（3）2Ca5（PO4）3F+10H2SO4+5H2O
10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑
（4）80℃后,H2O2因温度升高分解,浓度降低,反应速率减小,脱除率下降
（5）CaSO4微溶于水,存在溶解平衡CaSO4（s）
Ca2+（aq）+S
（aq） BaCO3（s）+S
（aq）
BaSO4（s）+C
（aq）
（6）
%
解析
（1）由流程所给条件可知,研磨成粉可以增大反应物的接触面积,加快反应速率;加热可以提高反应温度,加快反应速率。
（2）由强酸制弱酸的反应原理可知,硫酸的酸性强于磷酸;硫元素和磷元素都为第三周期元素,同周期元素从左到右,原子半径依次减小,非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强。
（3）Ca5（PO4）3F在酸浸过程中发生反应的化学方程式为2Ca5（PO4）3F+10H2SO4+5H2O
10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑。
（4）其他条件相同时,80℃后,H2O2因温度升高发生分解,浓度降低,所以脱除率下降。
（5）由于硫酸钙微溶于水,而碳酸钙难溶于水,所以碳酸钙过量依然有部分硫酸根不能转化为沉淀除去;加入碳酸钡,硫酸根会转化为难溶的硫酸钡除去。
（6）由方程式可得转化关系H3PO4~2NaOH~Na2HPO4,反应的氢氧化钠物质的量为b×c×10-3mol,则磷酸的物质的量为b×c×5×10-4mol,则磷酸的质量分数为
×100%=
%。
2.研究发现:
一节电池烂在地里,能够使一平方米的土地失去利用价值。
废旧电池的危害主要集中在其中所含的少量重金属上。
将废旧锌锰电池回收处理,既能减少它对环境的污染,又能实现废电池的资源化利用。
（1）回收填料中的二氧化锰和氯化铵。
已知:
废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。
回收物质的流程如图所示。
①操作中先将电池填料研碎的目的是 。
②操作1和操作2的名称都是 ,该操作中玻璃棒的作用是 。
③灼烧滤渣1的目的是 。
（2）回收二氯化锰:
将废旧锌锰电池处理,得到含锰混合物,向该混合物加入浓盐酸并加热。
①写出MnO（OH）与浓盐酸反应的化学方程式:
。
②锰回收新方法:
向废旧锌锰电池内的混合物中加入一定量的稀硫酸和稀草酸（H2C2O4）,并不断搅拌至无CO2产生为止,写出MnO（OH）参与反应的化学方程式:
。
与使用浓盐酸回收锰相比,新方法的优点是
（答1点即可）。
（3）废电池的锌皮可用于回收制作ZnSO4·7H2O。
过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:
常温下,加入稀硫酸和H2O2,铁溶解变为Fe3+,加碱调节pH为4,使溶液中的Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀,此时溶液中c（Fe3+）= mol·L-1。
继续加碱调节pH为 时,锌开始沉淀（假定Zn2+浓度为0.1mol·L-1）。
部分难溶电解质的溶度积常数（Ksp）如下表:
化合物
Zn（OH）2
Fe（OH）2
Fe（OH）3
Ksp近似值
10-17
10-17
2.6×10-39
答案
（1）①增大接触面积,加快反应速率 ②过滤 引流
③除去炭粉
（2）①2MnO（OH）+6HCl（浓）
2MnCl2+Cl2↑+4H2O
②2MnO（OH）+H2C2O4+2H2SO4
2MnSO4+2CO2↑+4H2O 工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4的纯度;反应过程无有毒有害物质生成,不造成二次污染;废物资源化等（答1点即可）
（3）2.6×10-9 6
解析
（1）废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。
炭粉和二氧化锰不溶于水。
将电池填料溶解、过滤,滤渣1为炭粉和二氧化锰的混合物,经洗涤、烘干、灼烧,炭粉与氧气反应生成二氧化碳,剩余的固体为二氧化锰;滤液1为氯化铵和氯化锌的混合液,蒸发结晶、过滤得氯化铵晶体。
①操作中先将电池填料研碎的目的是增大接触面积,加快反应速率。
②操作1和操作2为分离固体和液体混合物的操作,名称是过滤,玻璃棒的作用是引流。
③灼烧滤渣1的目的是除去炭粉。
（2）①MnO（OH）与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水,利用化合价升降法配平,该反应的化学方程式为2MnO（OH）+6HCl（浓）
2MnCl2+Cl2↑+4H2O。
②MnO（OH）与稀硫酸和稀草酸（H2C2O4）反应生成硫酸锰、二氧化碳和水,利用化合价升降法配平,该反应的化学方程式为2MnO（OH）+H2C2O4+2H2SO4
2MnSO4+2CO2↑+4H2O。
与使用浓盐酸回收锰相比,新方法的优点是工艺流程简单;生成CO2和H2O不影响MnSO4纯度;反应过程无有毒有害物质生成,不造成二次污染;废物资源化等。
（3）常温下,溶液的pH为4,c（OH-）=1×10-10mol·L-1,又Ksp=c（Fe3+）·c3（OH-）=2.6×10-39,此时溶液中c（Fe3+）=2.6×10-9mol·L-1。
Ksp=c（Zn2+）·c2（OH-）=10-17,若Zn2+浓度为0.1mol·L-1,则c（OH-）=10-8mol·L-1,c（H+）=10-6mol·L-1,pH=6。
3.镁被称为“国防金属”,镁及其合金用途很广,目前世界上60%的镁从海水中提取。
从海水中提取镁的流程如下:
请根据上述流程图和镁及化合物的性质回答下列问题:
（1）用贝壳煅烧生石灰的化学方程式为 。
（2）氢氧化镁溶于盐酸的离子方程式为 。
（3）简述由MgCl2·6H2O制无水MgCl2,加热时通HCl气体的主要原因是 。
（4）Mg（OH）2煅烧可得熔点很高的MgO,MgO的电子式为 。
（5）MgCl2和AlCl3的熔点均较低,而MgO和Al2O3的熔点都很高。
为什么冶炼金属镁是电解MgCl2,而冶炼金属铝则电解Al2O3?
。
（6）某MgCl2溶液的浓度为0.01mol·L-1,在该溶液中滴加NaOH溶液至pH=10,此时溶液中的Mg2+是否沉淀完全?
（填“是”或“否”）,此时c（Mg2+）= 。
[已知:
Mg（OH）2的Ksp=1.8×10-11]
答案
（1）CaCO3
CaO+CO2↑
（2）Mg（OH）2+2H+
Mg2++2H2O
（3）抑制MgCl2水解
（4）Mg2+
]2-
（5）MgO和MgCl2均为离子化合物,熔融时均能电解制镁,但MgO熔点很高,电解时能耗高,所以工业上是电解熔融MgCl2冶炼镁,而AlCl3是共价化合物,液态时难导电,所以工业上是电解熔融Al2O3冶炼铝
（6）否 1.8×10-3mol·L-1
解析
（1）贝壳的主要成分是CaCO3,煅烧CaCO3生成CaO和CO2。
（2）氢氧化镁属于碱,与盐酸发生复分解反应。
（3）在HCl气体氛围中,可以防止Mg2+水解。
（4）MgO是离子化合物,其电子式为Mg2+
]2-。
（5）MgO和MgCl2均为离子化合物,熔融时均能电解制镁,但MgO熔点很高,电解时能耗高,所以工业上是电解熔融MgCl2冶炼镁,而AlCl3是共价化合物,液态时难导电,所以工业上是电解熔融Al2O3冶炼铝。
（6）溶液中c（OH-）=
mol·L-1=1.0×10-4mol·L-1,此时的c（Mg2+）=
mol·L-1=1.8×10-3mol·L-1>1.0×10-5mol·L-1,因此Mg2+没有完全沉淀。
4.三盐（3PbO·PbSO4·H2O）可用作聚氯乙烯的热稳定剂,200℃以上开始失去结晶水,不溶于水及有机溶剂。
以200t铅泥（主要成分为PbO、Pb及PbSO4等）为原料制备三盐的工艺流程如图所示。
已知:
PbSO4和PbCO3的溶解度和溶度积Ksp如下表。
化合物
PbSO4
PbCO3
溶解度/g
1.03×10-4
1.81×10-7
Ksp
1.82×10-8
1.46×10-13
（1）步骤①转化的目的是 ,
滤液1中的溶质为Na2CO3和 （填化学式）。
（2）步骤③酸溶时,为提高酸溶速率,可采取的措施是 （任写一条）。
其中铅与硝酸反应生成Pb（NO3）2和NO的离子方程式为 。
（3）滤液2中可循环利用的溶质的化学式为 。
若步骤④沉铅后的滤液中c（Pb2+）=1.82×10-5mol·L-1,则此时c（S
）= mol·L-1。
（4）步骤⑦洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤完全的方法是 。
（5）步骤⑥合成三盐的化学方程式为 ,若得到纯净干燥的三盐99.0t,假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为 。
答案
（1）将PbSO4转化为PbCO3,提高铅的利用率 Na2SO4
（2）适当升温（或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等其他合理答案） 3Pb+8H++2N
3Pb2++2NO↑+4H2O
（3）HNO3 1.00×10-3
（4）取少量最后一次的洗涤液于试管中,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（或其他合理答案）
（5）4PbSO4+6NaOH
3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O 51.75%
解析
（1）步骤①用纯碱溶液浸润铅泥,将PbSO4转化为PbCO3,提高铅的利用率,滤液1中的溶质为过量的Na2CO3和反应生成的Na2SO4。
（2）步骤③酸溶时,可以通过适当升温、适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径来提高酸溶速率;铅与硝酸反应的离子方程式为3Pb+8H++2N
3Pb2++2NO↑+4H2O。
（3）滤液2中可循环利用的溶质的化学式为HNO3;根据Ksp（PbSO4）=1.82×10-8=c（Pb2+）×c（S
）,c（Pb2+）=1.82×10-5mol·L-1,则此时c（S
）=1.00×10-3mol·L-1。
（4）该沉淀吸附的离子是硫酸根离子,用盐酸酸化的氯化钡检验,其检验方法为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。
（5）步骤⑥合成三盐的化学方程式为4PbSO4+6NaOH
3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O,若得到纯净干燥的三盐99.0t,则含有的铅元素质量为m（Pb）=99.0t×
×100%=82.8t,则铅泥中铅元素的质量分数为
×100%=51.75%。
5.硼氢化钠（NaBH4）具有优良的还原性,在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。
利用硼精矿（主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等）制取NaBH4的流程如图1:
图1
图2
已知:
偏硼酸钠（NaBO2）易溶于水,不溶于醇,在碱性条件下稳定存在。
回答下列问题:
（1）写出加快硼精矿溶解速率的措施
（写一种）。
（2）操作1为 ,滤渣主要成分为 。
（3）除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:
①能将硅、铝以沉淀除去;② 。
（4）氢化镁（MgH2）中H元素的化合价为 ;MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应1,其化学方程式为 。
（5）如图2在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式 。
（6）硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,从而变废为宝,写出该反应的离子方程式:
。
答案
（1）将硼精矿粉碎、搅拌、增大NaOH浓度、升温等（答1点即可）
（2）过滤 Fe（OH）3
（3）提供碱性溶液抑制NaBO2水解
（4）-1价 2MgH2+NaBO2
NaBH4+2MgO
（5）B
+6H2O+8e-
B
+8OH-
（6）4Cu2++B
+8OH-
4Cu+B
+6H2O
解析
（1）将硼精矿粉碎、搅拌、增大NaOH浓度、升温等都可以加快硼精矿溶解速率。
（2）根据以上分析,操作1为过滤,滤渣主要成分为Fe（OH）3。
（3）已知NaBO2易溶于水,在碱性条件下稳定存在,所以除硅、铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有:
①能将硅、铝以沉淀除去;②提供碱性溶液抑制NaBO2水解。
（4）根据化合价代数和为0,则氢化镁（MgH2）中H元素的化合价为-1价;MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应生成NaBH4和MgO,则化学方程式为2MgH2+NaBO2
NaBH4+2MgO。
（5）在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,则阴极室B
得电子发生还原反应生成B
则电极反应式为B
+6H2O+8e-
B
+8OH-。
（6）硼氢化钠是一种强还原剂,碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜,则反应的离子方程式为4Cu2++B
+8OH-
4Cu+B
+6H2O。
6.下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:
（1）脱硫反应第一步是利用Fe（OH）3除去H2S,该反应的化学方程式是 。
（2）脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是 （填选项）。
A.Cl2B.H2O2
C.KMnO4D.O3
（3）流程中Fe（OH）3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有 。
（4）合成氨反应的原料气中V（N2）∶V（H2）=1∶3。
平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如下图所示:
平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系
则A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的关系是 （用“>”“<”或“=”表示）;A点H2的平衡转化率为 。
答案
（1）3H2S+2Fe（OH）3
Fe2S3+6H2O
（2）3∶2 BD
（3）N2和H2
（4）KA>KB=KC 66.7%
解析
（1）由流程可知,利用Fe（OH）3与H2S反应生成硫化铁和水从而除去H2S,反应的化学方程式为3H2S+2Fe（OH）3
Fe2S3+6H2O。
（2）由流程得知利用空气中的氧气氧化硫化铁生成硫单质,氧气得4e-,硫化铁失2×3e-,根据电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2;氯气有毒,高锰酸钾会引入新杂质,故选BD。
（3）因为合成氨是可逆反应,不能完全转化,因此N2和H2也需要循环利用。
（4）因为平衡常数只随温度变化,由图像变化趋势可知随温度升高,氨气含量减小,说明平衡逆向移动,所以温度越高平衡常数越小,又A、B、C三点温度为B=C>A,所以A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的关系是KA>KB=KC;V（N2）∶V（H2）=1∶3,又A点氨气平衡含量为50%,所以设氮气转化的物质的量为xmol,则
N2+3H2
2NH3
开始/mol130
转化/molx3x2x
平衡/mol1-x3-3x2x
则
×100%=50%,解得x=
所以H2的转化率=
×100%≈66.7%。
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