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高三化学二轮复习非选择题强化训练：大题专项训练（一）工艺流程
基础题
1.柠檬酸亚铁( FeC6 H 6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，某研究团队用硫铁矿(主要成分为Fe S2、SiO2
、A l2O3)为原料，制备柠檬酸亚铁，其流程如图：
已知：
I.柠檬酸(C6 H 8O7)为三元酸。
Ⅱ.表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH (开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1mol· L
−1计算)。
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
F e
3+
1.1
3.2
A l
3+
3.0
5.0
F e
2+
5.8
8.8
(1)柠檬酸亚铁( FeC6 H 6O7)是一种_______(填“正”、“酸式”或“碱式”)盐，“焙烧”过程中发生反
应的化学方程式为_______。滤渣1的成分为_______(填化学式)。
(2)已知：Fe S2与H 2SO4不反应。则“还原”时Fe S2发生反应的离子方程式为：_______。
(3)“沉铁”时的离子方程式为_______，该反应需控制温度在35℃以下，其可能的原因是_______。
(4)“除铝”时所调pH范围是_______，“还原”和“除铝”两步操作不能交换的原因是_______。
(5)柠檬酸亚铁( FeC6 H 6O7)在空气中煅烧得到F e2O3和FeO的混合物。检验F e2O3存在的方法是
_______。
2.锌电解阳极泥(主要成分为MnO2、PbSO4和ZnO，还有少量锰铅氧化物Pb2 M n8O16和 Ag)是冶锌过
程中产生的废渣，一种回收锌电解阳极泥中金属元素锌、锰、铅和银的工艺如图。回答下列问题：
已知：①MnSO4⋅H 2O易溶于水，不溶于乙醇。
②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如图反应：
+ HCOOH
(1)请写出Mn原子基态价层电子排布式______。
(2)已知Pb2 M n8O16中Pb为+2价，Mn为+2价和+ 4价，则氧化物中+2价和+ 4价Mn的个数比为
______。
(3)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为 ______。
(4)实际锰浸出最适宜的葡萄糖加入量远大于理论加入量，为提高葡萄糖的有效利用率，除充分搅拌外还
可采取的措施为 ______。
(5)整个流程中可循环利用的物质是 ______。获得MnSO4⋅H 2O晶体的一系列操作是指蒸发结晶、趁热
过滤、洗涤、干燥，其中洗涤的具体操作是 ______。
(6)加入N a2C O3溶液的目的是将PbSO4转化为PbC O3，N a2C O3溶液的最小浓度为 ______mol⋅L
−1(
保留两位小数)。判断沉淀转化能否彻底进行并说明理由 ______。[已知：20℃时
K sp( PbSO4)=1.6×10
−8mol
2⋅L
−2，K sp( PbC O3)=7.4×10
−14mol
2⋅L
−2，1.26
2≈1.6]
3.ZnO是一种常用的化学添加剂，广泛应用于塑料、合成橡胶的化工生产中。一种以工业含锌废渣(主要
成分为ZnO，还含有F e3O4、A l2O3、SiO2及C d
2+等)制取高纯ZnO的工艺流程如图所示：
已知：相关金属离子c(M
n+)=0.1mol·L❑
−1生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
F e
2+F e
3+A l
3+Z n
2+C d
2+
开始沉淀6.3 1.5 3.4 6.5 7.4
沉淀完全8.3 2.8 4.7 8.5 9.4
(1)“粉碎”的目的是_______。
(2)“酸浸”时通入过量空气的作用是_______(用离子方程式表示)。
(3)常温下，K sp[Zn(OH )2]=_______。
(4)“调pH”的范围是_______。滤渣2的主要成分为_______(写化学式)，滤渣2经酸溶等进一步处理后可
获得FeC l3⋅6 H 2O晶体，其中，由FeC l3溶液制取FeC l3⋅6 H 2O的操作方法是_______，过滤。
(5)“沉锌”反应中，往滤液加入N H 4 HC O3溶液，生成ZnC O3⋅Zn(OH )2及C O2，写出反应的离子方
程式_______。“沉锌”后的母液可进一步处理，获得一种化工原料，写出该原料在生产中的一种用途
_______。
4.以黄铁矿(主要成分Fe S2)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的
污染。其中一种流程如图所示。
回答下列问题：
(1)黄铁矿中硫元素的化合价为______。
(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为______________________________。
(3)欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入______ (填“过量”或“不足量”)的SO2气体。
(4)因为N a2S2O5具有______性，导致商品N a2S2O5中不可避免地存在N a2SO4。检验其中含有SO4
2−的
方法是______________________________。
(5)一般用K 2C r2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用
标准K 2C r2O7溶液滴定其中的F e
2+。
反应式：C r2O7
2−+6 F e
2++14 H
+=2C r
3++6 F e
3++7 H 2O
某次实验称取0.2800 g样品，滴定时消耗浓度为0.03000mol⋅L
−1的K 2C r2O7溶液25.10mL，则样品中
铁含量为______%。
5.某研究人员按图甲所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”。实验中，SO2和O2混合气体连续通入，水和
铁在起始时一次性加入，反应液多次循环。
(1)吸收时，温度不宜过高的原因是 ______ 。
(2)实验中，对循环的反应液的pH进行跟踪检测，测得pH随时间的变化曲线如图乙所示( A点为纯水的
pH )。
①AB段，pH下降的主要原因是 ______ 。
②CD段，反应液的pH发生突变，是由于吸收液中H 2SO4含量的突增，但此时根据图象，反应液的pH
却在上升，原因是 ______ 。硫酸浓度上升的原因是 ______ 。
(3)以反应后的溶液为原料，请你设计一个制取硫酸铁晶体的方案 ______ 。
已知：亚铁离子会与铁氰化钾溶液反应生成一种蓝色物质。
实验中可选用的试剂：3mol / L稀硫酸，铁粉，10 % H 2O2，铁氰化钾溶液。
提升题
6.从钒铬锰矿渣(主要成分为V 2O5、C r2O3、MnO)中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH较大时，二价锰[ Mn(Ⅱ)]在空气中易被氧化。回答下列问题：
(1)Cr元素位于元素周期表第 ______周期 ______族。
(2)用FeC l3溶液制备Fe(OH )3胶体的化学方程式为 ____________________________________。
(3)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lgc总(V )]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中
c总(V )=0.01mol⋅L
−1，“沉钒”过程控制pH =3.0，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为
___________(填化学式)。
(4)某温度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为 ______；在该条件下
滤液B中c(C r
3+)=___________mol⋅L
−1[ K w近似为1×10
−14，Cr(OH )3的K sp近似为1×10
−30]。
(5)“转化”过程中生成MnO2的离子方程式为 __________________________。
(6)“提纯”过程中N a2S2O3的作用为 ________________________________________________。
7.硫酸铁铵[ N H 4 Fe(SO4)2⋅x H 2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采
用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如图：
回答下列问题：
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是______。
(2)步骤②需要加热的目的是______，温度保持80−95℃，采用的合适加热方式是______。铁屑中含有
少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为______(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H 2O2，理由是______。分批加入H 2O2，同时为了______，溶液要保持pH小于
0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重
5.6 %。硫酸铁铵晶体的化学式为______。
8.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(∋)等元素的氧化
物，一种回收利用工艺的部分流程如图：
已知：25℃时，H 2C O3的K a1= 4.5×10
−7，K a2= 4.7×10
−11；K sp(BaMoO4)=3.5×10
−8；
K sp(BaC O3)=2.6×10
−9；该工艺中，pH >6.0时，溶液中Mo元素以MoO4
2−的形态存在。
(1)“焙烧”中，有N a2 MoO4生成，其中Mo元素的化合价为 ______ 。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为 _________ 。
(3)“沉钼”中，pH为7.0。
①生成BaMoO4的离子方程式为 ____________________________________ 。
②若条件控制不当，BaC O3也会沉淀。为避免BaMoO4中混入BaC O3沉淀，溶液中c( HC O3
−)：
c( MoO4
2−)= _________ (列出算式)时，应停止加入BaC l2溶液。
(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C O2，可析出Y
。
(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H 2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
①该氧化物为 _________ 。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H 2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为+5价，则该
反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 _________ 。
9.以废旧铅酸电池中的含铅废料( Pb, PbO , PbO2, PbSO4等)为原料制备PbO，实现铅的再生利用。流程
示意图如图：
资料：i.25℃时，K sp( PbC l2)=1.7×10
−5、K sp( PbSO4)=2.5×10
−8
ii. PbC l2+2C l
−⇌[ PbC l4]
2−ΔH >0
(1)溶浸Pb、PbO、PbO2、PbSO4均转化为[ PbC l4]
2−。
①上述流程中能提高含铅废料中铅的浸出率的措施有____。
②Pb转化为PbC l2的反应有：Pb+2 HCl = PbC l2+ H 2↑、____。
(2)结晶
①所得PbC l2中含有少量Pb(OH )Cl，原因是____(用方程式表示)。
②向母液中补加一定量盐酸，可继续浸取含铅废料。重复操作的结果如下：
循环次数
0
1
2
3
4
铅回收率/ %
85.4
93.5
95.8
97.1
98.2
PbC l2纯度/ %
99.4
99.3
99.2
99.1
96.1
循环3次后，PbC l2纯度急剧降低，此时向母液中加入____(填试剂)，过滤，滤液可再次参与循环。
(3)脱氯
PbO在某浓度NaOH溶液中的溶解度曲线如图所示。
结合溶解度曲线，简述脱氯的操作：____。
(4)测定废料中铅的含量将ag含铅废料与足量盐酸、NaCl溶液充分反应，得到100mL溶液。取10mL溶
液加水稀释，再加几滴二甲酚橙作指示剂，用0.01mol⋅L
−1的乙二胺四乙酸二钠盐(用N a2 H 2Y 表示)进
行滴定，滴定终点时消耗N a2 H 2Y 溶液vmL。计算废料中铅的质量分数____。资料：滴定原理为：
H 2Y
2−+[ PbC l4]
2−=[ PbY ]
2−+2 H
++ 4C l
−
10.废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量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
PbSO4
PbC O3
BaSO4
BaC O3
K sp
2.5×10
−8
7.4×10
−14
1.1×10
−10
2.6×10
−9
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 )3
Fe(OH )2
Al(OH )3
Pb(OH )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PbSO4转化反应的离子方程式为________，用沉淀溶解平衡原理解释选择N a2C O3的原
因________。
(2)在“脱硫”中，加入N a2C O3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸( HAc)，还要加入H 2O2。
(ⅰ)能被H 2O2氧化的离子是________；
(ⅱ)H 2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb( Ac)2，其化学方程式为________；
(ⅲ)H 2O2也能使PbO2转化为Pb( Ac)2，H 2O2的作用是________。
(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________。
答案和解析
1.【答案】 (1)酸式 4 Fe S2+11O2
加热̲̲
¿
2 F e2O3+8 SO2 SiO2
(2)Fe S2+2 F e
3+=3 F e
2++2S
(3)2 HCO ❑3
− + F e
2+= FeC O3↓+C O2↑+ H 2O 防止N H 4 HC O3受热分解
(4)5.0≤pH <5.8 因为F e
3+沉淀的pH比A l
3+更低，若先调pH则F e
3+也会沉淀而损耗，降低产率
(5)取煅烧后的固体于试管中，加足量稀硫酸溶解，滴加KSCN溶液，若变红则证明F e2O3存在
【解析】(1)由于柠檬酸( C6 H 8O7 )为三元酸，则柠檬酸亚铁( FeC6 H 6O7)还能电离出氢离子，是一种酸
式盐。根据以上分析可知“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为4 Fe S2+11O2
加热̲̲
¿
2 F e2O3+8 SO2
。滤渣1的成分为SiO2。
(2)已知：Fe S2与H 2SO4不反应，“还原”时Fe S2被铁离子氧化，发生反应的离子方程式为
Fe S2+2 F e
3+=3 F e
2++2S。
(3)“沉铁”时反应物是碳酸氢根离子、亚铁离子，生成物是碳酸亚铁，根据原子守恒可知还有水和二氧
化碳生成，反应的离子方程式为2 HCO ❑3
− + F e
2+= FeC O3↓+C O2↑+ H 2O，由于铵盐受热易分解，该
反应需控制温度在35℃以下的原因是防止N H 4 HC O3受热分解。
(4)“除铝”时需要防止亚铁离子沉淀，根据表中数据可知所调pH范围是5.0≤pH <5.8，由于F e
3+沉淀
的pH比A l
3+更低，若先调pH则F e
3+也会沉淀而损耗，降低产率，所以“还原”和“除铝”两步操作不
能交换。
(5)要检验F e2O3存在，需要首先转化为可溶性盐，其方法是取煅烧后的固体于试管中，加足量稀硫酸溶
解，滴加KSCN溶液，若变红则证明F e2O3存在。
2.【答案】(1)3d
34 s
2
(2)1：3
(3)C6 H 12O6+24 H
++12 MnO2=12 M n
2++6C O2↑+18 H 2O
(4)少量多次加入葡萄糖
(5)醋酸(C H 3COOH ) 向漏斗中加入乙醇至浸没MnSO4⋅H 2O晶体(或沉淀)，待乙醇自然流下，重复
2～3次
(6)5.87×10
−10 该沉淀转化反应能彻底进行，因为该沉淀转化反应的平衡常数为
K = K sp( PbSO4)
K sp( PbC O3) =2.16×10
5>1×10
5，所以能彻底进行
【解析】(1)锰是25号元素，3d和4 s上的电子是其价电子，根据构造原理知其价电子排布式为：3d
34 s
2
，
故答案为：3d
34 s
2；
(2)由题中信息可知，Pb2 M n8O16中Pb为+2价，Mn为+2价和+ 4价，设+2价Mn有x个，+ 4价Mn有y
个，根据化合价代数和为0得，{
(+2)×2+(+2)x +(+ 4) y +(−2)×16=0
x + y =8
，解得{
x =2
y =6，则+2价Mn与
+ 4价Mn个数比为x：y =2：6=1：3，
故答案为：1：3；
(3)由题中信息可知，在酸洗后剩余的加入稀硫酸、葡萄糖与MnO2发生氧化还原反应，+ 4价Mn得电子
被还原成M n
2+，葡萄糖中C失电子被氧化成C O2，其离子方程式为
C6 H 12O6+24 H
++12 MnO2=12 M n
2++6C O2↑+18 H 2O，
故答案为：C6 H 12O6+24 H
++12 MnO2=12 M n
2++6C O2↑+18 H 2O；
(4)
由题中信息可知，在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如下反应
+ HCOOH
，所以葡萄糖发生了副反应，从而额外消
耗了大量葡萄糖；为提高葡萄糖的有效利用率，减小葡萄糖的损失，除充分搅拌外还可采取的措施为少量
多次加入葡萄糖，
故答案为：少量多次加入葡萄糖；
(5)由题中信息和流程图可知，在醋酸铅溶液中加入H 2SO4，得到PbSO4沉淀和醋酸，即
(C H 3COO)2 Pb+ H 2SO4= PbSO4↓+2C H 3COOH，醋酸(C H 3COOH )可循环使用；由题中信息可
知，MnSO4⋅H 2O易溶于水，不溶于乙醇，为了减小洗涤损失，MnSO4⋅H 2O用乙醇洗涤，具体操作
为向漏斗中加入乙醇至浸没MnSO4⋅H 2O晶体(或沉淀)，待乙醇自然流下，重复2～3次，
故答案为：醋酸(C H 3COOH )；向漏斗中加入乙醇至浸没MnSO4⋅H 2O晶体(或沉淀)，待乙醇自然流
下，重复2～3次；
(6)由题中信息可知，加入N a2C O3溶液是将PbSO4转化为PbC O3，即
PbSO4(s)+C O3
2−(aq)⇌PbC O3(s)+ SO4
2−(aq)，因为PbSO4的K sp( PbSO4)=1.6×10
−8mol
2⋅L
−2
，所以溶液中c( Pb
2+)= ❑√K sp( PbSO4)=
❑√1.6×10
−8mol / L=1.26×10
−4mol / L，生成PbC O3时，
C O3
2−的最小浓度为c(C O3
2−)= K sp( PbC O3)
c( Pb
2+)
= 7.4×10
14
1.26×10
−4 mol / L=5.87×10
−10mol / L；由
PbSO4(s)+C O3
2−(aq)⇌PbC O3(s)+ SO4
2−(aq)可知，平衡常数
K = c(SO4
2−)
c(C O3
2−)
= c(SO4
2−)⋅c( Pb
2+)
c(C O3
2−)⋅c( Pb
2+)
= K sp( PbSO4)
K sp( PbC O3) =2.16×10
5>1×10
5，所以能彻底转化，
故答案为：5.87×10
−10；该沉淀转化反应能彻底进行，因为该沉淀转化反应的平衡常数为
K = K sp( PbSO4)
K sp( PbC O3) =2.16×10
5>1×10
5，所以能彻底进行。
3.【答案】(1)增大固液接触面积，加快“酸浸”时的反应速率
(2)4 F e
2++ 4 H
++O2= 4 F e
3++2 H 2O
(3)1.0×10
−16
(4)4.7≤pH <6.5；Fe(OH )3、Al(OH )3；蒸发浓缩、降温结晶
；作氮肥
【解析】工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有F e3O4、A l2O3、SiO2及C d
2+等)中加入稀硫酸并通入
空气，ZnO、F e3O4、A l2O3及C d
2+都溶于稀硫酸，溶于中溶质为ZnSO4、F e2(SO4)3、A l2(SO4)3
、CdSO4及H 2SO4，SiO2不溶于稀硫酸，所以得到的滤渣1为SiO2；加入Zn粉时沉镉，所以加入ZnO
调节溶液的pH值时F e
3+转化为Fe(OH )3沉淀、A l
3+转化为Al(OH )3沉淀，则滤渣2为Fe(OH )3、
Al(OH )3；Zn置换出Cd，加入N H 4 HC O3沉锌，过滤、洗涤、灼烧得到ZnO，据此分析解题；
(1)将含锌废渣“粉碎”的目的是增大固液接触面积，加快“酸浸”时的反应速率，故答案为：增大固液
接触面积，加快“酸浸”时的反应速率；
(2)由分析可知，F e
2+不稳定，能被空气氧化，所以该步骤中通入过量空气的作用是将F e
2+完全转化为
F e
3+，该过程的离子方程式为：4 F e
2++ 4 H
++O2= 4 F e
3++2 H 2O，故答案为：
4 F e
2++ 4 H
++O2= 4 F e
3++2 H 2O；
(3)由题干表中数据可知，常温下，含0.1mol/ L的Z n
2+溶液开始析出Zn(OH )2沉淀对应的pH =6.5，故
，故答案为：1.0×10
−16
；
(4)由分析可知，调pH值的目的是是A l
3+、F e
3+完全沉淀，而Z n
2+和C d
2+不沉淀，结合题干表中数据
可知，“调pH”的范围是4.7≤pH <6.5，滤渣2的主要成分为Fe(OH )3、Al(OH )3，滤渣2经酸溶等进
一步处理后可获得FeCl3⋅6 H 2O晶体，其中，由FeCl3溶液制取FeCl3⋅6 H 2O的操作方法是蒸发浓缩、
降温结晶，过滤，故答案为：4.7≤pH <6.5；Fe(OH )3、Al(OH )3；蒸发浓缩、降温结晶；
(5)“沉锌”反应中，往滤液加入N H 4 HC O3溶液，生成ZnC O3⋅Zn(OH )2及C O2，根据反应物和生成
物书写离子方程式为
，“沉锌”后的母液可进一
步处理，获得一种化工原料( N H 4)2SO4，硫酸铵可以作氮肥，故答案为：
；作氮肥。
4.【答案】(1)−1
(2)F e2O3+3CO
2 Fe+3C O2
(3)过量
(4)还原；先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明含有SO4
2−
(5)90.36
【解析】黄铁矿(主要成分Fe S2)煅烧生成氧化铁和二氧化硫，氧化铁用CO还原得到还原铁粉，用
K 2C r2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度；二氧化硫经过一系列步骤生成硫酸，尾气中含有二氧化硫，用
氢氧化钠溶液吸收生成NaHSO3，加热后生成N a2S2O5，以此解答该题。
(1)黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁( Fe S2)，其中铁元素的化合价是+2价，因此硫元素的化合价为−1
价；
(2)炉渣的主要成分为F e2O3，由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为F e2O3+3CO
2 Fe+3C O2；
(3)N a2SO3溶液能够与SO2反应生成NaHSO3，欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入过量的SO2气
体；
(4)N a2S2O5转化为N a2SO4过程中S元素的化合价升高，被氧化，体现了N a2S2O5的还原性；检验其
中含有SO4
2−的方法是首先用盐酸酸化，除去S2O5
2−，再加入氯化钡溶液，看有无白色沉淀生成，若生成
白色沉淀，证明含有SO4
2−，否则没有SO4
2−；
(5)称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K 2C r2O7溶液滴定其中的F e
2+，存在关系式：
6 Fe～6 F e
2+～C r2O7
2−，滴定过程中消耗的K 2C r2O7物质的量为
0.03000mol⋅L
−1×0.02510 L=0.000753mol，则样品中含有的铁的物质的量为
0.000753mol×6=0.004518mol，样品中铁含量为0.004518mol×56 g/mol
0.2800 g
×100 % =90.36 %。
5.【答案】(1)温度过高，二氧化硫的溶解度下降
(2)①二氧化硫与水反应生成亚硫酸，溶液酸性增强 ②酸性更强的H 2SO4更容易与Fe反应导致其被大量
消耗 生成的F e
2+对亚硫酸氧化生成硫酸的反应起催化作用
(3)加入略过量的稀硫酸酸化溶液，边搅拌边加入10 % H 2O2溶液，直至去少量溶液于另一试管中滴加铁氰
化钾溶液后溶液不出现颜色变化，加热浓缩，期间加入一定量的稀硫酸抑制F e
3+水解，蒸发至有大量晶体
析出，过滤，取滤渣
【解析】
燃煤烟气的脱硫研究，SO2和O2混合气体连续通入，水和铁在起始时一次性加入，反应液多次循环，二氧
化硫、氧气和水反应生成硫酸，吸收液的主要成分为硫酸，加入足量铁反应得到硫酸亚铁溶液，为确保反
应液的循环吸收效果，吸收液与铁的反应需控制在40℃左右进行，据此分析回答问题。
(1)高温使气体的溶解度降低，不利于气体的溶解，
故答案为：温度过高，二氧化硫的溶解度下降；
(2)①二氧化硫与水反应生成亚硫酸，溶液酸性增强，pH值减小，
故答案为：二氧化硫与水反应生成亚硫酸，溶液酸性增强；
②由于加入铁粉，酸性更强的H 2SO4更容易与Fe反应导致其被大量消耗，生成的F e
2+对亚硫酸氧化生成
硫酸的反应起催化作用，
故答案为：酸性更强的H 2SO4更容易与Fe反应导致其被大量消耗；生成的F e
2+对亚硫酸氧化生成硫酸的
反应起催化作用；
(3)结合流程与数据分析可知，制取硫酸铁晶体的方案为加入略过量的稀硫酸酸化溶液，边搅拌变加入
10 % H 2O2溶液，直至去少量溶液于另一试管中滴加铁氰化钾溶液后溶液不出现颜色变化，加热浓缩，期
间加入一定量的稀硫酸抑制F e
3+水解，蒸发至有大量晶体析出，过滤，取滤渣，
故答案为：加入略过量的稀硫酸酸化溶液，边搅拌变加入10 % H 2O2溶液，直至去少量溶液于另一试管中
滴加铁氰化钾溶液后溶液不出现颜色变化，加热浓缩，期间加入一定量的稀硫酸抑制F e
3+水解，蒸发至有
大量晶体析出，过滤，取滤渣。
6.【答案】(1)四；ⅥB；
(2)FeC l3+3 H 2O
Fe(OH )3(胶体)+3 HCl；
(3)H 3V 2O7
− ；
(4)6.0；10
−6.0 ；
(5)M n
2++ H 2O2+2O H
−= MnO2↓+2 H 2O；
(6)防止pH较大时，二价锰[ Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH )3的表面，使产物不
纯
【解析】钒铬锰矿渣(主要成分为V 2O5、C r2O3、MnO)加入稀硫酸酸浸，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁
胶体吸附含有钒的杂质，滤液中主要含有M n
2+和C r
3+，加入NaOH溶液“沉铬”后，C r
3+转化为固体A
为Cr(OH )3沉淀，滤液B中主要含有MnSO4，提纯后Cr(OH )3煅烧生成C r2O3，“转化”步骤中反应
的离子方程式为：M n
2++ H 2O2+2O H
−= MnO2↓+2 H 2O。
(1)Cr是24号元素，在周期表中的位置为第四周期第ⅥB族；
(2)制备氢氧化铁胶体的反应方程式为FeC l3+3 H 2O
Fe(OH )3(胶体)+3 HCl；
(3)已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中c总(V )=0.01mol⋅L
−1，lgc总(V )=−2，从图1中可知，“沉钒”过程控
制pH =3.0，lgc总(V )=−2时，与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为H 3V 2O7
−；
(4)“沉铬”过程铬沉淀越多、锰沉淀越少越好，根据图知，“沉铬”过程最佳pH为6.0；pH =6.0时，
溶液中c(O H
−)= 10
−14
10
−6.0 mol / L=10
−8.0mol / L，在该条件下滤液B中
c(C r
3+)=
K sp
c
3(O H
−)
= 1×10
−30
(10
−8.0)
3 mol/ L=10
−6.0mol/ L；
(5)“转化”过程中双氧水、NaOH和硫酸锰反应生成MnO2和硫酸钠、水，离子方程式为
M n
2++ H 2O2+2O H
−= MnO2↓+2 H 2O；
(6)“提纯”过程中N a2S2O3的作用为防止pH较大时，二价锰[ Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为
MnO2附在Cr(OH )3的表面，使产物不纯。
7.【答案】(1)碱煮水洗
(2)加快反应速率；水浴加热；C
(3)将F e
2+全部氧化为F e
3+，不引入杂质；防止F e
3+水解
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
(5)N H 4 Fe(SO4)2⋅12 H 2O
【解析】废铁屑中含有油污，油污在碱性条件下水解，且碱和Fe不反应，所以可以用碱性溶液除去废铁屑
中的油污，将干净铁屑进入稀硫酸中并加热，稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤除去废
渣得到滤液，滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的硫酸亚铁，然后向滤液中加入H 2O2，F e
2+被氧化生成
F e
3+而得到硫酸铁溶液，然后向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体，然后通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗
涤、干燥得到硫酸铁铵固体；
(1)油污在碱性条件下水解生成羧酸盐和甘油，羧酸盐和甘油都易溶于水，然后水洗，从而除去油污，
故答案为：碱煮水洗；
(2)温度越高化学反应速率越快，缩短反应时间，所以步骤②需要加热的目的是加快反应速率；低于
100℃的加热需要水浴加热，所以温度保持80−95℃，采用的合适加热方式为水浴加热；铁屑中含有少
量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，硫化物和稀硫酸反应生成H 2S，H 2S属于酸性气体，用碱液吸
收，且要防止倒吸，
BD不能防止倒吸且A溶解硫化氢能力较弱，所以选取C，
故答案为：加快反应速率；水浴加热；C；
(3)H 2O2具有氧化性，能氧化F e
2+生成铁离子且双氧水被还原生成水，不引进杂质，所以选取双氧水作
氧化剂；F e
3+水解导致溶液呈酸性，H
+能抑制F e
3+水解，为防止F e
3+水解需要保持溶液的pH小于0.5
，
故答案为：将F e
2+全部氧化为F e
3+，不引入杂质；防止F e
3+水解；
(4)从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，所以步骤⑤中从溶液中获取
晶体的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失去
结晶水的式量=18×1.5=27，失重5.6 %，则该晶体式量= 27
5.6 % = 482，
x = 482−14−4−56−96×2
18
=12，所以其化学式为N H 4 Fe(SO4)2⋅12 H 2O，
故答案为：N H 4 Fe(SO4)2⋅12 H 2O。
8.【答案】(1)+6；
(2) Al(OH )3;
(3)①MoO4
2−+ B a
2+= BaMoO4↓；
158
②
；
(4)①NaHC O3；②N H 3；
(5)①A l2O3；
4
②：1。
【解析】废催化剂中加入NaOH固体焙烧，A l2O3和NaOH发生反应A l2O3+2 NaOH
2 NaAlO2+ H 2O；“焙烧”中，有N a2 MoO4生成，Mo的氧化物为MoO3，发生反应为
MoO3+2 NaOH
N a2 MoO4+ H 2O，然后水浸过滤得到含Ni的固体，滤液I中含有NaAlO2、
N a2 MoO4和过量的NaOH，然后向滤液I中通入过量的C O2，过滤得到X，X发生一系列变化得到AlAs
，沉铝过程中发生反应2 H 2O+C O2+ NaAlO2= Al(OH )3↓+ NaHC O3，X为Al(OH )3，滤液II中含有
N a2 MoO4、NaHC O3，向滤液II中加入适量BaC l2溶液沉钼，发生反应
N a2 MoO4+ BaC l2= BaMoO4↓+2 NaCl，过滤后得到BaMoO4和滤液IIII；
(1)N a2 MoO4中O元素化合价为−2、Na元素化合价为+1，根据化合物中各元素化合价的代数和为0确
定Mo元素化合价=0−(−2)×4−(+1)×2=+6，
故答案为：+6；
(2)通过以上分析知，得到的沉淀X为Al(OH )3，
故答案为：Al(OH )3；
(3)①N a2 MoO4和BaC l2发生复分解反应生成难溶物BaMoO4，离子方程式为
MoO4
2−+ B a
2+= BaMoO4↓，
故答案为：MoO4
2−+ B a
2+= BaMoO4↓；
②溶液的pH =7.0，c( H
+)=10
−7mol / L，K a2= c(C O3
2−)
c( HC O3
−)
×c( H
+)，则
c( HC O3
−)= c(C O3
2−)
K a2
×c( H
+)，溶液中c( HC O3
−)：c( MoO4
2−)= c(C O3
2−)
K a2
×c( H
+)：
c( MoO4
2−)= c( H
+)
K a2
× c(C O3
2−)
c( MoO4
2−)
= c( H
+)
K a2
× K sp(BaC O3)
K sp(BaMoO4) =
10
−7
4.7×10
−11 × 2.6×10
−9
3.5×10
−8 ≈158，
故答案为：158；
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和NaHC O3，通过以上分析知，Y 为NaHC O3，
故答案为：NaHC O3；
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，N H 3、C O2和NaCl溶液反应生成溶解度较小的NaHC O3，所以通
入的气体为N H 3，因为氨气易溶于水而二氧化碳溶解度较小，所以应该先通入氨气后通入二氧化碳，
故答案为：N H 3；
(5)①根据图知，GaAs能被H 2O2腐蚀，AlAs和H 2O2发生氧化还原反应生成致密的氧化物薄膜，H 2O2
作氧化剂，则AlAs中As元素被氧化，所以得到的氧化物为Al的氧化物，为A l2O3，
故答案为：A l2O3；
②在H 2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为+5价，则As元素失电子发生氧化反应，双氧水得
电子生成水，则GaAs是还原剂、H 2O2是氧化剂，该反应中As元素化合价由−3价变为+5价、O元素化合
价由−1价变为−2价，则转移电子最小公倍数为8，如果转移8mol电子，消耗双氧水4 mol，消耗GaAs为
1mol，所以氧化剂、还原剂的物质的量之比为4：1，
故答案为：4：1。
9.【答案】(1)①粉碎、加热、增大NaCl浓度 ②Pb+ PbO2+ 4 HCl =2 PbC l2+2 H 2O
(2)①[ PbC l4]
2−+ H 2O
Pb(OH )Cl+ H
++3C l
− ②CaC l2 (或BaC l2)
(3)向PbC l2中加入一定量NaOH溶液，加热至固体完全溶解后，冷却结晶，过滤得到PbO固体
(4)
×100 %
【解析】(1)①溶浸Pb、PbO、PbO2、PbSO4均转化为[ PbC l4]
2−，能提高含铅废料中铅的浸出率的措
施有粉碎、加热、增大NaCl浓度均能增大铅的浸出率，
故答案为：粉碎、加热、增大NaCl浓度；
②Pb和盐酸直接反应可转化为PbC l2，也可以和PbO2一起反应生成PbC l2；反应有：
Pb+2 HCl = PbC l2+ H 2↑，Pb+ PbO2+ 4 HCl =2 PbC l2+2 H 2O，
故答案为：Pb+ PbO2+ 4 HCl =2 PbC l2+2 H 2O；
(2)①Pb、PbO、PbO2、PbSO4均转化为[ PbC l4]
2−，由于[ PbC l4]
2−的水解，水解反应为
[ PbC l4]
2−+ H 2O
Pb(OH )Cl+ H
++3C l
−，所得PbC l2中含有少量Pb(OH )Cl，
故答案为：[ PbC l4]
2−+ H 2O
Pb(OH )Cl+ H
++3C l
−；
②循环3次后，PbC l2纯度急剧降低，可向母液中加入CaC l2 (或BaC l2)，过滤，滤液可再次参与循环，
故答案为：CaC l2 (或BaC l2)；
(3)结合PbO在某浓度NaOH溶液中的溶解度曲线，PbO在某浓度NaOH溶液中的溶解度随温度升高而增
大，脱氯的操作为向PbC l2中加入一定量NaOH溶液，加热至固体完全溶解后，冷却结晶，过滤得到PbO
固体，
故答案为：向PbC l2中加入一定量NaOH溶液，加热至固体完全溶解后，冷却结晶，过滤得到PbO固体；
(4)取10mL溶液加水稀释，再加几滴二甲酚橙作指示剂，用0.01mol/ L的乙二胺四乙酸二钠盐(用
N a2 H 2Y 表示)进行滴定，滴定终点时消耗N a2 H 2Y 溶液vmL；滴定原理为：
H 2Y
2−+[ PbC l4]
2−=[ PbY ]
2−+2 H
++ 4C l
−；所以
n( Pb)=n[ PbC l4]
2−=0.01mol / L×v ×10
−3 L= v ×10
−5mol，所以
m( Pb)= v ×10
−5mol×207 g/mol =207×v ×10
−5 g
；所以铅的质量分数为
×100 % =
×100 %，
故答案为：
×100 %。
10.【答案】(1)PbSO4(s)+CO❑3
2−(aq)= PbC O3(s)+ SO❑4
2−(aq)；反应
PbSO4(s)+CO❑3
2−(aq)= PbC O3(s)+ SO❑4
2−(aq)
的平衡常数
=3.4×10
5>10
5
，
PbSO4可以比较彻底的转化为PbC O3
(2)
反应BaSO4(s)+CO❑3
2−(aq)= BaC O3(s)+ SO❑4
2−(aq)
的平衡常数
，反应正向进行的程度有限
(3)(ⅰ)F e
2+
(ⅱ)Pb+ H 2O2+2 HAc = Pb( Ac)2+2 H 2O
(ⅲ)作还原剂
(4)Fe(OH )3、Al(OH )3
(5)B a
2+、N a
+
【解析】铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，向铅膏
中加入碳酸钠溶液进行脱硫，硫酸铅转化为碳酸铅，过滤，向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸，
过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的
pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁，过滤后，向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅，得到氢
氧化铅沉淀，滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子，氢氧化铅再进行处理得到PbO。
(1)“脱硫”中，碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应的离子方程式为：
PbSO4(s)+CO❑3
2−(aq)=
PbC O3(s)+ SO❑4
2−(aq)，由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知，K sp( PbC O3)=7.4×10
−14，
K sp( PbSO4)=2.5×10
−8，反应PbSO4(s)+CO❑3
2−(aq)= PbC O3(s)+ SO❑4
2−(aq)的平衡常数
10
5>10
5
，说明可以转化的比较
彻底，且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中，减少铅的损失。
(2)反应BaSO4(s)+CO❑3
2−(aq)= BaC O3(s)+ SO❑4
2−(aq)的平衡常数
≈0.04<<10
5
，说明该反应正向进行的
程度有限，因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
(3)(i)过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。
(ii)过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb( Ac)2，过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成
Pb( Ac)2和H 2O，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：
Pb+ H 2O2+2 HAc = Pb( Ac)2+2 H 2O。
(iii)过氧化氢也能使PbO2转化为Pb( Ac)2，铅元素化合价由+ 4价降低到了+2价，PbO2是氧化剂，则过
氧化氢是还原剂。
(4)酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化
铁。
(5)依据分析可知，加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢
氧化铝沉淀，铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅，因此沉铅的滤液中，金属离子有B a
2+和加入碳酸
钠、氢氧化钠时引入的N a
+。
