文档内容
专项 01 工业流程
该专题分为两个板块
【1】知识清单
一、 原料的预处理
1. 粉碎/研磨/雾化
2. 浸出与浸出率
3. 灼烧/焙烧/煅烧
4. 重点：控温环节
二、 原料杂质、分离
1. 调节pH
2. 拓宽思维：常见沉淀剂选择
三、 制备与提纯
1. 沉淀与结晶
2. 过洗干的那些事
3. 结晶过程
4. 广义水解
四、氧化还原滴定计算
1. 直接滴定
2. 间接滴定
3. 返滴定
【2】专项练习
【1】知识清单
一、原料的预处理
1、粉碎/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。
模板一：粉碎/研磨/雾化的作用是？
答：增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率 （或使其充分反应）
例1．（2022·河南·高三·节选）二氧化锰常用作电池的正极材料，一种以软锰矿粉(主要成分是 ，含
少量 、 ，CuO、 等)为原料制备化学纯二氧化锰的流程如下：(1)“酸浸”时将软锰矿粉碎的目的是_____ .
【答案】(1) 增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率
练习1. （2022·山东·青岛市即墨区第一中学·节选）铍是原子能、火箭、导弹、航空以及冶金工业中不可
缺少的宝贵材料。以绿柱石 ( )为原料制备两性金属铍的工艺如图：
“水浸”时“产物压碎磨细”的目的是 .
【答案】(1) 增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率
2、浸出的目的：向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，不溶性物质通过过滤除去的
过程。
浸出的类别有：水浸 、 酸浸 、碱浸 。
①酸浸作用：与酸反应或溶解，金属氧化物、难溶性弱酸盐转变为金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除
去。
非氧化性酸：盐酸 、 硫酸 。
强氧化性酸： 浓硫酸 、 浓硝酸 、 稀硝酸 。
变式： 稀硫酸 +H O 、 稀硫酸 +MnO 、 稀硫酸 +O
2 2 2 2.
②碱浸的作用：除去油污；溶解铝(氧化铝等两性物质)、二氧化硅；调节pH促进水解，实现金属离子的沉
淀(Al3＋、Fe3＋)
例2. 以铝土矿（主要成分为Al O、Fe O、SiO 等）为原料。画出冶炼Al的工业生成流程图，要求第一步
2 3 2 3 2
用酸浸的方式。
练习2. 以铝土矿（主要成分为Al O、Fe O、SiO 等）为原料。画出冶炼Al的工业生成流程图，要求第
2 3 2 3 2
一步用碱浸的方式。
【答案】练习3. 铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al O、Fe O、SiO 等杂质)为原料制备铝的一种工艺
2 3 2 3 2
流程如下:
注:SiO 在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
2
（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为________________ _____。
（2）“碱溶”后滤渣的成分： .
【答案】（1） Al O+2OH-==2AlO -+H O （2）Fe O 和铝硅酸钠
2 3 2 2 2 3
③浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少。
浸出速率：物质溶解于溶液的快慢。
模板二：如何提高浸出率？
I . 适当升高温度； II . 适当增加反应物浓度； III . 搅拌 ； IV . 粉碎 / 研磨 ； V . 延长浸出时间 。
模板三：如何提高浸出速率？
I . 适当升高温度； II . 适当增加反应物浓度； III . 搅拌 ； IV . 粉碎 / 研磨 。
例3. 硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为MgB O·H O和Fe O，还有少量Fe O、
2 2 5 2 3 4 2 3
FeO、CaO、Al O 和SiO 等)为原料制备硼酸(H BO)的工艺流程如图所示：
2 3 2 3 3
已知：硼酸为粉末状晶体，易溶于水，加热到一定温度可分解为无水物。
回答下列问题：
（1）写出MgB O·H O与硫酸反应的化学方程式 。
2 2 5 2（2）为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有（写两条）：
。
【答案】
（1）MgB O·H O+2HSO 2MgSO +2H BO
2 2 5 2 2 4 4 3 3
（2）减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度
3. 灼烧/焙烧/煅烧
固体加热，高温发生化学反应，改变物质结构，生成易溶解物质，并使一些杂质高温下氧化，分解。煅烧
后一般跟随溶解操作。
作用：除去可燃性杂质(碳、有机物)；氢氧化物、碳酸盐类分解为氧化物； 金属单质、金属硫化物转变
为金属氧化物
例4. （2022·黑龙江·铁人中学·改编）硫酸锰是一种重要的化工中间体。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰
化合物及FeS)与氧化锰矿(主要成分为 等锰的氧化物)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下：
已知：
①“混合焙烧”后烧渣含MnSO 、Fe O 及少量FeO、Al O、MgO
4 2 3 2 3
将高硫锰矿与氧化锰矿混合焙烧的作用： 。
【答案】将FeS和MnO 分别转化成Fe O 和MnSO ，方便后续酸浸，提高浸出率 。
2 2 3 4
4. 控制温度目的？在T < T < T 之间
1 2
模板四：温度高于T 时
1
①加快反应速率或溶解速率；
②促进平衡向吸热方向移动；
③除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO 、Ca(HCO )、KMnO 、NH Cl等物质；
3 3 2 4 4
④使沸点相对较低或易升华的原料汽化。
模板五：温度低于T 时
2
①防止某物质在高温时会溶解(或分解)；
②使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动；③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；
④降低晶体的溶解度，减少损失。
⑤降温或减压可以减少能源成本
例5. （2022·河南·高三·节选）过碳酸钠( )是一种强氧化剂，易溶于水形成碳酸钠和过氧化
氢的混合液，难溶于乙醇，主要用作漂白剂和氧化剂，通常用作洗衣粉的助剂。某实验小组模拟工业在实
验室用饱和食盐水制备过碳酸钠，其流程如下：
(1)“反应Ⅰ”中应先向饱和食盐水中通入 (填化学式)，其反应Ⅰ的离子方程式为
。
(2)操作Ⅰ为 。
(3)“反应Ⅱ”需控制温度在20℃左右的原因是 ，
乙醇的作用是 。
【答案】(1)
(2)过滤
(3) 过氧化氢不稳定受热易分解 降低过碳酸钠的溶解度，使其析出
练习4. （2021山东济南历城第一中学·节选）氯化亚铜( )广泛应用于化工、印染、电镀等行业。
难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是
和少量 )为原料，采用硝酸铵(受热到一定温度时，易分解)氧化分解技术生产 的工艺过程如图：
(1) 步骤①中主要反应的离子方程式 。
(2) 步骤③中主要反应的离子方程式 。
(3) 溶解温度应控制在60-70℃，原因是 。
【答案】
（1） CuO+2H+=Cu2++ H O
2
（2） 2Cu2++SO2-+2Cl-+H O=2CuCl+ SO 2-+2H+
3 2 4（3） 温度低溶解速度慢，温度过高铵盐分解
练习5. 硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料．工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是
ZnCO ，并含少量的Fe O、FeCO 、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：
3 2 3 3
[相关资料]不溶性碱受热分解后生成对应的氧化物。
（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是 ______ _。
（2）“浸取”过程中，加入过量浓盐酸的作用是 。
（3）“浸取”过程中需要控制温度在50-70℃的作用： 。
【答案】
（1）增大菱锌矿与浓盐酸的接触面积，加快反应速率，使其充分反应，提高浸出率
（2）保证菱锌矿能反应完全，过量的浓盐酸还可以抑制Zn2+水解
（3）当T大于50℃可以加快反应速率；当温度低于70℃，可以防止浓盐酸挥发，提高原料利用率。
二、原料杂质、分离
1. 调节pH
pH控制在X-X 之间的原因？
1 2
答：①控制一定的pH，以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。
②控制一定的pH，以改变元素的存在形式。
③控制一定的pH，使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。
模板六 ：使 XX 离子转化成氢氧化物沉淀而除去；防止 XX 离子转化成氢氧化物沉淀而除去。
2. 拓宽思维：常见沉淀剂选择
①背诵溶解度表教材附录II.
②S2-：Zn2+、Fe2+、Cu2+、Ni2+等都是沉淀
③F-：Ca2+、Mg2+等
④金属阳离子M2+与浓度较大的碳酸氢盐反应制备碳酸盐通式：M2++2HCO- =MCO ↓+CO ↑+H O
3 3 2 2
例6. 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、
Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。已知：①“滤渣1”含有S和SiO；
2
②相关金属离子 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
回答下列问题：
(1)“氧化”中添加适量的MnO 的作用是 。
2
(2)“调pH”的目的是除铁和铝，则溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(3)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是 。
(4)“除杂2”的目的是生成MgF 时沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是
2
_____________________________________________________________________。
(5)写出“沉锰”的离子方程式： 。
【答案】(1)将 Fe2＋氧化为 Fe3＋ (2)4.7 (3)NiS 和 ZnS
(4) F-与 H＋结合形成弱电解质 HF 使得 F-浓度下降，导致 MgF (s) Mg2＋(aq)＋2F-(aq)平衡向右移动
2
(5)Mn2＋＋2HCO -=MnCO↓＋CO↑＋HO
3 3 2 2 ⇌
【解析】(1)“氧化”中添加适量的MnO 发生反应的离子方程式：2Fe2++MnO+4H+=2Fe3++Mn2++2H O，
2 2 2
MnO 氧化还原性离子Fe2+生成Fe3+ ；
2
(2)“调pH”除铁和铝，溶液的pH应该大于这两种离子完全沉淀所需pH且小于其它离子生成沉淀的pH值，
在pH=4.7时Fe3+和Al3+沉淀完全，在pH=6.2时Zn2+开始产生沉淀，溶液的pH范围为4.7～6之间；
(3)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，加入的NaS和Zn2+、Ni2+反应生成硫化物沉淀，所以滤渣3为NiS和
2
ZnS；
(4)“除杂2”的目的是生成MgF 沉淀除去Mg2+，溶液中存在MgF 的溶解平衡，如果溶液酸性较强，生成弱
2 2
电解质HF而促进氟化镁溶解，即F-与H+结合形成弱电解质HF，MgF (s) Mg2+(aq)+2F−(aq)溶解平衡向右
2
移动，所以镁离子沉淀不完全；
⇌
(5)“沉锰”时锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀，同时还生成水、二氧化碳，离子方程式为：Mn2
＋＋2HCO -=MnCO↓＋CO↑＋HO；
3 3 2 2
三、制备与提纯
1. 沉淀与结晶区别
（1）沉淀：难溶物，Ksp较小的物质（2）结晶：从溶液中获取可溶物的晶体
①带结晶水
例 ：从硫酸铜溶液中获取CuSO ·5H O的操作： 蒸发浓缩，降温结晶 。使用这种操作方法的原
4 2
因：防止失去结晶水 。
② 不带结晶水
模板七：从氯化铝溶液中获取AlCl 晶体的操作： 在不断通入 HC l 的气流中加热蒸干 。该操作过程
3
中HCl的作用： 抑制 A l 3 + 水解，防止生成氧化铝或氢氧化铝；可以带走部分水蒸气使其快速干燥 。
从NaCl溶液中获取NaCl晶体的操作： 蒸发结晶 。（NaCl的溶解度随温度的变化比较缓慢）
从KNO 溶液中获取KNO 晶体的操作： 蒸发浓缩，降温结晶 。（KNO3的溶解度随温度的变化比
3 3
较快。）使用这种操作方法的原因： 节约能源 。
注意：
I.对于可水解且产生挥发性酸的盐，在结晶的过程中需要不断的加入相应的酸，以防止其水解生成氢
氧化物。
II. 对于溶解度随温度变化缓慢的盐，使用蒸发结晶；对于溶解度随温度变化比较快的盐，使用蒸发浓
缩，降温结晶。
（3）过滤后滤液仍然浑浊的可能操作原因？
模板八：①倾倒液体过快，使液体没过滤纸；
②玻璃棒没有靠在三层滤纸处，使滤纸破损。
（4）沉淀如何洗涤？
模板九： 向漏斗或者过滤器中加入蒸馏水，没过沉淀，使其自然留下重复上述操作 2~ 3 次。
（5）如何证明沉淀洗涤干净？
模板十：取最后一次洗涤液于试管中，加入··· ···（后面答相应离子的检验方法。）
注意：检验的离子，一定是沉淀以外的离子。
例7. 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、
Ni（Ⅱ）等杂质]的流程如下：
提示：在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO 。
2
回答下列问题：
（1）反应②中除掉的杂质离子是________，发生反应的离子方程式为________；在加高锰酸钾溶液前，
若pH较低，对除杂的影响是________。
（2）反应③的反应类型为________，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。
（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是______________。（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO ·xZn（OH）。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，
3 2
则x等于________。
【答案】 Fe2+和Mn2+ +3Fe2++7H O=3Fe（OH）↓+MnO↓+5H+、 +3Mn2+
2 3 2
+2H O=5MnO ↓+4H+ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质 置换反
2 2
应 镍 取少量水洗液于试管中，滴入1~2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀
生成，则说明沉淀已经洗涤干净 1
【分析】工业ZnO和稀硫酸反应得含Zn2+、Fe2+、Mn2+的浸出液，浸出液加适量高锰酸钾溶液、调pH=5、
过滤除去Fe(OH) 、MnO 得含Zn2+、Ni2+的滤液，加Zn还原Ni2+、过滤除去Ni和过量的Zn得含Zn2+溶液，
3 2
加碳酸钠、过滤得ZnCO 滤饼，煅烧ZnCO 滤饼得ZnO，据此解答。
3 3
【详解】(1)根据题意，Ni（Ⅱ）不能被氧化，反应②中除掉的杂质离子是Fe2+和Mn2+，发生的离子方程式
为 +3Fe2++7H O=3Fe（OH）↓+MnO↓+5H+、 +3Mn2++2H O=5MnO ↓+4H+；加高锰酸钾溶液前，
2 3 2 2 2
若pH较低，铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质；故答案为：Fe2+和Mn2+；
+3Fe2++7H O=3Fe（OH）↓+MnO↓+5H+、 +3Mn2++2H O=5MnO ↓+4H+；铁离子和锰离子不能生成沉
2 3 2 2 2
淀，从而无法除去铁和锰杂质；
(2)反应③为锌与镍离子的发生反应得到锌离子和镍，反应类型为置换反应；得到的滤渣中，除了过量的锌
外还有金属镍，故答案为：置换反应；镍；
(3)由于溶液中硫酸根离子属于杂质离子，因此可以检验测定洗涤液中是否存在硫酸根离子，操作为：取最
后一次少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已
经洗涤干净，故答案为：取最后一次少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，若无
白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净；
(4)煅烧过程中ZnCO 、Zn（OH） 均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO ·xZn（OH）～（x＋1）
3 2 3 2
ZnO，可得 ＝ ，故x＝1，故答案为：1。
2、洗涤总结
（1）洗涤的目的： 洗去 XX 沉淀表面的杂质 。
（2）热水洗： ① 降低 XX 溶解度 ② 洗去表面杂质 。
（3）冷水洗： ① 降低 XX 的溶解度； ② 防止 XX 被氧化 ； ③ 洗去表面杂质 。
（4）有机溶剂洗： ① 降低 XX 的溶解度； ② 防止 XX 被氧化 ； ③ 洗去表面杂质； ④ 易挥发使其快速干
燥。
3、干燥方法
（1）加热烘干：使其快速干燥 。
（2）常温干燥/低温烘干： ① 防止 XX 被分解； ② 防止失去结晶水 ； ③ 防止 XX 被氧化 。
练习、得绿矾晶体用少量冰水洗涤其目的是？
模板十一： 降低绿矾的溶解，防止绿矾被氧化，洗去绿矾表面的杂质 。4、广义水解
SOCl 是一种无色或淡黄色液体，遇水剧烈反应，是常用的脱水剂，将SOCl 与FeCl ·6H O混合并加热，
2 2 3 2
可得到无水FeCl ，得到无水FeCl 的化学方程式：
3 3
【答案】
6SOCl +FeCl ·6H O=6SO ↑+FeCl +12HCl
2 3 2 2 3
例8. 以硅孔雀石[主要成分为 CuCO·Cu(OH) 、CuSiO·2H O， 含SiO、FeCO、Fe O 等杂质]为原料制备
3 2 3 2 2 3 2 3
CuCl 的工艺流程如下：
2
已知： SOCl ＋HO SO ↑＋2HCl↑
2 2 2
（1） “酸浸”时盐酸与 CuCO·Cu(OH) 反应的化学方程式为 ________________。 为提高“酸浸”时
3 2
铜元素的浸出率，可以采取的措施有：①适当提高盐酸浓度；②适当提高反应温度；③______________。
（2） “氧化”时发生反应的离子方程式为__________________。
（3） “滤渣 2”的主要成分为_______(填化学式)；“调pH”时，pH 不能过高，其原因是___________。
（4） “加热脱水”时， 加入 SOCl 的目的是_____________________________________。
2
【答案】 CuCO•Cu(OH) + 4HCl = 2CuCl + CO↑+ 3H O 快速搅拌， 或适当延长酸浸时
3 2 2 2 2
间 Cl + 2Fe2+ = 2Cl- + 2Fe3+ Fe(OH) 防止生成 Cu(OH) 沉淀 生成的 HCl 抑制
2 3 2
CuCl 水解
2
【详解】试题分析：（1）“酸浸”时盐酸与CuCO•Cu（OH） 反应为复分解反应，由此确定产物配平得
3 2
化学方程式为CuCO•Cu（OH）+4HCl═2CuCl +CO ↑+3H O。为提高“酸浸”时铜元素的浸出率，可以采
3 2 2 2 2
取的措施有适当提高盐酸浓度或适当提高反应温度或适当加快搅拌速率、适当延长酸浸时间。
（2）硅孔雀石主要成分为CuCO•Cu（OH）、CuSiO•2H O，含SiO、FeCO、Fe O 等杂质，根据流程
3 2 3 2 2 3 2 3
图，加盐酸“酸浸”后溶液中只有Fe2+可被氯气氧化，“氧化”时发生反应的离子方程式为Cl+2Fe2+＝
2
2Fe3++2Cl-。
（3）根据流程图，经氧化后溶液中阳离子主要为Cu2+和Fe3+，加试剂X调节pH使Fe3+完全转化为氢氧化
铁沉淀而除去，Cu2+仍留在溶液中，实现Cu2+和Fe3+的分离，最终制备CuCl ；“调pH”时，pH不能过高，
2
否则Cu2+转化为Cu（OH） 沉淀。
2
（4）由已知：SOCl +H O SO ↑+2HCl↑，“加热脱水”时，加入SOCl 的目的是生成的HCl抑制CuCl
2 2 2 2 2
的水解。
练习：亚硝酰氯NOCl 遇水后有强烈腐蚀性碳酰氯COCl 与水反应
2
三溴氧磷POBr 与水反应
3
【答案】 NOCl+HO=HNO +HCl
2 2
COCl +H O=CO ↑+2HCl
2 2 2
POBr +3H O=HPO +3HBr
3 2 3 4
例9. 工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁
(FeTiO)，其中一部分Fe2+在风化过程中会转化为+3价。
3
已知：TiO(OH) (即HTiO)为两性氢氧化物
2 2 3
（1）步骤②中，发生反应的主要离子方程式为______________。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的____________（填字母序号）。
A．熔沸点差异 B．溶解性差异 C．氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是____________（填操作名称）。
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为HTiO 的原理：
2 3
。
（5）上述工艺流程中可以循环利用的物质是____________。
（6）研究发现，可以用石墨作阳极、铁网作阴极、熔触CaF -CaO作电解质，利用如图所示装置获得金属
2
钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。①写出阳极所发生反应的电极反应式_________________________。
②在制备金属Ti前后，CaO的质量将______（填“增大”、“不变”或“减小”）
【答案】2Fe3++Fe=3Fe2+ B 过滤 溶液中存在平衡：TiO2++2H O HTiO+2H+，当加入热
2 2 3
水将溶液稀释、升温后，平衡正向移动，生成HTiO HSO 或硫酸 2O2－-4e-=O ↑或C+O2--2e-
2 3 2 4 2
=CO↑ 不变
【详解】（1）步骤②中，用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的反应的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+；（2）步骤③
冷却结晶得到硫酸亚铁晶体，利用的是物质溶解度的不同，通过冷却热饱和溶液得到，故答案为B；（3）
②③④步骤的操作过程中都得到沉淀或晶体，所以需要过滤得到固体和溶液；（4）④中使用热水的目的
是促进TiO2+水解生成HTiO，分离出固体加热得到TiO；这是由于溶液中存在平衡：TiO2++2H O
2 3 2 2
HTiO+2H+，当加入热水将溶液稀释、升温后，平衡正向移动，生成HTiO。（5）根据流程图可知废液
2 3 2 3
中含有硫酸，所以循环利用的物质是硫酸；（6）①用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF -CaO作电解质，
2
阳极发生氧化反应，阴极析出钙金属发生还原反应，阳极图示产物可可知，阳极生成二氧化碳气体，是电
解质中的氧离子失电子生成氧气，氧气和阳极石墨反应生成的二氧化碳，所以电极反应为2O2－-4e-=O ↑或
2
C+O2--2e-=CO↑；②制备TiO 时，在电解槽发生如下反应：2CaO＝2Ca+O ↑，2Ca+TiO ＝Ti+2CaO，由此可
2 2 2
见，CaO的量不变。
四、氧化还原滴定计算
关键点：陌生氧化还原方程式的书写 以及找准关系式
1、直接滴定
例10. 某化学学习小组的同学欲探究测定草酸晶体（HC O·xH O）中x的值。通过查阅资料该小组同学得
2 2 4 2
知：草酸易溶于水，其水溶液可以与酸性KMnO 溶液发生反应2MnO －＋5HC O＋6H＋ 2Mn2＋＋10CO↑
4 4 2 2 4 2
＋8HO。该组同学利用该反应原理设计了滴定的方法测定x值。
2
① 称取1.260 g纯草酸晶体，将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
② 取25.00 mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀HSO
2 4
③ 用浓度为0.1000 mol/L的KMnO 标准溶液进行滴定，实验记录有关数据如下：
4
0.1000 mol/LKMnO 标准溶液体积(mL)
待测草酸溶液 4
滴定次数
体积(mL)
滴定前刻度 滴定后刻度
第一次 25.00 0.00 10.02第二次 25.00 0.22 11.32
第三次 25.00 1.56 11.54
请回答：
（1）滴定时，将KMnO 标准液装在右图中的_____（填“甲”或“乙”）滴定管中。
4
（2）本实验滴定达到终点的标志可以是______________________。
（3）通过上述数据，计算出x=_________。
（4）①若滴定终点时俯视滴定管刻度，则由此测得的x值会_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”，
下同）。
②若滴定时所用的KMnO 溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会______。
4
【答案】 甲 最后一滴高锰酸钾滴入溶液突然出现紫色（或紫红色），且半分钟内不褪
色 2 偏大 偏小
【分析】（1）因为KMnO 具有强氧化性，会腐蚀橡胶管； （2）因KMnO 溶液自身的颜色作为指示剂
4 4
（3）求第一次与第三次的平均值得V=10mL=0.01L，第二次测量误差太大，删掉。（4）若滴定终点时俯
视滴定管读数，则所得消耗酸性KMnO 溶液的体积偏小；若KMnO 溶液变质，则消耗其体积偏大。
4 4
【详解】（1）因为KMnO 具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，故应用酸式滴定管盛装；答案：甲
4
（2）因KMnO 溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时，再滴加KMnO 溶液时，溶液将由无色变为紫
4 4
色；答案：当滴入最后一滴KMnO 溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色，即达滴定终点
4
（3）求第一次与第三次的平均值得V=10mL=0.01L，第二次测量误差太大，删掉。
2MnO - + 5HC O + 6H+═2Mn2++10CO ↑+8H O
4 2 2 4 2 2
2 5
0.1000mol/L×0.01L 0.0025mol
25.00mL待测液中含有0.0025molHC O，100.00mL待测液中含有0.01molHC O，0.01molHC O 的质量
2 2 4 2 2 4 2 2 4
为0.01mol×90g/mol=0.9g，所以1.260g纯草酸晶体中水的物质的量为1.260g-0.9g=0.36g，其物质的量为
0.02mol，则x=2；答案：2
（4）若滴定终点时俯视滴定管读数，则所得消耗酸性KMnO 溶液的体积偏小，由此所得n（HC O）偏
4 2 2 4
小，则n（HO）偏大，x偏大，同理，若KMnO 溶液变质，则消耗其体积偏大，所得x值偏小；答案：
2 4
偏大 偏小
2、间接滴定
例11. 某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl ·2H O晶体的试样(不含能与I－发生反应的氧化性杂质)
2 2
的纯度，过程如下：取0.800 g试样溶于水，加入适当过量的KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol·L－1NaSO 标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗NaSO 标准溶液40.00 mL(已知：I＋2SO
2 2 3 2 2 3 2 2
===S O ＋2I－ )。
4
①可选用________作滴定指示剂，滴定终点的现象是______________________。
②CuCl 溶液与KI反应的离子方程式为________________________________。
2
③含有CuCl ·2H O晶体的试样的纯度是__________________。
2 2
【答案】淀粉 溶液由蓝色变成无色且半分钟内不恢复 2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I 85.5%
2
①反应中有碘参与，碘遇淀粉显蓝色，则可选用淀粉作滴定指示剂，滴定终点的现象是溶液由蓝色变成无
色且半分钟内不恢复。②根据题干信息可知CuCl 溶液与KI反应的离子方程式为2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I。
2 2
③根据方程式可知2CuCl ·2H O～I～2NaSO，所以含有CuCl ·2H O晶体的试样的纯度是
2 2 2 2 2 3 2 2
。
3、返还滴定
例12. ZnS可制立德粉ZnS·BaSO(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。成品中S2−的含量可以用“碘量
4
法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取20.00 mL 0.1000 mol·L-1的I-KI溶液于其中，并加入乙酸
2
溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的I 用0.1050 mol·L-1 NaSO
2 2 2 3
溶液滴定，反应式为I+2S O2-=2I−+S O2-。测定时消耗NaSO 溶液体积V mL。测定时消耗Na2S2O3溶液
2 2 3 4 6 2 2 3
体积V mL。终点颜色变化为_________________，该样品中S2-的百分含量为_______(写出表达式)。若
NaSO 溶液标定后，放置过久使用，则测定结果_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
2 2 3
【答案】溶液由蓝色变成无色且半分钟内不恢复
偏低
ZnS可制立德粉ZnS·BaSO(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。
4
称取m g样品，置于碘量瓶中，移取20.00 mL 0.1000 mol·L-1的I-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，
2
置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，
过量的I 用0.1050 mol·L-1 NaSO 溶液滴定，反应式为I+2S O2-=2I−+S O2-。测定时消耗NaSO 溶液体积
2 2 2 3 2 2 3 4 6 2 2 3
V mL，则过量的碘的物质的量为 ，与S2−反应的碘的物质的量为
；根据反应S2−+ I=S+2I-，则S2−的物质的量为
2
，则该样品中S2-的百分含量为
；
若NaSO 溶液标定后，放置过久使用，则被空气中的氧气氧化，使浓度偏低，滴定时消耗的量增大，即
2 2 3
V偏大，则测定时过量的碘的量偏大，则测得的S2−浓度结果偏低；【2】专项练习
1．（2022·河北沧州·高三阶段练习）我国科学家开发催化剂 来提高 燃料电池的性能。某小
组以含镍废料(主要含 ，以及少量 和 等)为原料提取
镍的流程如下：
请回答下列问题：
(1)“酸浸”中产生了一种还原性气体，它是_______(填化学式)。“除铁铝”中双氧水的作用是_______。
(2)“固体2”中除 、 外，还可能含硫单质等物质，生成硫单质的离子方程式为_______。
(3)为提高原料利用率，“电沉积”得到的“废液”可以循环用于_______(填名称)工序。
(4)在“除铁铝”中， 最终转化为_______(填化学式)。
(5)可以通过电解法提纯镍，粗镍作_______(填“阳”或“阴”)极，阴极的电极反应式为_______。
(6)氢氧化氧镍 是镍电池的正极活性材料。在 溶液加入 和 混合液可以制备
，其离子方程式为_______。
【答案】(1) H 将Fe2+氧化成Fe3+ (2)2Fe3++S2-=2Fe2++S↓ (3)酸浸 (4)Al(OH)
2 3
(5) 阳 Ni2++2e-=Ni (6)
【分析】某小组以含镍废料(主要含 ，以及少量 和
等)为原料提取镍，酸浸时 和酸反应转化为Ni2+、Cu2+、Fe2+、
Fe3+、Mg2+、Zn2+、Al3+， 不与酸反应过滤除去，则固体1是 ；酸浸后的溶液中加入NaS溶液，
2
使Cu2+和Zn2+沉淀，过滤后加入HO 将Fe2+转化为Fe3+，Fe3+和Al3+和NaOH反应生成沉淀除去，过滤后加
2 2
入NaF使Mg2+沉淀除去，最后得到硫酸镍溶液，通过电沉积得到粗镍，以此解答。
【详解】（1）“酸浸”中，单质Ni和硫酸反应生成还原性气体H，酸浸后的溶液中加入NaS溶液，使
2 2
Cu2+和Zn2+沉淀，过滤后加入HO 将Fe2+氧化为Fe3+。
2 2
（2）酸浸后的溶液中加入NaS溶液，使Cu2+和Zn2+沉淀，S2-还可以和Fe3+反应得到S单质沉淀，离子方
2
程式为： 。
（3）“电沉积”硫酸镍溶液，得到粗镍，废液中含有硫酸，可以循环用于酸浸。
（4）Fe3+和Al3+和NaOH反应生成沉淀除去， 最终转化为 。
（5）电解法提纯镍，粗镍作阳极，Ni2+在阴极得电子生成单质Ni，阴极的电极反应式为： 。
（6）在 溶液加入 和 混合液可以制备 ，Ni元素由+2价上升到+3价，Cl元素由+1价下降到-1价，根据得失电子守恒和原子守恒配平离子方程式为：
。
2．（2022·广东·福田外国语高中高三阶段练习）钪(Sc)是一种稀有金属。从铝土矿生产 的副产品
“赤泥”(主要成分为 、 、 、 )中回收钪、同时生产聚合硫酸铁铝具有极其重要的工
业价值，一种生产工艺流程如图所示：
已知：①钪离子可以在不同pH下生成
②该工艺条件下，溶液中相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH值如下表所示：
离子
开始沉淀的pH 7.0 1.9 3.0 0.3
完全沉淀的pH 9.0 3.2 4.7 2.0
回答下列问题：
(1)写出基态Sc原子的核外电子排布式：_______。
(2)流程中经处理后可循环利用的物质是_______(填“物质A”或“物质B”)；物质C最好选用_______(填
“NaOH溶液”或“氨水”)。
(3)Sc、Ti、Fe、Al的萃取率与浸出液的酸度关系如图所示，应选择的合适的 浓度为_______mol/L。
(4)“反萃取”时若加入过量的NaOH溶液， 沉淀会溶解。写出 与过量NaOH溶液反应生成
含钪产物的化学方程式：_______。
(5)该工艺流程中引入“还原”与“氧化”这两个步骤的原因是_______。
(6)“聚合”生成聚合硫酸铁铝 时，同时产生气体和沉淀，该步骤的离子方程式为_______。
【答案】(1) 或 (2) 物质A 氨水 (3)1.8(1.7到1.9均可)
(4) (5)防止 和 在“水解”工序同时沉淀，不利于元素Ti与Fe
的分离 (6)
【分析】赤泥加入硫酸进行浸取，得到浸取液进行萃取，所得萃取物加入氢氧化钠溶液进行反萃取，将所
得沉淀加入草酸进行沉淀转化，进行一系列的处理后，加入氨水，调节pH，再加入氟化铵沉钪，脱水除
铵，再加入钙置换得到Sc；而萃取后的溶液加入铁粉还原将铁离子转化为亚铁离子，然后进行水解得到
·H O，再加入双氧水进行氧化，加入碳酸氢钠溶液进行聚合，得到聚合硫酸铁铝；
2
【详解】（1） 核外有21个电子，根据构造原理可知，基态 原子的电子排布式为
或 ；
（2）通过分析“萃取”与“反萃取”可知，“物质A”的主要成分是萃取剂，可循环利用；从流程可知，
“沉钪”时需加入 之后“脱水除铵”可除去 所以加入氨水更好，不会引入杂质 ；
（3）钪的萃取率要高，同时要求 、 、 的草取率要尽可能的小，以达到更好的分离效果。根据图示
可知， 时，钪的萃取率和其他三种元素差别最大，故应选择的 浓度为
；
（4）由已知可得， 时生成 ，反应的化学方程式为 ；
（5）从题目所给信息可知，当达到 完全沉淀时， 已经开始沉淀，为防止 和 同时水解，
需加入 粉将 还原为 ，水解完成后再加入 溶液将 重新氧化成 ，达到分离提纯的目
的；
（6）“聚合”时，参与反应的离子有 、 、 、 即
，此时利用了 、 与 水解相互促进彻底水解
的性质，推测还有 生成，再结合元素守恒和电荷守恒配平即可得离子方程式：
；
3．（2022·山东·滕州市第一中学新校高三阶段练习）工业上用含三价钒(V O)为主的某石煤为原料(含有
2 3
Al O、SiO、Fe O 等杂质)，低温硫酸化焙烧—水浸工艺制备VO，其流程如图：
2 3 2 2 3 2 5
i．VOSO 高温易分解
4
ii．含磷有机试剂对溶液中离子萃取能力为Fe(III)＞V(IV)＞V(V)＞Fe(II)iii．含磷有机试剂萃取过程中溶液的 浓度越高，萃取率越低，萃取钒效果越差
iv．
v．氢氧化物完全沉淀时溶液的pH表
沉淀物 Fe(OH) Fe(OH) Al(OH)
3 2 3
完全沉
3.2 9.0 4.7
淀
(1)焙烧过程中向石煤中加硫酸焙烧，将VO 转化为VOSO 的化学方程式是___________。
2 3 4
(2)预处理过程中先加入NaSO 溶液进行还原预处理，加入NaSO 溶液的第一个作用是将V(V)还原为
2 3 2 3
V(IV)减少钒的损失，再用氨水混合并调节溶液pH。
①请结合相关离子方程式，说明加入NaSO 的第二个作用___________。
2 3
②解释加氨水调节pH≈5的原因是___________。
(3)上述I的具体操作为___________。
(4)测定产品中VO 的纯度：
2 5
称取a g产品，先用硫酸溶解，得到(VO )SO 溶液。再加入b mLc mol/L(NH )Fe(SO ) 溶液(
2 2 4 1 1 4 2 4 2
)最后用c mol/L KMnO 溶液滴定过量的(NH )Fe(SO ) 至终点，消耗
2 4 4 2 4 2
KMnO 溶液的体积为b mL。已知 ，被还原为Mn2+，假设杂质不参与反应。则产品中VO 的质量分
4 2 2 5
数是___________。(V O 的摩尔质量：182 g/mol)
2 5
【答案】(1)2V O+O +4H SO =4VOSO +4H O
2 3 2 2 4 4 2
(2) 除去Al(OH) ，提高 在有机试剂中的萃取率
3
(3)过滤
(4)
【分析】石煤在220℃条件下空气中硫酸化焙烧，VO 转化为VOSO ，Al O、Fe O 转化为相应的硫酸盐，
2 3 4 2 3 2 3
SiO 不反应，得到的焙砂经水浸、过滤后得到含有Vo2+、 以及Fe3+、Al3+杂质的滤液，先加入NaSO
2 2 3
溶液进行还原预处理，将Fe3+和V(V)还原，然后再用氨水混合并调节溶液pH，除去Al3+，过滤后加入含磷
有机试剂萃取V(IV)，静置分液得到含有V(IV)的有机物，加入HSO 降低pH，使V(IV)从有机溶液中析出，
2 4
之后进行沉钒得到(NH )VO ，煅烧得到VO。
4 2 6 16 2 5
【详解】（1）VO 转化为VOSO 的过程中V元素被氧化，氧化剂应是空气中的氧气，结合电子守恒、元
2 3 4
素守恒可得化学方程式为2VO+O + 4H SO =4VOSO +4H O；
2 3 2 2 4 4 2
（2）①含磷有机试剂对溶液中的Fe3+也有很强的萃取能力，所以加入NaSO 的第二个作用是将Fe3+还原
2 3
为Fe2+，离子方程式为2Fe3+ + +H O=2Fe2++2H++ ；
2
②根据题目所给信息可知加氨水调节pH≈5可以使Al3+完全沉淀，除去Al(OH) ，提高 在有机试剂中的
3萃取率；
（3）水浸后会有一些难溶于水的杂质，所以操作I为过滤；
（4）根据电子守恒,存在数量关系n(Fe2+)=5n( )，所以剩余的n[(NH )Fe (SO)]=5b c×10-3 mol，则
4 2 4 2 2 2
消耗的NH )Fe (SO) 的物质的量n[(NH )Fe (SO)]= (b c-5bc)×10-3 mol，n(V O)= n( )=
4 2 4 2 4 2 4 2 1 1 2 2 2 5
×(b c-5bc)×10-3 mol，所以VO 的质量分数是 。
1 1 2 2 2 5
4．（2022·湖南· 邵东市第一中学高三阶段练习）一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料
数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以 的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；
锂混杂于其中。从废料中制取高纯碳酸钴 的工艺流程如图：
(1)写出一条加快碱溶速率的措施_______。
(2)过程II中加入稀 酸化后，再加入 溶液浸出钴。则浸出钴的离子反应方程式为_______(产
物中只有一种酸根)。该过程不能用盐酸代替硫酸进行酸化，原因是_______。
(3)过程III中碳酸钠溶液的作用是沉淀 和 ，写出沉淀 的离子方程式_______。已知 微溶于
水，过程Ⅲ控制 不宜过低，否则会影响沉淀 ，原因是_______。
(4)过程IV沉钴的离子方程式是_______。
(5) 可用于制备锂离子电池的正极材料 ，其生产工艺是将 的 和
的固体混合物在空气中加热至700℃～900℃。试写出该反应的化学方程式____。
【答案】(1)将废料粉碎、搅拌、加热、适当提高碱的浓度等均可
(2) 产生 ，污染环境
(3) 防止 过低， 与 结合， 浓度降低会导致
沉淀不完全
(4)
(5)
【详解】（1）加快碱溶速率，可将废料粉碎、搅拌、加热、适当提高碱的浓度等，故答案为：将废料粉
碎、搅拌、加热、适当提高碱的浓度等均可（2） 做还原剂， 和 在酸性条件下发生氧化还原反应生成 、 和
，反应的离子方程式为 ；盐酸中氯离子具有
还原性，能被 氧化生成有毒的氯气而污染环境，并影响 和 的反应，所以不
能盐酸；故答案为：
；酸中氯离子具有还原性，能被 氧化
生成有毒的氯气而污染环境，并影响 和 的反应；
（3）铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：
。
故答案为：
（4）碳酸氢铵溶液在过程Ⅳ中提供 ，使 沉淀为 ，反应的离子方程式为
。
故答案为： 。
（5）将 的 和 的固体混合物在空气中加热至700℃～900℃可制备正极材料
，反应的化学方程式为 。
5．（2022·辽宁·高三阶段练习）KIO 是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。利用“KClO 氧
3 3
化法”制备KIO 工艺流程如下图所示，回答下列问题：
3
(1)KIO 中I元素的化合价为_______。
3
(2)“酸化反应”所需I 从海带中提取。经历灼烧海带，浸泡海带灰等步骤，向获得的I-溶液加入MnO ，在
2 2
酸性条件下生成I，其离子反应方程式为_______。
2
(3)“酸化反应”化学方程式为：6I+11KClO +3H O=6KH(IO)+5KCl+3Cl ，每生成3mol KH(IO )，反应中
2 3 2 3 2 2 3 2
转移的电子数为_______。(用N 代表阿伏加德罗常数的值)
A
(4)“逐Cl”采用的方法是_______，排出的Cl 可用KOH碱液吸收，该反应的离子方程式为_______。
2 2
(5)“滤液”中的溶质主要是_______。
(6)“调pH”中发生反应的化学方程式为_______。
(7)已知KIO 在水中溶解度随温度升高而增大，则浓缩结晶的具体步骤是_______、_______、过滤、洗涤。
3
【答案】(1)+5 (2)2I-+MnO+4H+=I +Mn2++2H O (3)30N (4) 加热 Cl+2OH- =Cl-+ClO-
2 2 2 A 2
+H O
2
(5)KCl (6)KH(IO )+KOH=2KIO +H O (7) 蒸发浓缩 冷却结晶
3 2 3 2【分析】将KClO、I 和水混合后发生酸化反应6I+11KClO +3H O=6KH(IO)+5KCl+3Cl ，加热将Cl 逐出；
3 2 2 3 2 3 2 2 2
KH(IO) 结晶析出，滤液为KCl溶液；加水溶解KH(IO)，加碱调节pH，将KH(IO) 转化为KIO ，然后
3 2 3 2 3 2 3
蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，便可获得KIO 。
3
【详解】（1）KIO 中，K显+1价，O显-2价，依据化合物中元素化合价的代数和为0，可求出I元素的化
3
合价为+5。答案为：+5；
（2）向含I-溶液中加入MnO ，在酸性条件下生成I，同时生成Mn2+等，其离子反应方程式为2I-
2 2
+MnO+4H+=I +Mn2++2H O。答案为：2I-+MnO+4H+=I +Mn2++2H O；
2 2 2 2 2 2
（3）“酸化反应”化学方程式为：6I+11KClO +3H O=6KH(IO)+5KCl+3Cl ，由此可建立关系式：
2 3 2 3 2 2
6KH(IO)——60e-，则每生成3mol KH(IO )，反应中转移的电子数为30N 。答案为：30N ；
3 2 3 2 A A
（4）因气体的溶解度随温度的升高而减小，所以“逐Cl”时，采用的方法是加热，排出的Cl 用KOH溶
2 2
液吸收，生成KCl、KClO等，该反应的离子方程式为Cl+2OH- =Cl-+ClO-+H O。答案为：加热；Cl+2OH-
2 2 2
=Cl-+ClO-+H O；
2
（5）由分析可知，“滤液”中的溶质主要是KCl。答案为：KCl；
（6）“调pH”中，需将KH(IO) 转化为KIO ，则应加入KOH，发生反应的化学方程式为
3 2 3
KH(IO)+KOH=2KIO +H O。答案为：KH(IO)+KOH=2KIO +H O；
3 2 3 2 3 2 3 2
（7）已知KIO 在水中溶解度随温度升高而增大，为让KIO 结晶析出，同时防止溶液中其它物质结晶析出，
3 3
则浓缩结晶的具体步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。答案为：蒸发浓缩；冷却结晶。
【点睛】一般情况下，从溶液中提取溶质，方法都是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
6．（2022·辽宁·高三阶段练习）I.氢化铝锂(LiAlH )、硼氢化钠(NaBH )在有机合成中应用广泛。回答下列
4 4
问题：
(1)NaBH 与水反应生成NaBO ，该反应的离子方程式为_______。
4 2
(2)还原能力(单位质量转移电子数)：NaBH _______LiAlH (填“＞”“=”或“＜") 。
4 4
(3)工业上湿法合成NaBH 路线如下：
4
①"合成”步骤中常将NaH分散到矿物油中，再与硼酸三甲酯[化学式：B(OCH )，易溶于矿物油中]反应，
3 3
其目的是_______。
②“合成”反应的化学方程式为_______。
II.氨氮废水的处理是当前科学研究的热点问题之一、氨氮废水中的氮元素多以 、NH •H O的形式存在。
3 2
某工厂处理氨氮废水的流程如图：
(4)过程①的目的是将 转化为NH ，并鼓入大量热空气将氨气吹出，写出 转化为NH 的离子方程
3 3
式_______。(5)过程②中加入NaClO溶液可将含氮化合物( 、NH •H O)转化为无毒无害的物质，反应后含氯元素、
3 2
氮元素的物质的化学式分别为_______、_______。
(6)图中含余氯废水中含有NaClO，可选用X试剂_______(填序号)达到去除余氯的目的。
a．NaOH溶液 b．KMnO 溶液 c．KCl溶液 d．NaSO 溶液
4 2 3
【答案】(1) +4H O=4H↑+[B(OH) ]-或 +2H O= +4H ↑ (2)= (3) 增大反应物的接触面
2 2 4 2 2
积，加快反应速率，使反应更充分 B(OCH )+4NaH=3CH ONa+NaBH (4) +OH-
3 3 3 4
NH ↑+H O
3 2
(5) NaCl N (6)d
2
【分析】氨氮废水中的氮元素多以 、NH •H O的形式存在，加入NaOH溶液，可将 转化为NH ，
3 2 3
吹出后收集；低浓度氨氮废水中加入NaClO溶液，可将 、NH •H O等氧化为N，自身转化为Cl-；再
3 2 2
加入还原剂，将ClO-还原为Cl-，得到达标废水。
【详解】（1）NaBH 与水发生氧化还原反应生成NaBO 和H，该反应的离子方程式为 +4H O=4H↑+
4 2 2 2 2
[B(OH) ]-或 +2H O= +4H ↑。答案为： +4H O=4H↑+[B(OH) ]-或 +2H O= +4H ↑；
4 2 2 2 2 4 2 2
（2）NaBH 和LiAlH 的相对分子质量都为38，其中H元素都显-1价，所以还原能力(单位质量转移电子
4 4
数)：NaBH =LiAlH。答案为：=；
4 4
（3）①"合成”步骤中，B(OCH ) 与NaH若直接混合，二者接触面积小，反应速率慢，为加快反应速率，
3 3
常将NaH分散到矿物油中，再与硼酸三甲酯[化学式：B(OCH )，易溶于矿物油中]反应，其目的是：增大
3 3
反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分。
②“合成”时，B(OCH ) 与NaH反应生成CHONa和NaBH ，化学方程式为
3 3 3 4
B(OCH )+4NaH=3CH ONa+NaBH 。答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分；
3 3 3 4
B(OCH )+4NaH=3CH ONa+NaBH ；
3 3 3 4
（4） 与OH-反应，转化为NH 和水，离子方程式： +OH- NH ↑+H O。答案为： +OH-
3 3 2
NH ↑+H O；
3 2
（5）过程②中加入NaClO溶液可将 、NH •H O转化为无毒无害的物质，则反应后含氯元素、氮元素
3 2
的物质的化学式分别为NaCl、N。答案为：NaCl；N；
2 2
（6）图中含余氯废水中含有NaClO，为达到去除余氯的目的，应加入还原剂NaSO 溶液，反应生成
2 3
NaSO 、NaCl，故选d。答案为：d。
2 4
【点睛】处理废水时，应在常温下进行，且加入的除杂试剂成本低，产物不污染环境。
7．（2022·天津一中高三阶段练习）一种以辉铜矿(主要成分为Cu S，含少量SiO)为原料制备硝酸铜的工
2 2
艺流程如图所示：(1)写出“浸取”过程中Cu S溶解时发生反应的离子方程式：____。
2
(2)恒温“浸取”的过程中发现铜元素的浸取速率先增大后减少，有研究指出CuCl 是该反应的催化剂，该
2
过程的反应原理可用化学方程式表示为
①Cu S+2CuCl =4CuCl+S；
2 2
②____。
(3)向滤液M中加入(或通入)____(填字母)，可得到一种可循环利用的物质。
a.铁 b.氯气 c.高锰酸钾 d.氯化氢
(4)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是____；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO 溶液调节
3
溶液的pH，其理由是____。
(5)辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS)通过电化学反应转变而成，有关转化见图，转化时转移0.2mol电
2
子，生成Cu S___mol。
2
【答案】(1) (2)
(3)b (4) 调pH将Fe3+完全转化为Fe(OH) 沉淀 抑制Cu2+水解 (5)0.2
3
【分析】辉铜矿(主要成分为Cu S，含少量SiO)，加入FeCl 溶液，可以将Cu S氧化生成CuCl 和S，过滤
2 2 3 2 2
除去S和SiO，加入Fe置换出Cu，将剩余的Fe3+还原为Fe2+，滤液M为氯化亚铁，保温除铁，加入硝酸
2
将过量的铁粉转化为Fe3+，加入CuO调pH，将Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀，过滤除去Fe(OH) ，硝酸铜溶液
3 3
加入稀硝酸抑制水解，蒸发浓缩冷却结晶，得到硝酸铜晶体；
（1）根据分析可知“浸取”过程中，加入FeCl 溶液，可以将Cu S氧化生成CuCl 和S，发生反应的离子
3 2 2
方程式： ；
（2）催化剂在反应前后不发生变化，但是参与中间过程，CuCl 是催化剂，参与
2
①Cu S+2CuCl =4CuCl+S；第二步应该是中间体CuCl与浸取液FeCl 生成CuCl ，②
2 2 3 2
；
（3）根据分析可知滤液M为氯化亚铁，将氯化亚铁氧化为氯化铁还可以循环利用，故通入的氧化剂为氯
气，故答案为b；
（4）根据分析可知“保温除铁”过程中，加入硝酸将过量的铁粉转化为Fe3+，加入CuO调pH，将Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀，过滤除去铁元素；硝酸铜溶液蒸发浓缩冷却结晶过程会水解，加入稀硝酸抑制Cu2+水
3
解；
（5）该转化中Cu被氧化成Cu S，化合价升高1价，CuFeS 被还原成Cu S，化合价降低1价，根据电子守
2 2 2
恒可知转化时转移0.2mol电子，生成Cu S为0.2mol。
2
8．（2022·天津·南开中学高三阶段练习）高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为 、 、
和 )可用于制备 晶体，工艺流程如下：
该工艺条件下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pH 2.10 7.45 9.27 9.60
完全沉淀pH 3.20 8.95 10.87 11.13
回答以下问题：
(1) 中阴离子的中心原子杂化类型为_______。
(2)提高“反应I”速率可采取的措施是_______(除“加热”外，任写一种)，滤渣A的主要成分为_______(填
化学式)。
(3)“反应II”中硫铁矿( )的作用为_______。
(4)“反应III”的离子方程式为_______。
(5)“调pH”步骤中，应调节pH不低于_______。
(6)取 产品，溶于适量水中，加硫酸酸化，用过量 (难溶于水)将其完全氧化为 ，
过滤，洗涤，洗涤液并入滤液后，加入 固体，充分反应后，用_______(填“酸”或“碱”)
式滴定管盛装 溶液滴定，最终用去20.00mL，计算样品中 的质量分数是
_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1)sp3杂化 (2) 适当增加硫酸的浓度或粉碎废锰渣或搅拌 MnO
2
(3)将MnO 还原为Mn2+ (4)2Fe2++MnO+4H+=2Fe3++Mn2++2H O (5)3.2
2 2 2
(6) 酸 96.0%
【分析】由题给流程可知，废锰渣中加入硫酸溶液酸浸，氢氧化钾、氧化镁、氧化铁与硫酸溶液反应生成可溶性硫酸盐，二氧化锰与硫酸溶液不反应，过滤得到含有可溶性硫酸盐的滤液和二氧化锰；向二氧化锰
与中加入稀硫酸、硫铁矿，在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫酸锰、硫酸铁、硫和水，过滤得到硫和
含有硫酸铁、硫酸锰的滤液；向滤液中加入二氧化锰，将溶液中的亚铁离子在酸性条件下氧化为铁离子，
向反应后的溶液中加入碳酸钙调节溶液pH，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧
化铁的滤渣和硫酸锰溶液；溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰。
（1）硫酸锰中的阴离子为硫酸根离子，硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离
子的空间构型为sp3杂化，故答案为：sp3杂化；
（2）适当增加硫酸的浓度、粉碎废锰渣、搅拌等措施提高反应I的反应速率；由分析可知，滤渣A为二氧
化锰，故答案为：适当增加硫酸的浓度或粉碎废锰渣或搅拌；MnO ；
2
（3）由分析可知，加入二硫化铁的作用是将二氧化锰在酸性条件下氧化转化为可溶的硫酸锰，故答案为：
将MnO 还原为Mn2+；
2
（4）由分析可知，加入二氧化锰的目的是将溶液中的亚铁离子在酸性条件下氧化为铁离子，反应的离子
方程式为2Fe2++MnO+4H+=2Fe3++Mn2++2H O，故答案为：2Fe2++MnO+4H+=2Fe3++Mn2++2H O；
2 2 2 2
（5）由分析可知，加入碳酸钙的目的是调节溶液pH为3.2，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，故
答案为：3.2；
（6）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶管，所以盛装盛装酸性高锰酸钾溶液的
滴定管为酸式滴定管；由题意可得如下转化关系：2MnSO —2NaMnO —5NaC O，草酸钠的物质的量为
4 4 2 2 4
=0.004mol，滴定消耗20.00 mL0.0320 mol/L高锰酸钾溶液，则由锰原子原子个数守恒可知
0.1510g硫酸锰固体中硫酸锰的物质的量为(0.004—0.0320 mol/L×0.0200L× )× =0.00096mol，其质量分数
×100%=96.0%，故答案为：酸；96.0%。
9．（2022·黑龙江·牡丹江市第二高级中学高三阶段练习）叠氮化钠( )不溶于乙醚，微溶于乙醇，易溶
于水，常用于汽车安全防护袋的气源，汽车发生剧烈碰撞时，立即自动充气。实验室模拟尿素法制备水合
肼( )并利用其进一步反应制取 的流程如下：
已知：① 易溶于水，具有强还原性，易被氧化成 ；
②一定条件下，碱性 溶液与尿素溶液反应生成 。
回答下列问题
(1)吸收塔内发生反应的离子方程式为_______。
(2)写出反应器1中生成水合肼反应的化学方程式_______。(3)反应器2中加入无水乙醚的作用是_______。
(4)已知亚硝酸乙酯的结构简式为 ，写出反应器2中生成 和 的化学方程式
_______。
(5)反应器1要控制 溶液的用量，其主要目的是_______。
(6)某实验室设计了如图所示装置制备 。双极膜是阴、阳复合膜，层间的 解离成 和 并可
分别通过阴、阳膜定向移动。
①双极膜中产生的_______(填“ ”或“ ”)移向多孔铂电极。
②石墨电极反应式为_______。
【答案】(1) (2)
(3)降低 的溶解度，有利于 结晶析出
(4)
(5)防止过量的 将生成的 氧化
(6)
【分析】由题中流程和信息可知，Cl 通 入吸收塔中与NaOH发生反应生成NaClO，碱性NaClO溶液与尿
2
素溶液在反应器I中MnSO 作催化剂条件下发生反应生成 和NaCO，经过蒸馏、脱盐、精制得
4 2 3
到NaCO 和水合肼( )，水合肼与亚硝酸乙
2 3
酯和NaOH混合液在反应器2中发生反应生成NaN 和CHCHOH，经过结晶、抽滤、洗涤，重结晶，制得
3 3 2
，据此解答。
（1）由上述分析可知，Cl 通 入吸收塔中与NaOH发生氧化还原反应，生成NaClO、NaCl和HO，其离
2 2
子方程式为 ，答案为 ；
（2）由上述分析可知，在反应器1中MnSO 作催化剂条件下碱性NaClO溶液与尿素溶液发生氧化还原反
4
应，生成 、NaCO 和NaCl，其化学方程式为
2 3
，答案为；
（3）由题中信息可知，叠氮化钠( )不溶于乙醚，微溶于乙醇，易溶于水，所以在反应器2中加入无
水乙醚，是为了降低 的溶解度，有利于 结晶析出，答案为降低 的溶解度，有利于 结
晶析出；
（4）由上述分析可知，水合肼( )与亚硝酸乙酯和NaOH混合液在反应器2中发生反应生成
和CHCHOH，其化学方程式为 ；
3 2
（5）由题中信息可知， 易溶于水，具有强还原性，易被氧化成N2，而NaClO具有强氧化性，
所以过量的NaClO会将生成的 氧化，答案为防止过量的NaClO将生成的 氧化；
（6）①由题中图示可知，NH 转化为 ， N元素的化合价由-3价变为-2价，失电子化合价升高，发生
3
氧化反应，则多孔铂电极为负极，石墨为正极，根据原电池中阴离子向负极移动，则阴离子向多孔铂电极
移动，即OH-向多孔铂电极移动;
②石墨为正极，NaClO中Cl元素得电子发生还原反应，其电极反应式为 ，答
案为：OH-， 。
10．（2022·陕西·武功县教育局教育教学研究室一模）以含锂电解铝废渣(主要含 、NaF、LiF、CaO)和
浓硫酸为原料，制备电池级碳酸锂，同时得副产品冰晶石，其工艺流程如下：
已知：LiOH易溶于水， 微溶于水。回答下列问题：
(1)“溶浸”时 发生反应的化学方程式为_______，“溶浸”时的反应_______(填“能”或“不能”)在玻
璃仪器中进行。滤渣1的主要成分是_______(填化学式)。
(2)碱解反应中，同时得到气体和沉淀反应的离子方程式为_______。
(3)一般来说 时，该反应进行得就基本完全了。苛化反应中存在如下平衡：
，通过计算说明该反应是否进行完全：_______［已知
、 ］。
(4)从碳化反应后的溶液得到 固体的具体实验操作中，第一步应在_______(填一种主要仪器的名称)
中进行，该流程中可以循环使用的物质是_______。
(5)上述流程得到副产品冰晶石的化学方程式为_______。【答案】(1) 不能
(2)
(3) 的K= = = =
=3.5×105>105，可以认为该反应进行完全
(4) 蒸发皿 二氧化碳
(5)6HF＋NaSO ＋NaAlO =Na AlF＋HSO ＋2HO
2 4 2 3 6 2 4 2
【分析】含锂电解铝废渣主要含AlF、NaF、LiF、CaO等，加入浓硫酸生成的气体为HF，硫酸钙微溶于
3
水，水浸后过滤分离出滤渣1为CaSO；滤液中加碳酸钠发生2Al3++3 +3H O=2Al(OH) ↓+3CO ↑、2Li+
4 2 3 2
+ ═Li CO↓，气体为CO，过滤分离出滤液含硫酸钠，分离出沉淀Al(OH) 、LiCO，加水调浆再加
2 3 2 3 2 3
CaO、苛化反应将不溶性的碳酸锂转化成氢氧化锂溶液，过滤分离出滤渣2含CaCO 和Al(OH) ，碳化时
3 3
LiOH与二氧化碳反应得到LiHCO ，提取晶体后再分解生成LiCO 固体，二氧化碳在流程中可循环使用；
3 2 3
（1） 和硫酸发生复分解反应生产硫酸铝、氟化氢： ；生成HF
能与二氧化硅反应，故不能在玻璃仪器中进行；滤渣1的主要成分是不溶性物质CaSO。
4
（2）碱解反应中，同时得到气体和沉淀反应是铝离子和碳酸根离子的双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二
氧化碳气体，离子方程式为 。
（3） 的K= = = =
=3.5×105>105，可以认为该反应进行完全。
（4）从碳化反应后的溶液得到LiCO 固体的具体实验操作中，第一步应为提取LiHCO 晶体，需要进行加
2 3 3
热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故第一步主要在蒸发皿进行；该流程中二氧化碳既是反应物又是
生成物，故可以循环使用的物质是二氧化碳。
（5）上述流程得到副产品冰晶石，根据流程图知，反应物为HF、NaSO 、NaAlO ，生成物为NaAlF，
2 4 2 3 6
根据原子守恒及反应原理书写方程式为：6HF＋NaSO ＋NaAlO =Na AlF＋HSO ＋2HO。
2 4 2 3 6 2 4 2
11．（2022·广东·清远市华侨中学高三阶段练习）铍是火箭、导弹、航空以及冶金工业中不可缺少的宝贵
材料。以绿柱石[Be Al (SiO)]为原料制备两性金属铍的工艺流程如图所示。
3 2 3 6回答下列问题：
(1)绿柱石中Be的化合价为_______ 。
(2)750℃烧结时，NaFeF 仅与绿柱若中BeO作用生成易溶于水的NaBeF ，则滤渣的主要成分是Fe O 和
3 6 2 4 2 3
_______ 。
(3)“水浸”时“粉碎”的目的是_______ 。
(4)加适量氢氧化钠溶液使铍元素完全转化为氢氧化铍沉淀，已知25℃时K [Be(OH) ]=4×10-22，计算25℃
sp 2
时，饱和氢氧化铍溶液的pH=_______(可用对数表示)，“沉氟”的化学方程式为_______。
(5)镍作阴极、石墨作阳极，350~400℃电解NaCl—BeCl 熔融混合物得到金属铍，阳极反应式为_______；
2
不能用该电解槽电解熔融氯化铍制金属铍的原因可能是_______。
【答案】(1)+2价 (2)AlO 和SiO (3)增大反应物的接触面积，提高水浸的反应速率和浸取率
2 3 2
(4) +lg2 12NaF+Fe (SO )=2Na FeF↓+3Na SO
2 4 3 3 6 2 4
(5) 2Cl﹣—2e﹣=Cl↑ 熔融的氯化铍不导电
2
【分析】由题给流程可知，绿柱石和六氟合铁酸钠750℃烧结时，绿柱石与六氟合铁酸钠共热反应生成四
氟合铍酸钠、氧化铁、氧化铝和二氧化硅，烧结渣粉碎后溶于水水浸、过滤得到四氟合铍酸钠滤液和含有
氧化铁、氧化铝、二氧化硅的滤渣；向滤液中加入适量氢氧化钠溶液，四氟合铍酸钠溶液与适量氢氧化钠
溶液反应得到氢氧化铍沉淀和氟化钠，过滤得到氟化钠溶液和氢氧化铍；氢氧化铍溶于盐酸得到氯化铍，
电解熔融氯化钠—氯化铍混合物得到金属铍；向氟化钠溶液中加入硫酸铁溶液，将氟化钠转化为难溶于水
的四氟合铍酸钠循环使用。
【详解】（1）由化合价的代数和为0可知，绿柱石中铍元素、铝元素、硅元素的化合价分别为+2价、+3
价、+4价，故答案为：+2价；
（2）由分析可知，滤渣的主要成分为氧化铁、氧化铝、二氧化硅，故答案为：Al O 和SiO；
2 3 2
（3）水浸时，粉碎烧结渣可以增大固体的表面积，有利于增大反应物的接触面积，提高水浸的反应速率
和浸取率，故答案为：增大反应物的接触面积，提高水浸的反应速率和浸取率；
（4）设饱和氢氧化铍溶液中铍离子的浓度为a，由氢氧化铍的溶度积可得：a= mol/L=
mol/L，则溶液中氢氧根离子浓度为(2× )mol/L，溶液的pH为 +lg2；由分析可知，沉氟发生的
反应为氟化钠溶液与硫酸铁溶液反应生成四氟合铍酸钠沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为
12NaF+Fe (SO )=2Na FeF↓+3Na SO ，故答案为： +lg2；12NaF+Fe (SO )=2Na FeF↓+3Na SO ；
2 4 3 3 6 2 4 2 4 3 3 6 2 4
（5）由于氯化铍为共价化合物，熔融的氯化铍不导电，所以用350~400℃条件下电解熔融熔融氯化钠和氯
化铍混合物的方法在阴极得到金属铍、在阳极得到氯气，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应的电极反应
式为，故答案为：2Cl﹣—2e﹣=Cl↑；熔融的氯化铍不导电。
2
12．（2022·浙江·高三阶段练习）用废铜(主要是Cu、CuO，含少量Fe、Fe O)制取甲酸铜晶体的流程如下：
2 3请回答：
(1)反应Ⅰ最佳方案应选择_______。
A．废铜煅烧成氧化铜后与稀硫酸反应 B．废铜与稀硫酸、稀硝酸反应
C．废铜与浓硫酸反应 D．废铜与稀硫酸、双氧水反应
(2)从下列选项中选择“系列操作Ⅰ”的正确步骤并排序(操作可重复使用)：_______。
_______→c→_______→_______→_______。
a.加热蒸发至溶液表面出现晶膜 b.加热蒸发至出现大量晶体 c.过滤 d.趁热过滤 e.用 调节 f.用
调节 g.冷却 h.用余热蒸干
(3)写出反应Ⅱ的离子方程式：_______。反应Ⅱ温度控制在 的原因是_______。
(4)用 和甲酸反应无法得到甲酸铜，可能的原因是_______。
(5)产品中甲酸根 含量的测定：
步骤一：精确称量 产品配成 溶液，取出 于锥形瓶中。
步骤二：加入适量 ，过滤，洗涤，合并滤液和洗涤液，再加入 溶液，充
分反应后加 、 ，充分反应后加入 淀粉溶液，用 标
准溶液滴定，终点时消耗 标准溶液 。
步聚三：用 蒸馏水代替甲酸铜溶液重复步骤二实验，终点时消耗 标准溶液 。
部分相关反应为：
则产品中 的质量分数为_______%(用含 的代数式表示)。
【答案】(1)D (2) (3) 2Cu2++4HCO ═Cu (OH) •CO ↓+3CO ↑+H O 温度过低反
2 2 3 2 2
应慢，过高导致 和Cu (OH) •CO 分解 (4) 将甲酸(或甲酸根，或甲酸铜)氧化
2 2 3
(5)【分析】废铜与稀硫酸、双氧水反应生成硫酸铜，溶液中含有铁离子，用 调节 ，蒸发浓缩至溶液
表面出现晶膜，冷却结晶、过滤得胆矾，与小苏打在70~80°C的水浴中加热，生成Cu (OH) •CO ，加甲酸
2 2 3
50°C的水浴中加热，蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤得甲酸铜晶体。
（1）铜与稀硫酸不反应，将废铜与稀硫酸、双氧水混合发生氧化还原反应，故答案为：D；
（2）废铜与稀硫酸、双氧水反应生成硫酸铜，溶液中含有铁离子，用 调节 ，蒸发浓缩至溶液表
面出现晶膜，冷却结晶、过滤得胆矾，故答案为： ；
（3）胆矾，与小苏打在70~80°C的水浴中加热，生成Cu (OH) •CO ，反应Ⅱ的离子方程式：2Cu2++4HCO
2 2 3
═Cu (OH) •CO ↓+3CO ↑+H O。反应Ⅱ温度控制在 的原因是温度过低反应慢，过高导致
2 2 3 2 2
和Cu (OH) •CO 分解。故答案为：2Cu2++4HCO ═Cu (OH) •CO ↓+3CO ↑+H O；温度过低反应慢，过高导
2 2 3 2 2 3 2 2
致 和Cu (OH) •CO 分解；
2 2 3
（4）用 和甲酸反应无法得到甲酸铜，可能的原因是 将甲酸(或甲酸根，或甲酸铜)氧化。故答案为：
将甲酸(或甲酸根，或甲酸铜)氧化；
（5）根据电子得失守恒，两次 转移电子数之差等于甲酸转移的电子数，2n( )=n(
)×(2.5-2)×2=c( )×(V-V )×(2.5-2)×2,n( )=(0.1000mol/L×(V -V )×10-3L×(2.5-2)× =5(V -
2 1 2 1 2
V)×10-4mol，则产品中 的质量分数为 = %(用含
1
的代数式表示)。故答案为： 。
13．（2022·江苏·南京市秦淮中学高三阶段练习）工业上从铬铁矿废渣(主要含Cr O、SiO、Al O、Fe O)
2 3 2 2 3 2 3
中回收提取铬的工艺流程如图：
注：焙烧可将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。
(1)为加快“水浸”速率，可采取的措施为____(写出一种即可)。
(2)已知“浸出液”的主要成分为NaCrO，则Cr O 焙烧时反应的化学方程式为____。
2 4 2 3
(3)滤渣1的主要成分是____。实验室中进行操作2用到的玻璃仪器有____。
(4)常温下，溶液中部分离子的物质的量浓度的对数lgc与pH的关系如图所示。已知溶液中离子浓度≤10-
5mol/L时认为沉淀完全。浸出液用HSO 调节pH的最佳范围是____。调pH时CrO 转化的离子方程式为____。
2 4
(5)工业废水中苯酚的含量，可用以下步骤测定：
①把20.00mL废水样品、20mL0.0100mol/LKBrO 和0.0600mol/LKBr混合溶液置于锥形瓶中，再加入
3
10mL6mol/L的盐酸，迅速盖好盖子，摇动锥形瓶。
②充分反应后，稍松开瓶塞，从瓶塞和瓶壁间缝隙迅速加入10%KI溶液10mL(过量)，迅速加盖，充分摇
匀。加入少量淀粉溶液。
③用0.025mol/LNa SO 标准溶液滴定至终点，用去NaSO 溶液22.48mL。
2 2 3 2 2 3
已知：I+2Na SO=2NaI+Na SO
2 2 2 3 2 4 6
计算该工业废水中苯酚的浓度是_____(保留四位小数)。(写出计算过程)
【答案】(1)提高水浸温度或搅拌 (2) (3) Fe O 烧
2 3
杯、漏斗、玻璃棒 (4) 4.5≤pH≤9.3 (5)0.0053mol/L
【分析】铬铁矿废渣（主要含Cr O、SiO、Al O、Fe O）中回收提取铬，铬铁矿废渣中加入碳酸钠培烧，
2 3 2 2 3 2 3
烧渣水浸过滤得到滤渣1主要是Fe O，浸出液中加入硫酸调节溶液pH4.5≤pH≤9.3，过滤得到滤渣2主要
2 3
是硅酸、氢氧化铝，滤液中加入NaS反应生成Cr(OH) ，煅烧得到Cr O，还原剂还原得到Cr；
2 3 2 3
(5)充分反应后，稍松开瓶塞，从瓶塞和瓶壁间缝隙迅速加入10%KI溶液10mL（过量），迅速加盖，充分
摇匀发生：Br ＋2I−＝I＋2Br−，加入少量淀粉溶液做指示剂；用0.025mol/LNa SO 标准溶液滴定至终点，
2 2 2 2 3
发生I＋2NaSO＝2NaI＋NaSO，用去NaSO 溶液22.48mL，列出关系式计算。
2 2 2 3 2 4 6 2 2 3
（1）为加快“水浸”速率，可采取的措施为：提高水浸温度或搅拌等；
故答案为提高水浸温度或搅拌；
（2）已知“浸出液”的主要成分为NaCrO，则Cr O 焙烧时和碳酸钠、氧气反应生成NaCrO 和二氧化
2 4 2 3 2 4
碳，反应的化学方程式为： ；
故答案为 ；
（3）分析可知，滤渣1的主要成分是：Fe O，实验室中进行操作2用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻
2 3
璃棒；故答案为Fe O，烧杯、漏斗、玻璃棒；
2 3
（4）图像分析可知，浸出液用HSO 调节pH的最佳范围是：4.5≤pH≤9.3，调pH时 转化为 ，
2 4
反应的离子方程式为： ；故答案为4.5≤pH≤9.3， ；
（5）根据反应方程式 ；知 ，
，由Br ＋2I−＝I＋2Br−、I＋2NaSO＝2NaI＋NaSO 得关系式
2 2 2 2 2 3 2 4 6
， ，
，由方程式 ，
得关系式 ~3Br ，得 ，该工业废水中苯酚的浓度
2
是 ；
故答案为0.0053mol/L。
【点睛】本题考查了物质制备和混合物分离、探究物质的组成或测量物质的含量的分析判断，主要是物质
制备原理和流程分析的判断，要掌握根据方程式的计算，需要学生熟练根据方程式找关系式，题目难度较
大。
14．（2022·北京·首都师范大学附属中学高三阶段练习）从铜电解液中分离得到的粗硫酸镍晶体中含有大
量的杂质元素(Cu、Fe、As、Ca、Zn等)，我国科学家对粗硫酸镍( )进行精制提纯，其工艺流程如下。
已知：i.含镍溶液中的杂质微粒有： 、 、 、 和 等
ii.饱和 溶液中，
ⅲ.部分物质的电离常数和溶度积常数如下表
物
电离常数 物质 溶度积常数 物质 溶度积常数
质(1) 是弱电解质， _______[用 、 和 表示] 。
(2)滤渣1中含有 和S，写出生成 和S的化学方程式_______。
(3)解释“氧化除杂”中析出 的原因_______。
(4)“氟化除杂”中试剂a为_______。
(5)“ 萃取”水溶液的 约为3.3，结合下图解释原因_______。
(6)理论上“硫化除杂”之后，溶液中 _______ [计算时 取 ，结果保留两位有
效数字]。
【答案】(1) (2) (3)Cl 将Fe2＋氧化为Fe3＋，
2
，加入的Ni(OH) 和H＋反应，Fe3＋的水解平衡正移，生成Fe(OH)
2 3
(4)NiF 或HF (5)pH过大，Ni2＋损失较多；pH过小，Zn2＋有较多剩余 (6)4.4×10−16
2
【分析】粗硫酸镍晶体溶解调节pH＝0.5，通入硫化氢除去铜、砷元素；加入氯气将二价铁转化为三价铁，
加入氢氧化镍调节pH值，除去铁元素；加入NiF 或HF除去钙元素；调节pH萃取分离出镍元素，最终得
2
到精制硫酸镍。
（1）HS是弱电解质，分两步电离， 、 ， 、
2
，所以 ；
故答案为 ；
（2）含镍溶液中的主要离子有 AsO ，滤渣1中含有As S 和S，由流程可知，AsO 和通入的硫化氢气
2 3
体在酸性环境中发生氧化还原反应生成As S 和S，离子方程式为 ；
2 3
故答案为 ；
（3）Cl 具有氧化性，会将Fe2＋氧化为Fe3＋，铁离子发生水解反应： ，加入
2
的Ni(OH) 和溶液中H＋反应导致溶液pH增大碱性增强，Fe3＋的水解平衡正移生成Fe(OH) ，则原因为Cl
2 3 2将Fe2＋氧化为Fe3＋， ，加入的Ni(OH) 和H＋反应，Fe3＋的水解平衡正移，生
2
成Fe(OH) ；故答案为Cl 将Fe2＋氧化为Fe3＋， ，加入的Ni(OH) 和H＋反应，
3 2 2
Fe3＋的水解平衡正移，生成Fe(OH) ；
3
（4）流程对粗硫酸镍进行精制提纯，“氟化除杂”中要加入氟元素除去钙离子且不不能引入杂质阳离子，
故加入试剂a为NiF 或HF；
2
故答案为NiF 或HF；
2
（5）由图可知，“P0 萃取”水溶液的pH约为3.3时，锌离子基本已经除尽且此时镍离子损失不大，如
2 4
果pH过大，Ni2＋损失较多，pH过小，Zn2＋有较多剩余，故pH约为3.3；
故答案为pH过大，Ni2＋损失较多；pH过小，Zn2＋有较多剩余；
（6）已知饱和HS溶液中，c(HS)≈0.1mol/L；由（1）可知 、 ，
2 2
；由流程可知，此时pH＝0.5，则c(H＋)＝10−0.5mol/L，则
， ；Ksp(CuS)＝6.3×10−36＝c(S2−)×c(Cu2＋)，
；
故答案为4.4×10−16。
【点睛】本题考查物质的制备实验方案设计，侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进
行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取
与使用，难度较大。
15．（2022·黑龙江·尚志市尚志中学高三阶段练习）CoCl 可用于电镀，是一种性能优越的电池前驱材料，
2
由含钴矿(Co元素主要以Co O、CoO的形式存在，还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素，碳
2 3
及有机物等)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如图：
已知：①焦亚硫酸钠(Na SO)常作食品抗氧化剂。CaF 、MgF 难溶于水。
2 2 5 2 2
②CoCl •6H O的熔点为86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水
2 2
变成有毒的无水氯化钴。
③部分金属阳离子形成氢氧化物的pH见表：
Co3+ Fe3+ Cu2+ Co2+ Fe2+ Zn2+ Mn2+ Mg2+
开始沉淀pH 0.3 2.7 5.5 7.2 7.6 7.6 8.3 9.6完全沉淀pH 1.1 3.2 6.6 9.2 9.6 9.2 9.3 11.1
回答下列问题：
(1)“550℃焙烧”的目的是_______。
(2)“浸取”的过程中，用离子方程式表示NaSO 的作用是_______。
2 2 5
(3)滤液1中加入NaClO 溶液的作用是_______。
3
(4)加入NaCO 溶液生成滤渣2的主要离子方程式为_______。
2 3
滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl 晶体：
2
(5)滤液3中加入萃取剂I，然后用稀盐酸反萃取的目的是_______。
(6)氯化钴溶液，经过_______、过滤、洗涤、干燥得到晶体。
(7)制备晶体CoCl •6H O，需在减压环境下烘干的原因是_______。
2 2
【答案】(1)除去碳及有机物并使各金属转化为氧化物 (2)4Co3++ S O +3H O=4Co2++2SO +6H+
2 2
(3)将Fe2+氧化为Fe3+ (4)2Fe3++3CO +3H O=2Fe(OH) ↓+3CO ↑ (5)分离出溶液中的Mn2+、Cu2+、Zn2+，
2 3 2
回收利用 (6)蒸发浓缩、冷却结晶 (7)降低烘干温度，防止产品分解产生有毒的无水氯化钴
【分析】由含钴矿（Co元素主要以Co O、CoO存在，还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元
2 3
素）制取氯化钴晶体的一种工艺流程，含钴矿粉焙烧后加入稀硫酸和NaSO，过滤得到滤渣1和滤液1，
2 2 5
滤液1中加入NaClO 将亚铁离子氧化为三价铁离子，便于分离，加入碳酸钠溶液调节溶液pH3.0~3.5沉淀
3
铁离子，过滤得到滤渣2和滤液2，滤液2中加入NaF调节溶液pH=4.0~5.0沉淀钙离子和镁离子，生成滤
渣3为CaF 、MgF ；滤液3中加入萃取剂Ⅰ，分液得到有机层，然后用稀盐酸反萃取得到萃取剂Ⅰ和溶液
2 2
4，经过一系列操作得到相应的盐；溶液中含钴离子和镍离子，加入萃取剂Ⅱ萃取分液得到含镍离子的溶
液和有机层，加入稀盐酸反萃取得到氯化钴溶液，经过浓缩蒸发、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到晶体。
（1）碳和有机物可通过焙烧除去，含钴废料“550℃焙烧”可以除去碳及有机物并使各金属转化为氧化物。
（2）焦亚硫酸钠NaSO，常做食品抗氧化剂，具有还原性，浸取中加入NaSO 的作用是将三价钴离子
2 2 5 2 2 5
还原为Co2+，防止生成Co（OH） 沉淀，发生反应的离子方程式为4Co3++ S O +3H O=4Co2++2SO
3 2 2
+6H+。
（3）加入NaClO 的作用将Fe2+氧化为Fe3+，便于分离。
3
（4）加入NaCO 溶液生成滤渣2是碳酸钠和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式：2Fe3+
2 3
+3CO +3H O=2Fe(OH) ↓+3CO ↑。
2 3 2
（5）滤液3中加入萃取剂I，然后用稀盐酸反萃取的目的是分离出溶液中的Mn2+、Cu2+、Zn2+，回收利用。
（6）氯化钴溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体。（7）制备晶体CoCl •6H O，需在减压环境下烘干的原因是：降低烘干温度，防止产品分解产生有毒的无
2 2
水氯化钴。
16．（2022·广东·高三阶段练习）钪(Sc)是一种重要的稀土金属，常用来制特种玻璃、轻质耐高温合金。从
“赤泥”矿(主要成分为 、 、 、 )中回收钪，同时生产聚合氯化铁铝[
]具有极其重要的工业价值，一种工艺流程如图所示：
已知：钪离子可以在不同pH下生成 (n=1～6)。请回答以下问题：
(1)基态钪原子的价电子排布式为_______，过氧化氢的电子式为_______。
(2)“还原”步骤中发生的主要离子反应方程式为_______。
(3)“反萃取”时若加入的氢氧化钠大量过量，则生成的含Sc元素的粒子主要为_______。
(4)为了使水解步骤反应更加彻底，可以采取的措施为_______(不能添加化学式剂，任答一条即可)。
(5)步骤X中生成聚合氯化铁铝[ ]的化学反应方程式为_______。
(6)如图是 晶胞的示意图,晶胞中含有的氧原子数目为_______个，已知Ti原子的配位数为6，则O原子
的配位数为_______，该晶体的密度约为_______ 。(N 取 ，结果用含a、b、c的最简分数表
A
达式表示)。
【答案】(1) 3d14s2 (2)2Fe3++Fe=3Fe2+ (3)[Sc(OH)]3— (4)加入大量的水，并加热
6
(5)AlCl +FeCl +(6—m)NaHCO=AlFe(OH) Cl ↓+(6—m)CO ↑+(6—m)NaCl (6) 4 3
3 3 3 6—m m 2
【分析】由题给流程可知，向赤泥中加入盐酸浸取时，金属氧化物溶于盐酸得到可溶的金属氯化物，过滤
得到浸取液；向浸取液中加入有机溶剂萃取溶液的钪离子，分液得到含有钛离子、铁离子、铝离子的水相
和含有钪离子的有机相；向水相中加入铁粉，将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，向反应后的溶液中加入大量的水，并加热使钛离子水解转化为TiO·xH O沉淀，过滤得到TiO·xH O和含有亚铁离子、铝离子的
2 2 2 2
滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，向反应后的溶液中加入碳酸氢钠溶液，将
溶液中的铁离子、铝离子转化为聚合氯化铁铝沉淀；向有机相中加入氢氧化钠溶液反萃取，分液得到含有
钪离子的水相，向水相中加入草酸溶液，将钪离子转化为草酸钪沉淀，过滤得到草酸钪；草酸钪经多步转
化后得到钪。
（1）钪元素的原子序数为21，价电子排布式为3d14s2；过氧化氢为共价化合物，电子式为 ，故
答案为：3d14s2； ；
（2）由分析可知，还原步骤中发生的主要反应为铁与溶液中铁离子反应生成亚铁离子，离子反应方程式
为2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；
（3）反萃取时若加入的氢氧化钠大量过量，溶液中的钪离子会转化为六羟基合钪离子，故答案为：
[Sc(OH) ]3—；
6
（4）四氯化钛在溶液中的水解反应为吸热反应，所以向溶液中加入大量的水，并加热，使水解平衡不断
向正反应方向移动，可以使水解步骤反应更加彻底，故答案为：加入大量的水，并加热；
（5）由分析可知，步骤X中生成聚合氯化铁铝的反应为碳酸氢钠溶液与溶液、氯化铁溶液发生双水解反
应生成聚合氯化铁铝、二氧化碳和氯化钠，反应的化学方程式为AlCl +FeCl +(6—m)NaHCO=AlFe(OH)
3 3 3 6—
Cl ↓+(6—m)CO ↑+(6—m)NaCl，故答案为：AlCl +FeCl +(6—m)NaHCO=AlFe(OH) Cl ↓+(6—
m m 2 3 3 3 6—m m
m)CO ↑+(6—m)NaCl；
2
（6）由晶胞结构可知，位于面上和体内的氧原子个数为4× +2=4，位于顶点和体心的钛原子个数为8×
+1=2，钛原子的配位数为6，由化学式可知，氧原子的配位数为3，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质
量公式可得： = ，解得d= ，故答案为： 。
17．（2022·河南·高三阶段练习）钼酸锂 主要用于化工、缓蚀剂、电极材料、金属陶瓷、电阻
器材料、制冷等领域，通过如图流程，以钼矿(主要成分是 ，还有杂质 )为原料可制备钼酸
锂
回答下列问题：
(1) 位于元素周期表的第五周期ⅥB族，则 属于_______(填序号)元素
A．短周期 B．副族 C．过渡金属 D．44号
(2)气体X是一种有毒气体，其化学式是_______，该气体可以再利用，写出其中一种用途：_______
(3)“碱浸”前需对粗 进行粉碎，这一操作的目的是_______，该操作过程中测定浸取率与温度的关系
数据如表：温度/ 40 50 60 70 80 90
浸取率/ 85.5 88.5 95.3 95.7 96.0 89.5
从浸取率和经济角度考虑，选取的合适温度是_______
(4)该流程的浸渣中含 ，写出分离 的物理方法：_______
(5)“转化”操作中加入双氧水的目的是将其中少量的 氧化为 ，该反应的离子方程式是_______
(6)“合成”的温度是 ，则气体Y中含有 、_______(填化学式)
【答案】(1)BC (2) SO 制取硫酸 (3) 增大接触面积，加快浸出速率 60
2
(4)磁铁吸引 (5) +H O= +H O (6)NH
2 2 2 3
【分析】钼矿（主要含MoS ，还有杂质 ），通入氧气焙烧MoS 与氧气反应生成二氧化硫和
2 2
MoO ，FeO生成Fe O、Fe O，MoO 加入碳酸钠溶液进行碱浸生成NaMoO ，加入双氧水将其中少量的
3 2 3 3 4 3 2 4
氧化为 ，过滤除去CuO、Fe O、Fe O，滤液中加入NH NO 、HNO 沉钼，生成（NH ）
2 3 3 4 4 3 3 4
MoO •2H O，过滤，得到（NH ）MoO •2H O，滤液含有的主要溶质为硝酸钠，再加入碳酸锂高温合成
2 4 13 2 4 2 4 13 2
最终得到钼酸锂，据此分析回答。
（1）Mo为42号元素，位于元素周期表的第五周期ⅥB族，则Mo属于副族、过渡金属元素。
（2）气体X为SO ，是一种有毒气体，该气体可以再利用，可以用于制取硫酸。
2
（3）“碱浸”前需对粗MoO 进行粉碎，这一操作的目的是增大接触面积，加快浸出速率，根据该操作过
3
程中测定浸取率与温度的关系数据，从浸取率和经济角度考虑，选取的合适温度是60℃。
（4）Fe O 具有磁性，分离Fe O 的物理方法为用磁铁吸引。
3 4 3 4
（5）“转化”操作中加入双氧水的目的是将其中少量的 氧化为 ，该反应的离子方程式是
+H O= +H O。
2 2 2
（6）（NH ）MoO •2H O和碳酸锂反应得到钼酸锂，同时生成CO，根据反应物成分含有铵根离子，则
4 2 4 13 2 2
还会生成NH 。
3
18．（2022·湖南·长郡中学高三阶段练习）某化工厂产生的废渣中含有 和Ag，为了回收这两种物质，
某同学设计了如下流程：已知：“浸出"”过程发生可逆反应： 。
回答下列问题：
(1)“氧化”阶段需在80℃条件下进行，最适合的加热方式为_______。将废渣“氧化”的化学方程式为
_______。
(2)其他条件不变，在敞口容器中进行“浸出”时，浸出时间过长会使银的浸出率(浸出液中银的质量占起
始废渣中银的质量的百分比)降低，可能原因是_______(用离子方程式表示)。
(3)研究发现：浸出液中含银化合物总浓度、含硫化合物总浓度与浸出液pH的关系如下图所示：
①pH=10时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化趋势是_______。
②pH=5时含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH=10时不同，原因是_______。
(4)“还原”过程中还原剂与氧化剂物质的量之比为_______。
(5)工业上，粗银电解精炼时，电流为 ，若用8A的电流电解60min后，得到 ，则该电解池
的电解效率为_______。(保留小数点后一位。通过一定电荷量时阴极上实际沉积的金属质量与理论上应沉
积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为 )【答案】(1) 水浴加热 (2)
(3) 含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大 pH较小时， 与H+结合生成
或 ，尽管含硫化合物总浓度增大，但 均较小 (4)1：4 (5)67.0%
【分析】由题给流程可知，在80℃水浴加热条件下，用20%次氯酸钠溶液将废渣中的银转化为氯化银，过
滤得到硫酸铅和氯化银；向硫酸铅和氯化银中加入亚硫酸钠溶液，将氯化银转化为二硫代硫酸根合银离子，
过滤得到硫酸铅和含有二硫代硫酸根合银离子的滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH为4，将二硫代硫
酸根合银离子转化为氯化银沉淀，过滤得到氯化银；向氯化银中加入10%氨水，将氯化银转化为银氨络离
子，向含有银氨络离子的溶液中加入NH·H O，将银氨络离子还原为银。
2 4 2
（1）由分析可知，在80℃水浴加热条件下，用20%次氯酸钠溶液将废渣中的银转化为氯化银，反应的化
学方程式为 ，故答案为：水浴加热；
；
（2）若在敞口容器中进行浸出的时间过长，溶液中的亚硫酸根离子会被空气中氧气氧化，导致银的浸出
率降低，反应的离子方程式为 ，故答案为： ；
（3）①由图可知，溶液pH=10时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大，原因是溶液中
亚硫酸根离子浓度增大，氯化银转化为二硫代硫酸根合银离子的平衡向正反应方向移动，导致含银化合物
总浓度增大，故答案为：含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大；
②由图可知，溶液pH=5时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH=10时不同，总浓度随含
硫化合物总浓度的增大而增大，原因是溶液中氢离子与亚硫酸氢根离子反应转化为亚硫酸氢根离子或亚硫
酸，使液中亚硫酸根离子浓度减小，氯化银转化为二硫代硫酸根合银离子的平衡向逆反应方向移动，导致
含银化合物总浓度减小，故答案为：pH较小时， 与H+结合生成 或 ，尽管含硫化合物总浓
度增大，但 均较小；
（4）由化合价变化可知，银氨络离子与NH·H O反应时，银元素的化合价降低被还原，银氨络离子为反
2 4 2
应的氧化剂，氮元素的化合价降低被氧化，NH·H O为反应的氧化剂，由得失电子数目守恒可知，还原剂
2 4 2
NH·H O与氧化剂银氨络离子的物质的量比为1：4，故答案为：1：4；
2 4 2
（5）用8A的电流电解 时，电子的物质的量为 ，由电解得到21.6gAg可知，
电解池的电解效率为 ×100%≈67.0%，故答案为：67.0%。
19．（2022·四川·高三开学考试）形状记忆陶瓷目前尚处于研究阶段，其中一种形状记忆陶瓷的主要原材
料是纳米级ZrO。用锆石(ZrSiO，含少量Fe、Al和Si的氧化物)制备纳米级ZrO 的流程设计如图：
2 4 2回答下列问题。
(1)锆石“粉碎过筛”的目的是____。
(2)“酸浸”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式为____。滤渣1的主要成分是____。若室温下
K [Cu(CN) ]=4×10-11，则为了使溶液中的c(Cu2+)≤1×10-5mol/L，则溶液中CN—的浓度不能低于____。
sp 2
(3)在空气中焙烧Zr(OH) 可以得到纳米ZrO，反应使用的主要陶瓷仪器是____，工业生产中常常用无水乙
4 2
醇洗涤Zr(OH) ，除了可以使纳米级ZrO 纯度更高、颗粒更细外，还可以____。
4 2
(4)酸浸时，得到的溶质主要是ZrOCl ，而不是预想中的ZrCl，说明ZrCl 很容易水解，则ZrCl 水解产生
2 4 4 4
ZrOCl 的化学方程式是____。
2
(5)若锆石中含有ZrSiO 的质量分数是54.9%，在制备ZrO 的过程中损失10%的锆元素，则1kg锆石理论上
4 2
能够制得ZrO 的质量是____g。
2
【答案】(1)增大反应物的接触面积，加快反应速率
(2) 2FeO+2H++H O=2Fe3++2H O HSiO 2×10-3mol/L
2 2 2 2 3
(3) 坩埚 洗去残留的水分
(4)ZrCl +H O=ZrOCl +2HCl
4 2 2
(5)332.1
【分析】由题给流程可知，锆石加入氢氧化钠溶液碱浸，将ZrSiO 转化为NaZrO、NaSiO，铝和硅的氧
4 2 3 2 3
化物转化为NaAlO 、NaSiO，铁的氧化物不溶于氢氧化钠溶液，向碱浸的容器中加入过量盐酸和过氧化
2 2 3
氢溶液酸浸时，将NaZrO 转化为ZrOCl ，NaSiO 转化为HSiO，NaAlO 转化为氯化铝，铁的氧化物转
2 3 2 2 3 2 3 2
化为氯化铁，过滤得到含有的HSiO 滤渣1和滤液；向滤液中加入氨水调节溶液pH为6，将铁离子、铝离
2 3
子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣2和滤液；向滤液中加入氰
化钾溶液，将溶液中的铜离子转化为氰化铜沉淀，过滤得到氰化铜和ZrOCl 溶液；向溶液中加入氨水调节，
2
溶液pH为8，将ZrOCl 转化为Zr(OH) 沉淀，过滤得到Zr(OH) ；焙烧Zr(OH) 得到纳米ZrO。
2 4 4 4 2
（1）锆石粉碎过筛得到颗粒较小的锆石，可以增大反应物的接触面积，加快碱溶的反应速率，提高碱溶
的效率，故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率；
（2）由分析可知，酸浸过程中发生的氧化还原反应为氧化亚铁与过氧化氢和盐酸的混合溶液反应生成氯
化铁和水，反应的离子方程式为2FeO+2H++H O=2Fe3++2H O；滤渣1的主要成分为硅酸；由氰化铜的溶
2 2 2
度积可知，溶液中的c(Cu2+)≤1×10-5mol/L时，溶液中CN—的浓度不低于 =2×10-3mol/L，故答
案为：2FeO+2H++H O=2Fe3++2H O；HSiO；2×10-3mol/L；
2 2 2 2 3
（3）实验室在空气中焙烧Zr(OH) 得到纳米ZrO 时，使用的主要陶瓷仪器是坩埚；工业生产中常常用无
4 2
水乙醇洗涤Zr(OH) ，除了可以使纳米级ZrO 纯度更高、颗粒更细外，还可以洗去残留的水分，故答案为：
4 2
坩埚；洗去残留的水分；（4）由题意可知，ZrCl 在溶液中发生水解反应生成ZrOCl 和HCl，反应的化学方程式为
4 2
ZrCl+H O=ZrOCl +2HCl，故答案为：ZrCl+H O=ZrOCl +2HCl；
4 2 2 4 2 2
（5）由锆原子个数守恒可知，1kg锆石理论上能够制得ZrO 的质量为 ×123g/
2
mol=332.1g，故答案为：332.1。
20．（2022·北京·首都师范大学附属中学高三阶段练习）过氧化钙( )在水中能缓慢放出氧气，是一种
用途广泛的供氧剂，可用于鱼塘养殖。
(1) 的电子式为_______。
(2) 与水反应的化学方程式是_______。
(3)由电石渣(主要成分为氢氧化钙)制备过氧化钙可实现工业废渣的资源化，其制备流程如下：
①滤液Y可循环使用，其主要溶质的质量与反应前的加入量几乎没有变化，该溶质是_______。解释其质
量不变的原因_______。(用化学方程式表示)。
②I和Ⅱ的反应装置均需置于冰水浴中，解释Ⅱ中冰水浴的作用：_______(答出一点即可)。
(4) 样品纯度测定
i.按上图连接装置(夹持和加热装置均略去)，从水准管口加入适量水，并检查气密性；
i.准确称量 样品加入试管，并使其在试管底部均匀铺成薄层；
ⅱ.上下移动水准管，使水准管中液面与量气管中液面平齐；读取量气管中液面对应的刻度，记为 (
)；
iv.加热发生反应： 。充分反应至不再有气体产生，停止加热，_______；再次读取量
气管中液面对应的刻度，记为 ；v.计算样品中 的纯度。
①补全iv中操作：_______。
②该实验条件下，气体摩尔体积为 ，样品中 的纯度为_______(用质量分数表示)。
【答案】(1)
(2)
(3) 、
减少 和 分解损失，利
于 析出
(4) 待整个装置恢复至室温，上下移动水准管使其中液面与量气管中液面平齐
或
【解析】（1）CaO 为离子化合物，含有过氧键，电子式为 。
2
（2）CaO 与水反应的化学方程式是2CaO+2H O=2Ca（OH）+O ↑。
2 2 2 2 2
（3）在电石渣中加入氯化铵溶液，发生反应为Ca（OH）+2NHCl=CaCl +2NH•H O，过滤后在溶液中加
2 4 2 3 2
入双氧水，发生反应为CaCl +2NH•H O+HO+6H O=CaO •8H O↓+2NH Cl。
2 3 2 2 2 2 2 2 4
①分析流程可知，Ⅰ中发生反应为Ca（OH）+2NHCl=CaCl +2NH•H O，Ⅱ中发生反应为
2 4 2 3 2
CaCl +2NH•H O+HO+6H O=CaO •8H O↓+2NH Cl，则循环利用的溶质为NH Cl；
2 3 2 2 2 2 2 2 4 4
②冰水浴的作用为减少 和 分解损失，利于 析出。
（4）由于气体热胀冷缩，故需待整个装置恢复至室温，上下移动水准管使其中液面与量气管中液面平齐；
②结合过氧化氢分解可知，过氧化钙分解过程中2n（CaO）～n（O），n（O）= ，n
2 2 2
（CaO）=2× ，CaO 的纯度为 = 。
2 2
