文档内容
模板 04 化工流程题解题策略及答题规范
第一步:粗读题干 明确生产目的、原料、杂质和目标产品的成分。
第二步:分析流程 对照原料和产品,确定核心反应和核心辅料;依核心反应,明确流程
主线、支线和除杂任务。
第三步:解答设问 结合设问进一步分析流程,运用化学语言进行规范作答。
技法01 化工流程题的分析模型
1.主线法分析(1)流程图一般三大部分:原料预处理、转化与分离阶段、获取最终产物阶段。
(2)流程中要分析“进” 、“出” 物质和仍然留在溶液中的离子等(否则可能漏掉副产品或干扰离
子)。
(3)一般默认进入的物质过量,确保每一步目标元素利用率或转化率最高,产品产率最高,损失最
小。当然在某些特殊情况下要控制用量。
2.四线法分析
试剂线:分清各步加入试剂的作用,一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物的转化等。
操作线:分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
杂质线:分清各步去除杂质的种类,杂质的去除顺序、方法及条件等。
产品线:工艺流程主线,关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法,
实质是目标元素及其化合物的转化。
技法02 化工流程题的解题策略
1.审读试题三步骤
(1)读题干——明确原料成分和生产目的。
(2)读流程——分析明确流程转化原理和目的。
(3)读设问——明确所答问题,答什么。
2.破题关键
(1)看原料:明确化工生产或化学实验所需的材料。
(2)看目的:把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词,确定化工生产或化学实验的目的。
(3)看箭头:进入的是投料(即反应物);出去的是生成物(包括主产物和副产物)。
(4)看三线:主线主产品;分支副产品;回头为循环。
(5)找信息:明确反应条件的控制和分离提纯方法。
(6)关注所加物质的可能作用:参与反应、提供反应氛围、满足定量要求。3.破题方法
(1)首尾分析法:对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比分析流程图
中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程
中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解
答。
(2)分段分析法:对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题,用
分段分析法更容易找到解题的切入点。
(3)交叉分析法:有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与
部分其他原材料生产所需的主流产品,这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见
化合物的制取原理划分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。
技法03 化工流程题的答题规范
1.沉淀的洗涤操作
(1)答题模板:沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复实验 2~3
次
(2)实例:在测定NaSO 和NaCl的混合物中NaSO 的质量分数时,可以在混合物中加入过量BaCl 溶
2 4 2 4 2
液,沉淀SO ,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO 的质量,试问:怎样洗涤沉淀?
4
沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复实验2~3次
2.证明沉淀完全的操作
(1)答题模板:静置,取少量上层清液于试管中,加入××试剂(沉淀剂),若没有××沉淀产生,则证明
××沉淀完全
(2)实例:在测定NaSO 和NaCl的混合物中NaSO 的质量分数时,可以在混合物中加入过量BaCl 溶
2 4 2 4 2
液,沉淀SO ,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO 的质量,试问:怎样判断SO 是否沉淀完全?
4
静置,取上层清液少许于试管中,继续加入BaCl 溶液,若无白色沉淀产生,则证明SO 沉淀完全
2
3.增大原料浸出率的措施
搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积
4.蒸发结晶的操作
(1)从NaCl溶液中获取NaCl固体
方法:蒸发结晶
具体操作:加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干
①
(2)NaCl溶液中混有少量的 KNO 溶液
② 3
方法:蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥
具体操作:若将混合溶液加热蒸发一段时间,析出的固体主要是 NaCl,母液中是KNO 和少量
① 3
NaCl,
②
这样就可以分离出大部分NaCl
(3)冷却结晶的操作:KNO 溶液中混有少量的 NaCl溶液
3
方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
①
具体操作:若将混合溶液加热蒸发后再降温,则析出的固体主要是KNO3 ,母液中是NaCl和少量
KNO ②3 ,这样就可以分离出大部分KNO35.“目的或原因”类
目的或原因 思考方向
若滤渣是所需的物质,洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质,得
到更纯净的沉淀物
沉淀(晶体)洗涤的目的
若滤液是所需的物质,洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣,把有用
的物质如目标产物尽可能洗出来
既能洗去晶体表面的杂质离子,且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损
沉淀(晶体)冰水洗涤的目的
耗
既能洗去晶体表面的杂质离子,且能防止晶体在洗涤过程中的溶解损
沉淀(晶体)用有机溶剂(酒
耗,此外又利用有机溶剂的挥发性,除去固体表面的水分,产品易干
精、丙酮等)洗涤的目的
燥
防止××离子水解;防止××离子沉淀;确保××离子沉淀完全;防止××溶
控制溶液pH的目的
解等
温度过高××物质分解(如HO 、浓硝酸、NH HCO 等)或××物质挥发
2 2 4 3
温度不高于×× 的原因 (如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如NaSO 等)或促进××物质水解(如
2 3
AlCl 等)
℃ 3
抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl 溶液时需在HCl气流中进行,加
3
蒸发、反应时的气体氛围
热MgCl ·6H O得MgCl 时需在HCl气流中进行等)
2 2 2
加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方
加热的目的
向)移动
减小压强,使液体沸点降低,防止××物质受热分解(如HO 、浓硝
2 2
减压蒸馏(减压蒸发)的原因
酸、NH HCO 等)
4 3
减压过滤的目的 加快过滤速度
减压烘干的目的 降低产品的烘干温度,防止产品分解
减压蒸发降低了蒸发温度,可以防止某物质分解(如HO 、浓硝酸、
2 2
减压蒸发的原因
NH HCO )或失去结晶水(如题目要求制备结晶水合物产品)
4 3
防止过滤一种晶体或杂质的过程中,因降温而析出另一种晶体
要滤渣(产品):防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶
趁热过滤的目的 解损耗。如:NaCl (KNO )
① 3
要滤液(产品):防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损
耗。(除去溶解度小或难溶的杂质)
②
1.(2024·安徽卷)精炼铜产生的铜阳极泥富含 等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程,如下图所示。
回答下列问题:
(1)Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。
(3)“浸取2”步骤中,单质金转化为 的化学方程式为_______。
(4)“浸取3”步骤中,“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为 。
(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为_______。“电沉积”步骤完成后,阴极区溶液中可循环利用
的物质为_______(填化学式)。
(6)“还原”步骤中,被氧化的 与产物 的物质的量之比为_______。
(7) 可被 氧化为 。从物质结构的角度分析 的结构为(a)而不是(b)的原
因:_______。
【答案】(1) ①. 四 ②. ⅠB
(2)Cu2+ (3)
(4)AgCl (5) ①. ②.
(6)3:4 (7)(a)结构中电子云分布较均衡,结构较为稳定,(b)结构中正负电荷中心不重合,极性较
大,较不稳定,且存在过氧根,过氧根的氧化性大于I2 ,故Na2S2O3 不能被I2 氧化成(b)结构
【第一步 粗读题干】铜阳极泥富含 等多种元素。从铜阳极泥中分离提收金和银。
【第二步 分析流程】【第三步 解答设问】
(1)Cu的原子序数为29,位于第四周期第ⅠB族;
(2)由分析可知,铜阳极泥加入硫酸、H2O2 浸取,Cu被转化为Cu2+ 进入浸取液1中,故浸取液1中含有的
金属离子主要是Cu2+ ;
(3)浸取2步骤中,Au与盐酸、H2O2 反应氧化还原反应,生成HAuCl4 和H2O,根据得失电子守恒及质量
守恒,可得反应得化学方程式为: ;
(4)根据分析可知,浸渣2中含有AgCl,与 反应转化 ;
(5)电沉积步骤中,阴极发生还原反应, 得电子被还原为 Ag,电极反应式为:
;阴极反应生成 ,同时阴极区溶液中含有Na+ ,故电沉积步骤完
成后,阴极区溶液中可循环利用得物质为 ;
(6)还原步骤中, HAuCl4 被还原为Au,Au化合价由+3价变为0价,一个HAuCl4 转移3个电子,N2H4 被
氧化为N2 ,N的化合价由-2价变为0价,一个N2H4 转移4个电子,根据得失电子守恒,被氧化的N2H4 与
产物Au的物质的量之比为3:4;
(7)(a)结构中电子云分布较均衡,结构较为稳定,(b)结构中正负电荷中心不重合,极性较大,较不稳定,
且存在过氧根,过氧根的氧化性大于I2 ,故Na2S2O3 不能被I2 氧化成(b)结构。
1. (2024·山东卷)以铅精矿(含PbS,Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2- 和[AgCl2]- 及单质硫。溶解等物质的量的PbS和
Ag2S时,消耗Fe3+ 物质的量之比为_______;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时 挥发外,另
一目的是防止产生_______(填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的 沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属 “电解I”阳
极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为_______。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是_______。
(4)“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)。
A. B. C. D.
“置换”反应的离子方程式为_______。
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,用作_______(填“阴极”或“阳极”)。
【答案】(1)①1:1 ②H2S
(2)热浸 (3)将过量的Fe3+ 还原为Fe2+
(4)①C Pb+2[AgCl2]-===2Ag+[PbCl4]2-
(5)阳极
②
【第一步 粗读题干】以铅精矿(含PbS,Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag。
【第二步 分析流程】【第三步 解答设问】
(1)“热浸”时,Fe3+ 将PbS和Ag2S中-2价的硫氧化为单质硫,Fe3+ 被还原为Fe2+ ,在这个过程中Pb和Ag的
化合价保持不变,所以等物质的量的PbS和Ag2S时,S2- 物质的量相等,所以消耗Fe3+ 的物质的量相等,
比值为1:1;溶液中盐酸浓度过大,这里主要考虑氢离子浓度会过大,会生成H2S 气体。
(2)“过滤Ⅱ”得到的PbCl2 沉淀反复用饱和食盐水热溶,会溶解为[PbCl4]2- ,电解[PbCl4]2- 溶液制备金属
Pb,Pb在阴极产生,阳极Cl- 放电产生Cl2 , 尾液成分为FeCl2 ,FeCl2 吸收Cl2 后转化为FeCl3 ,可以在热
浸中循环使用。
(3)过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+ ,根据还原之后可以得到含硫滤渣,“还原”中加入铅精矿的
目的是是将将过量的Fe3+ 还原为Fe2+ 。
(4)“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥,为了防止引入其他杂质,则试剂X应为Pb,发生的反应
为:Pb+2[AgCl2]-===2Ag+[PbCl4]2- 。
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,电解Ⅱ得到金属银和金属铅,将银和铅分离出来,所以不可能作为
阴极,应作为阳极板,阳极放电视,银变成阳极泥而沉降下来,铅失电子为Pb2+ ,阴极得电子得到Pb,
所以电极板应作阳极。
2. (2024·湖北卷)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐 中提取铍的路径为:
已知:
回答下列问题:
(1)基态 的轨道表示式为_______。(2)为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态,冷却过程的特点是_______。
(3)“萃取分液”的目的是分离 和 ,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,观察
到的现象是_______。
(4)写出反萃取生成 的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利
用。
(5)电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠的主要作用是_______。
(6) 与醋酸反应得到某含4个 的配合物,4个 位于以1个O原子为中心的四面体的
4个顶点,且每个 的配位环境相同, 与 间通过 相连,其化学式为_______。
【答案】(1) (2)快速冷却
(3)无明显现象 (4) ①. ②. 反萃取
(5)增强熔融氯化铍的导电性
(6) 。
【分析】本题是化工流程的综合考察,首先铝硅酸盐先加热熔融,然后快速冷却到其玻璃态,再加入稀硫
酸酸浸过滤,滤渣的成分为H2SiO3 ,“滤液1”中有Be2+ 和Al3+ ,加入含HA的煤油将Be2+ 萃取到有机相
中,水相 1 中含有 Al3+ ,有机相为 ,加入过量氢氧化钠反萃取 Be2+ 使其转化为
进入水相2中,分离出含NaA的煤油,最后对水相2加热过滤,分离出Be(OH)2 ,通过系
列操作得到金属铍,据此回答。
【解析】(1)基态Be2+ 的电子排布式为1s2 ,其轨道表达式为 。
(2)熔融态物质冷却凝固时,缓慢冷却会形成晶体,快速冷却会形成非晶态,即玻璃态,所以从“热熔、冷
却”中得到玻璃态,其冷却过程的特点为:快速冷却。
(3)“滤液1”中有Be2+ 和Al3+ ,加入含HA的煤油将Be2+ 萃取到有机相中,则水相1中含有Al3+ ,则向过量
烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液,可观察到的现象为:无明显现象。
(4)反萃取生成 的化学方程式为 ,
滤液2的主要成分为NaOH,可进入反萃取步骤再利用。
(5)氯化铍的共价性较强,电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠的主要作用为增强熔融氯化铍的导
电性。
(6)由题意可知,该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上,四面体中心只有一个 O,Be与Be之间总
共有六个CH3COO- ,则其化学式为: 。
1.(2023·新课标卷)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为
铁、铝、硅、磷等的化合物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示:已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O 存在,在碱性介质中以CrO 存在。
回答下列问题:
(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为___________(填化学
式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2 和___________。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性,主要除去的杂质是___________。
(4)“除硅磷”步骤中,使硅、磷分别以MgSiO3 和MgNH4PO4 的形式沉淀,该步需要控制溶液的pH≈9以达
到最好的除杂效果,若pH<9时,会导致___________;pH>9时,会导致___________。
(5)“分离钒”步骤中,将溶液pH调到1.8左右得到V2O5 沉淀,V2O5 在pH<1时,溶解为VO 或VO3+ 在碱
性条件下,溶解为VO 或VO ,上述性质说明V2O5 具有___________(填标号)。
A.酸性 B.碱性 C.两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)Na2CrO4
(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
(4) 磷酸根会与H+ 反应使其浓度降低导致MgNH4PO4 无法完全沉淀,同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理
会导镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成MgSiO3 沉淀,导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓度
降低导致MgNH4PO4 无法完全沉淀
(5)C
(6)2Cr2O +3S2O +10H+=4Cr3++6SO +5H2O
【分析】由题给流程可知,铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧,将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的
最高价含氧酸盐,煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液;向滤液中加入稀硫
酸调节溶液pH将Al元素转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到强氧化铝滤渣和滤液;向滤液中加入硫酸镁溶
液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3 和MgNH4PO4 沉淀,过滤得到含有MgSiO3 、MgNH4PO4
的滤渣和滤液;向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒,过滤得到五氧化二钒和滤
液;向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子,调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀,
过滤得到氢氧化铬。
【解析】(1)由分析可知,煅烧过程中,铬元素转化为铬酸钠,故答案为:Na2CrO4 ;
(2)由分析可知,水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁,故答案为:Fe2O3 ;
(3)由分析可知,沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将Al元素转化为氢氧化铝沉淀,故答案为:
Al(OH)3 ;
(4)由分析可知,加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO3 和MgNH4PO4 沉淀,若溶液pH<9时,磷酸根会与H+ 反应使其浓度降低导致MgNH4PO4 无法完全沉淀,同时
可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理;若溶液pH>9时,会导镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成MgSiO3 沉
淀,导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4 无法完全沉淀,故答案为:磷
酸根会与H+ 反应使其浓度降低导致MgNH4PO4 ,同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理;会导镁离子生成
氢氧化镁沉淀,不能形成MgSiO3 沉淀,导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓度降低导致
MgNH4PO4 无法完全沉淀;
(5)由题给信息可知,五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水,也能与碱溶液发生生成盐和水的两性
氧化物,故选C;
(6)由题意可知,还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子,反应的离子方程式
为2Cr2O +3S2O +10H+=4Cr3++6SO +5H2O,故答案为:2Cr2O +3S2O +10H+=4Cr3++6SO +5H2O。
2.(2023·湖北卷) 是生产多晶硅的副产物。利用 对废弃的锂电池正极材料 进行氯化
处理以回收Li、Co等金属,工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)Co位于元素周期表第_______周期,第_______族。
(2)烧渣是LiCl、 和 的混合物,“500 焙烧”后剩余的 应先除去,否则水浸时会产生大量烟
雾,用化学方程式表示其原因_______。
℃
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体 常用方法的名称是_______。
(4)已知 ,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中 浓度为_______
。“850 煅烧”时的化学方程式为_______。
(5)导致 比 ℃易水解的因素有_______(填标号)。
a.Si-Cl键极性更大 b.Si的原子半径更大
c.Si-Cl键键能更大 d.Si有更多的价层轨道
【答案】(1) 4 Ⅷ
(2)
(3)焰色反应
(4)
(5)abd
【分析】由流程和题中信息可知, 粗品与 在500 焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、
℃和 的混合物;烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1,滤饼1的主要成分是 和 ;滤
液1用氢氧化钠溶液沉钴,过滤后得滤饼2(主要成分为 )和滤液2(主要溶质为LiCl);滤饼
2置于空气中在850 煅烧得到 ;滤液2经碳酸钠溶液沉锂,得到滤液3和滤饼3,滤饼3为
。
℃
【解析】(1)Co是27号元素,其原子有4个电子层,其价电子排布为 ,元素周期表第8、9、10
三个纵行合称第Ⅷ族,因此,其位于元素周期表第4周期、第Ⅷ族。
(2)“500 焙烧”后剩余的 应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,由此可知,四氯化硅与可水反
应且能生成℃氯化氢和硅酸,故其原因是: 遇水剧烈水解,生成硅酸和氯化氢,该反应的化学方程式
为 。
(3)洗净的“滤饼3”的主要成分为 ,常用焰色反应鉴别 和 , 的焰色反应为
紫红色,而 的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体 常用方法的名称是焰色反应。
(4)已知 ,若“沉钴过滤”的pH控制为10.0,则溶液中
, 浓度为 。“850 煅烧”时,
℃
与 反应生成 和 ,该反应的化学方程式为 。
(5)a.Si-Cl键极性更大,则 Si-Cl键更易断裂,因此, 比 易水解,a有关;
b.Si的原子半径更大,因此, 中的共用电子对更加偏向于 ,从而导致Si-Cl键极性更大,且Si
原子更易受到水电离的 的进攻,因此, 比 易水解,b有关;
c.通常键能越大化学键越稳定且不易断裂,因此,Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂,故不能说
明 比 易水解,c无关;
d.Si有更多的价层轨道,因此更易与水电离的 形成化学键,从而导致 比 易水解,d有
关;
综上所述,导致 比 易水解的因素有abd。
3.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含( 和
)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸 , 中过氧
键的数目为_______。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节 , 被 氧化为 ,该反应的离子方程式为_______(
的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为 、_______(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变, (Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。 体积分数为_______时,
(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大 体积分数时, (Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的 (Ⅱ)在空气中可被氧化成 ,该反应的化学方程式为_______。
(6)“沉镁”中为使 沉淀完全 ,需控制 不低于_______(精确至0.1)。
【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)NA
(3) Fe(OH)3
(4) 9.0% SO2 有还原性,过多将会降低 的浓度,降低 (Ⅱ)氧化速率
(5)
(6)11.1
【分析】在“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸 ,用石灰乳
调节 , 被 氧化为 ,发生反应 ,Fe3+ 水解同时
生成氢氧化铁,“沉钻镍”过程中,Co2+ 变为Co(OH)2 ,在空气中可被氧化成 。
【解析】(1)用硫酸浸取镍钴矿时,为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增
大接触面积(2) 的结构简式为 ,所以 中过氧键的数目为NA
(3)用石灰乳调节 , 被 氧化为 ,该反应的离子方程式为:
;氢氧化铁的Ksp=10-37.4 ,当铁离子完全沉淀时,溶液中c(Fe3+)=10-
5mol/L, ,c(OH-)=10-10.8mol/L,根据Kw=10-14 ,pH=3.2,此时
溶液的pH=4,则铁离子完全水解,生成氢氧化铁沉淀,故滤渣还有氢氧化铁;
(4)根据图示可知 体积分数为0.9%时, (Ⅱ)氧化速率最大;继续增大 体积分数时,由于SO2
有还原性,过多将会降低 的浓度,降低 (Ⅱ)氧化速率
(5)“沉钻镍”中得到的Co(OH)2 ,在空气中可被氧化成 ,该反应的化学方程式为:
;
(6)氢氧化镁的Ksp=10-10.8 , 当镁离子完全沉淀时,c(Mg2+)=10-5mol/L,根据Ksp可计算c(OH-)=10-
2.9mol/L,根据Kw=10-14 ,c(H+)=10-11.1mol/L,所以溶液的pH=11.1。
4. (2024·江苏卷)回收磁性合金钕铁硼( )可制备半导体材料铁酸铋和光学材料氧化钕。
(1)钕铁硼在空气中焙烧转化为 、 等(忽略硼的化合物),用 盐酸酸浸后过滤得
到 溶液和含铁滤渣。Nd、Fe浸出率( )随浸取时间变化
如图所示。
①含铁滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
②浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是_______。
(2)含铁滤渣用硫酸溶解,经萃取、反萃取提纯后,用于制备铁酸铋。
①用含有机胺( ) 有机溶剂作为萃取剂提纯一定浓度的 溶液,原理为:
(有机层)
已知:
其他条件不变,水层初始pH在0.2~0.8范围内,随水层pH增大,有机层中Fe元素含量迅速增多的
原因是_______。②反萃取后, 经转化可得到铁酸铋。铁酸铋晶胞如图所示(图中有4个Fe原子位于晶胞
体对角线上,O原子未画出),其中原子数目比 _______。
(3)净化后的 溶液通过沉钕、焙烧得到 。
①向 溶液中加入 溶液, 可转化为 沉淀。该反应的离子方程
式为_______。
②将 (摩尔质量为 )在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化
曲线如图所示。 时,所得固体产物可表示为 ,通过以上实验数据确定
该产物中 的比值_______(写出计算过程)。
【答案】(1)①. ②. 浸出初期,c(H+)较大,铁的浸出率较大,约5min后,溶液酸性减弱,
水解生成 进入滤渣
(2)①. 随水层pH增大,H+ 的浓度减小,
的化学平衡向正反应方向移动,
的化学平衡逆向移动,该平衡逆向移动引起
浓度的增大,进一步促进萃取平衡向萃取方向移动,导致 的浓
度增大,因此,有机层中Fe元素含量迅速增多 ②. 2:1
(3)①. ②. 2:1
【解析】【小问1详解】
①钕铁硼在空气中焙烧后得到的 、 均可溶于盐酸,得到含有 和 的溶液。由图
中信息可知,Nd的浸出率逐渐增大,而Fe的浸出率先增大后逐渐减小,说明随着Nd的浸出率增大,稀盐酸中的 的浓度逐渐减小, 逐渐增大导致 水解生成 沉淀,因此,含铁滤渣的主要成
分为 。
②由①中分析可知,浸出初期Fe浸出率先上升后下降的原因是:浸出初期,Fe2O3 溶解,Fe的浸出率增
大,约5min随着Nd的浸出率增大,稀盐酸中的 的浓度逐渐减小, 逐渐增大导致 水解生成
进入滤渣,Fe的浸出率又减小。
【小问2详解】
①减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动,因此,其他条件不变,水层初始pH在0.2~0.8范围
内,随水层pH增大, 的浓度减小,
的化学平衡向正反应方向移
动,又 的浓度减小使平衡 逆向移动,引起
浓度的增大,进一步促进平衡
向萃取方向移动,导致
的浓度增大,因此,有机层中Fe元素含量迅速增多。
②由铁酸铋晶胞结构示意图可知,晶胞中体内有4个Fe原子,面上有8个Fe原子,根据均摊法可知,Fe
原子的数目为 ; 原子全部在晶胞的面上,共有 ,因此,其中原子数目比
2:1。
【小问3详解】
①向 溶液中加入 溶液, 和 相互促进对方水解生成 沉淀和
CO2 ,该反应的离子方程式为 。
② 的物质的量为 ,其在氮气氛围中焙烧后,金属元素
的质量和化合价均保持不变,因此, = ; 时剩余固体的质量为7.60
,固体减少的质量为 ,由于碱式盐在受热分解时易变为正盐,氢氧化物分解得到氧化物和
,碳酸盐分解得到氧化物和 ,因此,可以推测固体变为 时失去的质量是生成 和
的质量;根据H元素守恒可知,固体分解时生成 的质量为
,则生成 的质量为 - = ,则生成 的物质的量为 ,由C元素守恒可知,分解后剩余的 的物
质的量为4×10-5mol- = ,因此可以确定该产物中 的比值为
。
5. (2024·浙江卷1月)固态化合物Y的组成为 ,以Y为原料实现如下转化。
已知: 与溶液A中金属离子均不能形成配合物。
请回答:
(1)依据步骤Ⅲ, 、 和 中溶解度最大的是_______。写出溶液C中的所有阴离
子_______。步骤Ⅱ中,加入 的作用是_______。
(2)下列说法正确的是_______。
A. 气体D是形成酸雨的主要成分 B. 固体E可能含有
C. 可溶于 溶液 D. 碱性:
(3)酸性条件下,固体 (微溶于水,其还原产物为无色 )可氧化 为 ,根据该反
应原理,设计实验验证Y中含有 元素_______;写出 转化为 的离子方程式_______。
【答案】(1) ①. MgCO3 ②. 、 、OH- 、Cl- ③. 调节溶液pH值,防止钙离子、镁离
子、锰离子转化为氢氧化物的沉淀 (2)BC
(3)①. 取一定量Y于试管中,加入适量硝酸溶解,再加入适量NaBiO3 ,观察到溶液变为紫红色,则证
明Y中含有锰元素 ②.
【分析】Y中加入盐酸将碳酸根转化为二氧化碳,溶液A中主要有镁离子、锰离子、钙离子、亚铁离
子,氯离子,若酸过量,还有H+ ,加入氨气和氯化铵将亚铁离子转化为氢氧化亚铁,溶液B中主要含有
镁离子、锰离子、钙离子、铵根离子,氯离子,Ⅲ中又通入CO2 将钙离子与锰离子转化为沉淀,据此回
答。
【小问1详解】
①MnCO3 、CaCO3 和 MgCO3 是同种类型的沉淀,溶解度大的最后沉淀出来,由于通入二氧化碳,生成的
沉淀是CaCO3 和 MgCO3 ,所以 MgCO3 溶解度最大;
②溶液中加入盐酸引入阴离子氯离子,Ⅲ中又通入CO2 引入碳酸根离子,溶液中还有碳酸氢根和氢氧
根;
【小问2详解】A.气体是CO2 不是形成酸雨的主要成分,故A错误;
B.固体E可能含有Na2CO3 ,当二氧化碳过量时反应方程式为: ,当二氧
化碳少量时 ,所以可能含有Na2CO3 ,故B正确;
C.Mn(OH)2 可溶于NH4Cl溶液,由于NH4Cl溶液呈酸性,NH4Cl水解产生的H+ 与Mn(OH)2 反应,故C
正确;
D.碱性是Ca(OH)2 >Fe(OH)2 ,氢氧化钙是强碱,氢氧化亚铁是弱碱,故D错误;
故选BC。
【小问3详解】
①酸性条件下,固体NaBiO3 可氧化Mn2+ 为 ,取一定量Y于试管中,加入适量硝酸溶解,再加入
适量NaBiO3 ,观察到溶液变为紫红色,则证明Y中含有锰元素;
②根据题目信息可知 。
6.(2023·北京卷)以银锰精矿(主要含 、 、 )和氧化锰矿(主要含 )为原料联合提取银
和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下, 的氧化性强于 。
(1) “浸锰”过程是在 溶液中使矿石中的锰元素浸出,同时去除 ,有利于后续银的浸出:矿石中
的银以 的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中,发生反应 ,则可推断:
__________(填“>”或“<”) 。
②在 溶液中,银锰精矿中的 和氧化锰矿中的 发生反应,则浸锰液中主要的金属阳
离子有__________。
(2) “浸银”时,使用过量 和 的混合液作为浸出剂,将 中的银以 形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整:__________。
②结合平衡移动原理,解释浸出剂中 的作用:____________________。
(3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有______________________________。
②一定温度下, 的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释 分钟后 的沉淀率逐渐减小的原
因:______________。(4)结合“浸锰”过程,从两种矿石中各物质利用的角度,分析联合提取银和锰的优势:________。
【答案】(1) > 、
(2) 是为了与 电离出的 结合生成 ,
使平衡正向移动,提高 的浸出率; 是为了抑制 水解,防止生成 沉淀
(3) 、 被氧气氧化为 , 把 氧化
为
(4)可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中,得到 ,同时将银元素和锰元素分离开;生成的
还可以用于浸银,节约氧化剂
【分析】银锰精矿(主要含 、 、 )和氧化锰矿(主要含 )混合加 溶液,使矿石中
的锰元素浸出,同时去除 ,矿石中的银以 的形式残留于浸锰渣中,浸锰液中主要的金属阳离子
有 、 ;浸锰渣中 与过量 和 的混合液反应,将 中的银以 形
式浸出,用铁粉把 还原为金属银。
【解析】(1)①“浸锰”过程中,矿石中的银以 的形式残留于浸锰渣中, 发生反应
,硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸,则可推断: > ;
②根据信息,在 溶液中二氧化锰可将 氧化为 ,自身被还原为 ,则浸锰液中主要的金
属阳离子有 、 。
(2)① 中S元素化合价升高,Fe元素化合价降低,根据得失电子守恒、元素守恒,该离子方程式
为 ;
② 是为了与 电离出的 结合生成 ,使平衡正向移动,提高 的浸出率; 是为
了抑制 水解,防止生成 沉淀。
(3)①铁粉可将 还原为单质银,过量的铁粉还可以与铁离子发生反应,因此离子方程式为
、 ;
②溶液中生成的 会被空气中的氧气缓慢氧化为 , 把部分 氧化为 ,因此 后银的
沉
淀率逐渐降低。(4)联合提取银和锰的优势在于“浸锰”过程可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中,将银元素和
锰元素分离开,利用 的氧化性将 中的 氧化为 ,同时生成的 还可以用于浸银,节约
氧化剂,同时得到 。
7.(2024·北京海淀期中)钡盐沉淀法处理酸性含铬废水(含 、[Ni(CN)4]2- 、 等)并回收铬元素
的工艺路线如下:
已知:I.六价铬[Cr(VI)]在水溶液中存在平衡: +H2O 2 +2H+
II.室温下相关物质的Ksp 如下:
化合物 CaSO4 BaSO4 BaCrO4
Ksp 4.9×10-5 1.1×10-10 1.2×10-10
(1)向废水中加入破氰剂NaClO,可以提高镍元素的去除率。 NaClO能氧化CN- ,生成无毒无味气
体,补全该反应的离子方程式: 。
①
□CN-+□_____+□_____=□ +□_____+□_____
结合平衡移动原理解释加入NaClO可提高镍元素的去除率的原因: 。
(2)
②
用石灰乳将含铬废水预调至不同pH,经破氰后取等量的溶液1,向其中加入等量的BaCl2·2H2O,搅
拌、反应60min,得到Cr(VI)去除率随预调pH变化如图。与预调pH=6相比,pH=7时Cr(VI)的去除
率显著提高,可能的原因有 (写出两条)。
(3)沉淀2与足量H2SO4 反应的离子方程式为 。
(4)溶液2需处理至Ba2+ 含量达标后方可排放。可用如下方法测定废水中Ba2+ 含量。
步骤1:取aL含Ba2+ 废水,浓缩至100mL后,加入过量的Na2CrO4 标准溶液,充分反应后过滤,向
滤液中加入指示剂,用0.1mol·L−1HCl标准溶液滴定至CrO 全部转化为Cr2O ,消耗HCl标准溶
液
的体积为bmL。
步骤2:取100mL蒸馏水,加入与步骤1中等量的Na2CrO4 标准溶液,加入指示剂,用0.1mol·L−1HCl标准溶液滴定,消耗HCl标准溶液的体积为cmL。
步骤1中加入的Na2CrO4 标准溶液必须过量,目的是 。
①
若废水中其他杂质不参与反应,则废水中Ba2+ 的含量为 mg·L−1(写出表达式)。
【答案②】(1)2CN-+5ClO-+1H2O=2 +1N2↑+5Cl- ClO- 氧化CN- ,使c(CN-)降低,平衡[Ni(CN)4]2-
Ni2++4CN- 正向移动,c(Ni2+)增大,利于生成Ni(OH)2 沉淀
(2)预调pH=7,溶液中c(H+)降低,平衡 +H2O 2 +2H+ 正向移动,c( )增大,生成
BaCrO4 沉淀量增大
@预调pH=7要加入更多的石灰乳,会将更多的 转化为CaSO4 沉淀,从而减少了沉淀 消耗的
Ba2+ 的量,使更多的Ba2+ 与 反应生成BaCrO4 沉淀
(3)2BaCrO4+2H++2 =2BaSO4+ +H2O
(4)保证废水中Ba2+ 沉淀完全
【分析】流程分析:加石灰乳调节PH后, 转化为CaSO4 沉淀(微溶), 主要转化成 ;
破氰后[Ni(CN)4]2- 转化为Ni(OH)2 沉淀;继续加入BaCl2▪2H2O,生成主要沉淀为BaCrO4 和BaSO4 ;加入
H2SO4 ,生成BaSO4 沉淀和 。
【解析】(1) NaClO能氧化CN- ,生成无毒无味气体N2 和 ,NaClO被还原为Cl- 等无毒无害物
质,CN- 失去5
①
个电子,ClO- 获得2个电子,根据电子守恒,可知CN- 系数是2,ClO- 系数是5,反应的离
子方程式:2CN-+5ClO-+1H2O=2 +1N2↑+5Cl- ;
ClO- 氧化CN- ,使c(CN-)降低,平衡[Ni(CN)4]2- Ni2++4CN- 正向移动,c(Ni2+)增大,利于生成Ni(OH)2
沉淀,提高镍元素的去除率;
②
(2) 预调pH=7,溶液中c(H+)降低,平衡 +H2O 2 +2H+ 正向移动,c( )增大,生成
BaCrO①
4
沉淀量增大; 预调pH=7要加入更多的石灰乳,会将更多的 转化为CaSO4 沉淀,从而减少
了沉淀 消耗的Ba②
2+
的量,使更多的Ba2+ 与 反应生成BaCrO4 沉淀;
(3)沉淀2中铬元素以BaCrO4 形式存在,六价铬[Cr(VI)]在水溶液中存在平衡: +H2O 2
+2H+ ,则酸性增加,使BaCrO4 沉淀溶解平衡移动,离子方程式:2BaCrO4+2H++2 =2BaSO4+
+H2O
(4) 保证废水中Ba2+ 沉淀完全
根据①离子方程式: +H2O 2 +2H+ ,n(H+) n( ) n(Ba2+),步骤2消耗的HCl是与全
②部的Na2CrO4 标准溶液反应,步骤1消耗的HCl是 与全部Ba2+ 反应后剩余的 所需量,两者的
差值即与全部Ba2+ 反应需要的Na2CrO4 ;n(H+)= n( )=n(Ba2+)=(c-b) L×0.1mol·L−1 ,
m(Ba2+)=137×(c-b) g;则废水中Ba2+ 的含量为 mg·L−1
8.(2024届·辽宁沈阳·三模)稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途,如汽车尾气用稀土/钯三效催化剂处理,不仅可以降低催化剂的成本,还可以提高催化效能。以氟碳铈矿(主要成分为
)为原料制备 的一种工艺流程如图:
已知: 滤渣1的主要成分是难溶于水的 ,滤渣2的主要成分是 ;
①
、 (a、b均大于0)。
当前工艺条件下,部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于 )时的pH如下
表:
②
金属阳离子
开始沉淀时的pH 1.3 7.7
完全沉淀时的pH 3.1 9.2
回答下列问题:
(1)写出一条提高焙烧效率的方法: 。
(2)加入盐酸和 进行浸取时有污染环境的气体产生,该气体为 (填化学式);操作1和操作2的
名称为 。
(3)调节滤液1的pH的范围为 ;滤渣3的主要成分为 (填化学式)。
(4) 有强氧化性,含 的溶液可吸收雾霾中的NO,生成 、 (二者物质的量之比为1:
1),该反应的离子方程式为 。
(5)滤渣1经KCl溶液充分浸取后,测得反应体系中 的物质的量浓度为 ,则 的物质的
量浓度为 (用含a、b的式子表示)。
(6)在空气中焙烧 的反应方程式为 。
(7)某研究小组利用硫化锌锂电池,在酸性环境下电解 制 的装置如图所示。阴极的电极
反应式为 ,随着电解反应的进行,为使电解液成分稳定,应不断补充 (填化学式)。【答案】(1)矿石粉碎、搅拌等
(2)Cl2 过滤
(3)3.1~7.7 Fe(OH)3
(4)
(5)
(6)
(7)
【分析】氟碳铈矿焙烧后加入盐酸、硼酸酸浸,生成 沉淀成为滤渣1,滤渣1加入氯化钾溶液得
到 沉淀成为滤渣2,滤液1中含有铁离子、Ce3+ ,调节pH将铁离子转化为沉淀得到滤渣3,滤液2
含Ce3+ ,滤液2加入碳酸氢铵得到 ,煅烧过程中被空气中氧气氧化为 ;
【解析】(1)矿石粉碎、搅拌等都会加快反应速率,提高焙烧效率;
(2)四价Ce具有氧化性,加入盐酸和 进行浸取时,会将氯离子氧化为有毒的氯气,产生有污染
环境的气体,该气体为Cl2 ;操作1和操作2均为分离固液的操作,名称为过滤;
(3)调节滤液1的pH使得铁离子沉淀被分离,而 不产生沉淀,结合表数据可知,范围为3.1~7.7;
滤渣3的主要成分为生成氢氧化铁Fe(OH)3 ;
(4)含 的溶液可吸收雾霾中的NO,生成 、 (二者物质的量之比为1:1),假设均生成1个
、 ,则2分子NO共失去4个电子,由电子守恒可知,则需要4个 参与反应,反应为:
;
(5)滤渣1经KCl溶液充分浸取后,测得反应体系中 的物质的量浓度为 ,则
, 的物质的量浓度为
;(6) 煅烧过程中被空气中氧气氧化为 ,反应为 ;
(7)在酸性环境下电解 制 ,则阴极氢离子放电发生还原反应生成氢气,电极反应式为
,阳极 失去电子发生氧化反应生成 ,反应为
;则总反应为: ,随着电解反应的进行,为使电解液成分稳定,应不断补
充硫酸 。
9.(2024届·四川乐山·三模)利用硝酸、过氧化氢对废弃锂电池中的正极材料LiMn2O4 进行处理,回收
Li、Mn元素,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)通过仪器分析可知LiMn2O4 晶体中锰元素由 、 构成,它们的个数比为 。
(2)为了提高“酸浸”的效率,可采取的方法有 (答出2条)。“滤液1”的主要溶质有LiNO3 、
,写出“酸浸”时发生反应的离子方程式 。
(3)在“酸浸”时,若用盐酸替代硝酸,可能产生的不良影响是 ,请评价若流程中缺少“加热浓缩”步
骤后工艺的优缺点 (优点和缺点各写一条)。
(4)“沉锂”试剂不选用 的原因可能是 (写出一条)。
(5)写出“800 煅烧” 时发生反应的化学方程式 。
℃
(6)若“沉锂”前“滤液2”中 ,取1L该溶液加入等体积Na2CO3 溶液充分反应后溶液中
,则该实验中锂离子的沉淀率为 %(已知 ,混合后
溶液体积变化忽略不计)。
【答案】(1)1 1
(2)粉碎LiMn2∶ O4 粗品、适当提高温度、适当提高硝酸浓度、加速搅拌等 2LiMn2O4+10H+
+3H2O2=3O2+ 2Li++4 +8H2O
(3)反应生成Cl2 ,污染环境 优点:减少能源消耗;缺点:硝酸不能循环利用,浪费原料
(4) 碱性比碳酸钠碱性弱,无法调pH到12
(5)
(6)98【分析】LiMn2O4 粗品加入HNO3 和H2O2 的混合液体,得到Mn(NO3)2 、LiNO3 ,再加热浓缩后,硝酸循
环利用,再加入碳酸铵溶液,得到碳酸锰和含锂离子的溶液,过滤,向滤液中加入Na2CO3 溶液,得到
Li2CO3 沉淀。
【解析】(1)根据化合价的代数和为0,得到锰元素平均价态为+3.5价,则 、 的个数比为
1 1;
(
∶
2)为了提高“酸浸”的效率,可采取的方法有:粉碎LiMn2O4 粗品、适当提高温度、适当提高硝酸浓
度、加速搅拌等;因为“滤液1”的主要溶质有LiNO3 、 ,则“酸浸”时发生反应的离子方程式:
2LiMn2O4+10H++3H2O2=3O2 + 2Li++4 +8H2O;
(3)用盐酸代替HNO3 ,则反应生成Cl2 ,污染环境;若流程中缺少“加热浓缩”步骤后工艺的优点:减少
能源消耗;缺点:硝酸不能循环利用,浪费原料;
(4)“沉锂”试剂不选用 的原因可能是, 碱性比碳酸钠碱性弱,无法调pH到
12;,
(5)“800 煅烧” 得到三氧化二锰和二氧化碳,化学方程式 ;
℃
(6) ,则沉淀后 ,
沉淀后 ,锂离子的沉淀率为 。
10.(2024·湖北圆创联盟一模)某制药厂的废钯催化剂含 、 、 、 、 和活性炭,
提取贵金属 的流程如下:
已知: 铂系元素(包括Pt、Pd等六种元素)的单质均为惰性金属;
①性质较稳定,难溶于酸、碱,可溶于王水;
② 、 。
回答下列问题:
③
(1)“焙烧”步骤的主要目的是除去活性炭,通常控制温度600 、焙烧时间约 ,焙烧温度过高或时
间过长均导致钯浸出率降低,原因是 。
℃
(2)“浸渣”的成分是少量 及 。
(3)“浸出”步骤中生成配合物 ,写出该反应的化学方程式 。
(4)“氨化”步骤中 转化为 ,反应后溶液 ,此时溶液中
。(5)“沉钯”步骤中的离子方程式为 。
(6) 存在两种平面结构,将其记为A和B。查得25 时A、B在水中的溶解度分别为
0.2577g、0.0366g,A具有广谱的抗癌活性,写出A的结构式 ℃ ( 中共价键不必画出)。
【答案】(1)温度过高或焙烧时间过长会导致Pd与氧气生成PdO,使Pd的浸出率降低
(2)
(3)Pd+H2O2+4HCl=H2[PdCl4]+2H2O
(4)0.03
(5)
(6)
【分析】废钯催化剂含Pd、Al2O3 、CuO、Bi2O3 、SiO2 和活性炭,先在空气中焙烧除去活性炭,使其转化
为二氧化碳,再对固体进行酸浸,Al2O3 、CuO、Bi2O3 溶解,SiO2 不溶于酸,且由题知,有少量PdO生
成,故浸出后的滤渣为SiO2 和PdO,酸浸后的溶液中加入氨水调节pH,使Al3+ 、Bi3+ 以氢氧化物沉淀,
再加入盐酸沉钯得Pd(NH3)2Cl2 ,再将其转化为钯;
【解析】(1)根据题给信息 可推知,温度过高或焙烧时间过长会导致难溶于“浸出”步骤的PdO生成,
使Pd的浸出率降低;
②
(2)废 催化剂含 、 、 、 、 和活性炭,其中活性炭在焙烧中除去;其余物质
中不溶于酸的仅有 ,焙烧可能生成极少量 ;
(3)由流程图可知该步反应物为 、 、 ,可由此得到方程式
Pd+H2O2+4HCl=H2[PdCl4]+2H2O;
(4)反应后溶液 ,即 , ,由 可得
,
,即二者浓度之比为0.03;
(5)由(4)可知此时含 的反应物为 ,由流程图知其余反应物为 ,生成物为难溶
于水的 。可由此得到方程式 ;
(6)根据数据,A在水中溶解度显著大于B,由“相似相溶”原理可推知A结构的极性应大于B,因此A
结
构中相同的基团应相邻,结构式为 。