2025届高三化学二轮复习 关专题训练- -工业流程题

2025届高三化学过关专题训练--工业流程题 1．（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 2．（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 。 3．（23-24高三下·辽宁·阶段练习）含酚废水被列为重点控制污染物。某实验小组设计如图所示流程处理含苯酚的废水，并用分离的苯酚制备对叔丁基苯酚： 已知： 结构简式 部分物理性质 叔丁基氯 \ 对叔丁基苯酚 溶于石油醚(一种由低沸点烃类物质组成的有机溶剂)，难溶于冷水，微溶于热水 请回答下列问题： (1)设备Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均采用了相同的操作方法，该操作的名称是 ；若在实验室进行该操作，用到的玻璃仪器为 。 (2)设备Ⅲ中发生反应的离子方程式为 。 (3)该流程循环利用的物质是 。 (4)是反应Ⅰ的催化剂，则反应Ⅰ的化学方程式为 。 (5)提纯过程中，为除去，需将反应所得粗产品倒入适当浓度盐酸与碎冰组成的混合物中，这样操作的目的是 。 (6)用重结晶法提纯粗对叔丁基苯酚的操作顺序是：向粗产品中加入过量石油醚→加入活性炭脱色→ⅰ→ⅱ→ⅲ→ⅳ→挥发溶剂并保存，ⅰ～ⅳ处对应操作步骤分别为 (填代号，可重复)。 a．用蒸馏水洗涤     b．过滤      c．冷却结晶       d．蒸发浓缩        e．蒸馏浓缩 (7)对叔丁基苯酚可作为抗氧化剂，其原理是 。 4．（23-24高三下·湖南郴州·阶段练习）硫酸铜可用作家禽养殖饲料的添加剂。一种以含砷氧化铜矿[含CuO、、砷的化合物及铅的化合物]为原料制备饲料级硫酸铜的工艺流程如图所示。回答下列问题： (1)①与次氯酸钠溶液反应可以生成一种叫联氨()的物质，请写出的电子式： 。 ②写出实验室制氨气的化学方程式： 。 (2)“除砷”时控制pH=9，最终转化为沉淀。 ①As的原子序数为33，则其在元素周期表中的位置为 。 ②已知中硫为+6价，则中存在的共价键类型为 。 ③该转化过程中生成的离子方程式为 。 ④生成转移的电子数为 。 (3)铅和碳同族，若可写成，则可写为 。 (4)由碱式硫酸铜制取产品硫酸铜晶体的方法：将碱式硫酸铜先溶于硫酸，再 、过滤、洗涤、干燥。 5．（23-24高三下·广东广州·阶段练习）以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸，并把尾气进行资源化综合利用，生产常用作食品漂白剂的焦亚硫酸钠(Na2S2O5)，流程如下图所示。 已知：Na2S2O5与钡盐反应有白色沉淀，Na2S2O5溶于水与水反应生成NaHSO3。 (1)Na2S2O5中S的化合价为 。 (2)煅烧前，黄铁矿需要研磨，目的是 。 (3)煅烧黄铁矿的化学方程式是 。 (4)试剂X是 。 (5)Na2S2O5易被氧化生成Na2SO4而变质，选用下列试剂设计实验方案，检验焦亚硫酸钠样品氧化变质的程度。 限选试剂：稀盐酸、稀、稀、溶液、酸性溶液、溶液 实验步骤 现象 结论 取少量样品，加入除氧蒸馏水 固体完全溶解得到无色溶液 取实验的溶液，① 最终有白色沉淀生成 样品已被氧化 另取实验的溶液，② ③ 样品未完全变质 (6)可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中残留量时，取葡萄酒样品，用的碘标准液滴定至终点，消耗。滴定反应的离子方程式为，该样品中的残留量为 。(的相对分子质量为190) 6．（2024高三下·北京·学业考试）KI广泛用于皮肤科、眼科等疾病的治疗，可以利用海水中获得的I2与KI、KOH的混合溶液为原料制备KI，流程如下： 已知：i．3I2+6KOH=5KI+KIO3 +3H2O； ii．pH=6～7的溶液显弱酸性； iii．KI的溶解度： 温度/℃ 6 20 60 100 KI溶解度/g 128 140 176 206 (1)溶液1中的溶质主要为KI、 (填化学式)。 (2)使用粉末状的铁能加快反应速率，原因是 。 (3)用文字描述Fe所起的作用是 。 (4)向固体A中加入稀硫酸能够制备FeSO4，该过程的离子方程式： 、 。 (5)操作2是 ，过滤，洗涤，干燥。 7．（23-24高三下·广西南宁·阶段练习）高纯MgO具有优良的电绝缘性、高导热性等，常被用作绝缘材料填料、高温耐热材料。由白云石[主要成分为，含少量、、等杂质]制备高纯MgO和副产品的一种流程如下： 请回答下列问题： (1)请写出基态Ca原子的价电子排布式 。 (2)步骤“煅烧1”中，发生反应的化学方程式为 。 (3)“铵浸”时，含钙化合物被浸取，含镁化合物部分水化生成()。若铵浸液中，则其pH= ；滤饼“水化反应”后，将体系冷却到与铵浸液相同温度，得到主要含有的悬浊液，其中 (填“大于”、“小于”或“等于”)。 (4)“沉钙”时主要发生反应的离子方程式为 。 (5)“碳化反应”时，镁化合物转化为可溶于水的 (填化学式，下同)，滤渣的主要成分为 。 (6)“热解”时生成(碱式碳酸铁)沉淀，煅烧碱式碳酸镁比煅烧氢氧化镁所得MgO活性更强，平均粒径更小，比表面积更大，可能的原因是 。 8．（23-24高三下·内蒙古通辽·期中）某厂利用废旧铅蓄电池中的铅膏(主要成分为、、和，还有少量铁、铝的氧化物)回收，工艺流程如下： 已知：，，，，，。 (1)PbO中O元素的价电子的轨道表示式为 。 (2)“脱硫”过程中涉及含沉淀转化的离子方程式为 ，反应的平衡常数K的表达式 。 (3)“酸浸”时，能使转化为，写出该反应的化学方程式 此外，还能氧化溶液中的 (填化学式或离子符号)。 (4)常温下，溶液中部分含铅物质的质量分数与溶液变化的关系如图所示： ①若溶液由10增大到了11，发生反应的离子方程式为 。 ②“除杂”时，为了使、沉淀完全(离子浓度低于)，结合图与已知的信息，需调节溶液的理论范围为 。 (5)PbO的溶解度曲线如图所示，结合图像分析，为得到高纯PbO固体，需将粗品PbO溶解在 (填“”或“”)浓度的溶液中，加热至，充分溶解后趁热过滤，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯产品。 9．（23-24高三下·四川绵阳·期中）镍、铬、铜及其化合物在工业上有广泛的应用，从电镀污泥[含有、、、和等]中回收制备和其它金属及其化合物的工艺流程如图所示。 已知：“萃取”可将金属离子进行富集与分离，原理如下：。 回答下列问题： (1)与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有 (填元素符号)。 (2)已知NiO与MgO的晶体结构相同，其中和的离子半径分别为66pm和69pm。则熔点：NiO MgO(填“>”“<”或“=”)，理由是 。 (3)滤渣1的主要成分为 (填化学式)。 (4)电解之后加入碳酸钠调节pH的目的是 。 (5)反萃取剂A为 。 (6)“反萃取”得到的溶液，在碱性条件下可被NaClO氧化生成NiOOH沉淀，该反应的离子方程式为 。 (7)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系： 温度 低于30.8℃ 30.8℃～53.8℃ 53.8℃～280℃ 高于280℃ 晶体形态 多种结晶水合物 由溶液获得晶体的操作依次是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。 (8)铁能形成多种氧化物，其中一种氧化物的晶胞结构如图所示： ①与铁紧邻且等距离的铁微粒数目为 ，该氧化物的化学式为 。 ②设表示阿伏加德罗常数的值，若该晶胞的参数为anm，则该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。 10．（23-24高三下·北京·期中）去除粗盐中的、和等杂质离子，过程如下： (1)上述精制过程中，加入的试剂①、②、③依次为过量的 溶液、过量的 溶液和过量的溶液。 (2)检验沉淀完全的方法：取适量滤液， 。 (3)向滤液中加入盐酸至溶液呈微酸性。写出加入盐酸后溶液中发生反应的离子方程式： 和 。 (4)加入盐酸至溶液呈微酸性后，经 (填操作名称)可得氯化钠固体，需要用到的仪器有 (填字母)。 a.蒸发皿    b.漏斗    c.玻璃棒    d.酒精灯 (5)先过滤再加入盐酸的操作顺序不能颠倒，原因是若在过滤前加入盐酸， ，达不到除杂效果。 11．（23-24高三下·四川成都·期中）铈的氧化物在半导体材料、汽车尾气净化器等方面有广泛应用。以氟碳酸铈(主要成分CeFCO3)为原料制备CeO2的工艺流程如下： 已知：CeO2具有较强的氧化性，难溶于一般的酸或碱。 回答下列问题： (1)氟碳酸铈矿浮选过程中采用不同捕收剂BHA和SHA(浓度均为)时，pH对氟碳酸铈矿浮选捕收率的影响如图所示。浮选时应选择的最佳条件为 。 (2)有报告认为“酸浸”过程使用盐酸有很大弊端，原因是 。 (3)用TBP(有机萃取剂)“萃取”时存在反应，加入氟洗液的目的是 ，若Al3+可与F-结合成稳定的，则氟洗液中可加入的物质为 。 (4)“反萃取”操作过程加入H2O2的作用是 ，需要用到的玻璃仪器有 。 (5)“沉铈”后溶液的pH为6，，c(Ce3+)为 。 已知常温下： H2CO3 Ce2(CO3)3 Ka1=4.0×10-7 Ka2=5.0×10-11 Ksp=1.0×10-28 12．（23-24高三下·江苏南通·期中）FeOOH在生产生活中有广泛应用。 I．用硫酸渣(主要成分为、)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如下图。 已知：“还原”时，发生反应；、均与不反应。 (1)基态价层电子排布式为 。 (2)“还原”时还原产物与氧化产物的物质的量之比为 。 (3)“氧化”时，当滴加氨水至pH为6.0时，停止滴加氨水，开始通空气，生成铁黄。通入空气过程中，记录溶液pH变化如图所示。 已知：25℃时，完全沉淀的。时段发生的反应为；时段，溶液pH明显降低，请解释原因： 。 II．在环境保护等领域有广泛应用。 (4)在80℃下，向溶液中边搅拌边分批加入固体，同时滴加溶液，使溶液pH控制在4~4.5之间。一段时间后，过滤、洗涤得固体。 ①制备1mol理论上需要的物质的量为 mol；实际生产过程中所加低于理论用量的原因是 。 ②为检验已被完全氧化，某同学向过滤所得滤液中滴加酸性溶液，该设计方案不合理的理由是 。 (5)可用于脱除烟气中的。脱硫、再生过程中可能的物种变化如图1所示。生成的结构如图2所示。 ①64g分子中的共价键的物质的量为 mol。 ②写出反应II的化学方程式： 。 13．（23-24高三下·江苏南通·期中）工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如下： 已知：吸收塔中的主要反应为。 (1)实验室使用如图所示装置模拟上述流程的①~③。 ①实验室以浓盐酸和为原料在加热条件下制取氯气的离子方程式为 。 ②A装置中，浓缩海水先用硫酸酸化的主要目的是 。实验时，先通入一段时间，再通入热空气。通入热空气的目的是 。 ③B装置中长导管D的作用是 。提取溴的过程中，经过2次转化的目的是 。 (2)反应釜2中发生反应的离子方程式为 。 (3)蒸馏塔残留液中含有少量，可用臭氧氧化技术进行处理，但会产生易致癌的。取含的水样，向其中投加一定量的，再经氧化后，水中溴酸盐()的含量如图所示。投加一定量的的目的是 。 (4)我国废水三级排放标准规定：废水中苯酚的含量不得超过1.00mg/L。实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量。 请完成相应的实验步骤：准确量取25.00mL待测废水于锥形瓶中， ，将实验重复2~3次，进行数据处理。 [已知：苯酚与溴水反应生成沉淀：，。实验中须使用的试剂：10.00mL0.0200mol/L溴水(过量)、0.1mol/L碘化钾溶液、0.0100mol/L标准溶液、淀粉溶液] 14．（23-24高三下·广西玉林·阶段练习）以软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、SiO2、CuO、CaO等少量杂质)为主要原料制备硫酸锰晶体的工艺流程如图所示，回答下列问题： 已知：①还原焙烧的主反应为； ②在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被氧化； ③，；离子浓度时，可认为完全沉淀。 ④溶于1份冷水、0.6份沸水，不溶于乙醇； (1)基态Mn原子的价电子排布式为 ，“过滤Ⅰ”得到的滤渣主要成分除了C、Cu、SiC，还有 (填化学式)。 (2)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。 (3)“调pH”时溶液中的浓度约为，常温下，调节pH的合理范围是 。 (4)“浸取”时，反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对浸取反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸取”的适宜温度是 ；向过滤Ⅱ所得的“滤液”中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是 。 (5)向“滤液”中加入NH4HCO3溶液生成MnCO3的同时会产生一种无色无味的气体，写出其离子方程式 。 (6)获得MnSO4·H2O后常用乙醇洗涤，主要目的是 。 15．（2024·吉林·模拟预测）钪是一种重要的稀土元素，其氧化物是一种重要的无机化工原料，广泛应用于电子、陶瓷、光学、化工等领域。工业上利用固体废料“赤泥”(含、、、、等)生产高纯氧化钪，同时回收。工艺流程如图： 已知：ⅰ.钪与铝化学性质相似；ⅱ.；ⅲ.草酸沉淀实验结果 实验 溶液酸度(pH) 与草酸物质的量之比 沉淀颗粒 草酸钪沉率% 1 较粗 99.2 2 粗 97.2 3 细 90.1 4 很细 93.3 回答下列问题： (1)基态原子的简化电子排布式为 。 (2)为提高“酸浸”速率，可采取的措施是 (答出一条即可)。 (3)滤渣1的成分 。 (4)“氧化”后溶液中浓度为，常温下“调”时，若控制，则的去除率为 %(忽略掉前后溶液的体积变化)。 (5)过程中生成的离子方程式为 。 (6)研究人员对“沉钪”过程的定量条件进行了对比实验，条件最适合的是已知ⅲ中的第1组，原因是：不仅沉淀率>99.0%、节约草酸用量，且 。 (7)在空气中加热分解时，随温度变化如图所示。已知：。250℃时固体的主要成分是 (填化学式)。 16．（23-24高三下·黑龙江大庆·期中）钪(Sc)是一种稀土金属元素，在国防、航天，核能等领域具有重要应用。氯化钪是一种可溶于水的灰白色固体，是制备钪的重要原料。从某工业废料“赤泥”(含有、、、、等)中回收的工艺流程如下： 已知：①难溶于盐酸。 ②常温下，，。 回答下列问题： (1)某次实验中需要使用的盐酸，用浓盐酸(密度为，质量分数为)配制实验所需要的盐酸，则需要量取浓盐酸的体积为 。 (2)滤渣1的主要成分是 (填化学式)。“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是 。 (3)常温下，“调”时，溶液中，为除去杂质离子，应控制的范围是 (当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol/L时，可认为该离子沉淀完全)。 (4)“氧化”时反应的离子方程式为 。 (5)实验室模拟流程中“灼烧”得到，用来盛放被灼烧物的仪器为 ，“加热氯化”步骤中所加入焦炭过量，写出由制备三氯化钪反应的化学方程式： 。 17．（23-24高三上·四川攀枝花·阶段练习）某同学在实验室模拟工业制备H2SO4，再用制得的浓H2SO4制备C2H4气体，并设计实验检验气体产物。 Ⅰ．制备H2SO4的重要一步是制SO3（熔点：16.8℃，沸点：44.8℃） 某同学在实验室中根据，设计如图1所示实验装置来制备SO3固体。回答下列问题： (1)①仪器G的名称 ；A装置中加入Na2SO3固体的同时，还需加几滴水，然后再滴加浓硫酸。加几滴水的作用是 。 ②装置D盛放的是 溶液，其作用是 。 ③实验开始时的操作顺序为 。（选填“a”或“b”） a．先点燃E处的酒精灯后将混合气体通入E。 b．先将混合气体通入E后点燃E处的酒精灯。 Ⅱ．制取乙烯 图2是实验室制乙烯的发生装置，根据图示回答下列问题： (2)实验室制乙烯的化学方程式为 。操作中应迅速升温至 ℃。 (3)反应前在②中放入几块碎瓷片的目的是 。 Ⅲ．检验产物 (4)为检验上述实验收集到的产物，该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。 实验序号 检验试剂和反应条件 现象 结论 ① 酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 产物含有乙烯 ② 澄清溶液 变浑浊 产物含有CO2 ③ 通过品红溶液 红色褪去 产物含有SO2 实验①~③中的结论不合理的是 （填序号），原因是 。 18．（2024·湖南长沙·三模）硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为，含有等杂质)制备晶体，工艺流程如下： 已知：①； ②。 (1)基态原子的价层电子排布式为 。 (2)“浸取”时，由转化为的离子方程式为 。 (3)滤渣2的主要成分是 (填化学式)。 (4)由该工艺可知，反应属于 。反应(填“放热”或“吸热”)。 (5)“沉淀转化”步骤完成后溶液中的浓度为，则此时溶液中的浓度为 (6)滤液a可循环利用，试剂M是 。(填化学式)。 (7)PbS的立方晶胞如图所示，已知晶体密度为，阿伏加德罗常数的值为，则晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为 nm。 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) (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。 【详解】（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。 2．(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。 【详解】（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：。 3．(1) 分液 分液漏斗、烧杯 (2)+H+ (3)苯和 (4)+ +HCl (5)减小同时降低温度，抑制水解，防止生成胶体吸附产品 (6)becb (7)酚羟基易被氧化 【分析】设备Ⅰ中利用苯萃取废水中的苯酚并分液分离，设备Ⅱ中利用氢氧化钠反萃取有机相中的苯酚进入水溶液并分液分离，设备Ⅲ中加入酸后，苯酚钠转化为油状液体苯酚，苯酚与叔丁基氯通过反应Ⅰ制备对叔丁基苯酚，提纯得到纯净的对叔丁基苯酚，据此回答。 【详解】（1）设备Ⅰ中利用苯萃取废水中的苯酚并分液分离，设备Ⅱ中利用氢氧化钠反萃取有机相中的苯酚进入水溶液并分液分离，设备Ⅲ中加入酸后，苯酚钠转化为油状液体苯酚，分液分离，故相同的操作方法为分液，若在实验室进行该操作，用到的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯； （2） 设备Ⅲ中加入酸后，苯酚钠转化为油状液体苯酚，离子方程式为：+H+→； （3）根据流程可知，该流程循环利用的物质是苯和HCl； （4） AlCl3是反应Ⅰ的催化剂，则反应Ⅰ的化学方程式为：++HCl； （5）提纯过程中，为除去AlCl3，需将反应所得粗产品倒入适当浓度盐酸与碎冰组成的混合物中，这样操作的目的是：减小pH同时降低温度，抑制AlCl3水解，防止生成Al(OH)3胶体吸附产品； （6）加入石油醚溶解后，加入活性炭回流脱色，过滤出活性炭留滤液进行蒸馏浓缩，因石油醚易燃，故不能蒸发，冷却结晶后过滤出产品，挥发溶剂并保存，ⅰ～ⅳ处对应操作步骤分别为becb； （7）对叔丁基苯酚可作为抗氧化剂，其原理是酚羟基易被氧化，是一种还原剂。 4．(1) (2) 第四周期第ⅤA族 极性共价键、非极性共价键 3NA (3) (4)蒸发浓缩、冷却结晶 【分析】含砷氧化铜矿加入氨水、硫酸铵溶液氨浸得到含有的滤液，滤液加入硫化铵将铅离子转化为硫化铅沉淀，过滤滤液加入硫酸亚铁、将最终转化为沉淀，过滤滤液蒸氨沉铜得到碱式碳酸铜沉淀，处理得到硫酸铜晶体； 【详解】（1） ①为共价化合物，电子式：。 ②氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气，； （2）①As的原子序数为33，则其在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤA族。 ②已知中硫为+6价，该离子带2个单位负电荷，则中除存在硫氧键外还存在1个过氧键，故共价键类型为极性共价键、非极性共价键。 ③“除砷”时控制pH=9，最终转化为沉淀，则碱性条件下将亚铁离子氧化为铁离子、氧化为，被还原为硫酸根离子，反应中As化合价由+3变为+5、铁化合价由+2变为+3，中过氧键中氧化合价由-1变为-2，结合电子守恒可知，该转化过程中生成的离子方程式为。 ④结合③分析可知，电子转移为，生成转移的电子数为3NA； （3）Pd的化合价为+2、+4，结合化合价可知，可写为； （4）由碱式硫酸铜制取产品硫酸铜晶体的方法：将碱式硫酸铜先溶于硫酸，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到晶体。 5．(1)+4 (2)增大反应物的接触面积，加快反应速率 (3)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (4)98.3%浓硫酸 (5) 滴加足量稀盐酸，振荡、静置，再滴加溶液 向其中加入酸性溶液，充分振荡 酸性溶液褪色 (6)0.19 【分析】黄铁矿在空气中煅烧生成的炉渣主要为氧化铁，用来炼铁；生成的二氧化硫净化后补充氧气氧化生成三氧化硫；吸收三氧化硫得到浓硫酸；尾气用氢氧化钠溶液吸收，加热得到Na2S2O5，据此分析作答。 【详解】（1）Na2S2O5中钠元素为+1价，氧元素为-2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0，硫元素的化合价为+4价； （2）黄铁矿需要研磨，目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率； （3）由分析可知，煅烧生成的炉渣主要为氧化铁，化学方程式：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2； （4）工业上不能直接用水或稀硫酸来吸收三氧化硫，因为那样容易形成酸雾，不利于对三氧化硫的吸收，为了尽可能提高吸收效率，采用98.3%浓硫酸作吸收剂，即试剂X是98.3%浓硫酸； （5）II．若样品变质，S元素化合价升高，被氧化生成Na2SO4，检验是否硫酸根离子存在即可，故取少量实验I的溶液，溶于足量稀盐酸，振荡、静置，滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀，该沉淀为BaSO4沉淀，则样品已氧化变质； III．已知反应，另取实验I的溶液，向其中加入酸性KMnO4溶液，充分振荡，若观察到酸性KMnO4溶液褪色，说明溶液中含有焦亚硫酸钠，即样品未完全氧化变质； （6）可用作食品的抗氧化剂，说明Na2S2O5具有一定的还原性，能被碘标准液滴定，说明发生氧化还原反应产生Na2SO4，I2被还原为I-，在测定某葡萄酒中残留量时，取葡萄酒样品，用碘标准液滴定至终点，消耗。滴定反应的离子方程式为，根据反应方程式，则样品中Na2S2O5的残留量为：，该样品中残留量为。 6．(1)KIO3 (2)通过增大固体表面积，增大反应物之间接触面积 (3)Fe作还原剂，将KIO3还原为KI (4) Fe+2H+=Fe2++H2↑ Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O (5)加热浓缩，冷却结晶 【分析】根据3I2+6KOH=5KI+KIO3 +3H2O可知溶液中含有KI与KIO3和少量KOH，溶液1中的溶质主要为KI、KIO3，加入铁粉做还原剂，将KIO3还原为KI，固体A中含有未反应的单质铁，操作1为过滤， 溶液2中的溶质为KI，操作2为加热浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，据此分析解题。 【详解】（1）据分析可知溶液1中的溶质主要为KI、KIO3； （2）使用粉末状的铁能加快反应速率，原因是通过增大固体表面积，增大反应物之间接触面积； （3）Fe具有还原性可作还原剂，将KIO3还原为KI； （4）A中含有未反应的单质铁，向固体A中加入稀硫酸生成硫酸亚铁与氢气，氢氧化亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁与水，能够制备FeSO4，该过程的离子方程式：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O； （5）为了得到KI晶体，操作2是加热浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。 7．(1)4s2 (2)CaMg(CO3)2CaO＋MgO＋CO2 (3) 11 大于 (4)CO2＋2NH3·H2O＋Ca2＋=CaCO3↓＋2NH＋H2O (5) Mg(HCO3)2 SiO2、Al2O3、Fe2O3 (6)碱式碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO 【分析】白云石的主要化学成分为CaMg(CO3)2，还含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3，白云石煅烧1后，CaMg(CO3)2转化为CaO、MgO、CO2，“铵浸”时加入氯化铵—一水合氨缓冲溶液，反应后滤液中为钙离子，滤饼为、SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3，“沉钙”后得到碳酸钙，滤饼“水化反应”后，将体系冷却到与铵浸液相同温度，得到主要含有的悬浊液，“碳化反应”时，转化为可溶于水的Mg(HCO3)2，滤渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3，根据题意可知“热解”时生成，煅烧2后得到MgO，据此分析作答。 【详解】（1）钙是第20号元素，因此基态Ca原子的价电子排布式4s2，故答案为：4s2。 （2）根据分析可知，白云石煅烧1后，CaMg(CO3)2转化为CaO、MgO、CO2，反应为：CaMg(CO3)2CaO＋MgO＋CO2，故答案为：CaMg(CO3)2CaO＋MgO＋CO2。 （3）含镁化合物部分水化生成，可知，根据，，则其，滤饼“水化反应”后，MgO转化为，而由于此时无一水合氨和氯化铵，因此pH有所下降，根据温度不变，Ksp不变可知，镁离子浓度大于，故答案为：11；大于。 （4）“沉钙”时主要发生反应的离子方程式为CO2＋2NH3·H2O＋Ca2＋=CaCO3↓＋2NH＋H2O，故答案为：CO2＋2NH3·H2O＋Ca2＋=CaCO3↓＋2NH＋H2O。 （5）根据分析可知“碳化反应”时，镁化合物转化为可溶于水的Mg(HCO3)2，滤渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3，故答案为：Mg(HCO3)2；SiO2、Fe2O3、Al2O3。 （6）煅烧碱式碳酸镁比煅烧氢氧化镁所得MgO活性更强，平均粒径更小，比表面积更大，可能的原因是碱式碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO，故答案为：碱式碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO。 8．(1) (2) (3) (4) (或) (5) 【分析】加入碳酸钠将硫酸铅转化为碳酸铅而除硫，酸浸时利用过氧化氢将PbO2还原转化为醋酸铅，同时氧化亚铁离子，利用氢氧化钠调节pH将 A13+、Fe3+ 转化为氢氧化物沉淀而除去，所得滤液加氢氧化钠将Pb 2+转化为Pb(OH)2沉淀，过滤所得沉淀焙烧得到 PbO。 【详解】（1） PbO中O元素的价电子的轨道表示式为。 （2）根据， “脱硫”过程中涉及含沉淀转化的离子方程式为，反应的平衡常数的表达式K=。 （3）“酸浸”时，能使转化为，自身被氧化产生氧气，该反应的化学方程式为，此外，还能氧化溶液中的。 （4）①据图可知，若溶液由10增大到了11，发生反应的离子方程式为。 ②“除杂”时，为了使、沉淀完全(离子浓度低于)，结合图与已知的信息，和都是AB3的难溶物，二者相比更大，要沉淀完全需要的更大，故以进行所需的计算，，其中c(Al3+)=10－5 mol·L－1，则c (OH-)= mol·L－1，此时溶液pH=4.7，结合图像可知小于6，不沉淀，故需调节溶液的理论范围为（或）；。 （5）由图可知，为得到高纯PbO固体，需将粗品PbO溶解在35%浓度的NaOH溶液中，加热至，充分溶解后趁热过滤，将滤液冷却结晶过滤，洗涤并干燥得到高纯产品。 9．(1)K、Cu (2) < MgO、NiO均为离子晶体，半径比小，MgO离子键比NiO强 (3) (4)使转化为除去 (5) (6) (7)冷却至30.8℃以下结晶 (8) 12 FeO 【分析】电镀污泥加入稀硫酸酸浸，、、、生成相应的金属阳离子，不反应，则滤渣1的主要成分为，电解得到金属铜，加入碳酸钠调节pH除去铁元素，得到，再加入磷酸钠除去铬元素，经过萃取和反萃取富集镍元素，经过一系列操作得到。 【详解】（1）铬元素得基态原子中最外层电子数是1，同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数是1的元素有K、Cu； （2）因NiO与MgO都是离子晶体，的半径小于，则MgO的离子键比NiO强，则熔点：NiO < MgO； 故答案为：<；MgO、NiO均为离子晶体，半径比小，MgO离子键比NiO强； （3）根据分析可知，滤渣1的主要成分为； （4）根据分析可知，电解之后加入碳酸钠调节pH的目的是使转化为除去； （5）根据，反萃取要增大氢离子的浓度，并不引入新杂质，所以A为； （6）根据得失电子守恒、原子守恒可得：； （7）根据信息可知：低于30.8℃，晶体形态为，由溶液获得晶体的操作依次是蒸发浓缩、冷却至30.8℃以下结晶、过滤、洗涤、干燥； （8）①由晶胞图可知，铁微粒位于顶点和面心，与铁紧邻且等距离的铁微粒数目为12；用均摊法可得晶胞中Fe的数目为，O原子的数目为；故该氧化物的化学式为：FeO； ②1个晶胞中有4个FeO，该晶胞的质量为，该晶胞的体积为，故该晶体密度为； 故答案为：①12，FeO；②； 10．(1) (2)先加足量稀盐酸，再加溶液，若溶液不出现浑浊，说明已沉淀完全 (3) (4) 蒸发结晶 acd (5)会使生成的、、溶解 【分析】在粗盐除杂工艺中，粗盐溶解、过滤后加入过量的BaCl2溶液，生成BaSO4沉淀而除去硫酸根，此时溶液中含有Na+、Ca2+、Mg2+、Ba2+和Cl-，再加入过量Na2CO3溶液，生成沉淀BaCO3和CaCO3而除去Ca2+和Ba2+，再加入过量的NaOH溶液，生成沉淀Mg(OH)2而除去Mg2+，过滤后再向滤液中加入适量的HCl除去过量的NaOH和Na2CO3，再蒸发结晶得到精盐。 【详解】（1）Ca2＋应用Na2CO3除去，SO应用Ba2＋除去，Mg2＋应用NaOH除去，同时Na2CO3还要除去多余BaCl2，因此顺序是BaCl2、Na2CO3、NaOH； （2）硫酸根离子可以和钡离子反应生成白色沉淀，若其被完全沉淀，则滤液中不再存在硫酸根离子，故检验方法为：先加足量稀盐酸，再加溶液，若溶液不出现浑浊，说明已沉淀完全； （3）为了使杂志离子除干净，所加的试剂是过量的，即溶液中存在过量的氢氧化钠和碳酸钠，则当加入盐酸发生的离子方程式为：、； （4）加入盐酸后溶液中的溶质主要是氯化钠，和稍微过量的盐酸，可以采用蒸发结晶的方法得到氯化钠固体，采用的仪器为蒸发皿，玻璃棒和酒精灯，故选acd； （5）根据分析可知，在除杂过程生成了沉淀、、、，其中、、可以和盐酸反应，故原因是：若在过滤前加入盐酸，会使生成的、、溶解。 11．(1)BHA、pH为9.5(或BHA、pH在9~10之间) (2)CeO2具有较强氧化性，会将Cl-氧化为Cl2 (3) 使平衡往正向移动，提高萃取的效果 Al2(SO4)3(合理答案均可) (4) 将Ce4+(或CeTBP4+)还原为Ce3+ 分液漏斗 (5)(或3×10-7) 【分析】二氧化铈通过氧气氧化焙烧获得CeO2和CeF4，再加入硫酸酸浸，形成CeF3+，反应为3CeO2+CeF4+12H+=4CeF3++6H2O，随后加入萃取剂TBP，形成CeTBP4+，在萃取过程中氟洗液中添加Al3+，促进正向进行然后进行反萃取， 发生反应2CeTBP4+ +H2O2=2Ce3+ +O2↑+2H++TBP ，形成Ce3+，通过加入氢氧化钠调节pH，先使A13+沉淀分离出Ce3+，随后再调节pH，使Ce3+完全沉淀，再加次氯酸钠氧化形成Ce (OH) 4，反应为: 2Ce (OH ) 3+NaClO+H2O=2Ce (OH) 4↓+NaCl，最后煅烧生成CeO2。 【详解】（1）根据pH对氟碳酸铈矿浮选捕收率的影响图示，当捕获剂为SHA时，其最大浮选回收率为62%，当捕获剂为BHA时，其最大浮选回收率为80%，因此最佳捕获剂应选择BHA，此时对应的最佳pH值为9.5(或BHA、pH在9~10之间)； （2）传统工艺中用盐酸替代硫酸，盐酸具有还原性， CeO2具有较强的氧化性，故能使得氯化氢被氧化成有毒气体氯气，反应的化学方程式为2CeO2+8HCl=Cl2↑+ 2CeCl3+4H2O，会污染环境；故答案：CeO2具有较强氧化性，会将Cl-氧化为Cl2； （3）“萃取”时存在反应，氟洗液中添加Al3+、F-能和很多金属离子形成较为稳定的配合物，如Al3+也能与F-结合成，氟离子含量减少，平衡会正向移动，提高萃取的效果；则氟洗液中可加入的物质为Al2(SO4)3(合理答案均可)； （4）“反萃取”步骤中加入了硫酸和双氧水，最终水层中有Ce3+产生，CeTBP4+中Ce为+4价，化合价降低，说明发生了氧化还原，即双氧水做了还原剂，将CeTBP4+还原为Ce3+；萃取需要用到的玻璃仪器是分液漏斗； （5）溶液的pH为6，则c(H+)=10-6mol/L，当，根据，计算得到，根据，计算得到。 12．(1) (2)7：1 (3)段，，增大 (4) 少量被氧气氧化，减少了的消耗量 滤液中的能使酸性溶液褪色，干扰的检验 (5) 2 【分析】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)加硫酸酸溶，得到硫酸铁，二氧化硅不反应，加黄铁矿粉“还原”时，发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2+15Fe2++16H+，已知FeS2与H2SO4、NaOH不反应，则过滤Ⅰ除二氧化硅、多余的FeS2等不溶物(滤渣1)，过滤Ⅰ所得滤液含阳离子为Fe2+、H+，滤液中加氨水、通入空气，进行氧化沉降，经过滤Ⅱ、进一步处理后，最终得到铁黄(FeOOH)。 【详解】（1）Fe为26号元素，其核外电子排布式电子为[Ar]3d64s2，浸取液中的核外电子排布式为[Ar]3d5，价层电子排布式为3d5； （2）“还原”时，发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2+15Fe2++16H+， FeS2中S元素从-1价升高到+6价得到，升7价， 为氧化产物，Fe3+化合价降低转变为还原产物Fe2+，降1价，按得失电子数守恒，还原产物质与氧化产物的物质的量之比为7:1。 （3）时段，溶液pH明显降低，说明会有氢离子生成，其原因：亚铁离子和氧气、水反应生成FeOOH和氢离子，氢离子浓度增大，pH减小；故答案为：段，，增大； （4）①Fe2+化合价升高，失去1e-生成Fe3+，中Cl由+1价降低，得到6e-生成Cl-，则参加反应Fe与Cl的个数比为6：1，故1molα−FeOOH理论上需要NaClO3的物质的量为；因少量Fe2+被氧气氧化，减少了NaClO3的消耗量，导致实际生产过程中所加NaClO3低于理论用量； ②滤液中的Cl−能使酸性KMnO4溶液褪色，干扰Fe2+的检验，则该设计方案不合理； （5）①1个分子中的共价键有8条，64g物质的量为=0.25mol，分子中的共价键的物质的量为2mol； ②根据图示，FeOOH、S8为反应物，FeSSH、O2为生成物，则反应方程为。 13．(1) 抑制以及与水的反应，提高的利用率和产率 将从溶液中吹出 起平衡压强作用，当烧瓶内气体压强过大时，长导管D中液面上升 富集溴元素 (2) (3)与生成的反应，消耗 (4)将10.00mL0.0200mol/L溴水加入锥形瓶中，充分振荡；向锥形瓶中加入过量的0.1mol/LKI溶液(至颜色不再变深)，充分振荡；滴入2~3滴淀粉溶液；再用0.01mol/L标准溶液滴定至蓝色恰好褪去，记录消耗溶液的体积 【分析】工业上以浓缩海水为原料提取溴的，氯气将海水中Br-氧化化为Br2，用热空气将溴吹出，再被碳酸钠溶液吸收，溴单质发生，加酸重新生成溴单质。 【详解】（1）以浓盐酸和MnO2为原料在加热条件下制取氯气的离子方程式，浓缩海水先用硫酸酸化的主要目的是，形成一个酸性环境，抑制以及与水的反应，提高的利用率和产率，A装置中先通入氯气，氯气将海水中的Br‑氧化为Br2，再通入热空气，使A中Br2吹入B瓶中，然后被碳酸钠溶液吸收，烧瓶B中的长导管D起着平衡压强的作用，当烧瓶内气体压强过大时，长导管中液面上升，经过2次转化的目的是富集溴元素，答案：、抑制以及与水的反应，提高的利用率和产率、将从溶液中吹出、起平衡压强作用，当烧瓶内气体压强过大时，长导管D中液面上升、富集溴元素； （2）向反应釜中加硫酸，发现有溴单质生成，可以写出离子方程式，答案：； （3）分析图像可知加入一定量的，溶液中浓度明显减小，作用是与生成的反应，消耗，答案：与生成的反应，消耗； （4）实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量，准确量取25.00mL待测废水于锥形瓶中，将10.00 mL 0.02mol/L溴水迅速加入锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡，打开瓶塞，向锥形瓶中加入过量的0.1mol/L KI溶液(至颜色不再变深)，振荡，滴入2~3滴淀粉溶液，再用0.01 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色恰好褪去，记录消耗Na2S2O3溶液的体积，将实验重复2次，进行数据处理，答案：将10.00mL0.0200mol/L溴水加入锥形瓶中，充分振荡；向锥形瓶中加入过量的0.1mol/LKI溶液(至颜色不再变深)，充分振荡；滴入2~3滴淀粉溶液；再用0.01mol/L标准溶液滴定至蓝色恰好褪去，记录消耗溶液的体积。 14．(1) 3d54s2 CaSO4 (2)MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O (3)3≤pH＜5.5 (4) 90℃ 防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率 (5)Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O (6)减少硫酸锰晶体溶解而导致的损失，有利于后续的干燥 【分析】由题干工艺流程图可知，将软锰矿粉碎后，加入过量的炭黑进行还原焙烧，将MnO2转化为MnO、Fe2O3转化为Fe、CuO转化为Cu、SiO2转化为Si或者SiC，向焙烧还原后的固体中加入H2SO4进行浸取，即将Fe转化为FeSO4、MnO转化为MnSO4，CaO转化为CaSO4，过滤Ⅰ得到滤渣Ⅰ，主要成分为C、Si(或SiC)、CaSO4和Cu，滤液Ⅰ中主要含有FeSO4和MnSO4，加入MnO2将Fe2+转化为Fe3+后调节溶液的pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀后过滤Ⅱ，得到滤渣Ⅱ主要成分是Fe(OH)3和滤液Ⅱ主要含有MnSO4，向滤液Ⅱ中加入NH4HCO3，发生MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑，过滤得到MnCO3固体，向其中加入H2SO4进行溶解，而后蒸发浓缩、冷却结晶，过滤并用乙醇洗涤，干燥，得到MnSO4·H2O晶体。 【详解】（1）Mn是25号元素，价电子排布式为3d54s2；由分析可知，还原焙烧时软锰矿要粉碎，其目的是增大接触面积、加快反应速率、提高转化率，过滤Ⅰ得到的滤渣主要成分的化学式是C、Si(或SiC)、Cu、CaSO4； （2）由分析可知，“氧化”时发生反应即加入MnO2将Fe2+转化为Fe3+，该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Fe2+=Mn2++2Fe3++2H2O； （3）“调pH”的目的是沉淀而不沉淀Mn2+，当完全沉淀时，c(OH-)=，c(H+)==10-3，pH=3；类似地，可求出Mn2+刚开始沉淀时的pH=8；又结合已知②，可知调pH的合理范围是； （4）由题干温度对浸取反应的影响图示信息可知，“浸取”时，反应中往往有副产物MnS2O6生成，90℃时MnS2O6的生成速率最小，且锰的浸出率较高，温度再升高锰的浸出率变化不大，且浪费能源，故为减少MnS2O6的生成，“浸取”的适宜温度是90℃，过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时，温度不宜太高的原因是防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率； （5）由分析可知，向滤液Ⅱ中加入NH4HCO3，发生MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑，该反应的离子方程式为Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O； （6）由题干信息可知，MnSO4·H2O不溶于乙醇，获得MnSO4·H2O后常用乙醇洗涤，主要目的是减少硫酸锰晶体溶解而导致的损失，且乙醇易挥发，用乙醇洗涤后有利于后续的干燥步骤。 15．(1) (2)粉碎，适当升温等 (3) (4)99% (5) (6)沉淀颗粒越粗越有利于过滤(或沉淀颗粒细吸附杂质较多) (7) 【分析】本工艺流程题是从固体废料“赤泥”里回收，由题干流程图结合题干已知信息可知，“赤泥”（含FeO、Fe2O3、SiO2、、等），加入盐酸后将Fe转化为、、转化为转化为，过滤得滤渣Ⅰ，空气氧化过程中，转化为，加入氨水节来除去，过滤得固体沉淀物滤渣Ⅱ为沉淀，滤液中加入空气、沉锰，转化为，加入盐酸使钪元素以形式存在，向滤液中加入草酸，得到草酸钪晶体，过滤洗涤干燥后，在空气中加热可得固体，据此分析解题。 【详解】（1）是21号元素，根据构造原理可知基态原子核外电子排布式是，则简化的钪原子的核外电子排布式是，答案：； （2）将“赤泥”粉碎，可增大其与酸的接触面积，加快化学反应速率，升高温度可加快化学反应速率，故“酸浸”前对“赤泥”的处理方式为将“赤泥”粉碎；故答案为：粉碎，适当升温等； （3）据分析可知，滤渣1的成分，答案：； （4）当时，溶液中氢氧根离子的浓度，此时三价铁的浓度，则的去除率，答案：99%； （5）过程中生成的离子方程式为：，答案：； （6）由表已知，沉淀颗粒越粗越有利于过滤（或沉淀颗粒细吸附杂质较多），答案：沉淀颗粒越粗越有利于过滤(或沉淀颗粒细吸附杂质较多)； （7）设有草酸钪晶体（）在空气中受热，250℃时，剩余固体质量为，失水重量为，即250℃时，晶体失去水，则此时晶体的主要成分是，答案：。 16．(1)125 (2) 酸浸温度过高，盐酸的挥发性增强，使得酸浸速率减慢 (3)3≤pH＜5 (4) (5) 坩埚 【分析】根据第一步“酸溶”，可以分析出产生了可以溶于水的Fe2+、Fe3+、Sc3+，以及没有和盐酸反应的SiO2和TiO2固体； 随后加入氨水，可以将其中的Fe2+、Fe3+沉淀，进一步除去杂质离子； 之后加入双氧水，将上一步未反应完的Fe2+氧化以后，再进一步除去； 最后就是回收Sc3+。 【详解】（1）根据溶液的密度和质量分数换算成物质的量浓度公式：，以及溶液稀释公式：，带入各项数据（盐酸溶液体积以0.5L代入计算），解出浓盐酸体积为125mL，故答案为：125mL； （2）①由于SiO2和TiO2固体不和盐酸反应，所以滤渣1是SiO2和TiO2，故答案为：SiO2和TiO2； ②因为盐酸易挥发，加热以后，加速挥发，故答案为：酸浸温度过高，盐酸的挥发性增强，使得酸浸速率减慢； （3）回收ScCl3，要沉淀Fe3+，c（Fe3+）＜1.0×10-5mol/L，故根据溶度积平衡公式，，则pH≥3。除去Fe3+，保留Sc3+，溶液中的c（Sc3+）=0.001mol/L，则其，所以pH＜5，故答案为：3≤pH＜5； （4）根据氧化时，加入的氧化剂是双氧水，其还原产物是水，结合题目信息，故答案为：H2O2+2Fe2++2H2O=2FeOOH↓+4H+； （5）灼烧物质时，应该选择耐高温仪器，所以仪器应该是坩埚；草酸沉钪，再灼烧，得到Sc2O3，随后开始加热和氯化，分析出反应物还有C和Cl2，根据氧化还原反应化合价变化规律，C和Cl2分别作还原剂和氧化剂，故方程式为：Sc2O3+3C+3Cl2=2ScCl3+3CO，故答案为：Sc2O3+3C+3Cl2=2ScCl3+3CO。 【点睛】 17．(1) 干燥管 水与浓硫酸作用放热，有利于SO2的放出 浓硫酸 ①干燥SO2和O2，②使SO2和O2混合均匀，③通过观察控制气体比例和气流速度 b (2) 170 (3)防暴沸 (4) ①和② SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，SO2能使澄清Ca(OH)2溶液变浑浊 【分析】A装置制备SO2，B装置制备O2，氧气和SO2通入装置D中干燥后在通入装置E中发生反应生成SO3，装置F收集SO3，装置G可防止水蒸气进入装置F中，最后进行尾气处理，据此解答。 【详解】（1）①由图可知，仪器G的名称是干燥管，实验中A装置制取SO2，制备原理本质为：+2H+＝SO2↑+H2O，反应通常加热进行，便于SO2逸出，所以加几滴水的作用是水与浓硫酸作用放热，有利于SO2的放出； ②气体SO2和O2在E试管中以Cr2O3作催化剂、加热条件制备SO3，并且SO3易吸水，为实验安全、防止催化剂中毒以便得到SO3固体，进入E试管的气体应用浓硫酸干燥。气体SO2和O2在催化剂表面反应生成SO3，为充分反应、原料利用充分，防止浪费，进入E试管的气体要充分混合，气流不能过快，装置D的作用是①干燥SO2和O2，②使SO2和O2混合均匀，③通过观察控制气体比例和气流速度； ③为将空气中的气体排出，实验开始时的操作顺序为先将混合气体通入E后点燃E处的酒精灯即b； 答案：干燥管、水与浓硫酸作用放热，有利于SO2的放出、浓硫酸、①干燥SO2和O2，②使SO2和O2混合均匀，③通过观察控制气体比例和气流速度、b； （2）实验室制乙烯通常用醇进行消去反应，其化学方程式为，操作中应迅速升温至170℃，答案：、170； （3）反应前在②中放入几块碎瓷片的目的是防暴沸，答案：防暴沸； （4）由于在反应过程中浓硫酸具有强氧化性，生成的乙烯中可能含有CO2和SO2，SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色，所以①中结论不合理；SO2也能使澄清Ca(OH)2溶液变浑浊，所以②中结论也不合理；能使品红溶液褪色的是SO2，所以③中结论合理，答案：①和②、SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，SO2能使澄清Ca(OH)2溶液变浑浊。 18．(1)6s26p2 (2) (3)、 (4)吸热 (5)0.1 (6) (7) 【分析】方铅矿精矿(主要成分为PbS，含有FeS2，Al2O3等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)中加入稀盐酸，盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S，MnO2被还原成Mn2+，加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌[PbCl4]2- (aq)平衡正向移动使更多的Pb元素存在于溶液中，加入MnO调节溶液pH，使铁离子、铝离子转化成氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀除去，然后过滤；PbCl2难溶于冷水，将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体，之后加入稀硫酸或者硫酸钠发生沉淀转化，生成硫酸铅晶体，过滤得到晶体烘干得到硫酸铅粉末，滤液中主要成分为HCl，据此回答。 【详解】（1）Pb与C同主族，在第六周期，则基态Pb原子的价层电子排布式为6s26p2； （2）根据分析可知，PbS转化为[PbCl4]2−的离子方程式为：； （3）根据分析可知，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3； （4）PbCl2难溶于冷水，降温反应PbCl2(s)+2Cl−(aq)⇌[PbCl4]2−(aq)平衡逆向移动，该反应属于吸热反应； （5）根据=可知，mol/L，mol/L； （6）根据分析可知，滤液a可循环利用，试剂M是Na2SO4/H2SO4； （7）硫离子与铅离子最近的距离为体对角线的，由图可知，黑球有4个，在内部，灰球均摊为个，边长为cm，所以硫离子与铅离子最近的距离为nm。 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 $$