2025届高三化学一轮复习----工业流程题

2025届高三化学复习----工业流程题 1．（23-24高三上·天津·期中）明矾在生产、生活中有广泛用途：饮用水的净化、造纸工业上作施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料一铝灰(含Al、及少量和)可制备明矾。工艺流程如图： 回答下列问题： (1)明矾净水的原理是 。 (2)操作是 ，操作是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。 (3)检验滤液A中是否存在的试剂是 (只用一种试剂)。 (4)已知：在、加热条件下，可与反应生成，加入发生反应的离子方程式为： 。滤渣2含有的物质是 。 (5)“酸浸”步骤需9 mol⋅L 溶液90 mL，若由18 mol⋅L浓溶液配制，则需浓溶液的体积为 mL，配制所需的玻璃仪器除量筒(用于粗略量取18 mol⋅L 溶液的体积)、烧杯、玻璃棒外还有 。下列操作会引起所配溶液浓度偏低的有 (填字母)。 A．用量筒量取18 mol⋅L 溶液时，仰视量筒的刻度线 B．用量筒量取18 mol⋅L 溶液后未洗涤量筒 C．容量瓶未干燥就用来配制溶液 D．烧杯中稀溶液往容量瓶转移时，有少量液体溅出 (6)为测定该明矾晶体样品中的含量，该实验小组称取a g明矾晶体样品，溶于50mL稀盐酸中，加入足量溶液，使完全沉淀。用质量为m g的漏斗进行过滤，洗净滤渣后，将漏斗和滤渣一并干燥至恒重，测得质量为n g。(硫酸钡的摩尔质量为233 g⋅mol)。该明矾晶体样品中的含量为 mol⋅g。(即每克明矾晶体中的物质的量)。 2．（24-25高三上·重庆·开学考试）在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂等。工业上可由菱锌矿(主要成分为，还含有等元素)制备。工艺如图所示： 相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如表： 金属离子 开始沉淀的 1.5 6.3 6.0 7.4 8.1 6.9 沉淀完全 2.8 8.3 8.0 9.4 10.1 8.9 已知： ①“溶浸”后的溶液中金属离子主要有：。 ②弱酸性溶液中能将氧化生成。 ③氧化性顺序：。 (1)“溶浸”后溶液中的价层电子排布式为 。 (2)“溶浸”步骤中可提高浸出率的措施有 (任写一条即可)。 (3)“调”是向“溶浸”后的溶液中加入少量调节至弱酸性，此时溶液中的浓度范围为 。 (4)写出“氧化除杂”步骤中反应的离子方程式 ， 。 (5)“沉锌”时会生成沉淀，写出该步骤的离子方程式 ，该步骤中检验沉淀完全的方法是 。 (6)已知晶体的一种晶胞是立方晶胞(如图所示)，设阿伏加德罗常数的值为，该晶体密度为 (列出最简表达式)。 3．（24-25高三上·河南许昌·开学考试）海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、NaCl和溴的过程如下： (1)步骤Ⅰ获得的化学反应的离子方程式为 。写出的电子式： 。 (2)步骤Ⅱ用水溶液吸收，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，其反应的化学方程式为 。在该反应中，氧化剂是 (填化学式)；若反应中生成2mol HBr，则消耗 mol 。 (3)根据上述反应可判断出、、三种物质氧化性由强到弱的顺序是 。 4．（23-24高三上·湖南衡阳·期末）某课题组设计合成了负极材料，某简易流程如图所示(部分反应物、产物和条件省略)： 已知：常温下，。 请回答下列问题： (1)操作1前，反应物混合溶液要不断搅拌，其目的是 。 (2)在实验室中完成操作1需要的玻璃仪器有 (填名称)。 (3)和表面吸附有等，检验固体是否洗净的操作是 。 (4)操作3包括蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。利用如图所示装置除去固体中少量杂质，提纯氯化铵。 装置中棉花的作用是 ；扎有小孔的滤纸的用途是 。 (5)已知：离子浓度小于或等于时认为离子已沉淀完全。常温下，完全沉淀时溶液最小为 。 (6)写出时发生反应的化学方程式： 。 5．（24-25高三上·山西·开学考试）氟硅酸钾()常用于木材防腐和陶瓷制造，一种以石英砂和氢氟酸为原料制备氟硅酸钾的工艺流程如图所示。 回答下列问题： (1)中Si元素的化合价为 。 (2)“还原1”中，发生反应的化学方程式为 。 (3)“还原2”中，发生反应的与的物质的量之比为 。 (4)“转化2”中发生反应的化学方程式为 。 (5)“沉淀”后，分离出的操作为 ，该操作需要使用的玻璃仪器有 。 (6)该工艺中可循环使用的物质除外，还有 (填化学式)。 (7)写出氢氟酸的一种用途： 。 6．（23-24高三上·广东深圳·期末）工业上利用锂辉石(主要成分为，还含有、、等)制备钴酸锂的流程如下： 已知：①常温下，，，。 ②若溶液中被沉淀的离子浓度低于时，该离子已完全沉淀。 (1)钴元素位于元素周期表中第四周期第 族。 (2)“酸化焙烧”是指用浓硫酸与矿石一起在条件下加热，为有效提高该步骤的效率，常采取的措施是 (写出一条即可)。 (3)“浸出”步骤中加入，其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸，控制使、完全沉淀，则至少为 。(保留到小数点后一位。) (4)“沉锂”步骤所得的母液中仍含有大量的，可将母液加入到“ ”步骤中。 (5)一种可充放电锂离子电池的负极为嵌锂石墨，正极材料为，放电时，从石墨中脱嵌移向正极，总反应为。某小组用该电池电解饱和食盐水的装置如图所示，电解一段时间后，电解池右室B口排出较浓的溶液。 ①电解池右室溶液浓度增大的原因是 (用化学式或者离子符号填空)：右室中水电离出的 得电子反应生成 ，其浓度减小，使溶液中 浓度增大，为了保持右室中溶液阴阳离子电荷平衡， 从左室通过交换膜，向右室迁移，从而使右室中的浓度增大。 ②该电解池总反应的的离子方程式为 。 ③该锂离子电池放电时的正极反应式为 。 7．（23-24高三上·湖南湘西·期末）氧化锌(ZnO)是一种重要的化工原料，广泛应用于材料添加剂。以锌灰(主要成分为Zn、ZnO和少量铁及其氧化物)和废铜屑(主要成分为Cu、CuO及少量Fe2O3)为原料制备氧化锌和海绵铜，工艺流程如图所示： 已知：①时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液。 ②金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见下表。 氢氧化物 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Fe(OH)2 开始沉淀的pH 2.2 6.0 6.5 沉淀完全的pH 3.2 9.0 9.5 回答下列问题： (1)“溶解”过程中H2O2的作用为 。 (2)“反应”过程中生成Cu的主要反应的离子方程式为 。“反应”后的滤液中含有的金属阳离子有 (填离子符号)。通过测定Cu2+的含量确定加入锌灰的量，锌灰稍过量的目的是 。 (3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。 (4)若“氧化”过程中加入的H2O2不足，最终制得的ZnO中会混有 (填化学式)。 (5)加入ZnO调节pH=5的目的是 。 (6)调节pH=a，a的范围为 ，判断依据是 。 8．（23-24高三上·广东汕头·期末）利用软锰矿(主要成分是MnO2，其中还含有少量CaO、MgO、SiO2、Al2O3等杂质)制取高纯硫酸锰的工艺流程如下图所示。 已知：常温下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表： 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀pH 1.5 6.5 7.7 3.8 沉淀完全pH 3.7 9.7 9.8 5.2 常温下，一些难溶电解质的溶度积常数如下表： 难溶电解质 MnF2 CaF2 MgF2 Ksp 回答下列问题： (1)除去铁屑表面油污，可采用的方法是 ；将软锰矿、铁屑和硫酸按一定比例放入反应装置中，搅拌、加热反应一定时间，其中搅拌、加热的目的是 。 (2)“浸取”时，铁屑与MnO2反应生成Fe3+的离子方程式为 。 (3)“沉铁、铝”时，加CaCO3控制溶液pH范围是 ；完全沉淀时，金属离子浓度为1.0×10-5 mol/L，则常温下Ksp[Al(OH)3]= 。 (4)深度除杂中加入MnF2可以除去 。 (5)用石墨和金属Mn作电极，电解硫酸锰溶液可以制取金属锰，其中金属Mn应与电源 (填“正”或“负”)极相连；阳极产生标准状况下体积为2.24 L气体时，理论上可以制取 gMn。 9．（24-25高三上·福建福州·开学考试）高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下： (1)“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量。检验已除尽的实验操作是 。 (2)通常条件下，，除杂后溶液中 。 (3)配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的是目的是 。 (4)“分离”操作名称是 (填字母代号) a．蒸馏    b．分液    c．过滤 (5)测定铵明矾组成的方法是： a．称取0.906g铵明矾样品，高温灼烧，得残留固体0.102g； b．称取0.906g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的溶液，经静置、过滤、洗净，得0.932g； c．称取0.906g样品，加入足量的NaOH溶液，加热，产生气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.0340g。 则铵明矾的化学式为 。 10．（24-25高三上·湖南长沙·开学考试）以钒矿石为原料制备化工产品的一种工艺流程如下： 已知：ⅰ.“焙烧”后，固体中主要含有、、、；“酸浸”后，钒以形式存在。 ⅱ.P204对四价钒具有高选择性，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 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)基态Fe的价电子排布式为 ，的各元素第一电离能由大到小为 。 (2)“还原中和”时，还原步骤中参与反应的离子方程式为 。 (3)钒的漫出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图1、图2所示。指出适宜的工艺条件为 。使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是 。 (4)流程中可循环使用的物质有 。 (5)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，选用括号中所给的合适试剂，将下列工艺流程剩余两步工序补充完整(、、稀、、) 。 (6)已知常温下、的分别为、，若上述水相“沉钙”后，理论上不超过 。 11．（23-24高三上·内蒙古赤峰·期末）某矿渣的主要成分为，杂志包括、、、，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如图： 已知：①。 ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如表所示： 沉淀物 开始沉淀 5.4 4.0 2.7 5.8 完全沉淀 6.7 5.2 3.2 8.8 (1)胆矾在金属冶炼、化工、药用等领域都有着重要用途。写出基态的核外电子排布式： ，基态Cu的价层电子的轨道表示式为 。 (2)固体混合物A中的成分是 。 (3)洗涤粗产品不能用大量水洗，而用少量乙醇冲洗，其优点是 。 (4)用调可以生成沉淀B，其离子方程式为 。 (5)25℃时，可用 (填化学式)调生成沉淀C，利用题中所给信息分析的范围为 。的的数量级为 。(若溶液中某离子浓度小于，可视为该离子已沉淀完全) 12．（24-25高三上·湖南长沙·开学考试）碱式硫酸铁是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑含少量氧化铝、氧化铁等生产碱式硫酸铁的工艺流程如下： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 回答下列问题： (1)粉碎过筛的目的是 。 (2)加入少量的目的是 。 (3)反应釜中发生反应的离子方程式为 。在实际生产中，常同时通入以减少的用量，若参与反应的有标准状况，则相当于节约的物质的量为 。 (4)聚合釜中溶液的必须控制在一定的范围内。偏小时水解程度弱，偏大时则 。 (5)相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是 。 (6)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有及。为检验所得产品中是否含有，应使用的试剂为_______。 A．氯水 B．溶液 C．溶液 D．酸性溶液 13．（24-25高三上·安徽·开学考试）以水锰矿[主要成分为MnO(OH)，还含有少量的Fe2O3、Al2O3、SiO2及CaO]为原料制备马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]的一种工艺流程如图所示。 已知Ksp(CaF2)=3.6×10-12，当溶液中离子浓度≤1×10-5 mol/L)时，认为该离子沉淀完全。 回答下列问题： (1)为增大步骤Ⅰ的浸出速率，可采取的措施有 (写出一条即可)。 (2)步骤Ⅰ中SO2的作用是 ，滤渣1的成分为 (填化学式)。 (3)步骤Ⅱ中MnO2发生反应的离子方程式为 。 (4)“除钙”步骤中若要Ca2+完全沉淀，需控制溶液中的c(F-)≥ mol/L。 (5)“低温沉锰”得到MnCO3，“酸溶”时发生反应的化学方程式为 。 (6)MnOx一种晶型的晶胞结构如图已知该晶胞的体积为v cm3，则该晶胞中“”球代表的原子的配位数为 ，该晶体的密度为 g/cm3.(阿伏加德罗常数的值用NA表示) 14．（2024·浙江·模拟预测）铜阳极泥(主要含有铜、银、金、铅等单质)是一种含贵金属的可再生资源，一种从铜阳极泥中分离提取多种金属元素的工艺流程如下(所加试剂均过量)： 已知：①溶液2中的主要存在形式为 ② 请回答： (1)沉淀的主要成分为 (填化学式)，从氧化还原的角度分析，步骤5中体现的性质是 。 (2)步骤2中单质金发生反应的离子方程式为 。 (3)下列说法正确的是___________。 A．步骤1中加入的主要作用是使溶解出的转化为沉淀 B．步骤1可通过粉碎阳极泥、加热、搅拌、改用浓硫酸等方式加快反应速率 C．溶液1可经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到胆矾粗产品 D．溶液4可返回步骤3中循环使用，但循环多次后可能导致银的浸出率降低 (4)溶液中含硫微粒物质的量分数与的关系如图所示。 步骤4中加入稀硫酸调节溶液可析出，请用离子方程式表示析出的原因 。 (5)步骤5需要在碱性环境下进行，设计实验验证溶液4中含有 。 15．（24-25高三上·安徽·开学考试）从失能催化剂[主要成分为铝、铁(Ⅲ)、硅、镍(Ⅱ)、钒(V)的氧化物]中回收镍的一种工艺流程如图所示： 常温下，几种金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。 金属离子 Fe3+ Al3+ Ni2+ 开始沉淀的pH 2.7 3.4 7.6 完全沉淀的pH 3.2 4.2 9.1 (1)V元素在周期表中的位置为 ，其基态原子核外电子空间运动状态有 种。 (2)写出滤渣1的一种用途： 。调节pH的范围是 ，当金属离子的浓度为1×10-5mol·L-1时可认为完全沉淀，则常温下反应的平衡常数K= 。 (3)该萃取剂应具备的基本性质：①不溶于水且不与金属离子反应，② 。 (4)沉镍时反应的主要离子方程式为 ，以惰性电极电解时总反应的化学方程式为 。 16．（24-25高三上·湖南·开学考试）以镉废渣(主要成分是Cd，含少量Cu、Fe、Co等)为原料提取镉的流程如下： 已知： ①在金属活动性顺序表中，Co、Cd排在H之前；Cd与Zn同族。 ②几种金属离子形成氢氧化物的pH如下表： 金属氢氧化物 开始沉淀pH 1.9 7.0 7.2 完全沉淀pH 3.2 9.0 9.5 回答下列问题： (1)Cd位于元素周期表 区。 (2)“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)；“除铁”中双氧水的作用是 (用离子方程式表示)。 (3)“试剂X”宜选择 (填标号)，其调节pH范围为 。 A．氨水    B．CdO    C．    D．NaOH (4)“电解”中，阳极反应式为 。 (5)氧元素有多种同素异形体。在超高压下转化为平行六面体的分子(结构如图所示)。的沸点 (填“高于”或“低于”)，其理由是 。 (6)Cd晶胞为体心立方晶胞，如图所示。已知：晶胞参数为a pm，为阿伏加德罗常数的值。则Cd原子半径为 pm，Cd晶体密度为 。 17．（23-24高三上·宁夏银川·期末）实验室以工业废渣(主要含，还含少量、、FeO、)为原料制取(NH4)2SO4晶体和轻质CaCO3，其实验流程如下： 已知：①金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围 金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Ca2+ 开始沉淀时pH 3.4 2.7 7.6 11.3 完全沉淀时pH 4.7 3.7 9.6 / ②溶液中离子浓度≤1.0×10-5mol/L时可认为该离子已经完全沉淀。 回答下列问题： (1)请写出一条“浸取”时加快速率的措施 。 (2)“浸取”时，CaSO4转化为CaCO3，离子方程式为 。 (3)废渣粉末“浸取”时，反应温度需控制在60~70℃，若温度过高将会使(NH4)2CO3分解而导致CaSO4的转化率下降，合适的加热方式为 。 (4)“滤渣1”成分是 (填化学式)，加适量H2O2的作用是 。 (5)“调pH”除铁和铝时，应调节溶液的pH≥ ；Ksp[Fe(OH)3]= 。 18．（23-24高三下·四川成都·阶段练习）硝酸在生产生活及国防建设中非常重要，工业制备硝酸的流程如下： (1)②反应的化学方程式为 ，④反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为 。 (2)与稀硝酸反应的离子方程式为 。 (3)硝酸工厂产生的氮氧化物的尾气需处理后才能排放，可用溶液吸收，下列措施能提高和去除率的有 (填字母)。 A．加快通入尾气的速率 B．采用气、液逆流的方式吸收尾气 C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液 (4)也可用溶液吸收氮氧化物的尾气制备。工艺流程如下： 已知： ①母液I进行转化时通入空气的目的是 。母液Ⅱ需回收利用，合理的处理方法是转入流程中 中(填“中和液”或“转化液”)。 ②若将两种产品的物质的量之比设为1：1，则生产时，的理论用量为 t(假定恰好完全反应)。 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) 过滤 蒸发浓缩 (3)铁氰化钾溶液（或酸性高锰酸钾溶液） (4) MnO2、Fe(OH)3 (5) 50 100mL容量瓶、胶头滴管 D (6) 【分析】铝灰（含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3），加入过量稀硫酸酸溶过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，滤渣Ⅰ为二氧化硅和不溶性杂质，滤液A中加入稍过量高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，加入适量硫酸锰除去过量的高锰酸钾过滤得到二氧化锰固体和氢氧化铁沉淀，滤液主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾蒸发浓缩，冷却结晶过滤洗涤得到硫酸铝钾晶体。 【详解】（1）明矾是强酸弱碱盐，Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到净水的目的。其反应原理用方程式表示是：。 （2）操作Ⅰ是将难溶性固体与溶液分离的操作，为过滤； 操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，而后得到明矾晶体。 （3）检验滤液A中是否存在Fe2+的方法加入铁氰化钾溶液，如果有蓝色沉淀，证明含有Fe2+，或加入高锰酸钾溶液，溶液褪色，也说明含有Fe2+。 （4）根据表中数据可知当溶液的pH=3时Fe3+可以形成沉淀Fe(OH)3，根据题意可得方程式：； 由于溶液的pH=3，所以滤渣的成分含有MnO2、Fe(OH)3。 （5）根据配制一定物质的量浓度的溶液的实验操作可知，由浓硫酸配制90 mL9 mol/LH2SO4溶液，只能用100ml容量瓶，故需要18mol/L浓硫酸的体积为=50mL； 需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、100mL容量瓶和胶头滴管； A．用量筒量取浓硫酸时，仰视量筒的刻度线，所量浓硫酸的体积偏大，即溶质的物质的量偏大，所配溶液浓度偏高，A不合题意； B．用量筒量取浓硫酸后未洗涤量筒，对实验结果无影响，B不合题意； C．容量瓶未干燥就用来配制溶液，对实验结果无影响，C不合题意； D．烧杯中稀溶液往容量瓶中转移时，有少量液体溅出，导致溶质的物质的量偏小，所配溶液浓度偏低，D符合题意； 故选D。 （6）该实验小组称取ag明矾晶体样品，溶于50mL稀盐酸中，加入足量BaCl2溶液，使硫酸根完全沉淀。用质量为mg的漏斗进行过滤，洗净滤渣后，将漏斗和滤渣一并干燥至恒重，测得质量为ng，则有n()=n(BaSO4)= mol，故该明矾晶体样品中硫酸根的含量为mol/g。 2．(1)3d6 (2)加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度、将矿石粉碎等任写一条 (3)<1mol/L (4) 2+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+ +3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ (5) 2Zn2++2+H2O=↓+CO2↑ 取少量“沉锌”后过滤的滤液于试管中，滴入Na2CO3溶液，若出现白色浑浊则说明未沉淀完全，若无明显现象则说明沉淀完全 (6) 【分析】形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：“溶浸”发生反应的化学方程式为：ZnCO3+H2SO4=ZnSO4+H2O+CO2↑，“溶浸”后的溶液中金属离子主要有：Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+，加入KMnO4能将Fe2+氧化为Fe(OH)3、Mn2+氧化为MnO2，滤渣2的成分为Fe(OH)3、MnO2，由于氧化性顺序：Ni2+>Cd2+>Zn2+，可加入还原剂Zn单质将Ni、Cd置换出来，滤渣3为Ni、Cd，滤液为ZnSO4，加入Na2CO3反应方程式为：3ZnSO4+3Na2CO3+4H2O=ZnCO3·2Zn(OH)2·2H2O↓+3Na2SO4+2CO2↑，高温灼烧固体得到ZnO； 【详解】（1）的价层电子排布式为3d6； （2）提高浸出率的措施有：加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度、将矿石粉碎等； （3）根据表中数据，0.1molL-1的Zn2+产生沉淀时pH为6.0，可得出Ksp[Zn(OH)2]=0.1×(10-8)2=10-17，则pH5.5时锌离子的最大浓度为c=10-17(10-8.5)2=1(mol/L)，此时溶液中的浓度范围为<1mol/L； （4）已知弱酸性溶液中KMnO4能将Mn2+氧化生成MnO2，将Fe2+氧化为Fe(OH)3，离子方程式为：2+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+、+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+； （5）“沉锌”时会生成沉淀，滤液为ZnSO4，加入Na2CO3的离子方程式：2Zn2++2+H2O=↓+CO2↑；该步骤中检验沉淀完全的方法是：取少量“沉锌”后过滤的滤液于试管中，滴入Na2CO3溶液，若出现白色浑浊则说明未沉淀完全，若无明显现象则说明沉淀完全； （6）该晶胞中Zn位于顶点和面心的位置、O位于体内，所以晶胞中Zn的个数为8×+6×=4，O的个数为4，晶胞的密度为。 3．(1) (2) 1 (3) 【分析】海水淡化可得到NaCl，电解熔融的NaCl可得到Na和，利用生成的氧化浓缩海水中的得到，通入热空气吹出Br2，用SO2水溶液吸收Br2得到含有Br-的溶液，再加入适量的将氧化为。 【详解】（1） 步骤Ⅰ中，海水淡化可得到NaCl，电解熔融的NaCl可得到Na和，利用生成的氧化浓缩海水中的得到，发生的离子反应为；的电子式为； （2）步骤Ⅱ用水溶液吸收，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，其反应的化学方程式为，该反应中溴元素化合价降低，氧化剂为，硫元素化合价升高，还原剂为，由反应的化学方程式可知，反应中每生成，消耗； （3）氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，通过上述过程中的反应可判断出三种物质的氧化性由强到弱的顺序为。 4．(1)增大反应物接触面积，加快反应速率(合理即可) (2)烧杯、漏斗、玻璃棒 (3)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加溶液，若有白色沉淀产生，则固体没有洗净，否则已洗净(合理即可) (4) 冷却(或降温)结晶 防止氯化铵扩散到空气中(合理即可) 作承接的载体(合理即可) (5)1.25 (6) 【分析】含反应物混合溶液，在一定条件下反应生成、沉淀和氯化铵溶液，过滤，氯化铵溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得氯化铵固体。加热、的混合物，在473K条件下，分解为SnO2；在573K条件下，负极生成MnO，在温度大于773的条件下与碳涂层混合得到。 【详解】（1）操作1前，反应物混合溶液要不断搅拌，其目的是增大反应物接触面积，加快反应速率； （2） 操作1是过滤，实验室中过滤操作的装置为，需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。 （3）和表面吸附有等，若洗涤液中不含氯离子，说明沉已淀洗涤干净，检验固体是否洗净的操作是：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加溶液，若有白色沉淀产生，则固体没有洗净，否则已洗净。 （4）氯化铵溶液中获取氯化铵固体，操作3包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，氯化氢、氨气遇冷生成氯化铵固体，利用图所示装置除去固体中少量杂质，装置中棉花的作用是防止氯化铵扩散到空气中；扎有小孔的滤纸的用途是作承接的载体。 （5）常温下，完全沉淀时，c(OH-)= ,c(H+)=,溶液最小为1.25。 （6）根据流程图，时氢氧化锡分解生成二氧化锡和水，发生反应的化学方程式为。 5．(1)+4 (2) (3)1：1 (4) (5) 过滤 漏斗、烧杯和玻璃棒 (6)HCl (7)雕刻玻璃 【分析】由题给流程可知，石英砂和焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应生成的硅与氯化氢高温下反应生成三氯硅烷和氢气，三氯硅烷与氢气高温下反应生成硅和氯化氢，硅溶于氢氟酸反应生成和可以循环使用的氢气，溶液与氯化钾固体反应生成沉淀和可以循环使用的盐酸，过滤得到。 【详解】（1）中钾元素的化合价为+1价、氟元素的化合价为—1价，由化合价代数和为0可知，化合物中硅元素的化合价为+4价，故答案为：+4； （2）由分析可知，“还原1”发生的反应为石英砂和焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为，故答案为：； （3）由分析可知，“还原2”发生反的反应为三氯硅烷与氢气高温下反应生成硅和氯化氢，反应的化学方程式为，由方程式可知，反应中氢气和三氯硅烷的物质的量比为1：1，故答案为：1：1； （4）由分析可知，“转化2”发生的反应为硅溶于氢氟酸得到溶液，应的化学方程式为，故答案为：； （5）由分析可知，“沉淀”发生的反应为溶液与氯化钾固体反应生成沉淀和盐酸，过滤得到，过滤需要用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯和玻璃棒，故答案为：过滤；漏斗、烧杯和玻璃棒； （6）由分析可知，该工艺中可循环使用的物质为氢气和氯化氢，故答案为：HCl； （7）玻璃的主要成分为能与氢氟酸溶液反应生成四氟化硅和水的二氧化硅，所以氢氟酸的一种常用的用途为雕刻玻璃，故答案为：雕刻玻璃。 6．(1)Ⅷ (2)将矿石粉碎或者搅拌 (3)4.7 (4)净化 (5) 【分析】锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、CaO、MgO等)为原料来制取钴酸锂(LiCoO2)，加入过量浓硫酸酸化焙烧锂辉矿，加入碳酸钙除去过量的硫酸，并使铁离子、铝离子沉淀完全，然后加入氢氧化钙和碳酸钠沉淀镁离子和钙离子，过滤得到溶液中主要是锂离子的溶液，滤液蒸发浓缩得20%Li2S，加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂，洗涤后与Co3O4高温下焙烧生成钴酸锂； 【详解】（1）已知Co是27号元素，故钴元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，故答案为：Ⅷ； （2）“酸化焙烧”时使用的是浓硫酸，为提高“酸化焙烧”效率，还可采取的措施有将矿石细磨、搅拌等，故答案为：将矿石粉碎(搅拌)； （3）根据题干数据可知，Al(OH)3的Ksp大于Fe(OH)3的Ksp，那么使Al3+完全沉淀pH大于Fe3+的，Al(OH)3的Ksp=c(Al3+)×c3(OH-)=1×10-33，c(OH-)=mol/L=1×10-9.3mol/L，则c(H+)=1×10-4.7mol/L，pH=4.7，即pH至少为4.7，故答案为：4.7； （4）该过程得的“母液“中仍含有大量的Li+，需要从中提取，应回到“净化“步骤中循环利用，故答案为：净化； （5）①右室连接负极，为阴极，阴极室中NaOH溶液浓度增大的原因是:阴极室中水电离出的H+得电子反应生成H2，其浓度减小，使溶液中OH―浓度增大，为了保持阴极室溶液中阴阳离子电荷平衡，Na+从原料室向阴极室迁移，从而使阴极室中NaOH的浓度增大，答案为；；；； ②该电解池为电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，总反应的的离子方程式为； ③一种可充、放电锂离子电池的负极为嵌锂石墨()，正极材料为，放电时，Li+从石墨中脱嵌移向正极，总反应为，根据总反应和正极发生还原反应可知，该锂离子电池放电时的正极反应式为，故答案为：。 7．(1)将反应过程中产生的Fe2+氧化为Fe3+ (2) Cu2++Zn=Cu+Zn2+ Zn2+、Fe2+、Fe3+ 将溶液中的Cu2+全部转化为Cu单质 (3)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (4)Fe2O3 (5)使Fe3+完全形成Fe(OH)3沉淀，而锌元素仍以Zn2+形式存在于溶液中，可以更好的分离Fe3+、Zn2+ (6) 9.0≤pH≤11 使Zn2+完全转化为Zn(OH)2沉淀，又不被过量NaOH溶液溶解 【分析】向废铜屑(主要成分为Cu、CuO及少量Fe2O3)中加入稀硫酸和H2O2，反应产生Cu2+、Fe3+，然后向其中加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO和少量铁及其氧化物)，Zn把Cu置换出来产生海绵铜，然后向其中加入稀硫酸和H2O2，ZnO与硫酸反应产生Zn2+，铁的氧化物反应产生Fe3+进入溶液，然后加入ZnO调整溶液pH=5，Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，然后过滤除去Fe(OH)3沉淀，加入NaOH溶液，调整溶液pH在一定范围，使Zn2+完全形成Zn(OH)2沉淀，再将其过滤、洗涤，灼烧分解产生ZnO。 【详解】（1）“溶解”时，CuO与硫酸反应产生Cu2+，Fe2O3与H2SO4反应产生Fe3+，Fe3+与Cu发生反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；H2O2具有氧化性，在酸性条件下可以将Fe2+氧化为Fe3+，发生反应：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可见在“溶解”过程中H2O2的作用为将反应过程中产生的Fe2+氧化为Fe3+； （2）在“反应”过程中，Cu2+与加入的锌灰中的Zn在溶液中发生反应：Cu2++Zn=Cu+Zn2+，从而置换出海绵状的单质铜； 废铜屑(主要成分为Cu、CuO及少量Fe2O3)中加入稀硫酸和H2O2，反应产生Cu2+、Fe3+，向其中加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO和少量铁及其氧化物)，Zn与Fe3+反应产生Zn2+、Fe2+，Zn与Cu反应产生Zn2+、固体Cu，因此“反应”后的滤液中含有的金属阳离子有Zn2+、Fe2+及过量的Fe3+； 由于氧化性：Fe3+＞Cu2+，向含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入锌灰，首先发生反应：2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+，然后发生反应：Cu2++Zn=Cu+Zn2+，锌灰稍过量的目的是将溶液中的Cu2+全部转化为Cu单质，因此通过测定Cu2+的含量确定加入锌灰的量； （3）在酸性条件下，H2O2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （4）若“氧化”过程中加入的H2O2不足，溶液中Fe2+不能被完全氧化为Fe3+除去，在加入ZnO调整溶液pH=5时，会使形成的Zn(OH)2沉淀中含有少量Fe(OH)3杂质，Fe(OH)3灼烧分解为Fe2O3，因此最终会导致制得的ZnO中会混有Fe2O3； （5）根据金属离子生成氢氧化物沉淀的pH表格数据可知：Fe3+沉淀完全形成Fe(OH)3沉淀的pH=3.2，而Zn2+开始形成Zn(OH)2沉淀的pH=6.0，加入ZnO调整溶液pH=5时，Fe3+完全形成Fe(OH)3沉淀，而锌元素仍以Zn2+形式存在于溶液中，可以更好的分离Fe3+、Zn2+； （6）加入NaOH溶液，目的是使溶液中的Zn2+完全转化为Zn(OH)2沉淀沉淀。根据题目信息可知：Zn2+完全形成Zn(OH)2沉淀的pH=9.0溶液pH越大，沉淀就越完全。但当溶液pH≥11时Zn(OH)2又会被强碱NaOH溶液溶解，因此加入NaOH溶液调整溶液pH范围为9.0≤pH≤11。 8．(1) 热的纯碱溶液浸泡铁屑 使反应物充分接触，加快反应速率 (2)3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O (3) 5.2~7.7 (4)钙离子、镁离子 (5) 负 11 【分析】废铁屑还原二氧化锰生成硫酸锰、硫酸铁，硫酸与氧化铝生成硫酸铝，二氧化硅和硫酸不反应，浸出液含有硫酸锰、硫酸铁、硫酸铝,浸出液中加入碳酸钙调节pH生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除去铁、铝杂质，加入MnF2生成CaF2、MgF2沉淀，除去Ca2+、Mg2+，过滤后，加热滤液浓缩结晶、趁热过滤得到硫酸锰晶体。 【详解】（1）油脂能够与碱性溶液发生反应产生可溶性物质，因此除去铁屑表面油污，可采用的方法是热的纯碱溶液浸泡铁屑； 将软锰矿、铁屑和硫酸按一定比例放入反应装置中，搅拌、加热反应一定时间，其中搅拌、加热的目的是使反应物充分接触，加快反应速率； （2）浸取中铁屑与软锰矿发生的主要反应的离子方程式为：3MnO2+2Fe+12H+=3Mn2++2Fe3++6H2O； （3）加CaCO3需要调节pH除去Fe3+离子、Al3+离子，而Mn2+仍然存在于溶液中，根据Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全的溶液的pH范围，即Mn2+形成Mn(OH)2的pH可知，加CaCO3控制溶液pH的范围是5.2≤pH<7.7；完全沉淀时，金属离子浓度为1.0×10-5 mol/L，Fe3+完全沉淀pH=3.7，此时c(OH-)=mol/L=10-8.8 mol/L；则常温下Ksp[Al (OH)3]=1×10-5×(10-8.8)3=1.0×10-31.4； （4）深度除杂中加入MnF2可以除去钙离子、镁离子；原因是会沉淀转化反应：MnF2+Mg2+Mn2++MgF2、MnF2+Ca2+Mn2++CaF2，这两个反应的K均大于105，反应可以视为完全进行； （5）金属的电解精炼时，被精炼的金属作阳极，则金属Mn应与电源负极相连；阴极反应为Mn2++2e- =Mn，阳极电极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，产生标准状况下体积为2.24 L气体时，反应产生O2气体的物质的量是0.1 mol，结合得失电子守恒，理论上可以制取Mn的质量m(Mn)==11 g。 9．(1)取少量除杂后的滤液，加适量H2O2溶液，振荡，滴加KSCN溶液，若无明显现象，说明Fe2+已除尽 (2)4×10-20mol/L (3)抑制铝离子水解 (4)c (5)NH4Al(SO4)2∙12H2O 【分析】硫酸铵溶液中加入加入过氧化氢和氨水，除去硫酸铵溶液中的少量Fe2+，过滤，得到滤渣氢氧化铁和滤液，加入硫酸铵溶液反应生成铵明矾，“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止，冷却结晶，过滤得到铵明矾（含结晶水），加热分解得到氧化铝。 【详解】（1）检验Fe2+是否除尽的实验操作是：取少量除杂后的滤液，加适量H2O2溶液，振荡，滴加KSCN溶液，若无明显现象，说明Fe2+已除尽，故答案为：取少量除杂后的滤液，加适量H2O2溶液，振荡，滴加KSCN溶液，若无明显现象，说明Fe2+已除尽； （2）Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，pH=8时，溶液中氢氧根离子浓度10-6mol/L， ，故答案为：4×10-20mol/L； （3）因为铝离子在溶液中能够发生水解反应生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制了铝离子的水解，故答案为：抑制铝离子水解； （4）通过过滤，将硫酸铝晶体从溶液中分离，故答案为：c； （5）a．称取0.906g铵明矾样品，高温灼烧，得Al2O3残留固体0.1020g，氧化铝的物质的量为：，含有0.002mol铝离子，质量为0.054g； b．称取0.4530g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化，得BaSO40.4659g；硫酸钡的物质的量为：，含有硫酸根离子的物质的量为0.002mol，质量为0.192g； c．称取0.4530g样品，加入足量的NaOH溶液，加热，产生气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.0170g，浓硫酸增重的质量为氨气质量，氨气的物质的量，铵离子的物质的量为0.001mol，质量为0.018g，0.906g样品中，含有水的质量为：0.906-0.054-0.192×2-0.018×2=0.432g，水的物质的量为：，n():n(Al3+):n():n(H2O)=0.002:0.002:0.004:0.024=1:1:2:12，所以铵明矾的化学式：NH4Al(SO4)2∙12H2O，故答案为：NH4Al(SO4)2∙12H2O。 10．(1) (2) (3) 温度：左右(之间均可)；硫酸加入量：(之间均可) 降低多钒酸铵的溶解度，减少损失 (4)有机溶剂P204、(或氨水) (5) (6)2.5 【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，加氨水和铁粉进行中和还原，该工序pH低于7.0，铁将还原为，发生反应 ，且溶液中铁离子和铁反应生成亚铁离子，所得溶液经有机溶剂P204萃取、亚铁离子等进入水相，反萃取后，进入水相，加NaClO3氧化将其转化为，加氨水沉钒，生成的多钒酸氨煅烧生成V2O5； 【详解】（1）基态Fe的价电子排布式为3d64s2；同周期从左到右第一电离能增大趋势，但N为2p3，半满状态，第一电离能N大于O，故的各元素第一电离能由大到小； （2）据分析，“还原中和”时，还原步骤中参与反应的离子方程式为； （3）结合图1、2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；根据信息ⅲ，洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤的目的是：降低多钒酸铵的溶解度，减少溶解损失； （4）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P204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； （5）“萃取”分离后，所得“水相”中的金属离子有、和少量的，欲得到溶液，需除去杂质、，第一道工序已经除去，说明后续工序应除去。又结合各金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH，可知需将氧化为。为了不引入杂质离子，氧化剂可选择溶液，再调溶液的pH，使转变成沉淀。为了不引入杂质离子，利用MnO调pH，所以完整的流程图为： ，故答案为：； （6）已知常温下、的分别为、，若上述水相“沉钙”后，根据，沉钙但锰离子不沉淀，则理论上不超过。 11．(1) 1s22s22p63s23p63d9 (2)二氧化硅 (3)减少晶体的损失同时易干燥 (4) (5) CuO或Cu(OH)2或Cu2 (OH) 2CO3； 5.2~5.4 10-38 【分析】矿渣在稀硫酸的作用下得到含有Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+ 溶液，二氧化硅不反应成为滤渣A，Fe2+不易沉淀，需氧化为Fe3+后将其转化为沉淀，在调节pH过程中要保持pH小于5.4，使得铁沉淀而铜不沉淀以免影响Cu2+，滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干得到硫酸铜晶体粗品； 【详解】（1） 铜为29号元素，基态Cu的价层电子的轨道表示式为；铜原子失去2个电子形成铜离子，基态的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d9； （2）由分析可知，A为二氧化硅； （3）易溶于水，若用水洗涤会造成损失，故用乙醇在洗去晶体表面的杂质离子时，可以减少晶体的损失同时易干燥； （4）有氧化性，可将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为氯离子，溶液的pH升高，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，故反应的离子方程式为： （5）欲除去铝离子又不影响铜离子，且不引入新杂质，故所加物质为：CuO或Cu(OH)2或Cu2 (OH) 2CO3；欲除去铝离子又不影响铜离子，结合表数据，pH的范围为：5.2~5.4；的，数量级为10-38。 12．(1)减小颗粒直径，增大浸取时的速率和提高铁的浸取率 (2)调节溶液的到之间，将转化为沉淀而除去 (3) (4)形成氢氧化铁沉淀 (5)蒸发温度低，减少碱式硫酸铁受热分解 (6)D 【分析】废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反、、、，然后加入并搅拌，调节溶液的，发生反应，所以滤渣中成分是，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和，酸性条件下，和发生氧化还原反应生成铁离子、NO，将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁，据此解答。 【详解】（1）粉碎过筛的目的减小颗粒直径，增大浸取时的速率和提高铁的浸取率，故答案为：减小颗粒直径，增大浸取时的速率和提高铁的浸取率； （2）加入少量的目的是调节，根据氢氧化物沉淀需要的知，在在之间将转化为沉淀，而亚铁离子不能生成沉淀；搅拌的目的是使反应物充分接触反应，从而加快反应速率，故答案为：调节溶液的到之间，将转化为沉淀而除去； （3）酸性条件下，亚硝酸钠具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原生成NO，所以反应釜中发生反应的离子方程式为；氧气的作用与亚硝酸钠相同，氧气得电子，亚硝酸根离子得电子，有，氧气反应转移电子，相对于亚硝酸钠反应；故答案为：；； （4）pH偏大时水解形成氢氧化铁沉淀，故答案为：形成氢氧化铁沉淀； （5）减压蒸发的优点是可防止温度过高，碱式硫酸铁分解，故答案为：蒸发温度低，减少碱式硫酸铁受热分解； （6）亚铁离子具有还原性，能被强氧化剂氧化生成铁离子，反应过程中颜色变化明显的效果最佳，则 A.氯水为浅黄绿色，将亚铁离子氧化为铁离子，溶液呈黄色，颜色变化不明显，故A错误； B.溶液和亚铁离子不反应，没有颜色变化，故B错误； C.溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀，铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀，掩盖氢氧化亚铁颜色，故C错误； D.酸性溶液呈紫色，亚铁离子能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，现象明显，故D正确； 故答案为：。 13．(1)搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸的浓度等 (2) 还原Fe2O3和MnO(OH) SiO2和CaSO4 (3)MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O (4)6.0×10-4 (5)MnCO3+2H3PO4=Mn(H2PO4)2+CO2↑+H2O (6) 3 【分析】向水锰矿矿浆中加入H2SO4溶液和SO2，SiO2与H2SO4不反应，Fe2O3溶解产生的Fe3+被还原为Fe2+，得到含有Mn2+、、Fe2+、Ca2+、Al3+的混合溶液和含有SiO2、CaSO4(微溶)的滤渣1；加入MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+，加入氨水调节pH将Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去，则滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3，再加入NH4F溶液将Ca2+转化为CaF2沉淀除去，则滤渣3的主要成分为CaF2，此时滤液的主要成分为MnSO4，加入NH4HCO3溶液，得到MnCO3沉淀，加入适量磷酸溶液得到Mn(H2PO4)2溶液，最后经一系列操作后得到Mn(H2PO4)2⋅2H2O。 【详解】（1）为增大步骤Ⅰ的浸出速率，可采取的措施有搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸的浓度等； （2）向水锰矿矿浆中加入H2SO4和SO2，Fe2O3被SO2还原为Fe2+，MnO(OH)被SO2还原为Mn2+，则步骤Ⅰ中SO2的作用是还原Fe2O3和MnO(OH)；SiO2与H2SO4不反应，CaO与H2SO4反应生成微溶物CaSO4，则滤渣1的成分为SiO2和CaSO4； （3）步骤Ⅱ中MnO2氧化Fe2+，便于在步骤Ⅲ中沉淀，则步骤Ⅱ中MnO2发生反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O； （4）因，若Ca2+完全沉淀，则需控制溶液中的c(F-)≥mol/L=6.0×10-4mol/L； （5）“低温沉锰”得到MnCO3，“酸溶”时，MnCO3与H3PO4发生复分解反应：MnCO3+2H3PO4=Mn(H2PO4)2+CO2↑+H2O； （6）根据“均摊法”，晶胞中黑球的个数：8×+1=2，白球的个数：4×+2=4，则白球代表O，黑球代表Mn，该晶体的化学式为MnO2，由图可知，氧原子的配位数为3，则该晶体的密度为g/cm3=g/cm3。 14．(1) 、 还原性 (2) (3)ACD (4) (5)取一定量溶液4于试管中，加足量稀酸化，再加足量溶液，静置后向上层清液中滴加溶液，出现白色沉淀，则含(其他合理答案亦可) 【分析】铜阳极泥中含有铜、银、金、铅等单质，经过步骤1后，铜溶解得到硫酸铜溶液即溶液1，银与铅溶解后分别得到氯化银与硫酸铅沉淀，金不溶即沉淀A为氯化银、硫酸铅、金，经过步骤2后，Au与氯离子形成配合物溶解，所以沉淀B为氯化银与硫酸铅，经过步骤3，氯化银溶解得到溶液3，经过步骤4得到氯化银沉淀。 【详解】（1）由分析可知，沉淀B为、，步骤5中主要作用是将中的银离子还原为单质银，所以此处甲醛的作用是还原剂体现还原性。 （2）单质金在HCl酸性条件下，在氧化剂NaClO3的氧化作用下，金与氯离子形成配合物，则对应的离子方程式为。 （3）A．骤1中加入的主要作用是使溶解出的转化为沉淀，A正确； B．骤1可通过粉碎阳极泥、加热、搅拌加快反应速率，改用浓硫酸溶于水放热会加快双氧水分解，反而不利于银、铅、铜溶解，B错误； C．液1是硫酸铜溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到胆矾粗产品，C正确； D．液4可返回步骤3中循环使用，但循环多次后可能导致银的浸出率降低，D正确； 故选ACD。 （4）步骤4中加入稀硫酸调节溶液时，由图可知此条件下亚硫酸根与氢离子更容易结合形成亚硫酸氢根，银离子将从配合物中脱离出来与氯离子结合生成沉淀析出，对应离子方程式为。 （5）验证氯离子的操作步骤为，取一定量溶液4于试管中，加足量稀酸化，再加足量溶液，静置后向上层清液中滴加溶液，出现白色沉淀，则含。 15．(1) 第四周期ⅤB族 13 (2) 制作光导纤维、光学玻璃等 4.2≤pH＜7.6 1037.4 (3)易溶解难溶解VO (4) 2HCO+Ni2+=NiCO3↓+CO2↑+H2O 2H2O+2NiSO42Ni+2H2SO4+O2↑ 【分析】二氧化硅难溶于水，且不与稀硫酸反应，因此滤渣1为SiO2，铝、铁(Ⅲ)、镍(Ⅱ)、钒(Ⅴ)分别以Al3+、Fe3+、Ni2+、VO形式存在，加入NaOH调节pH，Al3+、Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉淀出来，VO转化成VO，加入萃取剂，将VO、Ni2+分离，据此分析； 【详解】（1）V是23号元素，位于第四周期ⅤB族，其基态原子核外电子排布式为【Ar】3d34s2，即电子占据13个原子轨道，共有13种空间运动状态；故答案为第四周期ⅤB族；13； （2）SiO2不能与硫酸反应而其他氧化物均可与硫酸反应，故滤渣1为SiO2，可用于制作光导纤维、光学玻璃等；由流程图知，调pH的目的是除去Al3+、Fe3+，同时Ni2+不能形成沉淀，结合表中数据可知，pH的调控范围是4.2≤pH＜7.6；当c(Fe3+)=1×10-5mol/L时，溶液的pH=3.2，此时溶液中c(OH-)=1×10-10.8mol/L，Fe3++3OH-Fe(OH)3的平衡常数；故答案为制作光导纤维、光学玻璃等；4.2≤pH＜7.6；1037.4； （3）由萃取的目的可知，该萃取剂应具有的另一种性质是易溶解难溶解VO；故答案为易溶解难溶解VO； （4）沉镍反应中，HCO与Ni2+作用形成NiCO3、H+，H+与另一部分HCO作用生成CO2、H2O，相应的离子方程式为2HCO+Ni2+=NiCO3↓+CO2↑+H2O。反萃取后的水相为NiSO4溶液，电解时Ni2+在阴极上转化为Ni，阳极上有O2生成，电解总反应化学方程式为2H2O+2NiSO42Ni+2H2SO4+O2↑；故答案为2HCO+Ni2+=NiCO3↓+CO2↑+H2O；2H2O+2NiSO42Ni+2H2SO4+O2↑。 16．(1)ds (2) Cu (3) BC (4) (5) 高于 和都是分子构成的，相对分子质量大于 (6) 【分析】镉渣加入稀硫酸，铜不溶成为滤渣1，过滤，滤液含有Fe2+、Cd2+、Co2+，向滤液加入铁粉和Co2+反应除去钴，向除钴后的溶液中加入过氧化氢氧化Fe2+为Fe3+，为了不引入新杂质，加入氧化镉等调节pH使Fe3+沉淀过滤除去得到滤渣3，电解含有Cd2+的溶液，可得镉单质； 【详解】（1）Cd与Zn同族，则为ⅡB族，Cd位于元素周期表ds区； （2）由分析可知，“滤渣1”的主要成分是Cu；过氧化氢氧化Fe2+为Fe3+，便于后续除镉，反应为：。 （3）调节pH使Fe3+沉淀且不引入杂质，故选择氧化镉、氢氧化镉沉淀铁离子；如果选择氨水，易与镉离子形成配离子也会引入杂质，加入氢氧化钠会引入钠离子；故选BC； （4）已知：①在金属活动性顺序表中，Co、Cd排在H之前；则“电解”中阳极上水发生氧化反应生成氧气和氢离子，阳极反应式为； （5）氧的单质都是分子构成的物质，沸点与范德华力大小有关。和都是分子构成的，相对分子质量大于，导致的沸点高于； （6）体心立方晶胞中，体对角线上3个镉原子相切，Cd原子半径等于体对角线的四分之一，则Cd原子半径为pm；根据均摊法，1个晶胞含2个镉原子，则Cd晶体密度为。 17．(1)将废渣研磨成更细的粉末(或适当升高温度、或充分搅拌、或适当增大溶液浓度等) (2) (3)水浴加热 (4) (5) 4.7 【分析】工业废渣(主要含CaSO4∙2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3)，加入碳酸铵溶液浸取，根据溶度积的数值可知，可将CaSO4转化为CaCO3，滤液中主要含有硫酸铵，滤渣含有CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO，将滤渣加入稀盐酸， CaCO3、Al2O3、Fe2O3、FeO分别转化为CaCl2，AlCl3、FeCl3、FeCl2，SiO2与稀盐酸不反应作为滤渣1析出、向滤液中加入过氧化氢将FeCl2转化为FeCl3，加氢氧化钙溶液并调节pH值可除去AlCl3、FeCl3，将它们转化为氢氧化铝和氢氧化铁，CaCl2可以加入碳酸铵溶液制取轻质CaCO3，再将含有硫酸铵的溶液蒸发浓缩，冷却结晶可制得硫酸铵晶体，由此分析。 【详解】（1）增大反应物的浓度、增大接触面积、升温等均能加快反应速率。“浸取”时加快速率的措施将废渣研磨成更细的粉末(或适当升高温度、或充分搅拌、或适当增大溶液浓度等)； （2）溶度积大的易转化为溶度积更小的，已知常温下，，，则废渣粉末加碳酸铵溶液“浸取”时可实现硫酸钙向碳酸钙的转化，离子方程式为； （3）温度过高，(NH4)2CO3分解，则废渣粉末“浸取”时，反应温度需控制在60~70℃，若温度过高将会使分解而导致的转化率下降，故合适的加热方式为水浴加热； （4）据分析“滤渣1”成分是，H2O2具有氧化性，加适量过氧化氢将FeCl2转化为FeCl3，过氧化氢的还原产物为水不引入新的杂质，加适量的作用是； （5）由表知 pH≥4.7时，铁离子和铝离子已经完全沉淀，则应调节溶液的pH≥4.7；pH=3.7时Fe3+沉淀完全，此时c(Fe3+)=10-5mol/L，c(OH-)=10-10.3mol/L，故。 18．(1) 2：1 (2) (3)BC (4) 将NaNO2氧化为NaNO3 转化液 106 【分析】反应①为工业合成氨反应，②为NH3被O2氧化产生NO，③为NO被O2氧化产生红棕色NO2，④为NO2与水反应产生HNO3；用碳酸钠溶液吸收氮氧化物的尾气制备时，由制备流程可知，碳酸钠溶解后，“碱吸收”发生的主要反应为Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2，然后中和液进行蒸发Ⅰ、结晶Ⅰ操作，过滤分离出NaNO2，母液I中主要含NaNO2，母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3、空气，硝酸提供酸性环境，氧气可将NaNO2转化为NaNO3，转化液进行蒸发Ⅱ、结晶Ⅱ、过滤Ⅱ分离出NaNO3，母液Ⅱ中主要含NaNO3，应循环到转化液中提高利用率。 【详解】（1）②是氨气发生催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为；④是二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO， HNO3是氧化产物、NO是还原产物，反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为2:1。 （2）与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式为； （3）A．加快通入尾气的速率，使氮氧化物与氢氧化钠接触时间缩短，不利于氮氧化物的吸收，故不选A； B．采用气、液逆流的方式吸收尾气，增大氮氧化物与氢氧化钠溶液的接触面积，有利于氮氧化物的吸收，故选B； C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液，增大反应物浓度，有利于氮氧化物的吸收，故选C； 选BC。 （4）①母液I中含有NaNO2、Na2CO3，氧气能把NaNO2氧化为NaNO3，进行转化时通入空气的目的是将NaNO2氧化为NaNO3。母液Ⅱ中含有NaNO3，需回收利用，合理的处理方法是转入流程中转化液。 ②若将，的物质的量为，则生成NaNO3的物质的量为，根据钠元素守恒，的理论用量为，质量为106t。 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 $$