1、1第 17 讲 化学工艺流程最新考纲 考向分析1.建立分析解决材料、环境、健康、能源等领域关于物质的制备和应用等实际问题和思路方法。2认识物质性质、设计物质转化的核心角度，形成认识途径，并将其应用于解决真实问题，进而形成解决问题的思路和方法。3认识物质的转化在自然资源利用和环境保护中的重要价值。1.以化工流程为载体，常考查：(1)实验操作目的分析。(2)实验操作规范判断。2以物质制备和提纯为情境，考查：(1)陌生物质化合价的判断及电子式的书写。(2)反应方程式或离子方程式的书写。(3)流程中试剂的选择，中间产物的种类及离子判断。(4)实验操作规范语言的表述。(5)实验操作试剂的选取。(6)流程
2、的中间环节物质种类及离子判断。(7)样品中质量分数及产物产率的计算。考点一 物质制备型Z (课前)真 题 感 悟 hen tigan wu1(2017全国27)Li 4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3，还含有少量 MgO、SiO 2等杂质)来制备。工艺流程如下：2回答下列问题：(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为 70%时，所采用的实验条件为_100、2190、5h_。(2)“酸浸”后，钛主要以 TiOCl 形式存在，写出相应反应的离子方程式 24FeTiO34H 4Cl =Fe2 TiOCl 2
3、H 2O 。24(3)TiO2xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示：温度/ 30 35 40 45 50TiO2xH2O 转化率 /% 92 95 97 93 88分析 40 时 TiO2xH2O 转化率最高的原因_低于 40，TiO 2xH2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过 40，双氧水分解与氨气逸出导致 TiO2xH2O 转化反应速率下降_。(4)Li2Ti5O15中 Ti 的化合价为4，其中过氧键的数目为_4_。(5)若“滤液”中 c(Mg2 )0.02 molL1 ，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1倍)，使 Fe3 恰好沉淀完全即溶液中 c(
4、Fe3 )1.010 5 molL1 ，此时是否有 Mg3(PO4)2沉淀生成？ Fe3 恰好沉淀完全时， c(PO ) molL1 1.310 17 341.310 221.010 5molL1 ， c3(Mg2 ) c2(PO )值为 0.013(1.31017 )21.710 40 ”或“S，得电子能力 PS，得电子能力PS，非金属性 PS，根据非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强的规律可知，硫酸的酸性强于磷酸的酸性。(3)已知反应物为 Ca5(PO4)3F 和 H2SO4，生成物为 CaSO40.5H2O、H 3PO4和 HF，再根据原子个数守恒可写出该反应的化学方程式：2
5、Ca 5(PO4)3F10H 2SO45H 2O 10CaSO40.5H2O6H 3PO42HF。= = = = = (4)由题意可知，H 2O2在氧化有机碳时，自身也会发生分解，且分解速率随温度的升高而加快，因此 80 后脱除率降低。(5)硫酸钙是微溶物，存在溶解平衡，因此反应后的溶液中仍含有 SO 。由题给信息24可知，反应物为 BaCO3、SO 和 H3PO4，生成物为 BaSO4、CO 2、H 2PO 和水，由此可写出24 4该反应的离子方程式：BaCO 3SO 2H 3PO4=BaSO4CO 2H 2O2H 2PO 。24 4(6)由题意知，消耗氢氧化钠的物质的量为 mol，当生成
6、Na2HPO4时，参加反应bc1 000磷酸的物质的量为 mol，即磷酸的质量为 g，则磷酸的质量分数为 bc2 000 98bc2 000 98bc2 000a。0.049bca3(2017全国)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为 FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：5回答下列问题：(1)步骤的主要反应为：FeOCr2O3Na 2CO3NaNO 3 Na2CrO4Fe 2O3CO 2NaNO 2 高 温 上述反应配平后 FeOCr2O3与 NaNO3的系数比为_27_。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_陶瓷在高温下会与 Na2CO3反应_。(
7、2)滤渣 1 中含量最多的金属元素是_Fe_，滤渣 2 的主要成分是_Al(OH) 3_及含硅杂质。(3)步骤调滤液 2 的 pH 使之变_小_(填“大”或“小”)，原因是 2CrO 2H Cr2O H 2O (用离子方程式表示)。24 27(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量 KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到 K2Cr2O7固体。冷却到_d_(填标号)得到的 K2Cr2O7固体产品最多。a80 b60 c40 d10 步骤的反应类型是_复分解反应_。(5)某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉 (含 Cr2O3 40%)制备 K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg，产率为
8、100% 。190m2147m1解析 (1)1 mol FeOCr2O3参与反应共失去 7 mol 电子，而 1 mol NaNO3参与反应得到 2 mol 电子，根据得失电子守恒，二者的系数比为 27。由于高温下碳酸钠能与陶瓷中的二氧化硅发生反应，所以该步骤不能使用陶瓷容器。(2)步骤中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣 1，所以滤渣 1 中含量最多的金属元素是 Fe。结合流程图可知，滤渣 2 的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。(3)滤液 2 中存在平衡：2CrO 2H Cr2O H 2O，24 27氢离子浓度越大(pH 越小)，越有利于平衡正向移动，所以步骤应调节滤液 2 的 pH 使之6变小
9、。(4)根据题图，可知温度越低，K 2Cr2O7的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，故 d 项正确。步骤中发生的反应为 Na2Cr2O72KCl= =K2Cr2O72NaCl，其属于复分解反应。(5)该铬铁矿粉中 Cr2O3的物质的量为 ，根据 Cr 元素守恒可求m1103 g40%152 gmol 1得 K2Cr2O7的理论质量 m0 ，根据 Cr 元素守恒可求得 K2Cr2O7的理论质m1103 g40%152 gmol 1量为 m0 294 gmol1 103 kgg1 kg，所以产品的产m1103 g40%152 gmol 1 147m1190率为 100% 100%。m2m0 19
10、0m2147m1R (课堂)弱 点 突 破 uo dian tu po知能补漏1解题思路：明确整个流程的原料与目的仔细分析每步发生的反应及得到的产物结合基础理论与实际问题思考注意答题的模式与要点。(1)要粗读试题，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出。(2)再精读试题，根据问题去精心研究某一步或某一种物质。(3)要看清所问问题，不能答非所问，并注意语言表达的科学性。2得分策略(1)细心审题是关键，从题干中获得有用信息，了解制备的产品。(2)认真分析是核心，整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段，知道反应物是什么，发生了什么反应，该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用
11、。(3)正确表达是保障。条理清晰，规范专业术语，准确使用化学语言及符合解答试题。在回答文字类表述题时，要组织语言，言简意赅，准确定位。避免丢三落四、遗漏答案、讨论不完整、以偏概全等现象出现。B (课后)备 考 验 证 i ko yn zhn1(2016北京)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO 2、PbSO 4及炭黑等)和H2SO4为原料，制备高纯 PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：7(1)过程中，在 Fe2 催化下，Pb 和 PbO2反应生成 PbSO4的化学方程式是 PbPbO 22H 2SO4 2PbSO42H 2O 。= = = = =Fe2 (2)过程中，Fe 2
12、 催化过程可表示为：2Fe 2 PbO 24H SO =2Fe3 PbSO 42H 2O24：写出的离子方程式： 2Fe 3 PbSO =2Fe2 PbSO 4 。24下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a向酸化的 FeSO4溶液中加入 KSCN 溶液，溶液几乎无色，再加入少量 PbO2，溶液变红。b_取 a 中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去_。(3)PbO 溶解在 NaOH 溶液中，存在平衡：PbO(s)NaOH(aq) NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。过程的目的是脱硫。滤液经处理后可在过程中重复使用，其目的是_A、B_(选填序号)。A减少 PbO 的损失
13、，提高产品的产率B重复利用 NaOH，提高原料的利用率C增加 Na2SO4浓度，提高脱硫效率过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线，简述过程的操作：_向 PbO 粗品中加入一定量的 35%NaOH 溶液，加热至 110，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO 固体_。解析 (1)根据题给化学工艺流程知，过程中，在 Fe2 催化下，Pb、PbO 2和 H2SO4反应生成 PbSO4和水，化学方程式为 PbPbO 22H 2SO4 2PbSO42H 2O。(2)= = = = =Fe2 催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后保持
14、不变。根据题给信息知，反应中 Fe2 被 PbO2氧化为8Fe3 ，则反应中 Fe3 被 Pb 还原为 Fe2 ，离子方程式为2Fe3 PbSO =PbSO42Fe 2 。a 实验证明发生了反应，则 b 实验须证明发生了24反应，实验方案为：取 a 中红色溶液少量，加入过量铅粉，充分反应后，红色褪去。(3)过程的目的是除硫，操作过程中会加入过量的 NaOH，通过题给条件可知，部分 PbO 溶解在 NaOH 溶液中，故滤液 1 中会有过量的 NaOH 和 PbO 溶解在 NaOH 溶液中产生的NaHPbO2，重复使用滤液，可减少 PbO 的损失，提高产率，且 NaOH 也得到了重复利用，提高了原
15、料的利用率。过程是从粗产品中得到纯产品，结合溶解度曲线，可选用重结晶操作。根据条件可知，粗品中含有炭黑，需要趁热过滤，然后冷却结晶，过滤得到纯产品。2(2018邯郸一模)锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁。以碳酸锰矿(主要成分为 MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：已知 25 ，部分物质的溶度积常数如下：物质 Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 MnS CoS NiSKsp 2.11013 3.01016 5.01016 1.01011 5.01022 1.01022(1)步骤中，MnCO 3与硫酸反应的化学方程式是 MnCO3H
16、 2SO4=MnSO4CO 2H 2O 。(2)步骤中需要加入稍过量的硫酸，其目的有 3 点：使矿物中的物质充分反应；提供第步氧化时所需要的酸性环境；_抑制 Mn2 的水解_。(3)步骤中，MnO 2在酸性条件下可将 Fe2 氧化为 Fe3 ，该反应的离子方程式是 MnO22Fe 2 4H =Mn2 2Fe3 2H 2O ；加氨水调节溶液的 pH 为 5.06.0，以除去Fe3 。(4)步骤中，需要用到的玻璃仪器除玻璃棒、漏斗外，还有_烧杯_；滤渣 2 的主要成分为_CoS 和 NiS_。(5)电解后的废水中还含有 Mn2 ，常用石灰乳进行一级沉降得到 Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入
17、适量 Na2S，进行二级沉降。欲使溶液中 c(Mn2 )1.010 5 molL1 ，则应保持溶液中 c(S2 )_110 6 _molL1 。解析 (1)加稀硫酸时 MnCO3和硫酸反应生成可溶性 MnSO4，并产生二氧化碳和水，反应的化学方程式为 MnCO3H 2SO4=MnSO4CO 2H 2O。(2)Mn2 易水解，加入过量硫酸，还能抑制 Mn2 水解。9(3)步骤中，MnO 2在酸性条件下将 Fe2 氧化为 Fe3 ，反应的离子方程式是MnO22Fe 2 4H =Mn2 2Fe3 2H 2O。(4)过滤时的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗，故还需烧杯；滤渣 2 的主要成分是 CoS和 N
18、iS。(5)MnS 的 Ksp c(Mn2 )c(S2 )1.010 11 ，为了使 c(Mn2 )1.010 5 molL1 ，则 c(S2 ) 1.010 6 (molL1 )，即 c(S2 )1.010 6 1.010 111.010 5molL1 。3(2018全国27)KIO 3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(1)KIO3的化学名称是_碘酸钾_。(2)利用“KClO 3氧化法”制备 KIO3工艺流程如下图所示：“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl 2和 KCl。 “逐 Cl2”采用的方法是_加热_。 “滤液”中的溶质主要是_KCl_。 “调 p
19、H”中发生反应的化学方程式为 KH(IO3)2KOH= =2KIO3H 2O 或(HIO 3KOH= =KIO3H 2O) 。(3)KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式 2H 2O2e =2OH H 2 。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_K _，其迁移方向是_由 a 到 b_。与“电解法”相比， “KClO3氧化法”的主要不足之处有_产生 Cl2易污染环境等_(写出一点)。解析 (1)KIO 3的化学名称为碘酸钾。(2)Cl2的溶解度随温度的升高而降低，所以可以用加热的方法来达到“逐 Cl2”的目的；KH(IO 3)2和 KCl 的分离可以根据溶解度
20、的不同，采用结晶法分离，滤液中的溶质主要是 KCl，要使 KH(IO3)2转化为 KIO3，可以加入 KOH 调节 pH。发生反应：KH(IO 3)2KOH,2KIO 3H 2O 或 HIO3KOH,KIO 3H 2O，从而避免引入新的杂质离子。10(3)电解液是 KOH 溶液，阴极的电极反应式为 2H2O2e ,2OH H 2。电解过程中阳极反应为 I 6OH 6e ,IO 3H 2O。阳极的 K 通过阳离子交换膜由电极 a 迁移到 3电极 b。“KClO 3氧化法”的主要不足之处是产生 Cl2，易污染环境。考点二 物质分离提纯型Z (课前)真 题 感 悟 hen tigan wu1(201
21、7天津)某混合物浆液含有 Al(OH)3、MnO 2和少量 Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使 Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答和中的问题。固体混合物分离利用的流程图.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)反应所加试剂 NaOH 的电子式为 。BC 的反应条件为_加热(或煅烧)_，CAl 的制备方法称为_电解法_。(2)该小组探究反应发生的条件。D 与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有 Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生 Cl2。由此判断影
22、响该反应有效进行的因素有(填序号)_ac_。a温度 bCl 的浓度 c溶液的酸度(3)0.1 mol Cl2与焦炭、 TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O 的液态化合物，放热 4.28 kJ，该反应的热化学方程式为 2Cl2(g)TiO 2(s)2C(s)= =TiCl4(l)2CO(g) H85.6 kJmol 1 。.含铬元素溶液的分离和利用(4)用惰性电极电解时，CrO 能从浆液中分离出来的原因是_在直流电场作用下，24CrO 通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液_，分离后含铬元素的粒子是_CrO24和 Cr2O _；阴极室生成的物质为_NaOH 和 H2
23、_(写化学式)。24 27解析 (1)NaOH 由 Na 和 OH 构成，电子式为 。根据题中图示转化关系，向溶液 A 中通人 CO2，发生反应：NaAlO 22H 2OCO 2=Al(OH)3NaHCO 3，沉淀 B 为Al(OH)3，固体 C 为 Al2O3，BC 的反应条件为加热或煅烧，Al 2O3Al 的制备方法为电解熔11融氧化铝。(2)根据“D 与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有 Cl2生成”知温度对反应有影响；滴加硫酸，引入 H ，又产生 Cl2，说明溶液的酸度对反应有影响。(3)该还原性气体为 CO，易水解生成 TiO2xH2O 的液态化合物为 TiCl4，反应的化学方程式为
24、 2Cl2(g)TiO 2(s)2C(s)= =TiCl4(l)2CO(g)，结合题意知 H 285.6 4.28 kJ0.1 molkJmol1 。(4)题图 2 中电解分离装置采用离子交换膜，根据电解时阴离子向阳极移动，则在直流电场作用下，CrO 通过阴离子膜向阳极室移动，脱离浆液。在阳极室，CrO24发生可逆反应：2CrO 2H Cr2O H 2O，故分离后含铬元素的粒子是24 24 27CrO 、Cr 2O 。在阴极室，H 2O 放电：2H 2O2e =H22OH ， c(OH )增大，且 Na24 27向阴极室移动，故阴极室生成的物质为 NaOH、H 2。2(2018全国27)焦亚硫
25、酸钠(Na 2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产 Na2S2O5，通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式 2NaHSO 3=Na2S2O5H 2O 。(2)利用烟道气中的 SO2生产 Na2S2O5的工艺为：pH4.1 时，中为_NaHSO 3_溶液(写化学式)。工艺中加入 Na2CO3固体、并再次充入 SO2的目的是_得到 NaHSO3过饱和溶液_。(3)制备 Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中 SO2碱吸收液中含有NaHSO3和 Na2SO3。阳极的电极反应式为 2H2O4e =4H O 2 。电
26、解后，_a_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到 Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中 Na2S2O5残留量时，取 50.00 mL葡萄酒样品，用 0.010 00 molL1 的碘标准液滴定至终点，消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 S2O 2I 23H 2O=2SO 4I 6H ，该样品中 Na2S2O5的残留量为25 24_0.128_gL1 (以 SO2计)。解析 (1)根据题给信息，将 NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到 Na2S2O5，则化学方12程式为 2NaHSO3=Na2S2O5H 2O。(2)酸性条件下
27、，SO 2与 Na2CO3溶液生成 NaHSO3。工艺中加入 Na2CO3固体并再次通入 SO2，其目的是得到 NaHSO3过饱和溶液。(3)阳极上阴离子 OH 放电，电极反应式为 2H2O4e =O24H ，电解过程中 H 透过阳离子交换膜进入 a 室，故 a 室中 NaHSO3浓度增加。(4)根据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O 2I 23H 2O=2SO 4I 6H 。 n(S2O ) n(I2) 0.010 00 25 24 2512 12molL1 10.00103 L510 5 mol，该样品中 S2O 的残留量(以 SO2计)为255105 mol264 gm
28、ol 1 0.128 gL 1 。1 000 mLL 150.00 mLR (课堂)弱 点 突 破 uo dian tu po知能补漏1物质提纯流程题的解题思路：(1)阅读题干信息，找出要提纯的物质。(2)解读操作流程，找出与题干相关的操作步骤，辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。(3)分析流程中的每一步骤，反应物是什么、发生了什么反应、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。2无机化工流程中的常见分离方法：(1)洗涤(冰水、热水)：洗去晶体表面的杂质离子。(2)过滤(热滤或抽滤)：分离难溶物和易溶物。(3)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质。(4)蒸发结晶：
29、提取溶解度随温度的变化变化不大的溶质。(5)冷却结晶：提取溶解度随温度的变化变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物。(6)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物。(7)冷却水：利用气体易液化的特点分离气体。B (课后)备 考 验 证 i ko yn zhn1(2018衡水中学二模)电镀工业会产生大量的电镀污水，处理电镀污水时会产生大量的电镀污泥。电镀污泥含有多种金属氢氧化物和杂质。下面是处理某种电镀污泥回收铜、镍元素的一种工业流程。13电镀污泥用硫酸浸出后得到的浸出液中各金属离子浓度见下表。金属离子 Cu2 Ni2 Fe2 Al3 Cr3浓度/mgL 1 7 000 7 000 2 50
30、0 4 200 3 500(1)在电解回收铜的过程中，为提高下一步的除杂效果，需控制电解电压稍大一些使Fe2 氧化，则磷酸盐沉淀中含有的物质为_FePO 4、CrPO 4、AlPO 4_。(2)假设电解前后 Ni2 浓度基本不变，若使 Ni2 在除杂过程不损失，则溶液中 PO浓度不能超过 molL 1 (列出计算表达式， KspNi3(PO4)2510 31 )。34510 317593(3)研究发现当 NaOH 溶液浓度过大时，部分铝元素和铬元素会在滤液中出现，滤液中出现铝元素的原因为 Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O (用离子方程式解释)。 2解析 (1)浸出液中含 Cu2 、N
31、i 2 、Fe 2 、Al 3 、Cr 3 ，电解除去 Cu2 且将 Fe2 氧化成 Fe3 ，根据图中 Ni2 不沉淀，因而磷酸盐沉淀中含有的物质为FePO4、GrPO 4、AlPO 4。(2)Ksp c(Ni2 )c2(PO )，电解前后 Ni2 浓度基本不变， c(Ni2 )7 000 34mgL1 molL1 ，若 Ni2 不沉淀， c(PO ) 759 34 Kspc3Ni2 510 317593molL1 。(3)当 NaOH 溶液浓度过大时，发生反应：Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O。 22(2018郑州三模)工业上设计将 VOSO4中的 K2SO4、SiO 2杂质除去
32、并回收得到 V2O5的流程如下，请回答下列问题：(1)步骤所得废渣的成分是_SiO 2_(写化学式)，操作的名称_过滤_。(2)步骤、的变化过程可简化为(下式 R 表示 VO2 ，HA 表示有机萃取剂)：14R2(SO4)n(水层)2 nHA(有机层) 2RAn(有机层) nH2SO4(水层)中萃取时必须加入适量碱，其原因是_加入碱中和硫酸，促使平衡正向移动(或提高钒的萃取率)_。中 X 试剂为_H 2SO4_。(3)的离子方程式为 NH 3H2OVO =NH4VO3OH 。 3(4)25 时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液 pH 之间的关系如表：pH 1.6 1.7 1.8 1.9 2
33、.0钒沉淀率% 98.0 98.8 98.8 96.4 93.1结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳 pH 为_1.71.8(或1.7、1.8 其中一个)_；若钒沉淀率为 93.1%时不产生 Fe(OH)3沉淀，则溶液中 c(Fe3 )_2.6103 _molL1 _。(已知：25 时， KspFe(OH)32.610 39 )(5)该工艺流程中，可以循环利用的物质有_氨气(或氨水)_和_有机萃取剂_。解析 (1)将含 K2SO4、SiO 2杂质的 VOSO4溶于水，SiO 2不溶于水，步骤是过滤，将 SiO2与溶液分离。(2)中萃取时必须加入适量碱，有利于中和硫酸，促使平衡正向
34、移动；为反萃取，使上述平衡逆方向移动，X 试剂为 H2SO4。(3)在含有 VO2 、SO 的溶液中加入氧化剂氯酸钾，可以将 VO2 氧化为 VO ，步骤24 3中加氨水，VO 与氨水反应生成 NH4VO3的离子方程式为 3NH3H2OVO =NH4VO3 OH 。 3(4)根据 25 时，钒沉淀率和溶液 pH 之间的关系知，pH 为 1.7、1.8 时，钒沉淀率最高，调节溶液的最佳 pH 为 1.71.8 最好；若钒沉淀率为 93.1%，pH2.0， c(OH )110 12 molL1 ，此时没有 Fe(OH)3沉淀，则溶液中的 c(Fe3 )KspFeOH3c3(OH )2.610 39
35、 (11012 )32.610 3 (molL1 )。(5)根据流程示意图可知：该工艺流程中可以循环利用的物质有氨气(或氨水)和有机萃取剂。3以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污染，变废为宝，工业上利用废渣(含 Fe2 、Fe 3 的硫酸盐及少量 CaO 和 MgO)制备铁红(Fe 2O3)和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：注：铵黄铁钒的化学式为(NH 4)2Fe6(SO4)4(OH)12(1)在废渣溶液操作时，应选用_D_溶解(填字母)。A氨水 B氢氧化钠溶液C盐酸 D硫酸15(2)物质 A 是一种氧化剂，工业上最好选_空气_(供选择使用的有空气、Cl
36、2、MnO 2)，其理由是_原料易得，成本低，不产生污染，不引入杂质_。氧化过程中发生反应的离子方程式为 4Fe 2 O 24H =4Fe3 2H 2O 。(3)铵黄铁矾中可能混有的杂质有 Fe(OH)3、_Ca(OH) 2、Mg(OH) 2、CaSO 4_。铵黄铁矾与氨水反应的化学方程式为 (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)126NH 3H2O=4(NH4)2SO46Fe(OH) 3 。解析 (1)该流程的目的是制备铁红(Fe 2O3)和回收(NH 4)2SO4，不能引入杂质离子，不能选用盐酸，而氨水和 NaOH 溶液能沉淀 Fe3 和 Fe2 ，也不能选用。(2)空气中的氧气在酸性条件下可将 Fe2 氧化为 Fe3 ，空气易得，成本低，不产生污染，不引入杂质，氧化过程离子方程式为 4Fe2 O 24H =4Fe3 2H 2O。(3)废渣溶解经氧化后溶液中存在 Mg2 、Fe 3 ，加氨水后，可能生成 Mg(OH)2沉淀、Fe(OH)3沉淀，另外 Ca(OH)2和 CaSO4的溶解度较小，也可能析出。由流程图知，铵黄铁钒与氨水反应得(NH 4)2SO4和 Fe(OH)3。
