2025届高三化学二轮复习- --工业流程题

2025届高三化学复习----工业流程题 1．（广东省深圳市2025届高三上学期9月联考化学试题）铟(In)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)为原料进行铟的富集与回收的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的pH：(生成氢氧化物沉淀) Zn2+ Fe2+ Fe3+ In3+ Pb2+ 开始沉淀 5.4 7.1 1.7 3.5 7.2 完全沉淀 6.4 8.9 2.8 4.8 8.7 ②“萃取”原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq) 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分为 (写化学式)，“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (2)常温下“调pH”时，应控制范围为 。 (3)若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用 (写试剂名称)。 (4)流程中可循环利用的物质为 。 (5)“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为 。 (6)铟可与砷(As)形成一种光纤通信晶体材料，其晶胞结构如图所示： ①该晶体中，铟原子的配位数为 。 ②已知晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA。则晶体密度为 g•cm-3。 2．（24-25高三上·福建厦门·开学考试）I．利用硫酸渣(主要含Fe2O3、FeO，杂质为Al2O3和SiO2等)生产铁基颜料铁黄(FeOOH)的制备流程如下： (1)“酸溶”时，Fe2O3与硫酸反应的离子方程式为 。 (2)滤渣Ⅰ的主要成分是FeS2、S和 (填化学式)；Fe3+被FeS2还原的离子方程式为 。 (3)“氧化”中，生成FeOOH的离子方程式为 。 (4)滤液Ⅱ中溶质是和 (填化学式)：“洗涤”时，检验铁黄表面已洗涤干净的操作是 。 II．硼酸溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，水溶液呈弱酸性，大量用于玻璃工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间。H3BO3可以通过电解溶液的方法制备，其工作原理如图： (5)请书写M室发生的电极反应式 。 (6)比较N室中a%和b%的大小关系 。 (7)b膜为 离子交换膜。 (8)理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成标准状况下气体的体积是 。 3．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）Ⅰ．某化学自主实验小组利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原为无污染气体(K1、K2为止水夹，夹持固定及加热装置略去)。 (1)装置A产生NH3的原理为 (用文字表述)。 (2)装置E发生反应的化学方程式为 。 (3)甲、乙分别是 (填字母)。 a．浓硫酸、浓硫酸              b．碱石灰、无水氯化钙 c．碱石灰、碱石灰              d．五氧化二磷、五氧化二磷 (4)若NO2能够被NH3还原，则反应的化学方程式为 。 (5)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。 Ⅱ．硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如下： (6)工业上常以粉碎的黄铁矿(FeS2)为原料来制备SO2，将黄铁矿粉碎的目的是 。 (7)写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式： 。 (8)实验室模拟硫酸工业的尾气中含有少量SO2，可用 (填试剂名称)吸收。 4．（23-24高三上·云南德宏·期末）铬和铝广泛用于冶金、国防、化工等领域。从铝热法冶炼金属得到的铬废渣(主要含，还含有少量)中提取铬和铝的主要工艺流程如下： 已知：在高温下能与纯碱反应生成 (1)“球磨”工序的目的是 ；基态原子的价层电子排布式为 。 (2)“焙烧”时生成的化学方程式为 。 (3)“碳分”工序所得滤渣中除含有外，还含有另一种成分，写出生成该成分的离子方程式： ；滤液中的某种物质经回收并进一步处理后所得产物可在 工序中再利用。 (4)被还原时，若用盐酸代替和的混合液，主要缺点为 。 (5)“转化”后，需要对所得滤渣进行洗涤，判断滤渣是否洗涤干净的实验方法是 。 (6)和形成的离子化合物的晶胞结构如图所示，若钠离子和氧离子的最短间距为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶胞的密度为 (用含、的代数式表示，并化为最简形式)。 5．（24-25高三上·湖南·阶段练习）锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆(主要成分为，含少量、、FeO、等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。 已知：室温下，，，，时开始沉淀。 回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中的位置是 ，基态Mn原子的价电子排布式为 。 (2)“氧化除杂”时使用的试剂X可以选择溶液或固体，这一步的目的是 。 (3)“氧化除杂”时需使溶液中、浓度小于，则应控制溶液pH范围为 。 (4)用过二硫酸钾可以缓慢地氧化为，该反应的离子方程式为 。 (5)反应生成的锰酸锂中的Li含量可变，锰酸锂可充电电池的总反应为，装置示意图如图。 ①充电时阳极反应方程式为 。 ②充电时，若有1mol电子转移，石墨电极增重 g。 6．（24-25高三上·四川成都·开学考试）从炼锌厂废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等)中回收钴并获得副产物ZnSO4的工艺流程如图： 已知：①常温下相关金属离子[c(M+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表： 金属离子 Co2+ Fe2+ Fe3+ Zn2+ 开始沉淀的pH 7.2 6.3 1.5 6.2 沉淀完全的pH 9.2 8.3 2.8 8.2 ②酸浸后滤液中钴元素以Co2+形式存在。 请回答下列问题： (1)酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有 (任写一条)；滤渣1的成分为 (填化学式)。 (2)向酸浸后的滤液中加入H2O2的目的是 ；调pH除铁选择的试剂X可以是 (填下面的字母)；调节的pH范围是 。 A．KOH    B．Zn(OH)2    C．CoO    D．Na2CO3 (3)除去Zn2+后，工业上也可利用碱性的次氯酸钠溶液氧化Co2+生成Co(OH)3沉淀，实现钴的回收，该反应的离子方程式为 。 (4)已知，，，请判断能否将CoCO3完全转化为COC2O4： (填“能”或“不能”)，理由是 。 7．（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： 。 8．（24-25高三上·安徽亳州·开学考试）以硫铁矿(主要成分是，含少量、和)为原料得到绿矾，然后制备铁黄并测定其纯度。 Ⅰ．制备铁黄流程如下： 已知：“还原”时，能将中的硫元素氧化为+6价。 回答下列问题： (1)的价层电子的轨道表示式为 ，比稳定，原因是 。 (2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。 (3)“还原”过程中涉及的离子方程式为 。 (4)流程中“”环节的目的是为了除去 ，“结晶”步骤的具体操作为 。 Ⅱ．测定铁黄纯度流程如下： 已知：(配合离子)，不与稀碱液反应。 (5)若实验时加入了的，消耗ymol NaOH，设铁黄的摩尔质量为，则铁黄样品纯度为 (用含w、x、y、M的代数式表示)。 (6)测定时，若滴入溶液不足量，使实验结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 9．（23-24高三上·重庆·期末）是一种耐高温、耐磨损和耐腐蚀的无机非金属材料，在电子陶瓷和结构陶瓷等高科技领域有着重要的应用。工业上通常以锆英石(主要成分为，常含有等杂质)为原料进行制备，流程如下图所示： ⅰ．极易水解生成硅酸；易溶于水，升华。 ⅱ．难溶于有机溶剂在水中的溶解度小于在有机溶剂中的溶解度。 回答下列问题： (1)将锆英石粉碎的目的是 。 (2)锆英石氯化过程中，除元素外，其他元素均转化为高价氯化物，发生反应的化学反应方程式为 ，在氯化过程中，温度过高会导致产率降低，原因是 。 (3)滤液1中含有的阴离子，除外还含有 。 (4)盐酸溶解后的溶液中的浓度为，当溶液中浓度不大于时，即达到要求。忽略溶液混合时的体积变化，处理该溶液至少需要的溶液的体积为 。(已知：，计算结果保留两位小数)。 (5)“萃取”后，在 (填“水层”或“有机层”)；为了使的萃取率增大，可采用的有效措施有 ((写一条)。 (6)晶胞中位于所构成的立方体的体心，如图。已知晶胞的密度为为阿伏加德罗常数的值，的摩尔质量为，则晶体中和之间的最短距离为 (列出算式)。 10．（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 。 11．（23-24高三上·福建宁德·期末）主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用一种含钴催化剂废料(主要含、，还含有少量的、、、制备氧化钴的工艺流程如下图所示： 已知：ⅰ.金属钴与铁具有相似的化学性质； ⅱ.氧化性。 回答下列问题： (1)提高“酸浸”速率的措施有 (任写一种)。 (2)酸浸后，“滤渣”的主要成分有 (填化学式)。 (3)“除铁”时先加入溶液，主要反应的离子方程式为 ；再加入溶液调节为2.5～3.0，生成黄钠铁矾沉淀。检验滤液1中不存在的实验操作及现象：取少量滤液1于试管中， 。 (4)“沉钴2”时为了使沉淀完全，滤液2必须控制 。(已知：常温下；通常认为残留在溶液中离子浓度时，沉淀完全) (5)在空气中煅烧得到的化学方程式是 。 (6)将在空气中加热到300℃以上可以得到钴的不同氧化物。测得残留固体的质量随温度变化的曲线如图所示，B点固体成分为 (填化学式)。 12．（24-25高三上·北京大兴·开学考试）以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(及少量Fe、Pb等)为原料制备高纯，实现锰的再生利用。其工作流程如下： 资料a．Mn的金属活动性强于；在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被氧化。 资料b．如下表。 生成氢氧化物沉淀的pH 开始沉淀时 8.1 6.5 1.9 完全沉淀时 10.1 8.5 3.2 注：金属离子的起始浓度为 (1)过程Ⅰ的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为和。 ①为了提高浸出锰的速率，采用了浓盐酸和加热等措施，还可以采取的措施有 。 ②与浓盐酸反应的离子方程式是 。 ③由转化而成，可能发生的反应有： a． b． c．…… 写出c可能的离子方程式： 。 (2)过程Ⅱ的目的是除铁，常用氨水法：将滤液1先稀释，再加适量的氨水，过滤。除铁时，溶液pH应控制在 之间。 (3)过程Ⅲ的目的是除铅，此过程的离子方程式是 。 (4)过程Ⅳ的操作为 、 、过滤、洗涤、干燥，得到。 (5)过程Ⅳ所得固体中的的测定如下：取样品，置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，质量变为，则 。 13．（23-24高三上·北京大兴·期末）碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为，含及少量)为原料制备碱式碳酸铜，工业流程如下： 已知：①常温下， ②金属离子沉淀的pH 开始沉淀时 1.5 6.3 完全沉淀时 2.8 8.3 (1)操作I的名称是 ；滤渣b可能含S、 (填化学式)。 (2)①为提高“浸取”时辉铜矿中的浸取率，可采取的措施 (填2条)。 ②某小组测得的浸取率受浓度及温度影响的变化曲线如下： 依据图一分析：适宜的浓度范围为 ； a点浸取时也起到了氧化辉铜矿的作用，该反应的离子方程式为 。 ③图二中温度高于85℃时浸取率下降的原因是 。 (3)“除铁”步骤调pH时，加入的物质X可选择 (填序号)。 a．　　　　　　　　b．    　　　　c． (4)常温下，滤液中，则“除铁”步骤调pH的范围是 。 14．（23-24高三上·四川南充·期末）某废旧金属材料中主要含等，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收，并制备绿矾。回答下列问题： (1)的电离方程式是 ，碱浸时滤液中存在的阴离子有 。 (2)酸浸时加入的“试剂X”为 。 (3)加入铁粉后，发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为 。 (4)操作Ⅲ的名称是蒸发浓缩， ，过滤，洗涤，干燥。 (5)绿矾在空气中容易被部分氧化，为测定所得绿矾晶体中的含量，步骤如下： Ⅰ：称取绿矾晶体样品，配制成溶液。 Ⅱ：取出溶液，加入适量稀硫酸，滴入的溶液，至反应完全共消耗溶液。 ①Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。 ②Ⅱ中氧化的离子方程式是 。 ③计算绿矾晶体样品中的质量分数为 (用含a、b、c的式子表示)。 15．（2024·福建泉州·模拟预测）一种从含锗氧化锌烟尘(主要含、、及少量、的氧化物)中分离回收锌、锗的流程如下： 已知：① ②废电解液中主要含、和少量 回答以下问题： (1)“酸浸”时，烟尘中硫化物转化为硫单质。 ①可提高“酸浸”效率的措施有 (写一种即可)。 ②从“滤渣1”中可回收的金属主要有 。 ③该温度下，，的，。反应的平衡常数K= 。结合平衡移动原理，分析“酸浸”过程通入的目的是 。 (2)“中和还原”时，溶液中与反应生成S，该反应的离子方程式为 。 (3)“沉锗”时，与结合生成的沉淀中含有(结构简式如图)。 ①基态原子的核外电子排布式为 。 ②(单宁)的结构简式为 。 (4)“滤液4”经电沉积回收锌，电解时阴极反应式为 。经电沉积后的液体可以在 循环利用(填流程操作)。 (5)一种锗晶胞结构如下左图，与锗原子距离最近且相等的锗原子有 个，锗原子C的原子坐标为[或]，锗原子B的原子坐标为 。将该晶胞沿图中体对角线投影，下左图中锗原子B投影的位置是下右图的 号位(填数字)。 16．（2024·安徽·一模）工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te)，含少量的Ag、Au]回收碲和氧化铜，其工艺流程如图： 已知：①H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸 ②CuC2O4的Ksp为2.2×108 (1)Cu位于元素周期表第 周期第 族。TeO的空间构型为 。 (2)“氧化酸浸”步骤的氧化产物为 ，“滤渣”的成分是 。该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大，原因可能是 。 (3)“沉淀”步骤，若要使Cu2+完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L)，应控制C2O的浓度不低于 。 (4)“还原”步骤反应的离子方程式为 。 (5)CuO可催化消耗血糖，从而控制血糖浓度。一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，b电极的电极反应式为 。 17．（23-24高三上·四川乐山·阶段练习）工业上常用炼钢残渣(主要含FeO·V2O3，还有少量铁粉、SiO2、Al2O3等杂质)为原料提取金属钒，其工艺流程如图所示： 已知：焙烧后铁全部转化为+3价氧化物。 (1)“研磨”的目的是 ，“磁选”后分离出的X为 。 (2)“焙烧”过程中，若转移电子数为2.5NA，则被氧化的FeO·V2O3为 mol。 (3)“酸浸”时，生成V2O5的离子方程式为 。 (4)若“沉钒”前溶液中c()=0.16 mol·L-1，忽略溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到99%，则“沉钒”后溶液中c()= mol·L-1(已知：常温下，Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3)。“沉钒”过程中，加入稀H2SO4，其目的是 。 (5)检验NH4VO3沉淀是否洗净的操作是 。 18．（24-25高三上·云南昆明·开学考试）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、、FeO、、CuO和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。回答下列问题： (1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去 。 (2)“碱浸”时发生反应的化学方程式为 。 (3)由滤液1制备Al的第一步是向滤液1中通入过量的 气体。 (4)试剂a为 (填化学式)，加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为 。 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) PbSO4 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2)[2.8~3.5)或2.8≤pH＜3.5 (3)盐酸 (4)H2A2或萃取剂 (5)粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟 (6) 4 ×1021 【分析】废渣(ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)，加酸后Pb2+转化成硫酸铅除去，滤渣1为硫酸铅，浸出液中含有Zn2+、Fe2+、In3+等阳离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，反应原理为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，加入碳酸钠“调pH”使三价铁离子沉淀完全，加入有机溶剂经过萃取分液，原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，然后加入盐酸进行反萃取，再加入Zn进行置换得到海绵铟，最后得到精铟，据此分析解题。 【详解】（1）根据分析可知，滤渣1的主要成分为PbSO4；“氧化”步骤发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （2）常温下“调pH” 使三价铁离子沉淀完全， In3+不沉淀，应控制pH范围为2.8≤pH＜3.5； （3）在进行反萃取时加入的是酸，若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用盐酸； （4）萃取原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，在反萃取时加入酸，可得到萃取剂，故流程中可循环利用的物质为萃取剂； （5）“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为：粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟； （6）①由晶胞结构可知，铟原子位于As原子围成的四面体空隙，In的配位数为4； ②由晶胞结构可知，As原子有4个位于体内，In原子数目，晶胞的质量为g，则晶体密度为×1021g•cm-3； 2．(1) (2) SiO2 (3) (4) 取最后一次洗涤液，先加入稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若无白色沉淀，说明已洗干净 (5) (6)a%＜b% (7)阴 (8)11.2 L 【分析】硫酸渣加硫酸溶解，金属氧化物转化为金属阳离子，二氧化硅不溶，再加FeS2把铁离子还原为Fe2+，同时生成S沉淀，过滤，滤渣含有二氧化硅和S、FeS2，滤液中含有Fe2+和Al3+，滤液中通入空气氧化，同时调节pH生成FeOOH沉淀，过滤、洗涤、烘干，得到纯净的FeOOH； 【详解】（1）Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为； （2）由分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分是FeS2、S和SiO2；Fe3+被FeS2还原为亚铁离子，硫被氧化为硫单质，结合电子守恒，离子方程式为：； （3）在碱性环境下，亚铁离子可以被氧气氧化为生成FeOOH，则“氧化”中，亚铁离子、氧气及氨水反应生成FeOOH、铵根离子和水，其离子方程式为； （4）滤液中加氨水调节pH，会生成硫酸铵，所以滤液Ⅱ中溶质是和；铁黄表面附着的离子为硫酸根离子，若洗液中没有硫酸根离子，说明已经洗净，则其操作为取最后一次洗涤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀说明已洗干净。 （5）M室为阳极，水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，发生的电极反应式：； （6）N为阴极室，水放电发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，使得氢氧化钠浓度增大，故a%＜b%； （7）M中氢离子进入产品室、原料室中进入产品室，两者反应生成产品H3BO3，则b膜为阴离子交换膜。 （8），理论上每生成1 mol产品，则电路中转移1mol电子，阴极室反应为，可生成标准状况下气体0.5mol，体积是11.2L。 3．(1)生石灰与水反应放热，促使浓氨水挥发 (2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (3)b (4)8NH3+6NO27N2+12H2O (5)没有尾气处理装置 (6)增大固体反应物的接触面积，加快反应速率 (7) (8)氢氧化钠溶液 【分析】Ⅰ．在A中浓氨水与生石灰反应产生NH3，通过装置B的碱石灰进行干燥，再进入装置C进行反应；浓硝酸与铜片反应制备NO2，通过装置乙的五氧化二磷固体或无水氯化钙进行干燥进入装置C中，NH3与NO2在装置C中进行反应，生成N2和H2O； Ⅱ．制得的SO2与空气经“净化干燥”，进入催化反应室，在常压、催化剂作用下反应生成SO3，在吸收塔中利用98%硫酸吸收，未被吸收的SO2废气被循环使用，吸收后的发烟硫酸经稀释后进入储存室处理。 【详解】（1）将浓氨水滴入CaO固体制取NH3的原理是：生石灰与水反应放热，促使浓氨水分解，产生的NH3挥发逸出； （2）在装置E中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O； （3）装置B中试剂甲的作用是干燥NH3，NH3是碱性气体，应该使用碱性干燥剂碱石灰进行干燥；装置乙中盛有的试剂用于干燥NO2，NO2溶于水，溶液显酸性，因此应该使用酸性或中性固体干燥剂，而不能使用碱性干燥剂，可以使用无水氯化钙，故甲中试剂是碱石灰，乙中试剂是无水氯化钙，合理选项b； （4）若NO2能够被NH3还原，根据氧化还原反应规律，二者反应产物为N2和H2O，发生反应的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O； （5）氨气、二氧化氮均为大气污染物，直接排放会造成空气空气，此实验装置存在一个明显缺陷是缺少尾气处理装置； （6）将黄铁矿粉碎的原因是增大固体反应物的接触面积，加快反应速率； （7）催化反应室中SO2被氧化为SO3，该反应是可逆反应，反应的化学方程式为：； （8）硫酸工业的尾气中含有少量SO2，若直接排放会污染空气，并导致硫酸型酸雨，可根据SO2是酸性氧化物的性质，用NaOH溶液等碱性溶液进行吸收然后在排放。 4．(1) 粉碎铬废渣和Na2CO3，增大反应物之间的接触面积，使后续焙烧反应进行更加充分且提高反应速率 3d54s1 (2)2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2 (3) 球磨、碳分 (4)盐酸中Cl-失电子会生成氯气，氯气有毒会污染环境 (5)加足量稀盐酸酸化溶液，在加入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明没洗干净，反之，证明洗涤干净 (6) 【分析】废渣中加入纯碱球磨，然后通入富氧空气焙烧，SiO2高温下与纯碱反应生成Na2SiO3，Al2O3高温下与纯碱反应生成NaAlO2，Cr2O3与纯碱、O2反应生成Na2CrO4和二氧化碳，水溶后溶液中通入足量二氧化碳，硅酸钠转化为硅酸沉淀，NaAlO2转化为氢氧化铝沉淀，通过过滤除去，其中氢氧化铝加热可分解生成氧化铝。滤液中加入硫酸和双氧水还原，再加入浓氨水转化脱水得到Cr2O3。 【详解】（1）球磨工序可粉碎铬废渣和Na2CO3，增大反应物之间的接触面积，使后续焙烧反应进行更加充分且提高反应速率；Cr是第24号元素，基态原子的价层电子排布式为3d54s1； （2）焙烧时Cr2O3与Na2CO3、O2反应生成Na2CrO4和CO2，化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2； （3）NaAlO2通入足量二氧化碳后，NaAlO2转化为氢氧化铝沉淀，离子方程式：；碳分工序中滤渣除了硅酸还有Al(OH)3，碳分时由于NaAlO2、Na2SiO3与二氧化碳反应生成了碳酸钠，碳酸钠又与过量的二氧化碳反应生成了碳酸氢钠，因此滤液中含碳物种为碳酸氢钠，碳酸氢钠经过回收并煅烧生成碳酸钠和二氧化碳、水，其中碳酸钠可循环到球磨工序再利用，二氧化碳可循环到碳分工序再利用。 （4）还原时，Na2CrO4与硫酸、过氧化氢反应生成Cr3+和水，离子方程式为2+10H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+8H2O。若用盐酸代替硫酸和过氧化氢的混合液，盐酸中Cl-失电子会生成氯气，氯气有毒会污染环境； （5）滤渣上可能残留硫酸，通过检验是否含有硫酸根来判断是否洗涤干净，方法：加足量稀盐酸酸化溶液，在加入氯化钡溶液，若产生白色沉淀，证明没洗干净，反之，证明洗涤干净； （6）据题意可知，Na离子和O离子的最短间距为晶胞体对角线的四分之一，故可知晶胞参数为pm ，如图可知晶胞中有8个Na离子和4个O离子(相当于4个氧化钠)，所以晶胞密度为g/cm3； 5．(1) 第四周期第ⅦB族 (2)将价的Fe氧化为价，方便调节pH时转化为沉淀 (3)5.0~7.1 (4) (5) 7 【分析】软锰矿浆主要成分为MnO2，含少量、、FeO、等杂质)，溶浸时将SO2通入软锰矿浆中，其中MnO2发生反应：MnO2+SO2=MnSO4，在浸出液中加入氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子，加入氨水调节溶液pH沉淀Fe3+、Al3+便于除去，过滤得到滤液含有Mn2+，往其中加入K2S2O8可将Mn2+氧化为MnO2，K2S2O8被还原为K2SO4，MnO2与Li2CO3在一定温度下发生反应，产生LixMn2O4。 【详解】（1）Mn的原子序数为25，位于元素周期表第四周期第VIIB族，基态Mn原子的价电子排布式为； （2）“氧化除杂”时使用的试剂X可以选择溶液或固体，这一步的目的是将价的Fe氧化为价，方便调节pH时转化为沉淀； （3）除杂时显然只能除去Fe3+和Al3+，不能损失Mn2+，由题意可知，室温下，pH=7.1时 Mn(OH)2开始沉淀，除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+，氢氧化铝完全变成沉淀时的Ksp[AI(OH)3]=1×10-33=c(Al3+)·c3(OH -)，c(Al3+)=1×10-6mol·L-1，解得: c(OH -)=1×10-9mol·L-1，则溶液c(H+)=1x10-5mol·L-1，则pH=5.0；同理Fe(OH)3完全变成沉淀时，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39=c(Fe3+)·c3(OH-)，c(Fe3+)=1×10-6mol·L-1，解得: c(OH-)=1×10-11mol·L-1，c(H+)=1×10-3mol·L-1，则pH约为3.0，故pH范围是：5.0<pH<7.1； （4）过二硫酸钾（K2S2O8）缓慢地氧化为，K2S2O8被还原为K2SO4，则离子方程式为：； （5）锰酸锂可充电电池充电时阳极为锰酸锂，失去电子发生氧化反应：；石墨为阴极，得到电子发生还原反应：，每有1mol电子转移，石墨上增加1molLi，增重。 6．(1) 将废渣粉碎、搅拌、适当提高酸浸温度、适当提高稀硫酸浓度等 SiO2 (2) 把Fe2+氧化成Fe3+ BC 2.8≤pH＜6.2 (3)ClO-+2Co2++4OH-+H2O=2Co(OH)3↓+Cl- (4) 不能 该反应平衡常数K=2.5×10-6＜10-5，转化程度小，不能实现转化 【分析】废渣(含Zn、Co、Fe、 ZnO、SiO2等)，其中SiO2是酸性氧化物，不溶于硫酸，因此滤渣1为SiO2，溶液中含有锌离子、亚铁离子、钴离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，调节pH值使三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入有机溶剂经过萃取分液，水相中含钴离子，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到CoSO4晶体；有机相含锌离子，经蒸馏得到ZnSO4，据此分析解题。 【详解】（1）酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有将废渣粉碎、搅拌、适当提高酸浸温度、适当提高稀硫酸浓度)；二氧化硅不溶于酸，滤渣l为SiO2； （2）向酸浸后的滤液中加入H2O2的目的是把Fe2+氧化成Fe3+；调pH除铁，目的是使溶液中的Fe3+变为Fe(OH)3沉淀分离除去，要求消耗氢离子且不引入新的杂质。 A．KOH能够反应消耗H+，但会引入杂质K+，A不符合题意； B．Zn(OH)2能够反应消耗H+，但不会引入杂质离子，B符合题意； C．CoO能够反应消耗H+，但不会引入杂质离子，C符合题意； D．Na2CO3能够反应消耗H+，但会引入杂质Na+，D不符合题意； 故合理选项是BC； 调节的pH使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀完全，Zn2+不沉淀，根据溶液pH与金属阳离子的关系可知：应该调整溶液pH范围是2.8≤pH＜6.2； （3）除去Zn2+后，工业上也可利用碱性的次氯酸钠溶液氧化Co2+生成Co(OH)3沉淀，该反应的离子方程式为：ClO-+2Co2++4OH-+H2O=2Co(OH)3↓+Cl-； （4）已知反应：，该反应的化学平衡常数K===2.5×10-6＜10-5，转化的程度比较小，因此可确定不能够实现将CoC2O4沉淀完全转化为CoCO3沉淀。 7．(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。 8．(1) Fe3+的外围电子排布式为3d5，半充满，能量低，比较稳定 (2) (3) (4) 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤(洗涤，干燥) (5) (6)偏小 【分析】根据题目所给示意图，硫铁矿进行焙烧，硫化铁中的S元素经过焙烧生成二氧化硫，铁转变为三氧化二铁，烧渣进行酸溶，氧化铁和氧化铝均被溶解，不溶于硫酸，再加入将溶液的硫酸根还原成二价铁，过滤除去二氧化硅和过量的，得到含有硫酸亚铁和硫酸铝的滤液，使硫酸亚铁结晶，过滤，加入水溶解，再加入一定量氨水、空气制备铁黄晶体，据此分析题目； 【详解】（1）铁为元素周期表第四周期第Ⅷ B族，其价层电子的轨道表示式为，三价铁离子比二价铁离子多失去一个电子，其价层电子轨道排布为，导致价层电子轨道呈半充满状态，比较稳定； （2）根据分析，焙烧过程中硫化铁中的S元素被氧化为二氧化硫，其反应方程式为； （3）根据题目已知条件，被三价铁离子氧化为+6价，离子方程式为； （4）根据分析，第一次过滤后得到的滤液中含有硫酸亚铁和硫酸铝，则结晶是为了除去，具体操作为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤(洗涤，干燥)； （5）铁黄与硫酸的反应方程式为，通过氢氧化钠标准溶液与剩余的硫酸滴定，反应方程式为，则与铁黄反应消耗的硫酸的物质的量为 mol，故消耗铁黄的物质的量为mol，则可以计算铁黄样品的纯度为； （6）若草酸钠溶液不过量，则不能完全使，则没有反应的三价铁会与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，使实验结果偏小。 9．(1)增大接触面积，加快反应速率 (2) ZrSiO4+4Cl2+4CO=ZrCl4+SiCl4+4CO2 温度过高，ZrCl4升华导致产率降低 (3)AlO、SiO (4)2.06 (5) 有机层 多次萃取 (6) 【分析】由题干可知，天然锆英石的主要成分是ZrSiO4，常含有等杂质。根据反应流程，将粉碎后的天然锆英石用CO和Cl2氯化，得到ZrCl4、SiCl4、AlCl3、FeCl3、CuCl2，之后用NaOH溶液碱浸，SiCl4、AlCl3被溶解为硅酸钠、偏铝酸钠，过滤后得到滤液1，ZrCl4、FeCl3、CuCl2与NaOH反应生成Zr(OH)4、Fe(OH)3、Cu(OH))2沉淀，过滤后得到滤渣1。滤渣1用盐酸溶解得到ZrCl4、FeCl3、CuCl2的混合溶液，向其中加入铜抑制剂(可以是NaCN，生成沉淀为Cu(CN)2)除去铜，滤渣2即为Cu(CN)2。向滤液2加入NH4SCN，NH4SCN与ZrCl4、FeCl3发生络合反应得到Fe(SCN)3和Zr(SCN)4，加入有机溶剂MIBK萃取，已知Fe(SCN)3难溶于MIBK，Zr(SCN)4易溶于MIBK，所以分液后，Zr(SCN)4在有机层MIBK中。用硫酸将含有Zr(SCN)4的有机层反萃取，使Zr(SCN)4分离出MIBK，通入氨气实现沉锆，最后沉淀经过煅烧得到ZrO2。 【详解】（1）锆英石“粉碎”后表面积增大，反应速率加快，“氯化”时间缩短，锆英石的转化率提高。 （2）根据分析可知，“氯化”过程中除C、O元素外，其他元素均转化为高价氯化物，Zr在化合物中通常显+4价，因此“氯化”过程中，锆英石发生的主要化学反应为ZrSiO4+4Cl2+4CO===ZrCl4+SiCl4+4CO2；ZrCl4 390℃升华，因此若“氯化”温度超过390℃，ZrCl4因升华而逸出，导致其产率降低。 （3）“氯化”后“碱浸”，“氯化”产物ZrCl4与NaOH反应生成难溶于水的Zr(OH)4，SiCl4水解生成的H2SiO3与NaOH反应生成Na2SiO3，Fe3+、Cu2+转化为沉淀，Al3+与过量NaOH溶液反应生成AlO，因此，“滤液1”中含有的阴离子除0H、CI外，还有AlO、SiO。 （4）1 L Cu2+浓度为1 mol/L的溶液中n(Cu2+)=1 mol，消耗2 mol NaCN。c(Cu2+) =1×10-6 mol/L时，，设至少需要NaCN溶液的体积为V L，则1V-2 =2×10-2×(V+1)，解得V≈2.06。 （5）Fe(SCN)3难溶于MIBK，Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK中的溶解度，通过萃取Zr(SCN)4进入有机层，Fe(SCN)3留在水层，所以“萃取”后，在有机层；为了使的萃取率增大，可采用多次萃取等有效措施。 （6）已知二氧化锆晶胞的密度为ρ g•cm-3，则晶体中Zr原子和O原子之间的最短距离，晶胞体对角线长度等于棱长的 倍，两原子核之间的距离为acm，则晶胞的棱长为：cm，晶胞中黑色球数目为8，白色球数目为4，即O原子数目为8，Zr原子数目为4，晶胞质量为：g=(cm)3×ρg/cm3，解得：a=cm。 10．(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：。 11．(1)粉碎、适当增大稀硫酸浓度、加热等措施（答案合理即可） (2)SiO2 (3) 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O 滴入几滴KSCN溶液，振荡，无明显现象，说明溶液中铁离子沉淀完全 (4) (5)4CoC2O4·2H2O+3O2= 2Co2O3+8CO2+8H2O (6)Co3O4 【分析】由题给流程可知，向含钴催化剂废料中加入硫酸酸浸，将金属元素转化为硫酸盐，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；向滤液中先加入次氯酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，再加入碳酸钠溶液，将溶液中的铁离子转化为黄钠铁矾沉淀，过滤得到黄钠铁矾沉淀和滤液；向滤液中加入碳酸钠溶液，将溶液中的亚钴离子转化为碳酸亚钴沉淀，过滤得到碳酸亚钴；向碳酸亚钴中加入盐酸溶解，将碳酸亚钴转化为氯化亚钴，向溶解得到的溶液中加入草酸铵溶液，将溶液中的亚钴离子转化为二水草酸亚钴沉淀，过滤得到二水草酸亚钴；二水草酸亚钴在空气中煅烧得到氧化钴。 【详解】（1）粉碎、适当增大稀硫酸浓度、加热等措施能提高“酸浸”效率，故答案为：粉碎、适当增大稀硫酸浓度、加热等措施（答案合理即可）； （2）由分析可知，“酸浸”时滤渣的主要成分为二氧化硅，故答案为：SiO2； （3）①由分析可知，先加入次氯酸钠溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案为：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O； ②溶液中的铁离子能与硫氰酸根离子反应生成血红色的硫氰化铁，则检验铁离子是否沉淀完全的操作为：取少量待测液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，振荡，无明显现象，说明溶液中铁离子沉淀完全，故答案为：滴入几滴KSCN溶液，振荡，无明显现象，说明溶液中铁离子沉淀完全； （4）常温下，Ksp(CoC2O4)=6.3×10−8，c(Co2+)≤1.0×10-5mol/L，则，故答案为：； （5）CoC2O4⋅2H2O在空气中煅烧生成Co2O3、CO2、H2O，化学方程式为：4CoC2O4·2H2O+3O2= 2Co2O3+8CO2+8H2O，故答案为：4CoC2O4·2H2O+3O2= 2Co2O3+8CO2+8H2O； （6）由图可知，CoC2O4⋅2H2O的质量为18.3 g，其物质的量为0.1 mol，Co元素质量为5.9 g，B点钴氧化物质量为8.03 g，氧化物中氧元素质量为8.03 g－5.9 g＝2.13 g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1 mol∶≈3∶4，故B点为Co3O4，故答案为：Co3O4。 12．(1) 将含锰废料粉碎 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2)3.2-6.5 (3) (4) 蒸发浓缩 冷却结晶 (5)7(m1-m2)/m2 【分析】根据题意可知，向含锰废料(及少量Fe、Pb等)中加入浓盐酸加热，经过过滤得到的滤液1中含有的阳离子为和，通过调节pH将滤液1中的铁元素除去，得到残渣2为Fe(OH)3沉淀，根据金属活动性，向滤液2中加入Mn除铅，得到残渣3为Pb，最后将滤液3经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到。 【详解】（1）①为了提高浸出锰的速率，采用了浓盐酸和加热等措施，还可以采取的措施有将含锰废料粉碎，从而增大反应接触面积。 ②与浓盐酸反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2O。 ③由转化而成，可能由氧化，可能是由氯气、氧气氧化，所以c可能的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-或4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。 （2）根据题干信息：Fe(OH)3开始沉淀的pH=1.9，完全沉淀pH=3.2，Mn(OH)2开始沉淀pH=8.1，Pb(OH)2开始沉淀pH=6.5，调节pH除去铁离子，pH大于3.2时，铁离子沉淀完全，铅离子、锰离子不能沉淀，所以pH应小于6.5，故除铁时，溶液pH应控制在3.2-6.5之间。 （3）根据题干信息：Mn的金属活动性强于Fe，根据金属活动顺序表可知，Mn的金属活动性比Pb强，因此加入锰，将铅离子置换与溶液分离，自身生成锰离子，不引入杂质，则过程Ⅲ的目的是除铅，此过程的离子方程式是。 （4）根据分析可知，过程Ⅳ的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到。 （5）置于氮气氛围中加热至失去全部结晶水时，生成质量变为，则结晶水的质量为m(H2O)=(-)g，根据方程式+得到方程式126:18x=m2:(m1-m2)，解得：x=7(m1-m2)/m2。 13．(1) 过滤 (2) 适当升高温度、适当增大浓度、粉碎固体增大接触面积等(任选其中两条，其他合理答案给分) 0.1mol/L-0.2mol/L 4Fe3++Cu2S=2Cu2++S+4Fe2+ 温度过高，分解，浸取率降低 (3)b (4) 【分析】辉铜矿浸取的过程中Fe2O3被溶解生成Fe2(SO4)3，Cu2S被溶解且氧化生成CuSO4和S，SiO2不能溶解于硫酸，操作Ⅰ为过滤，过滤后滤渣b中含有S和SiO2，溶液a中含有Cu2+和Fe3+等，加入物质X调节滤液pH将铁离子转化为Fe(OH)3沉淀，操作Ⅱ为过滤，滤液c中加入碳酸氢铵溶液后将铜离子转化为碱式碳酸铜。 【详解】（1）根据分析，操作I的名称是过滤；过滤后滤渣中含有S和SiO2； （2）①提升浸取率需要增加浸取效率，可以通过粉碎辉铜矿、搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸或H2O2浓度等方式； ②由图一可知浓度范围为0.1mol/L-0.2mol/L时Cu的浸取率较高，为最佳浓度范围；铁离子也可以将硫化亚铜氧化为铜离子和硫单质，离子方程式为4Fe3++Cu2S=2Cu2++S+4Fe2+； ③随着温度升高过氧化氢分解导致Cu的浸取率下降； （3）调节pH时溶液原本就是酸性且要减小氢离子浓度，又不能引入新的杂质，因此最佳的选择为Cu(OH)2、CuO等，故选b； （4）由已知的金属离子沉淀pH可知，Fe3+完全沉淀的pH为2.8，因此pH≥2.8，滤液中c(Cu2+)=2.2mol/L， “除铁”步骤调pH不能使Cu2+沉淀，此时临界状态的氢氧根离子浓度满足，则c(OH-)=10-10mol/L，又不能沉淀铜离子，所以c(OH-)＜10-10mol/L，则pH＜4，因此pH的范围是2.8≤pH＜4。 14．(1) =Na++OH- OH-、AlO (2)稀硫酸 (3)2Fe3++ Fe=3Fe2+ (4)冷却结晶 (5) 100mL容量瓶 5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 【分析】废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、A12O3、CuO等，加入氢氧化钠溶液“碱浸”， Al、A12O3溶解可得到偏铝酸钠(或四羟基合铝酸钠)溶液，滤液I为偏铝酸钠(或四羟基合铝酸钠)溶液，可用于提取铝，滤渣I含有Fe、Cu、Fe2O3、FeO、CuO等，加入试剂X即稀硫酸“酸浸”，可生成硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜，加入过量铁粉，可用于除去硫酸铜，并与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，得到滤液Ⅱ为硫酸亚铁，滤渣Ⅱ为Fe、Cu，加入稀硫酸酸浸，Cu不与硫酸反应，过滤得到铜，滤液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾。 【详解】（1）溶于水电离出钠离子和氢氧根离子，电离方程式是=Na++OH-，根据分析，碱浸时滤液中存在的阴离子有OH-、AlO； （2）根据分析，酸浸时加入的“试剂X”为稀硫酸； （3）根据分析，加入铁粉后，与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，该化学反应中属于化合反应，其离子方程式为2Fe3++ Fe=3Fe2+； （4）根据分析，操作Ⅲ的名称是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （5）① 取出溶液，配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶； ②从配制好的溶液中取出溶液，加入适量稀硫酸，滴入bmol/L的KMnO4溶液，发生反应5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O； ③结合离子方程式5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，消耗bmol/L的KMnO4 c mL溶液，硫酸亚铁溶液Fe2+中的物质的量浓度c(Fe2+)=，硫酸亚铁晶体样品中的质量分数为。 15．(1) 适当增大硫酸浓度、适当增加的压力、升高酸浸温度、充分搅拌、延长酸浸时间等（任写一种） 与反应，降低生成物的浓度，促使平衡正向移动，提高的浸出率 (2) (3) (4) 酸浸 (5) 4 或 4 【详解】（1）①要提高“酸浸”速率，可通过增大反应物浓度、升高温度、增大反应物表面积等方法，故可提高“酸浸”效率的措施有适当增大硫酸浓度、适当增加的压力、升高酸浸温度、充分搅拌、延长酸浸时间等； ②“酸浸”时，PbS不参与反应，“滤渣1”主要为PbS，故可回收的金属主要是Pb； ③== ④能与发生氧化还原反应，降低生成物的浓度，促使平衡正向移动，提高的浸出率； （2）“中和还原”时，溶液中与反应生成S，该反应的离子方程式为； （3）①Ge为32号元素，根据构造原理，基态Ge原子的核外电子排布式为 ②“沉锗”时，与结合生成的沉淀中含有，由的结构简式可知，(单宁)的结构简式为； （4）“滤液4”经电沉积回收锌，电解时得电子转化为Zn单质，电极反应式为 （5）由晶胞结构图可知，该锗晶胞与金刚石晶胞结构类似，故与锗原子距离最近且相等的锗原子有4个；由晶胞结构图可知，若锗原子C的原子坐标为[或]，则锗原子B的原子坐标为或；由锗原子晶胞结构图可知，B位于晶胞右侧的面心，将该晶胞沿图中体对角线投影，如图中锗原子A、C的位置所示，锗原子B投影的位置是4号位。 16．(1) 四 ⅠB 三角锥形 (2) 、 Ag、Au 氧化产物中的对分解有催化作用 (3) (4) (5) 【分析】铜阳极泥的主要成分为，含少量的Ag、Au，在稀硫酸中溶解，并加入过氧化氢，得到、Au、Ag、硫酸铜溶液，然后过滤，滤液①含有硫酸铜和，滤渣中含有Au、Ag，在滤液①中加入草酸钠，是一种比草酸酸性弱的二元酸，草酸钠与硫酸铜反应生成草酸铜沉淀，过滤，滤渣为草酸铜，加热分解生成铜；滤液②中含有和硫酸钠，加入亚硫酸钠溶液，可将溶液中的还原为Te，同时得到硫酸钠； 【详解】（1）Cu位于元素周期表第四周期第ⅠB族；的中心原子Te的价层电子对数为，有一对孤电子对，空间构型为三角锥形； （2）“氧化酸浸”步骤的氧化产物为、，“滤渣”的成分是Ag、Au；该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大，原因可能是氧化产物中的对分解有催化作用； （3）的Kp为，离子浓度小于时，离子即完全沉淀。若要使完全沉淀，应控制的浓度不低于； （4）加入亚硫酸钠溶液，可将溶液中的H2TeO3还原为Te，同时得到硫酸钠，还原反应的离子方程式为，故答案为：； （5）电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的在a电极上得电子生成，电极反应式为；b电极为电池负极，在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为，电池总反应为。 17．(1) 加快焙烧时反应速率 铁或Fе (2)0.5 (3)2+2H+=V2O5+H2O (4) l 加入稀硫酸，使的水解平衡逆向移动，增大浓度，从而增大 NH4VO3的产量 (5)取最后一次洗涤液，依次加入少量稀盐酸和氯化钡溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀已洗涤干净，反之则未洗净 【分析】工业上常用炼钢残渣(主要含FeO·V2O3，还有少量铁粉、SiO2、 Al2O3等杂质)，原料预处理，通过研磨增大接触面积加快反应速率，磁选分离铁，得到钒渣，加入碳酸钠，通入空气焙烧得到焙烧产物主要是NaVO3，焙烧后铁全部转化为+3价氧化物，加入硫酸酸浸过滤得到滤液1和粗V2O5，加入碱溶除去杂质，再加入硫酸酸化的硫酸铵，沉钒，过滤得到滤液2和偏钒酸铵NH4VO3，加热NH4VO3分解生成高纯V2O5，用还原剂还原得到金属钒，据此分析回答问题。 【详解】（1）“研磨”的目的是：加快焙烧时反应速率；“磁选”后分离出的X为铁或Fe； （2）焙烧的目的是将FeO·V2O3转化为可溶性NaVO3、Fe2O3和CO2，反应的化学方程式为： 4FeO·V2O3+4Na2CO3+5O28NaVO3+2Fe2O3+4CO2，被氧化的FeO·V2O3物质的量为4 mol，反应过程中电子转移总物质的量为20 mol，若转移电子数为2.5NA，即电子转移的物质的量是2.5 mol，则被氧化的FeO·V2O3物质的量为n(FeO·V2O3)==0.5 mol； （3）“酸浸”时，生成V2O5的离子方程式为：2+2H+=V2O5+H2O； （4）若“沉钒”前溶液中中c()=0.16 mol·L-1，忽略溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到99%，则溶液中c()= (1-99%)×0.16 mol/L=1.6×10-3 mol/L，已知，在常温下，Ksp(NH4VO3=1.6×10-3，则“沉钒”后溶液中c()=l mol/L ，“沉钒”过程中，加入稀H2SO4，其目的是：加入稀硫酸，抑制的纾解，使的水解平衡逆向移动，增大浓度，从而增大 NH4VO3的产量； （5）NH4VO3沉淀是从含有H2SO4、(NH4)2SO4的溶液中过滤出来的，若沉淀洗涤干净，则沉淀表面不能含有，故检查NH4VO3沉淀是否洗涤干净的操作方法是：取最后一次洗涤液，依次加入少量稀盐酸和氯化钡溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀已洗涤干净，反之则沉淀未洗净。 18．(1)可燃性有机物 (2) (3) (4) Fe 【分析】废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、、FeO、、CuO和可燃性有机物，经焙烧处理将Fe、Cu、Al转化为氧化物，同时除去可燃性有机物，碱浸时只有三氧化二铝能与氢氧化钠反应，得到滤液1最终加工得到铝单质，滤渣1主要成分、、FeO、CuO，加入硫酸酸浸且加入过量的铁单质，过滤得到滤液II(硫酸亚铁溶液)，滤渣II主要为Cu、Fe，向滤渣II中加入稀硫酸，Fe与稀硫酸反应而铜与稀硫酸不反应，过滤得到Cu单质。 【详解】（1）根据分析可知，“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去可燃性有机物。 （2）“碱浸”时只有三氧化二铝能与氢氧化钠反应，化学方程式为。 （3）碱浸时三氧化二铝与氢氧化钠反应得到，滤液1的成分为，通入过量的发生反应，再加热氢氧化铝可得到三氧化二铝，再电解熔融的三氧化二铝得到铝单质。 （4）①根据分析可知，试剂a要将三价铁还原为二价铁且不引入新杂质，所以a为Fe； ②加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为。 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 $$