精练01 “工业废料再利用”型工艺流程题-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析+对点精练（全国通用）

精练01 “工业废料再利用”型工艺流程题 1．（2024·福建厦门·校考模拟）硫酸镁可用于印染、造纸、医药工业。利用某水泥厂的废料(含50%MgO，还有少量CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)，制取MgSO4·7H2O的流程如图： 回答下列问题 (1)“酸浸”时，pH控制为1，若提高浸取速率。可采取的措施是 (任写一条)． (2)“氧化”时，NaClO与Mn2+按物质的量1：1反应生成MnO2，其离子方程式为： ；调节时可加入试剂X为 (任写一种)。 (3)滤渣除、外还有氧化物 。 “除钙”时，控温在时除去和混合溶液中的。部分物质的溶解度()如表： 温度/ 物质 20 40 60 80 28.6 30.9 36 40.8 0.272 0.23 0.204 0.184 (4)参照表格，简要说明除钙的操作方法 。 (5)60℃下CaSO4的Ksp= (饱和CaSO4溶液的密度约为) (6)为了提高原料中镁的利用率，操作后滤液的处理方法是 。 2．（2024·河南·一模）锂离子电池是新能源重要组成部分，废弃锂离子电池的回收利用不仅可以保护环境、节约资源，还可以创造经济效益，对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺流程如图所示。 已知：。回答下列问题： (1)中元素的价态是 。 (2)“烧渣”是和的混合物，则氯化焙烧过程中的化学方程式为 。“氯化焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因为 。 (3)若“沉钴”的控制为10.0，则溶液中浓度为 。 (4)“焙烧”过程中固体残留率(固体残留率=)随温度的变化如下图所示。为了获得纯净的，则该步骤应该控制的温度为_______(填标号)。 A． B． C． D．以上 (5)钴的氢氧化物加热至时可以完全脱水，所得产物可用于合成钛酸钴。钛酸钴的晶胞结构如下图所示，则该晶体化学式为 。 (6)是钴的一种配合物，含该配合物的溶液与足量溶液能生成 ，该配合物中的配位数为 。 3．（2024·湖南衡阳·校考模拟）三氧化二钴()主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。用某工业含钴废料(主要成分为，含有少量、、、)制备和的流程如下： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的范围如下表： 沉淀物 开始沉淀时的 7.5 2.7 7.6 6.9 完全沉淀时的 9.7 3.7 9.0 9.2 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分是 ；检验滤渣2中阳离子可选用的化学试剂为 。 (2)“调”时，调节的范围是 ；“高温煅烧”时，如果是在实验室中进行该项操作，装的仪器名称是 。 (3)“酸浸”时的作用是 。 (4)“沉镍”时发生反应的离子方程式为 ；此步骤需加热，温度不能太高也不能太低，原因是 。 (5)可用于制备镍氢电池，该电池充电时总反应为(为储氢合金)，电解液为溶液，则放电时正极的电极反应式为 。 4．（2024·陕西西安·模拟预测）工业利用含镍废料(以镍铁钙合金为主)制取NiC2O4 (草酸镍)，再经过高温煅烧NiC2O4制取Ni2O3的流程如图所示： 已知：NiC2O4、CaC2O4均难溶于水；Fe3+完全沉淀的pH约为3.2。 (1)“酸溶”时加快溶解速率的方法 (写一种即可)。 (2)加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 。 (3)加入Na2CO3溶液调节pH至4.0~5.0，其目的为 。 (4)加入NH4F溶液可将Ca2+转化为CaF2沉淀除去，已知25°C时Ksp(CaF2)= 1.6×10-10，要使溶液中Ca2+沉淀完全[c(Ca2+)≤1.0×10-5mol·L-1]，则“除钙”时需控制混合溶液中F的浓度至少为 mol·L-1。 (5)隔绝空气高温煅烧NiC2O4可制得Ni2O3，NiC2O4受热分解的化学方程式为 。 (6)Ni2O3还可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4，在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线如图：由图可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。 (7)Ni位于第Ⅷ族，同位于第Ⅷ族的钌及其化合物在合成工业有广泛用途，下图是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程，每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。下列说法正确的是 。 a．反应的活化能为62.4 kJ·mol-1 b．图示中物质I为该反应的催化剂 c．图示中参与循环的物质只有CO2和H2 5．（2024·山东临沂·模拟预测）钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。 已知：TiO2难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38。 回答下列问题： (1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为 ；滤渣I的主要成分是 (填化学式)。 (2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是 ；氧化后溶液中Fe3+浓度为0.001mol•L-1，常温下“调pH”时，若控制pH=3，则Fe3+的去除率为 (忽略调pH前后溶液的体积变化)。 (3)已知25℃时，Kh1(C2O)=a，Kh2(C2O)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c。“沉钪”时，发生反应：2Sc3++3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓+6H+，该反应的平衡常数K= (用含a、b、c的代数式表示)。 (4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热分解时，随温度变化如图所示。已知：M[Sc2(C2O4)3·6H2O]=462g·mol-1。 250℃时固体的主要成分是 (填化学式)；550～850℃时反应的化学方程式为 。 6．（2024·湖北·一模）钛用途广泛，焦磷酸镁不溶于水，是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为，含少量)为原料，分离提纯并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如图： 已知：不与碱反应，与酸反应后以的形式存在。回答下列问题： (1)基态的价电子排布式是 。 (2)步骤“碱浸”的作用是 。 (3)滤渣2的主要成分为 (填化学式)。 (4)过二硫酸钠结构如下图所示，过二硫酸钠有强氧化性的原因是 ，“氧化”时转化为的离子方程式为 。 (5)离子浓度时表示该离子沉淀完全。常温下，为了使沉淀完全，调节的最小值为 (已知：)。 (6)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用与反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与冶炼的方法相似的是 (填字母标号)。 A．电解熔融制钠        B．铝热反应制锰        C．加热分解制银 7．（2024·广西玉林·一模）钴在新能源、新材料、航空航天、电器制造领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 已知：金属阳离子(M)以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如下图所示。 回答下列问题： (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其原因是 。 (2)Co在元素周期表的位置为 ；Cu的价电子排布式为 。 (3)“沉锰”步骤中，加发生反应的离子方程式为，该反应中是_______。 A．还原剂 B．氧化剂 C．氧化产物 D．还原产物 (4)"酸浸"步骤中，浸渣的成分为铜和 ；"沉淀"步骤中，用NaOH调pH分离出的滤渣成分只有，则调节的的范围为 。 (5)"酸浸"步骤中，CoO发生反应的化学方程式是 。 (6)若“沉钴”步骤中，控制溶液，则从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。 8．（2024·河北沧州·三模）石青和石绿是两种重要的矿物颜料。某颜料厂利用废铜矿渣(主要成分为，含少量和废铜刻蚀液(主要含为原料，综合制备石青和石绿的工艺流程如图所示： 已知：CS2的沸点为46.2℃； 回答下列问题： (1)对于基态原子，下列叙述正确的是______(填标号)。 A．基态原子的核外电子排布式为 B．能级上的电子能量比能级的高，因此铜原子首先失去的是3d能级上的电子 C．第三电离能比第二电离能大 D．基态Cu原子的价电子有11种不同的运动状态 (2)CuFeS2的部分原子分数坐标如图所示，晶胞参数分别为。晶体中的配位数为 ；A原子的分数坐标为 ；设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 (列出代数式即可)。 (3)滤渣I中含有某种非金属单质，该非金属单质可用提取回收，回收过程中温度应控制在之间，不宜过高的原因是 ；滤渣I中除含有某种非金属单质外，还含有 (填化学式)；“浸取”步骤中，废铜矿渣发生主要反应的离子方程式为 。 (4)“调”步骤中，需调节pH=4，则溶液中最大不超过 。 (5)“沉铜”步骤中，可通过调节和的比例调控生成的产物，则生产石绿时，理论上和的投料比 。 9．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）CCTV在“新闻30分”中介绍：王者归“铼”，我国发现超级铁矿，飞机上天全靠它。铼(Re)是一种稀散金属，广泛应用于航空航天领域。工业上从高铼废料(含等)中提取铼的一种工艺流程如图所示： 已知：浸液中含有的HReO4属于强酸；“离子交换”发生的反应可表示为。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，高铼废料粉末与富氧空气逆流混合的目的为 。该工序中，ReS2发生反应的化学方程式为 。 (2)其他条件相同时，“离子交换”过程中料液和D296体积比与铼交换率、铼交换量的变化关系如图1所示；混合溶液的pH与提取率的变化关系如图2所示。 ①由图推断，“离子交换”选择的适宜条件为 。 ②其他条件相同，混合溶液的pH＞1.5时，的提取率降低的主要原因为 。 (3)“反萃取”时，选用的试剂X为盐酸的理由为 。 (4)另一种途径从炼铜废液中来提取铼，其简易工艺流程如图，(部分副产物省略，铼在废液中以形式存在)： 已知高铼酸铵是白色片状晶体，微溶于冷水，易溶于热水。可通过 方法提纯高铼酸铵晶体。 (5)废料中的Ni元素经一系列操作可得到金属镍，金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图及晶胞参数如图所示。该晶体的化学式为 ；晶体密度为 g∙cm-3 (列出含a、b、NA的计算表达式，NA表示阿伏加德罗常数的值)。 10．（2024·海南海口·一模）工业上以铬系和非铬系电镀污泥[均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物，前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物]为主要原料综合回收铜、镍的工艺流程如图： 已知：Ⅰ.、、、的依次为、、、； Ⅱ.Cr及其化合物的性质与Al类似。 回答下列问题： (1)中Ni的化合价为 。 (2)“浸出Ⅰ”时，为提高浸出速率，除适当加热外，还可以采取的措施有 (写出一条)。 (3)“电解Ⅰ”时，铜的电解电压较低，且电解速率很快，铁和铬的存在形式随电解电压的变化如下表。为得到纯的，电解电压的范围应选择 V。 电解电压/V 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 有 有 有 无 无 无 无 无 无 无 无 无 有 有 (4)“转溶”时，氢氧化钠加入量不宜过多，其原因为 (用离子方程式表示)。 (5)“浸出Ⅱ”时，采取了多次浸取的方式，其目的为 。 (6)流程中除了有机相之外，可以循环利用的物质除外还有 (填化学式)。 11．（2024·吉林长春·模拟预测）二氧化钛()俗称钛白，是一种重要白色无机颜料，从高钛渣(主要成分为、、、、、)中制备的一种清洁生产工艺流程如下： 已知：①“熔盐反应”后元素以存在，不溶于水，可与盐酸反应，产物为。 ②一定条件下，一些金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 离子 开始沉淀的 7.0 1.9 0.3 完全沉淀pH 9.0 3.2 2.0 回答下列问题： (1)钛的基态原子的价层子的排布式为 。 (2)“熔盐反应”中发生反应的化学方程式为 。 (3)“除杂”过程中除去的杂质为和 。 (4)酸解反应时钛元素参与的离子反应方程式为 。 (5)“萃取”主要目的是除去某金属离子，该离子为 。 (6)可用铝还原-硫酸铁铵滴定法测定的质量分数：将样品溶解在含有硫酸铵的硫酸中，一定条件下，加入铝将完全还原为以溶液作为指示剂，用标准溶液滴定(转化为)，平行滴定三次，消耗标准溶液体积平均为。 ①判断滴定终点的依据是 。 ②的质量分数为 。 12．（2024·湖北黄冈·模拟预测）用作印染媒染剂、木材防腐剂、造纸漂白剂，还用于医药、人造纤维、电解、电镀、农药及生产锌盐等，是一种重要的化工原料。工业上采用冷热镀管废料锌灰(主要成分为ZnO、，还含有和FeO)制备，工业流程如图示： 已知：①CuCl为不溶于水的白色固体 ②，， (1)溶浸后过滤得到的滤渣1主要成分是 。 (2)沉铜过程中的离子方程式为 。 (3)①氧化过程若改用高锰酸钾溶液则离子方程式为 ；该流程使用的优点是 。 ②加入ZnO的目的是 。 (4)该流程中的一系列操作为蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。 (5)取晶体加热至不同温度，剩余固体的质量如表： 温度/℃ 100 250 680 930 质量/g 8.95 8.05 6.72 4.05 则该工业流程中加热脱水应该选择的温度为 。 (6)通入处理该工业废水中的，调节pH= 时，恰好沉淀完全(当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于时，认为该离子沉淀完全)，此时为。 13．（2024·湖北·一模）以精铋生产过程中产生的氯化铅渣(含PbCl2、CuCl2及AgCl)为原料回收铜、银、铅的工艺流程如下。已知，，，。 回答下列问题： (1)82Pb在周期表中的位置是第 周期，第 族。 (2)“浸出1”控温75℃的加热方式为 ，此步骤中PbCl2发生的化学反应方程式为 。 (3)若在“浸出1”过程中，浓度控制为0.1 mol/L，请通过计算说明此过程中是否有Ag2SO4生成： 。 (4)下图是温度对“浸出2”所得浸出渣中银含量的影响，反应时间均为1.5 h，50～70℃浸出渣中银含量呈现上升趋势的原因是 。 (5)从“滤液”中获得NaCl固体，实验室操作中需要用到的仪器有 (填标号)。 (6)水合肼()还原“浸出液2”得到银粉的过程中有N2生成，则反应的离子方程式为 。 14．（2024·湖南邵阳·三模）以红土镍镉矿(NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质)为原料回收贵重金属Ni、Cd和Cu，其工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)Cd与Zn同族且相邻，则Cd的价层电子排布式为 。滤渣Ⅰ中除含有硫单质外，还含有 (填化学式)。 (2)溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时(浓度≤10-5mol/L)的pH如下表，则加入物质X所调pH范围为 。 离子 开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 4.7 6.8 沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 6.7 9.2 (3)CdS既是一种颜料，又是一种感光材料。常采用向可溶性镉盐溶液中通入H2S气体使其饱和(c(H2S)=0.1mol·L-1)，通过调节pH来生产CdS。欲使沉淀的滤液中 c(Cd2+)达到国家Ⅱ类地表水质量控制标准c(Cd2+)≤10-7.4mol/L(≤0.005mg/L)，计算沉淀时应控制溶液的最低pH为 （已知Ka1(H2S)=10-7.0、Ka2(H2S)=10-12.9、Ksp(CdS)=10-26.1）。 (4)加镍净化时主要反应的离子方程为 。整个流程中可以循环使用的物质有 (填化学式)。 (5)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板产生的能量除供给飞船使用外，多余部分以镉镍蓄电池储存起来。镉镍蓄电池工作原理为：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。镉镍蓄电池充电时，阴极的电极反应为 ，阳极附近溶液的碱性 （填“增大”“减小”或“不变”）。 (6)砷化镉晶胞结构如图所示，其中“①”和“②”位是“真空”，晶胞参数为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。 该晶体的密度为 。 15．（2024·安徽·一模）五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂中(含有、、、、、等)回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源。回收工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”时，和先与稀硫酸反应分别生成和。 ②有机萃取剂萃取的能力比萃取的能力强。 ③溶液中与可相互转化：，且为沉淀。 (1)“酸浸”时，加快浸出速率的措施有 (回答一条即可)；参与反应的离子方程式为 。 (2)滤渣2的主要成分有 ；“萃取”和“反萃取”时，将发生(水层)(有机层)，(有机层)(水层)(R表示，HA表示有机萃取剂)，“反萃取”加入的试剂为 (填化学式)。 (3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。 (4)该工艺流程中，可以循环使用的物质有水、氨气和 。 (5)滤渣2进一步处理可得到。欲配制450mL 0.1000 溶液，需称取的质量为 g。配制溶液时，下列实验操作会使所配溶液浓度偏低的是(填标号) 。 A．容量瓶清洗后，未经过干燥处理 B．定容操作时，仰视刻度线 C．定容操作时，俯视刻度线 D．定容后倒转容量瓶几次，发现液面最低点低于刻度线，再补加几滴水至刻度 (6)一定条件下能生成多钒酸铵，如(六钒酸铵)、(十钒酸铵)等。工业上用还原可以制得，该反应中还原剂与还原产物的物质的量之比为 。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 精练01 “工业废料再利用”型工艺流程题 1．（2024·福建厦门·校考模拟）硫酸镁可用于印染、造纸、医药工业。利用某水泥厂的废料(含50%MgO，还有少量CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)，制取MgSO4·7H2O的流程如图： 回答下列问题 (1)“酸浸”时，pH控制为1，若提高浸取速率。可采取的措施是 (任写一条)． (2)“氧化”时，NaClO与Mn2+按物质的量1：1反应生成MnO2，其离子方程式为： ；调节时可加入试剂X为 (任写一种)。 (3)滤渣除、外还有氧化物 。 “除钙”时，控温在时除去和混合溶液中的。部分物质的溶解度()如表： 温度/ 物质 20 40 60 80 28.6 30.9 36 40.8 0.272 0.23 0.204 0.184 (4)参照表格，简要说明除钙的操作方法 。 (5)60℃下CaSO4的Ksp= (饱和CaSO4溶液的密度约为) (6)为了提高原料中镁的利用率，操作后滤液的处理方法是 。 【答案】 (1)适当升温(或粉碎或搅拌) (2) MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等) (3)MnO2、SiO2 (4)将滤液保持左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤 (5) (6)将操作a后的母液循环利用 【详解】水泥厂的废料加入足量稀硫酸，MgO、CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都与硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，向反应后溶液中加入次氯酸钠溶液进行氧化，再加入氧化镁物质调节溶液的pH值使得铁离子、铝离子转化为沉淀，过滤，向滤液中加入除钙物质除钙，再过滤，将滤液进行一系列操作得到MgSO4∙7H2O。 （1）提高浸取速率，可以从温度、接触面积来采取的措施，具体为适当升温(或粉碎或搅拌)； （2）“氧化”时，NaClO与Mn2+按物质的量1：1反应生成MnO2、Cl－和水，锰化合价由+2变为+4、氯化合价由+1变为-1，结合电子守恒，其离子方程式为ClO－＋Mn2+＋H2O=Cl－＋MnO2↓＋2H+；调节pH时不能引入新杂质，加入要保留的离子对应的难溶物，通过消耗铁离子水解的氢离子来促进铁离子水解，因此可加入试剂X为MgO(或MgCO3或碱式碳酸镁等)； （3）二氧化硅不与硫酸反应，在氧化时得到二氧化锰，因此滤渣除Al(OH)3、Fe(OH)3外还有氧化物MnO2、SiO2； （4）根据表格数据，60℃时MgSO4溶解度较大，而CaSO4溶解度较小，在此时趁热过滤，其除钙的操作方法将滤液保持60℃左右蒸发至出现一定量固体并趁热过滤； （5）60℃下饱和CaSO4溶液的密度约为1.0g∙mL−1，60℃时CaSO4溶解度为0.204，则1L溶液为1000g，溶解CaSO4的质量为2.04g，其溶液中，则CaSO4的； （6）操作a是从溶液中经过一系列过程得到晶体，过滤时溶液中海油硫酸镁，为了提高原料中镁的利用率，操作a后滤液的处理方法是将操作a后的母液循环利用。 2．（2024·河南·一模）锂离子电池是新能源重要组成部分，废弃锂离子电池的回收利用不仅可以保护环境、节约资源，还可以创造经济效益，对工业可持续发展非常重要。利用对废弃的锂离子电池正极材料进行氯化处理并再生的一种工艺流程如图所示。 已知：。回答下列问题： (1)中元素的价态是 。 (2)“烧渣”是和的混合物，则氯化焙烧过程中的化学方程式为 。“氯化焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因为 。 (3)若“沉钴”的控制为10.0，则溶液中浓度为 。 (4)“焙烧”过程中固体残留率(固体残留率=)随温度的变化如下图所示。为了获得纯净的，则该步骤应该控制的温度为_______(填标号)。 A． B． C． D．以上 (5)钴的氢氧化物加热至时可以完全脱水，所得产物可用于合成钛酸钴。钛酸钴的晶胞结构如下图所示，则该晶体化学式为 。 (6)是钴的一种配合物，含该配合物的溶液与足量溶液能生成 ，该配合物中的配位数为 。 【答案】 (1)+3 (2) (3) (4)B (5)CoTiO3 (6)2 6 【详解】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、过滤后得滤液和滤渣1，滤渣1的主要成分是SiO2；滤液用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤渣主要成分为Co(OH)2和滤液主要溶质为LiCl；滤渣置于空气中在850℃煅烧得到Co3O4；滤液经碳酸钠溶液沉锂，得到为Li2CO3；Co3O4和Li2CO3通入空气煅烧生成LiCoO2； （1）LiCoO2中Li为+1价，O为-2价，则Co为+3价； （2）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，同时生成O2，根据得失电子守恒和原子守恒配平反应为：；水解时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因为； （3）“沉钴”的控制为10.0，则c(OH-)=1×10-4mol/L，则溶液中c()==； （4）Co(OH)2于空气中煅烧得到Co3O4，由Co元素守恒可知3Co(OH)2~ Co3O4，此时固体残留率=86.38%，结合图可知，该步骤应该控制的温度为500-800℃；故选B； （5）根据均摊法，晶胞中含Ti个数为，含O个数为，Co的个数为1，化学式为CoTiO3； （6）1mol配合物是由1mol和2molCl-构成，加入足量溶液能生成2；该配合物中的配体为4个NH3、1个H2O、1个Cl-，则配位数为6。 3．（2024·湖南衡阳·校考模拟）三氧化二钴()主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。用某工业含钴废料(主要成分为，含有少量、、、)制备和的流程如下： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的范围如下表： 沉淀物 开始沉淀时的 7.5 2.7 7.6 6.9 完全沉淀时的 9.7 3.7 9.0 9.2 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分是 ；检验滤渣2中阳离子可选用的化学试剂为 。 (2)“调”时，调节的范围是 ；“高温煅烧”时，如果是在实验室中进行该项操作，装的仪器名称是 。 (3)“酸浸”时的作用是 。 (4)“沉镍”时发生反应的离子方程式为 ；此步骤需加热，温度不能太高也不能太低，原因是 。 (5)可用于制备镍氢电池，该电池充电时总反应为(为储氢合金)，电解液为溶液，则放电时正极的电极反应式为 。 【答案】 (1)硫酸铅和二氧化硅 KSCN (2)3.7≤pH＜6.9 坩埚 (3)将亚铁离子氧化成铁离子，做还原剂将+3价钴离子还原为+2价钴离子 (4) 温度太低反应速率太慢，温度太高碳酸氢铵会分解 (5) 【详解】由题给流程可知，向工业废料中加入硫酸和双氧水，酸性条件下，氧化钴与双氧水发生氧化还原反应生成亚钴离子，氧化亚铁与双氧水发生氧化还原反应生成铁离子，氧化亚镍溶于硫酸生成亚镍离子，PbO转化为硫酸铅沉淀，二氧化硅不溶解，过滤得到含有氢离子、亚钴离子、铁离子、亚镍离子的酸浸液；调节酸浸液的pH，铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有亚钴离子、亚镍离子的滤液；向滤液中加入萃取剂，萃取分液得到含有亚钴离子的水相和含有亚镍离子的有机相；向水相中加入氨水，亚钴离子离子转化为Co2 ( OH ) 2CO3沉淀，高温煅烧，Co2 ( OH) 2CO3与空气中的氧气发生氧化还原反应生成氧化钴、二氧化碳和水。含有亚镍离子的有机相进行反萃取得到含亚镍离子的水溶液，加入碳酸氢铵沉镍生成NiCO3，硫酸溶解得到NiSO4，最后加入氢氧化钠得到Ni(OH)2，据此解答。 （1）向工业废料中加入硫酸和双氧水，酸性条件下，氧化钴与双氧水发生氧化还原反应生成亚钴离子，氧化亚铁与双氧水发生氧化还原反应生成铁离子，氧化亚镍溶于硫酸生成亚镍离子，PbO转化为硫酸铅沉淀，二氧化硅不溶解，即滤渣1的主要成分为硫酸铅和二氧化硅，滤液中含有铁离子，用硫氰化钾检验。 （2）调节是为了让铁离子完全沉淀且镍离子不沉淀，根据表格数据，范围是3.7≤pH＜6.9。高温煅烧时装药品的仪器为坩埚。 （3）酸浸过程中过氧化氢的作用时作为氧化剂将亚铁离子氧化成铁离子，做还原剂将+3价钴离子还原为+2价钴离子。 （4）沉镍时根据原子守恒可知还有二氧化碳和水生成，反应的离子方程式为：，由于温度太低反应速率太慢，温度太高碳酸氢铵会分解，所以此步骤的温度不能太高也不能太低。 （5）放电时正极为得到电子，故电极反应式为：。 4．（2024·陕西西安·模拟预测）工业利用含镍废料(以镍铁钙合金为主)制取NiC2O4 (草酸镍)，再经过高温煅烧NiC2O4制取Ni2O3的流程如图所示： 已知：NiC2O4、CaC2O4均难溶于水；Fe3+完全沉淀的pH约为3.2。 (1)“酸溶”时加快溶解速率的方法 (写一种即可)。 (2)加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 。 (3)加入Na2CO3溶液调节pH至4.0~5.0，其目的为 。 (4)加入NH4F溶液可将Ca2+转化为CaF2沉淀除去，已知25°C时Ksp(CaF2)= 1.6×10-10，要使溶液中Ca2+沉淀完全[c(Ca2+)≤1.0×10-5mol·L-1]，则“除钙”时需控制混合溶液中F的浓度至少为 mol·L-1。 (5)隔绝空气高温煅烧NiC2O4可制得Ni2O3，NiC2O4受热分解的化学方程式为 。 (6)Ni2O3还可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4，在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线如图：由图可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。 (7)Ni位于第Ⅷ族，同位于第Ⅷ族的钌及其化合物在合成工业有广泛用途，下图是用钌(Ru)基催化剂催化合成甲酸的过程，每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量。下列说法正确的是 。 a．反应的活化能为62.4 kJ·mol-1 b．图示中物质I为该反应的催化剂 c．图示中参与循环的物质只有CO2和H2 【答案】 (1)粉碎镍废料、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升温等(任写一条) (2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (3)促进Fe3+水解，使其沉淀完全 (4)0.004 (5)2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑ (6)Co2+ (7)b 【详解】用含镍废料(以镍铁钙合金为主)制取NiC2O4 (草酸镍)时，先用硫酸溶解含镍废料，生成Ni2+、Fe2+、Ca2+等，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+；然后再加入Na2CO3溶液调节溶液的pH，使Fe3+转化为沉淀；加入NH4F，将Ca2+转化为CaF2沉淀；加入草酸，将Ni2+转化为NiC2O4沉淀；煅烧可获得Ni2O3。 （1）“酸溶”时，可通过改变颗粒大小、浓度、温度等加快溶解速率，方法为：粉碎镍废料、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升温等(任写一条)。答案为：粉碎镍废料、搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升温等(任写一条)； （2）加入H2O2时，Fe2+被氧化为Fe3+，发生的主要反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （3）Fe3+完全沉淀的pH约为3.2，加入Na2CO3溶液调节pH至4.0~5.0，Fe3+可完全水解，其目的为：促进Fe3+水解，使其沉淀完全。答案为：促进Fe3+水解，使其沉淀完全； （4）25°C时Ksp(CaF2)= 1.6×10-10，c(Ca2+)≤1.0×10-5mol·L-1，则c(F-)≥= 0.004mol·L-1。答案为：0.004； （5）隔绝空气高温煅烧NiC2O4可制得Ni2O3，同时生成碳的氧化物，则NiC2O4受热分解的化学方程式为2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑。答案为：2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑； （6）从图中可以看出，n值越大，合成氨的相对初始速率越大，Co2+的相对含量越大，从而得出：Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是Co2+。答案为：Co2+； （7）a．每生成92g液态HCOOH放出62.4kJ的热量，则2H2(g)+2CO2(g)2HCOOH(l)  ∆H=-62.4kJ/mol，所以62.4 kJ·mol-1不表示反应的活化能，a不正确； b．从图示中可以看出，起初物质I参加反应，后来又生成物质I，所以物质I为该反应的催化剂，b正确； c．图示中，参与循环的物质只有H2O，CO2和H2为反应物，c不正确； 故选b。答案为：b。 5．（2024·山东临沂·模拟预测）钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。 已知：TiO2难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38。 回答下列问题： (1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为 ；滤渣I的主要成分是 (填化学式)。 (2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是 ；氧化后溶液中Fe3+浓度为0.001mol•L-1，常温下“调pH”时，若控制pH=3，则Fe3+的去除率为 (忽略调pH前后溶液的体积变化)。 (3)已知25℃时，Kh1(C2O)=a，Kh2(C2O)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c。“沉钪”时，发生反应：2Sc3++3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓+6H+，该反应的平衡常数K= (用含a、b、c的代数式表示)。 (4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热分解时，随温度变化如图所示。已知：M[Sc2(C2O4)3·6H2O]=462g·mol-1。 250℃时固体的主要成分是 (填化学式)；550～850℃时反应的化学方程式为 。 【答案】 (1)将“赤泥”粉碎 SiO2、TiO2 (2)将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+ 99% (3) (4)Sc2(C2O4)3·H2O 2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2 【详解】本工艺流程题是从固体废料“赤泥”里回收Sc2O3，由题干流程图结合题干已知信息可知，“熔炼” 时主要是将Fe2O3、SiO2分别还原为Fe和Si，并将大部分Fe和Si转化为熔融物分离出来，则固体为Sc2O3、TiO2和少量的Fe、S等，加入盐酸后将Fe转化为 Fe2+、Sc2O3转化为Sc3+、过滤的滤渣主要成分为TiO2、S和C，滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+，过滤得固体沉淀物为Fe(OH)3沉淀，向滤液中加入草酸，得到草酸钪晶体，过滤洗涤干燥后，在空气中加热可得Sc2O3固体，据此分析解题。 （1）将“赤泥”粉碎，可增大其与酸的接触面积，加快化学反应速率，故“酸浸”前对“赤泥”的处理方式为将“赤泥”粉碎；“赤泥”含有Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等，用盐酸酸浸时，SiO2、TiO2难溶于盐酸，故滤渣1的主要成分为SiO2、TiO2； （2）由分析可知，氧化时，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+；当pH=3时，溶液中氢氧根离子的浓度=10-11mol/L，此时三价铁的浓度=，则Fe3+的去除率=； （3）已知25℃时，Kh1(C2O)=a，Kh2(C2O)=b，Ksp[Sc2(C2O4)3]=c，则反应2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3+6H+的平衡常数K=； （4）设有1mol草酸钪晶体（462g）在空气中受热，250℃时，剩余固体质量为462g80.5%=371.91g，失水重量为462g-371.91g=90.09g≈90g，即250℃时，1mol晶体失去5mol水，则此时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3·H2O；550℃时，剩余固体质量为462g76.6%=353.89g，相比于250℃时的剩余固体质量，250～550℃，失水重量为371.91g-353.89g=18.02g≈18g，则250～550℃，1mol Sc2(C2O4)3·H2O失去1mol水变为1mol Sc2(C2O4)3；850℃时，剩余固体质量为462g29.8%=137.68g≈138g，由于M(Sc2O3)=138g/mol，故可知550～850℃，1mol Sc2(C2O4)3分解产生1mol Sc2O3，反应的化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。 6．（2024·湖北·一模）钛用途广泛，焦磷酸镁不溶于水，是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主要成分为，含少量)为原料，分离提纯并制取少量焦磷酸镁的工艺流程如图： 已知：不与碱反应，与酸反应后以的形式存在。回答下列问题： (1)基态的价电子排布式是 。 (2)步骤“碱浸”的作用是 。 (3)滤渣2的主要成分为 (填化学式)。 (4)过二硫酸钠结构如下图所示，过二硫酸钠有强氧化性的原因是 ，“氧化”时转化为的离子方程式为 。 (5)离子浓度时表示该离子沉淀完全。常温下，为了使沉淀完全，调节的最小值为 (已知：)。 (6)钛是一种性能非常优越的金属。工业上可利用与反应制备金属钛。下列金属冶炼方法与冶炼的方法相似的是 (填字母标号)。 A．电解熔融制钠        B．铝热反应制锰        C．加热分解制银 【答案】 (1) (2)除去钛废料中的 (3) (4)结构中含有过氧键 (5)3.2 (6)B 【详解】以含钛废料(主要成分为TiO2，含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3)为原料，分离提纯TiO2并制取少量焦磷酸镁。由于原料中除主要含有TiO2外还含少量MgO、Cu、Al2O3、FeO、Fe2O3，所以碱浸时是为了除去能与碱反应的Al2O3，然后过滤，向滤液中加入过量的硫酸除去不与酸反应的Cu，再次过滤，向滤液中加铁粉，将铁离子还原成亚铁离子。然后冷却结晶时亚铁离子生成七水硫酸亚铁晶体析出从而出去大部分亚铁离子；然后过滤，向滤液中加热水解生成TiO(OH)2，过滤得到TiO(OH)2固体和主要含硫酸镁以及少量硫酸亚铁的溶液；煅烧TiO(OH)2得TiO2；将滤液氧化后调pH是铁离子生成氢氧化铁而除去铁离子，然后过滤，向滤液中加焦硫酸钠得到焦硫酸镁，据此分析解题。 （1）Fe是26号元素，价电子排布式是； （2）根据分析，“碱浸”的目的是为了除去能与碱反应的Al2O3； （3）“酸浸”后溶液中存在的离子有亚铁离子、铁离子、镁离子和硫酸根离子，加Fe粉将铁离子还原为亚铁离子，便于在冷却结晶时生成晶体而析出，所以滤渣2的主要成分为； （4）由结构可知，过二硫酸钠中有过氧键，因此其具有强氧化性； “氧化”时与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和硫酸根离子，反应的方程式为； （5）当铁离子浓度时表示该离子沉淀完全，由可知，铁离子完全沉淀时，，； （6）与反应制备金属钛是热还原法，A选项是电解法，B选项是热还原法，C选项是热分解法，故选B。 7．（2024·广西玉林·一模）钴在新能源、新材料、航空航天、电器制造领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 已知：金属阳离子(M)以氢氧化物形式沉淀时，和溶液的关系如下图所示。 回答下列问题： (1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其原因是 。 (2)Co在元素周期表的位置为 ；Cu的价电子排布式为 。 (3)“沉锰”步骤中，加发生反应的离子方程式为，该反应中是_______。 A．还原剂 B．氧化剂 C．氧化产物 D．还原产物 (4)"酸浸"步骤中，浸渣的成分为铜和 ；"沉淀"步骤中，用NaOH调pH分离出的滤渣成分只有，则调节的的范围为 。 (5)"酸浸"步骤中，CoO发生反应的化学方程式是 。 (6)若“沉钴”步骤中，控制溶液，则从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 。 【答案】 (1)增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率。 (2)第四周期VIII族 (3)C (4)硫酸铅(或) 3.1~6.2 (5) (6)向滤液中滴加溶液，边加边搅拌，控制溶液的：，静置后过滤、洗涤、干燥。 【详解】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰等元素的+2价氧化物及锌和铜的单质，经稀硫酸酸浸时，铜不溶解，Zn及其它+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其他均转化为相应的+2价阳离子进入溶液；然后通入硫化氢沉铜生成沉淀；过滤后，滤液中加入将锰离子氧化为二氧化锰除去，同时亚铁离子也被氧化为铁离子；再次过滤后，用氢氧化钠调节，铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀除去铁元素；第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴，得到。 （1）“酸浸”前，需将废渣磨碎，其原因是增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率； （2）Co是27号元素，在元素周期表的位置是第四周期VIII族；是29号元素，其价电子排布式为； （3）“沉锰”步骤中，将氧化为二氧化锰除去，二氧化锰为氧化产物，故C正确； （4）“酸浸”步骤中，不溶解，单质及其它元素的+2价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外，其它元素均转化为相应的+2价阳离子进入溶液，浸渣的成分为铜和硫酸铅；“沉淀”步骤中，用调分离出的滤渣是，从图像分析得知不能沉淀，调节的的范围是； （5）“酸浸”步骤中，发生反应的化学方程式为：； （6）“沉钴”后滤液的，溶液中有元素以形式存在，当后氢氧化锌会溶解转化为，因此，从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是：向滤液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，控制溶液的：，静置后过滤、洗涤、干燥。 8．（2024·河北沧州·三模）石青和石绿是两种重要的矿物颜料。某颜料厂利用废铜矿渣(主要成分为，含少量和废铜刻蚀液(主要含为原料，综合制备石青和石绿的工艺流程如图所示： 已知：CS2的沸点为46.2℃； 回答下列问题： (1)对于基态原子，下列叙述正确的是______(填标号)。 A．基态原子的核外电子排布式为 B．能级上的电子能量比能级的高，因此铜原子首先失去的是3d能级上的电子 C．第三电离能比第二电离能大 D．基态Cu原子的价电子有11种不同的运动状态 (2)CuFeS2的部分原子分数坐标如图所示，晶胞参数分别为。晶体中的配位数为 ；A原子的分数坐标为 ；设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 (列出代数式即可)。 (3)滤渣I中含有某种非金属单质，该非金属单质可用提取回收，回收过程中温度应控制在之间，不宜过高的原因是 ；滤渣I中除含有某种非金属单质外，还含有 (填化学式)；“浸取”步骤中，废铜矿渣发生主要反应的离子方程式为 。 (4)“调”步骤中，需调节pH=4，则溶液中最大不超过 。 (5)“沉铜”步骤中，可通过调节和的比例调控生成的产物，则生产石绿时，理论上和的投料比 。 【答案】 (1)CD (2)4 (3)温度过高，易挥发 SiO2 (4)2.2 (5)1∶3 【详解】废铜矿渣和废铜刻蚀液经过硫酸、氯酸钠浸取后过滤，滤渣中有SiO2，S，滤液中有Cu2+、Fe3+、H+等，调节pH值使Fe3+沉淀，加入氨水和碳酸氢铵沉铜，最后得到石青和石绿。 （1）A．基态原子的核外电子排布式为，故A项错误； B．铜原子首先失去的是能级的电子，故B项错误； C．失去两个电子后，带两个单位正电荷，较难失去第三个电子，所以第三电离能比第二电离能大，故C项正确； D．基态原子的价电子数为11，所以有11种不同的运动状态，故D项正确； 故答案为：CD； （2）由晶胞图可知，晶体中的配位数为4；A原子的分数坐标为；根据晶胞质量除以晶胞体积可得该晶体的密度为； （3）滤渣I中含有某种非金属单质，该非金属单质可用提取回收，回收过程中温度应控制在之间，不宜过高的原因是温度过高，易挥发；不溶于酸，故滤渣中还含有；“浸取”步骤中，废铜矿渣发生主要反应的离子方程式为； （4）根据可知，调节时，溶液中最大不超过； （5）生产石绿的离子方程式为；所以生产石绿时，理论上和的投料比为。 9．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）CCTV在“新闻30分”中介绍：王者归“铼”，我国发现超级铁矿，飞机上天全靠它。铼(Re)是一种稀散金属，广泛应用于航空航天领域。工业上从高铼废料(含等)中提取铼的一种工艺流程如图所示： 已知：浸液中含有的HReO4属于强酸；“离子交换”发生的反应可表示为。 回答下列问题： (1)“焙烧”时，高铼废料粉末与富氧空气逆流混合的目的为 。该工序中，ReS2发生反应的化学方程式为 。 (2)其他条件相同时，“离子交换”过程中料液和D296体积比与铼交换率、铼交换量的变化关系如图1所示；混合溶液的pH与提取率的变化关系如图2所示。 ①由图推断，“离子交换”选择的适宜条件为 。 ②其他条件相同，混合溶液的pH＞1.5时，的提取率降低的主要原因为 。 (3)“反萃取”时，选用的试剂X为盐酸的理由为 。 (4)另一种途径从炼铜废液中来提取铼，其简易工艺流程如图，(部分副产物省略，铼在废液中以形式存在)： 已知高铼酸铵是白色片状晶体，微溶于冷水，易溶于热水。可通过 方法提纯高铼酸铵晶体。 (5)废料中的Ni元素经一系列操作可得到金属镍，金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图及晶胞参数如图所示。该晶体的化学式为 ；晶体密度为 g∙cm-3 (列出含a、b、NA的计算表达式，NA表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】 (1)增大废料与空气的接触面积，使Re、S、Fe充分氧化 4ReS2+15O22Re2O7+8SO2 (2)料液和D296体积比为12 : 1 pH＞1.5时，Fe3+水解生成的Fe(OH)3吸附而使提取率降低 (3)加盐酸，可增大溶液中的c(Cl-)，使平衡逆向移动，有利于反萃取，且盐酸易挥发，易除去 (4)重结晶 (5)LaNi5或Ni5La 【详解】高铼废料(含等)制粉后，通入富氧空气进行焙烧，生成SO2和烧渣；往烧渣中加入稀硫酸进行酸浸，SiO2不溶而成为浸渣；滤液中加碱调节pH，再加入D296进行离子交换，分液出水相；往有机相中加入试剂X进行反萃取，分液出有机相；将水相中的溶质进行结晶，分离出晶体进行煅烧，得到Re2O7，通入H2进行热还原，得到Re。 （1）“焙烧”时，高铼废料粉末与富氧空气逆流混合，可增大废料与富氧空气的接触面积，目的为：增大废料与空气的接触面积，使Re、S、Fe充分氧化。该工序中，ReS2与O2发生反应生成Re2O7和SO2，化学方程式为4ReS2+15O22Re2O7+8SO2。 （2）①由图推断，“离子交换”选择的适宜条件为：料液和D296体积比为12 : 1。 ②其他条件相同，混合溶液的pH＞1.5时，溶液中的Fe3+会发生水解，从而生成Fe(OH)3，具有吸附能力，则的提取率降低的主要原因为：pH＞1.5时，Fe3+水解生成的Fe(OH)3吸附而使提取率降低。 （3）“反萃取”时，选用的试剂X为盐酸，对平衡有抑制作用，理由为：加盐酸，可增大溶液中的c(Cl-)，使平衡逆向移动，有利于反萃取，且盐酸易挥发，易除去。 （4）因为高铼酸铵是白色片状晶体，微溶于冷水，易溶于热水，所以可通过重结晶方法提纯高铼酸铵晶体。 （5）镧镍晶胞中，Ni个数为=5，La个数为1，则该晶体的化学式为LaNi5或Ni5La；晶体密度为=g∙cm-3。 10．（2024·海南海口·一模）工业上以铬系和非铬系电镀污泥[均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物，前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物]为主要原料综合回收铜、镍的工艺流程如图： 已知：Ⅰ.、、、的依次为、、、； Ⅱ.Cr及其化合物的性质与Al类似。 回答下列问题： (1)中Ni的化合价为 。 (2)“浸出Ⅰ”时，为提高浸出速率，除适当加热外，还可以采取的措施有 (写出一条)。 (3)“电解Ⅰ”时，铜的电解电压较低，且电解速率很快，铁和铬的存在形式随电解电压的变化如下表。为得到纯的，电解电压的范围应选择 V。 电解电压/V 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 有 有 有 无 无 无 无 无 无 无 无 无 有 有 (4)“转溶”时，氢氧化钠加入量不宜过多，其原因为 (用离子方程式表示)。 (5)“浸出Ⅱ”时，采取了多次浸取的方式，其目的为 。 (6)流程中除了有机相之外，可以循环利用的物质除外还有 (填化学式)。 【答案】 (1)+2 (2)增大硫酸浓度、搅拌等 (3)2.0~2.5 (4)， (5)提高铜、镍元素的浸取率 (6)、 【详解】铬系铜镍电镀污泥加入硫酸浸出Ⅰ，得到含有Cu2+、Ni2+、Fe2+、Al3+、Cr3+的滤液Ⅰ，电解滤液Ⅰ得到铜单质，同时将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入磷酸钠得到FePO4、CrPO4、AlPO4沉淀，过滤后向沉淀中加入NaOH溶液，将磷酸盐沉淀转化为氢氧化物沉淀；非铬系铜镍电镀污泥加入氨水浸出Ⅱ，过滤得到含有[Cu(NH3)4]2+和[Ni(NH3)6]2+的滤液Ⅱ，向滤液Ⅱ中加入HR进行萃取，分液后的有机相，用自来水水洗分液后加入硫酸进行反萃取，分液得到含Cu2+和Ni2+的水相，电解Ⅱ水相得到铜，电解液与铬系铜镍电镀污泥处理流程中除杂的滤液混合，之后再进行萃取、反萃取，得到硫酸镍。 （1）中磷酸根离子显-3价，则Ni的化合价为+2； （2）根据反应速率的影响因素可知，“浸出Ⅰ”时，为提高浸出速率，除适当加热外，还可以采取的措施有适当增大硫酸的浓度、搅拌等措施； （3）由表中数据可知，结合分析，在电解铜不影响到Fe和Cr时应选择电解电压的范围为2.0～2.5V； （4）Cr及其化合物的性质与Al类似，所以，都具有两性氢氧化物，若NaOH过量，氢氧化铝、氢氧化铬沉淀会溶解，离子方程式为，； （5）“浸出Ⅱ”是为了得到和，多次浸取可以提高铜、镍元素的浸取率； （6）水相1中的可以循环使用，“转溶”时磷酸盐沉淀转化为氢氧化物，所得滤液Ⅲ中主要溶质为，电解Ⅱ产生的可以循环使用。 11．（2024·吉林长春·模拟预测）二氧化钛()俗称钛白，是一种重要白色无机颜料，从高钛渣(主要成分为、、、、、)中制备的一种清洁生产工艺流程如下： 已知：①“熔盐反应”后元素以存在，不溶于水，可与盐酸反应，产物为。 ②一定条件下，一些金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 离子 开始沉淀的 7.0 1.9 0.3 完全沉淀pH 9.0 3.2 2.0 回答下列问题： (1)钛的基态原子的价层子的排布式为 。 (2)“熔盐反应”中发生反应的化学方程式为 。 (3)“除杂”过程中除去的杂质为和 。 (4)酸解反应时钛元素参与的离子反应方程式为 。 (5)“萃取”主要目的是除去某金属离子，该离子为 。 (6)可用铝还原-硫酸铁铵滴定法测定的质量分数：将样品溶解在含有硫酸铵的硫酸中，一定条件下，加入铝将完全还原为以溶液作为指示剂，用标准溶液滴定(转化为)，平行滴定三次，消耗标准溶液体积平均为。 ①判断滴定终点的依据是 。 ②的质量分数为 。 【答案】 (1)3d24s2 (2) (3)Na[Al(OH)4] (4)Na2TiO3+4H+= TiO2++ 2Na++ 2H2O (5)Fe3+ (6)滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液时，锥形瓶内溶液变为浅红色，且半分钟不变色 64% 【详解】高钛渣(主要成分为、、、、、)加入氢氧化钠和氧气发生熔盐反应，由已知①得，熔盐以后Ti元素以Na2TiO3存在，、分别与氢氧化钠反应生成和Na2SiO3，与氧气反应生成，水洗过滤后和Na2SiO3进入液相，经过除杂后，得到氢氧化钠进行循环利用。而Na2TiO3和因难溶于水，则进入固相，向Na2TiO3和中加入盐酸进行酸解，得、Fe3+，经萃取除去Fe3+，水解即得到，分解即可得到，据此作答： （1）钛为22元素，其价电子排布式为3d24s2； （2）由分析可知，与氢氧化钠和氧气反应生成，故“熔盐反应”中发生反应得化学方程式为； （3）由分析可知，“除杂”过程中除去的杂质为和Na[Al(OH)4]； （4）由分析可知，加入HCl进行酸解，转化为，故钛元素参与的离子方程式为Na2TiO3+4H+= TiO2++ 2Na++ 2H2O； （5）根据分析可知，萃取除去的金属离子为Fe3+； （6）①滴定终点的依据为：滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液时，锥形瓶内溶液变为浅红色，且半分钟不变色； ②由得失电子守恒得关系式为，则有，即，所以的质量分数为。 12．（2024·湖北黄冈·模拟预测）用作印染媒染剂、木材防腐剂、造纸漂白剂，还用于医药、人造纤维、电解、电镀、农药及生产锌盐等，是一种重要的化工原料。工业上采用冷热镀管废料锌灰(主要成分为ZnO、，还含有和FeO)制备，工业流程如图示： 已知：①CuCl为不溶于水的白色固体 ②，， (1)溶浸后过滤得到的滤渣1主要成分是 。 (2)沉铜过程中的离子方程式为 。 (3)①氧化过程若改用高锰酸钾溶液则离子方程式为 ；该流程使用的优点是 。 ②加入ZnO的目的是 。 (4)该流程中的一系列操作为蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。 (5)取晶体加热至不同温度，剩余固体的质量如表： 温度/℃ 100 250 680 930 质量/g 8.95 8.05 6.72 4.05 则该工业流程中加热脱水应该选择的温度为 。 (6)通入处理该工业废水中的，调节pH= 时，恰好沉淀完全(当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于时，认为该离子沉淀完全)，此时为。 【答案】 (1) (2) (3) 氧化，不引入杂质离子 使ZnO与反应，促进水解 (4)冷却结晶 (5)250℃ (6)2 【详解】废料锌灰加入稀硫酸酸浸，不反应，PbO转化成与结合生成沉淀，故滤渣1的主要成分是；滤液加入锌，锌和铜离子、氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，同时得到锌离子，过滤滤液加入的目的是将氧化为，加入ZnO的目的是使ZnO与反应，促进向水解生成氢氧化铁的方向移动，生成氢氧化铁沉淀而除去铁，过滤得到含有硫酸锌的溶液，处理后得到硫酸锌晶体，加热脱水得到硫酸锌。 （1）稀硫酸溶浸时不反应，PbO转化成与结合生成沉淀，故滤渣1的主要成分是。 （2）由流程可知，沉铜过程中锌和铜离子、氯离子反应生成氯化亚铜沉淀，同时得到锌离子，离子方程式为。 （3）①高锰酸钾具有强氧化性，会把亚铁离子氧化为铁离子同时生成锰离子，反应为；加入的目的是将氧化为，利于铁离子的除去，使用过氧化氢的优点是只生成水和铁离子，不引入其他杂质离子； ②加入ZnO的目的是使ZnO与反应，促进向水解生成氢氧化铁的方向移动，生成氢氧化铁沉淀而除去铁。 （4）由滤液2得到晶体的一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （5）根据关系式：计算晶体可以得到，可得该工业流程中加热脱水应该选择的温度为250℃。 （6）恰好沉淀完全即，根据可知；再根据，，得， 13．（2024·湖北·一模）以精铋生产过程中产生的氯化铅渣(含PbCl2、CuCl2及AgCl)为原料回收铜、银、铅的工艺流程如下。已知，，，。 回答下列问题： (1)82Pb在周期表中的位置是第 周期，第 族。 (2)“浸出1”控温75℃的加热方式为 ，此步骤中PbCl2发生的化学反应方程式为 。 (3)若在“浸出1”过程中，浓度控制为0.1 mol/L，请通过计算说明此过程中是否有Ag2SO4生成： 。 (4)下图是温度对“浸出2”所得浸出渣中银含量的影响，反应时间均为1.5 h，50～70℃浸出渣中银含量呈现上升趋势的原因是 。 (5)从“滤液”中获得NaCl固体，实验室操作中需要用到的仪器有 (填标号)。 (6)水合肼()还原“浸出液2”得到银粉的过程中有N2生成，则反应的离子方程式为 。 【答案】 (1)六 IVA (2)水浴加热 (3)由题可知，则，故无Ag2SO4生成 (4)温度较高时，氨水因受热分解浓度降低而引起浸出速率减慢 (5)②④⑤ (6) 【详解】氯化铅渣(含和等)，加入硫酸、硫酸钠反应分铜，进行过滤得到浸出液1和浸出渣1，浸出渣1中含有氯化银、硫酸铅，加入氨水反应，过滤得到含银元素的浸出液2和副产品，副产品为硫酸铅，浸出液2为Ag(NH3)2Cl，再在浸出液2中加入沉银反应得到氮气，再进行过滤操作得到粗银；浸出液1中加入硫化钠沉铜，过滤操作后得到滤液和硫化铜，据此作答。 （1）铅为第82号元素，与碳同主族，位于周期表第六周期第ⅣA族。 （2）“浸出1”控温75℃的加热方式为：水浴加热； 根据表中溶度积数据可知，常温下的溶解度比更小，所以可以实现沉淀的转化，反应的方程式为：。 （3）根据题中所给溶度积常数可知，若在“浸出1”中，得到的浸出渣为氯化银和硫酸铅，要确定是否有硫酸银，由于此时已经有硫酸铅、氯化银沉淀，根据题中所给数据，结合浓度控制为0.1mol/L，可知，，则，故无Ag2SO4生成。 （4）“浸出2”中加入氨水得到浸出液2，若是氨水的量减少，则得到的浸出渣银会增多，因此反应时间均为1.5h，50～70℃浸出渣中银含量呈现上升趋势的原因是：温度较高时，氨水因受热分解浓度降低而引起浸出速率减慢。 （5）NaCl溶解度随温度升高而变化不大，从滤液获得NaCl固体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到，实验室操作中需要用到的仪器有：蒸发皿、烧杯、漏斗、玻璃棒，即②④⑤。 （6）水合肼()还原浸出液2，得到银粉的过程中有N2生成，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可知，反应的离子方程式为：。 14．（2024·湖南邵阳·三模）以红土镍镉矿(NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质)为原料回收贵重金属Ni、Cd和Cu，其工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)Cd与Zn同族且相邻，则Cd的价层电子排布式为 。滤渣Ⅰ中除含有硫单质外，还含有 (填化学式)。 (2)溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时(浓度≤10-5mol/L)的pH如下表，则加入物质X所调pH范围为 。 离子 开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 4.7 6.8 沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 6.7 9.2 (3)CdS既是一种颜料，又是一种感光材料。常采用向可溶性镉盐溶液中通入H2S气体使其饱和(c(H2S)=0.1mol·L-1)，通过调节pH来生产CdS。欲使沉淀的滤液中 c(Cd2+)达到国家Ⅱ类地表水质量控制标准c(Cd2+)≤10-7.4mol/L(≤0.005mg/L)，计算沉淀时应控制溶液的最低pH为 （已知Ka1(H2S)=10-7.0、Ka2(H2S)=10-12.9、Ksp(CdS)=10-26.1）。 (4)加镍净化时主要反应的离子方程为 。整个流程中可以循环使用的物质有 (填化学式)。 (5)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板产生的能量除供给飞船使用外，多余部分以镉镍蓄电池储存起来。镉镍蓄电池工作原理为：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。镉镍蓄电池充电时，阴极的电极反应为 ，阳极附近溶液的碱性 （填“增大”“减小”或“不变”）。 (6)砷化镉晶胞结构如图所示，其中“①”和“②”位是“真空”，晶胞参数为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。 该晶体的密度为 。 【答案】 (1)4d105s2 SiO2、PbSO4 (2)3.3≤pH<4.7 (3)1.1 (4)Ni+Cu2+=Cu+Ni2+ Ni、CO、H2SO4 (5)Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH- 减小 (6) 【详解】镍镉矿浆化，然后通入空气并加入稀硫酸进行酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不反应，生成的PbSO4不溶，过滤得到滤渣Ⅰ（含有SiO2、PbSO4、S）和滤液，加入物质X调pH值，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀（滤渣Ⅱ），加入金属Ni净化后，Cu2+转化为Cu（金属A），剩下的滤液中含Ni2+和Cd2+，电解后得到固体（Ni和Cd混合物），滤液Ⅱ中含生成的硫酸，通入CO气化后得到Ni(CO)4，经过加热得到Ni，金属B为Cd。 （1）Cd与Zn同族且相邻，Zn的价层电子排布式为：3d104s2，则Cd的价层电子排布式为：4d105s2；滤渣Ⅰ中除含有硫单质外，还含有：SiO2、PbSO4； （2）向滤液中加入不溶物X调节pH，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Ni2+、Cd2+离子不沉淀，故调pH范围为3.3≤pH<4.7； （3）Ksp(CdS)=c(Cd2+)×c(S2-)=10-26.1，当c(Cd2+)达到国家Ⅱ类地表水质量控制标准c(Cd2+)≤10-7.4molL-1时，c(S2-)=10-18.7molL-1，又Ka1(H2S)×Ka2(H2S)==10-7.0×10-12.9，即=10-19.9，解得c(H+)=10-1.1molL-1，pH=-lgc(H+)=1.1； （4）加镍净化时Cu2+转化为Cu，主要反应的离子方程为：Ni+Cu2+=Cu+Ni2+；根据分析，整个流程中可以循环使用的物质有：Ni、CO、H2SO4； （5）镉镍蓄电池充电时，阴极的电极反应为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-；阳极电极反应为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，阳极附近溶液的碱性减小； （6）由图示晶胞可知，晶胞中As个数为8×＋6×=4，Cd的个数为6，故该晶体的密度为：。 15．（2024·安徽·一模）五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂中(含有、、、、、等)回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源。回收工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”时，和先与稀硫酸反应分别生成和。 ②有机萃取剂萃取的能力比萃取的能力强。 ③溶液中与可相互转化：，且为沉淀。 (1)“酸浸”时，加快浸出速率的措施有 (回答一条即可)；参与反应的离子方程式为 。 (2)滤渣2的主要成分有 ；“萃取”和“反萃取”时，将发生(水层)(有机层)，(有机层)(水层)(R表示，HA表示有机萃取剂)，“反萃取”加入的试剂为 (填化学式)。 (3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 。 (4)该工艺流程中，可以循环使用的物质有水、氨气和 。 (5)滤渣2进一步处理可得到。欲配制450mL 0.1000 溶液，需称取的质量为 g。配制溶液时，下列实验操作会使所配溶液浓度偏低的是(填标号) 。 A．容量瓶清洗后，未经过干燥处理 B．定容操作时，仰视刻度线 C．定容操作时，俯视刻度线 D．定容后倒转容量瓶几次，发现液面最低点低于刻度线，再补加几滴水至刻度 (6)一定条件下能生成多钒酸铵，如(六钒酸铵)、(十钒酸铵)等。工业上用还原可以制得，该反应中还原剂与还原产物的物质的量之比为 。 【答案】 (1)废催化剂粉碎，适当增大试剂浓度，适当升温等 (2)、 (3) (4)有机萃取剂(或有机相2) (5)13.9 BD (6)2∶1 【详解】从废钒催化剂中回收V2O5，由流程可知，“酸浸”时V2O5转化为，V2O4转成VO2+，FeSO4可使转化为VO2+，氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子，只有SiO2不溶，则过滤得到的滤渣1为SiO2，滤液中加过氧化氢将Fe2+氧化，再加KOH时，铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，同时中和硫酸，过滤得到的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液2萃取、分液，水相中蒸发结晶分离出硫酸钾，有机相1反萃取分离出有机萃取剂，水相含VO2+，氧化时发生3H2O++6VO2+=6+Cl-+6H+，溶液中与可相互转化：+H2O+2H+，“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，“煅烧”时分解生成V2O5，以此来解答。 （1）“酸浸”时，加快浸出速率的措施有废催化剂粉碎，适当增大试剂浓度，适当升温等，由上分析可知，“酸浸”时，FeSO4与(VO2)2SO4发生氧化还原反应，生成VOSO4和Fe2(SO4)3，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：； （2）由分析可知，滤渣2的主要成分有、，由(水层)(有机层)(有机层)(水层) (R表示，HA表示有机萃取剂)可知，“反萃取”时，要使VO2+进入水层，使上述平衡向逆反应方向移动，应加入H2SO4； （3）氧化过程是KClO3将VO2+氧化为，中氯元素得电子被还原为Cl-，根据得失电子守恒和电荷守恒配平其离子方程式为； （4）钒酸铵加热分解生成V2O5、氨气和水，即2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O，NH3和H2O可循环使用，“萃取”和“反萃取”时，有机萃取剂也可循环使用； （5）欲配制450mL 0.1000 溶液，需要用到500mL容量瓶，需称取的质量为0.5L×0.1000×278g/mol=13.9g： A．容量瓶清洗后，未经过干燥处理对实验结构没有影响，A不选； B．定容操作时，仰视刻度线会导致溶液的体积偏大，所配溶液的浓度偏小，B选； C．定容操作时，俯视刻度线会导致溶液的体积偏小，所配溶液的浓度偏大，C不选； D．定容后倒转容量瓶几次，发现液面最低点低于刻度线，再补加几滴水至刻度，会导致溶液的体积偏大，所配溶液的浓度偏小，D选； 故选BD； （6）工业上用还原可以制得，在这个反应中，氢气作为还原剂，被氧化成水，而作为氧化剂，被还原成，根据得失电子守恒和原子守恒配平该反应方程式为：+10H2=5+6NH3+13H2O，还原剂为H2，还原产物为，该反应中还原剂与还原产物的物质的量之比为2:1。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$