- 物质的分离和提纯
- 共4370题
某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程，取该矿样为原料生产CuC12·2H2O晶体。
已知：常温下，金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表。
回答下列问题：
（1）步骤①的焙烧过程中需要通入氧气。在实验室中，可使用常见化学物质利用右图所示装置制取氧气，试写出熟悉的符合上述条件的两个化学方程式：______、______
（2）培烧产生的尾气中含有的一种气体是形成酸雨的污染物，若将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式：______、______
（3）步骤②酸浸过程中，需要用到3mol·L-1的盐酸100mL，配制该盐酸溶液时，除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的仪器有_________
（4）步骤④加入物质X的目的是_____，物质X可以选用下列物质中的_____。
A．氢氧化钠 B．稀盐酸 C．氨水 D．氧化铜
（5）当溶液中金属离子浓度低于1×10-5 mol·L-1时，认为该金属离子沉淀完全，则Ksp[Fe(OH)2]= _____。
正确答案
（1）2H2O2
（2）2H2SO3+O2=2H2SO4，2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4，2NH4HSO3+O2=2NH4HSO4
（3）100 mL容量瓶、量筒
（4）调控溶液的pH，使Fe3+以Fe(OH)3沉淀的形式析出 ； D
（5）1×10-15
试题分析：（1）该装置是固液不加热制气体的装置，可用该装置制备氧气的反应有H2O2和MnO2及Na2O2和H2O。
（2）尾气中含有SO2气体，通入氨水中后，SO2可与氨水反应生成(NH4)2SO3、NH4HSO3，SO32-易被氧化为SO42-。
（3）配制一定物质的量浓度盐酸溶液时，是将浓盐酸稀释为稀盐酸，因此还需要的玻璃仪器有容量瓶和量筒。
（4）步骤④加入X物质是为了调节溶液的pH，除去Fe3+。为防止引入杂质及Cu2+沉淀，应选用CuO。
（5）Fe2+完全沉淀时pH=9，则溶液中的c(OH-)=1×10-5mol·L-1，则Ksp=c(Fe2+)·c2(OH-)=1×10-5×(1×10-5)2=1×10-15。
实验室可用MnO2和KClO3混合加热的方法制取氧气：2KClO3
I．现有下列仪器或装置：
（1）A－D装置中，用作KClO3为原料制氧气的反应装置是＿＿＿＿(填序号)。
（2）排水法收集氧气，接口顺序是：氧气出口→___→___→g→h→烧杯(填序号)。
Ⅱ．KClO3分解时尚有副反应，导致收集到的气体有异味。据推测，副产物可能是O3、Cl2、ClO2中的一种或几种。资料表明：O3、Cl2、ClO2的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃，且O3、ClO2也能将KI氧化为I2。为探究副反应气体产物的成分，将KClO3分解产生的气体经干燥后通入如右装置进行实验：
（3）若要确认副产物中含Cl2，F中应盛放_____溶液。
（4）确定副产物中含有ClO2的现象是_________________。
（5）实验时若D中无现象，E中试纸变蓝，能否得出副产物含有臭氧的结论?
答：_____ (填“能”或“不能”)。理由是________________________________。
Ⅲ．ClO2是饮用水消毒剂。用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5～6.5)除含有ClO2外，常含有一定量对人体不利的ClO2-。为测定此饮用水中两者成分，进行如下实验：准确量取v mL水样加入到锥形瓶中，调节水样pH＝8，加人足量KI晶体，发生如下反应：2ClO2+2I- ＝I2+2ClO2-，反应结束后产生amolI2；继续调节溶液pH＝1，又发生如下反应：ClO2-+4H++4I- ＝2I2+Cl-+2H2O，反应结束后叉产生bmolI2。
（6）饮用水中c(ClO2-)＝_____________mol·L- 1(用含字母的代数式表示)。
正确答案
（1）A（2分）
（2）f 、e（2分）
（3）AgNO3溶液（2分，其他合理答案也可）
（4）C装置试管中有液体生成（3分）
（5）不能（1分） Cl2也可以氧化KI产生I2（2分）
（6）
试题分析：I．（1）氯酸钾制取氧气属于固体与固体加热，因此主要仪器大试管，且试管口要低于试管底，属于A－D装置中，用作KClO3为原料制氧气的反应装置是A。
（2）排水法收集氧气时应该是长口进、短口出，所以接口顺序是：氧气出口→f→e→g→h→烧杯。
Ⅱ．（3）由于臭氧和氯气均能将KI氧化为I2，所以要检验氯气不能利用氯气的氧化性。由于氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，所以可以通过检验氯离子的来检验氯气，因此若要确认副产物中含Cl2，F中应盛放硝酸银溶液。
（4）O3、Cl2、ClO2的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃，所以通过冰水混合物时ClO2显变为变为液体。因此确定副产物中含有ClO2的现象是C装置试管中有液体生成。
（5）由于Cl2也可以氧化KI产生I2，且干燥的氯气不能氧化碘化钾，所以实验时若D中无现象，E中试纸变蓝，不能得出副产物含有臭氧的结论。
Ⅲ．（6）根据反应式2ClO2+2I- ＝I2+2ClO2-可知，产生amolI2的同时必然生成2amolClO2-。在反应ClO2-+4H++4I- ＝2I2+Cl-+2H2O中产生bmolI2，则参加反应的ClO2-的物质的量是0.5bmol，所以原溶液中ClO2-的物质的量是0.5bmol－2amol，因此饮用水中c(ClO2-)＝
实验室以工业碳酸钙（含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质）为原料制取CaCl2·H2O和CaO2的主要流程如下：
（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al3+和Fe3+，滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________（填编号）。
（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有__________。
（3）由CaCl2制取CaO2的反应中，温度不宜太高的原因是_______________。
（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数
①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。
②按A—B—C—D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是_______________。
③装置D的作用为______________________。
④实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO3沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO3的质量分数为__________________。
正确答案
（除去注明外，每空2分，共14分）（1）Fe(OH)3和Al(OH)3 AC （2）蒸发皿、玻璃棒（坩埚钳）
（3）防止温度过高H2O2分解
（4）①关闭分液漏斗的活塞，用止水夹夹住左边（或右边或不用）橡皮管处，将右边（或左边或两边）导气管插入水中，微热B装置，发现导气管有气泡产生，冷却后，导气管有一段液柱形成，注明气密性良好（合理即可） ②排净装置中二氧化碳（1分）
③防止空气中CO2与Ba(OH)2溶液反应（1分） ④90%
试题分析：（1）在碱性条件下，Al3+、Fe3+分别生成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，所以滤渣的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3；由于实验室以工业碳酸钙为原料制取CaCl2·H2O和CaO2的，所以试剂X不能选用碳酸钙。又因为不能引入新的杂质，所以不能选择氢氧化钡，可以选择氧化钙。由于后续实验中加入碳酸铵，所以X还可以是氨水，即答案选AC。
（2）由于氯化钙易溶于水，所以要得到氯化钙晶体，应该是蒸发浓缩冷却结晶，所以操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有蒸发皿、玻璃棒（坩埚钳）。
（3）由CaCl2制取CaO2的反应中，需要双氧水参加。由于双氧水易分解，所以温度不宜太高的原因是）防止温度过高H2O2分解。
（4）①由于B装置中含有分液漏斗，所以要检验其气密性，正确的操作应该是关闭分液漏斗的活塞，用止水夹夹住左边（或右边或不用）橡皮管处，将右边（或左边或两边）导气管插入水中，微热B装置，发现导气管有气泡产生，冷却后，导气管有一段液柱形成，注明气密性良好。
②实验原理是利用盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2被氢氧化钡吸收生成碳酸钡沉淀，然后通过称量C装置的即可。由于在反应中装置中会残留CO2，所以通入空气的目的是排净装置中二氧化碳。
③由于空气中含有CO2，因此D装置中碱石灰的作用是防止空气中CO2与Ba(OH)2溶液反应。
④根据碳原子守恒可知，CaCO3的质量是
资料显示:在一定条件下黄铵铁钒在pH=0.5～2.5范围内均能稳定存在，工业上用酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：
根据题意完成下列问题：
（1）步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是 (填离子符号)。
（2）在步骤（iii）发生的反应中，加入少量MnO2的作用是
（3）步骤（iv）除去杂质的离子方程式可表示为
（4）实验室模拟碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的制备，向大试管中加入碳酸钠溶液和硫酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4 mol／L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。根据上述碱式碳酸铜的制备方法，请完成以下问题：
①过滤后洗涤的目的是什么 ；简述如何洗涤沉淀
②若实验得到a g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到b g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是
正确答案
(14分)
（1）HCO3-（2分）
（2）将溶液中Fe2+转变为Fe3+ (2分)
（3）
（4）①除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-（2分）；沿着玻璃棒向漏斗中加蒸馏水至刚好浸没沉淀，让蒸馏水流尽后，重复2~3次即可。（2分）
②
试题分析：
（1）流程图中可以看出铜矿在过量硫酸的作用下溶解，溶液呈强酸性，NH4HCO3中HCO3-+H+=CO2+H2O；
（2）根据工艺流程图中可以看出黄铵铁钒中为Fe3+，在ⅱ、ⅲ、ⅳ中一定有氧化剂，故MnO2将溶液中Fe2+转变为Fe3+；
（3）从ⅳ溶液离子和产物分析得到
（4）结合题中信息，①洗涤的目的是除去沉淀表面吸附的Na+和SO42-。
②设Cu2(OH)2CO3质量为Xg，
Cu2(OH)2CO3
222g △m=62g
Xg （a-b）g
Xg=
二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质）。某课题以此粉末为原料，资源回收的工艺流程如下：
（1）写出第①步反应的离子方程式 。
（2）洗涤滤渣B的目的是为了除去____（填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是 。
（3）写出第③步反应的化学方程式_____________________________。
（4）制备绿矾(FeSO4·7H2O)时，向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁屑，充分反应后，经过滤得到FeSO4溶液，再经 、 、过滤、洗涤、干燥等操作步骤得到绿矾。
（5）取上述流程中得到的Ce(OH)4产品(质量分数为97%)1.0g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至终点（铈被还原成Ce3+)，则需准确滴加标准溶液的体积为 mL。
正确答案
（1）SiO2+2OH－=SiO32-+H2O（2分）
（2）Fe3＋（2分）；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净；否
则未洗净（2分，其他合理答案给分）
（3）2CeO2+ H2O2 + 3H2SO4= 2Ce2(SO4)3 + O2↑+ 4H2O（2分）
（4）蒸发浓缩、冷却结晶（每空1分，共2分）
（5）46.63（2分，需保留小数点后两位）
试题分析：这是一道常见的物质提纯的题。（1）加入强碱是为了除去其中的二氧化硅；（2）洗涤滤渣的目的是为了除去三价铁离子；用硫氰化钾来检验是否除净了三价铁离子；（3）这一步是用过氧化氢来还原二氧化铈，二氧化铈被还原为正三价，过氧化氢被氧化为氧气；（4）结晶的过程总是得蒸发浓缩冷却结晶；
（5）2Ce(OH)4＋2FeSO4＋4H2SO4＝Ce2(SO4)3 + Fe2(SO4)3＋11H2O
416g 2mol
0.97g
416g×
解之得：V=46.63 mL
PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：
（一）制备：RU 图是实验室制备PCl3的装置（部分仪器已省略）
（1）仪器乙的名称____________。
（2）实验室用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的化学方程式：_______________________ 。
（3）碱石灰的作用是____________________。
（4）向仪器甲中通入干燥Cl2之前，应先通入一 段时间的CO2，其目的是____________________。
（二）提纯：
（5）粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后，通过_________________（填实验操作名称），即可得到PCl3的纯品。
（三）分析：
测定产品中PCl3纯度的方法如下：迅速称取4．200 g产品，水解完全后配成500mL溶液，取出25．00mL加入过量的0．1000 mol/L 20．00 mL 碘溶液，充分反应后再用0．1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定过量的碘，终点时消耗10．00 mL Na2S2O3溶液。
已知：H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6；假设测定过程中没有其他反应。
（6）根据上述数据，该产品中PCl3的质量分数为____________________ 。若滴定终点时俯视读数，则PCl3的质量分数_______(偏大、偏小、或无影响)
正确答案
（1）冷凝管 （2）Ca(ClO)2＋4HCl = CaCl2＋2H2O +2Cl2↑
（3）吸收多余的Cl2，防止污染环境； 防止空气中的水分进入，影响产品纯度。
（4）排尽装置中的空气，防止O2和水与PCl3反应
（5）蒸馏
（6）98．21% 偏大
试题分析：（1）仪器乙名称为：冷凝管；（2）实验室制备氯气用漂白粉和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl = CaCl2＋2H2O +2Cl2↑；（3）氯气有毒，污染空气，碱石灰吸收多余氯气防止污染空气，防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度；（4）根据题给信息知，PCl3遇O2会生成POCl3，遇水生成H3PO3和HCl，通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气，防止生成的PCl3与空气中的O2和水反应；（5） 由信息可知，POCl3与PCl3都是液体，沸点相差较大，故可以用蒸馏的方法进行分离；（6）H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，依据化学方程式可知H3PO3物质的量和PCl3的物质的量相同，和25ml H3PO3溶液反应的碘单质物质的量为（0．1000 mol/L×0.020L —1/2×0．1000 mol/L×0.010L）=0.0015mol，500ml溶液中PCl3的物质的量=H3PO3物质的量=碘单质物质的量为0.0015mol×20=0.03mol，PCl3质量为4.125g，该产品中PCl3的质量分数为4.125/4.20×100%=98．21%；若滴定终点时俯视读数，所读Na2S2O3溶液的体积偏小，计算剩余的碘偏小，则PCl3的质量分数偏大。
海水是巨大的资源宝库。下图是人类从海水资源获取某些重要化工原料的流程示意图。
回答下列问题：
（1）操作A是_________________(填实验基本操作名称)。用何种方法知道海水晒盐的过程中溶液里食盐含量在逐渐提高？________
a．分析氯化钠含量 b．测定溶液密度 c．观察是否有沉淀析出
（2）操作B需加入下列试剂中的一种，最合适的是______（选填编号）。
a．氢氧化钠溶液 b．澄清石灰水 c．石灰乳 d．碳酸钠溶液
（3）向苦卤中通入Cl2，发生反应的离子方程式是____________________________，操作C是_______________________________。
（4）上图中虚线框内流程的主要作用是_______________________；与之目的相同的流程在上图中还有几处，试指出其中一处________________________。
（5）将MgCl2转化为Mg时获得的副产品是_____________，用化学方程式表示该物质的某种用途______________________________________。
正确答案
（1）蒸发结晶（1分），b（2分）
（2）c；（1分）
（3）Cl2 + 2Br- → Br2 + 2Cl-；（2分） 热空气吹出（1分）
（4）富集Br2（1分）；海水蒸发结晶得到粗盐、苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液。（写出其中之一即可，1分）
（5）Cl2；（1分） Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O（其他合理答案均可）（2分）
试题分析：
（1）从海水中得到粗盐的操作应该是蒸发结晶。氯化钠的含量测定比较复杂，而观察法又不准确，所以最好的办法是测定溶液的密度，答案选b。
（2）向苦卤中加入石灰乳即可生成氢氧化镁沉淀，答案选c。
（3）冷却具有氧化性，能把溴离子氧化生成单质溴，反应的方程式是Cl2 + 2Br- → Br2 + 2Cl-；要使生成的单质溴溢出，则通过热空气吹出即可。
（4）上图中虚线框内流程的主要作用是富集单质溴。根据流程图可判断海水蒸发结晶得到粗盐、苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液等均是富集单质溴的。
（5）电解熔融的氯化镁可以冶炼金属镁，同时得到氯气。在工业上氯气可以制备漂白液，反应的方程式是Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O。
某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：
（1）酸浸后加入H2O2的目的是 。调pH步骤中加入的试剂最好是 （填化学式）。实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有 。
（2）煮沸CuSO4溶液的原因是 。向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式 。
（3）CuCl产品中CuCl的质量分数大于96．50%为国家合格标准。称取所制备的CuCl样品0．2500g置于一定量的0．5mol·L-1FeCl3溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L-1的Ce（SO4）2溶液滴定，到达终点时消耗Ce（SO4）2溶液24．60mL。有关的化学反应为：
Fe3＋＋CuCl＝Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，Ce4＋＋Fe2＋＝Fe3＋＋Ce3＋。通过计算说明该CuCl样品 （填“符合”或“不符合”）国家标准。
（4）25℃时，KSP [Fe（OH）3]= 4.0×10-38。Fe3+发生水解反应Fe3＋＋3H2O
正确答案
（14分）（1）将Fe2+氧化成Fe3＋，便于调整pH值与Cu2+分离（2分）；
CuO或Cu(OH)2、CuCO3等（2分）；漏斗、烧杯、玻璃棒（2分）
（2）除净溶液中的H2O2，避免影响下一步CuCl的生成（2分）
2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4（2分）
（3）符合（2分） （4）2.5×10－5（2分）
试题分析：（1）电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物，酸浸后主要是溶解铜、铁等金属化合物。双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，Fe2+具有还原性，酸浸后加入H2O2，Fe2+能被双氧水氧化为Fe3＋，便于调整pH值与Cu2+分离；在调整pH步骤中加入的试剂是用来除去溶液中的酸，且不能引进新的杂质，所以要加入的试剂可以是CuO或Cu(OH)2或CuCO3；根据表中数据可知，当溶液的pH值4.4时，铜离子开始出现沉淀，当溶液的pH值为3.2时，三价铁离子沉淀完全，铜离子未产生沉淀，所以要使三价铁离子和铜离子分离，溶液的pH应该是3.2≤pH＜4.4.生成的氢氧化铁沉淀可以通过过滤实现分离，过滤操用到的仪器有铁架台、漏斗、烧杯、玻璃棒等；其中属于玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
（2）反应中过氧化氢是过量的，过氧化氢均有氧化性，如果不除去会影响CuCl的生成。双氧水受热易分解，所以煮沸CuSO4溶液的原因是除净溶液中的H2O2，避免影响下一步CuCl的生成；因为CuSO4中＋2价的铜能把Na2SO3中＋4价的硫氧化成＋6价的硫，而＋2价的铜被还原生成＋1价的铜，进而生成CuCl沉淀，所以该反应的化学方程式为2CuSO4＋2NaCl＋Na2SO3＋H2O＝2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4。
（3）设样品中CuCl的质量为x，有关的化学反应为Fe3＋＋CuCl＝Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－，Ce4＋＋Fe2＋＝Fe3＋＋Ce3＋，则由化学反应方程式可知：CuCl～～～Fe2+～～～Ce4+
1 1
n(CuCl) 24.60×10-3L×0.1000 mol/L
解得 n(CuCl)＝24.60×10-3L×0.1000 mol/L＝2.46×10-3mol
所以该样品CuCl的质量为2.46×10-3mol×99.5g/mol＝0.2448g
所以样品中CuCl的质量分数＝
（4）KSP [Fe(OH)3]＝c(Fe3+)×c3(OH-)＝4.0×10-38。c(H+)＝
工业上常用含少量Al2O3的钒铁矿（FeO·V2O5）碱熔法提取V2O5。简要流程如下：
已知：①焙烧时Al2O3和V2O5都能与纯碱反应，生成相对应的钠盐，同时放出CO2气体
②常温下物质的溶解度：NaVO3～21．2g／l00g水；HVO3～0．008g/l00g水
请回答：（1）请写出钒铁矿焙烧时，V2O5与纯碱反应化学方程式____ 。
“浸出渣B”的主要成分可能是① ；②_ ___ ；③_ ___；④____ 。（写化学式，可不填满）
（2）生产中，不直接用H2SO4浸泡“烧渣A”获取HVO3的原因是____ 。
（3）“操作①”包括 、洗涤、干燥。如果不洗涤，则产品中可能含有的金属阳离子是 、 。下列装置（部分夹持仪器省去）可用在实验室进行“操作②”的是____ 。（填序号）
（4）NaVO3用于原油的脱硫技术，由V2O5溶于热NaOH溶液中制取，反应的离子方程式为____ 。
正确答案
（1）V2O5 +Na2CO3
Fe2O3或Fe3O4，或者Fe2O3和Fe3O4 （3分）
（2）H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。另外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源。（3分）
（3）过滤（1分）Na+、Al3+（2分）B （2分）
（4）V2O5 +2OH－
试题分析：（1）根据V2O5能与纯碱反应，生成相对应的钠盐，同时放出CO2气体，得其化学方程式为V2O5 +Na2CO3
（2）若直接加入硫酸，则A中的铁的氧化物与硫酸反应增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源；同时H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。
（3）加入硫酸后产生难溶的HVO3，所以需过滤出来；该过程中硫酸与偏铝酸钠反应最终生成铝离子，所以若不洗涤沉淀，则可能含有Na+、Al3+，操作②是把HVO3进行受热分解得V2O5，所以应选择B装置；
（4）V2O5溶于热NaOH溶液中，产物之一是NaVO3，不难推测另一产物是水，所以反应的离子方程式为
V2O5 +2OH－
碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β—锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
（1）步骤Ⅰ前,β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是 。
（2）步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-；另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入 (填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有 。
（4）步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为 。
（5）从母液中可回收的主要物质是 。
正确答案
（1）增大反应物间的接触面积,加快反应速率
（2）石灰石 （3）Fe2+、Mg2+、Ca2+
（4）2Li++ CO32—=Li2CO3↓ （5）Na2SO4
试题分析：（1）将固体物质粉碎,可增大反应物的接触面积,从而加快反应速率。
（2）加入石灰石能与溶液中的H+反应,使pH升高;加入CaCl2不能发生反应,故不能调节pH;加入稀H2SO4,增大了H+浓度,pH减小,此步骤中因pH为6.0~6.5可将Fe3+、Al3+除去。
（3）加入H2O2溶液,可将Fe2+氧化为Fe3+,加入石灰乳与Na2CO3溶液,可使Fe3+、Mg2+、Ca2+分别转化为沉淀而除去。
（4）由于Li2CO3溶解度相对较小,所以步骤Ⅲ中生成沉淀的离子方程式为CO32—+2Li+=Li2CO3↓。
（5）据（4）中步骤Ⅲ的反应实质可知,母液中可回收的主要物质为Na2SO4。
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