压轴题10 化工流程图的综合分析-【压轴题】2025年高考化学培优训练（江苏专用）

压轴题10化工流程图的综合分析 1．常用的提纯方法 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受热易分解或易挥发的杂质 调节溶液的pH法 如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等 2．常用分离方法 （1）固体与固体的分离 （2）固体与液体的分离 （3）液体与液体的分离 3．答题模板 （1）除杂：除去……中的…… （2）干燥：除去……气体中的水蒸气，防止…… （3）增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。 （4）加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 （5）温度不高于××℃的原因，适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。 （6）从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥。 （7）从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤，如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来、洗涤、干燥。 （8）控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；pH分离时的范围确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。 （9）减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。 （10）检验溶液中离子中是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。 （11）洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。 （12）检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。 （13）洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。 （14）冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。 （15）乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。 （16）蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。 （17）事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化。 4、化工流程中化学方程式的书写 1．书写思路 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型： (1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律； (2)元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。 2．流程中陌生的氧化还原反应的书写流程 (1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物)，结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。 (2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。 (3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。 (4)根据质量守恒配平反应方程式。 5、化工流程中的有关计算 Ksp计算 (1)判断能否沉淀。 (2)判断能否沉淀完全。 (3)计算某一离子的浓度。 (4)沉淀生成和沉淀完全时pH的计算。 产率、纯度的计算 (1)计算公式 纯度＝×100% 产物的产率＝×100% (2)计算的关键在于运用守恒或关系式法结合实验原理找到计算的关系，确定数量关系。 01 除杂、提纯类化工流程综合分析 1、铊是一种有毒有害的重金属元素，对人体有较大的危害。湿法炼锌工业废水中的主要阳离子有，需要处理回收金属元素达标后排放，可以采用以下不同方法处理废水： 已知：①氧化性强于，为两性氧化物，溶液时开始溶解，常温下相关离子开始沉淀和沉淀完全时的如表所示： 离子 开始沉淀的 2.7 6.4 1.4 沉淀完全的 3.7 8.0 2.8 ②萃取的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl[CH3CONR2H]TlCl4 请回答下列问题： （1）“反应”步骤中总反应的离子方程式为 。 （2）“滤渣”的主要成分是 (填化学式)，通常在“分步沉淀”时加入絮凝剂，其目的是 。 （3）请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入的原理和目的 。 （4）“分步沉淀”时，沉淀第二种离子时调节溶液的范围为 ，当其恰好完全沉淀，则溶液中先沉淀的离子浓度为 。 （5）废水中吸附过程如图所示，该树脂为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换树脂，若使吸附剂再生，且回收，可将离子交换树脂浸入 溶液。 a．   b．   c． 02 化学基本原理类化工流程综合分析 2．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)金属铼(Re)广泛应用于国防、石油化工以及电子制造等领域，铼可通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)制备。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。 (1)为了提高“焙烧”过程的效率，可以采取的措施为 (回答任意两点)。“焙烧”过程加入生石灰，有效解决了SO2的危害，则ReS2转化为Ca(ReO4)2的方程式为 。 (2)“萃取”机理为：R3N+H++ReO4-=R3N·HReO4，则“反萃取”所用试剂X为 。 (3)如图表示萃取液流速与铼吸附率关系，萃取剂流速宜选用的范围是6~8BV/h，选择此范围的原因是 。 (4)已知高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是 。 (5)经过上述反应后制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表)，在3500℃下，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉，请分析原因 。 物质 熔点(℃) 沸点(℃) Re 3180 5900 C 3652 4827 Fe 1535 2750 (6)三氧化铼晶胞如下图所示(小黑点代表铼或氧原子)，铼原子填在了氧原子围成的 (填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中。 03 图像、图表信息加工类化工流程综合分析 3、以辉铜矿(主要成分是 Cu2S。含少量 FeS2、FeS、SiO2等)为原料制备胆矾、硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)。流程如图所示。 回答下列问题：    已知：Cu(OH)2+4NH3·H2O═[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O，[Cu(NH3)4](OH)2与硫酸反应生成CuSO4。 （1）焙烧时，粉碎矿石的目的是 ；滤渣2的主要成分是 (填化学式)。 （2）向Na2S和 Na2CO3的混合溶液中通入SO2制备硫代硫酸钠的化学方程式为 。 （3）某小组探究外界条件对 Na2S2O3相关反应的反应速率的影响，实验方案如下： 已知：① (慢)，②(快)。 体积/mL 实验序号 K2S2O8溶液 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 1 10.0 4.0 5.0 2.0 2 5.0 4.0 5.0 2.0 上述反应中，活化能较大的反应是 (填“①”或“②”)。下列叙述错误的是 (填标号)。 A．在KI-淀粉溶液中滴加过量 Na2S2O3溶液，溶液始终不会变蓝 B．上述方案可以探究浓度对反应速率的影响 C．当n(Na2S2O3)：n(K2S2O8)的值小于2时会出现蓝色 （4）检验溶液2中含 Fe2+的试剂可能是___________(填标号)。 A．KSCN溶液 B．K3Fe(CN)6溶液 C．酸性 KMnO4溶液 D．NaOH 溶液 （5）25.0 g CuSO4·5H2O受热分解。残留固体的质量与温度的关系如图所示。    ①1300 ℃时，固体的成分是 (填化学式)。 ②已知580～1000℃之间产生了两种气体和一种固体，写出发生反应的化学方程式： 。 04 制备类化工流程综合分析 4．(2024·江苏省常州市普通高中学业水平合格性考试适应性训练)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的实验流程如下： (1)“溶解”时Cu发生反应的离子方程式为 。 (2)“溶解”可适当升高温度以加快反应速率，但温度不宜过高。温度不宜过高的原因是 。 (3)滤渣中的主要物质是 (填化学式)。 (4)“沉锌”时生成碱式碳酸锌[]，碱式碳酸锌在空气中加热可转化为ZnO，过程中固体质量随温度的变化关系如下图所示。已知：Zn(OH)2加热至125℃、ZnCO3加热至350℃均分解成ZnO，该碱式碳酸锌失去结晶水的温度与Zn(OH)2的分解温度接近。 根据以上实现数据计算，确定中x的值(写出计算过程)。 1．以电石渣[主要成分为]为原料制备的流程如图1。 已知：i．加热氯化时会生成可进一步转化为。 ii．相关物质在水中的溶解度曲线如图2。 下列说法不正确的是 A．氯化时生成的反应为 B．适当降低通入的速率并充分搅拌，可提高的利用率 C．若滤渣中无，滤液中约为 D．转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶，可得到粗品 2．氰化法从金矿提取黄金简易工艺流程如下(已知：通常情况下，电负性较小的原子易提供孤电子对)： 下列叙述正确的是 A．“氰浸”中，NaCN作络合剂且N原子为配位原子 B．“氰浸”反应： C．“还原”中，除生成两种配合物外，还产生一种助燃剂 D．“除锌”中，试剂X宜选择NaOH溶液、稀硫酸或硝酸等 3．金属冶炼所产生的酸污水中的As元素可采用亚铁盐石灰法以形式去除，其简化工艺流程如图1所示，若采用三根压缩空气管直接将空气通入氧化槽内液体中，回用水发绿；改进后的氧化槽布气管结构如图2所示，盲板的作用为堵塞气体，使压缩空气只能从底部开口区逸出。下列说法正确的是 A．中和过程的离子方程式为： B．废渣的成分为 C．改进后的氧化工艺目的是为了氧化更充分 D．回用水可用于配制石灰乳，也可直接排放 4．由钛白粉废渣(主要成分：及其他难溶物)制备铁黄产品，流程如下： 已知：①开始沉淀为的pH为6.3，完全沉淀的pH为8.3；开始沉淀为FeOOH的pH为1.5，完全沉淀的pH为2.8。②易水解，高温下铁黄易分解。下列有关说法正确的是 A．加入铁粉的目的只是防止二价铁被氧化 B．滴加氨水的过程中，可能会出现先产生白色沉淀后变为灰绿色的现象 C．制晶种的过程中，需加氨水调节溶液pH至8.0左右，再通入空气 D．由铁黄晶种制备铁黄产品的过程中可采用高温以提高效率 5．某科研小组探究铜和浓硫酸在一定条件下的反应，进行如下实验，流程中除外反应产物均已标出。下列说法错误的是 A．化合物X为 B．该流程的实质是浓硝酸将铜氧化 C．该实验中浓硫酸体现了强氧化性和酸性 D．理论上产生的物质的量为 6．钼酸钠晶体()是无公害型冷却水系统的金属级蚀剂，工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的，含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的工艺如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，下列相关说法正确的是 A．“焙烧”时，每生成1mol，转移的电子数为6 B．“碱浸”时，发生反应的离子方程式为 C．“重结晶”的目的是得到更多、更纯的 D．该工艺中排放的气体均会造成酸雨，因此需对尾气进行回收处理 7．红树林沉积物中普遍含硫元素，主要以黄铁矿和硫酸盐的形式存在。如图为红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理。 已知在有氧层，有机物通过微生物有氧呼吸来分解；在无氧层，有机物通过微生物驱动硫酸盐发生还原反应来分解。下列有关叙述错误的是 A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 B．在无氧层作为氧化剂，将有机物氧化 C．反应②中与的反应为 D．硫循环过程可以有效地固定土壤深处沉积物中的铜、铅等重金属元素 8．物质X有如下转化关系，下列说法错误的是 A．X能使润湿的淀粉碘化钾试纸变蓝 B．Y能用于自来水消毒 C．Y在碱性条件下的氧化性强于 D．Z溶液中滴加稀后，溶液呈黄褐色 9．一种以低品位锰矿(含、及少量、、)为原料生产的工艺流程如下。 已知：在该流程条件下，、完全沉淀的pH分别为3.7和5.0，、开始沉淀的pH分别为7.2和8.8.下列说法错误的是 A．“溶浸”过程中只体现了氧化性(不考虑的自身分解反应) B．“调pH”中物质A可以是MnO C．“沉锰”所得滤液中溶质的主要成分为 D．在空气中加热氧化过程的化学方程式为 10．铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含、、、MgO等，用硫酸渣制备铁红()的过程如图所示，已知还原过程中被氧化时转移电子数为。下列说法不正确的是 A．滤渣A的主要成分为 B．滤液B中含有的硫酸盐为硫酸镁、硫酸铝和硫酸钠 C．“还原”过程中会有硫酸生成 D．“氧化”过程中发生反应： 11．高铁酸钾()是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为胶体，制备高铁酸钾流程如图所示。下列叙述错误的是 A．铁屑在干燥的氯气中发生反应Ⅰ时，若铁屑过量，可能生成 B．反应Ⅱ的离子方程式为 C．该条件下，物质的溶解度： D．用对饮用水杀菌消毒的同时，生成的胶体可吸附杂质净化水 12．金、银、铜是电脑、手机等电子线路中不可或缺的材料。从废旧电子材料中回收Au等可实现贵金属资源的再利用。如图是从废旧中回收的一种工艺流程。已知：王水与的反应为。下列说法不正确的是 A．在实验室中，步骤①应在通风橱中进行 B．步骤②用浓和也可使溶解 C．配离子在溶液中能完全电离出 D．为实现步骤③中的转化，可尝试加入 13．一种以废镍氢电池的废渣[主要成分为Ni(OH)2，Co(OH)2，及少量Fe、Al的氧化物]为原料制备硫酸镍(NiSO4·7H2O)晶体的流程如图所示。 已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表。 阳离子 Fe2+ Fe3+ Co2+ Co3+ Al3+ Ni2+ 开始沉淀的pH 6.3 1.5 7.2 3.4 6.2 完全沉淀的pH 8.3 2.8 9.2 1.1 4.7 8.9 回答下列问题： (1)“酸浸”中不能用盐酸替代稀硫酸，其主要原因是 。 (2)“氧化1”中调节pH为5的目的是 ，将沉淀M浸于 (填化学式)溶液，经过滤、洗涤、灼烧得到红色粉末，可用于制造颜料。 (3)“氧化2”中Co2+被氧化生成Co(OH)3的离子方程式为 。 (4)“沉镍”中不能加入过量氨水，其原因是Ni(OH)2溶解生成硫酸四氨合镍，故过量氨水与硫酸镍反应的化学方程式为 。 (5)利用Co(OH)3制备CoCO3，的微流程如图所示： “转化、酸溶”中主要发生放热反应，如果加入双氧水过快，则消耗双氧水的量远大于理论值，其主要原因是 ；“转化、酸溶”中H2O2主要表现的性质是 (填“氧化性”或“还原性”)。 (6)探究Co(OH)3的氧化性。取少量Co(OH)3于试管中，滴加KI淀粉溶液，无明显现象，再滴加稀硫酸，立即变蓝色，其变蓝色的原因是 (填化学方程式)。 14． 工业上由含铜废料(含有 Cu、CuS、( 等)制备硝酸铜晶体的流程如图所示： (1)“焙烧”在 时进行，写出“焙烧”时CuS 反应生成CuO 的化学方程式： 。 (2)“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有 (写出一条即可)。 (3)“过滤”所得滤液中的盐类溶质主要为 (填化学式)。 (4)“淘洗”所用的溶液 A 可以是 (填字母)。 A．稀硫酸         B．稀硝酸          C．浓硝酸 (5)“反应”一步所用的试剂是20%HNO3和发生反应 ，若不加10%的H2O2溶液，只用浓的HNO3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 。 (6)某工厂用m kg上述工业含铜废料(含铜元素64%)制备( ，假设原料无损失，理论上得到 的质量为 kg。 15．草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钴矿[主要成分为、、，含少量的、、、等]为原料制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示。 已知：溶液中相关离子沉淀完全时的： 沉淀 完全沉 淀的 2.8 5.2 10.1 9.4 回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中的位置： ，写出Co的价层电子排布式 。 (2)“浸取”时发生反应的离子方程式为 。 (3)“氧化”过程中消耗的量明显偏高的原因是 (用化学方程式表示)。 (4)在“调节”的步骤中，沉淀的成分为： 。 (5)在“萃取”步骤中，向溶液中加入某有机酸萃取剂，发生反应。当溶液处于一定范围内时，测得萃取率随溶液pH的增大而增大，其原因是 。 (6)“沉钴”为草酸钴晶体，将54.9g该晶体“灼烧”至质量不再减轻，得到钴的氧化物，其化学式为 。该氧化物晶胞可以看成4个A型和4个B型小单元交替无隙并置而成(如图2)。其中黑球()代表 (填离子符号)。 16．是重要的战略性金属。一种利用废钴镍矿(含较多的，以及一定量的等元素)提取，并获得一系列化工产品的工艺流程如图： 已知：①对具有高选择性。 ②萃取的原理为。 ③易被氧化成 (1)基态Ni原子的价电子排布式为 。 (2)浸渣1的主要成分为 (填化学式)，水相1中主要含有的金属离子有 (填离子符号)。 (3)从平衡移动角度分析，“反萃取”中加入酸的目的是 。 (4)“氨浸”时生成的离子方程式为 。 (5)“沉镍”时不选用溶液的原因是 。 (6)已知一定条件下，某萃取剂(HR)萃取的分配系数()为4，则用等体积该萃取剂萃取的萃取率为 ，若使萃取率达到99%以上，则需要用等体积的萃取剂至少萃取 次。 17．随着科学技术的发展，二氧化锗()被广泛用于制作锗化合物、化工催化剂及医药工业等。用锌浸渣(主要含、，还含有少量)提取和的工艺流程如下： 查阅资料：①常温下，几种金属阳离子转化为氢氧化物沉淀的pH如表所示。 离子 开始沉淀时pH 7.5 2.2 6.2 8.2 完全沉淀时pH 9.0 3.2 8.2 11.2 ②金属氯化物的沸点如表所示。 金属氯化物 沸点／℃ 84 316 732 ③丹宁可与四价锗形成沉淀，易水解。 回答下列问题： (1)“酸浸”时，为提高浸取率可采取的措施是 。 (2)“沉淀1”加入试剂a的化学式为 ，调节溶液pH的范围是 。 (3)“结晶”的操作是 。加热过程中固体质量保留率与温度的关系如下图所示，则688℃时所得固体的化学式为 。 (4)“氯化蒸馏”时，浓盐酸的作用是 。 (5)“水解”发生反应的化学方程式为 。 (6)单质锗的一种立方晶胞结构如下图所示。 ①单质锗的晶体类型为 。 ②设晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为，则该单质锗的密度为 (用含a和的代数式表示)。 18．世界火法炼铜技术随着科技进步和工艺创新而不断发展，我国火法炼铜工艺也实现了从技术引进到自主研发的跨越式发展。我国火法炼铜的原料有黄铜矿(主要含、等)和辉铜矿(主要含、、等)，其工艺流程如下。 已知：物质X是一种常用的价格低廉的化学品，X与水反应放热。 回答下列问题： (1)Cu在元素周期表中的位置为 。 (2)“焙烧”过程中硫化物被空气中的氧气不完全氧化，并结合上述工艺流程分析，则黄铜矿焙烧的化学方程式为 。 (3)“造锍熔炼”的主要目的是除去铁、硅两种元素，结合辉铜矿的铁硅比分析，物质X为 (填化学式)，浮渣Y的主要成分为 (填化学式)、。 (4)“冰铜吹炼”过程发生的主要转化为，对该过程中产生的烟气进行检测，当检测到 (填化学式)的浓度几乎为0时，表明反应完全，可以停止吹入氧气。然后用焦炭覆盖在铜液表面，其主要作用是 。 (5)待冷却后将粗铜铸成 (填“铜阳极”或“铜阴极”)进行电解精炼。当外电路通过0.2mol 时，得到6.272g纯铜，则该电解装置的电解效率 %(精确至整数位，)。 19．氧化镍(NiO)为橄榄绿色结晶性粉末，不溶于水，主要用作搪瓷的密着剂和着色剂、陶瓷和玻璃的颜料，还可用作制造镍盐原料、镍催化剂。以某工业废渣(主要成分为NiO，含少量、、、、、、、油污)为原料制备NiO的一种工艺方法如下： 已知： ①“碱式碳酸镍”的化学式为。 ②在酸性条件下具有强氧化性。 ③相关金属离子沉淀的相关如表。 离子 开始沉淀pH 7.7 7.2 7.5 2.3 4.9 4.0 沉淀完全pH 9.5 8.7 9.7 4.1 6.8 5.2 沉淀开始溶解pH - - 13.5 14.0 12.0 7.4 回答下列问题： (1)原料预处理加入溶液的目的是 。 (2)“浸取”过程中发生了氧化还原反应，氧化产物与还原产物的物质的量之比为 ；滤渣1的主要成分为 (填化学式)。 (3)“调节pH”步骤应加入的合适物质为 (填化学式)；调节的pH合理范围为 。 (4)写出“沉镍”过程中的化学方程式 。 (5)“煅烧窑”(无氧气存在)中发生反应的化学方程式为 。 (6)为型晶体，其晶胞结构如图所示： 已知为阿伏加德罗常数的值，且的晶体密度为，则晶体中最近的两个的核间距为 (用的代数式表示)。 20．中南大学某课题组研究发现，具有宏观自发极化的钛酸钡材料能抑制锂硫电池中多硫化物穿梭效应，而穿梭效应会制约锂硫电池的商业价值。以含钛炉渣(主要成分是，含少量、、等)为原料制备的流程如图所示： 已知：该工艺中，部分阳离子沉淀的如下表。 阳离子 开始沉淀的 完全沉淀的 请回答下列问题： (1)基态原子的价电子轨道表示式 。 (2)浸渣的主要成分是 (填化学式)。 (3)“还原”过程中有刺激性气味的气体产生，写出该阶段发生主要反应的离子方程式： ；若省去“还原”工艺，产生的不良后果是 。 (4)设计实验检验滤液1中含有： 。 (5)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。在实验室“焙烧”时，下列仪器中不需要用到的是 (填仪器名称)。 (6)的立方晶系晶胞结构如图所示，离子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为。 晶胞中离子的分数坐标为 ；该晶体的密度为 (用含的代数式表示)。 试卷第20页，共20页 试卷第19页，共20页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题10化工流程图的综合分析 1．常用的提纯方法 水溶法 除去可溶性杂质 酸溶法 除去碱性杂质 碱溶法 除去酸性杂质 氧化剂或还原剂法 除去还原性或氧化性杂质 加热灼烧法 除去受热易分解或易挥发的杂质 调节溶液的pH法 如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等 2．常用分离方法 （1）固体与固体的分离 （2）固体与液体的分离 （3）液体与液体的分离 3．答题模板 （1）除杂：除去……中的…… （2）干燥：除去……气体中的水蒸气，防止…… （3）增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。 （4）加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 （5）温度不高于××℃的原因，适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。 （6）从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥。 （7）从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤，如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来、洗涤、干燥。 （8）控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；pH分离时的范围确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。 （9）减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。 （10）检验溶液中离子中是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。 （11）洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。 （12）检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。 （13）洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。 （14）冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。 （15）乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。 （16）蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。 （17）事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化。 4、化工流程中化学方程式的书写 1．书写思路 首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型： (1)元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律； (2)元素化合价有变化则为氧化还原反应，既遵循质量守恒定律，又遵循得失电子守恒规律。 2．流程中陌生的氧化还原反应的书写流程 (1)首先根据题给材料中的信息确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物)，结合已学知识根据加入的还原剂(或氧化剂)判断氧化产物(或还原产物)。 (2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。 (3)根据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。 (4)根据质量守恒配平反应方程式。 5、化工流程中的有关计算 Ksp计算 (1)判断能否沉淀。 (2)判断能否沉淀完全。 (3)计算某一离子的浓度。 (4)沉淀生成和沉淀完全时pH的计算。 产率、纯度的计算 (1)计算公式 纯度＝×100% 产物的产率＝×100% (2)计算的关键在于运用守恒或关系式法结合实验原理找到计算的关系，确定数量关系。 01 除杂、提纯类化工流程综合分析 1、铊是一种有毒有害的重金属元素，对人体有较大的危害。湿法炼锌工业废水中的主要阳离子有，需要处理回收金属元素达标后排放，可以采用以下不同方法处理废水： 已知：①氧化性强于，为两性氧化物，溶液时开始溶解，常温下相关离子开始沉淀和沉淀完全时的如表所示： 离子 开始沉淀的 2.7 6.4 1.4 沉淀完全的 3.7 8.0 2.8 ②萃取的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl[CH3CONR2H]TlCl4 请回答下列问题： （1）“反应”步骤中总反应的离子方程式为 。 （2）“滤渣”的主要成分是 (填化学式)，通常在“分步沉淀”时加入絮凝剂，其目的是 。 （3）请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入的原理和目的 。 （4）“分步沉淀”时，沉淀第二种离子时调节溶液的范围为 ，当其恰好完全沉淀，则溶液中先沉淀的离子浓度为 。 （5）废水中吸附过程如图所示，该树脂为 (填“阳离子”或“阴离子”)交换树脂，若使吸附剂再生，且回收，可将离子交换树脂浸入 溶液。 a．   b．   c． 【答案】（1） （2） 吸附沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤除杂 （3）与反应，减小浓度，平衡逆向移动，使元素以形式重新进入水层 （4） （5） 阳离子 b 【分析】由题给流程可知，向工业废水中先后加入适量酸性高锰酸钾溶液和氯化钠溶液，将溶液中的Tl+离子转化为TlCl离子，加入萃取剂CH3CONR2萃取溶液中的TlCl离子，分液得到水相和含有TlCl离子的有机相；向有机相中加入醋酸铵溶液反萃取、分液得到含有TlCl离子的溶液；向溶液中加入亚硫酸钠溶液，将溶液中的TlCl离子还原为含铊沉淀，过滤分离得到含铊沉淀和达标废液；向工业废水中加入氢氧化钠溶液和絮凝剂分步沉淀，将溶液中的铁离子、锌离子转化为氢氧化铁、氢氧化锌沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化锌的滤渣和含有Tl+离子的滤液；加入稀硫酸酸化滤液后，加入氧化剂将溶液中Tl+离子氧化为Tl3+离子，向氧化后的溶液中加入阳离子交换树脂吸附脱除Tl3+离子后得到达标废液。 【解析】（1）由分析可知，反应步骤中先后加入适量酸性高锰酸钾溶液和氯化钠溶液的目的是将溶液中的Tl+离子转化为TlCl离子，则总反应的离子方程式为，故答案为：； （2）由分析可知，分步沉淀时加入氢氧化钠溶液和絮凝剂分步沉淀的目的是将溶液中的铁离子、锌离子转化为氢氧化铁、氢氧化锌沉淀，其中加入絮凝剂的作用是吸附沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤除杂，故答案为：；吸附沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤除杂； （3）由萃取的反应原理可知，反萃取过程中加入醋酸铵溶液的作用是醋酸根离子与溶液中的氢离子反应，减小溶液中氢离子浓度，平衡向逆反应方向移动，使溶液中铊元素以TlCl离子重新进入水层，有利于加入亚硫酸钠溶液将TlCl离子还原为含铊沉淀，故答案为：与反应，减小浓度，平衡逆向移动，使元素以形式重新进入水层； （4）由离子开始沉淀和沉淀完全时的pH可知，分步沉淀时，沉淀第二种离子为锌离子，为防止溶液pH为10时氢氧化锌溶解，加入氢氧化钠溶液应调节溶液pH的范围为；由铁离子完全沉淀的pH可知，氢氧化铁的溶度积为10—5×(10—10.3)3=10—35.9，由锌离子完全沉淀时溶液pH为8可知，溶液中铁离子浓度为mol/L=10—17.9 mol/L，故答案为：；10—17.9 mol/L； （5）由分析可知，加入阳离子交换树脂的目的是吸附脱除Tl3+离子后得到达标废液，由吸附过程方程式和Tl3+离子的氧化性强于铁离子可知，若使吸附剂再生，且回收Tl3+离子，可将离子交换树脂浸入硫酸溶液中使平衡逆向移动，故答案为：阳；b。 02 化学基本原理类化工流程综合分析 2．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)金属铼(Re)广泛应用于国防、石油化工以及电子制造等领域，铼可通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)制备。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。 (1)为了提高“焙烧”过程的效率，可以采取的措施为 (回答任意两点)。“焙烧”过程加入生石灰，有效解决了SO2的危害，则ReS2转化为Ca(ReO4)2的方程式为 。 (2)“萃取”机理为：R3N+H++ReO4-=R3N·HReO4，则“反萃取”所用试剂X为 。 (3)如图表示萃取液流速与铼吸附率关系，萃取剂流速宜选用的范围是6~8BV/h，选择此范围的原因是 。 (4)已知高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是 。 (5)经过上述反应后制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表)，在3500℃下，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉，请分析原因 。 物质 熔点(℃) 沸点(℃) Re 3180 5900 C 3652 4827 Fe 1535 2750 (6)三氧化铼晶胞如下图所示(小黑点代表铼或氧原子)，铼原子填在了氧原子围成的 (填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中。 【答案】(1) 适当升高温度，将钼精矿粉碎，增大空气通入量 4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4 (2)氨水 (3)萃取液流速小于6BV/h，萃取时间太长，会降低生产效率；萃取液流速大于8BV/h，铼吸附率下降太多 (4)重结晶或用热水溶解再降温结晶，过滤，再洗涤干燥 (5)3500℃时，Fe已气化去除；固态碳与H2完全反应，形成了气态物质 (6)八面体 【解析】钼精矿在空气中焙烧硫元素转化成二氧化硫，二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙，铼元素转化成Ca(ReO4)2，钼元素转化成CaMoO4，加入硫酸、软锰矿，硫酸钙属于微溶物，过滤，得到浸渣CaSO4，加入氨水和生石灰，得到NH4ReO4，然后过滤，通过萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。(1)为了提高“焙烧”过程的效率，可以适当升高温度、将钼精矿粉碎、搅拌、适当增大空气的进入量等；ReS2在反应中转化成Ca(ReO4)2和CaSO4，ReS2作还原剂，氧气作氧化剂，因此有CaO+ReS2+O2Ca(ReO4)2+CaSO4，根据原子守恒配平即可，氧气最后配平，所得化学反应方程式为10CaO+4ReS2+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4；(2)“反萃取”获得NH4ReO4，为了不产生新杂质，且R3N+H++ReOR3N·HReO4的平衡向左移动，所加试剂为氨水；(3)增大萃取液流速、提高铼吸附率可以提高生产效益，根据萃取液流速与铼吸附率关系图，萃取液流速小于6BV/h，萃取时间太长，会降低生产效率；萃取液流速大于8BV/h，铼吸附率下降太多；为提高生产效益，萃取液流速宜选用的范围是6～8BV·h－1；(4)高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水，所以用重结晶法提纯；或先用热水溶解再降温结晶，过滤，再洗涤干燥；(5)由图可知，3500℃时，Fe已气化去除；固态碳与H2完全反应，形成了气态物质，说明在3500℃下，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉；(6)中间四个氧原子与上下面各一个氧原子形成八面体，则6个O原子围成一个八面体。 03 图像、图表信息加工类化工流程综合分析 3、以辉铜矿(主要成分是 Cu2S。含少量 FeS2、FeS、SiO2等)为原料制备胆矾、硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)。流程如图所示。 回答下列问题：    已知：Cu(OH)2+4NH3·H2O═[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O，[Cu(NH3)4](OH)2与硫酸反应生成CuSO4。 （1）焙烧时，粉碎矿石的目的是 ；滤渣2的主要成分是 (填化学式)。 （2）向Na2S和 Na2CO3的混合溶液中通入SO2制备硫代硫酸钠的化学方程式为 。 （3）某小组探究外界条件对 Na2S2O3相关反应的反应速率的影响，实验方案如下： 已知：① (慢)，②(快)。 体积/mL 实验序号 K2S2O8溶液 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 1 10.0 4.0 5.0 2.0 2 5.0 4.0 5.0 2.0 上述反应中，活化能较大的反应是 (填“①”或“②”)。下列叙述错误的是 (填标号)。 A．在KI-淀粉溶液中滴加过量 Na2S2O3溶液，溶液始终不会变蓝 B．上述方案可以探究浓度对反应速率的影响 C．当n(Na2S2O3)：n(K2S2O8)的值小于2时会出现蓝色 （4）检验溶液2中含 Fe2+的试剂可能是___________(填标号)。 A．KSCN溶液 B．K3Fe(CN)6溶液 C．酸性 KMnO4溶液 D．NaOH 溶液 （5）25.0 g CuSO4·5H2O受热分解。残留固体的质量与温度的关系如图所示。    ①1300 ℃时，固体的成分是 (填化学式)。 ②已知580～1000℃之间产生了两种气体和一种固体，写出发生反应的化学方程式： 。 【答案】（1） 增大反应物的接触面积，加快反应速率 SiO2 （2） （3） ① B （4）BC （5） 【分析】辉铜矿通入空气氧化焙烧，硫元素转化为二氧化硫气体，二氧化硫使用碳酸钠、硫化钠吸收得到硫代硫酸钠溶液，一系列操作得到硫代硫酸钠晶体；铜、铁元素转化为金属氧化物和不反应的二氧化硅进入烧渣1，烧渣加入硫酸，二氧化硅不反应得到滤渣2，铜、铁氧化物转化为盐溶液得到溶液2，加入过量氨水，铁转化为沉淀得到滤渣3，铜离子进入溶液3，加入硫酸经系列处理得到胆矾； 【解析】（1）焙烧时，粉碎矿石的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率；滤渣2的主要成分是不和稀硫酸反应的二氧化硅SiO2； （2）向Na2S和 Na2CO3的混合溶液中通入SO2制备硫代硫酸钠，Na2S中硫元素化合价由-2变为+2、二氧化硫中硫元素化合价由+4变为+2，硫元素发生归中反应生成硫代硫酸钠，根据质量守恒可知还会生成二氧化碳，结合电子守恒可知，反应化学方程式为； （3）活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，则上述反应中，活化能较大的反应是①； A．在KI-淀粉溶液中滴加过量 Na2S2O3溶液，生成I2的反应为慢反应，消耗I2的反应为快反应，则溶液中碘单质被迅速转化，且生成的碘离子和Na2S2O3不反应，溶液始终不会变蓝，正确； B．实验1、2加入的K2S2O8溶液的体积不同，溶液的总体积不同，K2S2O8溶液浓度大小无法确定，不能判断浓度对反应速率的影响，错误； C．由反应①②可知，当n(Na2S2O3)：n(K2S2O8)的值等于2时，恰好反应，溶液中碘元素以碘离子存在，n(Na2S2O3)：n(K2S2O8)的值小于2时，生成的碘单质不会完全转化为碘离子，溶液会出现蓝色，正确； 故选B； （4）溶液2中含 Fe2+、Fe3+，检验溶液2中含 Fe2+，需要考虑铁离子对亚铁离子的干扰，亚铁离子和K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀、和酸性 KMnO4溶液发生氧化还原反应使得溶液褪色，故选BC； （5）①25.0 g CuSO4·5H2O受热会首先失去结晶水得到16.0gCuSO4，继续加热CuSO4会分解生成氧化铜，已知580～1000℃之间产生了两种气体和一种固体，则反应中硫元素化合价降低生成二氧化硫，氧元素化合价升高生成氧气，反应为，反应得到8.0g氧化铜；继续加热氧化铜会分解生成7.2g氧化亚铜和氧气，；故1300 ℃时，固体的成分是。 ②由分析可知，580～1000℃之间反应 为04 制备类化工流程综合分析 4．(2024·江苏省常州市普通高中学业水平合格性考试适应性训练)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的实验流程如下： (1)“溶解”时Cu发生反应的离子方程式为 。 (2)“溶解”可适当升高温度以加快反应速率，但温度不宜过高。温度不宜过高的原因是 。 (3)滤渣中的主要物质是 (填化学式)。 (4)“沉锌”时生成碱式碳酸锌[]，碱式碳酸锌在空气中加热可转化为ZnO，过程中固体质量随温度的变化关系如下图所示。已知：Zn(OH)2加热至125℃、ZnCO3加热至350℃均分解成ZnO，该碱式碳酸锌失去结晶水的温度与Zn(OH)2的分解温度接近。 根据以上实现数据计算，确定中x的值(写出计算过程)。 【答案】(1) 2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O (2)盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低 (3)Cu(或Cu、Zn) (4)x=2 【解析】废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)，利用盐酸溶解，同时通入空气，金属分别转化为氯化锌、氯化铜，加入氢氧化钠溶液调节pH，然后加入锌置换出铜，滤液中加入碳酸钠沉锌，生成碱式碳酸锌，煅烧碱式碳酸锌生成氧化锌。(1)“溶解”时Cu被氧化为氯化铜，发生反应的离子方程式为2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O。(2)由于盐酸易挥发，氧气的溶解度随温度升高而降低，所以温度不宜过高的原因是盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低。(3)锌置换铜，所以滤渣中的主要物质是Cu(或Cu、Zn)。(4)根据图像结合物质的分解温度可知最终得到的氧化锌，设为1mol，最终生成3molZnO，因此满足，解得x＝2。 1．以电石渣[主要成分为]为原料制备的流程如图1。 已知：i．加热氯化时会生成可进一步转化为。 ii．相关物质在水中的溶解度曲线如图2。 下列说法不正确的是 A．氯化时生成的反应为 B．适当降低通入的速率并充分搅拌，可提高的利用率 C．若滤渣中无，滤液中约为 D．转化后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶，可得到粗品 【答案】C 【详解】A．结合分析知，加热氯化时会先生成可进一步转化为，根据氧化还原反应的得失电子守恒和原子守恒，生成的反应为，A正确； B．适当降低通入的速率并充分搅拌，可增加反应物的接触时间和接触面积，从而使反应更充分，可提高的利用率，B正确； C．氯化过程中，先和氯气反应生成Ca(ClO)2、和水，然后Ca(ClO)2分解生成了，由知，分解产生的为，但前面和氯气反应也生成了，滤液中并非约为，C错误； D．KClO3溶解度比Ca(ClO3)2小，且KClO3的溶解度随温度变化较大，因此通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到KClO3的晶体，D正确； 故选C。 2．氰化法从金矿提取黄金简易工艺流程如下(已知：通常情况下，电负性较小的原子易提供孤电子对)： 下列叙述正确的是 A．“氰浸”中，NaCN作络合剂且N原子为配位原子 B．“氰浸”反应： C．“还原”中，除生成两种配合物外，还产生一种助燃剂 D．“除锌”中，试剂X宜选择NaOH溶液、稀硫酸或硝酸等 【答案】B 【详解】A．N的电负性大于C，做配体时，C为配位原子，故A错误； B．根据题示，“氰浸”生成和，反应的离子方程式遵循电子守恒、电荷守恒和原子守恒得，故B正确； C．根据氧化还原反应原理，“还原”中，锌与氢氧化钠溶液反应时，锌做还原剂，还原产物是，发生反应为，常做还原剂或燃料，常见的助燃剂有，故C错误； D．依题意，Au与氢氧化钠溶液、稀硫酸、硝酸不反应，锌能与NaOH溶液或稀硫酸反应，如果选择硝酸，会生成NO、等大气污染物，且原子利用率较低，试剂X不宜选择硝酸，故D错误； 答案选B。 3．金属冶炼所产生的酸污水中的As元素可采用亚铁盐石灰法以形式去除，其简化工艺流程如图1所示，若采用三根压缩空气管直接将空气通入氧化槽内液体中，回用水发绿；改进后的氧化槽布气管结构如图2所示，盲板的作用为堵塞气体，使压缩空气只能从底部开口区逸出。下列说法正确的是 A．中和过程的离子方程式为： B．废渣的成分为 C．改进后的氧化工艺目的是为了氧化更充分 D．回用水可用于配制石灰乳，也可直接排放 【答案】C 【详解】A．由分析可知，向含亚砷酸的酸性废水中加入石灰乳的目的是将中和溶液中的氢离子得到的中和液，反应的离子方程式为，故A错误； B．由分析可知，废渣的主要成分为砷酸铁、硫酸钙，故B错误； C．由图可知，改进后的氧化工艺有利于增大压缩空气中氧气与中和液的充分接触，将溶液中的亚砷酸完全转化为砷酸铁沉淀，故C正确； D．由分析可知，绿色的回用水中含有亚铁离子，不能配制石灰乳，若直接排放会造成水污染，故D错误； 故选C。 4．由钛白粉废渣(主要成分：及其他难溶物)制备铁黄产品，流程如下： 已知：①开始沉淀为的pH为6.3，完全沉淀的pH为8.3；开始沉淀为FeOOH的pH为1.5，完全沉淀的pH为2.8。②易水解，高温下铁黄易分解。下列有关说法正确的是 A．加入铁粉的目的只是防止二价铁被氧化 B．滴加氨水的过程中，可能会出现先产生白色沉淀后变为灰绿色的现象 C．制晶种的过程中，需加氨水调节溶液pH至8.0左右，再通入空气 D．由铁黄晶种制备铁黄产品的过程中可采用高温以提高效率 【答案】B 【详解】A．加入铁粉的目的是防止二价铁被氧化，同时消耗水解产生的，提高沉钛效果，A错误； B．滴加氨水会发生反应，，可能会出现先产生白色沉淀后变为灰绿色的现象，B正确； C．由已知信息可知，pH在8.0左右，几乎完全沉淀为，且易被氧化为，不利于生成FeOOH，C错误； D．高温下FeOOH易分解，不适合在高温下制备，D错误； 故选B。 5．某科研小组探究铜和浓硫酸在一定条件下的反应，进行如下实验，流程中除外反应产物均已标出。下列说法错误的是 A．化合物X为 B．该流程的实质是浓硝酸将铜氧化 C．该实验中浓硫酸体现了强氧化性和酸性 D．理论上产生的物质的量为 【答案】A 【详解】A．由上述分析可知，X不能为CuS，应该为Cu2S，故A错误； B．从整个流程看，最终S元素也变为+6价，相当于没有变化，故实质上是硝酸将铜氧化为+2价，硝酸被还原为NO2；故B正确； C．在第一步反应中，浓硫酸中S元素化合价有部分降低，体现了强氧化性和酸性，故C正确； D．X为Cu2S，有0.1mol，铜元素从+1价升高为+2价，S从-2升高为+6，0.1molCu2S共失去1mol电子，硝酸得到1mol电子，即生成1molNO2，故D正确； 答案选A。 6．钼酸钠晶体()是无公害型冷却水系统的金属级蚀剂，工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的，含少量PbS等)制备钼酸钠晶体的工艺如图所示。设为阿伏加德罗常数的值，下列相关说法正确的是 A．“焙烧”时，每生成1mol，转移的电子数为6 B．“碱浸”时，发生反应的离子方程式为 C．“重结晶”的目的是得到更多、更纯的 D．该工艺中排放的气体均会造成酸雨，因此需对尾气进行回收处理 【答案】B 【详解】A．MoS2中，Mo的化合价为+4价，S的化合价为-2价，由工艺流程可知，焙烧时，除了S被氧化生成外，Mo也被氧化成，故生成1mol时，转移的电子数大于6，A项错误； B．“碱浸”时，发生反应的离子方程式为，B项正确； C．“重结晶”的目的是得到更纯的，在重结晶过程中会有晶体的损失，产量会更低些，C项错误； D．该工艺中排放出来的会形成酸雨，但不会产生酸雨，D项错误； 故选B。 7．红树林沉积物中普遍含硫元素，主要以黄铁矿和硫酸盐的形式存在。如图为红树林沉积物中微生物驱动的硫循环过程原理。 已知在有氧层，有机物通过微生物有氧呼吸来分解；在无氧层，有机物通过微生物驱动硫酸盐发生还原反应来分解。下列有关叙述错误的是 A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 B．在无氧层作为氧化剂，将有机物氧化 C．反应②中与的反应为 D．硫循环过程可以有效地固定土壤深处沉积物中的铜、铅等重金属元素 【答案】C 【详解】A．由图可知反应①中S单质转化为、，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂物质的量之比为，故A正确； B．由题意知，在无氧层，有机物通过微生物驱动硫酸盐发生还原反应来分解，则中S元素化合价降低转化为有机硫，继而转化为作氧化剂，故B正确； C．应该在酸性环境中存在，反应②中与的反应为，故C错误； D．硫循环过程生成可以与铜、铅等重金属元素生成难溶物，有效地固定土壤深处沉积物中的铜、铅等重金属元素，故D正确； 8．物质X有如下转化关系，下列说法错误的是 A．X能使润湿的淀粉碘化钾试纸变蓝 B．Y能用于自来水消毒 C．Y在碱性条件下的氧化性强于 D．Z溶液中滴加稀后，溶液呈黄褐色 【答案】A 【详解】A．由上述分析可知，X为浓盐酸，不能使润湿的淀粉碘化钾试纸变蓝，故A错误； B．Cl2与水反应生成HClO，具有强氧化性，可以消毒，即Cl2可以用于自来水消毒，故B正确； C．Cl2与KOH溶液加热反应得到KClO3，Cl2是氧化剂，KClO3是氧化产物，故Cl2在碱性条件下的氧化性强于，故C正确； D．Z是KI和KIO3的混合溶液，滴加稀后，发生归中反应生成I2，使溶液呈黄褐色，故D正确； 答案选A。 9．一种以低品位锰矿(含、及少量、、)为原料生产的工艺流程如下。 已知：在该流程条件下，、完全沉淀的pH分别为3.7和5.0，、开始沉淀的pH分别为7.2和8.8.下列说法错误的是 A．“溶浸”过程中只体现了氧化性(不考虑的自身分解反应) B．“调pH”中物质A可以是MnO C．“沉锰”所得滤液中溶质的主要成分为 D．在空气中加热氧化过程的化学方程式为 【答案】A 【详解】A．溶浸过程中H+与MnCO3、Fe3O4、Al2O3反应生成Mn2+、Fe3+、Al3+等，根据流程图，Mn2O3在酸性条件下将H2O2氧化成O2，本身被还原成Mn2+，作还原剂，A错误； B．加入适量A调节溶液pH值，将铁离子、铝离子生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时不能引入新的杂质，物质A可以是MnO，B正确； C．由分析可知，“沉锰”过程中MnSO4和氨水反应生成Mn(OH)2和，所得滤液中溶质的主要成分为，C正确； D．Mn(OH)2在空气中加热和O2反应生成Mn3O4，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：，D正确； 故选A。 10．铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含、、、MgO等，用硫酸渣制备铁红()的过程如图所示，已知还原过程中被氧化时转移电子数为。下列说法不正确的是 A．滤渣A的主要成分为 B．滤液B中含有的硫酸盐为硫酸镁、硫酸铝和硫酸钠 C．“还原”过程中会有硫酸生成 D．“氧化”过程中发生反应： 【答案】D 【详解】A．硫酸渣中加入硫酸进行酸溶，、、MgO都能与硫酸反应分别生成硫酸铁、硫酸铝、硫酸镁，而不与硫酸反应，所以过滤后滤渣A的主要成分，A正确； B．在还原过程后溶液中含有亚铁离子、铝离子、镁离子等，加入氢氧化钠后，铝离子转化为偏铝酸钠，镁离子转化为氢氧化镁沉淀，亚铁离子在空气中被氧化后最终转化为氢氧化铁沉淀，过滤后滤液B中含有的硫酸盐为硫酸镁和硫酸铝以及加入氢氧化钠反应生成的硫酸钠，B正确； C．还原过程中与硫酸铁等反应，中硫元素的化合价为价，已知1mol被氧化时转移电子数为，反应过程中硫元素被氧化为硫酸根离子，会有硫酸生成，C正确； D．“氧化”过程中发生的反应应该是，而不是，因为溶液中加入了氢氧化钠，溶液呈碱性，D错误； 故选D。 11．高铁酸钾()是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，在水处理过程中，高铁酸钾转化为胶体，制备高铁酸钾流程如图所示。下列叙述错误的是 A．铁屑在干燥的氯气中发生反应Ⅰ时，若铁屑过量，可能生成 B．反应Ⅱ的离子方程式为 C．该条件下，物质的溶解度： D．用对饮用水杀菌消毒的同时，生成的胶体可吸附杂质净化水 【答案】A 【详解】A．氯气的氧化性较强，无论铁屑是否过量，在干燥的氯气中发生反应Ⅰ时只生成FeCl3，A错误； B．根据电子守恒、原子守恒，可知反应Ⅱ的离子方程式为，B正确； C．化学反应总是由易溶的向难溶性物质转化，向Na2FeO4溶液中加入KOH饱和溶液，反应产生K2FeO4和NaOH，说明物质的溶解度：Na2FeO4>K2FeO4，C正确； D．K2FeO4具有强氧化性，可以将细菌、病毒的蛋白质氧化使其发生变性而失去生理活性，因此可以用K2FeO4对饮用水杀菌消毒，K2FeO4得到电子被还原产生的Fe3+发生水解反应产生Fe(OH)3胶体，该胶体表面积大，吸附力强，可以吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀析出，故产生的Fe(OH)3胶体可以吸附杂质而净化水，D正确； 故选A。 12．金、银、铜是电脑、手机等电子线路中不可或缺的材料。从废旧电子材料中回收Au等可实现贵金属资源的再利用。如图是从废旧中回收的一种工艺流程。已知：王水与的反应为。下列说法不正确的是 A．在实验室中，步骤①应在通风橱中进行 B．步骤②用浓和也可使溶解 C．配离子在溶液中能完全电离出 D．为实现步骤③中的转化，可尝试加入 【答案】C 【详解】A．在实验室中，步骤①和分别转化为银离子和铜离子，其中一个反应为(稀)，产生有毒气体，需要在通风橱中进行，A正确； B．浓和也可提供足够浓度的氯离子和硝酸根离子，能起到与王水同样的作用，使溶解，B正确； C．配离子是内界，在溶液中难电离出，C错误； D．步骤③中的转化，需加入还原剂，具有强还原性，可实现的转化，D正确； 13．一种以废镍氢电池的废渣[主要成分为Ni(OH)2，Co(OH)2，及少量Fe、Al的氧化物]为原料制备硫酸镍(NiSO4·7H2O)晶体的流程如图所示。 已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表。 阳离子 Fe2+ Fe3+ Co2+ Co3+ Al3+ Ni2+ 开始沉淀的pH 6.3 1.5 7.2 3.4 6.2 完全沉淀的pH 8.3 2.8 9.2 1.1 4.7 8.9 回答下列问题： (1)“酸浸”中不能用盐酸替代稀硫酸，其主要原因是 。 (2)“氧化1”中调节pH为5的目的是 ，将沉淀M浸于 (填化学式)溶液，经过滤、洗涤、灼烧得到红色粉末，可用于制造颜料。 (3)“氧化2”中Co2+被氧化生成Co(OH)3的离子方程式为 。 (4)“沉镍”中不能加入过量氨水，其原因是Ni(OH)2溶解生成硫酸四氨合镍，故过量氨水与硫酸镍反应的化学方程式为 。 (5)利用Co(OH)3制备CoCO3，的微流程如图所示： “转化、酸溶”中主要发生放热反应，如果加入双氧水过快，则消耗双氧水的量远大于理论值，其主要原因是 ；“转化、酸溶”中H2O2主要表现的性质是 (填“氧化性”或“还原性”)。 (6)探究Co(OH)3的氧化性。取少量Co(OH)3于试管中，滴加KI淀粉溶液，无明显现象，再滴加稀硫酸，立即变蓝色，其变蓝色的原因是 (填化学方程式)。 【答案】(1)避免氧化2中产生氯气 (2) 促进Fe3+、Al3+完全沉淀 NaOH(或KOH) (3)2Co2++ClO-+5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+ (4)NiSO4+4NH3·H2O=[Ni(NH3)4]SO4+4H2O (5) 放热多，导致H2O2分解加快 还原性 (6)2Co(OH)3+2KI+3H2SO4=2CoSO4+K2SO4+I2+6H2O 【详解】（1）“酸浸”中若使用稀盐酸酸浸，盐酸的与氧化2中的在酸性条件下发生归中反应生成，所以不能用盐酸酸浸； （2）由表可知，“氧化1”中调节pH为5，使得Fe3＋、Al3＋转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而被除去；沉淀M含有Fe(OH)3、Al(OH)3，将其进入NaOH溶液中，Al(OH)3转化为，过滤后得到Fe(OH)3固体，灼烧后得到，常用于制造红色颜料； （3）“氧化2”中NaClO将Co2+氧化为Co3+；进而生成Co(OH)3沉淀，离子方程式为：； （4）过量氨水与硫酸镍反应生成硫酸四氨合镍和水，化学方程式为； （5）制备CoCO3的流程为，在硫酸参与下，Co(OH)3被H2O2还原为CoSO4，加入溶液得CoCO3沉淀； 该反应为放热反应，双氧水不稳定，温度过高易分解，所以消耗双氧水的量远大于理论值； 由上述分析可知，H2O2表现还原性； （6）淀粉KI溶液变蓝色原因是酸性条件下，Co(OH)3表现氧化性，将氧化为，化学方程式为。 14． 工业上由含铜废料(含有 Cu、CuS、( 等)制备硝酸铜晶体的流程如图所示： (1)“焙烧”在 时进行，写出“焙烧”时CuS 反应生成CuO 的化学方程式： 。 (2)“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有 (写出一条即可)。 (3)“过滤”所得滤液中的盐类溶质主要为 (填化学式)。 (4)“淘洗”所用的溶液 A 可以是 (填字母)。 A．稀硫酸         B．稀硝酸          C．浓硝酸 (5)“反应”一步所用的试剂是20%HNO3和发生反应 ，若不加10%的H2O2溶液，只用浓的HNO3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 。 (6)某工厂用m kg上述工业含铜废料(含铜元素64%)制备( ，假设原料无损失，理论上得到 的质量为 kg。 【答案】(1) (2)将“焙烧”后的固体粉碎/升高温度/适当增大H₂SO₄的浓度等合理即可 (3)FeSO4 (4)A (5) (6)2.42m 【详解】（1）“焙烧”时硫化铜和氧气反应，生成氧化铜和二氧化硫，方程式为：； （2）从反应速率的影响因素考虑，“酸化”过程中为加快反应速率，可采用的措施有将“焙烧”后的固体粉碎/升高温度/适当增大H₂SO₄的浓度等合理即可； （3）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； （4）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．稀硝酸具有氧化性，能与铜发生反应，从而溶解铜，B项错误； C．浓硝酸具有氧化性，能与铜发生反应，从而溶解铜，C项错误； 故选A； （5）红棕色气体是二氧化氮，由于出现了二氧化氮气体，则说明硝酸和铜反应生成硝酸铜和二氧化氮，离子方程式为：； （6）mkg废料中含有mol铜，则理论上可以生成molCu(NO3)2·3H2O，质量为：=kg。 15．草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钴矿[主要成分为、、，含少量的、、、等]为原料制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示。 已知：溶液中相关离子沉淀完全时的： 沉淀 完全沉 淀的 2.8 5.2 10.1 9.4 回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中的位置： ，写出Co的价层电子排布式 。 (2)“浸取”时发生反应的离子方程式为 。 (3)“氧化”过程中消耗的量明显偏高的原因是 (用化学方程式表示)。 (4)在“调节”的步骤中，沉淀的成分为： 。 (5)在“萃取”步骤中，向溶液中加入某有机酸萃取剂，发生反应。当溶液处于一定范围内时，测得萃取率随溶液pH的增大而增大，其原因是 。 (6)“沉钴”为草酸钴晶体，将54.9g该晶体“灼烧”至质量不再减轻，得到钴的氧化物，其化学式为 。该氧化物晶胞可以看成4个A型和4个B型小单元交替无隙并置而成(如图2)。其中黑球()代表 (填离子符号)。 【答案】(1) 第四周期第ⅦB族 3d74s2 (2) (3) (4)Fe(OH)3、Al(OH)3 (5)随着溶液的pH增大，c(H+)减小，萃取反应平衡向正反应方向移动 (6) Co3O4 Co3+ 【详解】（1）Mn为25号元素，位于第四周期第ⅦB族；Co为27号元素，位于第四周期第Ⅷ族，其价电子排布式为3d74s2； （2）由上述分析可知，“浸取”过程中Co2O3与硫酸、Na2SO3反应生成CoSO4和Na2SO4，离子方程式为； （3）“氧化”过程中，生成的Fe3+能催化H2O2分解，反应的化学方程式为； （4）由上述分析可知，沉淀X为Fe(OH)3和Al(OH)3； （5）随着溶液的pH增大，则c(H+)减小，根据萃取反应可知，萃取平衡正向移动，促使萃取率增大； （6） 54.9g草酸钴晶体中，Co的物质的量为，根据元素守恒，所得氧化物中Co的物质的量为0.3mol，则氧化物中O元素的物质的量为，n(Co):n(O)=3:4，故氧化物的化学式为Co3O4；根据化合物元素化合价代数和为0，可知Co3O4中有1个Co2+和2个Co3+，则晶胞中N(Co3+):N(Co2+):N(O)=2:1:4，结合晶胞结构信息，采用均摊法可知，“”数目为，“黑球”数目为4×4=16，“白球”数目为，故“”代表Co2+，“白球”代表O2-，“黑球”代表Co3+。 16．是重要的战略性金属。一种利用废钴镍矿(含较多的，以及一定量的等元素)提取，并获得一系列化工产品的工艺流程如图： 已知：①对具有高选择性。 ②萃取的原理为。 ③易被氧化成 (1)基态Ni原子的价电子排布式为 。 (2)浸渣1的主要成分为 (填化学式)，水相1中主要含有的金属离子有 (填离子符号)。 (3)从平衡移动角度分析，“反萃取”中加入酸的目的是 。 (4)“氨浸”时生成的离子方程式为 。 (5)“沉镍”时不选用溶液的原因是 。 (6)已知一定条件下，某萃取剂(HR)萃取的分配系数()为4，则用等体积该萃取剂萃取的萃取率为 ，若使萃取率达到99%以上，则需要用等体积的萃取剂至少萃取 次。 【答案】(1) (2) 、 、 (3)加入酸( ) 平衡逆向移动，使 进入水相 (4) (5) 溶液碱性较强，沉镍时会产生 沉淀 (6) 80% 3 【详解】（1）Ni是28号元素，基态Ni原子的价电子排布式为； （2）由分析可知，浸渣1的主要成分为，水相1中含有的硫酸盐； （3）萃取的原理为，“反萃取”中加入酸，浓度增加，平衡逆向移动，使 进入水相； （4）“氨浸”时，转化为，其易被氧化为，总反应为； （5）“沉镍”时，与反应，得到，离子方程式：，若加入溶液，其碱性较强，会产生 沉淀； （6），这意味着在平衡时，有机相中​的浓度是水相中浓度的4倍；设初始水相中的浓度为，因为是等体积萃取，萃取后水相中的浓度为 ​，有机相中的浓度为 ​，萃取率：；单次萃取的萃取率为80%，萃余率为20%，初始浓度为 ，经过次萃取后水相中Ni2+的浓度为：，萃取率达到 以上，即剩余在水相中的 不超过1%，，解不等式得：，因此，至少需要3次萃取。 17．随着科学技术的发展，二氧化锗()被广泛用于制作锗化合物、化工催化剂及医药工业等。用锌浸渣(主要含、，还含有少量)提取和的工艺流程如下： 查阅资料：①常温下，几种金属阳离子转化为氢氧化物沉淀的pH如表所示。 离子 开始沉淀时pH 7.5 2.2 6.2 8.2 完全沉淀时pH 9.0 3.2 8.2 11.2 ②金属氯化物的沸点如表所示。 金属氯化物 沸点／℃ 84 316 732 ③丹宁可与四价锗形成沉淀，易水解。 回答下列问题： (1)“酸浸”时，为提高浸取率可采取的措施是 。 (2)“沉淀1”加入试剂a的化学式为 ，调节溶液pH的范围是 。 (3)“结晶”的操作是 。加热过程中固体质量保留率与温度的关系如下图所示，则688℃时所得固体的化学式为 。 (4)“氯化蒸馏”时，浓盐酸的作用是 。 (5)“水解”发生反应的化学方程式为 。 (6)单质锗的一种立方晶胞结构如下图所示。 ①单质锗的晶体类型为 。 ②设晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为，则该单质锗的密度为 (用含a和的代数式表示)。 【答案】(1)适当增大硫酸的浓度、适当升温、充分搅拌等 (2) ZnO或或 (3) 蒸发浓缩、冷却结晶 (4)将Ge元素转化为，且防止水解 (5) (6) 共价晶体 【详解】（1）“酸浸”时，为提高浸取率可采取的措施是适当增大硫酸的浓度、适当升温、充分搅拌等。 （2）由分析可知，为除去，且不引入新的杂质，“沉淀1”时加入试剂a的化学式为ZnO或或；为使完全沉淀，而和不沉淀，应调节溶液pH的范围为。 （3）从含有ZnSO4的溶液中结晶得到，“结晶”的操作是蒸发浓缩、冷却结晶。加热(摩尔质量为287g/mol)，初始阶段减少的均为结晶水的质量，假设固体初始质量为287g，结晶水质量分数为，1-0.439=0.561，688℃时剩余物质为ZnSO4，即所得固体的化学式为。 （4）“氯化蒸馏”时，加热会导致水解生成沉淀而无法蒸出，故浓盐酸的作用是将Ge元素转化为，且防止水解。 （5）“水解”时和水反应生成沉淀和HCl，发生反应的化学方程式为。 （6）①根据单质锗晶胞结构可知，该单质锗中锗原子之间均通过共价键相连形成立体网状结构，属于共价晶体。 ②该晶胞均摊=8个Ge原子，则1个晶胞的质量为，1个晶胞的体积为，因此该单质锗晶体的密度为。 18．世界火法炼铜技术随着科技进步和工艺创新而不断发展，我国火法炼铜工艺也实现了从技术引进到自主研发的跨越式发展。我国火法炼铜的原料有黄铜矿(主要含、等)和辉铜矿(主要含、、等)，其工艺流程如下。 已知：物质X是一种常用的价格低廉的化学品，X与水反应放热。 回答下列问题： (1)Cu在元素周期表中的位置为 。 (2)“焙烧”过程中硫化物被空气中的氧气不完全氧化，并结合上述工艺流程分析，则黄铜矿焙烧的化学方程式为 。 (3)“造锍熔炼”的主要目的是除去铁、硅两种元素，结合辉铜矿的铁硅比分析，物质X为 (填化学式)，浮渣Y的主要成分为 (填化学式)、。 (4)“冰铜吹炼”过程发生的主要转化为，对该过程中产生的烟气进行检测，当检测到 (填化学式)的浓度几乎为0时，表明反应完全，可以停止吹入氧气。然后用焦炭覆盖在铜液表面，其主要作用是 。 (5)待冷却后将粗铜铸成 (填“铜阳极”或“铜阴极”)进行电解精炼。当外电路通过0.2mol 时，得到6.272g纯铜，则该电解装置的电解效率 %(精确至整数位，)。 【答案】(1)第四周期第ⅠB族 (2) (3) CaO (4) 防止铜液被空气中的氧气氧化 (5) 铜阳极 98 【详解】（1）Cu是29号元素，在元素周期表中的第四周期第ⅠB族； （2）根据流程，“焙烧”过程中被空气中的氧气不完全氧化生成Cu2S、FeS、SO2，反应方程式为； （3）“造锍熔炼”的主要目的是除去铁、硅两种元素，辉铜矿的铁硅比为0.29，含硅量高，因此主要是为了除去，是酸性氧化物，物质X是一种常用的价格低廉的化学品，X与水反应放热，二氧化硅能与X反应，故选用CaO与反应生成，即物质X为CaO，浮渣Y的主要成分为、。 （4）“冰铜吹炼”过程发生的主要转化为，“冰铜吹炼”过程中会不断生成，当烟气中检测不到时，表明反应完全。为防止液态铜被氧气氧化，可在铜液表面覆盖一层焦炭，起隔绝氧气作用。 （5）电解精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，待冷却后将粗铜铸成铜阳极进行电解精炼。电解效率。 19．氧化镍(NiO)为橄榄绿色结晶性粉末，不溶于水，主要用作搪瓷的密着剂和着色剂、陶瓷和玻璃的颜料，还可用作制造镍盐原料、镍催化剂。以某工业废渣(主要成分为NiO，含少量、、、、、、、油污)为原料制备NiO的一种工艺方法如下： 已知： ①“碱式碳酸镍”的化学式为。 ②在酸性条件下具有强氧化性。 ③相关金属离子沉淀的相关如表。 离子 开始沉淀pH 7.7 7.2 7.5 2.3 4.9 4.0 沉淀完全pH 9.5 8.7 9.7 4.1 6.8 5.2 沉淀开始溶解pH - - 13.5 14.0 12.0 7.4 回答下列问题： (1)原料预处理加入溶液的目的是 。 (2)“浸取”过程中发生了氧化还原反应，氧化产物与还原产物的物质的量之比为 ；滤渣1的主要成分为 (填化学式)。 (3)“调节pH”步骤应加入的合适物质为 (填化学式)；调节的pH合理范围为 。 (4)写出“沉镍”过程中的化学方程式 。 (5)“煅烧窑”(无氧气存在)中发生反应的化学方程式为 。 (6)为型晶体，其晶胞结构如图所示： 已知为阿伏加德罗常数的值，且的晶体密度为，则晶体中最近的两个的核间距为 (用的代数式表示)。 【答案】(1)除去工业废渣表面的油污 (2) 、 (3) (4) (5) (6) 【详解】（1）为强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，原料预处理加入溶液的目的是除去工业废渣表面的油污； （2）在酸性条件下具有强氧化性，可以将氧化为，因此“浸取”过程中发生的氧化还原反应为，氧化产物与还原产物的物质的量之比为；由于与稀硫酸不反应，与稀硫酸反应生成不溶于稀硫酸，因此滤渣1的主要成分为和； （3）“调节”的目的是除去，为不引入新的杂质，可加入或；“调节”时应使、完全沉淀而在溶液中不沉淀，由表中数值可知需调节溶液为； （4）流程中加入小苏打进行沉镍以生成碱式碳酸镍，发生反应的化学方程式为； （5）由流程图可知煅烧碱式碳酸镍生成，因此在“煅烧窑”中发生反应的化学方程式为； （6）由晶胞结构可知，位于晶胞的体心和棱上，则的个数为位于晶胞的面心和顶点，则的个数为，设晶胞的边长为，根据密度定义公式，可得，晶体中距离最近的两个的核间距为晶胞面对角线长的，为。 20．中南大学某课题组研究发现，具有宏观自发极化的钛酸钡材料能抑制锂硫电池中多硫化物穿梭效应，而穿梭效应会制约锂硫电池的商业价值。以含钛炉渣(主要成分是，含少量、、等)为原料制备的流程如图所示： 已知：该工艺中，部分阳离子沉淀的如下表。 阳离子 开始沉淀的 完全沉淀的 请回答下列问题： (1)基态原子的价电子轨道表示式 。 (2)浸渣的主要成分是 (填化学式)。 (3)“还原”过程中有刺激性气味的气体产生，写出该阶段发生主要反应的离子方程式： ；若省去“还原”工艺，产生的不良后果是 。 (4)设计实验检验滤液1中含有： 。 (5)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。在实验室“焙烧”时，下列仪器中不需要用到的是 (填仪器名称)。 (6)的立方晶系晶胞结构如图所示，离子的分数坐标为，阿伏加德罗常数的值为。 晶胞中离子的分数坐标为 ；该晶体的密度为 (用含的代数式表示)。 【答案】(1) (2)SiO2、CaSO4 (3) Fe3+进入产品，产品纯度降低 (4)取少量滤液1于试管中，滴加少量溶液，产生蓝色沉淀，则含有Fe2+ (5) 蒸发皿 (6) (，1，) 【详解】（1）Ti是22号元素，其基态原子的价电子排布式为3d24s2，其价电子轨道表示式为：； （2）由分析可知，浸渣的主要成分是SiO2、CaSO4； （3）“还原”过程中加入溶液将还原为，同时产生具有刺激性气味的气体，则该阶段发生主要反应的离子方程式为：；由表格中的pH可知，若省去“还原”工艺，即不还原，沉钛时也被沉淀一部分，导致产品纯度降低，则产生的不良后果是：Fe3+进入产品，产品纯度降低； （4）检验常用溶液，则设计实验检验滤液1中含有为：取少量滤液1于试管中，滴加少量溶液，产生蓝色沉淀，则含有Fe2+； （5）中的C元素化合价为＋3价，根据流程可知，焙烧产物为、和，即C元素的化合价升高，则中O的化合价降低，所以在空气中“焙烧”时发生反应的化学方程式为：。在实验室焙烧固体时，需要用到坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架，则在实验室“焙烧”时，不需要用到的是蒸发皿； （6）由晶胞图可知，晶胞中B离子的分数坐标为(，1，)；晶胞中、、的数目依次为、1、个，则该晶体的密度。 试卷第2页，共33页 试卷第33页，共33页 学科网（北京）股份有限公司 $$