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例1：MnO2是一种重要的化工原料，可用于合成工业的催化剂和氧化剂。采用软锰矿(主要成分为MnO2)可制备高纯MnO2，其流程如下：下列叙述错误的是（）A．“含Mn2+、Al3+的溶液”中还含Fe3+B．加入“氨水”同时搅拌，搅拌的目的是提高反应速率C．“滤渣”可完全溶解在NaOH溶液中D．电解含Mn2+的溶液，MnO2为阳极产物【解析】由流程可知，向软锰矿中加入硫酸和硫酸亚铁，软锰矿溶解得到Mn2+、A13+、Fe3+的溶液，向溶液中加入氨水调节溶液pH使A13+和Fe3+完全转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，过滤得到含Mn2+的溶液，电解含Mn2+的溶液，Mn2+在阳极放电得到MnO2。C项、向溶液中加入氨水调节溶液pH使A13+和Fe3+完全转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀不与NaOH溶液反应，滤渣不能完全溶解，错误；故选C。【答案】C例2：钴(Co)是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料，其金属性弱于Fe强于Cu。某低位硫钴铜矿的成分为：CoS、CuFeS2、CaS、SiO2，一种利用生物浸出并回收其中钴和铜的工艺流程如图：1.应用①优培21工艺流程中常考陌生元素---锰、钛、铬、钒系列工艺流程中常考陌生元素系列回答下列问题：(1)Cu2+的生物浸出原理如下：温度超过50℃浸出率急剧下降，其原因是；其他金属离子的浸出原理与上图类似，写出由CoS浸出Co2+的离子方程式。(2)浸出渣的主要成分为_____。(3)萃取分离铜的原理如下：Cu2++2(HR)org萃取反萃取(CuR2)org+2H+。根据流程，反萃取加入的试剂应该为_____(写化学式)。(4)除铁步骤中加入H2O2，调节溶液的pH至4，将Fe2+转化为FeOOH过滤除去，写出该转化的离子方程式为。检验Fe2+是否完全被转化的试剂为_____。(5)通过电解法制得的粗钴含有少量铜和铁，需要电解精炼，进行精炼时，精钴应处于_____极(填“阴”或“阳”)，阳极泥的主要成分为_____。【解析】（1）温度过高细菌失活，浸出率急剧下降；根据Cu2+的生物浸出可知矿物再细菌和Fe3+作用下化合物中S元素转化为S单质，则Co2+的生物浸出离子方程式为：3+2+2+CoS+2Fe=Co+2Fe+S细菌；（2）由生物浸出原理图可知S元素最终转化为SO2−4，与Ca2+结合生成CaSO4，SiO2不参与反应，金属阳离子进入滤液，则浸出渣的主要成分为CaSO4、SiO2；（3）根据平衡移动原理可知，反萃取需加入酸，由流程图可知反萃取后得到CuSO4溶液。则应加入硫酸，故答案为：H2SO4；（4）H2O2和Fe2+反应生成FeOOH沉淀，离子方程式为2++222HO+2Fe+2HO=2FeOOH+4H。检验检验亚铁离子可用铁氰化钾溶液，若生成蓝色沉淀则存在亚铁离子，故答案为：2++222HO+2Fe+2HO=2FeOOH+4H；铁氰化钾；（5）电解精炼时粗钴为阳极，精钴做阴极。电解精炼时，Fe和Co溶解，Cu较不活泼，不能溶解，因此，阳极泥主要为铜，故答案为：阴；铜。【答案】（1）温度过高细菌失活3+2+2+CoS+2Fe=Co+2Fe+S细菌（2）CaSO4、SiO2（3）H2SO4（4）2++222HO+2Fe+2HO=2FeOOH+4H铁氰化钾（5）阴铜1．KMnO4在医疗上有广泛地应用，可用于防腐、制药、消毒等。现以软锰矿（主要成分为MnO2，含有少量Al2O3、SiO2等）为原料制备KMnO4的工业流程如图所示。（1）料渣的主要成分是____，操作2的意义是__________。（2）“调pH”的目的是__________；写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式：________。熔融过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。（3）操作3的内容为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、烘干，已知KHCO3、KMnO4的溶解度曲线是下图中的两种，则KHCO3、KMnO4的溶解度曲线分别是_____（填序号）。（4）用惰性电极电解K2MnO4溶液也可得到目标产物，则生成目标产物的电极反应式为___________，充分电解后，得到的溶液中溶质的主要成分是______和KMnO4。提分训练【解析】软锰矿(主要成分为MnO2，含有少量Al2O3、SiO2等)加入稀硫酸同时通入二氧化硫，可将MnO2还原成Mn2+，则溶液中主要阳离为Mn2+和Al3+，料渣为不溶于稀硫酸的SiO2，之后滤液中加入碳酸锰调节pH使Al3+转化为Al(OH)3沉淀除去；然后加入高锰酸钾氧化Mn2+得到MnO2沉淀，向熔融状态的MnO2中通入氧气，同时加入KOH，反应生成K2MnO4，加水溶解并通入过量二氧化碳，K2MnO4发生歧化得到含KMnO4和KHCO3的溶液，以及MnO2沉淀，之后对滤液进行蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤烘干得到高锰酸钾晶体。(1)根据分析可知料渣主要成分为SiO2，操作2可以提高原料的利用率；(2)调pH值的目的是使Al3+转化为Al(OH)3沉淀除去；氧化过程中KMnO4和Mn2+发生归中反应得到MnO2，离子方程式为2MnO−4+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+；熔融过程中O2为氧化剂，由0价降为-2价，每个氧气分子可以得到4个电子，MnO2为还原剂，化合价由+4价升为+6价，失去2个电子，所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2；(3)操作3的内容为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、烘干，说明KHCO3的溶解度随温度变化较大，为防止其析出要趁热过滤，所以曲线II代表碳酸氢钾；而KMnO4的溶解度随温度变化不大，而且KMnO4析出，说明其溶解度要比碳酸氢钾的溶解度小，所以曲线Ⅲ代表KMnO4的溶解度；(4)由K2MnO4得到KMnO4，锰元素化合价升高被氧化，所以应在阳极生成，电极方程式为MnO2−4-e−=MnO−4；电解过程中阴极水电离出的氢离子放电生成氢气，同时破坏水的电离平衡产生氢氧根，所以溶质为KOH和KMnO4。【答案】（1）SiO2提高原料的利用率（2）除去Al3+2MnO−4+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+1∶2（3）II、Ⅲ（4）MnO2−4-e−=MnO−4KOH2．金属钒主要用于冶炼特种钢，被誉为“合金的维生素”。工业上常用富钒炉渣（主要含FeO·V2O3，还有少量P2O5等杂质）制取钒的流程如下图。回答下列问题：(1)已知焙烧中先发生4FeO·V2O3+5O2=====高温4V2O5+2Fe2O3反应，其氧化产物是，进一步生成可溶性NaVO3的反应方程式为。(2)25℃时，Ksp(NH4VO3)＝4×10−2，电离平衡常数Kb(NH3·H2O)＝1.8×10−5。“沉钒”后VO−3的浓度为145mol/L，则滤液的pH为___。除OH−与VO−3外，滤液中还可能存在的阴离子是__。(3)“热解”过程产生的气体y的电子式为。(4)硅参与高温还原反应的方程式为，炉渣的主要成分是。(5)钒比铁的金属性强。工业上通过电解精炼“粗钒”可得到99.5%的纯钒，以熔融LiCl－KCl－VCl2为电解质，“粗钒”中含少量铁和硅。则“粗钒”应连接电源的___极，阴极的电极反应式为。【解析】焙烧是将FeO·V2O3转化为可溶性NaVO3，氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：4FeO·V2O3+4Na2CO3+5O2====△8NaVO3+2Fe2O3+4CO2，气体x为CO2，水浸，浸出渣为氧化铁，得到NaVO3溶液，滤液中加入NH4Cl沉钒生成NH4VO3，受热分解生成V2O5，和氨气，最后用硅铁还原，硅参与高温还原反应的方程式为5Si+2V2O5=====高温4V+5SiO2或5Si+2V2O5+5CaO=====高温4V+5CaSiO3，炉渣的主要成分是CaSiO3。（1）焙烧中先发生4FeO·V2O3+5O2=====高温4V2O5+2Fe2O3反应，其氧化产物是V2O5、Fe2O3，进一步生成可溶性NaVO3的反应方程式为V2O5+Na2CO3=====高温2NaVO3+CO2↑；（2）25℃时，Ksp(NH4VO3)＝4×10−2，电离平衡常数Kb(NH3·H2O)＝1.8×10−5。“沉钒”后VO−3的浓度为145mol·L−1，Ksp(NH4VO3)＝4×10−2=c(NH+4)c(VO−3)，c(NH+4)=2410145=1.8mol·L－1,Kh=1425101.8101.8KwxKbx,x=c(H+)=10−4.5mol·L−1,则滤液的pH为4.5。除OH−与VO−3外，P2O5溶于水生成磷酸电离出H2PO2−4、PO3－4或HPO2−4，滤液中还可能存在的阴离子是Cl−和H2PO2−4、PO3－4或HPO2−4。故答案为：4.5；Cl−和H2PO2−4、PO3－4或HPO2−4；（3）“热解”过程产生的气体y是氨气，电子式为；（4）硅高温时将钒还原，同时生成的二氧化硅与氧化钙形成炉渣，硅参与高温还原反应的方程式为5Si+2V2O5=====高温4V+5SiO2或5Si+2V2O5+5CaO=====高温4V+5CaSiO3，炉渣的主要成分是CaSiO3；（5）以熔融LiCl－KCl－VCl2为电解质，“粗钒”中含少量铁和硅，“粗钒”应连接电源的正极，发生氧化反应，阴极得电子发生还原反应，阴极的电极反应式为V2++2e−＝V。【答案】（1）V2O5、Fe2O3V2O5+Na2CO3=====高温2NaVO3+CO2↑（2）4.5Cl−和H2PO2−4、PO3－4或HPO2−4（3）（4）5Si+2V2O5=====高温4V+5SiO2或5Si+2V2O5+5CaO=====高温4V+5CaSiO3CaSiO3（5）正V2++2e−＝V3．银系列产品广泛地应用于化工、电子电锁、材料和工业催化等领域，对含银废料中贵金属银的综合回收具有重要的研究意义。一种对银粉和AgNO3生产过程中产生的含银废料进行综合回收的工艺流程如图：回答下列问题：(1)“溶解”反应的化学方程式为______。稀硝酸能否用浓硫酸代替____（填“能”或“不能”)，原因是______________。(2)“过滤3”操作中用到的玻璃仪器是_____________。(3)“络合”步骤中需要加氨水调pH≈7.7，生成的络合物为_____________。(4)N2H4·H2O称水合肼，具有强还原性和碱性。水合肼与硫酸反应生成正盐的化学式为_______。(5)“还原”步骤中产生的气体可参与大气循环，该气体分子的电子式为_______。(6)“母液2”中溶质的化学式为______________。(7)粗银经过烘干、焙烧、电解得到纯度99.9%的银。①焙烧是在中频炉中进行，中频炉优点是加热升温速度快，氧化烧损仅为0.5%，在此焙烧目的是_______。②电解时粗银做电极阳极，阴极为不锈钢板，电解液为AgNO3、HNO3、KNO3混合溶液，电解液中HNO3和KNO3的作用分别是__________、_________。【解析】(1)“溶解”反应是银与稀硝酸反应生成硝酸银、NO和水，方程式为：3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O；不能浓硫酸代替稀硝酸，因为硫酸银微溶，覆盖在银的表面，过滤1后银和硫酸银一起随滤渣而除去；(2)过滤操作要用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗；(3)过滤2的固体为AgCl，加入氨水，发生络合反应生成Ag(NH3)2Cl；(4)N2H4·H2O具有碱性，与硫酸反应生成正盐为N2H6SO4；(5)水合肼具有还原性，其被Ag(NH3)2Cl氧化的方程式为N2H4·H2O+4Ag(NH3)2Cl＝N2↑+4Ag↓+H2O+4NH4Cl，则产生的气体N2可参与大气循环，其电子式为；(6)根据(5)可知，反应后溶液中存在NH4Cl，“母液2”中溶质的化学式为NH4Cl；(7)①过滤后NH4Cl包裹在粗银中，焙烧可除去，故答案为：除去粗银中含有的杂质；②HNO3显酸性，可调节电解液的