为获得髙纯度的球形超细镍粉，NH4Cl溶液的浓度最好控制为_______g/L，当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时，阴极有无色无味气体生成，导致阴极电流效率降低，该气体为_______。 【答案】（1）强 Ag、AgCl H2O2分解放出氧气 （2）2Au+ClO3－+7Cl－+6H+=2[AuCl4]－ +3H2O （3）分银液中存在[Ag(SO3)2]3—

+

+

Ag++2SO32－，加H2SO4至pH=4，SO32－转化为HSO3－，c(SO32－)减小，平衡

－

2－

+

正向移动，c(Ag)增大，Ag与分银液中Cl反应生成AgCl SO3+ 2H = SO2↑+H2O （4）溶液中SO42—浓度应低于1.4×10－3mol/L （5）10 H2 【解析】

（1）由表中数据可知，镍的Ni浸出率比铜高，说明镍容易被氧化，因此金属性Ni比Cu强。根据上述分析，“分铜”时加入足量的NaCl可以使溶解出的Ag形成AgCl进入分铜渣，分铜渣中银元素的存在形式为Ag、AgCl；“分铜”时，如果反应温度过高，双氧水发生分解，会有明显的气体放出现象。

（2）分金液的主要成分为[AuCl4]-，“分金”时，单质金发生的反应是金和加入的氯酸钠和盐酸发生氧化还原反应生成[AuCl4]-，反应的离子方程式为：2Au+ClO3-+7Cl-+6H+=2[AuCl4]-+3H2O。

（3）分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3-，且存在[Ag(SO3)2]3-?Ag++2SO32-，H2SO4电离出的H+降低了SO32-的浓度，平衡正向进行，能够析出AgCl 的原因为：H2SO4电离出的H+降低了SO32-的浓度，促使[Ag(SO3)2]3-?Ag++2SO32-平衡正向移动，电离出Ag+，Ag+与分银液中的Cl-反应生成AgCl，调节溶液的pH 不能过低理由为：避免产生污染气体SO2。

（3）分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]，由于存在[Ag(SO3)2]?Ag+2SO3，H2SO4电离出的H降低了SO3的浓度，平衡正向进行，c(Ag)增大，Ag与分银液中Cl反应生成AgCl；如果溶液的pH 过低，硫酸会与亚硫酸根离子反应放出气体SO2，产生污染，反应的离子方程式为SO32－+ 2H+ = SO2↑+H2O。

+

+

－

3-3-+

2-+

2-+

（4）c(SO4)=

2—

2—

=

－3

=1.4×10 mol/L，因此沉银时为了保证不析出Ag2SO4，应如何控制

－3

溶液中SO4浓度低于1.4×10mol/L。

（5）根据图象可知，NH4Cl的浓度为10g?L时，镍的成粉率最高，所以NH4Cl的浓度最好控制为10 g?L，当NH4Cl浓度大于15g?L-1时，阴极有气体生成，阴极发生还原反应，阴极生成的气体为氢气，溶液中铵根离子水解溶液呈酸性，阴极电极反应式为：2H++2e-=H2↑或2NH4++2H2O+2e-=2NH3?H2O+H2↑，产生气体为氢气。 9．[安徽省合肥市2019年高三第三次教学质量检测]某工厂以重晶石（主要含BaSO4）为原料，生产“电子陶瓷工业支柱”——钛酸(BaTiO3)的工艺流程如下：

-1

-1

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回答下列问题：

（1）为提高BaCO3的酸浸速率，可采取的措施为____________________________________________（写出一条即可）；常温下，TiCl4为液体且易水解，配制一定浓度的TiCl4溶液的方法是______________________________________________。

（2）用Na2CO3溶液浸泡重晶石（假设杂质不与Na2CO3反应），能将BaSO4转化为BaCO3，此反应的平衡常数K=__________________（填写计算结果）；若不考虑CO32－的水解，要使2. 33g BaSO4恰好完全转化为BaCO3，则至少需要浓度为1.0mol·L－1Na2CO3溶液________________________mL。（已知：Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、Ks

p

(BaCO3)=5.0×10-9）

（3）流程中“混合”溶液的钛元素在不同pH时主要以TiO(OH)＋、TiOC2O4、TiO(C2O4)22－三种形式存在（变化曲线如右图所示）。实际制备工艺中，先用氨水调节混合溶液的pH于2.8左右，再进行“沉淀”，其反应的离子方程式为_________________________________________________________；图中曲线c对应钛的形式为______________________________________________（填粒子符号）。

（4）流程中“滤液”的主要成分为___________________；隔绝空气煅烧草酸氧钛钡晶体得到钛酸钡粉体和气态产物，试写出反应的化学方程式：__________________________________。

【答案】（1）将BaCO3研成粉末或适当增大盐酸浓度或适当加热或搅拌等 溶于浓盐酸，再加适量水稀释至所需浓度 （2）0.02 510

（3）TiO(C2O4)22－＋Ba2＋＋4H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓ TiO(OH)＋

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（4）NH4Cl BaTiO(C2O4)2·4H2O【解析】

BaTiO3＋2CO↑＋2CO2↑＋4H2O

（1）盐酸与BaCO3发生反应：2HCl+BaCO3=BaCl2+H2O+CO2↑，为了加快反应速率可以将固体BaCO3研成粉末，以增大接触面积；也可以适当增大盐酸浓度或适当加热升高反应温度或搅拌等；TiCl4是强酸弱碱盐，在溶液中Ti4+会发生水解反应：Ti4++4H2O

Ti(OH)4+4H+，使溶液变浑浊，为了配制得到澄清的TiCl4溶液，同

时不引入杂质离子，通常是将TiCl4溶于浓盐酸中，然后再加适量水稀释至所需浓度。

（2）在溶液中BaSO4存在沉淀溶解平衡，当向溶液中加入饱和Na2CO3溶液时，发生沉淀转化生成BaCO3：BaSO4(s)+CO3(aq)

2-

BaCO3(s)+SO4(aq)，待达到平衡后，移走上层清液，重复多次操作，最终BaSO4生

2-

成BaCO3；反应的平衡常数

物质的量为0.01mol，根据BaSO4(s)+CO3(aq)

2-2-2-

；2.33gBaSO4

BaCO3(s)+SO4(aq)，完全转化需要0.01molCO3，同时

2-2－

溶液中产生0.01molSO4，根据K值溶液中含有n（CO3）=0.01mol÷0.02=0.5mol，需要加入Na2CO3为0.01mol+0.5mol=0.51mol，需要Na2CO3溶液的体积为0.51mol÷1mol/L=0.51L=510mL。

（3）“混合溶液”过程中，钛元素在不同pH下主要以TiOC2O4、TiO(C2O4)22-和TiO(OH)+三种形式存在，调节混合液pH在2.8左右再进行沉淀，据“沉淀”时生成草酸氧钛钡晶体中含有TiO(C2O4)22-(即b微粒)，“沉淀”时的离子方程式为：TiO(C2O4)22-＋Ba2＋+4H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O↓；随着氨水的不断加入溶液的pH不断增大，可以判断c对应钛的形式为TiO（OH）。

（4）TiCl4和草酸混合液加入了氨水，然后与BaCl2溶液混合得到草酸氧钛钡晶体，根据原子守恒，滤液中主要成分为NH4Cl。草酸氧钛钡晶体隔绝空气煅烧得到BaTiO3，同时得到CO、CO2及水蒸气，煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3方程式为BaTiO(C2O4)2·4H2O

BaTiO3+2CO↑+2CO2↑+4H2O。

+

10．[陕西省咸阳市2019届高三模拟检测（三)]氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：①菱锰矿石主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素； ②相关金属离子[c(M)=0.1 mol·L]形成氯氧化物沉淀时的pH如下：

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n+

?1

金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Al 3.8 5.2 3+Fe 1.5 2.8 3+Fe 6.3 8.3 2+Ca 10.6 12.6

2+Mn 8.8 10.8 2+Mg 9.6 11.6 2+③常温下，CaCl2、MnCl2的溶度积分别为回答下列问题：

（1）“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________。 （2）分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是：

焙烧温度_________，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________，焙烧时间为___________。

（3）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe氧化为Fe，反应的离子方程式为________________________________________；然后调节溶液pH使Fe、Al沉淀完全，此时溶液的pH范围为___________________________。再加入NH4F沉淀Ca、Mg，当c(Ca)=1.0×10 mol·L时，c(Mg)=__________________mol·L。

（4）碳化结晶时，发生反应的离子方程式为___________。 （5）流程中能循环利用的固态物质是____________。 【答案】（1）MnCO3+2NH4Cl

MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O

?1

2+

2+

2+

?5

?1

2+

3+

3+

2+

3+

（2）500℃ 1.10 60min

（3）MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10 （4）Mn+2HCO3

2+

-2+

+

2+

3+

-6

MnCO3↓+CO2↑+H2O

（5）NH4Cl 【解析】

（1）根据工艺流程图知“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为：MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O； （2）根据图示锰浸出率比较高，焙烧菱镁矿的最佳条件是：焙烧温度500℃；氯化铵与菱镁矿粉的质量比为1.10；焙烧时间为60min；

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