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专练 22 化学工艺流程
1．[2022·全国乙卷]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO 、PbO 、PbO和Pb，还有少
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量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的
回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质 PbSO PbCO BaSO BaCO
4 3 4 3
K 2.5×10－8 7.4×10－14 1.1×10－10 2.6×10－9
sp
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属氢氧化物 Fe（OH） Fe（OH） Al（OH） Pb（OH）
3 2 3 2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：
（ 1 ） 在 “ 脱 硫 ” 中 PbSO 转 化 反 应 的 离 子 方 程 式 为
4
，用沉淀溶解平衡原理解释选择NaCO 的原因 。
2 3
（2）在“脱硫”中，加入 NaCO 不能使铅膏中 BaSO 完全转化，原因是
2 3 4
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）在“酸浸”中，除加入醋酸（HAc），还要加入HO。
2 2
（ⅰ）能被HO 氧化的离子是 ；
2 2
（ⅱ）HO 促进了金属 Pb 在醋酸中转化为 Pb（Ac） ，其化学方程式为
2 2 2
________________________________________________________________________；
（ ⅲ ） HO 也 能 使 PbO 转 化 为 Pb （ Ac ） ， HO 的 作 用 是
2 2 2 2 2 2
________________________________________________________________________。
（4）“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是 。
（5）“沉铅”的滤液中，金属离子有 。
2.[2021·广东卷]对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝
（Al）、钼（Mo）、镍（Ni）等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25 ℃时，HCO 的K ＝4.5×10－7，K ＝4.7×10－11；K （BaMoO）＝3.5×10－
2 3 a1 a2 sp 4
8；K （BaCO ）＝2.6×10－9；该工艺中，pH>6.0时，溶液中Mo元素以MoO的形态存在。
sp 3
（1）“焙烧”中，有NaMoO 生成，其中Mo元素的化合价为 。
2 4
（2）“沉铝”中，生成的沉淀X为 。
（3）“沉钼”中，pH为7.0。①生成BaMoO 的离子方程式为 。
4
②若条件控制不当，BaCO 也会沉淀。为避免BaMoO 中混入BaCO 沉淀，溶液中c∶c
3 4 3
＝ （列出算式）时，应停止加入BaCl 溶液。
2
（4）①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为 。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量 （填化学式）气体，再通
入足量CO，可析出Y。
2
（5）高纯AlAs（砷化铝）可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图
中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止HO 刻蚀液与下层GaAs（砷化镓）反应。
2 2
①该氧化物为 。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在HO 与上层GaAs的反应中，As元素的化合
2 2
价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
3.[2021·北京卷]铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。
――→――→……――→
资料：
ⅰ.钛白粉废渣成分：主要为FeSO ·H O，含少量TiOSO 和不溶物
4 2 4
ⅱ.TiOSO
4
＋（x＋1）H
2
O⇌TiO
2
·xH
2
O↓＋H
2
SO
4
ⅲ.0.1 mol·L－1 Fe2＋生成Fe（OH），开始沉淀时pH＝6.3，完全沉淀时pH＝8.3
2
0.1 mol·L－1 Fe3＋生成FeOOH，开始沉淀时pH＝1.5，完全沉淀时pH＝2.8
（1）纯化
① 加 入 过 量 铁 粉 的 目 的 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
② 充 分 反 应 后 ， 分 离 混 合 物 的 方 法 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）制备晶种
为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度 FeSO 溶
4
液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并
记录pH变化（如图）。
① 产 生 白 色 沉 淀 的 离 子 方 程 式 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。②产生白色沉淀后的 pH 低于资料ⅲ中的 6.3。原因是：沉淀生成后 c（Fe2＋）
0.1 mol·L－1（填“>”“＝”或“<”）。
③0～t 时段，pH 几乎不变；t ～t 时段，pH 明显降低。结合方程式解释原因：
1 1 2
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t 后pH几乎不变，此时溶液中c（Fe2＋）
3
仍降低，但c（Fe3＋）增加，且c（Fe2＋）降低量大于c（Fe3＋）增加量。结合总方程式说明
原因：________________________________________________________________________。
（3）产品纯度测定
铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。
――→――→――→滴定
资料：Fe3＋＋3C O===Fe（C O），
2 2 4
Fe（C O）不与稀碱液反应
2 4
NaC O 过量，会使测定结果 （填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
2 2 4
4.[2021·山东卷]工业上以铬铁矿（FeCr O ，含Al、Si氧化物等杂质）为主要原料制备
2 4
红矾钠（NaCr O·2H O）的工艺流程如下。回答下列问题：
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（1）焙烧的目的是将FeCr O 转化为NaCrO，并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。
2 4 2 4
焙 烧 时 气 体 与 矿 料 逆 流 而 行 ， 目 的 是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶
组分浓度c≤1.0×10－5 mol·L－1时，可认为已除尽。
中和时pH的理论范围为 ；酸化的目的是 ；Fe元素在
（填操作单元的名称）过程中除去。
（3）蒸发结晶时，过度蒸发将导致 ；冷却结晶所得母液中，除NaCr O 外，
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可在上述流程中循环利用的物质还有 。（4）利用膜电解技术（装置如图所示），以NaCrO 为主要原料制备NaCr O 的总反
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应方程式为：
4NaCrO＋4HO=====2NaCr O＋4NaOH＋2H↑＋O↑
2 4 2 2 2 7 2 2
则NaCr O 在__________（填“阴”或“阳”）极室制得，电解时通过膜的离子主要
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为__________。
