查補易混易錯16化學工藝流程高考化學三輪沖刺過關（全國通用）

查補易混易錯16化學工藝流程化學工藝流程試題就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關的化學知識步步設問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。高考中“化學工藝流程試題”命題內容廣泛，密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，設問方式靈活，充分體現(xiàn)了“化學是真實的”的命題指導思想，主要特征是以化工生產(chǎn)為背景，用框圖的形式表述生產(chǎn)流程，主題內容廣泛，密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，題材豐富。主要考查學生對已學知識的掌握、理解、遷移、轉換、重組和解決實際問題的能力。這類題型不但綜合考查考生在中學階段所學的元素及其化合物知識以及物質結構、元素周期律、氧化還原反應、化學用語、電解質溶液、化學平衡、電化學、實驗操作等知識，而且更重要的是能突出考查考生的綜合分析判斷能力、邏輯推理能力，且這類試題陌生度高，文字量大，包含信息多，思維能力要求高，是近年來已成為高考化學主觀題中得分較低的題型。易錯01物質制備型工藝流程題1.原料處理階段(1)常見原料處理的方法:溶解、水(酸或堿)浸、浸出、灼(焙、煅)燒等。(2)加快反應速率的方法:攪拌、加熱、粉碎等。2.分離提純階段(1)調pH除雜:控制溶液的酸堿性,使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。(2)加熱:加快反應速率或促進平衡向某個反應方向移動。(3)降溫:防止某物質在高溫時會溶解(或分解)或使化學平衡向著題目要求的方向移動。(4)水(酸或堿)溶法:除去可溶性(堿性或酸性)雜質。(5)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質。(6)分離方法:過濾、蒸發(fā)(冷卻)結晶、萃取和分液、蒸餾(或分餾)等。3.獲得產(chǎn)品階段(1)洗滌:(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質離子,并減少晶體在洗滌過程中溶解損耗。(2)根據(jù)物質溶解度差異選擇正確的方法,如蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶或蒸發(fā)結晶、趁熱過濾。易錯02物質分離提純型工藝流程題1.“加過量試劑”:?？紤]反應完全或增大轉化率、產(chǎn)率等。2.“控制pH”:常考慮防水解、促進生成沉淀或除去雜質等。3.“能否加其他物質”:?？紤]會不會引入雜質或是否影響產(chǎn)品的純度。4.“控制較低溫度”:?？紤]物質的揮發(fā)、物質的不穩(wěn)定性和物質的轉化等。5.“判斷沉淀是否洗凈”:常取少量最后一次洗滌液于試管中,向其中滴加某試劑,以檢驗其中的某種離子。6.“檢驗某物質的設計方案”:通常取少量某物質于試管中,加水溶解,再加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象,然后得出結論。7.“用某些有機試劑清洗”:(1)降低物質溶解度有利于產(chǎn)品析出;(2)洗滌沉淀可減少損耗和提高利用率等。8.“在空氣中或在其他氣體中”:主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應或達到防氧化、防水解、防潮解等目的。1．（2022·福建·統(tǒng)考高考真題）粉煤灰是火電廠的大宗固廢。以某電廠的粉煤灰為原料(主要含和等)提鋁的工藝流程如下：回答下列問題：(1)“浸出”時適當升溫的主要目的是_______，發(fā)生反應的離子方程式為_______。(2)“浸渣”的主要成分除殘余外，還有_______。實驗測得，粉煤灰(的質量分數(shù)為)經(jīng)浸出、干燥后得到“浸渣”(的質量分數(shù)為)，的浸出率為_______。(3)“沉鋁”時，體系中三種物質的溶解度曲線如下圖所示，加入沉鋁的目的是_______，“沉鋁”的最佳方案為_______。(4)“焙燒”時，主要反應的化學方程式為_______。(5)“水浸”后得到的“濾液2”可返回_______工序循環(huán)使用。2．（2022·河北·高考真題）以焙燒黃鐵礦(雜質為石英等)產(chǎn)生的紅渣為原料制備銨鐵藍顏料。工藝流程如下：回答下列問題：(1)紅渣的主要成分為_______(填化學式)，濾渣①的主要成分為_______(填化學式)。(2)黃鐵礦研細的目的是_______。(3)還原工序中，不生成S單質的反應的化學方程式為_______。(4)工序①的名稱為_______，所得母液循環(huán)使用。(5)沉鐵工序產(chǎn)生的白色沉淀中的化合價為_______，氧化工序發(fā)生反應的離子方程式為_______。(6)若用還原工序得到的濾液制備和，所加試劑為_______和_______(填化學式，不引入雜質)。3．（2022·廣東·高考真題）稀土()包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關鍵支撐。我國南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：已知：月桂酸熔點為；月桂酸和均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價不變；的，開始溶解時的pH為；有關金屬離子沉淀的相關pH見下表。離子開始沉淀時的pH沉淀完全時的pH//(1)“氧化調pH”中，化合價有變化的金屬離子是_______。(2)“過濾1”前，用溶液調pH至_______的范圍內，該過程中發(fā)生反應的離子方程式為_______。(3)“過濾2”后，濾餅中檢測不到元素，濾液2中濃度為。為盡可能多地提取，可提高月桂酸鈉的加入量，但應確?！斑^濾2”前的溶液中低于_______(保留兩位有效數(shù)字)。(4)①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)率，其原因是_______。②“操作X”的過程為：先_______，再固液分離。(5)該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質有_______(寫化學式)。(6)稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑。①還原和熔融鹽制備時，生成1mol轉移_______電子。②用作氫氧燃料電池電極材料時，能在堿性溶液中高效催化的還原，發(fā)生的電極反應為_______。4．（2021·重慶·統(tǒng)考高考真題）電鍍在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用，某電鍍廠生產(chǎn)的廢水經(jīng)預處理后含有和少量的Cu2+、Ni2+，能夠采用如圖流程進行逐一分離，實現(xiàn)資源再利用。已知：Ksp(CuS)=6.3×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19回答下列問題：(1)中Cr元素的化合價為_______。(2)還原池中有Cr3+生成，反應的離子方程式為_______。(3)沉淀1為Cr(OH)3，其性質與Al(OH)3相似，則Cr(OH)3與NaOH溶液反應的化學方程式_______。(4)Na2S溶液呈堿性的原因是_______(用離子方程式表示)，沉淀2為_______。(5)若廢水中還含有Cd2+，pH=4時Cd2+的濃度為_______mol·L-1，用該結果說明Cd2+影響上述流程進行分離的原因是_______(設H2S平衡濃度為1.0×10-6mol·L-1。已知：H2S的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15，Ksp(CdS)=7.0×10-27)5．（2023·山西運城·統(tǒng)考二模）工廠的含砷廢水必須經(jīng)過一定的處理。某廠用某含砷廢水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi3+)提取三氧化二砷(俗稱砒霜，分子式：As2O3)的流程如下：已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-3920，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-22，Ksp[Bi(OH)3]=4.4×10-31?；卮鹣铝袉栴}：(1)濾渣a的成分是___________(寫化學式)。(2)“沉淀”時，CuSO4溶液必須過量的原因是_________________。(3)寫出“還原”時Cu(AsO2)2與H2O、SO2發(fā)生反應的化學方程式：_____________。(4)紅色還原渣(不溶于水)“氧化”時反應的離子方程式為___________。(5)“沉砷”后廢水中殘留的砷可用PFS(聚鐵)進一步去除，用石灰乳調節(jié)廢水的pH值，通入空氣，PFS用量[以表示]、終點pH值與砷去除率的關系如圖所示。PFS除砷的最佳條件是_________。(6)當廢水中砷質量濃度為5.0g·L-1時，若實驗取75L含砷廢水，制得475.2gAs2O3，則As元的素回收率為________。(7)砷化鎵(GaAs)為第三代半導體，其立方晶胞結構如圖所示。已知晶胞參數(shù)為anm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則砷化鎵晶體密度為____________g·cm-3。6．（2023·山東濟寧·統(tǒng)考二模）鈧(Sc)元素在國防、航天、激光、核能、醫(yī)療等方面有廣泛應用。赤泥含有、、、等，以赤泥為原料提取氧化鈧的流程如下：已知：①，易水解；②常溫下，“浸出液”中，?；卮鹣铝袉栴}：(1)操作A是___________。(2)“溶解”中作用有將轉化成、作溶劑和___________。(3)“萃取”是用酸性磷酸酯萃取劑(P507)、苯乙酮、磺化煤油配得的混合液作萃取劑，P507質量分數(shù)(w)對萃取率的影響如表所示、料液溫度對分離系數(shù)(β)的影響如圖1所示，萃取時P507最佳質量分數(shù)及料液溫度分別為___________、___________。“萃取”過程中應控制pH小于___________。[分離系數(shù)指分離后混合體系中某物質的物質的量分數(shù)，如％]w(P507)分相情況鈧萃取率(％)鐵萃取率(％)1％分相容易2％分相容易3％分相容易5％有第三相8％輕微乳化(4)已知，，?！俺菱偂睍r，發(fā)生反應：，此反應的平衡常數(shù)___________(用含m、n、p的代數(shù)式表示)。(5)草酸鈧晶體隔絕空氣加熱，隨溫度的變化情況如圖所示。550℃時，晶體的成分是___________(填化學式)，550～850℃，生成氣體的物質的量之比為___________(已知的摩爾質量為)。7．（2023·江蘇南京·統(tǒng)考二模）高純ZnO可用作電子元件材料。以次氧化鋅酸浸液(主要含有、，還含有、、、等)為原料制備高純ZnO的實驗流程如下：已知：常溫下，，，。(1)“除鐵”時，須將氧化為的原因是___________。(2)“除錳”反應的離子方程式為___________。其他條件不變時，與錳去除率、溶液中錳含量的關系如圖所示。時，溶液中錳去除率下降，其原因是___________。(3)為考查Zn粉用量對“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響，設計若干對照實驗組，這些實驗組控制不變的因素有：“除錳”濾液濃度與體積、反應溫度、___________。(4)寫出以“溶液”為原料制備高純ZnO的實驗方案：___________。[可選用的試劑：溶液、氨水-混合溶液、蒸餾水、稀鹽酸、溶液]8．（2023·福建·校聯(lián)考三模）金屬鎵被稱為“電子工業(yè)脊梁”，與鋁同族，性質與鋁相似。氮化鎵是5G技術中廣泛應用的新型半導體材料。利用粉煤灰(主要成分為、、，還有少量等雜質)制備鎵和氮化鎵的流程如下：常溫下，相關元素可溶性組分的物質的量濃度的對數(shù)與pH的關系如下圖所示，當溶液中可溶性組分濃度時，可認為已除盡?；卮鹣铝袉栴}：(1)“焙燒”過程中變?yōu)?，則與純堿反應的化學方程式為___________。(2)“堿浸”后濾渣的主要成分為___________(寫化學式)。用惰性電極電解含的溶液可得到金屬Ga，陰極的電極反應式為___________。(3)常溫下，反應的平衡常數(shù)___________。(4)“堿浸”后溶液的主要成分為、、。請補充完整流程中“操作”過程的步驟(在方框內填入試劑的化學式或pH值)：___________。

(實驗中須使用的試劑：0.1溶液、0.1NaOH溶液)(5)用石墨為電極電解熔融得到Ga單質，電極材料需要定期補充的是___________極(填“陰”或“陽”)。9．（2023·河北滄州·統(tǒng)考一模）一水合硫酸錳主要用于飼料添加劑和植物合成葉綠素的催化劑。一種以軟錳礦(主要成分是，還有，等雜質)和廢鐵屑(主要成分是，還含有少量)為原料制備的工藝流程如下：已知：時相關物質的如下表：物質回答下列問題：(1)凈化鐵屑：為去除廢鐵屑表面的油污，可采用的方法為_______。(2)“浸出”時，錳的浸出率隨摩爾比、反應溫度的變化曲線如下圖所示，則最佳的反應條件為_______。(3)“浸出”后所得混合溶液中部分離子濃度如下表所示：離子①、稀硫酸、發(fā)生總反應的離子方程式為_______。②反應過程中硫酸不能過量太多的原因是_______。(4)“氧化”時，過氧化氫的實際消耗量大于理論消耗量的原因是_______。(5)“除鐵、鋁”調節(jié)溶液的不小于_______(保留1位小數(shù)；已知：離子濃度小于時，可認為該離子沉淀完全)。(6)濾渣Ⅳ的主要成分是_______(填化學式)。(7)硫酸錳在不同溫度下的溶解度和一定溫度范圍內析出晶體的組成如圖所示，“除雜”所得濾液控制溫度在之間蒸發(fā)結晶，_______(填操作名稱)，得到。10．（2023·遼寧·朝陽市第一高級中學校聯(lián)考二模）硫酸亞錫()是應用于鍍錫及鋁合金表面處理的化學試劑。利用錫精礦(主要成分是，含少量、S、Cu、Pb、Fe)制備硫酸亞錫的流程如下：已知：①在酸性條件下，溶液中的可被氧化成；②常溫下，相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為計算)：金屬離子開始沉淀的pH完全沉淀的pH95(1)濾渣X的化學式是________。(2)焙燒2中發(fā)生反應的化學方程式是________。(3)若氧化時不引入新的雜質，則足量的Y溶液與金屬離子發(fā)生反應的離子方程式為________。(4)利用表格數(shù)據(jù)，計算的________；沉錫控制溶液pH的范圍是________；試劑Z可以是________(填字母)。a.

b.

c.溶液

d.氨水(5)錫有多種同素異形體，其中白錫為四方晶系，晶胞參數(shù)，，灰錫為立方晶系，晶胞參數(shù)a=0.6489nm(如圖)。在低溫下，白錫轉化為灰錫的現(xiàn)象常被稱為錫疫。列式比較并說明發(fā)生“錫疫”時體積如何變化________。參考答案1．(1)提高浸出率(或提高浸出速率)(2)和84%(3)使更多的鋁元素轉化為晶體析出，同時保證晶體純度高溫溶解再冷卻結晶(4)或(5)沉鋁【分析】粉煤灰為原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)加入硫酸，浸渣為二氧化硅、硫酸鈣，加入硫酸鉀，產(chǎn)生復鹽明礬沉鋁，干燥脫水，焙燒產(chǎn)生氧化鋁、硫酸鉀和二氧化硫或三氧化硫氣體，水浸除去硫酸鉀，得到氧化鋁?！驹斀狻浚?）溫度高速率大，“浸出”時適當升溫的主要目的是提高反應速率，提高浸出率；Al2O3和H2SO4發(fā)生反應生成Al2(SO4)3和H2O，離子反應方程式為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；故答案為：提高浸出率(或提高浸出速率)；Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。（2）“浸渣”的主要成分除殘余Al2O3外，還有二氧化硅、硫酸鈣；粉煤灰Al2O3的質量為，3.0g“浸渣”Al2O3的質量為，則Al2O3的浸出率為；故答案為：SiO2和CaSO4；84%。（3）根據(jù)沉鋁體系中，Al2(SO4)3·18H2O溶解度最大，KAl(SO4)2·12H2O溶解度最小，更容易析出，加入K2SO4沉鋁的目的是更多的使Al2(SO4)3轉化為KAl(SO4)2·12H2O，使更多的鋁元素轉化為晶體析出，同時保證晶體純度；KAl(SO4)2·12H2O溶解度受溫度影響較大，“沉鋁”的最佳方案為高溫溶解再冷卻結晶；故答案為：使更多的鋁元素轉化為晶體析出，同時保證晶體純度；高溫溶解再冷卻結晶。（4）“焙燒”時，KAl(SO4)2分解為K2SO4、Al2O3和SO3或K2SO4、Al2O3、SO2和O2，反應方程式為2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑；故答案為：2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑。（5）“水浸”后得到的“濾液2”成分為K2SO4，可在沉鋁工序循環(huán)使用；故答案為：沉鋁。2．(1)Fe2O3SiO2(2)增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌(5)+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+(6)H2O2NH3·H2O【分析】已知黃鐵礦高溫煅燒生成Fe2O3，反應原理為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，故產(chǎn)生的紅渣主要成分為Fe2O3和SiO2，將紅渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加熱充酸浸，反應原理為：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，過濾出濾渣①，主要成分為SiO2，向濾液中加入黃鐵礦進行還原，將Fe3+還原為Fe2+，由(3)小問可知不生成S沉淀，則硫元素被氧化為，反應原理為：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，然后進行工序①為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，得到FeSO4晶體和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4，加水溶解FeSO4晶體，向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4調節(jié)溶液的pH為3，進行沉鐵過程，反應原理為：Fe2++2+[Fe(CN)6]3-=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓，然后過濾出沉淀，洗滌后加入H2SO4和NaClO3進行氧化步驟，反應原理為：6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，過濾、洗滌干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6，據(jù)此分析解題?！驹斀狻浚?）由分析可知，紅渣的主要成分為：Fe2O3，濾渣①的主要成分為：SiO2，故答案為：Fe2O3；SiO2；（2）黃鐵礦研細的主要目的是增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率，故答案為：增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率；（3）由分析可知，還原工序中，不產(chǎn)生S單質沉淀，則硫元素被氧化為，反應原理為：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+，故化學方程式為：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，故答案為：7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4；（4）由分析可知，工序①的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌，所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循環(huán)利用，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌；（5）沉鐵工序中產(chǎn)生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合價為+2價和[Fe(CN)6]4-中的+3價，由分析可知，氧化工序所發(fā)生的離子方程式為：6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6，故答案為：+2；6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6；（6）由分析可知，還原工序所得的濾液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4，向濾液中先加入一定量的H2O2溶液將Fe2+完全氧化為Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再產(chǎn)生沉淀為止，過濾洗滌，對沉淀進行灼燒，即可制得Fe2O3·xH2O和(NH4)2SO4，故所需要加入的試劑為H2O2和NH3·H2O，故答案為：H2O2；NH3·H2O。3．(1)Fe2+pH<6.210-4(4)加熱攪拌可加快反應速率冷卻結晶(5)MgSO4(6)15O2+4e-+2H2O=4OH-【分析】由流程可知，該類礦(含鐵、鋁等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等離子，經(jīng)氧化調pH使、形成沉淀，經(jīng)過濾除去，濾液1中含有、、等離子，加入月桂酸鈉，使形成沉淀，濾液2主要含有MgSO4溶液，可循環(huán)利用，濾餅加鹽酸，經(jīng)加熱攪拌溶解后，再冷卻結晶，析出月桂酸，再固液分離得到RECl3溶液?！驹斀狻浚?）由分析可知，“氧化調pH”目的是除去含鐵、鋁等元素的離子，需要將Fe2+氧化為Fe3+，以便后續(xù)除雜，所以化合價有變化的金屬離子是Fe2+，故答案為：Fe2+；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，沉淀完全的pH為，而開始沉淀的pH為，所以為保證、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液調pH至的范圍內，該過程中發(fā)生反應的離子方程式為，故答案為：；；（3）濾液2中濃度為，即，根據(jù)，若要加入月桂酸鈉后只生成，而不產(chǎn)生，則=10-4，故答案為：10-4；（4）①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)率，其原因是加熱攪拌可加快反應速率，故答案為：加熱攪拌可加快反應速率；②“操作X”的結果是分離出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔點為，故“操作X”的過程為：先冷卻結晶，再固液分離，故答案為：冷卻結晶；（5）由分析可知，該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質有MgSO4，故答案為：MgSO4；（6）①中Y為+3價，中Pt為+4價，而中金屬均為0價，所以還原和熔融鹽制備時，生成1mol轉移15電子，故答案為：15；②堿性溶液中，氫氧燃料電池正極發(fā)生還原反應，發(fā)生的電極反應為O2+4e-+2H2O=4OH，故答案為：O2+4e-+2H2O=4OH-。4．(1)+6(2)(3)Cr(OH)3+NaOH=NaCrO2+2H2O(4)S2-+H2OHS-+OH-CuS(5)1.0×10-7mol/L在沉淀池2中進行的沉淀Cu2+反應需要調節(jié)溶液體系pH=4，經(jīng)過計算可以發(fā)現(xiàn)此時c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L，可以認為Cd2+與Cu2+此時均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準確分離開【分析】廢水經(jīng)預處理后含有和少量的、，題目要對其中所含離子進行逐一分離，實現(xiàn)資源再利用。這是解題的關鍵，根據(jù)要求“逐一分離”這一點，結合流程及題目給出的信息，可以推斷沉淀1、沉淀2、沉淀3分別為、CuS、NiS。【詳解】（1）利用化合物中元素化合價代數(shù)和為0來解答，不過這里的是離子，所以各元素化合價代數(shù)和等于該離子所帶的電荷數(shù)（要帶上正負），即：若假設，則2x+7×(-2)=-2，可得x=+6，故答案為：+6；（2）從流程可知，還原池中加入了含有和少量的、廢水，和用于調節(jié)溶液酸堿性的，且還原池中有生成，即轉變成了，依據(jù)氧化還原反應的規(guī)律可推斷轉變?yōu)?，按照電子守恒和質量守恒即可寫出正確的離子反應方程式：，故答案為：；（3）的性質與相似，依據(jù)反應，可以寫出與NaOH溶液反應的化學方程式，故答案為：；（4）溶液呈堿性是由于鹽類水解，是多元弱酸的正鹽，水解反應分兩步進行：第一步，第二步；沉淀池2和沉淀池3都是利用溶液進行分離，結合可知，CuS更容易沉淀，故沉淀2為CuS；故答案為：；CuS；（5）H2S的、，pH=4時，，則，而沉淀池2中進行的沉淀反應需要調節(jié)溶液體系pH=4，此時，可以認為Cd2+與Cu2+此時均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準確分離開；故答案為：；在沉淀池2中進行的沉淀Cu2+反應需要調節(jié)溶液體系pH=4，經(jīng)過計算可以發(fā)現(xiàn)此時c(Cd2+)<1.0×10-5mol/L，可以認為Cd2+與Cu2+此時均完全沉淀，即沉淀2是CuS和CdS的混合物而無法準確分離開。5．(1)Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3(2)為了使砷完全沉淀(3)3Cu(AsO2)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+6HAsO2+H2SO4(4)2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2=6Cu2++4+6H2O(5)終點pH值為8，PFS用量為4或(6)96%(7)【分析】含砷廢水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi2+)中加入NaOH溶液調節(jié)pH=6，由已知數(shù)據(jù)和后續(xù)除雜過程中不在設置步驟除去Fe3+、Cu2+、Bi2+可知，該步驟中Fe3+、Cu2+、Bi2+轉化為Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3沉淀，過濾后存在于濾渣a中除去，濾液中加入過量CuSO4溶液將AsO轉化為Cu(AsO)2沉淀，再用SO2還原Cu(AsO)2得到HAsO2和H2SO4，經(jīng)過沉砷得到As2O3，以此解答?！驹斀狻浚?）由分析可知，濾渣a的成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3。（2）“沉淀”時，為了使砷完全沉淀，CuSO4溶液必須過量。（3）“還原”時Cu(AsO2)2與H2O、SO2反應生成Cu3(SO3)22H2O、HAsO2和H2SO4，化學方程式為3Cu(AsO2)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+6HAsO2+H2SO4。（4）Cu3(SO3)22H2O(不溶于水)“氧化”時和O2、H2SO4溶液反應得到CuSO4溶液，O元素由0價下降到-2價，S元素由+4價上升到+6價，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式為：2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2=6Cu2++4+6H2O。（5）PFS除砷時，去除率最高時的條件是終點pH值為8，PFS用量為4或。（6）當廢水中砷質量濃度為5.0g·L-1時，若實驗取75L含砷廢水，根據(jù)As守恒，理論上生成As2O3的質量為495g，As元素的回收率為=96%。（7）由晶胞結構可知，每個晶胞含有8=4個Ga和4個As，則砷化鎵晶體密度為。6．(1)過濾(2)抑制Sc3+水解(3)3%65℃4(4)(5)Sc2(C2O4)31:1【分析】向赤泥中加入稀硫酸，Sc2O3、Al2O3、Fe2O3和鹽酸反應生成ScCl3、AlCl3、FeCl3，而SiO2不與硫酸反應，故濾渣為SiO2；向反應后的溶液中加入萃取劑，分液后得到AlCl3、FeCl3水溶液和含有ScCl3的有機相，向有機相中加入鹽酸洗滌，再向有機相中加入反萃取劑將Sc3+轉化為Sc(OH)3沉淀，經(jīng)過過濾并加入SOCl2溶解沉淀，使Sc(OH)3轉化為ScCl3，ScCl3和草酸反應生成草酸鈧晶體，煅燒后得到Sc2O3，以此解答?！驹斀狻浚?）由分析可知，操作A是過濾。（2）由信息②可知，易水解，加入SOCl2，除了可以將轉化成、作溶劑，還可以抑制Sc3+水解。（3）分析表中數(shù)據(jù)可知，P507濃度為3%時，鈧萃取率最大，鐵萃取率最小，且分相容易，分析圖像可知，料液溫度為65℃時，分離系數(shù)最大，則萃取時P507最佳濃度為3%，料液溫度為65℃；常溫下，“浸出液”中，，當Sc3+開始沉淀時，溶液中c(OH-)=，pH=-lgc(H+)=，“萃取”過程中應控制pH小于4。（4）反應的平衡常數(shù)=。（5）設有1mol草酸鈧晶體(462g)在空氣中受熱，550℃時，剩余固體質量為，失水重量為462g-353.89g≈108g，即550℃時，1mol晶體失去=6mol水，則此時晶體的主要成分是Sc2(C2O4)3；850℃時，剩余固體質量為462g×29.8%=137.68g≈138g，由于M(Sc2O3)=138g/mol，故可知550~850℃，1molSc2(C2O4)3分解產(chǎn)生1molSc2O3，則碳元素全部轉化為氣體，由于草酸根離子中碳為+3價，則反應產(chǎn)生二氧化碳和一氧化碳二種氣體，根據(jù)得失電子守恒可知二氧化碳和一氧化碳物質的量為1:1。7．(1)與沉淀時pH相近，不易通過調pH分離和；與沉淀時pH相差較大，易于通過調pH分離和(2)過量的進入溶液(3)反應時間、攪拌速率(4)在攪拌下向溶液中緩慢滴加氨水混合溶液；當向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-溶液后不再產(chǎn)生沉淀時，過濾，所得濾渣用蒸餾水洗滌，直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和溶液后不再產(chǎn)生渾濁；將所得沉淀烘干后灼燒至恒重【分析】以次氧化鋅酸浸液(主要含有、，還含有、、、等)為原料制備高純ZnO，向酸浸液中加入H2O2溶液，將氧化為，該過程中溶液pH上升將轉化為Fe(OH)3沉淀除去，過濾向濾液中加入高錳酸鉀溶液將Mn2+轉化為MnO2除去，過濾后向濾液中加入Zn粉將轉化為Pb除去，得到硫酸鋅溶液，硫酸鋅溶液經(jīng)過一系列操作得到高純ZnO，以此解答?！驹斀狻浚?）由與的Ksp數(shù)據(jù)可知與沉淀時pH相近，不易通過調pH分離和；與沉淀時pH相差較大，易于通過調pH分離和。（2）“除錳”過程中，高錳酸鉀溶液將Mn2+轉化為MnO2，離子方程式為：；由圖可知，當時，溶液中錳含量增大，而錳去除率下降，其原因是：過量的進入溶液。（3）為考查Zn粉用量對“除鉛”過程中鉛元素去除率的影響，實驗組控制不變的因素有：“除錳”濾液濃度與體積、反應溫度、反應時間、攪拌速率。（4）以“溶液”為原料制備高純ZnO的實驗方案為：在攪拌下向溶液中緩慢滴加氨水-混合溶液；當向上層清液中繼續(xù)滴加氨水-溶液后不再產(chǎn)生沉淀時，過濾，所得濾渣用蒸餾水洗滌，直至最后一次洗滌濾液加入稀鹽酸和溶液后不再產(chǎn)生渾濁；將所得沉淀烘干后灼燒至恒重。8．(1)(2)(3)10(4)，NaOH，(5)陽【分析】粉煤灰(主要成分為、、，還有少量等雜質)與純堿反應，鎵轉化為可溶性鹽、二氧化硅轉化為硅酸鈉、氧化鋁轉化為偏鋁酸鈉，加入堿性溶液碳酸鈉，只有氧化鐵不反應不溶解，過濾除去氧化鐵，得到濾液經(jīng)過一系列操作得到，電解得到鎵，最終轉化為氮化鎵；【詳解】（1）由圖可知，加入碳酸鈉焙燒，“焙燒”的目的是將和碳酸鈉反應生成和二氧化碳，該反應的化學方程式為；（2）焙燒后，鎵轉化為可溶性鹽、二氧化硅轉化為硅酸鈉、氧化鋁轉化為偏鋁酸鈉，加入堿性溶液，只有氧化鐵不反應不溶解，故過濾后“濾渣1”主要成分為；“電解”可得金屬Ga，陰極發(fā)生還原反應得到金屬鎵，電極反應式；（3）由圖可知，=時，pH為，則，故常溫下，反應的平衡常數(shù)K=；（4）“堿浸”后溶液的主要成分為、、，通入0.1溶液至生成的沉淀不再溶解得硅酸沉淀和氯鋁離子、鎵離子，向濾液中再次滴入0.1NaOH溶液至pH為時停止，過濾洗滌得氫氧化鎵沉淀，氫氧化鎵沉淀加入0.1氫氧化鈉溶解得到溶液；（5）陰極上發(fā)生還原反應，即陰極反應式為Ga3＋＋3e－=Ga；陽極產(chǎn)生的氧氣與陽極材料中的碳發(fā)生反應，故需定期補充的是陽極材料。9．(1)用熱的純堿溶液浸泡廢鐵屑(2)摩爾比為、反應溫度為(3)會增大后續(xù)碳酸鈣的消耗量(4)是過氧化氫分解的催化