高考化学真题模拟题专项汇编__15工艺流程题含解析
高三化学专项训练 工艺流程汇总(含答案)
专项训练工艺流程汇总【主族元素】【主族元素】Li Be B N Mg Al Si P S Cl Ge Sr Br Pb Bi【Li】锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。
某离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)，导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe－=LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件为给出)。
(1) LiCoO2中，Co元素的化合价为。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式：。
写出“沉钴”过程中发生反应的离子方程式。
(4)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1－x CoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式。
(5)在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有(填化学式)。
(6)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为。
【Be】铍作为一种新兴材料日益被重视，有“超级金属”、“尖端金属”、“空间金属”之称。
工业上常用绿柱石(主要成分3BeO·Al2O3·6SiO2，还含有铁等杂质)冶炼铍，一种简化的工艺流程如下：按元素周期表的对角线规则，Be和Al性质相似；几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如表。
回答下列问题：(1)步骤②。
(2)步骤③加入H2O2时发生反应的离子方程式为_______________________________，从滤液1中得到沉淀的合理pH为__________(填序号)。
A．3.3～3.7B．3.7～5.0 C．5.0～5.2 D．5.2～6.5(3)步骤④不宜使用NaOH溶液来沉淀Be2+的原因是____________________________。
从溶液中得到(NH4)2BeF4的实验操作是________、过滤、洗涤、干燥。
各地高考化学分类工艺流程题
20XX年各地高考工艺流程题汇编（后面附答案）1、（2015全国一卷）27．（14分）硼及其化合物在工业上有许多用途。
以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5•H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3BO3）的工艺流程如图所示：回答下列问题：（1）写出Mg2B2O5•H2O与硫酸反应的化学方程式。
为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有（写出两条）。
（2）利用的磁性，可将其从“浸渣”中分离。
“浸渣”中还剩余的物质是（化学式）。
（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是。
然后在调节溶液的pH约为5，目的是。
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是（填名称）。
（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为。
（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢．以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程。
2、（2015安徽）硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠（NaBO2）为主要原料制备NaBH4，其流程如图：已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙胺（沸点：33℃）；（1）在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是，原料中的金属钠通常保存在中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有、、玻璃片和小刀等；（2）请配平第①步反应的化学方程式：NaBO2+SiO2+Na+H2═NaBH4+Na2SiO3（3）第②步分离采用的方法是；第③步分出NaBH4并回收溶剂，采用的方法是；（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和H2（g）．在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是。
3、（2015•福建）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为。
高考化学专题工艺流程题含答案
咼考专题练习 工艺流程题1 . （15分）聚合氯化铝晶体的化学式为[Al 2（OH ）n Cl 6-n xH 20]m ,它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节 增大AICI 3溶液的pH ，通过促进其水解而结晶析出。
其制备原料主要是铝加工行业的废渣 一一铝灰，它主要含（2） 生产过程中操作 B 和D 的名称均为 ________________________ （ B 和D 为简单操作）。
（3） 生产过程中可循环使用的物质是 ________________________________ （用化学式表示）。
（4） ________________________________________________________________________________调节pH 至4.0~4.5的目的是 。
（5） 实验室要测定水处理剂产品中 n 和x 的值。
为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净。
生产过程中 C 物质可选用 ______________________________ 。
2. （16分）将磷肥生产中形成的副产物石膏（ CaSO 4・2H 2O ）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论 从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。
以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流（1 ）本工艺中所用的原料除 CaSO 4 2H 2O 、（NH 4）2CO 3外，还需要 _______________ （2）石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后反应的化学方程式为:（3）过滤I 操作所得固体有 _________________________ （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料； （4 ）过滤I 操作所得滤液是（NH 4）2SO 4溶液。
检验滤液中含有 NH 4+的方法是（5）氯化钙结晶水合物（CaCl 2 6H 2O ）是目前常用的无机储热材料，选择的依据除熔点较低和熔化的热效应高 外，还因为其 __________________________________________________________ ，举出该晶体的无水物在实验室的一种用途3、制取纯净CuCl 2 2H 20的生产过程是：（I ）用粗CuO （含少量铁）溶解在足量的稀盐酸里加热、过滤，得到 Cu Cl 2 （含FeC®的溶液，经测定，溶液的 PH 值为3。
2018年高考化学真题与模拟类编：专题15-工艺流程题(含答案).docx
专龜十五工艺愧稚龜2018年高考试题1.【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）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NazS^O"通常是由NaHSOs过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式（2）利用烟道气中的SO?生产Na2S2O5的工艺为:pH=4.l pH=7-8 pH=4.1①pH=4. 1时，I中为__________ 溶液（写化学式）。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__________ o（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO?碱吸收液中含有NdHSCh和Na2SO3o阳极的电极反应式为 _____________ o电解后， __________ 室的NaHSOs浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S205o稀H2SO4吸收液（4） Na2S2O5 nJ-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 Wj萄酒样品,用0.01000 mol・L」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_____________ ，该样品中NQ2S2O5的残留量为___________ g・L」（以SO2计）。
【答案】2NaHSO3 = Na2S2O5+H2O NaHSO3得到NaHSO?过饱和溶液2H2O-4e_=4H++O2 t aS2O5L+2I2+3H2O=2SO 42"+4r+6H ” 0. 128【解析】分析：（1）根据原子守恒书写方程式；（2） ①根据溶液显酸性判断产物；②要制备焦亚硫酸钠，需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，据此判断；（3） 根据阳极氢氧根放电，阴极氢离子放电，结合阳离子交换膜的作用解答；（4） 焦业硫酸钠与单质碘发生氧化还原反应，据此书写方程式；根据方程式计算残留量。
详解：（1）亚硫酸氢钠过饱和溶液脱水生成焦亚硫酸钠，根据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO 3= Na2S2O 5+H 2O;（2）①碳酸钠饱和溶液吸收SO2后的溶液显酸性，说明生成物是酸式盐，即I 中为NaHSO 3;②要制备焦亚硫酸钠，需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，因此工艺中加入碳酸钠固体、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSCh 过饱和溶液；（?）阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根放电，则电极反应式为2HiO-4^-=4H++<>4 0阳极区氢离子増犬，通过阳离子交换膜进入3室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸钠。
高考化学真题分类汇编专题15工艺流程含解析.docx
1.【2016年高考北京卷】(12分)以废旧铅酸电池屮的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4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：(1)_____________________________________________________________ 过程I中，在Fe?催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是___________________ o(2)过程I中，Fe”催化过程可表示为：i： 2Fe2++ PbO2+4H f+SO42- = 2Fe^+PbSO4+2H2Oii: ........①写出ii的离子方程式：②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，溶液儿乎无色，再加入少M PbO2,溶液变红。
b._____________ 0(3)PbO 溶解在NaOH 溶液屮，存在平衡：PbO (s) +NaOH (aq) == NaHPbO2 (aq),其溶解度曲线如图所示。
① 过程II 的目的是脱硫。
滤液1经处理后可在过程II 屮重复使用，其目的是 (选填序号)。
A. 减少PbO 的损失，捉高产品的产率B. 重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率C. 增加Na 2SO 4浓度，提高脱硫效率② 过滤III 的H 的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程III 的操作【答案】(1) Pb + PbO 2 + 2H 2SO4==2PbSO 4+ 2H 2O o (2)①2Fe 3++Pb+SO42_==PbSO 4+2Fe 2 + ■②取a 小红色溶液少量，加入过量Pb,充分反应后，红色褪去。
(3)(DA 、B ；②将粗PbO 溶解在一定量35%NaOH 溶液中，加热至110C,充分溶解后， 趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到PbO 固体。
试题分析：(1〉根振题给化学工艺'凌程純 过程I 中，在F3♦催化下，Pb 、卩心和卅£04反应生成PbSQ 和水，化学方程式为 Pb + PbO 2 + 2H 2SO 4==2PbSO 4* 2H 2O<><2)①催化剂通过券加反应，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 和化学性质反应前后保持不变。
(完整版)高考化学工艺流程题汇总,推荐文档
高考化学工艺流程题一、解读考试说明，探究命题思路1、化学工艺流程题为何取代传统无机框图题？传统无机框图题多年来一直是高考化学试卷中备受青睐的热门题型，但由于该类试题人为设计成分较多、问题编制模式过于单一、逻辑推理味道浓厚而化学味道淡薄，取而代之的是创新的工业生产流程题。
工业生产流程题取材于真实的、广阔的工业生产和日常生活，问题设计更加灵活，更有化学味，是落实新课程高考对考生素质和能力要求的具体体现，能够考查考生“将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科学方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力”。
正是新课程突出化学是一门实用性、创造性的科学，化学高考试题的发展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系，化学工艺流程题便成为近年来北京高考的新亮点和主流题型。
2、化学工艺流程题考查三维目标1）知识和技能(1由例题分析，初步认识工业生产流程题的特点。
(2了解工业生产流程题的解题思路和应具备的能力要求。
2）过程和方法采用例举、讨论、演绎、归纳等方式。
3）情感态度和价值观(l通过对工业生产流程题“真实性”的分析，培养学生的化学素养。
(2开展多种形式的讨论交流活动，培养学生的互助合作精神。
3、解流程题的步骤和方法首先，浏览全题，确定该流程的目的；——由何原料获得何产物（副产物）,对比原料和产物。
其次，精读局部，明确反应原理——确定各步的反应物、生成物。
第三，针对问题再读图，明确要求——科学表述、规范书写。
4、考查要点：1）物质性质及其相互转化关系2）元素及其化合物的转化网络3）物质的分离和提纯的方法结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）过滤——固、液分离蒸馏——液、液分离分液——互不相溶的液体间的分离萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。
升华——将可直接气化的固体分离出来。
盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出4）电解质溶液基本理论弱酸、弱碱的电离、水的电离、盐类水解、沉淀平衡5）氧化还原反应原料→产品6）方法：应用三大守恒写出陌生方程式，并能够进行简单计算电子守恒、电荷守恒、元素守恒法二、高考是怎么样考的？——研究试题，把握标高2009——2011年北京化学工艺流程题统计【例1】（2009北京理综，26，15分）以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：Ⅰ. 从废液中提纯并结晶出FeSO 4·7H 2O。
专题15 工艺流程综合题-2022年高考真题和模拟题化学分类汇编(解析版)
专题15 工艺流程综合题1．（2022·全国甲卷）硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。
硫酸锌可由菱锌矿制备。
菱锌矿的主要成分为，杂质为以及Ca 、Mg 、Fe 、Cu 等的化合物。
其制备流程如下：本题中所涉及离子的氯氧化物溶度积常数如下表：回答下列问题：(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
(3)加入物质X 调溶液，最适宜使用的X 是_______(填标号)。
A ． B ． C ．滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
(4)向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为_______。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。
(6)滤渣④与浓反应可以释放HF 并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。
【答案】(1)ZnCO 3ZnO+CO 2↑(2) 将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积 增大硫酸的浓度等(3) B Fe(OH)3 CaSO 4 SiO 2(4)3Fe 2+++7H 2O=3Fe(OH)3↓+MnO 2↓+5H +(5)置换Cu 2+为Cu 从而除去4ZnSO 3ZnCO 2SiO pH=532NH H O ⋅2Ca(OH)NaOH 80~90℃4KMnO 2MnO 24H SO 焙烧-4MnO(6) CaSO 4 MgSO 4【解析】由题干信息，菱锌矿的主要成分为ZnCO 3，杂质为SiO 2以及Ca 、Mg 、Fe 、Cu 等的化合物，结合流程图分析，菱锌矿焙烧，主要发生反应ZnCO 3ZnO+CO 2↑，再加入H 2SO 4酸浸，得到含Zn 2+、Ca 2+、Mg 2+、Fe 2+、Fe 3+、Cu 2+的溶液，加入物质X 调节pH=5，结合表格数据，过滤得到Fe(OH)3、CaSO 4、SiO 2的滤渣①，滤液①中主要含有Zn 2+、Cu 2+、Mg 2+、Ca 2+、Fe 2+，再向滤液①中加入KMnO 4溶液氧化Fe 2+，过滤得到Fe(OH)3和MnO 2的滤渣②，滤液②中加入锌粉，发生反应Zn+Cu 2+=Zn 2+=Cu ，过滤后得到滤渣③为Cu ，再向滤液③中加入HF 脱钙镁，过滤得到滤渣④为CaF 2、MgF 2，滤液④为ZnSO 4溶液，经一系列处理得到ZnSO 4·7H 2O ，据此分析解答。
高考冲刺化学大题工艺流程题(解析版)
1．（10分）氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下：（1）试写出吸收塔中吸收剂Q(FeCl2)反应的离子方程式：。
（2）六水合氯化铁在水中的溶解度如下：温度/℃0 10 20 30 50 80 100溶解度(g/100gH2O) 74.4 81.9 91.8106.8315.1525.8535.7从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是：加入少量盐酸、、、过滤、洗涤、干燥。
（3）常温下，若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀，pH＝4时，溶液中c(Fe3+)＝mol·L－1。
（常温下Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39）。
（4）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取mg无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶，用蒸馏水定容；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入淀粉指示剂并用c mol·L―1 Na2S2O3溶液滴定用去V mL。
（已知：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－）①滴定终点的现象是：。
②样品中氯化铁的质量分数为（用字母m、C、V来表示）。
【答案】（10分）（1）2Fe2+ + Cl2＝2Fe3+ + 2Cl－（2分）（2）蒸发浓缩（1分）冷却结晶（1分）（3）2.6×10－9（2分）（4）①滴入最后一滴，溶液颜色由蓝色变为无色，且半分钟内不变色（2分）② 1.625Vc/m×100％（2分）考点：考查氯气的化学性质，基本操作的判断，溶度积的应用，物质质量分数的计算2．(15分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：（1）试剂X为_________（填化学式），发生反应的离子反应方程式为_________。
（2）滤渣2的成分是_________（填化学式）。
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高考化学真题模拟题专项汇编: 专题15 工艺流程题1．（2020年山东新高考）以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。
下列说法错误的是A．浸出镁的反应为4232MgO+2NH Cl=MgCl+2NH+H OB．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物K sp的不同【答案】B【解析】菱镁矿煅烧后得到轻烧粉，MgCO3转化为MgO，加入氯化铵溶液浸取，浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，同时产生氨气，则此时浸出液中主要含有Mg2+，加入氨水得到Mg(OH)2沉淀，煅烧得到高纯镁砂。
A．高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在，MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应，促进铵根的水解，所以得到氯化镁、氨气和水，化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O，故A正确；B．一水合氨受热易分解，沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解，挥发出氨气，降低利用率，故B错误；C．浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水，沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中，故C正确；D．Fe(OH)3、Al(OH)3的K sp远小于Mg(OH)2的K sp，所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀，而Mg2+不沉淀，从而将其分离，故D正确；故答案为B。
2020年高考真题2．（2020年新课标Ⅰ）钒具有广泛用途。
黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO 2、Fe 3O 4。
采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH 4VO 3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如下表所示： 金属离子Fe 3+ Fe 2+ Al 3+ Mn 2+ 开始沉淀pH1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH3.2 9.04.7 10.1 回答下列问题：(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是___________。
(2)“酸浸氧化”中，VO +和VO 2+被氧化成2VO +，同时还有___________离子被氧化。
写出VO +转化为2VO +反应的离子方程式___________。
(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为252V O xH O ⋅，随滤液②可除去金属离子K +、Mg 2+、Na +、___________，以及部分的___________。
(4)“沉淀转溶”中，252V O xH O ⋅转化为钒酸盐溶解。
滤渣③的主要成分是___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是___________。
(6)“沉钒”中析出NH 4VO 3晶体时，需要加入过量NH 4Cl ，其原因是___________。
【答案】（1）加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）（2）Fe 2+ VO ++MnO 2+2H +=+2VO +Mn 2++H 2O（3）Mn 2+ Fe 3+、Al 3+（4）Fe(OH)3（5）NaAlO 2+HCl+H 2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H 2O（6）利用同离子效应，促进NH 4VO 3尽可能析出完全【解析】黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO 2、Fe 3O 4，用30%H 2SO 4和MnO 2“酸浸氧化”时VO +和VO 2+被氧化成+2VO ，Fe 3O 4与硫酸反应VO、K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、生成的Fe2+被氧化成Fe3+，SiO2此过程中不反应，滤液①中含有+2SO；滤液①中加入NaOH调节pH=3.0~3.1，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，根据表中Mn2+、2-4提供的溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH，此过程中Fe3+部分转化为Fe(OH)3沉淀，SO，滤饼部分Al3+转化为Al(OH)3沉淀，滤液②中含有K+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、2-4②中含V2O5·xH2O、Fe(OH)3、Al(OH)3，滤饼②中加入NaOH使pH>13，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解，Al(OH)3转化为NaAlO2，则滤渣③的主要成分为Fe(OH)3；滤液③中含钒酸盐、偏铝酸钠，加入HCl调pH=8.5，NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀而除去；最后向滤液④中加入NH4Cl“沉钒”得到NH4VO3。
(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是：升高温度，加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）；(2)“酸浸氧化”中，钒矿粉中的Fe3O4与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3和水，MnO2具有氧VO的同时还有Fe2+被氧化，反应的离子方化性，Fe2+具有还原性，则VO+和VO2+被氧化成+2VO时，钒元素的化合价由+3价升至+5程式为MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；VO+转化为+2价，1molVO+失去2mol电子，MnO2被还原为Mn2+，Mn元素的化合价由+4价降至+2价，1molMnO2VO反应的离子方得到2mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，VO+转化为+2VO+Mn2++H2O；程式为VO++MnO2+2H+=+2(3)根据分析，“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、Mn2+，以及部分的Fe3+、Al3+；(4)根据分析，滤渣③的主要成分是Fe(OH)3；(5)“调pH”中有沉淀生成，是NaAlO2与HCl反应生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反应的化学方程式是NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl= NaCl+Al(OH)3↓+H2O。
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是：增大NH4+离子浓度，利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全。
3．（2020年新课标Ⅲ）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。
采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+开始沉淀时(c=0.01 mol·L−1)的pH沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol·L−1)的pH7.28.73.74.72.23.27.59.0回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________。
为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。
写出该反应的离子方程式______________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是______________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。
若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。
(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的K sp=______________(列出计算式)。
如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。
写出该反应的离子方程式______________。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是______________。
【答案】（1）除去油脂、溶解铝及其氧化物-2AlO+H++H2O=Al(OH)3↓或()-4Al OH+H+=Al(OH)3↓+H2O（2）Ni2+、Fe2+、Fe3+（3）O2或空气 Fe3+（4）()()227.2-14-58.7-140.01101010⨯⨯或 3.2~6.2（5）2Ni 2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H 2O（6）提高镍回收率【解析】由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH 溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO 2+3H 2↑、2Al 2O 3+4NaOH=4NaAlO 2+2H 2O 将Al 及其氧化物溶解，得到的滤液①含有NaAlO 2，滤饼①为Ni 、Fe 及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H 2SO 4酸浸后得到含有Ni 2+、Fe 2+、Fe 3+的滤液②，Fe 2+经H 2O 2氧化为Fe 3+后，加入NaOH 调节pH 使Fe 3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH 浓缩结晶得到硫酸镍的晶体，据此分析解答问题。
(1)根据分析可知，向废镍催化剂中加入NaOH 溶液进行碱浸，可除去油脂，并将Al 及其氧化物溶解，滤液①中含有NaAlO 2(或Na[Al(OH)4])，加入稀硫酸可发生反应-2AlO +H ++H 2O=Al(OH)3↓或()-4Al OH +H +=Al(OH)3↓+H 2O ，故答案为：除去油脂、溶解铝及其氧化物；-2AlO +H ++H 2O=Al(OH)3↓或()-4Al OH +H +=Al(OH)3↓+H 2O ； (2)加入稀硫酸酸浸，Ni 、Fe 及其氧化物溶解，所以“滤液②”中含有的金属离子是Ni 2+、Fe 2+、Fe 3+，故答案为：Ni 2+、Fe 2+、Fe 3+；(3)“转化”在H 2O 2的作用是将Fe 2+氧化为Fe 3+，可用O 2或空气替代；若将工艺流程改为先“调pH”后“转化”，会使调pH 过滤后的溶液中含有Fe 2+，则滤液③中可能含有转化生成的Fe 3+，故答案为：O 2或空气；Fe 3+；(4)由上述表格可知，Ni 2+完全沉淀时的pH=8.7，此时c (Ni 2+)=1.0×10-5mol·L -1，c (H +)=1.0×10-8.7mol·L -1，则c (OH -)=()-148.7-14w -8.7+10==101.010H K c ⨯，则Ni(OH)2的()()()22+2--58.7-14sp =Ni OH =1010K c c ⨯；或者当Ni 2+开始沉淀时pH=7.2，此时c (Ni 2+)=0.01mol ·L -1，c (H +)=1.0×10-7.2mol·L -1，则c (OH -)=()-147.2-14w -7.2+10==101.010H K c ⨯，则Ni(OH)2的()()()22+2-7.2-14sp =NiOH =0.0110K c c ⨯；如果“转化”后的溶液中Ni 2+浓度为1.0mol·L -1，为避免镍离子沉淀，此时()--7.8-1OH mol L c ，则()()-14+-6.2w -7.8-10H ===1010OH K c c ，即pH=6.2；Fe 3+完全沉淀的pH 为3.2，因此“调节pH”应控制的pH 范围是3.2~6.2，故答案为：()()227.2-14-58.7-140.01101010⨯⨯或；3.2~6.2；(5)由题干信息，硫酸镍在强碱中被NaClO 氧化得到NiOOH 沉淀，即反应中Ni 2+被氧化为NiOOH 沉淀，ClOˉ被还原为Clˉ，则根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为2Ni 2++ClO ˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H 2O ，故答案为：2Ni 2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H 2O ；(6)分离出硫酸镍晶体后的母液中还含有Ni 2+，可将其收集、循环使用，从而提高镍的回收率，故答案为：提高镍的回收率。