化學(xué)流程題練習(xí)題含答案1.以廢舊鋰離子電池正極材料（主要成分為LiCoO?，還含有少量Al、Fe等雜質(zhì)）為原料回收鈷和鋰，工藝流程如下：已知：①“酸浸”后溶液中的陽離子有Li?、Co2?、Al3?、Fe3?等。②Ksp[Al(OH)?]=1.3×10?33，Ksp[Fe(OH)?]=4.0×10?3?，Ksp[Co(OH)?]=1.6×10?1?。（1）“酸浸”時，LiCoO?發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“調(diào)pH”時，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為，“濾渣1”的主要成分是（填化學(xué)式）。（3）“沉鈷”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（4）“沉鋰”時，加入Na?CO?溶液的目的是。（5）從“濾渣2”中回收得到純凈的Co?O?，還需要進(jìn)行的操作有、、。答案：（1）2LiCoO?+3H?SO?+H?O?=Li?SO?+2CoSO?+O?↑+4H?O（2）5.0-7.2；Al(OH)?、Fe(OH)?（3）2Co2?+2NH?·H?O+(NH?)?C?O?=CoC?O?↓+2NH??+2H?O（4）使Li?轉(zhuǎn)化為Li?CO?沉淀而分離出來（5）洗滌、干燥、煅燒解析：（1）“酸浸”時，LiCoO?在酸性條件下被H?O?還原，Co元素從+3價降低到+2價，H?O?中O元素從-1價升高到0價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式。（2）根據(jù)Ksp計算使Al3?、Fe3?完全沉淀而Co2?不沉淀的pH范圍。Al3?完全沉淀時，c(OH?)=3√(Ksp[Al(OH)?]/c(Al3?))，當(dāng)c(Al3?)=1.0×10??mol/L時，c(OH?)=3√(1.3×10?33/1.0×10??)≈1.1×10??mol/L，pH≈5.0；Fe3?完全沉淀時，c(OH?)=3√(Ksp[Fe(OH)?]/c(Fe3?))，當(dāng)c(Fe3?)=1.0×10??mol/L時，c(OH?)=3√(4.0×10?3?/1.0×10??)≈1.6×10?11mol/L，pH≈3.2；Co2?開始沉淀時，c(OH?)=√(Ksp[Co(OH)?]/c(Co2?))，當(dāng)c(Co2?)=0.1mol/L時，c(OH?)=√(1.6×10?1?/0.1)≈4.0×10??mol/L，pH≈7.2。所以調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為5.0-7.2，“濾渣1”的主要成分是Al(OH)?、Fe(OH)?。（3）“沉鈷”時，Co2?與(NH?)?C?O?反應(yīng)生成CoC?O?沉淀，同時生成NH??，根據(jù)電荷守恒和原子守恒寫出離子方程式。（4）“沉鋰”時，加入Na?CO?溶液，使Li?與CO?2?結(jié)合生成Li?CO?沉淀而分離出來。（5）從“濾渣2”（CoC?O?）中回收得到純凈的Co?O?，需要先洗滌除去表面雜質(zhì)，然后干燥，最后煅燒使CoC?O?分解生成Co?O?。2.某科研小組以難溶性鉀長石（K?O·Al?O?·6SiO?）為原料，提取Al?O?、K?CO?等物質(zhì)，工藝流程如下：（1）“煅燒”過程中，鉀長石與CaCO?反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“浸取”時，為提高浸取速率，可采取的措施有（任寫兩條）。（3）“除硅”時，生成沉淀的離子方程式為。（4）“轉(zhuǎn)化”時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（5）“母液”中可循環(huán)利用的物質(zhì)是（填化學(xué)式）。答案：（1）K?O·Al?O?·6SiO?+CaCO?=K?SiO?+CaSiO?+Al?O?+CO?↑（2）適當(dāng)升高溫度、增大鹽酸濃度、將鉀長石粉碎等（3）SiO?2?+2H?=H?SiO?↓（4）K?SiO?+CO?+H?O=H?SiO?↓+K?CO?（5）K?SiO?解析：（1）“煅燒”時，鉀長石與CaCO?反應(yīng)生成K?SiO?、CaSiO?、Al?O?和CO?，根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式。（2）提高浸取速率的措施可以從溫度、濃度、接觸面積等方面考慮，如適當(dāng)升高溫度、增大鹽酸濃度、將鉀長石粉碎等。（3）“除硅”時，SiO?2?與H?反應(yīng)生成H?SiO?沉淀，寫出離子方程式。（4）“轉(zhuǎn)化”時，K?SiO?與CO?、H?O反應(yīng)生成H?SiO?沉淀和K?CO?，根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式。（5）“母液”中含有K?SiO?，可以循環(huán)利用到“轉(zhuǎn)化”步驟中。3.利用工業(yè)煉銅后的爐渣（含F(xiàn)e?O?、FeO、SiO?、Al?O?等）制備Fe?O?的工藝流程如下：（1）“酸浸”時，F(xiàn)e?O?發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（2）“氧化”時，加入H?O?的目的是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（3）“調(diào)pH”時，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為，“濾渣1”的主要成分是（填化學(xué)式）。（4）“沉鐵”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（5）“煅燒”時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。答案：（1）Fe?O?+6H?=2Fe3?+3H?O（2）將Fe2?氧化為Fe3?；2Fe2?+H?O?+2H?=2Fe3?+2H?O（3）5.0-5.4；SiO?、Al(OH)?（4）Fe3?+3OH?=Fe(OH)?↓（5）2Fe(OH)?=Fe?O?+3H?O解析：（1）“酸浸”時，F(xiàn)e?O?與H?反應(yīng)生成Fe3?和H?O，寫出離子方程式。（2）“氧化”時，加入H?O?的目的是將Fe2?氧化為Fe3?，便于后續(xù)沉淀分離。H?O?中O元素從-1價降低到-2價，F(xiàn)e2?從+2價升高到+3價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平離子方程式。（3）根據(jù)Ksp計算使Al3?完全沉淀而Fe3?不沉淀的pH范圍。Al3?完全沉淀時，c(OH?)=3√(Ksp[Al(OH)?]/c(Al3?))，當(dāng)c(Al3?)=1.0×10??mol/L時，c(OH?)=3√(1.3×10?33/1.0×10??)≈1.1×10??mol/L，pH≈5.0；Fe3?開始沉淀時，c(OH?)=3√(Ksp[Fe(OH)?]/c(Fe3?))，當(dāng)c(Fe3?)=0.1mol/L時，c(OH?)=3√(4.0×10?3?/0.1)≈1.6×10?12mol/L，pH≈2.2；Fe3?完全沉淀時，c(OH?)=3√(Ksp[Fe(OH)?]/c(Fe3?))，當(dāng)c(Fe3?)=1.0×10??mol/L時，c(OH?)=3√(4.0×10?3?/1.0×10??)≈1.6×10?11mol/L，pH≈3.2。所以調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為5.0-5.4，“濾渣1”的主要成分是SiO?、Al(OH)?。（4）“沉鐵”時，F(xiàn)e3?與OH?反應(yīng)生成Fe(OH)?沉淀，寫出離子方程式。（5）“煅燒”時，F(xiàn)e(OH)?分解生成Fe?O?和H?O，根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式。4.某工廠以輝銅礦（主要成分為Cu?S，含少量Fe?O?、SiO?等雜質(zhì)）為原料制備膽礬（CuSO?·5H?O）的工藝流程如下：（1）“焙燒”時，Cu?S發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“酸浸”時，為提高浸取率，可采取的措施有（任寫兩條）。（3）“除鐵”時，加入CuO的作用是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（4）“結(jié)晶”時，應(yīng)控制的條件是。（5）“母液”中可循環(huán)利用的物質(zhì)是（填化學(xué)式）。答案：（1）Cu?S+2O?=2CuO+SO?（2）適當(dāng)升高溫度、增大硫酸濃度、延長浸取時間等（3）調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3?轉(zhuǎn)化為Fe(OH)?沉淀而除去；Fe3?+3H?O?Fe(OH)?+3H?，CuO+2H?=Cu2?+H?O（4）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（5）H?SO?解析：（1）“焙燒”時，Cu?S與O?反應(yīng)生成CuO和SO?，根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式。（2）提高浸取率的措施可以從溫度、濃度、時間等方面考慮，如適當(dāng)升高溫度、增大硫酸濃度、延長浸取時間等。（3）“除鐵”時，加入CuO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3?水解生成Fe(OH)?沉淀而除去。Fe3?水解的離子方程式為Fe3?+3H?O?Fe(OH)?+3H?，CuO與H?反應(yīng)的離子方程式為CuO+2H?=Cu2?+H?O。（4）“結(jié)晶”時，采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到膽礬晶體。（5）“母液”中含有H?SO?，可以循環(huán)利用到“酸浸”步驟中。5.以菱鎂礦（主要成分為MgCO?，含少量FeCO?、SiO?等雜質(zhì)）為原料制備高純氧化鎂的工藝流程如下：（1）“酸浸”時，MgCO?發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（2）“氧化”時，加入H?O?的目的是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（3）“調(diào)pH”時，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為，“濾渣1”的主要成分是（填化學(xué)式）。（4）“沉鎂”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（5）“煅燒”時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。答案：（1）MgCO?+2H?=Mg2?+CO?↑+H?O（2）將Fe2?氧化為Fe3?；2Fe2?+H?O?+2H?=2Fe3?+2H?O（3）3.2-9.4；SiO?、Fe(OH)?（4）Mg2?+2OH?=Mg(OH)?↓（5）Mg(OH)?=MgO+H?O解析：（1）“酸浸”時，MgCO?與H?反應(yīng)生成Mg2?、CO?和H?O，寫出離子方程式。（2）“氧化”時，加入H?O?的目的是將Fe2?氧化為Fe3?，便于后續(xù)沉淀分離。H?O?中O元素從-1價降低到-2價，F(xiàn)e2?從+2價升高到+3價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平離子方程式。（3）根據(jù)Ksp計算使Fe3?完全沉淀而Mg2?不沉淀的pH范圍。Fe3?完全沉淀時，c(OH?)=3√(Ksp[Fe(OH)?]/c(Fe3?))，當(dāng)c(Fe3?)=1.0×10??mol/L時，c(OH?)=3√(4.0×10?3?/1.0×10??)≈1.6×10?11mol/L，pH≈3.2；Mg2?開始沉淀時，c(OH?)=√(Ksp[Mg(OH)?]/c(Mg2?))，當(dāng)c(Mg2?)=0.1mol/L時，c(OH?)=√(1.8×10?11/0.1)≈1.3×10??mol/L，pH≈9.4。所以調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為3.2-9.4，“濾渣1”的主要成分是SiO?、Fe(OH)?。（4）“沉鎂”時，Mg2?與OH?反應(yīng)生成Mg(OH)?沉淀，寫出離子方程式。（5）“煅燒”時，Mg(OH)?分解生成MgO和H?O，根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式。6.某化學(xué)興趣小組以含鈷廢料（主要成分為Co?O?，還含有少量Fe?O?、Al?O?、SiO?等雜質(zhì)）為原料制備CoCl?·6H?O的工藝流程如下：（1）“酸浸”時，Co?O?發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（2）“氧化”時，加入NaClO?的目的是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（3）“調(diào)pH”時，應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為，“濾渣1”的主要成分是（填化學(xué)式）。（4）“除鋁”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（5）“結(jié)晶”時，應(yīng)控制的條件是。答案：（1）Co?O?+6H?+2Cl?=2Co2?+Cl?↑+3H?O（2）將Fe2?氧化為Fe3?；ClO??+6Fe2?+6H?=Cl?+6Fe3?+3H?O（3）3.2-5.0；SiO?、Fe(OH)?（4）Al3?+3NH?·H?O=Al(OH)?↓+3NH??（5）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶解析：（1）“酸浸”時，Co?O?在酸性條件下與Cl?發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Co元素從+3價降低到+2價，Cl?從-1價升高到0價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平離子方程式。（2）“氧化”時，加入NaClO?的目的是將Fe2?氧化為Fe3?，便于后續(xù)沉淀分離。ClO??中Cl元素從+5價降低到-1價，F(xiàn)e2?從+2價升高到+3價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平離子方程式。（3）根據(jù)Ksp計算使Fe3?完全沉淀而Co2?不沉淀的pH范圍。Fe3?完全沉淀時，c(OH?)=3√(Ksp[Fe(OH)?]/c(Fe3?))，當(dāng)c(Fe3?)=1.0×10??mol/L時，c(OH?)=3√(4.0×10?3?/1.0×10??)≈1.6×10?11mol/L，pH≈3.2；Co2?開始沉淀時，c(OH?)=√(Ksp[Co(OH)?]/c(Co2?))，當(dāng)c(Co2?)=0.1mol/L時，c(OH?)=√(1.6×10?1?/0.1)≈4.0×10??mol/L，pH≈7.2。所以調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為3.2-5.0，“濾渣1”的主要成分是SiO?、Fe(OH)?。（4）“除鋁”時，Al3?與NH?·H?O反應(yīng)生成Al(OH)?沉淀和NH??，寫出離子方程式。（5）“結(jié)晶”時，采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到CoCl?·6H?O晶體。7.以廢舊鉛蓄電池的鉛膏（主要成分為PbSO?、PbO?、PbO等）為原料制備PbCO?的工藝流程如下：已知：Ksp(PbSO?)=1.8×10??，Ksp(PbCO?)=7.4×10?1?。（1）“轉(zhuǎn)化”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（2）“酸浸”時，加入H?O?的目的是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（3）“沉鉛”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（4）“洗滌”時，檢驗沉淀是否洗凈的方法是。（5）從“濾液”中可回收的物質(zhì)是（填化學(xué)式）。答案：（1）PbSO?+CO?2?=PbCO?+SO?2?（2）將PbO?還原為Pb2?；PbO?+H?O?+2H?=Pb2?+O?↑+2H?O（3）Pb2?+CO?2?=PbCO?↓（4）取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加BaCl?溶液，若沒有白色沉淀生成，則沉淀已洗凈（5）Na?SO?解析：（1）“轉(zhuǎn)化”時，根據(jù)Ksp的大小，PbSO?轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO?，寫出離子方程式。（2）“酸浸”時，加入H?O?的目的是將PbO?還原為Pb2?。H?O?中O元素從-1價升高到0價，PbO?中Pb元素從+4價降低到+2價，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平離子方程式。（3）“沉鉛”時，Pb2?與CO?2?反應(yīng)生成PbCO?沉淀，寫出離子方程式。（4）“洗滌”時，檢驗沉淀是否洗凈主要是檢驗是否含有SO?2?，方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加BaCl?溶液，若沒有白色沉淀生成，則沉淀已洗凈。（5）“濾液”中含有Na?SO?，可以回收利用。8.以硼鎂礦（主要成分為Mg?B?O?·H?O，還含有少量Fe?O?、Al?O?等雜質(zhì)）為原料制備硼酸（H?BO?）的工藝流程如下：（1）“酸浸”時，Mg?B?O?·H?O發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“除雜”時，加入MgO的作用是，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（3）“結(jié)晶”時，應(yīng)控制的條件是。（4）“母液”中可循環(huán)利用的物質(zhì)是（填化學(xué)式）。答案：（1）Mg?B?O?·H?O+2H?SO?=2MgSO?+2H?BO?（2）調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3?、Al3?轉(zhuǎn)化為Fe(OH)?、Al(OH)?沉淀而除去；Fe3?+3H?O?Fe(OH)?+3H?，Al3?+3H?O?Al(OH)?+3H?，MgO+2H?=Mg2?+H?O（3）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（4）H?SO?解析：（1）“酸浸”時，Mg?B?O?·H?O與H?SO?反應(yīng)生成MgSO?和H?BO?，根據(jù)原子守恒配平化學(xué)方程式。（2）“除雜”時，加入MgO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3?、Al3?水解生成Fe(OH)?、Al(OH)?沉淀而除去。Fe3?、Al3?水解的離子方程式分別為Fe3?+3H?O?Fe(OH)?+3H?，Al3?+3H?O?Al(OH)?+3H?，MgO與H?反應(yīng)的離子方程式為MgO+2H?=Mg2?+H?O。（3）“結(jié)晶”時，采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到硼酸晶體。（4）“母液”中含有H?SO?，可以循環(huán)利用到“酸浸”步驟中。9.以鉻鐵礦（主要成分為FeO·Cr?O?，還含有少量Al?O?、SiO?等雜質(zhì)）為原料制備重鉻酸鉀（K?Cr?O?）的工藝流程如下：（1）“焙燒”時，F(xiàn)eO·Cr?O?發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“水浸”后，溶液的主要成分是（填化學(xué)式）。（3）“酸化”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（4）“結(jié)晶”時，應(yīng)控制的條件是。（5）“母液”中可循環(huán)利用的物質(zhì)是（填化學(xué)式）。答案：（1）4FeO·Cr?O?+8Na?CO?+7O?=8Na?CrO?+2Fe?O?+8CO?（2）Na?CrO?、NaAlO?、Na?SiO?（3）2CrO?2?+2H??Cr?O?2?+H?O（4）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（5）K?SO?解析：（1）“焙燒”時，F(xiàn)eO·Cr?O?在高溫下與Na?CO?、O?反應(yīng)生成Na?CrO?、Fe?O?和CO?，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒配平化學(xué)方程式。（2）“水浸”后，Cr元素以Na?CrO?形式存在，Al?O?轉(zhuǎn)化為NaAlO?，SiO?轉(zhuǎn)