2024年高考化学专题复习化工流程题

2024年高考化学专题复习化工流程题 1．铝、铁、硅的单质及化合物在工业生产中具有广泛应用，工业上常用某矿石(主要成分有等)来制备绿矾和，其工艺流程如图： 已知： 回答下列问题： (1)滤渣1的成分是： (填化学式)。 (2)往滤液2中加入过量的试剂A是 (填标号)。 a．氨水    b．盐酸    c．氢氧化钠溶液 (3)过程1涉及的实验分离操作为 。 (4)若向溶液A中加入硫氰化钾所发生的离子方程式为： 。 (5)写出溶液与酸性高锰酸钾溶液所发生的离子方程式并用单线桥表示电子转移的方向与数目： 。 (6)由溶液B得到绿矾晶体，须进行的实验操作为 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 2．钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe、Cu的单质及+2价氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知：溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(mol⋅L)时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 - 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： (1)为提高“酸浸”效率，可采取的措施有 (写一种即可)；“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。 (2)我国是世界上最早利用细菌冶金的国家，金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，1molCuS被细菌氧化时转移 mol电子。 (3)写出加入时发生反应的离子方程式 。 (4)根据流程可知，还原性： (填“>”、“<”或“=”)。 (5)“除钴液”中主要的金属阳离子有 (写离子符号) (6)钴()的一种氧化物在纳米储能领域应用广泛，其晶胞结构如图所示。基态Co原子的价层电子排布式为 ；已知该晶胞的晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 g⋅cm-3。 3．氧化沉淀法是制取的一种常见方法，其制取流程如下图所示： (1)写出“②通入一定量空气”时发生反应的化学方程式 。 (2)副产品P是 (填写化学式)，由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→ →过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 4．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。 I．相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀pH范围如下： 金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH 10.1 83 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9 II．溶度积Ksp(NiS)=1.0×10-21，Ksp(ZnS)=3.0×10-25。 回答下列问题： (1)“滤渣1”含有S和SiO2，写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。 (2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将 ；不宜使用H2O2替代MnO2，原因是 。 (3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 ~6之间。 (4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，溶液中c(Zn2+)：c(Ni2+)= 。 (5)滤渣4的主要成分为 。 (6)写出“沉锰”的离子方程式 。 (7)电解硫酸锰溶液(阳极为惰性电极，阴极为不锈钢合金)的装置示意图如图所示。 电解时Mn 在 (填“阴”或“阳”)极析出，阳极的电极反应式为 ，阳极室的溶液可返回上述“ ”工序循环利用。 5．碱性锌锰电池是日常生活中常见的化学电源之一，其构造如下图 电池总反应为。一种从废旧碱性锌锰电池回收Zn和的工艺如下图： 请回答下列问题： (1)MnO(OH)中Mn元素的化合价为 。 (2)碱性锌锰电池工作时正极反应式为： 。 (3)“还原焙烧”过程中，高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质，如MnO(OH)、被还原为MnO，主要原因是“粉料”中含有 。 (4)“净化”是为了除去浸出液中的杂质，方法是加入 (填化学式)溶液将氧化为、再调节pH使沉淀完全。 (5)废电解液中含有大量的可以返回 (填工序名称)工序中循环使用。 (6)若将“粉料”直接与浓盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是和，同时生成一种黄绿色气体，“粉料”中的MnO(OH)与浓盐酸共热反应的化学方程式为 。 (7)“浸出”所得溶液经一系列操作后得，通过煅烧可制得生产软磁铁氧体材料的，下图是煅烧时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中A段所表示物质的化学式为 ，中 。 6．BeO广泛应用于原子能、航天等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化学成分为BeO、、及一定量的FeO、)生产BeO的一种工艺流程如下。 已知：①性质与相似，的性质与相似。 ②几种金属离子的氢氧化物沉淀时pH如下表： 开始沉淀时的pH 5.2 3.3 1.5 6.5 沉淀完全时的pH 8.8 5.0 3.7 9.7 (1)增大绿柱石浸取率的方法有 (任写两条)。 (2)写出步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式： 。 (3)步骤Ⅱ调节pH的范围为 ；步骤Ⅲ滤液的成分为 (写化学式)。 (4)步骤Ⅲ当pH>8.8时，的质量随溶液pH变化如图所示，原因是 (用离子方程式表示)。 (5)步骤Ⅲ中沉淀的方法分为直接沉淀法和沸腾沉淀法。沉淀方法对沉淀质量的影响如图所示，分别对获得进行分析，沉淀形态及纯度的影响如表。使用直接沉淀法虽然沉淀质量较大但的纯度较低的原因是 。 沉淀方法 沉淀形态 的纯度/% 直接沉淀法 胶状无定型 45.77 沸腾沉淀法 大颗粒晶体 60.20 7．作为一种多功能磁性材料，有广泛的应用。 (1)的制备 共沉淀法是制备纳米的重要方法，制备流程如下图所示。 ①“共沉淀”时控制温度为70℃~90℃的实验方法是 。 ②“共沉淀”的离子方程式为 。 ③“共沉淀”时控制和的物质的量之比略大于原因是 。 ④检验纳米洗涤干净的实验操作是 。 (2)中Fe元素质量分数测定 打印机墨粉中的含量是衡量墨粉质量的重要指标。假设墨粉中除粉末外其余成分均不溶于水且不与酸反应。为测定墨粉中Fe元素的质量分数，进行如下实验。 实验1：称取0.2800g墨粉溶于足量的稀硫酸中，充分反应后过滤。 实验2：向滤液中加入过量溶液，充分反应。 实验3：将反应后的溶液加热一段时间后，加入过量的KI溶液。 实验4：加入2~3滴淀粉溶液作指示剂，滴加溶液至恰好反应，消耗20.00mL溶液。 已知： ①实验2反应的离子方程式 。 ②实验3中加热除去过量的目的是 。 ③墨粉中Fe元素的质量分数为 。(写出必要的计算过程) 8．硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，并将产出的炉渣和尾气进行资源综合利用，减轻对环境的污染，其中一种流程如图所示： 已知：与反应生成沉淀，与盐酸反应生成。 回答下列问题： (1)下列物质，能吸收同时得到化肥的是 (填标号)。 a．碱石灰        b．酸性溶液        c．氨水        d．浓 (2)煅烧过程中发生的主要反应的化学方程式为 。 (3)“吸收1”中试剂X是 。 (4)“吸收2”后得到溶液，加热得和水。因为具有还原性，导致产品中存在，检验其中含有的方法是 。 (5)下列金属冶炼的方法与“炉渣”炼铁的方法相同的是 (填标号)。 a．氢气还原氧化铜制铜　　　　　b．氧化银分解制银 c．铝热反应制钛　　　　　　　　d．电解熔融氧化铝制铝 (6)某化学兴趣小组为测定该尾气中含量，用如图所示装置进行定量分析：若实验中气体流速为，酸性溶液的体积为，其浓度为。从气体通入到紫色恰好褪去，用时。此过程发生的离子方程式为 。此次取样的尾气中含量为 。 9．三氧化二锑作为阻燃剂可广泛用于生产尼龙、工程塑料（ABS）、合成树脂、纸张等。从砷锑烟尘（主要成分为，还含有少量）中制备三氧化二锑的工艺流程如图甲。 已知：锑离子水解性极强，在氯化锑中加水，强烈水解生成白色沉淀。 (1)酸浸时能提高酸浸速率的措施有 （任写1条）；浸出渣的成分为 （填化学式）。 (2)还原时氧化产物为，其还原产物是 （写化学式），还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。 (3)稀释水解时，水解温度与稀释比对水解率的影响如图乙、丙所示，则最佳水解温度和最佳稀释比分别为 、 。 (4)中和脱氯时发生反应的离子方程式为 。 (5)可直接电解制备金属，其原理如图丁所示。极发生的电极反应为 。      10．精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。 回答下列问题： (1)位于元素周期表第 周期第 族。 (2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是 。 (3)“浸取2”步骤中，单质金转化为的化学方程式为 。 (4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的 (填化学式)转化为。 (5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为 。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为 (填化学式)。 (6)“还原”步骤中，被氧化的与产物的物质的量之比为 。 (7)可被氧化为。从物质结构的角度分析的结构为(a)而不是(b)的原因： 。 11．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 。 12．钴酸锂(LiCoO2)具有制备工艺成熟简单、能量密度高、循环稳定性好等优点，在计算机、通信和消费类电子产品及动力电池领域均有广泛应用。为了资源的充分利用，可将高镁盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO和硼酸根等)作为为原料制备钴酸锂，其制备的工艺流程如下： 已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3、Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6、Ksp(MgCO3)=6.8×10-6、Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12；相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 (1)LiCoO2中Co元素的基态原子价层电子轨道表示式为 。 (2)含硼固体中的B(OH)3(白色固体)的水溶液呈酸性，其原因是B是缺电子原子，能结合水分子而释放出质子请将该过程用离子方程式表示出来 ；据此说出“脱硼”时要加入盐酸的原因 。 (3)步骤精制I、精制Ⅱ是分两次进行深度除镁： ①滤渣I的主要成分为 ； ②精制I后溶液中Li+的浓度为2.0mol/L，则常温下精制Ⅱ过程中CO浓度应控制在 mol/L以下； (4)系列操作包括先加入适量饱和Na2CO3溶液， ，洗涤，干燥。 (5)该流程中能循环利用的物质有 。 (6)“沉锂”得到较纯的Li2CO3后，常用高温固相合成法进一步制备钴酸锂，具体做法为按 Li/Co的物质的量之比为1∶1配制好Li2CO3和CoCO3，然后在700~900℃的空气氛围中煅烧，该过程的化学方程式为 。 (7)新型固态电解质对锂电池制造和新能源汽车续航具有重要意义。“锂超离子导体”是目前一种在研的高导电性固态电解质，其中一种富锂超离子导体的晶胞图为下图。 ①该晶胞中O原子的配位数为 。 ②若该晶胞以Cl为顶点，则Li在晶胞中的位置为 。 13．碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料，海水提碘是从海藻中提取元素碘的技术。 Ⅰ．海带提碘(海带中碘元素以I-形式存在) (1)“氧化”过程涉及到的离子方程式是 ，设计实验检验氧化后所得溶液是否含I2时，可取样于试管，滴加 (填试剂名称)。 (2)加入浓NaOH溶液充分振荡，发生的歧化反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为 ；向分离得到的含I-和的水溶液中加入45%硫酸，发生归中反应的离子方程式为 。 Ⅱ．获取重要的还原剂-HI (3)H2和I2反应生成HI过程能量变化如图所示，1molH2(g)、1molHI(g)分子中化学键断裂时分别要吸收能量436kJ、299kJ，则1molI2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。 Ⅲ．生命延续-心脏起搏器中的Li-I2电池 (4)优质的锂碘电池可用于心脏起搏器延续患者的生命，它的正极材料是聚2-乙烯吡啶(简写P2VP)和I2的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，电池的总反应为，其工作原理如图所示： ①正极发生的电极反应式为 ； ②放电时，转移0.6×6.02×1023个电子，负极质量减少 g。 14．海水是巨大的资源宝库。 Ⅰ海带中含有碘元素，从海带中提取碘的实验过程如下图所示 (1)步骤①和②的目的是 。 (2)步骤④中的氧化剂可使用，发生反应的离子方程式为 。 (3)步骤⑤中可用苯做萃取剂，理由有 (填序号) a．苯与水不能互溶 b．碘单质在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度 c．苯是无色液体 Ⅱ通过传统的海带提碘工艺后，所得卤水中的碘元素可通过以下流程回收利用： 已知：ⅰpH=2时，溶液只能将I-氧化为，同时生成NO ⅱ将湿润的淀粉KI试纸伸入盛满氯气的集气瓶中，试纸先变蓝，后褪色 (4)写出氧化含的卤水中发生的离子方程式： 。 (5)分离操作X的装置如图所示，电加热器的作用是，得到的位置位于该装置中 处(填图中选项)。 (6)已知的氧化性强于，但该方法中却选择了价格较高的，原因是 。 Ⅲ碘水可以用来测定溶液中的浓度；取待测液20mL，盐酸酸化后加入过量碘水，溶液中出现淡黄色浑浊。再加入2滴淀粉，之后逐滴加入标准溶液至蓝色褪去。 已知： (7)已知标准溶液的浓度和消耗的体积分别为c和V，计算待测液中浓度还需要的实验数据有 。 15．聚合硫酸铁[]是高效水处理剂。以废铁屑(主要成分为铁，杂质为C、Si等)及硫酸为原料，制备聚合硫酸铁的工艺流程如下： (1)为提高反应Ⅰ的反应速率，可以采取的措施有 (一种即可)。 (2)写出反应Ⅰ中生成的离子方程式为 。 (3)检验反应Ⅱ产物中金属阳离子的常用试剂是 (4)已知溶液脱除空气中并再生的原理如图所示。 该过程可用离子方程式表示为 ； 。 (5)聚合硫酸铁[]是一种高效水净水剂，将其投到水中形成的分散系是 。 (6)聚合硫酸铁[]的组成可通过下列实验测定： ①称取一定质量的聚合硫酸铁溶于稀盐酸中，往所得溶液中滴加溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体11.65g； ②另称取与①等质量的聚合硫酸铁溶于稀硫酸中，加入足量铜粉，充分反应后过滤、洗涤，将滤液和洗涤液合并配成250.00mL溶液A； ③准确量取25.00mL溶液A，用的溶液滴定至终点，消耗溶液8.00mL。该步反应为：5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。 通过计算确定该聚合硫酸铁的化学式 。 16．原花青素具有抗氧化、抗肿瘤等多种生物活性，被广泛应用于食品和保健品。一种从葡萄皮(已知原花青素以氢键与蛋白质、纤维素结合在一起)中提取原花青素的工艺如下： 已知：Ⅰ．原花青素是不溶于水和乙醚但可溶于醇的浅棕红色粉末，温度高于65℃时分解。 Ⅱ．一些有机物的沸点如表 有机物 甲醇 乙酸 乙醚 原花青素 常压沸点/℃ 64.7 117 34.6 946 回答下列问题： (1)“粉碎”的目的为 。 (2)从结构角度解释，“解离”操作中加入乙酸的作用为 ，沉淀1的主要成分为 。 (3)“蒸馏”时，要除去的物质为乙酸，水和 ，应采取的蒸馏方法为 ，应选择的冷凝装置为 (填选项字母)。 (4)粗原花青素进一步提纯的操作为 。 17．V2O5广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。以钒矿石为原料制备V2O5的工艺如下： 已知：i．“焙烧”后，固体中主要含有“酸浸”后钒以形式存在，“中和还原”后钒以形式存在。 ii．P204对四价钒具有高选择性，且萃取而不萃取。 iii．多钒酸铵微溶于冷水，易溶于热水。 iv．该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Ca2+ Mn2+ 开始沉淀pH 1.9 7.0 11.9 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 13.9 10.1 回答下列问题： (1)“破碎”的目的是 。 (2)“中和还原”时，参与反应的离子方程式： 。 (3)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图所示。指出适宜的工艺条件为 。若在得到多钒酸铵后，使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是 。 (4)“氧化”时，每消耗，可得到 。 (5)流程中可偱环使用的物质有 。 (6)萃取后的“水相”中含有丰富的金属资源，经三道工序可回收溶液。请根据题给信息，参照上述工艺流程，将下列工艺流程补充完整 (可选用的试剂：、)。 已知MnF2、CaF2的Ksp分别为5.0×10-3、2.0×10-10，当“沉钙”后c(Ca2+)=10-5mol·L-1时，理论上 。 18．是一种重要的化工原料，可用于制革，印染等工业。 (1)以铬铁矿（主要成分为，还含有MgO、、等）为原料制备的工艺流程如图。 已知：Al2O3与纯碱焙烧转化为NaAlO2，SiO2与纯碱焙烧转化为Na2SiO3。 ①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，其目的是 。 ②焙烧的目的是将转化为并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，写出焙烧时发生的化学方程式 。 ③滤渣1主要含有 。 ④矿物中相关元素可溶性组分的物质的量浓度c与pH的关系如下图所示。 ⅰ．过程Ⅲ中用H2SO4溶液的目的是 ，pH的理论范围为 。 ⅱ．过程Ⅳ发生反应，计算该反应的K≈ 。 (2)测定产品中的质量分数。 称取a g产品，用500mL容量瓶配制为待测液。取25mL待测液于锥形瓶中，加入蒸馏水和稀硫酸等，用b mol∙L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液v mL。产品中（摩尔质量为）的质量分数为 。（列计算式） (3)利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，装置如图。 ①离子交换膜应该选用 （填序号）。 a．阴离子交换膜                    b．质子交换膜                c．阳离子交换膜 ②结合方程式解释Na2Cr2O7产生的原理 。 已知：酸性条件下被还原为Cr3+。 19．氯化亚铜为白色难溶于水，不溶于乙醇的固体。可用作催化剂、脱色剂，实验室制备它的流程之一如下： 其中制备的装置如图所示： 请回答下列问题： (1)B中试剂是 （填名称），装置A中发生反应的物质不可能是下列中的 （填标号）。 A．、浓盐酸        B．浓盐酸、        C．浓硫酸、NaCl、KClO (2)适合点燃C处酒精灯的标志是 ，进入C处反应装置中的气体中含有少量HCl，实验中没有除去HCl的原因是 。 (3)试剂a可以是NaOH，也可以是 （填一种），写出NaOH与尾气主要反应的化学方程式 。 (4)“还原”过程中浓盐酸的作用是 。向中加水后，析出的CuCl经水洗后立即用乙醇洗涤，真空干燥，密封保存，真空干燥的目的是 。 20．一种从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等)中回收有价值金属的工艺流程如图。 已知：①“碱浸”后滤液中主要成分为Na2MoO4。 ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表： 金属离子 Fe3+ Co2+ Ni2+ 开始沉淀时的pH 2.2 6.4 7.2 沉淀完全时(c=1.0×10-5mol•L-1)的pH 3.2 9.0 8.7 ③钼酸铵[(NH4)2MoO4]为白色晶体，具有很高的水溶性，不溶于乙醇。 回答下列问题： (1)催化剂中含多种金属元素，其中铁在元素周期表中的位置：第 周期第 族。基态Co原子的价电子排布式为 。 (2)钼酸铵[(NH4)2MoO4]中Mo元素的化合价为 ；“焙烧”时MoS2转化为MoO3，该反应的化学方程式为 。 (3)“碱浸”时，浸出温度、NaOH加入量/钼理论耗量对钼浸出率的影响如图。 则“碱浸”时适宜的生产工艺条件：浸出温度 、NaOH加入量/钼理论耗量 。 (4)“除铁”时应调节溶液pH的范围为 。 (5)若“沉钴镍”时调节溶液pH=9.5，则此时溶液中p= (pX=-lgX)。 (6)经过降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到(NH4)2MoO4•7H2O晶体，洗涤时所选用的最佳试剂为 。 21．锌焙砂是锌精矿经焙烧后所得的产物，是褐色微颗粒状固体，其主要成分为ZnO，还含有Fe2O3、ZnFe2O4和少量Pb、Ag、Cd、Cu，以锌焙砂为原料制备ZnSO4·7H2O和黄铁矾的工艺流程如下： 已知：①ZnFe2O4可以看成ZnO·Fe2O3，在高温高酸环境下才会溶解。 ②25℃下，Zn2+和Fe3+开始沉淀和沉淀完全(c=1×10-5mol·L-1)时的pH如下表： 金属离子 pH 开始沉淀 沉淀完全 Zn2+ 6.2 8.2 Fe3+ 1.5 3.2 回答下列问题： (1)基态Fe原子价层电子轨道表示式为 ，铜元素的焰色为绿色，该光谱属于 (填“发射”或“吸收”)光谱。 (2)欲提高pH在5.2~5.4时的“浸出”速率，可采用的方法是 (写两种)。 (3)在pH=5.2~5.4“浸出”时，锌焙砂中的铜转化为Cu2+反应的离子方程式为 。 (4)pH=6.2时，漫出液中 mol·L-1。 (5)当有k+、Na+或存在时，调节含Fe3+溶液的pH，即可生成黄铁矾，不同种类的阳离子“沉铁”效果如图，则工艺流程中，MnSO4最好选用 (填化学式)。 (6)获得ZnSO4·7H2O的一系列操作是 、 、过滤、洗涤、干燥。 22．磷酸铁是合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂的前驱体，工业上以硫铁矿(主要成分为，含少量和)为原料经过如下步骤可制备。 已知：常温下，有关金属离子生成氢氧化物沉淀的如下表(沉淀完全的按金属离子浓度为计算)： 金属离子 开始沉淀的 沉淀完全的 1.2 3.3 3.1 5.1 5.8 8.8 回答下列问题： (1)“焙烧”时空气与矿料逆流而行，其目的是 。 (2)“还原”的目的是 。 (3)用平衡移动原理解释能“沉铝”的原因： (用必要的化学用语和文字说明)；常温下， (用科学计数法表示，已知)。 (4)虚线框内发生的氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (5)研究发现：不同对沉淀的影响如下表所示： 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 沉淀率/% 90.0 94.6 97.9 96.2 95.3 88.1 95.4 97.2 98.5 99.8 当时，随的增加，的沉淀率开始下降，而沉淀率反而上升，其原因可能为 。 (6)的立方晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为，用表示阿伏加德罗带数的值。 基态的价电子轨道表示式为 ；晶体的摩尔体积= (用含的代数式表示)。 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)a (3)过滤 (4) (5) (6)蒸发浓缩 【分析】矿石第一步进行碱溶，其中氧化铝和二氧化硅均可以和氢氧化钠溶液反应，生成可溶于水的四羟基合铝酸钠和硅酸钠，构成滤液1，而铁的氧化物不和氢氧化钠反应，组成滤渣1。滤液1加入稀盐酸反应以后，形成硅酸沉淀（滤渣2），四羟基合铝酸钠与过量盐酸反应生成进入溶液，得到滤液2，再加入过量试剂A，得到沉淀，沉淀是，为确保此沉淀不溶解于碱，所加的试剂A应该是氨水。加热氢氧化铝得到氧化铝。滤渣1()加入稀硫酸以后，反应得到和(溶液A)，再加入过量铁粉，将还原为，最终得到绿矾。 【详解】（1）根据分析，氧化铝和二氧化硅均可以和氢氧化钠溶液反应：Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，生成可溶于水的四羟基合铝酸钠和硅酸钠，而铁的氧化物Fe2O3、FeO不和氢氧化钠反应，称为滤渣1，故答案为：Fe2O3、FeO； （2）为确保沉淀完全，并且考虑到氢氧化铝会溶解于过量强碱，所以应该加入氨水，故答案为：a； （3）因为“过程1”分别产生了可溶于水的金属离子和不与氢氧化钠反应的和两种固体，所以应该采取过滤操作，答案为：过滤； （4）溶液A含有和，硫氰化钾可以和反应，方程式为Fe3++3SCN−=Fe(SCN)3； （5）根据电子转移守恒，亚铁离子失去5e-，被氧化为，得到5e-，被还原为，配平后并用单线桥表示电子转移的方向与数目为，故答案为：； （6）溶液B是溶液，要得到绿矾晶体，应该采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，故答案为：蒸发浓缩。 2．(1) 粉碎废渣或升高温度或适当增大硫酸的浓度 、Cu (2)8 (3) (4)< (5)、 (6) 【分析】由题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe、Cu的单质或氧化物的废渣，得到含有、、、、Cu2+等离子的溶液，Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的，则“滤渣”为“酸浸”时生成的Cu、，通入H2S沉铜产生CuS，向滤液中加入将氧化为，然后加入ZnO调节pH=4使完全转化为，过滤后滤液中的金属离子主要是、和；最后“氧化沉钴”，加入强氧化剂，将溶液中氧化为，在时形成沉淀，而则被还原为，还会与溶液中的发生归中反应生成，得到和的混合物，“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4，据此解答。 【详解】（1）为提高“酸浸”效率，可采取的措施有粉碎废渣或升高温度或适当增大硫酸的浓度；根据分析可知，“滤渣”的主要成分为、Cu。 （2）金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，硫从负二价升高到正六价，因此1molCuS被细菌氧化时转移8mol电子。 （3）向滤液中加入将氧化为，发生反应的离子方程式：。 （4）高锰酸钾可以氧化为，加入二氧化锰氧化氧化为，均是产生二价锰离子，同等条件下，变化价态相同时，氧化需要用更强的氧化剂，因此还原性<。 （5）根据分析可知，“除钴液”中主要的金属阳离子有、。 （6）基态Co原子的价层电子排布式为； 该晶胞中含有为，含有为，因此该晶体的密度为： 3．(1) (2) 冷却结晶 【分析】工业绿矾用热水溶解，过滤除去不溶性物质，加入适量氢氧化钠溶液，生成氢氧化亚铁沉淀和溶液，通入一定量空气，氢氧化亚铁转化为氢氧化铁，经过一系列操作得到，溶液N经过加热浓缩→冷却结晶→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水得到。 【详解】（1）硫酸亚铁与氢氧化钠溶液生成氢氧化亚铁沉淀，通入空气发生：； （2）由图知，滤液中还含有钠离子和硫酸根，故副产品P是；由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→冷却结晶→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 4．(1)MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O (2) 将Fe2+氧化为Fe3+，且不引入新杂质 Mn2+、Fe3+可以催化H2O2分解 (3)4.7 (4)3.0×10-4 (5)MgF2 (6)Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O (7) 阴 2H2O-4e-=O2+4H+ 溶浸 【分析】硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)，MnS矿和MnO2粉加入稀硫酸，MnO2具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成MnSO4、S，同时溶液中还有难溶性的SiO2及难溶性的硅酸盐，所以得到的滤渣1为SiO2和S和难溶性的硅酸盐；然后向滤液中加入MnO2，将还原性离子Fe2+氧化生成Fe3+，再向溶液中加入氨水调节溶液的pH除铁和铝，所以滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3；根据流程图，结合表格数据，加入的Na2S和Zn2+、Ni2+反应生成硫化物沉淀，“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，所以滤渣3为NiS和ZnS；“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+，所以滤渣4为MgF2，最后向滤液中加入碳酸氢铵得到MnCO3沉淀，用稀硫酸溶解沉淀MnCO3得到硫酸锰，据此分析解答。 【详解】（1）“溶浸”中二氧化锰与硫化锰发生氧化还原反应生成锰离子、S和水，化学方程式为MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O； （2）根据题目所给信息可知Fe3+更容易沉淀除去，MnO2具有氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+；Mn2+、Fe3+可以催化H2O2分解，不宜用H2O2代替MnO2； （3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH应该大于这两种离子完全沉淀所需pH且小于其它离子生成沉淀的pH值，在pH=4.7时Fe3+和Al3+沉淀完全，在pH=6.2时Zn2+开始产生沉淀，为了只得到氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，需要溶液的pH范围为4.7～6.2之间； （4）c(Zn2+)：c(Ni2+)===3.0×10-4； （5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+，所以滤渣4为MgF2； （6）“沉锰”时锰离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀，促进碳酸氢根的电离，使溶液酸性增强，继而氢离子和碳酸氢根反应生成水、二氧化碳，离子方程式为：Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O； （7）电解硫酸锰溶液，阴极上Mn2+发生还原反应生成Mn单质，Mn在阴极上析出；阳极上发生氧化反应，反应的离子方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+；阳极室生成硫酸溶液，可返回上述溶浸工序中循环使用。 5．(1) (2) (3)碳 (4)等合理即可 (5)浸出 (6) (7) 3 【分析】碱性锌锰干电池中含有一些铁皮、钢钉、含锰化合物、、碳棒等物质，经过破碎之后铁皮钢钉，塑料皮等物质分离出去，粉料中含有锰的一些化合物、、碳粉、铁粉等物质，经过“还原焙烧”，高价金属化合物被碳粉还原为低价氧化物或金属单质，如MnO(OH)、被还原为MnO，经过硫酸酸浸，Fe、Mn、Zn元素以+2价离子形式存在于滤液中，“净化”是将浸出液中的先氧化为，再通过调节pH值将转化为沉淀除去，净化后的溶液经电解得到Zn和MnO2，废电解液呈酸性，可以返回到浸出工序中重复使用，据此解答。 【详解】（1）碱性氧化锰中Mn元素的化合价为+3价，故答案为：+3； （2）碱性锌锰电池工作时，Zn做负极，发生失去电子的氧化反应，MnO2做正极，发生得电子的还原反应，其反应式为，故答案为：； （3）由分析可知，“还原焙烧”过程中，高价金属化合物被还原为低价氧化物或金属单质，其还原剂为碳，故答案为：碳； （4）净化”是将浸出液中的先氧化为，再通过调节pH值将转化为沉淀除去，则可以添加的氧化剂为等，故答案为：等合理即可； （5）由分析可知，废电解液呈酸性，可以返回到浸出工序中重复使用，故答案为：浸出； （6）若将“粉料”直接与浓盐酸共热反应后过滤，滤液的主要成分是和，同时生成一种黄绿色气体，则该气体为Cl2，根据得失电子守恒可得MnO(OH)与浓盐酸共热的化学方程式为，故答案为：； （7）煅烧过程中可能有如下变化，，为计算方便将写成，由图中信息可知的质量为101.40mg，的质量为45.80mg，根据Mn原子守恒，则有如下对应关系，求得x=3，y=90.6mg，z=52.5mg，图中A段质量为90.6mg，符合的计算结果，故答案为；3； 6．(1)适当升高温度、“酸浸”前将绿柱石进行粉碎、适当增大硫酸的浓度等(任写两条) (2)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O (3) 5.0≤pH＜5.2 Na2SO4 (4)+2OH-= (5)直接沉淀法生成的 Be(OH)2是胶状无定型，具有吸附性，易吸附大量杂质 【分析】绿柱石(主要化学成分为BeO、、及一定量的FeO、)用稀硫酸酸浸时，金属氧化物溶于硫酸得到可溶性硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中加入NaOH调节溶液pH将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加入NaOH溶液，将溶液中铍离子转化为氢氧化铍沉淀，高温煅烧氢氧化铍得到BeO。 【详解】（1）增大绿柱石浸取率的方法有：适当升高温度、“酸浸”前将绿柱石进行粉碎、适当增大硫酸的浓度等。 （2）步骤Ⅰ中双氧水氧化亚铁离子生成铁离子，同时自身被还原生成水，离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。 （3）步骤Ⅱ中加入NaOH溶液，调节溶液pH除去铁离子和铝离子，然后过滤得到氢氧化铁沉淀和氢氧化铝沉淀，由溶液中铁离子和铝离子完全沉淀，铍离子不沉淀确定pH的合理范围为：5.0≤pH＜5.2，步骤Ⅲ向滤液中加入NaOH溶液，将溶液中铍离子转化为氢氧化铍沉淀，滤液的成分为Na2SO4。 （4）的性质类似Al(OH)3，pH过高时，和OH-反应生成，离子方程式为：+2OH-=。 （5）使用直接沉淀法虽然沉淀质量较大但的纯度较低的原因是：直接沉淀法生成的 Be(OH)2是胶状无定型，具有吸附性，易吸附大量杂质。 7．(1) 水浴加热 反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子 取最后一次洗涤液于试管中，先加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若没有出现白色沉淀，说明洗涤干净，若出现白色沉淀，说明没有洗涤干净 (2) 防止和溶液发生反应，避免干扰I2的滴定 40% 【分析】将FeCl3溶液、FeCl2溶液和NaOH溶液混合，得到含有Fe3O4的共沉淀，将共沉淀洗涤干燥后得到纳米Fe3O4，以此解答。 【详解】（1）①70℃~90℃低于水的沸点，“共沉淀”时控制温度为70℃~90℃的实验方法是：水浴加热； ②“共沉淀”时FeCl3、FeCl2和NaOH反应生成Fe3O4沉淀，离子方程式为：； ③结合和，可知 “共沉淀”时控制和的物质的量之比略大于原因是：反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子； ④检验纳米洗涤干净只需要检验洗涤液中是否含有Cl-，实验操作是：取最后一次洗涤液于试管中，先加入稀硝酸，再加入AgNO3溶液，若没有出现白色沉淀，说明洗涤干净，若出现白色沉淀，说明没有洗涤干净。 （2）①实验2中将氧化为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：； ②具有氧化性，能够和溶液发生反应，实验3中加热除去过量的目的是：防止和溶液发生反应，避免干扰I2的滴定； ③根据得失电子守恒可以得到关系式：2~I2~，则n()=n()=×0.02L=0.002mol，墨粉中Fe元素的质量分数为=40%。 8．(1)c (2) (3)98.3%浓硫酸 (4)取适量样品溶于水后，滴加稀盐酸至无气泡产生，继续滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则已变质 (5)ac (6) 【分析】黄铁矿（）中通入空气煅烧，生成和；炉渣中用CO还原，便可得到Fe，气体经过净化，除去杂质，然后在催化剂作用下与O2发生反应生成 SO3，为防止酸雾的形成，用98.3%的浓硫酸吸收SO3，从而获得更浓的硫酸；尾气中的用 NaOH 溶液吸收，生成再通转化为，加热分解生成，据此解答。 【详解】（1）化肥中含有N、P、K，三种中的一种或多种，故用氨水吸收能得到化肥，故答案为：c； （2）黄铁矿（）中通入空气煅烧，生成和，化学方程式为，故答案为： （3）工业上不能直接用水或稀硫酸来吸收SO3，因为那样容易形成酸雾，不利于对SO3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，故答案为：98.3%浓硫酸； （4）由题中信息可知，与反应生成沉淀，与盐酸反应生成。检验已变质，实际是检验，具体方法为取适量样品溶于水后，滴加稀盐酸至无气泡产生，继续滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则已变质，故答案为：取适量样品溶于水后，滴加稀盐酸至无气泡产生，继续滴加BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则已变质； （5）“炉渣”炼铁的方法是用一氧化碳还原氧化铁，用到的方法是热还原法，与其原理相同的是：氢气还原氧化铜制铜，铝热反应制钛，故答案为ac； （6）与发生氧化还原反应，其离子方程式为，酸性溶液的体积为，其浓度为，物质的量为bcmol，根据比例关系，体流速为，通入时间为5min，则通入气体体积为5aL，的尾气中含量为，故答案为：；。 9．(1) 适当提高盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌等 (2) 3∶4 (3) 6∶1 (4) (5) 【分析】砷锑烟尘(主要成分为，还含有少量)，用盐酸酸浸后过滤，滤渣为，滤液为SbCl3和AsCl3的混合溶液，加入NaH2PO2进行还原得到单质As，过滤除掉单质As，得到SbCl3溶液，通过稀释水解得到SbOCl，加氨水进行中和脱氯得到； 【详解】（1）酸浸时提高酸浸速率的措施有适当提高盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌等，由分析可知，浸出渣的成分为； （2）加入NaH2PO2还原得到和单质As，氧化剂为AsCl3，还原剂为NaH2PO2，1molAsCl3得到3mol电子，1mol NaH2PO2失去4mol电子，使电子守恒，NaH2PO2与AsCl3的物质的量之比为3：4； （3）根据图像乙和丙所示，最佳水解温度为；为最佳稀释比6∶1； （4）中和脱氯时反应物是和，生成物是、NH、Cl-，根据电荷守恒与质量守恒，反应的离子方程式为：； （5）根据图丁，在阴极上得到电子生成单质Sb，O2-可以在电解质传递，故发生的电极反应式为：。 10．(1) 四 ⅠB (2)Cu2+ (3) (4)AgCl (5) (6)3：4 (7)(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构 【分析】精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等元素，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2+进入浸取液1中，Ag、Au不反应，浸渣1中含有Ag和Au；浸渣1中加入盐酸、H2O2浸取，Au转化为HAuCl4进入浸取液2，Ag转化为AgCl，浸渣2中含有AgCl；浸取液2中加入N2H4将HAuCl4还原为Au，同时N2H4被氧化为N2；浸渣2中加入，将AgCl转化为，得到浸出液3，利用电沉积法将还原为Ag。 【详解】（1）Cu的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB族； （2）由分析可知，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2+进入浸取液1中，故浸取液1中含有的金属离子主要是Cu2+； （3）浸取2步骤中，Au与盐酸、H2O2反应氧化还原反应，生成HAuCl4和H2O，根据得失电子守恒及质量守恒，可得反应得化学方程式为：； （4）根据分析可知，浸渣2中含有AgCl，与反应转化为； （5）电沉积步骤中，阴极发生还原反应，得电子被还原为Ag，电极反应式为：；阴极反应生成，同时阴极区溶液中含有Na+，故电沉积步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用得物质为； （6）还原步骤中， HAuCl4被还原为Au，Au化合价由+3价变为0价，一个HAuCl4转移3个电子，N2H4被氧化为N2，N的化合价由-2价变为0价，一个N2H4转移4个电子，根据得失电子守恒，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为3：4； （7）(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构。 11．(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。 【详解】（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。 12．(1) (2) B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]- 加入盐酸会增加c(H+)，B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]- 平衡逆移，使得B(OH)3沉淀增多，起到脱硼作用 (3) Mg(OH)2、CaSO4 5.5×10-4 (4)蒸发浓缩、趁热过滤 或者蒸发至有较多固体析出后趁热过滤(意思相同即可) (5)HCl、Na2CO3 (6) (7) 6 面心 【分析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱硼后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，该晶体中含有Na+、Li+、Mg2+、Cl-、SO等，焙烧后生成HCl气体；烧渣水浸后过滤，滤液中加生石灰(CaO)后pH提升且相当于加入Ca2+，因此产生沉淀，滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、CaSO4；精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱(Na2CO3)又生成沉淀，将Mg2+和Ca2+除去，则滤渣Ⅱ为CaCO3、Mg(OH)2；精制Ⅱ所得滤液主要含有Na+、Li+、Cl-，加入饱和Na2CO3溶液后，根据相关化合物的溶解度与温度的关系图，因此所得溶液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到Li2CO3，最后再通过高温固相合成法进一步制备钴酸锂。 【详解】（1） Co元素是27号元素，其基态原子价层电子轨道表示式为，故答案为：； （2）根据题目信息可以写出B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]-，根据这个反应方程式，可以知道加入盐酸会增加c(H+)，B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]- 平衡逆移，使得B(OH)3沉淀增多，起到脱硼作用，故答案为：B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]-；加入盐酸会增加c(H+)，B(OH)3 +H2O ⇌H+ + [B(OH)4]- 平衡逆移，使得B(OH)3沉淀增多，起到脱硼作用； （3）①精制I过程是往滤液(主要成分Na+、Li+、Cl-、SO)中加入生石灰(CaO)，相当于pH提升且加入Ca2+，因此产生沉淀，滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、CaSO4； ②精制I后溶液中Li+的浓度为2.0 mol/L，由Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3可知，则常温下精制Ⅱ过程中CO浓度应控制在mol/L以下； 故答案为：Mg(OH)2、CaSO4；5.5×10-4； （4）精制Ⅱ所得滤液主要含有Na+、Li+、Cl-，加入饱和Na2CO3溶液后，根据相关化合物的溶解度与温度的关系图，Li2CO3的溶解度随着温度升高而降低，其他的物质的溶解度随着温度的升高而升高或基本不变，因此所得溶液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到Li2CO3，故答案为：蒸发浓缩、趁热过滤 或者蒸发至有较多固体析出后趁热过滤； （5）从图中可知，“脱硼”时加入盐酸，后在煅烧时又放出HCl气体，因此可以循环利用，“系列操作沉锂”得到滤液I主要是Na+、Cl-、CO，因此可以作为碳酸钠进行循环利用，故答案为：HCl、Na2CO3； （6）根据信息可知，该过程的化学方程式为，故答案为：； （7）①由晶胞图可知，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6； ②若该晶胞以Cl为顶点，则这个图变为图2，则Li在晶胞中的位置为面心； 故答案为：6；面心。 13．(1) H2O2+2I-+2H+＝2H2O+I2 淀粉溶液 (2) 5：1 5I-++6H+＝3H2O+3I2 (3)151 (4) P2VP·nI2+2Li++2e-＝P2VP·(n-1)I2+2LiI 4.2 【分析】经过预处理的海带灼烧后用蒸馏水溶解，过滤除去滤渣，“氧化”过程是双氧水将碘离子氧化为碘单质，涉及到的离子方程式是；得到的单质碘用四氯化碳萃取，加入氢氧化钠溶液单质碘发生歧化反应：，分离出水层，再加入稀硫酸发生归中反应：，最后过滤得到单质碘，据此解答。 【详解】（1）根据以上分析可知“氧化”过程涉及到的离子方程式是，碘遇淀粉显蓝色，则检验氧化后所得溶液含I2的方法为取样于试管，滴加几滴淀粉溶液，若变蓝色则含I2。 （2）加入浓NaOH溶液充分振荡，发生的歧化反应：，还原产物是碘化钠，氧化产物是碘酸钠，则其中氧化剂和还原剂物质的量之比为5：1；向分离得到的含和的水溶液中加入45%硫酸，发生归中反应的离子方程式为； （3）断键吸热，成键放热，则436+x－2×299＝－11，解得x＝151，即1molI2（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为151kJ。 （4）①正极单质碘得到电子，根据总反应式和示意图可判断发生的电极反应式为； ②放电时，转移0.6×6.02×1023个电子，即0.6mol电子，消耗0.6molLi，则负极质量减少0.6mol×7g/mol＝4.2g。 14．(1)将海带中的碘变成I-； (2) (3)a，b (4) (5)C处 (6)不会把碘氧化到更高的价态，便于收集碘单质 (7)碘水的浓度和所加的体积 【详解】（1）步骤①和②分别是灼烧和浸泡，目的是将海带中的碘变成I-； （2）具有氧化性可以和I-发生氧化还原反应； （3）利用碘易溶于有机溶剂的性质来进行萃取，须注意：选择的能提取碘的试剂除了对I2有强的溶解能力之外，还必须难溶于水，否则不能进行萃取分离，故选a，b； （4）利用亚硝酸根把碘离子氧化成碘单质，故离子方程式为：； （5）电加热器的作用是加热使碘单质升华，得到的碘单质固体会附着在C处，因为C处温度低，升华的碘就会在C处冷却附着； （6）亚硝酸钠的氧化性比较弱，不会把碘氧化到更高的价态，便于收集碘单质； （7）加入碘水之后，碘水会和发生氧化还原反应剩余的碘单指会发生反应，所以只需要知道整个过程消耗碘水的体积，以及浓度，就可以根据离子方程式算出的物质的量，再根据待测液的体积是20mL算出的浓度。 15．(1)升高温度，增大氢离子浓度，适当的增大硫酸的浓度，将废铁屑研成粉末等 (2)Fe+2H+=Fe2++H2 (3)KSCN溶液 (4) H2S+2Fe3+=S↓+2Fe2++2H+ 4H++ 4Fe2++O2=2H2O+2Fe3+ (5)Fe(OH)3胶体 (6)Fe4(OH)2(SO4)5 【分析】以废铁屑及硫酸为原料，制备聚合硫酸铁根据实验目的，以废铁屑(主要成分为铁，杂质为C、Si等)及硫酸为原料，制备聚合硫酸铁，废铁屑中加硫酸，发应I为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2，C和Si与稀硫酸不反应为沉淀，过滤滤渣为C和Si，滤液为硫酸亚铁，加入氧气和硫酸发生反应，反应Ⅱ为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，经系列操作制的聚合硫酸铁，以此来解析。 【详解】（1）根据影响反应速率的因素，可知加快反应速率的措施可以是升高温度，增大氢离子浓度，适当的增大硫酸的浓度，将废铁屑研成粉末等措施。 （2）反应I为Fe+H2SO4=FeSO4+H2，反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2。 （3）由分析可知，反应Ⅱ产物中金属阳离子为Fe3+，检验Fe3+的常用试剂是KSCN溶液。 （4）首先Fe3+与H2S反应生成S和 Fe2+、H+，反应的离子方程式为：H2S+2Fe3+=S↓+2Fe2++2H+，然后H+、Fe2+和O2反应生成H2O和Fe3+，反应的离子方程式为：4H++ 4Fe2++O2=2H2O+2Fe3+。 （5）聚合硫酸铁[]是一种高效水净水剂，将其投到水中形成Fe(OH)3胶体，胶体具有吸附性，可以吸附水中的杂质。 （6）①将聚合硫酸铁溶于稀盐酸，可以得到含的溶液，往所得溶液中加入BaCl2溶液至完全沉淀，最后得到BaSO4的质量为11.65g，可得n(BaSO4)==0.05 mol，即n()=0.05 mol；②另称取与①等质量的聚合硫酸铁溶于稀H2SO4中，加入足量的Cu，可以得到含Fe2+的溶液，然后配成250.00 mL的溶液A；③用0.1000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定25.00mL溶液A，消耗KMnO4溶液8.00 mL，根据方程5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，可得5Fe2+～，可知25.00 mL溶液A中Fe3+的物质的量为n(Fe3+)=5n()=5cV =5×0.1000 mol·L-1×0.008L=0.004 mol，则250.00 mL溶液A中Fe3+的物质的量为：n(Fe3+)=10×0.004 mol=0.04 mol；根据电荷守恒:3n(Fe3+)=2n(()+n(OH-)，可得n(OH- )=3n(Fe3+)-2n(()=3×0.04 mol-2×0.05 mol=0.02mol，聚合硫酸铁中n(Fe3+)∶n(OH-)∶n()=0.04 mol∶0.02 mol∶0.05 mol=4∶2∶5，所以聚合硫酸铁的化学式为：Fe4(OH)2(SO4)5。 16．(1)增大固体与溶剂的接触面积，提高浸出率(合理即可) (2) 破坏原花青素与蛋白质、纤维素间的氢键，使原花青素解离出进入溶液(合理即可) 纤维素 (3) 甲醇和乙醚 减压蒸馏 A (4)重结晶 【分析】葡萄皮粉碎后使用甲醇水溶液溶浸，过滤分离出滤液加入乙酸解离后，过滤滤液加入乙醚沉降蛋白质后滤液蒸馏得到粗原花青素； 【详解】（1）“粉碎”的目的为增大固体与溶剂的接触面积，提高浸出率。 （2）已知原花青素以氢键与蛋白质、纤维素结合在一起；从结构角度解释，“解离”操作中加入乙酸的作用为破坏原花青素与蛋白质、纤维素间的氢键，使原花青素解离出进入溶液；根据物质流向可判断沉淀1为纤维素。 （3）根据加入的物质可判断，“蒸馏”时，要除去的物质为乙酸、水、乙醚和甲醇；乙酸的沸点为117℃，而原花青素在温度高于65℃时分解，因此要实现二者分离，应选用减压蒸馏的方法，蒸馏时应选择直形冷凝管。 （4）原花青素为固体，向粗品中加入乙醇溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤得到精品，进一步提纯的操作为重结晶。 17．(1)减小固体颗粒粒径(或增大固体表面积)，提高焙烧速率 (2) (3) 温度：820℃左右(800℃～830℃之间均可)；硫酸加入量：6％(6％～6.5％之间均可) 降低多钒酸铵的溶解度，减少损失 (4)3 (5)NH3(或氨水)、有机溶剂P204 (6) 【分析】钒矿石经破碎、焙烧后，固体中主要含有；加稀硫酸酸浸，钙离子转化为CaSO4经过滤除去，滤液中钒以形式存在，加氨水和铁粉中和还原，该工序pH低于7.0，发生反应，铁离子和铁反应生成亚铁离子，过滤除去过量的Fe，所得滤液经有机溶剂萃取、反萃取后，进入水相，加NaClO3氧化将转化为，加氨水沉钒，生成的多钒酸氨煅烧生成V2O5，据此分析解答。 【详解】（1）“破碎”的目的是减小固体颗粒粒径(或增大固体表面积)，提高焙烧速率； （2）根据分析，“中和、还原”时，参与反应的离子方程式为； （3）结合图1、2所示进行分析可知，适宜的工艺条件为温度：820℃左右，硫酸加入量：6％(6％～6.5％之间均可)，此时钒的浸出率最高；洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤，目的是降低多钒酸铵的溶解度，减少溶解损失； （4）NaClO3将氧化为并得到还原产物NaCl，根据电子得失守恒可得出关系式：NaClO3-6，故“氧化”时，每消耗0.5mol NaClO3，可得到3mol； （5）循环使用的物质具有“既消耗，又生成”的特点，根据流程图可发现有机溶剂具有该特点；分析“煅烧”反应：，可知(或氨水)在流程中也可循环使用； （6） “萃取”分离后，所得“水相”中的金属离子有Mn2+、Fe2+和少量的Ca2+，欲得到MnSO4溶液，需除去杂质Ca2+、Fe2+，第一道工序已经除去Ca2+，说明后续工序应除去Fe2+。又结合各金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH，可知需将Fe2+氧化为Fe3+。为了不引入杂质离子，氧化剂可选择H2O2溶液。再调溶液的pH，使Fe3+转变成Fe(OH)3沉淀。为了不引入杂质离子，利用MnO调pH，所以补充完整的流程图为：。 已知常温下MnF2、CaF2的Ksp分别为5.0×10-3、2.0×10-10，，若上述水相“沉钙”后c(Ca2+)=10-5mol·L-1，根据，沉钙但锰离子不沉淀，则理论上不超过。 18．(1) 增大接触面积，提高反应速率，使矿石充分反应 Fe2O3和MgO 调节溶液pH使与转化为沉淀除去 4.5~9.3 1014.8 (2) (3) c 阳极发生反应：，导致增大，促进平衡正向移动，产生，同时部分移向阴极区，在阳极生成 【分析】铬铁矿(主要成分为，还含有MgO、、等)加入纯碱焙烧，生成Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3等，FeO转化为Fe2O3，MgO不反应；加水浸取后，滤渣1为Fe2O3、MgO；滤液中加入H2SO4后过滤，溶液2为Na2CrO4溶液，滤渣2为Al(OH)3、H2SiO3等；Na2CrO4溶液中继续加入H2SO4，最终转化为Na2Cr2O7。 【详解】（1）①焙烧时将矿料磨碎且气体与矿料逆流而行，可增大矿石与空气的接触面积，则其目的是：增大接触面积，提高反应速率，使矿石充分反应。 ②焙烧的目的是将转化为并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，则FeO被O2氧化为Fe2O3，焙烧时发生的化学方程式为。 ③由分析可知，滤渣1主要含有Fe2O3和MgO。 ④ⅰ．由分析可知，过程Ⅲ中用H2SO4溶液的目的是：调节溶液pH使与转化为沉淀除去；pH的理论范围应在完全转化为Al(OH)3、Al(OH)3刚开始溶解的pH之间，即为4.5~9.3。 ⅱ．过程Ⅳ发生反应，我们选择pH=2.4的点，此时c()=1mol/L，c()=10-5mol/L，c(H+)=10-2.4mol/L，该反应的K≈=1014.8。 （2）依据得失电子守恒，可建立如下关系式：——6Fe2+，n(Fe2+)=bmol/L×v×10-3L=bv×10-3mol，n()=mol，则产品中（摩尔质量为）的质量分数为=。 （3）利用膜电解技术，以溶液为阳极室电解质溶液，NaOH溶液为阴极室电解质溶液也可以制备，则阳极发生反应，溶液的酸性增强，发生的转化，阴极发生反应4H2O+4e-=2H2↑+4OH-，阳极中的Na+、H+会向阴极迁移。 ①由分析可知，离子交换膜应允许Na+、H+通过，应该选用阳离子交换膜，故选c。 ②由分析可得出，Na2Cr2O7产生的原理：阳极发生反应：，导致增大，促进平衡正向移动，产生，同时部分Na+移向阴极区，在阳极生成。 【点睛】电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 19．(1) 浓硫酸 B (2) C充满黄绿色气体 HCl和Cu不反应，不影响产品纯度 (3) 碱石灰 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (4) 提供较多的氯离子，使亚铜离子转化为稳定的配离子 加快干燥速率，防止CuCl被空气中的氧气氧化 【分析】A制取氯气，B干燥氯气，C中制取氯化铜，D吸收尾气，氯化铜和Cu、浓盐酸反应生成H[CuCl2]，方程式为在CuCl2+Cu+2HCl（浓），加水后，发生，析出CuCl，据此解答。 【详解】（1）B用于干燥氯气，试剂是浓硫酸，装置A中为不加热制取氯气，浓盐酸、反应需要加热，故选B。 （2）当装置充满黄绿色气体可以点燃酒精灯，适合点燃C处酒精灯的标志是C充满黄绿色气体，进入C处反应装置中的气体中含有少量HCl，实验中没有除去HCl的原因是HCl和Cu不反应，不影响产品纯度。 （3）尾气主要是Cl2和少量的HCl，可以用碱性物质吸收，试剂a可以是NaOH，也可以是碱石灰， NaOH与尾气主要反应的化学方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。 （4）“还原”过程中浓盐酸的作用是提供较多的氯离子，使亚铜离子转化为稳定的配离子。向中加水后，析出的CuCl经水洗后立即用乙醇洗涤，真空干燥，密封保存，目的是加快干燥速率，防止CuCl被空气中的氧气氧化。 20．(1) 四 Ⅷ 3d74s2 (2) +6 2MoS2+7O22 MoO3+4SO2↑ (3) 85℃ 1.0 (4)3.2≤pH＜6.4 (5)-0.6 (6)乙醇 【分析】由题干工艺流程图可知，废钼催化剂在空气中焙烧将MoS2氧化为MoO3，CoS转化为CoO，同时放出气体为SO2，向固体中加入NaOH进行“碱浸”，将MoO3转化为Na2MoO4溶液，过滤得到滤渣主要成分为CoO、NiO、Fe2O3，滤液主要为Na2MoO4溶液，向滤渣中加入稀HNO3，得到Co2+、Ni2+和Fe3+，然后加入NaOH溶液调节pH值进行除铁，即产生Fe(OH)3过滤除去，向滤液中继续加入NaOH溶液，将Co2+、Ni2+转化为Co(OH)2、Ni(OH)2沉淀，向Na2MoO4溶液中加入稀硝酸进行沉钼转化为H2MoO4沉淀，向沉淀中加入氨水，将沉淀转化为(NH4)2MoO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作，即得(NH4)2MoO4·7H2O晶体，据此分析解题。 【详解】（1）铁在元素周期表中的位置：第四周期第Ⅷ族；基态Co原子的价电子排布式为3d74s2； （2）根据化合价代数和为零知，钼酸铵[(NH4)2MoO4]中Mo元素的化合价为+6；“焙烧”时MoS2转化为MoO3，根据得失电子守恒以及原子守恒，该反应的化学方程式为2MoS2+7O22 MoO3+4SO2↑； （3）根据图像知，NaOH 加入量/钼理论耗量为 1.0、浸出温度为85℃的条件下，钼浸出率最大； （4）由题干表中数据可知，“除铁”时即让Fe3+完全沉淀而Ni2+、Co2+不沉淀，则应调节溶液pH的范围为3.2≤pH＜6.4； （5）调节溶液pH为9.5时，溶液中亚钴离子和镍离子均完全沉淀，则溶液中=—lg=—lg=—lg=—lg=-0.6； （6）已知钼酸铵[(NH4)2MoO4]为白色晶体，具有很高的水溶性，不溶于乙醇，则洗涤时所选用的最佳试剂为乙醇。 21．(1) 发射 (2)适当升高温度、粉碎锌焙砂或搅拌等 (3)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ (4)0.1 (5)K2SO4 (6) 蒸发浓缩 冷却结晶 【分析】由题给流程可知，锌焙砂在pH为5.2~5.4的范围内的溶液中浸出，过滤得到含有铜离子、镉离子的浸出液和浸出渣；向浸出液中加入锌，将溶液中的铜离子、镉离子置换为铜、镉，过滤得到滤液；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸锌；向浸出渣中加入硫酸溶液高温高酸浸出、过滤得到铅银渣和浸出液；向浸出液中加入氧化锌调节溶液pH为1~1.5预中和、过滤得到中和渣和滤液；向滤液加入硫酸钾，将溶液中的铁离子转化为黄铁矾沉淀，过滤得到黄铁矾。 【详解】（1） 铁元素的原子序数为26，基态原子的价层电子排布式为3d64s2，轨道表示式为；基态原子的电子吸收能量，跃迁到较高能级，电子又从高能级跃迁到低能级，以光的形式释放能量，为发射光谱，则铜元素的焰色为绿色，说明该光谱属于发射光谱，故答案为：；发射； （2）适当升高温度、粉碎锌焙砂、搅拌等措施能提高pH在5.2~5.4时的“浸出”速率，故答案为：适当升高温度、粉碎锌焙砂或搅拌等； （3）在pH=5.2~5.4“浸出”时，锌焙砂中的铜转化为铜离子发生的反应为氧化铁溶于酸生成铁离子，溶液中铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子，反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+； （4）由锌离子完全沉淀时，溶液pH为8.2，则氢氧化锌的溶度积Ksp[Zn(OH)2]= 1×10-5×(1×10-5.8)2=1×10-16.6，溶液pH为6.2时，溶液中的锌离子浓度为=0.1mol/L，故答案为：0.1； （5）由图可知，相同时间时，钾离子存在时，溶液中铁离子浓度最小，说明加入硫酸钾溶液，有利于溶液中铁离子转化为黄铁矾沉淀，所以加入M2SO4最好选用硫酸钾，故答案为：K2SO4； （6）由分析可知，硫酸锌溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸锌，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶。 22．(1)使气固反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行(合理即可) (2)避免沉铝时有部分转化为沉淀(合理即可) (3) 在溶液中存在水解平衡：，加入消耗，使水解平衡正向移动，转化为沉淀(合理即可) (4) (5)随的增加，部分沉淀转变为沉淀，使得部分重新进入溶液中，导致沉淀率下降(合理即可) (6) 【分析】以硫铁矿(主要成分为，含少量和)为原料，首先通入空气焙烧，将转化为气体和；加入稀硫酸酸浸，除去不参加反应的杂质，获得含有等离子的酸浸液；加入将还原，加入调节溶液，使得转化为沉淀除铝；最后加入磷酸钠溶液、氯酸钾溶液发生氧化和沉淀反应，获得产品。 【详解】（1）“焙烧”时空气与矿料逆流而行，目的是使气固反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行。 （2）酸浸液中阳离子有等，加入将还原成，由表中生成氢氧化物沉淀的可判断，避免“沉铝”时产生沉淀。 （3）在溶液中存在水解平衡：，加入消耗，使水解平衡正向移动，转化为沉淀，从而进行“沉铝”。 由表可知，时，完全转化为沉淀，此时、，因此。 （4）还原剂为、氧化剂为，根据得失电子守恒可判断氧化剂与还原剂的物质的量之比为。 （5）随的增加，部分沉淀可能转化为沉淀，使得重新进入溶液中，从而导致沉淀率下降。 （6） 基态的价电子轨道表示式为； 在晶胞中，含的个数为，含的个数为，则1个晶胞中的物质的量为，晶胞的体积为，因此晶体的摩尔体积。 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 $$