2018届二轮复习化学工艺流程题型研究学案（江苏专用）

2018届二轮复习化学工艺流程题型研究学案（江苏专用）

‎[题型特点]‎ 工艺流程题是江苏高考必考题型，工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品)；题干主要用流程图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计成一系列问题，构成一道完整的化学试题。此类试题集综合性、真实性、开放性于一体，包含必要的操作名称、化工术语或文字说明，考查知识面广、综合性强、思维容量大。题干的呈现形式多为流程图、表格和图像；设问角度一般为操作措施、物质成分、化学反应、条件控制的原因和产率计算等，能力考查侧重于获取信息的能力、分析问题的能力、语言表达能力和计算能力；涉及到的化学知识有基本理论、元素化合物和实验基础知识。‎ ‎1.(2017·江苏化学，16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：‎ 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。‎ ‎(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为__________________‎ ‎______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ ‎(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。‎ ‎(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是__________________________________________________________。‎ ‎(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3‎ 溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为___________________________________________________________，‎ 阴极产生的物质A的化学式为________。‎ ‎(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_______________________。‎ 解析　(1)“碱溶”时，Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O，注意离子方程式。(2)“过滤I”所得滤液为NaAlO2，加入NaHCO3溶液，过滤Ⅱ后电解的是Na2CO3溶液，说明溶液的溶质由NaAlO2变为Na2CO3，发生反应AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，说明AlO结合H＋能力强于CO，即其水解能力强，说明碱性NaAlO2>Na2CO3，溶液的pH减小。(3)电解Al2O3，阳极O2－放电生成O2，石墨(C)电极会被O2氧化。(4)阳极溶液中的阴离子即水中的OH－放电生成O2(图示)及H＋(2H2O－4e－===O2↑＋4H＋)，H＋与CO结合生成HCO(CO＋H＋===HCO，由图阳极区Na2CO3生成NaHCO3)，写出总反应：4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑。阴极，水中的H＋放电生成H2。(5)NH4Cl加热时分解生成HCl和NH3，HCl可以破坏铝表面的氧化膜，有利于反应进行。‎ 答案　(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　(2)减小 ‎(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 ‎(4)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2‎ ‎(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 ‎2.(2016·江苏化学，16)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：‎ ‎(1)氯化过程控制电石渣过量、在75 ℃左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应，Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2，少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。‎ ‎①生成Ca(ClO)2的化学方程式为______________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有________(填序号)。‎ A.适当减缓通入Cl2速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解 ‎(2)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为：6Ca(OH)2＋6Cl2===Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O 氯化完成后过滤。‎ ‎①滤渣的主要成分为__________(填化学式)。‎ ‎②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2] ∶n[CaCl2]________1∶5(填“>”、“<”或“＝”)。‎ ‎(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3，若溶液中KClO3的含量为100 g·L－1，从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是________。 ‎ 解析　(1)①Cl2与Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2和CaCl2，配平。②适当缓慢通氯气，气液充分接触，提高Cl2的吸收率，A正确；充分搅拌，增大气液接触面积，提高Cl2的吸收率，B正确；由于Ca(OH)2溶解度小，加水使Ca(OH)2溶解，生成Ca(ClO3)2浓度小，无法提高Cl2的转化率，错误。(2)①电石渣中含有不溶于水的CaCO3及溶解度小的Ca(OH)2，滤渣为CaCO3、Ca(OH)2。②因为Ca(OH)2与Cl2还可以发生反应生成Ca(ClO)2和CaCl2，Ca(ClO)2‎ 少量分解也会生成CaCl2，所以Ca(ClO3)2含量偏低。(3)由溶解度图可知，KClO3随温度变化溶解度变化大，可以采用蒸发浓缩，冷却结晶的方法生成沉淀。‎ 答案　(1)①2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O ‎②AB ‎(2)①CaCO3、Ca(OH)2　②＜‎ ‎(3)蒸发浓缩、冷却结晶 ‎3.(2015·江苏化学，16)以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。‎ ‎(1)匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO)随时间变化如图。清液pH＞11时CaSO4转化的离子方程式为____________；能提高其转化速率的措施有____________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________(填序号)。‎ A.搅拌浆料　　　　　　 B.加热浆料至100 ℃‎ C.增大氨水浓度 D.减小CO2通入速率 ‎(2)当清液pH接近6.5时，过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和________(填化学式)；检验洗涤是否完全的方法是 ‎____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(3)在敞口容器中，用NH4‎ Cl溶液浸取高温煅烧的固体，随着浸取液温度上升，溶液中c(Ca2＋)增大的原因是__________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 解析　(1)注意题目中的原料是磷石膏粉和氨水浆料。由图所示当pH>11时，溶液中的c(SO)增大，说明有更多的SO生成，反应物为CaSO4、氨水、CO2，生成SO，还有CaCO3，相当于氨水和CO2反应生成(NH4)2CO3，(NH4)2CO3和CaSO4生成(NH4)2SO4和CaCO3。A项，搅拌浆料，增大反应物的接触面积，加快反应速率，正确；B项，加热到100 ℃，氨水挥发、CO2溶解度减小，则生成的(NH4)2CO3的量减少，无法实现CaSO4转化为CaCO3，错误；C项，增大氨水浓度可以提高反应速率，正确；D项，减小CO2通入速率，则转化速率降低，错误。(2)当pH接近6.5时，由图可知c(SO)接近0.1 mol·L－1，溶液呈酸性，通入的CO2主要以NH4HCO3存在，故滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SO和HCO。可通过检验洗涤液中是否含有SO来判断沉淀是否洗涤完全。(3)温度升高，能促进NH的水解，增大溶液酸性，促进固体中Ca2＋的浸出。‎ 答案　(1)CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH＋SO＋H2O(或CaSO4＋CO===CaCO3＋SO)　AC ‎(2)SO　HCO 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全 ‎(3)浸取液温度上升，溶液中c(H＋)增大，促进固体中Ca2＋浸出 ‎4.(2014·江苏化学，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。‎ ‎(1)酸浸时反应的化学方程式为________________；__________________‎ 滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。‎ ‎(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－ 2x。滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低， 其原因是___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________(用离子方程式表示)。 ‎ ‎(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是__________________________________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ 解析　(1)酸浸时粉煤灰中Al2O3与H2SO4反应生成可溶性Al2(SO4)3，SiO2不与H2SO4反应，过滤，滤渣Ⅰ是SiO2。(2)加CaCO3调节pH，CaCO3与H＋反应生成Ca2＋，Ca2＋遇SO生成CaSO4沉淀(滤渣Ⅱ)。若溶液pH偏高，即碱性偏强，则部分Al3＋生成沉淀Al(OH)3而导致溶液中铝元素的含量降低。其反应可以理解为：反应物有Al2(SO4)3、CaCO3，CaCO3在SO溶液中发生沉淀转化：CaCO3＋SOCaSO4＋CO，生成的CO与Al3＋发生水解相互促进反应生成Al(OH)3和CO2，则生成物有Al(OH)3、CaSO4、CO2，配平即可。(3)溶液中的SO具有较强的还原性，易被氧化生成SO从而导致完全分解放出的SO2量小于吸收的SO2量。碱式硫酸铝溶液吸收SO2，可以理解为2OH－＋SO2===SO＋H2O，相当于碱式硫酸铝转化为Al2(SO4)3和Al2(SO3)3，加热又促进了Al2(SO3)3的水解(SO与Al3＋水解相互促进)放出SO2，进而又转化为碱式硫酸铝，但在加热的过程中由于部分SO被氧化成SO留在溶液，代替了碱式硫酸铝中OH－，所以使碱式硫酸铝中x不断增大，则c(OH－)减小，pH减小。‎ 答案　(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O　SiO2‎ ‎(2)CaSO4　3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑‎ ‎(3)溶液中的部分SO被氧化成SO　减小 ‎5.(2013·江苏化学，16)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)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为__________________________________________________‎ ‎__________________________________________________。‎ ‎(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为 ‎___________________________________________________。‎ ‎(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。‎ ‎(4)煅烧过程存在以下反应：‎ ‎2MgSO4＋C2MgO＋2SO2↑＋CO2↑‎ MgSO4＋CMgO＋SO2↑＋CO↑‎ MgSO4＋3CMgO＋S↑＋3CO↑‎ 利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。‎ ‎①D中收集的气体是________(填化学式)。‎ ‎②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。‎ a.NaOH溶液 b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液 ‎③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为 ‎＋4，写出该反应的离子方程式：‎ ‎_______________________________________________________。‎ 解析　(1)MgCO3微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式，硫酸是强酸能拆成离子形式。(2)由于菱镁矿中含有FeCO3，所以溶液中存在FeSO4，要除去杂质Fe2＋可先将其氧化成Fe3＋，再调节pH除去，因此H2O2是氧化剂，发生反应：2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)用氨水调节pH＝4除去Fe3＋，滤渣2为Fe(OH)3。(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：S、SO2、CO2和CO。由③可知A中得淡黄色固体，即S，B吸收SO2，C吸收CO2，D中收集CO。B吸收SO2但不吸收CO2，可选用KMnO4溶液，注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2，题目要求是分步吸收。③中发生S与热的NaOH溶液反应，产生＋4价硫的化合物即Na2SO3，说明另外有硫元素的化合价降低，即有－2价硫的化合物生成，其离子方程式为：3S＋6OH－2S2－＋SO＋3H2O。‎ 答案　(1)MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O ‎(2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O ‎(3)Fe(OH)3‎ ‎(4)①CO　②d　③3S＋6OH－2S2－＋SO＋3H2O 备考策略 对“元素化合物及其转化”的专题复习，要重视以化学反应原理为指导，理解掌握元素化合物的性质及应用；要认识有效实现物质转化的原理和方法，掌握真实而有意义的应用情境中分析问题的方法，整体理解“流程”所给予的信息，弄清流程中每一步的原理和目的，明确其中发生的反应和反应前后物质的组成，并结合已有知识准确获取并解释相关图形中的题示信息；要充分关注物质的转化过程中反应条件的控制；要不断提高学生获取和加工题给信息的能力和化学语言的表达能力。‎ ‎[考点精要]‎ ‎1.原料预处理的5种常用方法 看方法 想目的 研磨 减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率 水浸 与水接触反应或溶解 酸浸 与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去 灼烧 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质 煅烧 改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土 ‎2.制备过程中控制反应条件的6种方法 看方法 想目的 调节溶液的pH 常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀 控制温度 根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动 控制压强 改变速率，影响平衡 使用合适的催化剂 改变反应速率，控制达到平衡所需要的时间 趁热过滤 防止某物质降温时析出 冰水洗涤 洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗 ‎[注意]　调节pH所需的物质一般应满足两点：‎ ‎①能与H＋反应，使溶液pH变大；‎ ‎②不引入新杂质。例如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。‎ ‎3.把握物质提纯的“6种”常用方法 看目的 选方法 除去可溶性杂质 水溶法 除去碱性杂质 酸溶法 除去酸性杂质 碱溶法 除去还原性或氧化性杂质 氧化还原法 除去受热易分解或易挥发的杂质 加热灼烧法 除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等 调pH法 ‎4.正确选择物质分离的“6种”常用方法 看目的 选方法 分离难溶物质和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法 过滤 ‎(热滤或抽滤)‎ 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，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 萃取和分液 提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl 蒸发结晶 提取溶解度随温度变化较大的溶质，易水解的溶质或结晶水合物。如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等 冷却结晶 分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油 蒸馏与分馏 利用气体易液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气 冷却法 ‎5.工艺流程中重要物质的确定 ‎(1)循环物质的确定 ‎(2)副产品的判断 ‎(3)滤渣、滤液成分的确定 要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：‎ ‎①反应过程中哪些物质(离子)消失了；‎ ‎②‎ 所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子，要考虑这些离子间是否会发生反应。‎ ‎[考法指导]‎ ‎　工艺流程与物质的制备 ‎【考法训练1】 (2017·苏锡常镇二模)软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量重金属化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上采用同槽酸浸工艺制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：‎ ‎(1)为了提高锰元素的浸出率，在“浸取”时可采取的措施有：‎ ‎①适当升高温度；②搅拌；③________等。‎ ‎(2)“氧化”中加入MnO2发生反应的离子方程式为_________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(3)“滤渣2”中主要成分的化学式为________。‎ ‎(4)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是 ‎_________________________________________________________。‎ ‎(5)“50 ℃碳化”得到碳酸锰，反应的化学方程式为 ‎_________________________________________________________。‎ ‎(6)生成的碳酸锰产品需经充分洗涤，检验产品完全洗净的方法是_________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ 解析　(1)为了提高锰元素的浸出率还可以适当增加浸取的时间或采用更高一点浓度的硫酸及将矿石充分粉碎等措施。(2)氧化的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于在后面调节溶液pH时将它除去，反应的离子方程式见答案。(3)滤渣3是除去的重金属，滤渣2除了Fe(OH)3沉淀外，还有Al(OH)3沉淀。(4)因为本工艺除了制备碳酸锰还要回收硫酸铵，故如果用Na2S，则回收到的硫酸铵的量减少。(5)由图示可知反应物是MnSO4和NH4HCO3，生成物有CO2、(NH4)2SO4‎ 和MnCO3，反应的化学方程式见答案。(6)检验产品是否洗净可通过检验是否残留(NH4)2SO4，即取最后一次洗涤滤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀，则已洗净。‎ 答案　(1)适当增大硫酸浓度(或将矿石研成粉末或延长浸泡时间等)‎ ‎(2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O ‎(3)Fe(OH)3、Al(OH)3‎ ‎(4)Na2S会增大回收的(NH4)2SO4中Na＋含量 ‎(5)MnSO4＋2NH4HCO3(NH4)2SO4＋MnCO3↓＋CO2↑＋H2O ‎(6)取最后一次洗涤滤液，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若无沉淀，则已洗净 ‎【考法训练2】 (2017·南京盐城连云港二模)ZnSO4可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。用锌白矿(主要成分为ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4·7H2O的流程如下：‎ 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)如下表表示。‎ 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3＋‎ ‎1.1‎ ‎3.2‎ Fe2＋‎ ‎5.8‎ ‎8.8‎ Zn2＋‎ ‎6.4‎ ‎8.0‎ ‎(1)“滤渣1”的主要成分为________(填化学式)。“酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有：适当提高酸的浓度、________(填一种)。‎ ‎(2)“置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的Fe3＋、H＋反应外，另一主要反应的化学方程式为___________________________________________。‎ ‎(3)“氧化”一步中，发生反应的离子方程式为____________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 溶液pH控制在(3.2，6.4)之间的目的是___________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(4)“母液”中含有的盐类物质有________(填化学式)。‎ 解析　(1)锌白矿中的ZnO、Fe2O3和CuO均溶于硫酸，只有SiO2不溶于硫酸，故滤渣1是SiO2。酸浸时为提高锌元素浸出率可采用将锌白矿充分粉碎、或适当加热及酸浸时充分搅拌等措施。(2)置换时锌可与H＋、Fe3＋和Cu2＋反应，则另一主要的化学方程式见答案。(3)氧化时主要将Fe2＋氧化为Fe3＋，便于在后面调pH时将它除去，离子方程式见答案。溶液pH控制在(3.2，6.4)之间的目的是使Fe3＋沉淀完全，而Zn2＋不沉淀。 ‎ 答案　(1)SiO2　粉碎锌白矿(或充分搅拌浆料、适当加热等)‎ ‎(2)Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4‎ ‎(3)3Fe2＋＋MnO＋7ZnO＋9H＋===3Fe(OH)3＋MnO2＋7Zn2＋　使Fe3＋沉淀完全，而Zn2＋不沉淀，MnO变为MnO2沉淀，避免引入杂质 ‎(4)ZnSO4、K2SO4‎ ‎【考法训练3】 利用生产硼砂的废渣——硼镁泥(主要成分为MgCO3、SiO2，还含有少量Fe2O3、MnO、CaO等)为主要原料制取轻质碳酸镁[MgCO3·Mg(OH)2·2H2O]的工业流程如下：‎ ‎(1)写出“酸溶”一步中，MgCO3和硫酸反应的化学方程式为：____________________________________________________________。‎ 酸溶时硫酸稍过量(pH约为2)，目的是__________________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣2的主要成分有MnO2和________，写出生成MnO2的离子方程式：___________________________________________________________。‎ ‎(3)“合成”时需通蒸汽至80 ℃，边加热边搅拌，温度控制在80 ℃的原因是____________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________，‎ 写出该步发生反应的化学方程式：_____________________________‎ ‎___________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ 解析　(1)“酸溶”时使用过量的酸能尽可能让MgCO3等物质溶解，提高Mg元素的浸出率，从而提高产率。(2)“氧化水解”一步中，Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，Mn2＋被氧化为MnO2，可写出Mn2＋＋ClO－―→MnO2↓＋Cl－，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒进行配平即可。(3)一定要从温度过低、过高两个方面的影响来回答；根据流程提示可写出MgSO4＋(NH4)2CO3―→MgCO3·Mg(OH)2·2H2O↓＋CO2↑，然后根据原子守恒配平。‎ 答案　(1)MgCO3＋H2SO4===MgSO4＋H2O＋CO2↑　使MgCO3完全转化为MgSO4‎ ‎(2)Fe(OH)3　Mn2＋＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋2H＋＋Cl－‎ ‎(3)温度过低，反应速率慢；温度过高，碳酸铵分解(或轻质碳酸镁分解)　2MgSO4＋2(NH4)2CO3＋3H2O===2(NH4)2SO4＋MgCO3·Mg(OH)2·2H2O↓＋CO2↑‎ ‎　工艺流程与反应原理 ‎【考法训练4】 (2017·盐城三调)以电镀污泥[主要成分为Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2等]为原料制备纳米铜等的工艺流程如下：‎ ‎(1)“浸取”时，工业上采用3 mol·L－1H2SO4溶液在室温下浸取1 h。‎ ‎①Cu2(OH)2CO3被浸取的化学方程式为________________________‎ ‎__________________________________________________________；‎ ‎②下列措施可提高铜和铁的浸取率的是________(填字母)。‎ a.将电镀污泥浆化处理 b.适当增大液、固质量比 c.浸取时间缩短一半 d.控制浸取终点pH＞3‎ ‎(2)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图甲所示。‎ 当pH＞1.7时，pH越大金属离子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)“反萃取”得到CuSO4溶液制备纳米铜粉时，Cu2＋的还原率随温度的变化如图乙所示。‎ ‎①该反应的离子方程式为_____________________________________‎ ‎___________________________________________________________；‎ ‎②在20～75 ℃区间内，温度越高Cu2＋的还原率也越高，其原因是_____________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(4)在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经________等操作可得到Fe2O3产品。‎ 解析　(1)①Cu2(OH)2CO3被H2SO4浸取，反应生成CuSO4、CO2和H2O。②浆化可以增大反应物之间的接触面积，浸取率提高，a正确；增大液固质量比，即投入的酸比固体多，则固体溶解得充分，b正确；浸取时间短，浸取不充分，c错误；从图甲知，pH＝1.7时，浸取率高，酸性强，溶解充分，d错误。(2)Fe3＋水解显酸性，pH增大，促进Fe3＋水解，即Fe3＋的萃取率降低。(3)①从流程图知，反萃取液在pH＝10时，加入N2H4发生氧化还原反应生成N2和Cu，根据Cu和N得失电子守恒，用OH－平衡电荷。(4)萃取的水相中加入氨水，生成Fe(OH)3沉淀，经过滤、洗涤、干燥后，煅烧Fe(OH)3可生成Fe2O3产品。‎ 答案　(1)①Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O　②ab ‎(2)Fe3＋的水解程度随pH的升高而增大 ‎(3)①2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu↓＋N2↑＋4H2O ‎②温度越高，N2H4的还原性越强 ‎(4)过滤、洗涤、干燥、煅烧 ‎【考法训练5】 (2017·徐宿连三市三模)以冶铜工厂中预处理过的污泥渣(主要成分为CuO和Cu)为原料制备CuSO4晶体的流程如下：‎ ‎(1)氨浸过程中加入氨水后，持续通入空气生成[Cu(NH3)4](OH)2，写出空气中氧气参与反应的化学方程式：__________________________________。‎ 通入空气的另一个作用为__________________________________。‎ ‎(2)分别选用氨水、氨水－碳酸铵混合溶液氨浸时铜元素的回收率随温度变化如图所示。‎ ‎①浸取液为氨水时，反应温度控制为55 ℃，温度过高铜元素回收率降低的原因是________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________；‎ ‎②浸取液为氨水－碳酸铵混合溶液时，铜元素的回收率受温度影响小的原因可能是_________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)蒸氨过程的生成物均是由两种元素组成的化合物，则除氨外其余产物的化学式为_________________________________________________________。‎ ‎(4)该流程中可循环利用的物质是________。‎ 解析　(1)通入空气除了作为反应物外，另一作用是对溶液进行充分搅拌。(2)①温度过高，氨水分解，氨气逸出，反而使铜元素的回收率降低；②氨水和碳酸铵的混合溶液中存在电离平衡和水解平衡，实质上构成了一种缓冲溶液，故升高温度对氨水的影响较小。(3)蒸氨过程中涉及[Cu(NH3)4](OH)2反应，得到的沉淀是CuO，另外有NH3和H2O这些两元化合物。(4)蒸氨得到的NH3又可以到第一步循环利用。‎ 答案　(1)2Cu＋O2＋8NH3·H2O===2[Cu(NH3)4](OH)2＋6H2O　搅拌(充分反应)‎ ‎(2)①氨气挥发　②溶液中存在氨水的电离平衡和NH的水解平衡，温度变化，平衡发生移动，使溶液中的氨气浓度变化较小　(3)CuO、H2O　(4)NH3(或氨水或NH3·H2O)‎ ‎　工艺流程与实验操作 ‎【考法训练6】 硝酸铝[Al(NO3)3]是一种常用媒染剂。工业上用铝灰(主要含Al、Al2O3、Fe2O3等)制取硝酸铝晶体[Al(NO3)3·9H2O]的流程如下：‎ ‎(1)写出反应Ⅰ的离子方程式：________________________________‎ ‎__________________________________________________________(任写一个)。‎ ‎(2)若在实验室中完成反应Ⅱ，为避免铝的损失，需要解决问题是_________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________，‎ 可采取的措施为___________________________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎(3)上述流程中采用减压蒸发，并控制反应Ⅲ中加入的稀硝酸稍过量，其目的是_____________________________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(4)温度高于200 ℃时，硝酸铝完全分解成氧化铝和两种气体(其体积比为4∶1)，该反应的化学方程式是___________________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ ‎(5)若用如图所示实验装置制取Al(NO3)3，通入水蒸气的作用_______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ 解析　(1)铝灰中Al和Al2O3均能与NaOH溶液发生反应。(2)反应Ⅱ中为生成的AlO与稀硝酸反应生成Al(OH)3，若稀硝酸过量，则Al(OH)3‎ 溶解，不易控制反应终点，可以将稀硝酸换成过量的CO2。(3)反应Ⅲ中生成的Al(NO3)3中Al3＋易水解，存在水解平衡Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入过量的稀硝酸，目的是抑制Al3＋的水解。(4)类比硝酸分解产生NO2和O2的反应方程式，即可得出正确答案。(5)水蒸气温度较高，起到加快反应速率的作用。‎ 答案　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(或Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O)‎ ‎(2)如何控制反应终点(或硝酸的用量)　将加入稀硝酸改为通入过量CO2‎ ‎(3)防止硝酸铝水解 ‎(4)4Al(NO3)32Al2O3＋12NO2↑＋3O2↑‎ ‎(5)升高温度、搅拌、加快反应速率 ‎【考法训练7】 (2017·通扬泰六市二调)工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3，少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如下：‎ ‎(1)焙烧时产生的气体X为________(填化学式)。‎ ‎(2)浸液Y的主要成分为________(填化学式)。‎ ‎(3)“热还原”过程中发生反应的化学方程式为____________________‎ ‎____________________________________________________________。‎ ‎(4)上述流程中焙烧温度不宜过高，否则会导致硫酸铵固体的分解。某兴趣小组为探究高温下硫酸铵的分解产物，通过下列装置进行实验，观察到B中溶液颜色变浅，C中无明显现象。‎ ‎①装置B的作用是____________________________________________；‎ ‎②进一步测定可知，D中收集到的气体相对分子质量为28，写出(NH4)2SO4固体高温分解的化学方程式：_____________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(5)Pd是优良的储氢金属，其储氢原理为2Pd(s)＋xH2(g)===2PdHx(s)，其中x的最大值为0.8。已知：Pd的密度为12 g·cm－3，则1 cm3 Pd能够储存标准状况下H2的最大体积为________L(计算结果保留整数)。‎ 解析　(1)“浸液 Y”肯定呈酸性，可用气体X“中和”，故X为NH3。(2)考虑到“浸液 Y”与NH3发生“中和”反应生成(NH4)2PdCl6，故“浸液 Y”的溶质为H2PdCl6。(3)根据流程图信息可写出(NH4)2PdCl6＋H2―→Pd，考虑到反应中Cl转化为HCl，N转化为NH3，可写出(NH4)2PdCl6＋H2―→Pd＋NH3＋HCl，最后配平(注意：产物最好不要写成NH4Cl＋HCl，因为加热条件下NH4Cl分解生成NH3和HCl)。(4)①SO2可使品红溶液褪色，故品红溶液是用来检验SO2的；②相对分子质量为28的气体是N2，可先写出(NH4)2SO4―→N2↑＋SO2↑，根据电子守恒写出3(NH4)2SO4―→N2↑＋3SO2↑，再根据原子守恒写出完整的化学方程式。(5)n(H2)max＝××0.8×22.4 L·mol－1≈1 L。‎ 答案　(1)NH3　(2)H2PdCl6‎ ‎(3)(NH4)2PdCl6＋2H2Pd＋2NH3＋6HCl ‎(4)①检验产物中的SO2　②3(NH4)2SO44NH3↑＋N2↑＋3SO2↑＋6H2O↑　(5)1‎ ‎【当堂指导】‎ 解题步骤 解题策略 首尾呼应找出主线 ‎1.对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料 ‎2.依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务 分段剖析明析细节 ‎3.以核心辅助原料为准，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品分离提纯三个阶段 ‎4.依箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，融通对流程的整体分析 ‎5.某些暂时琢磨不透的环节，可先“淡化处理”，如有必要，可“顺藤摸瓜”或带着问题回头来进行有针对性的分析 先易后难规范答题 ‎6.先易后难：先回答与工艺流程非密切相关的问题，确保易拿的分数先拿，规范答题 ‎7.变换角度：从基本原理、绿色化学、经济角度、安全生产等多角度思考答题 ‎8.充分利用题给信息合理答题 ‎ ‎1.工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体的流程如下：‎ ‎(1)“焙烧”在600 ℃时进行，写出CuS转化为CuO和SO2的化学方程式：_________________________________________________________。‎ ‎(2)“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为____________(填化学式)。‎ ‎(3)“淘洗”所用的溶液A可以是________(填字母)。‎ a.稀硫酸 b.浓硫酸 c.稀硝酸 d.浓硝酸 ‎(4)“反应”一步所用的试剂是20%HNO3和10%H2O2，反应过程中无红棕色气体生成。‎ ‎①理论上消耗HNO3和H2O2的物质的量之比为____________________‎ ‎_____________________________________________________________；‎ ‎②若不加10%H2O2，只用20%HNO3，随着反应的进行，温度上升，出现大量红棕色气体，该反应的离子方程式为_____________________________。‎ ‎(5)从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)2·3H2O的方法是________________。‎ 解析　‎ ‎(1)焙烧时铜元素化合价不变，硫元素化合价升高，而氧元素化合价降低，根据得失电子守恒不难写出化学方程式。(2)焙烧后的CuO溶于H2SO4生成CuSO4，用铁置换后得到的滤液为FeSO4溶液。(3)过滤得到的滤渣是生成的Cu和过量的Fe，加入溶液A淘洗是为了除去铁，而铜不反应，故溶液A是稀硫酸。(4)①根据题目信息，该反应方程式为Cu＋2HNO3＋H2O2===Cu(NO3)2＋2H2O，则理论上消耗HNO3与H2O2的物质的量之比为2∶1；②若不用H2O2，则反应的离子方程式见答案。(5)从溶液中获得Cu(NO3)2晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶，但由图提供的信息，冷却的温度要略高于26.4 ℃，否则得到的是Cu(NO3)2·6H2O晶体。‎ 答案　(1)2CuS＋3O22CuO＋2SO2‎ ‎(2)FeSO4‎ ‎(3)a ‎(4)①2∶1‎ ‎②Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O ‎(5)蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4 ℃结晶 ‎2.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：‎ 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L－1计算)：‎ 氢氧化物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Cd(OH)2‎ 开始沉淀的pH ‎1.5‎ ‎6.5‎ ‎7.2‎ 沉淀完全的pH ‎3.3‎ ‎9.9‎ ‎9.5‎ ‎(1)浸出过程中，不采用通入空气的方法进行搅拌，原因是防止将Cu氧化浸出，其离子方程式是_______________________________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(2)除钴过程中，锌粉会与As2O3形成微电池产生AsH3‎ ‎，该微电池的正极反应式为____________________________________________________。‎ ‎(3)除铁时先加入适量KMnO4，再加入ZnO调节pH。‎ ‎①除铁过程中，理论上参加反应的物质n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝_________；‎ ‎②除铁时加入ZnO控制反应液pH的范围为________。‎ ‎(4)若上述流程中投入的KMnO4不足量，则待电解溶液中有Fe元素残余。请设计实验方案加以验证：_________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(5)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是__________________________________________________________。‎ 解析　(1)铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉、钴，根据流程图分析知，加入稀硫酸时，除铜外，其余金属均被溶解，Cu在酸性条件下被O2被氧化生成Cu2＋。(2)锌粉与As2O3形成微电池时，Zn作负极，As2O3作正极，As2O3生成AsH3时，As由＋3价变成－3价，1 mol As2O3得12 mol e－，用H＋平衡电荷，配平反应。(3)①从流程知，“除铁”过程中，KMnO4转化成MnO2，Fe2＋被氧化生成Fe3＋，根据得失电子守恒知，n(KMnO4)～3n(Fe2＋)，则n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝1∶3；②铁元素以Fe(OH)3的形式沉淀，故pH＞3.3，但不能使Cd2＋沉淀，故pH＜7.2。(4)若加入的KMnO4不足，则溶液中仍存在Fe2＋，故可以加入H2O2将其氧化生成Fe3＋后，再加入KSCN溶液观察，若有红色出现，则说明含有铁元素。(5)电解CdSO4溶液时，Cd2＋得电子生成Cd单质，OH－在SO之前放电，而OH－来自于H2O，OH－放电之后留下H＋，与SO结合成H2SO4，可循环利用于铜镉渣的溶解。‎ 答案　(1)2Cu＋4H＋＋O2===2Cu2＋＋2H2O ‎(2)As2O3＋12H＋＋12e－===2AsH3＋3H2O ‎(3)①1∶3　②3.3～7.2‎ ‎(4)取样，向其中滴加H2O2后，再滴入KSCN溶液，若溶液变红，则待电解液中含有Fe元素 ‎(5)H2SO4‎ ‎3.(2017·通扬泰淮三调)以硫酸锰废液(主要含Mn2＋、H＋、SO，还含有少量Cl－‎ ‎、Zn2＋、Cu2＋)制取金属锰的流程如下：‎ ‎(1)滤渣Ⅰ的主要成分是CuCl，潮湿条件下易被空气氧化。过滤Ⅰ操作时间不宜过长，其原因是____________________________________________‎ ‎______________________________________________________(用离子方程式)。‎ ‎(2)若过滤Ⅰ后所得滤液中Zn2＋和Cu2＋的浓度均为0.01 mol·L－1，加入(NH4)2S溶液，先析出CuS沉淀，则Ksp(ZnS)________Ksp(CuS)(填“＞”或“＜”)。除锌、铜时须控制溶液pH，pH过低，金属离子沉淀不完全，原因是 ‎__________________________________________________________。‎ ‎(3)写出电解过程中发生反应的化学方程式：____________________________。若不除去硫酸锰废液中的Cu2＋、Zn2＋、Cl－，则电解时会导致___________________________________________________________。‎ ‎(4)向CuCl固体中加入一定量的NaCl溶液，反应过程中各粒子的物质的量随时间的变化如图所示。写出该反应过程中的离子方程式：________________(X用对应粒子的化学式表示)。‎ 解析　(1)过滤时间长，CuCl会被O2氧化，Cu＋被氧化为Cu2＋，根据Cu和O得失电子守恒配平反应，用H＋平衡电荷。(2)先析出CuS，则Ksp(CuS)较小；Zn2＋、Cu2＋均可以与S2－生成相应的硫化物沉淀，若酸性过强，S2－会被转化为HS－或H2S，而使Zn2＋、Cu2＋不易转化为硫化物沉淀。(3)电解MnSO4生成Mn，OH－在SO之前放电，而生成O2，H2O电离出的OH－放电之后留下H＋，H＋与SO结合成H2SO4。电解质溶液中含有Cu2＋、Zn2＋、Cl－时，Cu2＋和Zn2＋也会放电生成Cu和Zn，得到的Mn不纯，Cl－在OH－之前放电生成Cl2‎ ‎，会污染环境。(4)从图像知，Na＋没有参与反应，Cl－和CuCl作为反应物浓度减小，X的浓度增大，则X为生成物，Cl－、CuCl和X的物质的量变化相等，所以这三种物质在反应方程式中的系数相同，由元素和原子守恒，可写出反应的化学方程式为CuCl＋Cl－[CuCl2]－。‎ 答案　(1)4CuCl＋O2＋4H＋===4Cu2＋＋4Cl－＋2H2O ‎(2)＞　pH过低，H＋浓度大，与S2－生成难电离的HS－或H2S，溶液中S2－浓度减小 ‎(3)2MnSO4＋2H2O2Mn＋O2↑＋2H2SO4　制得的锰不纯，生成氯气污染环境 ‎(4)CuCl＋Cl－[CuCl2]－‎ ‎4.以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下：‎ ‎(1)“氧化”时发生反应的离子方程式为_________________________‎ ‎___________________________________________________。‎ ‎(2)“合成”时生成Na2FeO4的离子方程式为_______________________‎ ‎___________________________________________________。‎ 不同温度和pH下FeO在水溶液中的稳定性如下图所示。‎ 为了提高“合成”时Na2FeO4的产率，下列措施可行的是________(填字母)。‎ A.充分搅拌反应液 B.控制反应在60 ℃左右进行 C.将氧化后所得溶液分多次加入NaClO和NaOH混合溶液中 D.将NaClO和NaOH混合溶液分多次加入氧化后所得溶液中 ‎(3)“滤渣”的主要成分为______________________________________(填化学式)。‎ ‎(4)向“过滤”后的滤液中加入饱和KOH溶液可析出K2FeO4晶体，说明该温度下两者饱和溶液的物质的量浓度c(K2FeO4)________c(Na2FeO4)(填“＜”“＞”或“＝”)；此时母液中的阴离子除FeO和OH－外，一定还含有________。‎ 解析　(2)由图知，温度越高、pH越小，FeO稳定性越差，故应在较低温度下反应，B错误；且在碱性条件下反应，D错误，C正确。(4)“转化”时发生的主反应为Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4↓＋2NaOH；SO来自于绿矾和稀硫酸，Cl－来自于合成时NaClO的还原。‎ 答案　(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎(2)3ClO－＋10OH－＋2Fe3＋===2FeO＋3Cl－＋5H2O　AC ‎(3)Fe(OH)3　(4)＜　SO、Cl－‎ ‎5.NiCl2是化工合成中最重要的镍源，工业上以金属镍废料为原料生产NiCl2，继而生产Ni2O3的工艺流程如下：‎ 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。‎ 氢氧化物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Al(OH)3‎ Ni(OH)2‎ 开始沉淀的pH ‎1.1‎ ‎6.5‎ ‎3.5‎ ‎7.1‎ 沉淀完全的pH ‎3.2‎ ‎9.7‎ ‎4.7‎ ‎9.2‎ ‎(1)为了提高金属镍废料浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③________等。‎ ‎(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni2＋、Cl－，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等。沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH的范围为________。‎ ‎(3)从滤液A中可回收利用的主要物质是________。‎ ‎(4)“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为_________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎(5)工业上用镍作阳极，电解0.05～0.1 mol·L－1 NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液，可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其条件一定时，NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示。‎ ‎①NH4Cl的浓度最好控制为________；‎ ‎②当NH4Cl的浓度大于15 g·L－1时，阴极有气体生成，导致阴极电流效率降低，写出相应的电极反应式：_____________________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ 解析　(1)提高浸出率的方法一般有：升高温度、增加酸的浓度、搅拌、研磨等。(2)先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后调节pH将Al3＋和Fe3＋转化为沉淀除去，但不能影响Ni2＋，所以pH应大于4.7，且小于7.1。(3)根据流程中所加的盐酸和Na2CO3可知，滤液A中可回收的物质为NaCl。(4)Ni2＋在碱性条件下被ClO－氧化为Ni2O3，ClO－被还原为Cl－，根据得失电子守恒等配平即可。(5)①从图看出，在NH4Cl的浓度为10 g·L－1时，电流效率及镍的成粉率最高；②阴极为溶液中的阳离子放电，由水电离产生的H＋放电产生H2。‎ 答案　(1)增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末等)‎ ‎(2)4.7～7.1　(3)NaCl ‎(4)2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O ‎(5)①10 g·L－1‎ ‎②2H＋＋2e－===H2↑(或2NH＋2H2O＋2e－===H2↑＋2NH3·H2O)‎ ‎6.以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。‎ 有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：‎ 氢氧化物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Cu(OH)2‎ Ni(OH)2‎ 开始沉淀的pH ‎1.5‎ ‎6.5‎ ‎4.2‎ ‎5.4‎ 沉淀完全的pH ‎3.3‎ ‎9.7‎ ‎6.7‎ ‎8.2‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)滤渣A的主要成分为________。‎ ‎(2)除锰过程中产生MnO(OH)2沉淀的离子方程式为 ‎________________________________________________。‎ ‎(3)①除铁(部分Cu2＋可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为________；‎ ‎②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒，否则除铁率会减小，其原因是____________________________________________________。‎ ‎(4)若沉淀过程采用Na2C2O4代替(NH4)2C2O4生产草酸锌晶体，合理的加料方式是_________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300～460 ℃范围内，发生反应的化学方程式为________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________。‎ 解析　(1)根据烟道灰的成分知，只有SiO2不能与盐酸反应，所以滤渣A的主要成分为SiO2。(2)根据流程图提供的信息，酸浸后滤液中锰元素的存在形式应是Mn2＋，再加入氧化剂H2O2，生成了MnO(OH)2沉淀，所以离子方程式为Mn2＋‎ ‎＋H2O2＋H2O===MnO(OH)2↓＋2H＋。(3)①控制pH的目的是使Fe3＋完全沉淀，而Zn2＋不沉淀，所以利用题干中的图表数据，确定pH的范围是3.3～5.4；②除铜试剂ZnS中－2价的S具有还原性，可将Fe3＋还原为Fe2＋，Fe2＋完全沉淀的pH较大，不能完全沉淀。(4)流程图给出的实际添加方式是将(NH4)2C2O4加入到ZnCl2溶液中，而若换成草酸钠，其水解呈碱性，若ZnCl2溶液滴加到Na2C2O4溶液中，会产生Zn(OH)2沉淀(杂质)，因此合理的加料方式是在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中。(5)根据图示信息，欲确定300～460 ℃范围内发生反应的化学方程式，关键在于知道A、B两点对应物质的化学式。根据草酸锌晶体的相对分子质量和A、B两点的固体残留率，计算A、B两点所得物质的相对分子质量，再根据相对分子质量确定A、B两点的残留物质分别为无水草酸锌和氧化锌。‎ 答案　(1)SiO2‎ ‎(2)Mn2＋＋H2O2＋H2O===MnO(OH)2↓＋2H＋‎ ‎(3)①3.3～5.4　②先加入ZnS会将Fe3＋还原为Fe2＋，使铁元素难以除去 ‎(4)在搅拌下，将Na2C2O4缓慢加入到ZnCl2溶液中 ‎(5)ZnC2O4ZnO＋CO↑＋CO2↑‎