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1、工艺流程1硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁矿主要成分为Mg2B2O5H2O，硼砂的化学式为Na2B4O710H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如下。回答下列有关问题：(1) 硼砂中B的化合价为，溶于热水后，常用H2SO4调pH至23制取H3BO3(硼酸)，反应的离子方程式为，X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为，该反应中的氧化剂是(填化学式)。(2) 硼酸是一种一元弱酸。皮肤上不小心碰到氢氧化钠溶液，一般先用大量水冲洗，然后再涂上硼酸溶液，硼酸与氢氧化钠反应的离子方程式为。(3) MgCl27H2O需要在HCl氛围中加热制MgCl2，
2、其目的是 。(4) 制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 molL-1 Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。盛装Na2S2O3溶液的仪器应为(填“酸式”或“碱式”)滴定管，该粗硼样品的纯度为(提示：I2+2S2O32-2I-+S4O62-)。图22研究人员研制利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收硫酸厂的尾气SO2，制备硫酸锰的生产流程如图1。图17已知：浸出液的pH2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+、Ca
3、2+、Pb2+等其他金属离子。PbO2的氧化性大于MnO2。有关金属离子的半径、形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见图2。离子离子半径/pm开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7Al3+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99-(1) 浸出过程中生成Mn2+反应的化学方程式为。(2) Fe2+被氧化的过程中主要反应的离子方程式为 。(3) 在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至范围。(4) 阳离子吸附剂可用于除去杂质金属离子，请依据图、表信息回答，决定阳离子吸附剂吸附效果
4、的因素有 等。(任写两点)(5) 吸附步骤除去的主要离子为 。(6) 电解MnSO4、ZnSO4和H4SO4的混合溶液可制备MnO2和Zn，写出阳极的电极反应式：。3.氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下图所示。工业ZnO浸出液滤液滤液滤饼ZnO提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：(1) 反应中除掉的杂质离子是 ，发生反应的离子方程式 为、；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 。(2) 反应的反应类型为 ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有 。(3) 反应
5、形成的沉淀要用水洗，检查沉淀是否洗涤干净的方法 是 。(4) 反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2，取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于 。4用辉铜矿(主要成分为 Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：(1) 下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是(填字母)。A. 延长浸取时间B. 将辉铜矿粉碎C. 充分搅拌 D. 适当增加硫酸浓度(2) 滤渣的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式： 。(3) 研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是 。(4) “除铁
6、”的方法是通过调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3。则加入的试剂A可以是 (填化学式)；“赶氨”时，最适宜的操作方法是 。(5) “沉锰”(除Mn2+)过程中有关反应的离子方程式为 。(6) 滤液经蒸发结晶得到的盐主要是(填化学式)。5NiSO46H2O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下：(1) 向滤液中加入FeS是为了生成难溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等杂质，则除去Cu2+的离子方程式为 。(2) 根据对滤液的操作作答：往滤液中加入H2O2发生反应的离子方程式为。调滤液pH的目的是。检验Fe3+是否除尽的操作
7、和现象是 。(3) 滤液溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后得到NiCO3固体，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是 。(4) 得到的NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作可得到NiSO46H2O晶体。在进行蒸发浓缩操作时，加热到 (描述实验现象)时，则停止加热。为了提高产率，过滤后得到的母液要循环使用，则应该回流到流程中的(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。如果得到产品的纯度不够，则应该进行(填操作名称)操作。6某工厂回收电镀污泥主要成分为Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土中的铜和镍，工艺流程如下：(1) 下
8、列措施可提高步骤浸出速率的是 (填字母)。a. 加热 b. 增大压强 c. 延长浸出时间d. 适当提高硫酸的浓度 e. 及时分离出产物(2) 步骤电解过程中铜粉在(填“阴”或“阳”)极产生，若始终没有观察到气体生成，则该电解过程的离子方程式为 。(3) 已知FePO4、AlPO4、Ni3(PO4)2的Ksp分别为1.010-22、1.010-19、4.010-31，步骤所得溶液中c(Ni2+)为0.1 mo1L-1。步骤反应后溶液中c(PO43-)理论上应控制的范围是。(4) 步骤的萃取原理为注：(HA)2为有机萃取剂NiSO4(水层)+2(HA)2(有机层)Ni(HA2)2(有机层)+H2S
9、O4(水层)，为促使上述平衡向正反应方向移动，可采取的具体措施是 (写一条即可)。(5) 该工艺流程中，可以循环使用的物质有。答案1(1) +3 B4O72-+2H+5H2O4H3BO3 3Mg+B2O32B+3MgO B2O3 (2) H3BO3+OH-H2BO3-+H2O (3) 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2 (4) 碱式99%2(1) SO2+MnO2MnSO4(2) 2Fe2+MnO2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O(3) 4.7pH8.3(4) 吸附时间、金属离子半径、金属离子所带电荷(任写两点)(5) Pb2+、Ca2+(6) Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+3
10、(1) Fe2+和Mn2+MnO4-+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+2MnO4-+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2) 置换反应镍(3) 取少量最后一次洗涤滤液于试管中，滴入12滴盐酸，再滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净(4) 14(1) A(2) 2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2+2Mn2+4H2O(3) Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化(4) CuO或Cu(OH)2加热(5) Mn2+HCO3-+NH3MnCO3+NH4+(6) (NH4)2SO45(1) FeS+Cu2+CuS+Fe2+(2) 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O除去Fe3+用试管取少量滤液，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则Fe3+已除净(3) 增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集NiSO4)(4) 溶液中有少量晶体析出d重结晶6(1) ad(2) 阴Cu2+2Fe2+Cu+2Fe3+(3) 1.010-142.010-14 molL-1(4) 加入有机萃取剂(HA)2(5) 硫酸和有机萃取剂
