2021届高三化学二轮专题增分训练：_工艺流程题(原卷和解析卷)

工艺流程题【原卷】
1．（广东省六校联盟2020届高三第二次联考）一种以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量SiO2）为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示：
（1）写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式：
_________________________。

（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CuCl2是该反应的催化剂，该过程的反应原理可用化学方程式表示为：①Cu2S +2CuCl2=4CuCl+S；②________________________。

（3）“回收S”过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高的原因是
________________________。

（4）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
（5）“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HNO3溶液调节溶液的pH，其理由
_____________________________。

（6）辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)通过电化学反应转变而成，有关转化见图，转化时转移0.2mol电子，生成Cu2S__________mol。

2．（湖南省七校2020届高三12月联考）氯化亚铜是一种重要的化工产
品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)4−n Cl n]，随着环境酸度的改变n随之改变。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl 的工艺过程如下：
（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________。

（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：__________，若将(NH4)2SO3换成铁粉也可得到CuCl，写出离子方程式___________。

（3）析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却密封包装。

真空干燥、密封包装的原因是：
______________________________。

（4）随着PH值减小[Cu2(OH)4−n Cl n]中Cu% ________。

(填字母)
A．增大B．不变C．不能确定D．减小
（5）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响。

由图可知，溶液温度控制在60℃时，CuCl产率能达到94%，当温度高于65℃时，CuCl产率会下降，从生成物的角度分析，其原因可能是
_______________________。

（6）以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl，写出电解时阴极上发生的电极反应式：______。

3．（浙江省名校新高考研究联盟2020届高三第二次联考)某学习小组以电路板刻蚀液（含有大量Cu2+、Fe2+、Fe3+）为原料制备纳米Cu20，制备流程如下：
已知：①Cu2O在潮湿的空气中会慢慢氧化生成CuO，也易被还原为Cu; Cu2O不溶于水，极易溶于碱性溶液；Cu2O+2H+ =Cu2++Cu+H2O。

②生成Cu2O的反应：4Cu(OH)2+N2H4∙H2O=2Cu2O+N2↑+7H2O
请回答：
（1）步骤II，写出生成CuR2反应的离子方程式：
____________________________
（2）步骤II，需对水层多次萃取并合并萃取液的目的是
___________________________
（3）步骤III，反萃取剂为_____________
（4）步骤IV，①制备纳米Cu2O时，控制溶液的pH为5的原因是
_______________
A．B．C．
②从溶液中分离出纳米Cu2O采用离心法，下列方法也可分离Cu2O的是_________
③Cu2O干燥的方法是_________________
（5）为测定产品中Cu2O的含量，称取3.960g产品于锥形瓶中，加入30mL 硫酸酸化的Fe2(SO4)3溶液（足量），充分反应后用0.2000 mol·L－1标准KMnO4溶液滴定，重复2～3次，平均消耗KMnO4溶液50.00mL。

①产品中Cu2O的质量分数为_______
②若无操作误差，测定结果总是偏高的原因是_____
4．（陕西省五校2020届高三上学期第一次联考）2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰，表彰他们对锂离子电池研究的贡献。

磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。

采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（除LiFePO4外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂）中的资源，部分流程如图：
已知：K sp ( Li2CO3)=1.6×10−3。

部分物质的溶解度（S）如下表所示：T℃S(Li2CO3)/g S(Li2SO4)/g S(Li3PO4)/g
20 1.33 34.2 0.039
80 0.85 30.5 ——
100 0.72 ——
（1）从“正极”可以回收的金属有_________。

（2）写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式_____________________。

（3）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池充电时正极的电极反应式为_____________________________。

（4）酸浸时产生标准状况下3.36LNO时，溶解LiFePO4___mol（其他杂质不与HNO3反应），若用H2O2代替HNO3，发生反应的离子方程式为
________________。

（5）流程中用“热水洗涤”的原因是_____________________________。

（6）若滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉降率到90%，计算滤液③中c(CO32−)=__________mol/L。

（7）“沉淀”时___（填“能”或“不能”）用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3
溶液，原因是________________。

5．（湖南省湘潭一中2020年高三高考模拟诊断）镍及其化合物用途广泛。

某矿渣的主要成分是24 NiFe?O （铁酸镍）
、NiO 、FeO 、CaO 、2SiO 等，以下是从该矿渣中回收4NiSO 的工艺路线：
已知：()442NH SO 在350℃以上会分解生成3NH 和24H SO 。

24 NiFe?O 在焙
烧过程中生成4NiSO 、()243Fe SO 。

锡（Sn ）位于第五周期第ⅣA 族。

（1）焙烧前将矿渣与()442NH SO 混合研磨，混合研磨的目的是________。

（2）“浸泡”过程中()243Fe SO 生成FeO(OH)的离子方程式为________，
“浸渣”的成分除23Fe O 、FeO(OH)外还含有________（填化学式）。

（3）为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入2SnCl 将3Fe +还原为2Fe +，所需2SnCl 的物质的量不少于3Fe +物质的量的________倍；除去过量的2SnCl 后，再用酸性227K Cr O 标准溶液滴定溶液中的2Fe +，还原产物为3Cr +，滴定时反应的离子方程式为________。

（4）“浸出液”中231() 1.010c Ca mol L +--=⨯⋅ ，当除钙率达到99%时，溶
液中()-c F = ________1mol L -⋅［已知112() 4.010aq K CaF -=⨯ ］
（5）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比（()0A V /V 对溶液中2Ni +、2Fe +的萃取率影响如图所示，0A V /V 的最佳取值是________。

6．（四川省棠湖中学2020届高三一诊模拟考试）工业上以钒炉渣(主要含V2O3，还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O]，其生产工艺流程如下。

（1）焙烧过程中V2O3转化为可溶性NaVO3，该反应的化学方程式为
____________________。

（2）滤渣的主要成分是________________(写化学式)。

（3）“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)，若滤液中c(VO3−)=0.1mol·L−1，为使钒元素的沉降率达到98%，至少应调节c(NH4+)为____mol·L−1。

[已知
K sp(NH4VO3)=1.6×10−3]
（4）“还原”V2O5过程中，生成VOC12和一种无色无污染的气体，该反应的化学方程式为____________。

用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOC12，该方法的缺点是____________________________。

（5）称量a g产品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后，加入0.02mol·L−1KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用c mol·L−1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为b mL。

(已知滴定反应为
VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)
①KMnO4溶液的作用是______________。

②粗产品中钒的质量分数表达式为________(以VO2计)。

③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，会使测定结果_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

7．(河北省承德第一中学2020届高三第三次月考)以铬铁矿(含FeO·Cr2O3、Al2O3、SiO2等)为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如下:
回答下列问题：
（1）若“熔融”在坩埚中进行，其材质可以是____(填“铁”、“陶瓷”或“SiO2”)。

（2）FeO·Cr2O3与KClO3及Na2CO3发生反应，生成Fe2O3、KCl、Na2CrO4和CO2的化学方程式为____________________________。

（3）熔融后的固体中含Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2、KCl等, 步骤①包含两次过滤操作：一是水浸后过滤；二是调节所得滤液pH为7~8，加热煮沸半小时，趁热过滤。

第一次过滤滤渣中的主要成分为______，第二次过滤滤渣的主要成分为_________。

（4）步骤②需加入酸，则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为
___________。

（5）步骤④包含的具体操作有_____、_____，过滤、洗涤，再经干燥得到K2Cr2O7晶体。

(有关物质的溶解度曲线如图所示)
（6）已知K[Cr(C2O4)2]的相对分子质量为267。

采用热重分析法测定
K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目，将样品加热到80 ℃时，失掉全部结
晶水，失重16.8%。

K[Cr(C2O4)2]·nH2O晶体中n=____。

工艺流程题【解析卷】
1．（广东省六校联盟2020届高三第二次联考）一种以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量SiO2）为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示：
（1）写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式：
_________________________。

（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CuCl2是该反应的催化剂，该过程的反应原理可用化学方程式表示为：①Cu2S +2CuCl2=4CuCl+S；②________________________。

（3）“回收S”过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高的原因是
________________________。

（4）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
（5）“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HNO3溶液调节溶液的pH，其理由
_____________________________。

（6）辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)通过电化学反应转变而成，有关转化见图，转化时转移0.2mol电子，生成Cu2S__________mol。

【答案】（1）Cu2S+4Fe3+=2Cu2++4Fe2++S
（2）CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2
（3）温度高苯容易挥发
（4）b
（5）调节溶液的pH，使铁完全转化为Fe(OH)3沉淀抑制Cu2+的水解（6）0.2
【解析】（1）浸取过程中Fe3+将Cu2S氧化，根据电子守恒和元素守恒可
Cu S+4Fe=2Cu+4Fe+S；
得其离子反应方程式，故答案为：3+2+2+
2
（2）根据Cu2S的最终产物CuCl2可得反应②，故答案为：
CuCl+FeCl=CuCl+FeCl；
322
（3）回收硫时所用溶剂为苯，苯的熔沸点较低，故答案为：温度高苯容易挥发；
（4）M中主要物质为氯化亚铁，通入氯气可生成氯化铁，实现循环使用，故答案为：b；
（5）“保温除铁”过程要除去Fe3+，故需要加入氧化铜来调节pH值，使Fe3+生成氢氧化铁沉淀；铜离子会水解，故在蒸发浓缩冷却结晶过程中需要加入硝酸来抑制其水解，故答案为：调节溶液的pH，使铁完全转化为Fe(OH)3沉淀；抑制Cu2+的水解；
（6）该转化中Cu被氧化成Cu2S，化合价升高1价，CuFeS2被还原成Cu2S，化合价降低1价，根据电子守恒可知答案为：0.2。

2．（湖南省七校2020届高三12月联考）氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)4−n Cl n]，随着环境酸度的改变n随之改变。

以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl 的工艺过程如下：
（1）过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________。

（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：__________，若将
(NH4)2SO3换成铁粉也可得到CuCl，写出离子方程式___________。

（3）析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却密封包装。

真空干燥、密封包装的原因是：
______________________________。

（4）随着PH值减小[Cu2(OH)4−n Cl n]中Cu% ________。

(填字母)
A．增大B．不变C．不能确定D．减小
（5）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响。

由图可知，溶液温度控制在60℃时，CuCl产率能达到94%，当温度高于65℃时，CuCl产率会下降，从生成物的角度分析，其原因可能是
_______________________。

（6）以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl，写出电解时阴极上发生的电极反应式：______。

【答案】（1）漏斗
（2）2Cu2++SO32−+2Cl−+ H2O=2CuCl↓+SO42−+2H+Cu2++ 2Cl−+
Fe=2CuCl↓+Fe2+
（3）防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化
（4）D
（5）温度过高，促进了CuCl的水解（或温度过高，促进了CuCl与空气中氧气反应）
（6）Cu2++e−+Cl−=CuCl↓
【解析】（1）过滤时用到的仪器漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）还原过程中硫酸铜与亚硫酸铵、氯化铵和水反应生成氯化亚铜沉淀和硫酸铵、硫酸，离子方程式为2Cu2++SO32−+2Cl−+ H2O=2CuCl↓+SO42−+2H+；若换为Fe时，铜离子与铁、氯离子反应生成亚铁离子和氯化亚铜，离子方程
式为Cu2++ 2Cl−+ Fe=2CuCl↓+Fe2+；
（3）氯化亚铜在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜，真空干燥、密封包装可防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化；
（4）随着pH值减小，溶液中c（H+）增大，则[Cu2(OH)4−n Cl n]中OH−
的量逐渐减小，则Cl−的量增大，摩尔质量增大，则Cu的百分含量减小，答案为D；
（5）温度过高时，CuCl与空气中的氧气反应，或促进了CuCl的水解，导致CuCl产率下降；
（6）电解时阴极得电子，则铜离子得电子，与氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，电极反应式为Cu2++e−+Cl−=CuCl↓。

3．（浙江省名校新高考研究联盟2020届高三第二次联考)某学习小组以电路板刻蚀液（含有大量Cu2+、Fe2+、Fe3+）为原料制备纳米Cu20，制备流程如下：
已知：①Cu2O在潮湿的空气中会慢慢氧化生成CuO，也易被还原为Cu; Cu2O不溶于水，极易溶于碱性溶液；Cu2O+2H+ =Cu2++Cu+H2O。

②生成Cu2O的反应：4Cu(OH)2+N2H4∙H2O=2Cu2O+N2↑+7H2O
请回答：
（1）步骤II，写出生成CuR2反应的离子方程式：
____________________________
（2）步骤II，需对水层多次萃取并合并萃取液的目的是
___________________________
（3）步骤III，反萃取剂为_____________
（4）步骤IV，①制备纳米Cu2O时，控制溶液的pH为5的原因是
_______________
A．B．C．
②从溶液中分离出纳米Cu2O采用离心法，下列方法也可分离Cu2O的是_________
③Cu2O干燥的方法是_________________
（5）为测定产品中Cu2O的含量，称取3.960g产品于锥形瓶中，加入30mL 硫酸酸化的Fe2(SO4)3溶液（足量），充分反应后用0.2000 mol·L－1标准KMnO4溶液滴定，重复2～3次，平均消耗KMnO4溶液50.00mL。

①产品中Cu2O的质量分数为_______
②若无操作误差，测定结果总是偏高的原因是_____
【答案】（1）Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2
（2）提高铜离子的萃取率，提高原料利用率
（3）稀硫酸
（4）①pH太小氧化亚铜会发生歧化反应，pH太大，氧化亚铜会溶解
②C ③真空干燥
（5）①90.90% ②制备氧化亚铜时，氧化亚铜被肼还原，产品中含有铜粉，测定结果均增大
【解析】（1）步骤II，铜氨溶液和RH的有机溶液反应生成氨气和氯化铵和CuR2，离子方程式为：Cu(NH3)42++2RH=2NH4++2NH3+CuR2；
（2）需要对水层多次萃取并合并萃取液是能提高铜离子的萃取率，提高原料利用率；
（3）通过前后的物质分析，反萃取剂提供硫酸根离子和氢离子，故为稀硫酸；
（4）①从信息分析，氧化亚铜在酸性强的溶液中会发生歧化反应，但碱性强的溶液中氧化亚铜会溶解。

故答案为：pH太小氧化亚铜会发生歧化反应，pH太大，氧化亚铜会溶解；
②纳米Cu2O不能通过半透膜，所以可以选择C进行分离。

③因为Cu 2O 在潮湿的空气中会慢慢氧化生成CuO ，也易被还原为Cu ，所以选择真空干燥；
（5）①根据得失电子分析关系式有5Cu 2O−−−2KMnO 4，高锰酸钾的物质
的量为0.200 0 moI.L −1×
0.05L=0.01mol ，则氧化亚铜的物质的量为0.025mol ，质量分数为0.025144100%3.96
⨯⨯=90.90%； ②制备氧化亚铜时，肼具有还原性，氧化亚铜被肼还原，产品中含有铜粉，测定结果均增大。

4．（陕西省五校2020届高三上学期第一次联考）2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰，表彰他们对锂离子电池研究的贡献。

磷酸亚铁锂（LiFePO 4）电池是新能源汽车的动力电池之一。

采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（除LiFePO 4外，还含有Al 箔、少量不溶于酸碱的导电剂）中的资源，部分流程如图：
已知：K sp ( Li 2CO 3)=1.6×
10−3 。

部分物质的溶解度（S ）如下表所示： T ℃
S(Li 2CO 3)/g S(Li 2SO 4)/g S(Li 3PO 4)/g 20
1.33 34.2 0.039 80
0.85 30.5 —— 100 0.72 ——
（1）从“正极”可以回收的金属有_________。

（2）写出碱溶时Al 箔溶解的离子方程式_____________________。

（3）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO 4和FePO 4的转化，该电池充电时正极的电极反应式为_____________________________。

（4）酸浸时产生标准状况下3.36LNO 时，溶解 LiFePO 4___mol （其他杂
质不与HNO3反应），若用H2O2代替HNO3，发生反应的离子方程式为
________________。

（5）流程中用“热水洗涤”的原因是_____________________________。

（6）若滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉降率到90%，计算滤液③中c(CO32−)=__________mol/L。

（7）“沉淀”时___（填“能”或“不能”）用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3
溶液，原因是________________。

【答案】（1）Li、Fe、Al
（2）2Al+2OH−+2H2O=2AlO2−+3H2↑
（3）LiFePO4−e−=FePO4+Li+
（4）0.45 H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O或
H2O2+8H++2LiFePO4=2Fe3++2H2O+2H3PO4+2Li+
（5）Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的溶解
（6）0.04
（7）不能Li2SO4为易溶物
【解析】（1）根据分析流程，碱溶可得到NaAlO2滤液，调节pH值，生成的沉淀为FePO4，加入碳酸钠，可生成Li2CO3沉淀，因此从“正极”可以回收的金属有Li、Fe、Al，
（2）碱溶时Al箔与氢氧化钠反应，溶解的离子方程式
2Al+2OH−+2H2O=2AlO2−+3H2↑，
（3）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生还原反应，电极反应式为：FePO4+e−+Li+= LiFePO4该电池充电时正极变为阳极，失电子发生氧化反应，将放电时正极反应倒写即为阳极电极反应式为LiFePO4=FePO4+Li++e−，（4）酸浸时HNO3转化为NO，产生标准状况下3.36LNO的物质的量为
3.36L
=0.15mol，产生1molNO，转移3mol电子，则生成0.15molNO转22.4L/mol
移0.45mol电子，LiFePO4与硝酸反应转化为FePO4，Fe的化合价由+2价变为+3价，溶解1mol LiFePO4转移1mol电子，则转移0.45mol电子，溶解LiFePO40.45mol；若用H2O2代替HNO3，H2O2与LiFePO4发生氧化还原反应，
反应的离子方程式为H 2O 2+2H ++2Fe 2+=2Fe 3++2H 2O 或
H 2O 2+8H ++2LiFePO 4=2Fe 3++2H 2O+2H 3PO 4+2Li +，
（5）根据表格数据可得，Li 2CO 3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li 2CO 3的溶解，
（6）若滤液②中c(Li +)=4mol/L ，加入等体积的Na 2CO 3后，Li +的沉降率到90%，混合后溶液中含有的c(Li +)=4mol/L×(1−90%)×12=0.2mol/L ，已知：K sp ( Li 2CO 3)= c 2 (Li +)·c(CO 32−)=1.6×10−3，则滤液③中
c(CO 32−)=()()232SP K Li CO c Li +=()3
21.6100.2-⨯=0.04 mol/L ， （7）“沉淀”时不能用Na 2SO 4溶液代替饱和Na 2CO 3溶液，原因是Li 2SO 4为易溶物，最终得不到Li 2CO 3沉淀，答案为：Li 2SO 4为易溶物。

5．（湖南省湘潭一中2020年高三高考模拟诊断）镍及其化合物用途广泛。

某矿渣的主要成分是24 NiFe?O （铁酸镍）
、NiO 、FeO 、CaO 、2SiO 等，以下是从该矿渣中回收4NiSO 的工艺路线：
已知：()442NH SO 在350℃以上会分解生成3NH 和24H SO 。

24 NiFe?O 在焙
烧过程中生成4NiSO 、()243Fe SO 。

锡（Sn ）位于第五周期第ⅣA 族。

（1）焙烧前将矿渣与()442NH SO 混合研磨，混合研磨的目的是________。

（2）“浸泡”过程中()243Fe SO 生成FeO(OH)的离子方程式为________，
“浸渣”的成分除23Fe O 、FeO(OH)外还含有________（填化学式）。

（3）为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入2SnCl 将3Fe +还原为2Fe +，所需2SnCl 的物质的量不少于3Fe +物质的量的________倍；除去过量的2SnCl 后，再用酸性227K Cr O 标准溶
液滴定溶液中的2Fe +，还原产物为3Cr +，滴定时反应的离子方程式为
________。

（4）“浸出液”中231() 1.010c Ca mol L +--=⨯⋅ ，当除钙率达到99%时，溶
液中()-c F = ________1mol L -⋅［已知112() 4.010aq K CaF -=⨯ ］
（5）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比（()0A V /V 对溶液中2Ni +、2Fe +的萃取率影响如图所示，0A V /V 的最佳取值是________。

【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分
（2）32Fe 2H O FeO(OH)3H ++∆+↓+ 2SiO 、4CaSO
（3） 0.5 2233272Cr O 6Fe 14H 2Cr 6Fe 7H O -++++++++
（4）32.010-⨯
（5）0.25
【解析】（1）焙烧前将矿渣与(NH 4)2SO 4混合研磨，混合研磨的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分，故答案为增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；
（2）“浸泡”过程中Fe 2(SO 4)3生成FeO(OH)的离子方程式为：
32Fe 2H O FeO(OH)3H ++∆+↓+，浸渣”的成分除Fe 2O 3、FeO(OH)外还含有 SiO 2、CaSO 4；
（3）为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，
用盐酸酸化后，加入SnCl 2将Fe 3+还原为Fe 2+，反应为：
2Fe 3++Sn 2+=Sn 4++2Fe 2+，所需SnCl 2的物质的量不少于Fe 3+物质的量的一半，为0.5倍，用酸性K 2Cr 2O 7标准溶液滴定溶液中的Fe 2+，还原产物为Cr 3+，滴定时反应的离子方程式为：Cr 2O 2−7+6Fe 2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O ；
（4）浸出液”中c(Ca 2+)=1.0×
10−3mol ⋅L −1，当除钙率达到99%时，剩余钙离子1%×
1.0×10−3mol/L=1.0×10−5mol/L ，溶液中--11
sp
-25-3+K 4.010c(F )===210mol/L c 1.010(Ca )⨯⨯⨯； （5）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比(V 0/V A )对溶液中Ni 2+、Fe 2+的萃
取率影响如图2所示，最佳取值是镍离子不能被萃取，亚铁离子被萃取，
V 0/V A 的最佳取值是0.25。

6．（四川省棠湖中学2020届高三一诊模拟考试）工业上以钒炉渣(主要含V 2O 3，还有少量SiO 2、P 2O 5等杂质)为原料可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体
[(NH 4)5(VO)6(CO 3)4(OH)9·10H 2O]，其生产工艺流程如下。

（1）焙烧过程中V 2O 3转化为可溶性NaVO 3，该反应的化学方程式为____________________。

（2）滤渣的主要成分是________________(写化学式)。

（3）“沉钒”得到偏钒酸铵(NH 4VO 3)，若滤液中c(VO 3−)=0.1mol·
L −1，为使钒元素的沉降率达到98%，至少应调节c(NH 4+)为____mol·
L −1。

[已知K sp (NH 4VO 3)=1.6×10−3]
（4）“还原”V 2O 5过程中，生成VOC12和一种无色无污染的气体，该反应的化学方程式为____________。

用浓盐酸与V 2O 5反应也可以制得VOC12，该方法的缺点是____________________________。

（5）称量a g 产品于锥形瓶中，用20mL 蒸馏水与30mL 稀硫酸溶解后，
加入0.02mol·
L −1KMnO 4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的NaNO 2溶
液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用c mol·L−1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为b mL。

(已知滴定反应为
VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)
①KMnO4溶液的作用是______________。

②粗产品中钒的质量分数表达式为________(以VO2计)。

③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，会使测定结果_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

【答案】（1）V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2
（2）Mg3(PO4)2、MgSiO3
（3）0.8
（4）N2H4•2HCl+2V2O3+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O 有氯气生成，污染空气
（5）①将VO2+氧化为VO2+②
3
83bc10
100%
a
-
⨯
⨯③偏高
【解析】（1）将钒炉渣和碳酸钠在空气流中焙烧将V2O3转化为可溶性NaVO3，同时得到二氧化碳，发生反应的化学方程式为
V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2；
（2）焙烧时SiO2、P2O5分别与碳酸钠生成可溶于水的Na2SiO3和Na3PO4，除硅、磷时加入硫酸镁溶液生成Mg3（PO4）2、MgSiO3沉淀，则过滤时得到的滤渣的主要成分为Mg3(PO4)2、MgSiO3；
（3）已知K sp(NH4VO3)=c(NH4+)•c(VO3−)=1.6×10−3, 若滤液中
c(VO3−)=0.1mol·L−1，为使钒元素的沉降率达到98%，则溶液中剩余
c(VO3−)=0.1mol·L−1×2%=0.002 mol·L−1，此时
c(NH4+)=
3
1.610
0.002
-
⨯
mol·L−1=0.8mol·L−1；
（4）用盐酸酸化的N2H4•2HCl还原V2O5生成VOCl2和一种无色无污染的气体，根据质量守恒定律，此气体应为N2，则发生反应的化学方程式为
N2H4•2HCl+2V2O3+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O；若改用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOC12，但同时得到的氧化产物为Cl2，此气体有毒，会污染环境；
（5）①根据分析，KMnO 4溶液的作用是将+4价的钒氧化为VO 2+； ②根据钒元素的质量守恒，根据滴定反应为：
VO 2−+Fe 2++2H +=VO 2++Fe 3++H 2O ，则钒元素的物质的量n=n[（NH 4）2Fe
（SO 4）2]=cmol/L×b×10−3L=cb×10−3mol ，粗产品中钒的质量分数的表达式为
3cb 10mol 83g /mol 100%ag -⨯⨯⨯=3
83bc 10100%a
-⨯⨯； ③若(NH 4)2Fe(SO 4)2标准溶液部分变质，则还原能力降低，滴定时消耗的标准液体积偏高，根据滴定反应为：VO 2−+Fe 2++2H +=VO 2++Fe 3++H 2O ，可知会使测定结果偏高。

7．(河北省承德第一中学2020届高三第三次月考)以铬铁矿(含FeO·Cr 2O 3、Al 2O 3、SiO 2等)为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如下:
回答下列问题：
（1）若“熔融”在坩埚中进行，其材质可以是____(填“铁”、“陶瓷”或
“SiO 2”)。

（2） FeO·Cr 2O 3与KClO 3及Na 2CO 3发生反应，生成Fe 2O 3、
KCl 、Na 2CrO 4和CO 2的化学方程式为____________________________。

（3）熔融后的固体中含Na 2CrO 4、Fe 2O 3、Na 2SiO 3、NaAlO 2、KCl 等, 步骤①包含两次过滤操作：一是水浸后过滤；二是调节所得滤液pH 为7~8，加热煮沸半小时，趁热过滤。

第一次过滤滤渣中的主要成分为______，第二次过滤滤渣的主要成分为_________。

（4）步骤②需加入酸，则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为
___________。

（5）步骤④包含的具体操作有_____、_____，过滤、洗涤，再经干燥得到K 2Cr 2O 7晶体。

(有关物质的溶解度曲线如图所示)
（6）已知K[Cr(C2O4)2]的相对分子质量为267。

采用热重分析法测定
K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目，将样品加热到80 ℃时，失掉全部结晶水，失重16.8%。

K[Cr(C2O4)2]·nH2O晶体中n=____。

【答案】（1）铁
（2）6FeO·Cr2O3+12Na2CO3+7KClO3Δ
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12CO2↑
（3）Fe2O3Al(OH)3和H2SiO3
（4）2CrO42−+2H+= Cr2O72−+H2O
（5）蒸发浓缩冷却结晶
（6）3
【解析】（1）熔融操作一般在坩埚中进行，由于熔融过程加入氢氧化钠和碳酸钠，高温下可与二氧化硅反应，故不能选用瓷坩埚或SiO2坩埚，应选用铁坩埚。

答案为：铁；
（2）利用氧化还原反应得失电子守恒，化学方程式为
6FeO·Cr2O3+12Na2CO3+7KClO3Δ
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12CO2↑，
（3）步骤①包含两次过滤操作：一是水浸后过滤，氧化铁不溶于水，其他物质都为钾盐和钠盐，都可溶于水，则第一次过滤滤渣中的主要成分为Fe2O3；根据步骤①最后得到的为氯化钾和铬酸钠，二是调节所得滤液pH为7~8，加热煮沸半小时，使Na2SiO3、NaAlO2转化为硅酸和氢氧化铝沉淀，趁热过滤。

则第二次过滤滤渣的主要成分为Al(OH)3和H2SiO3；
（4）根据分析，步骤②需加入酸，目的是在酸性条件下，使溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为
2CrO42−+2H+= Cr2O72−+H2O ，
（5）如图所示，重铬酸钾和氯化钠在一定温度下的溶解度差别较大，经
过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，可将重铬酸钾和氯化钠分离，再用无水乙醇对晶体洗涤，再经干燥得到K2Cr2O7晶体。

（6）已知K[Cr(C2O4)2]的相对分子质量为267。

采用热重分析法测定K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目，将样品加热到80 ℃时，失掉全部结晶水，失重16.8%，，相对分子质量在数值上等于摩尔质量，则失去的结晶水
的摩尔质量分数=
n18g/mol
100%
267g/mol n18g/mol
⨯
⨯
+⨯
=16.8%，解得n=3。