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高三下·广东深圳·阶段练习）氧化石墨烯／四氧化三铁()在吸附材料、磁性材料、电池材料等方面具有广泛的应用前景。某实验小组按如下流程制备，并研究其对模拟废水中的吸附去除性能。 ．制备 已知：①反应部分机理：浓硫酸是强质子酸，嵌入石墨层间破坏范德华力，有助于石墨烯层被剥离开； ②氧化石墨烯是一种单层二维材料，结构中有羧基、羟基和环氧基。 请回答： (1)实验室研磨用的仪器是___________。(填选项字母) A． B． C． D． (2)下列有关说法不正确的是___________。 A．采用磁力搅拌可减少沉淀中的团聚现象 B．取沉淀的上清液，滴入酸性溶液，褪色说明沉淀反应未完全 C．制备过程中，和作氧化剂 D．反应中，宜将石墨研成细粉，主要目的是增大石墨粒子表面积，提高氧化程度 (3)沉淀中的离子方程式 。 (4)反应采用冰水浴，控温的理由是 。(写一条即可) ．研究对模拟废水中的吸附去除性能。 步骤一： ①配制不同浓度的标准液； ②测定吸光度。分别取0.50不同浓度标准液加入一定量酸酸化、摇匀，再加入一定量显色剂，摇匀，用紫外分光光度计在540处测量其吸光度； ③根据测定的吸光度值和标准液浓度，绘制吸光度(A)与浓度(c)的标准曲线(如图所示)。 步骤二： ①取10.00模拟废水稀释至250，用步骤一中②的方法，测得吸光度值为0.6； ②取50.00模拟废水，加入进行吸附性能测试，用磁铁分离，用步骤一中②的方法，测得吸光度值为0.6。 (5)步骤一中，酸化后，的主要存在的离子形式是，加入50后的去除率为 。 2．（23-24高三上·江苏南京·阶段练习）工业上由含铜废料(含有等)制备硝酸铜晶体的流程如图所示： (1)“焙烧”在600℃时进行，写出由“焙烧”生成和的化学方程式为： 。 (2)“过滤”所得滤液中溶质的只要成分为 (填化学式)。 (3)“淘洗”所用的溶液A可以是___________(填字母)。 A．稀硫酸 B．浓硫酸 C．稀硝酸 D．浓硝酸 (4)“反应”一步所用的试剂是和，反应过程中无红棕色气体生成。 ①理论上消耗的和的物质的量之比为 。 ②若不加的溶液，只用的溶液，随着反应的进行，温度上升并出现大量红棕色气体，反应的离子方程式为 。 (5)根据下图分析从“反应”所得溶液中析出的方法是 。 (6)大量排放容易造成酸雨等环境问题，工业上可用双碱法脱硫法处理废气。过程如图所示，写出双碱法脱硫法的总反应方程式： 。 3．（24-25高三上·江苏盐城·阶段练习）由铜精炼炉渣(含 和少量等) 获取CuCl， 并以CuCl为原料制备趋细铜粉。 已知：①CuCl是白色难溶于水的固体，溶于浓盐酸产生 ，溶于溶液： ② ③ ④常温下， (1)预处理。 ①“酸浸”时需通入空气的目的是 。 ②“调节pH=5”所得滤液 的物质的量浓度为 。 (2)制备CuCl。将含 的溶液和一定质量的NaCl加入到三颈烧瓶中(装置如图)，通入 充分反应后， 过滤， 得CuCl和滤液。 ①装置b的作用 。 ②装置a中发生反应的离子方程式为 。 ③CuCl产率随 的变化如图 所示，当 大于 1.6时， CuCl的产率减小的原因是 。 (3)制备超细铜粉。已知用水合肼 还原 制备铜粉时，反应温度对铜粉产率的影响如图所示。请补充整由CuCl获取铜粉的实验方案：向 溶液中分批加入CuCl固体，边加边搅拌， (实验中须使用的试剂： 溶液， 溶液， 溶液) (4) 称取3.60g草酸亚铁晶体 相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析如图 所示，300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式 (写出计算过程)。 4．（24-25高三上·江苏盐城·阶段练习）实验室以废旧铅蓄电池的铅膏(主要含，少量Fe、AI的氧化物和Pb等) 为原料制备 ，其过程如图： 已知： (1)“脱硫”过程中， 反应 的平衡常数K的数值为 。研究证明，该反应的pH 值在6~8的范围内比较合适，原因可能是 。 (2)“酸浸”过程中， 存在 作还原剂的反应，写出该反应的化学方程式 。 (3)“除杂”时，滤渣2的成分是 (写化学式)。 (4)PbS 具有 NaCl 型的晶体结构，其晶胞的部分结构如图所示(其中部分S原子未画出)，该晶体中1个S原子紧邻的Pb原子的数目为 。 5．（2024·广西柳州·模拟预测）以大洋锰结核(主要由和铁氧化物组成，还含有、、、、等元素)为原料，制备及，所得产品具有广泛的用途。制备过程如下图所示： 已知：①金属离子浓度≤10-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 沉淀完全的 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 ②25℃时，；；；。 (1)基态锰原子的价层电子轨道表示式为 。 (2)“浸取”时，有副产物生成，请写出该副反应的化学方程式 。温度对锰的浸出率、生成率的影响如下图所示，为了减少副产物的生成，最适宜的温度为 。 (3)“调”时，应控制的范围是 。“净化”后滤渣3的主要成分 。 (4)“沉锰”时，加入过量溶液，该反应的离子方程式为 。 若改用加入溶液，还会产生，可能的原因是：，25℃时，计算该反应的平衡常数的对数值 (填数值)。 (5)要将“溶解”后的溶液制得晶体，操作X为 、 、过滤、洗涤、干燥。 6．（23-24高三下·云南玉溪·期末）随着金属Mg、Ti新的用途不断被开发，人们对这些具有优良性能的金属需求也日益增加。从海水中提取Mg，并联合金红石(主要成分)可以冶炼金属钛。 Ⅰ.海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示： (1)在工业上，试剂1一般选用 (填“NaOH溶液”或“石灰乳”)。 (2)工业上由氢氧化镁制备Mg经历了如图所示流程： 试剂2可以选用 (填名称)，步骤1包括一定条件下的蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥等。 (3)海水中拥有丰富的矿产资源和水资源，但海水不能直接饮用，需要淡化。海水淡化方法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等，某实验室用离子交换法除去海水中的杂质离子(主要含、、、、)，依次通过阳离子交换树脂HA和阴离子交换树脂BOH(如图)，发生的反应可表示为：(已知：s表示固体，aq表示溶液) ， 表示阳离子，表示阴离子，取i处流出液，其中主要含有的阳离子为 ，阴离子交换树脂填充段存在的离子反应有 。(任写一个，合理即可) Ⅱ.金红石(主要成分)冶炼金属钛的工艺流程如图所示： (4)第1步在高温条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，则生成该气体的化学方程式为： 。 (5)海绵钛除杂时得到的，可以循环使用，在上述工艺流程中还可循环使用的物质有： 、 (填化学式)。 (6)第2步中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线如图所示，工业中，实际生产选择1000℃左右进行，请解释原因： 。 7．（23-24高三下·四川绵阳·期末）我国某企业冶炼锌的过程采用萃取法回收镣锗铜，但萃余液中仍有大量硫酸、以及少量、、、、、等，现利用该萃余液生产ZnO的工业流程如图所示。 已知：过硫酸钠()中硫元素为价，具有强氧化性。回答下列问题： (1)中O的化合价为 ，过硫酸钠氧化了萃余液中的 (填离子符号)。 (2)下列仪器中，操作Ⅰ需要用到，且主要成分为无机非金属材料的是 (填标号)。 A．     B．    C．    D．    E． (3)试剂X为Zn，加入试剂X后发生的主要离子方程式为 。 (4)加入目的是将滤液中沉淀，检验完全沉淀的操作为 。 (5)操作Ⅱ名称为 。 (6)萃余液中锌含量为39g/L，现用1萃余液生产ZnO，得到ZnO32.4kg，则ZnO的产率为 。 8．（23-24高三下·云南昆明·期末）云南矿产资源丰富，其中孔雀石主要分布在石林、安宁、东川等地。孔雀石主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，还含有少量FeO、Fe2O3、SiO2.工业上以孔雀石为原料制备CuSO4·xH2O晶体的流程如下图。 回答下列问题： (1)孔雀石中铜元素的化合价为 。 (2)提高“酸浸”速率的方法有 (填一种即可)，“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。 (3)“氧化”过程中使用H2O2氧化Fe2+，发生反应的离子方程式为 ，该过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ，该过程不使用氯气的原因是 。 (4)“除杂”过程中发生的离子反应方程式为： ___________Fe3++___________CuO+___________H2O=___________+___________Cu2+ (5)“系列操作”包括加热浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。 9．（23-24高三下·河南许昌·期末）氧化锌是一种常用的化学添加剂，以钢铁厂锌灰(主要成分为ZnO，含少量的CuO、SiO2、Fe2O3)为原料制备 ZnO 的工艺流程如图所示： 已知：①已知浸取工序中ZnO、CuO 分别转化为；，，；和的分解温度分别为 回答下列问题： (1)Zn在元素周期表中位于 区。 (2)H-N-H键角： (填“>”、“<”或“=”)。 (3)溶液呈 性(填“酸”、“碱”或“中”)，其各元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用“>”表示)。 (4) “浸取”时ZnO转化为若参加反应的 则该反应的离子方程式为 。 (5) “滤渣②”的主要成分为 。 (6)研究发现热分解得到ZnO 的过程可分为两步。某实验小组称取，固体进行热重分析，第一步的固体失重率为8.0%，第二步的固体失重率为 19.6%，则的化学式为 。(固体失重率=×100%) 10．（23-24高三下·湖南衡阳·期末）工业废弃物铬钒渣中含有价格相对较高且稀缺的钒(V)、铬(Cr)元素，铬钒渣中铬、钒均以低价含氧酸盐(不溶于水，也不溶于碱性溶液)形式存在，杂质的主要成分为、、以及磷的化合物。一种从铬钒渣中分离提取铬和钒的流程如图所示： 已知：最高价含铬酸根在酸性介质中以形式存在，在碱性介质中以形式存在。 (1)钒(V)元素在周期表中的位置为 。 (2)“煅烧”时，若铬钒渣中的铬元素被氧化为最高价含氧酸盐，则“煅烧”过程中与NaOH发生反应的化学方程式为 。若在实验室中煅烧铬钒渣，能否用陶瓷坩埚： (填“能”或“不能”)，理由是 。 (3)水浸渣的主要成分是 (填化学式)。 (4)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到沉淀，在时，溶解为或；在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明具有 (填标号)。 A．氧化性    B．还原性    C．两性 (5)“还原”时，反应中 。 (6)三价铬的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。25℃时，通过调节pH使废水中的转化为，溶液中剩余的浓度小于，则调节pH的范围为 (已知：25℃时，)。 11．（23-24高三下·吉林长春·期末）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(主要化学成分为及一定量的)生产的一种工艺流程如下。 已知：①性质与相似，即可以与强碱反应生成。 ②几种金属离子的氢氧化物沉淀时如下表： 开始沉淀时的 5.2 3.3 1.5 6.5 沉淀完全时的 8.8 5.0 3.7 9.7 (1)增大绿柱石浸取率的方法有 (任写一条)。 (2)浸取时产生的滤渣的主要成分为 。 (3)写出步骤I中发生反应的离子方程式： 。 (4)步骤II调节的范围为 ；步骤III滤液的成分为 (写化学式)。 (5)步骤III当时，的质量随溶液变化如图所示，原因是 (用离子方程式表示)。 (6)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 12．（23-24高三下·福建厦门·期末）从锌浸渣(含、、、等)中回收锗(Ge)的工业流程如下。 已知：Ge(Ⅳ)的存在形式如图所示。 回答下列问题： (1)“溶浸”过程中被还原的离子方程式为 。 (2)“溶浸”过程中，Ge浸出率与体系温度的关系如图所示。温度高于时，Ge浸出率基本保持不变的原因是 。 (3)“沉淀”后所得的滤液中主要阳离子有 。 (4)“酸浸”过程发生反应的离子方程式为 。 (5)“萃取Ge”和“反萃取”过程中，有机酸萃取剂HR发生反应： (水相)(有机相)。 ①结合平衡移动原理，解释“反萃取”中的作用 。 ②“反萃取”后有机层经“试剂m”处理后循环使用。试剂m可能为 (填标号)。 A．    B．氨水    C．双氧水    D． ③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，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 “萃取Ge”过程中，“一次性萃取”与“三级萃取”的实验过程如图所示。 “一次性萃取”的Ge萃取率为 ，“三级萃取”的总Ge萃取率为 。由此得到结论，多级萃取的效果优于一次性萃取。 13．（23-24高三下·云南曲靖·期末）我国近代化学工业英基人侯德榜先生设计出“侯氏制碱法”，提高了食盐的转化率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染。一中学化学实验社团模拟“侯氏制碱法”开展如下实践学习，工艺流程如图所示： (1)上述制备纯碱()的实验过程中，可以循环使用的物质是 (填化学式)。 (2)氨化和碳酸化过程在如图所示装置中进行，a导管应通入的气体是 (填“”或“”)，仪器c的作用是 。 (3)写出煅烧固体时发生的化学方程式： 。 (4)工业上可以用氨生产尿素，其方程式为，一定温度下，将1 mol和2 mol充入体积为1 L的密闭容器中，5 min后测得的物质的量为0.6 mol，则： ①对上述反应，若适当升高温度，化学反应速率会 (填“增大”或“减小”)。 ②用的浓度变化表示该反应的平均速率为 mol/(L·min)。 14．（23-24高三下·江苏苏州·期末）磷酸亚铁锂()广泛用作锂电池正极材料。一种以磷铁粉(主要成分为FeP、)为原料制备磷酸亚铁锂的生产流程如下： (1)“焙烧”是在700℃条件下使磷、铁元素分别转化为和，反应中放出。写出焙烧时FeP发生反应的化学方程式： 。 (2)研究发现，用硫酸直接浸取的反应性很差，需要先将其还原为二价铁。“还原”时的固碳比[固碳比)]对“酸浸”时铁浸出率的影响如图所示。当后，铁浸出率降低，其原因是 。 (3)向溶液中加入的目的：①调节混合液的pH；② 。 (4)“煅烧”需要在氩气氛围中进行，原因是 。和的理论投入量的物质的量之比为 。 (5)产品中铁元素含量测定：准确称取4.000g产品，加入足量盐酸溶解，过滤除碳，滤液移入100mL容量瓶，定容至刻度线，取20.00mL于锥形瓶中，加入还原剂，将全部还原为，用溶液与反应(反应原理为，未配平)，恰好完全反应时，消耗溶液16.00mL。计算产品中铁元素的质量分数。 (写出计算过程) 15．（23-24高三下·上海青浦·期末）硫酸是十分重要的化工原料。工业上用黄铁矿制备硫酸的工艺如下图所示。 (1)黄铁矿(即硫铁矿)主要成分的化学式是 。 (2)下列说法不正确的是___________。 A．步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎，目的是增大接触面积，加快反应速率 B．步骤Ⅱ中选择的压强是高压 C．步骤Ⅲ中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂 D．图中每一步含硫物质均发生氧化反应 (3)某同学设计如图所示装置探究步骤Ⅱ中二氧化硫的转化率。实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，装置E中溶液褪色。已知装置A是用来制备SO2。 ①装置B的三个作用是a． ；b． ；c．通过观察气泡的速率，控制氧气和二氧化硫的通入比例。 ②实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，其原因是 、 。 ③D中锥形瓶盛放的溶液可以是(选填字母) 。 A．足量澄清石灰水 B．足量小苏打溶液 C．足量氯化钡溶液 D．足量稀硫酸 反应停止后，要通过测定装置D锥形瓶中产生的白色沉淀的量，得出已被氧化的二氧化硫的量。在滤出沉淀前需要继续通氧气，使装置中的三氧化硫和二氧化硫被D、E、F吸收。 ④若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为m g，要测定该条件下二氧化硫的转化率，实验时还需要测定的数据是(选填字母) ，二氧化硫的转化率是 (用含有m、a、b c、d中的一种或几种字母的代数式表示)。 a．装置F增加的质量a g          b．装置A中亚硫酸钠减少的质量bg c．装置B增加的质量cg          d．装置E增加的质量d g 16．（23-24高三下·湖南湘西·期末）含碘的盐可以治疗甲状腺肿大，为了消除碘缺乏病，我国政府规定在食用盐中添加KIO3。某厂生产碘酸钾(KIO3)的工艺流程如图所示。回答下列问题： (1) KIO3中I的化合价为 ，试剂X是 (填化学式)。 (2)“氧化1”中反应的离子方程式为 。氧化性：Cl2 (填“大于”或“小于”)I2。系列操作2包括蒸发浓缩、 、过滤、乙醇洗涤、干燥等。 (3)在“氧化2”中，1mol KClO3得到6mol电子，则制备1molKH (IO3)2至少需要 g(结果保留一位小数) KClO3。 (4)测定产品纯度：称取wg产品溶于蒸馏水，滴加适量稀硫酸，加入溶液，恰好完全反应，发生的反应为。在该反应中氧化产物和还原产物的质量之比为 ，产品中碘元素质量分数为 (用含、、的代数式表示)。 17．（23-24高三下·上海杨浦·期末）工业上常用钛铁矿(主要含和少量、、、等)通过如图所示工艺流程制取钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。 已知：①酸浸后，钛主要以形式存在；为强电解质，在溶液中仅能电离出和一种正离子； ②，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如表所示。 金属离子 开始沉淀的 2.2 6.5 3.5 9.5 恰好沉淀完全时的 3.2 9.7 4.7 11.1 (1)要提高酸浸速率，可采取的措施是 (至少列两条)。 (2)的电离方程式是 。 (3)从水解平衡角度解释“水浸”时生成的原因可能是 。 (4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节至11.1，依次析出的沉淀是： 、；恰好沉淀完全时，“母液”中的浓度是 ？(写出计算过程) 18．（22-23高三下·山东淄博·期末）以水泥厂废料（主要成分为，含少量、、、、、等杂质）为原料制备的工艺如图所示。 已知：该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 金属离子 开始沉淀 2.3 4.0 7.6 9.3 完全沉淀 4.1 5.2 9.6 10.8 回答以下问题： (1)“酸浸”中，为提高镁的浸取效果，可采取的措施有 （任写一种）。已知该条件下，镁元素的浸出率随温度和时间变化如图所示，当镁元素的浸出率为70%时，所采用的实验条件为 。 (2)“氧化”中，加入的作用是： ①将氧化为，该反应的离子方程式为 ； ② 。 (3)“精制Ⅰ”目的是调节使部分离子沉淀，加入的试剂X为 （填化学式），调节溶液的理论范围是 ；“滤渣”的主要成分除和少量外，还有 （填化学式）。“精制Ⅱ”目的是进一步除钙，相关物质的溶解度（S）随温度变化曲线如图所示，则“精制Ⅱ”的实验操作为：蒸发浓缩、 。 (4)称取样品加水溶解配制250mL溶液，量取25mL于锥形瓶中，加入的盐酸和足量溶液，充分反应后，得白色沉淀，则样品纯度为 （用含m、n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)C (2)AB (3) (4)防止温度过高发生石墨与浓硫酸之间的副反应；防止浓硫酸与硝酸钠反应产生的硝酸挥发或分解 (5)96.0% 【分析】加水溶解氯化铁及氯化亚铁形成溶液，加入NaOH调节pH，生成Fe3O4，据此解答； 【详解】（1）实验室的研磨仪器为研钵；故答案为：C； （2）A．具有磁性，用磁力搅拌会加重团聚现象，A错误； B．干扰酸性检验，B错误； C．氧化石墨烯结构中有羧基、羟基和环氧基可知，硝酸钠和高锰酸钾的作用是氧化单层石墨烯，C正确； D．将石墨研成细粉，可增大石墨粒子表面积，提高氧化程度，D正确； 故答案为：AB； （3）根据分析，形成的氯化铁及氯化亚铁溶液，加入NaOH调节pH，生成Fe3O4沉淀，离子方程式为； 故答案为：； （4）温度过高发生石墨与浓硫酸之间的副反应且浓硫酸与硝酸钠反应产生的硝酸挥发或分解，故需要在冰水浴中进行；故答案为：防止温度过高发生石墨与浓硫酸之间的副反应；防止浓硫酸与硝酸钠反应产生的硝酸挥发或分解； （5）A=0.6带入c=1.600A-0.060得c=0.90，去除率=；故答案为：96.0%。 2．(1)2CuS+3O22CuO+2SO2 (2)FeSO4 (3)A (4) 2∶1 Cu+4H++2NO＝Cu2++2NO2↑+2H2O (5)蒸发浓缩、降温至温度略高于26.4℃结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干 (6)2SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O 【分析】工业上由含铜废料（含有Cu、CuS、CuSO4等）制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后，铜生成氧化铜，硫化铜转化为CuO和SO2。加入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到的滤渣为铁和铜。用冷水淘洗后加入20%的HNO3和10%的H2O2发生反应，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4℃结晶。从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)2•3H2O。 【详解】（1）CuS焙烧和氧气反应转化为CuO和SO2，根据电子守恒和元素守恒可知，反应的化学方程式为：2CuS+3O22CuO+2SO2； （2）根据分析可知过滤得到滤液主要为硫酸亚铁溶液，即“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为FeSO4； （3）淘洗加入的酸不能具有强氧化性，否则会溶解铜： a．稀硫酸，不能和铜反应，a项正确； b．浓硫酸和铜常温下不反应，但浓硫酸遇到水会放出大量热，会和铜发生反应，b项错误； c．稀硝酸具有氧化性，能与铜发生反应，从而溶解铜，c项错误； d．浓硝酸具有氧化性，能与铜发生反应，从而溶解铜，d项错误； 故答案为：a； （4）①“反应”一步所用的试剂是20%HNO3和10%H2O2，根据题给信息，硝酸起酸的作用，过氧化氢做氧化剂将Cu氧化，生成硝酸铜，反应的化学方程式为：Cu+H2O2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O，理论上消耗HNO3和H2O2的物质的量之比为2∶1； ②若不加10%H2O2，只用20%HNO3，铜和浓硝酸发生反应生成红棕色的二氧化氮气体，反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO＝Cu2++2NO2↑+2H2O； （5）根据图象中结晶水合物的溶解度随温度变化曲线可知，温度高于26.4℃从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)2•3H2O，故从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)2•3H2O的方法是：蒸发浓缩、降温至温度略高于26.4℃结晶、过滤、冰水洗涤、低温烘干； （6）工业上用双碱脱硫法处理废气时，过程Ⅰ：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O，过程Ⅱ：2Na2SO3+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+4NaOH，将过程Ⅰ×2+Ⅱ得，双碱脱硫法的总反应的化学方程式：2SO2+2Ca(OH)2+O2=2CaSO4+2H2O。 3．(1) 将Cu、Cu2O氧化溶解；搅拌反应混合物 110-6mol/L (2) 防止倒吸（或安全瓶） 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓++4H+ 当大于1.6时，部分CuCl转化为[CuCl2]- (3)待固体完全溶解，向所得溶液中加入过量1mol/LNaOH溶液，水浴加热控制温度为70℃，滴加0.6mol/LN2H4H2O溶液，搅拌使用其充分反应，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置冷却，过滤，洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加0.1mol/LAgNO3溶液无浑浊 (4)草酸亚铁晶体中铁的元素质量为3.6×56/180×100%=1.12克，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为1.60-1.12=0.48克，铁元素与氧元素的质量为1.12∶0.48=7∶3，设铁的氧化物的化学式为FexOy，则有56x∶16y=7∶3，x∶y=2∶3，所以固体为Fe2O3。 【分析】由铜精炼炉渣(含Cu、Cu2O和少量Al2O3等)获加入稀硫酸并通入空气进行酸浸，再通过氢氧化钠溶液调节pH=5，过滤除去滤渣，得到的溶液加入氯化钠固体、SO2反应制取CuCl，并以CuCl为原料制备超细铜粉。 【详解】（1） ①“酸浸”时需通入空气的目的是将Cu、Cu2O氧化溶解；搅拌反应混合物；②常温下，，“调节pH=5”，则c(OH-)=10-9mol/L，所得滤液Al3+的物质的量浓度为110-6mol/L； （2）①装置b中均为短导管，其作用是防止倒吸（或安全瓶）； ②装置a中氯化铜溶液与二氧化硫反应生成氯化亚铜沉淀，发生反应的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓++4H+；③CuCl产率随的变化如图所示，当大于1.6时，部分CuCl转化为[CuCl2]-，CuCl的产率减小； （3）由CuCl获取铜粉的实验方案：向0.1mol/LNa2S2O3溶液中分批加入CuCl固体，边加边搅拌，待固体完全溶解，向所得溶液中加入过量1mol/LNaOH溶液，水浴加热控制温度为70℃，滴加0.6mol/LN2H4H2O溶液，搅拌使用其充分反应，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置冷却，过滤，洗涤，取最后一次洗涤滤液，向其中滴加0.1mol/LAgNO3溶液无浑浊； （4）草酸亚铁晶体中铁的元素质量为3.6×56/180×100%=1.12克，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中，氧化物中氧元素的质量为1.60-1.12=0.48克，铁元素与氧元素的质量为1.12∶0.48=7∶3，设铁的氧化物的化学式为FexOy，则有56x∶16y=7∶3，x∶y=2∶3，所以固体为Fe2O3。 4．(1) 3.5×105 酸性太强反应生成的碳酸铅与氢离子反应而溶解，碱性太强会生成氢氧化铅沉淀 (2)PbO2+H2O2+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+O2↑+2H2O (3)Fe(OH)3、Al(OH)3 (4)6 【分析】铅膏加入碳酸钠脱硫，PbSO4和碳酸根离子反应转化为碳酸铅沉淀；过滤后固体加入醋酸、过氧化氢酸浸，“酸浸”中H2O2具有氧化性，可将溶液中的Fe2+氧化Fe3+，同时H2O2能使PbO2转化为Pb(Ac)2；调节pH使铁、铝转化为沉淀过滤除去，再在滤液加入氢氧化钠沉铅，一系列转化后得到PbO。 【详解】（1）K==3.5×105； 当pH<6酸性较强时，反应生成的碳酸铅与氢离子反应而溶解，当pH>8碱性较强时，会生成氢氧化铅沉淀，因此该反应的pH值在6~8的范围内比较合适； （2）“酸浸”过程中，H2O2被PbO2氧化为O2，反应的化学方程式为PbO2+H2O2+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+O2↑+2H2O； （3）加入氢氧化钠，通过控制pH来除去铁离子和铝离子，生成的滤渣2是Fe(OH)3和Al(OH)3； （4）PbS具有NaCl型的晶体结构，由晶胞部分结构图可知，位于体心的S原子与位于面心的Pb原子紧邻，数目为6； 5．(1) (2) 90℃左右 (3) 、 (4) 1.8 (5) 蒸发浓缩 冷却结晶 【分析】以大洋锰结核(主要由和铁氧化物组成，还含有、、、、 等元素)为原料，通入加硫酸浸取，Si不溶而被除去，氧化将转化为方便后续除去，加氨水调pH，可让、转化为氢氧化物沉淀而除去，此时部分锌离子也沉淀，再加MnF2和Na2S净化主要是除去和，加入过量溶液“沉锰”生成沉淀，煅烧得到，或者加磷酸进一步制备可得到，据此分析解题。 【详解】（1） 锰是25号元素，价电子排布式为3d54s2，基态锰原子的价层电子轨道表示式为； （2）“浸取”时，有副产物生成，和反应生成，该副反应的化学方程式，结合题目中温度对锰的浸出率、生成率的影响图，为了减少副产物的生成，最适宜的温度为90℃左右； （3）“调”时，让、转化为氢氧化物沉淀而除去，、而不沉淀，应控制的范围是：；再加MnF2和Na2S净化主要是除去和，“净化”后滤渣3的主要成分、； （4）“沉锰”时，加入过量溶液，该反应的离子方程式为，当pH=10.1时，完全沉淀，此时，，，1.8； （5）要将“溶解”后的溶液制得晶体，操作X为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 6．(1)石灰乳 (2) 盐酸 冷却结晶 (3) H+、、 或 (4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO (5) Mg、 Cl2 (6)800℃Ti的提取率低，1000℃和1500℃Ti提取率相差不大，从能源消耗的角度，反应适宜的温度为1000℃ 【分析】Ⅱ.TiO2、焦炭、氯气在高温条件下进行生成TiCl4，产物中有一种可燃性无色气体，该可燃性气体是CO，加入Mg还原TiCl4出Ti，氩气做保护气，电解熔融氯化镁得到镁和氯气； 【详解】（1）试剂1的作用是将镁离子变为氢氧化镁沉淀，在工业上，一般选用石灰乳，便宜易得； （2）氢氧化镁沉淀与试剂2(盐酸)反应得到氯化镁溶液，再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到，在一定条件下得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁得到单质镁； （3）阳离子交换树脂只交换阳离子，对阴离子无影响，天然水通过阳离子交换树脂，将金属阳离子转化成H+，因此取i处流出液，含有的离子有H+、、；根据反应，阴离子交换树脂填充段存在的离子反应有、； （4）步骤I中，TiO2、炭粉混合物在高温条件下通入氯气(Cl2)制得TiCl4和一种可燃性气体，该可燃性气体为一氧化碳，反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO； （5）根据工艺流程，电解熔融氯化镁得到镁和氯气，可循环使用的物质还有Mg、Cl2； （6）根据Ⅱ中钛的提取率在不同温度下随时间变化的曲线，800℃Ti的提取率低，1000℃和1500℃Ti提取率相差不大，从能源消耗的角度，反应适宜的温度为1000℃。 7．(1) -1、-2 Mn2+、Fe2+ (2)CD (3)Zn＋Cd2+=Zn2+＋Cd (4)取少量上层清液，继续滴加碳酸钠溶液，若无明显现象，则沉淀完全 (5)高温煅烧(灼烧) (6)66.7% 【分析】由题给流程可知，向萃余液中加入过硫酸钠溶液和石灰石，萃余液中、被氧化生成MnO2、，加入的石灰石可以消耗硫酸，同时调节pH使转化为，使转化为，过滤得到MnO2、、，溶液中主要含有、、、；试剂X为Zn，向溶液中加入锌，锌与发生置换反应生成镉，滤液中主要含有、、；加入碳酸钠后生成，过滤、洗涤后得到固体，灼烧后得到ZnO。 【详解】（1）设过硫酸钠中-1价氧原子的数目为a，-2价氧原子的数目为8-a，由化合价代数和为0可得：1×2+6×2+(-1)×a+(-2)×(8-a)=0，解得a=2，则过硫酸钠含有1个过氧键，即含有2个-1价的O和6个-2价的O，故中O的化合价为-1、-2；根据分析可知，过硫酸钠氧化了萃余液中的Mn2+、Fe2+。 （2）根据分析可知，操作Ⅰ为过滤，需用到的仪器为烧杯、长颈漏斗、铁架台、玻璃棒，题中属于过滤所需仪器且主要成分为无机非金属材料的是长颈漏斗和烧杯，故答案选：CD。 （3）试剂X为Zn，向溶液中加入锌，锌与发生置换反应生成镉，因此发生的主要离子方程式为：Zn＋Cd2+=Zn2+＋Cd。 （4）加入碳酸钠使完全沉淀，因此检验完全沉淀与否的操作为取少量上层清液，继续滴加碳酸钠溶液，若无明显现象，则沉淀完全。 （5）根据分析可知，操作Ⅱ名称为高温煅烧(灼烧)。 （6）萃余液中锌含量为，理论上萃余液生产ZnO为，实际得到ZnO为32.4kg，因此ZnO的产率为。 8．(1)+2 (2) 粉碎孔雀石、升温、搅拌等 SiO2 (3) H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+ 1∶2 氯气有毒，污染环境(或引入杂质Cl-) (4)2Fe3++3CuO+3H2O=2Fe(OH)3+3Cu2+ (5)冷却结晶 【分析】孔雀石主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，还含有少量FeO、Fe2O3、SiO2。加入稀硫酸酸浸，过滤得到滤渣1为SiO2 ，滤液1中加入过氧化氢溶液氧化Fe2+，加入氧化铜调节溶液pH，沉淀Fe3+，过滤得到滤渣氢氧化铁沉淀，滤液2再经一系列操作得到CuSO4·xH2O晶体，据此分析。 【详解】（1）孔雀石主要成分为CuCO3·Cu(OH)2，铜元素的化合价为+2价； （2）提高“酸浸”速率的方法有粉碎孔雀石、升温、搅拌等；孔雀石经稀硫酸酸浸后，过滤所得沉淀为SiO2 ； （3）滤液1中加入过氧化氢溶液氧化Fe2+，得到Fe3+，反应的离子方程式为，该反应中氧化剂为H2O2，还原剂为Fe2+，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2；该过程不使用氯气的原因是氯气有毒，污染环境(或引入杂质Cl-)； （4）“除杂”一步为加入氧化铜调节溶液pH，沉淀Fe3+，发生的离子反应方程式为； （5）由滤液2经一系列操作得到CuSO4·xH2O晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为冷却结晶。 9．(1)ds (2)＜ (3) 碱 N>O>H>C (4) (5)Cu、Zn (6) 【分析】由题给流程可知，向钢铁厂锌灰中加入氨水和碳酸氢铵混合溶液浸取，将锌元素、铜元素转化为四氨合锌离子、四氨合铜离子，二氧化硅、氧化铁与氨水和碳酸氢铵混合溶液不反应，过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入足量锌粉，将溶液中的四氨合铜离子转化为铜，过滤得到含有锌、铜的滤渣和滤液；滤液经蒸氨沉锌得到碱式碳酸锌，碱式碳酸锌高温煅烧分解生成氧化锌。 【详解】（1）锌元素的原子序数为30，基态原子的价电子排布式为3d104s2，处于元素周期表的ds区，故答案为：ds； （2）氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，铵根离子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，所以氨分子的键角小于铵根离子，故答案为：<； （3）由电离常数可知，一水合氨的电离常数大于碳酸的一级电离常数，说明碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于铵根离子，所以碳酸氢铵溶液呈碱性；碳酸氢铵的四种元素中氢元素的第一电离能最小，同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，H原子比碳原子的核外电子距离原子核近,受到原子核的引力大,电离需要消耗更多的能量,所以第一电离能比C的大。则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H>C； （4）由题意可知，氧化性转化为四氨合锌离子的反应为氧化性与溶液中的一水合氨、铵根离子和碳酸氢根离子反应生成四氨合锌离子、碳酸根离子和水，反应的离子方程式为，故答案为：； （5）由分析可知，“滤渣②”的主要成分为锌、铜，故答案为：Cu、Zn； （6）由题意可知，碱式碳酸锌热分解得到氧化锌的过程中，第一步加热失去水生成碳酸锌，第二步加热分解失去二氧化碳生成氧化锌，则水的物质的量为≈0.05mol、二氧化碳的物质的量为≈0.05mol、氧化锌的物质的量为=0.1mol，由原子个数守恒可知，x：y：z=0.1mol：0.05mol×2：0.05mol=2：2：1，则碱式碳酸锌的化学式为，故答案为：。 10．(1)第四周期第VB族 (2) 不能 陶瓷坩埚中的与、NaOH在煅烧时可发生反应 (3) (4)C (5) (6)6~12 【分析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠、碳酸钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。 【详解】（1）钒(V)元素是23号元素，在周期表中的位置为第四周期第VB族。故答案为：第四周期第VB族； （2）“煅烧”时，若铬钒渣中的铬元素被氧化为最高价含氧酸盐，铬元素转化为铬酸钠Na2CrO4，Cr的化合价为+6价，则“煅烧”过程中与NaOH发生反应的化学方程式为。若在实验室中煅烧铬钒渣，不能用陶瓷坩埚：理由是陶瓷坩埚中的与、NaOH在煅烧时可发生反应。故答案为：；不能；陶瓷坩埚中的与、NaOH在煅烧时可发生反应； （3）由分析可知，用水“浸取”过程中要过滤除去Fe2O3，将“浸取”步骤与“沉淀”步骤合并，Fe2O3会溶于稀硫酸引入Fe3+杂质，水浸渣的主要成分是。故答案为：； （4）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到沉淀，在时，溶解为或；在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明具有具有两性，溶解在NaOH溶液中得到或，溶解于酸中得到或。故答案为：C； （5）最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应中铬化合价由+6变为+3，硫元素化合价由+4变为+6，结合电子守恒可知，反应的离子方程式为2Cr2O+3S2O+10H+=4Cr3++6SO+5H2O ，则反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3。即“还原”时，反应中。故答案为：； （6）25℃时，通过调节pH使废水中的转化为，溶液中剩余的浓度小于，=c(Cr3+)c3(OH-)=c3(OH-)，c(OH-)=10-8mol·L－1，pH=6，由图pH>12时开始溶解，则调节pH的范围为6~12。故答案为：6~12。 11．(1)适当升高温度、将绿柱石进行粉碎、适当增大硫酸的浓度等 (2)SiO2 (3)2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O (4) 5.0≤pH＜5.2 Na2SO4 (5)Be(OH)2+2OH-＝ (6)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、Al2O3、SiO2及一定量的FeO、Fe2O3)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、将绿柱石进行粉碎、适当增大硫酸的浓度等。 （2）二氧化硅与稀硫酸不反应，浸取时产生的滤渣的主要成分为SiO2； （3）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； （4）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； （5）Be(OH)2的性质类似Al(OH)3，pH过高时，Be(OH)2和OH-反应生成，离子方程式为：Be(OH)2+2OH-＝； （6）使用直接沉淀法虽然沉淀质量较大但Be(OH)2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。 12．(1)2Fe3＋+SO2+2H2O＝2Fe2＋+4H＋+ (2)温度高于时，Ge已经完全转化为Ge4＋ (3)Zn2＋、Fe2＋ (4)CaGeO3+6H＋+＝Ge4＋+CaSO4↓+3H2O (5) 中和H＋，降低生成物浓度，使反应正向进行,Ge转化为 A 81.8% 93.6% 【分析】锌浸渣利用硫酸和二氧化硫溶解，铁离子被还原，二氧化硅不溶，过滤得到滤渣1，滤液利用石灰乳调节pH＝5得到CaGeO3、Ga(OH)3、CaSO4，利用硫酸酸浸，调pH＜2，根据已知信息得到含Ge4＋的溶液，加入萃取剂萃取Ge4＋，利用氢氧化钠反萃取，最终达到回收锗的目的，据此解答。 【详解】（1）“溶浸”过程中被二氧化硫还原的离子方程式为2Fe3＋+SO2+2H2O＝2Fe2＋+4H＋+。 （2）由于温度高于时，Ge已经完全转化为Ge4＋，所以Ge浸出率基本保持不变。 （3）由于“沉淀”后得到得到CaGeO3、Ga(OH)3、CaSO4，因此所得的滤液中主要阳离子有Zn2＋、Fe2＋。 （4）“酸浸”过程发生反应的离子方程式为CaGeO3+6H＋+＝Ge4＋+CaSO4↓+3H2O。 （5）①“反萃取”中可以中和H＋，降低生成物浓度，使反应正向进行，使Ge转化为。 ②“反萃取”时pH＞11，此时生成的是和R－，若要循环使用，需要转化为HR，则试剂m可能为硫酸，答案选A。 ③设分配系数是x，100mL酸浸液中Ge的总量为n mol，20mL萃取时萃取率是0.6，则有机相中Ge的浓度是30n mol/L，则水相Ge的浓度是4n mol/L，因此，若一次性萃取，设有机相中Ge的浓度为7.5c mol/L，则水溶液中Ge的浓度为c mol/L，因此萃取率为；若萃取剂每次只取20mL，设n1 mol为萃取一次后Ge的剩余量，n2 mol为萃取二次后Ge的剩余量，n3 mol为萃取三次后Ge的剩余量，则，解得n＝2.5n1，同理可得n1＝2.5n2，n2＝2.5n3，则n＝15.625 n3，所以“三级萃取”的总Ge萃取率为。 13．(1)CO2 (2) 吸收尾气，防止污染空气 (3) (4) 增大 0.12 【分析】将氨气先通入饱和食盐水中，得到氨的饱和溶液，然后通入二氧化碳，得到溶解度较小的碳酸氢钠，过滤出碳酸氢钠后加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。滤液中主要含有氯化铵。 【详解】（1）碳酸氢钠分解产生的二氧化碳可以送回碳酸化反应循环使用，故填CO2； （2）氨气极易溶于水，需要防倒吸， a导管应通入的气体是；仪器c的作用是吸收尾气，防止污染空气； （3）煅烧固体时发生的化学方程式：； （4）①对上述反应，若适当升高温度，化学反应速率会增大； ②用的浓度变化表示该反应的平均速率为=0.12 mol/(L·min)。 14．(1) (2)淀粉量不足，部分未被还原为，导致铁浸出率降低 (3)调节铁、磷两种元素的比例约为1：1 (4) 防止被氧化 1：1 (5) 【分析】磷铁粉主要成分为FeP、，加入碳酸钠和通入空气进行焙烧，根据题意知，生成和，同时反应中放出，溶解后过滤，得到和溶液，中加入淀粉发生氧化还原反应，产物加入硫酸后生成硫酸亚铁，溶液中加入磷酸消耗碳酸钠，从而调节pH，硫酸亚铁、磷酸钠、双氧水反应产生磷酸铁，磷酸铁与碳酸锂、草酸反应产生。 【详解】（1）“焙烧”是在700℃条件下使磷、铁元素分别转化为和，反应中放出，FeP发生反应的化学方程式：。 （2）加入淀粉与发生氧化还原反应，产生，当后，淀粉量不足，部分未被还原为，导致铁浸出率降低。 （3）向溶液中加入的目的：①中和碳酸钠，调节混合液的pH；②调节铁、磷两种元素的比例为1：1。 （4）“煅烧”需要在氩气氛围中进行，原因是：防止被氧化； ，因此和的理论投入量的物质的量之比为1：1。 （5）根据题中信息可知，反应为：，消耗溶液16.00mL，，根据可知，，4.000g产品中铁元素质量：，产品中铁元素的质量分数为：。 15．(1) (2)BD (3) 干燥氧气和二氧化硫 使氧气和二氧化硫混合均匀 该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成 影响催化剂的活性 C ad 【分析】黄铁矿高温下与氧气反应得到二氧化硫，二氧化硫与氧气在催化剂、高温作用下得到三氧化硫，再用98.3%的浓硫酸作吸收剂得到硫酸； （3）装置A制备二氧化硫，装置B干燥氧气和二氧化硫，同时混合二者，装置C中二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫，装置D吸收三氧化硫，装置E检验二氧化硫的性质，装置F吸收尾气，据此解答。 【详解】（1）根据所学知识知，黄铁矿主要成分的化学式是。 （2）A．步骤Ⅰ前需将黄铁矿粉碎，目的是增大接触面积，加快反应速率，故A正确； B．该反应为气体计量数减少的反应，压强增大则平衡正向移动，虽然理论上高压有利于三氧化硫的生成，但在常压条件下，SO2的转化率已经达到92%以上，因此通常采用常压操作以简化设备和降低成本，故B错误； C．为了减少酸雾，步骤Ⅲ中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂，故C正确； D．步骤Ⅲ含硫物质没有发生氧化反应，故D错误； 故选BD。 （3）①装置B的三个作用是：通过观察A装置可判断其作用除了冒气泡的速率来控制气体流量，还可以干燥氧气和二氧化硫，氧气和二氧化硫混合均匀； ②由于该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成，且影响催化剂的活性，所以实验过程中，当V2O5表面红热后，应将酒精灯移开一会儿后再继续加热，故答案为：该反应的正反应放热，温度过高平衡逆向移动，不利于三氧化硫的生成；影响催化剂的活性； ③由于进入装置D的气体有二氧化硫、三氧化硫和氧气，实验时，装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀，所以盛放的溶液是足量氯化钡溶液，答案选C； ④从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为mg，则mg为硫酸钡沉淀，n(BaSO4)=n(SO3)=，已经知道转化了的二氧化硫，只要再告诉反应前的二氧化硫的物质的量或者反应后的二氧化硫的物质的量，就可以计算出二氧化硫的转化率，所以实验时还需要测定的数据为装置F增加的质量a g、装置E增加的质量d g，答案选ad； 总的二氧化硫的物质的量是，所以二氧化硫的转化率为：。 16．(1) +5 KOH (2) 2I-+2H++H2O2=I2+2H2O， 大于 冷却结晶 (3)204.2 (4) 5：1 【分析】由题干流程图可知，海带灰经过溶解、过滤得到含有I-的溶液，滴加酸化的双氧水进行氧化1得到I2，反应的离子方程式为：2I-+2H++H2O2=I2+2H2O，经过系列操作1即经过萃取分液、蒸馏后得到I2，向I2中加入KClO3和H2O进行氧化2，然后加入盐酸酸化后，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得到KH(IO3)2，再经过加水溶解后加入试剂X，调节pH=10，得到KIO3溶液，故试剂X为KOH，对KIO3溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、乙醇洗涤干燥，最终得到KIO3晶体，据此分析解题。 【详解】（1）已知KIO3中K为+1价，O为-2价，根据化学式所有元素的化合价代数和为0可知，I的化合价为+5价，由分析可知，试剂X是KOH，故答案为：+5；KOH； （2）由分析可知，“氧化1”中反应的离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O，Cl、I为同一主族元素，Cl的非金属性比I强，故氧化性：Cl2大于I2，由分析可知，系列操作2包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥等，故答案为：2I-+2H++H2O2=I2+2H2O；大于；冷却结晶； （3）根据得失电子守恒可知，在“氧化2”中，1mol KClO3得到6mol电子，根据得失电子守恒可知，5n(KClO3)~3n[KH(IO3)2]，制备1molKH (IO3)2至少需要=204.2gKClO3，故答案为：204.2； （4）测定产品纯度：称取wg产品溶于蒸馏水，滴加适量稀硫酸，加入溶液，恰好完全反应，发生的反应为，在该反应中化合价升高被氧化得到的产物为氧化产物，化合价降低被还原得到的产物为还原产物，故氧化产物和还原产物的质量之比为5：1，根据反应方程式可知，wg产品中含有KIO3为，产品中碘元素质量分数为：=，故答案为：5：1；。 17．(1)粉碎矿石、适当加热、适当增大硫酸浓度等 (2) (3)水解：，加热水促进水解平衡右移，生成 (4) 1.0×10-24.2mol/L 【分析】钛铁矿(主要含和少量、、、等)中加入硫酸，二氧化硅不反应，其他物质与硫酸反应，过滤，向滤液中加入热水，过滤得到TiO2·xH2O，煅烧得到TiO2，再氯化得到四氯化钛，四氯化钛和镁反应生成钛和氯化镁，滤液中滴加氨水分步沉淀金属离子得到氢氧化物。 【详解】（1）要提高酸浸速率，可采取的措施是粉碎矿石、适当加热、适当增大硫酸浓度等； （2）为强电解质，在溶液中仅能电离出和一种正离子为，电离方程式为：； （3）水解的离子方程式为：，加热水促进水解平衡右移，生成； （4）由分析可知，滤液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+，用氨水逐步调节至11.1，由表格数据可知，依次析出的沉淀是：、Mg(OH)2，恰好完全沉淀时，，，Al3+恰好完全沉淀时，，的，当恰好完全沉淀时，。 18．(1) 加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度等 浸取时间为9h (2) 将Fe2+氧化为Fe3+ (3) MgO或Mg(OH)2或MgCO3 5.2 Fe(OH)3、Al(OH)3 趁热过滤 (4) 【分析】水泥厂废料(主要成分为，含少量、、、、、等杂质)，加入硫酸，、、、、、都与硫酸反应，SiO2不反应，加入次氯酸钠可将Mn2+氧化为MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+，加入试剂X调pH，使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀，Al3+形成Al(OH)3沉淀，过滤，除掉Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2、SiO2，滤液中有镁离子和少量钙离子，通过精制除掉钙离子，剩余硫酸镁，进行加热浓缩、冷却结晶得到；由此分析解答； 【详解】（1）为提高镁的浸取效果，可采取的措施有加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度等；根据图像，当镁元素的浸出率为70%时，所采用的实验条件为浸取时间为9h； （2）①加入的作用是：将氧化为，该反应的离子方程式为； ②由分析可知，加入的另一个作用是将Fe2+氧化为Fe3+； （3）加入X的目的是与溶液中的H+反应，使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀，Al3+形成Al(OH)3沉淀，考虑不带入新的杂质，X可以是MgO或Mg(OH)2或MgCO3；根据表格中的数据，调pH的目的是使Fe3+变为Fe(OH)3沉淀，Al3+形成Al(OH)3沉淀，但是Mg2+不能沉淀，故调节溶液的理论范围是5.2；“滤渣”的主要成分除和少量外，还有Fe(OH)3、Al(OH)3；根据硫酸镁晶体和硫酸钙的溶解度曲线可知，温度越高，硫酸钙的溶解度越小，可以采用蒸发浓缩、趁热过滤的方法除去硫酸钙； （4）根据题干的描述，最终得到的白色沉淀为硫酸钡，n(BaSO4)=，则原样品中n()==，则样品纯度为=。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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