必刷18 工艺流程和物质结构综合大题-【粤战粤强·化学上分】2026年广东高考化学高频考点必刷

【粤战粤强·化学上分】2026广东高考化学高频考点必刷 必刷18 工艺流程和物质结构综合大题 1. (2025·广东高考真题) 我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 （1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有_______(写一条)。 （2）“高压加热”时，生成的离子方程式为：_______。 （3）“沉铝”时，pH最高可调至_______(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 （4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A. 镍与N、O形成配位键 B. 配位时被还原 C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性 （5）晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则_______；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为_______。 （6）①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为_______和_______。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注_______。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是_______(写一条)。 2. (2024·广东高考真题) 镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 （1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。 （2）“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。 （3）“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。 （4）“LAEM提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高的提取率。 （5）“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______。 （6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比_______，其立方晶胞的体积为_______。 3．(2023·广东高考真题)Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液（含）中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 己知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子；；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。 氢氧化物 （1）活性可与水反应，化学方程式为___________。 （2）常温下，的氨性溶液中，________（填“>”“<”或“=”）。 （3）“氨浸”时，由转化为的离子方程式为___________。 （4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①属于___________（填“晶体”或“非晶体”）。 ②提高了的浸取速率，其原因是___________。 （5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为___________。 ②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，则在晶胞中的位置为___________；晶体中一个周围与其最近的O的个数为___________。 （6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为___________。 ②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和___________（填化学式）。 4．(2025·广州一模)独居石精矿是一种以稀土(RE)元素的磷酸盐为主的矿物，还含有FePO4、SiO2和极少量含铀(U)的化合物。一种从独居石精矿中提取铀和稀土的工艺如图。 已知：①常温下，Ka1(H3PO4)=6.9×10﹣3，Ka2(H3PO4)=6.2×10﹣8，Ka3(H3PO4)=4.8×10﹣13，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12。 ②盐酸体系中，存在4Cl﹣[UO2Cl4]3﹣。Fe3++4Cl﹣═[FeCl4]﹣，其他金属离子与Cl﹣的配位可忽略。 ③工艺中“离子交换”是将含(An﹣)的溶液流过盛有阴离子交换树脂(RCl)的离子交换柱(如图)，发生反应：nRCl(s)+An﹣(aq)RaA(s)+nCl﹣(aq)。 (1)“碱转化”后溶液中的阴离子含有OH、 (填离子符号)和含磷的酸根离子。常温下测得溶液pH=12.0，则溶液中c() c()(填“>”“<”或“=”)。 (2)中O为-2价，U的化合价为 。“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2﹣，其离子方程式为 。 (3)“氧化”和“调pH”工序的目的是避免 (填离子符号)与交换树脂反应，从而有利于U的分离。 (4)“沉铀”中，加入NH4HCO3使UO2Cl2转化为(NH4)4[UO2(CO3)3]再加热促使其分解生成UO3。(NH4)4[UO2(CO3)3]分解的化学方程式为 。 (5)常温下，若“沉淀”后溶液中c(Mg2+)=0.056mol•L﹣1为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2应确保溶液的pH低于 。 (6)一种铀的氧化物晶体结构可描述为U与空位交替填充在由氧原子构成的体积相等的立方体体心，形成如图所示的结构单元。 ①该氧化物的化学式为 。 ②若该氧化物的立方晶胞的晶胞参数为anm，则O与U原子最近的距离为 nm(用a表示)。 5．(2025·广州二模)广泛应用于新能源汽车和储能领域。从低浓度锂溶液(含、、、)获得制备的原料和，工艺流程如下： 已知：①常温下，部分物质的如下表。 物质 ②在本工艺相应条件下，EDTA能与反应生成可溶于水的稳定配合物。 ③常温下，，，。 (1)“沉锂1”中生成磷酸锂的离子方程式为 。若“沉锂1”后滤液中，则溶液浓度为 。 (2)“萃取除铝”时，调节溶液，与萃取剂HR(弱酸)反应转化为而被萃取至有机层。降低溶液pH，铝的去除率明显降低，原因是 。 (3)“沉淀”时控制溶液，此时 ，该条件下转化为的离子方程式为 。 (4)“除杂”中加入NaOH调节溶液。滤渣2的主要成分是、和 。 (5)“沉锂2”先加入适量EDTA，再加入固体，充分反应后过滤。加入EDTA的目的是防止产品中混入 (填化学式)杂质。 (6)由可制备X晶体，其晶胞为长方体，结构如图所示。 ①X的化学式为 。 ②与Li距离最近且等距的Co的数目为 。 ③设X最简式的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则X晶体的密度为 (列出计算式)。 6．(2025·深圳二模)铂族金属是国家战略性金属，被誉为“现代工业维他命”。从某矿渣［含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS及等］中提取Pd、Pt、Ni的工艺如下。 已知：Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、；“氨合”后，Pd(Ⅱ)主要以的形式存在；常温下，的，。 (1)Pt、Pd与Fe为同族元素，位于元素周期表的 区。 (2)“氧化浸取”时，Pd发生反应的化学方程式为 。 (3)“滤液Ⅱ”中的溶质可在 工序中循环利用。 (4)“氧化除铁”时，温度为180℃，该过程主要发生两步反应： (ⅰ) (ⅱ) (填离子方程式)。 (5)常温下，“沉镍”时，需调节溶液pH=2，此时 。 (6)含钯催化剂可与其他催化剂协同催化乙烯氧化为乙醛的反应，该催化氧化反应经历如图所示5步(①→⑤)，其中发挥催化作用的阳离子有 和 。 (7)含Pd、Cs、I的化合物可用于太阳能电池材料。一定条件下，其中一种晶体可由立方结构(结构单元如图ⅰ所示)转化为四方结构(晶胞结构如图ⅱ所示)，两种结构的棱边夹角均为90°，且转化过程中原子个数比保持不变。 ①立方结构中Pd、Cs、I的原子个数比为 ； ②立方结构单元与四方晶胞结构的密度之比为 。 7．(2025·深圳上学期联考)铟(In)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)为原料进行铟的富集与回收的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的pH：(生成氢氧化物沉淀) Zn2+ Fe2+ Fe3+ In3+ Pb2+ 开始沉淀 5.4 7.1 1.7 3.5 7.2 完全沉淀 6.4 8.9 2.8 4.8 8.7 ②“萃取”原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq) 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分为 (写化学式)，“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (2)常温下“调pH”时，应控制范围为 。 (3)若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用 (写试剂名称)。 (4)流程中可循环利用的物质为 。 (5)“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为 。 (6)铟可与砷(As)形成一种光纤通信晶体材料，其晶胞结构如图所示： ①该晶体中，铟原子的配位数为 。 ②已知晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA。则晶体密度为 g•cm-3。 8．(2025·深圳一模)一种从石煤灰渣（主要含及等）中提取钒的工艺流程如下： 已知：萃取剂（HR）与阳离子的结合能力：；萃取的原理为；“中间盐”中的金属阳离子均为+3价；含的硫酸盐难溶于水；。 (1)“酸浸”时，钒主要以的形式进入溶液。 ①为提高浸取率，可采取的措施是 （任写一条）。 ②发生反应的化学方程式为 。 (2)“还原结晶”所得“溶液3”的主要阳离子及其浓度如下表： 阳离子 浓度 10.79 0.0041 0.11 0.029 据此分析“溶液3”可在 工序循环利用。 (3)“中间盐”的一种含钒物质为；“溶解”后，所得溶液中钒主要以的形式存在。该含钒物质“溶解”时发生反应的离子方程式为 。 (4)“还原”步骤的主要目的是 。 (5)“萃取”前，需调节溶液。 ①已知萃取前溶液中，理论上，为避免产生沉淀，应调节溶液pH小于 （保留一位小数）。 ②实际上，溶液pH也不能过低，其原因是 。 (6)一种V—Ti固溶体储氢材料经充分储氢后所得晶体的立方晶胞结构如图。 ①该晶体中金属原子与非金属原子的个数比为 。 ②储氢材料的性能常用“体积储氢密度”（储氢材料可释放出的体积）来衡量。一定条件下，50%的氢可从上述晶体中释放出来，且吸放氢引起储氢材料体积的变化可忽略。设为阿伏加德罗常数的值，的摩尔体积为，则该储氢材料的“体积储氢密度”为 （列出算式）。 9．(2025·佛山一模)电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知：I.萃取时反应：M2＋(水相)＋2RH(有机相)MR2(有机相)＋2H＋(水相)，(K(M2+)为萃取反应的平衡常数，M2＋代表Ni2＋或Co2＋)。 II．该工艺下，Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2；饱和Na2CO3的浓度约为1.5mol·L-1。 (1)Mn属于 区元素。 (2)“碱浸”时，Al箔发生反应的离子方程式为 。 (3)“酸浸”时，Co3O4被还原为Co2＋，1molCo3O4需添加Na2SO3 mol。 (4)“沉锰”时，Mn2＋发生反应的离子方程式为 。 (5)“镍钴分离”时，NiR2和CoR2的浓度相近，通过调控pH，可将Ni2＋、Co2＋依次从有机溶剂HR中分离出来，可知 (填“>”“<”或“=”) (6)该工艺中能循环利用的物质有 (填化学式)。 (7)通过计算说明“沉锂”时Li＋是否可以沉淀完全 。 (8)正极材料的结构如图所示，粒子个数比Ni：Co：Mn= ，该材料化学式为 。 10．(2025·佛山二模)一种以硼镁矿(含、MgO、及少量铁、铝氧化物等)为原料生产高纯硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 已知：①硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大 ②常温下，硼酸溶液呈弱酸性： (1)基态 有 种空间运动状态。 (2)“溶浸”时选择100℃微沸条件下进行，原因是 。 (3)“吸收”时发生反应的化学方程式为 。 (4)“母液”加热后可返回 工序循环利用。 (5)热过滤后“调pH”的试剂为 (填化学式)。 溶液pH对硼酸结晶率及纯度的影响如图1，根据图1判断合适的pH范围是 此时溶液中 1(填“>”“<”或“=”)。 (6)粗硼酸可以通过与甲醇酯化再水解提纯，写出硼酸与甲醇完全酯化的化学方程式 。 (7)沉镁过程中还会生成镁的另外一种化合物X，其立方晶胞结构如图2a，沿z轴方向的投影为图2b。 ①X的化学式为 。 ②X最简式的式量为，晶体边长为a pm，其晶胞密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 11．(2025·江门调研)钒、钛、钨等金属的回收具有重要的经济和战略价值。利用废钒-钛系脱硝催化剂（含、、及少量的Si、P、Al等的化合物）回收钒、钛、钨的工艺流程如下图。 已知：和的溶解度随温度升高而增大。 回答下列问题： (1)钛酸钠（）中Ti的化合价为 。写出“碱浸”过程中反应生成的化学方程式： 。 (2)在“沉硅沉磷”工序中，除磷率和除硅率变化如图所示。 ①“沉硅沉磷”最适合温度为 。 ②除硅率随温度升高而增大，因升温促进含硅物质的水解，最后硅元素以 （填化学式）的形式沉淀分离出来。 ③除磷率随着温度的升高而下降，其原因可能是 。 (3)“沉钨”时转化为沉降分离，已知温度为T时，，当溶液中恰好沉淀完全（离子浓度等于）时，溶液中 。 (4)已知“酸洗”后钒以形式存在。“离子交换”过程可表示为：，其中为强碱性阴离子交换树脂。“洗脱”时，试剂X应选用 （填化学式）。 (5)①是常用的催化剂，其结构如图所示，该分子中σ键和π键数目比为 。硫酸工业中，转化为的催化剂选用，催化过程经两步完成。 ⅰ： （写出化学方程式），ⅱ：。 ②磷化钒（VP）是另外一种新型催化材料，P交替地填入在V构成的正三棱柱中心，形成如图1所示结构单元。VP晶胞沿b轴投影图如图2所示，则该晶体的晶胞体积为 。 12．(2025·江门一模)碲(Te)元素在可穿戴柔性热电器件领域有广泛应用，硒(Se)元素在光电材料中有广泛应用。从电解精炼铜阳极泥(主要成分是、、金属碲化物、金属硒化物等)中分离碲、硒元素，工艺流程如图所示。 已知：①，; ②碲单质不易与发生反应，硒单质高温下可与生成气体。 (1)Se的基态原子的价层电子排布式为 。 (2)“转化”时，使转化为，反应的离子方程式为 。欲使该反应发生，应控制大于 。(保留2位有效数字) (3)“蒸硒”时，等金属硒化物在下反应，产生的烟气主要成分为和 。 (4)盐酸浸碲液经浓缩后，碲以形式存在，可使用电化学还原法获得碲单质，该电极反应方程式为 。 (5)利用杂质在固态碲和液态碲中溶解度不同，可通过区域熔炼将杂质富集到特定区域。如图所示，加热使熔化模块(熔融区)所在位置的碲棒熔化，模块移动后碲棒凝固。 杂质在碲单质中的分配系数()数据如下表。 杂质 Se S Cu Au As 分配系数 0.44 0.29 0.000013 0.10 0.0023 熔炼过程中碲纯度最高的区域为 (填“前端”、“末端”或“熔融区”)。为提高碲棒中硒的去除率，可在 (填化学式)气氛中进行熔炼提纯。 (6)硒的化合物在半导体和电池研发领域有重要用途，如可用于提升光电器件性能。晶体结构可描述为填充在构成的正四面体的体心，形成如图所示的结构单元。 ①在晶胞中的位置为 ； ②设两个的最短距离为，立方晶胞的密度为 。(设为阿伏加德罗常数的值，列出计算式) 13．(2025·汕头三模)锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。某锌浸渣中含有、、、、等，利用锌浸渣提取的实验流程如下图所示： 已知：①部分含锗微粒的存在形式与的关系为： pH pH<2 pH>12 Ge存在形式 ②部分金属离子的沉淀： 开始沉淀 7.5 2.3 6.2 沉淀完全 9.0 3.2 8.0 回答下列问题： (1)“滤渣”的主要成分的化学式是 。 (2)在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为 。 (3)“沉锗”步骤中加入的物质A属于碱性氧化物，其化学式是 。“沉锗”操作后，Ge以的形式存在，随着的升高，的沉淀率升高，“沉锗”操作理论上需控制范围为 。 (4)“酸溶”后，溶液的为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，其原理为酒石酸与含锗微粒形成酒石酸络阴离子 ①若升高，锗的萃取率下降，原因是 。 ②“反萃取”中加入的物质B是 (填标号)。 a．溶液    b．溶液    c．溶液 (5)一种锗晶胞结构如下左图，与锗原子距离最近且相等的锗原子有 个，锗原子A的原子坐标为，锗原子的原子坐标为 ；将该晶胞沿图中体对角线投影，下左图中锗原子B投影的位置是下右图的 号位(填数字)。 14． (2025·汕头二模)钒酸银（）是一种极有前景的可见光响应光催化剂，一种用废钒（主要成分、、、、）制取钒酸银的工艺流程如下： 已知：①有机酸性萃取剂HA的萃取原理为： （表示，表示有机萃取剂）； ②酸性溶液中，对、萃取能力强，而对、的萃取能力较弱。 (1)基态钒原子的价层电子排布式为 。“滤渣”的成分是 （写化学式）。 (2)“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因： 。 (3)“有机层”加入硫酸反萃取后，加入，写出与反应生成和的离子方程式： 。 (4)已知溶液中与可相互转化且为沉淀。室温下，维持“沉钒”时溶液中的总浓度为，。已知，，则“沉钒”后溶液中 。 (5)写出煅烧的化学方程式 ，煅烧生成的气体返回到 工序重新利用。 (6)钒的化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。 ①钒的一种配合物的化学式为，取的溶液进行如下表实验（已知配体难电离出来）。则的配体是 。 ②一种钒的硫化物的晶体结构（图a）及其俯视图（图b）如图所示： X X 试剂 溶液 溶液 现象 无明显变化 白色沉淀 该钒的硫化物晶体中，与每个原子最近且等距的原子个数是 。 15．(2025·汕头一模)精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离回收金和银的流程，如下图所示。 已知：常温下，，。 回答下列问题： (1)滤液中所含金属阳离子为 (填离子符号)。 (2)“酸浸氧化”生成的离子方程式为 。 (3)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸银试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。由此可知，的空间结构是 ；“溶浸”时发生反应的离子方程式为，常温下，该反应的平衡常数 。 (4)“还原”过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，反应产生的滤液可进入 操作中循环利用(填流程中操作名称)。 (5)工业上也常用溶液、氨水和溶液为原料配制浸金液，浸取回收金。一种以原电池原理来浸金的方法如图所示： ①上述原理可知，在浸金过程中起 作用。 ②写出负极区的电极反应式 。 (6)能形成多种组成固定的合金，其中一种晶体X的晶胞结构(立方体)如图所示。该合金的晶胞中，铜原子a的分数坐标为 。设X的最简式的式量为，晶体密度为，则晶体X中与之间的最短距离为 (为阿伏加德罗常数的值)。 16．(2025·肇庆二模)贵金属在电子工业领域有着重要应用。一种从废旧电路板富集回收的金属粉末含金、银、锑、铅等中回收金、银及制备锑钾合金的工艺流程如图所示。 已知：①金属元素“酸溶”主要转化为、、、等； ②⇌⇌； ③常温下，； ④金属离子完全沉淀时，其离子浓度为。 (1)“酸溶”过程中，先将金属进行粉碎的目的为 ；溶解后得到含价金属元素的配离子为 填化学式。 (2)“水解”过程中，水解生成SbOCl的离子方程式为 。 (3)“溶银”过程中，常温下当溶液 时，溶液中 填“>”“<”或“=”。 (4)“还原”过程中，加入的绿色还原剂是二元弱碱，其在水中第一步电离方程式为⇌，则第二步电离的电离方程式为 。 (5)“沉铅”过程中，从平衡移动的角度分析加入硫酸的作用为 ；若“沉铅”时完全转化为，则此时溶液中不低于 。 (6)某立方晶系锑钾合金可作为钾离子电池电极材料。该锑钾合金晶体可描述为如图所示的两个立方体交替出现的晶体结构。则晶体中Sb周围与其最近的K的个数为 。该合金晶胞中，原子个数最简比 Sb： ，其立方晶胞的体积为 。 17．(2025·肇庆一模)废锂离子电池正极材料中含有钴、镍、锂等金属，具有较高回收价值，对其进行无害化处理并回收具有重要意义。一种回收钴、镍、锂的工艺流程如下： 已知：①废锂电池正极材料成分为、、及、的化合物。 ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的如下表所示： 金属离子 开始沉淀时()的 2.7 3.2 6.6 6.7 7.8 沉淀完全时()的 3.7 5.0 9.2 9.5 10.4 ③为淡绿色固体，为玫红色固体。 回答下列问题： (1)“浸出”过程中钴元素转化为，该反应的化学方程式为 。此过程若用浓盐酸代替和，其缺点除因其挥发性导致利用率降低外，还有 (写一点)。 (2)如果“浸出”后溶液中、、浓度均约为，则“调”过程中调节溶液的时，滤渣的主要成分为 。 (3)“除钴”时水相和浓度会影响钴、镍分离效果，根据下图选择“除钴”的最佳条件：水相 ， 。 (4)判断沉镍母液中已沉淀完全的操作为 。 (5)“反萃取”过程发生反应，则反萃取剂为 (填化学式)。 (6)高温高压下向固态中通入气态可制得电池的电解质，制备前需将处理为多孔材料，原因为 ；制得的。中所含化学键类型为 。 18．(2025·梅州一模)五氧化二钒是接触法制取硫酸的催化剂，具有强氧化性。从废钒催化剂(主要成分为：、、、和等)中回收的一种生产工艺流程如下图所示： 已知：价钒在溶液中主要以和的形式存在，两者转化关系为。 (1)写出基态钒原子的价层电子排布式 。 (2)“废渣I”的主要成分为 。“还原”后的溶液中含有阳离子、、、，“还原”过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”和“反萃取”的变化过程可简化为(下式中的R表示或，HA表示有机萃取剂的主要成分)：。工艺流程中可循环使用的试剂有 (写化学式)。 (4)“氧化”时欲使3mol的变为，需要氧化剂至少为 mol。 (5)“调pH”中加入KOH有两个目的，分别为 、 。 (6)钒的某种氧化物的立方晶胞结构如下图，晶胞参数为apm。晶胞中V的配位数与O的配位数之比为 ；已知表示阿伏加德罗常数的值，该晶体密度为 (列出计算式即可)。 19．(2025·韶关一模)(2025·韶关一模)稀土元素有工业“黄金”之称。钇元素(元素符号)、镧元素()均为稀土元素。某种从稀土矿中提取固体的工业流程如下，其中稀土矿渣是稀土矿经初步处理的产品，含有、及银的化合物等物质。 已知：ⅰ.的，的。 ⅱ.草酸根离子能与、反应生成草酸盐沉淀，也能生成可溶于水的配位离子，如等。 回答以下问题： (1)酸浸时，发生反应的离子方程式为 。 (2)往滤液1中加入适量溶液，充分反应，经除杂处理后的溶液可用于 工序中。 (3)一次沉淀时，当溶液中的恰好完全沉淀时， 。 (4)在隔绝空气条件下，滤渣高温分解时还产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出滤渣高温分解的化学方程式 。 (5)二次沉淀时草酸的丙酮溶液浓度不低于，若低于，不仅钇元素沉淀不完全，产品中还会有杂质，检验存在杂质的操作及现象是：把少量产品溶于稀硝酸，取溶液于试管中， ；若浓度过大，导致 元素以 (填化学式)微粒的形式进入滤液2，无法达到目的。 (6)镧系元素合金在材料、能源方面应用广泛。某储氢合金的晶体结构及俯视图分别如图(a)、(b)所示，则原子在晶胞中的位置是面上和 ，制取该合金时，理论上需要单质、的物质的量之比为 。 20．(2025·大湾区二模)贵金属元素钌(Ru)的产品广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。一种利用某含钌废渣(主要成分为Ru，含Co、Cr、Si等物质)回收Ru的工艺流程如下： 已知：常温下，。 (1)Cr在元素周期表中的位置是第 周期第 族。 (2)含钌废渣“酸溶”前必须经过研磨粉碎，其目的是 。 (3)“转化”过程中C2H5OH变为CH3CHO，且溶液的pH明显增大，则该转化反应的化学方程式为 。 (4)钌多活性位点催化剂存在钌单原子、钌团簇、NiO三种活性位点，不同位点的催化特点不同。可用于催化水的多步碱性析氢反应。图1和图2为反应历程中微粒在不同位点相对能量的变化，其中吸附在催化剂表面的微粒用*标注。 ①根据图1推测H2O的“吸附解离”主要发生在 (填“钌单原子”“钌团簇”或“NiO”)位点上。 ②结合图2说明吸附在NiO表面的H2更容易脱附的原因 。 (5)单质X通入热的NaOH溶液中充分反应，经处理后可循环至“蒸馏”工序，则生成X的离子方程式为 。 (6)常温下，酸溶滤液中含Cr3+和Co2+的浓度分别为0.01mol·L-1、1.8×10-3mol·L-1，“沉铬”时需调节pH的范围为 。[已知：当时，可认为Mn+已经沉淀完全] (7)某种含钌化合物的立方晶胞结构如图3.该晶胞中与Ba2+距离最近的离子是 ；若该晶体的密度为，则该晶胞的边长为 pm。(NA为阿伏加德罗常数的值) 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【粤战粤强·化学上分】2026广东高考化学高频考点必刷 必刷18 工艺流程和物质结构综合大题 1. (2025·广东高考真题) 我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 （1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有_______(写一条)。 （2）“高压加热”时，生成的离子方程式为：_______。 （3）“沉铝”时，pH最高可调至_______(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 （4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A. 镍与N、O形成配位键 B. 配位时被还原 C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性 （5）晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则_______；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为_______。 （6）①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为_______和_______。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注_______。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是_______(写一条)。 【答案】（1）搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等 （2）4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+ （3）5 （4）AD （5） ①. 3：1：1 ②. 12 （6） ① 2NH3N2+3H2 ② Fe2O3+3H22Fe+3H2O ③ ④ 没有污染物产生 【解析】 【分析】矿粉酸浸通入SO2酸浸，浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等，调节pH=3.0，通入空气加热得到Fe2O3，Fe2O3可以通过还原得到Fe单质，也可以用电解得到Fe单质，滤液1在常温下沉铝，滤液2选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合物，最终得到产品NixCuyNz。 【小问1解析】 “酸浸”中，提高浸取速率的措施有：搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等； 【小问2解析】 由于通入“酸浸”，故浸取液中不含有，“高压加热”时，Fe2+在酸性条件下被氧化为，离子方程式为：4Fe2++O2+4H2O2Fe2O3↓+8H+； 【小问3解析】 “沉铝”时，保证Cu2+和Ni2+不沉淀，Cu(OH)2的溶度积更小，，根据Ksp=c(Cu2+)×c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-20，得出c(OH-)=10-9mol/L，pH=5； 【小问4解析】 “选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有： A、镍与N、O形成配位键，可以使镍进入有机相，A正确； B、配体中提供孤对电子的O原子带一个单位负电，可以视作是得到一个电子的阴离子，其余配体不带电，整个配合物不显电性，形成配合物后，中心离子还是Ni2+，Ni2+化合价不变，B错误； C、配合物与水形成氢键，不能解释镍进入有机相，C错误； D、烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，D正确； 答案选AD； 【小问5解析】 根据同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，设晶胞边长为a，由几何关系可知，面心的原子与顶点的原子距离为，面心的原子与体心的原子距离为，则可以确定，晶胞中面心原子为Ni，有6×个，顶点原子为Cu，有8×个，体心的原子为N，有1个，则x：y：z=3：1：1； 根据分析，Cu原子处于顶角，距离最近且等距离的原子为面心上Ni原子，数目为； 【小问6解析】 ①氨气分解为N2和H2，H2还原Fe2O3得到Fe单质和水，化学方程式为：2NH3N2+3H2、Fe2O3+3H22Fe+3H2O； ②电解Fe2O3颗粒得到Fe单质，在阴极发生还原反应，则Fe片为阴极，石墨做阳极，电解液为NaOH溶液和颗粒，装置图如下： ； ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有污染性的CO气体产生。 2. (2024·广东高考真题) 镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 （1）“电解”中，反应的化学方程式为_______。 （2）“浸取”中，由形成的离子方程式为_______。 （3）“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。 （4）“LAEM提取”中，原料液的浓度越_______，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高的提取率。 （5）“调”中，至少应大于_______，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为_______。 （6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比_______，其立方晶胞的体积为_______。 【答案】（1）2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ （2）Ga3++4Cl-=[GaCl4]- （3） 铁 [FeCl6]3- （4） 高 NaCl （5）3.2 4.0×10-7 （6）2:1:1 8a3 【分析】电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧，金属转化为氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用LAEM提取，[GaCl4]-通过交换膜进入II室并转化为Ga3+，II室溶液进一步处理得到镓，I室溶液加入含F-的废液调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝； 【解析】 （1）“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑； （2）“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3++4Cl-=[GaCl4]-； （3）由已知，浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3)(m=0~4)微粒形式存在，为了避免铁元素以[FeCl6]3-的微粒形式通过LAEM，故要加入铝片还原Fe3+，从而有利于Ga的分离； （4）“LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越高，更有利于生成[GaCl4]-的反应正向移动，更有利于Ga的提取，在不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCl，提高Cl-浓度，进一步提高Ga的提取率； （5）由pKa(HF)=3.2，Ka(HF)==10-3.2，为了使溶液中c(F-)>c(HF)，c(H+)=×10-3.2<10-3.2mol/L，故pH至少应>3.2，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成，若“结晶”后溶液中c(Na+)=0.10mol⋅L-1，根据Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.0×10-10，[AlF6]3-浓度为=4.0×10-7mol⋅L-1； （6）合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取Ga为晶胞顶点，晶胞面心也是Ga，Ni处于晶胞棱心和体心，Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为8，粒子个数最简比Co:Ga:Ni=2:1:1，晶胞棱长为两个最近的Ga之间（或最近的Ni之间）的距离，为2a nm，故晶胞的体积为8a3nm。 3．(2023·广东高考真题)Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液（含）中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 己知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子；；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。 氢氧化物 （1）活性可与水反应，化学方程式为___________。 （2）常温下，的氨性溶液中，________（填“>”“<”或“=”）。 （3）“氨浸”时，由转化为的离子方程式为___________。 （4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①属于___________（填“晶体”或“非晶体”）。 ②提高了的浸取速率，其原因是___________。 （5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为___________。 ②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，则在晶胞中的位置为___________；晶体中一个周围与其最近的O的个数为___________。 （6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为___________。 ②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和___________（填化学式）。 【答案】（1） （2）> （3）或 （4）晶体 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积 （5）①HCl ②体心 ③12 （6）①0.4或2:5 ②MgO 【解析】 （1）可与水反应，化学方程式为。 （2）常温下，的氨性溶液中，c(OH-)=10-4.1 Kb=10-4.7=[c(NH4+)c(OH-)]/ c(NH3·H2O) 则[c(NH4+) / c(NH3·H2O)= 10-4.7/10-4.1 <1，所以 。 （3）“氨浸”时，由转化为的离子方程式为氧化还原反应，氧化剂为，还原剂为亚硫酸根，故离子方程式为：或。 （4）①有明锐衍射峰，属于晶体。 ②会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积，提高了的浸取速率。 （5）①“析晶”要析出NiCl3·4H2O，为防止Ni2+水解以及失去结晶水，过程中通入的酸性气体A为HCl。 ②晶胞中Co是一个，顶点黑圈●为1，面心白圈○为3，体心为1，故Co不是顶角就是体心，而O原子的数目y不可能1，则氧原子位于面心，数目是3，设晶胞参数为a，由于面心与顶角间距（）大于体心与面心间距（），所以Co在体心。晶体中一个周围与其最近的O的个数为4×3=12。 （6）①pH=9.0，c(OH-)=10-5mol/L，此时Co2+、Co3+、Ni2+、Al3+、Mg2+沉淀需要的离子浓度最小为5.9×10-5、1.6×10 -25、5.5×10-6、1.3×10-18、5.6×10-2，故晶体A为Mg(NO3)2·6H2O，Mg(NO3)2·6H2O=MgO+2HNO3+5H2O 则所得溶液中与的比值，理论上最高为2:5。②“热解”时得到的固体氧化物为MgO ，可用于开始调节pH=9.0时重复使用。 4．(2025·广州一模)独居石精矿是一种以稀土(RE)元素的磷酸盐为主的矿物，还含有FePO4、SiO2和极少量含铀(U)的化合物。一种从独居石精矿中提取铀和稀土的工艺如图。 已知：①常温下，Ka1(H3PO4)=6.9×10﹣3，Ka2(H3PO4)=6.2×10﹣8，Ka3(H3PO4)=4.8×10﹣13，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10﹣12。 ②盐酸体系中，存在4Cl﹣[UO2Cl4]3﹣。Fe3++4Cl﹣═[FeCl4]﹣，其他金属离子与Cl﹣的配位可忽略。 ③工艺中“离子交换”是将含(An﹣)的溶液流过盛有阴离子交换树脂(RCl)的离子交换柱(如图)，发生反应：nRCl(s)+An﹣(aq)RaA(s)+nCl﹣(aq)。 (1)“碱转化”后溶液中的阴离子含有OH、 (填离子符号)和含磷的酸根离子。常温下测得溶液pH=12.0，则溶液中c() c()(填“>”“<”或“=”)。 (2)中O为-2价，U的化合价为 。“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2﹣，其离子方程式为 。 (3)“氧化”和“调pH”工序的目的是避免 (填离子符号)与交换树脂反应，从而有利于U的分离。 (4)“沉铀”中，加入NH4HCO3使UO2Cl2转化为(NH4)4[UO2(CO3)3]再加热促使其分解生成UO3。(NH4)4[UO2(CO3)3]分解的化学方程式为 。 (5)常温下，若“沉淀”后溶液中c(Mg2+)=0.056mol•L﹣1为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2应确保溶液的pH低于 。 (6)一种铀的氧化物晶体结构可描述为U与空位交替填充在由氧原子构成的体积相等的立方体体心，形成如图所示的结构单元。 ①该氧化物的化学式为 。 ②若该氧化物的立方晶胞的晶胞参数为anm，则O与U原子最近的距离为 nm(用a表示)。 【答案】(1) Si < (2) +6 UO(OH)2+2Fe3++4Cl﹣=[UO2Cl4]2﹣+2Fe2++H2O (3)[FeCl4]﹣ (4)(NH4)4[UO2(CO3)3)UO3+4NH3↑+3CO2↑+2H2O (5)9 (6) UO2 a 【分析】由工艺图可知：碱转化：独居石精矿（含稀土磷酸盐、FePO4、SiO2、含铀化合物 ）与NaOH溶液反应，SiO2 等会发生转化进入滤液，实现初步分离。酸浸：用盐酸溶解碱转化后的产物，使相关元素以离子形式进入溶液。氧化：加入H2O2将可能存在的低价态离子（如Fe2+ ）氧化。调pH：加MgO调节pH，使部分杂质离子沉淀为滤渣除去。离子交换：利用阴离子交换树脂，选择性交换特定阴离子，实现目标离子与其他离子分离。洗脱、加热沉淀：对交换后的树脂处理，洗脱目标离子，再经加热沉淀得到UO3 ，流出液经处理得RE(OH)3 ，据此分析解答。 【解析】（1）独居石精矿中含有FePO4、SiO2，“碱转化”时SiO2会与碱反应生成，所以溶液中的阴离子含有OH-、和含磷的酸根离子；已知Ka3(H3PO4)=4.8×10-13，pH = 12.0时，c(H+) = 10-12mol/L，0.48<1，所以c()<c()，故答案为：；<； （2）在中，O为-2，设U的化合价为x，则x+2×(-2)=+2，解得x =+6，“酸浸”中UO(OH)2与Fe3+反应生成[UO2Cl4]2-，Fe3+被还原为Fe2+，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，离子方程式为，故答案为：+6；； （3）根据“离子交换”原理，Fe3+会形成[FeCl4]-与交换树脂反应，所以“氧化”和“调pH”工序的目的是避免[FeCl4]-与交换树脂反应，从而有利于U的分离，故答案为：[FeCl4]-； （4）分解生成UO3，根据原子守恒，还会生成NH3、CO2和H2O，化学方程式为，故答案为：； （5）已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，c(Mg2+)=0.056mol/L，当Mg(OH)2开始沉淀时，c(OH-)10-5mol/L，pOH=5，pH=9，所以为防止RE(OH)3中混入Mg(OH)2，应确保溶液的pH低于9，故答案为：9； （6）①由晶胞结构可知，O原子位于顶点和棱心，O原子个数为8124，U原子个数为2，所以该氧化物的化学式为UO2，故答案为：UO2； ②O与U原子最近的距离为晶胞体对角线长度的，晶胞体对角线长度为a，所以O与U原子最近的距离为anm，故答案为：a。 5．(2025·广州二模)广泛应用于新能源汽车和储能领域。从低浓度锂溶液(含、、、)获得制备的原料和，工艺流程如下： 已知：①常温下，部分物质的如下表。 物质 ②在本工艺相应条件下，EDTA能与反应生成可溶于水的稳定配合物。 ③常温下，，，。 (1)“沉锂1”中生成磷酸锂的离子方程式为 。若“沉锂1”后滤液中，则溶液浓度为 。 (2)“萃取除铝”时，调节溶液，与萃取剂HR(弱酸)反应转化为而被萃取至有机层。降低溶液pH，铝的去除率明显降低，原因是 。 (3)“沉淀”时控制溶液，此时 ，该条件下转化为的离子方程式为 。 (4)“除杂”中加入NaOH调节溶液。滤渣2的主要成分是、和 。 (5)“沉锂2”先加入适量EDTA，再加入固体，充分反应后过滤。加入EDTA的目的是防止产品中混入 (填化学式)杂质。 (6)由可制备X晶体，其晶胞为长方体，结构如图所示。 ①X的化学式为 。 ②与Li距离最近且等距的Co的数目为 。 ③设X最简式的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则X晶体的密度为 (列出计算式)。 【答案】(1) (2)酸性增强，平衡正向移动，导致浓度降低，难以与铝离子配位 (3) (4) (5) (6) 8 【分析】低浓度锂溶液(含、、、)加入Na3PO4溶液沉锂，生成含有、、、的滤渣，用稀硫酸溶解，得到含有Li+、Al3+、Mg2+、Ca2+的溶液，加入萃取剂萃取除铝，得到的水相中含有Li+、Mg2+、Ca2+，加入绿矾和H2O2反应生成固体，过滤后加入NaOH溶液生成滤渣2为、和Mg(OH)2，过滤后加入EDTA，EDTA能与Ca2+反应生成可溶于水的稳定配合物，与Na2CO3转化为Li2CO3固体，以此解答。 【解析】（1）“沉锂1”中和反应生成磷酸锂的离子方程式为：；若“沉锂1”后滤液中，则溶液浓度为。 （2）“萃取除铝”时，调节溶液，与萃取剂HR(弱酸)反应转化为而被萃取至有机层，降低溶液pH，铝的去除率明显降低，原因是酸性增强，平衡正向移动，导致浓度降低，难以与铝离子配位。 （3）沉淀”时控制溶液，c(H+)=0.1mol/L，此时，该条件下和H2O2、反应生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （4）“除杂”中加入NaOH调节溶液，c(OH-)=，由可知，此时溶液中c(Mg2+)=，Mg2+完全沉淀，则滤渣2的主要成分是、和Mg(OH)2。 （5）在本工艺相应条件下，EDTA能与反应生成可溶于水的稳定配合物，“沉锂2”先加入适量EDTA，再加入固体，充分反应后过滤。加入EDTA的目的是防止产品中混入杂质。 （6）①由晶胞结构可知，Li的个数为1，O的个数为=2，Co的个数为=1，X的化学式为； ②由晶胞结构可知，以位于体心的Li为研究对象，与Li距离最近且等距的Co的数目为8； ③设X最简式的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则X晶体的密度为。 6．(2025·深圳二模)铂族金属是国家战略性金属，被誉为“现代工业维他命”。从某矿渣［含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS及等］中提取Pd、Pt、Ni的工艺如下。 已知：Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、；“氨合”后，Pd(Ⅱ)主要以的形式存在；常温下，的，。 (1)Pt、Pd与Fe为同族元素，位于元素周期表的 区。 (2)“氧化浸取”时，Pd发生反应的化学方程式为 。 (3)“滤液Ⅱ”中的溶质可在 工序中循环利用。 (4)“氧化除铁”时，温度为180℃，该过程主要发生两步反应： (ⅰ) (ⅱ) (填离子方程式)。 (5)常温下，“沉镍”时，需调节溶液pH=2，此时 。 (6)含钯催化剂可与其他催化剂协同催化乙烯氧化为乙醛的反应，该催化氧化反应经历如图所示5步(①→⑤)，其中发挥催化作用的阳离子有 和 。 (7)含Pd、Cs、I的化合物可用于太阳能电池材料。一定条件下，其中一种晶体可由立方结构(结构单元如图ⅰ所示)转化为四方结构(晶胞结构如图ⅱ所示)，两种结构的棱边夹角均为90°，且转化过程中原子个数比保持不变。 ①立方结构中Pd、Cs、I的原子个数比为 ； ②立方结构单元与四方晶胞结构的密度之比为 。 【答案】(1)d (2) (3)沉铂 (4) (5)0.084(或) (6) (7) 1：2：6 【分析】矿渣［含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS及等］用硫酸酸浸后过滤，结合矿渣成分可知，滤液1中是硫酸亚铁和硫酸镍，滤渣中含有Pd、Pt和，滤渣经氧化浸取其中Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、，再次过滤，此时得到的滤渣中含有二氧化硅，滤液用氯化铵沉铂，再用氨水和盐酸处理后得到Pd，其中“滤液Ⅱ”中的溶质的主要成分是氯化铵，以此解题。 【解析】（1）Fe是26号元素，位于周期表中的第4周期第Ⅷ族，位于d区，Pt、Pd与Fe为同族元素，也位于元素周期表的d区； （2）结合信息可知，Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、，此时Pd发生反应的化学方程式为：Pd+H2O2+4HCl=H2[PdCl4]+2H2O； （3）结合分析可知，“滤液Ⅱ”中的溶质的主要成分是氯化铵，则可在沉铂工序中循环利用； （4）由图可知，在加热条件下“氧化除铁”最终生成了Fe2O3，其中步骤(ⅰ)中二价铁被氧化为三价铁，则步骤(ⅱ)中三价铁和水在加热条件下生成Fe2O3，离子方程式为：； （5）由于pH=2，则c(H+)=10-2mol/L，； （6）先消耗后生成的物质可认为是催化剂，由图可知，步骤①→⑤中发挥催化作用的阳离子有、； （7）①由图可知，立方结构中Pd、Cs、I个数分别为：Pd：4×=，Cs：1，I：12×=3，则其原子个数比为1：2：6； ②四方结构中Pd：8×+1=2，由于转化过程中原子个数比保持不变，则其中Pd、Cs、I个数分别为2，4，12，设立方结构单元的摩尔质量为M，则四方晶胞结构的摩尔质量为4M，立方结构单元与四方晶胞结构的密度比为：。 7．(2025·深圳上学期联考)铟(In)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)为原料进行铟的富集与回收的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的pH：(生成氢氧化物沉淀) Zn2+ Fe2+ Fe3+ In3+ Pb2+ 开始沉淀 5.4 7.1 1.7 3.5 7.2 完全沉淀 6.4 8.9 2.8 4.8 8.7 ②“萃取”原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq) 回答下列问题： (1)滤渣1的主要成分为 (写化学式)，“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (2)常温下“调pH”时，应控制范围为 。 (3)若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用 (写试剂名称)。 (4)流程中可循环利用的物质为 。 (5)“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为 。 (6)铟可与砷(As)形成一种光纤通信晶体材料，其晶胞结构如图所示： ①该晶体中，铟原子的配位数为 。 ②已知晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA。则晶体密度为 g•cm-3。 【答案】(1) PbSO4 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2)[2.8~3.5)或2.8≤pH＜3.5 (3)盐酸 (4)H2A2或萃取剂 (5)粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟 (6) 4 ×1021 【分析】废渣(ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)，加酸后Pb2+转化成硫酸铅除去，滤渣1为硫酸铅，浸出液中含有Zn2+、Fe2+、In3+等阳离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，反应原理为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，加入碳酸钠“调pH”使三价铁离子沉淀完全，加入有机溶剂经过萃取分液，原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，然后加入盐酸进行反萃取，再加入Zn进行置换得到海绵铟，最后得到精铟，据此分析解题。 【解析】（1）根据分析可知，滤渣1的主要成分为PbSO4；“氧化”步骤发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O； （2）常温下“调pH” 使三价铁离子沉淀完全， In3+不沉淀，应控制pH范围为2.8≤pH＜3.5； （3）在进行反萃取时加入的是酸，若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用盐酸； （4）萃取原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，在反萃取时加入酸，可得到萃取剂，故流程中可循环利用的物质为萃取剂； （5）“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为：粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟； （6）①由晶胞结构可知，铟原子位于As原子围成的四面体空隙，In的配位数为4； ②由晶胞结构可知，As原子有4个位于体内，In原子数目，晶胞的质量为g，则晶体密度为×1021g•cm-3； 8．(2025·深圳一模)一种从石煤灰渣（主要含及等）中提取钒的工艺流程如下： 已知：萃取剂（HR）与阳离子的结合能力：；萃取的原理为；“中间盐”中的金属阳离子均为+3价；含的硫酸盐难溶于水；。 (1)“酸浸”时，钒主要以的形式进入溶液。 ①为提高浸取率，可采取的措施是 （任写一条）。 ②发生反应的化学方程式为 。 (2)“还原结晶”所得“溶液3”的主要阳离子及其浓度如下表： 阳离子 浓度 10.79 0.0041 0.11 0.029 据此分析“溶液3”可在 工序循环利用。 (3)“中间盐”的一种含钒物质为；“溶解”后，所得溶液中钒主要以的形式存在。该含钒物质“溶解”时发生反应的离子方程式为 。 (4)“还原”步骤的主要目的是 。 (5)“萃取”前，需调节溶液。 ①已知萃取前溶液中，理论上，为避免产生沉淀，应调节溶液pH小于 （保留一位小数）。 ②实际上，溶液pH也不能过低，其原因是 。 (6)一种V—Ti固溶体储氢材料经充分储氢后所得晶体的立方晶胞结构如图。 ①该晶体中金属原子与非金属原子的个数比为 。 ②储氢材料的性能常用“体积储氢密度”（储氢材料可释放出的体积）来衡量。一定条件下，50%的氢可从上述晶体中释放出来，且吸放氢引起储氢材料体积的变化可忽略。设为阿伏加德罗常数的值，的摩尔体积为，则该储氢材料的“体积储氢密度”为 （列出算式）。 【答案】(1) “适当升温”“搅拌”“将灰渣进一步粉碎”“适当增加酸的浓度”等，答案合理即可 (2)酸浸 (3) (4)将转化为，避免影响的萃取 (5) 3.3 过低，即浓度过大，会导致萃取反应的平衡逆向移动，不利于进入有机相 (6) 1：2 或等答案合理即可 【分析】酸浸时，溶于稀硫酸，得到，而SiO2不溶于稀硫酸而除去，溶液1中加入固体，得到，而溶液2中加入添加剂，得到中间盐，“中间盐”中一种含钒物质为在热水、空气、酸性条件下溶解，“溶解”后，所得溶液中钒主要以的形式存在，加入铁粉会将三价铁离子还原为二价铁离子，氨水调节溶液pH后，经萃取、反萃取得到钒溶液，最终得到钒材料，回答下列问题。 【解析】（1）①为提高浸取率，可采取的措施有：适当增加酸的浓度、适当提高反应温度、搅拌、将灰渣进一步粉碎等； ②根据题干信息，“酸浸”时，钒主要以的形式进入溶液，与硫酸反应生成VO₂⁺的化学方程式为：； （2）根据表中阳离子浓度，溶液3中主要阳离子为H⁺、VO₂⁺、Al³⁺和Fe³⁺，由于H⁺浓度最高，溶液3可以在酸浸工序循环利用，以充分利用其中的酸； （3）由题干信息：含的硫酸盐难溶于水，“中间盐”的一种含钒物质为发生溶解工序，已知“溶解”后，所得溶液中钒主要以的形式存在，“溶解”时发生反应的离子方程式为：； （4）根据由题干信息，酸浸后溶液中存在且萃取剂（HR）与阳离子的结合能力：，还原步骤的主要目的是将Fe³⁺还原为Fe²⁺，以便在后续的萃取步骤中，萃取剂HR优先与VO²⁺结合，提高钒的提取效率，所以还原步骤的目的是：将转化为，避免影响的萃取； （5）①已知Al(OH)₃的溶度积 ，溶液中Al³⁺浓度为0.4mol/L，根据溶度积公式： 解得：,，pH=，为避免产生沉淀，pH应小于3.3； ②pH过低，即浓度过大，会导致萃取反应的平衡逆向移动，不利于V进入有机相，降低了钒元素的萃取率； （6）①根据晶胞结构图，金属原子（V和Ti）位于顶点和面心，利用均摊法可知，晶胞中金属原子共有个，非金属原子（H）位于体内，晶胞中氢原子共有8个，该晶体中金属原子与非金属原子的个数比为； ②该晶胞的体积为，该晶胞中含有8个氢原子，50%的氢可从上述晶体中释放出来，一个晶胞可以释放出来氢分子个数为，一个晶胞释放出来氢气的物质的量为mol，一个晶胞释放出来的氢气在标况下的体积为，根据定义可知，则该储氢材料的“体积储氢密度”为或者。 9．(2025·佛山一模)电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知：I.萃取时反应：M2＋(水相)＋2RH(有机相)MR2(有机相)＋2H＋(水相)，(K(M2+)为萃取反应的平衡常数，M2＋代表Ni2＋或Co2＋)。 II．该工艺下，Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2；饱和Na2CO3的浓度约为1.5mol·L-1。 (1)Mn属于 区元素。 (2)“碱浸”时，Al箔发生反应的离子方程式为 。 (3)“酸浸”时，Co3O4被还原为Co2＋，1molCo3O4需添加Na2SO3 mol。 (4)“沉锰”时，Mn2＋发生反应的离子方程式为 。 (5)“镍钴分离”时，NiR2和CoR2的浓度相近，通过调控pH，可将Ni2＋、Co2＋依次从有机溶剂HR中分离出来，可知 (填“>”“<”或“=”) (6)该工艺中能循环利用的物质有 (填化学式)。 (7)通过计算说明“沉锂”时Li＋是否可以沉淀完全 。 (8)正极材料的结构如图所示，粒子个数比Ni：Co：Mn= ，该材料化学式为 。 【答案】(1)d (2)2Al+2OH−+6H2O=2[Al(OH)4]−+3H2↑ (3)1 (4)Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+ (5)< (6)RH、H2SO4、NaOH (7)Li+完全沉淀时，c(Li+)=1×10-5mol·L-1，需c(CO)==2.5×108mol·L-1远大于饱和碳酸钠溶液的浓度，故Li+不能沉淀完全 (8) 1∶1∶1 Li3NiCoMnO6 【分析】正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物，正极材料中加入NaOH溶液进行碱浸，AI和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4] 和H2，Li、Ni、Co、Mn的氧化物和NaOH溶液不反应，过滤后滤液中加入稀硫酸沉铝得到Al(OH)3沉淀，滤液进行电解得到NaOH和稀硫酸，Li、Ni、Co、Mn等的氧化物中加入稀硫酸、Na2SO3进行酸浸，分别得到Li2SO4、Ni2SO4、CoSO4、MnSO4，溶液中加入Na2S2O8进行沉锰得到MnO2，Na2S2O8得电子生成Na2SO4，滤液中加入RH进行萃取，水相中得到Li2SO4，水相中加入Na2CO3沉锂得到 Li2CO3，同时生成Na2SO4，有机相中加入稀硫酸进行反萃取得到RH和Ni2SO4、CoSO4。 【解析】（1）Mn位于第四周期第ⅦB族，属于d区元素； （2）“碱浸”时，Al箔和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4] 和H2，发生反应的离子方程式为 ：； （3）“酸浸”时，Co3O4被还原为Co2+，离子反应方程式为：； ，根据离子方程式知，1molCo3O4需添加1molNa2SO3； （4）“沉锰”时，Mn2+转化为MnO2，Mn元素的化合价由+2价变为+4价，Na2S2O8被还原为Na2SO4，该反应的离子方程式为Mn2++S2O+2H2O=MnO2↓+2SO+4H+； （5）“镍钴分离”时，平衡常数小的先从有机溶剂 R中分离出来，NiR2和CoR2的浓度相近，通过调控pH，可将Ni2＋、Co2＋依次从有机溶剂HR中分离出来，可知＜； （6）根据分析和流程图可知，能循环利用的物质有RH、H2SO4、NaOH； （7）当锂离子完全沉淀时，，数据可知，，远大于饱和碳酸钠溶液的浓度，说明此时不能沉淀完全； （8）根据左侧图知，以Ni原子为中心，每个Ni原子连接2个Co、2个Mn原子，每个Co、Mn原子被2个Ni原子连接，所以Ni、Co、Mn的个数之比为1:1:1； 该晶胞中 Ni或Co或Mn原子个数为2+4×=3、Li原子个数为8×+2=3、O原子个数为8×+4=6，该材料化学式为Li3NiCoMnO6。 10．(2025·佛山二模)一种以硼镁矿(含、MgO、及少量铁、铝氧化物等)为原料生产高纯硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 已知：①硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大 ②常温下，硼酸溶液呈弱酸性： (1)基态 有 种空间运动状态。 (2)“溶浸”时选择100℃微沸条件下进行，原因是 。 (3)“吸收”时发生反应的化学方程式为 。 (4)“母液”加热后可返回 工序循环利用。 (5)热过滤后“调pH”的试剂为 (填化学式)。 溶液pH对硼酸结晶率及纯度的影响如图1，根据图1判断合适的pH范围是 此时溶液中 1(填“>”“<”或“=”)。 (6)粗硼酸可以通过与甲醇酯化再水解提纯，写出硼酸与甲醇完全酯化的化学方程式 。 (7)沉镁过程中还会生成镁的另外一种化合物X，其立方晶胞结构如图2a，沿z轴方向的投影为图2b。 ①X的化学式为 。 ②X最简式的式量为，晶体边长为a pm，其晶胞密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1)5 (2)加快反应速率，促进氨气逸出，防止析出 (3) (4)溶浸 (5) (6) (7) 或 【分析】硼镁矿（含、MgO、及少量铁、铝氧化物等）加入硫酸铵溶液，得到气体，根据硼镁矿和硫酸铵化学式知，得到的气体为NH3，“吸收”时NH3和少量CO2反应：；根据过滤及沉镁成分知，热过滤中得到的滤渣为难溶性的SiO2、Fe2O3、Al2O3，调节溶液pH=6.5时得到H3BO3，滤液中含有MgSO4，沉镁过程发生的反应为，加热分解可以得到轻质MgO；母液中含有（NH4）2SO4，据此分析； 【解析】（1）Mg是第12号元素，核外电子排布式为，基态核外电子排布式为，有1+1+3=5种空间运动状态； （2）因硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大，“溶浸”时生成了NH3，故选择100℃微沸条件下进行，原因是加快反应速率，促进氨气逸出，防止析出； （3）根据分析可知，“吸收”时发生反应的化学方程式为； （4）根据分析可知，“母液”含有（NH4）2SO4，加热后可返回溶浸工序循环利用； （5）溶液pH对硼酸结晶率及纯度的影响如图1，根据图1判断合适的pH范围是，此时硼酸结晶率及纯度较高；根据常温下，硼酸溶液呈弱酸性：，； （6）硼酸与甲醇完全酯化，酸脱羟基醇脱氢，化学方程式； （7） ①晶胞中含有数目为4，含有数目为， X的化学式为； ②X最简式的式量为，晶体边长为a pm，其晶胞密度：=g/cm3或g/cm3。 11．(2025·江门调研)钒、钛、钨等金属的回收具有重要的经济和战略价值。利用废钒-钛系脱硝催化剂（含、、及少量的Si、P、Al等的化合物）回收钒、钛、钨的工艺流程如下图。 已知：和的溶解度随温度升高而增大。 回答下列问题： (1)钛酸钠（）中Ti的化合价为 。写出“碱浸”过程中反应生成的化学方程式： 。 (2)在“沉硅沉磷”工序中，除磷率和除硅率变化如图所示。 ①“沉硅沉磷”最适合温度为 。 ②除硅率随温度升高而增大，因升温促进含硅物质的水解，最后硅元素以 （填化学式）的形式沉淀分离出来。 ③除磷率随着温度的升高而下降，其原因可能是 。 (3)“沉钨”时转化为沉降分离，已知温度为T时，，当溶液中恰好沉淀完全（离子浓度等于）时，溶液中 。 (4)已知“酸洗”后钒以形式存在。“离子交换”过程可表示为：，其中为强碱性阴离子交换树脂。“洗脱”时，试剂X应选用 （填化学式）。 (5)①是常用的催化剂，其结构如图所示，该分子中σ键和π键数目比为 。硫酸工业中，转化为的催化剂选用，催化过程经两步完成。 ⅰ： （写出化学方程式），ⅱ：。 ②磷化钒（VP）是另外一种新型催化材料，P交替地填入在V构成的正三棱柱中心，形成如图1所示结构单元。VP晶胞沿b轴投影图如图2所示，则该晶体的晶胞体积为 。 【答案】(1) +4 (2) 70℃ H2SiO3 温度升高，溶解度增大 (3)0.2 mol/L (4)NaCl (5) 3∶2（或6∶4） 【分析】废钒-钛系脱硝催化剂(含、、及少量的Si、P、Al等的化合物)价NaOH碱浸后，反应生成钛酸钠固体，过滤除掉，加入硫酸镁沉硅沉磷，分别生成和，过滤除掉，向滤液中加入氢氧化钙沉钨沉钒，滤饼加入盐酸进行酸洗，生成钨酸沉淀，加热得到WO3，滤液进行离子交换：，将V元素提取出来，加入Cl-的溶液进行洗脱，再加入氯化铵沉钒，最后通过一系列处理得到V2O5； 【解析】（1）中Na为+1价，O为-2价，根据化合价代数和为0，计算得到Ti的化合价为+价，碱浸过程中NaOH与TiO2反应生成和水，化学方程式为； （2）①根据图像可知，温度为70℃时，除硅率和除磷率都较高，故最合适温度为70℃； ②由于的溶解度随温度升高而增大，温度升高促进硅酸根的水解，最后硅元素以H2SiO3沉淀分离出来； ③由于的溶解度随温度升高而增大，故除磷率随着温度的升高而下降； （3）当溶液中恰好沉淀完全(离子浓度等于)时，c(Ca2+)==mol/L=，此时 mol/L=mol/L=0.2 mol/L； （4）“离子交换”过程可表示为：，洗脱则要使平衡逆向移动，由于之前的滤液中有Na+，故X为NaCl； （5）①根据V2O5的结构，1个V2O5中含有6个σ键和4个π键，σ键和π键数目比为3∶2；SO2转化为SO3的化学方程式为，由于反应ii为，则反应i应该是SO2和V2O5生成VO2和SO3，化学方程式为； ②VP晶胞沿b轴投影图如图2所示，根据图1可知，每2个三棱柱含有1个P，而要符合图2，以及化学式为VP，故需要4个三棱柱并置才是一个晶胞，故晶胞底面积为2=，则晶胞的体积为=。 12．(2025·江门一模)碲(Te)元素在可穿戴柔性热电器件领域有广泛应用，硒(Se)元素在光电材料中有广泛应用。从电解精炼铜阳极泥(主要成分是、、金属碲化物、金属硒化物等)中分离碲、硒元素，工艺流程如图所示。 已知：①，; ②碲单质不易与发生反应，硒单质高温下可与生成气体。 (1)Se的基态原子的价层电子排布式为 。 (2)“转化”时，使转化为，反应的离子方程式为 。欲使该反应发生，应控制大于 。(保留2位有效数字) (3)“蒸硒”时，等金属硒化物在下反应，产生的烟气主要成分为和 。 (4)盐酸浸碲液经浓缩后，碲以形式存在，可使用电化学还原法获得碲单质，该电极反应方程式为 。 (5)利用杂质在固态碲和液态碲中溶解度不同，可通过区域熔炼将杂质富集到特定区域。如图所示，加热使熔化模块(熔融区)所在位置的碲棒熔化，模块移动后碲棒凝固。 杂质在碲单质中的分配系数()数据如下表。 杂质 Se S Cu Au As 分配系数 0.44 0.29 0.000013 0.10 0.0023 熔炼过程中碲纯度最高的区域为 (填“前端”、“末端”或“熔融区”)。为提高碲棒中硒的去除率，可在 (填化学式)气氛中进行熔炼提纯。 (6)硒的化合物在半导体和电池研发领域有重要用途，如可用于提升光电器件性能。晶体结构可描述为填充在构成的正四面体的体心，形成如图所示的结构单元。 ①在晶胞中的位置为 ； ②设两个的最短距离为，立方晶胞的密度为 。(设为阿伏加德罗常数的值，列出计算式) 【答案】(1)4s24p4 (2) (3) (4) (5) 前端 (6) 顶点和面心 【分析】铜阳极泥酸浸后用碳酸钠溶液浸泡，将PbSO4转化为PbCO3，用HNO3溶解并转化为Pb(NO3)2，将脱铅阳极泥加浓硫酸焙烧蒸硒，得SeO2后再还原得硒，脱硒阳极泥用盐酸浸出，得到盐酸浸碲液，再用SO2还原，便得到碲。 【解析】（1）Se位于第四周期ⅥA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p4； （2）加入碳酸钠溶液，使转化为，反应的离子方程式为， K=，欲使该反应发生，大于≈； （3）蒸硒”时，等金属硒化物与浓硫酸发生氧化还原反应，产生的烟气主要成分为和； （4）在阴极得电子发生还原反应，电极反应方程式为； （5）根据表格中杂质在碲单质中的分配系数数据，可知杂质在液态碲中溶解度更大，熔融区向末端移动，将杂质溶解带走，前端区再次凝固，故熔炼过程中碲纯度最高的区域为前端；根据已知信息②，为提高碲棒中硒的去除率，可在气氛中进行熔炼提纯； （6）①晶体结构可描述为填充在构成的正四面体的体心，可知晶胞中位于顶点和面心，位于晶胞内部，填充在构成的正四面体的体心，根据均摊法计算，一个晶胞中有4个，8个； ②两个的最短距离为，晶胞中面对角线长为2，设晶胞边长为xnm，则，x=，立方晶胞的密度为 。 13．(2025·汕头三模)锗是一种战略性金属，广泛应用于光学及电子工业领域。某锌浸渣中含有、、、、等，利用锌浸渣提取的实验流程如下图所示： 已知：①部分含锗微粒的存在形式与的关系为： pH pH<2 pH>12 Ge存在形式 ②部分金属离子的沉淀： 开始沉淀 7.5 2.3 6.2 沉淀完全 9.0 3.2 8.0 回答下列问题： (1)“滤渣”的主要成分的化学式是 。 (2)在“还原浸出”步骤中发生反应的离子方程式为 。 (3)“沉锗”步骤中加入的物质A属于碱性氧化物，其化学式是 。“沉锗”操作后，Ge以的形式存在，随着的升高，的沉淀率升高，“沉锗”操作理论上需控制范围为 。 (4)“酸溶”后，溶液的为1.8，向溶液中加入酒石酸萃取剂，其原理为酒石酸与含锗微粒形成酒石酸络阴离子 ①若升高，锗的萃取率下降，原因是 。 ②“反萃取”中加入的物质B是 (填标号)。 a．溶液    b．溶液    c．溶液 (5)一种锗晶胞结构如下左图，与锗原子距离最近且相等的锗原子有 个，锗原子A的原子坐标为，锗原子的原子坐标为 ；将该晶胞沿图中体对角线投影，下左图中锗原子B投影的位置是下右图的 号位(填数字)。 【答案】(1)、 (2) (3) (4) 生成后难以与酒石酸形成配合物 a (5) 4 4 【分析】由题给流程可知，锌浸渣用二氧化硫、硫酸溶液还原浸出，将氧化铁转化为硫酸亚铁，氧化锌、氧化锗转化为硫酸锌、硫酸锗，二氧化硅和硫酸铅不反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣和滤液；向滤液中加入氧化钙调节溶液pH在5—6.2范围内，将溶液中的硫酸锗转化为二氧化锗沉淀，过滤得到含有硫酸亚铁、硫酸锌的滤液和含有氢氧化钙、二氧化锗的滤渣；向滤渣中加入硫酸溶液酸溶，将氢氧化钙转化为硫酸钙、二氧化锗转化为硫酸锗，经一系列操作得到石膏和硫酸锗溶液；向溶液中加入酒石酸和有机溶剂萃取、分液得到水相和含有的有机相；向有机相中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH大于12，反萃取、分液得到锗酸钠，选择合适还原剂将锗酸钠还原得到锗。 【解析】（1）由分析可知，滤渣的主要成分为二氧化硅和硫酸铅，故答案为：、； （2）由分析可知，还原浸出时氧化铁发生的反应为氧化铁与二氧化硫、硫酸溶液反应生成硫酸亚铁和水，反应的离子方程式为，故答案为：； （3）由分析可知，加入氧化钙调节溶液pH在5—6.2范围内的目的是将溶液中的硫酸锗转化为二氧化锗沉淀，故答案为：CaO；； （4）①由题意可知，加入酒石酸和有机溶剂萃取时，溶液的pH为1.8，锗元素以硫酸锗的形式存在，由题给信息可知，溶液pH升高，溶液中硫酸锗会转化为离子，使得硫酸锗难以与酒石酸形成配合物，导致锗的萃取率下降，故答案为：生成后难以与酒石酸形成配合物； ②由分析可知，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH大于12，反萃取的目的是分液得到锗酸钠，故选a； （5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的锗原子与位于体对角线上的锗原子距离最近，则与锗原子距离最近且相等的锗原子有4个；位于顶点的锗原子A的原子坐标为，说明晶胞的边长为1，则位于右侧面心的锗原子的原子坐标为；由投影图中锗原子A、C的位置可知，锗原子B投影的位置是图中的4号位，故答案为：4；；4。 14． (2025·汕头二模)钒酸银（）是一种极有前景的可见光响应光催化剂，一种用废钒（主要成分、、、、）制取钒酸银的工艺流程如下： 已知：①有机酸性萃取剂HA的萃取原理为： （表示，表示有机萃取剂）； ②酸性溶液中，对、萃取能力强，而对、的萃取能力较弱。 (1)基态钒原子的价层电子排布式为 。“滤渣”的成分是 （写化学式）。 (2)“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因： 。 (3)“有机层”加入硫酸反萃取后，加入，写出与反应生成和的离子方程式： 。 (4)已知溶液中与可相互转化且为沉淀。室温下，维持“沉钒”时溶液中的总浓度为，。已知，，则“沉钒”后溶液中 。 (5)写出煅烧的化学方程式 ，煅烧生成的气体返回到 工序重新利用。 (6)钒的化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。 ①钒的一种配合物的化学式为，取的溶液进行如下表实验（已知配体难电离出来）。则的配体是 。 ②一种钒的硫化物的晶体结构（图a）及其俯视图（图b）如图所示： X X 试剂 溶液 溶液 现象 无明显变化 白色沉淀 该钒的硫化物晶体中，与每个原子最近且等距的原子个数是 。 【答案】(1) 3d34s2 SiO2 (2)将+5价钒转化为+4价钒的同时使Fe3+还原为Fe2+，实现钒、铁元素的分离。 (3)+6+3H2O=6++6H+ (4) (5) 沉钒 (6) NH3和 6 【分析】废钒（主要成分、、、、）加入稀硫酸、通入氧气发生反应，生成硫酸铁，“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，而SiO2不反应，过滤存在于滤渣中，萃取前加入铁粉将铁离子还原为亚铁离子，利用有机溶剂HA萃取，分液后加入反萃取剂得到VO2+，再加入KClO3，将VO2+氧化为，再加入氨水得到沉淀NH4VO3，过滤后煅烧得到五氧化二钒，以此来解答。 【解析】（1）钒是23号元素，核外含有23个电子，基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2，由分析可知，“滤渣”的成分是SiO2。 （2）酸性溶液中，对、萃取能力强，而对、的萃取能力较弱，“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，铁粉的原因是：将+5价钒转化为+4价钒的同时使Fe3+还原为Fe2+，实现钒、铁元素的分离。 （3）由分析可知，“有机层”加入硫酸反萃取后，加入，与反应生成和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：+6+3H2O=6++6H+。 （4）室温下，维持“沉钒”时溶液中的总浓度为，，溶液中c(OH-)= =10-8mol/L，由可知，由Kb、c()+c()=，则c()=mol/L，则 。 （5）煅烧分解产生V2O5、NH3和H2O，化学方程式为：，煅烧生成的NH3返回到沉钒工序重新利用。 （6）①配合物存在内界和外界，外界可以完全解离，内界难解离，根据实验现象，X中加入BaCl2溶液无明显变化，加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明没有形成，则外界离子为Cl-，NH3位于内界，配体为NH3和； ②由该钒的硫化物晶体结构可知，以位于体心的V原子为研究对象，与每个V原子最近且等距的S原子个数是6。 15．(2025·汕头一模)精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离回收金和银的流程，如下图所示。 已知：常温下，，。 回答下列问题： (1)滤液中所含金属阳离子为 (填离子符号)。 (2)“酸浸氧化”生成的离子方程式为 。 (3)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸银试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。由此可知，的空间结构是 ；“溶浸”时发生反应的离子方程式为，常温下，该反应的平衡常数 。 (4)“还原”过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ，反应产生的滤液可进入 操作中循环利用(填流程中操作名称)。 (5)工业上也常用溶液、氨水和溶液为原料配制浸金液，浸取回收金。一种以原电池原理来浸金的方法如图所示： ①上述原理可知，在浸金过程中起 作用。 ②写出负极区的电极反应式 。 (6)能形成多种组成固定的合金，其中一种晶体X的晶胞结构(立方体)如图所示。该合金的晶胞中，铜原子a的分数坐标为 。设X的最简式的式量为，晶体密度为，则晶体X中与之间的最短距离为 (为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1) (2) (3) 四面体形 (4) 溶浸 (5) 催化 (6) (0.5，1，0.5) 【分析】铜阳极泥富含等多种元素，加入NaClO3、H2SO4、NaCl氧化酸浸，由题中信息可知，元素转化为沉淀，滤液中含有Cu2+、Na+、、Cl-、等离子，还原得到Au；所得滤渣中含有，加入Na2S2O3溶浸，将AgCl转化为，过滤后向滤液中加入N2H4，还原得到； 【解析】（1）根据分析，滤液中所含金属阳离子为Cu2+、Na+； （2）“酸浸氧化”过程中，金元素被氧化，NaClO3做氧化剂，生成的离子方程式为：； （3）中中心原子硫原子有4个价层电子对，孤电子对数为0，空间结构是正四面体，硫代硫酸根可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物，由此可知，的空间结构是四面体；，的平衡常数 ===； （4）“还原”过程中，N2H4失电子做还原剂，生成氮气，得电子做氧化剂，生成单质银，根据得失电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为；加入Na2S2O3溶浸，将AgCl转化为，过滤后向滤液中加入N2H4，被还原转化为和，过滤后滤液可进入溶浸操作中循环利用； （5）①根据图示，转化为中间产物，又被氧气氧化生成，可知在浸金过程中起催化作用； ②金在负极失电子，发生氧化反应生成，电极反应式为：； （6）根据图示，铜原子a位于面心，该合金的晶胞中，铜原子a的分数坐标为(0.5，1，0.5)；晶体X中与之间的最短距离为晶胞面对角线的一半，根据均摊法计算，一个晶胞中含有1个原子，3个原子，X的最简式的式量为，故晶体X中与之间的最短距离为。 16．(2025·肇庆二模)贵金属在电子工业领域有着重要应用。一种从废旧电路板富集回收的金属粉末含金、银、锑、铅等中回收金、银及制备锑钾合金的工艺流程如图所示。 已知：①金属元素“酸溶”主要转化为、、、等； ②⇌⇌； ③常温下，； ④金属离子完全沉淀时，其离子浓度为。 (1)“酸溶”过程中，先将金属进行粉碎的目的为 ；溶解后得到含价金属元素的配离子为 填化学式。 (2)“水解”过程中，水解生成SbOCl的离子方程式为 。 (3)“溶银”过程中，常温下当溶液 时，溶液中 填“>”“<”或“=”。 (4)“还原”过程中，加入的绿色还原剂是二元弱碱，其在水中第一步电离方程式为⇌，则第二步电离的电离方程式为 。 (5)“沉铅”过程中，从平衡移动的角度分析加入硫酸的作用为 ；若“沉铅”时完全转化为，则此时溶液中不低于 。 (6)某立方晶系锑钾合金可作为钾离子电池电极材料。该锑钾合金晶体可描述为如图所示的两个立方体交替出现的晶体结构。则晶体中Sb周围与其最近的K的个数为 。该合金晶胞中，原子个数最简比 Sb： ，其立方晶胞的体积为 。 【答案】(1) 增大固液接触面积，加快反应速率，使其充分反应 (2) (3)< (4)⇌ (5) 由题目已知信息可知，在溶液中存在平衡：⇌，加入后，与形成更难溶的使减小，促进平衡正向移动，使中的转化为沉淀 (6) 8 1：3 【分析】金属粉末中含金、银、锑、铅等成分，金属元素“酸溶”主要转化为、、、等，然后加入去离子水水解得到AgCl、SbOCl混合固体和含有和的滤液，用氨水溶解AgCl，过滤后得到SbOCl固体和[Ag(NH3)2]+溶液，加入N2H4将[Ag(NH3)2]+还原为Ag，向含有和的滤液加入硫酸沉铅过滤得到PbSO4固体，滤液中的经还原后可以得到Au。 【解析】（1）“酸溶”过程中，先将金属进行粉碎的目的是增大固液接触面积，加快反应速率，使其充分反应；已知金属元素“酸溶”主要转化为、、，则溶解后得到含价金属元素的配离子， 故答案为：增大固液接触面积，加快反应速率，使其充分反应；； （2）“水解”过程中，水解生成SbOCl的离子方程式为：， 故答案为：； （3）已知，常温下当溶液时，，则， 故答案为：<； （4）N2H4是二元弱碱，其在水中第一步电离方程式为⇌，则第二步电离出和，电离方程式为⇌， 故答案为：⇌； （5）“沉铅”过程中，由题目已知信息可知，在溶液中存在平衡：⇌，加入后，与形成更难溶的使减小，促进平衡正向移动，使中的转化为沉淀，若“沉铅”时完全转化为，此时溶液中不低于， 故答案为：由题目已知信息可知，在溶液中存在平衡：⇌，加入后，与形成更难溶的使减小，促进平衡正向移动，使中的转化为沉淀；； （6） 两个立方体交替出现的晶体结构，以图标记的Sb原子为例，据此判断与Sb最邻近的K原子数为8，该晶胞中K原子个数、Sb原子个数，则Sb、K原子个数之比：3，晶胞棱长为2a nm，晶胞体积为 ， 故答案为：8；1：3；。 17．(2025·肇庆一模)废锂离子电池正极材料中含有钴、镍、锂等金属，具有较高回收价值，对其进行无害化处理并回收具有重要意义。一种回收钴、镍、锂的工艺流程如下： 已知：①废锂电池正极材料成分为、、及、的化合物。 ②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的如下表所示： 金属离子 开始沉淀时()的 2.7 3.2 6.6 6.7 7.8 沉淀完全时()的 3.7 5.0 9.2 9.5 10.4 ③为淡绿色固体，为玫红色固体。 回答下列问题： (1)“浸出”过程中钴元素转化为，该反应的化学方程式为 。此过程若用浓盐酸代替和，其缺点除因其挥发性导致利用率降低外，还有 (写一点)。 (2)如果“浸出”后溶液中、、浓度均约为，则“调”过程中调节溶液的时，滤渣的主要成分为 。 (3)“除钴”时水相和浓度会影响钴、镍分离效果，根据下图选择“除钴”的最佳条件：水相 ， 。 (4)判断沉镍母液中已沉淀完全的操作为 。 (5)“反萃取”过程发生反应，则反萃取剂为 (填化学式)。 (6)高温高压下向固态中通入气态可制得电池的电解质，制备前需将处理为多孔材料，原因为 ；制得的。中所含化学键类型为 。 【答案】(1) 可以被、等氧化成有毒的，污染环境 (2)、 (3) 5.2 0.25 (4)取适量沉镍母液于试管中，滴加溶液，若无淡绿色固体产生，说明已沉淀完全 (5) (6) 增大气固接触面积，提高产率 离子键、极性共价键 【分析】由题给流程控制，向废旧锂电池的正极材料中加入硫酸和过氧化氢的混合溶液浸出，将金属元素转化为可溶的金属硫酸盐，向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液调节溶液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P204萃取、分液得到除去锰离子水相，向水相中加入P507萃取、分液得到钴萃余液和载钴有机相；向钴萃余液中加入氢氧化钠溶液反萃取、过滤得到氢氧化镍和沉镍母液；向沉镍母液中加入氢氟酸，将溶液中的锂离子转化为氟化锂沉淀，过滤得到氟化锂；向载钴有机相中加入反萃取剂稀硫酸萃取、分液得到含有硫酸亚钴的反萃取液；反萃取液经处理得到硫酸亚钴。 【解析】（1）“浸出”过程中钴元素转化为亚钴离子发生的反应为钴酸锂与硫酸和过氧化氢混合溶液反应生成硫酸锂、硫酸亚钴、氧气和水，反应的化学方程式为；浓盐酸具有还原性，若用浓盐酸代替硫酸和过氧化氢混合溶液，浓盐酸会与钴酸锂、镍酸锂等发生氧化还原反应生成有毒的氯气污染环境，故答案为：；可以被、等氧化成有毒的，污染环境； （2）由表格数据可知，调节溶液pH为5的目的是将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，故答案为：、； （3）由图可知，水相pH为5.2、c(P507)为0.25时钴、镍萃取率相差最大，所以“除钴”的最佳条件是水相pH为5.2、c(P507)为0.25，故答案为：5.2；0.25； （4）由题给信息可知，氢氧化镍为淡绿色固体，则判断沉镍母液中镍离子已沉淀完全的操作为取适量沉镍母液于试管中，滴加溶液，若无淡绿色固体产生，说明已沉淀完全，故答案为：取适量沉镍母液于试管中，滴加溶液，若无淡绿色固体产生，说明已沉淀完全； （5）由分析可知，加入反萃取剂稀硫酸萃取、分液的目的是得到含有硫酸亚钴的反萃取液，故答案为：； （6）制得电池的电解质LiPF6前需将氟化锂处理为多孔材料可以增大气固接触面积，提高产率；由化学式可知，LiPF6中含有离子键、极性共价键，故答案为：增大气固接触面积，提高产率；离子键、极性共价键。 18．(2025·梅州一模)五氧化二钒是接触法制取硫酸的催化剂，具有强氧化性。从废钒催化剂(主要成分为：、、、和等)中回收的一种生产工艺流程如下图所示： 已知：价钒在溶液中主要以和的形式存在，两者转化关系为。 (1)写出基态钒原子的价层电子排布式 。 (2)“废渣I”的主要成分为 。“还原”后的溶液中含有阳离子、、、，“还原”过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”和“反萃取”的变化过程可简化为(下式中的R表示或，HA表示有机萃取剂的主要成分)：。工艺流程中可循环使用的试剂有 (写化学式)。 (4)“氧化”时欲使3mol的变为，需要氧化剂至少为 mol。 (5)“调pH”中加入KOH有两个目的，分别为 、 。 (6)钒的某种氧化物的立方晶胞结构如下图，晶胞参数为apm。晶胞中V的配位数与O的配位数之比为 ；已知表示阿伏加德罗常数的值，该晶体密度为 (列出计算式即可)。 【答案】(1) (2) (3)、HA (4)0.5 (5) 促使水解成沉淀 促使转化为，有利于下一步沉钒 (6) (或) 【分析】利用废钒催化剂(主要成分为：、、、和等)回收的工艺流程为：将废钒催化剂加入在硫酸作用下进行还原，不溶于酸，过滤后在废渣I中，得到含阳离子、、、的滤液，再加有机萃取剂HA进行萃取，分液得有机层，再加入试剂X进行反萃取，分液后有机萃取剂进入萃取环节循环使用，得到酸性水溶液，加氧化，再加KOH调节pH，过滤得废渣II和含钒滤液，加入沉钒得，最后煅烧得产品，据此分析解答。 【解析】（1）钒为23号元素，位于周期表中第四周期第VB族，则基态钒原子的价层电子排布式为：。 故答案为：。 （2）根据分析，废渣I为难溶于硫酸的；“还原”过程中被在酸性作用还原为，则反应的离子方程式为：。 故答案为：；。 （3）根据萃取和反萃取方程式：可知，当发生萃取时，水层有硫酸生成，可以用在反萃取操作中；当发生反萃取时，有机层有HA产生，可以用在萃取操作中，所以可以循环使用的物质为：、HA。 （4）根据分析，在氧化时发生的反应为：，根据方程中关系量可知，要使3mol的变为，需要氧化剂至少为。 故答案为：0.5。 （5）由于在反萃取后的酸性水溶液中还存在和，经氧化后变为和，所以加入KOH后首先调节pH，促使水解形成沉淀过滤除去，同时根据题目已知转化，得到加入KOH还可以消耗使平衡右移生成更多的，有利于下一步沉钒操作。 故答案为：促使水解成沉淀；促使转化为，有利于下一步沉钒。 （6）根据晶胞图形可知，1个V原子与6个O原子形成配位键，配位数为6，1个O原子与3个V原子形成配位键，配位数为3，则晶胞中V的配位数与O的配位数之比为；同时在晶胞中，O原子有4个位于晶胞面心，2个位于体心，则O原子数为：；V原子有8个位于晶胞顶点，1个位于体心，则V原子数为：，则1个晶胞的构成为或，得到该氧化物化学式为：，晶胞参数为apm，则边长为，则该晶体密度为。 故答案为：2：1；（或）。 19．(2025·韶关一模)(2025·韶关一模)稀土元素有工业“黄金”之称。钇元素(元素符号)、镧元素()均为稀土元素。某种从稀土矿中提取固体的工业流程如下，其中稀土矿渣是稀土矿经初步处理的产品，含有、及银的化合物等物质。 已知：ⅰ.的，的。 ⅱ.草酸根离子能与、反应生成草酸盐沉淀，也能生成可溶于水的配位离子，如等。 回答以下问题： (1)酸浸时，发生反应的离子方程式为 。 (2)往滤液1中加入适量溶液，充分反应，经除杂处理后的溶液可用于 工序中。 (3)一次沉淀时，当溶液中的恰好完全沉淀时， 。 (4)在隔绝空气条件下，滤渣高温分解时还产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出滤渣高温分解的化学方程式 。 (5)二次沉淀时草酸的丙酮溶液浓度不低于，若低于，不仅钇元素沉淀不完全，产品中还会有杂质，检验存在杂质的操作及现象是：把少量产品溶于稀硝酸，取溶液于试管中， ；若浓度过大，导致 元素以 (填化学式)微粒的形式进入滤液2，无法达到目的。 (6)镧系元素合金在材料、能源方面应用广泛。某储氢合金的晶体结构及俯视图分别如图(a)、(b)所示，则原子在晶胞中的位置是面上和 ，制取该合金时，理论上需要单质、的物质的量之比为 。 【答案】(1)+3H+=Y3++3H2O (2)一次沉淀 (3)5.0×10-21mol/L (4) (5) 加入几滴KSCN溶液，振荡，溶液变为红色 Y或钇 (6) 体心(或体内) 1：5 【分析】稀土矿渣中含有、及银的化合物等物质，往其中加盐酸酸浸，银的化合物形成浸出渣，从中可以回收银；、与盐酸反应转化为YCl3、FeCl3，往其中通入NH3、加NH4Cl溶液，进行一次沉淀，将YCl3、FeCl3转化为Y(OH)3、Fe(OH)3，过滤，往滤渣中加盐酸溶解后，往其中加H2C2O4的丙酮溶液，进行二次沉淀，将铁元素转化为，Y元素转化为Y2(C2O4)3沉淀成为滤渣，然后洗涤、烘干、高温分解得Y2O3。 【解析】（1）酸浸时，和盐酸反应生成YCl3和水，发生反应的离子方程式为+3H+=Y3++3H2O； （2）滤液1中含有和Cl-等，所以往滤液1中加入适量溶液，充分反应，经除杂处理后的溶液中含NH4Cl和NH3•H2O，由流程图可知，可用于一次沉淀工序中； （3）一次沉淀时，当溶液中的恰好完全沉淀时，，则； （4）由分析可知，滤渣为Y2(C2O4)3，在隔绝空气条件下，Y2(C2O4)3高温分解时还产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，即生成CO2，根据得失电子守恒，滤渣高温分解的化学方程式为； （5）二次沉淀时草酸的丙酮溶液浓度不低于，若低于，不仅钇元素沉淀不完全，产品中还会含铁元素的杂质，检验存在杂质的操作及现象是：把少量产品溶于稀硝酸，取溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，振荡，溶液变为红色；若浓度过大，导致Y或钇元素以的形式进入滤液2，无法达到目的； （6）由储氢合金的晶体结构及俯视图可知，原子在晶胞中的位置是面上和体心(或体内)，个数为，La位于顶点和棱上，个数为，则制取该合金时，理论上需要单质、的物质的量之比为2：10=1：5。 20．(2025·大湾区二模)贵金属元素钌(Ru)的产品广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。一种利用某含钌废渣(主要成分为Ru，含Co、Cr、Si等物质)回收Ru的工艺流程如下： 已知：常温下，。 (1)Cr在元素周期表中的位置是第 周期第 族。 (2)含钌废渣“酸溶”前必须经过研磨粉碎，其目的是 。 (3)“转化”过程中C2H5OH变为CH3CHO，且溶液的pH明显增大，则该转化反应的化学方程式为 。 (4)钌多活性位点催化剂存在钌单原子、钌团簇、NiO三种活性位点，不同位点的催化特点不同。可用于催化水的多步碱性析氢反应。图1和图2为反应历程中微粒在不同位点相对能量的变化，其中吸附在催化剂表面的微粒用*标注。 ①根据图1推测H2O的“吸附解离”主要发生在 (填“钌单原子”“钌团簇”或“NiO”)位点上。 ②结合图2说明吸附在NiO表面的H2更容易脱附的原因 。 (5)单质X通入热的NaOH溶液中充分反应，经处理后可循环至“蒸馏”工序，则生成X的离子方程式为 。 (6)常温下，酸溶滤液中含Cr3+和Co2+的浓度分别为0.01mol·L-1、1.8×10-3mol·L-1，“沉铬”时需调节pH的范围为 。[已知：当时，可认为Mn+已经沉淀完全] (7)某种含钌化合物的立方晶胞结构如图3.该晶胞中与Ba2+距离最近的离子是 ；若该晶体的密度为，则该晶胞的边长为 pm。(NA为阿伏加德罗常数的值) 【答案】(1) 四 VIB (2)增大反应物之间的接触面积，加快浸取速率，提高浸取率和原料利用率(答对一条即可) (3) (4) 钌单原子 吸附在NiO位点上的相对能量高，较不稳定，更容易脱附 (5) (6)或 (7) O2- 或或等其他合理表示式 【分析】废催化剂经过HCl酸溶，滤液中含有Cr3+和Co2+，经过沉铬和沉钴，分离出Cr和Co元素，滤渣经过多步得到K2RuO4，加入乙醇转化过滤得到Ru(OH)4，再加入NaClO3氧化蒸馏得到RuO4，加入盐酸发生氧化还原反应，得到RuCl3和气体Cl2，溶液结晶得到RuCl3晶体，还原得到Ru单质。 【解析】（1）Cr是24号元素，在元素周期表中的位置是第四周期，第VIB族； （2）含钌废渣“酸溶”前必须经过研磨粉碎，其目的是：增大反应物之间的接触面积，加快浸取速率，提高浸取率和原料利用率； （3）K2RuO4中加入乙醇转化，得到Ru(OH)4和乙醛，根据电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为：； （4）①根据图1可知，在催化剂为钌单原子位点上相对能量最低，反应容易发生，H2O的“吸附解离”主要发生在钌单原子位点上； ②由图2可知，吸附在NiO位点上的H2相对能量高，较不稳定，H2更容易脱附； （5）RuO4与盐酸反应生成RuCl3，Ru化合价降低，则Cl元素化合价升高生成Cl2，离子方程式为：； （6）沉铬时要让Cr3+沉淀，Co2+不沉淀，根据溶度积常数，Cr3+完全沉淀时浓度为10-5mol/L，则c(OH-)==10-9mol/L，c(H+)=10-5mol/L，pH=5.0，Co2+浓度为1.8×10-3mol·L-1，Co2+开始沉淀时，c(OH-)=，c(H+)=10-8mol/L，pH=8.0，“沉铬”时需调节pH的范围为：； （7）Ba2+与O2-最近距离为立方体面对角线一半，与Ru4+的最近距离为体对角线一半，故与Ba2+距离最近的离子是O2-； 晶胞中有Ru4+1个，Ba2+为8个，O2-为6个，晶胞的质量为，晶胞的体积为，晶胞的边长为cm=。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$