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(二)化工工艺流程
1．锂辉石矿(主要含有LiAlSi O ，还含有少量Fe2＋、Mg2＋)是主要锂源，现利用锂辉石矿制
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取LiBr，用于高级电池的电解质、医用镇静剂等。工艺流程如下：
(1)锂辉石中主要成分LiAlSi O 改写为氧化物形式为__________________。
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(2)工业选择石灰石进行“中和”而不选择纯碱主要考虑的是__________；在“除镁除铁(调
节pH≈11)”步骤中得到的滤渣中含铁成分是__________；写出“除铝”所发生反应的离子
方 程 式 ：
__________________________________________________________________________。
(3)碳酸锂在水中的溶解度较小，其－lg K 与温度t关系如下表：
sp
t/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80
－lg K 1.44 1.53 1.63 1.71 1.80 1.90 2.00 2.21 2.43
sp
由此可知碳酸锂在水中的溶解热效应ΔH____(填“>”或“＜”)0；加入纯碱试剂进行“沉
锂”后，依次进行保温静置、________(填序号)。
①洗涤 ②趁热过滤 ③离心分离
(4)在“合成”中，碳酸锂粉末分次少量加入冰水中溶解，再加入尿素搅拌得到“料液”，
料液中徐徐加入溴，控制pH＝5.0，反应生成LiBr和两种无色无味气体，写出化学方程式：
______________________________________________________________________________。
2．五氧化二钒(V O)广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼
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用的催化剂等。从废钒催化剂(含有KSO 、VO 、VO 、SiO 、Fe O 、NiO等)中回收钒，
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既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下：
已知：①“酸浸”时VO 和VO 与稀硫酸反应分别生成VO和VO2＋。
2 5 2 4②溶液中VO与VO可相互转化：VO＋HOVO＋2H＋，且NH VO 为沉淀。
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(1)“酸浸”前，需对废钒催化剂进行粉碎预处理，其目的是_________________________。
(2)“还原转化”中加入FeSO 的目的是将VO转化为VO2＋，写出反应的离子方程式：
4
____________________________________________________________________________。
(3)加入HO 的目的是将过量的Fe2＋转化为Fe3＋。“氧化1”后，溶液中含有的金属阳离子
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主要有Fe3＋、Ni2＋、VO2＋，调节pH使离子沉淀，若溶液中c(Ni2＋)＝0.2 mol·L－1，则调节溶
液的pH最小值为________可使Fe3＋沉淀完全(离子浓度≤1.0×10－5 mol·L－1时沉淀完全)，
此时__________(填“有”或“无”)Ni(OH) 沉淀生成{假设溶液体积不变，lg 6≈0.8，
2
K [Fe(OH) ]＝2.16×10－39，K [Ni(OH) ]＝2×10－15}。
sp 3 sp 2
(4)“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为____________________________________。
(5)“沉钒”时，通入氨气的作用是_______________________________________________。
(6)若该废钒催化剂中VO 的含量为10%(原料中所有的钒已换算成VO)。取100 g待处理
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样品，按照上述流程进行实验。当加入 150 mL 0.1 mol·L－1 KClO 溶液时，溶液中的钒元素
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恰好完全反应，则该工艺中钒的回收率是______%。(假设与KClO 反应后的操作步骤中钒
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元素无损失)
3．高铁酸钾(K FeO)是一种暗紫色固体，在低温碱性条件下比较稳定，微溶于KOH浓溶液。
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工业上湿法制备KFeO 的流程如图：
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(1)强碱性介质中，NaClO 可氧化 Fe(NO ) 生成高铁酸钠，写出该反应的离子方程式：
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_______________________________________________________________________________。
(2)请比较工业上湿法制备 KFeO 的条件下 NaFeO 和 KFeO 的溶解度大小：
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NaFeO_____
2 4
(填“>” “<”或 “＝”)K FeO
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(3)将NaFeO 粗品[含有Fe(OH) 、NaCl等杂质]转化为KFeO 的实验方案为
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a．在不断搅拌下，将NaFeO 粗品溶于冷的3 mol·L－1 KOH溶液中，快速过滤除去Fe(OH)
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等难溶的物质。
b．将滤液置于__________中，向滤液中加入________________，过滤。
c．对产品进行洗涤时使用乙醇，其目的是____________________________________(答两
点)。
(4)高铁酸盐具有强氧化性，溶液pH越小氧化性越强，可用于除去废水中的氨、重金属等。
KFeO 的浓度与pH关系如图1所示；用KFeO 除去某氨氮(NH -N)废水，氨氮去除率与pH
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关系如图2所示；用KFeO 处理Zn2＋浓度为0.12 mg·L－1的含锌废水{K [Zn(OH) ]＝1.2×
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10－17}，锌残留量与pH关系如图3所示[已知： KFeO 与HO反应生成Fe(OH) 的过程中，
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可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀]。①图2中，pH越大氨氮的去除率越大，其原因可能是________________________________。
②图3中，pH＝10时锌的去除率比pH＝5时大得多，其原因是________________________。
(从锌元素的存在的形态角度说明)。
4．铂钌催化剂是甲醇燃料电池的阳极催化剂。一种以钌矿石[主要含Ru(CO) ，还含少量的
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FeO、MgO、RuO、CaO、SiO]为原料制备钌(Ru)的流程如图。回答下列问题：
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(1)Na Fe (SO )(OH) 中Fe的化合价为____________。
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(2)“酸浸”时，NaSO 的作用是__________________________________。
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“滤渣”的主要成分有SiO 和____________(填化学式)。“酸浸”中钌的浸出率与浸出温度、
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pH的关系如图所示，“酸浸”的最佳条件是________________________________________。(3)“除铁”的离子方程式为_______________________________________(提示：1 mol
NaClO 参与反应，转移6 mol电子)。
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(4)从“滤液2”中可提取一种化肥，其电子式为________________________________。
(5)“灼烧”时Ar的作用是___________________________________________________。
(6)某工厂用10 t钌矿石[含8.84 t Ru(CO ) 、165 kg RuO ]，最终制得3 636 kg Ru，则Ru的
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产率为____________(结果保留三位有效数字)。
5．镁菱锌矿(主要成分为ZnCO 、MgCO 等，含有少量FeCO 、CaCO 等杂质)可用于生产
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媒染剂、防腐剂ZnSO·7H O以及耐火材料MgO。制备工艺流程如下：
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已知：65 ℃时 K [Mg(OH) ]＝ 1.8×10－11；K [Zn(OH) ]＝2.0×10－17，K ＝10－13；lg
sp 2 sp 2 w
2≈0.3。
回答下列有关问题：
(1)浓盐酸浸取矿石时，保持较大液固体积比(如3∶1)，目的是___________________，还可
采用________________________________(写出一种)等方式达到此目的。
(2)“氧化除铁”在 90 ℃，控制溶液 pH 在 4.0～5.0，得到针铁矿渣的离子方程式为
__________
________________________________________________________________________。
(3)“沉锌”前，滤液(65 ℃)中含有0.50 mol·L－1 Zn2＋和1.8 mol·L－1Mg2＋，保持该温度，则
应加入氨水调节pH在________________范围(c≤1.0×10－5 mol·L－1，沉淀完全)。利用平衡
移动原理说明“沉锌”时加入氨水的作用是______________________________________。
(4)“酸解”后获得ZnSO·7H O的操作依次经过蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
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制得的ZnSO·7H O在烘干时需减压烘干的原因是___________________________________。
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(5)“滤液”中加入HC O 饱和溶液产生MgC O 沉淀。写出“灼烧”步骤的化学方程式：
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______________________________________________________________________________。
