专题08 工艺流程综合题-【好题汇编】2024年高考化学三模试题分类汇编（全国通用）

专题08 工艺流程综合题 1．（2024届·河北承德·三模）废旧手机的废线路板中富含Cu、Sn、Ni、Pb等金属和少量Ag、Au，具有较高的回收价值，其中部分金属的回收工艺流程如下： 已知：①常温下，微溶于水，可与结合生成配离子：。 ②25℃时，，。 回答下列问题： (1)“拆解破碎”的目的是 。 (2)“75℃酸浸”中，金属Sn与盐酸反应的离子方程式为 ，选用浓度较大的4 mol·L盐酸可提高铅元素的浸出率，理由是 (从平衡移动角度分析)。 (3)“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)，“氧化酸浸”中，生成Cu²⁺反应的离子方程式为 。 (4)的排放标准为mg·L。“沉锡”残余液排放前应调节溶液的pH范围为 。 (5)“络合酸浸”中，Co2+作催化剂，催化Au浸出，化学方程式为，其反应过程按如下步骤进行： ①先与甘氨酸根(简写为)形成配合物()。 ②在氧气作用下，Co(Ⅱ)被氧化成Co(Ⅲ)：。 ③Au溶解。 ④加入硫代硫酸钠溶液，发生反应：。 步骤③Au溶解的离子方程式为 。 (6)锡有白锡和灰锡两种单质。白锡晶体中锡原子的堆积方式如图所示，该六棱柱底边边长为a pm，高为c pm，阿伏加德罗常数的值为，白锡晶体的密度为 (列出计算式)。 2．（2024届·安徽安庆·三模）2023年诺贝尔化学奖授予对合成量子点有突出贡献的科研工作者。碲化镉(CdTe)量子点具有优异的光电性能，常用作太阳能薄膜电池材料。我国科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣(含铜、碲、银等)为原料合成碲化镉量子点的流程如下： 回答下列问题： (1)碲的原子序数为52，基态碲原子的价层电子排布式为 。 (2)“硫酸酸浸时，取含单质的富碲渣，为将全部溶出转化为，需加质量分数为的(密度：) (保留到小数点后两位)。但实际操作中，用量远高于该计算值，原因之一是同时也被浸出，请写出被浸出时发生反应的离子方程式： 。 (3)化学中用标准电极电势(氧化态/还原态)反映微粒间得失电子能力的强弱，一般这个数值越大，氧化态转化为还原态越容易。已知硫酸酸浸液中部分微粒的标准还原电极电势为、，则SO2“还原”酸浸液时，主要发生反应的化学方程式是 。 (4)在研究“还原”步骤实验条件时，发现Te、Cu单位时间内沉淀率随NaCl溶液浓度的变化如图所示，则该步骤应选择的NaCl溶液适宜浓度为 。 (5)CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞如图所示，若CdTe的摩尔质量为，该晶体的密度为，阿伏加德罗常数为，则最近的两个Te原子的距离 。(用含M、、的代数式表示) (6)量子点不同于其他的半导体材料，在微观尺寸发生变化时，可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，关于这一现象下列说法正确的是 (填字母)。 A．属于化学变化　B．由光化学反应产生　C．由电子跃迁形成 3．（2024届·新疆乌鲁木齐·三模）锌电解阳极泥(主要成分为和，还有少量锰铅氧化物和)是冶锌过程中产生的废渣，一种回收锌电解阳极泥中金属元素锰、铅和银的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知：①易溶于水，不溶于乙醇 ②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如图反应： ③已知：时 (1)已知中为价，为价和价，该氧化物中价和价的物质的量之比为 。 (2)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为 ，该过程中实际葡萄糖加入量远大于理论需要量，其原因是 。 (3)整个流程中可循环利用的物质是 (填名称)。获得晶体的一系列操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、低温干燥，其中“洗涤”的具体操作是 。 (4)书写相关反应的离子方程式，并通过计算说明时，可用溶液将“滤渣1”中的完全转化为的原因 。 (5)通过氢电极增压法可制得单质锌，装置如图1所示。电解池工作时总反应的离子方程式为 。 (6)太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，为人类社会发展提供取之不尽川之不竭的清洁能源。以有机金属卤化物和作为敏化剂的太阳能电池，能量转换效率已经超过其他类型太阳能电池。 ①和中与之间、与之间的离子键成分的百分数大小比较及解释 。 ②晶胞结构如图2所示，其中代表。当位于晶胞的体心时，于晶胞的 位置(填“顶点”“面心”“棱心”或“晶胞内”)。 4．（2024届·湖北·三模）废旧铅蓄电池具有较高的回收利用价值。由废铅膏(含、、和以及少量的铁和铝的氧化物)制备的流程如下： 已知：； ②， 请回答下列问题： (1)“浸取”时为增大浸取速率，可以采取的措施有 (请写一点)。 (2)“浸取”时发生的主要反应的化学方程式为 。 (3)“浸取”时将换成溶液效果会更好，除作还原剂外，还有的作用为 。 (4)“脱硫”的目的是 。 (5)“脱硫”时转化反应的离子方程式为 ；用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因 。 (6)“焙烧”时会有中间产物生成，固体残留率与温度的关系如图所示，则358℃时对应固体的成分为 (填化学式)。 5．（2024届·河北沧州·三模）废钼催化剂中钼、钴、镍等有价金属作为二次资源可加以回收利用。一种从废钼催化剂(主要成分为、，含少量CoO、CoS、NiO、等)中回收有价金属的工艺流程如下： 已知：①，。 ②当溶液中剩余金属离子的浓度时，视为已沉淀完全。 ③。 回答下列问题： (1)基态Mo原子的价层电子排布式为，则Mo在元素周期表中的位置为 。 (2)“焙烧”时先将废钼催化剂磨成粉末，然后采取如图所示的“多层逆流焙烧”，其目的是 。“焙烧”时生成的气体A的主要成分为 (写化学式)。 (3)“焙烧”时转化为。“碱浸”时，参与反应的离子方程式为 。 (4)“除铁”时，若溶液中、、，加入适量NaOH溶液调节pH(溶液体积变化忽略不计)，可以使沉淀完全，则调节pH的范围为 。 (5)若除铁后所得滤液中，“沉镍”后所得滤液中，则沉镍率= ［，计算过程中不考虑溶液体积变化］。 (6)在空气中加热18.3g，其热重曲线如图所示。a点对应固体的成分是 (填化学式，下同)；b、c点对应固体均为钴的氧化物，则b、c点对应固体的成分分别是 、 。 6．（2024届·山东济宁·三模）一种以锌精矿(主要成分是ZnS，还含有铁、钴、铜等元素的氧化物)为原料制备纯锌并将其它金属元素回收利用的工艺流程如下： 已知：①锌精矿在高温焙烧过程中部分转化为铁酸锌()，铁酸锌不溶于稀硫酸 ②黄钠铁矾是一种浅黄色晶体，过滤及沉淀性能较好，但溶液酸性较强时不易生成 ③；； 回答下列问题： (1)常温下，“含尘烟气”中的用氨水吸收至溶液的时，的平衡常数 。 (2)“调pH①”试剂X可选用 。 (3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，一段时间后反应速率显著增大，请解释此现象产生的原因 。 (4)“沉铁”步骤中，pH不宜过大或过小，原因是 ，“沉铁”时生成黄钠铁矾的离子方䅠式为 。 (5)电解废液可返回到 。操作进行循环利用。 (6)“沉钴”的离子方程式为 。 7．（2024届·广东茂名·三模）砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸（）形式存在，废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下： 已知； Ⅰ.； Ⅱ.； Ⅲ.砷酸（）在酸性条件下有强氧化性，能被等还原； Ⅳ.，。 回答下列问题； (1)“沉砷”时，亚砷酸转化为的化学方程式为 。 (2)“沉砷”时产生的废气可用 溶液吸收处理（填化学式）。 (3)“NaOH溶液浸取”后，所得“滤渣”的主要成分是 （填化学式）；此时溶液中存在平衡：，该反应的平衡常数K＝ （保留2位小数）。 (4)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”，反应的离子方程式为 。 (5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换，原因是     （从平衡移动的角度解释）。 (6)该流程最后一步用“还原”砷酸，发生反应的化学方程式为 。 (7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示，As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为a pm、a pm、c pm，则该晶体的密度为 （列出计算式，阿伏加德罗常数的值为）。 8．（2024届·福建福州·三模）二氧化钛化学稳定性好，无污染，可应用于锂电池负极材料。某含钛高炉渣(主要成分为CaTi2O5，含少量等杂质)制备二氧化钛工艺如下： (1)基态Ti的价电子排布式为 。 (2)“焙烧”过程生成偏钛酸钠的化学方程式为 。 (3)“滤液1”中Si、Al分别以 (填离子符号)存在。 (4)“滤渣1”的主要成分为 。 (5)“还原”工序需要在低温下进行的原因是 。 (6)“水解”步骤转化为偏钛酸沉淀，反应的离子方程式为 。 (7)将80g二氧化钛和40g焦炭混合，在真空高温条件下制备碳化钛(TiC)的化学方程式为 ，若该过程固体失重率达到35%，则碳化钛的产率为 。 (8)锐钛矿型TiO2晶胞结构如图，该晶胞中氧的配位数为 ；已知该晶体密度为，则阿伏加德罗常数为 mol⁻¹(用含ρ、a、b的代数式表示)。 9．（2024届·辽宁沈阳·三模）稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途，如汽车尾气用稀土/钯三效催化剂处理，不仅可以降低催化剂的成本，还可以提高催化效能。以氟碳铈矿(主要成分为)为原料制备的一种工艺流程如图： 已知：①滤渣1的主要成分是难溶于水的，滤渣2的主要成分是；、(a、b均大于0)。 ②当前工艺条件下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时的pH如下表： 金属阳离子 开始沉淀时的pH 1.3 7.7 完全沉淀时的pH 3.1 9.2 回答下列问题： (1)写出一条提高焙烧效率的方法： 。 (2)加入盐酸和进行浸取时有污染环境的气体产生，该气体为 (填化学式)；操作1和操作2的名称为 。 (3)调节滤液1的pH的范围为 ；滤渣3的主要成分为 (填化学式)。 (4)有强氧化性，含的溶液可吸收雾霾中的NO，生成、(二者物质的量之比为1：1)，该反应的离子方程式为 。 (5)滤渣1经KCl溶液充分浸取后，测得反应体系中的物质的量浓度为，则的物质的量浓度为 (用含a、b的式子表示)。 (6)在空气中焙烧的反应方程式为 。 (7)某研究小组利用硫化锌锂电池，在酸性环境下电解制的装置如图所示。阴极的电极反应式为 ，随着电解反应的进行，为使电解液成分稳定，应不断补充 (填化学式)。 10．（2024届·重庆·三模）FTO@是一种光催化材料。以废钒催化剂(主要含、、及少量、)为原料制备FTO@的工艺流程如图所示。 已知：①，； ②当可说明已经完全转化为沉淀。 回答下列问题： (1)“碱浸”时，转化为的离子反应方程式为 。 (2)“酸化”时，需要生成易分离的沉淀而不是生成胶体，通常采取的措施是 (答出一条即可)。 (3)“酸化”时，若调pH为8.37，此时 (填“是”或“否”)沉淀完全。 (4)有机萃取剂(HR)对萃取效果较好，其作用机理可表示为，反萃取剂应选用 (填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液。 (5)若“还原”时加入的和“氧化”时加入的的物质的量之比为10：3，则“萃取”、“反萃取”的过程中钒的总回收率约为 %(被还原为KCl)。 (6)“沉钒”中析出晶体时，需加入过量，其原因是 。 (7)FTO@作电极电催化还原的装置如图甲所示。在不同电压条件下进行光照电解实验，不同有机产物的法拉第效率(FE)随电压变化如图乙所示。 已知：，其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①电势：泡沫Ni网电极 FTO@电极(填“>”“<”或“=”)。 ②FTO@电极发生的电极反应式为 。 ③维持电压为，电解一段时间后，生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为5：3，则生成HCOOH的法拉第效率m为 。 11．（2024届·广东东莞·三模）五氧化二饥广泛用于冶金、化工等行业。某废钒催化剂主要含有、、CaO、、、等，采取如下工艺流程回收其中的钒制备； 已知：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时（）的pH 12.4 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时（）的pH 13.8 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)基态V原子的价电子轨道表示式为 。 (2)浸出渣的主要成分是 ，“酸浸还原”中；和均转化为，写出转化为反应的离子方程式为 。 (3)“氧化”中被氧化的元素主要有 （填元素符号）。 (4)“调pH”中有沉淀生成，写出生成沉淀反应的离子方程式 。 (5)“沉钒”中需要加入过量，其原因是 。晶体未经洗涤直接进行“煅烧”，将导致产品中混有 杂质。 (6)工艺中可循环利用的物质有 。 (7)一定温度下，溶解在NaOH溶液中，可得到偏钒酸钠。偏钒酸钠阴离子呈现如图1所示的无限链状结构。碳化钒主要用于制造钒钢及碳化物硬质合金添加剂，其晶胞结构如图2所示。 ①偏钒酸钠的化学式为 。 ②碳化钒晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子个数为 。 ③若碳化钒合金的密度为，阿伏加德罗常数值为，则晶胞参数 nm。 12．（2024届·四川内江·三模）是有机合成的重要催化剂，并可用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含及其化合物、等杂质)，生产的工艺流程如下： 已知：①常温下，部分阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时的如下表： 物质 开始沉淀时的 1.6 3.2 5.2 完全沉淀时的 3.1 4.7 6.7 ②溶液用水稀释后可生成沉淀。 (1)“酸浸”时提高浸取率的措施有 (写出两条)。 (2)滤渣I的主要成分是 (填化学式)。 (3)操作为调节溶液的的最佳范围是 ，加入的物质X可以是 ( (填字母标号)。 A．    B．    C．     D．溶液 (4)往滤液中加入食盐并通入可生成，反应I的离子方程式为 ；在反应I中加入食盐并加热的目的是 。 (5)实验室可以使用铜电极电解饱和食盐水得到，阳极的电极反应式为 。 13．（2024届·山东聊城·三模）锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石(主要成分为，还含有铁钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下： 25℃时，部分物质的溶度积常数如下表所示。 物质 MnS CoS 回答下列问题： (1)用硫酸浸取含锰矿石时，提高浸取速率的方法有 (写两种)。 (2)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (3)滤渣1的主要成分是 ，实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是 。 (4)当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽。“除杂2”步骤需要控制溶液的pH至少为 (已知)。 (5)“除杂3”步骤所得溶液中，则其的范围是 。 (6)电解废液中还含有少量，向其中加入饱和溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子方程式为 。 14．（2024届·福建厦门·三模）利用某阳极泥(含和单质)回收贵金属并合成高能量密度材料的工艺流程如下。 (1)“溶浸”过程生成的离子方程式为 。 (2)“还原”过程发生反应的化学方程式为 。 (3)溶液中含银微粒的物质的量分数随的变化如图。 ①“络合”过程为获得，应调节最佳浓度为 。 ②25℃时，的，的，的平衡常数 。 (4)“电解”过程生成的电极反应式为 。 (5)“溶解”过程可提高溶解速率的措施有 (填1条)。 (6)晶体的局部结构如图。 ①晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。 A．离子键      B．键     C．键      D．金属键      E．氢键 ②晶体中的杂化轨道类型 (填“相同”或“不同”)，依据是 。 15．（2024届·山东德州·三模）利用热镀锌厂在生产过程中产生的副产品锌灰（主要成分为ZnO、及少量、CuO、PbO等）为原料制备氧化锌或皓矾（）工艺流程如下： 已知：①“浸取”时，ZnO和CuO转化为、进入溶液； ②25℃时，，； ③深度除杂标准：溶液中； ④有机萃取剂（用HR表示）可萃取出，其萃取原反应为：。 (1)浸渣中含有的物质包括PbOCl、 。 (2)除砷时，转化为沉淀，写出该反应的离子方程式 。 (3)若深度除铜所得滤液中的浓度为0.2，则溶液中（不考虑水解）浓度至少为 ，才能达到深度除杂标准。 (4)反萃取加入的X最佳物质为 。 (5)“沉锌”过程获得，离子方程式为 。 (6)获取皓矾的一系列操作包括 、过滤、洗涤、干燥。取28.7g产品加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。已知B→D的过程中产生两种气体，分析数据，写出该过程的化学方程式 。 16．（2024届·湖南衡阳·三模）氢化钛(TiH2)是一种潜在储氢材料。以钛废料(主要成分是TiO2，含少量V2O5、WO3等)为原料制备氢化钛的流程如图： 回答下列问题： (1)“操作A”是 (填名称)；下列仪器中，“操作B”不需要的是 (填标号)。 A．       B．      C．     D． (2)“高温碱浸”中TiO2发生反应的化学方程式为 。 (3)“酸洗”的目的是 ；设计实验确认“水洗”已洗净： 。 (4)以石墨为电极，电解熔融TiO2制备钛时需定期在阳极区补充炭块，其原因是 。 (5)钛和氢气反应必须保证干燥无氧环境，采用的措施是 。 (6)TiO2晶胞如图所示。已知：立方晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。 钛离子的配位数为 。该晶体密度为 g•cm-3。 17．（2024届·山西太原·三模）一种从分银渣（含CuO、、、、、Ag、等）回收金属资源的工艺流程如下： 已知： Ⅰ.CuCl难溶于水，但溶于浓盐酸。 Ⅱ.“富锑铋铜液”中含（铋离子）、（锑离子）、、。 Ⅲ.该工艺条件下，有关金属离子沉淀时的相关pH见下表： 金属离子 开始沉淀时（）的pH 0.5 1.5 4.7 1.5 完全沉淀时（）的pH 1.4 2.5 6.7 3.2 回答下列问题： (1)写出分银渣中的Ag与盐酸、溶解氧反应的离子方程式： 。 (2)“酸浸”时，盐酸浓度对锑、铋、铜浸出率的影响如图1所示，温度对锑、铋、铜浸出率的影响如图2所示。 综合考虑，“酸浸”时适宜的盐酸浓度为 ；浸出时温度以80℃为宜，其原因是 。 (3)①已知“滤渣2”的主要成分是，则“一次水解”时主要发生反应的化学方程式为 。 ②已知“滤渣3”的主要成分是BiOCl和，则“二次水解”时调节pH的范围应该是 。 (4)“滤渣1”中的AgCl可用硫酸－硫脲（）浸出，生成配合物，写出该反应的化学方程式： ；该配合物中不存在 （填标号）。 A．离子键        B．极性共价键        C．配位键        D．范德华力      E.非极性共价键 (5)写出一种从“富铜溶液”中回收金属资源的方法： 。 (6)尖晶石属于立方晶系，其晶胞可视为、两种结构交替无隙并置而成（如图所示），其中可以为、、、等，可以为、、等。已知尖晶石型的晶胞参数为842pm，则该晶体的密度为 。（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为） 18．（2024届·四川乐山·三模）利用硝酸、过氧化氢对废弃锂电池中的正极材料LiMn2O4进行处理，回收Li、Mn元素，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)通过仪器分析可知LiMn2O4晶体中锰元素由、构成，它们的个数比为 。 (2)为了提高“酸浸”的效率，可采取的方法有 (答出2条)。“滤液1”的主要溶质有LiNO3、，写出“酸浸”时发生反应的离子方程式 。 (3)在“酸浸”时，若用盐酸替代硝酸，可能产生的不良影响是 ，请评价若流程中缺少“加热浓缩”步骤后工艺的优缺点 (优点和缺点各写一条)。 (4)“沉锂”试剂不选用的原因可能是 (写出一条)。 (5)写出“800℃煅烧”时发生反应的化学方程式 。 (6)若“沉锂”前“滤液2”中，取1L该溶液加入等体积Na2CO3溶液充分反应后溶液中，则该实验中锂离子的沉淀率为 %(已知，混合后溶液体积变化忽略不计)。 19．（2024届·陕西渭南·三模）重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的化工原料，可用于制铬矾、火柴、铬颜料，并供鞣革、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，质量分数为67.2%，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]为原料制备重铬酸钾的工艺流程如图所示： 已知： ①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2，Cr元素转化为Na2CrO4；铝的氧化物转化为NaAlO2。 ②Fe(CrO2)2的摩尔质量为224g/mol，K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol。 ③矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c(mol•L-1)的对数值与pH的关系如图所示。 某化工厂利用1000kg铬铁矿为原料，制备重铬酸钾。 请回答下列问题： (1)写出“焙烧”过程中发生的主要反应的化学方程式： 。 (2)“水浸”所得滤渣1的主要成分是Fe(OH)3，写出生成此滤渣的离子方程式： 。 (3)在“中和”步骤中加冰醋酸调节pH约等于7，中和后滤渣2的主要成分是 (填化学式)。 (4)“酸化”时加冰醋酸调节pH约等于5，写出酸化过程中发生反应的离子方程式： 。 (5)工序I经过滤、洗涤后获得粗产品，经工序Ⅱ得到661.5kg产品，则工序Ⅱ的操作方法是 ，生产过程的产率为 。 (6)测定产品中K2Cr2O7含量：称取样品2.50g配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，加入足量稀硫酸和几滴指示剂，用0.1000mol•L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL。则样品中K2Cr2O7的纯度为 。(滴定过程中发生的反应为Cr2O+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O) 20．（2024届·河北保定·三模）钴广泛应用于机械制造、电子电器、航空航天、电池制造等行业，是国家重要的战略资源。用含钴废料(主要成分为，含少量、、CaO、MgO、等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如图所示，试回答下列问题： 已知： ①具有强氧化性。 ②，。 (1)为提高含钴废料的浸出效率，可采取的措施是 (任写一条)。 (2)在水溶液中的电离方程式为 ；浸出渣的主要成分为 (填化学式)。 (3)向“浸出液”中加入适量的时，发生反应的离子方程式为 。 (4)①“除钙镁”后，滤液中时， 。 ②若“调pH”时溶液的pH偏低，将会导致、沉淀不完全，其原因是 。 (5)将在空气中加热最终可得到钴的氧化物。分解时测得残留固体的质量随温度变化的曲线如图所示。[已知：] 经测定，A→B过程中产生的气体只有，此过程中发生反应的化学方程式为 。 21．（2024届·江西南昌·三模）锑属于氮族元素，广泛用于制造合金、瓷器、颜料、印刷油墨、防爆材料等。现用锑精矿(主要含有等杂质)来制备锑和焦锑酸钠。其工艺流程如图所示： 已知：常温下，，。 回答下列问题： (1)位于元素周期表的 区，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)滤渣Ⅰ的主要成分有 。 (3)“碱浸”时，发生反应的化学方程式为 。 (4)“电解”过程中，阳极上发生的两个电极反应式为 、 。 (5)滤渣Ⅱ的主要成分有 。 (6)产品需洗涤、干燥，检验固体是否洗涤干净的试剂为 (填化学式)。 (7)常温条件下，向碱浸液中加入溶液，生成和沉淀时，溶液的为10，则溶液中剩余 。 22．（2024届·河北石家庄·三模）Be是一种重要的战略性金属，以铍矿石、方解石（）为原料制备硫酸铝铵和铍的工艺流程如下： 已知：①铍矿石的主要成分为，还含有；铍玻璃体为混合物，主要成分为、、，还含有和． （2）具有两性；时，（已知：常温下，溶液中离子浓度低于即可认为该离子被除尽）；． 回答下列问题： (1)“配料熔化”时，发生反应的化学方程式为 ；铍玻璃体属于 （“晶体”或“非晶体”）； (2)“酸溶”时，从铍玻璃体进入到滤渣1中的元素为 （填元素符号）； (3)“调pH”时，发生氧化还原反应的离子方程式为 ； (4)“沉铍”时，需控制溶液的pH不低于 才能将沉淀完全；若将氨水换成溶液也可沉铍，但需控制溶液的pH不能过高，否则会因生成 （填化学式）导致铍的产率降低； (5)“电解”时的工作原理如图所示，其中燃料电池负极的电极反应式为 ；该制铍工艺的缺点除能耗高外，还有 ； 23．（2024届·湖北黄冈·三模）氧化镓（）是一种常用的无机催化剂．某兴趣小组设计以砷化镓废料（主要成分为GaAs、、）为原料生产的工业流程如图所示： 已知：ⅰ．Ga和Al的化学性质相似； ⅱ．对硝酸参与的氧化还原反应有催化作用。 回答下列问题： (1)Ga元素的价电子排布式为 。 (2)滤渣1的主要成分为 。 (3)①“浸取”时GaAs发生反应的化学方程式 。 ②若取A、B两组样品分别进行“浸取”实验，向A中不断通入，其他条件、操作完全一样，得到镓元素的浸出率随时间变化情况如图所示： 前10min内，浸出速率A B（填＞、＝或<），其可能原因是 。 (4)“沉镓”时的离子方程式为 ，需要控制硝酸用量的原因 。 (5)查阅资料后发现，实际工业生产中，在“浸取”步骤除了加硝酸外，还需要加入，从绿色化学角度分析加入的优点 。 24．（2024届·河北衡水·三模）砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在，废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下： 已知： I.； II.； III.砷酸()在酸性条件下有强氧化性，能被等还原； IV.，。 回答下列问题： (1)“沉砷”时，亚砷酸转化为的化学方程式为 。 (2)“沉砷”时产生的废气可用 溶液吸收处理(填化学式)。 (3)“NaOH溶液浸取”后，所得“滤渣”的主要成分是 (填化学式)，“滤渣”中 (填“含有”或“不含有”)。 (4)向滤液II中通入氧气进行“氧化脱硫”，反应的离子方程式为 。 (5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换，原因是 (从平衡移动的角度解释)。 (6)该流程最后一步用还原”砷酸，发生反应的化学方程式为 。 (7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示，As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为apm、apm、cpm，则该晶体的密度为 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。 25．（2024届·湖南·三模）高砷烟尘(主要成分有等)属于危险固体废弃物，对高砷烟尘进行综合处理回收，和金属铟的工业流程如下： 已知：①在酸性溶液中以或形式存在，氧化性环境中主要存在； ②在易分解为难溶于水； ③。 回答下列问题： (1)滤渣的主要成分为 (填化学式)。 (2)“高压酸浸”时，的浸出率随硫酸浓度的增大而变化的曲线如图所示，硫酸浓度超过时，的浸出率随硫酸浓度增大而略微减小的原因可能为 。 (3)“硫化”过程中生成，发生反应的离子方程式为 。已知在水溶液中电离的总反应式为。当“硫化”操作后溶液中，则此时溶液的 。 (4)“还原”后溶液酸性增强，主要原因是 (用离子方程式表示)。 (5)“结晶”操作为 、过滤、洗涤、干燥。 (6)“萃余液”中含有的金属阳离子为 (填离子符号)，将溶液电解得到金属铟，阴极的电极反应式为 。 (7)硫化铟铜是一种新型的纳米材料，具有优异的光电性能和光催化性能。一种由S、三种元素组成的化合物的晶胞如图所示。采用和合成硫化铟铜薄膜，该反应的化学方程式是 ，该晶胞的六个面均为矩形，上、下底面的晶胞参数为，高为，晶体密度为，则阿伏加德罗常数的值为 (用含a、b、d的式子表示)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 工艺流程综合题 1．（2024届·河北承德·三模）废旧手机的废线路板中富含Cu、Sn、Ni、Pb等金属和少量Ag、Au，具有较高的回收价值，其中部分金属的回收工艺流程如下： 已知：①常温下，微溶于水，可与结合生成配离子：。 ②25℃时，，。 回答下列问题： (1)“拆解破碎”的目的是 。 (2)“75℃酸浸”中，金属Sn与盐酸反应的离子方程式为 ，选用浓度较大的4 mol·L盐酸可提高铅元素的浸出率，理由是 (从平衡移动角度分析)。 (3)“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)，“氧化酸浸”中，生成Cu²⁺反应的离子方程式为 。 (4)的排放标准为mg·L。“沉锡”残余液排放前应调节溶液的pH范围为 。 (5)“络合酸浸”中，Co2+作催化剂，催化Au浸出，化学方程式为，其反应过程按如下步骤进行： ①先与甘氨酸根(简写为)形成配合物()。 ②在氧气作用下，Co(Ⅱ)被氧化成Co(Ⅲ)：。 ③Au溶解。 ④加入硫代硫酸钠溶液，发生反应：。 步骤③Au溶解的离子方程式为 。 (6)锡有白锡和灰锡两种单质。白锡晶体中锡原子的堆积方式如图所示，该六棱柱底边边长为a pm，高为c pm，阿伏加德罗常数的值为，白锡晶体的密度为 (列出计算式)。 【答案】(1)增大酸浸时固体与盐酸的接触面积，加快反应速率 (2) 常温下，微溶于水，增大，使平衡正向移动，增大铅的浸出率 (3) Cu、Ag、Au (4)(或) (5) (6)(或其他正确答案) 【分析】由题干流程图可知，废线路板经拆解破碎后加入4.0mol/L的HCl溶液在75℃下酸浸，其中Pb、Sn、Ni分别转化为PbCl2、SnCl2和NiCl2，过滤得到滤液1主要含有PbCl2、SnCl2和NiCl2、HCl，滤渣1主要含有Cu、Ag、Au，向滤渣1中加入H2O2、稀硫酸进行氧化酸浸，即将Cu转化为CuSO4，过滤得到含有H2SO4、CuSO4的滤液，含有Ag、Au的滤渣2，向滤渣2中加入CoSO4溶液、甘氨酸溶液和O2，将Ag、Au转化为Ag+、Au+，然后用Na2S2O3对Ag+进行络合酸浸，并加萃取剂进行Au+萃取，然后反萃取得到含Au+的水层，最后经过一系列操作转化为Au，对滤液1进行降温沉铅，得到PbCl2，过滤得到PbCl2沉淀，向滤液中加入NaOH溶液进行沉锡，得到Sn(OH)2，最后制得Sn，据此分析解题。 【详解】（1）对废线路板进行可以增大酸浸时固体与盐酸的接触面积，加快反应速率，故答案为：增大酸浸时固体与盐酸的接触面积，加快反应速率； （2）“75℃酸浸”中，金属Sn与盐酸反应的化学方程式为：Sn+2HCl=SnCl2+H2↑，则其离子方程式为Sn+2H+=Sn2++H2↑，由题干信息可知，常温下，微溶于水，选用浓度较大的4 mol·L盐酸，增大，使平衡正向移动，可提高铅元素的浸出率，故答案为：Sn+2H+=Sn2++H2↑；常温下，微溶于水，增大，使平衡正向移动，增大铅的浸出率； （3）由分析可知，“滤渣1”的主要成分是Cu、Ag、Au，向滤渣1中加入H2O2、稀硫酸进行氧化酸浸，即将Cu转化为CuSO4，“氧化酸浸”中，生成Cu²⁺反应的离子方程式为Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O，故答案为：Cu、Ag、Au；Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O； （4）的排放标准为mg·L，c(Ni2+)≤=2.0×10-5mol/L，“沉锡”残余液排放前应调节溶液的c(OH-)≥=10-5mol/L，则pH范围为pH≥9，故答案为：(或)； （5）根据题干信息可知，“络合酸浸”中，作催化剂，催化Au浸出，化学方程式为， ①先与甘氨酸根(简写为)形成配合物()，即Co2++xgly-=，②在氧气作用下，Co(Ⅱ)被氧化成Co(Ⅲ)：，④加入硫代硫酸钠溶液，发生反应：，则用 [总反应式-4①-②-4④]可得③Au溶解的离子方程式，则步骤③Au溶解的离子方程式为，故答案为：； （6）由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中含有锡原子的数目为：=6，故一个晶胞的质量为：，该六棱柱的底面积为：×10-20cm2，高为c×10-10cm，故异一个晶胞的体积为：c×10-30cm3，故白锡晶体的密度为：g/cm3，故答案为：。 2．（2024届·安徽安庆·三模）2023年诺贝尔化学奖授予对合成量子点有突出贡献的科研工作者。碲化镉(CdTe)量子点具有优异的光电性能，常用作太阳能薄膜电池材料。我国科研人员设计以电解精炼铜获得的富碲渣(含铜、碲、银等)为原料合成碲化镉量子点的流程如下： 回答下列问题： (1)碲的原子序数为52，基态碲原子的价层电子排布式为 。 (2)“硫酸酸浸时，取含单质的富碲渣，为将全部溶出转化为，需加质量分数为的(密度：) (保留到小数点后两位)。但实际操作中，用量远高于该计算值，原因之一是同时也被浸出，请写出被浸出时发生反应的离子方程式： 。 (3)化学中用标准电极电势(氧化态/还原态)反映微粒间得失电子能力的强弱，一般这个数值越大，氧化态转化为还原态越容易。已知硫酸酸浸液中部分微粒的标准还原电极电势为、，则SO2“还原”酸浸液时，主要发生反应的化学方程式是 。 (4)在研究“还原”步骤实验条件时，发现Te、Cu单位时间内沉淀率随NaCl溶液浓度的变化如图所示，则该步骤应选择的NaCl溶液适宜浓度为 。 (5)CdTe的晶胞属立方晶系，晶胞如图所示，若CdTe的摩尔质量为，该晶体的密度为，阿伏加德罗常数为，则最近的两个Te原子的距离 。(用含M、、的代数式表示) (6)量子点不同于其他的半导体材料，在微观尺寸发生变化时，可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，关于这一现象下列说法正确的是 (填字母)。 A．属于化学变化　B．由光化学反应产生　C．由电子跃迁形成 【答案】(1)5s25p4 (2) 2.06 Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O (3)Te(SO4)2+2SO2+4H2O=Te+8 (4)30g/L (5)×107 (6)C 【分析】由题干流程图可知，向富碲渣(含铜、碲、银等)中加入30%H2O2和硫酸进行酸浸得到Te(SO4)2、CuSO4的浸出液和含有Ag等贵金属渣，向浸出液中通入SO2，加入NaCl将Te4+还原为Te，Cu2+转化为CuCl，过滤得到粗碲，粗碲处理后得到精制碲，与NaBH4反应得到H2Te，在反应釜中与CdCl2和柠檬酸钠反应制得CdTe量子点，据此分析解题。 【详解】（1）碲的原子序数为52，54＞52＞36，即Te位于周期表中第5周期ⅥA主族，故基态碲原子的价层电子排布式为5s25p4，故答案为：5s25p4； （2）“硫酸酸浸时，取含单质Te6.38%的富碲渣20g，为将Te全部溶出转化为Te(SO4)2，则该反应方程式为：Te+2H2SO4+2H2O2=Te(SO4)2+4H2O，需加质量分数为30%的H2O2(密度：1.1g/cm3)的体积为：=2.06mL(保留到小数点后两位)，但实际操作中，H2O2用量远高于该计算值，原因之一是Cu同时也被H2O2浸出，Cu被浸出时发生反应的离子方程式：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O，故答案为：2.06；Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O； （3）由题干信息可知，化学中用标准电极电势(氧化态/还原态)反映微粒间得失电子能力的强弱，一般这个数值越大，氧化态转化为还原态越容易，结合硫酸酸浸液中部分微粒的标准还原电极电势为、，Te4+较Cu2+易被还原，则SO2“还原”酸浸液时，主要发生反应的化学方程式是Te(SO4)2+2SO2+4H2O=Te+8，故答案为：Te(SO4)2+2SO2+4H2O=Te+8； （4）由题干图示信息可知，当NaCl溶液浓度为30g/L时，Te的沉淀率已经较高，Cu的沉淀率最低，使Cu和Te分离更加完全，故该步骤应选择的NaCl溶液适宜浓度为30g/L，故答案为：30g/L； （5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的碲原子个数为8×+6×=4，位于体内的镉原子个数为4，设晶胞的参数为anm，由晶胞的质量公式可得：=(10-7a)3ρ，解得a=×107nm，晶胞中距离最近的碲原子的距离为面对角线的，则距离最近的碲原子的距离为×107nm，故答案为：×107； （6）量子点不同于其他的半导体材料，在微观尺寸发生变化时，可以在特定波长的激光照射下发出不同颜色的光，这一现象是发生了电子的跃迁，属于物理变化，故答案为：C。 3．（2024届·新疆乌鲁木齐·三模）锌电解阳极泥(主要成分为和，还有少量锰铅氧化物和)是冶锌过程中产生的废渣，一种回收锌电解阳极泥中金属元素锰、铅和银的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知：①易溶于水，不溶于乙醇 ②在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖能发生如图反应： ③已知：时 (1)已知中为价，为价和价，该氧化物中价和价的物质的量之比为 。 (2)“还原酸浸”过程中主要反应的离子方程式为 ，该过程中实际葡萄糖加入量远大于理论需要量，其原因是 。 (3)整个流程中可循环利用的物质是 (填名称)。获得晶体的一系列操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、低温干燥，其中“洗涤”的具体操作是 。 (4)书写相关反应的离子方程式，并通过计算说明时，可用溶液将“滤渣1”中的完全转化为的原因 。 (5)通过氢电极增压法可制得单质锌，装置如图1所示。电解池工作时总反应的离子方程式为 。 (6)太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，为人类社会发展提供取之不尽川之不竭的清洁能源。以有机金属卤化物和作为敏化剂的太阳能电池，能量转换效率已经超过其他类型太阳能电池。 ①和中与之间、与之间的离子键成分的百分数大小比较及解释 。 ②晶胞结构如图2所示，其中代表。当位于晶胞的体心时，于晶胞的 位置(填“顶点”“面心”“棱心”或“晶胞内”)。 【答案】(1) (2) 在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖会发生副反应，从而额外消耗葡萄糖 (3) 醋酸 通过玻璃棒向过滤器中加入乙醇至浸没晶体，待乙醇自然流下，重复该操作次 (4)含有的滤渣中加入，发生转化PbSO4(s)+⇌PbCO3(s)+(aq)，，可视为反应基本进行完全 (5)H2+Zn(OH)= (6) 大于，因为电负性对电子的吸引能力更强，与之间的离子键成分百分数更大 棱心 【分析】锌电解阳极泥加入稀硫酸酸洗，ZnO转化为ZnSO4，得ZnSO4溶液，过滤滤渣加入稀硫酸和葡萄糖还原酸浸，+4价的Mn变成+2价Mn进入溶液，过滤，得MnSO4溶液，经过一系列操作，得MnSO4•H2O晶体，滤渣1中加入Na2CO3溶液，使PbSO4转化成溶解度更小的PbCO3，再加入醋酸，酸浸溶铅，得到Ag单质和醋酸铅溶液，在醋酸铅溶液中加入H2SO4，生成PbSO4沉淀，过滤得PbSO4。 【详解】（1）中Pb为+2价，Mn为+2价和+4价，设+2价Mn有x个，+4价Mn有4-x个，根据化合价代数和为0得：(+2)+ (+2)×x+(+4)×4-x +(-2)×8=0，x=1，则+2价Mn与+4价Mn个数比为1:3； （2）在酸洗后剩余的加入稀硫酸、葡萄糖与MnO2发生氧化还原反应，+4价Mn得电子被还原成Mn2+，葡萄糖中C失电子被氧化成CO2，碳化合价由0变为+4，根据电子守恒可知，其离子方程式为；根据已知②，在较高温度及酸性催化条件下，葡萄糖会发生副反应，从而额外消耗葡萄糖，导致实际葡萄糖加入量远大于理论需要量； （3）在醋酸铅溶液中加入H2SO4，得到PbSO4沉淀和醋酸，即(CH3COO)2Pb+H2SO4=PbSO4↓+2CH3COOH，醋酸(CH3COOH)可循环使用；MnSO4∙H2O易溶于水，不溶于乙醇，为了减小洗涤损失，MnSO4∙H2O用乙醇洗涤，具体操作为向漏斗中加入乙醇至浸没MnSO4∙H2O晶体(或沉淀)，待乙醇自然流下，重复2～3次； （4）含有的滤渣中加入，发生转化PbSO4(s)+PbCO3(s)+(aq)，，可视为反应基本进行完全，故可用溶液将“滤渣1”中的完全转化为； （5）氢电极增压法可制得单质锌，结合图可知，氢气失去电子发生氧化反应生成氢氧根离子、Zn(OH)得到电子发生还原反应生成锌，则总反应为：H2+ Zn(OH)=； （6）①因为电负性对电子的吸引能力更强，与之间的离子键成分百分数更大，故为大于； ②由图可知，位于面心的微粒数目为、位于顶点的微粒数目为，结合化学式可知，位于图2晶胞的面心位置、位于图2晶胞的顶点，若位于晶胞的体心时，于晶胞的棱心位置。 4．（2024届·湖北·三模）废旧铅蓄电池具有较高的回收利用价值。由废铅膏(含、、和以及少量的铁和铝的氧化物)制备的流程如下： 已知：； ②， 请回答下列问题： (1)“浸取”时为增大浸取速率，可以采取的措施有 (请写一点)。 (2)“浸取”时发生的主要反应的化学方程式为 。 (3)“浸取”时将换成溶液效果会更好，除作还原剂外，还有的作用为 。 (4)“脱硫”的目的是 。 (5)“脱硫”时转化反应的离子方程式为 ；用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因 。 (6)“焙烧”时会有中间产物生成，固体残留率与温度的关系如图所示，则358℃时对应固体的成分为 (填化学式)。 【答案】(1)粉碎废铅膏或者适当提高温度或者适当增加硫酸浓度等 (2) (3)作氧化剂，促进金属Pb在硫酸中转化为硫酸铅 (4)降低能源消耗 (5) 该反应的，反应正向进行的程度很大，可以进行到底 (6)7PbCO3·15PbO 【分析】废铅膏与硫酸、浸取时，铅元素全部转化为硫酸铅，铁和铝的氧化物转化为相应离子进入滤液，硫酸铅与碳酸铵反应转化为碳酸铅，焙烧得到氧化铅。 【详解】（1）“浸取”时为增大浸取速率，可以采取的措施有粉碎废铅膏或者适当提高温度或者适当增加硫酸浓度等； （2）“浸取”时主要与发生氧化还原反应，根据得失电子守恒以及原子守恒，化学方程式为； （3）“浸取”时将换成溶液效果会更好，除作还原剂外，还可以作氧化剂，促进金属Pb在硫酸中转化为硫酸铅； （4）在时分解，在时分解，则 “脱硫”的目的是降低能源消耗； （5）“脱硫”时转化为，反应的离子方程式为；选择的原因是：该反应的，反应正向进行的程度很大，可以进行到底； （6）根据铅元素守恒，(x+y)PbCO3 xPbCO3·yPbO，固体残留率88.76%，可得，解得，则358℃时对应固体的成分为7PbCO3·15PbO。 5．（2024届·河北沧州·三模）废钼催化剂中钼、钴、镍等有价金属作为二次资源可加以回收利用。一种从废钼催化剂(主要成分为、，含少量CoO、CoS、NiO、等)中回收有价金属的工艺流程如下： 已知：①，。 ②当溶液中剩余金属离子的浓度时，视为已沉淀完全。 ③。 回答下列问题： (1)基态Mo原子的价层电子排布式为，则Mo在元素周期表中的位置为 。 (2)“焙烧”时先将废钼催化剂磨成粉末，然后采取如图所示的“多层逆流焙烧”，其目的是 。“焙烧”时生成的气体A的主要成分为 (写化学式)。 (3)“焙烧”时转化为。“碱浸”时，参与反应的离子方程式为 。 (4)“除铁”时，若溶液中、、，加入适量NaOH溶液调节pH(溶液体积变化忽略不计)，可以使沉淀完全，则调节pH的范围为 。 (5)若除铁后所得滤液中，“沉镍”后所得滤液中，则沉镍率= ［，计算过程中不考虑溶液体积变化］。 (6)在空气中加热18.3g，其热重曲线如图所示。a点对应固体的成分是 (填化学式，下同)；b、c点对应固体均为钴的氧化物，则b、c点对应固体的成分分别是 、 。 【答案】(1)第五周期第ⅥB族 (2) 增大反应物接触面积，提高反应速率和原料利用率 (3) (4) (5) (6) 【分析】废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等)，在空气焙烧生成气体为二氧化硫，烧渣加入NaOH溶液、H2O2，得到Na2MoO4溶液，向溶液中加入稀硝酸沉Mo得到H2MoO4，碱浸后得到的固体为CoO、NiO、Fe2O3，固体用稀盐酸酸浸，得到含有Co2+、Ni2+、Fe3+的溶液，加入NaOH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，加入H2C2O4溶液沉Ni、Co得到CoC2O4、NiC2O4，据此回答。 【详解】（1）基态Mo原子的价层电子排布式为4d55s1，则Mo在元素周期表中的位置为：第五周期第ⅥB族； （2）“焙烧”时先将废钼催化剂磨成粉末，然后采取如图所示的“多层逆流焙烧”，其目的是：增大反应物接触面积，提高反应速率和原料利用率，根据分析可知，“焙烧”时生成的气体A的主要成分为SO2； （3）焙烧时MoS2转化为MoO3，“碱浸”时，MoO3参与反应的离子方程式为：； （4）“除铁”完全时，时，根据的公式可知，溶液中的，，====2.8，、不能沉淀，由于，，则未沉淀时，也不会沉淀，，将代入式中，得到，则，，故调节的范围； （5）沉镍后浓度为，由溶度积常数计算公式，得到沉镍后溶液中，沉镍率； （6）的物质的量，其中结晶水的质量为，到点固体损失质量，恰好结晶水全部失去，则点对应固体的成分是，固体中元素的质量始终为，b点固体中元素的质量，b点固体中和的个数比=，即点对应固体的成分是，点固体中元素的质量，c点固体中和的个数比，即点对应固体的成分是。 6．（2024届·山东济宁·三模）一种以锌精矿(主要成分是ZnS，还含有铁、钴、铜等元素的氧化物)为原料制备纯锌并将其它金属元素回收利用的工艺流程如下： 已知：①锌精矿在高温焙烧过程中部分转化为铁酸锌()，铁酸锌不溶于稀硫酸 ②黄钠铁矾是一种浅黄色晶体，过滤及沉淀性能较好，但溶液酸性较强时不易生成 ③；； 回答下列问题： (1)常温下，“含尘烟气”中的用氨水吸收至溶液的时，的平衡常数 。 (2)“调pH①”试剂X可选用 。 (3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，一段时间后反应速率显著增大，请解释此现象产生的原因 。 (4)“沉铁”步骤中，pH不宜过大或过小，原因是 ，“沉铁”时生成黄钠铁矾的离子方䅠式为 。 (5)电解废液可返回到 。操作进行循环利用。 (6)“沉钴”的离子方程式为 。 【答案】(1) (2)ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2 (3)锌粉置换出的铜覆盖在锌的表面，形成原电池，增大反应速率 (4) pH过小时黄钠铁矾不易生成，pH过大时生成Fe(OH)3沉淀 (5)浸出 (6) 【分析】锌精矿在空气中焙烧部分转化为铁酸锌(ZnFe2O4)、部分得到各金属元素的氧化物，加入稀硫酸酸浸后加入氧化锌或碳酸锌或氢氧化锌调节溶液的pH，得到氢氧化铁沉淀和不反应的铁酸锌；滤液为各金属的盐溶液，加粗锌粉置换出铜，过滤滤液加入较细锌粉进一步置换出Cu，过滤滤液中加a-亚硝酸基-β-萘酚将Co转化为沉淀，过滤除去Co的沉淀，加入较浓硫酸热浸后溶液和除铁后得到滤液合并后加入碳酸钠，得到黄钠铁矾沉淀，滤液电解得到锌和电解废液； 【详解】（1）该反应平衡常数K===； （2）“调pH①”时，试剂X最宜选用不引入新杂质且能和过量稀硫酸反应的物质，故可选ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2； （3）锌粉置换出的铜覆盖在锌的表面，可以形成原电池装置，从而增大反应速率； （4）“沉铁”步骤中，pH不宜过大或过小，因为pH过小时黄钠铁矾不易生成，pH过大时生成Fe(OH)3沉淀；“沉铁”时Na2SO4和Fe3+生成黄钠铁矾，根据质量守恒可知，反应物中还有水，生成物中还会生成氢离子，生成的氢离子与碳酸根反应生成二氧化碳气体，离子反应方程式为； （5）电解后的废液中含有硫酸，可返回浸出步骤循环使用； （6）滤液中加a-亚硝酸基-β-萘酚将Co转化为沉淀，根据元素守恒得反应离子方程式为：。 7．（2024届·广东茂名·三模）砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸（）形式存在，废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下： 已知； Ⅰ.； Ⅱ.； Ⅲ.砷酸（）在酸性条件下有强氧化性，能被等还原； Ⅳ.，。 回答下列问题； (1)“沉砷”时，亚砷酸转化为的化学方程式为 。 (2)“沉砷”时产生的废气可用 溶液吸收处理（填化学式）。 (3)“NaOH溶液浸取”后，所得“滤渣”的主要成分是 （填化学式）；此时溶液中存在平衡：，该反应的平衡常数K＝ （保留2位小数）。 (4)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”，反应的离子方程式为 。 (5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换，原因是     （从平衡移动的角度解释）。 (6)该流程最后一步用“还原”砷酸，发生反应的化学方程式为 。 (7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示，As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为a pm、a pm、c pm，则该晶体的密度为 （列出计算式，阿伏加德罗常数的值为）。 【答案】(1) (2)（或NaOH等） (3) FeS 0.13 (4) (5)由于，加入过量的，溶液中增大，平衡正向移动，不利于沉砷 (6) (7) 【分析】含砷废水加入硫化亚铁生成As2S3沉淀，As2S3沉淀和过量的硫化亚铁加入氢氧化钠，As2S3+6NaOH=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O，浸取得到硫化亚铁滤渣和含Na3AsO3、Na3AsS3的滤液Ⅱ；滤液Ⅱ氧化脱硫生成硫单质和Na3AsO4，酸化后生成H3AsO4，砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性，能SO2被还原生成As2O3。 【详解】（1）“沉砷”时，亚砷酸和FeS发生氧化还原反应转化为，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （2）“沉砷”时产生的废气为 H2S气体，可用CuSO4溶液(或NaOH溶液等)吸收处理。 （3）“NaOH溶液浸取"后，所得“滤渣”的主要成分是FeS。溶液中存在平衡：，平衡常数。 （4）滤液Ⅱ氧化脱硫过程中，和O2发生氧化还原反应生成硫单质和Na3AsO4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （5）“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换，原因是：由于，加入过量的，溶液中增大，平衡正向移动，不利于沉砷。 （6）该流程最后一步用“还原”砷酸生成，转化为，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （7）该晶胞中，位于顶点和棱上的 Ni原子数为(4×+4×)+(2×+2×)=2，位于晶胞内部的As原子数为2。根据晶胞中“As原子位于紧邻 Ni原子构成的正三棱柱的体心"以及“晶胞参数为apm、apm、cpm”可知，该晶胞的底面面积=sin60°a2pm2= a2pm2。该晶体的密度为。 8．（2024届·福建福州·三模）二氧化钛化学稳定性好，无污染，可应用于锂电池负极材料。某含钛高炉渣(主要成分为CaTi2O5，含少量等杂质)制备二氧化钛工艺如下： (1)基态Ti的价电子排布式为 。 (2)“焙烧”过程生成偏钛酸钠的化学方程式为 。 (3)“滤液1”中Si、Al分别以 (填离子符号)存在。 (4)“滤渣1”的主要成分为 。 (5)“还原”工序需要在低温下进行的原因是 。 (6)“水解”步骤转化为偏钛酸沉淀，反应的离子方程式为 。 (7)将80g二氧化钛和40g焦炭混合，在真空高温条件下制备碳化钛(TiC)的化学方程式为 ，若该过程固体失重率达到35%，则碳化钛的产率为 。 (8)锐钛矿型TiO2晶胞结构如图，该晶胞中氧的配位数为 ；已知该晶体密度为，则阿伏加德罗常数为 mol⁻¹(用含ρ、a、b的代数式表示)。 【答案】(1)3d24s2 (2)CaTi2O5+2Na2CO3CaO+2Na2TiO3+2CO2↑ (3)AlO/Al(OH)、SiO (4)CaSO4 (5)冷却结晶析出绿矾以除去铁元素或减缓Fe2+被空气中的氧气氧化 (6) (7) TiO2+3CTiC+2CO ↑ 75.0% (8) 3 【分析】含钛高炉渣(主要成分为CaTiO，含少量等杂质)加入碳酸钠焙烧生CaO、Na2TiO3、NaAlO2、NaSiO3，水洗，滤液1中含有NaAlO2、NaSiO3，酸浸时，CaO、Fe2O3、Na2TiO3与硫酸反应生成CaSO4、Fe2(SO4)3、，滤渣1的主要成分为CaSO4，还原步骤加入适量Fe还原Fe3+，并冷却结晶得到绿矾，水解步骤 转化为偏钛酸 沉淀，煅烧得到二氧化钛，据此分析解答。 【详解】（1）Ti元素为22号元素，基态 Ti的价电子排布式为3d24s2。 （2）由分析知，“焙烧”过程生成偏钛酸钠的化学方程式为CaTi2O5+2Na2CO3CaO+2Na2TiO3+2CO2↑。 （3）由分析知，“滤液1”中Si、Al分别以AlO/Al(OH)、SiO存在。 （4）由分析知，“滤渣1”的主要成分为CaSO4。 （5）“还原”工序需要在低温下进行的原因是冷却结晶析出绿矾以除去铁元素或减缓Fe2+被空气中的氧气氧化。 （6）“水解”步骤 转化为偏钛酸 沉淀，反应的离子方程式为。 （7）80g二氧化钛物质的量为1mol，40g焦炭物质的量约为3.3mol，在真空高温条件 下 制 备 碳 化 钛 (TiC )可生成1molTiC和2moCO，C剩余， 化 学 方 程 式 为TiO2+3CTiC+2CO ↑，若该过程固体失重率达到35%，则生成CO的质量为，物质的量为1.5mol，则TiC实际产量为0.75mol，TiC的理论产量为1mol，则碳化钛的产率为75.0%。 （8）根据晶胞结构图可知，白球位于顶点、面上、体心，个数为，黑球位于棱上、面上、内部，个数为，故白球是Ti原子，黑球是O原子，与Ti距离相等且最近的O的个数为6，则Ti的配位数为6， Ti与O的个数比为1:2，则该晶胞中氧的配位数为3；一个晶胞中有4个TiO2，，则阿伏加德罗常数为mol⁻¹。 9．（2024届·辽宁沈阳·三模）稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途，如汽车尾气用稀土/钯三效催化剂处理，不仅可以降低催化剂的成本，还可以提高催化效能。以氟碳铈矿(主要成分为)为原料制备的一种工艺流程如图： 已知：①滤渣1的主要成分是难溶于水的，滤渣2的主要成分是；、(a、b均大于0)。 ②当前工艺条件下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时的pH如下表： 金属阳离子 开始沉淀时的pH 1.3 7.7 完全沉淀时的pH 3.1 9.2 回答下列问题： (1)写出一条提高焙烧效率的方法： 。 (2)加入盐酸和进行浸取时有污染环境的气体产生，该气体为 (填化学式)；操作1和操作2的名称为 。 (3)调节滤液1的pH的范围为 ；滤渣3的主要成分为 (填化学式)。 (4)有强氧化性，含的溶液可吸收雾霾中的NO，生成、(二者物质的量之比为1：1)，该反应的离子方程式为 。 (5)滤渣1经KCl溶液充分浸取后，测得反应体系中的物质的量浓度为，则的物质的量浓度为 (用含a、b的式子表示)。 (6)在空气中焙烧的反应方程式为 。 (7)某研究小组利用硫化锌锂电池，在酸性环境下电解制的装置如图所示。阴极的电极反应式为 ，随着电解反应的进行，为使电解液成分稳定，应不断补充 (填化学式)。 【答案】(1)矿石粉碎、搅拌等 (2) Cl2 过滤 (3) 3.1~7.7 Fe(OH)3 (4) (5) (6) (7) 【分析】氟碳铈矿焙烧后加入盐酸、硼酸酸浸，生成沉淀成为滤渣1，滤渣1加入氯化钾溶液得到沉淀成为滤渣2，滤液1中含有铁离子、Ce3+，调节pH将铁离子转化为沉淀得到滤渣3，滤液2含Ce3+，滤液2加入碳酸氢铵得到，煅烧过程中被空气中氧气氧化为； 【详解】（1）矿石粉碎、搅拌等都会加快反应速率，提高焙烧效率； （2）四价Ce具有氧化性，加入盐酸和进行浸取时，会将氯离子氧化为有毒的氯气，产生有污染环境的气体，该气体为Cl2；操作1和操作2均为分离固液的操作，名称为过滤； （3）调节滤液1的pH使得铁离子沉淀被分离，而不产生沉淀，结合表数据可知，范围为3.1~7.7；滤渣3的主要成分为生成氢氧化铁Fe(OH)3； （4）含的溶液可吸收雾霾中的NO，生成、(二者物质的量之比为1：1)，假设均生成1个、，则2分子NO共失去4个电子，由电子守恒可知，则需要4个参与反应，反应为：； （5）滤渣1经KCl溶液充分浸取后，测得反应体系中的物质的量浓度为，则，的物质的量浓度为； （6）煅烧过程中被空气中氧气氧化为，反应为； （7）在酸性环境下电解制，则阴极氢离子放电发生还原反应生成氢气，电极反应式为，阳极失去电子发生氧化反应生成，反应为；则总反应为：，随着电解反应的进行，为使电解液成分稳定，应不断补充硫酸。 10．（2024届·重庆·三模）FTO@是一种光催化材料。以废钒催化剂(主要含、、及少量、)为原料制备FTO@的工艺流程如图所示。 已知：①，； ②当可说明已经完全转化为沉淀。 回答下列问题： (1)“碱浸”时，转化为的离子反应方程式为 。 (2)“酸化”时，需要生成易分离的沉淀而不是生成胶体，通常采取的措施是 (答出一条即可)。 (3)“酸化”时，若调pH为8.37，此时 (填“是”或“否”)沉淀完全。 (4)有机萃取剂(HR)对萃取效果较好，其作用机理可表示为，反萃取剂应选用 (填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液。 (5)若“还原”时加入的和“氧化”时加入的的物质的量之比为10：3，则“萃取”、“反萃取”的过程中钒的总回收率约为 %(被还原为KCl)。 (6)“沉钒”中析出晶体时，需加入过量，其原因是 。 (7)FTO@作电极电催化还原的装置如图甲所示。在不同电压条件下进行光照电解实验，不同有机产物的法拉第效率(FE)随电压变化如图乙所示。 已知：，其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①电势：泡沫Ni网电极 FTO@电极(填“>”“<”或“=”)。 ②FTO@电极发生的电极反应式为 。 ③维持电压为，电解一段时间后，生成的HCHO和HCOOH的物质的量之比为5：3，则生成HCOOH的法拉第效率m为 。 【答案】(1) (2)适当升高温度、适当增大沉淀所需离子的浓度、加入大量电解质、不断搅拌、适当加快沉淀剂的加入速度等（任写一个） (3)是 (4)酸性 (5)90 (6)调节pH，将转化为；利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全 (7) < 10.8 【分析】废钒催化剂用氢氧化钠碱溶，根据信息可知，转化为，其中氧化铝和二氧化硅分别转化为四羟基合铝酸钠和硅酸钠，不能能与碱反应，过滤时除去，过滤后再酸化，其中滤渣为Al(OH)3和H2SiO3，经过氧化、沉钒后得到NH4VO3，加入硝酸铋处理后得到BiVO4，最终得到产品，以此解题。 【详解】（1）“碱浸”时，转化为的离子反应方程式为：，故答案为：。 （2）酸化”时，需要生成易分离的沉淀而不是生成胶体，通常采取的措施是：适当升高温度、适当增大沉淀所需离子的浓度、加入大量电解质、不断搅拌、适当加快沉淀剂的加入速度等，故答案为：适当升高温度、适当增大沉淀所需离子的浓度、加入大量电解质、不断搅拌、适当加快沉淀剂的加入速度等（任写一个）。 （3）已知 ，离子浓度≤10-5mol/L时沉淀完全，该反应的平衡常数，可得：，因此，说明pH=8.37时沉淀完全，故答案为：是。 （4）结合题干可知，根据平衡移动原理可知，增加H+浓度，平衡正向移动，离子回到溶液中，因此反萃取剂应选用酸性溶液，故答案为：酸性。 （5）萃取、反萃取前后V的化合价都是+5价，则根据得失电子守恒可知，还原剂失去电子的物质的量等于氧化剂得到电子的物质的量，反应中亚硫酸钠中硫元素升高价态从+4变为+6价，氯酸钾中氯元素降低价态从+5价变为-1价，设钒的总回收率x%，根据加入的物质的量：=10：3，，则x=90，故答案为：90。 （6）“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，一方面需要将(NH4)3VO4转化为NH4VO3，另一方面需要降低其溶解度，所以加入过量NH4Cl，其原因是：调节pH，将转化为；利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全。 （7）由图可知，FTO@BiVO4电极上水发生反应生成氧气，因此FTO@BiVO4电极为阳极，阳极电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，泡沫Ni网电极为阴极，阴极生成HCOOH的电极方程式为CO2+2H++2e-=HCOOH，阴极生成HCHO的电极方程式为CO2+4H++4e-=HCHO+H2O，阴极生成CH3OH的电极方程式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，阴极生成C2H5OH的电极方程式为2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O，由图2可知，通过改变电压可以选择性地获得不同还原产物，据此分析； ①电势为阳极电势高于阴极电势，泡沫Ni网电极为阴极，FTO@BiVO4电极为阳极，即电势关系为泡沫Ni网电极小于FTO@BiVO4，故答案为：<； ②FTO@BiVO4电极上水发生反应生成氧气，因此FTO@BiVO4电极为阳极，阳极电极反应式为：，故答案为：； ③、，电解电压为U3V时，放电生成1mol甲酸转移2mol，生成1mol甲醛转移4mol电子，由图可知，生成HCHO的FE%为36%，则由电解生成的甲醛和甲酸的物质的量之比为5：3，可得，解得m=10.8，故答案为：10.8。 11．（2024届·广东东莞·三模）五氧化二饥广泛用于冶金、化工等行业。某废钒催化剂主要含有、、CaO、、、等，采取如下工艺流程回收其中的钒制备； 已知：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时（）的pH 12.4 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时（）的pH 13.8 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)基态V原子的价电子轨道表示式为 。 (2)浸出渣的主要成分是 ，“酸浸还原”中；和均转化为，写出转化为反应的离子方程式为 。 (3)“氧化”中被氧化的元素主要有 （填元素符号）。 (4)“调pH”中有沉淀生成，写出生成沉淀反应的离子方程式 。 (5)“沉钒”中需要加入过量，其原因是 。晶体未经洗涤直接进行“煅烧”，将导致产品中混有 杂质。 (6)工艺中可循环利用的物质有 。 (7)一定温度下，溶解在NaOH溶液中，可得到偏钒酸钠。偏钒酸钠阴离子呈现如图1所示的无限链状结构。碳化钒主要用于制造钒钢及碳化物硬质合金添加剂，其晶胞结构如图2所示。 ①偏钒酸钠的化学式为 。 ②碳化钒晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子个数为 。 ③若碳化钒合金的密度为，阿伏加德罗常数值为，则晶胞参数 nm。 【答案】(1) (2) 、 (3)Fe、V (4) (5) 增大，减小的溶解度，有利于析出更多的 NaCl (6)（或） (7) 12 【分析】废钒催化剂中，钒以+4、+5价的化合物存在，还包括CaO、、、等， 用30%H2SO4和Na2SO3“酸浸还原”时、被还原成，Fe3O4与硫酸反应生成的Fe3+被Na2SO3还原成Fe2+，SiO2此过程中不反应，滤液中含有Na+、Ca2+、Al3+、Fe2+、H+，滤渣为、；滤液中加入调节pH=8，生成V(OH)4或VO2•nH2O，Al3+转化为Al(OH)3沉淀，Fe2+部分转化为Fe(OH)2沉淀，滤液1中含有Na+、Fe2；氧化过程中加入氧气，NaOH使pH>13，钒进一步氧化并沉淀为V2O5·xH2O，V2O5·xH2O两性，在强碱性条件下转化为钒酸盐溶解，Al(OH)3转化为Na[Al(OH)4]，Fe2+剩余部分转化Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，滤渣1的主要成分为Fe(OH)3； 加入HCl调pH=8.5，Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀而除去；最后加入NH4Cl“沉钒”得到偏钒酸铵NH4VO3，据此分析答题。 【详解】（1） 钒在周期表中第23号元素，价电子轨道表示式 （2）浸出渣的主要成分是、；转化为反应的离子方程式为：； （3）Fe、V； （4）“调pH”中有沉淀生成为四羟基合铝酸钠生成氢氧化铝，生成沉淀反应的离子方程式； （5）“沉钒”中需要加入过量，其原因是，增大，减小的溶解度，有利于析出更多的；因最开始加入Na2SO3并用HCl调节pH，所以杂质为NaCl； （6）煅烧发生反应，，可循环利用的物质（或）； （7） 阴离子中，每个含有V数目：1，氧数目：，阴离子为，V为+5价，O为-2价，Na为+1价，可知偏钒酸钠的化学式为；碳化钒晶胞中以体心的碳原子为例，与体心碳原子距离最近且相等的碳原子在12条棱上，则碳原子距离最近且相等的碳原子个数为12个；设晶胞参数为anm，1mol晶胞的质量为，1mol晶胞的体积为NAa3，则，晶胞参数a= nm。 12．（2024届·四川内江·三模）是有机合成的重要催化剂，并可用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含及其化合物、等杂质)，生产的工艺流程如下： 已知：①常温下，部分阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于)时的如下表： 物质 开始沉淀时的 1.6 3.2 5.2 完全沉淀时的 3.1 4.7 6.7 ②溶液用水稀释后可生成沉淀。 (1)“酸浸”时提高浸取率的措施有 (写出两条)。 (2)滤渣I的主要成分是 (填化学式)。 (3)操作为调节溶液的的最佳范围是 ，加入的物质X可以是 ( (填字母标号)。 A．    B．    C．     D．溶液 (4)往滤液中加入食盐并通入可生成，反应I的离子方程式为 ；在反应I中加入食盐并加热的目的是 。 (5)实验室可以使用铜电极电解饱和食盐水得到，阳极的电极反应式为 。 【答案】(1)适当提高反应温度、适当提高酸浓度 (2)SiO2 (3) 4.7≤pH＜5.2 AB (4) 增加氯离子浓度，使平衡往正向移动，使CuCl溶于NaCl的浓溶液生成，提高CuCl的产率； (5) 【分析】由废铜料(主要成分为金属铜，还含Fe、Al及其化合物、杂质)进行高温煅烧时铜生成Cu2O，Fe和Al生成氧化铝和四氧化三铁，加入硫酸和过氧化氢，二氧化硅不溶，亚铁离子和亚铜离子被氧化为铁离子和铜离子，金属阳离子进入溶液，过滤，则滤渣I为二氧化硅，滤液I为铁离子、铝离子、铜离子的溶液，向滤液I中加入氢氧化铜、氧化铜、碳酸铜等调节pH到4.7~5.2，铁离子和铝离子沉淀为氢氧化铁和氢氧化铝，则滤液II中含有铜离子，加入二氧化硫将铜离子还原成亚铜离子，再加入氯化钠，生成CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成，的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀，经过过滤、洗涤、干燥最后得到CuCl，据此回答。 【详解】（1）可通过适当提高反应温度、适当提高酸浓度等提高“酸浸”时浸取率； （2）根据分析，滤渣I的主要成分二氧化硅； （3）操作为调节溶液的，使Fe3+、Al3+转化为沉淀，Cu2+不沉淀，所以pH的调节范围是4.7≤pH＜5.2；为了不引入新的杂质离子，可向滤液I中加入氢氧化铜、氧化铜，而 、会引入新的杂质离子，所以选AB； （4）滤液中所含的离子是Cu2+，加入食盐并通入可生成，反应的离子方程式：；由已知②中可知，加入食盐并加热的目是升温、增加Cl-的浓度，使上述平衡往正向移动，使CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成，提高CuCl的产率； （5）用铜电极电解饱和食盐水得到，阳极应是Cu失电子，所以阳极的电极反应式为。 13．（2024届·山东聊城·三模）锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石(主要成分为，还含有铁钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下： 25℃时，部分物质的溶度积常数如下表所示。 物质 MnS CoS 回答下列问题： (1)用硫酸浸取含锰矿石时，提高浸取速率的方法有 (写两种)。 (2)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (3)滤渣1的主要成分是 ，实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是 。 (4)当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽。“除杂2”步骤需要控制溶液的pH至少为 (已知)。 (5)“除杂3”步骤所得溶液中，则其的范围是 。 (6)电解废液中还含有少量，向其中加入饱和溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子方程式为 。 【答案】(1)将矿石粉碎、适当提高硫酸浓度，适当提高温度等 (2)MnO2+4H++2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O (3) Fe(OH)3、MnO2 抽滤 (4)6.65 (5)10<pS≤15.4 (6)Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O 【分析】含锰矿石中加入足量硫酸浸取，MnCO3转化为Mn2+，铁、钴、铜的碳酸盐转化为铁离子、亚铁离子、钴离子和铜离子，加入过量MnO2，MnO2将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为Mn2+，加入氨水调节pH=4，此时c(OH-)=10-10mol/L，根据物质的溶度积常数可知，此时生成的沉淀为氢氧化铁，还有过量的二氧化锰，再加入氨水调节pH，使Cu2+转化为氢氧化铜沉淀，同时Mn2+不能沉淀，此时滤渣2为氢氧化铜，再加入硫化铵，生成CoS沉淀，最后电解得到Mn。 【详解】（1）用硫酸浸取含锰矿石时，可采用将矿石粉碎、适当提高硫酸浓度，适当提高温度等方式提高浸取速率。 （2）氧化过程中，MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，自身被还原为Mn2+，离子方程式为MnO2+4H++2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O。 （3）根据分析可知，滤渣1的主要成分为Fe(OH)3、MnO2，实验室为了加快固液混合物的分离，常用的操作为抽滤。 （4）除杂2步骤中，要使铜离子转化为氢氧化铜沉淀，锰离子不能发生沉淀，则c(Cu2+)≤10-5mol/L时，c(OH-)≥2×10-8mol/L，c(H+)≤×10-7mol/L，pH≥6.65，pH至少为6.65。 （5）除杂3中锰离子浓度为2.5mol/L，锰离子不能发生沉淀，则c(S2-)<10-10mol/L，同时Co2+要沉淀完全，则c(Co2+)≤10-5mol/L，c(S2-)≥4×10-16mol/L，则10<pS≤15.4。 （6）电解废液中含有少量Mn2+，加入饱和NH4HCO3，有沉淀和气体生成，沉淀为碳酸锰，气体为二氧化碳，离子方程式为Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O。 14．（2024届·福建厦门·三模）利用某阳极泥(含和单质)回收贵金属并合成高能量密度材料的工艺流程如下。 (1)“溶浸”过程生成的离子方程式为 。 (2)“还原”过程发生反应的化学方程式为 。 (3)溶液中含银微粒的物质的量分数随的变化如图。 ①“络合”过程为获得，应调节最佳浓度为 。 ②25℃时，的，的，的平衡常数 。 (4)“电解”过程生成的电极反应式为 。 (5)“溶解”过程可提高溶解速率的措施有 (填1条)。 (6)晶体的局部结构如图。 ①晶体中存在的微粒间作用力有 (填标号)。 A．离子键      B．键     C．键      D．金属键      E．氢键 ②晶体中的杂化轨道类型 (填“相同”或“不同”)，依据是 。 【答案】(1) (2)或 (3) 0.025 (4) (5)适当升温 (6) ABCE 不同 与形成配位键的原子个数不同(或形成的空间构型不同) 【分析】阳极泥(含和单质)用氯化钠、氯酸钠和硫酸溶浸生成HAuCl4，滤渣中含氯化银，滤液用一水合肼还原生成金；滤渣中的氯化银与硫代硫酸钠反应生成，电解得到银单质，用硝酸溶解生成硝酸盐，最终得到。 【详解】（1）“溶浸”过程Au与氯化钠、氯酸钠和硫酸反应生成HAuCl4，生成的离子方程式为； （2）HAuCl4用一水合肼还原生成金，一水合肼中氮元素化合价升高被氧化生成氮气，“还原”过程发生反应的化学方程式为或； （3）①由图可知，的浓度为0.025mol/L时，的物质的量分数最大，所以“络合”过程为获得，应调节最佳浓度为0.025mol/L ； ②25℃时，的，即，的，即的，所以的平衡常数； （4）“电解”生成，其电极反应式为； （5）“溶解”过程可提高溶解速率的措施有适当升温或适当提高硝酸的浓度等； （6）①晶体中存在阴、阳离子，即存在离子键，同时内还存在氮氢键，内存在键，由于氮元素的电负性很强，晶体中还存在氢键，故答案为：ABCE； ②由图可知，和中与Ag+形成配位键的原子个数不同，Ag+的价层电子对数不同(或形成的空间构型不同)，则Ag+的杂化轨道类型也不同。 15．（2024届·山东德州·三模）利用热镀锌厂在生产过程中产生的副产品锌灰（主要成分为ZnO、及少量、CuO、PbO等）为原料制备氧化锌或皓矾（）工艺流程如下： 已知：①“浸取”时，ZnO和CuO转化为、进入溶液； ②25℃时，，； ③深度除杂标准：溶液中； ④有机萃取剂（用HR表示）可萃取出，其萃取原反应为：。 (1)浸渣中含有的物质包括PbOCl、 。 (2)除砷时，转化为沉淀，写出该反应的离子方程式 。 (3)若深度除铜所得滤液中的浓度为0.2，则溶液中（不考虑水解）浓度至少为 ，才能达到深度除杂标准。 (4)反萃取加入的X最佳物质为 。 (5)“沉锌”过程获得，离子方程式为 。 (6)获取皓矾的一系列操作包括 、过滤、洗涤、干燥。取28.7g产品加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。已知B→D的过程中产生两种气体，分析数据，写出该过程的化学方程式 。 【答案】(1)、Pb (2) (3) (4) (5) (6) 蒸发浓缩、冷却结晶 【分析】“浸取”时，ZnO和CuO转化为、进入溶液，转化为，转化为，PbO转化为PbOCl与Pb，除砷时，转化为沉淀，加入硫化铵深度除铜，用有机萃取剂（用HR表示）萃取出，加入反萃取，途径1加入碳酸氢铵转化为碳酸锌，煅烧得氧化锌，途径2经一系列操作得到。 【详解】（1）根据分析知，浸渣中含有的物质包括PbOCl、、Pb； （2）除砷时，与过氧化氢发生氧化还原反应，根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒，离子方程式为； （3）深度除杂标准：溶液中，若深度除铜所得滤液中的浓度为0.2，则，； （4）反萃取，使平衡逆向移动，且不引入新杂质，则反萃取加入的X最佳物质为； （5）“沉锌”过程获得，根据电荷、原子守恒得离子方程式为； （6）因为需要得到，则一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；28.7g的物质的量为=0.1mol，由Zn元素守恒可知，生成ZnSO4或ZnO时，物质的量均为0.1mol，若得ZnSO4的质量为16.10g(250℃)，若得ZnO的质量为8.10g(930℃)，B→D的过程中，ZnSO4转化为ZnO，根据得失电子守恒，产生的两种气体是二氧化硫与氧气，则化学方程式为：。 16．（2024届·湖南衡阳·三模）氢化钛(TiH2)是一种潜在储氢材料。以钛废料(主要成分是TiO2，含少量V2O5、WO3等)为原料制备氢化钛的流程如图： 回答下列问题： (1)“操作A”是 (填名称)；下列仪器中，“操作B”不需要的是 (填标号)。 A．       B．      C．     D． (2)“高温碱浸”中TiO2发生反应的化学方程式为 。 (3)“酸洗”的目的是 ；设计实验确认“水洗”已洗净： 。 (4)以石墨为电极，电解熔融TiO2制备钛时需定期在阳极区补充炭块，其原因是 。 (5)钛和氢气反应必须保证干燥无氧环境，采用的措施是 。 (6)TiO2晶胞如图所示。已知：立方晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值。 钛离子的配位数为 。该晶体密度为 g•cm-3。 【答案】(1) 过滤 AD (2)TiO2+2NaOHNa2TiO3+H2O (3) 将Na2TiO3转化成TiO2•nH2O 取最后流出洗涤液，滴加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则已洗涤干净(或测定洗涤液pH，中性时已洗涤干净) (4)阳极产生氧气，石墨在高温下可被氧气氧化，补充炭块可以消耗氧气，减轻石墨电极的氧化 (5)通入一段时间干燥的氢气后才加热 (6) 6 【分析】钛废料(主要成分是TiO2，含少量V2O5、WO3等)加入NaOH溶液高温碱洗，过滤后得到钒钨溶液和Na2TiO3固体，然后用稀硫酸酸性Na2TiO3固体，将Na2TiO3转化成TiO2•nH2O，将TiO2•nH2O灼烧转化为TiO2，电解TiO2得到Ti，Ti和H2反应生成TiH2，以此解答。 【详解】（1）由分析可知，“操作A”是过滤，“操作B”为灼烧，需要酒精灯和坩埚，不需要烧杯和分液漏斗，故选AD。 （2）“高温碱浸”中TiO2和NaOH反应生成Na2TiO3和H2O，化学方程式为：TiO2+2NaOHNa2TiO3+H2O。 （3）由分析可知，“酸洗”的目的是将Na2TiO3转化成TiO2•nH2O，确认“水洗”已洗净只需要检验洗涤液中的硫酸即可，方法为：取最后流出洗涤液，滴加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则已洗涤干净(或测定洗涤液pH，中性时已洗涤干净)。 （4）电解熔融TiO2时，阳极O2-失去电子生成O2，电解熔融TiO2制备钛时需定期在阳极区补充炭块，其原因是阳极产生氧气，石墨在高温下可被氧气氧化，补充炭块可以消耗氧气，减轻石墨电极的氧化。 （5）钛和氢气反应必须保证干燥无氧环境，采用的措施是通入一段时间干燥的氢气后才加热。 （6）由化学式TiO2可知，白球代表O原子，黑球代表Ti原子，由晶胞结构可知，晶胞中含有=2个Ti原子，含有=4个O原子，立方晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数的值，晶体密度。 17．（2024届·山西太原·三模）一种从分银渣（含CuO、、、、、Ag、等）回收金属资源的工艺流程如下： 已知： Ⅰ.CuCl难溶于水，但溶于浓盐酸。 Ⅱ.“富锑铋铜液”中含（铋离子）、（锑离子）、、。 Ⅲ.该工艺条件下，有关金属离子沉淀时的相关pH见下表： 金属离子 开始沉淀时（）的pH 0.5 1.5 4.7 1.5 完全沉淀时（）的pH 1.4 2.5 6.7 3.2 回答下列问题： (1)写出分银渣中的Ag与盐酸、溶解氧反应的离子方程式： 。 (2)“酸浸”时，盐酸浓度对锑、铋、铜浸出率的影响如图1所示，温度对锑、铋、铜浸出率的影响如图2所示。 综合考虑，“酸浸”时适宜的盐酸浓度为 ；浸出时温度以80℃为宜，其原因是 。 (3)①已知“滤渣2”的主要成分是，则“一次水解”时主要发生反应的化学方程式为 。 ②已知“滤渣3”的主要成分是BiOCl和，则“二次水解”时调节pH的范围应该是 。 (4)“滤渣1”中的AgCl可用硫酸－硫脲（）浸出，生成配合物，写出该反应的化学方程式： ；该配合物中不存在 （填标号）。 A．离子键        B．极性共价键        C．配位键        D．范德华力      E.非极性共价键 (5)写出一种从“富铜溶液”中回收金属资源的方法： 。 (6)尖晶石属于立方晶系，其晶胞可视为、两种结构交替无隙并置而成（如图所示），其中可以为、、、等，可以为、、等。已知尖晶石型的晶胞参数为842pm，则该晶体的密度为 。（列出计算式，阿伏加德罗常数的值为） 【答案】(1) (2) 6mol/L 温度较低，反应速率和金属的浸出率均较低；若温度升高，金属的浸出率均无明显变化且增加能耗 (3) 3.2≤pH＜4.7 (4) F (5)采用电解法制成铜板或将溶液蒸发结晶制成铜盐或其他合理答案 (6) 【分析】根据流程图分析可知分银渣（含CuO、、、、、Ag、等）加盐酸反应时CuO、、、发生反应生成可溶性的盐过滤得“富锑铋铜液”，、Ag反应CuCl、AgCl沉淀， 不反应，“富锑铋铜液”中含（铋离子）、（锑离子）、、，“一次水解”时“滤渣2”的主要成分是，发生反应为，“二次水解”时让、沉淀生成BiOCl和，而铜离子不沉淀，调节pH的范围：3.2≤pH＜4.7，从“富铜溶液”中回收铜。 【详解】（1）分银渣中的Ag与盐酸、溶解氧反应，根据滤渣1知生成AgCl，离子方程式：； （2）根据图1知“酸浸”时，应该让锑、铋、铜浸出率较高，“酸浸”时适宜的盐酸浓度为6mol/L；根据图2知浸出时温度以80℃为宜，其原因是温度较低，反应速率和金属的浸出率均较低；若温度升高，金属的浸出率均无明显变化且增加能耗； （3）“滤渣2”的主要成分是，则“一次水解”时主要发生反应的化学方程式为；“滤渣3”的主要成分是BiOCl和，则“二次水解”时让、沉淀生成BiOCl和，而铜离子不沉淀，调节pH的范围：3.2≤pH＜4.7； （4） “滤渣1”中的AgCl可用硫酸－硫脲（）浸出，生成配合物，根据元素守恒应该加上反应物硫酸，该反应的化学方程式：；该配合物中存在离子键、配位键、极性共价键、范德华力，不存在非极性共价键； （5）从“富铜溶液”中含有氯化铜，回收金属资源的方法：采用电解法制成铜板或将溶液蒸发结晶制成铜盐； （6）尖晶石型的晶胞，根据晶胞结构图知1个晶胞含有8个，该晶体的密度为。 18．（2024届·四川乐山·三模）利用硝酸、过氧化氢对废弃锂电池中的正极材料LiMn2O4进行处理，回收Li、Mn元素，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)通过仪器分析可知LiMn2O4晶体中锰元素由、构成，它们的个数比为 。 (2)为了提高“酸浸”的效率，可采取的方法有 (答出2条)。“滤液1”的主要溶质有LiNO3、，写出“酸浸”时发生反应的离子方程式 。 (3)在“酸浸”时，若用盐酸替代硝酸，可能产生的不良影响是 ，请评价若流程中缺少“加热浓缩”步骤后工艺的优缺点 (优点和缺点各写一条)。 (4)“沉锂”试剂不选用的原因可能是 (写出一条)。 (5)写出“800℃煅烧”时发生反应的化学方程式 。 (6)若“沉锂”前“滤液2”中，取1L该溶液加入等体积Na2CO3溶液充分反应后溶液中，则该实验中锂离子的沉淀率为 %(已知，混合后溶液体积变化忽略不计)。 【答案】(1)1∶1 (2) 粉碎LiMn2O4粗品、适当提高温度、适当提高硝酸浓度、加速搅拌等 2LiMn2O4+10H++3H2O2=3O2+ 2Li++4+8H2O (3) 反应生成Cl2，污染环境 优点：减少能源消耗；缺点：硝酸不能循环利用，浪费原料 (4)碱性比碳酸钠碱性弱，无法调pH到12 (5) (6)98 【分析】LiMn2O4粗品加入HNO3和H2O2的混合液体，得到Mn(NO3)2、LiNO3，再加热浓缩后，硝酸循环利用，再加入碳酸铵溶液，得到碳酸锰和含锂离子的溶液，过滤，向滤液中加入Na2CO3溶液，得到Li2CO3沉淀。 【详解】（1）根据化合价的代数和为0，得到锰元素平均价态为+3.5价，则、的个数比为1∶1； （2）为了提高“酸浸”的效率，可采取的方法有：粉碎LiMn2O4粗品、适当提高温度、适当提高硝酸浓度、加速搅拌等；因为“滤液1”的主要溶质有LiNO3、，则“酸浸”时发生反应的离子方程式：2LiMn2O4+10H++3H2O2=3O2+ 2Li++4+8H2O； （3）用盐酸代替HNO3，则反应生成Cl2，污染环境；若流程中缺少“加热浓缩”步骤后工艺的优点：减少能源消耗；缺点：硝酸不能循环利用，浪费原料； （4）“沉锂”试剂不选用的原因可能是，碱性比碳酸钠碱性弱，无法调pH到12；， （5）“800℃煅烧”得到三氧化二锰和二氧化碳，化学方程式； （6），则沉淀后，沉淀后，锂离子的沉淀率为。 19．（2024届·陕西渭南·三模）重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的化工原料，可用于制铬矾、火柴、铬颜料，并供鞣革、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，质量分数为67.2%，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]为原料制备重铬酸钾的工艺流程如图所示： 已知： ①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2，Cr元素转化为Na2CrO4；铝的氧化物转化为NaAlO2。 ②Fe(CrO2)2的摩尔质量为224g/mol，K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol。 ③矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c(mol•L-1)的对数值与pH的关系如图所示。 某化工厂利用1000kg铬铁矿为原料，制备重铬酸钾。 请回答下列问题： (1)写出“焙烧”过程中发生的主要反应的化学方程式： 。 (2)“水浸”所得滤渣1的主要成分是Fe(OH)3，写出生成此滤渣的离子方程式： 。 (3)在“中和”步骤中加冰醋酸调节pH约等于7，中和后滤渣2的主要成分是 (填化学式)。 (4)“酸化”时加冰醋酸调节pH约等于5，写出酸化过程中发生反应的离子方程式： 。 (5)工序I经过滤、洗涤后获得粗产品，经工序Ⅱ得到661.5kg产品，则工序Ⅱ的操作方法是 ，生产过程的产率为 。 (6)测定产品中K2Cr2O7含量：称取样品2.50g配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，加入足量稀硫酸和几滴指示剂，用0.1000mol•L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL。则样品中K2Cr2O7的纯度为 。(滴定过程中发生的反应为Cr2O+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O) 【答案】(1)4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2 (2)+2H2O=Fe(OH)3↓+OH- (3)H2SiO3、Al(OH)3 (4)2+2CH3COOH= +2CH3COO-+H2O (5) 重结晶 98.44% (6)49% 【分析】由题给流程可知，铬铁矿、碳酸钠在空气中焙烧时Fe(CrO2)2转化为铬酸钠和NaFeO2，铁的氧化物转化为NaFeO2，二氧化硅转化为硅酸钠，氧化铝转化为Na[Al(OH)4]，向焙烧渣中加入水水浸将NaFeO2转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液；由图可知，向滤液中加入醋酸中和调节溶液pH在4.5-9.3之间，将硅酸钠、偏铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀，铬酸钠部分转化为重铬酸钠，过滤得到含有硅酸、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加冰醋酸调节pH约等于5，将溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，向反应后的溶液中加入氯化钾将重铬酸钠转化为重铬酸钾沉淀，经过滤、洗涤后获得重铬酸钾粗产品，粗产品经重结晶得到重铬酸钾； 【详解】（1）由分析可知，焙烧过程中发生的主要反应为Fe(CrO2)2与碳酸钠、氧气反应生成铬酸钠、NaFeO2和二氧化碳，反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2； （2）由分析可知，水浸发生的反应为NaFeO2与水反应生成氢氧化铁沉淀和氢氧化钠，反应的离子方程式为+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-； （3）由分析可知，在“中和”步骤中加冰醋酸调节pH约等于7，目的是将硅酸钠、偏铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀，铬酸钠部分转化为重铬酸钠，中和后滤渣2为：H2SiO3、Al(OH)3； （4）酸化时加冰醋酸调节pH约等于5的目的是将溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，反应的离子方程式为2+2CH3COOH= +2CH3COO-+H2O； （5）由分析可知，工序I为经过滤、洗涤后获得重铬酸钾粗产品，工序Ⅱ为粗产品经重结晶得到重铬酸钾，铬铁矿主要成分为Fe(CrO2)2，质量分数为67.2%，1000kg铬铁矿中m[Fe(CrO2)2]= 1000kg×67.2%=672kg，由Cr元素质量守恒，则，解得m(K2Cr2O7)=672kg，得到661.5kg产品，生产过程的产率为； （6）滴定过程中发生的反应为：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL，则样品中K2Cr2O7的纯度为×100%=49%。 20．（2024届·河北保定·三模）钴广泛应用于机械制造、电子电器、航空航天、电池制造等行业，是国家重要的战略资源。用含钴废料(主要成分为，含少量、、CaO、MgO、等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如图所示，试回答下列问题： 已知： ①具有强氧化性。 ②，。 (1)为提高含钴废料的浸出效率，可采取的措施是 (任写一条)。 (2)在水溶液中的电离方程式为 ；浸出渣的主要成分为 (填化学式)。 (3)向“浸出液”中加入适量的时，发生反应的离子方程式为 。 (4)①“除钙镁”后，滤液中时， 。 ②若“调pH”时溶液的pH偏低，将会导致、沉淀不完全，其原因是 。 (5)将在空气中加热最终可得到钴的氧化物。分解时测得残留固体的质量随温度变化的曲线如图所示。[已知：] 经测定，A→B过程中产生的气体只有，此过程中发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1)将含钴废料粉碎(或其他合理答案) (2) 、 (3) (4) pH偏低，浓度过大，和结合成HF分子，降低了浓度，导致、溶解平衡向溶解方向移动 (5) 【分析】、与盐酸、亚硫酸钠发生氧化还原反应，得到硫酸根、二价钴离子、亚铁离子，含钴废料加入盐酸与亚硫酸钠还得到硫酸钙、铝离子、镁离子，则浸出渣为、，浸出液加入氯酸钠，将亚铁离子氧化为铁离子、加入碳酸钠调pH得到氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，所得滤液加入氟化钠除去钙镁离子，加入萃取剂，二价钴离子进入水相，加入草酸铵溶液，得到。 【详解】（1）为提高含钴废料的浸出效率，可采取的措施是将含钴废料粉碎、适当加热、适当增大盐酸浓度等(或其他合理答案)； （2）是强电解质，在水溶液中的电离方程式；根据分析知，浸出渣的主要成分为、； （3）根据流程图可知，加入的作用是将氧化为，该反应的离子方程式为； （4）①滤液中时，；②pH偏低，浓度过大，和结合成HF分子，降低了浓度，、溶解平衡向溶解方向移动，将会导致、沉淀不完全； （5）在空气中加热首先失去结晶水，、的相对分子质量分别为183、147.结合图像可知，初始为0.1mol ，A点时为0.1mol 。根据钴元素守恒，B点时8.03g固体中钴元素的物质的量为0.1mol，则8.03g固体中氧元素的物质的量为，则8.03g固体中Co、O的物质的量之比为0.1∶0.133≈3∶4，故B点时固体产物为，A→B发生的反应为。 21．（2024届·江西南昌·三模）锑属于氮族元素，广泛用于制造合金、瓷器、颜料、印刷油墨、防爆材料等。现用锑精矿(主要含有等杂质)来制备锑和焦锑酸钠。其工艺流程如图所示： 已知：常温下，，。 回答下列问题： (1)位于元素周期表的 区，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)滤渣Ⅰ的主要成分有 。 (3)“碱浸”时，发生反应的化学方程式为 。 (4)“电解”过程中，阳极上发生的两个电极反应式为 、 。 (5)滤渣Ⅱ的主要成分有 。 (6)产品需洗涤、干燥，检验固体是否洗涤干净的试剂为 (填化学式)。 (7)常温条件下，向碱浸液中加入溶液，生成和沉淀时，溶液的为10，则溶液中剩余 。 【答案】(1) p 5s2 5p3 (2) (3) (4) (5)S (6)溶液和溶液 (7) 【分析】锑精矿主要含Sb2O3、Sb2S3、Fe2O3、CuO，根据流程图，加入氢氧化钠溶液、Na2S溶液充分碱浸，过滤得Fe2O3、CuO固体，同时得到Na3SbS3、Na2S、NaOH的混合液，则滤渣Ⅰ的主要成分为Fe2O3、CuO，线路一直接电解混合液得到锑单质；线路二加入氧化剂将Sb元素氧化得到粗Na3SbO4沉淀，加入的氧化剂同时将S2-氧化为硫单质，所以粗Na3SbO4沉淀中混有S单质，加盐酸酸浸，滤渣II主要成分为S，滤液加NaOH溶液中和酸，最终得到NaSb(OH)6。 【详解】（1）Sb的基态原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s25p3，价电子排布式为5s25p3，位于元素周期表的p区，故答案为：p；5s25p3； （2）根据分析，滤渣Ⅰ的主要成分有Fe2O3、CuO，故答案为：Fe2O3、CuO； （3）“碱浸”时，Sb2O3转化为Na3SbS3，发生反应的化学方程式为：Sb2O3+6Na2S+3H2O=2Na3SbS3+6NaOH，故答案为：Sb2O3+6Na2S+3H2O=2Na3SbS3+6NaOH； （4）“电解”含Na3SbS3、Na2S、NaOH的溶液，阳极是阴离子OH-和S2-放电，发生的两个电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O、S2--2e-=S，故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；S2--2e-=S； （5）根据分析，滤渣II的主要成分有S，故答案为：S； （6）产品NaSb(OH)6需洗涤、干燥，检验固体是否洗涤干净，即检验是否含有Cl-，所加入的试剂为HNO3溶液和AgNO3溶液，故答案为：HNO3溶液和AgNO3溶液； （7）根据Ksp(CuS)=6.3×10−36，Ksp[Cu(OH)2]=2.1×10−20，常温条件下，向碱浸液中加入CuSO4溶液，生成CuS和Cu(OH)2沉淀时，溶液的pH为10，，则溶液中剩余c(S2−)=mol/L＝3×10−24mol/L，故答案为：3×10-24。 22．（2024届·河北石家庄·三模）Be是一种重要的战略性金属，以铍矿石、方解石（）为原料制备硫酸铝铵和铍的工艺流程如下： 已知：①铍矿石的主要成分为，还含有；铍玻璃体为混合物，主要成分为、、，还含有和． （2）具有两性；时，（已知：常温下，溶液中离子浓度低于即可认为该离子被除尽）；． 回答下列问题： (1)“配料熔化”时，发生反应的化学方程式为 ；铍玻璃体属于 （“晶体”或“非晶体”）； (2)“酸溶”时，从铍玻璃体进入到滤渣1中的元素为 （填元素符号）； (3)“调pH”时，发生氧化还原反应的离子方程式为 ； (4)“沉铍”时，需控制溶液的pH不低于 才能将沉淀完全；若将氨水换成溶液也可沉铍，但需控制溶液的pH不能过高，否则会因生成 （填化学式）导致铍的产率降低； (5)“电解”时的工作原理如图所示，其中燃料电池负极的电极反应式为 ；该制铍工艺的缺点除能耗高外，还有 ； 【答案】(1) Be3Al2Si6O18+2CaCO3CaAl2Si2O8+CaBe3SiO6+3SiO2+2CO2↑ 非晶体 (2)Ca和Si (3)4Fe2++O2+8NH3+10H2O=4Fe(OH)3+8NH (4) 8.8 Na2[Be(OH)4] (5) C3H8—20e—+10CO=13CO2+4H2O 生成Cl2，污染环境 【分析】由题给流程控制，绿柱石和方解石配料熔化得到铍玻璃体，向铍玻璃体中加入硫酸溶液酸溶，金属元素转化为硫酸盐，二氧化硅不与硫酸溶液反应，硅酸根离子转化为硅酸沉淀，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅、硅酸的滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸铵溶液，将溶液中的铝离子转化为硫酸铝铵晶体，过滤得到硫酸铝铵和滤液；向滤液中通入氨气和空气调节溶液的pH，将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入氨水，将溶液中的铍离子转化为氢氧化铍沉淀，过滤得到氢氧化铍；氢氧化铍经转化得到氯化铍，氯化铍经熔融电解制得金属铍。 【详解】（1）由分析可知，“配料熔化”时，Be3Al2Si6O18与碳酸钙高温条件下反应生成含有CaAl2Si2O8、CaBe3SiO6和二氧化硅的铍玻璃体，反应的化学方程式为Be3Al2Si6O18+2CaCO3CaAl2Si2O8+CaBe3SiO6+3SiO2+2CO2↑，铍玻璃体是没有固定熔点的混合物，属于非晶体，故答案为：Be3Al2Si6O18+2CaCO3CaAl2Si2O8+CaBe3SiO6+3SiO2+2CO2↑；非晶体； （2）由分析可知，向铍玻璃体中加入硫酸溶液酸溶，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅、硅酸的滤渣，则从铍玻璃体进入到滤渣1中的元素为钙元素和硅元素，故答案为：Ca和Si； （3）由分析可知，通入氨气和空气调节溶液的pH的目的是将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为4Fe2++O2+8NH3+10H2O=4Fe(OH)3+8NH，故答案为：4Fe2++O2+8NH3+10H2O=4Fe(OH)3+8NH； （4）由溶度积可知，溶液中铍离子完全沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度不低于=2×10—5.5mol/L，则溶液的pH不低于14—5.5+lg2=8.8；氢氧化铍是两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铍酸钠，所以将氨水换成氢氧化钠溶液沉铍时需控制溶液的pH不能过高，防止生成四羟基合铍酸钠，导致铍的产率降低，故答案为：8.8；Na2[Be(OH)4]； （5）由图可知，通入丙烷的右侧电极为燃料电池的负极，碳酸根离子作用下丙烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为C3H8—20e—+10CO=13CO2+4H2O；该制铍工艺的缺点除能耗高外，还有氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成有毒的氯气，会污染环境，故答案为：C3H8—20e—+10CO=13CO2+4H2O；生成Cl2，污染环境。 23．（2024届·湖北黄冈·三模）氧化镓（）是一种常用的无机催化剂．某兴趣小组设计以砷化镓废料（主要成分为GaAs、、）为原料生产的工业流程如图所示： 已知：ⅰ．Ga和Al的化学性质相似； ⅱ．对硝酸参与的氧化还原反应有催化作用。 回答下列问题： (1)Ga元素的价电子排布式为 。 (2)滤渣1的主要成分为 。 (3)①“浸取”时GaAs发生反应的化学方程式 。 ②若取A、B两组样品分别进行“浸取”实验，向A中不断通入，其他条件、操作完全一样，得到镓元素的浸出率随时间变化情况如图所示： 前10min内，浸出速率A B（填＞、＝或<），其可能原因是 。 (4)“沉镓”时的离子方程式为 ，需要控制硝酸用量的原因 。 (5)查阅资料后发现，实际工业生产中，在“浸取”步骤除了加硝酸外，还需要加入，从绿色化学角度分析加入的优点 。 【答案】(1)4s24p1 (2)SiO2 (3) < 反应生成的NO2有催化作用，充入N2后NO2逸出，反应速率下降 (4) 硝酸用量过多，会导致Ga（OH）3沉淀溶解；若硝酸用量过少，会导致Ga3+沉淀不完全 (5)可将NO2氧化为硝酸，减少污染，提高硝酸利用率 【分析】砷化镓废料经预处理粉碎后加入硝酸进行浸取，其中不被硝酸溶解，过滤除去，滤渣1中为；滤液中含、和，加入氢氧化钙，调节pH除铁砷，将二者元素形成沉淀、以过滤除去，滤渣2中为、，而Ga元素类比Al元素化学性质，结合题干信息可知在滤液中以形式存在，加入硝酸，发生反应以生成，经煅烧分解生成。 【详解】（1）基态镓原子(31Ga)位于第四周期第ⅢA族，最外层电子数为3，核外价电子排布式为4s24p1，故答案为：4s24p1。 （2）根据分析可知，滤渣1中为，故答案为：。 （3）①“浸取”后滤液中含、和，则GaAs在浓硝酸发生反应生成和，根据氧化还原反应配平的方法可知反应的化学方程式：，故答案为：； ②从图中可知，前10min内，镓元素的浸出速率A<B，A、B两者的区别在于A中不断通入，则A、B曲线变化的原因可能为反应生成的有催化作用，充入后逸出，反应速率下降，故答案为：<；反应生成的NO2有催化作用，充入N2后NO2逸出，反应速率下降。 （4）“沉镓”时加入硝酸，与发生反应生成，离子方程式：，）镓(Ga)、铝(Al)是同主族相邻元素，化学性质相似，是两性氢氧化物，酸性过强，会溶解，但是若硝酸用量过少，会导致Ga3+沉淀不完全，故答案为：；硝酸用量过多，会导致Ga（OH）3沉淀溶解；若硝酸用量过少，会导致Ga3+沉淀不完全。 （5）在“浸取”步骤除了加硝酸外，还需要加入，可将NO2氧化为硝酸，减少污染，提高硝酸利用率，故答案为：可将NO2氧化为硝酸，减少污染，提高硝酸利用率。 24．（2024届·河北衡水·三模）砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在，废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下： 已知： I.； II.； III.砷酸()在酸性条件下有强氧化性，能被等还原； IV.，。 回答下列问题： (1)“沉砷”时，亚砷酸转化为的化学方程式为 。 (2)“沉砷”时产生的废气可用 溶液吸收处理(填化学式)。 (3)“NaOH溶液浸取”后，所得“滤渣”的主要成分是 (填化学式)，“滤渣”中 (填“含有”或“不含有”)。 (4)向滤液II中通入氧气进行“氧化脱硫”，反应的离子方程式为 。 (5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换，原因是 (从平衡移动的角度解释)。 (6)该流程最后一步用还原”砷酸，发生反应的化学方程式为 。 (7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示，As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为apm、apm、cpm，则该晶体的密度为 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。 【答案】(1) (2)(或NaOH等) (3) FeS 含有 (4) (5)由于，加入过量的，溶液中增大，平衡正向移动，不利于沉砷 (6) (7) 【分析】含砷废水加入硫化亚铁生成As2S3沉淀，As2S3沉淀和过量的硫化亚铁加入氢氧化钠，As2S3+6NaOH=Na3AsO3+Na3AsS3+3H2O，浸取得到硫化亚铁滤渣和含Na3AsO3、Na3AsS3的滤液Ⅱ；滤液Ⅱ氧化脱硫生成硫单质和Na3AsO4，酸化后生成H3AsO4，砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性，能SO2被还原生成As2O3。 【详解】（1）“沉砷”时，亚砷酸和FeS发生氧化还原反应转化为As2S3，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：； （2）“沉砷”时产生的废气为 H2S气体，可用CuSO4溶液(或NaOH溶液等)吸收处理。 （3）“NaOH溶液浸取"后，所得“滤渣”的主要成分是FeS；“滤渣”中含有； （4）滤液Ⅱ氧化脱硫过程中，和O2发生氧化还原反应生成硫单质和Na3AsO4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：； （5）“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换，原因是：由于，加入过量的，溶液中增大，平衡正向移动，不利于沉砷； （6）该流程最后一步用“还原”砷酸生成As2O3，SO2转化为H2SO4，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：； （7）该晶胞中，位于顶点和棱上的 Ni原子数为(4×+4×)+(2×+2×)=2，位于晶胞内部的As原子数为2。根据晶胞中“As原子位于紧邻 Ni原子构成的正三棱柱的体心"以及“晶胞参数为apm、apm、cpm”可知，该晶胞的底面面积=sin60°a2pm2= a2pm2。该晶体的密度为； 25．（2024届·湖南·三模）高砷烟尘(主要成分有等)属于危险固体废弃物，对高砷烟尘进行综合处理回收，和金属铟的工业流程如下： 已知：①在酸性溶液中以或形式存在，氧化性环境中主要存在； ②在易分解为难溶于水； ③。 回答下列问题： (1)滤渣的主要成分为 (填化学式)。 (2)“高压酸浸”时，的浸出率随硫酸浓度的增大而变化的曲线如图所示，硫酸浓度超过时，的浸出率随硫酸浓度增大而略微减小的原因可能为 。 (3)“硫化”过程中生成，发生反应的离子方程式为 。已知在水溶液中电离的总反应式为。当“硫化”操作后溶液中，则此时溶液的 。 (4)“还原”后溶液酸性增强，主要原因是 (用离子方程式表示)。 (5)“结晶”操作为 、过滤、洗涤、干燥。 (6)“萃余液”中含有的金属阳离子为 (填离子符号)，将溶液电解得到金属铟，阴极的电极反应式为 。 (7)硫化铟铜是一种新型的纳米材料，具有优异的光电性能和光催化性能。一种由S、三种元素组成的化合物的晶胞如图所示。采用和合成硫化铟铜薄膜，该反应的化学方程式是 ，该晶胞的六个面均为矩形，上、下底面的晶胞参数为，高为，晶体密度为，则阿伏加德罗常数的值为 (用含a、b、d的式子表示)。 【答案】(1)PbSO4 (2)硫酸浓度过高时，生成致密的难溶物包裹高砷烟尘，导致浸出率降低 (3) 1.5 (4) (5)升温至一段时间，降温 (6) (7) 【分析】高砷烟尘(主要成分有等)加稀硫酸溶解、通氧气氧化，得到、PbSO4、、、，其中PbSO4难溶于酸，过滤除去；滤液中加将转化为ZnS沉淀除去；滤液中通SO2将还原为+3价As，结晶分离出；母液中加P204萃取剂，将In3+萃取，分离后再进行反萃取得到含In3+的溶液，然后再进一步转化为In，据此分析解答； 【详解】（1）根据流程及信息，是最终产物，硫酸铁、硫酸锌是易溶的，则滤渣是难溶物； （2）硫酸浓度过高时，生成致密的难溶物包裹高砷烟尘，导致浸出率降低，因此的浸出率随硫酸浓度增大而略微减小； （3）根据流程判断产物还有，则离子方程式为；根据可求当溶液中时，，则根据求得，已知； （4）“高压酸浸”时通入，在氧化性环境中生成，“还原”时将氧化为，使酸性增强：； （5）根据信息在易分解为难溶于水，则操作为升温至一段时间，降温，再过滤可得； （6）“高压酸浸”时铁元素变为，“还原”时将还原为；根据信息电解溶液得金属铟，则在阴极放电：； （7）由题给晶胞结构利用均摊法计算可得硫化铟铜的化学式为，其中为价，S为价，故反应中价被还原，且部分被氧化为S，故化学方程式是。1个晶胞的体积，1个晶胞的质量，密度，故阿伏加德罗常数的值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$