磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有以及少量的。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。常温下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表：金属离子开始沉淀的1.53.48.912.0沉淀完全的2.84.710.913.8已知：①“焙烧”中，几乎不发生反应，转化为相应的硫酸盐；②。回答下列问题：

1. 磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 $\text{[math]}$ 以及少量的 $\text{[math]}$ 。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

常温下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的 $\text{[math]}$ 见下表：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$	1.5	3.4	8.9	12.0
沉淀完全 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$	2.8	4.7	10.9	13.8

已知：①“焙烧”中， $\text{[math]}$ 几乎不发生反应， $\text{[math]}$ 转化为相应的硫酸盐；

② $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) 为了加快“焙烧”速率，可采用的物理方法为(填一种即可)。

(2) $\text{[math]}$ “焙烧”时，转化为 $\text{[math]}$ ；

① $\text{[math]}$ 在水中的电离方程式为。

②在 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液中，各离子浓度由大到小的顺序为(填离子符号)。

(3) “水浸”后的 $\text{[math]}$ 约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，最先析出的离子为(填离子符号)。

(4) 水浸渣在 $\text{[math]}$ “酸溶”，最适合的加热方式为(填“水浴”或“油浴”)加热。

(5) “酸溶”后，将溶液适当稀释并加热， $\text{[math]}$ 水解析出 $\text{[math]}$ 沉淀，该反应的离子方程式为。

(6) 利用表中数据，可计算出 $\text{[math]}$ 。

【考点】

盐类水解的应用; 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质; 离子浓度大小的比较; 电离方程式的书写;

【答案】

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流程题困难

1. 实验室以天青石精矿(主要含SrSO₄ ，还含有少量SiO₂、CaSO₄、BaSO₄)为原料制取SrSO₄ ，其实验流程如下：

(1)室温下，反应SrSO₄(s)＋CO $\text{[math]}$ (aq) $\text{[math]}$ SrCO₃(s)＋SO $\text{[math]}$ (aq)达到平衡，则反应的平衡常数为[K_sp(SrSO₄)＝3.2×10⁻⁷ ， K_sp(SrCO₃)＝5.6×10⁻¹⁰]。

(2)浸取天青石精矿时，向NH₄HCO₃溶液中加入适量浓氨水的目的是。“浸取Ⅰ”的条件是温度在60~70℃、搅拌、反应3小时，温度过高将会导致SrSO₄的转化率下降，其原因是。

(3) “焙烧”所得SrO粗品用蒸馏水多次浸取得Sr(OH)₂溶液。判断SrO粗品已经浸取完全的方法：。

(4) “沉淀”过程中除得到SrSO₄外，还得到一种可循环利用的物质，该物质为。

(5)将SrSO₄与煤粉按照一定比例混合后煅烧得到一种黑灰(SrS)。

①写出生成SrS的化学反应方程式：。

②设计以黑灰为原料，制取SrSO₄的实验方案：。

(已知：SrS易溶于水，易水解。水浸时的浸取率随温度变化如下图。实验中锶元素需充分转化SrSO₄ ，必须使用的试剂：蒸馏水、3mol·L^－¹H₂SO₄和NaOH溶液)。

流程题普通

2. 毒重石的主要成分为BaCO₃（含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl₂•2H₂O的流程如图所示：

已知：①

离子	Ca²⁺	Mg²⁺	Fe³⁺
开始沉淀时的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀时的pH	13.9	11.1	3.2

②K_sp(BaC₂O₄) = 1.6×10^-7 K_sp(CaC₂O₄) = 2.3×10^-9

(1) 毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是。

(2) 加入氨水调节pH=8可除去（填离子符号），滤渣II中含有（填化学式）。

(3) 滤渣I在水中的的沉淀溶解平衡可表示为。

(4) 通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10^-5mol∙L^-1时即为除杂完全，则Ca²⁺沉淀完全时溶液中[C₂O $\text{[math]}$ ]至少是，但加入H₂C₂O₄溶液时应避免过量，原因是。

流程题普通

3. 一种银铟矿主要成分为Au、 $\text{[math]}$ 、CuS、ZnS、PbS、FeS、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等物质，从该矿获得稀有金属的工艺流程如图所示：

该工艺条件下，金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀的pH	2.2	2.1	2.6	4.6	6.24	7.1
完全沉淀（ $\text{[math]}$ ）的pH	3.2	3.4	4.3	6.6	8.24	9.1