2020届一轮复习人教版化学工艺流程学案

2020届一轮复习人教版化学工艺流程学案

‎2020届一轮复习人教版 化学工艺流程 学案 ‎【高考考纲】‎ ‎1.环节设置 ―→―→―→―→ ‎2.命题考查 ‎(1)陌生物质化合价的判断以及电子式的书写。‎ ‎(2)化学方程式或离子方程式的书写。‎ ‎(3)根据流程中的转化，正确选择试剂，判断中间产物。‎ ‎(4)实验操作方法的正确选择、语言的规范描述。‎ ‎(5)化学平衡、电化学原理在化工生产中的应用。‎ ‎(6)样品中质量分数及产率的相关计算。‎ ‎3.解答要领 关注箭头的指向(聚焦局部，箭头指入——反应物，箭头指出——生成物)、前后追溯物质(放大局部)、考虑反应实际(物质性质、试剂用量)。‎ ‎【真题感悟】 ‎ 例1、 (2018·高考全国卷Ⅱ)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：‎ 相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：‎ 金属离子 Fe3＋‎ Fe2＋‎ Zn2＋‎ Cd2＋‎ 开始沉淀的pH ‎1.5‎ ‎6.3‎ ‎6.2‎ ‎7.4‎ 沉淀完全的pH ‎2.8‎ ‎8.3‎ ‎8.2‎ ‎9.4‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________________________。‎ ‎(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有____________；氧化除杂工序中ZnO的作用是__________，若不通入氧气，其后果是__________________。‎ ‎(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。‎ 解析：(1)在焙烧过程中ZnS和O2反应生成ZnO和SO2。(2)溶液中的Pb2＋与SO不能共存生成PbSO4沉淀，SiO2不溶于H2SO4，即滤渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除杂过程中O2能将溶液中Fe2＋氧化生成Fe3＋，加入ZnO能调节溶液的pH，促进Fe3＋完全水解。由题表知Fe2＋、Zn2＋开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近，若不通入O2使Fe2＋氧化为Fe3＋，加入ZnO后无法除去Fe2＋，会影响Zn的纯度。(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋。(4)结合图示可知电解ZnSO4溶液时生成Zn，即电解时Zn2＋在阴极被还原，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。沉积Zn后的电解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中继续使用。‎ 答案：(1)ZnS＋O2ZnO＋SO2‎ ‎(2)PbSO4　调节溶液的pH　无法除去杂质Fe2＋‎ ‎(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋‎ ‎(4)Zn2＋＋2e－===Zn　溶浸 ‎【名师点睛】物质制备型 ‎1．原料预处理的六种常用方法 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 灼烧(煅烧)‎ 使固体在高温下分解或改变结构，使杂质高温氧化、分解等，如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿 酸作用 溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等 碱作用 去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)‎ ‎2.制备过程中控制反应条件的六种方法 ‎(1)调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：‎ ‎①能与H＋反应，使溶液pH变大；‎ ‎②不引入新杂质，如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。‎ ‎(2)控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。‎ ‎(3)控制压强。改变速率，影响平衡。‎ ‎(4)使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。‎ ‎(5)趁热过滤。防止某物质降温时析出。‎ ‎(6)冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。‎ ‎【变式探究】 (2018·高考全国卷Ⅲ)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：‎ ‎(1)KIO3的化学名称是________。‎ ‎(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图所示：‎ ‎“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是________________。“调pH”中发生反应的化学方程式为__________________________________________。‎ ‎(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。‎ ‎①写出电解时阴极的电极反应式：______________________________。‎ ‎②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________________，其迁移方向是________。‎ ‎③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有____________________(写出一点)。‎ 解析：(1)KIO3的名称为碘酸钾。(2)Cl2是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“调pH”使KH(IO3)2转化为KIO3：KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O。(3)①电解法制备KIO3时，H2O在阴极得到电子，发生还原反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。②电解池中阳离子向阴极移动，即由电极a向电极b迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过，故主要是K＋通过阳离子交换膜。③根据工艺流程分析，KClO3氧化法生成的Cl2有毒，且在调pH时加入KOH的量不易控制，另外，生成的KIO3中杂质较多。‎ 答案：(1)碘酸钾 ‎(2)加热　KCl　KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O)‎ ‎(3)①2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑‎ ‎②K＋　由a到b ‎③产生Cl2易污染环境等 例2、(2018·高考全国卷Ⅰ)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：‎ ‎(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为 ‎ ①pH＝4.1时，Ⅰ 中为________溶液(写化学式)。‎ ‎②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是______________。‎ ‎(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为___________________________。‎ 电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。‎ ‎(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为____________________________________________，‎ 该样品中Na2S2O5的残留量为________g·L－1(以SO2计)。‎ 解析：(1)NaHSO3结晶脱水生成Na2S2O5。(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产 Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(3)阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增加。(4)I2作氧化剂，将S2O氧化成SO。计算样品中Na2S2O5的残留量时以SO2计，则n(I2)＝n(SO2)＝0.010 00 mol·L－1×0.01 L＝0.000 1 mol，m(SO2)＝0.006 4 g，则该样品中Na2S2O5的残留量为＝0.128 g·L－1。‎ 答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O ‎(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液 ‎(3)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a ‎(4)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋　0.128‎ ‎【举一反三】(2017·高考全国卷Ⅲ)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：‎ ‎ ‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)步骤①的主要反应为 FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2‎ 上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣1中含量最多的金属元素是______________，滤渣2的主要成分是____________及含硅杂质。‎ ‎(3)步骤④调滤液2的pH使之变________(填“大”或“小”)，原因是________________________________________________________________________‎ ‎(用离子方程式表示)。‎ ‎(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。‎ a．80 ℃　　　　　　　　 b．60 ℃‎ c．40 ℃ d．10 ℃‎ 步骤⑤的反应类型是______________。‎ 解析：(1)1 mol FeO·Cr2O3参与反应共失去7 mol电子，而1 mol NaNO3参与反应得到2 mol电子，根据得失电子守恒，二者的系数比为2∶7。由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应，所以该步骤不能使用陶瓷容器。(2)步骤①中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣1，所以滤渣1中含量最多的金属元素是Fe。结合流程图可知，滤渣2的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。(3)滤液2中存在平衡：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，氢离子浓度越大(pH越小)，越有利于平衡正向移动，所以步骤④应调节滤液2的pH使之变小。(4)根据题图，可知温度越低，K2Cr2O7的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，故d项正确。步骤⑤中发生的反应为Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7↓＋2NaCl，其属于复分解反应。‎ 答案：(1)2∶7　陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 ‎(2)Fe　Al(OH)3‎ ‎(3)小　2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O ‎(4)d　复分解反应 ‎【名师点睛】分离、提纯型 ‎1．正确选择物质分离六种常用方法 ‎2．常见操作的答题思考角度 常见的操作 答题要考虑的角度 分离、提纯 过滤、蒸发、分液、蒸馏等常规操作。从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤(—洗涤、干燥)‎ 提高原子利用率 绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)‎ 在空气中或在其他气体中进行的反应或操作 要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的 判断沉淀是否洗涤干净 取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等 控制溶液的pH ‎①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)；‎ ‎②“酸作用”还可除去氧化物(膜)；‎ ‎③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等；‎ ‎④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)‎ 控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)‎ ‎①防止副反应的发生；‎ ‎②使化学平衡移动；控制化学反应的方向；‎ ‎③控制固体的溶解与结晶；‎ ‎④控制反应速率：使催化剂达到最大活性；‎ ‎⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发；‎ ‎⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；‎ ‎⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量；‎ ‎⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求 洗涤晶体 ‎①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；‎ ‎②“冰水洗涤”：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗；‎ ‎③用特定的有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度有利于析出，减少损耗等；‎ ‎④洗涤沉淀方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次 表面处理 用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等 ‎3.溶解度及其应用 ‎(1)熟记常见物质溶解度曲线变化 ‎(2)利用溶解度曲线判断结晶的方法 ‎①溶解度受温度影响较小的(如NaCl)采取蒸发结晶的方法；‎ ‎②溶解度受温度影响较大的采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法；‎ ‎③带有结晶水的盐，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法，应特别注意的是若从FeCl3溶液中结晶出FeCl3·6H2O晶体，应在HCl气氛中蒸发浓缩、冷却结晶。‎ ‎【变式探究】某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的 ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在下列装置中，第一次浸出必须用________，第二次浸出应选用________。(填标号)‎ ‎(2)第二次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反，会造成________________________________。‎ 滤渣2的主要成分是____________。‎ ‎(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是________。‎ ‎(4)某同学在实验完成之后，得到1.5 g CuSO4·5H2O，则铜的回收率为________。‎ 解析：(1)根据题给化学工艺流程知第一次浸出发生反应：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S↑，产生有毒气体H2S，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选D装置；第二次浸出时发生反应：CuS＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋S＋2H2O，不产生有毒气体，可选用A装置。‎ ‎(2)第二次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解。滤渣2的主要成分是SiO2(或SiO2和S)。‎ ‎(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是蒸发皿。‎ ‎(4)15.0 g废催化剂中含有铜的物质的量为15.0 g×12.8%÷96 g·mol－1＝0.02 mol，1.5 g CuSO4·5H2O 中铜的物质的量为1.5 g÷250 g·mol－1＝0.006 mol，则铜的回收率为0.006 mol÷0.02 mol×100%＝30%。‎ 答案：(1)D　A ‎(2)H2O2与固体颗粒接触分解　SiO2(或SiO2和S)‎ ‎(3)蒸发皿　(4)30%‎ ‎【黄金押题】‎ ‎1．绿水青山就是金山银山，某工厂为了实现节能减排，建设美丽中国的目标，将烟道气中的一种常见气体SOx和含Ca(OH)2、NaOH的废碱液作用，经过一系列化学变化，最终得到石膏(CaSO4·2H2O)和过二硫酸钠(Na2S2O8)。设计简要流程如图1所示：‎ ‎(1)SOx中x＝________，操作a的名称是_____________________________________。‎ 废碱液经操作a得到的固体为________(填化学式)。‎ ‎(2)向溶液Ⅰ中通入足量空气发生反应的化学方程式为___________________________‎ ‎_________________________________________。‎ ‎(3)已知用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液可生成S2O，其电解装置如图2所示。下列说法不正确的是________(填字母)。‎ A．阳极的电极反应式有 ‎2SO－2e－===S2O、4OH－－4e－===O2↑＋2H2O B．电解一段时间后，阴极附近溶液的pH减小 C．电解过程中，阳极产生微量能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的有色单质气体，该气体可能是O3‎ D．若制取1 mol Na2S2O8且阳极有‎11.2 L O2(标准状况)生成时，阴极产生H2在标准状况下的体积为‎44.8 L ‎(4)一定条件下，S8(s)、O2(g)和NaOH(s)反应过程中的能量变化关系如图3所示(图3中a、b均大于0)，请写出1 mol S8(s)完全燃烧的热化学方程式：_______________________‎ ‎________________。‎ 解析：由图1可知，经操作a后得到固体Ⅰ和溶液Ⅰ，所以操作a为过滤，固体Ⅰ与空气和H2O反应得到石膏，固体为CaSO3，则SOx中x＝2。(2)溶液Ⅰ中溶质主要为Na2SO3，通入足量空气发生反应2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。(3)由图2可知，阳极失去电子，电极反应式有2SO－2e－===S2O、4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，A项正确；阴极是H＋得到电子生成H2，故电解一段时间后，阴极附近溶液的pH增大，B项错误；能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体具有氧化性，且该气体为有色单质，可能是O3，C项正确；生成1 mol ‎ Na2S2O8失去2 mol电子，生成标准状况下‎11.2 L O2失去2 mol电子，则H＋共得到4 mol电子生成2 mol氢气，其在标准状况下的体积为‎44.8 L，D项正确。(4)由图3可得1 mol S8(s)完全燃烧的热化学方程式为S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝8(a－b)kJ·mol－1。‎ 答案：(1)2　过滤　CaSO3‎ ‎(2)2Na2SO3＋O2===2Na2SO4　(3)B ‎(4)S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝8(a－b)kJ·mol－1‎ ‎2．镍及其化合物在化工生产中有广泛应用。某实验室用工业废弃的NiO催化剂(含有Fe2O3、CaO、CuO、BaO等杂质)为原料制备Ni2O3的实验流程如下：‎ 已知：常温时Ksp(CaF2)＝2.7×10－11，Ksp(CuS)＝1.0×10－36；Fe3＋不能氧化Ni2＋。‎ 有关氢氧化物开始沉淀的pH和完全沉淀的pH如下表所示：‎ 氢氧化物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Ni(OH)2‎ 开始沉淀的pH ‎1.5‎ ‎6.5‎ ‎7.7‎ 完全沉淀的pH ‎3.7‎ ‎9.7‎ ‎9.2‎ ‎(1)调节pH最低值为_______。‎ ‎(2)加入H2O2的目的是_____________________(用离子方程式表示)。‎ ‎(3)“电解”制备NiOOH时阳极的电极反应式为____________________________。‎ ‎(4)加入NaF的目的是除去Ca2＋，当c(F－)＝0.001 mol·L－1时，c(Ca2＋)＝____ mol·L－1。‎ ‎(5)为了探究操作A中发生的反应，设计如下实验：‎ ‎①写出B中反应的离子方程式：_____________________________________。‎ ‎②为了检验B中生成了FeCl2，取少量B中溶液于试管，滴加下列试剂________(填字母)。‎ A．酸化的双氧水　　　　 B．酸性高锰酸钾溶液 C．K3[Fe(CN)6]溶液 D．加入氯水、KSCN溶液 ‎③有人认为用燃烧法处理尾气，你是否同意？答：____(填“同意”或“不同意”)，简述理由： ________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎④如果C中盛装100 mL 0.05 mol·L－1CuSO4溶液，通入H2S恰好完全反应，产生黑色沉淀。过滤，得到滤液的pH为________(不考虑体积变化)。‎ 解析：(1)调节pH使Fe3＋完全沉淀而不能使Ni2＋沉淀，所以pH最低值为3.7。(2)加入H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋。(3)阳极上镍离子被氧化，OH－参与反应生成NiOOH和H2O。(4)c(Ca2＋)＝＝ mol·L－1＝2.7×10－5mol·L－1。(5)①硫化氢是强还原剂，会还原Fe3＋。②在Cl－存在下，用铁氰化钾检验Fe2＋，因为氯离子可能还原高锰酸钾，干扰Fe2＋的检验；溶液中可能有未反应的Fe3＋，不能选A、D项。③如果用燃烧法处理硫化氢，会造成二次污染。④H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋，所得溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 0.1＝1。‎ 答案：(1)3.7‎ ‎(2)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O ‎(3)Ni2＋－e－＋3OH－===NiOOH＋H2O ‎(4)2.7×10－5‎ ‎(5)①2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋‎ ‎②C　③不同意　H2S燃烧产生污染物SO2　④1‎ ‎3．目前世界上新建的金矿中约有80%‎ 都采用氰化法提金。某工厂利用锌冶炼渣回收金、银等贵金属的流程如图所示：‎ 已知：HCN有剧毒，Ka(HCN)＝5×10－10；‎ Au＋＋2CN－[Au(CN)2]－，平衡常数Kβ＝1×1038。‎ ‎(1)磨矿细度对浸出率的影响如图所示，依据浸出率应选择磨矿细度________为宜。‎ ‎(2)生产中用生石灰调节矿泥pH＞11.5，其目的之一是阻止溶液中的氰化物转化为HCN而挥发，其作用原理是______________________________________________________(用离子方程式表示)。‎ ‎(3)“氰化”环节，是以NaCN溶液浸取调节pH的矿泥，敞口放置，将Au转化为Na[Au(CN)2]。‎ ‎①其化学方程式为________________________________________________________。‎ ‎②“氰化”环节中，金的溶解速率在‎80 ℃‎时达到最大值，但生产中控制反应液的温度在10～‎20 ℃‎，原因是________________________________________________________‎ ‎________(答一点即可)。‎ ‎③已知2H＋＋[Au(CN)2]－Au＋＋2HCN，该反应的K＝________。‎ ‎(4)用锌还原Na[Au(CN)2]生成金，消耗的锌与生成的金的物质的量之比为________。‎ ‎(5)氰化物有剧毒，经合理处理就可以基本消除对环境的负面影响。H2O2可消除水中的氰化物(如NaCN)，经以下反应实现：NaCN＋H2O2＋H2O===A＋NH3↑。‎ ‎①生成物A的化学式为______________________________________________。‎ ‎②某废水用H2O2处理40 min后，测得剩余总氰为0.16 mg·L－1，除氰率达80%，计算 ‎0～40 min时间段反应速率v(CN－)＝________mg·L－1·min－1。(结果保留两位有效数字)‎ 解析：(1)根据图示，选择磨矿细度87%为宜。(2)用生石灰调节矿泥pH＞11.5，溶液呈碱性，能抑制氰化物中的CN－水解。(3)①“氰化”环节，Au转化为Na[Au(CN)2]，Au被氧化，显然有O2参与反应，其化学方程式为4Au＋8NaCN＋O2＋2H2O===4Na[Au(CN)2]＋4NaOH。②“氰化”环节，有O2参与反应，温度升高，O2的溶解度减小；同时温度升高，促进了氰化物的水解，增加了HCN的挥发速度；随温度的升高，Ca(OH)2‎ 的溶解度反而下降，部分碱从溶液中析出。③根据HCNH＋＋CN－、Au＋＋2CN－ [Au(CN)2]－，由第二个反应＋第一个反应×2，可得Au＋＋2HCN2H＋＋[Au(CN)2]－，此反应的K＝‎ K(HCN)·Kβ，则2H＋＋[Au(CN)2]－Au＋＋2HCN的K＝＝＝4×10－20。(4)用锌还原Na[Au(CN)2]生成金，根据ZnZn2＋、[Au(CN)2]－Au及得失电子守恒知，消耗的锌与生成的金的物质的量之比为1∶2。(5)①根据原子守恒，可推知生成物A的化学式为NaHCO3。②0～40 min时间段，除氰率达80%，则除去的CN－为剩余的CN－的4倍，除去的CN－为0.16 mg·L－1×4＝0.64 mg·L－1，则v(CN－)＝＝0.016 mg·L－1·min－1。‎ 答案：(1)87%　(2)CN－＋H2OHCN＋OH－‎ ‎(3)①4Au＋8NaCN＋O2＋2H2O===4Na[Au(CN)2]＋4NaOH　②氧气在溶液中的溶解度随着温度的升高而下降；温度的升高，促进了氰化物的水解，增加了HCN的挥发速度；随温度的升高，Ca(OH)2的溶解度反而下降，部分碱从溶液中析出　③4×10－20　(4)1∶2‎ ‎(5)①NaHCO3　②0.016‎ ‎4．PFS是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。‎ ‎ (1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是______________________________________；‎ PFS中铁元素的化合价为________；在酸浸槽中，为了提高浸出率，可以采取的措施有___________________________________________________________________(写两条)。‎ ‎(2)若废铁屑中含有较多铁锈(Fe2O3·xH2O)，则酸浸时反应的化学方程式有______‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂，则反应的离子方程式为________________________‎ ‎___________________________________；生产过程中，发现反应釜中产生了大量的气体，且温度明显升高，其原因可能是__________________________________________。‎ ‎(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强，造成的后果是________________________________________________________________________。‎ 如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe3＋的浓度为1 mol·L－1，当Fe3＋开始沉淀时，溶液的pH约为________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10－39]。‎ 解析：(1)PFS是硫酸盐，制备时不能引入杂质，要用硫酸酸浸；根据 ‎[Fe2(OH)x(SO4)3－x/2]y中各元素正、负化合价的代数和为0，得铁的化合价为＋3。(2)Fe2O3·xH2O和Fe均与硫酸反应，且氧化性：Fe3＋＞H＋。(4)PFS中含有OH－，若酸性过强，c(OH－)降低，影响Fe3＋与OH－结合形成PFS；若溶液中Fe3＋的浓度为1 mol·L－1，当Fe3＋开始沉淀时，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，则1.0×10－39＝1 mol·‎ L－1×c3(OH－)，解得c(OH－)＝10－13 mol·L－1，则c(H＋)＝0.1 mol·L－1，所以pH＝1。‎ 答案：(1)H2SO4　＋3　加热、搅拌、多次浸取等 ‎(2)Fe2O3·xH2O＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋(3＋x)H2O、Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑　(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　H2O2与Fe2＋的反应为放热反应，加入的H2O2过多，且生成的Fe3＋能作H2O2分解的催化剂，H2O2发生分解反应，生成了O2　(4)影响Fe3＋与OH－的结合(合理答案均可)　1‎ ‎5．金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为＋6、＋5、＋4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)，部分流程如图1所示：‎ 已知：钼酸微溶于水，可溶于液碱和氨水。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)钼精矿焙烧时，每有1 mol MoS2反应，转移电子的物质的量为________。‎ ‎(2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是___________________________‎ ‎________________，请你提出一种实验室除去该尾气的方法_______________________‎ ‎_______________________________________________。‎ ‎(3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。‎ ‎ (4)操作1中，加入碳酸钠溶液充分反应后，碱浸液中c(MoO)＝0.80 mol·L－1，c(SO)＝0.04 mol·L－1，在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO。当BaMoO4开始沉淀时，SO的去除率是________。[Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaMoO4)＝4.0×10－8，溶液体积变化可忽略不计]‎ ‎(5)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。‎ ‎①x＝________。‎ ‎②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应，若该反应转移6 mol电子，则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。‎ 解析：(2)由流程图可知，钼精矿焙烧产生的二氧化硫为大气污染物，其对环境的主要危害是形成酸雨，实验室可用氨水或氢氧化钠溶液吸收SO2。(3)灼烧用到的硅酸盐材料仪器为坩埚。(4)根据Ksp(BaMoO4)及c(MoO)可计算出MoO开始沉淀时溶液中c(Ba2＋)，再根据c(Ba2＋)和Ksp(BaSO4)计算出此时溶液中c(SO)，进而可求出SO的去除率。(5)①根据题图2可知，在炉层序号为6时，MoS2和MoO3的物质的量的百分数均为18%，则MoO2的物质的量的百分数为100%－18%×2＝64%。②根据反应MoS2＋6MoO37MoO2＋2SO2↑，则消耗的氧化剂的化学式为MoO3，反应转移6 mol电子时，消耗MoO3的物质的量为3 mol。‎ 答案：(1)14 mol　(2)形成酸雨　可用氨水或氢氧化钠溶液吸收(其他合理答案均可)　(3)过滤　坩埚 (4)94.5%　(5)①64　②MoO3　3 mol ‎6．二硫化钨(WS2，其中W的化合价为＋4)可用作润滑剂，还可以在石油化工领域中用作催化剂。由钨铁矿(其主要成分是FeWO4，还含少量Al2O3)制备二硫化钨的工艺流程如图所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)FeWO4中铁元素的化合价为________。‎ ‎(2)FeWO4在“熔融”过程中发生反应的化学方程式为____________________________‎ ‎____________________________________________；“熔融”过程中为了提高熔融速率，可采取的措施有______________________________(写出一条即可)。‎ ‎(3)过量CO2通入粗钨酸钠溶液中发生反应的离子方程式为_______________________‎ ‎______________________________，操作Ⅰ中用作引流的玻璃仪器是________。‎ ‎(4)生成二硫化钨的化学方程式为2(NH4)2WS4＋3O22WS2＋4NH3＋2S＋2SO2＋2H2O，若反应中转移8 mol电子，则生成WS2的质量是________g。‎ 解析：(1)FeWO4中O、W分别为－2价和＋6价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0可求出铁元素的化合价为＋2。(2)结合题给流程图可知钨铁矿在熔融时与NaOH、O2反应生成Fe2O3和钨酸钠，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式为4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O。“熔融”时为了提高熔融速率，可采取的措施有将钨铁矿粉碎或搅拌等。(3)粗钨酸钠溶液中含有少量的NaAlO2，通入过量CO2时，NaAlO2与CO2、H2O反应生成Al(OH)3和NaHCO3。操作Ⅰ为过滤操作，实验中需要用到引流的玻璃仪器是玻璃棒。(4)结合题给流程图可知(NH4)2WS4中W和S分别为 ‎＋6价和－2价，根据化合价变化可知，每生成2 mol WS2时转移16 mol电子，则反应中转移8 mol电子时，生成1 mol WS2，其质量为(184＋32×2)g·mol－1×1 mol＝‎248 g。‎ 答案：(1)＋2‎ ‎(2)4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O　粉碎矿石(或搅拌等)‎ ‎(3)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 玻璃棒 ‎(4)248‎ ‎6．镧系金属元素铈(Ce)常见有＋3、＋4两种价态，铈的合金耐高温，可以用来制造喷气推进器零件。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)雾霾中含有的污染物NO可以被含Ce4＋的溶液吸收，生成NO、NO，若生成的NO、NO物质的量之比为1∶1，试写出该反应的离子方程式：_________________‎ ‎___________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用电解的方法可将上述吸收液中的NO转化为稳定的无毒气体，同时再生成Ce4＋，其原理如图所示。‎ ‎①无毒气体从电解槽的________(填字母)口逸出。‎ ‎②每生成标准状况下‎22.4 L无毒气体，同时可再生成Ce4＋________mol。‎ ‎(3)铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在，其主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下：‎ ‎①焙烧过程中发生的主要反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。‎ ‎②假设参与酸浸反应的CeO2和CeF4的物质的量之比为3∶1，试写出相应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是________________________________________‎ ‎__________________________________________。‎ ‎④常温下，当溶液中的某离子浓度≤1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全。据此，在生成Ce(OH)3的反应中，加入NaOH溶液至pH至少达到________时，即可视为 Ce3＋已完全沉淀。(Ksp[Ce(OH)3]＝1.0×10－20)‎ ‎⑤加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3，其中NH4Cl的作用是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由于NO、NO物质的量之比为1∶1，每生成NO、NO各1 mol时转移电子4 mol，据此可写出反应的离子方程式。(2)无毒气体应为N2，由2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O知，N2在阴极区产生，每生成1 mol N2，转移6 mol电子，在阳极可生成6 mol Ce4＋。(3)①焙烧过程中发生的主要反应的氧化剂和还原剂分别为O2和CeFCO3，通过分析化合价变化可知，O2和CeFCO3的物质的量之比为1∶4。②酸浸过程中Ce的化合价从＋4变为＋3，则必有元素被氧化，分析知，只能是－1价Cl被氧化生成Cl2，据此可写出反应的化学方程式。④常温下，若要使c(Ce3＋)≤1.0×10－5 mol·L－1，则需使c(OH－)≥1.0×10－5 mol·L－1，c(H＋)≤1.0×10－9 mol·L－1，所以pH至少达到9时，可视为Ce3＋已完全沉淀。⑤利用NH4Cl固体分解产生的HCl来抑制CeCl3的水解，从而得到无水CeCl3。‎ 答案：(1)4Ce4＋＋2NO＋3H2O===4Ce3＋＋NO＋NO＋6H＋‎ ‎(2)①c　②6‎ ‎(3)①1∶4　②9CeO2＋3CeF4＋45HCl＋3H3BO3===Ce(BF4)3↓＋11CeCl3＋6Cl2↑＋27H2O ‎③避免Ce3＋以Ce(BF4)3形式沉淀而损失(或将Ce3＋全部转化为CeCl3，提高产率)　④9　⑤NH4Cl 固体分解产生的HCl可抑制CeCl3的水解 ‎7．金属钴是一种非常稀缺的战略资源。工业上通过电解法从废旧硬质合金刀具[含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁]中回收钴。工艺流程简图如下：‎ 已知：‎ 金属离子 开始沉淀pH 沉淀完全pH Co2＋‎ ‎5.6‎ ‎9.5‎ Fe2＋‎ ‎7.6‎ ‎9.7‎ Fe3＋‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)电解时，废旧刀具接电源________(填电极名称)。‎ ‎(2)净化过程加双氧水的目的是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)通氨气的目的是调节溶液的pH，除去铁元素。由表中的数据可知，理论上可选择的pH最大范围是____________________________________________________________。‎ ‎(4)加入NH4HCO3溶液发生反应的离子方程式是______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)实验室洗涤过滤得到CoCO3沉淀的操作是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)CoCO3焙烧的化学方程式为____________________________________________。‎ 解析：(1)根据工艺流程简图可知，电解时，废旧刀具中Co、Fe分别转化为Co2＋、‎ Fe2＋，故废旧刀具接电源正极。(2)净化过程加双氧水的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋，便于除去铁元素。(3)根据题表中数据可知，控制pH范围为3.7～5.6，可以使Fe3＋沉淀完全，而Co2＋不沉淀。(4)根据工艺流程简图可知，加入NH4HCO3溶液，Co2＋转化为CoCO3，离子方程式为2HCO＋Co2＋===CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。(5)实验室洗涤过滤得到CoCO3沉淀的操作为：向过滤器中注入蒸馏水，没过沉淀，待液体滤出，重复操作2～3次。(6)CoCO3焙烧时转化为Co2O3，化学方程式为4CoCO3＋O22Co2O3＋4CO2。‎ 答案：(1)正极　(2)将Fe2＋氧化成Fe3＋‎ ‎(3)3.7～5.6‎ ‎(4)2HCO＋Co2＋===CoCO3↓＋CO2↑＋H2O ‎(5)向过滤器中注入蒸馏水，没过沉淀，待液体滤出后，重复操作2～3次 ‎(6)4CoCO3＋O22Co2O3＋4CO2‎ ‎8．电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：‎ ‎(1)氯金酸(HAuCl4)中Au的化合价为________。‎ ‎(2)铜阳极泥氧化时，采用低温焙烧而不采用高温焙烧的原因是___________________‎ ‎_______________________________________________。‎ ‎(3)“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为_______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)“②浸金”反应中，H2SO4的作用为________，该步骤的分离操作中，需要对所得的AgCl进行水洗。简述如何判断AgCl已经洗涤干净？___________________________。‎ ‎(5)氯金酸(HAuCl4)在pH为2～3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为_________________________________________________________‎ ‎______________。‎ ‎(6)甲醛还原法沉积银，通常在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子方程式为_____________________________________________‎ ‎__________________________。‎ 电解法精炼银，用‎10 A的电流电解30 min，若电解效率(通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比)为80%，此时可得到银单质的质量为________(保留1位小数，法拉第常数为96 ‎485 C·mol－1)。‎ 解析：(1)HAuCl4中H为＋1价，Cl为－1价，根据化合物中正负化合价的代数和为0，可推知Au为＋3价。(2)根据工艺流程图可知，铜阳极泥焙烧时，只有Ag与氧气反应，而Au 与氧气不反应，故焙烧的目的是将Ag转化为氧化物，而高温焙烧时生成的Ag2O又分解为Ag和O2。(3)“焙烧渣”的主要成分为Ag2O、Au，在“①酸浸”时Ag2O与H2SO4、NaCl反应转化为AgCl，故离子方程式为Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O。(4)“②浸金”时Au转化为HAuCl4，Au被氧化，作还原剂，显然作氧化剂的为NaClO3，硫酸的作用是提供H＋，增强NaClO3的氧化性。“②浸金”时硫酸提供酸性环境，SO不参与离子反应，故检验AgCl是否洗涤干净，可以检查最后一次洗涤液中是否含有SO，其实验操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则证明已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。(5)先根据化合价升降总数相等，可知HAuCl4、H‎2C2O4的化学计量数之比为2∶3，再根据原子守恒，确定其他物质及其化学计量数。(6)根据化合价升降总数相等，可知Ag(SO3)、HCHO的化学计量数之比为4∶1，再根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为4Ag(SO3)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SO＋3H2O＋HCO。电解30 min，输出电量为‎10 A×30×60 s＝18 ‎000 C，则实际转移电子的物质的量为18 ‎000 C×80%÷96 ‎485 C·mol－1≈0.149 mol，根据Ag＋＋e－===Ag，则阴极上析出0.149 mol Ag，其质量为0.149 mol×‎108 g·mol－1＝‎16.1 g。‎ 答案：(1)＋3　(2)高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2(或2Ag2O4Ag＋O2↑)　(3)Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O　(4)提供H＋，增强NaClO3的氧化性　取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则证明已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤　(5)2HAuCl4＋3H‎2C2O4===2Au↓＋8HCl＋6CO2↑　(6)4Ag(SO3)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SO＋3H2O＋HCO　‎‎16.1 g ‎9．高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂。其生产工艺如图1所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)反应①应在温度较低的情况下进行，因温度较高时NaOH与Cl2反应生成NaClO3，写出温度较高时反应的离子方程式：______________________________________________‎ ‎_______________________________。‎ ‎(2)在溶液Ⅰ中加入NaOH固体的目的是__________(填字母)。‎ A．与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应，生成更多的NaClO B．NaOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率 C．为下一步反应提供碱性的环境 D．使NaClO3转化为NaClO ‎(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。图2为不同的温度下，不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响；图3为一定温度下，Fe(NO3)3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4的生成率的影响。‎ 工业生产中最佳温度为________，Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为________。‎ ‎(4)反应③的离子方程式为___________________________________________________‎ ‎_______________________________；往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液得到湿产品的原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)高铁酸钾作为水处理剂是能与水反应的，其离子反应是：‎ ‎4FeO＋10H2O===4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑＋8OH－‎ 则其作为水处理剂的原理是：‎ ‎①_______________________________________________________________________；‎ ‎②______________________________________________________________________。‎ 解析：(1)温度较高时，NaOH与Cl2发生歧化反应，生成NaClO3、NaCl，根据化合价升降总数相等、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式：3Cl2＋6OH－5Cl－＋ClO＋3H2O。(2)NaOH和Cl2反应生成NaClO，可除去溶液Ⅰ中未反应的Cl2，且只有在碱性条件下，Fe3＋才能和ClO－发生氧化还原反应生成FeO，所以加入NaOH固体的目的是除去Cl2且使溶液为碱性。(3)根据图2和图3知，工业生产中最佳温度为‎26 ℃‎，Fe(NO3)3、NaClO的最佳质量浓度分别为‎330 g·L－1、275 g·L－1，故Fe(NO3)3、NaClO两种溶液的最佳质量浓度之比为330∶275＝6∶5。(4)反应③为Fe3＋在碱性条件下被ClO－氧化为FeO，ClO－被Fe3＋还原为Cl－，配平离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O。溶液Ⅱ中含有Na2FeO4，往溶液Ⅱ中加入饱和KOH溶液，得到K2FeO4，发生反应：Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4↓＋2NaOH，故得到湿产品的原因是高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小。(5)高铁酸钾能作为水处理剂，是因为K2FeO4中铁元素为＋6价，具有强氧化性，能起到杀菌消毒的作用，其对应还原产物为Fe3＋，Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，可除去水中的悬浮物质，从而起到净化水的作用。‎ 答案：(1)6OH－＋3Cl2ClO＋5Cl－＋3H2O ‎(2)AC　(3)‎26 ℃‎　6∶5(或1.2∶1)‎ ‎(4)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O　高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小 ‎(5)①高铁酸钾中的铁为＋6价，具有强氧化性，能杀菌消毒　②还原产物Fe3＋水解产生的氢氧化铁胶体具有吸附作用而净水 ‎10．石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含有SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。为了提纯和综合利用初级石墨，设计工艺流程如图所示：‎ ‎(注：SiCl4的沸点是‎57.6 ℃‎，题中金属氯化物的沸点均高于‎150 ℃‎)‎ ‎(1)已知1 mol石墨完全转化为金刚石需要吸收1.9 kJ的能量。请写出石墨转化为金刚石的热化学方程式：______________________________________________________________‎ ‎______________________________________。‎ ‎(2)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2。高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。‎80 ℃‎冷凝的目的是_________________________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ 由活性炭得到气体Ⅱ反应的化学方程式为____________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(3)加入过量NaOH溶液得到溶液Ⅳ的反应的离子方程式为________________________‎ ‎______________________________________________。‎ ‎(4)用化学反应原理解释得到沉淀Ⅴ的过程中加入乙酸乙酯和加热的作用：________________________________________________________________________。‎ ‎1 kg初级石墨最多可获得沉淀Ⅴ的质量为________kg。‎ 解析：(1)书写热化学方程式时，除要注明状态外，还要分别注明“石墨”、“金刚石”字样。(2)通入Cl2进行高温反应后，石墨中的Al2O3、Fe2O3和MgO等金属氧化物均转变为相应的氯化物。活性炭与SiO2在高温下反应生成Si和CO，Si与Cl2在高温下反应生成SiCl4，SiCl4的沸点是‎57.6 ℃‎，题中金属氯化物的沸点均高于‎150 ℃‎，在‎80 ℃‎冷凝可将MgCl2、FeCl3、AlCl3等金属氯化物冷凝为固体，从而与气态SiCl4‎ 分离。气体Ⅱ是SiCl4和CO的混合物。(3)固体Ⅲ中含MgCl2、FeCl3、AlCl3，加入过量NaOH溶液后，Mg2＋、Fe3＋转化为氢氧化物沉淀，Al3＋转化为AlO进入溶液Ⅳ中。(4)溶液Ⅳ中含有AlO，沉淀Ⅴ是Al(OH)3。溶液Ⅳ中的NaAlO2水解使溶液显碱性，乙酸乙酯在碱性条件下能彻底水解，可消耗NaAlO2水解生成的NaOH，促进NaAlO2水解生成Al(OH)3；水解过程吸热，加热可促进水解，同时也可加快反应速率。初级石墨中含5.1%的Al2O3,‎1 kg初级石墨中，n(Al2O3)＝1 ‎000 g×5.1%÷‎102 g·mol－1＝0.5 mol，不考虑转化过程中Al元素的损失，则最多可生成1 mol Al(OH)3沉淀，其质量为‎0.078 kg。‎ 答案：(1)C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1‎ ‎(2)将MgCl2、FeCl3、AlCl3等金属氯化物冷凝为固体，从而与SiCl4分离　‎2C＋SiO2＋2Cl2SiCl4＋2CO(或‎2C＋SiO2Si＋2CO↑、Si＋2Cl2SiCl4)‎ ‎(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O　(4)溶液Ⅳ中NaAlO2水解显碱性，乙酸乙酯消耗NaAlO2水解生成的NaOH，促进NaAlO2水解生成Al(OH)3；加热促进水解，加快反应速率　0.078‎ ‎11．硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]广泛应用于电子、催化工业，其合成路线如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)(NH4)2Ce(NO3)6中铈(Ce)的化合价为________。‎ ‎(2)加热(NH4)2Ce(NO3)6发生反应：(NH4)2Ce(NO3)6CeO2·8OH＋‎8M↑；‎ CeO2·8OH CeO2＋4H2O＋2O2↑。M的化学式为________；在空气中加热硝酸铈铵晶体除固体颜色发生变化外，还可能观察到的现象是________________________。‎ ‎(3)步骤Ⅰ的过程为将Ce(NO3)3·6H2O溶于水配成溶液，用氨水调pH在5～6，以H2O2使铈完全氧化沉淀出Ce(OH)4。写出制备氢氧化铈的总反应的离子方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)(NH4)2Ce(NO3)6在水中的溶解度与温度、硝酸浓度的关系如图所示。下列说法正确的是________(填标号)。‎ A．硝酸浓度相同时，硝酸铈铵晶体的溶解度随温度降低而减小 B．温度相同时，硝酸浓度越大，硝酸铈铵晶体的溶解度越大 C．硝酸浓度越大，温度对硝酸铈铵晶体的溶解度影响越小 ‎(5)298 K时，Ksp[Ce(OH)4]＝1×10－29。在步骤Ⅰ中，为了使c(Ce4＋)≤1×10－5 mol·‎ L－1，需控制溶液pH不低于________。‎ ‎(6)氢氧化铈溶于硫酸得到硫酸铈，标准硫酸铈溶液常作Fe2＋的滴定剂。为了测定KMnO4溶液浓度，进行如下实验：‎ 取x mL KMnO4溶液于锥形瓶中，加入V1 mL c1 mol·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1标准Ce(SO4)2溶液滴定Fe2＋至终点，消耗V2 mL标准Ce(SO4)2溶液(滴定反应：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。c(KMnO4)＝________mol·L－1(用代数式表示)；若盛装标准硫酸铈溶液的滴定管没有用待装液润洗，则测得的结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。‎ 解析：(2)根据原子守恒知，M为NO，在空气中NO迅速转化成NO2。(3)双氧水作氧化剂，氨水作沉淀剂，根据原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒写出离子方程式。(4)从题图看出，硝酸浓度相同时，随着温度升高，硝酸铈铵晶体的溶解度增大，A项正确；温度相同时，硝酸铈铵晶体的溶解度随硝酸浓度的增大而减小，B项错误；从题图看出，硝酸浓度越小，曲线斜率越大，所以，硝酸浓度越小，温度对硝酸铈铵晶体的溶解度影响越大，C项正确。(5)c(OH－)＝≥ mol·L－1＝1×10－6 mol·L－1，c(H＋)＝≤1×10－8 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)≥8。(6)根据得失电子守恒有：c(KMnO4)·‎ x×10－‎3 L×5＋c2V2×10－3 mol＝c1V1×10－3 mol，c(KMnO4)＝ mol·L－1。若滴定管未用待装液润洗，则V2偏大，测得的结果偏低。‎ 答案：(1)＋4　(2)NO　产生红棕色气体 ‎(3)2Ce3＋＋H2O2＋6NH3·H2O===2Ce(OH)4↓＋6NH ‎(4)AC　(5)8　(6)　偏低 ‎12．NaBiO3可作为钢铁分析中测定锰的氧化剂，Bi2O3在电子行业有着广泛应用，可利用浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3，还含少量SiO2等杂质)来制备。其工艺流程如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，写出Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式：____________________；加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可________________；滤渣1的主要成分是____和硫。‎ ‎(2)NaBiO3是为数不多的钠盐沉淀之一，由溶液3制得纯净的NaBiO3，操作2包括________。‎ ‎(3)Bi2O3与Na2O2可在熔融状态下反应制得NaBiO3，其副产物为________。‎ ‎(4)写出“煅烧”中由碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]制备Bi2O3的化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(5)某工厂用m1 kg辉铋矿(含Bi2O3 60%)制备NaBiO3，最终得到产品m2 kg，产率为________。‎ 解析：由题中信息可知，辉铋矿经氯化铁和盐酸的混合液浸取后，硫化铋中的硫离子被氧化为硫单质，过滤后除去二氧化硅和硫等滤渣，向滤液中加入足量的铁粉把铋置换出来得到海绵铋，海绵铋经盐酸和双氧水溶解得到氯化铋溶液，向氯化铋溶液中加入氢氧化钠溶液和次氯酸钠溶液，氯化铋被氧化为铋酸钠；向氯化铋溶液中加入碳酸铵可以生成碱式碳酸铋沉淀，碱式碳酸铋经煅烧得到氧化铋。‎ ‎(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3＋形式存在，Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式为Bi2S3＋6Fe3＋===2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S；加入盐酸，既可提高铋的浸出率，又可抑制溶液中Bi3＋的水解；滤渣1的主要成分是SiO2和硫。‎ ‎(2)由题中信息可知，NaBiO3难溶于水，故溶液3中生成的铋酸钠沉淀需经过滤、洗涤、干燥才能制得纯净的NaBiO3。‎ ‎(3)Bi2O3与Na2O2可在熔融状态下反应制得NaBiO3，Bi的化合价升高，根据化合价的升降规律，可以推断O的化合价由－1降低到－2，故其副产物为Na2O。‎ ‎(4)“煅烧”中由碱式碳酸铋[(BiO)2CO3]制备Bi2O3的化学方程式为(BiO)2CO3Bi2O3＋CO2↑。‎ ‎(5)m1 kg辉铋矿含Bi2O3的质量为0.6m1 kg，若其完全转化为NaBiO3，可以得到NaBiO3的质量为 ‎×2×280 kg＝ kg，最终得到产品m2 kg，故产率为×100%＝×100%。‎ 答案：(1)Bi2S3＋6Fe3＋===2Bi3＋＋6Fe2＋＋3S　抑制溶液中Bi3＋的水解　SiO2(或二氧化硅)‎ ‎(2)过滤、洗涤、干燥　(3)Na2O ‎(4)(BiO)2CO3Bi2O3＋CO2↑　(5)×100%‎ ‎13．镓是制作高性能半导体的重要原料。在工业上经常从锌矿冶炼的废渣中回收镓。已知锌矿渣中含有Zn、Fe、Pb、Ga以及二氧化硅等，目前综合利用锌矿渣的流程如下：‎ 已知：①Ga性质与铝相似。‎ ‎②lg 2＝0.3，lg 3＝0.48。‎ ‎③溶度积数据如下表：‎ Zn(OH)2‎ Ga(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ Ksp ‎1.6×10－17‎ ‎2.7×10－31‎ ‎8×10－16‎ ‎2.8×10－39‎ ‎(1)写出Ga的原子结构示意图：__________________________________。‎ ‎(2)滤渣1的成分为________________________。‎ ‎(3)加入H2O2的目的(用离子方程式和适当语言回答)：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)室温条件下，若浸出液中各种阳离子的浓度均为0.01 mol/L且某种离子浓度小于1×10－5 mol/L即认为该离子已完全除去，则操作B调节pH的范围是_____________。‎ ‎(5)操作C中，需要加入氢氧化钠溶液，其目的是____________________(用离子方程式解释)；能否用氨水代替NaOH溶液，为什么？ ________________________；如何检测Fe(OH)3洗涤干净？___________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)在工业上，经常用电解NaGaO2溶液的方法生产Ga，写出阴极的电极反应式：________________________________________________________________________。‎ 解析：Ga的性质与Al相似，锌矿渣中加入H2SO4，充分反应，其中Zn、Fe、Ga转化为可溶于水的ZnSO4、FeSO4、Ga2(SO4)3，Pb转化成难溶于水的PbSO4，SiO2与H2SO4不反应，经过滤得到的滤渣1的成分为PbSO4、SiO2；向浸出液中加入H2O2，H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，然后调节溶液的pH使Fe3＋、Ga3＋转化为氢氧化物沉淀与Zn2＋分离；滤渣2的成分为Fe(OH)3和Ga(OH)3，根据图示应向滤渣2中加入NaOH使Ga(OH)3溶解转化为NaGaO2。‎ ‎(1)Ga位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，原子序数为31，Ga的原子结构示意图为。‎ ‎(2)根据上述分析，滤渣1的成分为SiO2、PbSO4。‎ ‎(3)Fe2＋具有还原性，H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入H2O2的目的是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，防止生成Fe(OH)2沉淀。‎ ‎(4)操作B调节pH的目的是将Fe3＋、Ga3＋完全转化为氢氧化物沉淀，Zn2＋不能形成Zn(OH)2沉淀。Ga(OH)3、Fe(OH)3属于同种类型且Ksp[Ga(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]，Ga3＋完全沉淀时Fe3＋已经完全沉淀，Ga3＋完全沉淀时c(Ga3＋)<1×10－5 mol/L，c(OH－)＝＝ mol/L＝3×10－9 mol/L，c(H＋)＝×10－5 mol/L，pH＝－lg c(H＋)＝－lg＝5.48；Zn2＋开始沉淀时，c(OH－)＝＝ mol/L＝4×10－8 mol/L，c(H＋)＝×10－6 mol/L，pH＝－lg c(H＋)＝－lg＝6.6；操作B调节的pH范围是5.48≤pH<6.6。‎ ‎(5)根据流程，操作C中加入NaOH溶液的目的是将Ga(OH)3溶解转化为NaGaO2，联想Al(OH)3与NaOH的反应，可知该反应的离子方程式为Ga(OH)3＋OH－===GaO＋2H2O。不能用氨水代替NaOH溶液，原因是NH3·H2O为弱碱，氨水与Ga(OH)3不反应。根据流程，Fe(OH)3沉淀上吸附的离子有Na＋、OH－、GaO 等，检验Fe(OH)3洗涤干净只要检验最后的洗涤液中不含OH－ 即可，操作是取最后一次洗涤液，用pH试纸测pH，若为中性则洗涤干净。‎ ‎(6)电解NaGaO2溶液生产Ga，Ga元素的化合价由＋3价降为0价，GaO 转化为Ga是还原反应，电解时还原反应在阴极发生，阴极的电极反应式为GaO＋3e－＋2H2O===Ga＋4OH－。‎ 答案：(1)　(2)SiO2、PbSO4　(3)2Fe2＋＋‎ H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，防止生成Fe(OH)2沉淀　(4)5.48≤pH＜6.6　(5)Ga(OH)3＋OH－===CaO＋‎ ‎2H2O　不能，因为NH3·H2O为弱碱，与Ga(OH)3不反应　取最后一次洗涤液，用pH试纸测pH，若为中性则洗涤干净　(6)GaO＋2H2O＋3e－===Ga＋4OH－‎ ‎14．金属镍及其化合物在合金材料及催化剂等方面应用广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺流程：‎ 已知：(NH4)2SO4在350 ℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。‎ ‎(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是______________________。‎ ‎(2)“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为_________________，‎ ‎“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有______________(填化学式)。‎ ‎(3)为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入SnCl2将Fe3＋还原为Fe2＋，所需SnCl2的物质的量不少于Fe3＋物质的量的____________倍；除去过量的SnCl2后，再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2＋，滴定时反应的离子方程式为_____________________________________。‎ ‎(4)“浸出液”中c(Ca2＋)＝1.0×10－3mol·L－1，当除钙率达到99%时，除钙后的溶液中c(F－)＝________mol·L－1[已知Ksp(CaF2)＝4.0×10－11]。‎ ‎(5)本工艺中，萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2＋、Fe2＋的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值是______________。‎ 解析：(1)研磨矿渣和硫酸铵，其目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；(2)浸泡过程中，加入热水，发生水解反应，即反应的离子方程式为Fe3＋＋2H2OFeO(OH)↓＋3H＋；根据矿渣的成分，‎ SiO2不与水反应，即浸渣中含有SiO2，硫酸铵在350 ℃以上分解成NH3和H2SO4，CaO与硫酸反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，即浸渣中还含有CaSO4；(3)根据得失电子数目守恒，n(SnCl2)×2＝n(Fe3＋)×1，得出SnCl2的物质的量不少于Fe3＋物质的量的0.5倍；利用Fe2＋的还原性，与K2Cr2O7发生氧化还原反应，即反应的离子方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；(4)除钙率达到99%，除钙后，溶液中c(Ca2＋)＝1.0×10－3×1% mol·L－1＝1.0×10－5 mol·L－1，则c(F－)＝＝ mol·L－1＝2.0×10－3 mol·L－1；(5)根据流程图，Fe2＋被萃取，Ni2＋不被萃取，因此根据图像，V0/VA的最佳取值为0.25。‎ 答案：(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 ‎(2)Fe3＋＋2H2OFeO(OH)↓＋3H＋　SiO2、CaSO4‎ ‎(3)0.5　Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　(4)2.0×10－3　(5)0.25‎ ‎15．工业上利用氯碱工业中的固体废物盐泥[主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，除此之外还有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等]与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，产率高，既处理了三废，又有经济效益。其工艺流程如下： ‎ 已知：i)部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH 沉淀物 Mn(OH)2‎ Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ Al(OH)3‎ Mg(OH)2‎ pH(完全沉淀)‎ ‎10.02‎ ‎8.96‎ ‎3.20‎ ‎4.70‎ ‎11.12‎ ii)两种盐的溶解度图 根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度图，请回答下列问题。‎ ‎(1)酸解时，加入的酸为____________，在酸解过程中，想加快酸解速率，请提出两种可行的措施：_____________________、____________。‎ ‎(2)加入的NaClO可与Mn2＋反应产生MnO2沉淀，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)本工艺流程多次用到抽滤操作，其优点在于_________________________，‎ 四次抽滤时：抽滤①所得滤渣A的成分为________和CaSO4；抽滤②所得滤渣B的成分为MnO2、________和________；抽滤③所得滤液C中主要杂质阳离子的检验方法是__________；抽滤④将产品抽干。‎ ‎(4)依据溶解度曲线，操作M应采取的方法是适当浓缩、____________。‎ ‎(5)每制备1 t MgSO4·7H2O，需要消耗盐泥2 t。若生产过程中的转化率为70%，则盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数约为____________。‎ 解析：(1)因最终产物为MgSO4·7H2O，所以酸解时应加入硫酸，为加快酸解速率，可采用粉碎、搅拌或适当加热等措施。‎ ‎(2)已知NaClO可与Mn2＋反应产生MnO2沉淀，根据化合价变化规律，则ClO－转化为Cl－，所以反应的离子方程式为Mn2＋＋ClO－＋H2O ===MnO2↓＋2H＋＋Cl－。‎ ‎(3)抽滤操作的优点是过滤速度快；在强酸性条件下过滤得到滤渣A，所以其主要成分为BaSO4和CaSO4；在pH＝5～6的条件下过滤得滤渣B，根据氢氧化物沉淀完全的pH可知：滤渣B的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3和MnO2；滤液C中的主要成分为Na2SO4、MgSO4 和少量的CaSO4，其主要杂质阳离子为Na＋，可用焰色反应检验。‎ ‎(4)依据溶解度曲线，CaSO4在40 ℃左右溶解度最大，在80 ℃左右溶解度最小，所以操作M应采取的方法是适当浓缩、趁热过滤，尽可能多的除去CaSO4。‎ ‎(5)根据镁元素守恒可得：n(MgSO4·7H2O)＝n[Mg(OH)2]，所以盐泥中Mg(OH)2的质量分数＝×100%＝16.8%。‎ 答案：(1)硫酸　升温　把盐泥粉碎、搅拌等 ‎ ‎(2)Mn2＋＋ClO－＋H2O ===MnO2↓＋2H＋＋Cl－‎ ‎(3)速度快　BaSO4　Fe(OH)3　Al(OH)3　焰色反应 ‎(4)趁热过滤　(5)16.8%(16%、17%均可)‎ ‎16．亚铁氰化钾K4Fe(CN)6俗名黄血盐，可溶于水，不溶于乙醇。以某电镀厂排放的含NaCN 废液为主要原料制备黄血盐的流程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)常温下，HCN的电离常数Ka＝6.2×10－10。‎ ‎①实验室配制一定浓度的NaCN溶液时，将NaCN溶解于一定浓度的NaOH溶液中，加水稀释至指定浓度，其操作的目的是____________________________________。‎ ‎②浓度均为0.5 mol/L的NaCN和HCN的混合溶液显__________(填“酸”“碱”或“中”)性，通过计算说明：__________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)转化池中发生复分解反应生成K4Fe(CN)6，说明该反应能发生的理由：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)系列操作B为____________________。‎ ‎(4)实验室中，K4Fe(CN)6可用于检验Fe3＋，生成的难溶盐KFe[Fe(CN)6]可用于治疗Tl2SO4中毒，试写出上述治疗Tl2SO4中毒的离子方程式：______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)一种太阳能电池的工作原理如图所示，电解质为铁氰化钾K3Fe(CN)6和亚铁氰化钾K4Fe(CN)6的混合溶液。‎ ‎①K＋移向催化剂__________(填“a”或“b”)。‎ ‎②催化剂a表面发生的反应为____________________。‎ 解析：(1)①实验室配制一定浓度的NaCN溶液时，将NaCN溶解于一定浓度的NaOH溶液中，加水稀释至指定浓度，其操作的目的是抑制CN－水解；②Kh＝＝＝＝＝1.6×10－5>6.2×10－10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性；‎ ‎(2)在相同温度下，K4Fe(CN)6的溶解度小于Na4Fe(CN)6，转化池中发生复分解反应：Na4Fe(CN)6＋4KCl===K4Fe(CN)6↓＋4NaCl，生成K4Fe(CN)6；‎ ‎(3)转化池中得到固体与溶液的混合物，故系列操作B为过滤、洗涤、干燥；‎ ‎(4)实验室中，K4Fe(CN)6可用于检验Fe3＋，生成的难溶盐KFe[Fe(CN)6]可用于治疗Tl2SO4中毒，治疗Tl2SO4中毒的离子方程式：KFe[Fe(CN)6](s)＋Tl＋(aq)===TlFe[Fe(CN)6](s)＋K＋(aq)；‎ ‎(5)由图可知，电子从负极流向正极，则催化剂a为负极，催化剂b为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，阳离子向正极移动。①催化剂b为正极，则K＋移向催化剂b；②催化剂a为负极，发生氧化反应，则催化剂a表面发生反应：Fe(CN)－e－===Fe(CN)。‎ 答案：(1)①抑制CN－水解　②碱　Kh＝＝＝＝＝1.6×10－5>6.2×10－10，即水解平衡常数大于电离平衡常数，所以溶液呈碱性 ‎(2)相同温度下K4Fe(CN)6的溶解度小于Na4Fe(CN)6‎ ‎(3)过滤、洗涤、干燥　(4)KFe[Fe(CN)6](s)＋Tl＋(aq)===TlFe[Fe(CN)6](s)＋K＋(aq)‎ ‎(5)①b　②Fe(CN)－e－===Fe(CN) ‎17．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1 mol 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，__________(填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”)，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Na2PbCl4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________________________。‎ 解析：(1)由题目信息可知Pb3O4中铅的化合价为＋2、＋4两种价态，组成相当于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===2Pb(NO3)2＋PbO2＋2H2O；‎ ‎(2)“酸溶”时，在Fe2＋催化下，Pb 和PbO2反应生成PbSO4和水，反应的化学方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据化学方程式中Pb元素的化合价变化可知，每生成2 mol PbSO4，转移电子2 mol，则生成1 mol PbSO4转移电子的物质的量为1 mol；‎ ‎(3)根据PbO的溶解度曲线特点可知，在浓度高的NaOH溶液及较高的温度下，PbO的溶解度大，因此将粗品PbO溶解在一定量35%的NaOH溶液中，加热至110 ℃，充分溶解后，在高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥即可得到高纯PbO固体；‎ ‎(4)①根据电化学原理可知，阴极发生还原反应，则Na2PbCl4得到电子生成Pb，电极反应式为PbCl＋2e－===Pb＋4Cl－；‎ ‎②阴极发生还原反应，则Na2PbCl4得到电子生成Pb，电极反应式为PbCl＋2e－===Pb＋4Cl－，阳极发生氧化反应，溶液中的H2O放电生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电解一段时间后，Na2PbCl4的浓度极大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，根据少什么加什么的原则，溶液中减少了Pb和O，应该在阴极区加PbO粗品。‎ 答案：(1)Pb3O4＋4HNO3===2Pb(NO3)2＋PbO2＋2H2O　(2)1　(3)35%　趁热过滤　(4)①PbCl＋2e－‎ ‎===Pb＋4Cl－　②继续向阴极区加PbO粗品 ‎18．锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：‎ 已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；‎ ‎②常温下：Ksp(CuS)＝1.27×10－36，Ksp(PbS)＝9.04×10－29；‎ ‎③溶液中离子浓度≤1.0×10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全。‎ ‎(1)滤渣1中除了S之外，还有________(填化学式)。‎ ‎(2)“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)“还原”时，被Sb还原的物质为________(填化学式)。‎ ‎(4)常温下，“除铜、铅”时，Cu2＋和Pb2＋均沉淀完全，此时溶液中的c(S2－)不低于________________；所加Na2S也不宜过多，其原因为_______________________。‎ ‎(5)“除砷”时有H3PO3生成，该反应的化学方程式为_____________。‎ ‎(6)“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为________。‎ 解析：(1)辉锑矿的主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等，在加入盐酸和SbCl5后，根据浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等，Sb2S3、PbS、As2S3、CuO都被溶解，只有SiO2不溶，滤渣1中除了S之外，还有SiO2。‎ ‎(4)根据常温下：Ksp(CuS)＝1.27×10－36，Ksp(PbS)＝9.04×10－29，将Cu2＋和Pb2＋均沉淀完全时，c(S2－)分别不低于＝1.27×10－31(mol·L－1)、＝9.04×10－24(mol·L－1)，因此c(S2－)不低于9.04×10－24 mol·L－1；过量的硫化钠能与溶液中的酸反应放出污染空气的硫化氢，过量的硫化钠还能与SbCl3反应生成沉淀，因此所加Na2S也不宜过多。‎ ‎(6)根据流程图，“电解”时，SbCl3反应生成SbCl5和Sb，根据化合价升降守恒，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的物质的量之比为3∶2，质量之比为3∶2。‎ 答案：(1)SiO2　(2)Sb2S3＋3SbCl5===5SbCl3＋3S　(3)SbCl5　(4)9.04×10－24 mol·L－1　产生H2S等污染性气体(或生成Sb2S3)　(5)2AsCl3＋3Na3PO2＋3HCl＋3H2O===2As↓＋3H3PO3＋9NaCl　(6)3∶2‎ ‎ ‎