重难05 过渡金属化合物的制备流程（重难专练）（广东专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

重难05 过渡金属化合物的制备流程 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 1.过渡金属——多变价 （1）高价态金属通常形成含氧酸根离子的盐，具有较强的氧化性，如KMnO4、K2Cr2O7、K2FeO4等，均能将浓盐酸氧化成Cl2。 （2）在空气中灼烧一些不稳定的低价金属的化合物，在分解的同时可能被氧化： MnOOHMnO2； Fe(OH)2Fe2O3； CoC2O4Co3O4。 （3）低价金属的氢氧化物，为难溶性的弱碱，且易分解成氧化物，如Fe(OH)2、Mn(OH)2、Cr(OH)3。 （4）低价硫化物，通常为有色难溶物，如HgS(黑或红)、FeS(黑)、Cu2S(黑)、FeS2(金黄)。 工业生产中，常通过转化价态、调节pH将过渡金属转化为氢氧化物沉淀或难溶硫化物分离除去。 2.过渡金属易形成配合物 （1）过渡金属离子常易水解，其水合离子通常显色，如Cu2+(aq，蓝)、Fe2+(aq，浅绿)、Fe3+(aq，棕黄)、Cr3+(aq，绿)。 （2）容易形成配合物的中心离子，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+、[Fe(SCN)6]3-、[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+。 （3）向一些盐溶液中滴加氨水，先生成难溶性碱，继续滴加，生成含氨配合物，如 CuSO4(aq)[或AgNO3(aq)]Cu(OH)2(s)[或AgOH(s)][Cu(NH3)4]2+{或[Ag(NH3)2]+}。 3.锌及其化合物的转化 ①Zn(OH)2+2OH-[Zn(OH)4]2-， ②Zn(OH)2+2H+Zn2++2H2O， ③ZnO+2H+Zn2++H2O， ④ZnO+2OH-+H2O[Zn(OH)4]2-。 4.铬的重要化合物 （1）Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关系为Cr3+Cr(OH)3[Cr(OH)4]-。 反应的离子方程式： ①C+3OH-Cr(OH)3↓； ②Cr(OH)3+OH-[Cr(OH)4]-，C+4OH-[Cr(OH)4]-； ③[Cr(OH)4]-+H+Cr(OH)3↓+H2O； ④Cr(OH)3+3H+Cr3++3H2O，[Cr(OH)4]-+4H+C+4H2O。 （2）铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2和Cr存在下列平衡： 2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙红色)+H2O。 5.钒的重要化合物 （1）五氧化二钒既能溶于强碱，又能溶于强酸，如： V2O5+6NaOH2Na3VO4+3H2O； V2O5+6HCl2VOCl2+Cl2↑+3H2O。 （2）VO2+、V：在酸性介质中，V具有强氧化性，如： V+Fe2++2H+VO2++Fe3++H2O， 2V+H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑+2H2O。 6.钴的配合物 （1）Co(Ⅱ)与H2O、Cl-配合的平衡转化 [Co(H2O)6]2+[CoCl4]2- 　粉红色　　　　蓝色 （2）Co(Ⅱ)的配合物具有较强的还原性 Co2++6NH3[Co(NH3)6]2+[Co(NH3)6]3+ （建议用时：30分钟） 1．（2025·广东·期中）我国内蒙古白云鄂博地区的稀土资源非常丰富，钕()是制备永磁电机等重要设备的关键元素。用M代表、等稀土元素，混合型稀土精矿的主要成分为(氟碳酸盐)、(磷酸盐)、、。制备氧化钕的工艺流程如下： （1）相对原子质量最小的稀土元素钪的基态原子价层电子排布式为 。 （2）稀土精矿活化焙烧的目的是 ；在一定条件下浸出过程中，所消耗的盐酸的物质的量为 (不考虑生成配合物)。 （3）浸出渣中主要含有磷酸盐和 ，水洗液可以返回到 工序中。 （4）在20℃条件下，采用某有机相(以表示)作为萃取剂，分别在含有或的水溶液环境中对钕离子进行萃取操作，所得的关系图如图所示，图中横轴代表振荡时间，纵轴代表萃取分配比，，为萃取初始水相中的离子浓度，为萃取平衡后水相中的离子浓度，为水相体积，为有机相体积，该条件下的体积比。 ①据图及相关信息可知，该萃取工艺使用介质比 (填“好”“差”或“相同”)。 ②时，在介质中萃取达到平衡，此时水相中的 (保留两位有效数字)。 ③萃取过程表现为阳离子交换机制，平衡时生成，则萃取反应的离子方程式为 。 （5）硫酸稀土的再处理：加入硫酸钠生成复盐沉淀，加入草酸转化为草酸钕，经过滤、洗涤，把草酸钕在空气中煅烧得到氧化钕,煅烧草酸钕的化学方程式为 。 （6）金属钕的晶胞结构类型主要有体心立方结构和六方最密堆积方式。若是体心立方结构，晶胞参数为，则钕的配位数是 ，晶胞密度是 。 【答案】（1）3d14s2 （2）改变矿石结构，使稀土精矿更容易被盐酸溶解 3 （3）SiO2 浸出 （4）好 4.7×10—4 nNd3++mHANdnA+m H+ （5）2Nd2(C2O4)3+3O22Nd2O3+12CO2 （6）8 【分析】由题给流程可知，稀土精矿经活化焙烧改变结构，向焙烧渣中加入盐酸酸浸，将氟碳酸盐转化为可溶的氯化钕，氧化铝转化为氯化铝，磷酸盐和二氧化硅不反应，过滤得到含有磷酸盐、二氧化硅的浸出渣和含有氯化钕的浸出液；浸出液经萃取和反萃取得到氯化钕，氯化钕溶液经处理得到氧化钕；向水洗后的浸出渣中加入浓硫酸焙烧，将磷酸钕转化为硫酸钕，经水浸中和、过滤得到废渣和硫酸钕溶液；向硫酸钕溶液中加入硫酸钠生成复盐沉淀，再加入草酸转化为草酸钕，经过滤、洗涤，把草酸钕在空气中煅烧得到氧化钕。 【解析】（1）钪元素的原子序数为21，基态原子的价层电子排布式为3d14s2，故答案为：3d14s2； （2）由分析可知，稀土精矿活化焙烧的目的是改变矿石结构，使稀土精矿更容易被盐酸溶解；向焙烧渣中加入盐酸酸浸的目的是将氟碳酸盐转化为可溶的氯化钕，反应的化学方程式为NdCO3F+3HCl=NdCl3+HF+CO2↑+H2O，由方程式可知1mol氟碳酸盐完全反应消耗2mol盐酸，故答案为：改变矿石结构，使稀土精矿更容易被盐酸溶解；3； （3）由分析可知，浸出渣的主要成分为磷酸盐、二氧化硅，渣的表面附有可溶的氯化钕，所以含有氯化钕的水洗液可以返回到浸出工序中循环使用，提高氧化钕的产率，故答案为：SiO2；浸出； （4）①由图可知，萃取、分液得到的硝酸钕的萃取分配比远大于氯化钕，所以该萃取工艺使用硝酸介质比盐酸好，故答案为：好； ②由图可知，30min在盐酸介质中萃取达到平衡时，氯化钕的萃取分配比为14，由题意可得：=14，解得c2=4.7×10—4mol/L，故答案为：4.7×10—4； ③由题意可知，萃取时发生的反应为溶液中的钕离子与HA反应生成NdnA离子和氢离子，反应的离子方程式为nNd3++mHANdnA+m H+，故答案为：nNd3++mHANdnA+m H+； （5）由题意可知，煅烧草酸钕发生的反应为高温条件下草酸钕与空气中的氧气反应生成氧化钕和二氧化碳，反应的化学方程式为2Nd2(C2O4)3+3O22Nd2O3+12CO2，故答案为：2Nd2(C2O4)3+3O22Nd2O3+12CO2； （6）由题意可知，氧化钕为体心立方结构，则晶胞中位于顶点的钕原子与位于体心的钕原子的距离最近，则钕的配位数是8，钕原子的个数为8×+1=2，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10—7 a)3d，解得d=，故答案为：8；。 2．（2025·广东·开学考试）钪元素因其独特性质在高科技领域和新兴材料中具有重要应用。一种从拜耳赤泥（主要含，，CaO，，，还含有少量）中提取Fe、Sc的新型冶炼方法的工艺流程如图所示： 已知：ⅰ．“焙烧”在一定温度下进行，该温度下只有铁的硫酸盐发生分解； ⅱ．25℃时，草酸的，。 回答下列问题： （1）“焙烧”时，硫酸铁分解的化学方程式如下： 完成上述化学方程式： 。 （2）“溶出”时，“富铁渣”的主要成分除，外，还有 （填化学式）。 （3）“萃取”时，钪与P204形成如图所示的配合物（R为烷基），关于该配合物的说法正确的有______（填选项字母）。 A．能与O形成配位键从而进入有机相 B．的配位数为6 C．烷基有亲水性 D．配位时被氧化 （4）“反萃取”后，水层中含，“沉淀”时，加入的酸性混合液的pH为2~3时沉淀效果最佳，此时酸液中 （填“＜”、“＝”或“＞”），该条件下与草酸反应生成的主要离子方程式为 。 （5）将干燥的混合并在惰性气氛下加热至800℃，使之形成均一的熔融态，以金属钨、石墨为电极，可实现电解法制Sc，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做出相应标注 ；该电解池中作阳极的石墨需要定期补充，原因为 。 （6）晶体的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知相邻原子间的最近距离之比，则 ；晶体中，与Ni原子最近且等距离的Sc原子数目为 。 【答案】（1）2Fe2(SO4)32Fe2O3+6SO2↑+3O2↑ （2）CaSO4 （3）AB （4）＞ 2[Sc(OH)6]3-+3H2C2O4+6H+=Sc2(C2O4)3↓+12H2O或 （5） 高温情况下阳极石墨可能会与生成的O2反应从而被消耗 （6）1：1：2 4 【分析】拜耳赤泥是主要含Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2、Na2O，还含有少量Sc2O3，从中提取Fe、Sc流程为：加入稀硫酸溶解后，溶液中含有Fe3+、Al3+、Na+、Sc3+，SiO2不反应，同时生成CaSO4微溶物，煅烧时只有硫酸铁发生分解生成Fe2O3、O2等，反应为2Fe2(SO4) 32Fe2O3+6SO2↑+3O2↑。加水溶解、过滤得到含有Fe2O3、SiO2、CaSO4的“富铁渣”和溶出液，加入P204萃取，钪与P204形成配合物， Al3+、Na+进入水层，加入NaOH反萃取生成[Sc(OH)6]3-，加入HCl、H2C2O4转化为Sc2(C2O4)3沉淀，反应的离子方程式为：2[Sc(OH)6]3-+3H2C2O4+6H+=Sc2(C2O4)3↓+12H2O。在空气中煅烧Sc2(C2O4)3生成Sc2O3，据此分析解答。 【解析】（1）根据化合价升降守恒和原子守恒，可知“焙烧”时硫酸铁分解的化学方程式应为：2Fe2(SO4)32Fe2O3+6SO2↑+3O2↑； （2）根据上述分析可知：在“溶出”得到的“富铁渣”中除Fe2O3、SiO2外，还有生成的微溶物CaSO4； （3）A．由图示可知：Sc3+能与O形成配位键从而进入有机相，A正确； B．由图可知：Sc3+能与6个O原子形成配位键，故Sc3+的配位数为6，B正确； C．烷基具有疏水性，C错误； D．配位时Sc3+化合价不变，未被氧化，因此没有发生氧化还原反应，D错误； 故合理选项是AB； （4）已知H2C2O4的电离平衡常数，当溶液时，，说明：；当溶液的时，，，故在混合溶液的pH在2~3时的溶液中； 在“沉淀”时，若[Sc(OH)6]3-与H2C2O4反应C元素全部生成Sc2(C2O4)3，反应的离子方程式为：2[Sc(OH)6]3-+3H2C2O4+6H+=Sc2(C2O4)3↓+12H2O；若C元素除生成Sc2(C2O4)3，还有生成，则反应的离子方程式为： （5）将干燥的混合并在惰性气氛下加热至800℃，使之形成均一的熔融态，以金属钨、石墨为电极，可实现电解法制Sc。W为活性电极，要与电源的负极连接作阴极，石墨电极与电源的正极连接作阳极，以的熔融物为电解质，该电解池示意图为； 该电解池中作阳极的石墨需要定期补充，这是由于要使熔融，反应就需要在高温下进行，而高温情况下，阳极石墨可能会与其生成的O2反应从而被消耗； （6）设立方晶胞边长为2a，黑球(Sc)与灰球间的最近距离为小立方体体对角线的一半，则为，黑球(Sc)与白球间的最近距离为a，两者之比为：2，则白球表示Al原子，位于晶胞顶点和面心，均摊后一个晶胞中含有4个Al原子；灰球表示Ni原子，位于8个小立方体体心，则一个晶胞中含有8个Ni原子；Sc位于棱心和体心，均摊后一个晶胞中含有4个Sc原子，所以x：y：z=1：1：2。根据Ni原子的位置，晶体中与Ni原子最近且等距离的Sc原子数目为4个。 3．（2025·广东·阶段练习）Ni、Mn均是重要的战略性金属，但资源匮乏。一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Al2O3、Ni、CuO中分离获得金属资源和电池级镍混合溶液(NiSO4、MnSO4)的工艺流程如下： 已知：①深海多金属结核的成分：锰含量极高(30%)，镍含量低(1-2%)，还伴生大量铁铜等杂质。 ②金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ③常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为0.1)开始沉淀和完全沉淀的pH： Fe3＋ Al3＋ Cu2＋ Ni2＋ Mn2＋ 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.7 6.9 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 10.1 回答下列问题： （1）“酸浸还原”时，滤渣的主要成分是 (写化学式)。 （2）“沉铁”时，Fe2＋转化为Fe2O3的离子方程式为 ，加热至200℃的主要原因是 。 （3）“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中c(Cu2＋)不超过 。 （4）“第二次萃取”时，Ni2＋与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M表示金属元素)更稳定，有关说法正确的是___________。 A．配合物更稳定的原因是过渡金属独特的电子构型、配位能力及萃取剂分子设计等综合作用的结果 B．“第二次萃取”为选择性萃取，也是镍的富集 C．配合物中N、O原子的杂化类型均为sp2 D．R、R'等长链烷基使金属离子更易进入水溶液中 （5）Fe单质及其化合物应用广泛，其中α-Fe可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为apm)。 ①α-Fe晶胞中Fe原子的半径为 pm。 ②研究发现，α-Fe晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的Fe原子为 个。 【答案】（1）SiO2 （2） 防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降 （3） （4）AB （5） n 【分析】金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Al2O3、Ni、CuO]加入SO2、H2SO4进行酸浸还原，得到的滤渣含有SiO2，滤液中含有Mn2+、Fe2+、Co2+、Al3+、Ni2+、Cu2+，通入空气，调解pH=3.2，高压，沉铁得到Fe2O3滤渣，继续加入NaOH调节pH=5.2沉铝主要得到Al(OH)3，加入萃取剂第一次萃取Cu2+，分液得到Cu2+的萃取液1，萃余液1中加入混合萃取剂进行第二次萃取，得到电池级镍钴锰混合溶液，萃余液2中电解得到金属锰，据此解答。 【解析】（1）由分析可知，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是SiO2； （2）“沉铁”时，Fe2＋转化为Fe2O3，铁元素化合价上升，则氧气做氧化剂，离子反应为：；已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，则加热至200℃的主要原因是防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其他金属阳离子，造成产率下降； （3）根据表格数据，，沉铝调节pH=5.2，，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中c(Cu2＋)= ； （4）A．过渡金属独特的电子构型、配位能力及萃取剂分子设计等综合作用使形成的配位键更稳定，配合物更稳定，A正确； B．第二次萃取，得到电池级镍钴锰混合溶液，为选择性萃取，也是镍的富集，B正确； C．配合物中N原子形成双键，杂化类型为sp2，-O-中O原子形成2个共价单键，有2个孤电子对，杂化类型为sp3，C错误； D．R、R'等长链烷基是疏水基团，使金属离子不易进入水溶液中，D错误； 故选AB； （5）①α-Fe晶胞为体心立方晶胞，体对角线上3个原子相切，体对角线为Fe原子半径的4倍，晶胞边长为apm，Fe原子的半径为pm； ②截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低，每个晶胞的面被两个晶胞共用，晶胞顶点原子贡献个原子给该截面，m截面中含Fe原子个，m截面面积为a2pm2，m截面单位面积含有的Fe原子为；n截面中含Fe原子个，n截面面积为，n截面单位面积含有的Fe原子为；m，n截面中，催化活性较低的是n。 4．（2025·广东·模拟预测）镍、钴等过渡金属及其化合物在能源催化领域应用广泛。 （1）基态Co原子的价层电子排布式为 。 （2）以乙醇和水蒸气为原料可制备能源气体。将和通入恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。 编号 过程 I II Ⅲ ① 。 ②不同温度下，平衡时和的选择性[的选择性]、乙醇的转化率如图所示。的选择性随温度变化关系曲线为 ；温度为时， （3）在某刚性密闭容器中，分别以醇水比为、、、投料（乙醇的起始物质的量相同），反应相同时间测得氢气生成速率随温度变化的关系如图所示。图中醇水比为时，各点均已达到平衡状态。已知有机物在催化剂表面容易发生积碳。 ①高温条件下，增大水醇比有利于消除积碳，原因是 。 ②由图可知、醇水比为时产生氢气的速率为，若催化剂的质量为，反应时间为，则产生氢气的质量为 g。（已知代表催化剂） （4）时，在某真空密闭容器中，将和一定量按醇水比为投料发生反应Ⅰ和Ⅱ，初始压强为，平衡时容器内压强为，平衡时，。则反应Ⅱ的平衡常数 （写出计算过程，结果用计算式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 【答案】（1）3d74s2 （2）+173.3 a 1.02 （3）水可以与催化剂表面的积碳发生反应，从而消耗积碳，有利于消除催化剂表面的积碳 17.4 （4） 【解析】（1）Co是27号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，Co在元素周期表的ds区，价层电子包括最外层的s电子和次外层的d电子，所以基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2； （2）① 根据盖斯定律，由I+2II=Ⅲ，故；反应I、Ⅲ为吸热反应，反应II为放热反应，随着温度的升高，反应I、Ⅲ平衡正向移动，反应II平衡逆向移动，反应II逆向移动CO2转化为 CO，故温度升高CO的选择性增大，因为CO的选择性+ CO2的选择性=1，则CO2的选择性减小，表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线为c，则b表示乙醇的转化率；由图可知，温度为573 K时，CO2的选择性为85%，CO的选择性为15%，，加入量为1 mol，乙醇的转化率为60%，故发生发应的的物质的量为0.6 mol，则生成，两个方程联立解得； （3）高温条件下，增大水醇比，会使反应体系中的水的量相对增多，水可以与催化剂表面的积碳发生反应（例如生成CO、CO2和H2等），从而消耗积碳，有利于消除催化剂表面的积碳；已知氢气生成速率为，催化剂质量为20 g，反应时间为3 h，首先计算氢气的物质的量：n(H2) =，氢气的摩尔质量为2 g/mol，则氢气的质量m(H2)= （4）根据理想气体状态方程pV = nRT，在T、V不变时，压强之比等于物质的量之比，故，，设反应Ⅰ中转化的物质的量为x mol，设反应Ⅱ中CO转化的物质的量为y mol，列出反应Ⅰ和Ⅱ的三段式： ，平衡时总物质的量=(1-x)+(3-x-y)+(2x-y)+y+(4x+y)=4+4x=5.92 mol，解得x=0.48 mol；，平衡时容器内压强为，n(H2)=(4x+y) mol，平衡时总物质的量为5.92 mol，，解得y=0.08 mol，故反应Ⅱ中各物质的分压为：、、、，。 5．（2025·广东佛山·阶段练习）钴(Co)是第四周期第Ⅷ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 （1）基态Co的价层电子轨道表示式为 。 （2）以甲醇为溶剂，可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。 ①基态O原子处于最高能级的电子的运动状态共有 个。 ②色胺酮分子中C原子的杂化类型为 ，N原子的杂化类型为 。 ③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子，是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。 （3）钴酸锂()是锂电池正极材料的重要成分，该锂电池充放电反应为：。从废旧锂电池正极材料中回收钴和锂的流程如下： 写出酸浸过程中发生反应的化学方程式 。 （4）钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体是由图1所示的结构构成，图1包含Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体，图2是钴蓝的晶胞。 ①钴蓝晶体中三种原子个数比 。 ②NA为阿伏加德罗常数，钴蓝晶体的摩尔质量为Mg/mol，钴蓝晶体的密度 (列出计算式)。 【答案】（1） （2）4 sp2、sp3 sp2、sp3 氢键 （3） （4）1：2：4 【分析】废旧锂离子电池正极材料经放电处理后进行拆解，正极用氢氧化钠溶液碱溶过滤得到滤液，调节溶液pH过滤得到氢氧化铝沉淀；滤渣加入硫酸，过氧化氢调节溶液pH过滤，得到滤液加入萃取剂萃取分液得到水层为硫酸锂，有机层中含有CoSO4，通过反萃取得到水层CoSO4溶液。 【解析】（1） Co是27号元素，根据构造原理，可知基态Co的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，则基态Co的价层电子轨道表示式为； （2）①O是8号元素，根据构造原理，可知基态O原子核外电子排布式是1s22s22p4，则基态O原子的处于最高能级的电子是2p电子，该能级上有4个不同运动状态的电子； ②根据图示可知：色胺酮分子中苯环上的C原子及形成羰基的C原子采用sp2杂化，饱和C原子采用sp3杂化，因此色胺酮分子中C原子的杂化类型为sp2、sp3杂化；N原子形成3个共价键且存在1对孤电子对，杂化类型为sp3杂化，另一个N原子存在双键，为sp2杂化； ③当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子（例如氟、氧、氮）上时，可以形成氢键；X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过氢键与与色胺酮钴配合物相结合而在一起的； （3）酸浸过程中和过氧化氢发生氧化还原反应生成硫酸锂和CoSO4，反应中钴化合价由+3变为+2、过氧化氢中氧化合价由-1变为0，结合电子守恒，发生反应的化学方程式：； （4）①根据钴蓝晶胞可知：在1个晶胞中含有4个Ⅰ型和4个Ⅱ型的小立方体结构。在Ⅰ型立体结构含有Co原子数是4×+1=1.5，O原子数是4，Ⅱ型小立方体含有Co原子数是4×=0.5，O原子数是4、Al原子数是4，故在1个晶胞含有Co原子数是(1.5+0.5)×4=8；O原子数是(4+4)×4=32；Al原子数是4×4=16，故钴蓝晶体中三种原子个数比N(Co)：N(Al)：N(O)=8：16：32=1：2：4； ②根据①分析可知：在钴蓝晶体中，在三种原子个数比N(Co)：N(Al)：N(O)=8：16：32=1：2：4，在1个钴蓝晶胞中含有8个CoAlO4，晶胞的边长为2anm，钴蓝晶体的密度。 （建议用时：30分钟） 6．（2025·广东深圳·二模）钛酸钡是一种强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。工业上以重晶石(主要成分为)为原料制备钛酸钡的流程如图所示： 回答下列问题： （1）“煅烧”时空气从底部通入，目的是 。 （2）“浸取”时，若采用90~95℃的热水，BaS将转化为两种可溶性化合物(过程中无气体生成)，该过程发生的化学反应方程式为 。 （3）系列操作包括 (填操作名称)。 （4）可溶性钡盐有毒，医疗上常用硫酸钡作内服造影剂。常温下反应的化学平衡常数 [已知常温下、]。 （5）草酸氧钛钡灼烧要控制好温度，实验测得在220~470℃无氧时灼烧，固体产物中含有碳酸钡和二氧化钛，并且有两种气体产生，该反应的化学方程式为 。 （6）的立方晶胞结构如图所示，晶胞中与等距离且最近的为 个；若晶胞棱长为anm，阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、的代数式表示)。 【答案】（1）让固体粉末吹起，增大气固的接触面积，使煅烧更充分 （2） （3）过滤、洗涤、干燥 （4）0.02 （5） （6）12 【分析】重晶石(主要成分为)在空气中煅烧，得到BaS，“浸取”时，BaS将转化为两种可溶性化合物(过程中无气体生成)，则方程式为，通入气体“沉钡”得到，加入HCl、TiCl4“酸溶”得到，加入、氨水沉钛，经过系列操作得到草酸氧钛钡，灼烧得到，据此解答。 【解析】（1）“煅烧”时空气从底部通入，可以让固体粉末吹起，增大气固的接触面积，使煅烧更充分； （2）由分析可知，BaS将转化为两种可溶性化合物(过程中无气体生成)，该过程发生的化学反应方程式为：； （3）系列操作是由溶液中得到的草酸氧钛钡沉淀经过过滤、洗涤、干燥得到草酸氧钛钡固体； （4）常温下反应的化学平衡常数； （5）BaTiO(C2O4)2⋅4H2O在220~470℃无氧时灼烧，发生分解反应，由元素守恒可知，生成高温下的两种气体产物有CO、CO2，化学方程式为； （6）位于顶点的与位于面心的距离最近，共有个；一个晶胞中Ba数目为，O原子位于晶胞面心，一个晶胞中O原子数目为，Ti位于体心，个数为1，则晶胞质量为；晶胞边长为，则晶胞体积，所以密度。 7．（2025·广东·模拟预测）钪(Sc)是一种在国防、航空航天、核能等领域具有重要作用的稀土元素。以钠白酸性废水(主要含TiO2+、Fe3+、Sc3+)为原料制备Sc及TiO2的工艺流程如图所示。 已知：①25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Sc(OH)3]=1.0×10-30。 ②氢氧化钪Sc(OH)3是白色固体，不溶于水，其化学性质与Al(OH)3相似；Sc3+易形成八面体形的配离子。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，如D=，Sc的萃取率=×100%。 （1）基态钛原子的价电子排布式可表示为 。 （2）“洗涤”时，加入H2O2的目的是 。 （3）“反萃取”时若加入的氢氧化钠溶液过量，Sc(OH)3沉淀会溶解。写出Sc(OH)3与过量NaOH溶液反应的化学方程式： 。 （4）用“10%盐酸调pH”，调节至pH=3，过滤，滤液中Fe3+的浓度为 mol/L。 （5）某工厂取1000LSc3+总浓度为50mg/L的废酸，加入500L某萃取剂，若D=10，则单次萃取率为 (保留一位小数)。若要提高萃取率，需优化的工艺条件为 。(写一条即可) （6）FeTiO3的晶胞结构如图1所示，设该晶胞的边长为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。该晶体的密度ρ= (填含a的计算式)g•cm﹣3；FeTiO3结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子)，在图2中画出氧原子(用◯表示)的位置： 。 【答案】（1） （2）提供配体，生成稳定的配离子进入水层，便于分离出钛 （3） （4） （5）83.3% 提高分配比D(如更换萃取剂或调节pH)／增大相比V(增加有机相体积)／增加萃取次数 （6） 【分析】钛白酸性废水(主要含TiO2+、Fe3+、Sc3+等离子)加入有机萃取剂，有机层含有：TiO2+、Fe3+、Sc3+，用稀硫酸和H2O2洗涤，TiO2+转化为[TiO(H2O2)]2+进入水相中，经过亚硫酸钠转化，用热水沉钛得到TiO2·nH2O，加热分解得到TiO2；有机层再经过用NaOH溶液反萃取，再过滤得到Fe(OH)3和Sc(OH)3沉淀，滤渣用10%的盐酸溶解富集，Sc(OH)3沉淀溶解得到ScCl3溶液，最后得到ScCl3用Mg热还原得到Sc，据此解答。 【解析】（1）钛的原子序数为22，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价电子指参与化学反应的外层电子，对过渡金属包括最外层的4s和次外层的3d轨道电子，因此价电子排布式为； （2）H2O2作为配体，与Ti4+形成稳定的配离子，该配离子易溶于水，使钛元素进入水层，从而实现与有机层的分离； （3）Sc(OH)3与Al(OH)3类似，具有两性，Al(OH)3在过量强碱中会溶解生成四羟基合铝酸根离子，已知Sc3+易形成八面体的配离子，因此Sc3+的配位数为6，Sc(OH)3在过量强碱中溶解，生成六羟基合钪酸钠，化学方程式为：； （4）已知Ksp[Fe(OH)3]，pH=3时，c(H+)=10-3mol/L，因此c(OH-)=10-11mol/L，根据溶度积公式Ksp= c(Fe3+) c3(OH-)，代入数值计算c(Fe3+)=mol/L； （5）萃取率。代入D=10，V有机=1000L，V水=500L，得，提高萃取率可通过增大D(如调节pH或换萃取剂)，增大有机相体积或多级萃取； （6） FeTiO3的晶胞结构如图1所示，设该晶胞的边长为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值，该晶胞的质量为，体积为（a×10-7）cm3，该晶体的密度ρ=g•cm﹣3；FeTiO3结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子)，结合图1可知，连接体心的铁原子，连接线中心就是氧原子，所以当铁原子位于顶点，则棱上就是氧原子，得氧原子(用◯表示)的位置如图所示。 8．（25-26高三上·广东广州·期中）钒是一种重要的金属材料，应用于钢铁、合金、电池等领域。一种由钒渣(主要化学成分包括：V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)制备V2O5的流程如下： （1）基态V原子核外电子的空间运动状态有 种。 （2）“酸浸”时V2O5转化为，反应的离子方程式为 ，同时V2O4转成VO2+。 （3）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为，则需要氧化剂KClO3至少为 mol。 （4）“废渣2”中含有 。 （5）“沉钒”前需将溶液先进行“离子交换”和“洗脱”，这两步操作可简单表示为：(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈 性(填“酸”“碱”“中”)。 （6）“沉钒”前若滤液中，“沉钒”完成时，若上层清液中，则钒元素的沉降率= %［，反应过程中溶液的体积不变］。 （7）“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是 。 （8）碳化钒晶体主要用于制造钒钢等，其立方晶胞结构如图所示。 ①碳化钒晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子数目为 。 ②若碳化钒晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数为 nm(列出计算式)。 【答案】（1）13 （2） （3）0.5 （4）Fe(OH)3、Al(OH)3 （5）碱 （6）98 （7）利用同离子效应，使NH4VO3尽可能析出完全 （8） 12 【分析】废钒催化剂(主要化学成分包括：V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)中加入H2SO4进行酸化，V2O5转化为，V2O4转成VO2+，Fe2O3、Al2O3分别转化为Fe3+、Al3+，SiO2不溶而成为滤渣；加入KClO3作氧化剂，将VO2+变为；加入KOH中和，Fe3+、Al3+分别转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，成为废渣2，转化为；将溶液进行离子交换和洗脱，得到含的溶液，加入NH4Cl沉钒，得到NH4VO3沉淀，煅烧得V2O5。 【解析】（1）钒为23号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，其中3d3中的3个电子各占据一个轨道，则基态V原子核外电子的空间运动状态有1+1+3+1+3+3+1=13种。 （2）“酸浸”时V2O5转化为，依据电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子方程式为。 （3）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为(V元素的化合价升高1价)，则共失去电子3mol，需要氧化剂KClO3(Cl由+5价降低为-1价)至少为=0.5mol。 （4）由分析可知，“废渣2”中含有Fe(OH)3、Al(OH)3。 （5）“沉钒”前需将溶液先进行“离子交换”和“洗脱”：。为了提高洗脱效率，应使平衡逆向移动，则淋洗液应该呈碱性。 （6）“沉钒”前若滤液中，“沉钒”完成时，若上层清液中，此时溶液中，则钒元素的沉降率=(1-)×100%=98%。 （7）“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要使平衡正向移动，所以可加入过量NH4Cl，其原因是：利用同离子效应，使NH4VO3尽可能析出完全。 （8）①以碳化钒晶胞中体心的一个碳原子为研究对象，与该碳原子距离最近且相等的碳原子位于棱的中点，数目为12。 ②在碳化矾晶胞中，V原子位于面心和顶点，C原子位于棱的中点和体心，利用均摊法，可求出含V原子数目为=4，含C原子数目为=4，设晶胞参数为x nm，若碳化钒晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则ρg/cm3=，x=，所以晶胞参数为nm。 9．（2025·广东·月考）钴氨配合物在催化剂、传感器等方面有广泛的应用。某兴趣小组探究钴氨配合物的制备。 Ⅰ．制备钴(Ⅲ)氨配合物 按下图装置进行实验，将一定量的CoCl2·6H2O、NH4Cl溶于热水，加入活性炭作催化剂，再加入浓氨水和6%双氧水，在一定温度下反应20min，经多步操作得到产品(加热装置已省略)。 （1）仪器d的名称为： 。 （2）相对普通分液漏斗，仪器a的优点是： 。 Ⅱ．产品分析 活性炭的加入及反应温度可影响钴(III)氨配合物的构型，兴趣小组对此进行探究，得到两种钴(III)氨配合物的制备条件如下表，并通过测定产品的摩尔电导率确定其组成。 实验 活性炭 温度/℃ 产品颜色 摩尔电导率 i 有 60 橙黄色 R ii 无 90 紫红色 258 资料：a．钴(III)氨配合物的表达式为 ； b．摩尔电导率(c为配合物的物质的量浓度，k为配合物的电导率，单位为：) c．25℃时，配合物稀溶液中，电离出的离子总数与摩尔电导率的关系如下： 1mol物质电离出离子总数/mol 2 3 4 5 / 118~131 235~273 408~435 523~560 （3）检验实验i产品在水溶液中存在的操作和现象 。 （4）将实验i产品配制成5×10-4mol/L稀溶液，测得其电导率k为，则R= 。实验i发生的总反应的化学方程式为 。 （5）实验ii中紫红色的钴(Ⅲ)氨配合物是 (填化学式)。 Ⅲ．实验探究 （6）兴趣小组在制备过程中发现CoCl2溶液中直接加入H2O2，Co2+不被氧化，据此认为加入浓氨水和氯化铵对的氧化产生了影响。并设计原电池进行验证。 提出猜想：猜想1：加入NH4Cl固体，增强了H2O2的氧化性。 猜想2：加入浓氨水形成配合物，增强了Co2+离子的还原性。 验证猜想：①往右边烧杯中加入 ，关闭K，观察到 。 ②往左边烧杯中加入 ，关闭K，观察到电流表指针偏转 实验结论：猜想1不合理，猜想2合理。 【答案】（1）球形干燥管 （2）平衡气压，使液体顺利流下 （3）取少量的待测液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，产生白色沉淀 （4）420 2CoCl2＋H2O2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O=2[Co(NH3)6]Cl3＋12H2O （5）[Co(NH3)5Cl]Cl2 （6）NH4Cl固体 电流表的指针不偏转 浓氨水 【分析】CoCl2在氯化铵溶液和氨水条件下反应形成Co(Ⅱ)配合物，Co(Ⅱ)配合物增强了Co2+离子的还原性，再加双氧水氧化生成钴(Ⅲ)氨配合物。 【解析】（1）根据装置图，可知仪器d的名称为球形干燥管； （2）a是恒压滴液漏斗，相对普通分液漏斗，仪器a的优点是：平衡气压，使液体顺利流下； （3）氯离子与银离子反应生成难溶于硝酸的白色沉淀，检验实验i产品在水溶液中存在的操作和现象为：取少量的待测液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银，产生白色沉淀。 （4）将实验i产品配制成5×10-4mol/L稀溶液，测得其电导率k为，则R=。实验i产品摩尔电导率为420，可知1mol物质电离出离子总数为4，即中y=3，Co为+3价，根据电荷守恒，x=6，实验i产品的化学式为，发生的总反应的化学方程式为2CoCl2＋H2O2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O=2[Co(NH3)6]Cl3＋12H2O。 （5）实验ii中紫红色的钴(Ⅲ)氨配合物的摩尔电导率为258，可知1mol物质电离出离子总数为3，即中y=2，Co为+3价，根据电荷守恒，x=5，实验ii中紫红色的钴(Ⅲ)氨配合物是； （6）①往右边烧杯中加入NH4Cl固体，关闭K，观察到电流表的指针不偏转，说明NH4Cl不能增强H2O2的氧化性，猜想1不合理。 ②往左边烧杯中加入浓氨水，关闭K，观察到电流表指针偏转，说明加入浓氨水形成配合物，增强了Co2+离子的还原性，猜想2合理。 实验结论：猜想1不合理，猜想2合理。 10．（2025·广东·开学考试）钴及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。工业上以钴矿[主要成分为，含少量的等]为原料制取的工艺流程如图所示： 已知：①溶液中相关离子沉淀完全时的pH如下表。 沉淀 完全沉淀的pH 2.8 5.2 10.1 9.4 ②还原性强于。回答下列问题： （1）“浸取”中，提高浸取率的措施有 (写一条)。 （2）①在“调节”的步骤中，沉淀X的成分为 。 ②“浸取”中，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 。 ④生成的化学方程式为 。 （3）“萃取”中，配合物的结构存在如下转变，下列说法错误的是_______。 A．转变过程中只涉及配位键的断裂与形成 B．配合物1内界中心原子配位数为6 C．转变前后，Co的化合价发生变化 D．两种配合物中均含有大键 （4）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，其中代表 (填离子符号)。 （5）工业上常利用电解含Co(II)的水溶液制备金属Co和，装置如图，石墨电极的电极反应式为 ；溶液浓度的大小： (填“”“”或“=”)。 【答案】（1）搅拌(或粉碎多金属精矿或提高酸浸温度等 ) （2） 生成的能催化分解 ④ （3）AC （4） （5） 【分析】加硫酸溶解后，氢氧化物及部分金属氧化物溶于硫酸，再加入，和被还原成和，不与硫酸反应，经过滤除去；向滤液中加入NaClO溶液，将氧化为，然后加入NaOH调节pH为6，转化为氢氧化物沉淀而除去，滤液经萃取和反萃取后，向反萃取液中加入沉钴，过滤得到，灼烧分解生成，据此解答。 【解析】（1）“酸浸”中，提高浸取率的措施有搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等； （2）①由分析可知，沉淀X为和，②“浸取”过程中与硫酸、反应生成和，离子方程式为，③“氧化”过程中，生成的能催化分解，④与空气中的氧气在高温条件下反应生成，反应的化学方程式为； （3）A．配合物1中有离子键，配合物2中没有离子键，故转变过程中一定涉及离子键的断裂，故A错误； B．根据配合物1的结构图，中心原子Co与5个氧原子、1个N原子形成配位键，内界中心原子配位数为6，故B正确； C．配合物1和配合物2中Co的化合价都是+2价，转变前后，Co的化合价没有发生变化，故C错误； D．两种配合物中，类似苯环的含N环状结构中有大键，故D正确； （4） 根据化合物元素化合价代数和为0，可知中有1个和2个，则晶胞中，结合晶胞结构信息，采用均摊法可知，“”数目为，“”数目为，“”数目为，所以“”代表，“”代表，“”代表； （5）图中Co电极为阴极，应连接电源的负极，电解时石墨电极为阳极，失电子生成和，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出电极反应式为，在阴极，得电子生成Co，则透过离子交换膜II进入中，II为阴离子交换膜；阳极生成的透过离子交换膜I进入中，使溶液浓度增大，则与的大小：。 （建议用时：30分钟） 11．（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。 【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。 12．（2025·广东深圳·开学考试）是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。 已知：i 石煤是一种含的矿物，杂质为大量和少量等；苛化泥的主要成分为等。 ⅱ 高温下，苛化泥的主要成分可与反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙和偏铝酸钙均难溶于水。 ⅱi  Kb(NH3•H2O)≈1.8×10-5    Ksp(NH4VO3)≈1.6×10-3 回答下列问题： （1）焙烧产生的气体①为 (填化学式)。 （2）水浸工序得到的滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，生成滤液中主要杂质的化学方程式为 。 （3）在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙和低浓度的滤液①，滤液①中的 (填离子符号)可进入离子交换工序充分利用。 （4）“洗脱”中，洗脱液浓度越 ，越有利于钒的提取。 （5）溶液中含钒离子浓度小于等于1×10-5 mol•L-1时认为钒沉淀完全，则“沉钒”工序中当钒沉淀完全时为 。 （6）V的另一种氧化物的立方晶胞如图所示， 则在晶胞中，黑球代表的是 原子。氧离子的配位数为 。 【答案】（1） （2）Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O （3） （4）高 （5）1.125×10-7 （6）V 3 【分析】石煤和苛化泥通入空气进行焙烧，反应生成NaVO3、Ca(VO3)2、NaAlO2、Ca(AlO2)2、CaO和CO2等，水浸可分离焙烧后的可溶性物质(如NaVO3)和不溶性物质[Ca(AlO2)2、Ca(VO3)2等]，过滤后滤液进行离子交换、洗脱，用于富集和提纯VO，加入氯化铵溶液沉钒，生成NH4VO3，经一系列处理后得到V2O5；滤渣①在pH≈8，65-70℃的条件下加入3%NH4HCO3溶液进行盐浸，滤渣①中含有钒元素，通过盐浸，使滤渣①中的钒元素进入滤液①中，再将滤液①回流到离子交换工序，进行VO的富集。 【解析】（1）苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等，因此焙烧中产生的气体为CO2。 （2）由已知信息可知，高温下，苛化泥的主要成分与反应生成偏铝酸钠和偏铝酸钙，偏铝酸钠溶于水，偏铝酸钙难溶于水，所以生成滤液中主要杂质偏铝酸钠的化学方程式为Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O； （3）在弱碱性环境下，Ca(VO3)2与碳酸氢根、氢氧根反应生成碳酸钙、偏钒酸根和水，离子方程式为：，滤液①中含有VO，且浓度较低，滤液①中的VO可进入离子交换工序充分利用。 （4）“洗脱”中，洗脱液浓度越高，越有利于钒的提取。 （5）根据Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3，当VO恰好完全沉淀时，c(VO)=10-5mol/L，则溶液中的c()=mol/L=1.6×102mol/L，故溶液中的= ==1.125×10-7 。 （6）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的黑球个数为8×+1=2，位于面上和体内的白球个数为4×+2=4，由氧化物的化学式可知，黑球为钒原子、白球为氧原子。根据图示，氧离子的配位数为3。 13．（2025·广东湛江·模拟预测）含硫化合物在能源、材料及环境等工业领域均有广泛的应用。 （1）基态Cr的价电子排布式是： 。 I．工业废气H2S分解可制取H2. （2）已知热化学方程式： ⅰ. ⅱ. ⅲ. 热分解反应的 (用含、、的式子表示)。 （3）一定温度下，2mol H2S 在体积为VL的恒容密闭容器中发生上述分解反应，ts时H2的产率为40%，则0~ts内的平均分解速率为 ；H2S充分分解达到平衡时，容器中H2S和H2的分压相等，则该温度下的平衡常数 。 Ⅱ． KSCN可用于镀铬工业。常温下，用KSCN配制电镀液，溶液中与SCN-发生第一、二步络合的反应如下： ⅳ．   ⅴ．  （4）根据以上络合反应，下列说法正确的有___________(填字母)。 A．加水稀释后，溶液中离子的总数减少 B．加入少量固体，溶液中含铬微粒总数不变 C．反应的平衡常数 D．溶液中减小，SCN- 与浓度的比值减小 （5）常温下，某研究小组配制了起始浓度、不同的系列溶液，测得平衡时、、的浓度 (含铬微粒)随的变化曲线如图所示， 时，图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为 ；A点时，溶液中的平衡浓度为 (写出计算过程)。 【答案】（1）3d54s1 （2） （3） （4）BC （5） (或) 【解析】（1）铬是24号元素，基态Cr的价电子式是； （2）由盖斯定律可知ⅲ-ⅰ-ⅱ得反应，故； （3），ts时的产率为40%，则0~ts内的平均分解速率为充分分解达到平衡时，容器中和的分压相等，由方程式可知，平衡时硫化氢、氢气的物质的量相等，均为2mol÷2=1mol，同时生成为1mol÷2=0.5mol，则该温度下的平衡常数=； （4）A．加水稀释后，离子浓度减小，促使平衡向生成离子数多的方向移动，溶液中离子的总数增大，A错误； B．加入少量固体，根据铬元素守恒，溶液中含铬微粒总数不变，B正确； C．ⅳ：       ⅴ：      由盖斯定律可知，ⅳ+ⅴ得反应，则其平衡常数，C正确； D．，，溶液中减小，与浓度的比值增大，D错误； 故选BC； （5）ⅳ.       ⅴ.      由平衡常数可知，初始生成的进行程度更大，结合图可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为、、的曲线，由图可知，当 时，图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为；A点时，，，溶液中的平衡浓度为(或)。 14．（2025·广东·阶段练习）从废催化剂中回收金属可实现金属的循环利用，某废催化剂的主要成分为含有镍、铝、铁等元素组成的化合物，一种该废催化剂回收利用工艺的部分流程如图所示： 已知：该废催化剂中铝元素以的形式存在；“焙烧”后镍、铁变成相应的氧化物；加入盐酸调“”可获得完整晶型的勃姆石()。 回答下列问题： （1）基态Ni原子价层电子的轨道表示式为 。 （2）写出“调”时反应的离子方程式： 。 （3）“浸出”时所加“试剂”为 ，“氧化”的目的为 。 （4）若常温下“滤液Ⅱ”中的浓度约为，当“”时，刚好会有析出，因此“”至少应大于 ，才能使溶液中沉淀完全(当离子浓度时认为该离子已完全沉淀)。 （5）勃姆石焙烧得到的将用于制备催化剂，已知在以下4种不同焙烧温度下所得的比表面积大小如图所示，则最佳的焙烧温度为 (填图中数据)。 （6）超细氧化镍是一种用途广泛的功能材料，其晶胞结构如图所示： ①晶胞中原子A坐标参数为(0，0，0)，B为，则原子C的坐标参数为 。 ②人工制备的晶体常存在缺陷，个别会被代替，但晶体依旧呈电中性，某氧化镍组成为，则该晶体中与的离子个数之比为 。 【答案】（1） （2）(合理即可) （3）稀硫酸(合理即可) 将体系中的转为，方便后续除去(合理即可) （4）9 （5）500℃ （6） 11：1 【分析】某废催化剂的主要成分为含有镍、铝、铁等元素组成的化合物，加入碳酸钠焙烧生成镍、铁变成相应的氧化物，水浸、过滤，得到滤液Ⅰ和滤渣Ⅰ，滤液Ⅰ为 ，调“pH1”=10可获得完整晶型的勃姆石(AlOOH)，焙烧得到；“浸出”时加入“试剂”后，Fe、Ni转入“滤液Ⅱ”中，因此应该加入能与其氧化物反应的酸，因此选稀硫酸，过滤，滤液加入过氧化氢，将体系中的转化为，调节溶液pH2，生成氢氧化铁沉淀，过滤，调溶液pH3，得到Ni(OH)2，焙烧得到NiO。 【解析】（1） Ni的原子序数是28，其价层电子排布式为，价层电子的轨道表示式为； （2）根据流程可推断，原料与碳酸钠焙烧后，Al元素转化为，水浸反应后以的形式存在，因此，“调”时发生的离子方程式为：； （3）“焙烧”后镍、铁变成相应的氧化物，“浸出”时加入“试剂”后，Fe、Ni转入“滤液Ⅱ”中，因此应该加入能与其氧化物反应的酸，因此选稀硫酸；Fe元素需在“滤渣Ⅲ”中除去，因此“氧化”的目的为将体系中的转化为，方便后续除去； （4）根据题意可知时将会有析出，此时，，若要沉淀完全，则，，，故pH至少应大于9； （5）由于焙烧得到的将用于制备催化剂，催化剂的比表面积越大，催化作用越好，因此最佳的焙烧温度为500℃； （6）①原子C在x、z轴的中心，在y轴的始点，因此坐标参数为(，0 ，)； ②设1mol中含的物质的量为，的物质的量为，由于晶体依旧呈电中性，则，的物质的量为，与的离子个数之比为。 15．（2025·广东佛山·月考）电解锰阳极泥(主要含和少量铅、硒、钙等氧化物)制备富锂锰基正极材料的化工流程如下： 已知：①，。 ②可与、形成、。 回答下列问题： （1）为提高锰元素的浸出率，可采取 措施(任写一条)。 （2）“酸浸还原”主要反应的化学方程式为 。 （3）“滤渣”成分为和 。 （4）“混盐配制”中，与以1：3比例配制，由“浸出液”获得的操作为 ，过滤、洗涤、干燥。 （5）“共沉淀工艺”反应的离子方程式为： ，该步骤中若过高易形成 杂质。 （6）可用 (填试剂)证明固体已洗涤干净。 （7）一种含、、记忆合金的立方晶胞结构如下图。 ①该晶胞中粒子个数最简比 ； ②设该合金最简式的式量为，晶胞密度为，则和之间的最短距离为 。 【答案】（1）研磨、适当升高温度、适当提高硫酸浓度等(任写一条) （2） （3）、(任写一个) （4）蒸发浓缩，冷却结晶 （5）3， 、(任写一个) （6）盐酸、溶液 （7）1：1：2 或 【分析】电解锰阳极泥主要含和少量铅、硒、钙等氧化物；电解锰阳极泥“酸浸还原”， 被还原为硫酸锰，硒的氧化物被还原为Se单质，铅、钙的氧化物转化为硫酸铅、硫酸钙沉淀，“水洗过滤”，滤渣是Se、、；滤液中含有硫酸锰，滤液中加硫酸镍晶体，与以1：3比例配制，通入氨水、碳酸氢铵的混合液，过滤得到碳酸盐前驱体(Ni0.25Mn0.75)CO3，(Ni0.25Mn0.75)CO3和过量5%的碳酸锂“混合煅烧”Li1.2Ni0.2Mn0.6O2。 【解析】（1）根据影响反应速率的因素，为提高锰元素的浸出率，可采取研磨、适当升高温度、适当提高硫酸浓度等。 （2）“酸浸还原”主要把二氧化锰还原为硫酸锰，反应的化学方程式为； （3）根据以上分析，“滤渣”成分为和、； （4）为防止失去结晶水，由“浸出液”获得的操作为蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。 （5）(Ni0.25Mn0.75)CO3中Ni、Mn比为1:3，根据元素守恒， 的化学计量数为3，同时生成4个 ，“共沉淀工艺”反应的离子方程式为：，该步骤中若过高易形成、杂质。 （6）可能含有杂质硫酸铵，若洗涤液中不含硫酸根离子，说明已洗涤干净，向最后一次的洗涤液中先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液，无沉淀生成证明固体已洗涤干净。 （7）①根据均摊原则，晶胞中Ni原子数为 、Mn原子数为4、Ga原子数为4，该晶胞中粒子个数最简比1：1：2； ②设该合金最简式的式量为，晶胞密度为，晶胞的边长为anm，则，和之间的最短距离为晶胞边长的一半，则和之间的最短距离为。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难05 过渡金属化合物的制备流程 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 1.过渡金属——多变价 （1）高价态金属通常形成含氧酸根离子的盐，具有较强的氧化性，如KMnO4、K2Cr2O7、K2FeO4等，均能将浓盐酸氧化成Cl2。 （2）在空气中灼烧一些不稳定的低价金属的化合物，在分解的同时可能被氧化： MnOOHMnO2； Fe(OH)2Fe2O3； CoC2O4Co3O4。 （3）低价金属的氢氧化物，为难溶性的弱碱，且易分解成氧化物，如Fe(OH)2、Mn(OH)2、Cr(OH)3。 （4）低价硫化物，通常为有色难溶物，如HgS(黑或红)、FeS(黑)、Cu2S(黑)、FeS2(金黄)。 工业生产中，常通过转化价态、调节pH将过渡金属转化为氢氧化物沉淀或难溶硫化物分离除去。 2.过渡金属易形成配合物 （1）过渡金属离子常易水解，其水合离子通常显色，如Cu2+(aq，蓝)、Fe2+(aq，浅绿)、Fe3+(aq，棕黄)、Cr3+(aq，绿)。 （2）容易形成配合物的中心离子，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+、[Fe(SCN)6]3-、[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+。 （3）向一些盐溶液中滴加氨水，先生成难溶性碱，继续滴加，生成含氨配合物，如 CuSO4(aq)[或AgNO3(aq)]Cu(OH)2(s)[或AgOH(s)][Cu(NH3)4]2+{或[Ag(NH3)2]+}。 3.锌及其化合物的转化 ①Zn(OH)2+2OH-[Zn(OH)4]2-， ②Zn(OH)2+2H+Zn2++2H2O， ③ZnO+2H+Zn2++H2O， ④ZnO+2OH-+H2O[Zn(OH)4]2-。 4.铬的重要化合物 （1）Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关系为Cr3+Cr(OH)3[Cr(OH)4]-。 反应的离子方程式： ①C+3OH-Cr(OH)3↓； ②Cr(OH)3+OH-[Cr(OH)4]-，C+4OH-[Cr(OH)4]-； ③[Cr(OH)4]-+H+Cr(OH)3↓+H2O； ④Cr(OH)3+3H+Cr3++3H2O，[Cr(OH)4]-+4H+C+4H2O。 （2）铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2和Cr存在下列平衡： 2Cr(黄色)+2H+Cr2(橙红色)+H2O。 5.钒的重要化合物 （1）五氧化二钒既能溶于强碱，又能溶于强酸，如： V2O5+6NaOH2Na3VO4+3H2O； V2O5+6HCl2VOCl2+Cl2↑+3H2O。 （2）VO2+、V：在酸性介质中，V具有强氧化性，如： V+Fe2++2H+VO2++Fe3++H2O， 2V+H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑+2H2O。 6.钴的配合物 （1）Co(Ⅱ)与H2O、Cl-配合的平衡转化 [Co(H2O)6]2+[CoCl4]2- 　粉红色　　　　蓝色 （2）Co(Ⅱ)的配合物具有较强的还原性 Co2++6NH3[Co(NH3)6]2+[Co(NH3)6]3+ （建议用时：30分钟） 1．（2025·广东·期中）我国内蒙古白云鄂博地区的稀土资源非常丰富，钕()是制备永磁电机等重要设备的关键元素。用M代表、等稀土元素，混合型稀土精矿的主要成分为(氟碳酸盐)、(磷酸盐)、、。制备氧化钕的工艺流程如下： （1）相对原子质量最小的稀土元素钪的基态原子价层电子排布式为 。 （2）稀土精矿活化焙烧的目的是 ；在一定条件下浸出过程中，所消耗的盐酸的物质的量为 (不考虑生成配合物)。 （3）浸出渣中主要含有磷酸盐和 ，水洗液可以返回到 工序中。 （4）在20℃条件下，采用某有机相(以表示)作为萃取剂，分别在含有或的水溶液环境中对钕离子进行萃取操作，所得的关系图如图所示，图中横轴代表振荡时间，纵轴代表萃取分配比，，为萃取初始水相中的离子浓度，为萃取平衡后水相中的离子浓度，为水相体积，为有机相体积，该条件下的体积比。 ①据图及相关信息可知，该萃取工艺使用介质比 (填“好”“差”或“相同”)。 ②时，在介质中萃取达到平衡，此时水相中的 (保留两位有效数字)。 ③萃取过程表现为阳离子交换机制，平衡时生成，则萃取反应的离子方程式为 。 （5）硫酸稀土的再处理：加入硫酸钠生成复盐沉淀，加入草酸转化为草酸钕，经过滤、洗涤，把草酸钕在空气中煅烧得到氧化钕,煅烧草酸钕的化学方程式为 。 （6）金属钕的晶胞结构类型主要有体心立方结构和六方最密堆积方式。若是体心立方结构，晶胞参数为，则钕的配位数是 ，晶胞密度是 。 2．（2025·广东·开学考试）钪元素因其独特性质在高科技领域和新兴材料中具有重要应用。一种从拜耳赤泥（主要含，，CaO，，，还含有少量）中提取Fe、Sc的新型冶炼方法的工艺流程如图所示： 已知：ⅰ．“焙烧”在一定温度下进行，该温度下只有铁的硫酸盐发生分解； ⅱ．25℃时，草酸的，。 回答下列问题： （1）“焙烧”时，硫酸铁分解的化学方程式如下： 完成上述化学方程式： 。 （2）“溶出”时，“富铁渣”的主要成分除，外，还有 （填化学式）。 （3）“萃取”时，钪与P204形成如图所示的配合物（R为烷基），关于该配合物的说法正确的有______（填选项字母）。 A．能与O形成配位键从而进入有机相 B．的配位数为6 C．烷基有亲水性 D．配位时被氧化 （4）“反萃取”后，水层中含，“沉淀”时，加入的酸性混合液的pH为2~3时沉淀效果最佳，此时酸液中 （填“＜”、“＝”或“＞”），该条件下与草酸反应生成的主要离子方程式为 。 （5）将干燥的混合并在惰性气氛下加热至800℃，使之形成均一的熔融态，以金属钨、石墨为电极，可实现电解法制Sc，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做出相应标注 ；该电解池中作阳极的石墨需要定期补充，原因为 。 （6）晶体的立方晶胞中原子所处位置如图所示，已知相邻原子间的最近距离之比，则 ；晶体中，与Ni原子最近且等距离的Sc原子数目为 。 3．（2025·广东·阶段练习）Ni、Mn均是重要的战略性金属，但资源匮乏。一种从深海多金属结核[主要含MnO2、FeO(OH)、SiO2，有少量的Al2O3、Ni、CuO中分离获得金属资源和电池级镍混合溶液(NiSO4、MnSO4)的工艺流程如下： 已知：①深海多金属结核的成分：锰含量极高(30%)，镍含量低(1-2%)，还伴生大量铁铜等杂质。 ②金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ③常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为0.1)开始沉淀和完全沉淀的pH： Fe3＋ Al3＋ Cu2＋ Ni2＋ Mn2＋ 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.7 6.9 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 10.1 回答下列问题： （1）“酸浸还原”时，滤渣的主要成分是 (写化学式)。 （2）“沉铁”时，Fe2＋转化为Fe2O3的离子方程式为 ，加热至200℃的主要原因是 。 （3）“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中c(Cu2＋)不超过 。 （4）“第二次萃取”时，Ni2＋与混合萃取剂形成的配合物(其结构如图所示，M表示金属元素)更稳定，有关说法正确的是___________。 A．配合物更稳定的原因是过渡金属独特的电子构型、配位能力及萃取剂分子设计等综合作用的结果 B．“第二次萃取”为选择性萃取，也是镍的富集 C．配合物中N、O原子的杂化类型均为sp2 D．R、R'等长链烷基使金属离子更易进入水溶液中 （5）Fe单质及其化合物应用广泛，其中α-Fe可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为apm)。 ①α-Fe晶胞中Fe原子的半径为 pm。 ②研究发现，α-Fe晶胞中阴影所示m，n两个截面的催化活性不同，截面单位面积含有Fe原子个数越多，催化活性越低。m，n截面中，催化活性较低的是 ，该截面单位面积含有的Fe原子为 个。 4．（2025·广东·模拟预测）镍、钴等过渡金属及其化合物在能源催化领域应用广泛。 （1）基态Co原子的价层电子排布式为 。 （2）以乙醇和水蒸气为原料可制备能源气体。将和通入恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。 编号 过程 I II Ⅲ ① 。 ②不同温度下，平衡时和的选择性[的选择性]、乙醇的转化率如图所示。的选择性随温度变化关系曲线为 ；温度为时， （3）在某刚性密闭容器中，分别以醇水比为、、、投料（乙醇的起始物质的量相同），反应相同时间测得氢气生成速率随温度变化的关系如图所示。图中醇水比为时，各点均已达到平衡状态。已知有机物在催化剂表面容易发生积碳。 ①高温条件下，增大水醇比有利于消除积碳，原因是 。 ②由图可知、醇水比为时产生氢气的速率为，若催化剂的质量为，反应时间为，则产生氢气的质量为 g。（已知代表催化剂） （4）时，在某真空密闭容器中，将和一定量按醇水比为投料发生反应Ⅰ和Ⅱ，初始压强为，平衡时容器内压强为，平衡时，。则反应Ⅱ的平衡常数 （写出计算过程，结果用计算式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 5．（2025·广东佛山·阶段练习）钴(Co)是第四周期第Ⅷ族的元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 （1）基态Co的价层电子轨道表示式为 。 （2）以甲醇为溶剂，可与色胺酮分子配位结合，形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如下所示)。 ①基态O原子处于最高能级的电子的运动状态共有 个。 ②色胺酮分子中C原子的杂化类型为 ，N原子的杂化类型为 。 ③X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子，是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。 （3）钴酸锂()是锂电池正极材料的重要成分，该锂电池充放电反应为：。从废旧锂电池正极材料中回收钴和锂的流程如下： 写出酸浸过程中发生反应的化学方程式 。 （4）钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体是由图1所示的结构构成，图1包含Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体，图2是钴蓝的晶胞。 ①钴蓝晶体中三种原子个数比 。 ②NA为阿伏加德罗常数，钴蓝晶体的摩尔质量为Mg/mol，钴蓝晶体的密度 (列出计算式)。 （建议用时：30分钟） 6．（2025·广东深圳·二模）钛酸钡是一种强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。工业上以重晶石(主要成分为)为原料制备钛酸钡的流程如图所示： 回答下列问题： （1）“煅烧”时空气从底部通入，目的是 。 （2）“浸取”时，若采用90~95℃的热水，BaS将转化为两种可溶性化合物(过程中无气体生成)，该过程发生的化学反应方程式为 。 （3）系列操作包括 (填操作名称)。 （4）可溶性钡盐有毒，医疗上常用硫酸钡作内服造影剂。常温下反应的化学平衡常数 [已知常温下、]。 （5）草酸氧钛钡灼烧要控制好温度，实验测得在220~470℃无氧时灼烧，固体产物中含有碳酸钡和二氧化钛，并且有两种气体产生，该反应的化学方程式为 。 （6）的立方晶胞结构如图所示，晶胞中与等距离且最近的为 个；若晶胞棱长为anm，阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为 g·cm-3(用含a、的代数式表示)。 7．（2025·广东·模拟预测）钪(Sc)是一种在国防、航空航天、核能等领域具有重要作用的稀土元素。以钠白酸性废水(主要含TiO2+、Fe3+、Sc3+)为原料制备Sc及TiO2的工艺流程如图所示。 已知：①25℃时，Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Sc(OH)3]=1.0×10-30。 ②氢氧化钪Sc(OH)3是白色固体，不溶于水，其化学性质与Al(OH)3相似；Sc3+易形成八面体形的配离子。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，如D=，Sc的萃取率=×100%。 （1）基态钛原子的价电子排布式可表示为 。 （2）“洗涤”时，加入H2O2的目的是 。 （3）“反萃取”时若加入的氢氧化钠溶液过量，Sc(OH)3沉淀会溶解。写出Sc(OH)3与过量NaOH溶液反应的化学方程式： 。 （4）用“10%盐酸调pH”，调节至pH=3，过滤，滤液中Fe3+的浓度为 mol/L。 （5）某工厂取1000LSc3+总浓度为50mg/L的废酸，加入500L某萃取剂，若D=10，则单次萃取率为 (保留一位小数)。若要提高萃取率，需优化的工艺条件为 。(写一条即可) （6）FeTiO3的晶胞结构如图1所示，设该晶胞的边长为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。该晶体的密度ρ= (填含a的计算式)g•cm﹣3；FeTiO3结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子)，在图2中画出氧原子(用◯表示)的位置： 。 8．（25-26高三上·广东广州·期中）钒是一种重要的金属材料，应用于钢铁、合金、电池等领域。一种由钒渣(主要化学成分包括：V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)制备V2O5的流程如下： （1）基态V原子核外电子的空间运动状态有 种。 （2）“酸浸”时V2O5转化为，反应的离子方程式为 ，同时V2O4转成VO2+。 （3）“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为，则需要氧化剂KClO3至少为 mol。 （4）“废渣2”中含有 。 （5）“沉钒”前需将溶液先进行“离子交换”和“洗脱”，这两步操作可简单表示为：(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈 性(填“酸”“碱”“中”)。 （6）“沉钒”前若滤液中，“沉钒”完成时，若上层清液中，则钒元素的沉降率= %［，反应过程中溶液的体积不变］。 （7）“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是 。 （8）碳化钒晶体主要用于制造钒钢等，其立方晶胞结构如图所示。 ①碳化钒晶胞中与碳原子距离最近且相等的碳原子数目为 。 ②若碳化钒晶体的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数为 nm(列出计算式)。 9．（2025·广东·月考）钴氨配合物在催化剂、传感器等方面有广泛的应用。某兴趣小组探究钴氨配合物的制备。 Ⅰ．制备钴(Ⅲ)氨配合物 按下图装置进行实验，将一定量的CoCl2·6H2O、NH4Cl溶于热水，加入活性炭作催化剂，再加入浓氨水和6%双氧水，在一定温度下反应20min，经多步操作得到产品(加热装置已省略)。 （1）仪器d的名称为： 。 （2）相对普通分液漏斗，仪器a的优点是： 。 Ⅱ．产品分析 活性炭的加入及反应温度可影响钴(III)氨配合物的构型，兴趣小组对此进行探究，得到两种钴(III)氨配合物的制备条件如下表，并通过测定产品的摩尔电导率确定其组成。 实验 活性炭 温度/℃ 产品颜色 摩尔电导率 i 有 60 橙黄色 R ii 无 90 紫红色 258 资料：a．钴(III)氨配合物的表达式为 ； b．摩尔电导率(c为配合物的物质的量浓度，k为配合物的电导率，单位为：) c．25℃时，配合物稀溶液中，电离出的离子总数与摩尔电导率的关系如下： 1mol物质电离出离子总数/mol 2 3 4 5 / 118~131 235~273 408~435 523~560 （3）检验实验i产品在水溶液中存在的操作和现象 。 （4）将实验i产品配制成5×10-4mol/L稀溶液，测得其电导率k为，则R= 。实验i发生的总反应的化学方程式为 。 （5）实验ii中紫红色的钴(Ⅲ)氨配合物是 (填化学式)。 Ⅲ．实验探究 （6）兴趣小组在制备过程中发现CoCl2溶液中直接加入H2O2，Co2+不被氧化，据此认为加入浓氨水和氯化铵对的氧化产生了影响。并设计原电池进行验证。 提出猜想：猜想1：加入NH4Cl固体，增强了H2O2的氧化性。 猜想2：加入浓氨水形成配合物，增强了Co2+离子的还原性。 验证猜想：①往右边烧杯中加入 ，关闭K，观察到 。 ②往左边烧杯中加入 ，关闭K，观察到电流表指针偏转 实验结论：猜想1不合理，猜想2合理。 10．（2025·广东·开学考试）钴及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。工业上以钴矿[主要成分为，含少量的等]为原料制取的工艺流程如图所示： 已知：①溶液中相关离子沉淀完全时的pH如下表。 沉淀 完全沉淀的pH 2.8 5.2 10.1 9.4 ②还原性强于。回答下列问题： （1）“浸取”中，提高浸取率的措施有 (写一条)。 （2）①在“调节”的步骤中，沉淀X的成分为 。 ②“浸取”中，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 。 ④生成的化学方程式为 。 （3）“萃取”中，配合物的结构存在如下转变，下列说法错误的是_______。 A．转变过程中只涉及配位键的断裂与形成 B．配合物1内界中心原子配位数为6 C．转变前后，Co的化合价发生变化 D．两种配合物中均含有大键 （4）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，其中代表 (填离子符号)。 （5）工业上常利用电解含Co(II)的水溶液制备金属Co和，装置如图，石墨电极的电极反应式为 ；溶液浓度的大小： (填“”“”或“=”)。 （建议用时：30分钟） 11．（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 。 12．（2025·广东深圳·开学考试）是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。 已知：i 石煤是一种含的矿物，杂质为大量和少量等；苛化泥的主要成分为等。 ⅱ 高温下，苛化泥的主要成分可与反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙和偏铝酸钙均难溶于水。 ⅱi  Kb(NH3•H2O)≈1.8×10-5    Ksp(NH4VO3)≈1.6×10-3 回答下列问题： （1）焙烧产生的气体①为 (填化学式)。 （2）水浸工序得到的滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，生成滤液中主要杂质的化学方程式为 。 （3）在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙和低浓度的滤液①，滤液①中的 (填离子符号)可进入离子交换工序充分利用。 （4）“洗脱”中，洗脱液浓度越 ，越有利于钒的提取。 （5）溶液中含钒离子浓度小于等于1×10-5 mol•L-1时认为钒沉淀完全，则“沉钒”工序中当钒沉淀完全时为 。 （6）V的另一种氧化物的立方晶胞如图所示， 则在晶胞中，黑球代表的是 原子。氧离子的配位数为 。 13．（2025·广东湛江·模拟预测）含硫化合物在能源、材料及环境等工业领域均有广泛的应用。 （1）基态Cr的价电子排布式是： 。 I．工业废气H2S分解可制取H2. （2）已知热化学方程式： ⅰ. ⅱ. ⅲ. 热分解反应的 (用含、、的式子表示)。 （3）一定温度下，2mol H2S 在体积为VL的恒容密闭容器中发生上述分解反应，ts时H2的产率为40%，则0~ts内的平均分解速率为 ；H2S充分分解达到平衡时，容器中H2S和H2的分压相等，则该温度下的平衡常数 。 Ⅱ． KSCN可用于镀铬工业。常温下，用KSCN配制电镀液，溶液中与SCN-发生第一、二步络合的反应如下： ⅳ．   ⅴ．  （4）根据以上络合反应，下列说法正确的有___________(填字母)。 A．加水稀释后，溶液中离子的总数减少 B．加入少量固体，溶液中含铬微粒总数不变 C．反应的平衡常数 D．溶液中减小，SCN- 与浓度的比值减小 （5）常温下，某研究小组配制了起始浓度、不同的系列溶液，测得平衡时、、的浓度 (含铬微粒)随的变化曲线如图所示， 时，图中含铬微粒按浓度由大到小的顺序为 ；A点时，溶液中的平衡浓度为 (写出计算过程)。 14．（2025·广东·阶段练习）从废催化剂中回收金属可实现金属的循环利用，某废催化剂的主要成分为含有镍、铝、铁等元素组成的化合物，一种该废催化剂回收利用工艺的部分流程如图所示： 已知：该废催化剂中铝元素以的形式存在；“焙烧”后镍、铁变成相应的氧化物；加入盐酸调“”可获得完整晶型的勃姆石()。 回答下列问题： （1）基态Ni原子价层电子的轨道表示式为 。 （2）写出“调”时反应的离子方程式： 。 （3）“浸出”时所加“试剂”为 ，“氧化”的目的为 。 （4）若常温下“滤液Ⅱ”中的浓度约为，当“”时，刚好会有析出，因此“”至少应大于 ，才能使溶液中沉淀完全(当离子浓度时认为该离子已完全沉淀)。 （5）勃姆石焙烧得到的将用于制备催化剂，已知在以下4种不同焙烧温度下所得的比表面积大小如图所示，则最佳的焙烧温度为 (填图中数据)。 （6）超细氧化镍是一种用途广泛的功能材料，其晶胞结构如图所示： ①晶胞中原子A坐标参数为(0，0，0)，B为，则原子C的坐标参数为 。 ②人工制备的晶体常存在缺陷，个别会被代替，但晶体依旧呈电中性，某氧化镍组成为，则该晶体中与的离子个数之比为 。 15．（2025·广东佛山·月考）电解锰阳极泥(主要含和少量铅、硒、钙等氧化物)制备富锂锰基正极材料的化工流程如下： 已知：①，。 ②可与、形成、。 回答下列问题： （1）为提高锰元素的浸出率，可采取 措施(任写一条)。 （2）“酸浸还原”主要反应的化学方程式为 。 （3）“滤渣”成分为和 。 （4）“混盐配制”中，与以1：3比例配制，由“浸出液”获得的操作为 ，过滤、洗涤、干燥。 （5）“共沉淀工艺”反应的离子方程式为： ，该步骤中若过高易形成 杂质。 （6）可用 (填试剂)证明固体已洗涤干净。 （7）一种含、、记忆合金的立方晶胞结构如下图。 ①该晶胞中粒子个数最简比 ； ②设该合金最简式的式量为，晶胞密度为，则和之间的最短距离为 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $