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专题08 工艺流程综合题(非选择题)答案
1.(1)
(2)除去ZnO,富集MnO2
(3)MnO2+SO3
2−+2H
+= Mn
2++SO4
2−+ H2O
(4)Mn
2++ HCO3
−+ NH3⋅H2O= MnCO3↓+ NH4
++ H2O 会生成Mn (OH)2,降低MnCO3的产率和纯度
(5)
(24+17×6+71)×4
N A(a×10
−7)
3
❑√3a
4
NH3分子中N原子上有孤电子对,[Mg(NH3)6)Cl2中NH3的N原子与
Mg
2+形成配位键,孤电子对用于成键,不再对N −H成键电子对产生排斥,由于N −Mg成键电子对对N −H
成键电子对的排斥作用小于原先孤电子对的排斥作用,故H−N−H键角增大
2.(1)
(2)RE2O3+6 NH 4Cl
焙烧
¿2 RECl3+6 NH 3↑+3 H 2O↑
¿
NH4Cl分解速率加快,与稀土元素之间的反应不
完全,导致稀土元素浸出率降低
(3)Fe2O3
(4)3 阳离子体积大且结构不对称,导致空间位阻大,减弱了离子间的静电作用力,使得熔点低
(5)H
+、NH 4
+
(6)2RE2(C2O4)3+3O2
800℃
¿2RE2O3+12CO2
¿
3.(1)第四周期第Ⅷ族
(2)将钴矿石粉碎(或适当升温、搅拌、增大硫酸浓度等,答一条即可)
Co2O3+ SO2+2 H
+=2Co
2++ SO4
2−+ H 2O
(3)4.7 pH<7.1
⩽
(4)分离C o
2+与M n
2+等杂质 富集提纯C o
2+
(5)N a2C2O4溶液碱性较强,易生成Co(OH )2杂质,( N H 4)2C2O4溶液pH 较低,可避免析出Co(OH )2,
得到纯净的草酸钴
(6)2:3 3Co3O4 =
高温
9CoO+O2↑
4.(1)3d
84s
2
(2)3CoS+5O2
焙烧
¿Co3O4+3SO2
¿
(3) 1:1,会产生有毒气体Cl2,污染环境 Co3O4+8 HCl=3CoCl2+Cl2↑+ 4 H2O
(4)7.1
(5) Co
2++ HCO3
−+ NH3⋅H2O =CoCO3↓+ NH4
++ H2O 只加入碳酸氢铵沉钴过程会生成大量气体
(6)小于
(7) 面心 CoAl2O4
5.(1) H2、O2 增大接触面积,加快反应速率
(2)S2O8
2−+2Mn
2++ 4 H2O =2MnOOH↓+2SO4
2−+6 H
+
(3)pH 过低时H
+浓度较大,丁二酮肟镍难以沉淀,不利于反应正向进行;pH 过大时,生成Co(OH)2杂质。
(4)10
−2.4
(5)1:4
(6)H
+中和OH-,降低溶液pH,促进[Co(NH3)6]2+向[Co(NH3)5Cl]2+转化;Cl
−做配体
6.(1)1:2
(2) SiO2 CaSO4
(3) Na2SO3 B
(4) 3 H2C2O4+2CO3
2−=2HC2O4
−+C2O4
2−+2H2O+2CO2↑ 温度高于80℃后,随着温度的升高,草
酸钪的溶解度增大,致使钪的沉淀率下降
(5)75
7.(1)将孪生矿粉碎、搅拌、增大FeCl3溶液的浓度、升高温度(答一点即可)
(2)Pr2S3+6FeCl3=2PrCl3+6FeCl2+3S
(3)6.5≤pH<8.0
(4)380
(5)HCl
(6)Pr
3++3 HCO3
−= Pr (OH)CO3↓+ H2O+2CO2↑
(7) HF 挥发 局部HF 浓度过高,Pr
3+可与F
−形成可溶性配合物[Pr F6)
3−,降低PrF3的产率
8.(1) 4 <60 mL/g 时,液固比增大,还原剂草酸的量增多,有利于将LiCoO2还原成可溶性的
Co
2+;>60 mL/g 时,液固比增大,草酸过量,能与Co
2+形成草酸钴沉淀,使钴的浸出率下降
(2)[CoCl4]
2−+6 H2O =[Co(H2O)6]
2++ 4 Cl
−
(3)过量的C2O4
2−与CoC2O4反应生成[Co(C2O4)n]
2(n-1)−而溶解
(4)2Li2CO3+4CoCO3+O2
700−900℃
¿4 LiCoO2+6CO2
¿
(5)9:7:16
9.(1) 增大反应物接触面积,加快酸浸速率,使酸浸更充分 控制盐酸的加入速率(或分批缓慢
加入盐酸,合理即可)
(2)4 MnCl2+ 4 H 2O+O2=
❑
2 Mn2O3+8 HCl
(3)( R3 NH )6[ H 2W 12O40]+24 NH 3⋅H 2O =6 R3 N +12( NH 4)2WO4+16 H 2O
(4)初始c(SO4
2−)过低时,反应速率慢,相同时间内反应不完全,转化率低;初始c(SO4
2−)过高时,沉淀
转化过快,生成的BaSO4会覆盖在BaCO3表面,阻碍反应继续进行,转化率降低,因此初始c(SO4
2−)=
0.8mol⋅L
−1时转化率最高
(5) 除去未反应的BaCO3杂质 将溶液中的Ba
2+转化为BaSO4,提高BaSO4的产率
(6)反萃取生成的R3 N(三烷基胺)可循环至“萃取”工序(合理即可)
10.(1) 10:11或11:10 分液漏斗
(2) Sc(HA)3 A3+6OH
−=Sc(OH)3↓+6 A
−+3 H2O 盐酸
(3)增大溶液中Sc
3+的初始浓度,更有利于“萃取纯化”时与Zr
4+(锆离子)的分离
(4) 萃取率更高 碱液反萃 酸溶
(5)2Sc2(C2O4)3+3O2
高温
¿2Sc2O3+12CO2
¿
11.(1)
(2)CaWO4+Na2CO3=CaCO3+Na2WO4
(3) 2H2AsO3
−+2H2O2+3 Mg
2++ 4 OH
−= Mg3(AsO4)2↓+6 H2O 6.3×10
−4
(4) 7 节约硫酸用量
(5) 1:1:2 4 ❑√3
3
a (2 1 2)
12.(1)3
(2)Cu、PbSO4
(3)2.3×10
15
(4)Mn
2++S2O8
2−+2H2O = MnO2↓+2SO4
2−+4H
+
(5)2Co
2++ClO
−+5 H2O =2Co(OH)3↓+Cl
−+ 4 H
+或2Co
2++5ClO
−+5H2O =2Co(OH)3↓+Cl
−+4HClO
(6) a 0.8 mol/L,60℃ 低浓度时,柠檬酸与金属离子配位能力弱,浸出率低;浓度过高时,
配合物溶解度下降,浸出率降低
13.(1)SiO2
(2)作还原剂,将Co
3+还原为Co
2+
(3)TiOSO4+( x +1)H 2O =
Δ
TiO2⋅xH 2O↓+ H 2SO4
(4)3 Fe❑
3++ Na❑
++2 SO4
2−+3 C O3
2−+3 H ❑❑O = NaFe❑❑(SO❑❑)❑❑(OH )❑❑↓+3 CO❑❑↑
3 Fe❑
3++ Na❑
++2 SO4
2−+6 C O3
2−+6 H ❑❑O = NaFe❑❑(SO❑❑)❑❑(OH )❑❑↓+6 HC O3
−
(5)5.0×10
−6
(6)5.4
(7) K 2[ Ni(CN )4]为离子晶体,Ni(CO)4为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,因此K2[Ni(CN)4)
的熔点更高
(8)3CoC2O4=
Δ
Co3O4+ 4CO↑+2CO2↑
14.(1)适当研细铜转炉烟灰(或适当升温、适当增大硫酸的浓度)
(2)难溶物PbSO4覆盖在表面,减少浸出的接触面积,导致金属离子浸出率反而下降
(3)3Fe
2++ MnO4
−+7 H2O=3Fe(OH)3↓+ MnO2↓+5 H
+
(4) PbSO4 (s)+CO3
2−(aq)⇌PbCO3(s)+SO4
2−(aq) 1.25×10
5
(5)10.35ab
(6) ZnCu3或Cu3Zn
3√
257
8.5× N A
15.(1)3d
104s
2
(2)增大接触面积,加快反应速率
(3)8.4
(4)Zn、Fe
(5)2.5×10
11
(6) Li1.5Zn0.25S 12 3.88×10
23
a
3 N A
16.(1)3d
104s
2
(2)温度升高,NH3挥发
(3)分液
(4)Mn
2++2NH3⋅H2O+H2O2=MnO2↓+2NH4
++2H2O
(5) [Zn(NH3)4)
2++S
2=ZnS↓+4NH3 2.16×1014
(6)2H
++2e
−= H2↑
17.(1)释放残余的能量,避免造成安全隐患,或使锂元素充分嵌入到正极材料,利于回收
(2) +2
(3) 2LiFePO4+ H2O2+6 H
+=2Li
++2Fe
3++2H2PO❑4
−+2H2O 导电剂(乙炔黑和碳纳米管)
(4)当碳酸钠浓度大于30%后,c (OH
-)增大生成Fe(OH)3沉淀增多则磷沉淀率明显降低
(5)D
(6) 等质量分数的Na2S溶液中离子浓度更大、离子所带电荷更多,且S
2−、HS
−还原性比Cl
−强,更容
易参与氧化还原反应,加快了电子在电极和溶液之间的转移速率 NaCl质量分数由5 %增大为10 %时,
对电池外壳和电芯的腐蚀速率加快
18.(1) 增大气体与固体的接触面积,使固体颗粒充分反应,加快反应速率
4 FeCr2O4+7O2+16 NaHCO3
高温
¿2Fe2O3+8 Na2CrO4+16CO2+8 H2O
¿
Fe2O3、CuO
(2) 4.5~9.3 10
−14.6
(3) 2CrO4
2−+2CO2+ H2O+2Na
+=2NaHCO3↓+Cr2O7
2− 将增加硫酸的用量
(4) 2 将Na2Cr2O7尽可能多的转化为K2Cr2O7、降低K2Cr2O7的溶解度
19.(1)1s
22s
22 p
63 s
23 p
63d
84 s
2(或[ Ar ]3d
84 s
2)
(2)增大反应物接触面积,加快浸出速率,提高原料浸出率
(3) 将Co2O3浸出,提高Co 的利用率 2Co2O3+ 4 H2SO4= 4 CoSO4+O2↑+ 4 H2O
(4)2Na
++6 Fe
3++ 4 SO4
2−+6 H2O+6CO3
2−= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑
(5)4.0×10
−3
(6)Co
20.(1)第5 周期第ⅥA 族
(2)PtTe+Na2CO3+O2=Pt+Na2TeO3+CO2
(3)Cu
(4)2:3
(5)将[AuCl4] -还原为金单质、[PtCl6]2-还原为[PtCl4]2-
(6)1.0
(7)Cu3AuH8
21.(1)3d
104s
1
(2)2FeAsS+5O2
高温
¿Fe2O3+ As2O3+2SO2
¿
(3) Au+和S2-生成Au2S 沉淀 S 的原子半径更大,电负性更小,更易提供孤电子对形成配位键
(4) Fe(OH)3、Cu(OH)2 AsO2
−+ H2O2+2OH
−= AsO4
3−+2H2O
(5) 温度升高,Ca(OH)2溶解度减小,Ca2+浓度减小,生成的Ca3(AsO4)2沉淀减少 12.5
22.(1)碳及有机物
(2)Na[Al(OH)4)
(3) 防止Na2SO3生成SO2导致还原效率降低,污染环境 2Co
3++SO3
2-+H2O=SO4
2-+2Co
2++2H
+
(4)少量多次
(5)Mg2+
(6)6
23.(1) 三 ⅢA
(2)4 CeFCO3+O2
高温
¿3CeO2+CeF4+
¿
4 CO2
(3)Al(OH)3、CeO2
(4)Mg
2+
(5) 阳离子交换 75% 盐酸(HCl)
(6)Y2(C2O4)3受热分解产生大量的CO2和CO气体,逸出的过程中导致产物Y2O3疏松
24.(1)增大H2SO4浓度
(2)MnO2+ PbS+ 4 H
++SO4
2−= Mn
2++ PbSO4+S+2H2O
(3)PbSO4+CH3COOH⇌[CH3COOPb)
++SO4
2−+ H
+ K =10
−7.6×10
−4.7×10
2.5=10
−9.8平衡常数很小,因此不用
CH3COOH溶液浸取PbSO4
(4)pH 小于8 时,不利于Na2Cr2O7转化为Na2CrO4;pH大于8 时生成Pb(OH)2沉淀
(5)2PbO2=2PbO+O2↑剩余固体含PbO2,由得失电子守恒有n(PbO2)=n(Cl2),又n(O2):n(Cl2)=2:1,则
剩余固体中n(PbO):n(PbO2)= 4:1,故剩余固体中N(Pb)、N(O)=5:6
(6)
25.(1)
d
(2)浸取速率较大
(3)促进TiO2+水解平衡正向移动,提高水解率
(4)1:2:2
(5)将滤渣3 溶于足量NaOH 溶液,过滤、洗涤、灼烧
(6)MgCl2⋅6H2O+6SOCl2
高温
¿ MgCl2+6SO2↑+12HCl↑
¿
(7)2Cl
--2e
-=Cl2↑
26.(1)将炼锌钴渣粉碎,适当升高温度,适当提高硫酸浓度,搅拌等(任选一条即可)
(2)Fe(OH)3、CaSO4
(3)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明已洗涤干净
(4)2Co(OH)3+SO3
2−+ 4 H
+=2Co
2++SO4
2−+5 H2O
(5) 2H2O−4e
−=O2↑+ 4 H
+ 1
(6) 3d
104s
2 2.06×10
23
N A⋅a
2c
27.(1) PbCl2+2Cl
−⇌PbCl4
2− 75℃时继续升温,HCl 挥发,c(Cl
−)降低,使得
PbCl2(s)+2Cl
−(aq)⇌[PbCl4)
2−(aq)平衡逆向移动,Pb 的浸出率降低 CD
(2)
Cu+ H2SO4+ H2O2=CuSO4+2H2O
(3)Na2SO3
(4)6.4×10
−9
(5) 4 2:1:1
28.(1)B、SiO2
(2)强于
(3)萃取2
(4) 2Nd
3++3 H2C2O4= Nd2(C2O4)3↓+6 H
+ 6×10
−3
(5)6CoO+O2
500℃
¿2Co3O4
¿
(6) 8a
3 4 3:4
29.(1)
(2)温度过高时,NH3⋅H2O分解生成NH3逸出(过二硫酸铵分解,造成浸出率减小等)
(3)(NH4)2S2O8+ZnS+ 4 NH3=[Zn(NH3)4)SO4+(NH4)2SO4+S(或
(NH4)2S2O8+ZnS+ 4 NH3⋅H2O =[Zn(NH3)4)SO4+(NH4)2SO4+S+ 4 H2O)
(4)[Zn(NH3)4)
2++S
2−+ 4 H2O =ZnS↓+ 4 NH3⋅H2O
(5)Fe(OH)3
(6) pH 升高,OH
−浓度增大,平衡A
2−+ H2O⇌HA
−+OH
−逆向移动,A
2−离子浓度增大,平衡
PbSO4+ A
2−⇌PbA+SO4
2−正向移动,PbA 产率增大 Pb(OH)2
(7)正电
30.(1)通入热空气,将Fe
2+氧化为Fe
3+,便于后期除去
(2) Al2O3·4SiO2或Al2Si4O11 Fe(OH)3
(3) 蒸发结晶 趁热过滤
(4)BF3+ Li2C2O4= LiBF2C2O4+ LiF
(5)
(6) HF LiBF2C2O4分解温度更高(热稳定性更好);LiBF2C2O4对水分不敏感,在潮湿的环
境中更稳定