(4)“还原”过程中获得 H3AsO3 的化学方程式为 _____________________________；“操作 A”为________、过滤；滤液Ⅱ的主要溶质是 ________。
(5)若每步均完全反应，“氧化”和“还原”时消耗相同条件下 O2 和 SO2 的体积分别为 x L、y L，则废水中 n(H3AsO3)∶n(H3AsO4)＝________(写出含 x、y 的计算式)。
(4)4
1.3 × 10－22 (5)Fe3＋恰好沉淀完全时，c(PO3－4 )＝ 1.0 × 10－5 mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(PO3－4 )＝0.013×(1.3×10－17)
2＝1.7×10－40<Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成 Mg3(PO4)2 沉淀
(2)“酸浸”后，钛主要以 TiOCl 2－4 形式存在，写出相应反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(3)TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示：
= = 高=温 = =
(6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4
2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑
3．最新研究表明 As2O3 在医药领域有重要应用。某小组从工业废料中提取 As2O3，设计
流程如下：
已知：H3AsO3 为弱酸，热稳定性差。 (1)写出一条“碱浸”时提高浸取率的方法：________________________；“碱浸” 中 H3AsO3 转化成 Na3AsO3 的离子方程式为__________________________________。 (2)“氧化”时向混合液中通入 O2 时对体系加压，目的是 ________________________。 (3)“沉砷”过程中有如下反应： ①Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH＜0 ②5Ca2＋＋OH－＋3AsO3－4 Ca5(OH)(AsO4)3↓ ΔH＞0 沉砷率与温度关系如图。沉砷最佳温度为____________________________________， 高于 85 ℃时，沉砷率下降的原因是________________________________。
分析，即低于 40 ℃时，随着温度的升高，反应速率加快；高于 40 ℃时，氨水挥发速率加
快、双氧水分解速率加快，导致反应物浓度降低，结果转化率降低。(4)考查化学式与元素
化合价关系。锂元素在化合物中只有一种化合价(＋1)，化合物中元素化合价代数和等于
0，过氧键中氧显－1 价，类似双氧水、过氧化钠。如果能求出－1 价氧原子个数，就能求
(4)“还原”过程中二氧化硫将 H3AsO4 还原为 H3AsO3，自身被氧化生成硫酸，化学方程 式为 H3AsO4＋H2O＋SO2===H3AsO3＋H2SO4；还原后加热溶液，H3AsO3 分解为 As2O3，所以“操 作 A”为加热、过滤；由化学方程式可知，滤液Ⅱ的主要溶质是 H2SO4。
(6) a
2．(2017·高考全国卷Ⅰ，T27，14 分)Li4Ti5O12 和 LiFePO4 都是锂离子电池的电极材 料，可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3，还含有少量 MgO、SiO2 等杂质)来制备。工艺流程 如下：
回答下列问题： (1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为 70%时， 所采用的实验条件为__________________。
出过氧键数目，即过氧键数目等于－1 价氧原子个数的一半。设 Li2Ti5O15 中－2 价、－1 价
{ ) x＋y＝15
氧原子个数分别为 x、y。有 2x＋y＝22 ，解得 x＝7，y＝8。所以，过氧键数目为
8
2＝4。(5)考查溶度积计算以及判断沉淀是否形成。分两步计算：①计算铁离子完全沉淀时
1.3 × 10－22
磷酸根离子浓度。c(Fe3＋)·c(PO3－4 )＝Ksp(FePO4)，c(PO3－4 )＝ 1.0 × 10－5
mol·L－1＝1.3×10－17
mol·L－1。②混合后，溶液中镁离子浓度为 c(Mg2＋)＝0.01
mol·L－1，c3(Mg2＋)·c2(PO3－4 )＝0.013×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40<Ksp[Mg3(PO4)2]，没 有磷酸镁沉淀生成。(6)草酸中碳为＋3 价，高温煅烧过程中铁的化合价降低，碳的化合价
相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80
℃后脱除率变化的原因：
________________________________________________________________________。
(5)脱硫时，CaCO3 稍过量，充分反应后仍有 SO 2－4 残留，原因是_________________； 加入 BaCO3 可进一步提高硫的脱除率，其离子方程式是____________________________。
升高，有 CO2 生成。 答案：(1)100 ℃、2 h，90 ℃、5 h
(2)FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4 ＋2H2O (3)低于 40 ℃，TiO2·xH2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过 40 ℃，双氧水分 解与氨逸出导致 TiO2·xH2O 转化反应速率下降
= = △= = =
(3)2Ca5(PO4)3F＋10H2SO4＋5H2O
10CaSO4·0.5H2O＋6H3PO4＋2HF
(4)80 ℃后，H2O2 分解速率大，浓度显著降低
(5)CaSO4 微溶 BaCO3＋SO2－4 ＋2H3PO4===BaSO4＋CO2↑＋H2O＋2H2PO－4 0.049bc
(6)取 a g 所得精制磷酸，加适量水稀释，以百里香酚酞做指示剂，用 b mol·L－1 NaOH 溶液滴定至终点时生成 Na2HPO4，消耗 NaOH 溶液 c mL。精制磷酸中 H3PO4 的质量分数 是________。(已知：H3PO4 摩尔质量为 98 g·mol－1)
解析：(1)流程中能加快反应速率的措施有将磷精矿研磨，酸浸时进行加热。(2)①该 反应符合复分解反应中“强酸制弱酸”的规律。②比较硫酸与磷酸的酸性强弱，可以比较 S 与 P 的非金属性强弱。结合元素周期律可以比较 S、P 的原子半径、核电荷数。(3)根据 元素守恒可写出反应的化学方程式。(4)有机碳的脱除率受两个因素的共同影响：一方面， 温度越高，反应速率越快，在相同投料比、相同反应时间内，有机碳的脱除率越高；另一 方面，温度升高可使较多的 H2O2 分解，氧化剂的量减少，使得有机碳的脱除率降低。80 ℃后，H2O2 分解对有机碳脱除率的影响超过了温度升高的影响，导致脱除率逐渐降低。(5)
倍)，使 Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时是否有 Mg3(PO4) 2 沉淀生成？ _______________________________________________________________(列式计算)。
FePO4、Mg3(PO4)2 的 Ksp 分别为 1.3×10－22、1.0×10－24。 (6)写出“高温煅烧②”中由 FePO4 制备 LiFePO4 的化学方程式： ________________________________________________________________________。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应：
= = △= = =
2Ca5(PO4)3(OH)＋3H2O＋10H2SO4
10CaSO4·0.5H2O＋6H3PO4
①该反应体现出酸性关系：H3PO4________H2SO4(填“：P 和 S 电子层数相同，_______________________。
温度/℃
30 35 40 45 50
TiO2·xH2O 转化率/% 92 95 97 93 88 分析 40 ℃时 TiO2·xH2O 转化率最高的原因：______________________________。 (4)Li2Ti5O15 中 Ti 的化合价为＋4，其中过氧键的数目为__________。 (5)若“滤液②”中 c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1
解析：工业废料(含 H3AsO3、H3AsO4)加入氢氧化钠溶液“碱浸”，与氢氧化钠反应生 成 Na3AsO3、Na3AsO4 溶液，通入氧气，将 Na3AsO3 氧化为 Na3AsO4，向溶液中加入石灰乳， 得到 Ca5(OH)(AsO4)3 沉淀，将 Ca5(OH)(AsO4)3 用硫酸酸化得到 H3AsO4，通入二氧化硫与
(2)“氧化”时向混合液中通入 O2 时对体系加压，可以增大 O2 的溶解度，加快反应速 率。
(3)“沉砷”是将砷元素转化为 Ca5(OH)(AsO4)3 沉淀，发生的主要反应有①Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH<0、②5Ca2＋＋OH－＋3AsO3－4 Ca5(OH)(AsO4)3 ΔH>0， 高于 85 ℃，随着温度升高，反应①中 c(Ca2＋)、c(OH－)减小，温度对平衡移动的影响反 应①大于反应②，使反应②中平衡逆向移动，沉砷率下降。
(3)酸浸时，磷精矿中 Ca5(PO4)3F 所含氟转化为 HF，并进一步转化为 SiF4 除去。写出 生成 HF 的化学方程式：_______________________________________________________。
(4)H2O2 将粗磷酸中的有机碳氧化为 CO2 脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、
m(H3PO4) 10－3bc mol
m(H3PO4)＝4.9×10－2bc