高三化學(xué)化學(xué)工藝流程專題匯編-12化學(xué)工藝流程IIIB鈧、釔教師版

1、2021屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆屆12屆屆屆屆屆屆屆 IIIB屆屆屆屆屆屆屆屆)1.銃及其化合物具有許多優(yōu)良的性能，在宇航、電子、超導(dǎo)等方面有著廣泛的應(yīng)用。從鈦白工業(yè)廢酸(含銃、鈦、鐵、鎰等離子)中提取氧化銃(SC2O3)的一種流程如下:Naoji 鹽艇 a* w nr境域一礴螞面固磐磕一可葡雪壁 f 血 -W 一成楠回答下列問題:洗滌“油相”可除去大量的鈦離子。洗滌水是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成?；旌系膶嶒灢僮魇?。(2)先加入氨水調(diào)節(jié)pH = 3,過濾，濾渣主要成分是 ;再向濾液加入氨水調(diào)節(jié) pH = 6,濾液中SC3+1339的濃度為。(已知：KspMn(

2、OH) 2 = 1.9 X10-、KSpFe(OH) 3 = 2.6 X 10-, KspSc(OH) 3=319.0 X10 -)2- 用草酸“沉銃”。25 c時pH = 2的草酸溶液中c(H 2M =(保留兩位有效數(shù)字)。寫出“沉銃”得到草酸銃的離子方程式 。已知Ka1(H 2c2O4) = 5.9 X10-2 ,Ka2(H 2c2O4) = 6.4 X10-5 (4)草酸銃“灼燒”氧化的化學(xué)方程式為 。(5)廢酸中含銃量為15 mg L-1 , VL廢酸最多可提取Sc2O3的質(zhì)量為。【答案】(1)將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再慢慢注入H2O2中，并不斷攪拌(

3、2)Fe(OH) 3； 9.0X10 - 7mol L - 1(3)3.8 X10-2； 2Sc3+ + 3H2C2O4= Sc2(C2O4)3J+6H +(4)2Sc2(C2O4)3+3O2 二 2Sc2O3+12CO 2(5)0.023V g【解析】本題考查了物質(zhì)分離提純的過程分析判斷、主要是離子性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物判斷、溶度積常 數(shù)的計算等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，試題較難。(1)在混合不同的液體時，一般先加密度較小、易揮發(fā)的，后加密度大、難揮發(fā)的，若混合時放熱，則最后 加受熱易分解的，因此混合的實驗操作是將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻 后再慢慢注入H2O2中，并

4、不斷攪拌。(2)廢酸中含銃、鈦、鐵、鎰等離子，洗滌“油相”已除去大量的鈦離子，根據(jù)KspMn(OH) 2 = 1.9 X10 - 13、KspFe(OH) 3 = 2.6 X10 - 39, KspSc(OH) 3 = 9.0 X10-31 ,可以求出余下三種離子沉淀完全(離子濃度小于10- 5mol L- 1)的pH,發(fā)現(xiàn)鎰離子沉淀完全時pH約為10,銃離子沉淀完全時 pH約為5,而鐵離子沉淀完全時pH約為4,所以先加入氨水調(diào)節(jié)pH = 3,過濾，濾渣主要成分是 Fe(OH)3;再向濾液加入氨水 、一 ,.一. , 一一 99 X 10 31倜下pH = 6,此時溶彼中c(OH-) = 10

5、 - 8mol L - 1,濾放中Sc3+的儂度為(10 - 8)3 mol L - 1 =9.0 X10 - 7mol L- 1。(3) 25 C時pH = 2的草酸溶液中c(C2O2-)c(H 2 c2O4)c(C2O2- ) - c(H)c(HC 2 O4)c(HC2O4) - c(H)X-c(H 2 c2O4)1-X而，=Ka2(H2c2O4) X11Ka1(H 2C2O4) Xcry= 6.4 X10 - 5X5.9 X10 - 2X(10- 2廠3.8 X10 - 2?！俺零|”得到草酸銃的離子萬程式為 2Sc3+ + 3H2C2O4= Sc2(C2O4)3 J+6H +。(4)草酸

6、銃“灼燒”氧化是草酸銃和氧氣反應(yīng)生成氧化銃和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Sc2(C2O4)3+3O 2 上 2Sc2O3+12CO 2。(5)廢酸中含銃量為15mg ?L-1 ,銃元素質(zhì)量15mgXVL= 15Vmg = 0.015Vg,物質(zhì)的量0.015Vg _45g/mol10.00033Vmol , VL 廢酸最多可提取 SgOs的質(zhì)量=0.00033Vmol x2 X138g/mol = 0.023V g,故答案為: 0.023V g。2.稀土元素是周期表中IIIB族銃、鈕和例系元素的總稱，它們都是很活潑的金屬，性質(zhì)極為相似，常見化合價為+3。其中初(Y)元素是激光和超導(dǎo)的重要材料。

7、我國蘊藏著豐富的鈕礦石(丫2FeBe2Si2O10),以此礦石為原料生產(chǎn)氧化鈕(Y2O3)的主要流程如下：草酸稀鹽酸溶解口 水洗已知：有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH如下表:開始沉淀時的PH完全沉淀時的PHFe3+2.73.7Y3+6.08.2在周期表中，皺、鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似。(1).鈕礦石(Y2FeBe2Si2Oi0)的組成用氧化物的形式可表示為 。(2),欲從Na2s。3和228302的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。則：最好選用鹽酸、(填字母)兩種試劑，再通過必要的操作即可實現(xiàn)。a.NaOH溶液 b,氨水c,CO2氣d. HNO3其中，生成Be

8、(OH) 2的離子方程式為 。 寫出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： 。(3),為使Fe3+沉淀完全，須用氨水調(diào)節(jié) 3.7 pH 6,0的范圍內(nèi)；檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是【答案】(1)丫2。3 FeO 2BeO 2SiO2；(2)b; Be2+ + 2NH3 H2O= Be(OH) 2 + 2NH+ ; BeO2- + 4 H+ = Be2+ + 2H2O;(3)取少量濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變血紅色，則說明Fe3+沉淀完全?！窘馕觥勘绢}以無機工業(yè)流程題的形式考查了硅酸鹽的組成、離子方程式的書寫、離子的檢驗等，難度一般，解題的關(guān)鍵是對基礎(chǔ)知識的掌握

9、?！窘獯稹?1)依據(jù)元素化合價和原子守恒書寫元素的氧化物組成，所以鈕礦石(YzFeBezSizOm)的組成用氧化物的形式可表示為 Y2O3 FeO 2BeO 2SiO2 ;故答案為：Y2O3 FeO 2BeO 2SiO2 ；(2)周期表中，皺、鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似，Be(OH)2與Al(OH) 3相似，具有兩性，加過量的鹽酸，硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，Na2BeO2的反應(yīng)生成氯化鍍?nèi)芤?，再加入過量氨水沉淀被離子，其中生成 Be(OH)2的離子方程式為Be2+ + 2NH3 H2O = Be(OH) 2 + 2NH+ ;故答案為：b; Be2+ + 2NH3 H2

10、O= Be(OH) 2 + 2NH；;236。2與足量鹽酸生成BeCl2、NaCl和H2O,所以離子方程式為：BeO2- + 4H + = Be2+ + 2H2O;故答案為：BeO2- + 4H+ = Be2+ + 2H2O;(3)為使Fe3+沉淀完全，須用氨水調(diào)節(jié) 3.7 WpH 6.0的范圍內(nèi)，檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是取少量濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變血紅色，則說明Fe3+沉淀完全；故答案為：取少量濾液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變血紅色，則說明Fe3+沉淀完全。3.著名化學(xué)家徐光憲在稀土領(lǐng)域貢獻突出，被譽為“稀土界的袁隆平”。鈕是稀土元素之一，我

11、國蘊藏著豐富的鈕礦石(Y2FeBe2Si2O10),工業(yè)上通過如下工藝流程制取氧化鈕，并獲得副產(chǎn)物被。NaOH*PH水溶解警鈕礦石已知:.鈕(Y)的常見化合價為+3價;.被和鋁處于元素周期表的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似;iii. Fe3+、Y3+形成氫氧化物沉淀時的pH如下表：離子開始沉淀時的pH 完全沉淀時的pHF? +2. 3,1| Ly3+ 。8.3(1)將鉆礦石與NaOH共熔的反應(yīng)方程式補充完整：YzFeBe2SbOi0 +NaOH +Y(OH) 3 +Fe203 + Na2SiO3 +Na2 BeO2 + H 2 O(2)濾渣n的主要成分是。試劑A可以是(填序號)。A.NaOH 溶液

12、B.氨水C.CQ?也.CaO(4)用氨水調(diào)節(jié)pH = a時，a的取值范圍是 。計算常溫下Y3+ + 3H2O ? Y(OH) 3 + 3H+的平衡常數(shù)K =。(常溫下KspY(OH) 3=8.0 X10-23 )(6)濾液m加入氨水產(chǎn)生沉淀的離子方程式為 。從BeCl2溶液中得到BeCl2固體的操作是 ?！敬鸢浮?1)4 ; 32；。2?； 8； 2； 8； 8；4(2)H 2SiO3或H4SQ4B(4)3.1 a 6.0(5)1.25 X 10-20?(6)Y 3+ +3NH 3 H2O = Y(OH) 3 J+3NH ;(7)蒸發(fā)結(jié)晶時，向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干

13、)【解析】本題考查了制備方案的設(shè)計、物質(zhì)的分離與提純方法，為高考常見題型題目難度中等，明確實驗?zāi)康?、?驗原理為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)實驗基本操作方法，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學(xué)生的 分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰??！窘獯稹库o礦石與氫氧化鈉共熔，加水溶解后可得到Na2siO3、Na2BeO2,以及Y(OH) 3和Fe2O3沉淀，濾液I加入過量鹽酸，生成的濾渣 n為硅酸，濾液n中含有BeCb,可加入過量氨水生成 Be(OH) 2,再加入鹽酸生成BeCl2,蒸發(fā)結(jié)晶時，向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)，經(jīng)冷卻結(jié)晶、洗滌、干燥后經(jīng)冶煉可生成Be；過濾后得到的濾渣 I

14、加入鹽酸溶解，在此基礎(chǔ)上加入氨水，由表中數(shù)據(jù)可知首先生成Fe(OH)3沉淀，濾液出加入過量氨水可生成 Y(OH)3,煨燒可生成Y2O3,以此解答該題。(1)將鉆礦石與 NaOH 共熔的反應(yīng)方程式為 4Y2FeBe2Si2Oi0 + 32NaOH + O2 溟？8Y(OH) 3 + 2Fe2O3 +8Na2SiO3 + 8Na2BeO2 + 4H2O,故答案為：4； 32； O2 ; 8； 2； 8； 8； 4；(2)由以上分析可知濾渣 n的主要成分是H2siO3或H4siO4，故答案為：H2SiO3?H4siO4 ；(3)被和鋁處于元素周期表的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似，為避免 Be(OH)2溶

15、解，應(yīng)加入氨水，故答案為：B ；(4)用氨水調(diào)節(jié)pH = a時，應(yīng)全部除去鐵離子，并避免生成 Y(OH)3,則a的取值范圍是3.1 a 6.0,故答案為：3.1wa6.0;常溫下 Y3+ + 3H2O ? Y(OH) 3 + 3H + 的平衡常數(shù) K =含=Ks忽；3=獲1O = 1.25 X 10-20 ,故答案為：1.25 X10-2。；(6)濾液m加入氨水產(chǎn)生沉淀的離子方程式為Y3+ + 3NH3 ?H2O= Y(OH) 3 J+3NH ;，故答案為：Y3+ + 3NH3?H2O= Y(OH) 3 J+3NH；(7)從BeCl2溶液中得到BeCl2固體，應(yīng)避免BeC口水解，操作是蒸發(fā)結(jié)晶

16、時，向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)，故答案為：蒸發(fā)結(jié)晶時，向溶液中持續(xù)通入HCl氣體(或在HCl氣流中加熱蒸干)。4.鈕的常見化合價為+3價，我國蘊藏著豐富的含鈕礦石 (丫2FeBe2si2O10),工業(yè)上通過如下生產(chǎn)流程可獲得 氧化鈕。已知：該流程中有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時的pH見下表:離了開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHFe3+2.13.1丫3+6.08.2在元素周期表中，皺元素和鋁元素處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似。(1)寫出Na2SiO3的一種用途 (2)若改用氧化物的形式表示 丫2FeBe2Si2Oio組成，則化學(xué)式為。(3)根據(jù)元素周

17、期表的知識判斷，常溫下，氯化銅溶液pH 7(填“大于”、“等于”或“小于”)；寫出氯化鋰的電子式：。(4)欲從Na2SiO3和Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH) 2沉淀。最好選用鹽酸和 兩種試劑，再通過必要的操作即可實現(xiàn)。A.NaOH 溶液B.氨水C.CO2D.HNO3寫出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。(5)為使Fe3+沉淀完全，用氨水調(diào)節(jié) pH = a時，a應(yīng)控制在 范圍內(nèi)；繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié) pH = b發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ;檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是：(6)煨燒草酸鈕時發(fā)生分解反應(yīng)，其固體產(chǎn)物為氧化鈕，氣體產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁。寫出草酸鈕Y2(C2O

18、4)3，nH2O齦燒的化學(xué)方程式 ?！敬鸢浮?1)工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等(2)丫2。3 ?2BeO ?FeO?2SiO2等于；:(4)B ; BeO2- + 4H+ = Be2+ + 2H2。(5)3,16.0； Y3+ + 3NH3 ?H2O= Y(OH) 3 J+3NH；;取最后一次洗滌過濾液，滴加幾滴 KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色，若溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全 ：一，一：,【解析】本題考查混合物分離提純，為高頻考點，把握物質(zhì)的性質(zhì)、流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離提純?yōu)榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾椋⒁庠鼗衔锱c實驗的結(jié)合，題目難度較大?！窘獯稹坑闪鞒炭?/p>

19、知，鈕礦石(Y2FeBe2Si2Oio)加入氫氧化鈉共熔后水溶過濾得到硅酸鈉、皺酸鈉溶液，沉淀為Y(OH) 3和FezCh，沉淀加入稀鹽酸溶解后加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH在3,1 a 6.0范圍沉淀鐵離子，繼續(xù)加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH在8.2以上加入草酸生成草酸鈕沉淀，過濾、水洗、煨燒得到Y(jié)2O3,以此來解答。(1)Na 2SiO3的一種用途為工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等，故答案為：工業(yè)粘合劑、制備硅膠、木材防火劑等；(2)鈕礦石(Y2FeBe2Si2O1o)的組成用氧化物的形式可表示為：Y2O3 ?FeO?2BeO ?2SiO2,故答案為：Y2O3 ?FeO?2BeO ?2SiO2 ；Sr比Ca

20、的金屬性強，可知常溫下，氯化鋰溶液pH等于7,氯化鋰的電子式為故答案為：等于；：；0：；(4)從Na2SiQ3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，根據(jù)Na2BeO2的性質(zhì)和NaAlO2類比推斷；力口過量的鹽酸，硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，Na2BeO2反應(yīng)生成氯化鍍?nèi)芤?，再加入過量氨水沉淀被離子，故答案為：B ；Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為BeO2- + 4H+ = Be2+ + 2H2O,故答案為：BeO2- + 4H+ = Be2+ + 2H2O;(5)為使Fe3+沉淀完全，用氨水調(diào)節(jié) pH = a時，a應(yīng)控制在3,16.0范圍內(nèi)；繼續(xù)加氨水調(diào)節(jié) pH = b

21、發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Y3+ + 3NH3?H2O= Y(OH) 3 J+3NH 4；檢驗Fe3+是否沉淀完全的操作方法是取最后一次洗滌過濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色，若溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全，故答案為：3.16.0； Y3+ + 3NH3?H2O= 丫(OH)3 J+3NH 4 ；取最后一次洗滌過濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變成血紅色，若溶液不呈血紅色，則Fe3+沉淀完全；(6)草酸鈕Y2(C2O4)3?nH2O齦燒的化學(xué)方程式為由乜。 +加出上+”此3 ,故答案為：匕(8內(nèi)川= 丁%.無1。5.某鈦白水解工業(yè)廢酸中 Sc3+的濃度為18 mg

22、? L-1 ,還含有大量TiO2+、Fe3+、H+、SC4等，從該工業(yè)廢 酸中提取SQO3的工藝流程如下所示。5機劑 鼻有取 一草WM 水| 白業(yè)假工挈取一油洗滌水_5相,NaOU油蠅大款含鈦離子的溶液反獻取T油相草酸|s HIH 添1鹽酸過請回答下列問題:(i)“焙燒”時，為提高焙燒效率，下列措施中無效的是 (填標號)a.不斷攪拌b.進一步粉碎固體顆粒c.增大容器體積d.增大壓強e適當升高溫度(2)向鈦白水解工業(yè)廢酸中加入雙氧水的的是使TiO2+轉(zhuǎn)化為難萃取的Ti(O2)OH(H 2。)4)+?！拜腿　睍r，使用伯胺 N1923的煤油溶液作為萃取液，萃取率“受振蕩時問和萃取劑濃度的影響，搬據(jù)下

23、表1和表2數(shù)據(jù)，萃取時適宜的振蕩時間和萃取劑濃度分別為 min、%A 1 *修努胃掌掌率tAnln1315 1_ 10 _15a 0,90 00 3111t通* 2ttK NI923/%I$1。1 一- -1120a幗U.7$li9M,步。1a仃產(chǎn)11.o也?D111.7口鷲0.91IM131IM1(3)洗滌油相可除去大量含鈦離子，洗滌水是用濃硫酸、雙氧水和水按照一定比例混合而成的，混合時的具體操作為。(4)25 寸，用氨水調(diào)節(jié)“酸溶”后溶液的pH,當pH = 3.5時，濾渣II的主要成分為 ;當pH = 6時，濾液中Sc3+的物質(zhì)的量濃度為 。(已知常溫下， &p(Fe(OH) 3) = 2

24、.6 x 10-39 , Ksp(Sc(OH) 3) = 1.2 X10-33 )(5)寫出用草酸(H2C2O4) “沉銃”制備Sq(C2O4)3的離子方程式 。(6)若從1 m3該鈦白水解工業(yè)廢酸中提取得到24.4 g SQO3,則銃的提取率為 (計算結(jié)果精確到0.1%)。【答案】(1) cd(2)10 ； 15;(3)將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁慢慢注人水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再慢慢注入雙氧水，并不斷攪拌(4)Fe(OH) 3 ; 1.2 X10-9 mol ? L-1(5)2Sc 3+ + 3H2c2O4 = Sc2(C2O4)3 J +6H + (6)88.4%【解析】本題是工藝流程題，

25、結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡以及溶液中的離子反應(yīng)，難度較大?！窘獯稹?1)由于焙燒時主要是固體粉末反應(yīng)，故c增大容器體積和d增大壓強不能提高焙燒效率；故答案為：cd(2)工業(yè)生產(chǎn)要求時間更短、用料最少，在萃取率較高的情況下，根據(jù)表格，10min和濃度為15%時萃取率較高；故答案為：10; 15(3)配制混合溶液，有濃硫酸時，應(yīng)使水和雙氧水分別加入，故具體操作是：將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁慢慢注人水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再慢慢注入雙氧水，并不斷攪拌；故答案為：將濃硫酸沿燒杯內(nèi)壁慢慢注人水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再慢慢注入雙氧水，并不斷 攪拌；(4)根據(jù)題意，當 pH = 3.

26、5時，c(OH- ) = 10-10.5 mol/L , c(Fe3+) = /淳；3 =褊比耳=2.6 X10-7.5 mol/L 10-5 mol/L ,此時溶液中的鐵離子沉淀，故濾渣 II的主要成分為Fe(OH) 3 ;當pH = 6時，溶液中的c(OH- ) = 10-8 mol/L ,濾液中Sc3+的物質(zhì)的量濃度為c(Sc3+)= %翼 =101.2 X10-9 mol/L ;故答案為：Fe(OH) 3 ； 1.2X10-9 mol ? L-1(5) “沉銃”說明產(chǎn)生沉淀Sc2(C&O?)&,非氧化還原反應(yīng)，應(yīng)用電荷守恒配平方程式：2Sc3+ + 3H2c2O4 =Sc2(C2O4)

27、3 J +6H +;故答案為：2Sc3+ + 3H2c2。4= Sc2(C2O4)3 J+6H + ；(6)1 m3該鈦白水解工業(yè)廢酸中含有SC3+為18mg ? L?1 X 1000L = 18g, n(Sc3+ )=/%=0.4mol ; 24.4gSc2O3為 J；： = 0.1768mol ,含有 Sc 為 0.3536mol ,則銃的提取率為0.3536molFkX100%= 88.4%。故答案為：88.4%用，利用銃精礦為原料(主要6.氧化銃(Sc2O3)在合金、電光源、催化劑、激活劑和陶瓷等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)成分為Sc2O3,還含有Fe2O3、MnO等雜質(zhì))生產(chǎn)氧化銃的一種工藝流程如

28、下:(1) “酸溶”步驟中，銃的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，為使銃的浸出率達產(chǎn)條件為氧化杭90%左右，所采用的生11(2)加入氨水調(diào)節(jié) pH = 3,過濾，濾渣主要成分是 ;若再向濾液加入氨水調(diào)節(jié) pH = 6,濾液中 Sc3+能否沉淀完全(離子濃度小于 10-5 mol/L) ? (列式計算 并作判斷)。(25 C時，Ksp Mn(OH) 2 = 1.9 X10-13、 KspFe(OH) 3 = 2.6 X 10-39 , KSpSc(OH) 3= 9.0 X10-31 )(3)已知銃與鋁類似，其氫氧化物具有兩性。反萃取步驟中，加入 NaOH使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧 水可以氧化鎰離

29、子生成濾渣，寫出該反應(yīng)的離子方程式 。(4) “沉銃”前先加入稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液至酸性，然后用草酸“沉銃”。25 c時pH = 2的草酸溶液中(co2- ) _(H2c2O4)-寫出“沉銃”得到草酸銃 (難溶于稀酸)的離子方程式 25C時，草酸電 離平衡常數(shù)為 Ka1 = 5.0 X10-2 , Ka2 = 5.4 X10-5 。草酸銃在空氣中“灼燒”的化學(xué)方程式為 。【答案】(1)100 C、4.5h;(2)Fe(OH) 3； c(SC3+) = KspSc(OH) 3/c 3(OH- ) = 9.0 X10-7 mol/L 1.0 X10-5 mol/L ,故已沉淀完全； (3)Mn 2+ +

30、 H2O2 + 2OH- = MnO2 J+2H 2O;(4)2.7 X10-2 ; 2Sc3+ + 3H2c2O4 = Sc(C2O4)3 J+6H + ;同溫(5)2Sc2(C2O4)3+ O2 = 2Sc2O3 + 12CO2【解析】本題考查了物質(zhì)分離提純操作的綜合應(yīng)用，題目難度中等，涉及離子方程式、化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的分離和提純、溶度積常數(shù)計算等知識點，注意會運用溶液的pH值對溶液中的離子進行分離，除雜的原則是：除去雜質(zhì)且不引進新的雜質(zhì)，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力。【解答】利用銃精礦為原料(主要成分為S5O3，還含有Fe2O3、MnO等雜質(zhì))生產(chǎn)氧化銃，銃精礦加入鹽酸酸溶，

31、為 使銃浸出，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH過濾，濾渣主要成分是 Fe(OH)3,萃取后加入93%的硫酸27.5%的過氧化氫溶液和水酸洗，反萃取步驟中，加入 NaOH使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧水可以氧化鎰離子生成濾渣 MnO2,過濾得到濾液中用草酸“沉銃”，得到草酸銃灼燒得到氧化銃，“酸溶”步驟中， 銃的浸出率結(jié)果如圖1所示，由圖可知，為使銃的浸出率達90%左右，所采用的生產(chǎn)條件為：100 c、4.5h,故答案為：100c、4.5h ;12(2)加入氨水調(diào)節(jié)pH = 3,過濾，濾渣主要成分是：Fe(OH)3,右再向濾液加入氨水調(diào)節(jié)pH = 6, c(OH-)=10-8 mol/L ,o. Ksp(Sc

32、(OH) 3)9.0 x 宿17Ec(Sc3+) =c3(0H-)3 = (10-8)3 = 9.0 X10-7 mol/L 1.0 X10-5 mol/L ,故已沉淀完全，故答案為：Fe(OH) 3 ；若再向濾液加入氨水調(diào)節(jié)pH = 6, c(OH-) = 10-8 mol/L ,o. Ksp(Sc(OH) 3)9.0 x 1-3170、c(Sc3+) =c3(0H-J = (10-8)3 = 9.0 X10-7 mol/L 1.0 X10-5 mol/L ,故已沉淀完全；(3)反萃取步驟中，加入 NaOH使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧水可以氧化鎰離子生成濾渣二氧化鎰，反應(yīng)的離子方程式為：Mn

33、2+H2O2+ 2OH- = MnO2J+2H 2O,故答案為：Mn2+H2O2+ 2OH- = MnO2 J+2H 2O;,c(C 2O2- )c(C2O2- )c2(H+)c(HC2O4)12(4)25 H = 2的草酸溶披中 許麗=訴鬲*5 *和益=J1 *&2 *許=5.0 X 10-2 乂2Sc3+ + 3H2G2。4= Sc2(C2O4)3 J15.4 X10-5 X麗萬蘆=2.7 X10-2 , “沉銃”得到草酸銃的離子萬程式:+6H +,故答案為：2.7 X10-2 ； 2Sc3+ + 3H2c2O4 = Sc?(C2O4)3 J+6H + ；草酸銃“灼燒”氧化的化學(xué)方程式為:

34、2局溫2 S&(C2O4)3+ O2 = 2Sc2O3 + 12CO2,向溫故答案為：2Sc2(C2O4)3+ O2 = 2Sc2O3 + 12CO27.稀土元素包括銃、鈕和例系共17種元素，是重要的戰(zhàn)略資源，我國稀土資源豐富。從氟碳鈾礦(主要化學(xué)成分為CeFCQ)提取鈾族稀土元素的一種工藝流程如下：HR含用它捕上 元素的溶海匚隊 產(chǎn)品已知：焙燒后鋪元素主要以 CeO2形式存在，Ce(OH)3的Ksp = 1.0 X10-20。Ce4+能與SC|-結(jié)合成CeSC42+ , Ce3+能被萃取劑HR萃取。(1)為提高原料的利用率，焙燒前應(yīng)將礦石 處理?！敖　边^程中鈾元素發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 .

35、“轉(zhuǎn)化”過程中H2O2的作用是 。13(4) “萃取”過程中發(fā)生反應(yīng)：Ce3+ (水層)+ 3HR(有機層)？ CeRs(有機層)+ 3H+ (水層)，設(shè)計“萃取”和“反萃取”操作的目的是 ; HR應(yīng)該具有的特點是 。a.萃取劑HR的密度一定比水大b.萃取劑HR不溶于水，也不和水反應(yīng)c.萃取劑HR和Ce3+不反應(yīng)d. Ce3+在萃取劑中溶解度大于水中“調(diào)節(jié)pH”時，為了使Ce3+完全沉淀(濃度小于1 X10-5 mol/L),溶液的pH應(yīng)大于?！把趸辈僮鞯玫疆a(chǎn)品的化學(xué)方程式為 。(7)CeO2是汽車尾氣凈化器中的關(guān)鍵催化劑，能在還原性氣氛中供氧，在氧化性氣氛中耗氧，過程為：2CeO2 ? 2

36、CeO2-x + xO2 T(0 x 0.5)。寫出 CeO2消除 CO 的化學(xué)方程式 ?！敬鸢浮?1)粉碎(2)CeO2+ 4H+ + SO2- = CeSO4產(chǎn) + 2H2O將+4價的鈾還原為+3價，以便萃取(4)提純、富集錦元素；bcd (5)9(6)4Ce(OH) 3+ O2 + 2H2O= 4Ce(OH) 4CeO2 +xCO = CeO2-x + XCO2【解析】本題考查實驗流程各環(huán)節(jié)中的基本操作、實驗原理，涉及化合價分析、氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書寫、難溶電解質(zhì)的轉(zhuǎn)化等，弄清每步操作的目的是解題的關(guān)鍵，側(cè)重分析實驗?zāi)芰Φ目疾椋y度一般。【解答】(1)焙燒前將礦石粉碎可提高原料的

37、利用率，故答案為：粉碎；(2)由題干信息可知“浸取”過程中鈾元素發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CeO2+ 4H+ + SC2- = CeSO42+ +2H2。,故答案為：CeC2 + 4H + + SO4- = CeSC42+ + 2H2。；(3)由圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，加入雙氧水是將+4價的鈾還原為+3價，以便萃取，故答案為：將+4價的鈾還原為+3價，以便萃取；(4)設(shè)計“萃取”和“反萃取”操作的目的是提純、富集錦元素；萃取劑的選用原則為與水互不相溶，不與14水反應(yīng)，不與Ce3+反應(yīng)，且Ce3+在萃取劑中溶解度大于水中,故答案為：提純、富集錦元素；bcd；“調(diào)節(jié)pH”時，為了使Ce3+完全沉淀(濃度小于

38、1 X10-5 mol/L) , c(OH-)=旁%彳3 c(ce )3 1X 10-20-mol/L 1X 10510-5 mol/L ,故 pH 應(yīng)大于 9,故答案為：9;(6) “氧化”操作得到產(chǎn)品的化學(xué)方程式為4Ce(OH) 3 + O2+ 2H2O= 4Ce(OH) 4 ,故答案為：4Ce(OH) 3+ O2+ 2H2 O = 4Ce(OH) 4 ；(7)CeO2消除 CO 的化學(xué)方程式為：CeO2 +xCO = CeC2-x + XCO2 ,故答案為：CeO2 +xCO = CeO2-x + XCO2。8.鈦工廠TiCl4煙塵中含有大量的ScCb、MgCl2及SiO2小顆粒等物質(zhì)，

39、某研究所利用上述煙塵回收 S0O3,并制備鈦白粉(TiO 2),其工藝流程如圖所示:大盤的水洗脫利洗脫酸(1)在空氣中灼燒草酸銃即可得到氧化銃(Sc2O3)和CO2,其化學(xué)反應(yīng)方程式為(2) “水相”的主要離子有 TiOCl4-、H +、Cl-及Mg2+,寫出加入大量的水并加熱發(fā)生的相關(guān)離子反應(yīng)方程(3)酸浸過程中，稍過量的鹽酸的作用除溶解吸收煙塵外，另外還有的作用是(4)鈦的冶煉新法是劍橋電解法(如圖)。15以含少量CaCb的CaO熔融物作為介質(zhì)。電解時，在陰極生成的Ca進一步還原TiO?得鈦。利用中學(xué)所學(xué)知識可以預(yù)測CaCl2的作用包含增強導(dǎo)電性及 。【答案】(1)30 2 + 2SC2(

40、C2O4)3= 2SC2O3 + 12CO2(2)TiOCl 2- + (1 + x)H2O真 TiO2 ?xH2O+ 2H+ + 4Cl-(3)抑制TiOCl4-的進一步水解(4)降低CaO的熔點【解析】本題考查物質(zhì)的制備實驗及混合物的分離和提純，為高頻考點，把握流程圖中每一步發(fā)生的反應(yīng) 及操作方法是解本題關(guān)鍵，注意結(jié)合題給信息解答，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾?，題目難度中等。 TOC o 1-5 h z 【解答】將煙塵用鹽酸酸浸，得到Sc3+、Mg2+、TiOCl4-等，SiO2不溶于鹽酸，經(jīng)過濾操作，得到SiO2及其他不溶性濾渣，濾液中主要含有Sc3+、Mg2+及TiOCl4-等，將濾液用H

41、TBP有機溶劑萃取，經(jīng)過操作I得到水相和有機相，水相中主要為TiOCl4- ,加入大量的水加熱促進水解，過濾得到偏鈦酸，再經(jīng)過后續(xù)一系列操作最終得到TiO2產(chǎn)品，對有機相用洗脫劑洗脫，經(jīng)過操作n得到ScCl3溶液，向溶液中加入草酸可以與Sc3+形成沉淀，達到沉銃的目的，灼燒沉淀最終得到SQO3。(1)在空氣中灼燒草酸銃生成氧化銃和二氧化碳，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒可得化學(xué)方程式為3O2 +2Sc2(C2O4)3= 2S6O3+ 12CO2。(2)酸浸時浸出Sc3+、Mg2+、TiOCl2-,加入萃取劑萃取Sc3+ , Sc3+轉(zhuǎn)移到有機相中，則水相中留有TiOCl2-、 H+、Cl-及Mg2

42、+ ,加入大量的水并加熱， 促進TiOCl才水解，產(chǎn)生偏鈦酸，所以發(fā)生的反應(yīng)為TiOCl2- + (1 + x)H 2。3丁。2 ?xH2O+ 2H+ + 4Cl-。(3)酸浸過程中，鹽酸溶解吸收煙塵，還抑制生成的TiOCl4-水解。16(4)CaCl 2可以增強導(dǎo)電性，還可以降低CaO的熔點。9.銃(Sc)及其化合物在電子、超導(dǎo)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 某鈦白水解工業(yè)廢酸中 Sc3+的濃度為18mg L-1 ,還含有大量TiO2+、Fe3+、H+、SO2-等，從該工業(yè)廢酸中提取 SaO3的工藝流程如下所示。滌廠鈦白水解比6,圉油蹴港水病.工業(yè)廢喊有機里相 72；NaQH 油溶灌、 相含有大量含

43、鈦離子的溶液StOi成品漉渣N油相草酸萃取劑請回答下列問題:(1)向鈦白水解工業(yè)廢酸中加入雙氧水的目的是使TiO2+轉(zhuǎn)化為難萃取的Ti(O 2)OH(H 2。)4+。Ti(O 2)OH(H 2O4+中Ti元素的化合價為+4價;其中所含非極性鍵的數(shù)目為 。(2)銃的萃取率與 熱直萃取劑體積(Vi)和廢酸體積(V2)之比的變化關(guān)系如圖所示，則應(yīng)選擇的最佳段值為。銃、鈦的萃取率隨溫度的變化情況如下表所示，適宜的萃取溫度為1015C,其原因是T/ C510152530銃的萃取率/%91.396.097.197.398.0鈦的萃取率0.940.952.103.014.2017/%(3)洗滌油相可除去大量含鈦離子，洗滌水是用濃硫酸、雙氧水和水按照一定比例混合而成的，混合時的具體操彳乍為。(4)25 寸，用氨水調(diào)節(jié)“酸溶”后溶液的 pH,當pH =