2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)魯科版教案：第3章 第15講 無機(jī)化工流程解題策略(能力課)

第15講無機(jī)化工流程解題策略（能力課）

,復(fù)習(xí)目標(biāo)

1.以化工流程為載體掌握物質(zhì)的制備原理，反應(yīng)條件的控制和提高產(chǎn)率的措

施等。

2,以化工流程為載體掌握物質(zhì)的分離提純原理及涉及的儀器和操作。

環(huán)節(jié)一明確試題模式?建立思維模型

1.明確試題模式

考慮副產(chǎn)品的循環(huán)利用

ffl對底料的

核心化產(chǎn)品的分

m~7施學(xué)反應(yīng)高提純

主要是煙燒、酸溶、考慮可能:過濾、結(jié)晶、蒸儲、萃取

:分液等分離操作。通常

堿溶等操作,初步除發(fā)生的副:要考慮分離條件：pH、

掉雜質(zhì)反應(yīng);溫度等

圖1圖2圖3

圖1箭頭表示反應(yīng)物加入同時(shí)生成物出來；

圖2箭頭表示反應(yīng)物分步加入和生成物出來；

圖3箭頭表示循環(huán)反應(yīng)。

2.搞清命題角度

命題的角度主要有（1）原料的處理方法，（2）重要轉(zhuǎn)化的方程式書寫，（3）物質(zhì)

的分離、提純方法與原理，（4）反應(yīng)條件的控制方法，（5）涉及產(chǎn)率、的有關(guān)計(jì)

算，（6）涉及的化學(xué)反應(yīng)原理分析等。

3.建立思維模型

⑴審題干——明確原料成分和目的要求

氧化還原反應(yīng)、

復(fù)分解反應(yīng)（含水解）

|原料|」制備旬

化學(xué)反應(yīng)）

\除￡什么？

產(chǎn)品的信息引進(jìn)什么？

⑵審流程——明確各步轉(zhuǎn)化原理和目的

①看箭頭：進(jìn)入的是原料（即反應(yīng)物）；出去的是生成物（包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)

物)。

②看三線：主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。

③找信息：明確反應(yīng)條件控制和分離提純方法。

④關(guān)注所加物質(zhì)的可能作用：參與反應(yīng)、提供反應(yīng)氛圍、滿足定量要求。

(3)審問題——明確答什么

①不要答非所問：要看清題目要求，按要求答題，防止答非所問。

②規(guī)范答題：回答問題要準(zhǔn)確全面，注意語言表達(dá)的規(guī)范性，特別是化學(xué)

用語的書寫與表示要準(zhǔn)確、規(guī)范。

【典例】(2020?全國III卷，T27節(jié)選)某油脂廠廢棄的油脂加氫銀催化劑主

要含金屬Ni、AkFe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流

程回收其中的銀制備硫酸銀晶體(NiSOCHzO)：

廢

NaOH溶液?。O.耳。?溶液NaOH溶液硫

錦

酸

催

*銀

化

晶

劑

體

溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:

金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+

開始沉淀時(shí)(c=0.01mobL-I)^JpH7.23.72.27.5

沉淀完全時(shí)(c=1.0XIO=mol?L-i)的pH8.74.73.29.0

回答下列問題:

(1)“堿浸”中NaOH的兩個(gè)作用分別是

為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反應(yīng)的

離子方程式________________________________________________________________

(2)“濾液②”中含有的金屬離子是O

⑶“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是o若工藝流程改為先“調(diào)

pH”后“轉(zhuǎn)化”，即

NaOH溶液H溶液

濾液②濾液③

調(diào)pH轉(zhuǎn)化

濾渣③

“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為0

(4)將分離出硫酸銀晶體后的母液收集、循環(huán)使用，其意義是

[三步審讀]

審原料成分：Ni、Al、Fe及其氧化物和其他不溶

題性物質(zhì)

干

目的：制備NiSO,?7H2。

fAl及其氧化物溶解生成

[AKOIDJ進(jìn)入濾液①.Fe、

—“堿浸”,

Ni及其氧化物和其他不溶性

.物質(zhì)進(jìn)入濾餅①

A(Fe、Ni及其氧化物溶解生成IV、

審—,?酸浸”

流[Fe"、Ni”進(jìn)入濾液②

程

H.O.,

一“轉(zhuǎn)化ZFe?—二*FT+

1—“調(diào)pHZFe"->FeCOH).,去除Fe3

NaOH——除油脂

作用工溶解A1及其氧化物

廠問題(1)一+

LLAI(()H)J->AI(()H)3

一問題(：濾液②”中含2+3、

審2)“Fe,FeNi”

問

題—替代H..()2的物質(zhì)為不引入新雜

質(zhì)的氧化劑

—問題(3)—

先調(diào)pH.Fl無法沉淀，然后被

H?()2氧化為Fe3

—問題(4)：母液收集、循環(huán)使用有利于提高鎮(zhèn)

回收率

[答案](1)除去油脂、溶解鋁及其氧化物

-+

[A1(OH)4]+H=A1(OH)3I+H2O

(2)Ni2+>Fe2+>Fe3+

(3)02或空氣Fe3+

（4）提高銀回收率

I題后歸納I

流程分析三方法

對一些線型流程工藝（從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序）

試題,首先對比分析流程圖中第一種物質(zhì)（原材料）與最后一

種物質(zhì)（產(chǎn)品），從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，

首尾分析法

弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、

提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲

解答

對于用同樣的原材料生產(chǎn)多種（兩種或兩種以上）產(chǎn)品（包括

分段分析法副產(chǎn)品）的工業(yè)流程題，用分段分析法更容易找到解題的切

入點(diǎn)

有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，先合成一種或幾種中間產(chǎn)

品，再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流

交叉分析法產(chǎn)品，這種題適合用交叉分析法。就是將提供的工業(yè)流程

示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水

線，然后上下交叉分析

環(huán)節(jié)二分類突破方法?提升解題能力

類型1＞以分離提純?yōu)橹黧w的化工流程

1.物質(zhì)分離、提純的原則

⑴不增：不引入新的雜質(zhì)。

（2）不減：不減少被提純的物質(zhì)。

（3）易分離：被提純物與雜質(zhì)易于分離。

（4）易復(fù)原：被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成、狀態(tài)。

2.常用的提純方法

水溶法除去可溶性雜質(zhì)

酸溶法除去堿性雜質(zhì)

堿溶法除去酸性雜質(zhì)

氧化劑或還原劑法除去還原性或氧化性雜質(zhì)

加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)

調(diào)節(jié)溶液的pH法如除去酸性CM+溶液中的Fe3+等

(@?@)增大礦石物質(zhì)的浸出率的措施有：攪拌、加熱、升溫，增大浸出

液的濃度，粉碎增大固液接觸面，延長浸出時(shí)間。

3.常用的分離方法

分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等

過濾

方法

利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如

萃取和分液

用CC14或苯萃取濱水中的溟

蒸發(fā)結(jié)晶提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaQ

提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合

冷卻結(jié)晶

物，如KNO3、FeCb、CuCL、CuSO4-5H2O>FeSChllhO等

蒸儲或分儲分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油

利用氣體液化的特點(diǎn)分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離

冷卻法

平衡混合氣體中的氨氣

4.三種分離、提純的深化

⑴過濾問題

①3個(gè)基本操作

將溶液靜置一段時(shí)間后，用膠頭滴管取上層清液

檢驗(yàn)溶液中離子是否沉

少許放入小試管中，向其中滴入沉淀劑，若無沉

淀完全的方法

淀生成，則說明離子沉淀完全

沿玻璃棒往漏斗中加蒸儲水至液面浸沒沉淀，待

洗滌沉淀

水自然流下后，重復(fù)操作2?3次

取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入

檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈

某試劑，若沒有特征現(xiàn)象出現(xiàn)，則證明沉淀已洗

的方法

滌干凈

②特定洗滌目的

冰水洗滌洗去晶體表面的雜質(zhì)離子并降低被洗滌物質(zhì)的溶解度，減

的目的少其在洗滌過程中的溶解損耗

乙醇洗滌降低被洗滌物質(zhì)的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損

的目的耗，得到較干燥的產(chǎn)物

減壓過

加快過濾速率，使沉淀更干燥

濾（抽濾）

⑵結(jié)晶方式

蒸發(fā)濃適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)分離提純，如除去

縮、冷KNCh中的少量NaCl或受熱易分解的物質(zhì)，如晶體水合物、錢

卻結(jié)晶鹽等

適用于雜質(zhì)的溶解度隨溫度變化較大物質(zhì)的分離提純，可減少雜

蒸發(fā)結(jié)

質(zhì)晶體的析出，如除去NaCl中的少量KNCh。趁熱過濾的方法：

晶、趁

漏斗預(yù)熱，用少量熱蒸儲水通過過濾器，帶加熱裝置的漏斗、抽

熱過濾

濾

（@@@）晶體的干燥：要得到干燥的晶體，常見的干燥方法有自然晾干、

濾紙吸干、在干燥器中干燥、烘干（適用于熱穩(wěn)定性較好的物質(zhì)）。

（3）調(diào)節(jié)溶液pH分離提純

①控制溶液的酸、堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。例如：已

知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示：

物質(zhì)開始沉淀沉淀完全

Fe(OH)31.53.7

Fe(OH)27.69.6

Mn(OH)28.39.8

若要除去Mi?+溶液中含有的Fe2+、Fe3+,可先用氧化劑把Fe?+氧化為

Fe3+,再調(diào)節(jié)溶液的pH在3.7WpH<8.3。

②調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H+反應(yīng)，使溶液pH增大；不引

入新雜質(zhì)。例如:要除去CM卡溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu（OH）2、C11CO3、

Cu2（OH）2cO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pHo

【典例1]（2021?全國乙卷,T26）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、

SiO2>AI2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2€>3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如

下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。

(NH4)2SO4熱水

II

高鈦爐渣甲~-ra濾液力分步沉淀1氫氧化物沉淀

尾氣水浸渣母液①

q酸溶.|一T水解,卜一Ti02fHq

酸酸溶渣熱水母液②

該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表:

金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+

開始沉淀的pH2.23.59.512.4

沉淀完全(c=LOX

3.24.711.113.8

10-5molLi)的pH

回答下列問題：

⑴“焙燒”中，TiCh、Si(h幾乎不發(fā)生反應(yīng),AI2O3、MgO、CaO、Fe2O3

轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，寫出A12O3轉(zhuǎn)化為NH4Al(SO4)2的化學(xué)方程式：

(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0,在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)

pH至11.6,依次析出的金屬離子是。

(3)"母液①"中Mg2+濃度為mol-L'o

(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是。“酸溶渣”的

成分是、o

⑸“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TKJ2+水解析出TiO2/H2O沉淀，

該反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(6)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得,循環(huán)

利用。

［解析］⑴“焙燒”中，AWh和(NH62SO4反應(yīng)生成NH4Al(SO4”，同時(shí)放

高''日

出N%,反應(yīng)的化學(xué)方程式為ALO3+4(NH4)2SO4=^^2NH4Al(SO“2+6NH3t

3+

+3H2Ofo(2)由題表中Fe3+、Al>Mg2+完全沉淀時(shí)的pH分別為3.2、4.7、

11.1可知，用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6的過程中，依次析出的金屬離子是Fe3+、

Al3+>Mg2+o⑶依據(jù)Mg2+完全沉淀時(shí)的pH=ll.l,可知此時(shí)C(OH-)=1()-2.9

-12+2

mol-L,此時(shí)c(Mg2+)=l(F5moi.L-i,則KSp[Mg(OH)2]=c(Mg)-c(OH-)=10

-10,用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6時(shí)，c(OH)=10-24molL_1,則c(Mg2+)=

=I。-mol?Lr。(4)“水浸渣”在160c“酸溶”，為了盡可能減

少酸溶液的揮發(fā)而造成不必要的損失且保證TiO2可以完全溶解，故最好選擇硫

酸；SiO2不溶于硫酸，“焙燒”生成CaSO4固體，故“酸溶”后所得“酸溶渣”

的成分為SiO2、CaSO4o(5)由題意知，Ti()2+水解生成TiC^xHzO沉淀，該反應(yīng)

+

的離子方程式為TK)2++(x+i)H2O=B=TiO2?xH2OI+2HO(6)母液①的主要

成分為硫酸鐵和氨水，母液②的主栗成分為硫酸，混合后吸收尾氣NH3,經(jīng)處

理可得到(NHQ2SO4,循環(huán)利用。

高溫

[答案](DAI2O3+4(NH4)2SO4==2NH4A1(SO4)2+6NH3f+3H2Ot

(2)Fe3+>A13+、Mg2+(3)1.0XIO-6

(4)硫酸SiO2CaSO4

2++

(5)TiO+(x+1)H2O^=TiO2xH2OI+2H

(6)(NH4)2SO4

類型2>以物質(zhì)制備為主體的化工流程

1.物質(zhì)制備過程的條件控制

⑴控制體系的環(huán)境氛圍

①需要在酸性氣流中干燥FeCh、A1CL、MgCb等含水晶體，抑制水解并帶

走因分解產(chǎn)生的水汽。

②營造還原性氛圍，防止還原性物質(zhì)被氧化。如加入鐵粉防止Fe2+被氧化。

③加入氧化劑進(jìn)行氧化。如加入綠色氧化劑H2O2將Fe2+氧化轉(zhuǎn)化為Fe3+,

綠色氧化劑H2O2的優(yōu)點(diǎn)：不引入新雜質(zhì)，對環(huán)境無污染。

⑵控制反應(yīng)溫度

①加熱：加速溶解、加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)(如促進(jìn)水解

生成沉淀)。

②降溫：防止某物質(zhì)在某溫度時(shí)會溶解或分解，或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移

動(dòng)。

③控制溫度在一定范圍內(nèi)，綜合多方面因素考慮。如使反應(yīng)速率不至于太

慢、抑制或促進(jìn)平衡移動(dòng)、防止反應(yīng)物分解、防止副反應(yīng)發(fā)生、使催化劑的催

化活性最高等。

④如題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要根據(jù)它們

溶解度隨溫度升高而改變的情況，尋找合適的結(jié)晶分離方法。

2.在流程題中，常會看到壓強(qiáng)、溫度等外界條件的出現(xiàn)，不同的工藝對化

學(xué)反應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)有不同的要求，其所起的作用也不一樣，但都是能否達(dá)到

實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡年P(guān)鍵所在，也是命題專家們經(jīng)?？疾榈牡胤健ν饨鐥l件的分析主

要從對反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的影響這兩個(gè)方面著手。如

(1)使催化劑的活性達(dá)到最高：如工業(yè)合成氨或SO2的催化氧化反應(yīng)，選擇

的溫度是500℃左右，原因之一就是這樣可使催化劑的活性達(dá)到最高。

(2)對于一些工藝來說，降溫或減壓都可以減少能源成本，降低對設(shè)備的要

求，達(dá)到綠色化學(xué)的目的。

【典例2】(2021?湖南選擇性考試，Ti7)Ce2(CO?3可用于催化劑載體及功

能材料的制備。天然獨(dú)居石中，缽(Ce)主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、

AI2O3、Fe2O3、CaF2等物質(zhì)。以獨(dú)居石為原料制備Ce2(CO3)y〃H2O的工藝流程

如下：

FeCl3①M(fèi)gO調(diào)pH=5

濃H2sO4H2O溶液②絮凝劑NH4HCO3溶液

i-1舉除｝一^^——3喇-ce2m『加0

酸性濾渣I漉渣n淀渣m濾液

廢氣

回答下列問題：

⑴缽的某種核素含有58個(gè)質(zhì)子和80個(gè)中子，該核素的符號為o

⑵為提高“水浸”效率，可采取的措施有

____________________________________________________(至少寫兩條)。

⑶濾渣DI的主要成分是(填化學(xué)式)。

(4)加入絮凝劑的目的是__________________________________________

⑸“沉鋪”過程中，生成Ce2(CO3)3nH2O的離子方程式為

常溫下加入的NH4HCO3溶液呈_______(填“酸性”“堿性”或“中性”)(已

11

知：NH3H2O的Kb=L75X10-5,H2cO3的&1=4.4X10-7,ira2=4.7X10-).

⑹濾渣n的主要成分為FePO4,在高溫條件下，Li2c03、葡萄糖(C6Hl2。6)

和FePCh可制備電極材料LiFePCh,同時(shí)生成CO和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程

式為_______________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

［解析］焙燒濃硫酸和獨(dú)居石的混合物、水浸，CePO4轉(zhuǎn)化為Ce2(SO4)3和

H3P。4,SiO2與硫酸不反應(yīng)，AI2O3轉(zhuǎn)化為AL(SO4)3,Fe2(h轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3,

CaF2轉(zhuǎn)化為CaSO4和HF,酸性廢氣含HF;后過濾，濾渣I為SK)2和磷酸鈣、

FePO4,濾液主要含H3Po八Ce2(SO4)3、A12(SO4)3>Fe2(SO4)3,加氯化鐵溶液

除磷，濾渣n為FePO4；聚沉將鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾除去，濾渣

ID主要為氫氧化鋁，還含氫氧化鐵；加碳酸氫鎂沉伸得Ce2(CO3)3?〃H2O。

(5)用碳酸氫鐵“沉錦”，則結(jié)合原子守恒、電荷守恒可知生成

3

Ce2(CO3)3nH2O的離子方程式為6HC07+2Ce++(〃一

3)H2O==Ce2(CO3)3nH2OI+3CO2t;鐵根離子的水解常數(shù)Kh(NH*)=

］0-14K10-14

1產(chǎn)5.71X10-1°,碳酸氫根離子的水解常數(shù)Kh(HCO「=/=44乂“「7

1./3zx1UAal4.4人1U

=2.3X10-8,則Kh(NHj)<Kh(HCO3),因此常溫下加入的NH4HCO3溶液呈堿性。

［答案］(l)^Ce

(2)適當(dāng)升高溫度、將獨(dú)居石粉碎、攪拌(合理即可)

(3)A1(OH)3

(4)促進(jìn)A'、Fe3+聚沉為AI(OH)3、Fe(OH)3沉淀

3+

(5)6HCO^+2Ce+(n-3)H2O=Ce2(CO3)3nH2OI+3CO2t堿性

高溫

(6)6FeP(h+C6Hl2O6+3Li2co3=^=6LiFePO4+9COt+6H2O

L真題驗(yàn)收■新題預(yù)測瑞喈,?？?/p>

真題。驗(yàn)收

(2021?河北選擇性考試，Tis)綠色化學(xué)在推動(dòng)社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要

作用。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)銘鹽的新工藝，該工藝

不消耗除鋁鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr

一Fe-Al-Mg的深度利用和Na+內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：

氣體A

Oj(g)*??NaOH

過餐氣體A

曲

過量氣體A+H,O(BT工序②I的溶液

、4,I.物質(zhì)u1敏燒|*⑷

W濾|d溶液,Tawyl-MCDTMgo

混合工體N

固體H

回答下列問題:

⑴高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是(填元素符號)。

⑵工序①的名稱為O

⑶濾渣I的主要成分是(填化學(xué)式)。

(4)工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(5)物質(zhì)V可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH,此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化

學(xué)方程式為___________________________________________________________

__________________________________________________________________,

可代替NaOH的化學(xué)試劑還有(填化學(xué)式)。

(6)熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序(填“①”或"②”或

“③”或“④”)參與內(nèi)循環(huán)。

(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為0{通常認(rèn)

-5_,

為溶液中離子濃度小于10molL為沉淀完全；A1(OH)3+OH^-Al(OH)；：

K=10°63,KW=1()-14,Ksp［Al(OH)3］=10-33}

［解析］銘鐵礦與熔融NaOH和。2反應(yīng)后經(jīng)工序①得到濾渣I和介穩(wěn)態(tài)物

質(zhì)；介穩(wěn)態(tài)相分離后得到Na2Cr()4溶液、NaOH溶液和無色溶液，向無色溶液

中通入過量氣體A后生成A1(OH)3沉淀和物質(zhì)V的溶液，又NazCrCh溶液經(jīng)工

序③后得到Na2Cr2O7溶液和物質(zhì)V(s),所以氣體A為CO2,物質(zhì)V為NaHCCh。

(l)Fe(CrO2)2中的Fe為+2價(jià),易被氧化為+3價(jià);Fe(Cr€h)2中的Cr為+3價(jià),

在后續(xù)產(chǎn)物NazCrCh中Cr為+6價(jià)，因此高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是

Fe和Cr。(2)工序①之后為過渡操作，因此加水的目的是溶解可溶性物質(zhì)，工序

①的名稱為溶解。(3)經(jīng)高溫連續(xù)氧化工序和工序①后輅鐵礦轉(zhuǎn)化為CrOi">

Al(OH)］、Fe2C>3和MgO,故濾渣I的主要成分是FezCh和MgO。(4)由分析可

知，氣體A為CO2,不溶性物質(zhì)V為NaHCCh,故工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方

+

程式為2Na+2CrOi+2CO2+H2O=Cr2Or+2NaHCO3I。(5)由分析可知，

物質(zhì)V為NaHCO3,可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH,此時(shí)發(fā)生的主要反

應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO3=8Na2CrO4+2Fe2O3+

I6CO2+8H2O;可代替NaOH的化學(xué)試劑需滿足以下兩點(diǎn)要求：一是顯堿性，

+

二是能提供Na,因此可代替NaOH的化學(xué)試劑還有Na2CO3o(6)熱解工序中

產(chǎn)生的混合氣體為CO2和水蒸氣，最適宜返回工序②參與內(nèi)循環(huán)。(7)由題給方

-

程式A1(OH)3+OH^A1(OH)；K=10°63,可得A1(OH)］KOH+A1(OH)3

犬=10-。.63,貝^=10-0.63=-^黑杰,通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于W-5mol.L

-1為沉淀完全，則10-"63=”表),可得c(OH-)=10-5.63mol-L-i,已知Kw=

10—14,所以pOH=5.63,pH=14-pOH=8.37,故工序④溶液中的鋁元素恰好

完全轉(zhuǎn)化為AI(OH)3沉淀的pH為8.37o

［答案］(l)Fe、Cr

⑵溶解

(3)Fe2()3、MgO

(4)2Na++2CrOF+2cCh+H2O=Cr2Or+2NaHCO3I

高溫

(5)4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO3==8Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2O

Na2cO3

(6)(2)

(7)8.37

新題。預(yù)測

磷化鎘(Cd3P2)常用作殺蟲劑，利用濕法煉鋅產(chǎn)生的銅鎘渣［主要含銅、鐵、

鎘(Cd)等單質(zhì)］和紅磷生產(chǎn)磷化鎘的工藝流程如下：

稀隼酸先加牛。2,再加CdO紅滬

銅鎘渣-I操作I操［II單言鎘管Cd,p2

浪渣IFe(OH),電解廢液

相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(金屬離子的起始濃度為0.1mol-L-1)

如下表所示：

金屬離子Fe3+Fe2+Cd2+

開始沉淀的pH1.56.57.2

沉淀完全的pH3.39.99.5

回答下列問題：

⑴操作［前先粉碎銅鎘渣的目的是________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0

⑵操作I產(chǎn)生的濾渣I的主要成分為(填化學(xué)式)。

⑶操作n中先加入適量H2O2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

再加入CdO控制反應(yīng)液的pH,控制pH的范圍為,

判斷依據(jù)是_________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

若加入的H2O2不足，加入CdO后所得的電解液中會含有Fe2+,請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方

案加以檢驗(yàn):_________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)凈化后的溶液用惰性電極電解可獲得鎘單質(zhì)。電解廢液中可循環(huán)利用的

溶質(zhì)是?

(5)處理含Cd2+的廢水常用加入碳酸鈣的方法實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，該沉淀轉(zhuǎn)化的

離子方程式為_______________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

2+

用CaCO3除去工業(yè)廢水中的Cd2+時(shí)，若反應(yīng)達(dá)到平衡后溶液中c(Ca)=0.1

-12+-,

mol-L,則此時(shí)溶液中c(Cd)=mol-Lo［已知25C時(shí)，^sp(CdCO3)

22-922

=5.6x10-12mo