《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

6.(2024北京海淀一模，7)分银渣是从阳极泥中提取贵金属后的尾渣，含有PbSO₄、BaSO₄、SnO₂及Au、Ag等,具有较高的综合利用价值。一种从分银渣中提取有用产品的流程如下:

已知:PbCl₂(s)+2Cl⁻(aq) ⇌ [PbCl₄]²⁻(aq);Ⅴ中生成[AuCl₄]⁻和[AgCl₃]²⁻;PbSO₄、PbCO₃、BaSO₄、BaCO₃的Kₛₚ依次为2.5×10⁻⁸、7.4×10⁻¹⁴、1.1×10⁻¹⁰、2.6×10⁻⁹。
下列说法不正确的是　　　　　　　　(　　　)
A.步骤ⅰ中一定发生反应:PbSO₄(s)+CO₃²⁻(aq) ⇌ PbCO₃(s)+SO₄²⁻(aq)
B.步骤ⅰ、ⅲ后需先过滤再加盐酸
C.步骤ⅱ、ⅳ提取Pb(Ⅱ)、Ba²⁺时,均有H⁺和Cl⁻参加反应
D.试剂a可为NaCl,促进Au、Ag的浸出

答案： 步骤ⅰ中加入Na₂CO₃溶液，根据题给Kₛₚ，可知会发生沉淀转化，A项正确。若不过滤，会多消耗盐酸，B项正确。ⅳ中提取Ba²⁺时，Cl⁻未参加反应，C项错误。ⅴ中生成[AuCl₄]⁻和[AgCl₃]²⁻，加入NaCl，增大了Cl⁻浓度，平衡向生成[AuCl₄]⁻和[AgCl₃]²⁻的方向移动，促进Au、Ag的浸出，D项正确。

7.(2024辽宁沈阳一模,16)马日夫盐[Mn(H₂PO₄)₂·2H₂O]是一种用于机械设备的防锈磷化剂,工业上利用软锰矿(主要成分为MnO₂,含少量硅、铁、铝等的氧化物)为主要原料,联合处理含SO₂的烟气并制备马日夫盐的一种工艺流程如下。请回答下列问题:
　
已知:①Mn(OH)₂不稳定,易被空气氧化;
②有机萃取剂是溶解了一种酸性磷酸酯(表示为H₂A₂)的磺化煤油,萃取时发生的反应主要为Fe³⁺ + 3H₂A₂ ⇌ Fe(HA₂)₃ + 3H⁺;
③Kₛₚ[Fe(OH)₃]=2.8×10⁻³⁹,Kₛₚ[Al(OH)₃]=1.0×10⁻³³,Kₛₚ[Mn(OH)₂]=1.0×10⁻¹².⁸。
(1)若含SO₂的烟气中混有空气,在不同的浸出时间下,浸出液中Mn²⁺、SO₄²⁻的浓度和pH测定结果如下图所示,在“浸锰”步骤中,主反应的化学方程式为__________________,2h后曲线产生明显差异的原因是________(用化学方程式表示)。
　　
(2)萃取可分为扩散萃取和动力学萃取两种类型。萃取率随搅拌速度增加而进一步增加的称为扩散萃取,浸出液受化学反应控制的称为动力学萃取。萃取时搅拌速度和溶液pH对金属离子的萃取率的影响如图所示。萃取时,应采用的最佳实验条件为__________,pH过大或过小都会降低Fe³⁺萃取率,结合平衡移动原理解释其原因是______________________________。

(3)若浸出液中Mn²⁺的浓度为1.0mol/L,则“调pH”的范围为________(当离子浓度小于1.0×10⁻⁶mol/L时认为沉淀完全)。
(4)“沉锰”步骤中为减少副产物Mn(OH)₂ 的生成,正确的操作是将__________溶液逐滴加入________溶液中,并不断搅拌。
(5)“酸溶”后的操作步骤包括______________、过滤、洗涤、干燥。

答案： 答案 （1）MnO₂+SO₂$\xlongequal{}$MnSO₄ 2SO₂+O₂+2H₂O$\xlongequal{}$2H₂SO₄
（2）350～400 rpm、pH = 1 pH过小时，萃取反应的平衡逆向移动，萃取率下降；pH过大时，Fe³⁺会生成Fe(OH)₃
（3）5.0≤pH＜7.6 （4）碳酸钠 硫酸锰
（5）蒸发浓缩、冷却结晶
解析 根据题给流程，要保留Mn元素，除去Si、Fe、Al元素，Mn元素在最后的产品中显示＋2价，则流程中有将MnO₂还原的操作。第一步，加入稀硫酸和SO₂进行浸锰，结合后续操作，可知在此步中MnO₂被还原生成MnSO₄；SiO₂不反应，进入滤渣1；Fe、Al元素以金属阳离子的形式进入溶液。经过第二步萃取分液除去Fe³⁺，则调pH环节是为了除去Al³⁺。（1）在“浸锰”步骤中，MnO₂转化为Mn²⁺，应是MnO₂与具有还原性的SO₂反应，化学方程式为MnO₂+SO₂$\xlongequal{}$MnSO₄；2 h后浸出液中相同时间内Mn²⁺浓度的增加量小于SO₄²⁻浓度的增加量，说明有副反应2SO₂+O₂+2H₂O$\xlongequal{}$2H₂SO₄发生。（2）据图可知萃取时搅拌速度在350～400 rpm时，萃取率最大；溶液pH = 1时，Fe³⁺萃取率最大，且Mn²⁺不被萃取，进而可得最佳的实验条件。（3）“调pH”的目的是使Al³⁺完全沉淀除去，Mn²⁺不被沉淀出来，Al³⁺完全沉淀时，c(OH⁻)≥$\sqrt[3]{\frac{K_{sp}[Al(OH)_{3}]}{c(Al^{3 + })}}$=$\sqrt[3]{\frac{1.0\times10^{-33}}{1.0\times10^{-6}}}$ mol/L = 10⁻⁹ mol/L，pH≥5.0；同时保证Mn²⁺不沉淀，则c(OH⁻)＜$\sqrt{\frac{K_{sp}[Mn(OH)_{2}]}{c(Mn^{2 + })}}$=$\sqrt{\frac{1.0\times10^{-12.8}}{1.0}}$ mol/L = 10⁻⁶.⁴ mol/L，c(H⁺)=$\frac{10^{-14}}{10^{-6.4}}$ mol/L = 10⁻⁷.⁶ mol/L，pH＜7.6。（4）碳酸钠溶液显碱性，与硫酸锰反应时可能有Mn(OH)₂生成，为减少副产物Mn(OH)₂的生成，需要碳酸钠溶液不能过量，则正确的操作是将碳酸钠溶液逐滴加入硫酸锰溶液中。（5）“沉锰”反应后过滤、洗涤，向得到的MnCO₃固体中加入适量磷酸溶液，得到Mn(H₂PO₄)₂溶液，从溶液中得到结晶水合物的操作蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。