2025届高三化学专题复习--工业流程题

2025届高三化学专题复习--工业流程题 1．（2024·上海闵行·二模）实验室模拟工业法用软锰矿(主要成分为MnO2，杂质不参与反应)制KMnO4，主要流程如下： 已知：K2MnO4溶液在pH=11~12之间歧化完全。 (1)补全“焙烧”时发生的化学反应方程式，并用单线桥标出电子转移方向和数目 。 MnO2+KClO3+KOHK2MnO4+KCl+ (2)操作Ⅰ中，边通CO2需边控制pH。pH控制在 (填写范围)之间，理由是 。 (3)有同学建议操作Ⅰ中用盐酸代替通CO2，分析是否合理 (选填“合理”或“不合理”)，并说出理由 。 (4)操作Ⅱ包括蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥，为进一步提纯KMnO4晶体，应采用的实验方法是 。 (5)为提高原料利用率，能循环利用的物质是 。 A．KClO3    B．KOH    C． K2MnO4    D．MnO2 (6)假设软锰矿中MnO2质量分数为52.2%，不考虑物质循环与制备过程中的损失，1t软锰矿理论上可制得KMnO4固体 kg。 2．（2024·贵州贵阳·一模）铌的原子序数为41，其单质具有良好的超导性，可应用于原子能领域。烧绿石精矿可用于冶炼金属铌，某烧绿石精矿的成分为，其他不反应的杂质。从烧绿石中提取的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)在元素周期表中的位置是 。 (2)上述烧绿石中铌元素的含量为 。 (3)“酸浸”时，转化为的化学方程式为 。 (4)“沉淀”时，与氨水反应生成、 、。 (5)“还原”时，发生反应的化学方程式为 。 (6)“萃取”“反萃取”后都需要进行的分离操作是 。 (7)废液中的，在一定条件可转化为可溶于酸的难溶性盐。某温度下，用调节浊液的，测得体系中或与的关系如图所示。则该温度下难溶盐的溶度积常数为 。 3．（2024·湖南益阳·三模）重铬酸钾是一种用途广泛的化合物。工业上以铬铁矿[主要成分为，还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾的一种工艺流程如图。回答下列问题： 已知：氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和。 (1)焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是 ，滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料，则焙烧时发生反应的化学方程式为 。 (2)滤渣Ⅱ的主要成分是 。 (3)“除杂”时需加热，其目的是 。 (4)“电解”是利用膜电解技术(装置如图所示)，将转化为。阳极池发生反应的总的离子方程式为 。 (5)加入饱和溶液后蒸发结晶，能得到的原因是 。 (6)该流程中，能循环利用的物质有 (填化学式) 。 (7)以铬铁矿为原料，按照此流程最终得到，若原料利用率为，则该铬铁矿中铬的百分含量[以计]为 (保留三位有效数字)。 4．（2024·广西南宁·一模）四氧化三锰（）广泛应用于软磁材料、电池材料等制备领域。一种以低品位锰矿（含、、MnOOH及少量、、）为原料生产的工艺流程如下： 已知： ① ②已知：25℃时相关物质的见表 ③当时，开始溶解 物质 回答下列问题： (1)Mn元素在周期表中的 区，从核外电子排布的角度，稳定性Mn（Ⅱ） Mn（Ⅲ）（填“＞”或“＜”）。 (2)“溶浸”过程中，可用 （填标号）代替，理由是 。 A．盐酸    B．硫酸    C．硝酸 (3)加入调节时，杂质离子是否能完全沉淀 （填“是”或“否”），此时“滤渣2”的主要成分是 。（溶液中离子浓度视为完全沉淀） (4)“沉锰”步骤中，杂质含量直接影响的品位，实验测得温度对中硫酸根含量的影响如图所示，实际生产中综合考虑选择50℃为宜，不选择更高温度的原因是 。“母液”中，能转换成可循环利用的物质是 。 (5)科学研究中发现是制备电池正极材料的优质原料，该电极在电池放电过程中转化为，写出正极放电时的电极反应式 。 5．（2024·河南濮阳·二模）钯（Pd）是航天、航空等高科技领域不可缺少的关键材料。一种从铂钯精矿[含有Pt、Pd、Au、Cu、Bi]中分离提取钯的工艺流程如图所示： (1)“滤液1”中含有和，中Cu的化合价为 ；Bi与As在周期表中位于同一主族，基态As原子的简化电子排布式为 。 (2)“氯化溶解”时氯气的作用是 。 (3)“分金”时，的氧化性 （填“大于”或“小于”），理由是 。 (4)“沉铂”时发生反应的化学方程式为 。 (5)“沉钯”时反应的化学方程式为 。“滤液3”可以进入到 中循环利用。 (6)（水合肼）将还原为金属钯时，还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。 6．（2024·全国·二模）二苯酮()是一种重要的有机合成原料，可用作香料定香剂、紫外线吸收剂。实验室制各过程和有关数据如下所示： 已知：苯的密度为0.879，四氯化碳的密度为1.594。 回答下列问题： (1)制各二苯酮粗产品的装置如图所示(控温装置和夹持装置已略去)。 ①仪器X的名称为 ，进水口为 (填“a”或“b”)。 ②写出本制备装置的缺陷并说明原因： 。 (2)从节约实验试剂的原则考虑，“操作2”的萃取剂宜采用 。 (3)“操作4”中加入无水的主要目的是 。 (4)水解制二苯酮的化学方程式为 。 7．（2024·四川成都·二模）以废钒催化剂(及有机物)为原料制取的工艺流程如下，回答下列问题： 已知：；。 (1)低温焙烧的目的是 。 (2)为提高高温氧化的速率，可采取的一种措施是 ，写出被氧化为和的化学方程式 。 (3)写出浸取时产生的滤渣I的一种用途 。 (4)沉铝时发生反应的离子方程式为 。 (5)沉钒时控制溶液，钒以的形式沉淀，沉钒过程中沉钒率随温度升高先增大，80℃时沉钒率达最大值，继续升高温度，沉钒率下降。继续升高温度，沉钒率下降的原因是 。室温下，若的溶度积常数为，当刚好沉淀完全时，溶液中，则的电离常数= [刚好沉淀完全时]。 (6)称取产品，加入适量稀硫酸溶解(假设杂质不与硫酸反应)，得到溶液，再向溶液中加入亚硫酸钠溶液，充分反应后得到溶液，最后用的高锰酸钾溶液滴定剩余亚硫酸钠，达到滴定终点时消耗高锰酸钾溶液，则产品的纯度为 。 8．（2024·河南信阳·二模）钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其中钒是钒铬还原渣中最有价值的元素，其主要成分为、及少量的。一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得的工艺流程如下图。 已知：①“酸浸”后转化为； ②常温下，的近似为； ③有关物质的溶解度()如下表所示。 温度/℃ 20 40 60 80 100 183.6 215.1 269.2 376.4 415.0 19.5 48.8 45.3 43.7 42.5 回答下列问题： (1)写出“滤渣”的一种用途 ，“氧化”生成，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (2)常温下，若“含净化液”中，则“水解沉钒”调pH的范围是2.5～ 。 (3)“溶液1”中含，加入后发生的化学反应方程式为 。 (4)“溶液2调pH”所发生反应的离子方程式 。 (5)“多步操作”包括蒸发浓缩、 、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。 (6)研究温度对与的氧化-水解沉钒率的影响，得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在90℃左右，降低温度能耗增加。由图可知，分别采用、进行“氧化”时，应选择的适宜温度是 、 ，在“氧化”工序中不采用氧化的原因是 (写出一点即可)。 9．（2023·全国·一模）是常用的媒染剂，可用作玻璃工业添加剂。以玻璃废粉(含有及铁、钡、硅的氧化物)为原料制备硫酸铁铵晶体及的流程如图所示。 回答下列问题： (1)“酸溶”中，若使用的硫酸溶液，反应速率反而较慢，原因是 。 (2)该生产使用的流程中，控制温度在左右的原因是 。 (3)滤渣A转化为滤液B的离子方程式为 。 (4)某同学检验滤液C中是否含有，采用如下操作：取适量滤液，滴加酸性高锰酸钾溶液，红色褪去，该同学得出滤液C中含有。该同学的结论 (填“正确”或“错误”)，用离子方程式说明： 。 (5)碳酸钡是制造光学玻璃、陶瓷的重要原料，滤渣B中硫酸钡可通过沉淀转化法使之转化为碳酸钡。若滤渣B中含有，每次用的溶液处理，则完全转化为，需要反复清洗至少 次(假设清洗过程中不参与反应，不考虑的水解(已知：；) (6)滤液C中加入硫酸铵溶液制备硫酸铁铵晶体所采用的操作为 。浓度均为的①硫酸铵、②硫酸铁铵、③硫酸氢铵、④氨水，由大到小的顺序为 。 (7)通过热重仪分析可以得出硫酸铁铵晶体在氮气中热重曲线(TG曲线)如下图所示，已知时硫酸铁铵晶体恰好失去全部结晶水，固体残留率。 写出的化学方程式： 。 10．（2024·山西临汾·一模）重铬酸钠主要用于涂料、金属缓蚀剂、有机合成氧化剂等。工业上以铬铁矿(主要成分亚铬酸亚铁，含少量Mg、Al、Si等杂质元素)为原料制取重铬酸钠的工艺流程如图： 已知：①在酸性溶液中性质稳定，当时，以形式存在且易被氧化； ②，，； ③最高价铬酸根在碱性介质中以存在，在酸性介质中以存在。 回答下列问题： (1)基态Cr原子和Fe原子中未成对电子数之比为 。 (2)滤渣1的主要成分为 (写化学式)。 (3)“氧化1”加入足量H2O2的目的是 ，为防止反应过于剧烈，可采取的措施是 。 (4)“调pH”至恰好沉淀完全时滤液中 。 (5)检验“滤渣3”被水洗净的试剂为 。 (6)“氧化2”反应的离子方程式为 。 (7)“酸化”反应的化学方程式为 。 11．（2024·贵州·一模）利用某废催化剂（含、及少量MgO）提取V、和的工艺流程如图所示。 已知常温下：①，； ②溶液中某离子浓度时，认为该离子沉淀完全。 回答下列问题： (1)“滤渣a”的成分为和MgO，“酸浸、调pH”生成的离子方程式为 ；调溶液pH最小值为 。 (2)已知和的溶解度曲线如图所示。“滤液b”含有和少量，从中获得的“系列操作”包含 、过滤、冷水洗涤、干燥。 (3)已知常温下的溶解度为0.468 g，则的溶度积常数为 （假设水溶解溶质后体积不变）。“沉钒”过程中，一般要加入过量铵盐，其原因是 (4)常用铝热反应法由冶炼金属钒，反应的化学方程式为 。 (5)全钒液流电池的工作原理为。此电池的两极区被质子交换膜隔开，则负极区溶液中的含钒离子为 （填“”“”“”“”四种微粒中的两种）；充电时，阳极区溶液pH （填“增大”或“减小”）。 (6)钒的一种氧化物晶胞如图所示。已知：晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为 ；晶体密度为 。 12．（2024·湖南长沙·一模）锡(Sn)是“五金”之一，粗锡电解精炼后的锡阳极泥中金属元素二次回收利用的部分工艺流程如下： 已知：①锡阳极泥中主要成分的质量分数如下表所示 成分 SnO Cu Sb 质量分数 44.81% 12.38% 8.13% ②常温下，锑(Sb)不溶于浓盐酸。 ③浸出液中主要存在的阳离子有和。 (1)锡有多种同素异形体，其中灰锡的晶体结构与金刚石类似，灰锡属于 晶体。 (2)锡阳极泥在“浸出”前，进行球磨、筛分有利于 。 (3)“浸出”工序中，吹入适量空气的目的是 。 (4)“沉锡”时需在强酸性环境中进行，最适宜加入的试剂M为 。(填标号) A．    B．    C． (5)“沉铜”工序中，加入海绵锑粉的作用是 。 (6)“沉锑”工序中，生成的离子方程式为 。 (7)回收得到的和可合成纳米锑掺杂二氧化锡(ATO)。二氧化锡的晶胞如图所示，其中位于晶胞体心的原子是 (填元素符号)；位于晶胞顶角的原子的配位数是 。 13．（2024·北京顺义·一模）I．V2O5是一种重要的工业催化剂。 (1)V2O5催化剂参与SO2催化氧化反应的机理如图。 V5+催化过程可以表示为： ①…… ②O2+4V4+=4V5++2O2- ①的离子方程式是 。 Ⅱ．某V2O5失活催化剂(主要含V2O5、V2O4、SiO2、SO3以及少量的Fe等)是重要的含钒二次资源。从失活催化剂提取钒的一种工艺流程如下。 资料： ⅰ．HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子的萃取能力由强到弱的顺序为：Fe3+>VO2+>VO>Fe2+； ⅱ．溶液pH<4.0时，+5价钒的存在形式为VO，6.0≤pH≤8.0时，正五价钒元素的存在形式为VO，且二者可相互转化：VO+H2OVO+2H+。 (2)浸出液中含有VO、VO2+、Fe3+、Fe2+等阳离子，浸出VO的离子方程式是 。 (3)流程中“……”包含的操作顺序为 。 (4)“萃取”“反萃取”过程机理为：VO2+(水层)+2HA(有机层)VOA2(有机层)+2H+(水层)。反萃取剂选择H2SO4，原因是 。 (5)“沉钒”过程中需先加入KClO3，然后通入氨气调节pH为6～8，再加(NH4)2SO4。 ①加入KClO3，反应的离子方程式是 。 ②结合平衡移动原理解释通入氨气的作用 。 (6)产品中V2O5纯度的测定方法如下。 已知：此过程中，MnO可氧化Fe2+，且不与VO2+反应。产品中的杂质不参与反应。 步骤iii中标准KMnO4溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V，计算产品中V2O5的纯度还需要的实验数据有 。 14．（2024·江西新余·一模）电子印制工业产生的某退锡废液中含硝酸、锡化合物及少量和等，对其处理的流程如图。 ①25℃时相关的溶度积见表，②。 化学式 或 溶度积 (1)退锡工艺是利用稀与Sn反应生成，且无气体生成，则生成的硝酸盐是 （填化学式），已知废液中的易转化成。 (2)沉淀1的主要成分是，焙烧时，与反应的化学方程式为 。 (3)滤液1中和的浓度相近，加入溶液调pH，25℃时，为了使沉淀完全，需调节溶液pH不小于 。 (4)称取产品，用大量盐酸溶解，在保护下，先用Al片将还原为，再用标准溶液滴定，以淀粉作指示剂，滴定过程中被还原为，终点时消耗溶液。 ①终点时的现象为 。 ②写出滴定的离子反应方程式为 。 ③产品中Sn元素的质量分数为 。 (5)某制得的粗锡中主要含有金属Fe、Cu、Pb、Sb常采用电解精炼法获得精锡。其中溶液作电解液，精锡连接电源的 极。检测可知电解后阳极泥中含有Sb、Cu、等，则电解过程中阳极电极反应式有、 。 15．（2024·广东深圳·一模）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、、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)“酸溶”后，元素的化合价为 。 (2)“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： 。 (3)“沉淀”后，“废液”中，则“废液”中 。 (4)“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 。 (5)①“还原”的主要目的是 。 ②沸点远低于的可能原因为 。 (6)某种掺杂的晶胞如图所示，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，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 （列出计算式）。 ③如图所示结构（）与上述晶胞结构不一致的是 （填标号）。 A．    B．    C．    D． 16．（2024·广东湛江·一模）镓(Ga)是重要的半导体材料，氮化镓、砷化镓和氧化镓分别是第二代、第三代、第四代半导体材料的代表材料。金属镓在自然界中通常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中，提取非常困难。从闪锌矿渣中提取镓是种常见的方法，具体工艺流程如下： 已知：①金属镓在化学性质上非常接近金属铝，其单质、氧化物和氢氧化物均有两性； ②闪锌矿渣通常含有，、，硅酸盐等杂质； ③25℃时，、。 回答下列问题： (1)为了提高镓的浸取率，可以采取的措施为 (填写一种)。 (2)滤渣Ⅰ中主要含有 。 (3)写出加入氧化锌后发生反应的离子方程式(以Ga为例)： 。 (4)工业上通常向溶液中通入过量，产生大量白色沉淀，过滤后加热固体能得到高纯，写出加入过量后的化学方程式： 。 (5)在工业上，通常用高纯镓作阴极，石墨作阳极，溶液作为电解质，通过电解制备高纯Ga．写出阴极电极反应式： 。 (6)氮化镓是目前应用最广泛的半导体材料之一，目前广泛应用于相控阵雷达、快速充电器等行业。氮化镓有不同的晶型，其中六方氮化镓和立方氮化镓之间可以相互转化。 ①六方氮化镓晶体硬度极高，熔点为1700℃，其高温熔融物不导电。六方氮化镓属于 晶体。 ②写出六方氮化镓晶胞的组成： 。 (7)①已知的坐标为，请写出的坐标 。 ②若立方氮化镓的边长为a nm，则其密度为 (列出计算式)。 17．（2024·内蒙古呼和浩特·一模）铂是一种贵金属，广泛用于化工领域。常用来做电极材料，从某废旧电极材料(主要含Pt，杂质主要含有机物和活性炭、Al2O3、Fe2O3、SiO2)中回收Pt的一种工艺流程如图所示。 回答下列问题 (1)“焙烧”的目的是 。 (2)①“浸取”中Pt被氧化为[PtCl6]2-，该反应的离子方程式为 。 ②“浸取”中H2O2，的实际用量远大于理论量原因可能是 。 ③为解决上述问题，浸取液还可选择HCl－NaClO3；一段时间内，Pt浸出率受氧化剂浓度的影响数据如表。 氧化剂浓度/mol•L-1 0.1 0.2 0.3 0.4 HCl－NaClO3对Pt的浸出率/% 79.6 85.3 82.1 81.6 当c(NaClO3)＞0.2mol/L时，Pt的浸出率降低的原因：随着c(NaClO3)增大，其氧化性增强，部分被 还原而消耗。 (3)加入有机萃取剂R3N(O)后，还需进行的分离操作是 ，得到的水层溶液中含有的金属阳离子有 。 (4)萃取机理如下(O表示有机体系，A表示水溶液体系)： i.R3N(O)+H(A)+Cl-(A)R3NHCl(O) ii.2R3NHCl(O)+[PtCl6]2-(A)(R3NH)2[PtCl6](O)+2Cl-(A) “反萃取"时加入NaOH溶液，反应的离子方程式是 。 “沉铂”析出(NH4)2[PtCl6]时，需加入过量NH4Cl的原因是 。 18．（2024·广东广州·一模）对废旧锂离子电池正极材料(主要成分为，还含有少量、、、等元素)进行回收可有效利用金属资源，一种回收利用工艺流程如下： 已知：①常温下，丁二酮肟是白色晶体，不溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂。 ②常温下，部分氢氧化物的如下表： 氢氧化物 回答下列问题： (1)“酸浸还原”中转化为，氧化产物是，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。 (2)滤渣2的主要成分是、和，转化为的离子方程式是 ；常温下，“氧化调”后的滤液中浓度为，为尽可能多地提取，应控制溶液中的不大于 。 (3)“转化”中由转化为的离子方程式为 。 (4)“沉镍”中丁二酮肟与反应生成丁二酮肟镍的过程可表示为： 从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的方法是 。 (5)“锂钴分离”可产生能重复利用的物质是 。 (6)层状的结构如图所示，层状中一个周围与其最近的的个数是 ；以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子1的坐标为，则原子2和原子3的坐标分别为 、 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1) (2) 11~12 确保K2MnO4溶液歧化完全 (3) 不合理 防止K2MnO4、KMnO4与盐酸反应，使KMnO4产率降低 (4) 冷却结晶 重结晶 (5)BD (6)632 【分析】由题给流程可知，软锰矿与氯酸钾、氢氧化钾混合焙烧得到锰酸钾和氯化钾的混合物，混合物加水溶解浸取、过滤得到滤渣和滤液；向滤液中通入二氧化碳调节溶液pH在11~12范围内，将溶液中的锰酸钾转化为二氧化锰和高锰酸钾，过滤得到可以循环使用的二氧化锰和含有高锰酸钾、碳酸钾的滤液；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到高锰酸钾晶体和含有碳酸钾的滤液；向滤液中加入生石灰，反应、分离得到可以循环使用的氢氧化钾。 【详解】（1） 由分析可知，“焙烧”时发生的反应为软锰矿与氯酸钾、氢氧化钾高温条件下反应生成锰酸钾、氯化钾和水，反应中锰元素的化合价升高被氧化，二氧化锰是反应的还原剂，氯元素的化合价降低被还原，氯酸钾是氧化剂，反应生成3mol锰酸钾时，转移6mol电子，则表示反应电子转移方向和数目的单线桥为，故答案为：； （2）由题给信息可知，锰酸钾液在pH=11~12之间歧化完全，所以操作Ⅰ中，边通二氧化碳边控制溶液pH在11~12范围内的目的是确保锰酸钾溶液歧化完全，故答案为：11~12；确保K2MnO4溶液歧化完全； （3）盐酸具有还原性，能与锰酸钾、高锰酸钾反应生成氯气，所以操作Ⅰ中不能用盐酸代替通二氧化碳，否则会使高锰酸钾产率降低，故答案为：不合理；防止K2MnO4、KMnO4与盐酸反应，使KMnO4产率降低； （4）由分析可知，操作Ⅱ包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；可以用重结晶的方法进一步提纯得到高锰酸钾晶体，故答案为：冷却结晶；重结晶； （5）由分析可知，为提高原料利用率，流程中能循环使用的物质是二氧化锰和氢氧化钾，故选BD； （6）由题意可知，制备高锰酸钾涉及的反应为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O、3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+ MnO2↓+2K2CO3，则不考虑物质循环与制备过程中的损失，由方程式可得如下转化关系：3MnO2—2KMnO4，则1t软锰矿理论上可制得高锰酸钾的质量为××158g/mol×10—3kg/g=632kg，故答案为：632。 2．(1)第五周期第VB族 (2)51.08% (3)Nb2O5+10HF=2H2[NbOF5]+3H2O (4)NH4F (5)3Nb2O5+10Al6Nb+5Al2O3 (6)分液 (7)10-10 【分析】烧绿石精矿的成分为8.52%Na2O，15.41%CaO，73.05%Nb2O5，3.02%其他不反应的杂质，粉碎后酸浸，酸浸时Nb2O5与HF反应，生成H2[NbOF5]，加入萃取剂进行萃取，H2[NbOF5]进入有机相，再反萃取，使H2[NbOF5]回到水溶液中，加入氨水进行沉淀，得到纯Nb2O5，再利用铝热反应还原出Nb单质。 【详解】（1）Nb的原子序数为41，其在元素周期表中的位置为第五周期第VB族； （2）Nb2O5在矿石中的含量为73.05%，则Nb的含量为； （3）“酸浸”时，Nb2O5与HF反应，生成H2[NbOF5]，根据质量守恒定律，多余的H和O生成水，配平得化学方程式为：Nb2O5+10HF=2H2[NbOF5]+3H2O； （4）“沉淀”时，H2[NbOF5]与氨水发生反应：2H2[NbOF5]+10NH3·H2O=Nb2O5+10NH4F+7H2O； （5）由小问4可知，“沉淀”时，H2[NbOF5]与氨水反应生成Nb2O5，因此在“还原”时，Nb2O5与Al发生反应，生成Nb和Al2O3，因此发生反应的化学方程式为3Nb2O5+10Al6Nb+5Al2O3； （6）“萃取”“反萃取”所得的物质均会分层，即有机层和水层，需要进行分液操作。 （7）HF是弱电解质，存在电离平衡，用HCl调节浊液的pH，随着增大，氢离子浓度增大，不利于HF电离，氟离子浓度减小，−lgc(F−)增大，故M代表−lgc(F−)与的变化曲线，根据X点坐标可求得，由W点可知，当时，c(F-)=1×10-3mol·L-1，此时c(Sr2+)=10-4mol·L-1，则Ksp(SrF2)=c2(F-)·c(Sr2+)=10-10。 3．(1) 增大反应物的接触面积，使反应更加充分，反应速率更快 (2)和 (3)促进和水解，使和Na2SiO3转化为和 (4) (5)的溶解低于硫酸钠 (6)O2 (7)81.6% 【分析】铬铁矿[主要成分为，还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾在空气中与纯碱煅烧，生成氧化铁，化学反应式为：，同时氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和，SiO2与碳酸钠高温下反应生成Na2SiO3和CO2，加水浸取，滤渣I含有Fe2O3和MgO，通入过量二氧化碳，和Na2SiO3转化为和，过滤除去，电解滤液，阳极水失去电子：，氢离子浓度上升，使反应平衡正向移动，转化为，加入饱和的溶液后蒸发结晶，得到。 【详解】（1）焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是：增大反应物的接触面积，使反应更加充分，反应速率更快；滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料，为Fe2O3，即在空气中加入碳酸钠焙烧生成氧化铁，化学反应式为：； （2）由分析得，滤渣Ⅱ为和； （3）“除杂”时需加热，其目的是促进和水解，使和Na2SiO3转化为和； （4）阳极水失去电子：，氢离子浓度上升，使反应平衡正向移动，转化为，综上：阳极池发生反应的总离子方程式为：； （5）加入饱和溶液后蒸发结晶，能得到的原因是：的溶解低于硫酸钠； （6）该流程中，能循环利用的物质有O2，电解产生的氧气可用于焙烧； （7）根据Cr原子守恒可知，Cr物质的量为：，的物质的量为：，该铬铁矿中铬的百分含量[以计]为。 4．(1) d ＞ (2) B 盐酸中的可能被氧化为产生污染，具有氧化性，不利于的还原 (3) 是 、 (4) 50℃后硫酸根含量减少的趋势较小，说明温度升高使氨水挥发或分解加快反而不利于反应 、 (5) 【分析】锰矿粉(含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)加入NH4HSO4、H2O2溶浸，MnCO3、Mn2O3、MnOOH转化为Mn2+，Fe2O3、Al2O3转化为Fe3+、Al3+，SiO2不溶而成滤渣1；加入Mn(OH)2调节pH=5，此时Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3，成滤渣2；加入氨水沉锰，此时锰转化为Mn(OH)2、Mn2(OH)2SO4，通空气氧化，得到Mn3O4，据此回答。 【详解】（1）①Mn为25元素在周期表中的d区； ②Mn+的价电子为3d54s1，Mn2+的价电子为3d5，Mn2+的3d半满，能量低更稳定，所以稳定性Mn（Ⅱ）＞Mn（Ⅲ）； （2）①“溶浸”过程中，NH4HSO4可用硫酸代替； ②盐酸中的Cl−可能被Mn3+氧化为Cl2产生污染，HNO3具有氧化性，不利于Mn3+的还原； （3）①pH = 5，c(H+)=10-5，＜10 − 5，＜10 − 5，杂质离子能完全沉淀； ②此时“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3； （4）①实际生产中综合考虑选择50℃为宜，不选择更高温度的原因是50℃后硫酸根含量减少的趋势较小，说明温度升高使氨水挥发或NH3 ⋅ H2O分解加快反而不利于反应； ②“母液”中，能转换成可循环利用的物质是NH4HSO4、NH3 ⋅ H2O； （5）①正极材料Li1−xMn2O4转化为LiMn2O4，正极放电时的电极反应式为：。 5．(1) (2)作氧化剂（合理即可） (3) 大于 只还原了（合理即可） (4) (5) 沉铂、沉钯（合理即可） (6)1：2 【分析】铂钯精矿[含有Pt、Pd、Au、Cu、Bi]用浓盐酸酸浸，“滤液1”中含有和，滤饼中含有Pt、Pd、Au，氯化溶解后加入亚硫酸钠溶液分金，金不溶解过滤除去，滤液中加入氯化铵沉铂，过滤后加入氯化铵和次氯酸钠溶液沉钯，（水合肼）将还原为金属钯，以此解答。 【详解】（1）中Cl为-1价，H为+1价，Cu显价；基态As原子的简化电子排布式为。 （2）“氯化溶解”时氯气的作用是作氧化剂。 （3）由于“分金”时只还原了，未还原，故的氧化性大于。 （4）“沉铂”时发生复分解反应，化学方程式为。 （5）“沉钯”时次氯酸钠被还原为，被氧化为，配平后化学方程式为。盐酸参与反应的化学方程式为，“滤液3”为溶液，可以进入“沉铂”、“沉钯”步骤中循环利用。 （6）（还原剂）中N为价，被氧化为时失去，（氧化剂）中Pd为价，被还原为金属Pd时得到，根据电子守恒可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：2。 6．(1) 球形冷凝管 a 球形冷凝管与外界相通，水蒸气可能进入导致三氯化铝水解 (2)四氯化碳 (3)干燥除水 (4)+H2O→+2HCl 【分析】 由题给流程可知，在氯化铝做催化剂的条件下，苯与四氯化碳共热发生取代反应得到；向中加入100mL水在冰水浴中反应生成粗二苯酮，蒸馏出CCl4后分液得到有机相1和水相1；向水相1中加入苯萃取水相中二苯酮，分液得到有机相2和水相2；将有机相1、2混合后，向有机相中加入硫酸镁除去有机相中的水分，干燥有机物，过滤得到含有二苯酮和苯的滤液；滤液经蒸馏得到二苯酮和苯，收集得到的苯可以循环使用。 【详解】（1）①仪器X的名称为球形冷凝管，冷凝水应“下进上出”； ②球形冷凝管上端应连接干燥装置，敞开体系下空气中的水蒸气可能进入导致三氯化铝水解。 （2）本实验中四氯化碳过量且在上一步中提前蒸出，从节约原则出发选用四氯化碳作萃取剂。 （3）无水硫酸镁为常见的干燥剂，主要目的是除水。 （4） 向中加入100mL水在冰水浴中反应生成粗二苯酮，化学方程式为：+H2O→+2HCl。 7．(1)去除有机物 (2) 将原料粉碎（其他合理答案也可） (3)用作油漆的红色颜料（其他合理答案也可） (4) (5) 溶液呈酸性，为控制溶液pH=7需要加入少量，当升高温度时，NH3易逸出，促进水解，使得pH下降，沉钒率下降 (6)25% 【分析】废钒催化剂(及有机物)先进行低温焙烧，去除有机物，再加入进行高温氧化，将氧化为和，化学方程式为：，加入进行高温焙烧，发生反应，，加水浸取并过滤，滤渣Ⅰ为，滤液中有、，加入 溶液进行沉铝，发生反应，过滤后向滤液中加入溶液进行沉钒，发生反应：，煅烧可得。 【详解】（1）低温焙烧的目的是：去除有机物； （2）为提高高温氧化的速率，可采取的措施有：将原料粉碎、搅拌等；被氧化为和，化学方程式为：； （3）由分析得，滤渣Ⅰ为，可用作油漆的红色颜料； （4）沉铝时和反应，生成沉淀和，反应的离子方程式为：； （5）溶液呈酸性，为控制溶液pH=7需要加入少量，当升高温度时，NH3易逸出，促进水解，使得pH下降，沉钒率下降；当刚好沉淀完全时，，溶液中，，则，的电离常数； （6）由于，与高锰酸钾反应的的物质的量为：，与反应的的物质的量为：，根据反应方程式、，得到关系式：，即，质量为，纯度为：。 8．(1) 制作光导纤维或制作玻璃或工业制硅 (2)4.0或者4 (3) (4) (5)趁热过滤 (6) 90℃ 60℃ 沉钒率低，铬损率高或温度较高时易分解，需降温导致能耗增加或对储运要求较高 【分析】向矾铬还原渣加入硫酸，酸浸，、均可与硫酸反应被溶解，不溶，则滤渣滓的成分是。向滤液中加入Na2S2O8，将氧化为，调pH水解沉钒，将转化为从而将钒分离出来。向含净化液加入过量NaOH溶液，使转化为，加入后将氧化为，然后经过调pH、多步操作得到产品，以此作答。 【详解】（1）由分析可知，“滤渣”的成分为，可用做制作光导纤维或制作玻璃或工业制硅的原料；在“氧化”操作中，Na2S2O8将氧化为，根据得失电子守恒可得氧化剂与还原剂的物质的量之比为，故答案为：制作光导纤维或制作玻璃或工业制硅的原料；； （2）“水解沉钒”操作中，，若使恰好开始沉淀，此时的，，此时pH＝4，故答案为：4； （3）“溶液1”中加入后将氧化为，根据电子守恒和原子守恒可写出化学方程式为，故答案为：； （4）“溶液2调pH”，将转化为，其离子方程式为，故答案为：； （5）“多步操作”将和分离，根据信息④溶解度随温度变化的表格，温度越高，溶解度越小，故应采取的操作有蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤得到，故答案为：趁热过滤； （6）根据图像可知用Na2S2O8氧化时，80℃时沉钒率最大，铬损率最低，因此应选择80℃；用H2O2氧化时，50℃时沉钒率最大，铬损率最低，因此应选择50℃；由图知，采用H2O2氧化的主要不足之处有沉钒率低、络损率高；温度较高时，H2O2易分解，需降温导致能耗增加、对储运及投料要求较高。 9．(1)浓硫酸主要是以分子形式存在，溶液中H+浓度较小，反应速率较慢 (2)温度过低，反应速率慢；温度过高，H2O2受热分解 (3) (4) 错误 (5)4 (6) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 ①>③>②>④ (7) 【分析】玻璃废粉含有及铁、钡、硅的氧化物，加入稀硫酸后滤渣A中主要是、硅的氧还原氧化为Ce3+，而后加碱沉淀，再氧化加热后得到，滤液C中主要是三价铁离子，加入硫酸铵经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到硫酸铁铵晶体。 【详解】（1）根据浓硫酸的组成特点，可以得出浓硫酸主要是以硫酸分子形式存在，溶液中H+浓度较小，所以反应速率较慢，故答案为：浓硫酸主要是以分子形式存在，溶液中H+浓度较小，反应速率较慢。 （2）控制温度在左右的原因是温度过低，反应速率慢；温度过高，H2O2受热分解，故答案为：温度过低，反应速率慢；温度过高，H2O2受热分解。 （3）根据流程，可以得出滤液B中含有Ce3+，说明CeO2具有强氧化性，能够将H2O2氧化，所以反应的离子方程式为：，故答案为：。 （4）Fe2+可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是若溶液中含有未反应完的过氧化氢，该物质也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以根据高锰酸钾溶液褪色不能得出含有残留的Fe2+ ，过氧化氢与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为：，故答案为：错误；。 （5），即0.25mol，假设每次用的溶液处理，可以使xmol完全转化为，即， 根据；可知，，，需要反复清洗至少4次，故答案为：4。 （6）从铵盐溶液中得到硫酸铁铵晶体的方法应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；浓度均为的①硫酸铵、②硫酸铁铵、③硫酸氢铵、④氨水，根据电离与水解知识，①硫酸铵中铵根离子水解；②硫酸铁铵中铵根离子水解，但由于铁离子水解也是产生氢离子，抑制铵根离子水解；③硫酸氢铵中铵根离子水解，但由于电离出氢离子，抑制铵根离子水解；④氨水为弱电解质，不能完全电离，可知顺序为：①>③>②>④，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；①>③>②>④。 （7）最后还剩余的是，还有44.8%，可得，x=12；原硫酸铁铵晶体的化学式为，由此推理可得A点为，B点为，的化学方程式：，故答案为：。 10．(1)3：2 (2) (3) 将全部氧化为 分批缓慢加入 (4) (5)溶液(加上盐酸也对) (6) (7) 【分析】 工业上铬铁矿主要成分为亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2]，还含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等杂质，先用稀硫酸酸浸并调节pH=1，[Fe(CrO2)2]、MgCO3、Al2O3能够和硫酸反应转化为Mg2+、Al3+、Fe2+和Cr3+，SiO2不和硫酸反应经过滤存在于滤渣1中，滤液1中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入NaOH调节pH使Fe3+和Al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀除去，滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，过滤后再加入NaOH调节pH＞11使Mg2+转化为氢氧化镁除去，得到的滤液中加入H2O2将氧化为，得到Na2CrO4溶液，以此解答。 【详解】（1）基态Cr原子和Fe原子的价层电子排布式为：3d54s1、3d64s2，故其中未成对电子数之比为6:4=3:2，故答案为：3:2； （2）由分析可知，滤渣1的主要成分为SiO2，故答案为：SiO2； （3）由分析可知，“氧化1”加入足量H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续调节pH使其沉淀完全而除去，为防止反应过于剧烈，可采取的措施是分批缓慢加入，故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；分批缓慢加入； （4）“调pH”至Al3+恰好沉淀完全时即溶液中的c(Al3+)=10-5mol/L，此时溶液中：c3(OH-)===3.2×10-29mol/L，故此时滤液中==1.25×10-9mol/L，故答案为：1.25×10-9mol/L； （5）由分析可知，滤渣3表面还含有硫酸根离子，故检验“滤渣3”被水洗净的试剂为稀盐酸和氯化钡溶液，故答案为：溶液(加上盐酸也对)； （6）由分析可知，“氧化2”反应即用H2O2将氧化为，根据氧化还原反应配平可得该反应的离子方程式为：，故答案为：； （7）由分析可知，“酸化”反应即将Na2CrO4用过量的CO2和H2O进行酸化后转化为Na2Cr2O7和NaHCO3，经过配平可得该反应的化学方程式为，故答案为：。 11．(1) 2 (2)蒸发浓缩、冷却结晶 (3) 1.6×10-3 增大铵根离子浓度，使沉淀完全 (4) (5) 、 减小 (6) VO2 【分析】 废催化剂含、及少量MgO，加氢氧化钠“碱浸”， 和氢氧化钠反应生成可溶性Na3VO4，和氢氧化钠反应生成难溶性，过滤，滤渣a中含有和MgO，滤液中含有Na3VO4，Na3VO4溶液加盐酸调pH生成NaVO3，加铵盐生成沉淀，灼烧是V2O5，V2O5发生铝热反应生成V；滤渣a加硫酸，和硫酸反应生成难溶性，氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁，过滤，得到沉淀和滤液b，焙烧生成TiO2，滤液b蒸发浓缩、冷却结晶得。 【详解】（1）“滤渣a”的成分为和MgO，“酸浸、调pH”， 和硫酸反应生成和氯酸钠，反应的离子方程式为 ；沉淀完全时 ，，则，所以调溶液pH最小值为2。 （2）“滤液b”含有和少量，低温时，硫酸钠的溶解度明显随温度降低而减小，从中获得的“系列操作”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冷水洗涤、干燥。 （3）常温下的溶解度为0.468 g，100mL饱和溶液中含有0.468g，n()=c()=0.04mol，则的溶度积常数为0.04mol/L×0.04mol/L=1.6×10-3。“沉钒”过程中，一般要加入过量铵盐，其原因是增大铵根离子浓度，使沉淀完全。 （4）常用铝热反应法由冶炼金属钒，反应的化学方程式为； （5）根据，发生还原反应生成，发生氧化反应生成，原电池中负极发生氧化反应、正极发生还原反应，所以负极区溶液中的含钒离子为、；充电时，阳极发生氧化反应生成，阳极反应为，所以溶液pH减小。 （6） 根据均摊原则，晶胞中V原子数为、O原子数为，该晶体的化学式为VO2；晶体密度为。 12．(1)共价 (2)增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 (3)氧化Cu、Sb和SnO (4)B (5)将还原为，并减少沉淀剂的用量 (6) (7) Sn 6 【分析】 锡阳极泥在浓盐酸中浸出，同时通入O2，浸出液中主要存在的阳离子有和，锑(Sb)不溶于浓盐酸，存在于滤渣中，“沉锡”时需在强酸性环境中进行，最适宜加入的试剂M为NH4Cl，得到沉淀，向滤液中加入硫化铵和海绵Sb粉将Cu2+转化为硫化亚铜和硫化铜，滤液中加入H2O沉Sb，以此解答。 【详解】（1）灰锡的晶体结构与金刚石类似，金刚石属于共价晶体，因此灰锡也属于共价晶体。 （2）锡阳极泥在“浸出”前，进行球磨，筛分有利于增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率。 （3） 浸出”工序中，吹入适量空气的目的是氧化Cu、Sb和SnO，提高浸出率。 （4）“沉锡”时需在强酸性环境中进行，最适宜加入的试剂M为NH4Cl，因为 NH4Cl为强酸弱碱盐，水解显酸性，且可提供NH 和Cl- 用于生成沉淀，故选B。 （5）“沉铜”工序中，加入海绵锑粉的作用是将还原为，并减少沉淀剂的用量。 （6）“沉锑”工序中，Sb3+和H2O、Cl-反应生成和H+，离子方程式为：。 （7）由均摊法可知，白色球的个数为2 +4=4，黑色球的个数为8 +1 =2，结合二氧化锡(SnO2)的化学式可知，黑球表示Sn原子，白球表示O原子，则位于晶胞体心的原子是Sn，根据体心处Sn原子周围距离最近且相等的O有6个，知位于晶胞顶角的Sn原子的配位数是6。 13．(1)SO2+2V5++O2-=2V4++SO3 (2)V2O5+2H+=2VO2++H2O (3)先加还原剂，再萃取分液 (4)增大c(H+)，平衡逆向移动，有利于VO2+进入水层 (5) ClO+6VO2++3H2O=Cl-+6VO+6H+ 存在平衡VO+H2OVO+2H+，通入氨气NH3•H2O+H+=NH+H2O，使c(H+)减小，平衡正向移动，将VO转化为VO，与此同时c(NH4+)增大，使得NH4VO3(s)NH(aq)+VO (aq)逆向移动，析出沉淀NH4VO3 (6)产品质量，ii中所用FeSO4溶液的浓度和体积 【分析】V2O5失活催化剂加入硫酸酸浸，二氧化硅不反应，其他物质转化为溶液，先加还原剂，再萃取分液之后得到含有VO2+的有机层，反萃取得到含VO2+的水层，先加氯酸钾，再调节pH值沉钒，加入硫酸铵转化为NH4NO3，焙烧转化为V2O5，据此回答。 【详解】（1）根据题目分析可知，①的离子方程式是SO2+2V5++O2-=2V4++SO3； （2）浸出液中含有、VO2+、Fe3+、Fe2+等阳离子，浸出的离子方程式是：V2O5+2H+=2VO2++H2O； （3）流程中“……”包含的操作顺序为：先加还原剂，再萃取分液； （4）反萃取剂选择H2SO4，原因是：增大c(H+)，平衡逆向移动，有利于VO2+进入水层； （5）①加入KClO3，将VO2+氧化为，反应的离子方程式是：ClO+6VO2++3H2O=Cl-+6VO+6H+； ②存在平衡VO+H2OVO+2H+，通入氨气NH3•H2O+H+=NH+H2O，使c(H+)减小，平衡正向移动，将VO转化为VO，与此同时c(NH4+)增大，使得NH4VO3(s)NH(aq)+VO (aq)逆向移动，析出沉淀NH4VO3； （6）步骤iii中标准KMnO4溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V，计算产品中V2O5的纯度还需要的实验数据有：产品质量，ii中所用FeSO4溶液的浓度和体积。 14．(1)、 (2) (3)6.7 (4) 当滴入最后半滴标准液时，溶液由无色变为蓝色且半分钟不褪色 45％ (5) 负 、 【分析】 向退锡废液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH为1.5，将锡的化合物转化为二氧化锡，过滤得到含有铁离子、铜离子的滤液1和沉淀1；向沉淀1中加入氢氧化钠焙烧将二氧化锡转化为锡酸钠后，水浸、过滤得到锡酸钠溶液，溶液经蒸发结晶得到锡酸钠。 【详解】（1）退锡工艺中发生的反应为锡与稀硝酸反应生成硝酸亚锡，反应中锡化合价升高，则氮化合价降低，且无气体生成，那么氮的还原产物为硝酸铵，故生成的硝酸盐是硝酸亚锡和硝酸铵，故答案为：、； （2）由沉淀1的主要成分是二氧化锡可知，焙烧时发生的反应为二氧化锡和氢氧化钠高温条件下反应生成锡酸钠和水，反应的化学方程式为； （3）由溶度积可知，25℃时，铜离子沉淀完全时，溶液中的氢氧根离子浓度为，pOH=7.3，则需调节溶液pH不小于6.7； （4）①由题意可知，碘酸钾先与二价锡离子反应生成碘离子，当二价锡反应完，碘离子与碘酸根反应生成碘单质，碘遇淀粉溶液变蓝色时，溶液由无色变为蓝色，则终点时的现象为：当滴入最后半滴标准液时，溶液由无色变为蓝色且半分钟不褪色； ②滴定反应为碘酸钾标准液和二价锡发生氧化还原反应生成碘离子和四价锡，反应中锡化合价由+2变为+4、碘化合价由+5变为-1，结合电子守恒可知，反应为：； ②反应为：，结合锡元素守恒可知，产品中Sn元素的质量分数为； （5）精锡上二价锡得到电子发生还原反应，为阴极，则连接电源的负极。检测可知电解后阳极泥中含有Sb、Cu、等，则电解过程中阳极上铁、锡、铅失去电子发生氧化反应，电极反应式有、、。 15．(1)+4 (2) (3) (4) (5) 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 (6) 6 D 【分析】氧氯化锆，主要含，还含有少量、、等元素为原料生产金属锆，“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、，“萃取”时，锆元素生成，除掉，而后“沉淀”时、生成沉淀，煅烧后生成、Fe2O3、Cr2O3，“沸腾氮化”时，转化为ZrCl4， Fe2O3、Cr2O3转化为FeCl3、CrCl3，由于FeCl3和ZrCl4沸点接近，因此加入H2把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质，最后升华得到ZrCl4，镁热反应后产生金属锆，据此作答。 【详解】（1）分析可知，氧元素的化合价为-2价，“酸溶”后不变价，因此的化合价为+4价，故答案为：+4。 （2）生成的离子方程式：，故答案为：。 （3）“沉淀”后的“废液”中有，，则，，则“废液”中，故答案为：。 （4）“沸腾氯化”时，加入C、通入氯气，转化为，同时生成一种还原性气体CO，该反应的化学方程式为，故答案为：。 （5）①由于FeCl3和ZrCl4沸点接近，因此加入H2把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质，最后升华得到ZrCl4，故答案为：把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质； ②沸点远低于的可能原因为：FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体，故答案为：FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体。 （6）①由晶胞图可知，因此晶体中每个O周围与其最近的O个数为6个，故答案为：6； ②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中含钙离子在面心，有个，O离子在晶胞的体心位置，有8个，锆离子在顶点有8个，面心有4个，总共有，晶胞中O与锆离子的最小间距为anm，晶胞边长的一半设为x，得到，计算得到，则晶胞的边长为，，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为，故答案为：； ③A．晶体结构式晶胞旋转得到的，和晶胞结构相同，故A正确； B．晶胞中含钙离子有1个，锆离子有3个，O离子有8个，微粒间的距离相同，和晶胞结构相同，故B正确； C．晶胞中含钙离子有1个，锆离子有3个，O离子个，微粒间的距离相同，和晶胞结构相同，故C正确； D．晶胞中含钙离子有1个，O离子有8个，锆离子个，钙离子之间的距离和晶胞中钙离子的距离不同，故D错误； 与上述晶胞结构不一致的是D，故答案为：D。 16．(1)粉碎、搅拌 (2)、 (3) (4) (5) (6) 共价 (7) 【分析】 闪锌矿渣通常含有，、，硅酸盐等杂质，加入稀硫酸酸浸得到滤渣Ⅰ主要成分为、，滤液加入氧化锌反应后过滤，得到滤渣Ⅱ和硫酸锌溶液；硫酸锌溶液用于生产Zn；滤渣Ⅱ加入氢氧化钠进行碱浸得到氢氧化铁固体和，电解得到金属镓； 【详解】（1）为了提高镓的浸取率，可以采用粉碎、搅拌等措施； （2）闪锌矿渣中Pb、Si元素在酸浸时生成不溶的，； （3）加入氧化锌时发生反应生成Ga(OH)3，反应的离子方程式为； （4）向溶液中通入过量，反应生成Ga(OH)3和碳酸氢钠，反应的化学方程式为； （5）在工业上，电解溶液，阴极上得电子产生Ga，电极反应式为； （6）①由六方氮化镓晶体硬度极高，熔点高，且熔融物不导电可知属于共价晶体； ②根据均摊法可知，六方氮化镓晶胞中含有个Ga，6个N，其组成为； （7）①根据晶胞的位置，氮化镓的立方晶胞中的坐标为，的坐标为； ②立方氮化镓的密度为=。 17．(1)除去有机物和活性炭 (2) Pt+H2O2+6Cl-=[PtCl6]2-+4H2O 溶液中Fe3+催化H2O2分解 Cl-或HCl (3) 分液 Fe3+和Al3+ (4) (R3NH)2[PtCl6](O)+2OH-(A)=[PtCl6]2-(A)+2H2O(A)+2R3N(O) 根据同离子效应，使沉铂更加充分 【分析】废旧电极材料主要含Pt，杂质主要含有机物和活性炭、Al2O3、Fe2O3、SiO2，经焙烧后活性炭被除去，向剩余固体混合物中加入盐酸和过氧化氢进行浸取，其中二氧化硅不被盐酸溶解，浸取过程中Pt被氧化为[PtCl6]2-，加入萃取剂进行萃取，再进行反萃取后将Pt与其余金属杂质离子分离，加入氯化铵进行沉铂后过滤，得相应配合物，除了后得Pt进行回收。 【详解】（1）经“焙烧”后可将废料中的活性炭除去； （2）①“浸取”中Pt被氧化为[PtCl6]2-，根据电荷守恒及质量守恒，反应离子方程式：Pt+H2O2+6Cl-=[PtCl6]2-+4H2O； ②“浸取”中若H2O2的实际用量远大于理论量，原因可能是：溶液中Fe3+催化H2O2分解； ③根据表中数据发现，当c(NaClO3)＞0.2mol/L时，Pt的浸出率降低的原因：随着c(NaClO3)增大，其氧化性增强，部分被Cl-或HCl还原而消耗； （3）加入有机萃取剂R3N(O)后，经过萃取后静置分层，分层后还需经过分液；根据分析可知，得到的水层溶液中含有的金属阳离子：Fe3+和Al3+； （4）“反萃取”时向含Pt的有机物中加入NaOH溶液，氢氧根离子和氢离子反应生成水，导致氢离子浓度降低，R3N(O)+H(A)+Cl-(A)R3NHCl(O) 平衡逆向移动，使得R3NHCl(O)浓度减小，使得2R3NHCl(O)+[PtCl6]2-(A)(R3NH)2[PtCl6](O)+2Cl-(A) 也逆向移动，最终使[PtCl6]2-进入水溶液体系，总反应的离子方程式：(R3NH)2[PtCl6](O)+2OH-(A)=[PtCl6]2-(A)+2H2O(A)+2R3N(O)；根据同离子效应，“沉铂”析出(NH4)2[PtCl6]时，需加入过量NH4Cl，可使沉铂更加充分。 18．(1)8：1 (2) Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl— 7.0 (3)4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O (4)加入盐酸，充分反应后过滤 (5)氨水 (6) 6 (0，0，) (0，0，) 【分析】由题给流程可知，向正极材料中加入硫酸和硫代硫酸钠混合溶液酸浸还原，将钴酸锂转化为亚钴离子和锂离子，材料中含有的少量金属元素转化为可溶的硫酸盐，过滤得到滤渣和滤液；向滤液中加入次氯酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子、铝离子、锰离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化锰沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化锰的滤渣和滤液；滤液中的镍离子与浓氨水反应转化为六氨合镍离子，亚钴离子与氨水、铵根离子、氧气反应转化为六氨合钴离子，向转化后的溶液中加入丁二酮肟的乙醇溶液，将溶液中的六氨合镍离子转化为丁二酮肟镍沉淀，过滤得到含有丁二酮肟镍的滤渣和滤液；向滤渣中加入盐酸，充分反应后过滤得到丁二酮肟固体和二氯化镍溶液；向滤液中加入盐酸，将溶液中六氨合钴离子转化为钴离子和铵根离子，再加入氢氧化钠溶液，将溶液中的钴离子转化为氢氧化钴沉淀、铵根离子转化为氨气，过滤得到钴的氢氧化物和含锂离子的溶液。 【详解】（1）由化合价代数和为0可知，钴酸锂中钴元素的化合价为+3价、硫代硫酸钠中硫元素的化合价为+2价，由题意可知，“酸浸还原”时，钴酸锂中钴元素被还原为亚钴离子，硫代硫酸根离子被氧化为硫酸根离子，由得失电子数目守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量比为8：1，故答案为：8：1； （2）由题意可知，“氧化调pH”后的滤液中亚钴离子的浓度为17.7g/L，设溶液的体积为1L，则亚钴离子的浓度为=0.3mol/L，由溶度积可知，为尽可能多地提取亚钴离子，溶液中的氢氧根离子浓度应小于=10—7mol/L，则溶液pH应小于7，所以锰离子转化为二氧化锰的反应为溶液中的锰离子与次氯酸根离子反应生成二氧化锰沉淀、氯离子和氢离子，反应的离子方程式为Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—，故答案为：Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—；7； （3）“转化”中，溶液中亚钴离子发生的反应为亚钴离子与氨水、铵根离子、氧气反应转化为六氨合钴离子和水，反应的离子方程式为4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O，故答案为：4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O； （4）由分析可知，从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的操作为向丁二酮肟镍中加入盐酸，充分反应后过滤得到丁二酮肟固体和二氯化镍溶液，故答案为：加入盐酸，充分反应后过滤； （5）由分析可知，“锂钴分离”中发生的反应为加入盐酸，将溶液中六氨合钴离子转化为钴离子和铵根离子，再加入氢氧化钠溶液，将溶液中的钴离子转化为氢氧化钴沉淀、铵根离子在溶液中转化为一水合氨，则能重复利用的物质是氨水，故答案为：氨水； （6）由层状结构可知，位于六棱柱顶点的钴原子与位于柱内的氧原子距离最近，则一个钴原子周围与其最近的氧原子的个数是6；由晶胞结构可知，位于六棱柱顶点的1号原子位于晶胞的顶点，2号位于同条棱的处，3号原子高度在处、y方向的长度等于底边的长度，由原子1的坐标为可知，原子2和原子3的坐标分别为(0，0，)、(0，0，)，故答案为：6；(0，0，)；(0，0，)。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$