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2025届高三化学专题复习-工业流程题
1.(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、 。
2.(2024·云南曲靖·一模)硒化锌(ZnSe)常用作荧光粉、电子工业掺杂材料和高纯试剂,也是一种重要的半导体材料。其中以锌矿(主要成分是ZnS,含少量、CuS、NiS、等)为原料制备ZnSe的工艺流程如下图所示:
已知:pH较高时,FeOOH沉淀会转化成胶体。
(1)Se元素在周期表中的位置是 ,基态Zn原子的价层电子排布式为 。
(2)写出气体X的一种用途 。
(3)浸出液中含有,“除铁”步骤中通入氧气时发生反应的离子方程式为 ,同时需补充适量物质Y,Y是 (写出一种即可)。“除铁”最佳pH为3.0,如果pH过高,会导致溶液中的含量降低,其主要原因是 。
(4)“置换”时滤渣2的主要成分为 。也可以在酸性含的溶液中加入锌粉和,生成,其离子方程式为 。
(5)晶体与NaCl晶体的结构相似,晶胞为正方体,边长为apm。其结构如图所示:
晶胞的密度ρ= g·列出计算式,阿伏加德罗常数的值为。
3.(2023·广东韶关·一模)镓锗是重要的战略金属资源丹霞冶炼厂以锌精矿(主要成分为ZnS,还含有铁、铜、和锗等金属硫化物)为原料制备Zn、Ga、Ge的工艺流程如图所示:
已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
Fe3+
Ga3+
Cu2+
开始沉淀时的pH
2.5
3.5
5.3
沉淀完全时的pH
3.3
4.6
6.4
②镓与铝同主族,化学性质相似。
(1)基态镓原子的核外电子排布式为 。
(2)“氧压浸出”时,ZnS发生反应的化学方程式是 。
(3)“滤渣I”的主要成分为 (填化学式)。
(4)“萃取”的原理为Mn+(水相)+nHA(有机相)MAn(有机相)+nH+(水相)(M为Cu或Ga),则“反萃取”工序中的试剂X宜选用 (填化学式)。
(5)反萃取后的水溶液中含有Ga3+、Cu2+,“沉镓”时应控制溶液的pH范围为 。
(6)写出“碱溶”过程中发生反应的离子方程式 。
(7)砷化镓GaAs是一种重要的半导体材料,其晶体的立方体晶胞如图所示,设晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞的密度为 g/cm3(写出表达式)。
4.(2024·湖南邵阳·二模)铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。
Ⅰ.从某矿渣[成分为(铁酸镍)、等]中回收的工艺流程如下:
已知:在350℃分解生成和。回答下列问题:
(1)用95℃热水浸泡的目的是 ;
(2)矿渣中部分焙烧时与反应生成的化学方程式是 ;
(3)向“浸取液”中加入以除去溶液中(浓度为),除钙率为时应控制溶液中浓度至少是 ;
(4)从溶液中获得晶体的操作依次是 ,过滤,洗涤,干燥;
(5)“煅烧”时剩余固体质量分数与温度变化曲线如右图,该曲线中B段所表示的固体物质的化学式是 ;
Ⅱ.由Cu、N、B、Ni等元素组成的新型材料有着广泛用途。
(6)基态镍离子的核外最外层电子排布式是 ;
(7)晶体结构与晶体类似,其晶胞的棱长为,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离是 (用含有的代数式表示)。在一定温度下,晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,计算每平方米面积上分散的该晶体的质量是 (已知氧离子的半径为,阿伏加德罗常数的值为)。
5.(2024·河北保定·一模)稀土元素被誉为“现代工业的维生素”和“21世纪新材料宝库”,广泛应用于新材料、冶金化工、电子信息、节能环保等领域,由普通级氯化镧料液制备高纯氧化铜的新工艺流程如图所示。
已知:淋洗液太高,EDTA和会结晶沉淀。
回答下列问题:
(1)普通级氯化镧料液中通过树脂时,在树脂吸附柱上发生反应生成被吸附在树脂内部,反应的离子方程式为 。
(2)经氨水处理过的淋洗液,再经淋洗,发生反应,淋洗液的对分离效率的影响如图所示。则淋洗时,淋洗液的应调到 。
(3)淋洗液的时,分离效率就迅速下降,原因是 。
(4)用草酸溶液将中的沉淀出来,最后进行高温焙烧。在空气中高温焙烧,若空气中氧气的体积分数为,则消耗的空气与高温焙烧生成的的物质的量之比为 。
(5)锶镧铜氧化物超导体的晶胞结构(底面是正方形的长方体)如图所示,晶胞中锶原子与镧原子的个数比为,体心与顶点的原子有着相同的化学环境,原子1的分数坐标为。则该超导体的化学式为 ,原子2的分数坐标为 ,体心原子与原子之间的最近距离为 (列出含a、c的计算式)。
6.(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)。
7.(2024·河南新乡·二模)以辉铋矿(主要成分为,含、、杂质)为原料制备铝酸铋的一种工艺流程如图所示:
已知常温下,部分难溶物的溶度积常数如表:
难溶物
(不溶于氨水)
(1)铋与氮同主族,则铋元素位于元素周期表 (填“s”“p”“d”或“ds”)区。
(2)已知“滤渣1”中含有S单质,写出“浸取”时生成S的主要反应的离子方程式: 。
(3)“还原”时发生主要反应的离子方程式为 ,“碱溶”步骤中加入的目的是 。
(4)常温下,“沉淀”前,若“滤液”中Cu浓度为0.005,浓度为0.01,则“沉淀”时调pH的最大值应小于 。[已知:当某离子浓度小于或等于时,认为该离子已完全沉淀,;不溶于氨水]
(5)中国科学院福建物质结构研究所某团队将掺杂(晶胞结构为a)获得空位有序型双钙钛矿纳米晶体(晶胞结构为b),过程如图所示。若a和b的晶胞参数均为x nm,晶胞a中的的配位数为 ,晶胞b中两个最近的的距离为 nm,晶体b的密度为 (写计算式即可)。
8.(2024·陕西宝鸡·一模)碘化亚铜()是阳极射线管覆盖物,不溶于水和乙醇。下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。
(1)步骤a中Cu2S被转化为Cu,同时有大气污染物A生成,相关反应的化学方程式为 。熔渣B主要成分为黑色磁性物质,该物质与足量稀硝酸反应的离子方程式为 。
(2)步骤b中H2O2的作用是 ;步骤c中加入过量NaI涉及的主要反应的离子方程式为 。
(3)步骤d用乙醇洗涤的优点是 ;检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。
(4)气体A可以用足量的NaOH溶液来吸收,其反应的离子方程式为 。
9.(2024·山东聊城·一模)活性炭载钯(Pd/C)催化剂被广泛应用于医药和化工行业,某废钯催化剂(钯碳)的杂质主要含炭、有机物及少量Fe、Zn等。如图是利用钯碳制备氧化钯()和Pd的流程。
(1)实验室中可在 (填仪器名称)中模拟“焚烧”过程。为二元弱碱,常温下的电离常数、,则常温下0.1mol/L 水溶液pH= 。
(2)“溶浸”步骤中钯与王水发生反应生成和一种有毒的无色气体A,A为 (填化学式),钯的浸出率与反应的时间、温度的关系如图所示,则最佳的浸取时间和温度为 ,写出“除锌铁”步骤中钯的化合物与试剂Ⅰ反应的化学方程式 。
(3)“沉钯”步骤中试剂Ⅱ应为 (填名称),加入该试剂的目的是 。
(4)海绵钯具有优良的储氢功能。假设海绵钯的密度为,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,氢气的浓度 mol(氢气的浓度r为1mol Pd吸附氢气的物质的量,用含、n的分数式表示)。
10.(2024·山东烟台·一模)是一种光催化材料。工业利用某废催化剂(主要含、、NiO及少量、)制备的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.、NiO都是不溶于水的碱性氧化物
Ⅱ.0.1 溶液的pH=1.0
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分是 ;酸化时,完全转化为的最大pH为 。(已知 ;离子浓度≤10-5mol/L时沉淀完全)
(2)“酸化”后的溶液中存在,则“还原”时发生反应的离子方程式为 。
(3)反萃取剂应选用 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)溶液;若“萃取”、“反萃取”的过程中钒的总回收率为90%,则“还原”时加入的和“氧化”时加入的的物质的量之比为 。
(4)生成的化学方程式为 ,实验测得溶液pH、温度和溶液浓度对生成的粒径影响图像如下:
综合分析:制备粒径较小的晶体的最佳条件是 ;制备过程中需加入NaOH维持最佳pH,若过量,需要增加NaOH的用量,原因是 。
11.(2024·四川德阳·二模)从某铋(Bi)、锌的冶炼厂的高铟烟灰(主要含ZnO、、、、)中提取铟和铋的流程如图:
已知:不溶于稀硫酸;难溶于水。
回答下列问题:
(1)“滤液1”中含有的金属阳离子有 (填离子符号)。
(2)“酸浸”过程中使用稀硫酸而不用75%的)溶液,其原因是 。
(3)“酸溶”生成的中,Bi元素的化合价为 。
(4)“转化2”时发生反应的化学方程式为 。
(5)“系列操作”的流程如下:
已知:“萃取”时发生反应:(金属阳离子)(有机液)(有机液);与相似,易水解。
①试剂X的名称为 ,“萃取”和“反萃取”的目的是 。
②关于虚线框内的实验步骤,下列说法正确的是 (填标号)。
A.可以提高溶液的浓度
B.烧碱溶液可用纯碱溶液代替
C.需用到分液漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
(6)akg的高铟烟灰经上述流程后,得到质量分数为w的产品bg,则高铟烟灰中Bi的百分含量为 (用含a、b、w的计算式表示)。
12.(2024·四川南充·一模)锰废渣的硫酸浸出液含有大量、、以及少量的、、、。通过沉淀-萃取法可以回收其中的锰、钴、镍,流程如图所示。
已知:萃取剂a和b均为有机物,可用通式表示,萃取金属离子时,发生反应:(代表被萃取的金属)。
(1)的作用是 。
(2)该流程中涉及的实验操作有___________(填字母标号)。
A.过滤 B.蒸发结晶 C.分液 D.蒸馏
(3)加入调的目的是 。
(4)已知:,,向除铁后的溶液中加入,当溶液中时, 。(保留1位有效数字)
(5)写出反萃取出的离子方程式 。
(6)、利用萃取剂b进行分离,二者萃取率随无机相变化如图所示。无机相的控制在 左右为宜。
(7)回收液中浓度的测定:取回收液,滴入几滴紫脲酸胺指示剂(遇显橙黄色),用浓度为的溶液进行滴定(),达到滴定终点时消耗溶液的体积。物质的量浓度为 。
13.(2024·广西柳州·一模)我国主要以型锂辉石(主要成分、、,含有、等杂质)为原料,通过硫酸锂苛化法生产氢氧化锂并制备锂离子电池的正极材料。流程如下:
已知:①不溶于水,能溶于强酸。
②部分金属氢氧化物的如下表。
物质
③和的溶解度随温度变化的曲线如图所示,二者结晶时均以水合物形式析出。
回答如下问题:
(1)“球磨”操作的目的是 。
(2)加入石灰石中和残酸,调节pH使铁、铝等杂质完全沉淀,则pH至少为 。(保留一位小数。通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全)
(3)滤渣2的成分是 。
(4)获得时,通常“冷冻至0℃”,原因是 。
(5)溶液与和混合溶液制备的化学方程式为 ;两种溶液相互滴加的方式不同会影响产率和纯度,有同学认为应该将和混合液滴加到溶液中,你认为是否合理 (填“是”或“否”),说明理由: 。
(6)需要在高温下成型后才能作为电极,高温成型时要加入少量石墨,则石墨的作用是 (任写一点)。
14.(2024·陕西安康·一模)硒被誉为“生命元素”。亚硒酸钙(,难溶于水)常作饲料添加剂,常作制备含硒营养物质的原料。一种含硒废料制备亚硒酸钙和二氧化硒的流程如图(部分条件和部分产物省略)。回答下列问题:
已知部分信息如下:
①含硒废料的主要成分是和;“焙烧”时固体产物为、和。
②易溶于水,难溶于水。
(1)“焙烧”时,含硒废料需要粉碎,目的是 。
(2)利用“浸渣”可以制备胆矾,其操作步骤是加入足量稀硫酸溶解,再通入热空气。通入热空气的目的是 (用离子方程式表示)。
(3)上述参加反应的双氧水远小于实际消耗的双氧水(反应温度在50℃),其主要原因是 。
(4)硒酸分解制备的副产物有 (填化学式)。
(5)已知、的熔点分别为315℃、733℃,其熔点差异的主要原因是 。
(6)测定产品纯度。称取产品溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入足量溶液和适量稀硝酸,充分反应后,滴加3滴淀粉溶液,用溶液滴定至终点时消耗VmL滴定液。发生有关反应:
①(未配平)
②
该产品中硒元素的质量分数为 %。如果大量空气进入锥形瓶,可能导致测得的结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
15.(2024·广东·模拟预测)钼具有耐腐耐磨的特性,目前广泛应用于化工、医疗和国防领域。一种使用先进的碱性氧化焙烧法,从镍钼矿(主要成分是)中回收钼的流程如图所示:
已知:①“焙烧”后钼元素以的形式存在,的化合价不变且以氧化物的形式存在,“焙烧”过程中未见有含气态物的生成。
②。
③一般离子浓度达到以下视为沉淀完全。
回答下列问题:
(1)写出“焙烧”过程中发生反应的化学方程式: 。
(2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(3)实验用量与理论用量的比值为1.0、1.1、1.2、1.3时,Mo的浸出率和残留浓度的关系如图所示,则的最佳用量比为 ,结合图中信息说明理由: 。
(4)常温下,“水浸”过程完成后溶液中,试计算“净化”过程中每升溶液中需加入 (保留两位有效数字),若“净化”完成后溶液的,则此时溶液中 (填“不存在”或“存在”)沉淀。
(5)被称为润滑之王,其稳定晶体的晶胞结构的透视图与正视图如图所示,晶胞参数,原子间距,则 ;晶胞中与Mo原子距离最近且相等的原子数目为 。
16.(2024·河南·模拟预测)一种回收锌电解阳极泥(主要成分为、和ZnO,还有少量锰铅氧化物和Ag)中金属元素锌、锰、铅和银的工艺如图所示。回答下列问题:
已知:易溶于水,不溶于乙醇。
(1)中Pb的化合价为+2价,Mn的化合价有+2价和+4价,则氧化物中+2价和+4价Mn的个数比为 。
(2)“还原酸浸”过程中主要反应的化学方程式为 。
(3)结合溶解度曲线图分析,由溶液制得晶体的“一系列操作”是 、 ,用 (填物质的名称)洗涤、干燥。
(4)“电解”时,加入与水反应生成二元弱酸,在阴极放电生成Se单质,有利于电还原沉积。则放电的电极反应式为 。
(5)通过计算说明可用溶液将“滤渣”中的转化为的原因 。[已知:25℃时,]
(6)锰、镍、镓的某种磁性形状记忆型合金的晶胞结构如图所示。表示阿伏加德罗常数的值。该晶体的密度为 (列出计算式即可)。
17.(2023·河北邢台·模拟预测)某研究小组以硫铁矿制硫酸后的废渣为原料制备絮凝剂聚合氯化铁,按如下流程进行实验。
已知:①硫铁矿的主要成分是,含有少量;
②的絮凝效果可用盐基度衡量,盐基度;
③表面活性剂为聚乙烯醇,具有较大的比表面积。
回答下列问题:
(1)写出基态Fe原子的价层电子轨道表示式: 。
(2)硫铁矿焙烧时的化学方程式为 。
(3)写出一条可提高酸浸时的浸出率和酸浸速率的措施: ,酸浸时温度不宜过高的原因为 。
(4)表面活性剂聚乙烯醇的水溶性 (“好”或“不好”),其原因是 。
(5)已知常温下,假定滤液中,则NaOH调pH不能大于 ,pH大于该值后的影响是 。
(6)最后一步使用水浴加热的原因是 。
(7)盐基度的测定:称取一定质量的聚合氯化铁固体,分成两等份,一份测得;另一份在空气中加强热分解,最终得到红棕色固体8.0g,则该聚合氯化铁的盐基度为 (保留2位有效数字)。
18.(2024·广西·模拟预测)层状结构薄膜能用于制作电极材料。薄膜由辉钼矿(主要含及少量FeO、)制得后再与S经气相反应并沉积得到,其流程如下。
回答下列问题:
(1)“焙烧”产生的用溶液吸收生成的离子方程式为 。
(2)“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵溶液,为提高“浸取”速率,可采用的措施是 (举一例)。
(3)“灼烧”过程中需回收利用的气体是 (填化学式)。
(4)在650℃下“气相沉积”生成的反应需在特定气流中进行,选用Ar而不选用形成该气流的原因是 。
(5)层状晶体与石墨晶体结构类似,层状的晶体类型为 。将嵌入层状充电后得到的可作电池负极,该负极放电时的电极反应式为 。结合原子结构分析,能嵌入层间可能的原因是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(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、、。
2.(1) 第四周期第VIA族
(2)防腐剂、抗氧化剂、漂白剂、工业制硫酸等
(3) ZnO或 部分转化成;pH过高时,FeOOH沉淀会转化成胶体,胶体具有吸附性,胶体会吸附锌离子
(4) Cu、Ni
(5)
【分析】
锌矿(主要成分是ZnS,含少量、CuS、NiS、等)焙烧产生气体X,主要成分为SO2,烧渣为氧化物,加入稀硫酸酸浸,不溶于硫酸,故滤渣1为,滤液为硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸铜等,通入氧气、物质Y为ZnO或等,除铁产生FeOOH,滤液加入锌置换出Cu、Ni,故滤渣1为Cu、Ni,滤液主要成分为硫酸锌,一系列处理后得到ZnSe;
【详解】(1)Se是34号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,可知Se处于周期表中第四周期第VIA族;Zn是30号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,其价层电子排布式为3d104s2;
(2)气体X为SO2,用途有防腐剂、抗氧化剂、漂白剂、工业制硫酸等;
(3)浸出液中含有,“除铁”步骤中通入氧气时亚铁离子被氧化生成FeOOH,发生反应的离子方程式为,同时需补充适量物质Y,消耗H+但又不能引入新的杂质,故Y可以是ZnO或;“除铁”最佳pH为3.0,如果pH过高,会导致溶液中的含量降低,其主要原因是部分转化成;pH过高时,FeOOH沉淀会转化成胶体,胶体具有吸附性,胶体会吸附锌离子;
(4)根据金属性强弱,“置换”时滤渣2的主要成分为Cu、Ni;也可以在酸性含的溶液中加入锌粉和,生成,其离子方程式为;
(5)由晶胞结构可知,Ba位于体心,个数为1,Ti位于顶点,个数为8=1,O位于棱上,个数为12=3,其化学式为BaTiO3,晶胞质量为,故晶体密度= g·。
3.(1)
(2)
(3)Fe(OH)3
(4)H2SO4
(5)[4.6,5.3)
(6)或
(7)
【分析】
以锌精矿(主要成分为ZnS,还含有铁、铜、和锗等金属硫化物)为原料制备Zn、Ga、Ge,锌精矿通入氧气、硫酸进行氧压浸出,各硫化物转化为硫酸盐,同时得到S单质,加入ZnO调节pH,生成Fe(OH)3除去铁离子,再加入Zn置换,过滤得到Ge、Cu、Ga的混合物,滤液可以进一步得到Zn,混合物氧化焙烧,得到其氧化物,然后加入硫酸酸浸,得到硫酸盐,加入萃取剂HA,Ge进入水相,Cu、Ga进入有机相,水相经系列反应得到Ge单质,有机相反萃取后的水溶液中含有Ga3+、Cu2+,然后加入NaOH沉Ga,用NaOH碱溶,得到偏镓酸盐,电解,得到Ga,据此解答。
【详解】(1)Ga为31号元素,基态镓原子的核外电子排布式为。
(2)“氧压浸出”时,ZnS和氧气、硫酸反应得到硫酸盐和S,发生反应的化学方程式是。
(3)“滤渣I”的主要成分为Fe(OH)3。
(4)结合前面所得物质为对应的硫酸盐,则“反萃取”工序中的试剂X宜选用H2SO4。
(5)
反萃取后的水溶液中含有Ga3+、Cu2+,结合两者沉淀完全的pH,“沉镓”时应控制溶液的pH范围为[4.6,5.3)。
(6)“碱溶”过程为转化为,发生反应的离子方程式或。
(7)晶胞中As原子数为6×+8×=4,Ga原子数为4,则ρ=== g/cm3。
4.(1)促进水解,使转化成沉淀除去
(2)
(3)
(4)加热浓缩溶液至有晶膜出现(蒸发浓缩),冷却结晶
(5)
(6)
(7)
【分析】在600℃焙烧时,(NH4)2SO4分解产生H2SO4,H2SO4与NiO、FeO、CaO反应生成NiSO4、Fe2(SO4)3(未隔绝空气,亚铁被氧化)、CaSO4,SiO2不与硫酸反应,接着进入浸泡环节,除铁元素,使铁转化为沉淀除去,SiO2不溶,故浸渣中还含有SiO2,经过此步骤,所得浸取液中含有CaSO4(微溶物),上一步未完全除去)、NiSO4、H2SO4,接着进入除钙步骤,CaSO4转化为难溶的CaF2被除去,之后溶液中主要含有NiSO4、H2SO4、硫酸钠,萃取实现分离,有机相经过几步处理最终得NiSO4。
【详解】(1)浸泡目的是除铁元素,故用95℃热水浸泡的目的是促进水解,使转化成沉淀除去;
(2)矿渣中部分焙烧时与反应生成的化学方程式是;
(3)除钙率为时,c(Ca2+)=,则 ;
(4)从溶液中获得晶体的操作依次是加热浓缩溶液至有晶膜出现(蒸发浓缩),冷却结晶,过滤,洗涤,干燥;
(5)由图B段固体质量不再改变,则为氧化物,煅烧过程中Ni会被空气氧化,发生的化学方程式为4+O2=2+4SO3+6H2O;设刚开始质量为263g,即1mol,由元素守恒,为0.5mol,即83g,根据图上信息B段剩余固体质量为263×0.3155=83g,即B段所表示的固体物质的化学式是;
(6)基态镍离子的核外最外层电子排布式是;
(7)晶体结构与晶体类似,离子分别位于顶点、面心,棱上、体心其晶胞的棱长为,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为面对角线一半,是;“单分子层”最小重复单元为以四个氧离子作密致单层排列中间有一个镍离子,所占氧离子,镍离子个数都为1,则每平方米面积上分散的该晶体的质量是。
5.(1)
(2)10
(3)时,淋洗液和会结晶沉淀并附着在树脂上,发生堵塞
(4)
(5) (0.5,0.5,0.87) [或]
【分析】普通级氯化镧料液经过吸附柱和多次分离柱进行Cu-H转型,得到[La(EDTA)]3+,然后沉淀稀土元素,再进行高温焙烧得到超高纯单一稀土氧化物,以此解答。
【详解】(1)在树脂吸附柱上发生反应生成被吸附在树脂内部,反应的离子方程式为。
(2)由图可知,淋洗液的应调到10时分离效率最高。
(3)淋洗液的时,分离效率就迅速下降,原因是:时,淋洗液和会结晶沉淀并附着在树脂上,发生堵塞。
(4)在空气中焙烧生成和CO2,C元素化合价由+3价上升到+4价,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:2+3O22+12CO2,消耗的氧气与高温焙烧生成的的物质的量之比为1:4,若空气中氧气的体积分数为,则消耗的空气与高温焙烧生成的的物质的量之比为5:4。
(5)晶胞中Cu的个数为8× +1=2,O的个数为16×+4×+2=8,Sr、La的个数为8×+2=4,锶(Sr)原子与镧(La)原子的个数比为1∶3,该超导体的化学式为。体心与顶点的Cu原子有着相同的化学环境,则可知体心Cu原子的分数坐标为(0.5,0.5,0.5)。Sr、La原子2在体心Cu原子的上方,结合Sr、La原子1的分数坐标,可得Sr、La原子2的分数坐标为[0.5,0.5,(0.5+1-0.63)],即 Sr、La原子2的分数坐标为(0.5,0.5,0.87)。因为体心与顶点的Cu原子有着相同的化学环境,所以体心Cu原子与Sr、La原子2之间的最近距离等于顶点Cu原子与Sr、La原子2之间的距离,可得距离为[或]。
6.(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=。
7.(1)p
(2)
(3) 将转化为可溶性的,不与氨水反应,从而过滤除去
(4)7.3
(5) 8
【分析】辉铋矿中加入氯化铁和盐酸的混合溶液浸取时,金属硫化物转化为硫和可溶性金属氯化物,二氧化硅与混合溶液不反应,过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣,得到滤液中加入铋,将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,过滤得到滤液;调节滤液的pH,将铋离子、铜离子转化为氢氧化铋、氢氧化铜沉淀,过滤得到含有亚铁离子的滤液和滤渣;向滤渣中加入氨水,将氢氧化铜转化为四氨合铜离子,过滤得到含有四氨合铜离子的滤液和氢氧化铋沉淀;氢氧化铋溶于稀硝酸得到硝酸铋溶液,硝酸铋溶液与偏铝酸钠溶液反应制得铝酸铋。
【详解】(1)铋元素与氮元素同主族,则铋元素位于元素ⅤA族,为p区元素;
(2)辉铋矿主要成分为,铁离子具有氧化性,将负二价硫氧化为为硫单质,铁离子被还原为亚铁离子,结合电子守恒可知,反应为:;
(3)由分析可知,“还原”时,加入铋的目的是将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,铋被氧化为铋离子,故“还原”时发生主要反应的离子方程式为;得到沉淀中含有氢氧化铋、氢氧化铜,“碱溶”步骤中加入可以将转化为可溶性的,不与氨水反应,从而过滤除去,分离出沉淀;
(4)由分析可知,“沉淀”时调pH使得铋离子、铜离子转化为氢氧化铋、氢氧化铜沉淀,而亚铁离子不能转化为沉淀,由溶度积可知,当亚铁离子开始沉淀时,溶液中的氢氧根离子浓度为,pOH=6.7,pH为7.3,则“沉淀”时调pH的最大值应小于7.3;
(5)由图可知,晶胞a中以面心为例,其上下层各有4个Cs+,则的配位数为8;由图可知,晶胞b中两个最近的的距离为面对角线的一般,为nm;据“均摊法”,晶胞b中含个、个、8个Cs+,则晶体密度为。
8.(1) Cu2S+O22Cu+SO2 3Fe3O4+28H++NO=9Fe3++NO↑+14H2O
(2) 将Cu2O和Cu氧化为Cu2+ 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
(3) 乙醇与水能以任意比互溶,用乙醇洗涤可以洗去固体表面残余的水分,同时由于乙醇易挥发能达到快速晾干的目的 蘸取最后一次洗涤液进行焰色试验,如果火焰无黄色则已洗净
(4)SO2+2OH-=SO+H2O
【分析】由流程图可知,冰铜在1200℃条件下与空气中氧气反应,生成二氧化硫、泡铜(氧化亚铜、铜)和四氧化三铁,泡铜、硫酸和双氧水共热反应生成硫酸铜,硫酸铜溶液与过量NaI溶液反应得到CuI沉淀,CuI沉淀先水洗,再乙醇洗涤得到CuI晶体。
【详解】(1)Cu2S被转化为Cu,同时有大气污染物A生成,根据元素守恒可知A为SO2,反应的化学方程式为Cu2S+O22Cu+SO2;熔渣B主要成分为黑色磁性物质,则B为Fe3O4,Fe3O4与足量稀硝酸反应生成一氧化氮、硝酸铁和水,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:3Fe3O4+28H++NO=9Fe3++NO↑+14H2O。
(2)步骤b中H2O2作氧化剂,目的是将Cu2O和Cu氧化为Cu2+;碘离子具有还原性,与铜离子反应生成CuI沉淀和I2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。
(3)乙醇与水能以任意比互溶,用乙醇洗涤可以洗去固体表面残余的水分,同时由于乙醇易挥发能达到快速晾干的目的;由于沉淀表面可能还残留有硫酸钠,因此检验沉淀是否洗涤干净,可通过焰色试验检验洗涤液中不含钠离子即可,其具体方法为:蘸取最后一次洗涤液进行焰色试验,如果火焰无黄色则已洗净。
(4)A为SO2,SO2可以用足量的NaOH溶液来吸收,其反应的离子方程式为:SO2+2OH-=SO+H2O。
9.(1) 坩埚 10.5
(2) NO 2.5h,90℃ 或
(3) 盐酸 中和,促进转化为沉淀
(4)
【分析】废钯催化剂高温焚烧有机物、C、Fe、Zn、Pd被氧气氧化生成氧化物,有机物、C转化为尾气而除去,加入N2H4,PdO被N2H4还原产生Pd,Fe被还原为Fe单质,Zn被还原为Zn单质,再向其中加入王水,Pd、Fe、Zn都能溶于王水,其中Pd与王水反应得到H2[PdCl4]溶液,同时产生有毒无色气体NO气体,再向溶液中加入浓氨水调节溶液pH,钯转化为可溶性的[Pd(NH3)4]2+,铁离子、锌离子全部形成Fe(OH)3、Zn(OH)2沉淀,然后过滤,向滤液中加入盐酸,析出得到[Pd(NH3)2]Cl2黄色晶体,然后煅烧得到PdCl2,再经过还原得到Pd。
【详解】(1)坩埚耐高温,实验室可在坩埚中模拟焚烧实验;的电离方程式为,电离常数 ,则c(OH-)=10-3.5,c(H+)= =10-10.5,pH==10.5
(2)由分析知有毒的无色气体A为NO,由图钯的浸出率最佳的浸取时间和温度为2.5h,90℃;除锌铁”步骤中钯的化合物与试剂Ⅰ反应的化学方程式:或
(3)为了不增加新杂质,“沉钯”步骤中试剂Ⅱ应为盐酸;加入该试剂的目的是中和,促进转化为沉淀
(4)假设海绵钯体积为1L,则海绵钯为1000g,物质的量为 ,吸附氢气体积为nL,物质的量为 ,则1mol Pd吸附氢气的物质的量为
10.(1) Al(OH)3和H2SiO3, 8.37
(2)
(3) 酸性 10∶3
(4) H2O+NH4VO3+ Bi(NO3)3=BiVO4+NH4NO3+2HNO3 pH=6,80℃,浓度为1.0mol⋅L-1 溶液溶液显酸性,则为了维持最佳pH,需要增加NaOH的用量
【分析】本题为利用某废催化剂制备的工业流程题,首先用氢氧化钠碱溶,根据信息可知,沉淀为Bi2O3、NiO,其中氧化铝和二氧化硅分别转化为四羟基合铝酸钠和硅酸钠,过滤后再酸化,其中滤渣为Al(OH)3和H2SiO3,提纯后得到NH4VO4,沉淀处理后得到Bi(NO3)3,最终得到产品,以此解题。
【详解】(1)由分析可知,滤渣的主要成分是:Al(OH)3和H2SiO3;该反应的平衡常数,c(OH-)=10-5.63,c(H+)=10-8.37,pH=8.37;
(2)根据流程可知,“还原”时转化为,相应的方程式为:;
(3)结合信息Ⅲ可知,根据平衡移动原理可知,反萃取剂应选用酸性溶液;萃取、反萃取前后V的化合价都是+5价,则根据得失电子守恒可知,还原剂失去电子的物质的量等于氧化剂得到电子的物质的量,设的物质的量为x,的物质的量为y,则2x×90%=6y,则x∶y=10∶3;
(4)根据流程可知,生成BiVO4的化学方程式为H2O+NH4VO3+ Bi(NO3)3=BiVO4+NH4NO3+2HNO3;根据图中信息可知,制备粒径较小的BiVO4晶体的最佳条件是:pH=6,80℃,浓度为1.0mol⋅L-1;根据信息Ⅱ可知,溶液溶液显酸性,则为了维持最佳pH,需要增加NaOH的用量。
11.(1)Zn2+和Al3+
(2)用75%的硫酸会使SnO2溶解,达不到与ZnO、Fe2O3分离的目的
(3)+3
(4)
(5) 盐酸 选择性除去锡离子,提纯铟离子,后续可以得到高纯度的铟产品 AB
(6)
【分析】高铟烟灰加入硫酸酸浸ZnO与Fe2O3转化为滤液1,剩下的Bi2O3、SnO2、In2O3转化为滤渣1,被75%的硫酸溶解转为(BiO)2SO4和Sn(SO4)2和In2(SO4)3,滤液加入有机萃取剂分离Sn4+和In3+,在有机相中加入盐酸反萃取剂得到InCl3,加入Zn发生置换反应得到In单质,据此回答。
【详解】(1)由分析可知,滤液1中的阳离子有Fe3+和Zn2+;
(2)由题给已知SnO2 不溶于稀硫酸,若用75%的硫酸则使SnO2溶解,达不到与ZnO、Fe2O3分离的目的;
(3)“酸溶”生成的(BiO)2SO4中,Bi元素的化合价为+3价;
(4)“转化2”时发生反应为氯化铋与氢氧化钠、次氯酸钠转化为NaBiO3,反应化学方程式为:;
(5)①要使萃取平衡逆向移动且不能引入新的阴离子,则实际X为盐酸;
②“萃取”和“反萃取”的目的是:选择性除去锡离子,提纯铟离子,后续可以得到高纯度的铟产品;
③A.先将铟转化为沉淀再加盐酸溶解,可以起到富集铟的作用,提高InCl3溶液的浓度,A正确
B.纯碱也可以沉淀铟,所以可以用烧碱溶液代替纯碱溶液,B正确;
C.该过程涉及到过滤,不需要用到分液漏斗,C错误;
故选AB。
(6)Bi的质量为g,则高铟烟灰中Bi的百分含量为。
12.(1)氧化
(2)AC
(3)使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀除去
(4)0.001
(5)
(6)5.4
(7)0.0250mol/L
【分析】锰废渣的硫酸浸出液首先用二氧化锰将二价铁氧化为三价铁,加入碳酸钙后调节pH使三价铁转化为氢氧化铁除去三价铁离子,再用氟化锰除去钙离子、镁离子,随后再用萃取剂a萃取滤液中的,所得有机相中加入反萃取剂得到含Mn2+的溶液,无机相用萃取剂b萃取,无机相中为含的溶液,有机相加入反萃取剂得到含Co2+的溶液,以此解题。
【详解】(1)根据题意可知,浸出液中含有二价铁,的作用是氧化;
(2)根据流程图可知,该流程涉及的实验过程有过滤,分液,故选AC;
(3)在用二氧化锰将二价铁氧化为三价铁后,加入碳酸钙调节pH使三价铁形成氢氧化铁沉淀,故目的是:使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀除去;
(4)当溶液中时,,;
(5)根据信息可知,反萃取剂为酸,则反萃取出是加入适量的酸将锰离子反萃取出来,相应的方程式为:;
(6)根据图中信息可知,pH为5.4左右时,、的萃取率相差较大,故无机相的控制在5.4左右;
(7)根据滴定原理可知,Ni2+与H2Y2-的物质的量之比为1∶1,则Ni2+的物质的量为0.1000mol/L×0.0125L =0.00125mol,则Ni2+的物质的量浓度为。
13.(1)增大反应接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分
(2)4.7
(3)、
(4)此温度下的溶解度与的相差较大
(5) 否 碱性环境下会产生,继而氧化为从而影响产品产率和纯度
(6)改善成型后(或电极)的导电作用(或者与空气中的氧气反应,防止中的被氧化)
【分析】该工业流程原料为型锂辉石(主要成分、、,含有、等杂质),产品为锂离子电池的正极材料,流程主线中元素为锂元素,铝、硅、铁、镁等元素作为杂质元素在工业流程中被除去,型锂辉石通过“球磨”被粉碎,加入浓硫酸“酸化焙烧”转化为、、、、,“调浆浸出”使铝、铁等杂质元素转化为、等被除去,通过“净化除杂”使镁元素及引入的钙元素转化为、而除去,“蒸发结晶、离心分离”得到的硫酸锂溶液中加入,利用和在不同温度下的溶解度的差异,采用“冷冻至0℃”析出,从而得到溶液,经过一系列操作得到,最后与和混合溶液制备。
【详解】(1)型锂辉石通过“球磨”被粉碎,从而增大与浓硫酸反应的接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分;
故答案为:增大反应的接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分;
(2)调节pH使铁、铝等杂质完全沉淀,的大于的,说明更难溶于水,加入石灰石与水调节pH时,先生成,故完全沉淀时也已完全沉淀,利用的计算完全沉淀时,,则,故;
故答案为:4.7;
(3)“净化除杂”工艺中得到滤渣2,该过程加入调节pH为11,使完全转化为沉淀除去,加入使前一工艺中引入的转化为沉淀而除去故滤渣2的成分是、;
故答案为:、;
(4)“冷冻析钠”过程是利用和在不同温度下的溶解度的差异,采用“冷冻至0℃”析出,从而得到溶液,在该温度下,溶解度较小,与的溶解度相差较大;
故答案为:在该温度下,溶解度较小,与的溶解度相差较大;
(5)根据流程转化可知,与和混合溶液制备,反应中元素化合价未发生变化,为非氧化还原反应,根据元素守恒,可推知其余生成物为、,故化学反应方程式为;
溶液为碱性溶液,将和混合液滴加到溶液中,由于开始时溶液过量,会生成沉淀,进一步被氧化为,从而影响产品的纯度和产率,故这种操作不合理;
故答案为:;否;碱性环境下会产生,继而氧化为从而影响产品产率和纯度;
(6)作正极电极材料,石墨本身可以导电,故少量石墨可以改善成型后的导电作用,中铁元素为+2价,具有还原性,可以被氧气氧化,加入少量石墨可以与空气中的氧气反应,防止中的被氧化;
故答案为:改善成型后(或电极)的导电作用(或者与空气中的氧气反应,防止中的被氧化)。
14.(1)增大接触面积,提高反应速率
(2)2Cu2O+O2+8H+=4Cu2++4H2O
(3)温度较高,双氧水受热分解
(4)O2、H2O
(5)都是分子晶体,后者相对分子质量大,范德华力大,熔点高
(6) 偏高
【分析】含硒废料的主要成分是和,加入纯碱和空气焙烧后,得到固体产物为、和;加水溶解,浸渣中含Cu2O,Na2SeO3、Na2TeO3溶于水形成溶液,继续加入稀硫酸,Na2TeO3与硫酸反应生成难溶性酸H2TeO3,并分解得到难溶于水的TeO2,Na2SeO3与硫酸反应生成可溶于水的弱酸H2SeO3,经分离得到H2SeO3,加入H2O2发生氧化还原反应得到H2SeO4,加热分解得到SeO2;H2SeO3中加入石灰乳发生酸碱反应生成亚硒酸钙结晶水合物,沉淀析出。
【详解】(1)“焙烧”时,含硒废料需要粉碎,目的是增大接触面积,提高反应速率。
(2)浸渣中含Cu2O用足量稀硫酸溶解,通入热空气的目的是将Cu2O氧化为Cu2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:2Cu2O+O2+8H+=4Cu2++4H2O。
(3)参加反应的双氧水远小于实际消耗的双氧水(反应温度在50℃),其主要原因是温度较高,双氧水受热分解。
(4)硒酸受热分解的化学方程式为2H2SeO42SeO2+O2+2H2O,故副产物有O2、H2O。
(5)已知、的熔点分别为315℃、733℃,其熔点差异的主要原因是都是分子晶体,后者相对分子质量大,范德华力大,熔点高。
(6)①根据氧化还原反应得失电子守恒,可知消耗一个SeO2得到4e-,生成一个I2失去2e-,故SeO2~2l2,第二个反应若消耗2I2,则消耗4Na2S2O3,故关系为SeO2~2I2~4Na2S2O3,n(SeO2)= ,wg产品中n(Se) =n(SeO2)= ,.则产品中Se的质量分数=;
②如果大量空气进入锥形瓶,碘离子被氧气氧化,则使标准液Na2S2O3消耗量增大,导致测得结果偏高。
15.(1)
(2)
(3) 1.2 当的用量比从1.0增加到1.2时,钼的浸出率明显增加,当用量比从1.2增加到1.3时,锄的浸出率增加不大,但的残留浓度显著增大
(4) 0.70 不存在
(5) 2 6
【分析】镍钼矿(主要成分是)通入空气,加入碳酸钠焙烧产生CO2,水浸后除去滤渣1为,加入硫酸镁净化除去滤渣2为氢氧化镁,冷却结晶得到硫酸钠,加入D318-Ⅲ树脂离子交换,再加入氨水解析得到解析液,处理后得到钼酸铵;
【详解】(1)由题中信息可知,含的产物为,S没有生成气体物质,故被氧化为最高价的盐,流程中生成,可写出反应物与生成物,再由氧化还原配平的规则进行还原剂和氧化剂的配平,再根据元素质量守恒配平其他原子,写上焙烧条件可得;
(2)被氧化为,不溶于碱性的碳酸钠溶液成为滤渣,由题中信息可知以价氧化物存在,也不溶于碱性碳酸钠溶液,成为滤渣,答案为;
(3)由图可知,当用量比从1.0增加到1.2时,钼的浸出率明显增加,当用量比从1.2增加到1.3时,钼的浸出率增加不大,但的残留浓度显著增大,故最佳用量比选择1.2;
(4),转换单位为,完全沉淀此部分需,当沉淀完全后溶液中,合计,故每升溶液中需加入,若“净化”完成后溶液,则此时溶液中,此时,故不存在沉淀;
(5)由图可知,一个晶胞中含有2个原子,4个原子,故;晶胞中与原子距离最近且相等的原子数目为3,故晶胞中与原子距离最近且相等的原子数目为6。
16.(1)1:3
(2)
(3) 加热蒸发 趁热过滤 乙醇
(4)
(5)当加入碳酸钠溶液时,发生反应,该反应的平衡常数,几乎可以完全转化
(6)
【分析】向阳极泥中加入稀硫酸将ZnO转成ZnSO4,随滤液除去,向滤渣中加稀硫酸和葡萄糖酸浸还原+4价Mn为+2价得滤渣1,剩余的加入稀硫酸和葡萄糖还原酸浸,+4价的Mn变成+2价Mn进入溶液,过滤,得MnSO4溶液,经过一系列操作,得MnSO4•H2O晶体,滤渣1中加入Na2CO3溶液,使PbSO4转化成溶解度更小的PbCO3,再加入醋酸,酸浸溶铅,得到Ag单质和醋酸铅溶液,在醋酸铅溶液中加入H2SO4,生成PbSO4沉淀,过滤得PbSO4;据此解答。
【详解】(1)设Pb2Mn8O16中含a个+2价Mn,则+4价Mn有(8-a)个,据化合价代数和为0列式为,解得a=2,则+2价和+4价Mn的个数比为1:3;
(2)由题中信息可知,在酸洗后剩余的加入稀硫酸、葡萄糖与MnO2发生氧化还原反应,+4价Mn得电子被还原成Mn2+,葡萄糖中C失电子被氧化成CO2,其离子方程式为;
(3)根据溶解度曲线图分析,首先进行蒸发结晶,当进行蒸发结晶出的晶体与滤液分离操作时需进行趁热过滤,防止杂质从中因温度降低而析出混入,晶体样品易溶于水,难溶于乙醇,可用乙醇洗涤晶体;
(4)在阴极放电生成Se单质,H2SeO3 中Se的化合价为+4价,生成0价的Se单质,则电极反应式为;
(5)当加入碳酸钠溶液时,发生反应,该反应的平衡常数,几乎可以完全转化,故可用溶液将“滤渣”中的转化为;
(6)根据图示,Ni原子处于的位置为顶点8个,面心6个,棱心12个,体心1个,则Ni的个数为,Mn原子处于的位置为体内,则有4个原子,Ga原子位于体内,则有4个原子,则晶胞的质量,体积为,。
17.(1)
(2)
(3) 粉碎矿石或搅拌,增大接触面积 避免盐酸挥发过多
(4) 好 聚乙烯醇有亲水基羟基,可与水分子形成分子间氢键
(5) 2 会生成,使聚合氯化铁纯度降低
(6)促进聚合氯化铁聚沉
(7)0.97
【分析】硫铁矿的主要成分是,含有少量,经过焙烧转化为,用盐酸酸浸后过滤除去,滤液中含有,向其中加入表面活性剂并用NaOH调pH使其转化为聚合氯化铁溶液,然后加热使其聚沉得到聚合氯化铁固体。
【详解】(1)Fe是26号元素,基态Fe原子的价层电子轨道表示式;
(2)硫铁矿焙烧生成和,化学方程式为;
(3)提高酸浸时的浸出率和酸浸速率的措施:粉碎矿石或搅拌,增大接触面积,酸浸时温度不宜过高避免盐酸挥发过多;
(4)表面活性剂聚乙烯醇的水溶性好,因为聚乙烯醇有亲水基羟基,可与水分子形成分子间氢键;
(5)根据已知条件常温下,假定滤液中,,为了避免产生,应小于,故NaOH调pH不能大于2,pH大于2,会生成,使聚合氯化铁纯度降低;
(6)最后一步使用水浴加热的原因促进聚合氯化铁聚沉;
(7)根据题意称取一定质量的聚合氯化铁固体,分成两等份,一份测得;另一份在空气中加强热分解,最终得到红棕色固体8.0g,根据铁元素守恒,,,根据化合物代数和为0, ,则该聚合氯化铁的盐基度为。
18.(1)
(2)将固体粉碎
(3)NH3
(4)和S在加热条件下发生生成H2S
(5) 混合型晶体 为Li失去一个电子形成,原子半径小
【分析】薄膜由辉钼矿(主要含及少量FeO、)制得后再与S经气相反应并沉积得到,辉钼矿焙烧后使用氨水浸取得到,结晶后灼烧得到,最后与S经气相反应并沉积得到,据此分析解题。
【详解】(1)用溶液吸收,生成,离子方程式为,故答案为。
(2)“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵溶液,可将固体粉碎,提高“浸取”速率,故答案为将固体粉碎。
(3)为铵盐,“灼烧”过程产生NH3,可回收利用,故答案为NH3。
(4)和S在加热条件下发生生成H2S,所以用Ar而不选用,故答案为和S在加热条件下发生生成H2S。
(5)石墨的晶体类型为混合型晶体,层状晶体与石墨晶体结构类似,所以层状的晶体类型为混合型晶体,将嵌入层状充电后得到的可作电池负极,放电是原电池,失去电子发生氧化反应,电极反应式为,为Li失去一个电子形成,电子排布式为1s2,原子半径小,能嵌入层间,故答案为分子晶体;;为Li失去一个电子形成,原子半径小。
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
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