硫酸溶液硫酸化、焙烧后得到的焙砂，再加水水浸，浸渣加入10%氢氧化钠溶液加热处理后冷却、过滤，得到滤液和PbO粗品，经处理得到PbO；水浸液加硫代硫酸钠还原铁，再加入萃取剂萃取出含有亚铁离子和的水溶液，除铁后的有机相中加硫酸溶液反应萃取去掉萃余液，一系列处理得到粗铟。（1）FeAsO4·2H2O中O元素的化合价为-2价，As元素的化合价为+5价，根据化合物的化合价代数和为0，则 铁元素化合价为+3价；（2）水浸后的硫酸铅与氢氧化钠反应生成PbO粗品和硫酸钠，反应的化学反应方程式为；（3）根据PbO在NaOH溶液中溶解度曲线，PbO粗品中的杂质难溶于NaOH溶液，结合溶解度曲线，可知，氢氧化钠浓度较大时PbO溶液度较大，提纯PbO粗品的操作为将粗PbO溶解在35%NaOH溶液中，配成高温下的饱和溶液，趁热过滤，降温结晶、过滤，洗涤干燥；（4）“还原铁”是利用硫代硫酸钠将铁离子氧化为亚铁离子，反应的离子方程式为；（5）“萃取除铁”中，发现当溶液pH>1.5后，钢萃取率随pH的升高而下降，原因是铟离子发生水解，导致铟萃取率下降；（6）根据图像，加入50mLH2SO4时，沉淀完全，-lgc(Pb2+)=3.8，则c(Pb2+)=10-3.8mol/L，根据反应，则c(Pb2+)=c()，25℃，PbSO4的Ksp(PbSO4)= c(Pb2+)·c()=10-3.8mol/L10-3.8mol/L=10-7.6mol2/L2；②加入50.00mL 0.100mol/LH2SO4与Pb2+恰好完全反应，，n(Pb2+)=n()=0.100mol/L0.05L=0.005mol，根据原子守恒n(PbO)=n(Pb2+)=0.005mol，PbO的质量m=nM=0.005mol223g/mol=1.115g，PbO产品的纯度为。
11.磷酸铁()主要用于制造磷酸铁锂电池材料。以硫铁矿烧渣(主要成分是，含少量、和)为原料制备磷酸铁的工艺流程如下：
(1)焙烧。将硫铁矿烧渣与蔗糖()一起焙烧，可生成FeO与。写出焙烧时所发生反应的化学方程式：_______。
(2)还原。将焙烧后的固体用稀硫酸浸取，所得溶液主要含，还含少量和。向酸浸后所得溶液中加入固体，充分搅拌至溶液中全部被还原并生成。理论上完全反应需要消耗的_______。
(3)制备。向溶液中加入足量的30%溶液与溶液，控制溶液的pH约为1.5，充分反应可得沉淀。
①写出生成反应的化学方程式：_______。
②反应的平衡常数_______。［已知：，，
，］
(4)其他条件一定，制备时测得Fe的有效转化率与溶液pH的关系如图所示。
①pH<1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越大的原因是_______。
②pH>1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越低的原因是_______。
【答案】(1) (2)1∶14
(4) pH<1.5时，pH越大，越小，促进了的电离，生成了更多的，促进反应的正向进行。(或pH<1.5时，pH越大，越小，促进反应的正向进行) pH>1.5时，pH越大，越大，部分生成Fe(OH)3
【解析】（1）Fe2O3和C12H22O11反应，Fe的化合价从＋3降低到＋2，C的化合价从0价升高到＋4。1molC12H22O11完全反应共失去12×4mol=48mol电子，1molFe2O3转化为FeO，共得到2×1mol电子。根据得失电子守恒，1molC12H22O11可与24molFe2O3反应，根据得失电子守恒和原子守恒，可得方程式：24Fe2O3＋C12H22O11=4FeO＋12CO2↑＋11H2O。（2）FeS2中的S的化合价为－1，升高到＋6，则1molFeS2反应共失去2×7mol=14mol电子，而Fe3＋转化为Fe2＋，化合价降低1价，1molFe3＋得到1mol电子，根据得失电子守恒，1molFeS2可与14molFe3＋反应，则n(FeS2):n(Fe3＋)=1:14。（3）①FeSO4中的Fe的化合价从＋2升高到＋3，1molFeSO4反应共失去1mol电子；H2O2中O的化合价从－1降低到－2，1molH2O2反应共得到2×1mol=2mol电子，根据得失电子守恒和原子守恒，可得方程式：2FeSO4＋H2O2＋2Na2HPO4=2FePO4↓＋2Na2SO4＋2H2O。②该反应的平衡常数，上下同时乘以，得,带入数据，可得。（4）①pH<1.5时，pH越大，c(H+)减小，促进了的HPO的电离HPOH++PO，生成了更多的PO，促进平衡正向移动，生成更多的FePO4。②pH>1.5时，pH越大，c(OH－)越大，Fe3+与会OH-反应生成Fe(OH)3，生成的FePO4减少。
12.锶的化合物应用广泛，SrSO4可用于陶瓷工业，SrF2可作防蛀牙膏的添加剂。
(1)以天青石精矿(主要含SrSO4)为原料制备高纯硫酸锶的部分工艺流程如下：
①“转化”中用碳酸氢铵和过量氨水的混合溶液浸取天青石精矿，可制得SrCO3沉淀。写出该过程的离子方程式：_____
②“转化”中维持反应温度70℃且控制氨水过量，氨水过量的主要原因是_____
③该工艺流程中，可循环利用物质是_______ (填化学式) 。
(2)工业上还可用碳还原法制备高纯硫酸锶。将天青石精矿和煤粉按照一定质量比在回转窑中煅烧，生成SrS，再处理得高纯SrSO4。
①煅烧温度对SrSO4转化率的影响如图,最佳煅烧温度为_____
②天青石精矿和煤粉质量比对SrSO4转化率的影响如图,天青石精矿和煤粉质量比增大至5.5：1后，SrSO4转化率下降的可能原因是_______。
(3)SrF2一种晶体的晶胞结构如图所示。
①由图可知，每个Sr2+周围紧邻且等距离的Sr2+个数为_______。
②已知 =3.2×10-8，若一次刷牙所用牙膏含的质量为2mg，口腔中溶液体积为5mL，刷牙时口腔溶液中氟离子浓度为_______mol·L-1。
【答案】(1) 能提供更多的碳酸根离子，使反应向生成碳酸锶的方向进行 氨水 (2) 1200℃ 煤粉不足，不能使硫酸锶充分反应 (3) 12
【解析】（1）由溶度积可知相同温度时溶解度SrCO3＜SrSO4，溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质，所以将天青石矿粉和NH4HCO3溶液、一水合氨充分混合反应，过滤后得到的粗SrCO3中含有杂质SiO2、BaSO4．粗SrCO3焙烧分解转化成氧化锶和二氧化碳，氧化锶与水反应生成易溶于水的氢氧化锶，难溶的SiO2和BaSO4进入浸渣中，浸液中含有Sr(OH)2，此时加入(NH4)2SO4溶液，生成沉淀SrSO4。（1）①由溶度积可知相同温度时溶解度SrCO3＜SrSO4，溶解度大的物质能转化为溶解度小的物质，所以将天青石矿粉和NH4HCO3溶液、一水合氨充分混合反应生成碳酸锶，；②氨水过量会中和较多的碳酸氢根离子，碳酸氢根离子与锶离子结合生成碳酸锶，所以氨水过量的主要原因是能提供更多的碳酸根离子，使反应向生成碳酸锶的方向进行；③第一步转化中需要NH3H2O，在沉淀过程中会生成NH3H2O，可循环利用；（2）①随着温度的升高硫酸锶的转化率在升高，当达到1200℃后，再升高温度转化率没有明显的变化，所以选择1200℃；②SrSO4转化率下降的可能原因是：煤粉不足，不能使硫酸锶充分反应；（3）①由晶胞结构可知一种微粒位于顶点和面心，每个晶胞均摊4个，内部有8个另一种微粒，所以可知锶离子位于顶点和面心，每个Sr2+周围紧邻且等距离的Sr2+个数为12个；②是难溶物，口腔中形成了饱和溶液，设 mol·L-1，则 mol·L-1，所以，得，所以氟离子浓度为mol·L-1。
二、真题练习
13.（2022·湖南卷）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗中含有的几种物质的沸点：
物质
沸点/ 136 127 57 180
回答下列问题：
（1）已知，的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。若，则该反应可以自发进行。根据下图判断：时，下列反应不能自发进行的是_______。
A. B.
C. D.
（2）与C、，在的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质
分压
①该温度下，与C、反应的总化学方程式为_______；
②随着温度升高，尾气中的含量升高，原因是_______。
（3）“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离中含、杂质的方法是_______。
（4）“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
（5）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入冶炼的方法相似的是_______。
A. 高炉炼铁 B. 电解熔融氯化钠制钠 C. 铝热反应制锰 D. 氧化汞分解制汞
【答案】（1）C （2） ①5TiO2+6C+10Cl25TiCl4+2CO+4CO2
②随着温度升高，CO2与C发生反应
（3）3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3 蒸馏
（4）不能 若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质； （5）AC
【解析】钛渣中加入C、Cl2进行沸腾氯化，转化为相应的氯化物，降温收尘后得到粗TiCl4，加入单质Al除钒，再除硅、铝得到纯TiCl4，加入Mg还原得到Ti。
（1）记①，②，③，④；
A．由图可知，600℃时的，反应自发进行，故A不符合题意；
B．由图可知，600℃时的，反应自发进行，故B不符合题意；
C．由图可知，600℃时的，反应不能自发进行，故C符合题意；
D．根据盖斯定律，可由①+③得到，则600℃时其，反应自发进行，故D不符合题意；故选C；
（2）①根据表中数据可知，该温度下C主要生成CO和CO2，根据相同条件下气体的压强之比是物质的量之比可知TiCl4、CO和CO2的物质的量之比约是5：2：4，所以TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为5TiO2+6C+10Cl25TiCl4+2CO+4CO2；②随着温度升高，CO2与C发生反应，导致CO含量升高；
（3）“降温收尘”后钒元素主要以VOCl3形式存在，加入Al得到VOCl2渣，根据得失电子守恒和元素守恒配平方程式为3VOCl3+Al=3VOCl2+AlCl3；AlCl3、SiCl4与TiCl4沸点差异较大，“除硅、铝"过程中可采用蒸馏的方法分离AlCl3、SiCl4；
（4）若先“除硅、铝”再“除钒”，“除钒”时需要加入Al，又引入Al杂质，因此“除钒”和“除硅、铝”的顺序不能交换；
（5）本工艺中加入Mg冶炼Ti的方法为热还原法；高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁，属于热还原法，故A符合题意；电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法，故B不符合题意；铝热反应制锰是利用Al作还原剂，将锰从其化合物中还原出来，为热还原法，故C符合题意；Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞，故D不符合题意；故答案为AC。
14.（2022·全国甲卷）硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为，杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：
离子
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
(3)加入物质X调溶液，最适宜使用的X是_______(填标号)。
A． B． C．
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
(4)向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为_______。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。
(6)滤渣④与浓反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。
【答案】(1)ZnCO3ZnO+CO2↑
(2) 增大压强 将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等
(3) B Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
(4)3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(5)置换Cu2+为Cu从而除去
(6) CaSO4 MgSO4
【解析】由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应ZnCO3ZnO+CO2↑，再加入H2SO4酸浸，得到含Zn2+、Ca2+、Ma2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+的溶液，加入物质X调节pH=5，结合表格数据，过滤得到Fe(OH)3、CaSO4、SiO2的滤渣①，滤液①中主要含有Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe2+，再向滤液①中加入KMnO4溶液氧化Fe2+，过滤得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，过滤后得到滤渣③为Cu，再向滤液③中加入HF脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF2、MgF2，滤液④为ZnSO4溶液，经一系列处理得到ZnSO4·7H2O，据此分析解答。
(1)由分析，焙烧时，生成ZnO的反应为：ZnCO3 ZnO+CO2↑；
(2)可采用增大压强、将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等方式提高锌的浸取率；
(3)NH3·H2O易分解产生NH3污染空气，且经济成本较高，故A不适宜；Ca(OH)2不会引入新的杂质，且成本较低，故B适宜；NaOH会引入杂质Na+，且成本较高，C不适宜；故答案选B；当沉淀完全时(离子浓度小于10-5mol/L)，结合表格Ksp计算各离子完全沉淀时pH＜5的只有Fe3+，故滤渣①中有Fe(OH)3，又CaSO4是微溶物，SiO2不溶于酸，故滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2；
(4)向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，反应的离子方程式为3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+；
(5)滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu2+=Zn2+=Cu，故加入锌粉的目的为置换Cu2+为Cu从而除去；
(6)由分析，滤渣④为CaF2、MgF2，与浓硫酸反应可得到HF，同时得到的副产物为CaSO4、MgSO4。
15.（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。
（2）“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
（6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移_______电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。
【答案】（1）Fe2+ （2）4.7pH<6.2
（3）4.0×10-4 （4）①加热搅拌可加快反应速率 ②冷却结晶
（5）MgSO4 （6）① 15 ②O2+4e-+2H2O=4OH-
【解析】由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等离子，经氧化调pH使、形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有、、等离子，加入月桂酸钠，使形成沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。
（1）由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2+氧化为Fe3+，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2+；
（2）由表中数据可知，沉淀完全的pH为4.7，而开始沉淀的pH为6.2~7.4，所以为保证、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液调pH至4.7pH<6.2的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为；
（3）滤液2中浓度为，即0.1125mol/L，根据，若要加入月桂酸钠后只生成，而不产生，则==4×10-4；
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是加热搅拌可加快反应速率，故答案为：加热搅拌可加快反应速率；② “操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔点为，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离；
（5）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4；
（6）①中Y为+3价，中Pt为+4价，而中金属均为0价，所以还原和熔融盐制备时，生成1mol转移15电子；②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH。
16.（2022·浙江卷）化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验：
请回答：
（1）组成X的元素有______，X的化学式为______。
（2）溶液C中溶质的成分是______(用化学式表示)；根据C→D→E的现象，给出相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序______。
（3）X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是______。
（4）设计实验确定溶液G中阴离子______。
【答案】（1）Fe、S、O、HFeH(SO4)2
（2）FeCl3、HCl、BaCl2Cl-、H2O、SCN-、OH-
（3）2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2
（4）用玻璃棒蘸取溶液G，点在红色石蕊试纸上，若变蓝，说明存在OH-；取少量溶液G，加入足量H2O2，用盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀，说明有S2-
【解析】X形成水溶液，与氯化钡反应生产白色沉淀，且沉淀不与盐酸反应说明生产硫酸钡，说明X含有硫酸根，溶液加入KSCN变红说明含有Fe3+，B为4.66g则为0.02mol硫酸钡，说明X含有0.02mol的硫酸根，H中为Fe单质，即为0.01mol，X中含有0.01molFe，由此可知X中应含有0.01的H，据此分析解题。
（1）由分析可知，组成X的元素有：Fe、S、O、H；X的化学式为FeH(SO4)2；
（2）X为FeH(SO4)2与氯化钡反应，溶液C中溶质的成分是FeCl3、HCl以及过量的BaCl2；根据C为溶液，铁离子在水中会水解，C→D形成络合物，D→E形成沉淀，相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序：Cl-、H2O、SCN-、OH-；
（3）X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是：2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2；
（4）设计实验确定溶液G中阴离子：用玻璃棒蘸取溶液G，点在红色石蕊试纸上，若变蓝，说明存在OH-；取少量溶液G，加入足量H2O2，用盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀，说明有S2-。
17.（2022·浙江卷）化合物X由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验：
化合物X在空气中加热到，不发生反应。
请回答：
（1）组成X的三种元素为_______；X的化学式为_______。
（2）溶液C的溶质组成为_______(用化学式表示)。
（3）①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反应的离子方程式_______。
（4）设计实验，检验尾气中相对活泼的2种气体_______。
【答案】（1）Ba、Cu、OBaCu3O4（2）HCl、H2SO4
（3）①2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O
②BaCu3O4+12NH3·H2O＝3Cu(NH3)42++Ba2＋+8OH－+8H2O
（4）将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有NH3。将尾气通入冷的集气瓶中，若有液珠，说明有H2O
【解析】化合物X由三种元素组成，在加热条件下和足量氨气反应生成固体混合物A，A和盐酸反应生成0.960g紫红色固体应该是Cu，无色溶液B中加入0.015mol稀硫酸生成白色沉淀1.165g应该是BaSO4，无色溶液C中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀2.330g是BaSO4，据此解答。
（1）根据以上分析可知Cu的物质的量是0.96g÷64g/mol＝0.015mol，第一次生成硫酸钡的物质的量是1.165g÷233g/mol＝0.005mol，第二次生成硫酸钡的物质的量是2.33g÷233g/mol＝0.01mol，因此1.965gX中一定含有0.96gCu，Ba的质量是0.005mol×137g/mol＝0.685g，二者质量之和是1.645g＜1.965g，相差0.32g，根据原子守恒可知应该是氧元素，物质的量是0.32g÷16g/mol＝0.02mol，则Ba、Cu、O三种原子的个数之比是1：3：4，所以组成X的三种元素为Ba、Cu、O，X的化学式为BaCu3O4。
（2）根据氯原子原子守恒以及溶液C仍然能与氯化钡反应生成硫酸钡可知溶液C的溶质组成为HCl、H2SO4。
（3）①反应中Cu元素化合价降低，得到电子，则氨气中氮元素化合价升高，被氧化生成氮气，根据原子守恒可知由X到A的化学方程式为2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O。
②X难溶于水，但可溶于氨水中，说明有Cu(NH3)42+生成，所以该反应的离子方程式为BaCu3O4+12NH3·H2O＝3Cu(NH3)42++Ba2＋+8OH－+8H2O。
（4）反应中氨气可能过量，高温下水是气态，氮气性质稳定，所以需要检验的是氨气和水蒸气，实验方案为：将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有NH3。将尾气通入冷的集气瓶中，若有液珠，说明有H2O。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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专题13 工艺流程综合题
一、基础练习
1.北京冬奥会奖牌中铜牌的主要成分为铜和锌。已知一种从硫中毒而失活的废甲醇催化剂(主要成分为等)中回收铜和锌的工艺流程如图甲所示。
已知：①“滤液"中含锌氨络合离子；②，。
回答下列问题：
(1)“焙烧1”时产生气体的主要成分为_______。
(2)“浸取”时溶解的离子方程式为_______。
(3)“调”的目的是生成沉淀，完全沉淀时溶液的最小为_______[已知c(Zn2+)≤1×10-5mol/L时视为完全沉淀]。
(4)“抽滤”是减压过滤，与普通过滤相比，“抽滤”的优点是_______。
(5)现取样品，逐渐升温加热分解，分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图乙所示。
焙烧生成的温度范围为_______，时发生反应的化学方程式为_______。
(6)已知该废甲醇催化剂中的质量分数为(其他成分中不含)，该废甲醇催化剂经上述转化最终得到，则铜的提取率为_______%(用含m的代数式表示，)。
2.高纯六水氯化锶晶体(SrCl2 6H2O)具有很高的经济价值，工业上用碳酸锶(SrCO3)粉为原料(含少量钡和铁的化合物等)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如图：
已知：①Ksp(SrSO4)=3.3×10-7、Ksp(BaSO4)=1.1×10-10
②经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+、Fe2+、Fe3+杂质
③SrCl2 6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水
请回答下列问题：
(1)已知Sr为第五周期IIA族元素，则不符合Sr>Ca的是_____。
①原子半径 ②最外层电子数 ③金属性 ④电负性 ⑤最高价氧化物对应的水化物的碱性
(2)写出碳酸锶与盐酸反应的离子方程式：_____。
(3)工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是_____。
A．50～60℃ B．70～80℃ C．80～100℃ D．100℃以上
(4)步骤④的操作是_____、_____、过滤。
(5)加入硫酸的目的是_____。
(6)滤渣的成分是_____。
(7)若滤液中Ba2+的浓度为1×10-5mol L-1，依据题给信息计算滤液中Sr2+的物质的量浓度为_____mol L-1。
3.硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O俗称：摩尔盐]因其优于硫酸亚铁的稳定性而被国标(GB/T 23513.2-2009)选择为测定矿产中砷含量的指定还原性试剂。实验室以废铁屑(久置但未生锈)为原料先制取硫酸亚铁铵晶体，后使用纯化后的硫酸亚铁铵配制溶液，进行了铜闪速冶炼烟尘中砷含量的测定。
实验Ⅰ：硫酸亚铁铵晶体的制备：(NH4)2SO4+FeSO4+6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓
(1)请结合离子方程式解释在净化过程中加入Na2CO3溶液并小火加热的目的是：_______。
(2)步骤②中的过滤采用了如下图b装置，相对于图a装置而言，其优点是：_______(答出至少两点)。
(3)步骤③中，加入(NH4)2SO4固体后，要得到摩尔盐晶体，需经过的系列操作为：_______、_______、过滤、洗涤、干燥；
实验Ⅱ：0.1000 mol/L硫酸亚铁铵标准溶液的配制
准确称取3.92 g硫酸亚铁铵晶体按下图步骤配成100 mL溶液。
(4)该实验中使用到的仪器A的名称为_______；若在上图①过程中晶体溶于水(吸热过程)后就立即转移至仪器A中，则上述操作会导致配得溶液浓度_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
实验Ⅲ：铜闪速冶炼烟尘中砷的测定
用硝酸、氟化铵和溴水溶解烟尘样品2.0 g，通过系列反应把溶液中的砷离子还原为单质砷。用过量的0.1000 mol/L酸性K2Cr2O7标准溶液25.00 mL溶解并氧化单质砷为，用0.1000 mol/L的硫酸亚铁铵标准溶液滴定过量的K2Cr2O7。
(5)请写出K2Cr2O7氧化单质砷为的离子反应方程式_______。
(6)若终点时消耗硫酸亚铁铵标准液30.00 mL，则烟尘样品中砷的质量分数为_______。
4.工业废渣中的综合利用。
(1)用工业钢渣处理酸性废水
工业钢渣主要含，还含有、、、等。工业钢渣加水后搅拌得钢渣浆液，向钢渣浆液中逐渐加入硫酸溶液(模拟酸性废水)酸化，浆液pH以及浸出液中金属离子的质量浓度随时间变化情况如图所示。
①pH=4时，浸出液中质量浓度最大的金属离子是_______。
②随硫酸溶液逐渐加入，浓度先增大后减小，原因是_______。
(2)以电石渣制备
电石渣主要成分为，制备的流程如下：
已知：氯化时存在与作用生成的反应，进一步转化为，少量热分解为和。
①生成的化学方程式为_______。
②“分解比”是衡量氯化程度的标准，氯化后溶液中总质量与总质量的比值称为“分解比”，随氯化温度升高，分解比的实际值增大的原因可能是_______。
③“转化”时向滤液中加入固体将转化为，可能的原因是_______。
④该流程制得的样品中含少量杂质，为测定产品纯度进行如下实验：准确称取5.049g样品溶于水中，配成250mL溶液，从中取出25.00mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使全部转化为，加入少量溶液作指示剂，用溶液进行滴定至终点，消耗溶液体积。计算样品的纯度。(请写出计算过程)_______
5.三氧化二砷(As2O3)可用于治疗急性早幼粒细胞白血病。利用某酸性含砷废水(含H3AsO3、H2SO4)可提取As2O3，其工艺流程如图甲所示。
已知：①为两性氧化物；②易溶于过量的溶液中；③溶液在加热过程中会失水生成。
回答下列问题：
(1)中砷元素的化合价为_______。
(2)“焙烧”操作中，参与反应的化学方程式为_______。
(3)“碱浸”的目的是_______，滤渣Y的主要成分是_______(填化学式)。
(4)“氧化”操作的目的是_______(用离子方程式表示)。
(5)“还原、加热”过程中制得，则消耗标准状况下气体X的体积为_______L。
(6)砷酸钠()可用作可逆电池，装置如图乙所示，其反应原理为。为探究溶液对氧化性的影响，测得输出电压与溶液的变化关系如图丙所示。则a点时，盐桥中_______(填“向左”“向右”或“不”)移动，c点时，负极的电极反应式为_______。
6.锰酸锂是一种锂电池的正极材料。工业上以方锰矿(主要成分为，还含有少量的)为原料制备锰酸锂的流程如下：
己知：I．时，相关物质的如下表：
物质
II．时，电离常数
III．离子浓度低于时即为沉淀完全
回答下列问题：
(1)写出步骤①溶于稀疏酸时杂质反应的离子方程式___________。
(2)滤渣1的成分是_____(填化学式)；步骤②加入的目的是____。
(3)步骤③加入目的是除去杂质离子，若溶液中浓度为，要确保杂质离子沉淀完全，同时不降低产品产率，步骤③调控的范围应该为_______。反应的平衡常数________。
(4)“离子交换”步骤和“洗脱”过程是利用反应：(是氢型交换树脂)的平衡移动将进一步提纯，为了提高洗脱效率，又不引入其他杂质，淋洗液应选用_____。
(5)步骤④反应未见气体生成，则该反应留存在滤液3中的产物有___________(填化学式)。
(6)步骤⑤反应的化学方程式为___________。
7.锰及其化合物用途广泛，以菱锰矿(主要成分为，还含有铁、镍、钴的碳酸盐以及杂质)为原料生产金属锰和高品位的工艺流程如图1所示。
已知时，部分物质的溶度积常数如表所示：
物质
(1)“溶浸”时，锰的浸出率与浸出时间的关系如图2所示。由图可知，所采用的最佳实验条件(温度、时间)为_______。
(2)主要用于氧化_______。滤渣1中残余的可加入葡萄糖-硫酸溶液处理，回收，氧化产物为，写出反应的离子方程式：_______。
(3)滤渣3的主要成分为_______(填化学式，其中、均为价)。
(4)“沉锰”时除了作沉淀剂外，还有_______作用；“沉锰”的关键操作有两点：①将溶液加入溶液中；②反应终点溶液。如果①中颠倒试剂滴加顺序(反应大于7)，可能造成的后果是_______；若反应终点溶液小于7，可能的后果是_______。
(5)以作电极，溶液为电解液，经过一系列步骤制得隐形战机涂料，则电解时阳极生成的电极总反应式为_______。
8.工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料来制备硫酸，产生的含二氧化硫尾气和炉渣(主要成分为Fe2O3)经过资源化利用可减轻对环境的污染。
(1)工业制硫酸。沸腾炉中煅烧黄铁矿发生反应的化学方程式为_______，当有6 mol SO2生成时，转移电子_______mol。
(2)生产焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。Na2S2O5常用作食品的抗氧化剂，由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，生产工艺流程如下：
已知：H2SO3电离常数分别为Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7
H2CO3电离常数分别为Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11
生成Na2S2O5的化学方程式为2NaHSO3=Na2S2O5+H2O
①I中生成一种盐并放出气体，反应的离子方程式为_______。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是_______。
③因为Na2S2O5具有还原性，导致产品中不可避免地存在Na2SO4，检验其中是否含有的方法是_______。
(3)由炉渣制备还原铁粉并分析纯度。利用CO与炉渣反应得到还原铁粉，得到的产品可用K2Cr2O7滴定分析法测定纯度。实验步骤如下：称取0.2240 g样品，加入过量稀硫酸充分溶解，用3.000×10 2 mol·L 1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+)，消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL，计算该样品中还原铁粉的质量分数(写出计算过程)_______。
9.硝酸铈铵、二氧化铈()均是常见的强氧化剂，可以以为原料进行制取。
(1)“沉淀1”时，溶液中转化为沉淀。写出沉淀1反应的化学方程式：_______。
(2)“酸溶2”时，控制反应温度为80℃，硝酸与分解产生的反应生成，反应过程中有少量红棕色气体逸出。“酸溶2”时需控制硝酸的温度为80℃，同时将分批加入硝酸中，原因是_______。
(3)“沉淀2”时，控制其他条件一定，改变加入固体的量，测得沉淀的收率如图所示。“沉淀2”时，不是采用反应计量数之比，而是控制加入的目的是_______。
(4)实验小组以为原料制取，请补充完整实验方案：将完全溶解于盐酸中，_______，得固体。［已知：(白色沉淀)(黄色沉淀)，受热分解时失重百分比与温度的关系如图所示。可选用的仪器和试剂：氨水、、、溶液、马弗炉(可用于固体的高温加热)］
(5)实验制得的硝酸铈铵(摩尔质量为)含量可用如下方法测定：准确称取16.0g硝酸铈铵样品，加水充分溶解，并转移至100mL容量瓶中定容、摇匀，得硝酸铈铵溶液试样。准确量取5mL的硝酸铈铵溶液试样，移入250mL锥形瓶中，加入适量硫酸和磷酸，并加入2滴0.25%邻二氮杂菲指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点(滴定过程中被还原为)，消耗标准溶液24.00mL。计算该样品中硝酸铈铵的质量分数______。
10.铟是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从铜烟灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取铟和铅的工艺流程如下：
已知：①焙烧后金属元素均以硫酸盐的形式存在；
②In(OH)3性质与Al(OH)3类似。
回答下列问题：
(1)FeAsO4·2H2O中铁元素化合价为_______。
(2)生成PbO粗品的化学反应方程式为_______。
(3)PbO在NaOH溶液中溶解度曲线如图所示，PbO粗品中的杂质难溶于NaOH溶液。结合溶解度曲线，简述提纯PbO粗品的操作_______。
(4)“还原铁”反应的离子方程式为________
(5)“萃取除铁”中，发现当溶液pH>1.5后，钢萃取率随pH的升高而下降，原因是_______
(6)为测定PbO产品的纯度，探究小组同学准确称取PbO1.161g，加入稀硝酸使其完全溶解，再加入蒸馏水配制成50.00mL溶液：冷却至25℃，用0.100mol·L-1H2SO4滴定该溶液，滴定曲线如图所示。
已知：；a点的坐标为(50，3.8)
①25℃，PbSO4的Ksp=_______。
②PbO产品的纯度为_______。
11.磷酸铁()主要用于制造磷酸铁锂电池材料。以硫铁矿烧渣(主要成分是，含少量、和)为原料制备磷酸铁的工艺流程如下：
(1)焙烧。将硫铁矿烧渣与蔗糖()一起焙烧，可生成FeO与。写出焙烧时所发生反应的化学方程式：_______。
(2)还原。将焙烧后的固体用稀硫酸浸取，所得溶液主要含，还含少量和。向酸浸后所得溶液中加入固体，充分搅拌至溶液中全部被还原并生成。理论上完全反应需要消耗的_______。
(3)制备。向溶液中加入足量的30%溶液与溶液，控制溶液的pH约为1.5，充分反应可得沉淀。
①写出生成反应的化学方程式：_______。
②反应的平衡常数_______。［已知：，，
，］
(4)其他条件一定，制备时测得Fe的有效转化率与溶液pH的关系如图所示。
①pH<1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越大的原因是_______。
②pH>1.5时，pH越大，Fe的有效转化率越低的原因是_______。
12.锶的化合物应用广泛，SrSO4可用于陶瓷工业，SrF2可作防蛀牙膏的添加剂。
(1)以天青石精矿(主要含SrSO4)为原料制备高纯硫酸锶的部分工艺流程如下：
①“转化”中用碳酸氢铵和过量氨水的混合溶液浸取天青石精矿，可制得SrCO3沉淀。写出该过程的离子方程式：_____
②“转化”中维持反应温度70℃且控制氨水过量，氨水过量的主要原因是_____
③该工艺流程中，可循环利用物质是_______ (填化学式) 。
(2)工业上还可用碳还原法制备高纯硫酸锶。将天青石精矿和煤粉按照一定质量比在回转窑中煅烧，生成SrS，再处理得高纯SrSO4。
①煅烧温度对SrSO4转化率的影响如图,最佳煅烧温度为_____
②天青石精矿和煤粉质量比对SrSO4转化率的影响如图,天青石精矿和煤粉质量比增大至5.5：1后，SrSO4转化率下降的可能原因是_______。
(3)SrF2一种晶体的晶胞结构如图所示。
①由图可知，每个Sr2+周围紧邻且等距离的Sr2+个数为_______。
②已知 =3.2×10-8，若一次刷牙所用牙膏含的质量为2mg，口腔中溶液体积为5mL，刷牙时口腔溶液中氟离子浓度为_______mol·L-1。
二、真题练习
13.（2022·湖南卷）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗中含有的几种物质的沸点：
物质
沸点/ 136 127 57 180
回答下列问题：
（1）已知，的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略、随温度的变化。若，则该反应可以自发进行。根据下图判断：时，下列反应不能自发进行的是_______。
A. B.
C. D.
（2）与C、，在的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质
分压
①该温度下，与C、反应的总化学方程式为_______；
②随着温度升高，尾气中的含量升高，原因是_______。
（3）“除钒”过程中的化学方程式为_______；“除硅、铝”过程中，分离中含、杂质的方法是_______。
（4）“除钒”和“除硅、铝”的顺序_______(填“能”或“不能”)交换，理由是_______。
（5）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入冶炼的方法相似的是_______。
A. 高炉炼铁 B. 电解熔融氯化钠制钠 C. 铝热反应制锰 D. 氧化汞分解制汞
14.（2022·全国甲卷）硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为，杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：
离子
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
(3)加入物质X调溶液，最适宜使用的X是_______(填标号)。
A． B． C．
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
(4)向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为_______。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。
(6)滤渣④与浓反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。
15.（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。
（2）“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
（6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移_______电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。
16.（2022·浙江卷）化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验：
请回答：
（1）组成X的元素有______，X的化学式为______。
（2）溶液C中溶质的成分是______(用化学式表示)；根据C→D→E的现象，给出相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序______。
（3）X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是______。
（4）设计实验确定溶液G中阴离子______。
17.（2022·浙江卷）化合物X由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验：
化合物X在空气中加热到，不发生反应。
请回答：
（1）组成X的三种元素为_______；X的化学式为_______。
（2）溶液C的溶质组成为_______(用化学式表示)。
（3）①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反应的离子方程式_______。
（4）设计实验，检验尾气中相对活泼的2种气体_______。
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