国家规定，排放的废水中氟的含量不得超过10.0mg/L，砷的含量不得超过0.5mg/L。硫酸工厂废水中除含有稀硫酸外，还含有H3AsO3、H2SiF6等物质。工业上常通过化学沉淀和氧化、吸附沉降处理废水，实现水体达标排放。
(1)化学沉淀：向废水中加入石灰乳[以Ca(OH)2为主过滤。滤渣中主要含有CaSO4、CaF2、SiO2和少量Ca3(AsO4)2。
①写出该过程中H2SiF6和石灰乳反应生成CaF2、SiO2的化学方程式：___________ 。
②充分沉淀后测得废水中F的含量为9.5mg/L，此时
的浓度为___________ 。[已知：Ksp(CaSO4)=5.0×10-5、Ksp(CaF2)=5.0×10-9]
(2)氧化、吸附沉降：利用NaClO和FeSO4进一步处理废水中残余的As(III)。
已知：i.NaClO能将As(II)氧化为As(V)、Fe(II)氧化为Fe(III)。形成的Fe(OH)3胶体吸附废水中的As(V)物种而沉降。
ii.溶液的pH对Fe(OH)3胶体表面所带电荷有影响。pH＞7时，Fe(OH)3胶体表面带负电荷，pH越高，表面所带负电你越多。
iii.As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
①向化学沉淀后的废水(pH≈8)中加入NaClO溶液，写出As(III)发生主要反应的离子方程式：___________ 。
②其它条件相同的情况下，用以下两种方式向废水样中添加NaClO和FeSO4溶液。
方式I：先加NaClO溶液，再加FeSO4溶液；
方式II：先加FeSO4溶液，再加NaClO溶液。
反应相同时间，测得As(III)的氧化效果方式II不如方式I，原因是___________ 。
③废水的pH对As(V)的去除率的影响如图所示。pH＞8时，随着废水的pH增大，As(V)的去除率发生如图所示变化的原因是___________ 。
(1)化学沉淀：向废水中加入石灰乳[以Ca(OH)2为主过滤。滤渣中主要含有CaSO4、CaF2、SiO2和少量Ca3(AsO4)2。
①写出该过程中H2SiF6和石灰乳反应生成CaF2、SiO2的化学方程式：
②充分沉淀后测得废水中F的含量为9.5mg/L，此时
的浓度为(2)氧化、吸附沉降：利用NaClO和FeSO4进一步处理废水中残余的As(III)。
已知：i.NaClO能将As(II)氧化为As(V)、Fe(II)氧化为Fe(III)。形成的Fe(OH)3胶体吸附废水中的As(V)物种而沉降。
ii.溶液的pH对Fe(OH)3胶体表面所带电荷有影响。pH＞7时，Fe(OH)3胶体表面带负电荷，pH越高，表面所带负电你越多。
iii.As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
①向化学沉淀后的废水(pH≈8)中加入NaClO溶液，写出As(III)发生主要反应的离子方程式：
②其它条件相同的情况下，用以下两种方式向废水样中添加NaClO和FeSO4溶液。
方式I：先加NaClO溶液，再加FeSO4溶液；
方式II：先加FeSO4溶液，再加NaClO溶液。
反应相同时间，测得As(III)的氧化效果方式II不如方式I，原因是
③废水的pH对As(V)的去除率的影响如图所示。pH＞8时，随着废水的pH增大，As(V)的去除率发生如图所示变化的原因是
更新时间：2021-05-29 13:27:19
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【推荐1】某小组利用如图所示装置制备并收集TiCl4(夹持装置略去)，并测定由TiCl4制备的纳米xTiO2•yH2O的组成。
已知：
I． TiCl4高温时能与O2反应，极易水解，能溶于CCl4；
Ⅱ．瓷舟中主反应生成TiCl4、FeCl3(容易二聚成Fe2Cl6)和一种氧化物(有毒气体)，还有少量副产物CCL4；
Ⅲ．相关物质的熔沸点如表：
(1)TiCl4摩尔质量大于FeCl3，但沸点却低于FeCl3的原因是_______ 。
(2)写出A中反应的化学方程式_______ ；上述装置存在一处缺陷，会导致TiCl4产率降低，改进的方法是_______ 。
(3)将管式炉加热至900℃时，瓷舟中主要反应的化学方程式为_______ 。
(4)装置E、F的作用为_______ 。
(5)设计实验测定纳米xTiO2•yH2O组成。
已知
，
(可选试剂：水、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液、Al粉、0.1000
的NH4Fe(SO4)2标准溶液、硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液)
①取样称重：称取4.675g样品。②酸溶：用足量稀硫酸溶解。
③还原：加入过量Al粉还原至Al粉不再溶解，过滤取滤液定容。定容为500mL，取20.00mL。
④滴定：用0.1000的NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定，标准溶液装在_______ 滴定管(填“酸式”、“碱式”)，用_______ 做指示剂，平均消耗标准溶液20.00mL，则xTiO2•yH2O的化学式为_______ 。
已知：
I． TiCl4高温时能与O2反应，极易水解，能溶于CCl4；
Ⅱ．瓷舟中主反应生成TiCl4、FeCl3(容易二聚成Fe2Cl6)和一种氧化物(有毒气体)，还有少量副产物CCL4；
Ⅲ．相关物质的熔沸点如表：
TiCl4 | FeCl3 | CCl4 | |
熔点/℃ |
| 306 |
|
沸点/℃ | 136.4 | 315 | 76.8 |
23.2(1)TiCl4摩尔质量大于FeCl3，但沸点却低于FeCl3的原因是
(2)写出A中反应的化学方程式
(3)将管式炉加热至900℃时，瓷舟中主要反应的化学方程式为
(4)装置E、F的作用为
(5)设计实验测定纳米xTiO2•yH2O组成。
已知
，(可选试剂：水、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液、Al粉、0.1000
的NH4Fe(SO4)2标准溶液、硫氰化钾溶液、铁氰化钾溶液)①取样称重：称取4.675g样品。②酸溶：用足量稀硫酸溶解。
③还原：加入过量Al粉还原至Al粉不再溶解，过滤取滤液定容。定容为500mL，取20.00mL。
④滴定：用0.1000
的NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定，标准溶液装在
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】废镍催化剂主要含Ni，还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、
。某研究性学习小组设计如图所示工艺流程回收镍，制备硫酸镍晶体(
)。
该小组同学查阅资料知：
①镍的化学性质与铁相似，能与酸缓慢反应。
②常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
(1)废镍催化剂“粉碎”的目的是___________ 。
(2)滤渣2的成分是___________ (用化学式表示)。
(3)“溶液中加入
的目的是___________ (用离子方程式表示)；该温度下，
的溶度积常数
是___________ 。
(4)下列物质调浴液pH，最好选用___________ (填序号)。
a．氨水 b．
c．稀
d．
若调pH前
，
和
浓度均为0.01mol/L，则“调pH”需控制浴液pH的范围为___________ 。
(5)
易水解，海水中提取镁有类似B的操作，如从
溶液中获得溶质
晶体需要在___________ 气流氛围中，进行___________ 、过滤、洗涤、干燥等操作。
。某研究性学习小组设计如图所示工艺流程回收镍，制备硫酸镍晶体()。 该小组同学查阅资料知：
①镍的化学性质与铁相似，能与酸缓慢反应。
②常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
| 金属离子 |  | | |  |
开始沉淀时( )的pH | 7.2 | 3.7 | 2.2 | 7.5 |
沉淀完全时( )的pH | 8.7 | 4.7 | 3.2 | 9.0 |
(2)滤渣2的成分是
(3)“溶液中加入
的目的是的溶度积常数是(4)下列物质调浴液pH，最好选用
a．氨水 b．
c．稀 d．若调pH前
，和浓度均为0.01mol/L，则“调pH”需控制浴液pH的范围为(5)
易水解，海水中提取镁有类似B的操作，如从溶液中获得溶质晶体需要在
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】I.某化学自主实验小组利用如图所示装置探究
能否被
还原
、
为止水夹，夹持固定装置略去)。________ 。
装置发生的化学反应方程式为_________ 。
(2)甲、乙分别是___________ 
填标号
。
a.硫酸、浓硫酸 b.碱石灰、无水氯化钙 c.碱石灰、碱石灰 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若能够被还原，写出发生反应的化学方程式：___________ 。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是___________ 。
II.硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如下：
为原料来制备SO2，将黄铁矿粉碎的原因是：___________ 。
(6)写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式___________ 。
(7)硫酸工业的尾气中含有少量SO2，若直接排放会污染空气，并导致硫酸型酸雨，可用___________ 吸收。
能否被还原、为止水夹，夹持固定装置略去)。
装置发生的化学反应方程式为(2)甲、乙分别是
填标号。a.硫酸、浓硫酸 b.碱石灰、无水氯化钙 c.碱石灰、碱石灰 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若
能够被还原，写出发生反应的化学方程式：(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是
II.硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如下：
为原料来制备SO2，将黄铁矿粉碎的原因是：(6)写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式
(7)硫酸工业的尾气中含有少量SO2，若直接排放会污染空气，并导致硫酸型酸雨，可用
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解答题-工业流程题
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(0.4)
【推荐1】钨(W)广泛用于国防军事、航空航天、信息制造等领域。实验室以硬质合金废料(含WC、Fe和少量C、Co)为原料制备炼钨中间体
，并提取有价金属的一种工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“酸浸”的目的为___________ ；“沉铁”时调节pH的范围为___________ ；“还原”反应同时生成一种参与大气循环的气体，该离子方程式为___________ 。
(2)其他条件相同时,“焙烧”过程中
流速与钨氧化率的关系如图所示，其中流速大于0.15 m3/h时钨氧化率降低的原因为___________ 。
，其原因为___________ 。
(4)“酸浸”工序可用电解法代替。则进行电解时，WC进入___________ (填“阳极泥”或“阴极泥”)。
(5)尾气1与尾气3的反应是汽车尾气处理的原理之一，该反应的化学方程式为___________ 。
(6)
、
，、，NaOH，Co中，熔点主要取决于氢键的是___________ ；H、O、Cl、Co的电负性由大到小的顺序为___________ 。
，并提取有价金属的一种工艺流程如图所示：
| 金属离子 |  | | |  |
| 开始沉定pH | 0.2 | 1.5 | 6.5 | 7.0 |
| 沉淀完全pH | 1.1 | 4.1 | 9.7 | 9.2 |
(1)“酸浸”的目的为
(2)其他条件相同时,“焙烧”过程中
流速与钨氧化率的关系如图所示，其中流速大于0.15 m3/h时钨氧化率降低的原因为
，其原因为(4)“酸浸”工序可用电解法代替。则进行电解时，WC进入
(5)尾气1与尾气3的反应是汽车尾气处理的原理之一，该反应的化学方程式为
(6)
、，、，NaOH，Co中，熔点主要取决于氢键的是
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】工业上用方铅矿(主要成分为
，含有少量
等杂质)和软锰矿(主要成分为
，含有少量
、
等杂质)制备
和
，工艺流程如图所示。
已知：①
难溶于冷水，易溶于热水；
；
②部分金属离子开始沉淀和沉淀完全的
如下表：
③
时，
；
。
回答下列问题：
(1)为提高方铅矿的浸出率，结合下图信息，选择“浸取”的合适条件_______ 。“浸取”过程中发生的主要反应的化学方程式为_______ ，“酸浸液”中含有的金属阳离子有
、_______ 。
(2)加入
溶液的目的是_______ ；物质A调节的范围是_______ 。
(3)“滤液2”中加入
溶液发生反应的离子方程式为_______ 。
，含有少量等杂质)和软锰矿(主要成分为，含有少量、等杂质)制备和，工艺流程如图所示。已知：①
难溶于冷水，易溶于热水；；②部分金属离子开始沉淀和沉淀完全的
如下表：| 金属离子 |  |  |  |  | |
| 开始沉淀的 | 7.0 | 1.7 | 3.7 | 7.6 | 7.0 |
| 沉淀完全的 | 9.6 | 3.2 | 4.7 | 9.8 | 9.0 |
③
时，；。回答下列问题：
(1)为提高方铅矿的浸出率，结合下图信息，选择“浸取”的合适条件
、(2)加入
溶液的目的是的范围是(3)“滤液2”中加入
溶液发生反应的离子方程式为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】在钢铁工业中，主要用锰脱硫和脱氧：锰也是作为合金的添加料。一种以高铁锰矿(含、及少量
、
、
、
)为原料生产金属锰的工艺流程如图。
已知：常温下，
的
；
；溶液中某离子浓度小于
认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)研磨的目的是_______ 。
(2)“焙烧还原”时，原料中高铁锰矿中被还原为
，还有能被还原的成分为_______ 、_______ 。(填化学式)
(3)下表数据是焙烧后
元素在主要含锰物质中的分布情况，则焙烧时应选择的温度为_______ 
。
(4)“浸出”产生两种“滤渣”的成分为_______ 、_______ (填化学式)：该步骤中，工业上往往需再加入少量固体
以促进其中一种主要“滤渣”析出，结合化学反应原理解释其原因_______ 。
(5)常温下，“除杂”时参加的反应的离子方程式为_______ ；再逐步调
_______ 至完全沉淀。
(6)研究表明，加入适量的
有利于在电极上析出，电解过程中与水反应生成的
(二元弱酸)在阴极放电生成
单质，该电极反应式为_______ 。
、及少量、、、)为原料生产金属锰的工艺流程如图。已知：常温下，
的；；溶液中某离子浓度小于认为该离子沉淀完全。回答下列问题：
(1)研磨的目的是
(2)“焙烧还原”时，原料中高铁锰矿中
被还原为，还有能被还原的成分为(3)下表数据是焙烧后
元素在主要含锰物质中的分布情况，则焙烧时应选择的温度为。| 还原温度/ | 焙烧后元素在主要含锰物质中的分布/% | ||
| 高价锰( ) | 低价锰() | |
| 600 800 1000 1100 1200 | 40.92 10.56 6.01 痕量 痕量 | 34.76 6.63 2.70 0.46 0.30 | 24.32 82.81 91.29 98.76 97.94 |
以促进其中一种主要“滤渣”析出，结合化学反应原理解释其原因(5)常温下，“除杂”时
参加的反应的离子方程式为完全沉淀。(6)研究表明，加入适量的
有利于在电极上析出，电解过程中与水反应生成的(二元弱酸)在阴极放电生成单质，该电极反应式为
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(0.4)
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【推荐1】锌电解阳极泥(主要成分为MnO2、PbSO4和ZnO，还有少量锰铅氧化物Pb2Mn8O16和Ag)是冶锌过程中产生的废渣，一种回收锌电解阳极泥中金属元素锌、锰、铅和银的工艺如图。回答下列问题：
已知：①MnSO4∙H2O易溶于水，不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如下反应：
+HCOOH
(1)已知Pb2Mn8O16中Pb为+2价，Mn为+2价和+4价，则氧化物中+2价和+4价Mn的个数比为_______ 。
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_______ 。
(3)实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量，其原因是_______ 。
(4)整个流程中可循环利用的物质是_______ 。获得MnSO4∙H2O晶体的一系列操作是指蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥，其中洗涤的具体操作是_______ 。
(5)加入Na2CO3溶液的目的是将PbSO4转化为PbCO3，Na2CO3溶液的最小浓度为_______ mol·L–1(保留两位小数)。判断沉淀转化能否彻底进行并说明理由_______ 。
[已知：20℃时Ksp(PbSO4)=1.6×10-8mol2·L-2，Ksp(PbCO3)=7.4×10-14mol2·L-2，1.262≈1.6]
已知：①MnSO4∙H2O易溶于水，不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如下反应：
+HCOOH(1)已知Pb2Mn8O16中Pb为+2价，Mn为+2价和+4价，则氧化物中+2价和+4价Mn的个数比为
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为
(3)实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量，其原因是
(4)整个流程中可循环利用的物质是
(5)加入Na2CO3溶液的目的是将PbSO4转化为PbCO3，Na2CO3溶液的最小浓度为
[已知：20℃时Ksp(PbSO4)=1.6×10-8mol2·L-2，Ksp(PbCO3)=7.4×10-14mol2·L-2，1.262≈1.6]
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【推荐2】开发新型材料是现在科学研究的一项重要工作，科学家开发一种形状记忆陶瓷，它的主要原材料是纳米级
。用锆石
(含少量FeO、
、
和CuO)制备纳米级的流程设计如图：
回答下列问题：
(1)锆石杂质中含铁元素，铁元素位于元素周期表的___________ 区。
(2)为提高碱熔率，可采取的措施是___________ (写出一种即可)。
(3)“酸浸”过程中FeO发生氧化还原反应的离子方程式为___________ ，滤渣2的主要成分是___________ 。
(4)“酸浸”时，得到的溶质主要是
，而不是
，是因为，很容易水解，则水解的化学方程式是___________ 。
(5)“调pH”时，需要调节的pH范围为___________ 。
(6)若溶液中
的浓度为0.2，加入等体积的c的KCN溶液将完全沉淀，忽略混合时溶液的体积变化，完全沉淀时，离子的浓度为
，已知该条件下
，则
___________
(7)若锆石中含有的质量分数是91.5%，在制备
的过程中损失10%的锆元素，则1kg锆石理论上能够制得的质量是___________ g。
。用锆石(含少量FeO、、和CuO)制备纳米级的流程设计如图：
| 物质 |  |  |  |  |
| 开始沉淀pH | 1.9 | 4.8 | 3.5 | 5 |
| 完全沉淀pH | 3.2 | 6.7 | 4.6 | 8 |
(1)锆石杂质中含铁元素，铁元素位于元素周期表的
(2)为提高碱熔率，可采取的措施是
(3)“酸浸”过程中FeO发生氧化还原反应的离子方程式为
(4)“酸浸”时，得到的溶质主要是
，而不是，是因为，很容易水解，则水解的化学方程式是(5)“调pH”时，需要调节的pH范围为
(6)若溶液中
的浓度为0.2，加入等体积的c的KCN溶液将完全沉淀，忽略混合时溶液的体积变化，完全沉淀时，离子的浓度为，已知该条件下，则(7)若锆石中含有
的质量分数是91.5%，在制备的过程中损失10%的锆元素，则1kg锆石理论上能够制得的质量是
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【推荐3】电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的固体废弃物，其中含有大量的金属，如铜、镍、铬等，是一种廉价的二次可再生资源．以某厂的电镀污泥(除水干化后的成分如表所示)为原料回收铜和镍的工艺路线如图所示：
回答下列问题：
(1)若污泥中Cr元素以
，的形式存在，则“酸浸”时发生反应的化学方程式为______ 。
(2)“沉淀1”时，当硫化钠的加入量为理论需求量的1.2倍、沉淀时间为30min时，温度对铜沉淀率和镍损失率的影响如图所示，则“沉淀1”温度应控制为______ 。
(3)溶液中金属离子开始沉淀、沉淀完全时的pH如表所示：
“净化除杂”时，向滤液中加氨水前通常需要加入适量的双氧水，目的是______ 。为保证除杂效果，加入氨水调节溶液的pH，需要控制pH的范围为______ 。
(4)已知常温下
和
的溶度积常数分别为
、
，若添加氟化钠后溶液中
，此时
和是否除尽?______ 。
(5)向“净化除杂”后的滤液中加入碳酸钠溶液，生成碱式碳酸镍［化学式为
］沉淀，该过程中无气体生成，反应的离子方程式为______ 。
(6)取20.00g干化电镀污泥，进行回收处理得到粗品铜，最终转化为1.638g纯铜，则铜的回收率为______ 。
| 组成 | Cu | Ni | Cr | Al | Fe | Ca | Mg | 其他 |
| 质量分数/% | 9.10 | 8.60 | 3.04 | 2.31 | 0.76 | 5.62 | 1.34 | 69.23 |
回答下列问题：
(1)若污泥中Cr元素以
，的形式存在，则“酸浸”时发生反应的化学方程式为(2)“沉淀1”时，当硫化钠的加入量为理论需求量的1.2倍、沉淀时间为30min时，温度对铜沉淀率和镍损失率的影响如图所示，则“沉淀1”温度应控制为
(3)溶液中金属离子开始沉淀、沉淀完全时的pH如表所示：
| 金属离子 | |  | | | |
| 开始沉淀时的pH | 7.2 | 4.9 | 3.7 | 2.2 | 7.5 |
沉淀完全时( )的pH | 8.7 | 6.8 | 4.7 | 3.2 | 9.0 |
(4)已知常温下
和的溶度积常数分别为、，若添加氟化钠后溶液中，此时和是否除尽?(5)向“净化除杂”后的滤液中加入碳酸钠溶液，生成碱式碳酸镍［化学式为
］沉淀，该过程中无气体生成，反应的离子方程式为(6)取20.00g干化电镀污泥，进行回收处理得到粗品铜，最终转化为1.638g纯铜，则铜的回收率为
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