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．（2024高三下·广东茂名·阶段练习）新能源电动车的逐步发展，使人们的出行变得更便捷和高效。其中磷酸亚铁锂电池是新能源汽车的动力电池之一，利用以下方法回收废旧磷酸亚铁锂电池(主要含LiFePO4、铝箔、铜箔、石墨等)，实现资源综合利用。 已知： 氢氧化物 开始沉淀pH 完全沉淀pH Cu(OH)2 4.4 6.4 Fe(OH)3 2.7 3.7 (1)为提高“碱溶”速率，可采用的措施有 (答一个)。 (2)“碱溶”形成“溶液a”时发生的主要离子反应方程式为 。 (3)用离子方程式表示HNO3的作用 ，选择以下 (填选项字母)试剂替代HNO3效果更好，理由是 。 A KMnO4    B．H2O2    C．氯水    D．重铬酸钾 (4)“沉淀”的主要成分是 ，应调节溶液的pH范围为 ；结合下图，从沉锂后的溶液中得到碳酸锂固体的实验操作为 。 (5)用太阳能电池给磷酸铁锂-锂离子电池充电示意图如下，已知阳极反应式为，写出该锂电池放电时负极反应： 。 2．（2024高三下·吉林长春·开学考试）某化学兴趣小组在实验室中利用侯氏制碱法制备，进一步处理得到产品和，制备流程如图：回答下列问题： (1)下列物质①浓氨水；②；③；④溶液；⑤；⑥，其中属于强电解质是的是 (填标号)。 (2)写出饱和氨盐水和反应的化学方程式 。 (3)“操作Ⅰ”的名称为 。 (4)该工艺流程得到产品，请写出在生活生产中的一个用途 。 (5)所得纯碱中可能含有少量杂质，可通过如下方法测定纯碱中的质量分数： ⅰ．称取ag样品，溶于水中；ⅱ．加入足量溶液； ⅲ．过滤、洗涤、干燥、称量，所得沉淀质量为bg。 ①证明所加溶液已经足量的方法是 。 ②该纯碱中的质量分数为 (用含a、b的代数式表示)。 3．（2024·辽宁·模拟预测）三氧化二铬()可用于制备陶瓷、合金、耐火材料等。由铬铁矿(含和少量、、)制备的一种流程如下： 已知：①该实验条件下，、、，；当溶液中离子浓度时，认为该离子沉淀完全； ②，。 回答下列问题： (1)“水浸”所得浸渣的主要成分为和，“球磨”时加入适量的作用为 ；该实验条件下，从浸渣中提取的方法为浸渣酸溶、过滤，得到金属离子浓度均为的滤液，调节滤液pH的范围是 ，过滤，洗涤，煅烧得产品。 (2)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。 (3)“调pH为7~8”和“酸化”两步不能合并的原因为 ；其中不能用盐酸代替硫酸的原因为 。 (4)“热还原”过程中生成，该反应的化学方程式为 。 (5)晶体为尖晶石结构，其中O原子堆成如图所示的结构单元，该结构单元中O原子围成的正四面体空隙的填充Cr，Fe和剩余Cr填充在O原子围成的正八面体空隙中；的立方晶胞由8个图示结构单元无隙并置而成。 ①晶体中，O原子围成的正八面体空隙的占用率为 。 ②若该结构单元的棱长为，设阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。 4．（2024高三下·陕西·开学考试）铁泥(主要成分为，含少量及杂质；杂质与酸不反应，且难溶于水)是一种常见的工业废料，为了减少污染并变废为宝，工程师设计了如下两种不同的工艺(部分步骤已略去)，用于生产铁红或七水合硫酸亚铁。 (1)过程I中分离出杂质的操作是 ；与硫酸反应的离子方程式为 。 (2)过程II加入的目的是 。 (3)过程III中加入溶液后，可观察到的现象为 。 (4)过程IV得到铁红的化学方程式为 。 (5)过程V中，用离子方程式说明加入铁屑的主要目的是 。 (6)过程I中加入硫酸至固体不再溶解，则经过程V反应后所得溶液中的物质的量最多为 。 5．（24-25高三上·山东济南·开学考试）工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4并回收净水剂明矾，其工艺流程如图所示。 已知：①Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.4时易被O2氧化； ②当溶液中某离子浓度时，可认为该离子沉淀完全；常温下，几种沉淀的Ksp如下表所示： ③。 回答下列问题： (1)“酸浸”时，被SO2还原的元素有 。 (2)加入MnCO3“调pH”时，若c(Mn2+)=1.0mol/L，其他金属阳离子浓度为0.001mol/L，则调pH的范围为 。 (3)若“滤渣Ⅲ”主要成分为FeOOH，则“氧化”操作中生成FeOOH的离子方程式为 。 (4)“焙烧”反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。获取明矾KAl(SO4)2•12H2O的“一系列操作”是 。 (5)整个流程中，可以循环使用的物质的化学式为 。 6．（2024高三下·江苏扬州·开学考试）碳酸亚铁难溶于水，常用于制取铁或补血剂。一种的制备装置如图。实验中观察到三颈烧瓶中有大量白色沉淀产生，烧杯中溶液变浑浊，恰好完全反应时，三颈烧瓶内溶液中只含一种溶质。过滤后可得沉淀。 (1)制备 ①恰好完全反应后，检验三颈烧瓶内溶液中阳离子的方法是 。 ②沉淀剂不使用的原因是 。 (2)在潮湿的空气中先转化为，最终变为，并进一步转化为。写出潮湿的空气中转化为的化学方程式： 。 (3)检测产品中的质量分数。 ①测。称取固体样品，加足量盐酸充分溶解，将溶液稀释至，量取该溶液， ，消耗标准溶液。(供选药品：淀粉溶液，盐酸，固体，标准溶液，蒸馏水。已知：) ②数据处理。计算固体样品中的质量分数 (写出计算过程)。 7．（2024高三下·江苏扬州·开学考试）“微波辅助低共熔溶剂”浸取废旧锂离子电池中钴酸锂粗品制备产品，其工艺流程如图： 已知：①氯化胆碱[]是一种铵盐； ②在溶液中常以(蓝色)和(粉红色)形式存在； ③时，，。 回答下列问题： (1)低共熔溶剂由含氢键供体(能形成氢键的氢原子)的组分与含氢键受体(能与氢原子形成氢键的原子)的组分混合。草酸(HOOCCOOH)分子中氢键受体的数目为 。 (2)“微波共熔”时，低共熔溶剂(氯化胆碱—草酸按一定物质的量配比而成)和粗品以不同的液固比在下微波处理后锂和钴的浸取率见图，则最佳液固比为。液固比不能过低和过高的原因是 。 (3)“水浸”过程中溶液由蓝色变为粉红色，该变化的离子方程式为 。 (4)时，“沉钴”反应完成后，溶液，此时 。 (5)“高温烧结”中需要通入空气，其作用是 。 (6)锂离子电池正极材料在多次充放电后由于可循环锂的损失，结构发生改变生成，导致电化学性能下降，使用和溶液可以实现的修复，则修复过程中的化学反应方程式为 。 8．（2024·江西上饶·模拟预测）稀有重金属钽()是新兴战略金属，广泛应用于航空航天、核工业及微电子技术领域。富钽矿(主要成分为、含、等氧化物)可用碱熔法制备，其工艺流程见下图： 已知：碳酸钠的作用是降低熔融物的熔点和黏度；难溶于水。 (1)为加快“钠碱熔融”速率，可采取的措施是 (任写一条)。 (2)已知“钠碱熔融”步骤中发生非氧化还原反应，产物为氧化物和，写出与反应的化学方程式： 。 (3)“操作I”为 ，富钽矿的杂质以 (写化学式)形式存在于“残液”中。 (4)“盐酸洗”的目的是 。 (5)已知的晶胞结构如下图所示，晶胞参数分别为a nm、a nm、b nm；。 注：1-5号小灰球位于晶胞体内，6号小灰球位于另一个晶胞，其余小灰球位于晶胞棱上或面上。 ①电负性： (填“<”或“>”)，与配位的氧原子有 个。 ②已知的式量为，阿伏加德罗常数的值为，该晶胞的密度为 (列出算式)。 9．（2024高三上·河北邢台·期末）磁选后的炼铁高钛炉渣的主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如图工艺流程回收钛、铝、镁等。 常温下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表： 金属离子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+ 开始沉淀(c=0.1mol·L-1)的pH 1.5 3.4 8.9 12.0 沉淀完全(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH 2.8 4.7 10.9 13.8 已知：“焙烧”时，TiO2、SiO2几乎不发生反应，MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，Al2O3转化为NH4Al(SO4)2。 回答下列问题： (1)“焙烧”前，将高钛炉渣粉碎的目的是 。 (2)SiO2属于 (填“酸”“碱”或“两”)性氧化物，其在生活中的用途为 (写1种即可)。 (3)“焙烧”时，加入(NH4)2SO4使Al2O3转化为NH4Al(SO4)2。 ①(NH4)2SO4在水中的电离方程式为 。 ②往NH4Al(SO4)2溶液中加入过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为 。 ③0.1mol·L-1的(NH4)2SO4溶液中，各离子的浓度由大到小的顺序为 。 (4)“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是 (填“稀硫酸”“稀硝酸”或“稀盐酸”)，“酸溶渣”的成分是SiO2和 (填化学名称)。 (5)“水浸”后的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，最后析出的金属离子为 (填离子符号)。 10．（2024高三上·广东茂名·期末）锑(Sb)可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺如下： 已知：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+ Al3+ Fe2+ Mg2+ 开始沉淀时(c =0.01mol·L－1)的pH 2.2 3.7 7.5 9.6 完全沉淀时(c =1.0×10－5mol·L－1)的pH 3.2 4.7 9.0 11.1 回答下列问题： (1)Sb2S3中Sb的化合价为 。 (2)“溶浸”时氧化产物是S，Sb2S3被氧化的化学方程式为 。 (3)“还原”时加入Sb的目的是将 (填离子符号)还原，提高产物的纯度。 (4)“水解”时需控制溶液pH=2.5。 ① Sb3+ 发生水解的离子方程式为 。 ②下列不能促进该水解反应的措施是 (填字母)。 A．升高温度               B．增大c (H+) C．增大c (Cl－)            D．加入Na2CO3粉末 ③根据表格数据分析：为避免水解产物中混入Fe(OH)3，c (Fe3+) 应小于 mol·L－1。 (5)“滤液”中含有的金属阳离子有Al3+、 。 (6)Sb可由电解制得，阴极的电极反应式为 。 11．（2024高三上·河南信阳·期末）工业上处理铜冶金污水(含、、、、)的部分流程如下，回答下列问题。 已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 物质 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 ②带温下，，，。 (1)污水里加入双氧水的目的是 。常温下，当溶液中离子浓度时认为该离子沉淀完全，当完全沉淀时，则理论上pH的最小值为 ，“沉渣Ⅰ”的主要成分有 (填化学式)。 (2)溶液呈碱性，其主要原因是 (用离子方程式回答)。溶液中 (用化学符号完成等式)。 (3)“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中 。 12．（2024高三上·福建泉州·期末）磷酸铁是锂离子动力电池正极材料——磷酸铁锂的原材料，以下是以磷铁(主要成分为FeP，含少量SiO2、Mn3P2杂质)为原料制备磷酸铁的化工流程。 回答以下问题： (1)“高温焙烧”中将磷铁磨成粉末的目的是 。 (2)Na3PO4溶液中含有杂质为Na2CO3和 。 (3)“还原”时，淀粉高温灼烧成碳，将Fe2O3还原为二价铁后，浸取率显著增大。写出“酸浸”中反应的离子方程式 。 (4)“铁磷混合”向浸出的Na3PO4溶液中加入H3PO4，再加入H2SO4，调节pH=0.8，再将浸出的FeSO4加入。此时溶液中磷元素主要以形式 (填“H3PO4”、“H2PO”、“HPO”或“PO”)存在。(已知常温下磷酸的电离常数：Ka1=7.6×10-3、Ka2=6.3×10-8、Ka3=4.4×10-13) (5)“沉淀”先加双氧水，再调节pH为2。 ①加双氧水目的为 。 ②调节pH为2，c(PO)= mol•L-1。(已知常温下溶度积常数：Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，Ksp(FePO4)=1.3×10-22) ③溶液pH不能过高的原因是 。 ④“沉淀”后过滤，滤液的主要成分为 。 13．（24-25高三上·江苏南通·阶段练习）实验室中可用氨浸法从含有杂质的ZnO中提锌，并制备硫酸锌。 Ⅰ.氨浸法提锌 已知： ⅰ.   ⅱ.M的结构简式如图所示，R为，两个羟基中、酚羟基酸性较强。 (1)和浸取ZnO发生反应的离子方程式为 。 (2)下列实验操作一定能提高浸取锌的效率的有___________。 A．水浴加热ZnO与混合溶液 B．研磨ZnO为粉末 C．延长浸取时间 D．适当加快搅拌速率 (3)M能与形成稳定的配合物X，相关反应为。 ①补全图中X的结构并用“…”标出氢键 。 ②X中形成氢键有利于的萃取，原因可能是 。 (4)从平衡移动的角度解释能提高有机溶液中X含量的原因 。 Ⅱ.制作。 (5)的溶解度曲线如图所示。 补充完整由含X的有机溶液制取的实验方案：向分液漏斗中加入含X的有机溶液， ，干燥，得到。(可选择的试剂：溶液，溶液，热蒸馏水) 14．（2024高三上·湖南长沙·期末）从砷化镓废料(主要成分为、含和等杂质)中回收镓和砷的工艺流程如图所示： 已知：是两性氢氧化物。时，的溶度积，电离常数。 回答下列问题： (1)“浆化”过程将砷化镓废料转变为悬浊液，目的是 。 (2)“碱浸1”过程，砷化镓转化为和，该反应的离子方程式： 。 (3)为提高镓的回收率，加硫酸调的最大值是 (溶液中含镓元素的微粒的浓度不大于时，认为该微粒沉淀完全)。 (4)“电解”是指用传统的方法将溶解到溶液中，电解得到金属镓。电解时，在阴极放电的电极反应式： 。 (5)向“调”后得到的滤液中加入足量溶液，使大于12，经 、降温结晶、过滤、洗涤、 后得到。 (6)某同学为了探究可逆反应：设计如图1所示装置。实验操作及现象：按图1装置加入试剂并连接装置，电流由流向。当不产生电流时，向图1装置左边烧杯中加入一定量盐酸，发现又产生电流，实验中电流与时间的关系如图2所示： 下列说法正确的是 。 a．实验开始时，电子由经盐桥流向 b．图2中，点时反应达到化学平衡状态 c．向左边烧杯中加入盐酸后，平衡逆向移动 d．若将所加的盐酸换成氢氧化钠溶液，平衡逆向移动，电流增大 15．（2024高三下·广西玉林·阶段练习）近几年新能源汽车呈现爆发式增长，对于锂电池的需求量越来越大，而碳酸锂是锂电池的重要原料之一，对废旧锂离子电池进行资源化和无害化处理具有重要的经济和环境效益，利用对废弃的锂电池正极材料(主要成分为)进行处理以回收Li等金属的工艺流程如下： 回答下列问题： (1)Co在元素周期表的位置是 ，与的未成对电子数之比为 。 (2)“烧渣”是LiCl、和的混合物。“500℃焙烧”反应生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。 (3)“滤饼2”的主要成分为 (填化学式)。利用与按的比例配合，然后在空气中于700℃烧结可合成锂电池正极材料，反应的化学方程式为 。 (4)碳酸锂的溶解度随温度变化如图所示。向滤液2中加入溶液，将温度升至90℃是为了提高沉淀反应速率和 。得到碳酸锂沉淀的操作为 (填标号)。 A．静置，过滤                            B．蒸发浓缩、冷却结晶 C．加热后，趁热过滤                      D．蒸发结晶 (5)常温下，若“滤液2”中，为使锂元素的回收率不低于80%，则析出后的溶液中的浓度至少为 mol/L[已知常温下]。 (6)由进一步制得的具有反萤石结构，晶胞如图所示。 ①在晶胞中的位置为 。 ②晶体的密度为，则晶胞参数(棱长)为 nm(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。 16．（24-25高三上·广西·开学考试）某研究小组利用炭粉与氧化铜反应后的剩余固体(含Cu、、CuO和C)制备，操作流程如图所示，请回答下列问题： 已知：(未配平)。 (1)的俗称为 。 (2)剩余固体中加入过量稀硫酸后，除了发生反应，还发生另一个反应，其化学方程式为 。 (3)操作1和操作2的作用相同，这两项操作的名称均为 ，下列仪器中，该操作不需要使用的是 (填标号)。 A．玻璃棒    B．酒精灯    C．烧杯    D．试管 (4)步骤③中加入NaOH溶液后，形成蓝色的悬浊液，该分散系与胶体的本质区别为 。 (5)固体N为 (写化学式)，溶液丙中溶质的化学式为 ，步骤④中发生反应的离子方程式为 。 17．（24-25高三上·安徽·开学考试）高纯纳米钛酸钡被广泛用于自动温控发热原件、PTC热敏电阻器件等领域，化工生产上以重晶石BaSO4为原料制备，生产流程如图所示，回答下列相关问题： (1)分别写出流程中气体X、烧碱的电子式 、 。 (2)科研发现，焦炭热还原重晶石反应过程在不同温度下其产物发生如图所示变化： 温度大约在400℃到1000℃之间，产物CO2逐渐减少，原因是 (写出反应方程式即可)，若该反应转移了2 mol电子，则氧化产物的质量为 g；写出400℃时反应的方程式 。 (3)生产流程中“系列操作”为 、冷却结晶、过滤等。该操作若在实验室中完成，下列仪器一定使用不到的是 (填写仪器名称)。 (4)“合成BaTiO3”反应中还会生成C4H9OH，写出该反应的化学方程式 (无需标注反应条件)，有人认为该反应属于氧化还原反应，试评价该观点是否正确，说出理由 。 18．（2024高三上·福建漳州·期末）工业上常用炼钢残渣(主要含，还有少量铁粉、、等杂质)为原料提取金属钒(V)，其工艺流程如图所示： 已知：①焙烧时、均可与反应生成相应钠盐，铁全部转化为+3价氧化物。 ②溶于水，难溶于水。 (1)“研磨”的目的是 ，“磁选”后分离出的X为 (填物质名称)。 (2)“焙烧”过程中，参与反应的化学方程式为 。 (3)“酸浸”时，生成的离子方程式为 。 (4)“沉钒”过程中，一般加入过量，原因是 。 (5)若“沉钒”前溶液中，忽略溶液体积变化，“沉钒”后溶液中，则钒元素的沉降率为 (保留三位有效数字)。［已知：常温下，］ (6)“沉钒”得到的需洗涤，判断沉淀是否洗涤干净，可使用的检验试剂有 。 (7)温度高于210℃时，分解得到、、，则生成的与的物质的量之比为 。 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)将废电池粉碎(或不断搅拌、适当升高温度、适当增大NaOH的浓度等) (2)2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ (3) 3LiFePO4+13H++=3Fe3++NO↑+2H2O+3Li++3H3PO4、3Cu+8H++2=3Fe3++2NO↑+4H2O B H2O2是绿色氧化剂，反应后的产物不污染环境 (4) Fe(OH)3、Cu(OH)2 pH≥6.4 将溶液蒸发结晶、趁热过滤，用热水洗涤、干燥 (5)LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6 【分析】废旧磷酸亚铁锂电池(主要含LiFePO4、铝箔、铜箔、石墨等)中加入氢氧化钠进行碱溶，此时铝箔被溶解生成Na[Al(OH)4]进入溶液a中；过滤后，往滤渣中加入H2SO4、HNO3溶液，将LiFePO4、铜箔溶解，石墨不溶；过滤后，调节溶液的pH，将Fe3+、Cu2+转化为沉淀，防止干扰后续的沉锂操作；沉锂时，往滤液中加入试剂c，Li+转化为碳酸锂沉淀。 【详解】（1）为提高“碱溶”速率，可采用的措施有：将废电池粉碎(或不断搅拌、适当升高温度、适当增大NaOH的浓度等)。 （2）“碱溶”形成“溶液a”时，Al溶解并转化为Na[Al(OH)4]，发生的主要离子反应方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑。 （3）加入H2SO4、HNO3溶液，LiFePO4与混酸反应生成硫酸锂、硫酸铁、磷酸、NO和水，铜箔溶于HNO3，用离子方程式表示HNO3的作用：3LiFePO4+13H++=3Fe3++NO↑+2H2O+3Li++3H3PO4、3Cu+8H++2=3Fe3++2NO↑+4H2O，KMnO4、氯水、重铬酸钾都具有强氧化性，但会在溶液中引入杂质，所以选择H2O2替代HNO3效果更好，故选B，理由是：H2O2是绿色氧化剂，反应后的产物不污染环境。 （4）由分析可知，“沉淀”的主要成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2，应调节溶液的pH范围为pH≥6.4；图中信息显示，碳酸锂固体的溶解度随温度升高而不断减小，则从沉锂后的溶液中得到碳酸锂固体的实验操作为：将溶液蒸发结晶、趁热过滤，用热水洗涤、干燥。 （5）用太阳能电池给磷酸铁锂-锂离子电池充电，从图中Li+的迁移方向，可确定钢箔作阳极，铝箔作阴极。已知阳极反应式为，则该锂电池放电时，铝箔作负极，负极反应：LiC6-xe-=xLi++Li1-xC6。 2．(1)③⑤⑥ (2)NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl (3)过滤 (4)洗涤物品表面的油污、生产肥皂、生产玻璃等合理答案 (5) 取少量上层清液滴加溶液，若不产生沉淀，则说明已足量 【分析】二氧化碳在氨盐水中溶解度较大，操作Ⅰ利用碳酸氢钠溶解度较小，发生NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，然后得到碳酸氢钠沉淀和母液，碳酸氢钠不稳定受热易分解成二氧化碳、水、碳酸钠，母液中有NaHCO3和NH4Cl，加入NaCl粉末，利用其溶解度不同，得到NaCl溶液和氯化铵，据此分析。 【详解】（1）③、⑤、⑥，在水溶液中可以完全电离，属于强电解质；①浓氨水、④溶液是混合物，②是非电解质，故填③⑤⑥； （2）饱和氨盐水和反应的化学方程式为NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl； （3）根据流程得到沉淀和溶液，因此该操作Ⅰ的名称为过滤； （4）的用途为洗涤物品表面的油污、生产肥皂、生产玻璃等合理答案； （5）①证明所加溶液已经足量的方法是取少量上层清液滴加溶液，若不产生沉淀，则说明已足量； ②该纯碱中生成的碳酸钙的质量为bg，则碳酸钠的质量为，碳酸钠的质量分数为。 3．(1) 除去 (2) (3) 防止溶解，降低产品纯度 酸性条件下还原。降低产品产率并产生污染性气体 (4) (5) 50% 【分析】铬铁矿(含和少量、、)加入碳酸镁与二氧化硅反应生成，“焙烧”时与和在高温下反应生成和，“水浸”所得浸渣的主要成分为和，加入硫酸调pH得到沉淀，溶液加入硫酸转化为，“热还原”过程为与反应生成和； 【详解】（1）加入适量有利于焙烧造渣除去；提取时调节滤液pH的目的是将沉淀完全而不形成沉淀，当沉淀完全时，溶液中，即；当不形成沉淀时，溶液中，即，则调节pH的范围为。 （2）由转化关系可知，“焙烧”时与和在高温下反应生成和，反应方程式为。 （3）用硫酸“调pH为7~8”的目的是使完全转化为，“酸化”的目的是使充分转化为，两步合并可能会导致溶解而降低产品纯度；酸性条件下能还原，降低产品产率并产生污染性气体，故“酸化”时不能用盐酸代替硫酸。 （4）“热还原”过程为与反应生成和，反应方程式为。 （5）①每个结构单元中含有8个正四面体空隙和4个正八面体空隙，其中1个正四面体空隙被Cr填充，1个正八面体空隙被Cr填充，另有1个正八面体空隙被Fe填充。晶体中，O原子围成的正八面体空隙的占用率为50%。 ②结构单元的棱长为，则晶胞参数为，每个晶胞中含有8个Fe、16个Cr、32个O，则该晶体密度为。 4．(1) 过滤 (2)将氧化为 (3)产生红褐色沉淀 (4) (5) (6)1.6 【分析】根据题干工艺流程图可知，过程I发生的反应有：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、Fe+2H+=Fe2++H2↑，过滤除去不与酸反应且不溶性杂质，得到溶液，进行过程II时发生的反应为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，溶液中的Fe2+全部转化为了Fe3+，过程III即向Fe3+的溶液中加入氨水，故产生红褐色沉淀Fe(OH)3，反应原理为：Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3，过滤后洗涤得到纯净的Fe(OH)3，经过一系列转化得到铁红，过程V中加入Fe，发生的反应为：2Fe3++Fe=3Fe2+，经过过程V后溶液中的溶质只有FeSO4一种，根据质量守恒即可进行计算，据此分析解题。 【详解】（1）由分析可知，过程I分离出杂质的操作是过滤；②Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁和水，离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； （2）过程I中生成二价铁，加入过氧化氢可以将Fe2+氧化为Fe3+，从而后续得到铁为+3价的目标产物； （3）过程Ⅲ中发生的反应为：Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3，故加入氨水后，可观察到的现象为：产生红褐色沉淀； （4）过程Ⅲ生成的氢氧化铁在加热的条件下分解为铁红，方程式为：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O； （5）由分析可知，过程V中的溶液中含有Fe3+，加入铁屑的主要目的是将Fe3+转化为Fe2+，发生的离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+； （6）过程I中加入800mL 2mol·L-1硫酸至固体不再溶解，则经过程V反应后所得溶液中只含有FeSO4一种溶质，根据质量守恒可知，n(Fe2+)=n()=n(H2SO4)= 0.8L×2mol·L-1=1.6mol，故Fe2+的物质的量最多为1.6mol。 5．(1)Mn和Fe (2)4.67≤pH≤5.4 (3)2H2O+2Fe2++H2O2=2FeOOH+4H+ (4) 1：4 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温干燥 (5)H2SO4 【分析】软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4并回收净水剂明矾，软锰矿与二氧化硫和稀硫酸反应，MnO2被还原Mn2+，Fe2O3生成Fe3+后被还原为Fe2+，Al2O3反应生成Al3+，SiO2不反应，过滤得到滤渣Ⅰ为SiO2，滤液中加入碳酸锰调节溶液pH，使Al3+转化为Al(OH)3，通过过滤分离开，滤渣Ⅱ为Al(OH)3，加入稀硫酸，K2SO4溶解，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤后得到明矾，滤液中含Mn2+、Fe2+，用H2O2将Fe2+氧化为FeOOH沉淀，过滤得到滤渣Ⅲ为FeOOH，电解滤液，将Mn2+氧化为MnO2，MnO2和Li2CO3焙烧得到LiMn2O4，据此分析回答问题。 【详解】（1）由分析可知，“酸浸”时，软锰矿与二氧化硫和稀硫酸反应，MnO2被还原Mn2+，Fe2O3生成Fe3+后被还原为Fe2+，即被SO2还原的元素有Mn和Fe，故答案为：Mn和Fe； （2）加入MnCO3“调pH”时，微粒使铝离子全部沉淀，其它离子在溶液中，Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=1.0×10-23，铝离子完全沉淀时，c(OH-)==mol/L≈10-9.33mol/L，c(H+)=mol/L=10-4.67mol/L，pH=4.67，若c(Mn2+)=1.0mol•L-1，其他金属阳离子浓度为0.001mol•L-1，当Mn2+离子开始沉淀时，Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)×c2(OH-)=5.0×10-12，c(OH-)==mol/L=×10-6mol/L，c(H+)=mol/L，pH=8.35，当Fe2+离子开始沉淀时，Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)×c2(OH-)=5.0×10-17，c(OH-)==mol/L=×10-7mol/L，c(H+)=mol/L，pH=7.35，综上所述：铝离子完全沉淀pH=4.67，Mn2+离子开始沉淀的pH=8.35，Fe2+离子开始沉淀的pH=7.35，由于Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.4时易被氧气氧化，则调pH的范围为：4.67≤pH≤5.4，故答案为：4.67≤pH≤5.4； （3）由分析可知，若“滤渣Ⅲ”主要成分为FeOOH，用H2O2将Fe2+氧化为FeOOH沉淀，则“氧化”操作中生成FeOOH的离子方程式为：2H2O+2Fe2++H2O2=2FeOOH+4H+，故答案为：2H2O+2Fe2++H2O2=2FeOOH+4H+； （4）由题干工艺流程图可知，“焙烧”反应中反应方程式为：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2+O2，反应中氧化产物是O2与还原产物是LiMn2O4，二者的物质的量之比为1：4，由分析可知，获取明矾KAl(SO4)2•12H2O的“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温干燥，故答案为：1：4；蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、低温干燥； （5）由分析可知，整个流程中，电解MnSO4溶液得到的H2SO4，可以循环使用，故答案为：H2SO4。 6．(1) 取反应后的溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验，变蓝，说明含有 防止碱性过强，生成杂质 (2) (3) 加入盐酸酸化，再加足量KI固体于溶液中，待充分反应后，滴入淀粉溶液2-3滴，滴加标准溶液至蓝色恰好褪去，且30s不恢复 11.2% 【分析】碳酸氢铵与硫酸亚铁反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳气体和水，生成的二氧化碳进入澄清石灰水使澄清石灰水变浑浊，完全反应后溶液中只有硫酸铵一种溶质，据此解答。 【详解】（1）恰好完全反应后，三颈烧瓶内溶液为硫酸铵溶液，其中阳离子为铵根离子，检验铵根离子的方法为取反应后的溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验，试纸变蓝说明含有铵根离子，碳酸钠中的碳酸根会水解，形成碱性环境，不使用是防止碱性过强，生成杂质，答案：取反应后的溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验，变蓝，说明含有、防止碱性过强，生成杂质； （2）氢氧化亚铁溶液在潮湿的空气中与氧气、水蒸气反应生成氢氧化铁，化学方程式为，答案：； （3）根据已知条件可知本题利用三价铁氧化碘离子，然后碘单质和反应，通过利用淀粉做指示剂观察反应程度，从而得到Fe3+的质量，所以量取该溶液后，应加入盐酸酸化，再加足量KI固体于溶液中，待充分反应后，滴入淀粉溶液2-3滴，滴加标准溶液至蓝色恰好褪去，且30s不恢复，由题干可知消耗的物质的量为，根据离子方程式可知，消耗碘单质0.001mol，根据离子方程式可知，消耗Fe3+的物质的量为0.002mol，则Fe3+的质量为0.112g，FeCO3固体样品中Fe3+的质量分数为0.112g×5÷5g×100%=11.2%，答案：加入盐酸酸化，再加足量KI固体于溶液中，待充分反应后，滴入淀粉溶液2-3滴，滴加标准溶液至蓝色恰好褪去，且30s不恢复、11.2%。 7．(1)4 (2)过低，还原剂草酸的量不足，不能将还原成可溶性的；过高，低共溶剂使用量增多，其对钴的浸取率影响不大，且过量草酸能于形成草酸钴沉淀，使钴的浸取率略降。 (3) (4) (5)将中Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ) (6) 【分析】氯化胆碱-草酸和LiCoO2微波共熔的过程中，Co被还原为+2价，经过水浸滤液中Co以[Co(H2O)6]2+存在，加入氢氧化钠沉钴，得到Co(OH)2沉淀和含有锂离子的溶液，Co(OH)2固体经过煅烧得到Co3O4固体，含有锂离子的溶液中加入碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀，碳酸锂和Co3O4高温烧结(通入空气氧化)得到LiCoO2产品。 【详解】（1）草酸(HOOCCOOH)分子中能与氢原子形成氢键的原子有氧原子，四个氧原子均可作为氢键受体，故草酸(HOOCCOOH)分子中氢键受体的数目为4。 （2）液固比不能过低和过高，过低时还原剂草酸的量不足，不能将还原成可溶性的；过高时低共溶剂使用量增多，其对钴的浸取率影响不大，且过量草酸能于形成草酸钴沉淀，使钴的浸取率略降。 （3）已知在溶液中常以(蓝色)和(粉红色)形式存在，“水浸”过程中溶液由蓝色变为粉红色，说明钴元素的存在形式由变为 ，结合元素守恒得该变化的离子方程式为。 （4）时，“沉钴”反应完成后，溶液，即c(H+)=，则c(OH-)=，c(Co2+)=。 （5）“高温烧结”中需要通入空气，其作用是将中Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)。 （6）使用LiOH和30%H2O2溶液可以实现LiCoO2的修复是过氧化氢将Co3O4氧化和LiOH生成LiCoO2，反应的化学方程式为。 8．(1)粉碎矿石或搅拌 (2) (3) 过滤 、{或} (4)溶解，除去杂质元素，将转化为 (5) < 6 【分析】富钽矿(主要成分为、含、等氧化物) 加入、进行“钠碱熔融”， 酸性氧化物和两性氧化物，在碱熔过程生成对应钠盐 、{或，反应后生成了、和，水浸过滤后生成的钠盐、{或存在于残液中，浸渣为和，进一步用盐酸洗，盐酸能将溶解以达到除杂效果，且钽元素的存在形式从转变为，再经过水洗煅烧可得。 【详解】（1）能加快反应速率的措施是粉碎矿石、搅拌，但由于反应中没有气体参与，因此加压措施不能提速，且反应物为熔融状态，故升温和增大浓度不能提速，同时题目已知信息提示的作用是降低熔点与黏度，因此提高浓度也不能提速； （2）根据题目信息知浸渣为，“钠碱熔融”步骤不涉及氧化还原反应，因此由浸渣推到化合价为+5价，则中的化合价为+2价；再根据题干提示产物是氧化物和，则氧化物产物为和，故反应的化学方程式为； （3）由分析可知，“操作I”为过滤；富钽矿中主要杂质为酸性氧化物和两性氧化物，因此在碱熔过程生成对应钠盐，故答案为、{或}； （4）根据流程分析，杂质铁元素在碱熔过程以形式存在，盐酸能将溶解以达到除杂效果，且钽元素的存在形式从转变为 ； （5）①中的化合价为+5价，为-2价，所以电负性<；由图中可看到原子存在于由6个氧原子构成的正八面体空隙中，因此配位数为6； ②的式量为，晶胞中含4个原子，10个原子，晶胞为立方晶胞，晶胞参数分别为a nm、a nm、b nm，因此晶胞体积为，因此晶胞密度为。 9．(1)增大反应物接触面积，加快反应速率 (2) 酸 制造玻璃等 (3) (4) 稀硫酸 CaSO4 (5)Mg2+ 【分析】由题给流程可知，高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时，二氧化钛和二氧化硅不反应，氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐，尾气为氨气；将焙烧后物质加入热水水浸，二氧化钛、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸钙部分溶于水，硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水，过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液；向滤液中加入氨水调节pH，溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液Ⅰ和氢氧化物沉淀；向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液；将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液Ⅱ和TiO2·x H2O。 【详解】（1）“焙烧”前，将高钛炉渣粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率； （2）SiO2和碱反应生成盐和水，为酸性氧化物，其在生活中的用途为制造玻璃等； （3）①(NH4)2SO4在水中完全电离，电离方程式为。 ②往NH4Al(SO4)2溶液中加入过量的NaOH溶液，铵根离子转化为氨气、铝离子转化为四羟基合铝酸钠，发生反应的离子方程式为。 ③0.1mol·L-1的(NH4)2SO4溶液中，铵根离子大于硫酸根离子，硫酸根离子水解使得溶液显酸性，则氢离子大于氢氧根离子，故各离子的浓度由大到小的顺序为； （4）酸溶时温度较高，应该使用难挥发性酸硫酸，由分析，“酸溶渣”的成分是SiO2和CaSO4； （5）由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀；故最后沉淀的金属阳离子是Mg2+。 10．(1)+3 (2)Sb2S3 + 6FeCl3 = 3S + 2SbCl3 + 6FeCl2 (3)Fe3+ (4) Sb3+ + Cl − + H2O = SbOCl↓+ 2H+ B 10 − 2.9 (5)Fe2+、Mg2+ (6) + 3e − = Sb + 4Cl − 【分析】辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)中加入盐酸、FeCl3溶液溶浸，“溶浸”时氧化产物是S，Sb2S3被氧化为S，铁离子被还原为亚铁离子，所以Sb2S3“溶浸”时反应的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2，Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成对应的氯化物，SiO2不反应而形成浸出渣，加入Sb，Sb将Fe3+还原为Fe2+，Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2O⇌SbOCl+2H+，SbOCl中加入HCl，酸溶生成，最后电解得到Sb。 【详解】（1）Sb2S3中S元素显-2价，由正负化合价代数和为0，则Sb的化合价为+3； （2）“溶浸”时氧化产物是S，S盐酸化合价由-2价变为0价，Fe元素化合价有+3价变为+2价，Sb2S3被氧化的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2； （3）溶液中含有未反应的Fe3+，为防止产生杂质，所以“还原”时加入Sb的目的是将Fe3+还原，防止其发生水解反应，提高产物的纯度，故答案为：Fe3+； （4）①根据图知，“水解”生成SbOCl，同时生成HCl，所以Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+； ②A．该水解反应是吸热反应，升高温度可促进反应进行，故A正确； B．水解反应为Sb3++Cl-+H2O⇌SbOCl↓+2H+，增大c(H+)，平衡逆向移动，抑制水解，故B错误； C．水解反应为Sb3++Cl-+H2O⇌SbOCl↓+2H+，增大c(Cl-)，平衡正向移动，可促进水解，故C正确； D．加入Na2CO3粉末可消耗H+，c(H+)减小，平衡正向移动，促进水解，故D正确； 故选：B； ③Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，c(OH-)=，c(Fe3+)=1.0×10-5mol•L-1，则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c(OH-)3=1.0×10-5×(10-10.8)3=1.0×10-37.4，“水解”时需控制溶液pH=2.5，c(OH-)=，c(Fe3+)=，故答案为：10-2.9； （5）Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成FeCl3、AlCl3、MgCl2，加入Sb将Fe3+还原为Fe2+，“滤液”中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+、Mg2+，故答案为：Fe2+、Mg2+； （6）Sb可由电解制得，Sb元素得电子发生还原反应，则阴极的电极反应式为+3e-=Sb+4Cl-。 11．(1) 将氧化为，便于后续调溶液pH成为除去 4.0(或4) 和 (2) (3) 【分析】污水(含、、、、)，加入H2O2，将氧化为，加入石灰乳除掉三价铁离子和铝离子，过滤后，加入硫化钠除去其中的铜离子和锌离子，再次过滤后即可达到除去其中的杂质，以此解题。 【详解】（1）污水里加入双氧水的目的是将氧化为，便于后续调溶液pH成为除去；完全沉淀时，用除以mol/L，再开3次方得到mol/L，则mol/L，pH为4.0；根据题目开始沉淀的pH数据，“沉渣Ⅰ”的主要成分有和 （2）溶液呈碱性，其主要原因是水解，以第一步为主，；溶液中，利用质子守恒，可以得出； （3）“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中。 12．(1)增大接触面积，加快焙烧速率 (2)Na2SiO3 (3)FeO+2H+=Fe2++H2O (4)H3PO4 (5) 将Fe2+氧化为Fe3+ 5.0×10-20 防止生成Fe(OH)3沉淀 Na2SO4 【分析】磷铁（主要成分为FeP，含少量SiO2、Mn3P2杂质）为原料制备磷酸铁，磷铁加入纯碱高温煅烧后，加入水浸泡过滤得到磷酸钠溶液和粗氧化铁，加入淀粉“还原”时，淀粉高温灼烧成碳，将Fe2O3还原为二价铁后，浸取率显著增大，加入硫酸浸取氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，除去杂质后加入磷酸，得到铁磷混合物，和磷酸钠混合加入过氧化氢和氢氧化钠溶液生成沉淀FePO4。 【详解】（1）“高温焙烧”中将磷铁磨成粉末的目的是增大接触面积，加快焙烧速率。 （2）二氧化硅和碳酸钠高温煅烧生成硅酸钠和二氧化碳，Na3PO4溶液中含有杂质为Na2CO3和Na2SiO3。 （3）“还原”时，淀粉高温灼烧成碳，将Fe2O3还原为二价铁后，浸取率显著增大，“酸浸”中反应的离子方程式为：FeO+2H+=Fe2++H2O。 （4）“铁磷混合”向浸出的Na3PO4溶液中加入H3PO4，再加入H2SO4，调节pH=0.8，再将浸出的FeSO4加入，结合磷酸的电离平衡常数分析可知，此时溶液中氢离子浓度远远大于磷酸根离子浓度，此时溶液中磷元素主要以形式H3PO4。 （5）①“沉淀”先加双氧水，再调节pH为2，加入过氧化氢的目的为将Fe2+氧化为Fe3+。 ②pH为2，c(H+)=10-2mol•L-1，mol•L-1，Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-)=2.6×10-39，则c(Fe3+)=2.6×10-3，c(PO)=mol•L-1。 ③溶液pH不能过高的原因是防止生成Fe(OH)3沉淀，降低FePO4的产率。 ④整个过程中Na+和离子不参与反应，沉淀后过滤，滤液主要成分为Na2SO4。 13．(1) (2)BD (3) 提高X在有机溶剂中的溶解性或降低X在水中的溶解性 (4)与反应，降低，促进向正向移动，导致增大，促进向正向移动 (5)加入溶液反萃取(1分，浓度错误熔断)，多次萃取，并合并水层，将水溶液蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤，用热蒸馏水洗涤2~3次 【分析】和浸取时，溶解生成发生反应的离子方程式是，向浸出液中通入二氧化碳并加入含M的有机溶液分层后分离得到含X的有机溶液，向分液漏斗中加入含X的有机溶液，加入溶液反萃取(1分，浓度错误熔断)，多次萃取，并合并水层，将水溶液蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤，用热蒸馏水洗涤2~3次，干燥，得到。 【详解】（1）和浸取时，溶解生成发生反应的离子方程式是，故答案为：； （2）A．水浴加热，氨气溶解度减小，不利于反应的反应，不能提高浸取锌的效率，A不符合题意； B．研磨ZnO为粉末，增大固体颗粒表面积，加快反应速率，提高浸取锌的效率，B符合题意； C．延长浸取时间，不能使平衡移动，不一定能提高浸取锌的效率，C不符合题意； D．适当加快搅拌，能提高浸取锌的效率，D符合题意； 故答案为： BD； （3） ①O电负性较强，容易和分子内O-H中的H原子间形成氢键， X的结构分子内含有氢键如图所示，故答案为：； ②氢键的形成能提高X结构的稳定性、提高X在有机溶剂中的溶解性或降低X在水中的溶解性，所以X中形成氢键有利于Zn2+的萃取，故答案为：提高X在有机溶剂中的溶解性或降低X在水中的溶解性； （4）与反应，降低，促进向正向移动，导致增大，促进向正向移动 ，使有机溶液中X含量提高，故答案为：与反应，降低，促进向正向移动，导致增大，促进向正向移动； （5）含X的有机溶液制取的方案：向分液漏斗中加入含X的有机溶液，加入溶液反萃取(1分，浓度错误熔断)，多次萃取，并合并水层，将水溶液蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤，用热蒸馏水洗涤2~3次，干燥，得到，故答案为：加入溶液反萃取(1分，浓度错误熔断)，多次萃取，并合并水层，将水溶液蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤，用热蒸馏水洗涤2~3次。 14．(1)增大固液接触面积，提高碱浸速率 (2) (3)2 (4) (5) 蒸发浓缩(或加热浓缩) 低温干燥 (6)bc 【分析】砷化镓废料主要成分为、含和等杂质。先浆化增大固液接触面积， “碱浸1”过程，砷化镓转化为和，其中和不溶进入滤渣1，再加硫酸调节分离镓和砷两种元素，其中滤渣Ⅱ是，经过溶液溶解，再电解得到金属镍，而滤液再经过蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥等操作得到。 【详解】（1）先“浆化”增大固液接触面积，有利于下一步碱浸1的浸取速率。 （2）“碱浸1”过程，砷化镓在碱性条件下被双氧水氧化为和，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式。 （3）根据要求溶液中含镓元素的微粒的浓度不大于时，认为该微粒沉淀完全，的电离常数，则，故加硫酸调的最大值是2。 （4）根据信息，在阴极得电子电解金属镍，阴极的电极反应式是：。 （5）制得用到的是冷却结晶的方法，具体的操作为：蒸发浓缩，降温结晶，过滤，洗涤，低温干燥。 （6）根据电流由流向，可知是正极，是负极； a．电子流向与电流流向相反，所以实验开始时，电子由经电流表流向，电子不能通过盐桥，故a错误； b．图2中，点电流为0，所以此时反应达到化学平衡状态，故b正确； c．向左边烧杯中加入盐酸后会消耗，，平衡逆向移动，故c正确； d．若将所加的盐酸换成氢氧化钠溶液，增大了浓度，平衡正向移动，电流增大，故d错误； 选bc。 15．(1) 第四周期第Ⅷ族 3∶4 (2)1∶4 (3) Co(OH)2 2Li2CO3+4CoCO3+O24LiCoO2+6CO2↑ (4) 减小Li2CO3的溶解量，提高产率 C (5)6.572g (6) 顶点和面心 【分析】由流程和题中信息可知，LiCoO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是SiO2；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2为Co(OH)2和滤液2主要溶质为LiCl；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到Li2CO3，据此解答。 【详解】（1）Co为27号元素，在元素周期表中位于第四行第9列，所以Co在元素周期表的位置是第四周期第Ⅷ族，Co2+与Co3+的核外电子排布式分别为[Ar]3d7、[Ar]3d6，未成对电子分别为3和4，Co2+与Co3+的未成对电子数之比3∶4； （2）“焙烧”反应方程式为4LiCoO2+3SiCl44LiCl+4CoCl2+3SiO2+O2↑，Co元素化合价降低，O元素化合价升高，所以生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶4； （3）根据分析可知，“滤饼2”的主要成分为Co(OH)2，Li2CO3与CoCO3在空气中于烧结生成LiCoO2，反应的化学方程式为2Li2CO3+4CoCO3+O24LiCoO2+6CO2↑； （4）碳酸锂的溶解度随温度的升高而减小，则向滤液2中加入碳酸钠溶液，将温度升高至90℃是为了提高沉淀反应速率和减小碳酸锂的溶解量，提高产率。得到碳酸锂沉淀的操作为加热后，趁热过滤，故选C； （5）常温下，取100mL“滤液2”，其中c(Li+)=0.20mol/L，为使锂元素的回收率不低于80%，则溶液中剩余的Li+浓度为0.2mol/L×20%=0.04mol/L，则溶液中碳酸根离子浓度为mol/L＝0.54mol/L，需要碳酸钠的物质的量为0.54mol/L×0.1L=0.054mol，沉淀Li+需要碳酸钠的物质的量为0.2mol/L×0.1L×80%×=0.008mol，最少需要碳酸钠的物质的量为0.008mol+0.054mol=0.062mol，故至少应加入碳酸钠固体质量为0.062mol×106g/mol=6.572g； （6）①Li2O中的Li+和O2-的个数比为2∶1，根据观察并计算，晶胞中黑球个数为，灰球个数为8，则黑球代表O2-，O2-在晶胞中的位置为顶点和面心； ②设晶胞参数为anm，晶胞体积为(a×10-7)3cm3，晶胞质量为g，Li2O晶体的密度为g⋅cm−3，由此可知a=nm。 16．(1)胆矾或蓝矾 (2) (3) 过滤 BD (4)分散质粒子直径大小不同 (5) C 【分析】炭粉与氧化铜反应后的剩余固体含Cu、、CuO和C。加入过量稀硫酸后，、CuO与稀硫酸反应，固体M中含有Cu、C，溶液甲为硫酸铜溶液；M中加入过量双氧水和稀硫酸，Cu溶解生成硫酸铜，过滤，固体N是C粉；硫酸铜溶液和过量氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，溶液乙是硫酸钠，蓝色沉淀氢氧化铜能溶于丙得到硫酸铜溶液，丙是稀硫酸；硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得产品。 【详解】（1）的俗称为胆矾或蓝矾； （2）剩余固体中加入过量稀硫酸后，、CuO都能与稀硫酸反应，除了发生反应，还发生另一个反应是； （3） 操作1和操作2的作用都是实现固液分离，这两项操作的名称均为过滤，过滤装置图为，该操作不需要使用的是酒精灯、试管，选BD； （4）步骤③中加入NaOH溶液后，形成蓝色氢氧化铜的悬浊液，浊液和胶体的本质区别是分散质粒子直径大小不同； （5）根据以上分析，固体N为C，溶液丙是硫酸溶液，溶质的化学式为，步骤④中氢氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，发生反应的离子方程式为。 17．(1) (2) C+CO22CO 28 BaSO4+2CBaS+2CO2↑ (3) 蒸发浓缩 bce (4) Ba(OH)2·8H2O+Ti(OC4H9)4=BaTiO3+4C4H9OH+7H2O 在反应前后元素化合价都没有发生变化，因此该反应不属于氧化还原反应，因此认为该反应属于氧化还原反应的说法是错误的。 【分析】重晶石BaSO4和焦炭高温煅烧，BaSO4被还原反应产生BaS，C被氧化产物可能是CO，也可能是CO2或它们的混合物，然后酸浸固体残留物，BaS与HCl反应产生BaCl2、H2S气体，向溶液中加入过量NaOH调整溶液pH，然后经一系列操作，反应产生Ba(OH)2·8H2O，向其中加入Ti(OC4H9)4，得到BaTiO3、C4H9OH，将得到的固体物质经提纯，再加以处理就得到纳米级BaTiO3。 【详解】（1） 根据上述分析可知流程中气体X是H2S，S原子与2个H原子形成2个共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，其电子式为：；NaOH是离子化合物，Na+与OH-之间以离子键结合，在OH-中H与O原子之间以共价键结合，因此NaOH的电子式为； （2）温度大约在400℃到1000℃之间，产物CO2逐渐减少，是由于在高温下，CO2与其中的焦炭反应产生CO气体，该反应的化学方程式为：C+CO22CO；在该反应中，C为还原剂，CO2为氧化剂，每反应转移2 mol电子，反应产生的氧化产物是1 mol CO，其质量是m(CO)=1 mol×28 g/mol=28 g； 根据图示可知：在400℃时，BaSO4与焦炭反应产生BaS、CO2，该反应的化学方程式为：BaSO4+2CBaS+2CO2↑； （3）生产流程中“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等。蒸发浓缩操作使用的仪器有蒸发皿；过滤操作使用到的仪器有漏斗、烧杯，一定用不到的仪器有分液漏斗、坩埚、容量瓶，故合理选项是bce； （4）“合成BaTiO3”反应中还会生成C4H9OH，写出该反应的化学方程式为：Ba(OH)2·8H2O+Ti(OC4H9)4=BaTiO3+4C4H9OH+7H2O，该反应在反应前后元素化合价都没有发生变化，因此该反应不属于氧化还原反应，因此认为该反应属于氧化还原反应的说法是错误的。 18．(1) 增大反应物接触面积，加快反应速率 铁粉 (2) (3) (4)增大的浓度，有利于沉淀的析出。 (5)96.8% (6)稀盐酸、氯化钡溶液 (7)3∶2 【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为铁粉； （2）焙烧的目的是将FeO•V2O3转化为可溶性NaVO3，氧化铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：； （3）“酸浸”时，NaVO3与稀硫酸反应生成V2O5，离子方程式为：； （4）“沉钒”过程中，加入过量的目的是增大的浓度，有利于沉淀的析出； （5），溶液中的c(VO)==3.2mol/L，则钒元素的沉降率为=96.8%； （6）洗涤的目的是将其表面的硫酸根、钠离子等可溶性离子洗掉，故需要检验最后一次洗涤液中是否有硫酸根，检验的试剂是稀盐酸、氯化钡溶液； （7）分解得到、、，V元素从+5价变为+3价，得到1mol则得到2mol电子，N元素从-3价变为0价，得到1mol则失去6mol电子，故当电子得失守恒时生成的与的物质的量之比为3∶2。 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 $$