2022年高考化學(xué)無機綜合及工藝流程(控制溶液pH)

1、2022年高考化學(xué)無機綜合及工藝流程(控制溶液pH)1、以煉鋅廠的煙道灰(主要成分為ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)為原料可生產(chǎn)草酸鋅晶體(ZnC2O4·2H2O)。有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀的pH1.56.54.25.4沉淀完全的pH3.39.76.78.2請問答下列問題：(1)濾渣A的主要成分為_(2)除錳過程中產(chǎn)生MnO(OH)2沉淀的離子方程式為：_(3) 除鐵(部分Cu2可能被除去)時加入ZnO控制反應(yīng)液pH的范圍為_上述流程中除鐵與除銅的順序不能顛倒，否則除鐵

2、率會減小，其原因是：_(4)若沉淀過程采用Na2C2O4代替草酸銨晶體生產(chǎn)草酸鋅，合理的加料方式是：_(5)將草酸鋅晶體加熱分解可得到一種納米材料。加熱過程中固體殘留率隨溫度的變化如右圖所示：300 460 范圍內(nèi)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_2、CoCO3是一種制造鋰電池電極的原料。以含鈷廢渣（主要成分CoO、Co2O3，還含有Al2O3、ZnO等雜質(zhì)）為原料制備CoCO3的一種工藝流程如下：下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH (開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol/L計算)(1)“酸浸”時通入SO2的目的是_(2)“除鋁”時調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_，該過程中主要反應(yīng)的離子方程式為

3、_(3)“萃取”過程可表示為ZnSO4(水層)+2HX(有機層)ZnX2(有機層)+H2SO4(水層)，由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是_(4)“沉鈷”時Na2CO3溶液需緩慢滴加的原因是_(5)CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_3、隨著材料科學(xué)的發(fā)展,金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用,并被譽為“合金的維生素”.為了回收利用含釩催化劑（V2O5 、VOSO4及不溶性雜質(zhì)),科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝.該工藝的主要流程如圖所示： 已知：部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性物質(zhì)V2O5VOSO4NH4VO3(VO2)2SO4溶解性難溶可溶難溶易溶請回

4、答下列問題：(1)由V2O5冶煉金屬釩采用鋁熱劑法,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 (2) V2O5通常用作為反應(yīng)2SO2+O22SO3的理想催化劑,其催化的機理可能是加熱時可逆地失去氧的原因,其過程可用兩個化學(xué)方程式表示： ；4V+5O22V2O5(3)反應(yīng)(1)的目的是 (4)將濾液1與濾液2混合后用氯酸鉀氧化,氯元素被還原為最低價,其反應(yīng)的離子方程式為: (5)反應(yīng)(3)的沉淀率(又稱沉釩率)是回收釩的關(guān)系步驟，沉釩必須控制合適的溫度和pH，觀察1圖,沉釩的最適宜條件是 A.pH 22,5,95 B.pH 44.5 85, C.pH 4.55, 85 D.pH 33.5 75(6)反應(yīng)(4

5、)在NH4VO3的焙燒過程中,固體質(zhì)量的減少值(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如2圖所示,則其分解過程中 A.先分解失去H2O,再分解失去NH3       B.先分解失去NH3,再分解失去H2OC.同時分解失去H2O和NH3         D.同時分解失去H2和N2和H2O(7)鋰釩氧化物L(fēng)i-V2O5非水電池的能量密度遠遠超過其他材料電池,其總反應(yīng)式為xLi+V2O5=LixV2O5,則該電池工作時的正極反應(yīng)式為 4、金屬鈷是一種非常稀缺的戰(zhàn)略資源。工業(yè)上通過電解法

6、從廢舊硬質(zhì)合金刀具含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵中回收鈷。工藝流程簡圖如下：已知：金屬離子開始沉淀pH沉淀完全pHCo25.69.5Fe27.69.7Fe32.73.7請回答下列問題：(1)電解時，廢舊刀具接電源_(填電極名稱)(2)凈化過程加雙氧水的目的是_(3)通氨氣的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH，除去鐵元素。由表中的數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇的pH最大范圍是_(4)加入NH4HCO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_(5)實驗室洗滌過濾得到CoCO3沉淀的操作是_(6)CoCO3焙燒的化學(xué)方程式為_5、 I、下圖是全釩液流電池的示意圖該電池充放電的總反應(yīng)式為：請回答下列問題：(1)充電時的陰

7、極反應(yīng)式為_，陽極附近顏色變化是_(2)放電過程中，正極附近溶液的pH _(選填“升高”“降低”或“不變”)II、回收利用廢釩催化劑（主要成分為V2O5、VOSO4和二氧化硅）的工藝流程如下圖所示。(3)濾渣可用于_(填一種用途)(4)25時，取樣進行實驗分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間的關(guān)系如下表所示：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1釩沉淀率()88.191.896.59899.897.896.493.089.3根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷，加入氨水調(diào)節(jié)酸堿性，溶液的最佳pH為_(5)為了提高釩的浸出率，用酸浸使廢釩催化劑中的V2O5轉(zhuǎn)變成可溶于水的VOSO4，酸浸過程中，氧化

8、產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_(6)氧化過程中，VO2+變?yōu)閂O2+，則該反應(yīng)的離子方程式為_6、鑭系金屬元素鈰(Ce)常見有3、4兩種價態(tài)，鈰的合金耐高溫，可以用來制造噴氣推進器零件。請回答下列問題：(1)霧霾中含有的污染物NO可以被含Ce4的溶液吸收，生成NO、NO，若生成的NO、NO物質(zhì)的量之比為11，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：_(2)用電解的方法可將上述吸收液中的NO轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無毒氣體，同時再生成Ce4，其原理如圖所示。無毒氣體從電解槽的_(填字母)口逸出每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L無毒氣體，同時可再生成Ce4_mol(3)鈰元素在自然界中主要以氟碳鈰礦形式存在，其主要化學(xué)成分為C

9、eFCO3。工業(yè)上利用氟碳鈰礦提取CeCl3的一種工藝流程如下：焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_。假設(shè)參與酸浸反應(yīng)的CeO2和CeF4的物質(zhì)的量之比為31，試寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：_向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是_常溫下，當(dāng)溶液中的某離子濃度1.0×105 mol·L1時，可認(rèn)為該離子沉淀完全。據(jù)此，在生成Ce(OH)3的反應(yīng)中，加入NaOH溶液至pH至少達到_時，即可視為Ce3已完全沉淀。(KspCe(OH)31.0×1020)加熱CeCl3·6H2O和NH4Cl的固體混合物可得固體無水CeCl3，其中NH4Cl的

10、作用是_7、鎵是制作高性能半導(dǎo)體的重要原料。在工業(yè)上經(jīng)常從鋅礦冶煉的廢渣中回收鎵。已知鋅礦渣中含有Zn、Fe、Pb、Ga以及二氧化硅等，目前綜合利用鋅礦渣的流程如下：已知：Ga性質(zhì)與鋁相似，lg 20.3，lg 30.48，溶度積數(shù)據(jù)如下表：Zn(OH)2Ga(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp1.6×10172.7×10318×10162.8×1039(1)寫出Ga的原子結(jié)構(gòu)示意圖：_(2)濾渣1的成分為_(3)加入H2O2的目的(用離子方程式和適當(dāng)語言回答)：_(4)室溫條件下，若浸出液中各種陽離子的濃度均為0.01 mol/L且某種離子濃度

11、小于1×105 mol/L即認(rèn)為該離子已完全除去，則操作B調(diào)節(jié)pH的范圍是_。(5)操作C中，需要加入氫氧化鈉溶液，其目的是_(用離子方程式解釋)；能否用氨水代替NaOH溶液，為什么？ _；如何檢測Fe(OH)3洗滌干凈？_(6)在工業(yè)上，經(jīng)常用電解NaGaO2溶液的方法生產(chǎn)Ga，寫出陰極的電極反應(yīng)式：_8、工業(yè)上可用鉻鐵礦(主要成分可表示為FeO·Cr 2O3，還含有Al2O3、MgCO3、SiO2 等雜質(zhì))為原料制備重鉻酸鉀晶體和綠礬的流程如下：已知：常見離子沉淀的pH范圍Fe3+Al3+Mg2+SiO32-AlO2-開始沉淀1.94.28.19.5

12、10.2沉淀完全3.25.39.48.08.5焙燒過程中主要發(fā)生反應(yīng)：2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2Cr2O4+Fe2O3+ 4CO2 +7NaNO2。(1)綠礬的化學(xué)式為_(2)焙燒后的混合物中除含有Na2Cr2O4、NaNO2和過量的Na2CO3、NaNO3外，還含有NaAlO2和Na2SiO3等物質(zhì)，則焙燒過程中NaAlO2的化學(xué)方程式為_(3)固體Y的主要成分為_(填寫化學(xué)式)(4)酸化過程中用醋酸調(diào)節(jié)pH=5的目的為_；若pH調(diào)節(jié)的過低，NO2-可被氧化為NO3-，其離子方程式為_(5)調(diào)節(jié)pH=5后，加入KCl 

13、控制一定條件，可析出K2Cr2O7晶體，說明溶解度的大?。篕2Cr2O7_Na2Cr2O7(填“大于”或“小于”)(6)流程中的一系列操作為_9、下圖是利用廢銅屑(含雜質(zhì)鐵)制備膽礬(硫酸銅晶體)的流程。請回答：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2開始沉淀2.77.54.4完全沉淀3.79.76.7(1)溶液B中含有的陽離子有_(2)下列物質(zhì)中最適宜做氧化劑X的是_aNaClO bH2O2 cKMnO4(3)加入試劑是為了調(diào)節(jié)pH，要調(diào)整pH范圍是_，則試劑可以選擇_(填化學(xué)式)(4)沉淀D加入鹽酸和鐵粉，可以制得FeCl2溶液，實驗

14、室保存FeCl2溶液，需加入過量的鐵粉，其原因是_(用離子方程式表示)(5)溶液E經(jīng)過操作可得到膽礬，操作為_、過濾、洗滌。(6)已知溶液中c(Cu2+)與pH的關(guān)系為lgc(Cu2+)=8.6-2pH，若溶液中c(Cu2+)為1mol/L，此時溶液中的Fe3+能否沉淀完全：_(填“能”或“否”)10、氧化材料具有高硬度、高強度、高韌性、極高的耐磨性及耐化學(xué)腐蝕性等優(yōu)良的物化性能。以鋯英石(主要成分為 ZrSiO4，含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料通過堿熔法制備氧化鋯(ZrO2)的流程如下。請回答下列問題：25時，有關(guān)離子在水溶液中沉淀時的pH數(shù)據(jù)：Fe(OH)3Zr(O

15、H)4Al(OH)3開始沉淀時pH1.92.23.4沉淀完全時pH3.23.24.7(1)流程中旨在提高化學(xué)反應(yīng)速率的措施有_(2)操作I的名稱是_，濾渣2的成分為_(3)鋯英石經(jīng)“高溫熔融”轉(zhuǎn)化為Na2ZrO3，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_(4)“調(diào)節(jié)pH”時，合適的pH范圍是_，為了得到純的ZrO2，Zr(OH)4需要洗滌，檢驗Zr(OH)4是否洗滌干凈的方法是_(5)寫出“高溫煅燒”過程的化學(xué)方程式_，根據(jù)ZrO2的性質(zhì)，推測其兩種用途_11、錳是重要的合金材料和催化劑，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有廣泛的用途。請回答下列問題：(1)溶液中的Mn2+可被酸性溶液氧化為MnO4-，該方法可用于檢驗

16、Mn2+檢驗時的實驗現(xiàn)象為_該反應(yīng)的離子方程式為_ 可看成兩分子硫酸偶合所得，若硫酸的結(jié)構(gòu)式為，則的結(jié)構(gòu)式為_(2)實驗室用含錳廢料(主要成分，含有少量)制備Mn的流程如下：已知：難溶物的溶度積常數(shù)如下表所示：難溶物溶度積常數(shù)()4.0×10381.0×10331.8×10111.8×1013溶液中離子濃度105 mol·L1時，認(rèn)為該離子沉淀完全?！八峤睍r，將Fe氧化為Fe3。該反應(yīng)的離子方程式為_；該過程中時間和液固比對錳浸出率的影響分別如圖1、圖2所示，則適宜的浸出時間和液固比分別為_、_若“酸浸”后所得濾液中c(Mn2)0.18 mo

17、l·L1，則“調(diào)pH”的范圍為_“煅燒”反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_，“還原”時所發(fā)生的反應(yīng)在化學(xué)上又叫做_12、從海水中提取并制備碳酸鋰，可以提高海水的綜合利用價值，滿足工業(yè)上對碳酸鋰的需求。制備碳酸鋰的一種工藝流程如下：已知：海水中某些離子濃度如下：離子Li+Mg2+Ca2+Mn2+Cl-濃度(mol/L)0.1130.0490.0010.0100.501碳酸鋰的溶解度：溫度()01030507090溶解度(g/L)1.541.431.251.080.910.83幾種難溶電解質(zhì)的溶度積(25)：物質(zhì)Li2CO3MgCO3MnCO3CaCO3Mg(OH)2Ksp2.5&#

18、215;10-26.8×10-62.3×10-112.8×10-96×10-10請回答下列問題：(1)精制除雜階段的濾渣為MgCO3、_(寫化學(xué)式)(2)用HCl調(diào)pH為45的目的是_(3)二次除鎂過程中，若使Mg2+濃度為6×10-4mol/L，應(yīng)控制pH為_(4)沉鋰階段，實際測得不同純堿加入量條件下的碳酸鋰沉淀結(jié)果如下表：序號沉淀質(zhì)量(g)Li2CO3含量(%)鋰回收率(%)0.9:2.010.0992.3677.671.0:2.010.9790.1982.461.1:2.011.4589.3785.271.2:2.012.1484.82

19、85.85綜合以上信息及考慮實際生產(chǎn)時的原料成本，應(yīng)按照_(填序號)中CO32-與Li+物質(zhì)的量之比加入純堿制備碳酸鋰。(5)沉鋰溫度需控制在90，主要原因是_(6)碳化分解具體過程為：向碳酸鋰與水的漿料中通入CO2氣體，充分反應(yīng)后，過濾；加熱濾液使其分解。寫出反應(yīng)中的化學(xué)方程式：_，寫出在碳化分解中可循環(huán)利用物質(zhì)的電子式：_13、亞鐵氰化鉀K4Fe(CN)6俗名黃血鹽，可溶于水，不溶于乙醇。以某電鍍廠排放的含NaCN廢液為主要原料制備黃血鹽的流程如下，請回答下列問題：(1)常溫下，HCN的電離常數(shù)Ka6.2×1010實驗室配制一定濃度的NaCN溶液時，將NaCN溶解于一定濃度的Na

20、OH溶液中，加水稀釋至指定濃度，其操作的目的是_濃度均為0.5 mol/L的NaCN和HCN的混合溶液顯_(填“酸”“堿”或“中”)性，通過計算說明：_(2)轉(zhuǎn)化池中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成K4Fe(CN)6，說明該反應(yīng)能發(fā)生的理由：_(3)系列操作B為_(4)實驗室中，K4Fe(CN)6可用于檢驗Fe3，生成的難溶鹽KFeFe(CN)6可用于治療Tl2SO4中毒，試寫出上述治療Tl2SO4中毒的離子方程式：_(5)一種太陽能電池的工作原理如圖所示，電解質(zhì)為鐵氰化鉀K3Fe(CN)6和亞鐵氰化鉀K4Fe(CN)6的混合溶液K移向催化劑_(填“a”或“b”)催化劑a表面發(fā)生的反應(yīng)為_【無機綜合及工藝流

21、程(二)】答案1、(1) SiO2 (2) Mn2H2O2H2O=MnO(OH)22H(3) 3.35.4 先加入MnS會將Fe3還原為Fe2，使鐵元素難以除去(4) 在攪拌下，將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中(5) ZnC2O4ZnOCOCO2【解析】分析用鹽酸酸浸時SiO2不溶解，過濾分離，濾渣A為SiO2，濾液中加入過氧化氫進行除錳，再通過調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，過濾分離，濾液中再加入ZnS，Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀，過濾除去，濾液中注意為氯化鋅，加入草酸銨得到草酸鋅晶體，最終的濾液中含有氯化銨等(1)由分析可知，濾渣A為SiO2；(2)除錳

22、過程中產(chǎn)生MnO(OH)2沉淀，根據(jù)電荷守恒應(yīng)有氫離子生成，反應(yīng)離子方程式為：Mn2+H2O2+H2O=MnO(OH)2+2H+；(3)除鐵(部分Cu2+可能被除去)時加入ZnO控制pH使鐵離子沉淀完全，而Zn2+不能沉淀，故控制反應(yīng)液pH的范圍為3.35.4；除鐵與除銅的順序不能顛倒，否則除鐵率會減小，其原因是：先加入ZnS會將Fe3+還原為Fe2+，使鐵元素難以除去；(4)若沉淀過程采用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4生產(chǎn)草酸鋅晶體，合理的加料方式是，在攪拌下，將Na2C2O4緩慢加入到ZnCl2溶液中；(5)ZnC2O42H2O晶體中的ZnC2O4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為153/(153+36)

23、×100%=80.95%，故A點完全失去結(jié)晶水，化學(xué)式為ZnC2O4，假設(shè)B點為ZnO，則殘留固體占有的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81/(153+36)×100%=42.86%，故B點殘留固體為ZnO，結(jié)合原子守恒可知還生成等物質(zhì)的量的CO與CO2300460范圍內(nèi)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：ZnC2O4ZnO+CO+CO2，2、(1)將Co3+還原為Co2+ (2)5.05.4 2Al3+3CO32-+3H2O=2Al(OH)3+3CO2 (3)向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液 (4)防止加入過快而產(chǎn)生Co(OH)2沉淀 (5)2CoCO3Co2O3+CO+CO2（有機層）

24、+H2SO4（水層），由有機層獲取ZnSO4溶液的操作是向有機層中加入適量的硫酸溶液充分振蕩，靜置，分液；(4)“沉鈷”時Na2CO3溶液需緩慢滴加，防止加入過快而產(chǎn)生Co(OH)2沉淀；(5)CoCO3隔絕空氣灼燒可以生成Co2O3，同時生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CoCO3Co2O3+CO+CO2。3、(1)3V2O5+10Al=6V+5Al2O3 (2)5SO2+ V2O5=5SO3+2V (3)將V2O5轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO4 (4)ClO3-+6VO2+3H2O=6VO2+6H+Cl- (5)A (6)B (7)V2O5+xe-+xLi+=LixV2O5【解析】 (4)含VO

25、SO4的濾液1與主要成分是VOSO4濾液2混合后用氯酸鉀氧化,使VOSO4氧化成完全電離可溶于水的(VO2)2SO4,氯元素被還原為Cl-,根據(jù)化合價的升降寫出離子離子方程式.因此，本題正確答案是: ClO3-+6VO2+3H2O=6VO2+6H+Cl-;(5)根據(jù)圖1分析坐標(biāo)系中的表示含義,看圖沉礬率最大在pH 2.0-2.5,95;因此，本題正確答案是:A; C(NH4+)+c(H+)=2c（SO42-）+C(OH-),25時,pH=7是顯中性的溶液,故c(H+)= c(OH-),所以C(NH4+)=2c（SO42-）；4、(1)正極(2)將Fe2氧化成Fe3(3)3.75.6(

26、4)2HCOCo2=CoCO3CO2H2O(5)向過濾器中注入蒸餾水，沒過沉淀，待液體濾出后，重復(fù)操作23次(6)4CoCO3O22Co2O34CO2解析：(1)根據(jù)工藝流程簡圖可知，電解時，廢舊刀具中Co、Fe分別轉(zhuǎn)化為Co2、Fe2，故廢舊刀具接電源正極。(2)凈化過程加雙氧水的目的是將Fe2氧化成Fe3，便于除去鐵元素。(3)根據(jù)題表中數(shù)據(jù)可知，控制pH范圍為3.75.6，可以使Fe3沉淀完全，而Co2不沉淀。(4)根據(jù)工藝流程簡圖可知，加入NH4HCO3溶液，Co2轉(zhuǎn)化為CoCO3，離子方程式為2HCOCo2=CoCO3CO2H2O。(5)實驗室洗滌過濾得到CoCO3沉淀的操作為：向過

27、濾器中注入蒸餾水，沒過沉淀，待液體濾出，重復(fù)操作23次。(6)CoCO3焙燒時轉(zhuǎn)化為Co2O3，化學(xué)方程式為4CoCO3O22Co2O34CO2。5、(1)V3+eV2+ (2)藍色變黃色 (3)升高 (4)制作光導(dǎo)纖維、建筑材料等 (5)1.7 (6)1：2 (7)ClO3+6VO2+3H2O6VO2+Cl+6H+ （4）從圖中釩沉淀率和溶液pH之間的關(guān)系可知，當(dāng)加入氨水調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，溶液的最佳pH為1.7時，釩沉淀率最高；（5）亞硫酸根離子具有還原性，酸性條件下，能被五氧化二釩氧化生成硫酸根離子，離子反應(yīng)為：V2O5+SO32-+4H+=2VO2+SO42-+2H2O，所以酸浸過程中氧

28、化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2；（6）氧化過程中，氯酸鉀具有氧化性，能將VO2+氧化為VO2+，本身被還原為Cl，該反應(yīng)的離子方程式為：ClO3+6VO2+3H2O6VO2+Cl+6H+。6、(1)4Ce42NO3H2O=4Ce3NONO6H(2)c6(3)149CeO23CeF445HCl3H3BO3=Ce(BF4)311CeCl36Cl227H2O避免Ce3以Ce(BF4)3形式沉淀而損失(或?qū)e3全部轉(zhuǎn)化為CeCl3，提高產(chǎn)率)9NH4Cl固體分解產(chǎn)生的HCl可抑制CeCl3的水解解析：(1)由于NO、NO物質(zhì)的量之比為11，每生成NO、NO各1 mol時轉(zhuǎn)移電子4 mol，據(jù)

29、此可寫出反應(yīng)的離子方程式。(2)無毒氣體應(yīng)為N2，由2NO8H6e=N24H2O知，N2在陰極區(qū)產(chǎn)生，每生成1 mol N2，轉(zhuǎn)移6 mol電子，在陽極可生成6 mol Ce4。(3)焙燒過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的氧化劑和還原劑分別為O2和CeFCO3，通過分析化合價變化可知，O2和CeFCO3的物質(zhì)的量之比為14。酸浸過程中Ce的化合價從4變?yōu)?，則必有元素被氧化，分析知，只能是1價Cl被氧化生成Cl2，據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。常溫下，若要使c(Ce3)1.0×105 mol·L1，則需使c(OH)1.0×105 mol·L1，c(H)1.0×

30、;109 mol·L1，所以pH至少達到9時，可視為Ce3已完全沉淀。利用NH4Cl固體分解產(chǎn)生的HCl來抑制CeCl3的水解，從而得到無水CeCl3。7、(1)(2)SiO2、PbSO4(3)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，防止生成Fe(OH)2沉淀(4)5.48pH6.6(5)Ga(OH)3OH=CaO2H2O不能，因為NH3·H2O為弱堿，與Ga(OH)3不反應(yīng)取最后一次洗滌液，用pH試紙測pH，若為中性則洗滌干凈(6)GaO2H2O3e=Ga4OH解析：Ga的性質(zhì)與Al相似，鋅礦渣中加入H2SO4，充分反應(yīng)，其中Zn、Fe、Ga轉(zhuǎn)化為可溶于水的ZnSO4、F

31、eSO4、Ga2(SO4)3，Pb轉(zhuǎn)化成難溶于水的PbSO4，SiO2與H2SO4不反應(yīng)，經(jīng)過濾得到的濾渣1的成分為PbSO4、SiO2；向浸出液中加入H2O2，H2O2將Fe2氧化成Fe3，然后調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3、Ga3轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀與Zn2分離；濾渣2的成分為Fe(OH)3和Ga(OH)3，根據(jù)圖示應(yīng)向濾渣2中加入NaOH使Ga(OH)3溶解轉(zhuǎn)化為NaGaO2。(1)Ga位于元素周期表中第四周期第A族，原子序數(shù)為31，Ga的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)根據(jù)上述分析，濾渣1的成分為SiO2、PbSO4。(3)Fe2具有還原性，H2O2將Fe2氧化成Fe3，加入H2O2的目的是2Fe2H2

32、O22H=2Fe32H2O，防止生成Fe(OH)2沉淀。(4)操作B調(diào)節(jié)pH的目的是將Fe3、Ga3完全轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，Zn2不能形成Zn(OH)2沉淀。Ga(OH)3、Fe(OH)3屬于同種類型且KspGa(OH)3>KspFe(OH)3，Ga3完全沉淀時Fe3已經(jīng)完全沉淀，Ga3完全沉淀時c(Ga3)<1×105 mol/L，c(OH) mol/L3×109 mol/L，c(H)×105 mol/L，pHlg c(H)lg5.48；Zn2開始沉淀時，c(OH) mol/L4×108 mol/L，c(H)×106 mol/L，

33、pHlg c(H)lg6.6；操作B調(diào)節(jié)的pH范圍是5.48pH<6.6。(5)根據(jù)流程，操作C中加入NaOH溶液的目的是將Ga(OH)3溶解轉(zhuǎn)化為NaGaO2，聯(lián)想Al(OH)3與NaOH的反應(yīng)，可知該反應(yīng)的離子方程式為Ga(OH)3OH=GaO2H2O。不能用氨水代替NaOH溶液，原因是NH3·H2O為弱堿，氨水與Ga(OH)3不反應(yīng)。根據(jù)流程，F(xiàn)e(OH)3沉淀上吸附的離子有Na、OH、GaO 等，檢驗Fe(OH)3洗滌干凈只要檢驗最后的洗滌液中不含OH 即可，操作是取最后一次洗滌液，用pH試紙測pH，若為中性則洗滌干凈。(6)電解NaGaO2溶液生產(chǎn)Ga，Ga元素的化合

34、價由3價降為0價，GaO 轉(zhuǎn)化為Ga是還原反應(yīng)，電解時還原反應(yīng)在陰極發(fā)生，陰極的電極反應(yīng)式為GaO3e2H2O=Ga4OH。8、(1)FeSO4·7H2O (2)Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2  (3)H2SiO3和Al(OH)3 (4)將CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72- Cr2O72-+3NO2-+8H+=2Cr3+3NO3-+4H2O (5)小于 (6)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾【解析】(1). 綠礬的化學(xué)式為FeSO4·7H2O，故答案為：FeSO4·7H2O；(2). 焙燒過程中，Na2CO3和Al2O3反應(yīng)生成NaAlO2和CO2

35、，化學(xué)方程式為：Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2 ；(3). 由離子沉淀的pH范圍可知，調(diào)節(jié)pH=78，是為了沉淀H2SiO3和Al(OH)3，所以固體Y的主要成分是H2SiO3和Al(OH)3；9、(1)Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+ (2)b (3)3.7 4.4 CuO【或Cu(OH)2或CuCO3】 (4)Fe+2Fe3+=3Fe2+ (5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 (6)能 （3）加入試劑是為了調(diào)節(jié)pH，試劑能和氫離子反應(yīng)且不能引進新的雜質(zhì)，該試劑為CuO或Cu(OH)2或CuCO3，由于是沉淀鐵離子，而不沉淀銅離子，所以根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知要調(diào)整pH范圍是3.74

36、.4；（6）已知溶液中c（Cu2+）與pH的關(guān)系為lgc（Cu2+）=8.6-2pH，若溶液中c（Cu2+）為1mol/L，則此時溶液的pH（8.6lg1）÷24.33.7，所以溶液中的Fe3+能沉淀完全。 10、(1)粉碎、高溫 (2)過濾 硅酸(H2SiO3或H4SiO4) (3)ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O (4)3.2<pH<3.4 取最后一次洗滌液，向其中滴加稀硝酸，再滴加硝酸銀溶液,若無沉淀生成，則Zr(OH)4洗滌干凈,否則未洗滌干凈 (5)Zr(OH)4ZrO2+2H2O 耐火材料、磨料等 【解析】(1) 鋯英石狀態(tài)為固

37、態(tài)，為提高反應(yīng)速率，可以通過將礦石粉碎，以增大接觸面積；或者通過加熱升高反應(yīng)溫度的方法加快反應(yīng)速率；(2)操作I是分離難溶于水的固體與可溶性液體物質(zhì)的方法，名稱是過濾；(3)將粉碎的鋯英石與NaOH在高溫下發(fā)生反應(yīng)：ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3 +2H2O；Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；SiO2+2NaOH=2Na2SiO3+H2O；Fe2O3是堿性氧化物，不能與堿發(fā)生反應(yīng)，所以水浸后過濾進入濾渣1中，Na2ZrO3、Na2SiO3、NaAlO2能溶于水，水浸、過濾進入濾液1中；(4)向濾液中加入足量鹽酸，HCl會與Na2ZrO3、Na2SiO3、N

38、aAlO2發(fā)生反應(yīng)，生成NaCl、H2SiO3(或H4SiO4)、AlCl3、ZrCl4，其中H2SiO3(或H4SiO4)難溶于水，過濾時進入濾渣2中，其余進入濾液2中，因此濾渣2的成分為H2SiO3(或H4SiO4)；向濾液2中加入氨水，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液的pH至大于Zr(OH)4，而低于開始形成Al(OH)3沉淀的pH，即3.2<pH<3.4，就可以形成Zr(OH)4沉淀，而Al元素仍以Al3+形式存在于溶液中；Zr(OH)4沉淀是從氨水和金屬氯化物的混合液中過濾出來的，所以要檢驗Zr(OH)4是否洗滌干凈的方法可通過檢驗洗滌液中是否含有Cl-離子判斷，方法是取最后一次

39、洗滌液，向其中滴加稀硝酸酸化，再滴加硝酸銀溶液，若無沉淀生成，則Zr(OH)4洗滌干凈，否則未洗滌干凈；(5)將Zr(OH)4沉淀過濾、洗滌，然后高溫灼燒，發(fā)生分解反應(yīng)：Zr(OH)4ZrO2+2H2O就得到ZrO2；由于ZrO2是高溫分解產(chǎn)生的物質(zhì)，說明ZrO2熔點高，微粒之間作用力強，物質(zhì)的硬度大，因此根據(jù)ZrO2的這種性質(zhì)，它可用作制耐火材料、磨料等。11、(1)溶液由無色變?yōu)樽霞t色 5S2O82-+2Mn2+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+ (2)3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2+2Fe3+6H2O 60min 3：1 pH8 1：2 鋁熱反應(yīng) 【解析】（1）溶液

40、中的Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO4-的實驗現(xiàn)象為溶液由無色變?yōu)樽霞t色，故答案為：溶液由無色變?yōu)樽霞t色。Mn2+被酸性(NH4)2S2O8溶液氧化物MnO4-，還原產(chǎn)物應(yīng)為SO42-，反應(yīng)的離子方程式為：5S2O82-+2Mn2+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+，故答案為：5S2O82-+2Mn2+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+。H2S2O8可視為由兩分子的硫酸縮合所得，硫酸的結(jié)構(gòu)簡式為：，則H2S2O8的結(jié)構(gòu)簡式為：，故答案為：。（2）由題中信息可知，“酸浸”時，MnO2在酸性介質(zhì)中將Fe氧化為Fe3，本身被還原為Mn2+，該反應(yīng)的離子方程式為：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2+2Fe3+6H2O，由圖甲可知，適宜的浸出時間為60min，由圖乙可知，適宜的液固比為3：1，故答案為：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2+2Fe3+6H2O，60min，3：1。由流程圖中信息可知，“調(diào)pH”的目的是使Fe3和Al3沉淀完全，而Mn2不沉淀，根據(jù)KspAl(OH)3=1.0×1033，KspFe(OH)3=4.0×1038可知：Al3沉淀完全時Fe3已沉淀完全，Al(OH)3恰好完全沉淀時的pH=-lg=，Mn2開始沉淀時的pH為-lg=8，則“調(diào)pH”的范圍為pH8，故答案為：pH8。根據(jù)信息可知，“煅燒”時，空氣中的