专题11 工艺流程综合题-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟化学真题分类汇编（湖北专用）

专题11 工艺流程综合题 1．（2024·湖北卷）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态的轨道表示式为 。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是 。 （3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是 。 （4）写出反萃取生成的化学方程式 。“滤液2”可以进入 步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是 。 （6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为 。 2．（2023·湖北卷）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：    回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第 周期，第 族。 （2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因 。 （3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是 。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为 。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。 （5）导致比易水解的因素有 (填标号)。 a．Si-Cl键极性更大        b．Si的原子半径更大 c．Si-Cl键键能更大        d．Si有更多的价层轨道 3．（2022湖北卷）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有和少量)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。 时相关物质的参数如下： 的溶解度： 化合物 回答下列问题： （1）“沉淀1”为 。 （2）向“滤液1”中加入适量固体的目的是 。 （3）为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为 、 、洗涤。 （4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下 (填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为 。 （5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由 。 1．（2024·湖北·三模）从某冶锌工厂的工业废料[除和少量外，还含有铟、铋、锗的氧化物]中回收几种金属的单质或化合物的工业流程如图。 回答下列问题： （1）为了提高“酸浸1”的效率，可采取的措施为 。 （2）“浸液1”中主要含有的金属阳离子有 。 （3）“酸浸2”时铋的氧化物发生反应的离子方程式为 。 （4）“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有 ，分液时“有机相”从分液漏斗的 (填“下口放出”或“上口倒出”)。 （5）“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节为2.5，不能过高或过低，原因为 。 （6）四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为，沸点为，则其晶体类型为 ，中心原子的杂化类型为 ；四氯化锗遇水蒸气会产生一种强酸和一种弱酸，实验室可用足量氢氧化钠溶液吸收四氯化锗气体，写出该反应的化学方程式： 。 2．（2024·湖北·二模）铼(Re)被誉为“金属之王”，用于航空航天发动机制造等领域。以含铼废料(主要含、、CuO等)为原料制备铼的流程如下： 已知：过铼酸铵()是白色片状晶体，微溶于冷水，溶于热水。 回答下列问题： （1）下列状态Zn的最外层电子排布式中，能量最高的是___________(填字母)。 A．B．C．D． （2）根据上述流程图预测：铼在金属活动顺序表中位置在___________(填字母)。 A．Na之前 B．Mg、Al之间 C．Zn、Cu之间 D．Ag之后 （3）是酸性氧化物。“还原”中主要离子方程式为 。“热解”中得到的化学方程式： 。 （4）“沉铼”中，用 (填“热水”或“冰水”)洗涤过铼酸铵，确认洗涤干净的方法是 。 （5）用制备的另一种方案是：第1步，用有机溶剂萃取得到含铼有机相；第2步，用氨水反萃取得到溶液。相对“沉铼”法，该工艺优点是 。 3．（2024·湖北武汉·二模）废电池粉[锂、铁、磷、铜、铝和碳（碳粉）的质量分数分别为和]回收处理的工艺流程如下： （1）在“转化”时加入稀硫酸和过氧化氢，可将磷酸亚铁锂转化为难溶于水和可溶于水硫酸锂，写出该反应的化学方程式： 。哪些途径可以提高转化的效率（写两条）： 。 （2）“净化”步骤可以去除滤液中等元素，沉渣1中含、 。沉渣2的主要成分为 。 （3）“电解”可以将溶液中的转化为，溶液中完全转化为的标志是 。甲醇在阳极发生反应生成甲醛，阳极电极反应方程式为 。在电解完成后向溶液中加入溶液可以将溶液中的沉淀。 （4）称取一定量的二水磷酸铁，用硝酸溶解后再用进行分析，得到部分杂质的质量分数，评价该制备过程 （填“是”或“否”）符合均满足《电池用磷酸铁》的Ⅱ型标准。 （5）衍射实验图谱与标准卡片进行对比分析，可判断样品晶体类型。下图分别为样品、和的标准卡片的衍射实验图谱，结合图像内容判断获的样品 （填“是”或“否”）。 4．（2024·湖北武汉·二模）以水钴矿(，含、MgO、CaO)和辉铜矿(，含、)为原料制取胆矾和单质钴。 已知：①常温下，，，； ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 金属离子 开始沉淀时的pH 2.7 7.5 7.6 4.7 完全沉淀时的pH 3.7 9.0 9.1 6.2 ③萃取的反应原理；； ④Mg、Ca、Fe、Co均能与强酸反应产生。 回答下列问题： （1）基态Co原子的简化电子排布式为 。 （2）“酸浸”过程硫元素价态变为价，写出“酸浸”过程中主要反应的化学方程式： 。 （3）“滤渣1”的主要成分为 。 （4）常温下，若“滤液2”中(忽略溶液中极少量的)，除去2L“滤液2”中的，至少需加入NaF固体的质量为 g(忽略溶液体积的变化)。 （5）“反萃取”步骤中加入的“试剂a”为 。 （6）采用惰性电极电解溶液﹑在无离子交换膜的条件下，不能用溶液代替溶液的理由是 。 (7)将制得的胆矾配成溶液，先加入足量氨水，得到深蓝色溶液，再通入至弱酸性，生成白色沉淀和硫酸铵。经仪器分析：白色沉淀含H、N、O、S、Cu五种元素；所含Cu离子中无单电子；晶体的部分组成微粒的空间构型分别为一种三角锥形和一种正四面体形。则白色沉淀的化学式为 。 5．（2024·湖北·二模）废催化剂(含、、等)的回收对环境保护和资源循环利用意义重大。通过如下工艺流程可以回收其中的钛、钒、钨等。 已知：①、和都能与NaOH溶液反应生成可溶性的、和不溶性的；②易水解；③。 回答下列问题： （1）基态钒原子的价层电子轨道表示式为： 。 （2）碱浸步骤可以提高浸取率的操作有 (列举两项)。 （3）碱浸后可通过减压过滤的方式分离Ti与V、W，减压过滤的优点是 。 （4）酸浸后Ti以形式存在，热水解步骤的离子方程式为 。 （5）“沉钒”中析出时，需要加入过量，其目的是 。 （6）向10mL0.1mol/L的滤液中加入等体积的溶液(忽略混合过程中的体积变化)，欲使浓度小于，则溶液的最小浓度为 mol/L。 (7)铝热法常用于冶炼高熔点金属，写出铝热法冶炼W的化学方程式 。 6．（2024·湖北·模拟预测）金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，广泛应用于电子、航空航天、光学等领域。综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN)，部分工艺流程如图。    已知：①Ga与Al同主族，化学性质相似。 ②MOCVD是一种金属有机物化学气相淀积技术。 ③常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。 金属离子 开始沉淀pH 8.0 1.7 5.5 3.0 沉淀完全pH 9.6 3.2 8.0 4.9 ④金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见下表。 金属离子 萃取率(%) 0 99 0 97～98.5 （1）GaN作为第三代半导体材料，具有耐高温、耐高电压等特性，GaN属于 晶体；GaN晶体的一种立方晶胞如图所示，Ga的配位数为 。 （2）处理浸出液时，将溶液的pH调节至5.4的主要目的是 。 （3）萃取前加入固体X的目的是 。 （4）电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时，以粗镓为阳极，纯镓为阴极，NaOH水溶液为电解质溶液。通电时，粗镓溶解以 (填离子符号)形式进入电解质溶液，并在阴极放电析出高纯镓，则阴极的电极反应方程式为 。精炼时，若外电路通过0.25 mol e-时，阴极得到3.5 g的镓。则该电解装置的电解效率η= (η=生成目标产物转移的电子数/转移的电子总数)。 （5）GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓［Ga(CH3)3]为原料，使其与NH3发生反应得到GaN，该过程的化学方程式为 。 7．（2024·湖北荆州·三模）锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆(主要含，还含有少量Fe、Cr、Hf等元素)为原料生产金属锆的工艺流程如下： 已知： ①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、； ②25℃时，，； 物质 沸点/℃ 331 315 1300 700 1150 回答下列问题： （1）“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式： 。 （2）“沉淀”后，“废液”中，则“废液”中 mol•L-1。 （3）“沸腾氯化”时，转化为，同时生成一种还原性气体，该反应的化学方程式为 。 （4）①“还原”的主要目的是 。 ②FeCl3沸点远低于的可能原因为 。 （5）某种掺杂CaO的晶胞如图所示，Ca位于晶胞的面心。 ①晶体中每个O周围与其最近的O个数为 。 ②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中O与Zr的最小间距为anm，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 (列出计算式)。 8．（2024·湖北武汉·一模）回收废弃锂离子电池中的物质对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池的正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺路线如下： 已知：①； ②的溶液度曲线如图所示。 回答下列问题： （1）基态Co原子的价层电子的轨道表示式为 。 （2）“烧渣”是LiCl、和的混合物，“氯化焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。 （3）常温下，为了使“沉钴”过程中沉淀完全，溶液的pH应该不低于 ［已知lg2≈0.3，c(Co2+)≤1×10-5mol/L时，可认为沉淀完全］。 （4）为提高的析出量和纯度，“沉锂”操作后进行的操作依次为 、 、洗涤、干燥。 （5）该工艺流程中可循环利用的物质为 。 （6）“煅烧”过程中生成的化学方程式为 。 (7)在空气中“焙烧”时固体残留率(固体残留率)随温度的变化如下图所示。为了获得纯净的，则该步骤应该控制的温度为___________。 A．300~400℃ B．500~800℃ C．850~900℃ D．1000℃以上 9．（2024·湖北·模拟预测）从“钛磁铁矿”冶炼金属铁后的“含钛高炉渣”中提取金属钛的工艺流程如下： 已知：①“含钛高炉渣”的组成如下： 组分 其他 质量分数% 34 6~16 17~19 14~16 8.0~9.0 3.0~4.2 0.8 ②“水浸”溶液的。 请回答下列问题： （1）“熔融”时，为了使反应物充分受热融化反应，可以采取的措施有 。 （2）某实验小组模拟“熔融”过程的反应，将固体与按物质的量1：2混合反应生成反应过程的热重曲线如图所示。 ①“熔融”过程生成的方程式为 。 ②“水浸”后滤渣主要有 。 （3）整合剂EDTA(乙二胺四乙酸三钠，)能够与金属阳离子按1：1反应形成非常稳定的整合物()。已知， ①“水解”步骤加入EDTA的目的是 。 ②常温下，某溶液中和Fe3+浓度均为：的溶液中，用氨水调pH至4时溶液中的 。 （4）一种晶体结构如图(黑球表示，白球表示)，其熔点为1850℃。 ①的配位数为 。 ②“电解”时，以覆盖氮化硼的石墨电极为阳极，电解的共熔物得到金属钛，的作用是 。 10．（2024·湖北·一模）某工厂用废旧钴基合金制备（主要成分为，还含有、、、、等），工艺流程如下： 已知：①该工艺条件下，、不能氧化，部分金属氢氧化物沉淀时如下表 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 ②室温下，， 回答下列问题： （1）“碱浸”时反应的离子方程式为 。 （2）“酸浸”所得“浸渣”的成分为 。 （3）“除铁”时需要控制反应温度不能高于的原因是 。 （4）“沉镁”时反应的离子方程式为 。若“沉镁”后的溶液中，则此时溶液的为 。 （5）“氧化”时反应的离子方程式为 。 （6）某钴单质催化剂（）的晶胞如图所示，其中8个原子位于顶点，8个原子位于棱上，4个原子位于晶胞内部，其余位于面上。已知晶胞底边长分别为和，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 。 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11 工艺流程综合题 1．（2024·湖北卷）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态的轨道表示式为 。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是 。 （3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是 。 （4）写出反萃取生成的化学方程式 。“滤液2”可以进入 步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是 。 （6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为 。 【答案】（1） （2）快速冷却 （3）无明显现象 （4） 反萃取 （5）增强熔融氯化铍的导电性 （6）。 【分析】本题是化工流程的综合考察，首先铝硅酸盐先加热熔融，然后快速冷却到其玻璃态，再加入稀硫酸酸浸过滤，滤渣的成分为H2SiO3，“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，水相1中含有Al3+，有机相为，加入过量氢氧化钠反萃取Be2+使其转化为进入水相2中，分离出含NaA的煤油，最后对水相2加热过滤，分离出Be(OH)2，通过系列操作得到金属铍，据此回答。 【解析】（1）基态Be2+的电子排布式为1s2，其轨道表达式为。 （2）熔融态物质冷却凝固时，缓慢冷却会形成晶体，快速冷却会形成非晶态，即玻璃态，所以从“热熔、冷却”中得到玻璃态，其冷却过程的特点为：快速冷却。 （3）“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，则水相1中含有Al3+，则向过量烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，可观察到的现象为：无明显现象。 （4）反萃取生成的化学方程式为，滤液2的主要成分为NaOH，可进入反萃取步骤再利用。 （5）氯化铍的共价性较强，电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用为增强熔融氯化铍的导电性。 （6）由题意可知，该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上，四面体中心只有一个O，Be与Be之间总共有六个CH3COO-，则其化学式为：。 2．（2023·湖北卷）是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：    回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第 周期，第 族。 （2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因 。 （3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是 。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为 。“850℃煅烧”时的化学方程式为 。 （5）导致比易水解的因素有 (填标号)。 a．Si-Cl键极性更大        b．Si的原子半径更大 c．Si-Cl键键能更大        d．Si有更多的价层轨道 【答案】（1）四 Ⅷ （2） （3）焰色反应 （4） （5）abd 【分析】由流程和题中信息可知，粗品与在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、和的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是和；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2（主要成分为）和滤液2（主要溶质为LiCl）；滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3为。 【解析】（1）Co是27号元素，其原子有4个电子层，其价电子排布为，元素周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。 （2）“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅与可水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是：遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学方程式为。 （3）洗净的“滤饼3”的主要成分为，常用焰色反应鉴别和，的焰色反应为紫红色，而的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体常用方法的名称是焰色反应。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中，浓度为。“850℃煅烧”时，与反应生成和，该反应的化学方程式为。 （5）a．Si-Cl键极性更大，则 Si-Cl键更易断裂，因此，比易水解，a有关；b．Si的原子半径更大，因此，中的共用电子对更加偏向于，从而导致Si-Cl键极性更大，且Si原子更易受到水电离的的进攻，因此，比易水解，b有关；c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂，故不能说明比易水解，c无关；d．Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的形成化学键，从而导致比易水解，d有关；综上所述，导致比易水解的因素有abd。 3．（2022湖北卷）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有和少量)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。 时相关物质的参数如下： 的溶解度： 化合物 回答下列问题： （1）“沉淀1”为 。 （2）向“滤液1”中加入适量固体的目的是 。 （3）为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为 、 、洗涤。 （4）有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下 (填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为 。 （5）他们结合（4）的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由 。 【答案】（1）Mg(OH)2 （2）将转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质 （3）蒸发浓缩 趁热过滤 （4）不稳定 Li+ + HCO = LiHCO3↓，2LiHCO3 = Li2CO3+ CO2↑+ H2O （5）能达到相同效果，因为改为通入过量的，则LiOH转化为LiHCO3，结合（4）的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果 【分析】浓缩卤水(含有和少量)中加入石灰乳[Ca(OH)2]后得到含有和的滤液1，沉淀1为Mg(OH)2，向滤液1中加入Li2CO3后，得到滤液2，含有的离子为和OH-，沉淀2为CaCO3，向滤液2中加入Na2CO3，得到Li2CO3沉淀，再通过蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤、干燥后得到产品Li2CO3。 【解析】（1）浓缩卤水中含有，当加入石灰乳后，转化为Mg(OH)2沉淀，所以沉淀1为Mg(OH)2； （2）滤液1中含有和，结合已知条件：LiOH的溶解度和化合物的溶度积常数，可推测，加入Li2CO3的目的是将转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质； （3）由Li2CO3的溶解度曲线可知，温度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在温度高时，溶解度小，有利于析出，所以为提高的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀，即依次蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤。故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤； （4）饱和LiCl和饱和NaHCO3等体积混合后，产生了LiHCO3和NaCl，随后LiHCO3分解产生了CO2和Li2CO3。故答案为：不稳定，Li+ + HCO = LiHCO3↓，2LiHCO3 = Li2CO3+ CO2↑+ H2O； （5）“滤液2”中含有LiOH，加入，目的是将LiOH转化为Li2CO3。若改为通入过量的，则LiOH转化为LiHCO3，结合（4）的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果。故答案为：能达到相同效果，因为改为通入过量的，则LiOH转化为LiHCO3，结合（4）的探究结果，LiHCO3也会很快分解产生Li2CO3，所以这一改动能达到相同的效果。 1．（2024·湖北·三模）从某冶锌工厂的工业废料[除和少量外，还含有铟、铋、锗的氧化物]中回收几种金属的单质或化合物的工业流程如图。 回答下列问题： （1）为了提高“酸浸1”的效率，可采取的措施为 。 （2）“浸液1”中主要含有的金属阳离子有 。 （3）“酸浸2”时铋的氧化物发生反应的离子方程式为 。 （4）“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有 ，分液时“有机相”从分液漏斗的 (填“下口放出”或“上口倒出”)。 （5）“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节为2.5，不能过高或过低，原因为 。 （6）四氯化锗可用作光导纤维掺杂剂，其熔点为，沸点为，则其晶体类型为 ，中心原子的杂化类型为 ；四氯化锗遇水蒸气会产生一种强酸和一种弱酸，实验室可用足量氢氧化钠溶液吸收四氯化锗气体，写出该反应的化学方程式： 。 【答案】（1）适当升高温度、矿石粉碎、搅拌等 （2）Zn2+、Fe3+ （3） （4）分液漏斗、烧杯 上口倒出 （5）pH高于2.5时水解程度增强，pH低于2.5时酸性太强，平衡逆移沉锗率下降 （6）分子晶体 sp3 【分析】工业废料除ZnO和少量外，还含有铟(In)、铋(Bi)、锗(Ge)的氧化物，加入稀硫酸，氧化锌、氧化铁和硫酸反应，过滤后浸液1中含有硫酸锌和硫酸铁，调节pH使铁离子沉淀，溶液浓缩结晶得到硫酸锌的晶体；浸渣加入70%硫酸，得到铋渣和浸液2，浸液2加入P2O4煤油进行萃取，有机相中加入盐酸进行反萃取，得到水相，再经过一系列处理得到海绵铟；萃取后的水相加入单宁酸沉锗，滤渣焙烧、氯化蒸馏得到GeCl4。 【解析】（1）适当升高温度、矿石粉碎、搅拌等都可提高反应速率，提高“酸浸1”浸取率； （2）由分析可知，氧化锌、氧化铁和硫酸反应，过滤后浸液1中含有硫酸锌和硫酸铁，故“酸浸1”中主要含有的金属阳离子有Zn2+、Fe3+； （3）由流程可知，“酸浸2”时铋的氧化物和硫酸反应生成沉淀，发生反应的离子方程式为； （4）“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；水的密度大于煤油，则分液时“有机相”从分液漏斗的上口倒出； （5）“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节pH为2.5，原因为pH高于2.5时水解程度增强，pH低于2.5时酸性太强，平衡逆移沉锗率下降。 （6）四氯化锗其熔点为，沸点为，其熔沸点较低，晶体类型为分子晶体，中心原子形成4个共价键且无孤电子对，杂化类型为sp3；四氯化锗遇水蒸气会产生一种强酸和一种弱酸，根据质量守恒可知，酸为锗酸和盐酸，则足量氢氧化钠溶液吸收四氯化锗气体，反应生成锗酸钠和氯化钠，该反应的化学方程式：。 2．（2024·湖北·二模）铼(Re)被誉为“金属之王”，用于航空航天发动机制造等领域。以含铼废料(主要含、、CuO等)为原料制备铼的流程如下： 已知：过铼酸铵()是白色片状晶体，微溶于冷水，溶于热水。 回答下列问题： （1）下列状态Zn的最外层电子排布式中，能量最高的是___________(填字母)。 A．B．C．D． （2）根据上述流程图预测：铼在金属活动顺序表中位置在___________(填字母)。 A．Na之前 B．Mg、Al之间 C．Zn、Cu之间 D．Ag之后 （3）是酸性氧化物。“还原”中主要离子方程式为 。“热解”中得到的化学方程式： 。 （4）“沉铼”中，用 (填“热水”或“冰水”)洗涤过铼酸铵，确认洗涤干净的方法是 。 （5）用制备的另一种方案是：第1步，用有机溶剂萃取得到含铼有机相；第2步，用氨水反萃取得到溶液。相对“沉铼”法，该工艺优点是 。 【答案】（1）D （2）C （3） （4）冰水 取最后一次洗涤液于试管，滴加硝酸和溶液，若没有产生白色沉淀，则已洗净；否则未洗净 （5）操作简便、损失小、产率高等 【分析】由题给流程可知，钼精矿加NaOH溶液碱浸，、CuO不溶于碱溶液，过滤出来，能和NaOH反应生成，滤液中加锌还原，被还原成难溶的，用氧气氧化得到，加氯化铵溶液沉铼，得到，然后热解得到，最后用氢气还原得到铼粉； 【解析】（1）B、C、D为激发态，D的能量最高。 （2）用热还原法冶炼铼，说明在金属活动顺序表中铼介于锌、铜之间，选C （3）Zn作还原剂化合价由0价→+2价，生成，作氧化剂化合价收+7→+4价，化合价降低，生成，离子方程式为：；过铼酸铵分解生成、和 ，“热解”中得到的化学方程式：； （4）过铼酸铵()是白色片状晶体，微溶于冷水，溶于热水。过铼酸铵在冷水中溶解度小，用冰水洗涤沉淀；沉淀表面有氯离子、铵根离子，检验氯离子更灵敏，取最后一次洗涤液于试管，滴加硝酸和溶液，若没有产生白色沉淀，则已洗净；否则未洗净； （5）萃取、反萃取操作较沉淀、过滤简便，产品纯度高、损失低、产率高等。 3．（2024·湖北武汉·二模）废电池粉[锂、铁、磷、铜、铝和碳（碳粉）的质量分数分别为和]回收处理的工艺流程如下： （1）在“转化”时加入稀硫酸和过氧化氢，可将磷酸亚铁锂转化为难溶于水和可溶于水硫酸锂，写出该反应的化学方程式： 。哪些途径可以提高转化的效率（写两条）： 。 （2）“净化”步骤可以去除滤液中等元素，沉渣1中含、 。沉渣2的主要成分为 。 （3）“电解”可以将溶液中的转化为，溶液中完全转化为的标志是 。甲醇在阳极发生反应生成甲醛，阳极电极反应方程式为 。在电解完成后向溶液中加入溶液可以将溶液中的沉淀。 （4）称取一定量的二水磷酸铁，用硝酸溶解后再用进行分析，得到部分杂质的质量分数，评价该制备过程 （填“是”或“否”）符合均满足《电池用磷酸铁》的Ⅱ型标准。 （5）衍射实验图谱与标准卡片进行对比分析，可判断样品晶体类型。下图分别为样品、和的标准卡片的衍射实验图谱，结合图像内容判断获的样品 （填“是”或“否”）。 【答案】（1） 适当升高温度、适当增大反应浓度、搅拌（或其他合理答案） （2）碳粉（碳单质） （3）阴极电极表面有大量气泡产生 （4）是 （5）是 【分析】废电池粉含锂、铁、磷、铜、铝和碳（碳粉），加入稀硫酸和过氧化氢“转化”， 磷酸铁锂转化为难溶于水和可溶于水硫酸锂，“净化”步骤可以去除滤液中、C、Cu等元素，沉渣1中含有、碳粉，加硝酸溶解，得到含有的溶液，电解使完全转化为，在电解完成后向溶液中加入溶液可以将溶液中的沉淀，然后把氧化为，加热反应得到。 【解析】（1）在“转化”时加入稀硫酸和过氧化氢，可将磷酸亚铁锂转化为难溶于水和可溶于水硫酸锂，双氧水被还原为水，铁元素化合价由+2升高为+3、双氧水中O元素化合价由-1降低为-2，该反应的化学方程式为。根据影响反应速率的因素，适当升高温度、适当增大反应浓度、搅拌可以加快反应速率，提高转化的效率。 （2）碳单质难溶于水，“净化”步骤可以去除滤液中等元素，沉渣1中含、碳粉。根据流程图，调节溶液pH=10~12除铜，则沉渣2的主要成分为。 （3）“电解”可以将溶液中的转化为，溶液中完全转化为后，氢离子在阴极得电子生成氢气，完全转化为的标志是阴极电极表面有大量气泡产生。甲醇在阳极失电子发生氧化反应生成甲醛，阳极电极反应方程式为。 （4）称取一定量的二水磷酸铁，用硝酸溶解后再用进行分析，得到部分杂质的质量分数，Ca%=0.0022、Zn%=0.0018，评价该制备过程是符合均满足《电池用磷酸铁》的Ⅱ型标准。 （5）衍射实验图谱与和标准卡片的衍射实验图谱一致，可判断获的样品是。 4．（2024·湖北武汉·二模）以水钴矿(，含、MgO、CaO)和辉铜矿(，含、)为原料制取胆矾和单质钴。 已知：①常温下，，，； ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 金属离子 开始沉淀时的pH 2.7 7.5 7.6 4.7 完全沉淀时的pH 3.7 9.0 9.1 6.2 ③萃取的反应原理；； ④Mg、Ca、Fe、Co均能与强酸反应产生。 回答下列问题： （1）基态Co原子的简化电子排布式为 。 （2）“酸浸”过程硫元素价态变为价，写出“酸浸”过程中主要反应的化学方程式： 。 （3）“滤渣1”的主要成分为 。 （4）常温下，若“滤液2”中(忽略溶液中极少量的)，除去2L“滤液2”中的，至少需加入NaF固体的质量为 g(忽略溶液体积的变化)。 （5）“反萃取”步骤中加入的“试剂a”为 。 （6）采用惰性电极电解溶液﹑在无离子交换膜的条件下，不能用溶液代替溶液的理由是 。 (7)将制得的胆矾配成溶液，先加入足量氨水，得到深蓝色溶液，再通入至弱酸性，生成白色沉淀和硫酸铵。经仪器分析：白色沉淀含H、N、O、S、Cu五种元素；所含Cu离子中无单电子；晶体的部分组成微粒的空间构型分别为一种三角锥形和一种正四面体形。则白色沉淀的化学式为 。 【答案】（1） （2）(或) （3）、 （4）4.62 （5） （6）若用溶液代替溶液，阳极放电，溶液酸性增强，与Co反应，导致Co产率降低 (7) 【分析】水钴矿(Co2O3⋅H2O，含Fe2O3、MgO、CaO)和辉铜矿(Cu2S，含SiO2、Fe2O3)加稀硫酸“酸浸”，Co3+氧化Cu2S生成硫酸根和Cu2+、Co2+，得含有Co2+、Fe3+、Cu2+、Mg2+、Ca2+的浸出液，SiO2不溶于酸、CaSO4微溶过滤得滤渣1，浸出液加氧化铜调节pH生成Fe(OH)3除铁，过滤，滤液1中加NaF生成MgF2、CaF2沉淀除Mg2+、Ca2+，过滤，则滤液2中含Cu2+、Co2+，加入萃取剂分液，Cu2+进入有机层，Co2+存在萃取余液中，萃取余液加碳酸钠生成碳酸钴晶体沉淀，过滤，碳酸钴晶体中加盐酸溶解得CoCl2溶液，电解CoCl2溶液得金属Co，有机层加试剂a反萃取，Cu2+重新进入水相，进一步得胆矾。 【解析】（1）Co元素原子序数为27，简化电子排布式为[Ar]3d74s2； （2）“酸浸”过程中Co2O3溶于酸得到Co3+，Co3+氧化Cu2S生成硫酸根和Cu2+、Co2+，根据氧化还原反应得失电子守恒配平化学方程式为5[Co2O3⋅H2O]+Cu2S+11H2SO4=10CoSO4+2CuSO4+16H2O(或5Co2O3+Cu2S+11H2SO4=10CoSO4+2CuSO4+11H2O) （3）由分析，“滤渣1”的主要成分为SiO2、CaSO4； （4）常温下，若“滤液2”中c(Mg2+)=0.015mol/L，由Ksp(MgF2)=6.25×10−9，Mg2+刚好除尽时溶液中c(F-)==2.5×10−2mol/L，则溶液中剩余F-物质的量为2.5×10−2mol/L×2L=0.05mol，与Mg2+沉淀的F-的物质的量为0.015mol/L×2L×2=0.06mol，至少需加入NaF固体的质量为(0.05+0.06)mol×(23+19)g/mol=4.62g； （5）反萃取是将有机层中的Cu2+转化到水溶液中，根据反应Cu2++2HR⇌CuR2+2H+，加酸能增大氢离子浓度有利于平衡逆向移动，可以将有机层中的Cu2+转化到水溶液中，考虑到不引入新杂质，试剂a为H2SO4； （6）由已知④Co能与强酸反应产生H2，若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液，H2O(OH−)阳极放电，溶液酸性增强，H+与Co反应，导致Co产率降低； （7）所含Cu离子中无单电子，说明为+1价亚铜离子，晶体的部分组成微粒的空间构型分别为一种三角锥形和一种正四面体形，考虑到通入SO2且加入了足量氨水，则三角锥形和正四面体形粒子分别为亚硫酸根和铵根，根据化合价代数和为0，白色沉淀化学式为CuNH4SO3。 5．（2024·湖北·二模）废催化剂(含、、等)的回收对环境保护和资源循环利用意义重大。通过如下工艺流程可以回收其中的钛、钒、钨等。 已知：①、和都能与NaOH溶液反应生成可溶性的、和不溶性的；②易水解；③。 回答下列问题： （1）基态钒原子的价层电子轨道表示式为： 。 （2）碱浸步骤可以提高浸取率的操作有 (列举两项)。 （3）碱浸后可通过减压过滤的方式分离Ti与V、W，减压过滤的优点是 。 （4）酸浸后Ti以形式存在，热水解步骤的离子方程式为 。 （5）“沉钒”中析出时，需要加入过量，其目的是 。 （6）向10mL0.1mol/L的滤液中加入等体积的溶液(忽略混合过程中的体积变化)，欲使浓度小于，则溶液的最小浓度为 mol/L。 (7)铝热法常用于冶炼高熔点金属，写出铝热法冶炼W的化学方程式 。 【答案】（1） （2）增大NaOH的浓度、升高温度或搅拌 （3）过滤速率快，能得到较干燥的沉淀 （4）TiO+(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+ （5）使溶液中VO尽可能转化为NH4VO3沉淀 （6）0.5 (7)WO3+2AlW+Al2O3 【分析】由题给流程可知，废SCR催化剂经过球磨预处理后，加入氢氧化钠溶液碱浸，将二氧化钛、五氧化二钒、三氧化钨转化为难溶的钛酸钠和可溶的钒酸钠、钨酸钠，过滤得到钛酸钠和滤液；向滤液中加入氯化铵溶液，将溶液中的钒酸根离子转化为钒酸铵沉淀，过滤得到钒酸铵和滤液；钒酸铵煅烧分解生成五氧化二钒；向滤液中加入盐酸和氯化钙的混合溶液，将溶液中的钨酸根离子转化为钨酸钙沉淀，过滤得到钨酸钙；钨酸钙经一系列操作制得三氧化钨；向钛酸钠中加入稀硫酸溶浸，将钛酸根离子转化为TiO离子，TiO离子经热水解、过滤得到TiO2·xH2O。 【解析】（1）钒元素的原子序数为23，基态原子的价层电子排布式为3d34s2，轨道表示式为，故答案为：； （2）增大氢氧化钠的浓度、升高温度、搅拌等措施可以提高碱浸的浸取率，故答案为：增大NaOH的浓度、升高温度或搅拌； （3）与普通过滤相比，减压过滤的优点是过滤速率快，能得到较干燥的沉淀，故答案为：过滤速率快，能得到较干燥的沉淀； （4）由分析可知，热水解步骤发生的反应是TiO离子在加热条件下发生水解反应生成TiO2·xH2O沉淀和氢离子，反应的离子方程式为TiO+(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+，故答案为：TiO+(x+1)H2OTiO2·xH2O↓+2H+； （5）“沉钒”中加入氯化铵溶液的目的是将溶液中的钒酸根离子转化为钒酸铵沉淀，反应的离子方程式为NH+VO=NH4VO3↓，则加入过量氯化铵溶液的目的是利用同离子效应，使溶液中钒酸根离子尽可能转化为钒酸铵沉淀，故答案为：使溶液中VO尽可能转化为NH4VO3沉淀； （6）10mL0.1mol/L钨酸钠溶液与等体积的氯化钙溶液反应消耗钙离子浓度为0.1mol/L×0.01L=0.001mol，由溶度积可知，钨酸根离子完全沉淀时，溶液中钙离子浓度为=0.009mol，则氯化钙溶液的最小浓度为=0.5mol/L，故答案为：0.5； （7）铝热法冶炼钨的反应为氧化钨与铝在高温条件下反应生成钨和氧化铝，反应的化学方程式为WO3+2AlW+Al2O3，故答案为：WO3+2AlW+Al2O3。 6．（2024·湖北·模拟预测）金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，广泛应用于电子、航空航天、光学等领域。综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN)，部分工艺流程如图。    已知：①Ga与Al同主族，化学性质相似。 ②MOCVD是一种金属有机物化学气相淀积技术。 ③常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。 金属离子 开始沉淀pH 8.0 1.7 5.5 3.0 沉淀完全pH 9.6 3.2 8.0 4.9 ④金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见下表。 金属离子 萃取率(%) 0 99 0 97～98.5 （1）GaN作为第三代半导体材料，具有耐高温、耐高电压等特性，GaN属于 晶体；GaN晶体的一种立方晶胞如图所示，Ga的配位数为 。 （2）处理浸出液时，将溶液的pH调节至5.4的主要目的是 。 （3）萃取前加入固体X的目的是 。 （4）电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时，以粗镓为阳极，纯镓为阴极，NaOH水溶液为电解质溶液。通电时，粗镓溶解以 (填离子符号)形式进入电解质溶液，并在阴极放电析出高纯镓，则阴极的电极反应方程式为 。精炼时，若外电路通过0.25 mol e-时，阴极得到3.5 g的镓。则该电解装置的电解效率η= (η=生成目标产物转移的电子数/转移的电子总数)。 （5）GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓［Ga(CH3)3]为原料，使其与NH3发生反应得到GaN，该过程的化学方程式为 。 【答案】（1）共价 4 （2）使、完全转化为沉淀，不沉淀 （3）将铁离子转化为亚铁离子，避免铁离子被萃取 （4）[Ga(OH)4]- [Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH- 60% （5） 【分析】锌矿渣先加入稀硫酸酸浸，使铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4转化为Ga3+、Zn2+和Fe3+盐溶液，过滤后，滤液加入过氧化氢使Fe2+转化为Fe3+，并调节pH使Ga3+和Fe3+转化为强氧化物沉淀，过滤后，滤饼为Ga(OH)3和Fe(OH)3，加入盐酸溶解，并加入Fe单质使Fe3+还原为Fe2+，加入萃取剂，由萃取率表，Ga3+进入有机层，Fe2+留在水层，分液后用氢氧化钠溶液进行反萃取，由于Ga与Al同主族，化学性质相似Ga3+转化为进入水层，通过电解，得到单质Ga，通过与CH3Br反应生成三甲基嫁，最后通过MOCVD技术制得GaN。 【解析】（1）由GaN具有耐高温的特性可知GaN属于共价晶体；由图可知，氮位于镓形成的四面体中，结合化学式可知，镓位于氮形成的四面体中，故Ga的配位数为4。 （2）结合表格中的数据可知，将溶液的pH调节至5.4的主要目的是使、完全转化为沉淀，不沉淀，从而分离出Ga元素； （3）由萃取率表，Fe3+的萃取率为99%，Fe2+为0%，故为了使铁元素不进入有几层已达到萃取的目的，需要将Fe3+还原为Fe2+，则加入的固体X为还原剂，不引入新杂质，故X为Fe，目的为使Fe3+还原为Fe2+，通过萃取分液除去铁元素。 （4）Ga与Al同主族，化学性质相似，电解质溶液时NaOH，故阳极的粗镓溶于NaOH，生成，阴极得到电子被还原为Ga，故电极反应方程式为：[Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH-；精炼时，阴极得到3.5g的镓，此时，所以此时转移电子数为0.15mol，该电解装置的电解效率。 （5）Ga(CH3)3与NH3反应生成GaN，结合质量守恒可知，反应还生成甲烷，化学方程式为：。 7．（2024·湖北荆州·三模）锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆(主要含，还含有少量Fe、Cr、Hf等元素)为原料生产金属锆的工艺流程如下： 已知： ①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、； ②25℃时，，； 物质 沸点/℃ 331 315 1300 700 1150 回答下列问题： （1）“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式： 。 （2）“沉淀”后，“废液”中，则“废液”中 mol•L-1。 （3）“沸腾氯化”时，转化为，同时生成一种还原性气体，该反应的化学方程式为 。 （4）①“还原”的主要目的是 。 ②FeCl3沸点远低于的可能原因为 。 （5）某种掺杂CaO的晶胞如图所示，Ca位于晶胞的面心。 ①晶体中每个O周围与其最近的O个数为 。 ②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中O与Zr的最小间距为anm，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 (列出计算式)。 【答案】（1） （2） （3） （4）把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质 FeCl3是分子晶体， CrCl3是离子晶体 （5）6 【分析】氧氯化锆（主要含，还含有少量Fe、Cr、Hf等元素）为原料生产金属锆，加入HCl、酸溶后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、，加入萃取剂TBP萃取分液得到含Hf的溶液，通过反萃取得到TBP和水溶液，水溶液中加入氨水沉淀Zr离子、铁离子、铬离子，煅烧得到、、，加入C、 “沸腾氯化”时，、转化为：、、、，转化为同时生成一种还原性气体为CO，再加入氢气还原，把还原为，避免升华时含有杂质，升华后加入Mg发生镁热反应，生成金属Zr，据此分析回答问题。 【解析】（1）生成的离子方程式为； （2）沉淀”后，“废液”中，，，，则“废液”中； （3）“沸腾氯化”时，加入C、通入氯气，转化同时生成一种还原性气体为CO，该反应的化学方程式为：； （4）①“还原”的主要目的是：把还原为，避免升华时含有杂质； ②FeCl3沸点远低于的可能原因为：FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体，离子键的强度高于范德华力； （5）①晶胞结构分析可知，一个晶胞中，每个氧原子最近的氧原子两个，整个晶体中相邻三个晶胞中的氧原子与之最近，每个O周围与其最近的O个数为：6； ②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中含钙离子1个，锆离子3个，氧离子8个，晶胞中O与Zr的最小间距为anm，晶胞边长的一半设为x，得到，计算得到，则晶胞边长，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度。 8．（2024·湖北武汉·一模）回收废弃锂离子电池中的物质对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池的正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺路线如下： 已知：①； ②的溶液度曲线如图所示。 回答下列问题： （1）基态Co原子的价层电子的轨道表示式为 。 （2）“烧渣”是LiCl、和的混合物，“氯化焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。 （3）常温下，为了使“沉钴”过程中沉淀完全，溶液的pH应该不低于 ［已知lg2≈0.3，c(Co2+)≤1×10-5mol/L时，可认为沉淀完全］。 （4）为提高的析出量和纯度，“沉锂”操作后进行的操作依次为 、 、洗涤、干燥。 （5）该工艺流程中可循环利用的物质为 。 （6）“煅烧”过程中生成的化学方程式为 。 (7)在空气中“焙烧”时固体残留率(固体残留率)随温度的变化如下图所示。为了获得纯净的，则该步骤应该控制的温度为___________。 A．300~400℃ B．500~800℃ C．850~900℃ D．1000℃以上 【答案】（1） （2） （3）9.4 （4）蒸发结晶 趁热过滤 （5） （6） (7)B 【分析】粗品中加入四氯化硅氯化焙烧，发生反应，得到的“烧渣”是LiCl、和的混合物，将烧渣进行水浸，SiO2难溶于水，过滤得到的滤渣1为二氧化硅，滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉钴，得到Co(OH)2，过滤后将滤渣通入空气焙烧得到Co3O4，Co3O4中加入Li2CO3并通入空气煅烧得到；滤液中加入碳酸钠溶液沉锂得到碳酸锂。 【解析】（1）Co的原子序数为27，基态Co原子的价层电子排布式为，其价层电子的轨道表示式为； （2）由题图可知，“氯化焙烧”的反应物为、，生成物为LiCl、、和，则发生反应的化学方程式为； （3）恰好沉淀完全时，，，，则，pOH=5.5-3lg2≈4.6，pH≈14-4.6=9.4，即要使沉淀完全，溶液的pH应不低于9.4； （4）由碳酸锂的溶解度曲线可知，温度越高，碳酸锂的溶解度越小，越有利于析出，为提高碳酸锂的析出量和纯度，“沉锂”操作后应进行的操作为蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥； （5）由题图可知，“氯化焙烧”时生成： ，而煅烧时需要氧气，所以可循环利用的物质为； （6）由题意可知，“煅烧”过程中反应物有、，产物有，其中Co元素化合价升高、被氧化，由氧化还原原理及元素守恒可知，反应物中还有空气中的，生成物还有，反应的化学方程式为：； （7）假设所取的质量为100g，，，当剩余固体为时，其质量为，此时固体残留率为86.38%，由题图可知，该步骤应该控制的温度为500～800℃，故答案为：B。 9．（2024·湖北·模拟预测）从“钛磁铁矿”冶炼金属铁后的“含钛高炉渣”中提取金属钛的工艺流程如下： 已知：①“含钛高炉渣”的组成如下： 组分 其他 质量分数% 34 6~16 17~19 14~16 8.0~9.0 3.0~4.2 0.8 ②“水浸”溶液的。 请回答下列问题： （1）“熔融”时，为了使反应物充分受热融化反应，可以采取的措施有 。 （2）某实验小组模拟“熔融”过程的反应，将固体与按物质的量1：2混合反应生成反应过程的热重曲线如图所示。 ①“熔融”过程生成的方程式为 。 ②“水浸”后滤渣主要有 。 （3）整合剂EDTA(乙二胺四乙酸三钠，)能够与金属阳离子按1：1反应形成非常稳定的整合物()。已知， ①“水解”步骤加入EDTA的目的是 。 ②常温下，某溶液中和Fe3+浓度均为：的溶液中，用氨水调pH至4时溶液中的 。 （4）一种晶体结构如图(黑球表示，白球表示)，其熔点为1850℃。 ①的配位数为 。 ②“电解”时，以覆盖氮化硼的石墨电极为阳极，电解的共熔物得到金属钛，的作用是 。 【答案】（1）将含钛高炉渣粉碎 （2） SiO2、CaSO4 （3）防止加氨水时金属离子形成氢氧化物沉淀混在中，提高了纯度 1:10 （4）3 助熔剂 【分析】含钛高炉渣，主要成分有、SiO2、Al2O3、CaO 、MgO以及少量的Fe2O3，加入(NH4)2SO4焙烧， SiO2几乎不发生反应，转化为，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，尾气为NH3； “水浸” 时溶液的，则滤渣中含有SiO2和微溶物CaSO4，滤液中含有、Al2(SO4)3、MgSO4、Fe2(SO4)3，滤液中加入EDTA，把金属阳离子按1：1反应形成非常稳定的整合物后，加入氨水得到沉淀，过滤后得到分解为TiO2，通过电解TiO2得到金属钛。 【解析】（1）“熔融”时，增大接触面积，可使反应物充分受热加快反应速率，则融化反应时可以采取的措施有：将含钛高炉渣粉碎。 （2）①某实验小组模拟“熔融”过程的反应，将固体与按物质的量1：2混合反应，设与的物质的量依次为1mol、2 mol，则固体混合物为400g，结合分析与元素质量守恒，得到CaSO4、的物质的量依次为1mol、1 mol，它们的质量共296g，，根据反应过程的热重曲线可知，此时逸出的气体为氨气和水蒸气。则 “熔融”过程生成的方程式为。 ②据分析，“水浸”后滤渣主要有SiO2、CaSO4。 （3）①“水解”步骤加入EDTA的目的是:加入EDTA，把金属阳离子按1：1反应形成非常稳定的整合物，可防止加氨水时金属离子形成氢氧化物沉淀混在中，提高了纯度。 ②常温下， 溶液中，调pH至4时，，有产生；常温下， Fe3+溶液中，调pH至4时，，有沉淀产生，则常温下，某溶液中和Fe3+浓度均为：的溶液中，用氨水调pH至4时溶液中的。 （4）①由图知，的配位数为3。 ②电解熔融的时，阳极氧离子失去电子得到氧气，阴极发生还原反应得到金属钛，由于晶体的熔点为1850℃，“电解”熔融的 会消耗大量的能量，则以覆盖氮化硼的石墨电极为阳极电解的共熔物得到金属钛时，的作用是助熔剂，使在较低的温度下熔化，跟电解熔融氧化铝时冰晶石的作用相同。 10．（2024·湖北·一模）某工厂用废旧钴基合金制备（主要成分为，还含有、、、、等），工艺流程如下： 已知：①该工艺条件下，、不能氧化，部分金属氢氧化物沉淀时如下表 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 ②室温下，， 回答下列问题： （1）“碱浸”时反应的离子方程式为 。 （2）“酸浸”所得“浸渣”的成分为 。 （3）“除铁”时需要控制反应温度不能高于的原因是 。 （4）“沉镁”时反应的离子方程式为 。若“沉镁”后的溶液中，则此时溶液的为 。 （5）“氧化”时反应的离子方程式为 。 （6）某钴单质催化剂（）的晶胞如图所示，其中8个原子位于顶点，8个原子位于棱上，4个原子位于晶胞内部，其余位于面上。已知晶胞底边长分别为和，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 。 【答案】（1）或 （2）、 （3）防止双氧水分解，及浓氨水的挥发与分解 （4） 6 （5） （6） 【分析】废旧钴基合金主要成分为，还含有、、、、等。用氢氧化钠“碱浸”生成四羟基合铝酸钠除氧化铝，滤渣“酸浸”生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀除PbO，滤液中含有硫酸钴、硫酸铁、硫酸亚铁、少量硫酸钙、硫酸镁，滤液中加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加氨水生成氢氧化铁沉淀除铁，滤液中加HF生成MgF2、CaF2沉淀除钙、除镁，滤液中加高锰酸钾、硫酸Co2+被氧化生成沉淀。 【解析】（1）“碱浸”时氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为； （2）“酸浸”时、和硫酸反应生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀，所得“浸渣”的成分为、； （3）“除铁”时双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，双氧水易分解，浓氨水易挥发，为防止双氧水分解，及浓氨水的挥发与分解，需要控制反应温度不能高于； （4）“沉镁”时硫酸镁和HF反应生成沉淀MgF2，反应的离子方程式为。若“沉镁”后的溶液中，， 则 ，,则此时溶液的为6。 （5）“氧化”时加高锰酸钾把Co2+被氧化成，反应的离子方程式为； （6）根据均摊原则，晶胞中Co原子数为，晶胞体积为，则该晶体密度为。 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 $$