钴是重要的战略金属之一，钴粉主要以高温氢还原草酸钴制得。一种利用水钴矿[主要成分为，还含有少量等]制备钻的工艺流程如下。已知：①；②当溶液中离子浓度时，认为该离-组卷网

题型：解答题-工业流程题难度：0.65 引用次数：187 题号：20279129

钴是重要的战略金属之一，钴粉主要以高温氢还原草酸钴制得。一种利用水钴矿[主要成分为

，还含有少量

等]制备钻的工艺流程如下。

已知：①

；
②当溶液中离子浓度

时，认为该离子已除尽；
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的

见下表。

金属离子
开始沉淀的	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7	4.7
完全沉淀的	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8	6.7

请根据以上信息，回答下列问题：
(1)为加快“酸浸”的速率和效率，可以采取的措施有___________(答出1条即可)，滤渣1的主要成分为___________(填化学式)。
(2)在“酸浸”步骤中发生的最主要的氧化还原反应的化学方程式为___________。
(3)“转化”步骤中加入

的目的是___________(用离子方程式表示)，该步骤反应温度不宜高于

的原因可能是___________。
(4)在“调

”步骤中加入

调节溶液的

，其合理范围为___________；“萃取”步骤中萃取的主要离子是___________(填离子符号)。
(5)在“沉钴”步骤中为使溶液中的钻沉淀完全，混合溶液中

的最小浓度为___________

。

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更新时间：2023-10-05 09:48:58 |

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【知识点】有关铁及其化合物转化的流程题型解读盐类水解规律理解及应用解读物质分离、提纯综合应用解读

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制备类化工流程

【推荐1】利用某工业废弃固体(成分为 Cu₂S 和 FeS₂)制备硫酸铜溶液和硫酸亚铁晶体，流程如图所示。

(已知：①固体 B 含有氧化铜、氧化铁②铁能与硫酸铁反应，生成硫酸亚铁)
(1)操作 I 是____。为了提高废弃固体的反应速率，除将固体粉碎、提高温度外，还可以采取的具体措施有____ (写一条)。
(2)写出 FeS₂在空气中灼烧的化学方程式_____。
(3)溶液 C 中的溶质有_________(用化学式表示)。
(4)试剂 y 的作用是_____。

2021-07-26更新 | 225次组卷

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制备类化工流程

【推荐2】某实验小组以含铁污泥（主要成分为

、

、Fe及杂质；杂质与酸不反应，且难溶于水）为原料，设计了如图两种不同的合成路线（部分步骤已略去），用于生产绿矾

和柠檬酸铁铵。

根据所学知识，回答下列问题：
(1)路线Ⅰ中，加入

溶液发生的离子反应方程式是__________。
(2)写出“酸浸”时，

与硫酸反应的化学方程式：__________；检验含有

的方法是__________。
(3)“滤液X”中一定含有的阳离子为__________。
(4)实验室中配制

溶液时通常需加入少量的试剂a，目的是__________，请写出相应的离子方程式：__________。

2024-01-22更新 | 51次组卷

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【推荐3】由某镍矿(主要成分为NiO，含少量MgO、SiO₂和铁的氧化物等)制取黄钠铁矾[Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂]和NiSO₄·6H₂O的实验流程如下：

(1)“预处理”时需将Fe²^＋全部转化为Fe³^＋，试剂X最好选用_______(填序号)。
a.稀硝酸　　 b.双氧水　　 c.高锰酸钾溶液　　 d.新制氯水
(2)“沉铁”后溶液的酸性增强，生成黄钠铁矾的离子方程式为_______。
(3)“沉镁”前需用MgO调节pH，防止溶液酸性过强，其原因是_______。(已知：HF是一元弱酸)
(4)判断“沉镁”完全的操作是_______。
(5)硫酸镍的溶解度随温度的变化如图所示。请将由滤液Y制备NiSO₄·6H₂O晶体的实验方案补充完整：向滤液Y中_______，过滤，_______，向滤渣中_______，蒸发浓缩，_______，趁热过滤，将所得固体洗涤、干燥，得到NiSO₄·6H₂O晶体。
[已知：Ni(OH)₂难溶于水和强碱，易溶于强酸
实验中须选用的试剂：BaCl₂溶液、稀硫酸、NaOH溶液、蒸馏水]

2022-06-24更新 | 366次组卷

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解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)

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【推荐1】陆生植物光合作用所需要的碳源主要是空气中的CO₂，为了研究NaHCO₃溶液可作为植物光合作用的碳源，进行以下实验，实验装置如下图所示：

实验步骤：
①配制0.5000mol·L^-1NaHCO₃溶液250mL；
②取100mL 0.5000mol·L^-1NaHCO₃溶液，置于B瓶中；
③按上图连接装置，持续通入空气一段时间：通气结束后，取C瓶中混合液进行过滤，沉淀经洗涤、烘干、冷却、称量等操作，得到BaCO₃ 0.197g。
完成下列填空：
(1)配制250mL 0.5000mol·L^-1NaHCO₃溶液需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒、_______。装置A中氢氧化钠溶液的作用是_______。
(2)通气结束后，B瓶溶液的pH比通气前_______(选填：“增大”、“减小”或“不变”)，原因是_______。
(3)①根据上述实验结果计算，溶液中NaHCO₃的分解率为_______。
②会导致实验测定结果偏低的因素是_______。
A．B瓶中残留CO₂ B．过滤时间偏长
C．没有洗涤沉淀 D．沉淀烘干不完全
(4)用另一种方法也可求NaHCO₃的分解率：将反应后C瓶中的沉淀过滤后，用标准盐酸滴定。若采用此法测定NaHCO₃的分解率，还需要知道C瓶中Ba(OH)₂的_______影响溶液中NaHCO₃分解的因素有_______。

2023-12-21更新 | 48次组卷

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化学平衡与电解质溶液

【推荐2】完成下列问题。
(1)重铬酸钾(K₂Cr₂O₇为橙色，K₂CrO₄为黄色)溶液存在着如下平衡：Cr₂O

＋H₂O⇌2CrO

＋2H^＋。
①若平衡体系的pH＝2，则溶液显___________色。
②能说明该反应达平衡状态的是___________。
a．溶液呈酸性 b．溶液的颜色不变
c．2v(Cr₂O

)＝v(CrO

) d．Cr₂O

和CrO

的浓度相同
(2)25℃时，2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)△H＝－56.9kJ/mol。
①该反应的化学平衡常数表达式___________________。
②其它条件不变，缩小容器体积，达到新平衡，此过程的现象：
_________________________。
③其它条件不变，将该体系升温至100^oC，此过程的现象：
________________________________。
(3)明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]是一种常用的净水剂。
①用离子方程式表示净水的原因：_________________________。
②明矾溶液中滴加Ba(OH)₂溶液至SO

刚好沉淀完全时，溶液的pH______7(填“>”“＝”或“<”，下同)。
③明矾溶液中滴加Ba(OH)₂溶液至Al³^＋刚好沉淀完全时，溶液的pH______7。
④明矾溶液中离子浓度由大到小的顺序：______________________________。

2019-01-19更新 | 126次组卷

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溶液中离子的浓度关系电离常数的计算及应用（比较酸或碱的强弱、电离常数与水解常数综合判断溶液的酸碱性或pH）

【推荐3】完成下列填空
(1)已知常温下A^-的水解常数K_h=1.61×10^-5，常温下，含等物质的量浓度的HA与NaA的混合溶液显___________ (填“酸”、“碱”、“中”)性，c(A^-)___________ (填“＞”、“＜”或“=”)c(HA)，该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________。
(2)25℃时，将xmolCH₃COONa溶于水，溶液显碱性，向该溶液滴加yL醋酸溶液后溶液呈中性(体积变化忽略不计)，则所滴加醋酸溶液的浓度为___________mol/L(CH₃COOH的电离平衡常数取Ka=2×10^-5)

2022-01-04更新 | 158次组卷

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转化率、产率计算制备类化工流程

【推荐1】利用硫铁矿(主要成分FeS₂)生产硫酸和绿矾(FeSO₄·7H₂O)的工业流程示意图如下：

(1)沸腾炉中，硫铁矿进行粉碎处理的目的是___________。
(2)反应釜中，烧渣经过反应转化为溶液I和固体。
①烧渣中的FeS在反应中作___________剂(填“氧化”或“还原”)。
②溶液I中所含溶质的化学式是___________。
(3)操作a的主要步骤是：加热浓缩、___________、过滤洗涤。
(4)流程中，固体X可以选择硫铁矿(FeS₂)或___________。
(5)接触室中，发生的主要反应是SO₂与O₂的反应，其化学方程式是___________。若在一体积固定的容器中加入2 mol SO₂与1 mol O₂模拟该反应，下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________(填序号)。
A．混合气体的质量不再变化 B．SO₂与O₂的物质的量比例不变
C．气体密度不再变化 D．气体的平均相对分子质量不再变化
E．SO₂的消耗速率与O₂的生成速率之比为1：2
若将模拟反应容器中的气体通入到酸性高锰酸钾溶液中，可以恰好使200 mL3 mol/L的高锰酸钾溶液褪色，则模拟反应器中SO₂的转化率为___________。

2021-04-30更新 | 169次组卷

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【推荐2】高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。


开始沉淀pH	1.9	4.2	6.2
沉淀完全pH	3.2	6.7	8.2

(1)固体X主要成分是_______。
(2)浸取时，高压

的作用_______，写出浸取时CuS溶解的离子方程式_______。
(3)中和调pH的范围为_______。
(4)还原时，增大溶液酸度_______(“有利于”或“不利于”)Cu的生成，解释原因_______。
(5)最后一步滤液经过一系列操作得到M，用

可以使M离子生成

沉淀，写出该步骤反应的离子方程式_______(M用具体的元素符号表示)。

2022-11-05更新 | 107次组卷

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制备类化工流程定量型实验方案的设计与评价

【推荐3】高岭土矿的主要成分是Al₂O₃、SiO₂及少量的Fe₂O₃，高岭土选矿酸性废水含有大量的H⁺、SO

、Al³⁺及少量的Fe³⁺等离子。工业上利用高岭土矿和酸性废水制备明矾KAl(SO₄)₂•12H₂O(不考虑其它杂质参与反应)。其实验流程如下：

相关信息：
①Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀的pH范围

沉淀	Fe(OH)₃		Al(OH)₃
pH范围	开始沉淀	完全沉淀	开始沉淀	完全沉淀
pH范围	2.0	3.2	3.4	4.7

②有关物质的溶解度

温度/℃ 溶解度/g 物质	10	20	30	40	50	70
K₂SO₄	8.46	9.55	11.4	12.9	14.2	16.7
Al₂(SO₄)₃	25.1	26.6	28.8	31.4	34.3	42.2
KAl(SO₄)₂•12H₂O	4.0	5.9	8.4	11.7	17	40

请回答：
(1)步骤I中，要加快高岭土酸溶的速率可以采取的措施有___________。(至少写两点)，
(2)滤渣的主要成分是___________。
(3)下列说法中正确的是___________。
A．步骤I的主要目的是提高废水中铝离子的浓度
B．步骤II中的A物质可以是KOH或NaOH
C．步骤II中调节pH的范围是3.2＜pH＜3.4
D．步骤IV中需调控K₂SO₄的用量，使n(Al³⁺)：n(K⁺)：n(SO

)尽可能接近1：1：2
(4)步骤VI，为了得到较大颗粒且较干燥的晶体，请从下列选项中选出合理的操作(操作不重复)并排序：取粗产品于烧杯中加适量水→___________→___________→___________→抽滤→洗涤→___________。___________
a．70℃蒸发溶剂制成热的饱和溶液 b．30℃～40℃减压蒸发溶剂得到饱和溶液
c．加热烧杯至晶体完全溶解 d．缓慢冷却至室温 e．低温干燥 f．加热干燥
(5)为了测定成品中铝的含量，可采用的方法：将一定体积的成品待测液与过量的EDTA(化学式为Na₂H₂Y)标准液反应，加入几滴指示剂，再用ZnSO₄标准液滴定过量的EDTA，反应原理如下：Al³⁺+H₂Y^2-(过量)=AlY^-+2H⁺、Zn²⁺+H₂Y^2-(剩余)=ZnY^2-+2H⁺(终点色为紫红色)，过实验测出成品中铝的含量低于理论值，原因可能是___________。
A．制备过程中，由于结晶温度控制不当，溶液中硫酸钾晶体同时析出
B．酸式滴定管用蒸馏水洗净后就注入ZnSO₄标准液
C．滴定时锥形瓶溶液出现紫红色，立即停止滴定
D．滴定前，滴定管内无气泡，滴定后有气泡

2021-07-17更新 | 109次组卷

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