人教版2020届高三二轮复习工艺流程专项提升训练

2020届高三二轮复习专题工艺流程专题训练
1.高锰酸钾（KMnO4是一种常用氧化剂。

主要用于化工、防腐及制药工业等。

以软锰矿
（主要成分为MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：
回答下列问题：
（1））原料软锰矿与氢氧化钾按一定的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是______
（2）平炉”中发生的化学方程式为______
（3）将 K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。

①工艺一是CO2“歧化法”：即在K2MnO4溶液中持续通入CO2气体，使体系几乎呈中
性K2MnO4发生歧化反应，生成KMnO4，MnO2．若反应生成2mol）高锰酸钾，则至少应向容器中通入CO2物质的量是______
②工艺二是“电解法”：即用石墨和铁为电极材料组成电解槽电解K2MnO4水溶液。

该
电解槽阳极材料是______，电解时阴极区产产生的物质是______。

③工艺一和工艺二比较，工艺二的优点是______。

（4）高锰酸钾纯度的测定：称取1.080 g样品。

溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。

取浓度为0.2000mol•L-1的H2C2O4标准溶液20.00mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积24.48mL滴定终点时的现象______，列式并计算该样品的纯度______
（己知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O）
2.镍的抗腐蚀性佳，常被用在电镀上：镍镉电池中也含有镍：常压下，镍即可与一氧化碳
反应，形成剧毒的四羰镍Ni（CO）4，四羰基镍的沸点是43℃，易燃，在空气中易被氧化，加热至60℃会分解成金属镍和一氧化碳：工业上对高冰镍羰基进行羰基化处理后可得到较纯的镍，高冰镍是镍、铜、铁等金属硫化物的共熔体，具体流程如图所示：
请回答下列问题：
（1）高冰镍在煅烧前应先粉碎，其目的是______
（2）气体B可循环利用，写出气体B在低温反应塔中参与反应的化学方程式______。

该反应需控制温度T的范围为______，其原因是______。

（3）固体A的主要成分是______，试用简单的方法将其分离______。

（4）由于四羰基镍有剧毒，所以工业上也可以采用电解法制备镍，其原理是用稀硫酸将沸腾炉煅烧后的固体溶解，调pH将铁、铜除去后再进行电解，如右图所示：
该电解池用的交换膜为______（填“阳“或“阴”）离子交换膜。

阳极的电极反应式为______。

3.KMnO4是一种常见的强氧化剂，主要用于防腐、化工、制
药等。

现以某种软锰矿（主要成分MnO2，还有Fe2O3、Al2O3、
SiO2等）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中
的SO2，又制得KMnO4（反应条件已经省略）。

已知：K sp[Fe（OH）3]=4×10-38，K sp[Al（OH）3]=1×10-33．回答下列问题：
（1）K2MnO4中Mn的化合价为______。

（2）滤渣A的成分是______，析出沉淀B时，首先析出的物质是______。

（3）步骤2中加入MnCO3的作用为______。

（4）滤液C中加入KMnO4时发生反应的离子方程式是______。

（5）步骤4中反应的化学方程式是______。

（6）电解制备KMnO4的装置如图所示。

b与电源的______极相连，电解液中最好选择______离子交换膜（填“阳”或“阴”）。

电解时，阳极的电极反应式为______。

4.目前我国主要采用硫酸法生产钛白（TiO2），每年产生至少100万吨钛白废液，其中含
H2SO4约20%，还有少量Fe2+、TiO2+、Al3+．利用钛白废液浸出氧化锌生产七水硫酸锌，具有原料易得、工艺简单、回收率高和产品纯度高等优点。

生产流程简化如图：
回答下列问题：
（1）“浸出”时发生的主要反应的离子方程式为______。

（2）为寻找“浸出”的最佳条件，做9组对比试验得表：
由表中数据可知，“浸出率”最高时的反应条件是______。

（3）从生产实际考虑，调滤液的pH时选择加入石灰乳的原因是______。

（4）常温下，按1：6固液质量比反应的浸出液中锌离子浓度最大值约为2.5 mol/L，若K sp[Zn（OH）2]=1.2×10-17，lg4.8≈0.68．则加入石灰乳调节的pH应不超过______（保留一位小数）。

（5）在加热下鼔入空气时，发生反应的化学方程式是______，此时TiO2+也会水解生成H2TiO3沉淀，发生反应的离子方程式为______。

（6）加热下加入H2O2目的是进一步氧化除杂，氧化产物为______。

抽滤得到的滤渣主要成分有______和H2TiO3（填化学式）。

5.以红土镍矿（主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等）为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe（SO4）（OH）6]和纳米镍粉的部分工艺流程如图1：
2
（1）“酸浸”过程，为提高铁和镍元素的浸出率，可采取的措施有______，______（写出两种）。

（2）“过滤Ⅰ”滤渣的主要成分是______。

（3）“氧化”过程欲使0.3 mol Fe2+转变为Fe3+，则需氧化剂NaClO至少为______ mol。

（4）‘沉铁”过程中加入碳酸钠调节浴液的pH至2，生成黃钠铁矾沉淀，写出该反应的化学方程式______。

若碳酸钠过多会导致生成的沉淀由黄钠铁矾转交为______（填化学式）。

（5）向“过滤Ⅱ”所得滤液（富含Ni2+）中加入N2H4•H2O，在不同浓度的氢氧化钠溶液中反应，含镍产物的XRD图谱如图2所示（XRD图谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。

欲制得高纯纳米镍粉最适宜的NaOH的物质的量浓度为
______。

写出该条件下制备纳米镍粉同时生成N2的离了方程式______。

（6）高铁酸盐也是一种优良的含铁净水剂，J．C．Poggendor早在1841年利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得Na2FeO4，阳极生成FeO42-的电极反应式为______；Deininger 等对其进行改进，在阴、阳电极间设置阳离子交换膜，有效提高了产率，阳离子交换膜的作用是______。

6.废旧硬质合金刀具中含碳化钨（WC）、金属钴（Co）及少量杂质铁，利用电解法回收
WC和制备Co2O3的工艺流程简图如下：
已知：在上述流程中，各种金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子Fe3+Fe2+Co2+
开始沉淀的pH 1.97.0 6.5
沉淀完全的pH 3.29.09.4
回答下列问题：
（1）以废旧刀具作阳极，不锈钢作阴极，盐酸为电解质溶液。

电解时阳极的电极反应有：Co﹣2e﹣＝Co2+和。

（2）通入氨气的目的是调节溶液的pH，除去铁元素。

由表中的数据可知，理论上可选择的pH的范围是。

（3）生成CoCO3的离子方程式是。

（4）实验测得NH4HCO3溶液显碱性。

制备CoCO3时，不能将滤液加入NH4HCO3溶液中，原因是。

（5）已知：K sp（CoCO3）＝1.4×10﹣13，K sp（CoC2O4）＝6.3×10﹣8．若仅从沉淀转化角度考虑，在0.01mol/L Na2C2O4溶液中加入CoCO3固体能否转化为CoC2O4沉淀？通过计算说明：。

（6）洗涤CoCO3不充分对最终产品纯度并无影响，但在焙烧时会造成环境污染，主要原因是。

（7）CoCO3生成Co2O3的化学方程式是。

7.FePO4是一种难溶于水的白色固体，可用金属防腐剂，也可用于制备电动汽车电池的正极材料LiFePO4．实验室利用FeSO4•7H2O和H3PO4（弱酸）制备FePO4、LiFePO4流程如图：
回答下列问题：
（1）“溶解”时H3PO4不宜过量太多的原因是______。

（2）①洗涤FePO4沉淀的操作是______；
②若经多次洗涤后所得“FePO4”仍呈棕色，则“FePO4”最可能混有的杂质是______。

（3）“反应1”时总反应的离子方程式是______。

（4）“反应2”时总反应的化学方程式是：
2LiOH+6H2C2O4 +2FePO4=2LiFePO4 +7CO2 +5X+7H2O，其中X的化学式为______；每生成1molLiFePO4，该反应转移______mole-。

（5）LiFePO4电池稳定性高、安全、对环境友好，该电池的总反应式是：LiFePO4 +C6
Li1-x FePO4 +Li x C6，其放电时工作原理如图所示。

则：充电时，a极的电极反应式为______；放电时，b极的电极反应式为______。

8.Ca（NO2）2常用作钢筋混凝土工程中的阻锈剂。

硝酸工业尾气中含有大量氮氧化物，含较多NO的尾气可用于制取Ca（NO2）2，工业流程如下：
已知：Ca（OH）2 +NO+NO2=Ca（NO2）2 +H2O；
2Ca（OH）2 +4NO2=Ca（NO2）2 +Ca（NO3）2 +2H2O
回答下列问题：
（1）Ca（NO2）2的名称是______。

（2）一次吸收后的尾气通过浓硝酸，一部分NO被浓硝酸氧化，反应的化学方程式是______；在一定条件下，通入NH3将过多的NO2还原为N2以调节n（NO）/n（NO2）的比值，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。

（3）在整个过程中，控制n（NO）/n（NO2）＞1的目的是______。

（4）用石灰乳两次吸收的目的是______。

（5）在钢筋混凝土中，Ca（NO2）2可阻止Cl-对钢筋的腐蚀，其原理如下图示，该反应的离子方程式为______。

（6）产品中主要含有的杂质是Ca（NO3）2．测定Ca（NO3）2含量的实验步骤是：称取0.410g 产品溶于水，加入过量Na2SO4溶液，过滤，在滤液中加入足量NH4Cl饱和溶液（发生反应：NH4++NO2-=N2 +2H2O）；充分反应后，用稀硫酸酸化，向溶液中加入过量的
15.00mL0.1000mol/L （NH4）2Fe（SO4）2溶液至充分反应（假设还原产物为NO）；加入N-苯基邻氨基苯甲酸做指示剂，用0.1000mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，消耗标准溶液2.00mL．则：产品中Ca（NO3）2的质量分数为______。

9.本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备实验原理、实验装置的作用、氧化还原反应的应用为解答的关键，侧重分析与实验及应用能力的综合考查，题目难度中等。

用含钴废料（主要成分为Co，含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等）制备草酸钴晶体（CoC2O4•2H2O）的工业流程如图。

己知：①草酸钴晶体难溶于水②RH为有机物（难电离）。

请回答下列问题：
（1）滤渣Ⅰ的主要成分是______（填化学式），写出一种能提高酸浸速率的措施______。

（2）操作①用到的玻璃仪器有______。

（3）H2O2是一种绿色氧化剂，写出加入H2O2后发生反应的离子方程式：______ 。

（4）加入氧化钴的目的是调节溶液的pH．若要将浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀，则应将浸出液的PH控制在______。

（已知：溶液中离子浓度小于1×10-5mol/L，则认为离子完全沉淀；Ni（OH）2、Fe（OH）3、Al（OH）3的K sp分别为1×10-15，1×10-38，1×10-32）
（5）加入（NH4）2C2O4反应的离子方程式为______，过滤得到的草酸钴晶体需要用蒸馏水洗涤，检验是否洗涤干净的方法是______。

（6）加入有机萃取剂的目的是______。

实验室可以用酸性KMnO4标准液滴定草酸根离子（C2O42-）来测定溶液中C2O42-的浓度，KMnO4标准溶液常用硫酸酸化，若用盐酸酸化，会使测定结果______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

10.碘化亚铜（CuI）是阳极射线管覆盖物，不溶于水和乙醇。

下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。

（1）FeS中S的化合价为______。

（2）步骤①中Cu2S被转化为Cu，同时有大气污染物A生成，相关化学反应方程式为______，
熔渣B的主要成分为黑色磁性物质，其化学式为______。

（3）步骤②中H2O2的作用是______；步骤③中加入过量NaI涉及的主要离子反应方程式为______。

（4）步骤④用乙醇洗涤的优点是______；检验沉淀是否洗涤干净的方法是______。

（5）溶液I中通常含少量Fe（Ⅲ）。

已知该工业条件下，Fe（OH）3的K sp=1.0×10-38，据此分析除去Fe（Ⅲ）（即c（Fe3+）≤1.0×10-5mol/L）应调节pH不小于______（水的离子积以常温计）。

（6）准确称取 m g CuI样品，加入足量的Fe2（SO4）3溶液，发生反应为2CuI+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++I2，待样品完全反应后，用amol/L酸性KMnO4溶液滴定Fe（Ⅱ），消耗标液的体积平均值为ⅴmL．样品中CuI的质量分数的计算表达式为______；如果滴定前，酸式滴定管没有用标液润洗，CuI的质量分数______（填“偏低”、“偏高”或“无影响”）。

11.工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如图1所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分Fe2+在风化过程中会转化为+3价．
已知：TiO（OH）2（即H2TiO3）为两性氢氧化物
（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H2TiO3的原理：______．（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CaF2-CaO作电解质，利用图2所示装置获得金属钙，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”）
12.钒是一种重要的金属材料，其用途之一是制备催化剂，如接触法生产硫酸中使用的催化剂(主要成分V2O5、V2O4)。

利用废催化剂回收制备V2O5的工艺流程如下：
已知：20℃时，NH4VO3的K sp=1.68×10－2
回答下列问题：
(1)步骤①为提高浸取效率采取的方法有___________（任写两条)
(2)步骤②中反应的氧化剂是___________。

(3)步骤③中ClO3－被还原为Cl－，该反应的离子方程式为__________。

(4)步骤④中，离子交换效率与pH的关系如右图，为提高交换效率应控制的pH范围是___________。

(5)步骤⑤所发生反应的离子方程式为___________。

若母液中NH4+的浓度为1.0mol/L，则c(VO3－)=___________。

(6)全钒电池是以溶解在一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、VO2+)为电极反应的活性物质。

一种全钒电池原理如下图，放电时H+从右向左移动。

写出充电时阳极的电极反应式___________，当转移0.1mol电子时，转移H的物质的量为___________mol。

13 .高高猛酸钾(KMnO 4是一种常用氧化剂。

主要用于化工、防腐及制药工业等．以
软锰矿（主要成分为Mn02）为原料生群高锰酸钾的工艺路线如下：
回答下列问题：
（1））原料软锰矿与氢氧化钾按一定的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，
其作用是
（2）平炉”中发生的化学方程式为
（3）将 K 2MnO 4转化为KMnO 4 的生产有两种工艺。

①工艺一是CO 2“歧化法”：即在K2MnO4溶液中持续通入CO 2气体，使体系几
乎呈中性
k2MnO4发生歧化反应，生成KMnO 4，MnO 2．若反应生成2mol)高锰酸钾，则至少
应
向容器中通入CO
2
物质的量是
②工艺二是“电解法”：即用石墨和铁为电极材料组成电解槽电解K
2MnO
4
，水
溶液。

该电
解槽阳极材料是，电解时阴极区产产生的物质是．
③工艺一和工艺二比较，工艺二的优点是，
(4)高锰酸钾纯度的测定：称取1.080 g样品。

溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。

取浓度为0.2000 mol.L-1的H
2C
2
O
4
标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO
4
溶液
平行滴定三次，平均消耗的体积24.48ml
滴定终点时的现象____ ，列式并计算该样品的纯度
(己知
14．高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。

工业上以菱铁矿(主要成分是FeCO3及少量SiO2)为原料制备高铁酸钠生产过程如下：
(1)Na2FeO4中铁元素的化合价为___,高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为____(填“氧化还原反应”、“复分解反应”或“化合反应”)。

(2)按照上述流程,步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH_____(填“能”或“不能”),理由是___________。

(3)步骤②中28%的稀硫酸需要用98%的浓硫酸配制,配制时所需玻璃仪器除量筒外,还____(填字母序号)。

A．容量瓶B．烧杯C．烧瓶D．玻璃棒E．酸式滴定管;步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3+的方法是：__________。

(4)步骤④中除生成Na2FeO4外,还有NaCl生成,其离子方程式为_________；己知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液,则操作a的名称为_____。

(5)理论上,每获得0.5mol的FeO42-消耗NaCIO的总质量为_____。

15．最新研究表明As2O3在医药领域有重要应用。

某小组从工业废料中提取As2O3设计流程如下：
已知：H3AsO3为弱酸，热稳定性差。

(1)写出一条“碱浸”时提高浸取率的方法____；“碱浸”中H3AsO3转化成Na3AsO3的
离子方程式为____。

(2)“氧化”时常在向混合液中通入O2时对体系加压，目的是____。

(3)“沉砷”过程中有如下反应：
沉砷率与温度关系如右图。

沉砷最佳温度为____，高于85℃时，沉砷率下降的原因是____。

(4)“还原”过程中获得H3 As03的化学反应方程式为____；
“操作A”为：____、过滤；滤液Ⅱ的主要成分是。

(5)若每步均完全反应，“氧化’’和“还原”时消耗相同条件下O2和SO2体积分别
为xL、yL，则废水中n(H3AsO3)：n(H3AsO4)=____（写出含x、y的计算式）。

16.
I彩色水泥墙含氯化亚钴可作睛雨表。

下表为几种氯化亚钻的晶体颜色：
淋雨时彩色水泥墙的颜色为________。

Ⅱ从含钻废料(含CoO、Co2O3及金属Al、Li)中制取粗CoO的流程如下：
(1)步骤I产生的气体是________ (填化学式，下同)，从含铝溶液中沉淀铝可通入的气体是________。

(2)步骤Ⅱ中除去A13+的离子方程式为________，步骤Ⅱ中Na2CO3溶液的作用是________(用离子方程式表示)。

(3)为了获得高纯度的钴粉，从环保角度考虑，还原Co2O3的试剂为________ (填序号)。

A.铝
B.木炭C氢气 D.一氧化碳
(4)实验室制备氯化亚钴晶体并测其化学式的流程如下：
①步骤Ⅱ“系列操作”中洗涤晶体不用蒸馏水而用酒精，目的是________。

②用灼烧一称重法测定氯化亚钴晶体中结晶水含量时，需要在氯化氢氛围中灼烧结晶水合物，请结合方程式解释这样做的原因________。

③已知几种物质在20Ⅱ时的Ksp如下表：
某同学用滴定法测定晶体CoCl2·xH2O中的x，常用标准硝酸银法进行滴定，滴定时选择的指示剂是________(填编号)。

A KCl
B KSCN
C K2S
D K2 CrO4
若取样品ag溶于蒸馏水中配制100mL溶液取20mL配制溶液于锥形瓶中，加入所选指示剂，用cmo l / L AgNO3溶液滴定至终点消耗标准溶液bmL。

则x的表达式为________。

17.金属铬是硬度最高的金属，常用于制造不锈钢和仪器仪表的金属表面镀铬，可用铬铁矿（主要成分为FeCr2O4，含有SiO2、Al2O3等杂质）冶炼金属铬。

回答下列问题：
I.焦炭冶炼法。

反应的化学方程式为,该方法的优点是过程简单，主要缺点是。

Ⅱ．铝热冶炼法。

冶炼流程如下：
已知：
(1)步骤①所得浸出液中的阴离子除外，还有（忽略水解，填化学式）。

(2)步骤③需将pH调（填“大”或“小”）。

(3)步骤④反应的离子方程式为。

若加H2SO4前c(CrO42-) =0. 020 mol/L，将溶液pH调至3时CrO42-浓度降为1.0×10-5 mol/L(加入H2SO4引起的体积变化可忽略)，则该反应的平衡常数为。

(4)相关物质的溶解度曲线如图。

步骤⑤需先得到较纯的Na2 Cr2O7．2H2O晶体，其操作方法是。

(5)步骤⑥除生成Cr2O3外，还生成了Na2CO3和CO，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

可改用Na2 CrO4和Na2S反应得到Cr(OH)3，再热分解得到Cr2O3。

请配平下列化学方程式：
18．
钛酸锂电池应用广泛，电池放电后负极材料主要含有Li4Ti5O12、铝箔及少量Fe，可通过下列工艺流程回收钛、锂。

回答下列问题：
（1）Li4Ti5O12中，Ti元素的化合价为，滤液1中含金属的阴离子是（填离子符号）。

（2）酸浸时Li4Ti5O12发生的反应是：Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2＝
2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O，该反应是否属于氧化还原反应？（填“是” 或“否”）；滤渣1是。

（3）向[TiO(H2O2)]SO4溶液中加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式为。

（4）向TiOSO4溶液中通入NH3发生反应的离子方程式为。

（5）沉淀TiO(OH)2用蒸馏水洗涤的目的是。

（6）萃取时，温度对萃取率的影响如图所示。

由图分析知实验时选择在常温下进行即可，理由是。

（7）“萃取” 和“反萃取” 可简单表示为：
[TiO(H2O2)]2+＋2(HA)2[TiO(H2O2)](HA2)2＋2H+，则反萃取过程中加入的试剂X 是。

19．金属蚀刻加工过程中，常用盐酸对其表面氧化物进行清洗，会产生酸洗废水。

pH在1.5左右的某酸洗废水中含铁元素质量分数约3%，其他金属元素如铜、镍、锌、铬浓度较低，工业上综合利用酸洗废水可制备三氯化铁。

制备过程如下：
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
（1）“中和”时发生反应的化学方程式为__________________，调节pH至________范围，有利于后续制备得纯度较高的产品。

（2）酸溶处理中和后的滤渣，使铁元素浸出。

滤渣和工业盐酸反应时，不同反应温度下铁浸出率随时间变化如图(a)所示，可知酸溶的最佳温度为_______________。

按照不同的固液比（滤渣和工业盐酸的投入体积比）进行反应时，铁浸出率随时间变化如图(b)所示，实际生产中固液比选择1.5:1的原因是___________。

（3）氧化时，可选氯酸钠或过氧化氢为氧化剂，若100L“酸溶”所得溶液中Fe2＋含量为1.2mol·L−1，则需投入的氧化剂过氧化氢的质量为_____________。

（4）氧化时，除可外加氧化剂外，也可采用惰性电极电解的方法，此时阴极的电极反应式为，电解总反应的离子方程式是。

（5）将得到的FeCl3溶液在HCl气氛中_________、过滤、洗涤、干燥得FeCl3·6H2O晶体。

20.CoCl2可用于电镀，是一种性能优越的电池前驱材料，由含钴矿(Co元素主要以Co2O3、CoO 存在，还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下：
已知：①焦亚硫酸钠Na2S2O5，常做食品抗氧化剂。

CaF2、MgF2难溶于水。

②CoCl2·6H2O熔点86°Ⅱ，易溶于水、乙瞇等；常温下稳定无毒，加热至110~120Ⅱ
时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。

③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表：
回答下列问题：
(1)操作①的名称为_________，NaClO3具有氧化性，其名称为__________________。

(2)浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________。

(3)滤液1中加入NaClO3的作用是_________，相关的离子方程式为__________________。

(4)加入Na2CO3溶液生成滤渣2的主要离子方程式为___________________________。

(5)滤渣3主要成分为__________________(写化学式)。

滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体
(6)滤液3中加入萃取剂I，然后用稀盐酸反萃取的目的是___________________________。

(7)制备晶体CoCl2·6H2O，需在减压环境下烘干的原因是___________________________。

21.
铁、铝是生活中重要的金属材料，铁铝及其化合物有非常重要的用途。

(1)下列说法不正确的是__________(填序号)。

①配制FeCl3、ACl3溶液时，均是先将固体FeCl3、ACl3溶于较浓的盐酸，再用蒸馏水稀释到所需浓度
②FeCl3、FeCl3、Fe(OH)3均可以通过化合反应生成
③利用氯水和KSCN溶液可以检验FeCl3溶液中有无Fe2+
④加热蒸干Al2(SO4)3溶液残留固体的成分为Al2O3
(2)以高碗铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
①流程中两次焙烧均会产生SO 2，用NaOH 溶液吸收处理SO 2的离子方程式为______________________________。

②添加1%CaO 和不添加CaO 的矿粉焙烧其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数硫酸盐的分解温度都高于600Ⅱ
硫去除率=(1－焙烧前矿粉中硫总质量
质量焙烧后矿粉中硫元素总)×100% I.不添加CaO 的矿粉在低于500Ⅱ焙烧时，去除的硫元素主要来源于__________。

Ⅱ.700Ⅱ时，添加1%CaO 的矿粉硫去除率比不添加CaO 的矿粉硫去除率低，其主要原因是______________________________。

③“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe 2O 3。

Fe 2O 3与FeS 2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe 3O 4和SO 2，写出该反应的化学方程式______________________________。

(3)已知25Ⅱ时，K sp [Cu(OH)2]=2.2×10－20，K sp [Fe(OH)3]=4.0×10－38，K sp [Al(OH)3]=1.1×10－33。

①在25Ⅱ下，向浓度均为0.1mo·L－1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________(填化学式)沉淀。

②溶液中某离子浓度低于1.0×10－5ml·L－1时，可以认为已沉淀完全。

现向一定浓度的AlCl3和FeCl3混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe3+恰好沉淀完全时，测得c(Al3+)=0.2mol·L－1，所得沉淀中__________(选填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。

理由是___________________(通过计算说明)。

22．
工业上利用废镍催化剂（主要成分为Ni，还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO）制备草酸镍晶体（NiC2O4·2H2O）的流程如下：
废镍
2
O4·2H2O
（1）NiC2O4·2H2O中
C的化合价是________。

（2）滤渣II的主要成分是________。

（3）萃取操作除去的金属阳离子主要是________。

（4）在隔绝空气的条件下，高温煅烧无水NiC2O4得到Ni2O3和两种含碳元素的气体，该反应的化学方程式是________。

（5）高能锂离子电池的总反应为2Li + FeS === Fe + Li2S。

用该电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni的装置如图[图中X、Y为电极，LiPF6·SO(CH3)2为电解质]。

①电极Y的材料是________。

②阳极的电极反应式是________。

③电解时，通过阴离子交换膜的主要离子是________，其迁移方向是________。

1.【答案】增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用
率 2MnO 2+4KOH+O 2−△
2K 2MnO 4+2H 2O 4mol 石墨 KOH 和H 2 工艺二K 2MnO 4的理论利用率高或工艺二生成等量的KMnO 4消耗的K 2MnO 4仅是工艺一的23倍 最后一滴KMnO 4溶液滴入时由无色变为浅紫色，且30s 内不复原 95.6%
【解析】 解：（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1：1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是增大接触面积加快反应速率，提高原料利用率；
故答案为：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；
（2）流程分析可知平炉中发生的反应是氢氧化钾、二氧化锰和氧气加热反应生成锰酸钾和水，反应的化学方程式为：2MnO 2+4KOH+O 22K 2MnO 4+2H 2O ； 故答案为：2MnO 2+4KOH+O 22K 2MnO 4+2H 2O ；
（3）①在K 2MnO 4溶液中通入CO 2气体，使体系呈中性或弱酸性，K 2MnO 4发生歧化反应，根据元素守恒以及二氧化碳过量推测反应生成KMnO 4，MnO 2和KHCO 3，反应为：3K 2MnO 4+CO 2+2H 2O=2KMnO 4+MnO 2+4KHCO 3，根据方程反应生成2mol 高锰酸钾，则至少应向容器中通入CO 2物质的量是4mol ； 故答案为：4mol ；
②“电解法”为现代工艺，即电解K 2MnO 4水溶液，在电解槽中阳极材料为石墨，MnO 42-失去电子，发生氧化反应，产生MnO 4-，电极反应式是：MnO 42--e -=MnO 4-，
在阴极，水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，电极反应式是：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以阴极的物质是KOH和H2；
故答案为：石墨；KOH和H2；
③依据电解法方程式2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2H2↑+2KOH，可知K2MnO4的理论利用率是100%，而在二氧化碳歧化法反应中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中K2MnO4的理论利用率是倍；
故答案为：工艺二K2MnO4的理论利用率高或工艺二生成等量的KMnO4消耗的K2MnO4仅是工艺一的倍；
（5）根据滴定原理，终点现象为最后一滴KMnO4溶液滴入时由无色变为浅紫色，且30s内不复原；
发生2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
可知KMnO4与草酸反应的定量关系是2KMnO4～5H2C2O4，
n（H2C2O4）=20.00×10-3L×0.2000mol/L=20.00×10-3×0.2000mol
n（KMnO4）=20.00×10-3×0.2000×mol，
1.0800g样品中n（KMnO4）=20.00×10-3×0.2000××mol，
1.0800g样品中m（KMnO4）=20.00×10-3×0.2000×××158g，
样品的纯度=×100%=95.6%。

故答案为：最后一滴KMnO4溶液滴入时由无色变为浅紫色，且30s内不复原；
95.6%。

软锰矿氢氧化钾按的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，提高反应速率，加热通入预热的空气，在“平炉”中发生反应2MnO2+4KOH+O2
2K2MnO4+2H2O，生成物质水浸沉降析出晶体得到锰酸钾，
工艺一：CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，反应中生成KMnO4，MnO2和KHCO3，反应为：3K2MnO4+CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3，
工艺二：“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，在电解槽中阳极，MnO42-失去电子，发生氧化反应，产生MnO4-，
（1）固体混合粉碎目的是增大接触面积加快反应速率；
（2）流程分析可知平炉中发生的反应是氢氧化钾、二氧化锰和氧气加热反应生成锰酸钾和水；
（3）①在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应，根据元素守恒以及二氧化碳过量推测反应生成KMnO4，MnO2和KHCO3，反应为：3K2MnO4+CO2+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KHCO3，据此可得；
②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液，在电解槽中阳极材料为石墨，MnO42-失去电子，发生氧化反应，产生MnO4-，在阴极，水电离产生的H+获得电子变为氢气逸出，电极反应式是：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；
③依据电解法方程式2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2H2↑+2KOH，可知K2MnO4的理论利用率是100%，而在二氧化碳歧化法反应中3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+K2CO3中K2MnO4的理论利用率是；
（4）依据离子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可由n （H2C2O4）计算出n（KMnO4），进而计算出样品中的n（KMnO4），然后可计算样品的纯度。

本题考查了物质制备工艺流程的知识。

制备方案的过程分析和物质性质的理解应用，特别是电解原理、滴定实验的熟练掌握和计算应用，掌握基础是解题关键，。