小專題工藝流程的目的作用原因（定稿）

課題：工藝流程——目的、作用、原因類問題課題：工藝流程——目的、作用、原因類問題工藝流程總第(13)期整理與編輯：沈立鵬1．高錳酸鉀是中學(xué)化學(xué)常用的試劑。主要用于防腐、化工、制藥等。實驗室模擬工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的流程如下：操作Ⅰ中根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在____________(填性質(zhì))上的差異，采用濃縮結(jié)晶、趁熱過濾得到KMnO4。趁熱過濾的原因是_______________【答案】避免溫度下降，造成主產(chǎn)品的純度降低【解析】采用濃縮結(jié)晶、趁熱過濾得到KMnO4，說明高錳酸鉀的溶解性隨溫度影響較大，操作Ⅰ中根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在溶解性上的差異，采用濃縮結(jié)晶、趁熱過濾得到KMnO4，趁熱過濾的原因是避免溫度下降，造成主產(chǎn)品純度降低；2．鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3（可表示為FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等雜質(zhì)。利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料（鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4）的工業(yè)流程如下圖所示：已知：FeTiO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為：FeTiO3＋4H+＋4Cl-＝Fe2+＋TiOCl42-＋2H2O。反應(yīng)②中固體TiO2轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時，Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示。反應(yīng)溫度過高時，Ti元素浸出率下降的原因是_______________?！敬鸢浮糠磻?yīng)溫度過高時，反應(yīng)氨水會受熱分解，使得Ti元素浸出率下降【解析】由于二氧化鈦與氨水、雙氧水反應(yīng)生成（NH4）2Ti5O15時，溫度過高，雙氧水和氨水都容易分解，所以反應(yīng)溫度過高時，Ti元素浸出率下降。3．以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示：已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃；硫去除率=(1?)×100%700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是________________。【答案】硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中【解析】700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率低，加入CaO可能轉(zhuǎn)化為CaSO4，形成的硫酸鹽分解溫度較高，所以會導(dǎo)致S的去除率降低；4．工業(yè)上從電解精煉銅的陽極泥(含金、銀、銅、硒等單質(zhì))中提取硒的濕法工藝流程如下：(1)向溶液X中加入鐵屑的作用是__________________，此操作中不能加入過量鐵粉的原因是____________。(4)實驗室中制取SO2的原理為：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，此處應(yīng)使用______(填“較濃的硫酸”或“稀硫酸”)，原因是______。制取SO2的裝置，最好選用下圖中的______。【答案】（1）將SeO42-還原為SeO32-過量鐵粉會將Cu2+、SeO32-均還原為單質(zhì)，不利于硒的分離（4）較濃的硫酸SO2易溶于水，用較濃的硫酸有利于SO2的逸出【解析】(1)根據(jù)流程圖可知：加入鐵屑后溶液中的SeO42-被還原為SeO32-，所以向溶液X中加入鐵屑的作用是：將SeO42-還原為SeO32-；鐵粉具有較強的還原性，能還原Cu2+、SeO32-，所以加過量鐵粉會將Cu2+、SeO32-均還原為單質(zhì)，不利于硒的分離；(4)SO2在水中的溶解度較大，在濃硫酸中溶解度較小，用較濃的硫酸有利于SO2的逸出，所以選用較濃的硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)；根據(jù)實驗室中制取SO2的原理為：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑，可知該反應(yīng)為固體粉末與液體的反應(yīng)，反應(yīng)不需要加熱，使用分液漏斗加硫酸容易控制加入硫酸的量，所以最好選用如圖2中的b；5．2022年諾貝爾化學(xué)獎頒給了為鋰電池發(fā)展作出突出貢獻的三位科學(xué)家。某廢舊鋰電池正極主要由LiFePO4、鋁箔、炭黑等組成，F(xiàn)e、Li、P具有極高的回收價值，具體流程如下：（2）過程ⅱ中HCl/H2O2的作用是____________________。（3）浸出液X的主要成分為Li+、Fe3+、H2PO4-等。過程?？刂铺妓徕c溶液濃度20%、溫度85℃、反應(yīng)時間3h條件下，探究pH對磷酸鐵沉淀的影響，如圖所示。①綜合考慮鐵和磷沉淀率，最佳pH為____________________。②結(jié)合平衡移動原理，解釋過程ⅲ中pH增大，鐵和磷沉淀率增大的原因____________________。③當pH＞后，隨pH增加，磷沉淀率出現(xiàn)了減小的趨勢，解釋其原因__________________________?！敬鸢浮浚?）溶解LiFePO4，將Fe2+氧化為Fe3+（2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O）（3）H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，加入Na2CO3后，CO32-結(jié)合H+使c(H+)減小，促進上述電離平衡正向移動，c(PO43?)增大，與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵沉淀（或者：H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，溶液pH增大，c(H+)減小，促進上述電離平衡正向移動，c(PO43-)增大，與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵沉淀pH＞時，沉淀中的磷酸鐵會有部分開始轉(zhuǎn)變生成Fe(OH)3，使得部分PO43-釋放，導(dǎo)致磷沉淀率下降【解析】(2)過程ⅱ是除鋁后料中加入鹽酸酸化的H2O2，過濾后得到主要成分為Li+、Fe3+、H2PO4-等的溶液X，由知HCl/H2O2的作用是溶解LiFePO4，將Fe2+氧化為Fe3+；(3)①分析圖中數(shù)據(jù)可知，當pH=時磷的沉淀率最高，鐵的沉淀率較高，則過程ⅲ選擇的最佳pH為；②已知溶液X中存在H2PO4-的電離平衡，即H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，過程ⅲ中當加入Na2CO3后，CO32-結(jié)合H+使c(H+)減小，促進上述電離平衡正向移動，c(PO43?)增大，與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵沉淀，提高了鐵和磷沉淀率；③已知FePO4(s)Fe3+(aq)+PO43-(aq)，當pH＞后，隨pH增加，溶液中c(OH-)增大，F(xiàn)e3+開始轉(zhuǎn)變生成Fe(OH)3，促進溶解平衡正向移動，使得部分PO43-釋放，導(dǎo)致磷沉淀率下降6．利用鋁熱煉鎂還原渣[Al、Ca(AlO2)2、Al2O3、MgO及少量不能被堿液溶出的尖晶石型鋁的化合物等]制取Al(OH)3的工藝流程如下：(2)“溶出”時，在適當條件下，鋁及其大部分含鋁化合物以NaAlO2溶出。②其他條件相同時，Na2CO3、NaOH溶液的濃度對鋁的溶出率的影響如圖所示：NaOH溶液濃度一定時，130g·L－1的Na2CO3溶液對鋁的溶出率比100g·L－1的大，這是因為________________________________(從平衡移動角度分析)；Na2CO3溶液濃度一定時，當NaOH溶液濃度大于80g·L－1，鋁的溶出率隨NaOH溶液濃度增大而減小，可能原因是__________________________。(4)“過濾2”的母液經(jīng)再生處理可返回“溶出”工序循環(huán)使用，再生的方法是____________。【答案】（2）Na2CO3濃度大，有利于溶出反應(yīng)向生成CaCO3方向移動，促進鋁的溶出AlO2-以水合鋁酸鈣形式重新進入固相[或過量NaOH濃溶液與原料中含鈣化合物作用生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與NaAlO2作用生成水合鋁酸鈣]（4）在不斷攪拌下加入適量的生石灰[或熟石灰，答NaOH暫不扣分]，然后過濾去渣【解析】(2)②Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓,Na2CO3濃度大，有利于溶出反應(yīng)向生成CaCO3方向移動，促進鋁的溶出。AlO2-以水合鋁酸鈣形式重新進入固相[或過量NaOH濃溶液與原料中含鈣化合物作用生成Ca(OH)2，Ca(OH)2與NaAlO2作用生成水合鋁酸鈣]；(4)“過濾2”的母液中含NaHCO3，碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，再進入“溶出”工序循環(huán)使用。再生處理：在不斷攪拌下加入適量的生石灰[或熟石灰，答NaOH暫不扣分]，然后過濾去渣，可返回“溶出”工序循環(huán)使用。7．高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型的污水處理劑。K2FeO4的應(yīng)用。K2FeO4可用于生活垃圾滲透液的脫氮(將含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化為N2)處理。K2FeO4對生活垃圾滲透液的脫氮效果隨水體pH的變化結(jié)果如下：①K2FeO4脫氮的最佳pH是_____。②根據(jù)圖推測，pH=4時生活垃圾滲透液中含氮物質(zhì)主要以______形式存在。③pH大于8時，脫氮效果隨pH的升高而減弱，分析可能的原因：_______。【答案】pH≈8NH4+pH＞8的溶液，隨pH增大，K2FeO4氧化性減弱，不利于將含氮物質(zhì)氧化【解析】①根據(jù)圖像，pH≈8時，K2FeO4脫氮率最高，故答案為：pH≈8；②圖像可以得出，pH=4時，氮元素的去除率為百分之六十，生活垃圾滲透液的脫氮(將含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化為N2)生活垃圾中的含氮物質(zhì)為NH4+，故答案為：NH4+；③由于pH越小，高鐵酸鉀的氧化性越強，則PH增大，會使高鐵酸鉀的氧化性減弱，故答案為：pH＞8的溶液，隨pH增大，K2FeO4氧化性堿弱，不利于將含氮物質(zhì)氧化；8．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量SiO2、FeO·xFe2O3等雜質(zhì))制取鋁的一種工藝流程示意圖如下：已知：生成氫氧化物沉淀的pH如下表。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH(3)凈化除雜操作分為兩步：第一步是通入氣體a，其目的是_____________________。第二步是控制溶液pH，只使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。凈化除雜生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質(zhì)，溶液中的懸浮雜質(zhì)被共同沉淀的原因是_____________________【答案】將Fe2+氧化為Fe3+生成的Fe(OH)3膠粒具有吸附性【解析】根據(jù)流程分析：凈化除雜操作第一步是通入氣體a為氧氣，其目的是將Fe2+氧化為Fe3+；第二步是控制溶液pH，只使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。凈化除雜生成的Fe(OH)3膠粒具有吸附性，沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質(zhì)，F(xiàn)e(OH)3膠粒能吸附水中的懸浮雜質(zhì)使溶液中的懸浮雜質(zhì)被共同沉淀；9．金屬是重要但又匱乏的戰(zhàn)略資源。從廢舊鋰電池的電極材料（主要為附在鋁箔上的LiCoO2，還有少量鐵的氧化物）中回收鈷的一種工藝流程如下請回答下列問題（3）在“濾液1”中加入20﹪Na2CO3溶液，目的是_________；檢驗“濾液1”中Fe2+是否完全被氧化、不能用酸性KMnO4溶液，原因是___________________________。（4）如將硫酸改為鹽酸浸取“鈷渣“，也可得到Co2+。①浸取時，為提高”鈷渣”中浸取率，可采取的措施有_____________（任寫一條）。②工業(yè)生產(chǎn)中一般不用鹽酸浸取“鈷渣”，其原因是_____________________?！敬鸢浮浚?）調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)換為Fe(OH)3沉淀Co2＋、S2O32－也能使KMnO4溶液褪色（4）粉碎；攪拌；升高溫度LiCoO2可氧化鹽酸，產(chǎn)生的Cl2會污染環(huán)境【解析】（3）根據(jù)流程，濾液1中含有鐵元素和鋰元素等雜質(zhì)，濾液2中除去Li＋，則濾液1中加入NaClO3將Fe2＋氧化成Fe3＋，加入Na2CO3溶液，調(diào)節(jié)pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀；“鈷渣”操作步驟中加入Na2S2O3是過量的，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，同時濾液1中含有Co2＋，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色；（4）①提高浸取率的采取措施有粉碎、攪拌、升高溫度、適當提高硫酸的濃度等；②Co3＋的氧化性強于Cl2，用鹽酸浸取，LiCoO2將鹽酸中Cl元素氧化成Cl2，Cl2有毒，污染環(huán)境；10．工業(yè)上可用電解還原法處理含Cr2O72-的酸性廢水。用鐵板作陽極，電解過程中，廢水pH逐漸上升，Cr3+、Fe3+都以氫氧化物沉淀析出，達到廢水凈化的目的。①其中陽極的電極反應(yīng)式是___________。②電解過程中，廢水pH上升的原因是___________________。【答案】Fe-2e-=Fe2+陽極放電生成的Fe2+與Cr2O72-反應(yīng)消耗H+，陰極H+放電生成氫氣【解析】①Fe板作陽極，為活性電極，F(xiàn)e失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，陽極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+；②陽極電解產(chǎn)生的Fe2+具有還原性，Cr2O72-具有強氧化性，能將Cr2O72-還原成Cr3+，由離子反應(yīng)方程式：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O可知，處理過程中消耗氫離子，溶液的酸性減弱，溶液pH增大；電解時，陰極H+放電發(fā)生還原反應(yīng)，2H++2e-=H2↑，溶液中的H+減少，促進水的電離，氫氧根離子濃度增大，溶液pH增大。11．以高鈦渣(主要成分為Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)為原料制備白色顏料TiO2的一種工藝流程如下：已知：Na2TiO3難溶于堿性溶液；H2TiO3中的雜質(zhì)Fe2＋比Fe3＋更易水洗除去。除雜后的濾液中獲得的NaOH可循環(huán)利用，則“水浸”時，用水量不宜過大的主要原因是_________?！敬鸢浮坑盟窟^大，導(dǎo)致濾液濃度過低，蒸發(fā)濃縮時能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時間過長)【解析】“水浸”時，用水量過大，導(dǎo)致濾液濃度過低，蒸發(fā)濃縮時能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時間過長)，12．氧化鎂在易燃材料中常被用作阻燃劑，碳酸鎂高溫分解法是工業(yè)上制備輕質(zhì)氧化鎂的常用方法。鎂硅礦主要成分為Mg3(Si2O5)(OH)4和還有少量的Fe2O3、Al2O3等。以鎂硅礦為原料制備碳酸鎂晶體（MgCO3?nH2O）的生產(chǎn)流程如下：已知“焙燒”過程中的主要反應(yīng)為：Mg3(Si2O5)(OH)4＋5(NH4)2SO43MgSO4＋10NH3↑＋2SiO2＋7H2O↑＋2SO3↑（3）“除鋁、鐵”時，需將溶液pH調(diào)至左右，適宜作調(diào)節(jié)劑的是____________________（填字母代號）。a．Ca(OH)2b．Mg(OH)2c．NH3?H2O（4）“沉鎂”過程中反應(yīng)的離子方程式為____________________?！俺伶V”時若溫度超過60℃，將會產(chǎn)生較多的堿式碳酸鎂雜質(zhì)，原因是___________________________。【答案】（3）bc（4）Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑升溫促進Mg2+水解【解析】（3）“除鐵、鋁”時，需將pH調(diào)至左右，選擇不引入新雜質(zhì)的試劑，故可選用Mg（OH）

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或NH3?H2O；故答案為：bc；（4）“沉鎂”過程中反應(yīng)的離子方程式為：Mg2++2HCO3-+（n-1）H2O=MgCO3?nH2O↓+CO2↑；升溫促進Mg2+水解生成Mg（OH）2，Mg（OH）2與CO2反應(yīng)生成堿式碳酸鎂，故答案為：Mg2++2HCO3-+(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓+CO2↑；升溫促進Mg2+水解13．硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料；以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬（CuSO4?5H2O）和副產(chǎn)物石膏（CaSO4?2H2O）的生產(chǎn)流程示意圖：膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度（g/100g水）見表。溫度（℃）20406080100石膏膽礬32114請回答下列問題：（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作Ⅱ應(yīng)為______________、_______________、洗滌、干燥；晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水的原因是____________________；干燥時采用晾干，不用加熱烘干的原因是_________________________________。（5）取樣檢驗是為了確認Fe3+是否除凈。有同學(xué)設(shè)計了以下兩種方案，在實驗室分別對所取樣品按下列方案進行操作：方案一：取樣于試管→滴加KSCN溶液；方案二：紙層析→噴KSCN溶液；①你認為上述兩種方案設(shè)計更合理的是________________________________；②指出你認為不合理方案存在的問題是________________________________?！敬鸢浮浚?）冷卻結(jié)晶過濾減少因晶體溶解而造成的損失避免加熱過程中晶體受熱分解（5）方案二Cu2+的藍色對檢驗有干擾【解析】（4）從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作是：將熱溶液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，膽礬易溶于水，晶體用無水乙醇作洗滌液而不用蒸餾水是為了減少晶體溶解而造成損失；不用加熱烘干避免晶體分解；（5）①方案一：取樣于試管→滴加KSCN溶液，由于溶液中含有藍色的銅離子會對現(xiàn)象干擾，不能檢驗鐵離子的存在；方案二：紙層析→噴KSCN溶液，紙上層析是利用混合物中各組分在固定相和流動相中的溶解度不同而達到分離目的，不但可以分辨出鐵離子還能辨別出含有銅離子，方案二更合理；②方案一存在的問題是：由于溶液中含有藍色的銅離子會對現(xiàn)象干擾，不能檢驗鐵離子的存在。14．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）?；罨蜩F礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應(yīng)。請回答下列問題：（3）第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5．8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是___________________________?！敬鸢浮浚?）Fe2+被氧化為Fe3+，F(xiàn)e3+水解產(chǎn)生H+【解析】（3）氧氣可以將Fe2+被氧化為Fe3+，F(xiàn)e3+水解產(chǎn)生H+，使溶液的pH降低。15．ZrO2是重要的耐溫材料，可用作陶瓷遮光劑。天然鋯英石(ZrSiO4)含有鐵、鋁、銅等金屬元素的氧化物雜質(zhì)，工業(yè)以鋯英石為原料制備ZrO2的工藝流程如下：已知：Fe(SCN)3難溶于MIBK；Zr(SCN)4在水中溶解度不大，易溶于MIBK。(2)氯化主反應(yīng)：ZrSiO4(s)+2C(s)+4Cl2(g)ZrCl4(g)+SiCl4(g)+2CO2(g)△H<0，ZrC14的產(chǎn)率隨溫度變化如圖所示，由圖可知氯化的最佳條件是_________。氯化過程ZrC14的產(chǎn)率隨溫度升高先增大后減小的原因是__________。(4)Na2S、H2S、NaCN等均為常用的銅沉淀劑，本流程使用NaCN除銅，不采用Na2S、H2S的原因是____________________________（用離子方程式解釋）。若鹽酸溶解后溶液中c(Cu2+)=L，當溶液中Cu2+開始沉淀時，c(CN-)=_________________。(已知Ksp[Cu(CN)2]=×10-10)(5)實驗室進行萃取和反萃取的儀器是_____________。流程中萃取與反萃取的目的是_____________________?！敬鸢浮浚?）360℃、1MPa360℃以前反應(yīng)未達到平衡，升溫過程中反應(yīng)繼續(xù)向正向進行，產(chǎn)率不斷增大；360℃以后反應(yīng)達到平衡，由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫過程中平衡逆向移動，ZrCl4產(chǎn)率又減?。?）2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+(2Fe3++S2-=2Fe2++S或2Fe3++3S2-=2FeS↓+S)2×10-4mol/L（5）分液漏斗、燒杯除去鐵元素雜質(zhì)【解析】(2)根據(jù)圖像可知在ZrC14的產(chǎn)率在溫度為360℃、1MPa時最高，說明氯化的最佳條件是360℃、1MPa；根據(jù)圖象可知：在360℃以前，隨著溫度的升高，ZrC14的產(chǎn)率逐漸增大，是由于溫度升高，反應(yīng)物分子的能量增加，有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率加快，更多的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)變?yōu)樯晌?，所以ZrC14的產(chǎn)率逐漸增大，到360℃達到最大值，此時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動，使ZrC14的產(chǎn)率逐漸降低，因此溫度升高，ZrC14的產(chǎn)率又逐漸降低；(4)在鋯英石(ZrSiO4)含有鐵元素的氧化物，在粉碎、氯化處理過程中有Fe3+生成，F(xiàn)e3+具有氧化性，而H2S或S2-具有還原性，會發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+或2Fe3++S2-=2Fe2++S或2Fe3++3S2-=2FeS↓+S，影響Cu2+的沉淀，若用NaCN，就不會發(fā)生上述反應(yīng)；由于Ksp[Cu(CN)2]=c(Cu2+)·c2(CN-)=×10-10，c(Cu2+)=L，當溶液中Cu2+開始沉淀時，c(CN-)=4.00×10?100.01=×10(5)由于萃取是分離互不相溶的液體混合物的方法，所以萃取和反萃取使用的儀器有分液漏斗和燒杯；在處理過程中Cu2+與沉淀試劑形成Cu(CN)2沉淀過濾除去，F(xiàn)e3+與加入的NH4SCN形成絡(luò)合物Fe(SCN)3，Zr4+形成Zr(SCN)4，由于Fe(SCN)3難溶于MIBK，而Zr(SCN)4在水中溶解度不大，易溶于MIBK，向Fe(SCN)3、Zr(SCN)4的混合溶液中加入MIBK充分振蕩后，分液，可將Fe(SCN)3分離除去，然后向MIBK的溶液中加入硫酸進行反萃取，Zr(SCN)4進入硫酸溶液中，然后經(jīng)過一系列處理，就可得到ZrO2。所以進行萃取和反萃取目的是除去鐵元素雜質(zhì)。16．NaH2PO2(次磷酸鈉)易溶于水，水溶液近中性，具有強還原性，可用于化學(xué)鍍銀、鎳、鉻等。一種利用泥磷(含P4和少量CaO、Fe2O3、Al2O3、CaCl2等)為原料制備NaH2PO2·H2O的工藝流程如下：已知P4與兩種堿的反應(yīng)主要有：Ⅰ.2Ca(OH)2+P4+4H2O=2Ca(H2PO2)2+2H2↑Ⅱ.4NaOH+P4+8H2O=4NaH2PO2·H2O+2H2↑Ⅲ.4NaOH+P4+2H2O=2Na2HPO3+2PH3↑Ⅳ.NaH2PO2+NaOH=Na2HPO3+H2↑（4）“反應(yīng)”在溫度和水量一定時，混合堿總物質(zhì)的量與P4的物質(zhì)的量之比[n(堿)/n(磷)]與NaH2PO2產(chǎn)率的關(guān)系如圖所示。當n(堿)/n(磷)＞時，NaH2PO2的產(chǎn)率隨n(堿)/n(磷)的增大而降低的可能原因是______。(6)“過濾2”的濾液須用Ag2SO4、Ba(OH)2及Na2S溶液除去其中Cl－及Fe2+等，其中加入的Ag2SO4溶液不宜過量太多，其主要原因是_________________?！敬鸢浮浚?）過量的堿將NaH2PO2轉(zhuǎn)化為Na2HPO3（6）過量的Ag+會氧化H2PO2－【解析】(4)n(堿)/n(磷)>，說明堿過量，根據(jù)P4與兩種堿反應(yīng)中IV，H2PO2－與過量的NaOH反應(yīng)轉(zhuǎn)化成HPO32－，次磷酸鈉的產(chǎn)率降低，因此NaH2PO2的產(chǎn)率隨n(堿)/n(磷)的增大而降低的可能的原因是過量的堿將NaH2PO2轉(zhuǎn)化為Na2HPO3，故答案為過量的堿將NaH2PO2轉(zhuǎn)化為Na2HPO3(6)NaH2PO2具有強還原性，Ag＋具有氧化性，因此加入Ag2SO4溶液不宜過量太多，否則過量的Ag+會氧化H2PO2-，故答案為過量的Ag+會氧化H2PO2－17．工業(yè)上以鈦鐵礦[主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3)，含有MgO、SiO2等雜質(zhì)]為原料，制備金屬鈦和鐵紅的工藝流程如下：已知：①酸浸時，F(xiàn)eTiO3轉(zhuǎn)化為Fe2＋和TiO2＋；②本實驗溫度下，Ksp[Mg(OH)2]＝×10－11；請回答下列問題：(3)“沉鐵”過程中，氣態(tài)產(chǎn)物的電子式為__________________；該過程需控制反應(yīng)溫度低于35℃，原因為___________________________________________________。(5)“電解”時，電解質(zhì)為熔融的CaO，兩電極材料為石墨棒。則_______極石墨棒需要定期更換，原因是__________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）溫度過高容易導(dǎo)致NH4HCO3分解(或防止Fe2＋、Mg2＋等受熱水解)（5）陽陽極產(chǎn)生氧氣與石墨反應(yīng)生成二氧化碳，導(dǎo)致陽極損耗【解析】(3)“沉鐵”過程中生成的氣體是二氧化碳，其電子式為；溫度過高溶液導(dǎo)致碳酸氫銨分解(或防止Fe2+、Mg2+等受熱水解)，過沉鐵過程過程需控制反應(yīng)溫度低于35℃；(5)“電解”時，電解質(zhì)為熔融的CaO，兩電極材料為石墨棒，陽極反應(yīng)為：2O2--4e-=O2↑，陽極產(chǎn)生的氧氣與石墨反應(yīng)生成二氧化碳，導(dǎo)致陽極損耗，故陽極石墨棒需要定期更換；18．高鐵酸鉀（K2FeO4）被人們稱為“綠色化學(xué)”凈水劑，它在強堿性溶液中穩(wěn)定，在Fe(OH)3催化作用下會發(fā)生分解。以硫鐵礦燒渣（主要成分Fe2O3、SiO2，少量的Fe3O4、Al2O3、MgO）生產(chǎn)K2FeO4的工藝流程如下：（2）“酸浸”中，氧化鐵與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________。添加適量的H2O2的作用是將______________，加入硫酸的量不宜過量太多的原因是____________________________?！敬鸢浮垦趸癁榭梢詼p少“氧化”步驟中的用量【解析】氧化鐵與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為，添加適量的H2O2的作用是將氧化為，加入硫酸過多，會在氧化這一步驟中與NaOH反應(yīng)，消耗氫氧化鈉，故答案為：，氧化為，可以減少“氧化”步驟中的用量；19．以硫鐵礦（主要成分為FeS2，還有少量CuS、SiO2等雜質(zhì)）為原料制備綠礬晶體（FeSO4·7H2O）的工藝流程如下：FeSO4溶液制備綠礬晶體過程中要保持H2SO4過量，理由_____________________________。（結(jié)合化學(xué)用語說明原因）【答案】Fe2++2H2O?Fe(OH)2+2H+，H+過量抑制Fe2+的水解【解析】FeSO4溶液制備綠礬晶體過程中要保