专题10 化学工艺流程-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟化学真题分类汇编（黑吉辽通用）

专题10 化学工艺流程 1. （2024·黑吉辽卷）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。 （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （4）“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生 C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣 （5）“真金不拍火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。 （6）“沉金”中的作用为_______。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 【答案】（1）CuSO4 （2） （3） （4）BC （5）做络合剂，将Au转化为从而浸出 （6）作还原剂，将还原为Au （7） ①. ②. NaCN 【解析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（Ⅵ），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。 （1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4； （2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和，离子方程式为：； （3）“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降； （4）A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意； B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意； C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意； D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意； 故选BC； （5）“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，将Au转化为从而浸出； （6）“沉金”中Zn作还原剂，将还原为Au； （7）滤液②含有，经过H2SO4的酸化，转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。 2. （2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 回答下列问题： （1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 （2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。 （3）“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。 （4）“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。 （5）“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。 （6）“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。 【答案】（1）适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积 （2）NA （3） ①. ②. CaSO4、Fe(OH)3 （4） ①. 9.0% ②. SO2有还原性，过多将会降低的浓度，降低(Ⅱ)氧化速率 （5） （6）11.1 【解析】在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，用石灰乳调节，被氧化为，发生反应，Fe3+水解同时生成氢氧化铁，“沉钻镍”过程中，Co2+变为Co(OH)2，在空气中可被氧化成。 （1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积 （2）的结构简式为，所以中过氧键的数目为NA （3）用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为：；氢氧化铁的Ksp=10-37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L，，c(OH-)=10-10.8mol/L，根据Kw=10-14，pH=3.2，此时溶液的pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀；由于CaSO4微溶于水，故滤渣还有CaSO4和氢氧化铁； （4）根据图示可知体积分数为0.9%时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，由于SO2有还原性，过多将会降低的浓度，降低(Ⅱ)氧化速率 （5）“沉钻镍”中得到Co(OH)2，在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为：； （6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp可计算c(OH-)=10-2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1； 3. （2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。 a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度 （2）在空气中单独焙烧生成，反应化学方程式为_______。 （3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②_______。 （4）滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 （5）生成气体A的离子方程式为_______。 （6）加入金属Bi的目的是_______。 （7）将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。 【答案】（1）ab （2） （3）抑制金属离子水解 （4）SiO2 （5） （6）将Fe3+转化为Fe2+ （7）24.02% 【解析】已知①焙烧时过量的分解为，转变为，在空气中单独焙烧生成和二氧化硫，经过酸浸，滤渣为二氧化硅，与浓盐酸生成A氯气，滤液中含有Bi3+、Fe3+，加入Bi将Fe3+转化为Fe2+，调节pH得到，据此分析解题。 （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为：进一步粉碎矿石增大与氧气的接触面积；鼓入适当过量的空气 使燃烧更加充分，故选ab； （2）在空气中单独焙烧生成和二氧化硫，反应的化学方程式为； （3）“酸浸”中由于铁离子、Bi3＋易水解，因此溶浸时加入过量浓盐酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②抑制金属离子水解； （4）由于SiO2不溶于酸和水中，故滤渣的主要成分为SiO2； （5）A为氯气，生成气体A的离子方程式为； （6）金属活动性：，Fe3+在pH为1.6时则产生沉淀，为了铁元素不以沉淀形式出现故加入金属Bi将Fe3+转化为Fe2+，形成氯化亚铁溶液； （7）辉铋矿中Bi元素的质量分数为。 1．（2024·辽宁东北育才最后一模）钛酸钡()是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。用高钛渣(主要成分为，含、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示： 已知：a．在溶液中呈绿色；是强电解质； b．部分金属离子开始沉淀的pH如表所示： 金属离子 开始沉淀pH() 1.9 7.0 9.1 回答下列问题： (1)“碱浸”操作过程中除去的杂质为 (填化学式)。 (2)“水洗”过程中与水发生离子交换反应：，滤液2呈绿色，经除杂处理后可在 (填操作单元名称)步骤循环利用：“熔盐反应”过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“水解”操作加入的目的是调节溶液，可适当提高水解速率。已知，水解反应的平衡常数K= 。 (4)“转化”过程加入铁粉的目的是 ，滤液3中含有的金属阳离子有 。 (5)“共沉淀”过程发生反应：，“灼烧”时隔绝空气，发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1) (2) 碱浸 (3)10 (4) 将转化为，避免水解生成杂质 、 (5) 【分析】由题给流程可知，向高钛渣中加入氢氧化钠溶液碱浸，将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，过滤得到含有四羟基合铝酸钠的滤液和滤渣；向滤渣中加入氢氧化钠固体，通入氧气发生熔盐反应，将钛元素、锰元素的氧化物转化为钛酸钠、锰酸钠，向反应后的固体中加入去离子水水洗，将钛酸钠转化为沉淀，氧化钙转化为氢氧化钙，过滤得到含有氢氧化钠、氢氧化钙、锰酸钠的滤液和滤渣，其中滤液经除杂处理后得到的氢氧化钠溶液，可在碱浸步骤循环使用；向滤渣中加入稀硫酸酸溶，将转化为TiOSO4溶液，氧化铁、氧化镁转化为硫酸铁、硫酸镁，向溶解得到的溶液中加入铁粉，将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，再向反应后的溶液中加入氨水调节溶液pH为2.5，将溶液中TiOSO4水解生成TiO(OH)2沉淀，过滤得到含有亚铁离子、镁离子的滤液和含有TiO(OH)2的滤渣；向滤渣中加入草酸溶液，将TiO(OH)2溶解转化为H2[TiO(C2O4)2]溶液，向溶液中加入氯化钡溶液，将溶液中H2[TiO(C2O4)2]转化为BaTiO(C2O4)2·4H2O沉淀，过滤得到滤液和BaTiO(C2O4)2·4H2O；BaTiO(C2O4)2·4H2O煅烧分解生成钛酸钡。 【解析】（1）由分析可知，加入氢氧化钠溶液碱浸的目的是将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，则“碱浸”操作过程中除去的杂质为氧化铝； （2）由分析可知，滤液2经除杂处理后得到的氢氧化钠溶液可在碱浸步骤循环使用；“熔盐反应”过程中二氧化锰发生的反应为二氧化锰与氢氧化钠、氧气共热反应生成锰酸钠和水，反应的离子方程式为； （3）由方程式可知，反应的平衡常数； （4）由分析可知，加入铁粉的目的是将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，防止水解操作时生成氢氧化铁沉淀；由分析可知，滤液3中含有的金属阳离子为亚铁离子、镁离子； （5）由分析可知，BaTiO(C2O4)2·4H2O煅烧分解生成钛酸钡、一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式为。 2．（2024·辽宁三模）镉(Cd)是炼锌业的副产品，主要用在电池、染料稳定剂，同时也是重要的污染源，回收再利用以减少排放是重要课题。某冶炼厂的镉废渣中主要含有Cd、CdO，还含有Cu、Zn、Pb、Fe、CuO和SiO2等杂质，从镉废渣中回收镉的一种工艺流程如图所示。 已知：① ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示： 离子 开始沉淀时() 8.2 7.8 7.5 6.7 5.2 2.2 完全沉淀时() 9.7 9.3 9.0 8.5 6.7 3.2 回答下列问题： (1)将废渣先“浆化”再“酸浸”的目的是 。 (2)“压滤”所得滤渣I的主要成分是 (填化学式)；“酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是 。 (3)“除铁”时，加入的石灰乳调节溶液pH的范围是 ，若石灰乳加过量，缺陷是 。 (4)将“置换”出来的海绵镉在空气中堆放反复搅拌进行“自然氧化”，再用硫酸进行“酸溶”，“置换净化”处理是将残余的微量的Cu2+和Pb2+进行深度脱除，以提高阴极镉产品的纯度，写出“置换净化”除Pb2+的离子反应方程式 。 (5)电极电位是表示某种离子或原子在溶液中得失电子的难易程度。在25℃下，部分电对的电极电位如表所示。 电对 电极电位/V 0 电对 电极电位/V 根据表中信息和已有知识可知，采用低电流条件“电积”时，阴极主要得到的是镉不是锌的原因 。 【答案】(1)增大接触面积，加快“酸浸”速率和提高浸出率 (2) Cu、SiO2和PbSO4 PbSO4的Ksp不足够小或硫酸的浓度不够大，使溶液中仍有微量Pb2+存在 (3) 或 Cd(OH)2进入滤渣Ⅱ而损失 (4) (5)从表中可知Zn2+氧化性弱于Cd2+，不被还原 【分析】某冶炼厂的镉废渣中主要含有Cd、CdO，还含有Cu、Zn、Pb、Fe、CuO和SiO2等杂质。将镉废渣浆化、再加入稀硫酸进行酸化，可增大废渣与稀硫酸的接触面积，提高浸取率；加入稀硫酸后，Cd、CdO、Zn、Pb、Fe、CuO都发生溶解，此时SiO2、Cu、PbSO4不溶，由于PbSO4的溶度积较大，溶液中仍溶有少量Pb2+；加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入石灰乳除铁，此时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；滤液中加入足量Zn，Cd2+被还原为Cd，少量的Cu2+、Pb2+也会被还原；将海绵镉自然氧化，再用硫酸酸溶，加入新制海绵镉，此时对残余的微量的Cu2+和Pb2+进行深度脱除，以提高阴极镉产品的纯度；然后进行二次处理，再进行电积，得到阴极镉。 【解析】（1）由分析可知，将废渣先“浆化”再“酸浸”的目的是：增大接触面积，加快“酸浸”速率和提高浸出率。 （2）从分析中可以得出，“压滤”所得滤渣I的主要成分是Cu、SiO2和PbSO4；，溶度积常数较大，使得“酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是：PbSO4的Ksp不足够小或硫酸的浓度不够大，使溶液中仍有微量Pb2+存在。 （3）“除铁”时，加入的石灰乳，目的是除去Fe3+，不让其它离子(如Cu2+)产生沉淀，则调节溶液pH的范围是或。因微溶，“除铁”时，所得滤渣Ⅱ的成分除外还有；若石灰乳过量，滤渣Ⅱ中常含有和，则缺陷是：Cd(OH)2进入滤渣Ⅱ而损失。 （4）根据题意判断海绵镉中有Zn、Cd和微量Cu、Pb。“酸溶”所得的溶液中含有微量的和，在“置换净化”时加入更活泼的新制海绵镉，可以将和转化为单质而除去，离子反应方程式为。 （5）根据金属活动性顺序和题表中电对的电极电位，可推断表中元素的活动性顺序为，由此可以判断电对的电极电位数值越大，电对中氧化态的氧化能力越强。根据电极电位可知氧化性：，故采用低电流密度条件“电积”时，阴极主要发生的电极反应为，则阴极主要得到的是镉不是锌的原因：从表中可知Zn2+氧化性弱于Cd2+，不被还原。 3．（2024·辽宁沈阳三模）蛇纹石是一种含水富镁硅酸盐矿物的总称，蛇纹石制镁工艺中得到的中和渣含大量的、，以及少量的和单质，由上述中和渣制得铁红的流程如下。请回答下列问题： 已知：磁黄铁矿的化学式为 (1)“酸浸”步骤提高浸出率的措施有 （写一条即可） (2)当时，“还原”步骤磁黄铁矿发生氧化性溶解并生成硫酸的离子方程式为 。随着反应时间的延长，溶液不断升高的原因可能是 。 (3)“净化”步骤得到滤渣1的主要成分为 。 (4)为提高滤渣2的回收率，结合下图“净化”步骤最佳加料速度为__________。 A．5 B．10 C．15 D．20 (5)回收、和步骤中，若起始三种金属离子浓度均为，逐步加入固体过程中三种硫化物 （填“能”或“不能”）通过分步沉淀依次回收（已知、、，时可认为M离子完全沉淀）。 (6)滤渣3成分为，则“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为 。 【答案】(1)适当增大酸的浓度、适当升温、搅拌、研磨等（合理即给分） (2) 和反应生成（合理即给分） (3)、 (4)A (5)能 (6) 【分析】中和渣中含大量的、，以及少量的和单质，加入进行酸浸，反应生成含、以及少量的、、、、的酸浸液，再酸浸液中加入磁黄铁矿进行还原，当当时，磁黄铁矿的化学式为，发生的离子方程式为，将还原为，便于与其他离子分离，再还原液中加入氢氧化钠进行净化，由题（4）中图知，将和转化为和除去，故滤渣1为和，向滤液1中加入沉钴镍锰，将、、离子转化为、、除去，故滤渣2为、、，再向滤液2中通入空气和加入溶液发生，生成，故滤渣3为，煅烧得到，据此回答。 【解析】（1）“酸浸”步骤提高浸出率的措施有适当增大酸的浓度、适当升温、搅拌、研磨等； （2）由分析知，“还原”步骤磁黄铁矿发生氧化性溶解并生成硫酸的离子方程式为，随着反应时间的延长，由于和反应生成，溶液不断升高； （3）由分析知，“净化”步骤得到滤渣1的主要成分为、； （4）为提高滤渣2的回收率，结合下图“净化”步骤最佳加料速度为，故选A； （5）由已知、、，可得先沉淀，其次为沉淀，最后为沉淀，若回收、和步骤中，若起始三种金属离子浓度均为，完全沉淀时，此时，还未开始沉淀，完全沉淀时，，此时，还未开始沉淀，逐步加入固体过程中三种硫化物能通过分步沉淀依次回收； （6）由分析知，“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为。 4．（2024·辽宁沈阳二中四模）镍及硫酸镍在新型材料、新型电池的生产中有着十分广泛的应用。工业上以硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)为原料制备纯镍或硫酸镍的流程如下： 已知：①氧化性：Cu2+>H+(酸)>Ni2+>Fe2+>H+(水)； ②常温下溶度积常数：Ksp(NiS)=1.07×10-21、Ksp(CuS)=1.27×10-36。 (1)步骤①中焦炭和石英也可用于工业制粗硅，则工业制粗硅化学反应为 ；炉气使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式为 。 (2)步骤⑥以MS(含CuS)作阳极、NiSO4溶液作电解液电解可在 极(填“阴”或“阳”)获得粗镍。粗镍的电解精炼需要将电解液的pH控制在2~5之间，下列有关说法错误的是 (填序号)。 A．防止溶液的酸性过强造成H+放电，在阴极生成H2 B．防止溶液的酸性过弱使Ni2+转化成Ni(OH)2沉淀 C．若溶液的pH<2，可加入NiO或Ni(OH)2固体调节溶液的pH D．使粗镍中所含的杂质Cu在阳极放电而进入电解液中 (3)化学上常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时该离子沉淀完全。步骤③所得的NiSO4溶液中通常含有Cu2+，若该溶液中的c(Ni2+)=0.107mol·L-1，请通过计算说明可通过在溶液中加入NiS的方法除去溶液中Cu2+的原因： 。 (4)硫化镍晶胞如图1所示，单原子层硫化镍的结构如图2所示。 ①图1中，原子坐标参数：A(0，0，0)B(0.5，0，0.5)，则C原子的坐标参数为 。 ②单层硫化镍晶体图2中，已知硫离子半径为apm，忽略镍离子半径，NA是阿伏加德罗常数的值。则单层硫化镍晶体每平方米含硫化镍的质量为 g。 【答案】(1) (2) 阴 D (3)由可得此时溶液中，再由可知，所得溶液中残留的，所以Cu2+离子已经完全沉淀，因此可通过向溶液中加热NiS除去杂质Cu2+ (4) 【分析】将硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)放入电炉中，通入适量氧气，并加入焦炭、石英，在高温下发生反应，部分S元素被氧化变为SO2进入炉气中，其中的FeS被氧化为FeO，并与SiO2反应变为Fe2SiO4，将得到的高镍矿经粉碎、研磨浮选得到NiS(含有CuS)，然后进行电解得到粗镍，再在NiSO4溶液中，经调节溶液pH为2～5进行电解得到纯镍。 【解析】（1）焦炭和石英也可用于工业制粗硅，则工业制粗硅化学反应方程式：；炉气中含有SO2，SO2具有强的还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化变为H2SO4，KMnO4被还原为无色Mn2+而使酸性高锰酸钾溶液紫色褪色，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒，可得相应的离子方程式为：； （2）在用电解方法制粗镍时，阳极上主要是NiS失电子，发生氧化反应，阳极的电极反应式为：，在阴极上Ni2+得到电子被还原生成Ni，而得到粗镍； A．由于离子的氧化性：H+(酸)＞Ni2+放电，当溶液pH＜2时，c(H+)较大，易在阴极放电生成H2，导致不能得到金属Ni，因此要控制溶液pH＜2，A正确； B．当pH＞5时，溶液中c(OH-)增大，Ni2+易与溶液中OH-结合生成Ni(OH)2沉淀，B正确； C．向溶液中加入NiO或Ni(OH)2时能消耗溶液中过多的H+，因而可以调节溶液pH，但又不会引入新的杂质，C正确； D．由于Ni的金属性比Cu强，所以粗镍中所含有的杂质Cu不会在阳极上放电而进入电解液中，D错误； （3）若溶液中的c(Ni2+)=0.107 mol/L，向溶液中加入NiS后，则由可得此时溶液中，再由可知，所得溶液中残留的，所以Cu2+离子已经完全沉淀，因此可通过向溶液中加热NiS除去杂质Cu2+； （4）①C位于晶胞体心，其坐标参数； ②图2中可用切割法切出正六面形最小基元，该单元中含3个S2-，3个Ni2+，六边形面积：，则每平方米含硫化镍的质量。 5．（2024·辽宁辽阳二模）铬酸铅（）又称铬黄，是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、水彩、色纸的着色剂。以含铅废渣（主要成分是和，还含，等）为原料制备铬酸铅的流程如下： 已知：①不溶于硝酸。 ②常温下，几种难溶电解质的溶度积如下： 电解质 回答下列问题： (1)铅位于周期表第 周期 族，基态铅原子最高能级上电子云轮廓图为 形。 (2)“碱浸”中转化反应的离子方程式为 。 (3)已知：“酸浸”中6.3g作氧化剂时转移0.3电子。气体R在空气中的颜色变化为 。 (4)“酸浸”中铅元素浸出率与温度、硝酸浓度的关系如图所示。“酸浸”最佳条件为 。 (5)常温下，若测得“酸浸”后得到的溶液中，“除铁”中控制范围为 ，，则表明已完全沉淀。 (6)“沉铬”中生成反应的离子方程式为 。 【答案】(1) 六 ⅣA 哑铃 (2) (3)由无色变为红棕色 (4)60℃、2.0 (5) (6) 【分析】含铅废渣（主要成分是和，还含，等）加入氨水、碳酸铵进行碱浸并过滤，滤液中含转变生成的[Zn(NH3)4]2+，浸渣含有转变生成的PbCO3以及、，浸渣加入硝酸酸浸，PbCO3转变为Pb(NO3)2、CO2，Fe3O4转变为Fe(NO3)3、同时产生NO，则R为CO2和NO，过滤得到的滤渣为难溶的含硅元素固体，向滤液1中加入KOH调节pH生成Fe(OH)3除去Fe3+，然后向过滤后的滤液2中加入NaOH、K2Cr2O7生成PbCrO4沉淀。 【解析】（1）铅为82号元素，位于周期表第六周期ⅣA族，基态铅原子价电子排布式为，则最高能级上电子云轮廓图为哑铃形。 （2）据表中数据，比 更难溶，则“碱浸”中转化为，反应的离子方程式为。 （3）已知：“酸浸”中6.3g即0.1mol作氧化剂时转移0.3mol电子，则N元素化合价降低3价，生成NO，NO与氧气反应生成红棕色气体NO2，故气体R在空气中的颜色变化为由无色变为红棕色。 （4）由图知，60℃、2.0 下进行“酸浸”，铅元素浸出率最高，则 “酸浸”最佳条件为60℃、2.0。 （5）“除铁”时要使铁离子沉淀完全而防止铅离子沉淀，常温下，若测得“酸浸”后得到的溶液中，则c (OH-)= mol·L-1= 10-7mol·L-1，此时溶液pH=7，即应控制溶液的pH＜7；表明已完全沉淀，则c (OH-)=mol·L-1，此时溶液pH=3.0，即应控制溶液的 ，故“除铁”中控制范围为。 （6）结合分析可知，“沉铬”中生成反应的离子方程式为。 6．（2024·辽宁沈阳一模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含Cr3+、Fe3+、Cu2+)和草酸泥渣(含草酸铅、硫酸铅)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下： 已知： 回答下列问题 (1)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为 。 (2)滤渣的主要成分为 、 。(填化学式) (3)“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为 。(填化学式) (4)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为 。 (5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因： 。 (6)处理含的废水时，Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ)。若投入10molFeSO4，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中Fe为+3价)沉淀，理论上还需要投入Fe2(SO4)3的物质的量为 mol。 【答案】(1) 加快反应速率 (2) Fe(OH)3 Cu(OH)2 (3)NaCrO2 (4) (5)硝酸过量导致溶液中氢离子浓度增大，使平衡正向移动，含量降低，导致沉铬率下降 (6)5 【分析】向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，调pH=9，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，铁离子和铜离子转化为氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，过滤得到含氢氧化铁、氢氧化铜的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的转化为；向烘干粉碎的草酸泥渣中加入碳酸钠焙烧，将硫酸铅转化为氧化铅，将焙烧渣水洗得到的氧化铅溶于硝酸溶液得到硝酸铅，将硝酸铅溶液和铬酸钠溶液混合反应，将铬酸钠转化为铬酸铅沉淀，过滤得到铬酸铅和滤液；向滤液中加入硫酸亚铁、硫酸铁，将溶液中的铬酸根离子转化为铁铬氧体，过滤得到达标排放的废水。 【解析】（1）将草酸泥渣“粉碎”可以增大固体的表面积，有利于增大反应物的接触面积，加快反应速率；“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为； （2）向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，铁离子和铜离子转化为氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，过滤得到含氢氧化铁、氢氧化铜的滤渣，所以滤渣的主要成分为Fe(OH)3、Cu(OH)2； （3）向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，所以“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为NaCrO2； （4）“氧化”工序是向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的转化为，发生反应的离子方程式为； （5）铬酸钠溶液存在如下平衡：，硝酸过量会使溶液中的氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，溶液中的铬酸根离子浓度减小，导致沉铬率下降，所以为了提高沉铬率， “酸溶”过程中所加硝酸不能过量； （6）设加入硫酸铁的物质的量为amol，由铬原子个数守恒可知，铁铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中Fe为+3价)的物质的量为，由铁原子个数守恒可知10+2a=，由化合价代数和为零可得：3x+3y=6，由得失电子守恒可得：，解得a=5、x=、y=，故答案为：5mol。 7．（2024·黑龙江哈尔滨三模）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，其基态原子的简化电子排布式为 。 (2)滤渣的主要成分有 。 (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 (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。 【解析】（1）的基态原子的简化电子排布式为，位于元素周期表的p区； （2）根据分析，滤渣Ⅰ的主要成分有Fe2O3、CuO； （3）“碱浸”时，转化为Na3SbS3，发生反应的化学方程式为：； （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：、； （5）根据分析，滤渣II的主要成分有S； （6）产品需洗涤、干燥，检验固体是否洗涤干净，即检验是否含有Cl-，所加入的试剂为溶液和溶液； （7）根据，，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。 8．（2024·黑龙江哈尔滨二模）钽（Ta）和铌（Nb）为高新技术产业的关键元素，其单质的性质相似。一种以花岗伟晶岩型铌钽矿（主要成分为、、和少量的FeO、CaO、MgO等）为原料制取钽和铌的流程如图一： “浸取”后的浸出液中含有、两种二元强酸。 已知：①MIBK为甲基异丁基酮： ②，，。 (1)加快“浸取”速率可采取的措施是 。 (2)“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为 （填化学式），“浸取”时还会产生“废气”，“废气”中除了挥发出的HF还可能有 （填化学式）。与氢氟酸反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定， （填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。 (4)用金属钠还原制取金属铌的化学方程式为 。 (5)钽形成的晶体TaAs在室温下拥有超高的空穴迁移率和较低的电子迁移率。TaAs的晶胞结构如图二所示。诗写出As的配位数： 。晶体的密度为 （列出计算式，阿伏伽德罗常数的值为）。 【答案】(1)将铌钽矿粉碎、搅拌、升高温度等 (2) CaF2、MgF2 SiF4 (3)少量多次萃取 (4) (5) 6 【分析】花岗伟晶岩型铌钽矿（主要成分为、、和少量的FeO、CaO、MgO等）加入HF、硫酸浸取，得到浸渣，主要成分为CaF2、MgF2，可与HF反应生成SiF4气体，得到浸出液加入MIBK萃取，分为水相和有机相，有机相加入纯水进行反萃取，在水相中加入氨气沉钽，得到氢氧化钽，加热分解得，电解制得Ta，水相加HF、KF沉铌，得到K2NbF7，与Na反应得到铌粉。 【解析】（1）加快“浸取”速率可采取的措施是：将铌钽矿粉碎、搅拌、升高温度等； （2）由CaF2和MgF2的Ksp可知，“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为：CaF2、MgF2；“浸取”时还会产生“废气”，“废气”中除了挥发出的HF还可能有可与HF反应生成的SiF4；与氢氟酸反应生成，离子方程式为：； （3）“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定，少量多次萃取接触更加充分，萃取效率更高； （4）用金属钠还原制取金属铌，根据氧化还原得失电子守恒的原子，可得到其化学方程式为：； （5）由图可知，As的配位数为6；由均摊法可知，一个晶胞中含有4个TaAs，晶胞质量为：，体积为，密度为。 9．（2024·黑龙江哈尔滨一模）镓是优良的半导体材料。氮化镓是制作发光二极管的新材料，用于雷达、卫星通信设备等。某工厂利用铝土矿（主要成分为、，还有少量等杂质）制备氮化镓流程如下： 已知：①镓性质与铝相似，金属活动性介于锌和铁之间。 ②当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽。 ③金属离子氢氧化物的溶度积（25℃） ④、均为两性，的酸性略强于。 回答下列问题： (1)写出元素镓在周期表中的位置 ，其简化电子排布式为 。 (2)“焙烧”后所得产物主要有 （写化学式）。 (3)“一次酸化”的目的是 。 (4)“二次酸化”中与足量发生反应的离子方程式为 。 (5)“电解”可得金属镓（铝不干扰镓盐的电解），写出阴极电极反应式 。 (6)“合成”得到的三甲基镓与氨反应得到氮化镓，写出此反应的化学方程式 。 (7)25℃时，已知：可溶于氨水中，，反应的平衡常数，计算反应的平衡常数 。 【答案】(1) 第四周期IIIA族 [Ar]3d104s24p1 (2)NaAlO2、NaGaO2 (3)将NaAlO2转化为Al(OH)3除去 (4)CO2+=Ga(OH)3↓+HCO (5)+3e-=Ga+4OH- (6)Ga(CH3)3+NH3=GaN+3CH4 (7)1×1034 【分析】粉煤灰(主要成分为、，还有少量等杂质)与纯碱反应，镓转化为可溶性偏钾酸钠、氧化铝转化为偏铝酸钠，加入碱性溶液碳酸钠，只有氧化铁不反应不溶解，过滤除去氧化铁，得到滤液通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，“二次酸化”生成氢氧化镓沉淀，氢氧化镓沉淀加入氢氧化钠溶解得到，电解得到镓，最终转化为氮化镓，以此解答。 【解析】（1）镓是31号元素，核外有31个电子，在元素周期表中的位置是第四周期IIIA族，其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1。 （2）由分析可知，“焙烧”后转化为NaAlO2，转化为NaGaO2。 （3）“一次酸化”步骤中发生反应：2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3，然后过滤除去氢氧化铝。 （4）“二次酸化”步骤中与足量反应生成Ca(OH)3和NaHCO3，离子方程式为CO2+=Ga(OH)3↓+HCO。 （5）电解过程中，阴极上得电子，化合价降低，因此阴极上是得电子转化成Ga，其电极反应式为+3e-=Ga+4OH-。 （6）“合成”得到的三甲基镓与NH3反应时，反应为：Ga(CH3)3+NH3=GaN+3CH4。 （7）反应的平衡常数==≈1×1034。 10．（2024·黑龙江齐齐哈尔一模）广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁．以钒矿石为原料制备的工艺流程如下： 已知：i．“焙烧”后，固体中主要含有;“酸浸”后钒以形式存在，“中和、还原”后钒以形式存在． ii．有机溶剂对四价钒具有高选择性，且萃取而不萃取． iii．多钒酸铵微溶于冷水，易溶于热水． iv．该工艺条件下，溶液中金属离子（浓度均为）开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 金属离子 开始沉淀 1.9 7.0 11.9 8.1 完全沉淀 3.2 9.0 13.9 10.1 回答下列问题： (1)“破碎”的目的是 ． (2)“中和、还原”时，参与反应的离子方程式为 ． (3)洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤，目的是 ．的空间结构为 形． (4)“氧化”时，每消耗（本身被还原为）,可得到 ． (5)流程中可循环使用的物质有 ． (6)“萃取”分离后，所得“水相”中含有丰富的金属资源，经三道工序可回收溶液．请根据题给信息，参照上述工艺流程，将下列工艺流程补充完整（可供选用的试剂：溶液、溶液、溶液）． ． 【答案】(1)减小固体颗粒粒径（或增大固体表面积），提高焙烧速率 (2) (3) 降低多钒酸铵的溶解度，减少损失 正四面体 (4)6 (5)（或氨水）、有机溶剂 (6) 【分析】钒矿石经破碎、焙烧后，固体中主要含有Fe(VO3)2、Fe(VO3)3、Mn(VO3)2、Ca(VO3)2，加稀硫酸酸浸，钙离子转化为CaSO4经过滤除去，滤液中钒以形式存在，加氨水和铁粉中和还原，该工序pH低于7.0，发生反应 ，且溶液中铁离子和铁反应生成亚铁离子，过滤除去过量的Fe，所得滤液经有机溶剂萃取、反萃取后，VO2+进入水相，加NaClO3氧化将转化为，加氨水沉钒，生成的多钒酸氨煅烧生成V2O5，据此分析解答。 【解析】（1）“破碎”的目的是减小固体颗粒粒径(或增大固体表面积)，提高焙烧速率； （2）根据分析，“中和、还原”时，被铁还原，化合价降低，得VO2+，离子方程式为； （3）洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤，目的是降低多钒酸铵的溶解度，减少溶解损失；中N原子为sp3杂化，离子为正四面体构型； （4）NaClO3将VO2+氧化为并得到还原产物NaCl，根据电子得失守恒可得出关系式：NaClO3~6，故“氧化”时，每消耗106.5g(即1mol)NaClO3，可得到6mol； （5）循环使用的物质具有“既消耗，又生成”的特点，根据流程图可发现有机溶剂P204具有该特点；分析“煅烧”过程，铵盐分解有氨气放出，可知NH3(或氨水)在流程中也可循环使用； （6） “萃取”分离后，所得“水相”中的金属离子有Mn2+、Fe2+和少量的Ca2+，欲得到MnSO4溶液，需除去杂质Fe2+、Ca2+，第一道工序已经除去Ca2+，说明后续工序应除去Fe2+。又结合各金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH，可知需将Fe2+氧化为Fe3+。为了不引入杂质离子，氧化剂可选择H2O2溶液。再调溶液的pH，使Fe3+转变成Fe(OH)3沉淀。为了不引入杂质离子，利用MnO调pH，所以补充完整的流程图为：。 11．（2024·黑龙江大庆实验模拟）湿法炼锌具有能耗低，生成产品纯度高等特点，其主要原料为锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，获得较纯锌锭的工艺流程如图： 已知：焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、Co2O3、CdO (1)铜原子的价层电子排布图为 。 (2)“酸浸”中滤渣主要成分为 。 (3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，然后反应速率显著增大，请解释产生此现象的原因： 。 (4)“β—萘酚净化除钴”先是NaNO2把Co2+氧化成Co3+，并生成NO，Co3+与有机物发生化学反应生成红褐色稳定鳌合物沉淀。写出Co2+被氧化的离子方程式： 。 (5)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)，同时负极材料晶胞的组成变化如图所示。 ①充电过程中ZnS到LixZnyS的电极方程式为 (x和y用具体数字表示)。 ②若Li2S的晶胞参数为ann，则EF间的距离为 nm。 【答案】(1) (2)PbSO4 (3)锌粉置换出的铜或镉覆盖在锌的表面，形成原电池，增大反应速率 (4)Co2+++2H+=Co3++NO↑+H2O (5) 4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25S 【分析】利用锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)获得较纯锌锭时，先将锌精矿焙烧，尾气含SO2等气体；焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、Co2O3、CdO，加入稀硫酸进行酸浸，只有PbO溶解并转化为PbSO4沉淀，其它氧化物都转化为硫酸盐进入浸出液；将浸出液加入较粗锌粉进行一段沉积，得到铜渣；再将滤液加入较细锌渣进行二段沉积，得到镉渣；通入氧气进行赤铁矿除铁，得到赤铁矿渣；滤液中加入β-萘酚、NaNO2溶液进行β-萘酚净化除钴、控制pH2.8~3，得到Co(C10H6ONO)3；再将滤液进行电解，得到废电解液和锌，将锌进行熔铸，从而得到锌锭。 【解析】（1）铜为29号元素，其基态原子的价电子排布式为3d104s1，价层电子排布图为。 （2）焙烧后的氧化铅溶于稀硫酸，生成难溶的PbSO4，则“酸浸”中滤渣主要成分为PbSO4。 （3）从流程信息中可以看出金属性Zn＞Cd＞Cu，锌粉先置换出铜，后置换出镉，铜和镉都能覆盖在锌的表面，形成原电池。则产生此现象的原因：锌粉置换出的铜或镉覆盖在锌的表面，形成原电池，增大反应速率。 （4）NaNO2把Co2+氧化成Co3+，并生成NO，则Co2+被氧化的离子方程式：Co2+++2H+=Co3++NO↑+H2O。 （5）①采用均摊法，可求出LixZnyS晶胞中，含S2-个数为=4，含Zn2+和Li+的个数为7，由化合价的代数和为0可知，LixZnyS的化学式为Li1.5Zn0.25S。根据题干信息，在“充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)”，故ZnS负极充电时得电子有Zn生成，故充电过程中ZnS到LixZnyS的电极方程式为4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25S。 ②若Li2S的晶胞参数为ann，设F点的坐标为(1，1，1)，E点的坐标为(，，)，则EF间的距离为nm=nm。 12．（2024·吉林白山二模）钪()及其化合物在电子、超导合金和催化剂等领域有重要应用。一种利用钛白废酸液(含、、的硫酸废液)和赤泥(含有、、、)联合制备的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知：25℃时，。 (1)基态的简化电子排布式为 。 (2)为提高“浸取”速率，可采取的措施有 (写出一条即可)，“浸渣”的主要成分是 (写化学式)；水相中含有的金属离子主要是 (写离子符号)。 (3)“除钛”时，加入的作用是 。 (4)25℃时，若使“反萃取”后水溶液中的沉淀完全(离子浓度)，应控制溶液的不低于 (保留两位有效数字)。 (5)写出草酸钪晶体“灼烧”时发生反应的化学方程式： 。 【答案】(1) (2) 将赤泥碾碎(或适当升高温度、搅拌等) 、 (3)提供配体，生成配离子进入水层 (4)5.7 (5) 【分析】钛白废酸液(含、、的硫酸废液)和赤泥(含有、、、)浸取，二氧化硅不和酸反应，滤渣1为SiO2，萃取时分离出Ti4+、Sc3+，向萃取后的溶液中加入硫酸和H2O2，除钛分离出[TiO(H2O2)]2+，加NaOH反萃取后分离出Sc3+，与盐酸反应加草酸得到Sc2(C2O4)3沉淀，再灼烧Sc2(C2O4)3得到Sc2O3，以此来解答。 【解析】（1）Fe是26号元素，基态的简化电子排布式为。 （2）提高“浸取”效率的措施有将赤泥碾碎、适当升温、搅拌等；不与硫酸反应，故浸渣的主要成分是；根据流程图可知，“浸取”除去，元素在“除钛”环节进入水相从而除去，故加入萃取剂“萃取”时进入水相的金属离子主要是、。 （3）由流程图可知，加入后，二者结合形成，该转化过程中元素化合价没有变化，应该是中的氧原子提供孤电子对，原子提供空轨道，形成配离子，故加入的作用是提供配体，生成配离子进入水层。 （4）根据题意可知，恰好完全沉淀时，，解得，，故。 （5）中的化合价为价，反应前后的化合价没有发生变化，根据流程图可知，空气参与反应，故应该是空气氧化草酸钪晶体中的碳元素，反应的化学方程式为。 13．（2024·吉林延边一模）钒()被称为钢铁行业的“维生素”。从某钒矿石焙砂中提取钒的主要流程如下： 已知：i．滤液A中的阳离子主要有、、、等； ii．“萃取”过程可表示为(有机相)(有机相)。 回答下列问题： (1)钒矿石焙砂要进行研磨粉碎，研磨粉碎的目的是 。 (2)“浸钒”过程中，与硫酸反应的化学方程式为 。 (3)用铁粉“还原”过程中，有如下转化：，；写出其转化的离子方程式： 。 (4)“萃取”前，若不用石灰乳先中和，萃取效果不好，原因是 。 (5)滤渣D的主要成分 (写化学式)。 (6)用以下方法测量“浸钒”过程中钒的浸出率。从滤液A中取出，用蒸馏水稀释至，加入适量过硫酸铵，加热，将滤液A中可能存在的氧化为，继续加热煮沸，除去过量的过硫酸铵。冷却后加入3滴指示剂，用的标准溶液将滴定为，共消耗溶液。 已知：a．所取钒矿石焙砂中钒元素的质量为克；所得滤液A的总体积为； b．3滴指示剂消耗溶液。 ①用上述方法测得“浸钒”过程中钒的浸出率为 (用含相应字母的代数式表示)。 ②若不除去过量的过硫酸铵，钒浸出率的测定结果将 (填“偏高”“不变”或“偏低”)。 【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 (2) (3) (4)若不用石灰乳中和，溶液中较大，不利于平衡(有机相)(有机相)正向移动，对萃取效果不好 (5) (6) 偏高 【分析】钒矿石焙砂用硫酸浸钒，滤液A中的阳离子主要有H+、VO、Fe3+、Al3+等，加铁粉把VO还原为VO2+、把Fe3+还原为Fe2+，加石灰乳调节pH=2，Fe2+不会沉淀，滤渣D的主要成分为CaSO4，滤液C用有机溶剂萃取VO2+，VOA2(有机相)中加硫酸使VO2++2HA(有机相)VOA2(有机相)+2H+平衡逆向移动，反萃取VO2+，把VO2+氧化为VO，加氨水生成(NH4)2V6O16沉淀，(NH4)2V6O16煅烧得V2O5。 【解析】（1）钒矿石焙砂要进行研磨粉碎，研磨粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率。 （2）“浸钒”后滤液A中的阳离子主要有VO，可知焙砂中V2O5与硫酸反应生成，反应方程式为。 （3）“还原”过程中，铁粉把VO还原为VO2+，V元素化合价由+5降低为+4，Fe被氧化为Fe2+，铁元素化合价由0升高为+2，根据得失电子守恒，电荷守恒、元素守恒，该反应的离子方程式。 （4）“萃取”过程可表示为(有机相)(有机相)，“萃取”前，若不用石灰乳先中和，氢离子浓度大，不利于(有机相)(有机相)平衡正向移动，所以萃取效果不好。 （5）由分析可知，滤渣D的主要成分为CaSO4。 （6）①VO被Fe2+还原为VO2+，V元素化合价由+5降低为+4，Fe2+被氧化为Fe3+，Fe元素化合价由+2升高为+3，根据得失电子守恒，VO、(NH4)2Fe(SO4)2的反应比为1:1，则1mLA溶液中含VO的物质的量为n(v1- v2)×10-3mol；“浸钒”过程中钒的浸出率为； ②若不除去过量的过硫酸铵，过硫酸铵氧化(NH4)2Fe(SO4)2，消耗(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量偏大，钒浸出率的测定结果将偏高。 14．（2024·吉林吉大附中模拟）锌是一种重要的金属，锌及其化合物被广泛应用于汽车、建筑、船舶、电池等行业。现某科研小组以固体废锌催化剂(主要成分是，含少量等杂质)为原料制备锌的工艺流程如图所示： 已知：①“浸取”时，和转化为进入溶液。 ②时， ③深度除杂标准：溶液中。 (1)“滤渣1”的主要成分为、 。 (2)“深度除锰”是将残留的转化为，写出该过程的化学方程式 。该过程中的加入量远大于其理论值，原因为 。 (3)“深度除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果(用反应后溶液中的铜锌比表示)与加入量的关系曲线如图所示。 ①“深度除铜”时加入量最优选择 (填标号)。 A．100%　　　　　B．110%　　　　C．120%　　　　　D．130% ②由图可知，当达到一定量的时候，锌的最终回收率下降的原因是 (用离子方程式解释)。 (4)原子能形成多种配位化合物，一种锌的配合物结构如图： ①锌元素位于周期表中 区。 ②配位键①和②相比，较稳定的是 。 ③键角③ (填“”“”或“)。 【答案】(1)Fe(OH)3、SiO2 (2) 不稳定易发生分解 (3) C [Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3 (4) ds ① < 【分析】废锌催化剂加入氨水氯化铵混合液浸取，锌、铜元素以[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液，同时铁、镁转化为氢氧化物沉淀和不反应的二氧化硅成为滤渣1，滤液加入过氧化氢将锰离子转化为二氧化锰沉淀，加入适量的硫化铵生成硫化铜沉淀，过滤除去沉淀滤液加入有机萃取剂萃取分离出含锌的有机相，加入硫酸反萃取得到含锌的水相，电解得到锌； 【解析】（1）根据分析，滤渣1为Mn(OH)2、Fe(OH)3、SiO2； （2）在氨水存在的碱性条件下，过氧化氢和锰离子发生氧化还原反应生成二氧化锰沉淀和水、铵根离子，反应为；不稳定易发生分解，导致该过程中的加入量远大于其理论值； （3）①“深度除铜”时，(NH4)2S加入量最好应120%，此时除铜效果较好且锌的回收率仍然较高； ②当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的最终回收率下降的原因是过量的硫离子和将锌转化为硫化锌沉淀，反应为[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3； （4）①Zn为30号元素，价电子排布式3d104s2；位于元素周期表ds区； ②N和O的电负性相比，N弱于O，则N易提供孤电子，配位键稳定性强； ③角③属于单键与单键形成夹角，电子云密度小，键角斥力小，键角小于120°。 15．（2024·东北三省三校四模）一种从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等)中回收有价值金属的工艺流程如图。 已知：①“碱浸”后滤液中主要成分为Na2MoO4。 ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表： 金属离子 Fe3+ Co2+ Ni2+ 开始沉淀时的pH 2.2 6.4 7.2 沉淀完全时(c=1.0×10-5mol•L-1)的pH 3.2 9.0 8.7 ③钼酸铵[(NH4)2MoO4]为白色晶体，具有很高的水溶性，不溶于乙醇。 回答下列问题： (1)催化剂中含多种金属元素，其中铁在元素周期表中的位置：第 周期第 族。基态Co原子的价电子排布式为 。 (2)钼酸铵[(NH4)2MoO4]中Mo元素的化合价为 ；“焙烧”时MoS2转化为MoO3，该反应的化学方程式为 。 (3)“碱浸”时，浸出温度、NaOH加入量/钼理论耗量对钼浸出率的影响如图。 则“碱浸”时适宜的生产工艺条件：浸出温度 、NaOH加入量/钼理论耗量 。 (4)“除铁”时应调节溶液pH的范围为 。 (5)若“沉钴镍”时调节溶液pH=9.5，则此时溶液中p= (pX=-lgX)。 (6)经过降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到(NH4)2MoO4•7H2O晶体，洗涤时所选用的最佳试剂为 。 【答案】(1) 四 Ⅷ 3d74s2 (2) +6 2MoS2+7O22 MoO3+4SO2↑ (3) 85℃ 1.0 (4)3.2≤pH＜6.4 (5)-0.6 (6)乙醇 【分析】由题干工艺流程图可知，废钼催化剂在空气中焙烧将MoS2氧化为MoO3，CoS转化为CoO，同时放出气体为SO2，向固体中加入NaOH进行“碱浸”，将MoO3转化为Na2MoO4溶液，过滤得到滤渣主要成分为CoO、NiO、Fe2O3，滤液主要为Na2MoO4溶液，向滤渣中加入稀HNO3，得到Co2+、Ni2+和Fe3+，然后加入NaOH溶液调节pH值进行除铁，即产生Fe(OH)3过滤除去，向滤液中继续加入NaOH溶液，将Co2+、Ni2+转化为Co(OH)2、Ni(OH)2沉淀，向Na2MoO4溶液中加入稀硝酸进行沉钼转化为H2MoO4沉淀，向沉淀中加入氨水，将沉淀转化为(NH4)2MoO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作，即得(NH4)2MoO4·7H2O晶体，据此分析解题。 【解析】（1）铁在元素周期表中的位置：第四周期第Ⅷ族；基态Co原子的价电子排布式为3d74s2； （2）根据化合价代数和为零知，钼酸铵[(NH4)2MoO4]中Mo元素的化合价为+6；“焙烧”时MoS2转化为MoO3，根据得失电子守恒以及原子守恒，该反应的化学方程式为2MoS2+7O22 MoO3+4SO2↑； （3）根据图像知，NaOH 加入量/钼理论耗量为 1.0、浸出温度为85℃的条件下，钼浸出率最大； （4）由题干表中数据可知，“除铁”时即让Fe3+完全沉淀而Ni2+、Co2+不沉淀，则应调节溶液pH的范围为3.2≤pH＜6.4； （5）调节溶液pH为9.5时，溶液中亚钴离子和镍离子均完全沉淀，则溶液中=—lg=—lg=—lg=—lg=-0.6； （6）已知钼酸铵[(NH4)2MoO4]为白色晶体，具有很高的水溶性，不溶于乙醇，则洗涤时所选用的最佳试剂为乙醇。 16．（2024·吉林四模）我国是最早制得和使用金属锌的国家。某湿法炼锌的萃余液中含有H+、Na+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、Co2+、Cd2+、Ni2+、等，逐级回收有价值金属并制取活性氧化锌的工艺流程如图： 已知： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2 Ksp近似值 10-38 10-17 10-17 回答下列问题： (1)按照核外电子排布可把元素周期表分成5个区，Zn元素在 区。 (2)“氧化”时，pH=1，所用氧化剂过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素化合价为 ，Mn2+被氧化为MnO2，Fe2+与Na2S2O8反应的离子方程式是 。 (3)“调pH”时，pH=4，所得滤渣1中除含有MnO2外，还有 。 (4)“除钴镍”时，有机净化剂的基本组分为大分子立体网格结构的聚合物，其净化原理可表示为：，Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能，推测可能的原因为 。 (5)“沉锌” 所得滤液经处理可得Na2SO4溶液，已知Na2SO4的溶解度随温度变化如图所示，由该溶液制备无水Na2SO4的操作为 、洗涤、干燥。 (6)“沉锌”后所得滤液经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，从而实现原料的循环利用，该电解过程中总反应的化学方程式为 。 【答案】(1)ds (2) +7 (3)、(写名称也可以) (4)、的离子半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而不能(答出“的离子半径大小不匹配”即可) (5)升温至以上蒸发至大量固体析出、趁热过滤 (6) 【分析】由题给流程可知，向萃余液中加入过二硫酸钠溶液将溶液中的锰离子、亚铁离子氧化为二氧化锰、铁离子，加入碳酸钙调节溶液pH，将溶液中的铁离子转化为难溶的氢氧化物沉淀，碳酸钙与溶液中的稀硫酸反应得到微溶的硫酸钙，过滤得到含有二氧化锰、氢氧化铁、硫酸钙的滤渣1和滤液；向滤液中加入锌，将溶液中的镉离子转化为镉，过滤得到含有镉的滤渣2和滤液；向滤液中加入有机净化剂，将溶液中的镍离子、钴离子转化为难溶的有机配合物，过滤得到含有有机配合物的滤渣3和滤液；向滤液中加入碳酸钠溶液，将锌离子转化为碱式碳酸锌沉淀，过滤得到含有硫酸钠的滤液和碱式碳酸锌；碱式碳酸锌煅烧分解得到氧化锌。 【解析】（1）基态Zn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2；位于ds区； （2）二硫酸钠(Na2S2O8)中钠、氧元素化合价分别为+1、-2，由化合价代数和为零可知，硫元素化合价为+7；Fe2+与Na2S2O8反应，铁化合价由+2变为+3、硫化合价由+7变为+6，结合电子守恒可知，反应为：； （3）Zn(OH)2完全沉淀时，，pOH=6、pH=8，则pH=4时，锌离子没有沉淀；结合分析可知，所得滤渣1中除含有MnO2外，还有、； （4）有机净化剂的基本组分为大分子立体网格结构的聚合物，、的离子半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而不能(答出“的离子半径大小不匹配”即可)，故Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能； （5）由溶解度曲线可知，以上可蒸发结晶得到无水硫酸钠，故操作为：升温至以上蒸发至大量固体析出、趁热过滤、洗涤、干燥。 （6）“沉锌”后所得滤液中含有硫酸钠，经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，则硫元素化合价升高发生氧化反应，那么阴极上氢离子放电发生还原反应生成氢气，故反应为：。 17．（2024·黑龙江二模）以银精矿(主要成分为Ag2S、FeS2、ZnS)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下： 已知：酸性环境下，有较强的氧化性，被还原为Cl-。 (1)“分离转化”时，为提高的转化率可采取的措施是 ；转化为AgCl和S的化学方程式为 。 (2)已知：，，若不加KClO3，直接加氯化物，依据反应，能否实现此反应较完全转化？并说明理由： 。 (3)滤液1中的金属阳离子有 。在整个工艺中可循环利用的物质是 。 (4)“浸银”时，发生反应的离子方程式为 。 (5)“分离转化”时，除上述方法外也可以使用过量FeCl3、HCl和的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以形式浸出，建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、H⁺的作用 。 (6)还原过程中所用的N2H4，分子可能有两种不同的构象——顺式和反式，沿N—N键轴方向的投影如下图所示，其中(a)为反式，(b)为顺式。测得分子极性很大，说明它具有 构象(填“反式”或“顺式”)。 【答案】(1) 适当延长浸取时间、减小颗粒直径、适当升高温度等 3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O (2)，K较小，几乎不能转化 (3) K+、Fe3+、Zn2+ Na2SO3 (4)AgCl+2=[Ag(SO3)2]3-+Cl- (5)Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-，增大溶液中S2-浓度，有利于平衡正向移动，提高Ag2S浸出率，溶液中Fe3+水解，H+可以抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀 (6)顺式 【分析】由流程可知，银精矿加盐酸和氯酸钾浸取主要发生3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O，过滤1分离出滤渣中含有S、AgCl,加Na2SO3溶液发生AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag(SO3)2]+NaCl，过滤2分离出滤渣为S，滤液为Na3[Ag(SO3)2]和NaCl,在滤液中加N2H4，发生[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O，得到粗银； 【解析】（1）为提高Ag2S的转化率可采取的措施是适当延长浸取时间、减小颗粒直径、适当升高温度等，“分离转化”时，加入盐酸时发生反应Ag2S+2Cl-⇌2AgCl+S2-，酸性环境中KClO3可以将-2价的S氧化硫单质，促使平衡正向移动，从而把Ag2S转化为AgCl和S，Ag2S转化为AgCl和S的化学方程式为3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O； （2）若不加KClO3，直接加氯化物，依据反应Ag2S+2Cl-⇌2AgCl+S2-，，K较小，几乎不能转化； （3）银精矿加盐酸和氯酸钾浸取主要发生3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O，酸性环境下，有较强的氧化性，FeS2、ZnS分别反应生成FeCl3、ZnCl2，滤液1中的金属阳离子有K+、Fe3+、Zn2+；滤液为Na3[Ag(SO3)2]和NaCl，在滤液中加N2H4，发生[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O，滤液2中Na2SO3可循环利用； （4）“浸银”时，发生反应的离子方程式为AgCl+2=[Ag(SO3)2]3-+Cl-； （5）Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-，增大溶液中S2-浓度，有利于平衡正向移动，提高Ag2S浸出率，溶液中Fe3+水解，H+可以抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀； （6）由图可知，构象a的正负电性中心基本重合，分子的极性小，而构象b的正负电性中心不重合，为极性分子，测得分子极性很大，符合(b)，说明它具有顺式构象。 18．（2024·吉林白山一模）碳酸钴是一种无机化合物，其化学式为CoCO3。它是一种重要的钴盐，常用于电池、催化剂等领域。工业上以钴矿[主要成分是Co2O3]为原料制取碳酸钴的工艺流程如图： 已知：①浸取液中含有等阳离子 ②25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见表： 金属离子 沉淀完全的 8.3 2.8 4.7 9.8 ③的 回答下列问题： (1)Co原子的原子序数为27，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)浸取钴矿石前，需要浆化处理，原因是 。 (3)除杂过程中，若加入过量溶液会产生有毒气体，有人提出用压缩空气代替溶液，则通入压缩空气后发生反应的离子方程式为 ，调节后，若溶液中，此时的范围是 。 (4)萃取剂和能发生反应：。萃取时，适当增大溶液萃取率会增大，其原因是 。 (5)反萃取时需向萃取液中加入 (填写化学式)，该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。 (6)一种含的氧化物晶胞结构如图所示，已知在该氧化物中原子半径为原子半径为，它们在晶体中是紧密接触的。用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式即可)。 【答案】(1) (2)增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行 (3) 4.7pH7.1 (4)增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，Co2+萃取率会增大 (5) H2SO4 富集Co2+，除去Mn2+ (6) 【分析】向钴矿[主要成分是Co2O3]中加入盐酸，并通入SO2，结合信息①中浸出液含有的阳离子主要有Co2+、Fe2+、Ca2+、Mn2+、Al3+等，工艺流程最终得到碳酸钴，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+并调节溶液的pH值，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤后所得滤液主要含有Co2+、Ca2+、Mn2+，用NaF溶液除去钙，过滤后，向滤液中加入P507萃取剂对Co2+进行萃取同时除去Mn2+，分液后对有机层进行Co2+进行反萃取得到水层溶液即硫酸钴溶液，向硫酸钴溶液中加入碳酸钠溶液得到碳酸钴，过滤洗涤干燥即可，据此分析解题。 【解析】（1）Co原子的原子序数为27，其基态原子的核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，则其价电子排布式为3d74s2，故答案为：3d74s2； （2）浸取钴矿石前，对其进行浆化处理，可以增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行，故答案为：增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行； （3）由分析可知，除杂过程中，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，故若通入压缩空气后实现同样的目的，则发生反应的离子方程式为，调节后，即是Fe3+、Al3+完全沉淀，而Co2+、Mn2+不沉淀，若溶液中，此时pH应该4.7，溶液中c(OH-)==4×10-7.5mol/L，则c(H+)=2.5×10-7.5mol/L，即pH-=6.5+2lg2=7.1，故pH的范围是4.7pH7.1，故答案为：；4.7pH7.1； （4）萃取剂和能发生反应：，萃取时，增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，Co2+萃取率会增大，故答案为：增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，Co2+萃取率会增大； （5）由分析可知，增大溶液中H+浓度使得萃取平衡逆向移动即为反萃取，反萃取之后得到硫酸钴溶液，则反萃取时需向萃取液中加入H2SO4，由工艺流程图可知，经过该工艺中萃取、反萃取步骤之后可以提高溶液中Co2+的浓度，同时除去Mn2+，即富集Co2+，除去Mn2+，故答案为：H2SO4；富集Co2+，除去Mn2+； （6）由题干晶胞示意图可知，一个含Co的氧化物晶胞中含有Co的个数为：=4，O的个数为：=4，用表示阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为：g，已知在该氧化物中Co原子半径为apm，O原子半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，即晶胞的边长为：2(a+b)×10-10cm，即一个晶胞的体积为：[2(a+b)×10-10]3cm3，故该晶体密度为，故答案为：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 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10 化学工艺流程 1. （2024·黑吉辽卷）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。 （2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。 （3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。 （4）“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。 A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生 C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣 （5）“真金不拍火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。 （6）“沉金”中的作用为_______。 （7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。 2. （2023·辽宁卷）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。 已知： 物质 回答下列问题： （1）用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。 （2）“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸，中过氧键的数目为_______。 （3）“氧化”中，用石灰乳调节，被氧化为，该反应的离子方程式为_______(的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为、_______(填化学式)。 （4）“氧化”中保持空气通入速率不变，(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。体积分数为_______时，(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大体积分数时，(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。 （5）“沉钴镍”中得到的(Ⅱ)在空气中可被氧化成，该反应的化学方程式为_______。 （6）“沉镁”中为使沉淀完全，需控制不低于_______(精确至0.1)。 3. （2022·辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制各和，工艺流程如下： 已知：①焙烧时过量的分解为，转变为； ②金属活动性：； ③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下： 开始沉淀 完全沉淀 6.5 8.3 1.6 2.8 8.1 10.1 回答下列问题： （1）为提高焙烧效率，可采取的措施为_______。 a.进一步粉碎矿石 b.鼓入适当过量的空气 c.降低焙烧温度 （2）在空气中单独焙烧生成，反应化学方程式为_______。 （3）“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②_______。 （4）滤渣的主要成分为_______(填化学式)。 （5）生成气体A的离子方程式为_______。 （6）加入金属Bi的目的是_______。 （7）将100kg辉铋矿进行联合焙烧，转化时消耗1.1kg金属Bi，假设其余各步损失不计，干燥后称量产品质量为32kg，滴定测得产品中Bi的质量分数为78.5%。辉铋矿中Bi元素的质量分数为_______。 1．（2024·辽宁东北育才最后一模）钛酸钡()是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。用高钛渣(主要成分为，含、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示： 已知：a．在溶液中呈绿色；是强电解质； b．部分金属离子开始沉淀的pH如表所示： 金属离子 开始沉淀pH() 1.9 7.0 9.1 回答下列问题： (1)“碱浸”操作过程中除去的杂质为 (填化学式)。 (2)“水洗”过程中与水发生离子交换反应：，滤液2呈绿色，经除杂处理后可在 (填操作单元名称)步骤循环利用：“熔盐反应”过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“水解”操作加入的目的是调节溶液，可适当提高水解速率。已知，水解反应的平衡常数K= 。 (4)“转化”过程加入铁粉的目的是 ，滤液3中含有的金属阳离子有 。 (5)“共沉淀”过程发生反应：，“灼烧”时隔绝空气，发生反应的化学方程式为 。 2．（2024·辽宁三模）镉(Cd)是炼锌业的副产品，主要用在电池、染料稳定剂，同时也是重要的污染源，回收再利用以减少排放是重要课题。某冶炼厂的镉废渣中主要含有Cd、CdO，还含有Cu、Zn、Pb、Fe、CuO和SiO2等杂质，从镉废渣中回收镉的一种工艺流程如图所示。 已知：① ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示： 离子 开始沉淀时() 8.2 7.8 7.5 6.7 5.2 2.2 完全沉淀时() 9.7 9.3 9.0 8.5 6.7 3.2 回答下列问题： (1)将废渣先“浆化”再“酸浸”的目的是 。 (2)“压滤”所得滤渣I的主要成分是 (填化学式)；“酸浸”后滤液中还含有微量的Pb2+，其微量存在的主要原因是 。 (3)“除铁”时，加入的石灰乳调节溶液pH的范围是 ，若石灰乳加过量，缺陷是 。 (4)将“置换”出来的海绵镉在空气中堆放反复搅拌进行“自然氧化”，再用硫酸进行“酸溶”，“置换净化”处理是将残余的微量的Cu2+和Pb2+进行深度脱除，以提高阴极镉产品的纯度，写出“置换净化”除Pb2+的离子反应方程式 。 (5)电极电位是表示某种离子或原子在溶液中得失电子的难易程度。在25℃下，部分电对的电极电位如表所示。 电对 电极电位/V 0 电对 电极电位/V 根据表中信息和已有知识可知，采用低电流条件“电积”时，阴极主要得到的是镉不是锌的原因 。 3．（2024·辽宁沈阳三模）蛇纹石是一种含水富镁硅酸盐矿物的总称，蛇纹石制镁工艺中得到的中和渣含大量的、，以及少量的和单质，由上述中和渣制得铁红的流程如下。请回答下列问题： 已知：磁黄铁矿的化学式为 (1)“酸浸”步骤提高浸出率的措施有 （写一条即可） (2)当时，“还原”步骤磁黄铁矿发生氧化性溶解并生成硫酸的离子方程式为 。随着反应时间的延长，溶液不断升高的原因可能是 。 (3)“净化”步骤得到滤渣1的主要成分为 。 (4)为提高滤渣2的回收率，结合下图“净化”步骤最佳加料速度为__________。 A．5 B．10 C．15 D．20 (5)回收、和步骤中，若起始三种金属离子浓度均为，逐步加入固体过程中三种硫化物 （填“能”或“不能”）通过分步沉淀依次回收（已知、、，时可认为M离子完全沉淀）。 (6)滤渣3成分为，则“沉铁”步骤发生反应的离子方程式为 。 4．（2024·辽宁沈阳二中四模）镍及硫酸镍在新型材料、新型电池的生产中有着十分广泛的应用。工业上以硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)为原料制备纯镍或硫酸镍的流程如下： 已知：①氧化性：Cu2+>H+(酸)>Ni2+>Fe2+>H+(水)； ②常温下溶度积常数：Ksp(NiS)=1.07×10-21、Ksp(CuS)=1.27×10-36。 (1)步骤①中焦炭和石英也可用于工业制粗硅，则工业制粗硅化学反应为 ；炉气使酸性高锰酸钾溶液褪色的离子方程式为 。 (2)步骤⑥以MS(含CuS)作阳极、NiSO4溶液作电解液电解可在 极(填“阴”或“阳”)获得粗镍。粗镍的电解精炼需要将电解液的pH控制在2~5之间，下列有关说法错误的是 (填序号)。 A．防止溶液的酸性过强造成H+放电，在阴极生成H2 B．防止溶液的酸性过弱使Ni2+转化成Ni(OH)2沉淀 C．若溶液的pH<2，可加入NiO或Ni(OH)2固体调节溶液的pH D．使粗镍中所含的杂质Cu在阳极放电而进入电解液中 (3)化学上常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时该离子沉淀完全。步骤③所得的NiSO4溶液中通常含有Cu2+，若该溶液中的c(Ni2+)=0.107mol·L-1，请通过计算说明可通过在溶液中加入NiS的方法除去溶液中Cu2+的原因： 。 (4)硫化镍晶胞如图1所示，单原子层硫化镍的结构如图2所示。 ①图1中，原子坐标参数：A(0，0，0)B(0.5，0，0.5)，则C原子的坐标参数为 。 ②单层硫化镍晶体图2中，已知硫离子半径为apm，忽略镍离子半径，NA是阿伏加德罗常数的值。则单层硫化镍晶体每平方米含硫化镍的质量为 g。 5．（2024·辽宁辽阳二模）铬酸铅（）又称铬黄，是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、水彩、色纸的着色剂。以含铅废渣（主要成分是和，还含，等）为原料制备铬酸铅的流程如下： 已知：①不溶于硝酸。 ②常温下，几种难溶电解质的溶度积如下： 电解质 回答下列问题： (1)铅位于周期表第 周期 族，基态铅原子最高能级上电子云轮廓图为 形。 (2)“碱浸”中转化反应的离子方程式为 。 (3)已知：“酸浸”中6.3g作氧化剂时转移0.3电子。气体R在空气中的颜色变化为 。 (4)“酸浸”中铅元素浸出率与温度、硝酸浓度的关系如图所示。“酸浸”最佳条件为 。 (5)常温下，若测得“酸浸”后得到的溶液中，“除铁”中控制范围为 ，，则表明已完全沉淀。 (6)“沉铬”中生成反应的离子方程式为 。 6．（2024·辽宁沈阳一模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含Cr3+、Fe3+、Cu2+)和草酸泥渣(含草酸铅、硫酸铅)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下： 已知： 回答下列问题 (1)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为 。 (2)滤渣的主要成分为 、 。(填化学式) (3)“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为 。(填化学式) (4)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为 。 (5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因： 。 (6)处理含的废水时，Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ)。若投入10molFeSO4，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中Fe为+3价)沉淀，理论上还需要投入Fe2(SO4)3的物质的量为 mol。 7．（2024·黑龙江哈尔滨三模）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，其基态原子的简化电子排布式为 。 (2)滤渣的主要成分有 。 (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 。 8．（2024·黑龙江哈尔滨二模）钽（Ta）和铌（Nb）为高新技术产业的关键元素，其单质的性质相似。一种以花岗伟晶岩型铌钽矿（主要成分为、、和少量的FeO、CaO、MgO等）为原料制取钽和铌的流程如图一： “浸取”后的浸出液中含有、两种二元强酸。 已知：①MIBK为甲基异丁基酮： ②，，。 (1)加快“浸取”速率可采取的措施是 。 (2)“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为 （填化学式），“浸取”时还会产生“废气”，“废气”中除了挥发出的HF还可能有 （填化学式）。与氢氟酸反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定， （填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。 (4)用金属钠还原制取金属铌的化学方程式为 。 (5)钽形成的晶体TaAs在室温下拥有超高的空穴迁移率和较低的电子迁移率。TaAs的晶胞结构如图二所示。诗写出As的配位数： 。晶体的密度为 （列出计算式，阿伏伽德罗常数的值为）。 9．（2024·黑龙江哈尔滨一模）镓是优良的半导体材料。氮化镓是制作发光二极管的新材料，用于雷达、卫星通信设备等。某工厂利用铝土矿（主要成分为、，还有少量等杂质）制备氮化镓流程如下： 已知：①镓性质与铝相似，金属活动性介于锌和铁之间。 ②当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽。 ③金属离子氢氧化物的溶度积（25℃） ④、均为两性，的酸性略强于。 回答下列问题： (1)写出元素镓在周期表中的位置 ，其简化电子排布式为 。 (2)“焙烧”后所得产物主要有 （写化学式）。 (3)“一次酸化”的目的是 。 (4)“二次酸化”中与足量发生反应的离子方程式为 。 (5)“电解”可得金属镓（铝不干扰镓盐的电解），写出阴极电极反应式 。 (6)“合成”得到的三甲基镓与氨反应得到氮化镓，写出此反应的化学方程式 。 (7)25℃时，已知：可溶于氨水中，，反应的平衡常数，计算反应的平衡常数 。 10．（2024·黑龙江齐齐哈尔一模）广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁．以钒矿石为原料制备的工艺流程如下： 已知：i．“焙烧”后，固体中主要含有;“酸浸”后钒以形式存在，“中和、还原”后钒以形式存在． ii．有机溶剂对四价钒具有高选择性，且萃取而不萃取． iii．多钒酸铵微溶于冷水，易溶于热水． iv．该工艺条件下，溶液中金属离子（浓度均为）开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 金属离子 开始沉淀 1.9 7.0 11.9 8.1 完全沉淀 3.2 9.0 13.9 10.1 回答下列问题： (1)“破碎”的目的是 ． (2)“中和、还原”时，参与反应的离子方程式为 ． (3)洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤，目的是 ．的空间结构为 形． (4)“氧化”时，每消耗（本身被还原为）,可得到 ． (5)流程中可循环使用的物质有 ． (6)“萃取”分离后，所得“水相”中含有丰富的金属资源，经三道工序可回收溶液．请根据题给信息，参照上述工艺流程，将下列工艺流程补充完整（可供选用的试剂：溶液、溶液、溶液）． ． 11．（2024·黑龙江大庆实验模拟）湿法炼锌具有能耗低，生成产品纯度高等特点，其主要原料为锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，获得较纯锌锭的工艺流程如图： 已知：焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、Co2O3、CdO (1)铜原子的价层电子排布图为 。 (2)“酸浸”中滤渣主要成分为 。 (3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，然后反应速率显著增大，请解释产生此现象的原因： 。 (4)“β—萘酚净化除钴”先是NaNO2把Co2+氧化成Co3+，并生成NO，Co3+与有机物发生化学反应生成红褐色稳定鳌合物沉淀。写出Co2+被氧化的离子方程式： 。 (5)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)，同时负极材料晶胞的组成变化如图所示。 ①充电过程中ZnS到LixZnyS的电极方程式为 (x和y用具体数字表示)。 ②若Li2S的晶胞参数为ann，则EF间的距离为 nm。 12．（2024·吉林白山二模）钪()及其化合物在电子、超导合金和催化剂等领域有重要应用。一种利用钛白废酸液(含、、的硫酸废液)和赤泥(含有、、、)联合制备的工艺流程如图所示。回答下列问题： 已知：25℃时，。 (1)基态的简化电子排布式为 。 (2)为提高“浸取”速率，可采取的措施有 (写出一条即可)，“浸渣”的主要成分是 (写化学式)；水相中含有的金属离子主要是 (写离子符号)。 (3)“除钛”时，加入的作用是 。 (4)25℃时，若使“反萃取”后水溶液中的沉淀完全(离子浓度)，应控制溶液的不低于 (保留两位有效数字)。 (5)写出草酸钪晶体“灼烧”时发生反应的化学方程式： 。 13．（2024·吉林延边一模）钒()被称为钢铁行业的“维生素”。从某钒矿石焙砂中提取钒的主要流程如下： 已知：i．滤液A中的阳离子主要有、、、等； ii．“萃取”过程可表示为(有机相)(有机相)。 回答下列问题： (1)钒矿石焙砂要进行研磨粉碎，研磨粉碎的目的是 。 (2)“浸钒”过程中，与硫酸反应的化学方程式为 。 (3)用铁粉“还原”过程中，有如下转化：，；写出其转化的离子方程式： 。 (4)“萃取”前，若不用石灰乳先中和，萃取效果不好，原因是 。 (5)滤渣D的主要成分 (写化学式)。 (6)用以下方法测量“浸钒”过程中钒的浸出率。从滤液A中取出，用蒸馏水稀释至，加入适量过硫酸铵，加热，将滤液A中可能存在的氧化为，继续加热煮沸，除去过量的过硫酸铵。冷却后加入3滴指示剂，用的标准溶液将滴定为，共消耗溶液。 已知：a．所取钒矿石焙砂中钒元素的质量为克；所得滤液A的总体积为； b．3滴指示剂消耗溶液。 ①用上述方法测得“浸钒”过程中钒的浸出率为 (用含相应字母的代数式表示)。 ②若不除去过量的过硫酸铵，钒浸出率的测定结果将 (填“偏高”“不变”或“偏低”)。 14．（2024·吉林吉大附中模拟）锌是一种重要的金属，锌及其化合物被广泛应用于汽车、建筑、船舶、电池等行业。现某科研小组以固体废锌催化剂(主要成分是，含少量等杂质)为原料制备锌的工艺流程如图所示： 已知：①“浸取”时，和转化为进入溶液。 ②时， ③深度除杂标准：溶液中。 (1)“滤渣1”的主要成分为、 。 (2)“深度除锰”是将残留的转化为，写出该过程的化学方程式 。该过程中的加入量远大于其理论值，原因为 。 (3)“深度除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果(用反应后溶液中的铜锌比表示)与加入量的关系曲线如图所示。 ①“深度除铜”时加入量最优选择 (填标号)。 A．100%　　　　　B．110%　　　　C．120%　　　　　D．130% ②由图可知，当达到一定量的时候，锌的最终回收率下降的原因是 (用离子方程式解释)。 (4)原子能形成多种配位化合物，一种锌的配合物结构如图： ①锌元素位于周期表中 区。 ②配位键①和②相比，较稳定的是 。 ③键角③ (填“”“”或“)。 15．（2024·东北三省三校四模）一种从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等)中回收有价值金属的工艺流程如图。 已知：①“碱浸”后滤液中主要成分为Na2MoO4。 ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表： 金属离子 Fe3+ Co2+ Ni2+ 开始沉淀时的pH 2.2 6.4 7.2 沉淀完全时(c=1.0×10-5mol•L-1)的pH 3.2 9.0 8.7 ③钼酸铵[(NH4)2MoO4]为白色晶体，具有很高的水溶性，不溶于乙醇。 回答下列问题： (1)催化剂中含多种金属元素，其中铁在元素周期表中的位置：第 周期第 族。基态Co原子的价电子排布式为 。 (2)钼酸铵[(NH4)2MoO4]中Mo元素的化合价为 ；“焙烧”时MoS2转化为MoO3，该反应的化学方程式为 。 (3)“碱浸”时，浸出温度、NaOH加入量/钼理论耗量对钼浸出率的影响如图。 则“碱浸”时适宜的生产工艺条件：浸出温度 、NaOH加入量/钼理论耗量 。 (4)“除铁”时应调节溶液pH的范围为 。 (5)若“沉钴镍”时调节溶液pH=9.5，则此时溶液中p= (pX=-lgX)。 (6)经过降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到(NH4)2MoO4•7H2O晶体，洗涤时所选用的最佳试剂为 。 16．（2024·吉林四模）我国是最早制得和使用金属锌的国家。某湿法炼锌的萃余液中含有H+、Na+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、Co2+、Cd2+、Ni2+、等，逐级回收有价值金属并制取活性氧化锌的工艺流程如图： 已知： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2 Ksp近似值 10-38 10-17 10-17 回答下列问题： (1)按照核外电子排布可把元素周期表分成5个区，Zn元素在 区。 (2)“氧化”时，pH=1，所用氧化剂过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素化合价为 ，Mn2+被氧化为MnO2，Fe2+与Na2S2O8反应的离子方程式是 。 (3)“调pH”时，pH=4，所得滤渣1中除含有MnO2外，还有 。 (4)“除钴镍”时，有机净化剂的基本组分为大分子立体网格结构的聚合物，其净化原理可表示为：，Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能，推测可能的原因为 。 (5)“沉锌” 所得滤液经处理可得Na2SO4溶液，已知Na2SO4的溶解度随温度变化如图所示，由该溶液制备无水Na2SO4的操作为 、洗涤、干燥。 (6)“沉锌”后所得滤液经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，从而实现原料的循环利用，该电解过程中总反应的化学方程式为 。 17．（2024·黑龙江二模）以银精矿(主要成分为Ag2S、FeS2、ZnS)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下： 已知：酸性环境下，有较强的氧化性，被还原为Cl-。 (1)“分离转化”时，为提高的转化率可采取的措施是 ；转化为AgCl和S的化学方程式为 。 (2)已知：，，若不加KClO3，直接加氯化物，依据反应，能否实现此反应较完全转化？并说明理由： 。 (3)滤液1中的金属阳离子有 。在整个工艺中可循环利用的物质是 。 (4)“浸银”时，发生反应的离子方程式为 。 (5)“分离转化”时，除上述方法外也可以使用过量FeCl3、HCl和的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以形式浸出，建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、H⁺的作用 。 (6)还原过程中所用的N2H4，分子可能有两种不同的构象——顺式和反式，沿N—N键轴方向的投影如下图所示，其中(a)为反式，(b)为顺式。测得分子极性很大，说明它具有 构象(填“反式”或“顺式”)。 18．（2024·吉林白山一模）碳酸钴是一种无机化合物，其化学式为CoCO3。它是一种重要的钴盐，常用于电池、催化剂等领域。工业上以钴矿[主要成分是Co2O3]为原料制取碳酸钴的工艺流程如图： 已知：①浸取液中含有等阳离子 ②25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见表： 金属离子 沉淀完全的 8.3 2.8 4.7 9.8 ③的 回答下列问题： (1)Co原子的原子序数为27，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)浸取钴矿石前，需要浆化处理，原因是 。 (3)除杂过程中，若加入过量溶液会产生有毒气体，有人提出用压缩空气代替溶液，则通入压缩空气后发生反应的离子方程式为 ，调节后，若溶液中，此时的范围是 。 (4)萃取剂和能发生反应：。萃取时，适当增大溶液萃取率会增大，其原因是 。 (5)反萃取时需向萃取液中加入 (填写化学式)，该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。 (6)一种含的氧化物晶胞结构如图所示，已知在该氧化物中原子半径为原子半径为，它们在晶体中是紧密接触的。用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式即可)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 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 $$