专题12 工艺流程综合题 -备战2026年高考化学真题题源解密（广东专用）

专题 12 工艺流程综合题 五年考情概览：解读近五年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 典型真题精析：代表性真题分类精讲并点评命题规律，设置仿照题目。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 易错易错速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 高考模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 近三年考查统计 近五年命题呈现出情境真实化、结构固定化、能力综合化的显著趋势，试题多以资源回收（如锂电池、废催化剂）、新材料合成等工业流程为背景，将元素推断、化学平衡、晶体计算、电化学原理及实验操作融为一体，尤其强调定量计算（Ksp、晶胞密度、平衡常数） 与信息迁移能力的考查，充分体现“价值引领、素养导向”的命题理念，要求学生不仅掌握核心知识，更能灵活解决复杂实际问题。 分离、提纯类工艺流程综合题 2025·广东卷 2024·广东卷 2023·广东卷 2022·广东卷 2021·广东卷 【典题1】（2025·广东卷）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)。 【典题2】（2024·广东卷）镓()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(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，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。用提取金属离子的原理如图。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)“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 。 1、（2023·广东卷）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，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：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 回答下列问题： (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)。 2、（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下： 已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。 离子 开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4 沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 / (1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是 。 (2)“过滤1”前，用溶液调pH至 的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于 (保留两位有效数字)。 (4)①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是 。 ②“操作X”的过程为：先 ，再固液分离。 (5)该工艺中，可再生循环利用的物质有 (写化学式)。 (6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。 ①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移 电子。 ②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为 。 3、（2021·广东卷）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下： 已知：25℃时，的，；；；该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。 (1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为 。 (2)“沉铝”中，生成的沉淀为 。 (3)“沉钼”中，为7.0。 ①生成的离子方程式为 。 ②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中 (列出算式)时，应停止加入溶液。 (4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，为 。 ②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量 (填化学式)气体，再通入足量，可析出。 (5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。 ①该氧化物为 。 ②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。 1．（2025·广东深圳·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：(水相)(有机相)(有机相)(水相)，(为萃取反应的平衡常数，代表或)。 Ⅱ．该工艺下，；饱和的浓度约为。 (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，被还原为，需添加 ，其中转移的电子数目为 。 (4)“沉锰”时，发生反应的离子方程式为 。 (5)“镍钴分离”时，通过添加硫酸调控，可将、依次从有机溶剂中分离出来，请从平衡移动的角度解释原因 。 (6)该工艺中能循环利用的物质有 (填化学式)。 2．（2025·广东深圳·一模）氧锰八面体纳米棒(OMS-2)是一种新型的环保催化剂。用软锰矿和黄铁矿(主要成分分别为、)合成OMS-2的工艺流程如下： 常温条件下，离子沉淀时的数据： 金属离子 开始沉淀的 2.2 7.5 8.8 完全沉淀的 3.2 9.0 10.8 (1)为了加快浸出的效率，可以采取的措施是： (写一条即可)。 (2)实验操作所需的玻璃仪器有： 、烧杯、玻璃棒；有强氧化性，则淡黄色固体除了有未反应完的矿石外，还有 (填化学式)。 (3)溶液中加入的作用是 ，写出其离子反应方程式 ；“调值”步骤中，的调节范围是3.2-8.8，目的是将以的形式除尽。如何检验已经除尽 (填具体操作)。 (4)“精制结晶”步骤中的具体操作为：加热蒸发浓缩， ，过滤、洗涤，干燥。 (5)生产过程中的原料、、按物质的量比反应，产物中硫元素全部以的形式存在，该反应的离子方程式为 。 3．（2025·广东深圳·一模）二氧化铈(CeO2)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示： 已知：①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+，也能与SO结合成[CeSO4]2+： ②在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能； ③当某离子的浓度低于1.0×10-5mol·L-1时，该离子沉淀完全。 (1)氧化焙烧中氧化的目的是 。 (2)“萃取”时存在反应：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，如图中D是分配比，表示Ce(Ⅳ)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比D=，保持其它条件不变，若在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c()，请解释D随起始料液中c()变化的原因 。 (3)“反萃取”中，温度太高，反应速率逐渐减小的原因是 。 (4)常温下，向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH，pH应大于 时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。(已知Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20]) (5)“氧化”步骤的离子方程式为 。 (6)氧化铈CeO2，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3+占据原来Ce4+的位置，可以得到更稳定的结构，如图所示，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为apm。(已知：O2-的空缺率=×100%)。 ①晶体CeO2中每个Ce周围与其最近的Ce个数为 。 ②CeO2晶体的密度为 g·cm-3(只需列出表达式)。 ③若掺杂Y2O3后得到n(CeO2):n(Y2O3)=3:1的晶体，则此晶体中O2-的空缺率为 。 4．（2025·广东惠州·一模）钒(V)是一种重要的战略金属元素，利用硫酸化—水浸工艺从石煤(含有V2O3、SiO2、CaO、Al2O3)中制得VO2+的工艺流程如下： 已知：①氧化中和后，溶液的pH为8； ②树脂吸附原理：+M-+Cl-。 (1)在其他条件相同时，熟化温度对钒浸出率的影响如下图，最佳的熟化温度为 。 (2)“氧化中和”后钒的化合价为 ，滤渣2的主要成分为 。 (3)含钒离子在不同pH溶液中的存在形式如下： “树脂吸附”的化学方程式为 ，流出液的主要成分为 。 (4)“解吸”时可以用饱和NaCl溶液洗脱，请结合平衡移动原理解释原因 。 (5)向解吸后的洗脱液中加入MgCl2溶液，当溶液中c(Mg2+)=1.8×10-6mol/L时，求溶液中的c() (已知：Ksp[NH4VO3]=1.8×10-11，Ksp[Mg(VO3)2]=1.8×10-12) (6)“还原”过程的离子方程式为 。 (7)一种含钒的氧化物晶胞结构如图，此氧化物的化学式为 ；已知NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。 5．（2025·广东·二模）一种从锌冶炼渣(主要含Zn、CuO、ZnFe2O4、PbO2、SiO2和少量Ga2O3、Ga2S3、GeO2、GeS2等)中提取镓(Ga)和储(Ge)的工艺流程如下。 已知：①25℃时，H2C2O4的Ka1=5.6×10-2，Ka2=1.5×l0-4；Ksp(PbC2O4)=4.8×10-10，Ksp(PbSO4)=1.6×10-8。 ②c{[Fe(C2O4)3]3-}对Ga、Ge的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)的影响如下表。 c{[Fe(C2O4)3]3-} 0 0.5 1 4 6 8 Ga的萃取率/% 84.78 81.32 79.41 52.24 44.32 23.16 Ge的萃取率/% 99.96 99.88 99.86 99.68 99.52 99.35 (1)“低酸浸出”后滤液中含有的金属阳离子主要有 。 (2)“酸浸”时，加入H2O2能将Ga和Ge的硫化物转化为对应相同价态的氧化物，氧化物再与草酸反应生成配合物。 ①Ga2O3被草酸浸出生成[Ga(C2O4)3]3-的离子方程式为 。 ②加入草酸后，PbSO4 (填“能”或“不能”)完全转化为PbC2O4，请结合平衡常数K计算说明原因 (一般认为K>105时，反应基本能完全进行；K<10-5时，则反应很难进行)。 (3)加Fe粉“还原”的目的为 。 (4)不同浓度的H2SO4和NaOH洗脱剂对Ga和Ge的洗脱率(进入水层中金属离子的百分数)如图所示。由图可知，洗脱剂2应选用 (填化学式)。 (5)砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同。 ①已知GaP的熔点为1480℃，则GaAs的熔点 (填“低于”、“等于”或“高于”)1480℃。 ②GaAs的一种立方晶胞中，As原子仅有两种位置，一种As原子位于晶胞顶点，晶体中与As原子最近且等距的As原子有12个，Ga原子均位于晶胞内，该立方晶胞中含有 个Ga原子。 ③下列图示不可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元的是 。 6．（2025·广东深圳·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·广东汕头·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 。 8．（2025·广东佛山·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)。 9．（2025·广东湛江·二模）某研究组开发了一种从铜阳极泥(含、、、、等)中提取金、银等贵金属的工艺，流程如图所示，请回答以下问题： 已知：①“滤渣1”的主要成分为、、。 ②  。 ③当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在。 ④“溶银”时，“滤渣3”可以转化为银络合离子，温度过高时，银络合离子容易被分解，发生反应。 (1)Te(碲)与氧同主族，位于元素周期表的第五周期，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)“酸浸”时生成反应的化学方程式为 。 (3)“溶金”时生成反应的离子方程式为 。 (4)“酸浸”和“溶金”工序均需加入一定量的。 ①在“酸浸”工序中，加入适量的原因是 。 ②在“溶金”工序，溶液中浓度不能超过 。 (5)“滤液5”中溶质主要成分为 (填化学式)。已知：“溶银”工序中银浸出率与反应温度的关系如图。在连续生产的模式下，“溶银”工序需在左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是 。 (6)过渡金属硫族化合物常用于超导材料的性能研究，某过渡金属硫族化合物的晶胞结构如图所示。 ①该物质的化学式为 。 ②已知晶胞底面边长是，高是，晶胞最简式的摩尔质量为，计算该晶胞的密度 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值用表示)。 10．（2025·广东茂名·二模）某种软锰矿中含有、、的氧化物，一种综合利用的工艺流程如下： 已知：①25℃下，的，的。 ②溶解度随温度变化较大。 ③离子浓度等于时该离子恰好完全沉淀。 (1)焙烧温度对和的浸出率的影响如图所示，则“焙烧”时最佳温度为 。 (2)“浸出渣”主要成分有与 （写化学式）。 (3)“碱化过滤”时，发生反应的化学方程式为 ，当完全沉淀，溶液中 （填“>”“<”或“=”）；“氧化”时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为 ；“一系列操作”为 ，过滤，洗涤，干燥。 (5)该工艺中可循环利用的物质有 （写化学式）。 (6)一种含、、元素的形状记忆合金的结构单元如图所示，该合金的最简立方晶胞中，的个数为 ，晶体中一个周围与其最近的的个数为 。 11．（2025·广东广州·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)。 12．（2025·广东·一模）对电解制锰过程中产生的复合硫酸盐[成分为和]进行回收利用具有较高的经济价值与环保价值，相关工艺流程如图所示。 已知：室温下，；；。 (1)气态化合物a的化学式为 。 (2)“沉淀1”时，室温下将“浸液1”的调至9.5，得到沉淀，此时浸液中的浓度为 。 (3)草酸镁晶体在足量空气中充分“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。 (4)“浸出2”中加入溶液的目的为 。 (5)“浸出3”后，铅元素以的形式存在，该过程中涉及铅元素的反应的离子方程式为 ；“浸渣3”的主要成分为 (填化学式)。 (6)将“沉淀1”中所得的焙烧，可制得锰的某种氧化物，其立方晶胞结构如图中A所示(和O原子省略)，晶胞棱长为。A可看作是i、ii两种基本单元交替排列而成。 ①该氧化物的化学式为 。 ②设该氧化物最简式的式量为，则晶体密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 13．（2025·广东湛江·一模）钴是一种重要的战略物质，钴合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。工业上以钴矿(主要成分是，含有、、、等杂质)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示。 ①25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 金属离子 开始沉淀的 6.9 1.5 3.6 7.1 7.9 沉淀完全的 8.3 2.8 4.7 9.2 9.8 ②的，当溶液中可溶性组分浓度小于时，可认为已除尽。 回答下列问题： (1)浸取钴矿石前需要“粉碎”处理，其目的是 。 (2)“浸取”时含物质发生反应的离子方程式为 。 (3)“除杂”过程中调的范围是 。 (4)若“沉钙”后溶液中，是否沉淀完全？理由是 (写出必要的计算过程)。 (5)该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。 (6)工业上利用电解含的水溶液制备金属钴的装置如图所示。 ①图中电极应连接电源的 (填“正”或“负”)极，“电解”时发生反应的化学方程式为 。 ②电解过程中Ⅱ室溶液变小，则离子交换膜2为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 14．（2025·广东梅州·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)。 15．（2025·广东汕头·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)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题 12 工艺流程综合题 五年考情概览：解读近五年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 典型真题精析：代表性真题分类精讲并点评命题规律，设置仿照题目。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 易错易错速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 高考模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。 命题解读 考向 近三年考查统计 近五年命题呈现出情境真实化、结构固定化、能力综合化的显著趋势，试题多以资源回收（如锂电池、废催化剂）、新材料合成等工业流程为背景，将元素推断、化学平衡、晶体计算、电化学原理及实验操作融为一体，尤其强调定量计算（Ksp、晶胞密度、平衡常数） 与信息迁移能力的考查，充分体现“价值引领、素养导向”的命题理念，要求学生不仅掌握核心知识，更能灵活解决复杂实际问题。 分离、提纯类工艺流程综合题 2025·广东卷 2024·广东卷 2023·广东卷 2022·广东卷 2021·广东卷 【典题1】（2025·广东卷）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) 3：1：1 12 (6) 2NH3N2+3H2 Fe2O3+3H22Fe+3H2O 没有污染物产生 【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。 【详解】（1）“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； （2）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+； （3）“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； （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，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； （5）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； （6）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。 【典题2】（2024·广东卷）镓()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(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，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。用提取金属离子的原理如图。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)“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 [FeCl4]- (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； 【详解】（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，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，为了避免铁元素以[FeCl4]-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至少应大于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。 1、（2023·广东卷）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，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：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 回答下列问题： (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) 体心 12 (6) 0.4或 【分析】硝酸浸取液(含)中加入活性氧化镁调节溶液pH值，过滤，得到滤液主要是硝酸镁，结晶纯化得到硝酸镁晶体，再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸，过滤，向滤液中进行镍钴分离，，经过一系列得到氯化铬和饱和氯化镍溶液，向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。 【详解】（1）活性可与水反应，化学方程式为；故答案为：。 （2）常温下，的氨性溶液中，，，，则＞；故答案为：＞。 （3）“氨浸”时，与亚硫酸根发生氧化还原反应，再与氨水反应生成，则由转化为的离子方程式为或；故答案为：或。 （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。 ①X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰，则属于晶体；故答案为：晶体。 ②根据题意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，则能提高了的浸取速率，其原因是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；故答案为：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）①“析晶”过程中为了防止水解，因此通入的酸性气体A为；故答案为：。 ②由可制备晶体，其立方晶胞如图。x、y为整数，根据图中信息Co、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，与O最小间距大于与O最小间距，则Al在顶点，因此在晶胞中的位置为体心；晶体中一个周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个周围与其最近的O的个数为12；故答案为：体心；12。 （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，则晶体A为，根据，，还剩余5个水分子，因此所得溶液中与的比值理论上最高为；故答案为：0.4或。 ②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，根据前面分析，，在于可重复利用和；故答案为：。 2、（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下： 已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。 离子 开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4 沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 / (1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是 。 (2)“过滤1”前，用溶液调pH至 的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为 。 (3)“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于 (保留两位有效数字)。 (4)①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是 。 ②“操作X”的过程为：先 ，再固液分离。 (5)该工艺中，可再生循环利用的物质有 (写化学式)。 (6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。 ①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移 电子。 ②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为 。 【答案】(1)Fe2+ (2) 4.7pH<6.2 (3)4.010-4 (4) 加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率 冷却结晶 (5)MgSO4 (6) 15 O2+4e-+2H2O=4OH- 【分析】由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等离子，经氧化调pH使、形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有、、等离子，加入月桂酸钠，使形成沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。 【详解】（1）由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2+氧化为Fe3+，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2+，故答案为：Fe2+； （2）由表中数据可知，沉淀完全的pH为4.7，而开始沉淀的pH为6.2~7.4，所以为保证、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液调pH至4.7pH<6.2的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为，故答案为：4.7pH<6.2；； （3）滤液2中浓度为，即0.1125mol/L，根据，若要加入月桂酸钠后只生成，而不产生，则==4.010-4，故答案为：4.010-4； （4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率，故答案为：加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率； ② “操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔点为，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离，故答案为：冷却结晶； （5）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4，故答案为：MgSO4； （6）①中Y为+3价，中Pt为+4价，而中金属均为0价，所以还原和熔融盐制备时，生成1mol转移15电子，故答案为：15； ②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-。 3、（2021·广东卷）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下： 已知：25℃时，的，；；；该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。 (1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为 。 (2)“沉铝”中，生成的沉淀为 。 (3)“沉钼”中，为7.0。 ①生成的离子方程式为 。 ②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中 (列出算式)时，应停止加入溶液。 (4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，为 。 ②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量 (填化学式)气体，再通入足量，可析出。 (5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。 ①该氧化物为 。 ②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。 【答案】 +6 +=↓ 【分析】由题中信息可知，废催化剂与氢氧化钠一起焙烧后，铝和钼都发生了反应分别转化为偏铝酸钠和钼酸钠，经水浸、过滤，分离出含镍的固体滤渣，滤液I中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到的沉淀X为氢氧化铝，滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，过滤得到钼酸钡。 【详解】（1）“焙烧”中，有生成，其中Na和O的化合价为+1和-2，根据化合价的代数和为0可知，元素的化合价为+6。 （2）“沉铝”中，偏铝酸钠转化为氢氧化铝，因此，生成的沉淀为。 （3）①滤液II中含有钼酸钠，加入氯化钡溶液后生成沉淀，该反应的离子方程式为+=↓。 ②若开始生成沉淀，则体系中恰好建立如下平衡：，该反应的化学平衡常数为。为避免中混入沉淀，必须满足，由于“沉钼”中为7.0，，所以溶液中时，开始生成沉淀，因此，时，应停止加入溶液。 （4）①滤液I中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠，过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，因此，过滤得到的滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，故为。 ②根据侯氏制碱法的原理可知，往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量，再通入足量，可析出。 （5）①由题中信息可知，致密的保护膜为一种氧化物，是由与反应生成的，联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知，该氧化物为。 ②由和同族、和同族可知，中显+3价（其最高价）、显-3价。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，其化合价升高了8，元素被氧化，则该反应的氧化剂为，还原剂为。中的O元素为-1价，其作为氧化剂时，O元素要被还原到-2价，每个参加反应会使化合价降低2，根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为。 1．（2025·广东深圳·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：(水相)(有机相)(有机相)(水相)，(为萃取反应的平衡常数，代表或)。 Ⅱ．该工艺下，；饱和的浓度约为。 (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，被还原为，需添加 ，其中转移的电子数目为 。 (4)“沉锰”时，发生反应的离子方程式为 。 (5)“镍钴分离”时，通过添加硫酸调控，可将、依次从有机溶剂中分离出来，请从平衡移动的角度解释原因 。 (6)该工艺中能循环利用的物质有 (填化学式)。 【答案】(1)d (2) (3) 1 2NA (4) (5)由M2+(水相)(有机相)(有机相)(水相)，加硫酸，使H+的浓度增大，平衡逆向移动，使Ni2+、Co2+依次从有机溶剂RH中分离出来 (6)RH、H2SO4、NaOH 【分析】电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物，加入NaOH进行碱浸，此时Al转化为Na[Al(OH)4]，其它物质仍留在固体中；将固体加入Na2SO3、H2SO4进行酸浸，此时Co3O4被还原为Co2+；加入Na2S2O8，将Mn2+氧化并转化为MnO2沉淀；过滤后，滤液中加入有机萃取剂RH进行萃取，Ni2+、Co2+转化为NiR2、CoR2进入有机层，再加入H2SO4进行镍钴分离，得到Ni2SO4、CoSO4。萃取后的水相中加入Na2CO3沉锂，得到Li2CO3沉淀，滤液是Na2SO4，将Na2SO4溶液电解，得到NaOH和H2SO4。 【详解】（1）Mn为25号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，位于第四周期第VIIB族，属于d区元素。 （2）“碱浸”时，箔和溶液反应生成和，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子方程式为：。 （3）“酸浸”时，被Na2SO3还原为，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子反应方程式为：；根据离子方程式，可建立如下关系式：Co3O4——Na2SO3——2e-，则1 mol Co3O4参加反应，需要添加1 mol Na2SO3，转移的电子数目为2 NA。 （4）“沉锰”时，Mn2+转化为MnO2，Mn元素的化合价由+2价变为+4价，被还原为，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子方程式为。 （5）添加硫酸后，可将Ni2+、Co2+依次从有机溶剂RH中分离出来，则平衡向生成Ni2+、Co2+的方向移动，所以从平衡移动的角度解释，原因为：由M2+(水相)(有机相)(有机相)(水相)，加硫酸，使H+的浓度增大，平衡逆向移动，使Ni2+、Co2+依次从有机溶剂RH中分离出来。 （6）根据分析和流程图可知，反应起初消耗RH、H2SO4、NaOH，后来又陆续生成RH、H2SO4、NaOH，所以能循环利用的物质有RH、H2SO4、NaOH。 【点睛】离子中的8个O原子，6个显-2价，2个显-1价。 2．（2025·广东深圳·一模）氧锰八面体纳米棒(OMS-2)是一种新型的环保催化剂。用软锰矿和黄铁矿(主要成分分别为、)合成OMS-2的工艺流程如下： 常温条件下，离子沉淀时的数据： 金属离子 开始沉淀的 2.2 7.5 8.8 完全沉淀的 3.2 9.0 10.8 (1)为了加快浸出的效率，可以采取的措施是： (写一条即可)。 (2)实验操作所需的玻璃仪器有： 、烧杯、玻璃棒；有强氧化性，则淡黄色固体除了有未反应完的矿石外，还有 (填化学式)。 (3)溶液中加入的作用是 ，写出其离子反应方程式 ；“调值”步骤中，的调节范围是3.2-8.8，目的是将以的形式除尽。如何检验已经除尽 (填具体操作)。 (4)“精制结晶”步骤中的具体操作为：加热蒸发浓缩， ，过滤、洗涤，干燥。 (5)生产过程中的原料、、按物质的量比反应，产物中硫元素全部以的形式存在，该反应的离子方程式为 。 【答案】(1)矿石粉碎、适当升高温度、搅拌、适当增加硫酸浓度等 (2) 漏斗 S (3) 将氧化为 取上层清液加入KSCN溶液，溶液不变色，则铁离子已经除尽 (4)冷却结晶 (5) 【分析】软锰矿和黄铁矿用硫酸酸浸，得到的淡黄色固体为S，在酸浸过程中，中硫的化合价升高，所以Mn的化合价降低，过滤后溶液A中含有和，向溶液A中加入，把氧化为，调节溶液的pH，除去后的滤液精制得到，加入酸性溶液和，生成，最后焙烧得到OMS-2，据此回答。 【详解】（1）为了加快浸出的效率，可以采取的措施是：矿石粉碎、适当升高温度、搅拌、适当增加硫酸浓度等，故答案为矿石粉碎、适当升高温度、搅拌、适当增加硫酸浓度等。 （2）实验操作A为过滤操作，所需的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；有强氧化性，则淡黄色固体除了有未反应完的矿石外，还有被二氧化锰氧化生成的硫单质；故答案为漏斗；S。 （3）由分析知，溶液A中加入的作用是把氧化为，其反应离子方程式为；铁离子和KSCN溶液反应变红色，检验已经除尽的方法为：取上层清液加入KSCN溶液，溶液不变色，则铁离子已经除尽；故答案为把氧化为；；取上层清液加入KSCN溶液，溶液不变色，则铁离子已经除尽。 （4）精制结晶”步骤得到，具体操作为：加热蒸发浓缩，有少量晶体析出时，停止加热，冷却结晶，过滤、洗涤，干燥，故答案为冷却结晶。 （5）生产过程中的原料、、按物质的量比反应，产物中硫元素全部以的形式存在，Mn全部转化为，根据质量守恒和电荷守恒，反应的离子方程式，故答案为。 3．（2025·广东深圳·一模）二氧化铈(CeO2)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示： 已知：①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+，也能与SO结合成[CeSO4]2+： ②在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能； ③当某离子的浓度低于1.0×10-5mol·L-1时，该离子沉淀完全。 (1)氧化焙烧中氧化的目的是 。 (2)“萃取”时存在反应：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，如图中D是分配比，表示Ce(Ⅳ)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比D=，保持其它条件不变，若在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c()，请解释D随起始料液中c()变化的原因 。 (3)“反萃取”中，温度太高，反应速率逐渐减小的原因是 。 (4)常温下，向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH，pH应大于 时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。(已知Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20]) (5)“氧化”步骤的离子方程式为 。 (6)氧化铈CeO2，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂Y2O3，Y3+占据原来Ce4+的位置，可以得到更稳定的结构，如图所示，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为apm。(已知：O2-的空缺率=×100%)。 ①晶体CeO2中每个Ce周围与其最近的Ce个数为 。 ②CeO2晶体的密度为 g·cm-3(只需列出表达式)。 ③若掺杂Y2O3后得到n(CeO2):n(Y2O3)=3:1的晶体，则此晶体中O2-的空缺率为 。 【答案】(1)将+3价铈氧化为+4价 (2)随着c()增大，水层中Ce4+与结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小 (3)温度越高，双氧水的分解速率越快，使得溶液中双氧水的浓度减小，反应速率减慢 (4)9 (5)2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl- (6) 12 10% 【分析】分析工艺流程，可知氟碳铈矿（主要含CeFCO3）进行“氧化焙烧”，+3价铈被氧化成+4价，同时放出二氧化碳气体。向烧渣中加入盐酸进行酸浸，再用萃取剂进行萃取，Ce4+进入有机层。向有机层加入氟洗液，除去F-。加稀硫酸、H2O2进行反萃取，有机层中的Ce4+被还原为Ce3+进入水层，分液后，向含Ce3+的水层加入NaOH后，Ce3+转化为沉淀，加入次氯酸钠将Ce从+3氧化为+4，最终得到产品，据此解答； 【详解】（1）根据分析可知，氧化的目的是：将+3价铈氧化为+4价；答案为：将+3价铈氧化为+4价； （2）D随起始料液中c()变化的原因是随着c()增大，水层中Ce4+与SO结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+向左移动，D迅速减小；答案为：随着c()增大，水层中Ce4+与结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小； （3）“反萃取”时，温度过高，H2O2的分解速率越快，从而使得H2O2的浓度降低，反应速率减慢。答案为：温度越高，双氧水的分解速率越快，使得溶液中双氧水的浓度减小，反应速率减慢； （4）根据题给信息，当溶液中c(Ce3+)的浓度低于1.0×10-5mol·L-1时，Ce3+沉淀完全。则此时溶液的c(OH-)=，此时溶液的pH=。即当pH>9时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。答案为：9； （5）“氧化”步骤中用次氯酸钠将Ce3+氧化成Ce4+，反应的离子方程式为2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-，答案为：2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-； （6）①根据图示，CeO2晶胞中，每个Ce周围与其最近的Ce的个数为12； ②根据均摊原则，CeO2晶胞中Ce4+数为4，O2-数为8，CeO2晶胞中Ce4＋与最近O2-的核间距为apm，则晶胞边长为pm，晶体的密度为； ③CeO2中阳离子和阴离子的个数比为1:2，若掺杂Y2O3后得到n(CeO2):n(Y2O3)＝0.6:0.2的晶体，阳离子和阴离子的个数比为1:1.8，则此晶体中O2-的空缺率为。 答案为：12；；10%。 4．（2025·广东惠州·一模）钒(V)是一种重要的战略金属元素，利用硫酸化—水浸工艺从石煤(含有V2O3、SiO2、CaO、Al2O3)中制得VO2+的工艺流程如下： 已知：①氧化中和后，溶液的pH为8； ②树脂吸附原理：+M-+Cl-。 (1)在其他条件相同时，熟化温度对钒浸出率的影响如下图，最佳的熟化温度为 。 (2)“氧化中和”后钒的化合价为 ，滤渣2的主要成分为 。 (3)含钒离子在不同pH溶液中的存在形式如下： “树脂吸附”的化学方程式为 ，流出液的主要成分为 。 (4)“解吸”时可以用饱和NaCl溶液洗脱，请结合平衡移动原理解释原因 。 (5)向解吸后的洗脱液中加入MgCl2溶液，当溶液中c(Mg2+)=1.8×10-6mol/L时，求溶液中的c() (已知：Ksp[NH4VO3]=1.8×10-11，Ksp[Mg(VO3)2]=1.8×10-12) (6)“还原”过程的离子方程式为 。 (7)一种含钒的氧化物晶胞结构如图，此氧化物的化学式为 ；已知NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。 【答案】(1)100℃ (2) +5 Al(OH)3 (3) NaCl (4)树脂吸附存在平衡：，加入饱和NaCl溶液，使得体系中的Cl-浓度升高，进而导致吸附平衡逆向移动，有助于从树脂上脱附 (5) (6) (7) VO2 【分析】“熟化”过程中，SiO2不反应，其余物质均转化成对应价态的硫酸盐；经“水浸”后，得到含SiO2、CaSO4的滤渣1和含钒、铝盐的滤液；滤液经“氧化中和”得到含Al(OH)3的滤渣2以及含Na2HVO4、NaCl的滤液；滤液经“树脂吸附”“解吸”“沉钒”后得到NH4VO3；NH4VO3经煅烧得到V2O5；V2O5与硫酸反应生成；最终被HCOOH还原成VO2+。 【详解】（1）由图可知，当熟化温度为100℃时，钒的浸出率达到最大； （2）根据后期含钒物质的价态可知，“氧化中和”后，钒的价态为+5；由上述分析可知“滤渣2”主要成分为Al(OH)3； （3）“氧化中和”后溶液的pH为8，此时含钒离子为，根据树脂吸附原理可知，吸附的化学方程式为；流出液主要是“氧化中和”后除的其他物质，主要包括NaCl； （4）树脂吸附存在平衡：，加入饱和NaCl溶液，使得体系中的Cl-浓度升高，进而导致吸附平衡逆向移动，有助于从树脂上脱附； （5）依题Mg(VO3)2的溶度积小于NH4VO3的溶度积，故当体系生成NH4VO3晶体后，Mg(VO3)2也达到溶解平衡，此时，； （6）“还原”过程中，被HCOOH还原成VO2+，故反应的离子方程式为； （7）V在顶点和体心，O在面心和体内，根据均摊法可知晶胞中V的数目为，O的数目为，故化学式为VO2；晶胞密度为=g·cm-3。 5．（2025·广东·二模）一种从锌冶炼渣(主要含Zn、CuO、ZnFe2O4、PbO2、SiO2和少量Ga2O3、Ga2S3、GeO2、GeS2等)中提取镓(Ga)和储(Ge)的工艺流程如下。 已知：①25℃时，H2C2O4的Ka1=5.6×10-2，Ka2=1.5×l0-4；Ksp(PbC2O4)=4.8×10-10，Ksp(PbSO4)=1.6×10-8。 ②c{[Fe(C2O4)3]3-}对Ga、Ge的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)的影响如下表。 c{[Fe(C2O4)3]3-} 0 0.5 1 4 6 8 Ga的萃取率/% 84.78 81.32 79.41 52.24 44.32 23.16 Ge的萃取率/% 99.96 99.88 99.86 99.68 99.52 99.35 (1)“低酸浸出”后滤液中含有的金属阳离子主要有 。 (2)“酸浸”时，加入H2O2能将Ga和Ge的硫化物转化为对应相同价态的氧化物，氧化物再与草酸反应生成配合物。 ①Ga2O3被草酸浸出生成[Ga(C2O4)3]3-的离子方程式为 。 ②加入草酸后，PbSO4 (填“能”或“不能”)完全转化为PbC2O4，请结合平衡常数K计算说明原因 (一般认为K>105时，反应基本能完全进行；K<10-5时，则反应很难进行)。 (3)加Fe粉“还原”的目的为 。 (4)不同浓度的H2SO4和NaOH洗脱剂对Ga和Ge的洗脱率(进入水层中金属离子的百分数)如图所示。由图可知，洗脱剂2应选用 (填化学式)。 (5)砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同。 ①已知GaP的熔点为1480℃，则GaAs的熔点 (填“低于”、“等于”或“高于”)1480℃。 ②GaAs的一种立方晶胞中，As原子仅有两种位置，一种As原子位于晶胞顶点，晶体中与As原子最近且等距的As原子有12个，Ga原子均位于晶胞内，该立方晶胞中含有 个Ga原子。 ③下列图示不可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元的是 。 【答案】(1)Zn2+、Cu2+、Fe3+ (2) Ga2O3+6H2C2O4=2[Ga(C2O4)3]3-+6H++3H2O 不能 PbSO4+H2C2O4PbC2O4++，K=====2.8×10-4，平衡常数很小，PbSO4不能完全转化为PbC2O4 (3)除去[Fe(C2O4)3]3-，以提高Ga的萃取率 (4)NaOH (5) 低于 4 B 【分析】锌冶炼渣(主要含Zn、CuO、ZnFe2O4、PbO2、SiO2和少量Ga2O3、Ga2S3、GeO2、GeS2等)中加入H2SO4低酸浸出，由后续操作中涉及的物质可知，过滤所得的滤液中含有的金属阳离子主要有Zn2+、Cu2+、Fe3+；向高硅渣中加入H2O2、H2C2O4酸浸，此时PbO2被H2O2还原为Pb2+，并转化为PbSO4沉淀，SiO2不参与反应进入沉淀；Ga3+、Ge4+、Fe3+分别转化为配离子；由于[Fe(C2O4)3]3-会影响Ga、Ge的萃取率，所以加入Fe将[Fe(C2O4)3]3-还原为FeC2O4沉淀除去；向滤液中加入萃取剂进行萃取，再加入洗脱剂1(从图中看应为H2SO4)，得到富镓母液，电解得粗镓；有机层中加入洗脱剂2(从图中看应为NaOH)，得到水相和有机相，从水相中可回收锗，据此解答。 【详解】（1）由分析可知，“低酸浸出”后滤液中含有的金属阳离子主要有Zn2+、Cu2+、Fe3+； （2）①Ga2O3被草酸浸出生成[Ga(C2O4)3]3-，同时生成水和，反应的离子方程式为：Ga2O3+6H2C2O4=2[Ga(C2O4)3]3-+6H++3H2O； ②加入草酸后，由以下计算可得出，反应的平衡常数很小，PbSO4不能完全转化为PbC2O4，其原因为：PbSO4+H2C2O4PbC2O4++，K=====2.8×10-4，平衡常数很小，PbSO4不能完全转化为PbC2O4； （3）由表中数据可知，随着[Fe(C2O4)3]3-浓度的增大，Ga、Ge的萃取率不断减小，尤其对Ga的萃取率的影响非常大，所以加Fe粉“还原”的目的为：除去[Fe(C2O4)3]3-，以提高Ga的萃取率； （4）洗脱剂2用于洗脱回收锗，由图可知，使用NaOH时锗的洗脱率较大，则洗脱剂2应选用NaOH； （5）1①GaN、GaP、GaAs晶体类型相同，都属于共价晶体，原子半径越大，键长越长，键能越小，熔点越低，因As的原子半径大于P的原子半径，则GaAs的熔点比GaP的熔点低，GaP的熔点为1480℃，所以GaAs的熔点低于1480℃； ②GaAs的一种立方晶胞中，As原子仅有两种位置，一种As原子位于晶胞顶点，晶体中与As原子最近且等距的As原子有12个，则表明另一种As原子位于立方晶胞的面心，晶胞中所含As原子的个数为=4，GaAs晶体中Ga、As的原子个数比为1∶1，Ga原子均位于晶胞内，则该立方晶胞中含有4个Ga原子； ③A．晶胞分成8个小立方体，Ga原子位于小立方体的体心，4个As原子位于顶点，可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元，A不符合题意； B．若As原子位于小立方体的顶点，则Ga原子位于体心，不可能位于顶点，该图不可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元，B符合题意； C．提取晶胞内的4个Ga原子构成小立方体，便可得到如图，可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元，C不符合题意； 故选B。 6．（2025·广东深圳·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。 【详解】（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·广东汕头·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。 【详解】（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。 8．（2025·广东佛山·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； 【详解】（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。 9．（2025·广东湛江·二模）某研究组开发了一种从铜阳极泥(含、、、、等)中提取金、银等贵金属的工艺，流程如图所示，请回答以下问题： 已知：①“滤渣1”的主要成分为、、。 ②  。 ③当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在。 ④“溶银”时，“滤渣3”可以转化为银络合离子，温度过高时，银络合离子容易被分解，发生反应。 (1)Te(碲)与氧同主族，位于元素周期表的第五周期，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)“酸浸”时生成反应的化学方程式为 。 (3)“溶金”时生成反应的离子方程式为 。 (4)“酸浸”和“溶金”工序均需加入一定量的。 ①在“酸浸”工序中，加入适量的原因是 。 ②在“溶金”工序，溶液中浓度不能超过 。 (5)“滤液5”中溶质主要成分为 (填化学式)。已知：“溶银”工序中银浸出率与反应温度的关系如图。在连续生产的模式下，“溶银”工序需在左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是 。 (6)过渡金属硫族化合物常用于超导材料的性能研究，某过渡金属硫族化合物的晶胞结构如图所示。 ①该物质的化学式为 。 ②已知晶胞底面边长是，高是，晶胞最简式的摩尔质量为，计算该晶胞的密度 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值用表示)。 【答案】(1) (2) (3) (4) 使完全转化为，防止氯化钠过少导致转化不完全，并且防止氯化钠过量导致转化为 0.5 (5) 反应温度过高，银络合离子容易被分解，“溶银”的效率降低 (6) 【分析】向铜阳极泥(含、、、、等)中加入溶液、溶液和NaCl进行“酸浸”，发生、、、，得到溶液和难溶的、、，过滤，向滤渣中加入NaOH溶液进行“溶碲”，与NaOH 反应生成溶液，过滤，向难溶的、中加入、溶液、NaCl进行“溶金”，发生反应，生成溶液，过滤，向难溶的中加入溶液进行“溶银”，得到，加入进行还原，得到Ag单质和溶液，将“滤液5”溶液进行循环使用，据此回答。 【详解】（1）Te(碲)与氧同主族，位于元素周期表的第五周期，其基态原子的价电子排布式； （2）由分析知，“酸浸”时生成反应的化学方程式为； （3）由分析知，“溶金”时生成反应的离子方程式为； （4）①在“酸浸”工序中，加入适量，可以使完全转化为，防止氯化钠过少导致转化不完全，并且防止氯化钠过量导致转化为； ②根据已知，，； （5）由分析知，“滤液5”中溶质主要成分为溶液；由图知，反应温度过高，银络合离子容易被分解，“溶银”的效率降低，故在连续生产的模式下，“溶银”工序需在左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产； （6）该晶胞中原子个数，原子个数，原子个数=8，则、、原子个数之比，故化学式为，晶胞体积，晶胞密度。 10．（2025·广东茂名·二模）某种软锰矿中含有、、的氧化物，一种综合利用的工艺流程如下： 已知：①25℃下，的，的。 ②溶解度随温度变化较大。 ③离子浓度等于时该离子恰好完全沉淀。 (1)焙烧温度对和的浸出率的影响如图所示，则“焙烧”时最佳温度为 。 (2)“浸出渣”主要成分有与 （写化学式）。 (3)“碱化过滤”时，发生反应的化学方程式为 ，当完全沉淀，溶液中 （填“>”“<”或“=”）；“氧化”时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为 ；“一系列操作”为 ，过滤，洗涤，干燥。 (5)该工艺中可循环利用的物质有 （写化学式）。 (6)一种含、、元素的形状记忆合金的结构单元如图所示，该合金的最简立方晶胞中，的个数为 ，晶体中一个周围与其最近的的个数为 。 【答案】(1)650℃ (2) (3) < (4) 蒸发浓缩，冷却结晶 (5)或 (6) 8 6 【分析】软锰矿中含有、、的氧化物。软锰矿和硫酸混合“焙烧”，加水“浸出”，氧化铁、二氧化硅难溶于水，浸出渣中含有氧化铁、二氧化硅，根据流程图，浸出液“碱化过滤”得氢氧化锰，可知浸出液中含有硫酸锰；氢氧化锰“浆化”通入空气氧化得Mn3O4。硫酸锰溶液加入(NH4)2S2O8，硫酸锰被氧化为二氧化锰沉淀，(NH4)2S2O8还原为硫酸铵，硫酸铵溶液经蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸铵固体。 【详解】（1）根据焙烧温度对和的浸出率的影响图，650℃时Mn的浸出率高、铁的浸出率低 ，则“焙烧”时最佳温度为650℃。 （2）二氧化硅难溶于水，“浸出渣”主要成分有与。 （3）“碱化过滤”时，和氨水发生反应生成氢氧化锰沉淀和硫酸铵，反应的化学方程式为；的，，根据的，当完全沉淀，c(OH-)的最小值为 mol/L；，所以溶液中<；“氧化”时，氢氧化锰被氧气氧化为Mn3O4，6Mn(OH)2-2Mn3O4-O2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6。 （4）“水热法”时，温度控制在160℃，硫酸锰被氧化为二氧化锰，(NH4)2S2O8还原为硫酸铵，锰元素化合价由+2升高为+4，氧化剂(NH4)2S2O8在含有2个-1价氧原子，氧元素化合价由-1降低为-2，根据得失电子守恒，配平反应的离子方程式为。溶解度随温度变化较大， 溶液蒸发浓缩、冷却结晶可析出晶体，“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。 （5）“焙烧”生成得SO3可循环到“混料”过程使用，该工艺中可循环利用的物质有SO3或H2SO4。 （6）根据图示，1个晶胞由8个图示的结构单元组成，所以晶胞中的个数为8，晶体中一个周围与其最近的的个数为6(位于其上下左右前后)。 11．（2025·广东广州·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。 【详解】（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，该氧化物的晶胞是由两种结构单元各4个交错排列形成的大立方体，U位于晶胞内，共4个，O位于顶点、面心、棱心和体心，共个，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。 12．（2025·广东·一模）对电解制锰过程中产生的复合硫酸盐[成分为和]进行回收利用具有较高的经济价值与环保价值，相关工艺流程如图所示。 已知：室温下，；；。 (1)气态化合物a的化学式为 。 (2)“沉淀1”时，室温下将“浸液1”的调至9.5，得到沉淀，此时浸液中的浓度为 。 (3)草酸镁晶体在足量空气中充分“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。 (4)“浸出2”中加入溶液的目的为 。 (5)“浸出3”后，铅元素以的形式存在，该过程中涉及铅元素的反应的离子方程式为 ；“浸渣3”的主要成分为 (填化学式)。 (6)将“沉淀1”中所得的焙烧，可制得锰的某种氧化物，其立方晶胞结构如图中A所示(和O原子省略)，晶胞棱长为。A可看作是i、ii两种基本单元交替排列而成。 ①该氧化物的化学式为 。 ②设该氧化物最简式的式量为，则晶体密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1) (2) (3) (4)将和转化为能与酸反应的和，便于后续和的分离、回收处理 (5) (6) 【分析】将复合硫酸盐[成分为和]进行低温焙烧，复合硫酸盐中含有，低温焙烧时，铵盐受热分解，分解产生的气态化合物a为，将固体进行加水浸出，和能溶于水，故进入浸液1中，通入氨气调节pH值，由，转化为沉淀，再加入，得到，在空气中焙烧得到MgO；难溶的和进入浸渣1，向浸渣1中加入溶液进行浸出2，将和转化为能与酸反应的和，得到含和的浸渣2，向浸渣2中加入HCl和NaCl进行浸取3，与反应生成含的浸液3和含的浸渣3，据此回答。 【详解】（1）复合硫酸盐中含有，低温焙烧时，铵盐受热分解，分解产生的气态化合物a为； （2）室温下将 “浸液1” 的pH调至9.5，则，根据，可得； （3）草酸镁晶体在足量空气中充分 “焙烧”，C元素被氧气氧化为CO2，根据原子守恒和得失电子守恒配平化学方程式为； （4）由可知，PbCO3的溶解度小于PbSO4，加入溶液可发生沉淀转化，将和转化为能与酸反应的和，便于后续和的分离、回收处理； （5）“浸出3” 后，铅元素以的形式存在，“浸渣2” 主要含，加入HCl、NaCl，发生反应的离子方程式为；复合硫酸盐中含，加入转化为，再加入HCl、NaCl，转化为AgCl沉淀，所以 “浸渣3” 的主要成分为AgCl； （6）①计算Mn原子个数：在晶胞中，i、ii两种基本单元交替排列，一个晶胞中含有8个基本单元。每个i单元中Mn原子个数为（1个位于体心，4个位于顶点，顶点原子被8个晶胞共用）；每个ii单元中Mn原子个数为（4个位于顶点）。则一个晶胞中Mn原子总数为个；计算O原子个数：每个i单元中O原子个数为4个，每个ii单元中O原子个数为4个，所以一个晶胞中O原子总数为个，因此，Mn与O原子个数比为，该氧化物的化学式为； ②由①可知一个晶胞中含有8个 “”，根据m = nM，晶胞质量(Mr为该氧化物最简式的式量，为阿伏加德罗常数的值)，已知晶胞棱长为，根据正方体体积公式（a为棱长），则晶胞体积，根据密度公式，可得晶体密度。 13．（2025·广东湛江·一模）钴是一种重要的战略物质，钴合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。工业上以钴矿(主要成分是，含有、、、等杂质)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示。 ①25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见下表： 金属离子 开始沉淀的 6.9 1.5 3.6 7.1 7.9 沉淀完全的 8.3 2.8 4.7 9.2 9.8 ②的，当溶液中可溶性组分浓度小于时，可认为已除尽。 回答下列问题： (1)浸取钴矿石前需要“粉碎”处理，其目的是 。 (2)“浸取”时含物质发生反应的离子方程式为 。 (3)“除杂”过程中调的范围是 。 (4)若“沉钙”后溶液中，是否沉淀完全？理由是 (写出必要的计算过程)。 (5)该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。 (6)工业上利用电解含的水溶液制备金属钴的装置如图所示。 ①图中电极应连接电源的 (填“正”或“负”)极，“电解”时发生反应的化学方程式为 。 ②电解过程中Ⅱ室溶液变小，则离子交换膜2为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜。 【答案】(1)增大与硫酸、的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行 (2) (3) (4)由解得，故没有沉淀完全 (5)富集，除去 (6) 负 阴 【分析】钴矿(主要成分是，含有、、、等杂质)用硫酸、SO2浸取，得到含有、Fe3+、Mn2+、Ca2+，Al3+，通入压缩空气并且调节pH将和转化为Fe(OH)3和Al(OH)3除去，过滤后加入NaF溶液将Ca2+转化为CaF2沉淀除去，该工艺中前面的工序中杂质没有除去，则需设计萃取除去，再通过反萃取富集，电解硫酸钴得到金属钴，以此解答。 【详解】（1）工艺中矿石需要粉碎处理，目的是增大与硫酸、的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行。 （2）“浸取”时与发生氧化还原反应生成Co2+和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （3）除杂过程中，通入压缩空气将氧化为，再将和除去，调范围是。 （4）根据解得，则没有沉淀完全。 （5）该工艺中前面的工序中杂质没有除去，则需设计萃取除去，再通过反萃取富集。 （6）①由电极的电极反应可知，该电极应连接电源负极，电解时发生反应的化学方程式为； ②Ⅱ室中变小，再根据电极反应可知，Ⅲ室中的进入Ⅱ室，故离子交换膜2为阴离子交换膜。 14．（2025·广东梅州·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。 【详解】（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）。 15．（2025·广东汕头·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； 【详解】（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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $