《2025年步步高大二轮专题复习化学》

2. [2024·湖南，16(3)(4)]铜阳极泥(含有Au、$Ag_{2}Se$、$Cu_{2}Se$、$PbSO_{4}$等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下：
铜阳极泥$\xrightarrow{H_{2}O_{2},H_{2}SO_{4}}氧化酸浸\xrightarrow{NaCl}滤渣1\xrightarrow{NaClO_{3},H_{2}SO_{4}}除金\xrightarrow{Na_{2}SO_{3}}滤渣2\xrightarrow{NaCl}银转化\xrightarrow{Na_{2}S_{2}O_{4}}银原\xrightarrow{}Ag$
滤液1 (含$Na[AuCl_{4}]$) $PbSO_{4}$ 滤液4
已知：①当某离子的浓度低于$1.0\times10^{-5}mol\cdot L^{-1}$时，可忽略该离子的存在；
②$AgCl(s)+Cl^{-}(aq)\rightleftharpoons[AgCl_{2}]^{-}(aq)$ $K = 2.0\times10^{-5}$；
③$Na_{2}SO_{3}$易从溶液中结晶析出；
④不同温度下$Na_{2}SO_{3}$的溶解度如下：
　
回答下列问题：
　(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的$NaCl$：
　①在“氧化酸浸”工序中，加入适量$NaCl$的原因是____________________。
　②在“除金”工序溶液中，$Cl^{-}$浓度不能超过____$mol\cdot L^{-1}$。
　(4)在“银转化”体系中，$[Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - }$和$[Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - }$浓度之和为$0.075mol\cdot L^{-1}$，两种离子分布分数$\delta[\delta([Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - }) = \frac{n([Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - })}{n([Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - })+n([Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - })}$随$SO_{3}^{2 - }$浓度的变化关系如图所示，若$SO_{3}^{2 - }$浓度为$1.0mol\cdot L^{-1}$，则$[Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - }$的浓度为________$mol\cdot L^{-1}$。
　　　　　

答案：
(3)①使银元素转化为$AgCl$沉淀 ②$0.5$
(4)$0.05$
解析
(3)①在“氧化酸浸”工序中，加入适量$NaCl$的原因是使银元素转化为$AgCl$沉淀。②由题目可知$AgCl(s)+Cl^{-}(aq)\rightleftharpoons [AgCl_{2}]^{-}(aq)$，在“除金”工序溶液中，若$Cl^{-}$加入过多，$AgCl$则会转化为$[AgCl_{2}]^{-}$，当某离子的浓度低于$1.0×10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}$时，可忽略该离子的存在，为了不让$AgCl$发生转化，则令$c([AgCl_{2}]^{-}) = 1.0×10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}$，由$K=\frac{c([AgCl_{2}]^{-})}{c(Cl^{-})}=2.0×10^{-5}$，可得$c(Cl^{-}) = 0.5\ mol\cdot L^{-1}$，即$Cl^{-}$浓度不能超过$0.5\ mol\cdot L^{-1}$。
(4)在“银转化”体系中，$[Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - }$和$[Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - }$浓度之和为$0.075\ mol\cdot L^{-1}$，溶液中存在平衡关系：$[Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - }+SO_{3}^{2 - }\rightleftharpoons [Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - }$，当$c(SO_{3}^{2 - })=0.5\ mol\cdot L^{-1}$时，此时$c([Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - })=c([Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - })=0.0375\ mol\cdot L^{-1}$，则$K=\frac{c([Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - })}{c([Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - })\cdot c(SO_{3}^{2 - })}=\frac{0.0375}{0.0375×0.5}=2$，当$c(SO_{3}^{2 - })=1\ mol\cdot L^{-1}$时，$K=\frac{c([Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - })}{c([Ag(SO_{3})_{2}]^{3 - })\cdot c(SO_{3}^{2 - })}=\frac{c([Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - })}{(0.075 - c([Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - }))×1}=2$，解得$c([Ag(SO_{3})_{3}]^{5 - })=0.05\ mol\cdot L^{-1}$。

3. [2021·河北，15(1)(2)(3)(6)(7)]绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价格盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了$Cr - Fe - Al - Mg$的深度利用和$Na^{+}$内循环。工艺流程如图：
$Fe(CrO_{2})_{2}(含Al_{2}O_{3},MgO)\xrightarrow{O_{2}(g)+熔融NaOH,H_{2}O(l)}高温连续氧化\xrightarrow{工序①}过滤\xrightarrow{介稳态粗分离}滤渣I\xrightarrow{过量气体A}Na_{2}CrO_{4}溶液\xrightarrow{工序③}Na_{2}Cr_{2}O_{7}溶液 + 物质V\xrightarrow{}气体A$
$过量气体A + H_{2}O(g)\xrightarrow{工序②}无色溶液\xrightarrow{工序④}Al(OH)_{3}(s) + 物质V的溶液\xrightarrow{}MgCO_{3}(s)\xrightarrow{煅烧}MgO(s)$
$过滤\xrightarrow{}固体Ⅲ\xrightarrow{热解}混合气体Ⅳ$
　
回答下列问题：
　(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符号)。
　(2)工序①的名称为________。
　(3)滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)。
　(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序________(填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。
　(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为________(通常认为溶液中离子浓度小于$10^{-5}mol\cdot L^{-1}$为沉淀完全；$Al(OH)_{3}+OH^{-}\rightleftharpoons Al(OH)_{4}^{-}$ $K = 10^{0.63}$；$K_{w}=10^{-14}$，$K_{sp}[Al(OH)_{3}]=10^{-33}$)。

答案：
(1)$Fe$、$Cr$
(2)溶解浸出
(3)$MgO$、$Fe_{2}O_{3}$
(6)②
(7)$8.37$
解析
(2)工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质。
(6)热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气，将混合气体通入滤渣Ⅰ中可以将氧化镁转化为碳酸氢镁溶液，则混合气体最适宜返回的工序为工序②。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的反应为$Al(OH)_{4}^{-}+H^{+}\rightleftharpoons Al(OH)_{3}\downarrow +H_{2}O$，反应的平衡常数为$K_{1}=\frac{1}{c[Al(OH)_{4}^{-}]\cdot c(H^{+})}=\frac{1}{c[Al(OH)_{4}^{-}]\cdot c(H^{+})\cdot c(OH^{-})}\times\frac{1}{K\cdot K_{w}} = 10^{13.37}$，当$c[Al(OH)_{4}^{-}]$为$10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}$时，溶液中氢离子浓度为$\frac{1}{c[Al(OH)_{4}^{-}]\cdot K_{1}}=\frac{1}{10^{-5}×10^{13.37}}\ mol\cdot L^{-1}=10^{-8.37}\ mol\cdot L^{-1}$，则溶液的$pH$为$8.37$。