(1)分子筛的孔道直径为4A称为4A型分子筛；当Na被Ca取代时就制得5A型分子筛，当Na被K

＋

2＋

＋

＋

取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)应该选用________型的分子筛。

(2)铝灰在90 ℃时水解的化学方程式为____________________________；“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是_________________________________。

(3)“酸溶”时，为降低生产成本，应选择的酸为__________，理由是_____________。 (4)“氧化”时，发生的主要反应的离子方程式为____________________________。 (5)该工艺中滤渣的成分是________。

(6)“胶体”调节pH后过滤所得“晶体”需洗涤，如何证明该晶体已经洗涤干净？_________________。 【答案】(1)5A

90 ℃

(2)AlN＋3H2O=====Al(OH)3＋NH3↑ 加快AlN水解反应速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出 (3)盐酸 电解时生成的氢气和氯气可以制备盐酸 (4)2Fe＋2H＋ClO===2Fe＋Cl＋H2O (5)Fe(OH)3

(6)取最后一次洗涤液少许，加入浓氢氧化钠溶液并微热，若不能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则洗涤干净，否则未洗涤干净(或取最后一次洗涤液少许，加稀硝酸酸化，再加硝酸银溶液，若不能产生白色沉淀，则洗涤干净，否则未洗涤干净)

2＋

＋

－

3＋

－

例7PFS是水处理中重要的絮凝剂，下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。

(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是________；PFS中铁元素的化合价为________；在酸浸槽中，为了提高浸出率，可以采取的措施有________________(写两条)。

(2)若废铁屑中含有较多铁锈(Fe2O3·xH2O)，则酸浸时反应的化学方程式有________________________。 (3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂，则反应的离子方程式为_______________；生产过程中，发现反应釜中产生了大量的气体，且温度明显升高，其原因可能是______________________。

(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强，造成的后果是____________________。如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe的浓度为1 mol·L

－1

3＋

，当Fe开始沉淀时，溶液的pH约为________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10【答案】(1)H2SO4 ＋3 加热、搅拌、多次浸取等

3＋－39

]。

(2)Fe2O3·xH2O＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋(3＋x)H2O、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ (3)2Fe＋H2O2＋2H===2Fe

＋

2＋

3＋

2＋＋3

＋2H2O H2O2与Fe的反应为放热反应，加入的H2O2过多，且生成的Fe能作H2O2分解的催化剂，H2O2发生

3＋

－

分解反应，生成了O2 (4)影响Fe与OH的结合(合理答案均可) 1

【解析】(1)絮凝剂是硫酸盐，制备时不能引入杂质，要用硫酸酸浸；根据[Fe2(OH)x(SO4)3－x/2]y中各元素正负化合价的代数和为0，得铁的化合价为＋3。(2)Fe2O3·xH2O和Fe均与硫酸反应。(4)Fe＋3H2O

Fe(OH)3＋3H，酸性过强，Fe水解平衡逆向移动，不利于Fe(OH)3的生成；若溶液中Fe的浓度

－1

3＋

－39

＋

3＋

3＋

3＋

为1 mol·L，当Fe开始沉淀时，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10

－1

＝c(Fe)·c(OH)，则1.0×10

3＋3－－39

＝1 mol·L

×c(OH)，解得c(OH)＝10

3－－－13

mol·

L，则c(H)＝0.1 mol·L，所以pH＝1。

例8醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：

－1＋－1

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：

金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe Fe Al Ni 2＋3＋2＋3＋物质 CaSO4 NiF2 CaF2 NiCO3 20 ℃时溶解性(H2O) 微溶 可溶 难溶 1.1 5.8 3.0 6.7 3.2 8.8 5.0 9.5 Ksp＝9.60×10－6 (1)调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是____________。 (2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是________、________。

(3)写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式：___________________________。

(4)酸浸过程中，1 mol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式：______________________________________。

(5)沉镍过程中，若c(Ni)＝2.0 mol·L，欲使100 mL该滤液中的Ni沉淀完全[c(Ni)≤10 mol·L

－1

2＋

－1

2＋

2＋

－5

]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为________ g。(保留小数点后1位有效数字)

(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温

度与时间分别为________ ℃、________ min。

【答案】(1)5.0≤pH＜6.7 (2)SiO2、CaSO4 CaF2

(3)2Fe＋H2O2＋2H===2Fe＋2H2O

(4)NiS＋H2SO4＋2HNO3===NiSO4＋SO2↑＋2NO↑＋2H2O (5)31.4 (6)70 120

2＋＋3＋

NO，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式。(5)Ni沉淀完全时溶液中c(CO3)＝

－6

KspNiCO39.60×10－1－1

＝＝0.96 mol·L，故需要加入Na2CO3的质量最少为[0.96 mol·L×0.1 L＋(2.0 2＋－5

cNi10

2＋2－

mol·L－10 mol·L)×0.1 L]×106 g·mol＝31.4 g。

例9 硫酸锌可用于制造锌钡白、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：

－1－5－1－1

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计算)如表所示：

金属离子 Fe Fe Zn 2＋2＋3＋－1

开始沉淀的pH 1.1 5.8 6.4 沉淀完全的pH 3.2 8.8 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Fe、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____________________________________。

3＋

＋