2025届高三化学二轮复习 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·湖南·模拟预测）陶瓷工业中钴系色釉具有呈色稳定、呈色强度高等优点，利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔，LiCoO2等杂质)制备碳酸钴的工艺流程如图： (1)加入NaOH溶液碱浸时发生反应的离子反应方程式 ，酸溶时，H2O2的作用是 。 (2)实验操作①的名称是 操作②用到的玻璃仪器有： 。 (3)已知钴、锂在有机磷萃取剂中的萃取率与pH的关系如下图所示，则有机磷萃取时最佳pH为 。 (4)CO(OH)2在空气中加热时，固体(不含其他杂质)，质量随温度变化的曲线如图所示，290℃时，所得固体物质的化学式为： 。 (5)Co2+萃取的反应原理如下：，则从有机相中分离出CoSO4需向有机溶剂中加入以下哪种试剂_______。 A．H2SO4 B．NaOH C．HR D．Co(OH)2 (6)“沉钴”时，Na2CO3的滴速过快或浓度太大，都会导致产品不纯，请分析原因： 。 2．（2024·江西·模拟预测）是一种氧化剂、催化剂，以含铼废渣(含Re、、Fe、Ni和等)为原料提取的工艺如图所示。 已知：①“酸浸”浸液含(强酸)、、等。 ②离子交换中存在平衡：。回答下列问题： (1)在元素周期表中，Re与Mn同族，则Re位于 区。 (2)“粉碎过筛”的目的是 ，“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 ，“反萃取”中试剂A的化学式为 。 (3)“离子交换”中c(Cl-)变化如图所示。 下列叙述正确的是_______。(填字母) A．正反应速率：c>b>a B．8min时离子交换反应已停止 C．向溶液中加入少量NaCl，离子交换反应的平衡常数减小 D．2~4min内 (4)其他条件相同时，“离子交换”过程中料液和D296体积比与铼交换率、铼交换量的关系如图2所示，混合液的pH与铼提取率的关系如图3所示。 ①由图2知，“离子交换”选择的适宜料液和D296体积比为 。 ②其他条件相同，混合液的pH>1.5时，铼提取率降低的主要原因可能是 。 (5)Re有多种金属氧化物，其中晶胞如图所示。已知NA代表阿伏加德罗常数的值，晶胞参数为a pm。 该晶胞中阳离子的配位数为 ，该晶体密度为 g·cm-3。 3．（2024·山东日照·模拟预测）镓、锗都是重要的半导体原材料，利用锌浸出渣(主要成分有ZnO、Ga2O3、GeO2、还有FeO、Fe2O3、Bi2O3等杂质)制备镓和锗的流程如下： 已知Ⅰ.单宁酸是一种有机沉淀剂，可与四价锗络合形成沉淀； Ⅱ.该工艺条件下，， Ⅲ.镓与铝的性质相似，但高纯度的镓难溶于酸或碱。 回答下列问题： (1)“浸渣”的主要成分为 。 (2)“降铁浓缩”中为，则除时应控制pH的范围是 (已知：当溶液中某离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全)。 (3)若用H2R表示单宁酸，“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节pH为2.5，不能过高或过低，原因是 。 (4)HGaCl4与过量氢氧化钠反应的化学方程式为 。“电解”得到单质镓，阴极的电极反应为 。 (5)步骤①—③目的为 ，“还原”过程中参与反应的H2体积为89.6 L(标准状况下)，则理论上步骤①中消耗SOCl2物质的量为 。 4．（2024·陕西安康·模拟预测）广泛用于火箭、原子能、电子工业等领域。以矿石(主要成分是Be2SiO4，含少量MnO等)为原料制备Be的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)“烧结”之前，将铍矿石粉碎成粉末，其目的是 。 (2)“除锰”时发生反应的离子方程式为 。“除锰”时温度不宜过高，原因是 。 (3)制备无水过程如下：将溶于盐酸，蒸发浓缩、冷却结晶得到；加热和的混合物得到无水，该化学方程式为 。也可以用固体替代，的作用是 。 (4)1828年德国化学家维勒用金属钾还原熔融的氯化铍而得到。若将这个反应设计成原电池，则在电池的 (填“正”或“负”)极得到Be。 (5)铍和铝的化学性质相似，下列叙述错误的是 (填字母)。 A．铍是一种轻金属，能与冷水反应 B．常温下，BeCl2溶液的pH＜7 C．氧化铍的熔点高、耐酸碱腐蚀 5．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）碱式硫酸镁晶须是一种无机镁盐晶须，难溶于水，将其添加到以橡胶、塑料为基体的复合材料中，能使该复合材料有良好的阻燃功效。一种以蛇纹石（主要含、、、、等）为原料制备碱式硫酸镁晶须的流程如图： 已知：该工艺条件下，相关金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表： 开始沉淀 7.6 2.2 3.5 9.5 完全沉淀 9.6 3.2 4.7 11.1 回答下列问题： (1)滤渣1的成分为 （填化学式）。 (2)氧化的目的是 （用离子方程式表示）。 (3)物质X的化学式为 ，pH的调控范围为 。 (4)“水热、陈化”步骤中发生反应的化学方程式为 。 (5)“一系列操作”为 。 (6)将碱式硫酸镁晶须进行热重分析测定其化学式，TG热重曲线[样品的固体残留率（×100％）随温度变化]-DTG（微商热重曲线，表示质量的变化速率随温度的变化）如图1所示，第一次失重发生反应的化学方程式为，第三次失重后获得的晶体的晶胞结构如图2所示。 ①x、y、z为最简整数比，则碱式硫酸镁晶须的化学式为 。 ②图2晶胞中白球的配位数为 。 6．（2024·河北沧州·三模）是一种用途极广的稀土材料，可广泛应用于多种研究领域。由矿制备的工艺流程如下图所示： 回答下列问题： (1)为镧系的稀土元素，在元素周期表中的位置是 ，在周期表中共有 种稀土元素。 (2)是 (填“复盐”或“混盐”)，将矿粉采用如下图所示方式焙烧的优点是 。 (3)该流程中，反应①的化学方程式为 。 (4)溶解度关系： 填“”或“”)。 (5)实验室模拟操作N时，检验是否沉淀完全的操作是 。若恰好沉淀完全时，，则溶液的 。已知：、、。 (6)是一种常见的催化剂，用太阳光照射，当时，电子吸收能量由M跃迁至N，并形成和，和分别在催化剂表面进行反应，其反应过程如下图所示，则具有 性(填“氧化”或“还原”，下同)，Y为 产物。 (7)具有与相似的晶胞结构，若晶体的密度为，阿伏加德罗常数的值为，则晶胞的边长为 fm。 7．（2024·浙江宁波·模拟预测）工业上以黄铁矿为原料利用“接触法”制硫酸，并利用硫酸渣(主要含、、，其它杂质不考虑)生产铁基颜料铁黄(FeOOH)的制备流程如图所示。 (1)滤液II中的阳离子除外还有 。 (2)以下有关说法不正确的是_______。 A．工业上用98.3%的浓硫酸吸收生成的 B．和都属于酸性氧化物，通到溶液中都会产生白色沉淀 C．FeOOH、中均含有非极性共价键 D．氟氢化钾()与发烟硫酸反应可生成氟磺酸()，说明硫酸的酸性大于氟磺酸 (3)“氧化”中，生成FeOOH的离子方程式为 。 (4)“酸溶”过程中ρ(溶液的质量浓度)及F(溶液的酸度)与w(质量分数)之间的关系如右图所示。当F值恒定时，随溶液质量浓度增大，所需硫酸的质量分数 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)设计实验方案检验硫酸渣中的金属元素 。 8．（2024·湖南·二模）以菱锰矿（主要成分是，含少量、、、等）为原料制备锂电池的正电极材料的流程如图所示。 回答下列问题： (1)基态Mn原子价层电子排布式为 。 (2)“浸渣1”主要成分有和 （填化学式）；提高“酸浸”速率的措施有 （答一条）。“除铁铝”中的作用是 。 (3)“电解”中废液可循环用于 （填名称）工序。用过一硫酸替代“电解”氧化生成，写出离子方程式： （注：第一步完全电离，第二步电离程度小）。 (4)在不同温度下，合成中的、和的含量与温度的关系如表所示： 700 5.56 44.58 49.86 750 2.56 44.87 52.57 800 5.50 44.17 50.33 850 6.22 44.40 49.38 由此可以确定，在上述温度范围内，锰元素的平均价态的变化趋势符合图像 （填序号）。 (5)锂锰电池电极总反应式为。 电池放电时，正极反应式为 。 9．（2024·江西宜春·三模）酸性条件下，砷酸具有较强氧化性，能被正四价硫、碘离子等还原为正三价砷。某工厂以废渣(主要含)制备砷的流程如下：    回答下列问题： (1)砷的原子结构示意图为 。的结构简式为  ，0.5mol 所含有S-S键的物质的量为 mol。 (2)“碱浸”后溶液中含有、，则该工序主反应的化学方程式为 。 (3)“沉砷”时，加入试剂A的作用为 ；结合必要的化学用语说明为了提高的产率，加石灰乳时控制温度45℃～85℃的目的是 。 (4)滤渣1含硫酸钙和沉淀a，实验室里，用 试剂除去试管壁上的沉淀a。 (5)加热时“再还原”的化学方程式为 。“还原”中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。 (6)该流程中可以循环使用的物质为 。 (7)设计实验检验“还原”后的溶液中是否存在正五价砷元素 。 10．（2024·陕西渭南·三模）重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的化工原料，可用于制铬矾、火柴、铬颜料，并供鞣革、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，质量分数为67.2%，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]为原料制备重铬酸钾的工艺流程如图所示： 已知： ①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2，Cr元素转化为Na2CrO4；铝的氧化物转化为NaAlO2。 ②Fe(CrO2)2的摩尔质量为224g/mol，K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol。 ③矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c(mol•L-1)的对数值与pH的关系如图所示。 某化工厂利用1000kg铬铁矿为原料，制备重铬酸钾。 请回答下列问题： (1)写出“焙烧”过程中发生的主要反应的化学方程式： 。 (2)“水浸”所得滤渣1的主要成分是Fe(OH)3，写出生成此滤渣的离子方程式： 。 (3)在“中和”步骤中加冰醋酸调节pH约等于7，中和后滤渣2的主要成分是 (填化学式)。 (4)“酸化”时加冰醋酸调节pH约等于5，写出酸化过程中发生反应的离子方程式： 。 (5)工序I经过滤、洗涤后获得粗产品，经工序Ⅱ得到661.5kg产品，则工序Ⅱ的操作方法是 ，生产过程的产率为 。 (6)测定产品中K2Cr2O7含量：称取样品2.50g配成250mL溶液，取25.00mL于锥形瓶中，加入足量稀硫酸和几滴指示剂，用0.1000mol•L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL。则样品中K2Cr2O7的纯度为 。(滴定过程中发生的反应为Cr2O+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O) 11．（2024·山东日照·二模）工业上以软锰矿(主要成分为，还含有少量等)和辉铜矿(主要成分为，还含有少量等氧化物)为原料，制备碳酸锰和胆矾的工艺流程如图所示。 已知：萃取的原理为(为有机相)。 回答下列问题： (1)为了加快“酸浸”速率，可采取的措施是 (答出一条即可)；已知浸出渣中含有单质S，写出“酸浸”时与反应的离子方程式： 。 (2)“萃取”后的溶液中，当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽，已知“调除镍”时应控制溶液的最小值是1.8，最大值是5.8，则 [已知，该溶液中和的关系为；忽略溶液体积变化]。 (3)写出“碳化沉锰”过程中发生反应的离子方程式： 。 (4)试剂X为 (填化学式)；“系列操作”包括 、过滤、洗涤和干燥。 (5)在空气中加热分解时，每一步所得固体为纯净物，随温度变化如图所示。 ①时，剩余固体的化学式为 。 ②写出温度高于时反应的化学方程式： 。 12．（2024·广西贵港·模拟预测）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。某科研小组以固体废锌催化剂(主要成分为，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，、分别转化为、进入溶液。 ②时，   ③时，， 请回答下列问题： (1)在元素周期表中位于 区。 (2)“浸取”温度为时，锌的浸出率可达，继续升温浸出率反而下降，其原因为 。 (3)“深度除锰”是将残留的转化为，写出该过程的离子方程式： 。 (4)“深度除铜”时，若加入的过量，会发生反应，导致锌的回收率下降，该反应的平衡常数数值为 。 (5)“电解”产物可用于双离子电池中(装置如图所示)。该电池工作时，正极上发生的电极反应式为 ；每转移电子，负极区电解质溶液的质量增加 。 (6)原子能形成多种配合物，一种锌的配合物的结构如图所示： ①键角 (填“>”“<”或“=”)。 ②配位键和相比，较稳定的是 (填“”或“”)，其原因是 。 13．（2024·北京昌平·二模）电镀污泥(主要成分是，含有等)是电镀废水处理过程中产生的废弃物，其无害化处理和资源化回收技术一直是研究热点。一种综合回收的工艺路线如下： 资料： i．萃取剂由N902(可用HR表示)溶解在煤油中制得，萃取金属离子的反应如下：(：、；：有机相；：水相) ii．常用分配系数表示萃取达到平衡时溶质X在两溶剂中的浓度之比，常用萃取率表示有机相中溶质X的物质的量与初始总物质的量之比。即：分配系数；萃取率 (1)浸出时，反应的离子方程式主要是： 、。 (2)操作i是 。 (3)操作ii中发生反应的离子方程式为 。 (4)本实验中的分配系数为50。 ①一次性取用萃取剂与浸出液充分振荡。的萃取率为 。 ②相关研究认为可采用多级萃取获得更高的萃取率。一种三级萃取的设计示意图及模拟实验得到的数据表如下： 萃取处理 总萃取率% 1级 83.3% 2级 97.2% 3级 99.9% 通过比较①和②中 (填“1级”、“2级”或“3级”)中的萃取率，可分析得到结论：多级萃取的效果好于一次性萃取。 (5)实验表明，有机相中的铜离子可被硫酸反萃，所用硫酸浓度不同，会影响铜反萃率，经过足够长的时间后，实验结果如图所示。 ①结合化学用语解释随硫酸浓度增大，铜反萃率提升的原因： 。 ②在硫酸浓度为时，其他条件不变，只升高温度， (“能”、“不能”、“无法判断”)提升反萃率，理由是 。 ③下列说法正确的是 。 a．一般选用硫酸进行本步操作 b．反萃后得到晶体的操作是：蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤干燥 c．操作后HR可循环利用 14．（2024·北京通州·一模）以低品位铜钴矿（主要成分为、、，还有少量的FeO、、CaO、MgO等杂质）为原料制备硫酸铜晶体和的一种工艺流程如下： 已知：①常温下部分难溶电解质的溶度积常数 物质 ②萃取时发生反应 (1)铜钴矿浸出前要预先粉碎，其目的是 。 (2)浸出步骤铜钴矿中的转化为，该反应的离子方程式为 。 (3)加入试剂a 可使萃取剂再生。 (4)对于过程I： ①加溶液作用是 。 ②通过计算判断是否沉淀完全并简述理由 。（一般认为溶液中离子浓度小于时沉淀完全） (5)滤渣1成分 。 (6)在足量空气中煅烧生成，写出煅烧过程中的化学反应方程式 。 (7)产品纯度测定方法如下： 已知：与EDTA-2Na按物质的量1：1反应，若滴定至终点时消耗EDTA-2Na标准液体积为20.00mL，则产品纯度为 。（的摩尔质量是） 15．（2024·全国·模拟预测）铷和铯在电子器件、催化剂、特种玻璃、生物化学及医药等应用领域有重要作用。自然界中的铷、铯储量丰富，但是含量偏低，常和其他碱金属共生。一种由钾铷铯混合矾(含少量、、等硫酸盐)制备铯盐和碳酸铷的部分工艺流程如下： 回答下列问题： (1)铷位于元素周期表中的第 周期。 (2)“滤渣Ⅰ”中有Al(OH)3和一种重要的硫酸盐，该硫酸盐在医疗上的主要用途为 。工艺流程中分两次调pH的主要目的为 。 (3)“萃铯余液”进行“碳化”的目的是除去溶液中的等杂质离子。 ①“碳化”过程中除去时，发生反应的离子方程式为 。 ②继续通入CO2至过量，“碳化”后溶液中含有大量，的分解温度约为175℃，从溶液中制得碳酸铷的操作是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、 。 (4)利用叠氮酸(HN3)和Rb2CO3两步制取少量金属铷，每一步都会生成一种无色无味气体，已知叠氮酸的酸性大于碳酸的酸性。该制备过程的化学方程式为 、 。 16．（2024·山东·模拟预测）为白色粉末，不溶于水，能与反应生成，在空气中迅速被氧化为绿色铜盐。以含铜矿粉（含有、、及铁的氧化物杂质）为原料制备的流程如图所示： 请回答下列问题： (1)含铜矿粉反应后过滤得到的滤渣中含有硫单质，参与反应的离子方程式为 。 (2)已知：部分氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的如下表： 开始沉淀的 1.5 4.2 沉淀完全的 3.3 6.7 加入氨水中和调节溶液的范围是 。 (3)“络合反应”得到，生成该物质的离子方程式为 ，“络合反应”后得到主要沉淀的化学式是 。 (4)“蒸氨”得到的、用吸收液吸收，得到的吸收液可返回到 工序回收利用。 (5)“中和”过程中加入氢氧化钠溶液调节为，值不能过小的原因是 。 (6)“合成”过程得到，在碱性环境中水解生成。生成的离子方程式为 。 (7)“酸化”过程中盐酸的浓度不能太大的理由是 。 17．（2024·河北·二模）陶瓷热障涂层（TBC）常涂覆于发动机高温部位的合金上，能使发动机在高于合金熔点的温度下工作，是发动机的“防护服”，主要成分是氧化锆，可由锆英砂（主要成分为，也可表示为，还含少量、等杂质）通过如下方法制取： 已知：①能与烧碱反应生成可溶于水的与酸反应生成；②常温下，；时，开始沉淀。 (1)“熔融”过程中，提高反应速率的方法为 （答出一条即可），发生反应的产物有和 。 (2)“除杂”过程中，加入双氧水的目的是 ；滤渣Ⅱ的成分为 ，通入氨气调节溶液的时，溶液中的浓度为 。 (3)为得到纯净的，滤渣Ⅲ要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。 (4)滤渣Ⅲ的成分是。“调”时，写出生成的离子方程式： 。 (5)四方晶胞结构如图所示。在晶胞中的配位数是 ，晶胞参数为，该晶体密度为 （写出表达式）。 18．（2024·河南郑州·模拟预测）草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钻矿[主要成分为、、，含少量的、、、、等]为原料制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)位于元素周期表中第 周期第 族。 (2)浸出渣的主要成分是 (填化学式)。“浸取”时发生反应的化学方程式为 。 (3)“氧化”过程中消耗的量明显偏高的原因是 (用化学方程式表示)。 (4)取“调节”后所得滤液，将调至9.4，可得到沉淀，在空气中煅烧该沉淀得到的化学方程式为 。 (5)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行。向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂发生反应当溶液处于一定范围内时，测得萃取率随溶液的增大而增大，其原因是 。反萃取时，应加入 。 (6)取草酸钴晶体，在空气中加热至恒重，得到和的混合物，则该混合物中的质量为 。 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) 作还原剂，将+3价钴还原为+2价钴 (2) 过滤 分液漏斗 、烧杯 (3)5.5 (4)Co2O3 (5)A (6)Na2CO3的滴速过快或浓度太大，会使溶液碱性增强而产生Co(OH)2 【分析】含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔、LiCoO2等杂质)经过第一步“碱浸”操作，废料中的铝箔溶解转化为NaAlO2(滤液①)而被除去，钴渣①主要含Co3O4和LiCoO2，根据(4)问题干信息，知后续萃取的是Co2+，说明经过酸溶之后，Co元素转化为Co2+，即在“酸溶”步骤中Co元素被还原，故H2O2此时作还原剂，经过操作①得到滤液②，说明操作①为过滤操作，所得滤液②中主要含CoSO4和Li2SO4，经过萃取、分液操作(操作②)实现两者分离，有机相中为CoR2，根据(4)问的萃取原理，可向有机相中加入硫酸，进行反萃取，实现Co元素从有机相转移到水相，最后经过沉钴操作获得CoCO3。 【详解】（1）加入NaOH溶液碱浸时发生反应的离子反应方程式为：，由分析知，H2O2的作用为还原剂，将+3价钴还原为+2价钴；故答案为：；作还原剂，将+3价钴还原为+2价钴。 （2）根据分析可知操作①的名称是为过滤，操作②为萃取、分液操作，所用玻璃仪器有：分液漏斗 、烧杯，故答案为：过滤；分液漏斗 、烧杯。 （3）萃取时，确保Co2+萃取率高，但Li+萃取率要低，结合图象知，最佳pH为5.3~6区间(或5.5左右)，故答案为：5.5。 （4）290oC时，所得固体的摩尔质量为，可知固体为CoO1.5，即Co2O3， （5）Co2+萃取的反应原理如下：，反萃取即使萃取平衡向逆向移动，根据平衡移动原理，在不引入新杂质的情况下可加入H2SO4，使平衡逆向移动，从而达到反萃取目的，故答案选A。 （6）“沉钴”时Na2CO3的滴速过快或浓度太大，都会导致产品不纯，原因为：若Na2CO3的滴速过快或浓度太大，会使溶液碱性增强而产生Co(OH)2杂质，故答案为：Na2CO3的滴速过快或浓度太大，会使溶液碱性增强而产生Co(OH)2。 2．(1)d (2) 增大固体接触面使其充分反应，提高焙烧反应速率 HCl (3)D (4) 12：1 形成Fe(OH)3胶体，吸附后聚沉 (5) 6 【分析】含铼废渣(含Re、、Fe、Ni和等)经过粉碎过筛增大固体接触面使其充分反应，焙烧过程中产生二氧化硫，推知ReS2发生反应生成，加入稀硫酸后酸浸生成(强酸)、、，浸渣为；经过调pH、离子交换、反萃取得到高铼酸(HReO4)，最后经过结晶煅烧得到。 【详解】（1）同族元素在元素周期表中分区相同。Mn位于d区，故Re位于d区。 （2）“粉碎过筛”的目的是增大固体接触面使其充分反应，提高焙烧反应速率；“焙烧”过程中ReS2发生反应的化学方程式为。根据离子交换平衡式可知，增大氯离子浓度，平衡逆向移动，使高铼酸根离子从有机相脱出，进入水相，又不引入新杂质，故加入盐酸生成高铼酸(HReO4)，试剂A的化学式为HCl。 （3）反应开始后，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故正反应速率：c<b<a，A项错误；达到平衡时，正、逆反应速率相等但净反应速率大于0(动态平衡)，并不是反应已经停止，B项错误；平衡常数只与温度有关，改变离子浓度，达到新平衡时平衡常数不变，C项错误；根据图像，2~4min内，，D项正确。 （4）观察图2，料液和D296体积比为12：1时铼交换率和铼交换量较大。由图3可知，pH>1.5时，可能生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶粒带正电荷，吸附溶液中高铼酸根离子并聚沉，导致铼提取率降低。 （5）根据晶胞结构以及物质组成的化学式可知，铼离子位于立方体顶点，氧离子位于立方体棱上，所以铼离子的配位数为6(上下、左右、前后)，1个晶胞含1个“ReO3”；晶体密度。 3．(1)Ga2O3、GeO2、Bi2O3 (2)3≤pH<6 (3)若pH过高会生成，pH过低逆向移动，均不利于生成GeR2 (4) (5) 获得纯度更高的GeO2 4 mol 【分析】锌浸出渣(主要成分有ZnO、Ga2O3、GeO2、还有FeO、Fe2O3、Bi2O3等杂质)在硫酸酸浸1下，ZnO、FeO、Fe2O3溶解后，在次氯酸钠的氧化下，得到含有锌离子和铁离子的混合溶液，进一步处理得到；而Ga2O3、GeO2、Bi2O3不溶解得到浸渣，浸渣在70%硫酸作用下，进行酸浸2，得到含铋渣；继续在有机沉淀剂单宁酸的作用下沉锗，洗涤焙烧得到粗GeO2,经过在600℃SOCl2作用，高纯水作用，脱水，氢气还原下得到高纯的锗；沉锗后经中和酸溶得到HGaCl4溶液，在过量氢氧化钠溶液作用下电解得到金属镓； 【详解】（1）由分析可知，浸渣主要成分为：Ga2O3、GeO2、Bi2O3 故答案为：Ga2O3、GeO2、Bi2O3 （2）Fe3＋完全沉淀时, 当锌离子开始沉淀的时候， 故pH范围是3≤pH＜6；故答案为：3≤pH＜6； （3）题中明确该操作中需调节pH为2.5，不能过高或过低，是因为pH过高过低会有副反应发生，经过分析得到：pH过高会生成，pH过低逆向移动，均不利于生成GeR2； 故答案为：pH过高会生成，pH过低逆向移动，均不利于生成GeR2； （4）①结合流程图和题干镓与铝性质相似，分析得和氢氧化钠溶液反应生成NaGaO2和氯化钠、水，化学方程式为：； ②根据流程图，电解NaGaO2和氢氧化钠溶液在电解条件下生成高纯镓的阴极反应式为：； 故答案为：① ② （5）①根据分析可知，流程中GaO2经过步骤①②③是为了除杂提纯，获得纯度更高的GeO2; ②根据题中转化关系和已知信息得到如下对应关系式为 故答案为：①获得纯度更高的GeO2 ②4mol 4．(1)增大反应物的接触面积，提高反应速率 (2) 氨水受热易挥发 (3) xSOCl2+BeCl2•xH2OBeCl2+xSO2↑+2xHCl↑ 产生HCl，抑制BeCl2水解 (4)正 (5)AC 【分析】本工艺流程以矿石(主要成分为Be2SiO4，少量MnO等)为原料提取氧化铍，铍矿石破碎粉磨，然后加入Na2SiF6、Na2CO3烧结，烧结后，Be、Mn元素以可溶性的Na2BeF4、Na2MnF4形式存在，同时生成Na2SiO3，加入水浸出，过滤去除不溶性杂质，向滤液中加入NH3•H2O、KMnO4得到MnO2固体，过滤得到MnO2，滤液中加入NaOH沉铍，过滤得到的滤渣洗涤烘干得到Be(OH)2，Be(OH)2加入盐酸进行充分溶解，蒸发浓缩、冷却结晶，过滤洗涤干燥，得到BeCl2，最后电解熔融的BeCl2或利用原电池方法可以制得Be，据此分析解题。 【详解】（1）粉碎矿石，可增大反应物的接触面积，提高反应速率，则“烧结”之前，将铍矿石粉碎成粉末，其目的是增大反应物的接触面积，提高反应速率，故答案为：增大反应物的接触面积，提高反应速率； （2）四氟锰钠是配合物，内外界完全电离，在碱性条件下发生归中反应，一水合氨是弱碱，则“除锰”时发生反应的离子方程式为，氨水受热易挥发，故温度不宜过高，故答案为：；氨水受热易挥发； （3）类似氯化铝，BeCl2在水中发生水解，在氯化氢氛围中灼烧氯化铍晶体才能得到无水氯化铍，SOCl2与水反应生成SO2和HCl，抑制BeCl2的水解，则加热SOCl2和BeCl2•xH2O的混合物得到无水BeCl2，该化学方程式为：xSOCl2+BeCl2•xH2OBeCl2+xSO2↑+2xHCl↑，氯化铵受热分解也产生氯化氢，同样可以抑制BeCl2水解制得无水BeCl2，故答案为： （4）原电池中正极发生还原反应，负极发生氧化反应，用金属钾还原熔融的氯化铍而得到Be，将这个反应设计成原电池，则在电池的正极得到Be，故答案为：正极； （5）A．铝不和冷水反应，则铍也不和冷水反应，A错误； B．氯化铝溶液呈酸性，则氯化铍溶液也呈酸性，B正确； C．氧化铝能与强酸、强碱反应，则氧化铍也能与强酸、强碱反应，C错误； 故答案为：AC。 5．(1) (2) (3) Mg(OH)2、MgO 4.7~9.5 (4) (5)过滤、蒸馏水洗涤、无水乙醇洗涤、干燥 (6) 6 【分析】由题给流程控制，向蛇纹石中加入稀硫酸酸浸时，金属氧化物溶于稀硫酸得到可溶性硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应成为滤渣1，过滤向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中加入碳酸镁等物质调节溶液的pH，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和滤液；向滤液中加入氢氧化钠，经水热、陈化、过滤得到滤液和滤渣；滤渣经蒸馏水洗涤、无水乙醇洗涤、干燥得到碱式硫酸镁晶须。 【详解】（1）由分析可知，滤渣1的成分为； （2）氧化的目的是亚铁离子氧化为铁离子：，便于后续铁离子的去除； （3）物质X为反应氢离子调节溶液的pH，其不引入新杂质，故可以为是Mg(OH)2、MgO等；由表可知，使得铁离子沉淀、铝离子沉淀而镁离子不沉淀，则pH的调控范围为4.7~9.5； （4）“水热、陈化”步骤，在硫酸镁溶液中加入氢氧化钠生成碱式硫酸镁晶须沉淀和硫酸钠，发生反应的化学方程式为； （5）碱式硫酸镁晶须难溶于水，“一系列操作”得到纯净的碱式硫酸镁晶须，则操作为：过滤、蒸馏水洗涤、无水乙醇洗涤、干燥得到碱式硫酸镁晶须； （6）①氢氧化镁受热易分解生成氧化镁和水，而硫酸镁性质稳定，受热不易分解，则碱式硫酸镁晶须受热三次失重发生的反应分别为碱式硫酸镁晶须受热失去结晶水、氢氧化镁受热分解生成氧化镁和水、硫酸镁受热分解生成氧化镁和三氧化硫，设碱式硫酸镁晶须的质量为100g，由图可知，结晶水的质量为100g×8.07%=8.07g，氢氧化镁分解生成水的质量为100g×20.18%=20.18g，硫酸镁分解生成三氧化硫的质量为100g×17.94%=17.94g，由原子个数守恒可知，1：5：2，则碱式硫酸镁晶须的化学式为； ②由晶胞结构可知，以顶点白球为例，在xyz轴方向各有2个相邻且最近的黑球，则白球的配位数为6。 6．(1) 第六周期ⅢB族 17 (2) 混盐 增大接触面积，加快反应速率使焙烧反应更充分 (3) (4) (5) 静置，向上层清液中继续滴加溶液，若无沉淀产生，则已经沉淀完全；若产生沉淀则未沉淀完全 6 (6) 氧化 还原 (7) 【分析】氟碳铈矿 CeCO3F焙烧时和氧气反应生成CeO2、CeF4和气体M是CO2，化学方程式为：，加入稀盐酸和H3BO3，CeO2转化为CeCl3存在于滤液中，CeF4转化为沉淀Ce(BF4)3，Ce(BF4)3中加入KCl溶液得到KBF4沉淀；滤液中的CeCl3和碳酸氢铵混合发生反应生成沉淀Ce2(CO3)3，煅烧沉淀得到CeO2。 【详解】（1）Ce为镧系的稀土元素，在元素周期表中的位置是第六周期ⅢB族。稀土元素包括钪、钇以及15种镧系元素，共有17种。 （2）“混盐”是指一种金属离子与多种酸根离子构成的盐，复盐是由两种或两种以上的阳离子和一种阴离子组成的盐，由一种阳离子和两种阴离子构成，属于混盐；矿粉采用逆流方式焙烧的优点是增大接触面积，加快反应速率，使焙烧反应更充分。 （3）该流程中，焙烧时发生反应，与的物质的量之比为，因此反应①的化学方程式为。 （4）与溶液发生反应生成和沉淀，该反应的化学方程式可表示为，由此可知溶解度：。 （5）实验室模拟操作N时，检验是否沉淀完全的操作是：静置，向上层清液中继续滴加溶液，若无沉淀产生，则已经沉淀完全；若产生沉淀则未沉淀完全；残留在溶液中的离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全。恰好沉淀完全为时，，根据，经计算得此时溶液中，则此时溶液的为6。 （6）根据题意可知，可得电子，视为氧化剂，有氧化性；X物质得电子转化为Y，发生还原反应，Y为还原产物。 （7） 具有与相似的晶胞结构()，则每个晶胞含有的个数：，含有的个数：，所以每个晶胞含有4个，则晶胞的边长。 【点睛】本题考查化学工艺流程、晶胞相关计算等知识，注意(微米)；(纳米)；(皮米)；(飞米)；(埃米)。 7．(1)、、、() (2)BCD (3) (4)增大 (5)取少量固体，加入足量稀盐酸溶解后过滤，向滤液中加入足量氢氧化钠溶液，产生红褐色沉淀，证明含铁元素；过滤后向上清液中通入足量二氧化碳，有白色沉淀生成，证明含铝元素 【分析】黄铁矿在空气中煅烧生成二氧化硫和硫酸渣，二氧化硫在400-500℃、催化剂作用下与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸。硫酸渣中加入硫酸溶液酸溶，金属氧化物转化为对应的金属阳离子，随后加入FeS2还原，Fe3+被还原为Fe2+，同时生成了硫单质，二氧化硅不溶于硫酸，滤渣1中含有二氧化硅、硫单质和过量的FeS2，随后滤液中通入空气氧化，加入氨水调节pH=3-4，此时生成FeOOH沉淀，最后经过过滤、洗涤、烘干得到纯净的FeOOH。 【详解】（1）硫酸渣中加入硫酸酸溶，此时溶液中含有铁离子、铝离子、氢离子，加入FeS2将铁离子还原为亚铁离子，过滤，向滤液中通入空气，部分亚铁离子被氧化为铁离子，通入氨气反应生成铵根离子，此时溶液pH=3-4，则还有氢离子，因此滤液II中含有的阳离子有Al3+、、H+和Fe3+。 （2）A．直接用水吸收三氧化硫，可能引起酸雾等，因此工业上使用98.3%的浓硫酸吸收生成的SO3，A正确； B．一般情况下，弱酸无法制强酸，SO2通入氯化钡溶液中不会生成白色沉淀，B错误； C．FeOOH中不含非极性共价键，C错误； D．氟氢化钾与发烟硫酸反应生成氟磺酸，F的电负性大，吸引电子能力强，使氟磺酸中羟基的极性大，硫酸的酸性小于氟磺酸，D错误； 故答案选BCD。 （3）氧化过程中，亚铁离子、一水合氨与氧气反应生成FeOOH沉淀、铵根离子和水，离子方程式为。 （4）从图中可知，F值恒定时，随着溶液质量浓度增大，所需硫酸的质量分数增大。 （5）硫酸渣中的金属元素为Fe和Al，其中Fe以铁离子形式存在，Al以铝离子形式存在，要检验铁离子和铝离子，实验方案为取少量固体，加入足量稀盐酸溶解后过滤，向滤液中加入足量氢氧化钠溶液，产生红褐色沉淀，证明含铁元素；过滤后向上清液中通入足量二氧化碳，有白色沉淀生成，证明含铝元素。 8．(1)3d54s2 (2) SiO2 粉碎矿石、适当增大硫酸浓度等 与溶液中H+反应，促使Al3+、Fe3+的水解平衡向右移动，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，同时不带入新的杂质 (3) 酸浸 (4)I (5) 【分析】流程分析如下：菱锰矿(主要成分是，含少量、、、等)加硫酸酸浸，SiO2不反应，主要转化为CaSO4沉淀，其余成分转化为MnSO4、FeSO4、Al2(SO4)3，加MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入Mn(OH)2调节pH，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除掉，加入Na2C2O4将剩余的Ca2+转化为CaC2O4，此时溶液主要为MnSO4，电解生成MnO2，电解的废液为H2SO4溶液，可以进入“酸浸”环节循环利用，MnO2加入Li2CO3煅烧得到； 【详解】（1）Mn的原子序数为25，价电子排布式为3d54s2； （2）由上述分析可知，“浸渣1”主要成分有和SiO2；提高“酸浸”速率的措施有粉碎矿石、适当增大硫酸浓度等；“除铁铝”中的作用是与溶液中H+反应，促使Al3+、Fe3+的水解平衡向右移动，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，同时不带入新的杂质； （3）由分析可知，“电解”中的废液主要是硫酸，可循环用于酸浸工序，过一硫酸氧化生成，自身被还原为硫酸根，离子方程式为：； （4）根据表格的数据，在上述温度范围内，随温度的升高，锰元素的平均价态先升高后降低，故符合的图像是I； （5）根据总反应式：，放电时的正极反应式为：。 9．(1) 0 (2) (3) 将和氧化为和S 温度低于45℃，反应速率太慢；温度高于85℃，溶解度降低，降低，引起平衡正向移动，的产率降低 (4)或热的氢氧化钠溶液 (5) 2∶1 (6)和 (7)取少量“还原”后的溶液于试管中，先加入几滴淀粉溶液，再加入足量氢碘酸，若溶液变为监色，说明存在正五价砷元素，反之，不存在 【分析】废渣中加入NaOH进行“碱浸”，“碱浸”后溶液中含有、，题中第（3）问说明提高的产率，即可知“沉砷”时是加入氧化剂将、氧化为和S，加入稀硫酸进行酸化，滤渣1中为S和硫酸钙，通入SO2经过还原得到As2O3，通入硫化氢，转化为As2S3，再通过H2进行还原，同时产生的硫化氢可循环使用，据此分析解题。 【详解】（1） 砷位于第4周期ⅤA族，其原子结构示意图为  。 砷位于第4周期ⅤA族，最外层有5个电子，形成3对共用电子对；硫元素位于第4周期ⅥA族，最外层有6个电子，形成2对共用电子对，因此  中，不含S-S键，故答案为：  ；0。 （2）废渣主要含，被NaOH溶液“碱浸”后溶液中含有、，则该工序主反应的化学方程式为，故答案为：。 （3）由“提高的产率”可知，加入试剂A后，和被氧化为，“酸化”后存在“滤渣1”(滤渣1含硫酸钙和沉淀a)，故中的负二价硫被氧化为S。因此，加入试剂A的作用为将和氧化为和S。温度低于45℃，反应速率太慢；温度高于85℃，溶解度降低，降低，引起平衡正向移动，的产率降低，故答案为：将和氧化为和S；温度低于45℃，反应速率太慢；温度高于85℃，溶解度降低，降低，引起平衡正向移动，的产率降低。 （4）“滤渣1含硫酸钙和沉淀a”，沉淀a为S，除去试管壁上的S，可以用或热的氢氧化钠溶液，故答案为：或热的氢氧化钠溶液。 （5）“硫化”后生成，因此加热时“再还原”的化学方程式为。“还原”步骤的化学方程式为，因此，“还原”中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，故答案为：；2∶1。 （6）“酸化”消耗，“还原”过程的化学方程式为，“还原”重新生成，因此，可以循环使用。“硫化”消耗，“再还原”的化学方程式为，“再还原”重新生成，因此，可以循环使用，故答案为：和。 （7）参考题干已知信息“酸性条件下，砷酸具有较强氧化性，能被正四价硫、碘离子等还原为正三价砷”，可知检验“还原”后的溶液中是否存在正五价砷元素的操作为取少量“还原”后的溶液于试管中，先加入几滴淀粉溶液，再加入足量氢碘酸，若溶液变为蓝色，说明存在正五价砷元素，反之，不存在，故答案为：取少量“还原”后的溶液于试管中，先加入几滴淀粉溶液，再加入足量氢碘酸，若溶液变为监色，说明存在正五价砷元素，反之，不存在。 【点睛】本题考查化学工艺流程，注意回答“加入试剂A的作用”时，不能总盯着流程图或者前边的问题，可以继续做题，看后边的暗示。 10．(1)4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2 (2)+2H2O=Fe(OH)3↓+OH- (3)H2SiO3、Al(OH)3 (4)2+2CH3COOH= +2CH3COO-+H2O (5) 重结晶 75% (6)49% 【分析】由题给流程可知，铬铁矿、碳酸钠在空气中焙烧时Fe(CrO2)2转化为铬酸钠和NaFeO2，铁的氧化物转化为NaFeO2，二氧化硅转化为硅酸钠，氧化铝转化为Na[Al(OH)4]，向焙烧渣中加入水水浸将NaFeO2转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液；由图可知，向滤液中加入醋酸中和调节溶液pH在4.5-9.3之间，将硅酸钠、偏铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀，铬酸钠部分转化为重铬酸钠，过滤得到含有硅酸、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加冰醋酸调节pH约等于5，将溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，向反应后的溶液中加入氯化钾将重铬酸钠转化为重铬酸钾沉淀，经过滤、洗涤后获得重铬酸钾粗产品，粗产品经重结晶得到重铬酸钾； 【详解】（1）由分析可知，焙烧过程中发生的主要反应为Fe(CrO2)2与碳酸钠、氧气反应生成铬酸钠、NaFeO2和二氧化碳，反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2； （2）由分析可知，水浸发生的反应为NaFeO2与水反应生成氢氧化铁沉淀和氢氧化钠，反应的离子方程式为+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-； （3）由分析可知，在“中和”步骤中加冰醋酸调节pH约等于7，目的是将硅酸钠、偏铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀，铬酸钠部分转化为重铬酸钠，中和后滤渣2为：H2SiO3、Al(OH)3； （4）酸化时加冰醋酸调节pH约等于5的目的是将溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，反应的离子方程式为2+2CH3COOH= +2CH3COO-+H2O； （5）由分析可知，工序I为经过滤、洗涤后获得重铬酸钾粗产品，工序Ⅱ为粗产品经重结晶得到重铬酸钾，铬铁矿主要成分为Fe(CrO2)2，质量分数为67.2%，1000kg铬铁矿中m[Fe(CrO2)2]= 1000kg×67.2%=672kg，由Cr元素质量守恒，则，解得m(K2Cr2O7)=882kg，得到661.5kg产品，生产过程的产率为； （6）滴定过程中发生的反应为：+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL，则样品中K2Cr2O7的纯度为×100%=49%。 11．(1) 粉碎、搅拌、加热 2MnO2+Cu2S+8H+=2Cu2++2Mn2++S+4H2O (2)5×104 (3)Mn2+++NH3•H2O=MnCO3↓++H2O (4) H2SO4 蒸发浓缩，冷却结晶 (5) CuSO43H2O 4 CuO2Cu2O+ O2 【分析】分析流程可知，软锰矿、辉铜矿中加入硫酸酸浸，过滤得到浸出液中加CuO调节溶液pH，使铁离子全部转化为沉淀除去，过滤得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，加入HR萃取Cu2+后分液，水相中加硫化钠调pH除镍，滤液中加入碳酸氢铵、氨水进行碳化沉锰，过滤得碳酸锰；有机相中加入试剂X为硫酸，进行反萃取后分液，所得水相经系列操作可得胆矾，据此分析解答。 【详解】（1）根据影响反应速率的因素，加快“酸浸”速率，采取的措施有将矿石粉碎、加热、适当增加硫酸浓度、充分搅拌等；反应中生成S，说明MnO2是氧化剂，Cu2S被氧化为单质S和Cu2+，反应的离子方程式为2MnO2+Cu2S+8H+=S+2Cu2++2Mn2++4H2O； （2）利用pc(S2-)=15.1-pH可知，已知“调pH除镍”时应控制溶液pH的最小值是1.8，c(S2-)=10-13.3mol/L，Ksp(NiS)=10-5×10-13.3=10-18.3，pH的最大值是5.8，c(S2-)=10-9.3mol/L，Ksp(MnS)=0.5×10-13.3=5×10-14.3，则=5×104； （3）“碳化沉锰”过程中Mn2+与电离出的结合生成MnCO3沉淀，促进的电离，产生的H+与NH3•H2O反应生成和H2O，所以离子方程式为Mn2+++NH3•H2O=MnCO3↓++H2O； （4）已知HR萃取Cu2+的原理为Cu2+(aq)+2HR(org)CuR2(org)+2H+(aq)，要反萃取得到Cu2+并最终反萃取生成CuSO4，则需要加入酸性试剂，使平衡逆向移动，故试剂X为H2SO4；从CuSO4溶液中获取胆矾，采用的“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥；由流程图中可知，可循环利用的物质为HR； （5）①设为1mol，质量为250g，由图可知，时，损失的质量为14.4%，即为250g=36g，即失去2个结晶水，故此时固体化学式为：CuSO43H2O； ②温度时，固体剩余28.8%，质量为：250g=72g，此时固体为CuO，高于时，CuO分解生成Cu2O和O2，化学方程式为：4 CuO2Cu2O+ O2。 12．(1) (2)温度升高，氨气挥发量增加且分解，生成减少，不利于废锌催化剂中锌的浸出 (3) (4) (5) 0.95 (6) 电负性弱于，则易提供孤电子对，配位键稳定性强 【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；据此分析解题。 【详解】（1）价层电子排布式为，在元素周期表中位于区。 （2）“浸取”温度为时，锌的浸出率可达，继续升温浸出率反而下降，其原因为温度过高，氨挥发量增加且分解，生成的减少，不利于废锌催化剂中锌的浸出。 （3）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。 （4）反应的平衡常数。 （5）电池工作时，为负极，为正极，则正极上发生的电极反应式为；负极上发生的电极反应式为，同时从负极移向正极，则可建立关系式：，每转移电子，负极区电解质溶液质量增加。 （6）①键角属于单键与单键形成的夹角，电子云密度比单键与双键形成的夹角小，键角斥力小，键角小。 ②和的电负性相比，弱于，则易提供孤电子对，配位键稳定性强。 13．(1) (2)萃取分液 (3) (4) 90.9% 2级 (5) ，增大，平衡逆移，增大，铜反萃率提升 无法判断 没有萃取反应的热效应()数据，因此无法判断当温度升高时，反萃平衡的移动方向 ac 【分析】电镀污泥主要成分是，含有等，加入硫酸浸出，得到硫酸铜、硫酸铁的溶液，然后加入萃取剂萃取，分液得到萃余液，主要含有硫酸铁，萃余液加入氨水，得到氢氧化铁沉淀，过滤，得到滤渣为氢氧化铁，煅烧得到铁红（氧化铁）颜料；铜的有机溶液加入硫酸洗涤、反萃，得到硫酸铜溶液，据此解答。 【详解】（1）浸出时，氧化铜、氧化铁转化为硫酸盐，反应的离子方程式主要是：、。 （2）根据分析，操作i是萃取分液。 （3）操作ii中发生反应为铁离子转化为氢氧化铁，离子方程式为。 （4）①本实验中的分配系数为50，且设有机相中铜离子浓度为5cmol/L，则水溶液中铜离子浓度为0.1cmol/L，一次性取用萃取剂与浸出液充分振荡。的萃取率为。 ②1级萃取处理总萃取率83.3%，2级萃取处理总萃取率97.2%，通过比较①和②2级中的萃取率，可分析得到结论：多级萃取的效果好于一次性萃取。 （5）①随硫酸浓度增大，铜反萃率提升的原因：，增大，平衡逆移，增大，铜反萃率提升。 ②在硫酸浓度为时，其他条件不变，只升高温度，无法判断提升反萃率，理由是没有萃取反应的热效应()数据，因此无法判断当温度升高时，反萃平衡的移动方向。 ③a．结合图像4mol/L的硫酸反萃取率已接近最大值，故一般选用硫酸进行本步操作，a正确； b．反萃后得到晶体的操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥，b错误； c．根据，反萃取后HR重新生成，故操作后HR可循环利用，c正确； 故选ac。 14．(1)增大接触面积，提高浸出速率 (2) (3)稀硫酸（） (4) 将氧化为，便于后续转化为沉淀除去 pH=4时，pOH=10，则，，故沉淀完全 (5)、 (6) (7) 【分析】含钴废料中加入过量稀硫酸和Na2SO3浸取，二氧化硅不反应、部分钙转化为难溶硫酸钙成为浸出渣，加入的Na2SO3主要是将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+，钴、铜、铁、镁转化为盐溶液进入浸出液；浸出液萃取使得铜进入有机层，反萃取得到硫酸铜溶液，处理得到硫酸铜晶体；浸出后的水层加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，加入Na2CO3调pH，可以使Fe3+沉淀，过滤后所得滤液1含有Co2+、Mg2+、Ca2+，再用NaF溶液除去钙、镁得到滤渣1含有氟化镁、氟化钙，过滤后，滤液2中含有Co2+，处理得到固体，煅烧后制得Co2O3； 【详解】（1）铜钴矿浸出前要预先粉碎，其目的是增大接触面积，加快反应速率，提高浸出速率； （2）Na2SO3具有还原性，酸性条件下，能将三价Co还原为二价钴，反应为：； （3）萃取时发生反应，反萃取得到硫酸铜溶液，则a为硫酸，其使得平衡逆向移动，铜离子进入水层，被反萃取； （4）①结合表数据可知，氢氧化铁更难溶，具有强氧化性，能氧化亚铁离子为铁离子，便于后续除去铁，故加溶液作用是将氧化为，便于后续转化为沉淀除去。 ②pH=4时，pOH=10，则，，故沉淀完全； （5）由表可知，氟化镁、氟化钙为难溶物，结合分析可知，滤渣1成分、； （6）空气中氧气具有氧化性，在足量空气中煅烧生成，则氧气将氧化为，同时碳被氧化为二氧化碳，反应中钴化合价由+2变为+3、碳化合价由+3变为+4、氧气中氧化合价由0变为-2，结合电子守恒可知，反应为：； （7）与EDTA-2Na按物质的量1∶1反应，则产品纯度为。 15．(1)5 (2) 钡餐 第一次调节pH为7.2是为了除去Al3+，并防止Al(OH)3溶解，第二次调pH至13.2是为了除去Mg2+ (3) 冷却结晶 175℃以上干燥 (4) 2HN3+Rb2CO3= RbN3+CO2↑+H2O 2RbN32Rb+3N2↑ 【分析】钾铷铯混合矾经溶解后加入酒石酸重结晶，过滤除去滤液酒石酸钾，再将铷铯矾晶体溶解，加入Ba(OH)2调节pH除去Al3+，过滤后滤液再调pH除去Mg2+，滤液加入有机萃取剂萃取铯离子，铷离子和钙离子进入萃铯余液中，萃铯余液进行“碳化”的除去溶液中的等杂质离子。据此分析做答。 【详解】（1）铷位于元素周期表中的第5周期； （2）根据分析，滤渣I是Al(OH)3和BaSO4，该硫酸盐在医疗上的主要用途为作为医疗造影剂，即钡餐；由于Al(OH)3会溶于过量强碱中，所以第一次调节pH为7.2是为了除去Al3+，将Al3+转化为Al(OH)3沉淀，并防止Al(OH)3溶解，过滤取滤液再调节pH至13.2是为了除去Mg2+，将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。 （3）①“碳化”过程中除去时，发生反应的离子方程式为： ； ②继续通入CO2至过量，“碳化”后溶液中含有大量，的分解温度约为175℃，从溶液中制得碳酸铷的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、175℃以上干燥。 （4）利用叠氮酸(HN3)和Rb2CO3两步制取少量金属铷，每一步都会生成一种无色无味气体，已知叠氮酸的酸性大于碳酸的酸性，所以该制备过程的化学方程式为：2HN3+Rb2CO3= RbN3+CO2↑+H2O，2RbN32Rb+3N2↑。 16．(1) (2) (3) (4)络合反应 (5)值过小，与后续流程中的反应 (6) (7)若浓度太大，容易生成 【分析】铜矿粉（含有、、及铁的氧化物杂质）加入硫酸和二氧化锰，二氧化锰具有氧化性，将S元素转化为S单质，转化为，过滤得到硫单质，向滤液中加入氨水，转化为，过滤得到，向滤液中加入碳酸氢铵和通入氨气，发生络合反应生成和，过滤将除去，将滤液进行蒸氨，得到得到的、，过滤得到硫酸铵，将滤渣进行酸溶，加入氢氧化钠进行中和，在再加入氯化钠和亚硫酸钠进行合成得到，经过过滤洗涤、酸化、过滤、干燥得到产品，据此回答。 【详解】（1）氧化含硫物质，参与反应的离子方程式为； （2）加入氨水保证沉淀完全，不沉淀，因此调节溶液的范围是； （3）“络合反应”得到，生成该物质的化学方程式为，“络合反应”后得到的主要沉淀的化学式是； （4）“蒸氨”得到的、用吸收液吸收得到，得到的吸收液返回到“络合反应”工序回收利用； （5）加入氢氧化钠溶液调节为，值过小，会与后续流程中的反应； （6）“合成”过程得到，在碱性环境中水解生成的离子方程式是； （7）“酸化”过程中生成，若浓度太大，容易生成。 17．(1) 粉碎（或搅拌） Na2SiO3 (2) 将Fe2+氧化为Fe3+，以便转化为Fe(OH)3沉淀除去 Fe(OH)3、Al(OH)3 1.4×10-7 (3)取最后一次洗涤液，向其中滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则滤渣Ⅲ洗涤干净 (4)(n+1)ZrO2++2n+(3n-1)H2O=Zr(CO3)2·nZr(OH)4↓+(2n-2) (5) 8 【分析】锆英砂(主要成分为ZrSiO4，还含少量FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)与NaOH熔融时，ZrSiO4、Al2O3、SiO2与NaOH反应生成钠盐；加入过量盐酸“酸浸”，经过滤得到含ZrO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Na+的滤液Ⅰ和主要成分为H2SiO3的滤渣Ⅰ；滤液Ⅰ中加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，加入氨水得到含Fe(OH)3和Al(OH)3的滤渣Ⅱ，滤液Ⅱ中含ZrO2+、Na+、，滤液Ⅱ中加入Na2CO3溶液调pH=8.0得到成分为Zr(CO3)2∙nZr(OH)2的滤渣Ⅲ，滤渣Ⅲ分解得到ZrO2。 【详解】（1）“熔融”过程中，提高反应速率的方法有：将锆英石粉碎、增大锆英石与NaOH的接触面积，搅拌；ZrSiO4与NaOH熔融反应生成Na2ZrO3、H2O和Na2SiO3，反应的化学方程式为ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O。 （2）根据分析，“除杂”过程中，加入双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，以便转化为Fe(OH)3沉淀除去；滤渣Ⅱ的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3；c(Al3+)==mol/L=1.4×10-7mol/L。 （3）为得到纯净的ZrO2，滤渣Ⅲ要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净只要检验最后的洗涤液中不含Cl-即可，方法是取最后一次洗涤液，向其中滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，若无沉淀生成，则滤渣Ⅲ洗涤干净。 （4）ZrO2+与Na2CO3溶液反应得到Zr(CO3)2∙nZr(OH)2沉淀，根据电荷守恒和原子守恒，结合调pH=8.0，反应的离子方程式为(n+1)ZrO2++2n+(3n-1)H2O=Zr(CO3)2·nZr(OH)4↓+(2n-2)。 （5）由ZrO2的晶胞可知，与Zr4+等距离最近的O2-有8个，即Zr4+在晶胞中的配位数是8；根据均摊法，1个晶胞中含Zr4+：8×+6×=4个，O2-：8个，1个晶胞的质量为g，1个晶胞的体积为(a2c×10-30)cm3，该晶体的密度为g÷(a2c×10-30)cm3=g/cm3。 18．(1) 四 Ⅷ (2) (3) (4) (5) 溶液增大，减小，萃取反应平衡向正反应方向移动 稀硫酸 (6)12.05 【分析】钴矿中加入Na2SO3、稀硫酸浸取，浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、Mn2+和离子，则Co、Co(OH)2、Al2O3、CuO、FeO都和稀硫酸反应生成硫酸盐，MnO2被还原为Mn2+、Co2O3被还原为Co2+，同时被氧化为，SiO2不溶于稀硫酸，所以浸出渣为SiO2；向滤液中加入H2O2，H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入NaOH调节pH值，Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀而除去，滤液提纯后加入(NH4)2C2O4沉钴，得到CoC2O4•2H2O。 【详解】（1）与是同族元素，位于元素周期表的第四周期第VIII族。 （2）不与、稀硫酸反应，故浸出渣的主要成分为。“浸取”时和分别被还原为、，被氧化为，浸取液中主要含有、、、、和。 （3）“氧化”时将氧化为，和都会促进自身的分解反应，所以的总消耗量会明显高于作为氧化剂的的用量。 （4）在空气中煅烧得到的化学方程式为。 （5）对于反应，溶液增大，减小，平衡向正反应方向移动，萃取率增大。反萃取时，需要增大使平衡逆向移动，故可加入稀硫酸。 （6）第一步：计算草酸钴晶体的物质的量。。第二步：计算混合物的物质的量。设混合物中的物质的量为，由钴元素守恒得混合物中的物质的量为，混合物的总质量为，解得。第三步：计算混合物中的质量。混合物中的质量为。 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 $$