专题09 化学工艺流程综合（2大题型）（四川专用）2026年高考化学一模分类汇编

专题09 化学工艺流程综合 2大考点概览 题型01 分离提纯工艺流程 题型02 物质制备工艺流程 分离与提纯工艺流程 题型01 1. （2026·四川省绵阳市·一模）钴在新能源、新材料领域的核心用途集中在电池材料和高温合金。某炼锌废渣含有钙、镁、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下： 回答下列问题： （1）钴元素位于元素周期表第___________周期、第___________族。 （2）浸渣的成分除铜外，还有___________。 （3）“除铜”步骤中，发生反应的化学方程式为___________。 （4）“除杂II”步骤得到的滤渣2是MnO2，适量Na2S2O8的作用有___________。Na2S2O8中含有过氧键“-O-O-”，则其中-1价和-2价氧的原子个数之比为___________。 （5）“除杂Ⅲ”步骤需加入CoO调节pH=4，该步骤反应的离子方程式为___________。 （6）“沉钴”步骤得到的产品是Co(OH)3，产生的滤液应该返回到___________步骤。 【答案】（1）①. 四 ②. Ⅷ （2）CaSO4、PbSO4 （3）CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 （4）①. 将Mn2+转化为MnO2除去；将Fe2+氧化为Fe3+ ②. 1：3 （5）3CoO+2Fe3++3H2O=3Co2++2Fe(OH)3↓或3CoO+Fe3++3H+=3Co2++Fe(OH)3↓ （6）酸浸 【解析】某炼锌废渣含有钙、镁、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及铜的单质，用硫酸处理炼锌废渣，钙转化为难溶的硫酸钙沉淀，铅转化为难溶的硫酸铅沉淀，铜单质不反应，存在于滤渣中，其余金属元素得到相应离子的盐溶液，滤液加入NaF，生成MgF2沉淀，存在于滤渣1中，滤液加入硫化氢生成硫化铜沉淀，过滤滤液加入Na2S2O8氧化二价锰离子为二氧化锰沉淀得到滤渣２，同时Na2S2O8氧化亚铁离子为铁离子，过滤滤液加入CoO调节pH，使得铁离子成为氢氧化铁沉淀得到滤渣３，过滤滤液加入次氯酸钠氧化二价钴得到氢氧化钴沉淀。 （1）Co是27号元素，位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。 （2）由分析可知，浸渣的成分除铜外，还有CaSO4、PbSO4。 （3）由分析可知，“沉铜”步骤中，硫酸铜和硫化氢生成硫化铜沉淀和硫酸，反应的化学方程式是CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4。 （4）由分析可，“沉锰”步骤中，加入Na2S2O8氧化二价锰离子为二氧化锰沉淀，同时氧化亚铁离子为铁离子便于后续铁元素的去除，故Na2S2O8作用：使得锰离子转化为二氧化锰沉淀，且氧化亚铁离子为铁离子。Na2S2O8具有很强的氧化性，比二氧化锰的氧化性强，则其中S为+6价，含有过氧键“-O-O-”，假设-1价的O有x个，-2价的O有y个，6个O为-2价，Na为+1价，根据化合价代数和为零可知2+6×2=x+2y、x+y=8，x=2，y=6，-1价和-2价氧的原子个数之比为1：3。 （5）由分析可知，“除杂Ⅲ”步骤需加入CoO调节pH=4，使得铁离子成为氢氧化铁沉淀，根据电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为：3CoO+2Fe3++3H2O=3Co2++2Fe(OH)3↓或3CoO+Fe3++3H+=3Co2++Fe(OH)3↓。 （6）由分析可知，加入次氯酸钠氧化CoSO4得到氢氧化钴沉淀和H2SO4，滤液中含有H2SO4，应该返回到酸浸步骤。 2. （2026·四川省德阳市·一模）镍及其化合物在工业上有广泛的应用。工业上用红土镍矿(主要含有MgO、NiO、FeO、、等)制备镍的部分工艺流程如下： 已知：①在本工艺条件下，H2O2、Fe3+不能氧化Ni2+； ②常温下，。 回答下列问题： （1）镍元素在周期表中的位置为_______，滤渣1的成分是_______。 （2）“沉铁”步骤中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为_______，Na2CO3能沉铁的原因是_______。 （3）若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_______，取“沉镁”后的溶液1 L，已知c(Mg2+)=0.02mol/L，要使溶液中c(Mg2+) ≤ 1.0×10-5 mol/L，则至少需要加入_______molNaF(忽略体积的变化，保留3位小数)。 （4）沉镍所得的草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)脱水后在高温下煅烧，可以制得Ni2O3，同时获得混合气体，NiC2O4煅烧分解的化学方程式为_______。 （5）NiO的晶胞结构如图所示，离O2-最近的Ni2+形成的空间结构为_______。 【答案】（1）①. 第四周期第Ⅷ族 ②. SiO2 （2） ①. 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O ②. Na2CO3是弱酸盐，CO会与 H+结合，促进 Fe3+水解，使水解平衡右移，生成 Fe (OH)3沉淀 （3） ①. F-与H+结合生成弱电解质HF，使溶液中F- 浓度降低，导致MgF2 的沉淀溶解平衡正向移动，Mg2+沉淀不完全 ②. 0.043 （4） 2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑ （5）正八面体 【解析】以红土镍矿为原料，先通过硫酸酸浸，使其中的 MgO、NiO、FeO、Fe2O3等氧化物溶解，SiO2不溶形成滤渣1；向酸浸液中加入 H2O2将 Fe2+氧化为 Fe3+，再加入Na2CO3调节pH，使Fe3+以氢氧化铁形式沉淀为滤渣2；之后加入NaF沉淀镁离子，生成氟化镁滤渣3；再加入草酸沉镍，得到草酸镍沉淀，经煅烧分解为氧化镍，最后用CO还原氧化镍得到金属镍，从而实现镍的提取与分离。 （1）镍的原子序数为28，位于第四周期第Ⅷ族；根据分析，滤渣1的成分是SiO2。 （2）在“沉铁”步骤中，H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，因为Fe3+更容易通过调节pH沉淀。反应方程式为 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O；Na2CO3是弱酸盐，CO会与 H+结合，促进 Fe3+水解，使水解平衡右移，生成 Fe (OH)3沉淀。 （3）若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全的原因是F-与H+结合生成弱电解质HF，使溶液中 F-浓度降低，导致MgF2 的沉淀溶解平衡正向移动，Mg2+沉淀不完全。至少需要加入NaF的物质的量：已知  ，c(Mg2+) ≤ 1.0×10-5 mol/L时，，溶液体积为1L ，则沉淀后F-物质的量  ≥3.0×10-3mol。沉淀0.02molMg2+需要消耗0.04molF- ，因此至少需要加入NaF的物质的量为0.04+3.0×10-3=0.043mol。 （4）NiC2​O4​在高温下分解生成Ni2O3、CO和CO2，配平后化学方程式为2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑。 （5）NiO为NaCl型晶胞，每个O2- 周围有6个等距离的Ni2+，分别位于O2- 的上下、左右、前后位置，构成正八面体。 3. （2026·四川省广安市·一模）铊(Tl)是一种剧毒重金属，广泛存在于酸性废水中。某研究团队设计如下工艺从酸性废水（pH≈2，含Fe2+、Zn2+、微量Tl+）中回收铊： 已知：①常温下， ②ZnS对有极强的吸附共沉淀作用 回答下列问题： （1）Tl元素位于周期表第六周期第ⅢA族，其价电子排布式是_______。 （2）“氧化”时，发生反应的离子方程式是_____________。 （3）“滤渣A”主要是____（填化学式）。此时，溶液中_______；是否沉淀完全？____（填“是”或“否”）。 （4）“沉淀”过程中，微量能在“滤渣B”中富集的原因是_________________。 （5）“电解”回收单质铊时，阴极的电极反应式为______________。 【答案】（1）6s26p1 （2） 4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O （3） ①. Fe(OH)3 ②. 4.0×10-8mol/L ③. 是 （4）ZnS对Tl+有极强的吸附共沉淀作用，生成ZnS沉淀时将微量Tl+同步吸附并共沉淀在滤渣B中 （5）Tl++e- = Tl 【解析】该工艺以pH≈2、含Fe2+、Zn2+和微量Tl+的酸性废水为原料，先通入空气将Fe2+氧化为Fe3+，再加入ZnO调节溶液pH至4.0，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去；接着向滤液中加入Na2S，让Zn2+生成ZnS沉淀，利用ZnS对Tl+的强吸附共沉淀作用，将溶液中微量的Tl+富集到ZnS沉淀中并过滤得到滤渣B；最后将滤渣B浸取得到含Tl+的浸取液，对其进行电解，使Tl+在阴极得电子生成单质Tl，最终完成废水中铊的回收；据此作答。 （1）Tl在元素周期表中位于第六周期第ⅢA族，价电子排布规律为ns2np1，对应第六周期则为6s26p1； （2）酸性环境中，通入空气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，根据氧化还原反应规律得到离子方程式为 4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O； （3）依据分析，滤渣A的主要成分为Fe(OH)3，当pH=4时，c(OH-)=10-10 mol/L，，因为，所以Fe3+沉淀完全； （4）滤液中含Zn2+和微量Tl+，加入Na2S后，Na2S电离出S2-，Zn2+与S2-结合生成ZnS沉淀；ZnS对Tl+有极强的吸附共沉淀作用，所以微量Tl+能在“滤渣B”中富集；答案为：ZnS对Tl+有极强的吸附共沉淀作用，生成ZnS沉淀时将微量Tl+同步吸附并共沉淀在滤渣B中； （5）电解的目的是回收单质Tl，所以目标离子Tl+在阴极得电子被还原为Tl单质，即阴极反应式为Tl++e- = Tl。 4. （2026·四川省广安市前峰区·一模）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态Be2+的轨道表示式为_______。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是_______。 （3）“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_______。 （4）写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是_______。 （6）Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物，4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个Be的配位环境相同，Be与Be间通过CH3COO-相连，其化学式为_______。 【答案】（1） （2）快速冷却 （3）先出现白色浑浊，后浑浊消失 （4）①. ②. 反萃取 （5）增强熔融氯化铍的导电性 （6）Be4O(CH3COO)6 【解析】首先铝硅酸盐先加热熔融，然后快速冷却到其玻璃态，再加入稀硫酸酸浸过滤，滤渣的成分为H2SiO3，“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，水相1中含有Al3+，有机相为BeA2(HA)2，加入过量氢氧化钠反萃取Be2+使其转化为Na2[Be(OH)4]进入水相2中，分离出含NaA的煤油，最后对水相2加热过滤，分离出Be(OH)2，通过系列操作得到金属铍，据此回答。 （1）基态Be2+的电子排布式为1s2，其轨道表达式为； （2）熔融态物质冷却凝固时，缓慢冷却会形成晶体，快速冷却会形成非晶态，即玻璃态，所以从“热熔、冷却”中得到玻璃态，其冷却过程的特点为：快速冷却； （3）“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，水相1中含有Al3+、H+，则向过量烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，初始阶段，Al3+局部过量，先出现白色浑浊，后由于烧碱过量，白色浑浊很快消失； （4）反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式为，滤液2的主要成分为NaOH，可进入反萃取步骤再利用； （5）氯化铍的共价性较强，电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用为增强熔融氯化铍的导电性； （6）由题意可知，该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上，四面体中心只有一个O，Be与Be之间总共有六个CH3COO-，则其化学式为：Be4O(CH3COO)6。 5. （2026·四川省凉山州·一模） 采用两段焙烧-水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）钴元素位于元素周期表第_______周期、第_______族。 （2）“低温焙烧”时(NH4)2SO4分解为NH4HSO4，金属氧化物均转化为硫酸盐：MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成，则该反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为_______。 （3）水浸所得滤渣主要成分除Fe2O3外还含有_______、_______(填化学式)。 （4）HR萃取Cu2+的反应为：2HR(有机相)+Cu2+(水相)CuR2(有机相)+2H+(水相)，反萃取时加入的试剂为_______(填字母) A. HR B. H2SO4 C. CuSO4 D. CuR2 （5）溶解CoS时温度不宜过高，原因是_______。 （6）写出“沉锰”操作单元发生反应的离子方程式_______。沉锰所得滤液经处理后所得产品可导入_______(填操作单元名称)循环利用。 【答案】（1） ①. 四 ②. Ⅷ （2）3:1 （3） ①. CaSO4 ②. SiO2 （4）B （5）减少过氧化氢分解 （6）① Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O ②. 低温焙烧 【解析】铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)中加入(NH4)2SO4进 行低温焙烧，(NH4)2SO4分解为NH4HSO4，金属氧化物均转化为硫酸盐：MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成，反应生成的NH3用稀H2SO4吸收；然后进行高温焙烧，回收SO3；将高温焙烧所得固体水浸，依据后续产物，滤渣为SiO2、Fe2O3、CaSO4。将溶液中加入HR萃取分液，CuSO4与有机相HR作用生成CuR2，可加入H2SO4进行反萃取；水相中加入①Na2S、②调pH沉钴，得到CoS，加入H2O2、稀H2SO4溶解，生成S和CoSO4溶液；往沉钴后的滤液中加入NH4HCO3，可获得MnCO3。 （1）钴为27号元素，价电子排布式为3d74s2，则钴元素位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。 （2）MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成，依据得失电子守恒和原子守恒，可得出发生反应的方程式为3MnO2+4NH4HSO4=3MnSO4+N2↑+(NH4)2SO4+6H2O，MnO2为氧化剂，N2为氧化产物，则该反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为3:1。 （3）由分析可知，水浸所得滤渣主要成分除Fe2O3外还含有CaSO4、SiO2。 （4）HR萃取Cu2+的反应为：(水相)2HR(有机相)+Cu2+(水相)CuR2(有机相)+2H+(水相)，反萃取时，应使平衡逆向移动，则加入的试剂为H2SO4，故选B。 （5）溶解CoS时，加入H2O2、稀H2SO4溶解，H2O2热稳定性差，温度不宜过高，原因是：减少过氧化氢分解。 （6）“沉锰”操作时，加入NH4HCO3，发生反应生成MnCO3、CO2和水，依据电荷守恒和原子守恒，发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O。沉锰所得滤液中含有(NH4)2SO4等，经处理后所得产品(NH4)2SO4可导入低温焙烧循环利用。 6 （2026·四川外国语大学附属中学·一模）一种从深海多金属结核[主要含、、，有少量的、、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(、、)的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀()的pH； Fe3+ Al3+ Cu2+ Ni2+ Co2+ Mn2+ 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： （1）基态Ni的价层电子排布式为___________。 （2）“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是___________(写化学式)；SO2还原Co2O3的化学方程式为___________。 （3）“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___________。 （4）“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中c(Cu2+)不超过___________mol/L。 （5）“第二次萃取”时，___________、___________(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物更稳定。 【答案】（1）3d84s2 （2）①. SiO2 ②. SO2+Co2O3+H2SO4 = 2CoSO4+H2O （3）①. ②. 防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其它金属阳离子，造成产率下降 （4）1×10-2或0.01 （5）①. Co2+ ②. Ni2+ 【解析】深海多金属结核加入SO2、H2SO4进行酸浸还原，得到的滤渣含有不反应的二氧化硅，滤液中含有Mn2+、Fe2+、Co2+、Al3+、Ni2+、Cu2+，通入空气、控制温度为200℃、高压、调节pH=3.2，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，据流程图，‘萃余液2’用于电解生产金属锰，说明第二次萃取旨在分离锰离子，因此是Co²⁺和Ni²⁺与混合萃取剂形成了配合物，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； （1）Ni为28号元素，基态Ni的价层电子排布式为3d84s2； （2）由分析，“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是SiO2；SO2还原Co2O3在酸性条件下生成CoSO4，硫元素化合价由+4变为+6、钴元素化合价由+3变为+2，结合电子守恒，化学方程式为SO2+Co2O3+H2SO4 = 2CoSO4+H2O； （3）“沉铁”时，Fe2+被空气中氧气氧化为Fe2O3，铁元素化合价由+2变为+3、氧气中氧元素化合价由0变为-2，结合电子守恒，离子方程式为；已知：金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，加热至200℃的主要原因是防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其它金属阳离子，造成产率下降； （4）由表，铜离子完全沉淀时pH=6.7，pOH=7.3，则Cu(OH)2的，沉铝”时，pH=5.2，pOH=8.8，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中； （5）由流程可知，第二次萃取时，主要萃取Co2+、Ni2+，因此Co2+、Ni2+与混合萃取剂形成的配合物更稳定。 物质制备工艺流程 题型02 7. （2026·四川省巴中市·一模）以“湿法炼锌”的烟尘(主要成分为ZnO、PbO、少量镉和铜的氧化物，同时存在少量SiO2等杂质)为原料制备硫酸锌并回收镉的工艺流程如图所示。 回答下列问题： （1）“酸浸”时，ZnO所发生反应的离子方程式为_______。“酸浸渣”的主要成分为_______、_______(填化学式)。 （2）“酸浸”时，在控制其他条件不变时，Zn浸出率(%)随H2SO4的质量浓度(g/L)的变化关系如图所示。 ①为提高Zn浸出率，控制H2SO4的质量浓度范围为_______g/L。 ②若“酸浸”选择更高浓度的硫酸，可能造成的后果是_______(答出一点即可)。 （3）“硫化除铜”时，溶液中金属离子与的关系如图所示。 ①反应的平衡常数为_______。 ②“硫化除铜”时，若溶液中Cd2+为0.1mol/L，为尽可能去除Cu2+，可调节溶液中c(S2-) < _______mol/L。 （4）立德粉是一种常见的白色涂料，可由硫酸锌溶液跟硫化钡溶液混合制得，其反应的化学方程式为_______。 【答案】（1）①. ZnO+2H+ = Zn2++H2O ②. PbSO4 ③. SiO2 （2）①. 240-260 ②. 可能促进某些杂质（如PbSO4等）包裹ZnO，阻碍其溶解，降低浸出率（答案合理，答出一点即可） （3）① 109.1 ②. 10-25.1 （4）ZnSO4+BaS = ZnS↓+BaSO4↓ 【解析】“湿法炼锌”的烟尘(主要成分为ZnO、PbO、少量镉和铜的氧化物，同时存在少量SiO2等杂质)首先加硫酸进行“酸浸”，此时ZnO、少量镉、铜的氧化物溶解到酸溶液中，生成对应的金属阳离子，PbO与硫酸反应生成PbSO4难溶性沉淀，SiO2不溶于酸，采取过滤操作，PbSO4、SiO2作为硫浸渣滤出；加硫化钠除铜，反应为：Cu2++S2- = CuS↓，经过滤操作将硫化铜以硫化渣的形式去除；加锌粉转换除镉，发生置换反应：Zn+Cd2+ = Zn2++Cd，过滤得海绵镉；同时获得硫酸锌的溶液，经过一系列操作获得硫酸锌固体。 （1）ZnO与硫酸反应生成可溶性锌盐，离子方程式为： ZnO+2H+ = Zn2++H2O；由分析可知“酸浸渣”的主要成分为PbSO4和SiO2； （2）①从图像可知，Zn的浸出率随硫酸质量浓度增大先升高后趋于平缓，当H2SO4质量浓度在240∼260 g/L时，Zn的浸出率达到最高且稳定； ②若酸浸的硫酸的质量浓度太高，可能促进某些杂质（如PbSO4等）包裹ZnO，阻碍其溶解，降低浸出率；会使后续中和和净化消耗更多的碱，增加生产成本；有可能造成酸雾排放量增大，污染环境（答案合理，答出一点即可）； （3）①反应的平衡常数；从图像取点：Cu2+：，，故；Cd2+：，，故，所以； ②尽可能去除Cu2+同时，为避免CdS沉淀，需满足，若，代入相关数值，得； （4）立德粉是一种常见的白色涂料，可由硫酸锌溶液跟硫化钡溶液混合制得，其反应化学方程式为：ZnSO4+BaS = ZnS↓+BaSO4↓。 8.（2026·四川省达州市·一模） 铋及其化合物广泛应用于冶金、催化、材料、医疗等领域。一种以含铋烧渣（主要成分为Bi2O3、MnSO4，还含有少量Fe2O3、SiO2、CuO等）为原料，制取Bi2O3和NaBiO3的工艺流程如下： 已知：①NaBiO3和Bi2(C2O4)3难溶于水； ②Bi3+或BiCl易水解为BiOCl沉淀； ③浸出液中铋主要以BiCl存在，高酸度下易被有机萃取剂TBP萃取为H2BiCl·2TBP； ④常温，在该工艺条件下，溶液中金属离子转化为氢氧化物开始沉淀和完全沉淀（c≤1.0×10-5 mol/L）的pH如下表： Fe2+ Fe3+ Cu2+ Bi3+ 开始沉淀的pH 6.3 1.9 4.7 4.2 完全沉淀的pH 8.3 3.2 6.7 5.5 回答下列问题： （1）铋与氮同族，基态铋原子的价电子排布式为_______。 （2）“滤渣1”的成分为_______，“酸浸”时用浓盐酸并维持较高离子浓度的目的是_______。 （3）“除铜”后分离出的滤液2中所含铜元素的微粒为______，“沉铋”后滤液3中的Bi3+浓度为_______mol/L。 （4）“氧化”时反应的离子方程式为______。 （5）“反萃取”时加入草酸溶液提供低酸度水相，使萃取平衡逆向移动，另一作用是______。 （6）如图为Bi2O3的立方晶胞结构（O占据部分Bi的四面体空隙），以A点为原点建立分数坐标，C点分数坐标为，则B点分数坐标为_______；若B、C两点间距离为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，Bi2O3的摩尔质量为M g/mol。则晶胞密度为_______g/cm3。 【答案】（1）6s26p3 （2）①. SiO2 ②. 提高铋的浸出率并防止其水解；加速溶解Fe2O3、CuO，利于形成BiCl的作用 （3）①. [Cu(NH3)4]2+ ②. 10-6.5 （4） （5）将铋元素转化为Bi2(C2O4)3沉淀，提高产率 （6）①. ②. 或或 【解析】该工艺流程以含铋烧渣（主要成分为Bi2O3、MnSO4，含少量Fe2O3、SiO2、CuO）为原料，先经水浸除去可溶性杂质，再用浓盐酸酸浸，发生反应：，浓盐酸可抑制Bi3+水解生成BiOCl沉淀，不溶的SiO2形成滤渣1。酸浸后的浸出液分为两份：一份先加过量氨水除铜，Cu2+与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，反应为，进入滤液2，剩余液加浓盐酸酸溶、金属铋还原转化，反应为，后调pH=6沉铋生成Bi(OH)3沉淀，反应为，再经Cl2和NaOH氧化得到NaBiO3，反应为；另一份经萃取剂萃取，HBiCl4进入有机相，再用草酸溶液反萃取，与Bi3+生成难溶的Bi2(C2O4)3沉淀，反应为，最终转化为Bi2O3，据此分析。 （1）铋与氮同族，位于第ⅤA族，其价电子为6s26p3； （2）“滤渣1”为不溶于浓盐酸的物质，SiO2不溶于酸，因此滤渣1为SiO2；“酸浸”时用浓盐酸并维持较高Cl-浓度，可抑制Bi3+或BiCl的水解，防止生成BiOCl沉淀，同时使Bi2O3溶解为BiCl；故答案为：SiO2 ；提高铋的浸出率并防止其水解；加速溶解Fe2O3、CuO，利于形成BiCl的作用； （3）“除铜”时加入过量氨水，Cu2+与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，因此滤液2中含铜元素的微粒为[Cu(NH3)4]2+；“沉铋”时调节pH=6，根据表格，Bi3+完全沉淀的pH为5.5，pOH为8.5， ， ，“沉铋”后滤液3中pH为6，pOH为8， ，Bi3+浓度为，故答案为：[Cu(NH3)4]2+ ；10-6.5 ； （4）“氧化”时，Bi(OH)3在Cl2和NaOH作用下生成NaBiO3，Bi元素化合价从+3价升高到+5价，Cl2中Cl元素化合价从0价降低到-1价；根据电子守恒和电荷守恒配平，离子方程式为：； （5）“反萃取”时加入草酸溶液，除提供低酸度水相使萃取平衡逆向移动外，还可与Bi3+反应生成难溶于水的Bi2(C2O4)3沉淀，提高产率；故答案为：与Bi3+反应生成Bi2(C2O4)3沉淀，提高产率； （6）以A点为原点建立分数坐标，C点坐标为，结合晶胞结构，B点分数坐标为；B、C两点间距为apm，即晶胞体对角线的1/2，晶胞边长为；晶胞中含2个Bi2O3单元，质量为，体积为，密度为：；故答案为：； 或或。 9. （2026·四川省成都市·一模）从废钴钼系催化剂（主要含MoS2、CoS及少量Al2O3、CuO、ZnO）中回收钼的工艺如下所示： 已知酸浸后钼元素主要存在形式为和，仲钼酸盐中为。 回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第四周期、第______族。 （2）MoS2在空气中高温焙烧生成两种氧化物，有MoO3和______。 （3）“焙烧”中加入CaCO3的优点是_____________（写一条）。 （4）“酸浸”后Mo的价态不再发生改变，则中______。 （5）“净化”产生废渣2，其中难溶硫化物主要有ZnS和______。参考溶液中含铝形体浓度负对数与pH关系（如下图所示），则“净化”时pH最佳控制范围是________（选填标号）。 A .4～6 B. 6～8 C.>8 （6）“洗脱”时加入氨水的最佳浓度为1.25mol/L。氨水浓度过大，会导致有机萃取剂（酯类物质）失效，从而降低Mo的洗脱效率，有机萃取剂失效的可能原因是________。 （7）用NaClO—NaOH湿法氧化MoS2，直接生成MoO和SO，对应的离子方程式为_________。 【答案】（1）Ⅷ （2）SO2 （3）减少SO2排放造成的环境污染 （4）6 （5） ①. CuS ②. B （6）酯类在较浓氨水中发生水解反应（或取代反应或皂化反应） （7） 【解析】废钴钼系催化剂在空气中焙烧，生成金属氧化物和二氧化硫，加入碳酸钙吸收二氧化硫防止污染，加硫酸酸浸后得到金属的硫酸盐，由流程图可知，加入硫化铵除去铝离子、铜离子和锌离子，然后萃取分离钴离子和钼离子，用氨水洗脱得到(NH4)2MoO4，加入盐酸调pH后得到仲钼酸铵，据此回答； （1）Co是27号元素，位于周期表第4周期VIII族； （2）MoS2在空气中高温焙烧，Mo生成MoO3，S生成SO2； （3）加入碳酸钙高温下分解生成氧化钙，与SO2反应可以减少SO2排放造成的环境污染； （4）“酸浸”后Mo的价态不再发生改变，则由可知其中Mo的化合价为+6，由化合价的代数和等于离子所带电荷数可知+6×7+(-2)×24=-n，解得n=6； （5）净化时加入硫化铵，锌离子、铜离子与硫离子生成ZnS和CuS沉淀，铝离子与硫离子水解相互促进生成氢氧化铝和硫化氢，净化目的是使溶液中含铝形体的浓度尽量低，观察题图可知当pH在6~8时，溶液中含铝形体的浓度最小，说明铝以沉淀形式存在，故选B； （6）氨水浓度过大，溶液碱性过强会导致有机萃取剂（酯类物质）水解，从而降低Mo的洗脱效率； （7）次氯酸根氧化MoS2生成MoO和SO，自身被还原为氯离子，由此可写出离子方程式 10. （2026·四川省泸州市·一模）电解锰渣中主要含MnO2、MnCO3和少量的Fe2O3、Al2O3、MgO、CaSO4等。综合利用其中锰、铁、钙等金属元素的一种工艺流程如下。 （1）“浸锰”前，电解锰渣先经___________，再用适量水调配为浆料；“浸锰”过程中，发生反应的离子方程式为___________。 （2）Fe(OH)3、Al(OH)3的溶度积常数(Ksp)分别为、。当c ≤ 10-6mol/L时，该离子视为沉淀完全。“除铁铝”时，溶液pH应不低于___________，可用于代替双氧水的试剂是下列中的___________(填序号)。 a．NaClO b．空气 c．Na2O2 d．KMnO4 实际过程中双氧水消耗量通常较理论用量偏大，主要原因是___________；充分反应后，保持溶液温度80℃足够长时间再行分离，原因是___________。 （3）基态Mn2+离子核外未成对电子数为___________。若HX为，在配合物MnX2中存在2个五元环，提供孤电子对的原子是___________。从“滤液2”获得沉淀的离子方程式为___________。 【答案】（1）① 粉碎 ②. MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2↑+2H2O （2）①. 5.1 ②. b ③. 双氧水分解(或与杂质反应) ④. 使Fe(OH)3、Al(OH)3胶体聚沉，便于过滤 （3）①. 5 ②. O、N ③. Ca2++HPO+NH3·H2O+6H2O=CaNH4PO4·7H2O↓ 【解析】电解锰渣经H2SO4与H2C2O4浸出后将其中的MnO2与MnCO3转化为Mn2+，浸出渣为CaSO4与CaC2O4。再经H2O2氧化与NH3·H2O的作用下，Fe3+与Al3+均转化为氢氧化物沉淀析出。使用HX沉锰将Mn2+分离并进一步转化为MnSO4产品，滤液1中含有NH与少量Ca2+（CaSO4微溶），经石灰水Ca(OH)2、(NH4)2HPO4与NH3·H2O处理后转化为CaNH4PO4·7H2O产品。 （1）为了加快反应速率，在反应前通常会对固体反应物进行粉碎处理； 在酸性条件下，MnO2与H2C2O4的反应离子方程式为MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2↑+2H2O； （2）已知当c ≤ 10-6mol/L时，该离子视为沉淀完全。要使Fe3+完全沉淀，Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c(OH-)3=10-6×c(OH-)3=3.0×10-39，解得pH=3.17。同理要使Al3+完全沉淀，Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c(OH-)3=10-6×c(OH-)3=2.0×10-33，解得pH=5.1，故要使得Fe3+与Al3+均完全沉淀，则pH应不低于5.1；H2O2在流程中起氧化Fe2+的作用，故b均可以代替H2O2； NaClO 在后续工艺条件下（pH不低于5.1）会氧化 Mn2+，造成产品损失，若使用Na2O2代替，则将生成NaOH，使得Al3+无法沉淀，而KMnO4的强氧化剂也会氧化Mn2+，故答案为b； H2O2本身具有易分解的特性，故需要过量； 保持溶液长时间使Fe(OH)3、Al(OH)3胶体聚沉，便于过滤； （3）Mn2+的电子排布式为[Ar]3d5，核外未成对电子数为5； 在配合物MnX2中存在2个五元环，则8-羟基喹啉中由O、N原子提供孤对电子与金属离子形成螯合成环（双齿配体），配体数2，配位数为4； ③滤液2经(NH4)2HPO4与NH3·H2O处理后转化为CaNH4PO4·7H2O产品，其离子方程式为Ca2++HPO+NH3·H2O+6H2O=CaNH4PO4·7H2O↓； 11. （2026·四川省乐山市·一模）硝酸锌常用作织物染色的媒染剂。一种从炼锌净化渣（主要成分为Zn，少量Mn2O3和镍的氧化物）为原料制备硝酸锌的工艺流程如下： 已知：（i）在酸性条件下，Mn2O3转化为MnO2和Mn2+，Mn2+能被氧化剂a氧化为MnO2。 （ⅱ）SOCl2的沸点为。 回答下列问题： （1）Zn在元素周期表中的位置为______，第二电离能（I2）：Zn______（填“>”或“<”）。 （2）“滤渣1”的主要成分是______。 （3）“除镍”时使用的有机净化剂，为大分子立体网格结构的聚合物，除镍原理如下图所示。 已知，，推测“除镍”时Zn2+不会同时沉淀原因是______。 （4）“沉锌”时有CO2生成，则发生反应的离子方程式为______。 （5）“物质b”可以实现碱式碳酸锌到硝酸锌的一步转化，则“物质b”的化学式为______；制备无水Zn(NO3)2时，SOCl2的作用为______。 （6）“氧化剂a”的选择可以通过标准电动势（）来判断：当，反应才能自发进行。 已知：（i）[和表示原电池正、负极标准电极电势]， 例如：反应 。 （ⅱ）部分电对的标准电极电势如下表： 电对 ①写出“氧化剂a”不能选用稀HNO3的原因______（用计算说明）。 ②可用于计算反应的标准平衡常数，两者的关系为：，其中R和F为常数，，，n为氧化还原反应转移的电子数，T为热力学温度，单位为K。则时，反应的______（列出计算式）。 【答案】（1）①. 第四周期第ⅡB族 ②. < （2）MnO2 （3）r(Ni2+)<r(Zn2+)，Ni2+可进入有机净化剂网格结构通过配位键被结合沉淀，Zn2+半径较大不匹配、难以进入网格或与立体网格结合，故不会同时沉淀 （4）3Zn2++6HCO＝ZnCO3·2Zn(OH)2+5CO2↑+H2O （5）①. HNO3 ②. 除去Zn(NO3)2·6H2O中的结晶水、并防止锌离子水解 （6） ①. Eθ=(HNO3/NO)-(MnO2/Mn2+)=0.957V-1.224V=-0.267V<0 ②. 【解析】分析流程，酸浸炼锌净化渣，Zn、Mn2O3和镍的氧化物分别转化为Zn2+、MnO2、Mn2+和Ni2+，过滤后，MnO2作为滤渣除去。向滤液中加入氧化剂氧化，将Mn2+氧化为MnO2。通过加入有机净化剂，将Ni2+除去；过滤后加入NH4HCO3，生成碱式碳酸锌，物质b与碱式碳酸锌反应生成Zn(NO3)2溶液，可知物质b为稀硝酸。经一系列操作，最终得到含结晶水的Zn(NO3)2，Zn(NO3)2·6H2O与SOCl2共热，最终得到Zn(NO3)2。 （1）Zn的原子序数为30，位于元素周期表中第四周期第ⅡB族；Cu的电子排布为[Ar]3d104s1，失去1个电子后形成[Ar]3d10，为全满稳定结构，再失去第2个电子需破坏稳定结构，耗能更高；Zn失去1个电子后为[Ar]3d104s1，再失去1个4s电子较易。因此第二电离能：Zn<Cu； （2）根据已知条件，炼锌净化渣中的Mn2O3在酸性条件下转化为MnO2（沉淀）和Mn2+，且MnO2不溶于酸，因此滤渣1的主要成分为MnO2。 （3）有机净化剂为大分子立体网格结构，对离子半径有选择性。根据题给信息：r(Ni2+)=69 pm，r(Zn2+)=74 pm，Ni2+半径小于Zn2+，Ni2+可进入有机净化剂网格结构通过配位键被结合沉淀，而因Zn2+半径较大不匹配、难以进入网格或与立体网格结合，故不会同时沉淀； （4）沉锌时Zn2+与HCO反应生成碱式碳酸锌ZnCO3·2Zn(OH)2和CO2，离子方程式为：3Zn2++6HCO＝ZnCO3·2Zn(OH)2+5CO2↑+H2O； （5）碱式碳酸锌与物质b发生反应生成硝酸锌，可知物质b为HNO3；Zn(NO3)2·6H2O加热脱水易水解生成碱式盐或氧化物，SOCl2可与水反应生成HCl，抑制Zn2+水解的同时，因此SOCl2可除去Zn(NO3)2·6H2O中的结晶水并抑制Zn2+水解； （6）①若选用稀HNO3作“氧化剂a”，发生反应为：2NO+3Mn2++2H2O＝3MnO2+2NO↑+4H+，该反应的标准电动势Eθ=(HNO3/NO)-(MnO2/Mn2+)=0.957V-1.224V=-0.267V<0，反应不能自发进行，因此不能选择稀HNO3作“氧化剂a”； ②根据题给信息，反应的Eθ=(ClO/Cl-)-(MnO2/Mn2+)=1.39V-1.224V=0.166V，分析反应，可知1个ClO转化为Cl-，过程中得到8个电子，因此每mol反应中转移的电子数为8mol，即n=8mol，，，T=298K，代入公式可得=，则反应的Kθ=。 12. （2026·四川省自贡市·一模）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为Mn2+、Mg2+、的硫酸盐)的工艺流程如下。 已知：①常温下； ②温度达到280℃左右时，(NH4)2SO4容易分解为氨气和硫酸氢铵。 回答下列问题： （1）基态Mn2+的价层电子排布式为_______ （2）“沉锰I”时，O2要在碱性条件下反应，下列最适合用于调节pH的是_______(填序号)。 A．NH3·H2O　 　B．NaOH　　　 C．Na2CO3 该过程中Mn2+先形成Mn(OH)2后被氧化成Mn3O4，当Mg2+(c=1.0×10-0.78mol/L)将要开始沉淀时，溶液中Mn2+浓度为_______mol/L。 （3）“沉锰”分I、Ⅱ两步进行的原因是_______。 （4）将“沉镁I”中得到的碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]加入“回转窑”中，在500~600℃下煅烧可得轻质MgO，煅烧时间控制在15~30min的理由为_______。 （5）“沉镁Ⅱ”中，加H3PO4至pH=8.0时，Mg2+沉淀完全，同时也能使溶液中的沉淀。据图分析，写出生成沉淀的离子方程式_______。 （6）“结晶”中，获得(NH4)2SO4晶体的方法为_______过滤、洗涤、干燥。 【答案】（1）3d5 （2）①. A ②. 10-2.25 （3）为了实现锰离子的高效、更加完全沉淀分离，以提高锰离子的回收率和产品MnSO4·H2O产品纯度 （4）若时间少于15min将导致碱式碳酸镁分解不完全，得到的MgO纯度较低、产率低，时间超过30min增加能耗，且可能导致MgO颗粒烧结，降低其活性 （5）Mg2++HPO+NH3•H2O+5H2O=MgNH4PO4·6H2O↓ （6）蒸发浓缩、冷却结晶 【解析】根据题干流程中，沉锰Ⅱ、沉镁Ⅰ中加入含铵根离子或氨水，沉镁Ⅱ中生成含有铵盐，故调节pH选用氨水，不会引入新的杂质离子Na+等，即废盐溶液加入氨水，通入氧气沉锰I得到Mn3O4，溶液再加入(NH4)2S2O8，进行沉锰Ⅱ得到MnO2，产生气体O2，溶液再加入NH4HCO3和NH3•H2O调节pH，沉镁I得到MgCO3，煅烧得到MgO，溶液再加入H3PO4沉镁Ⅱ，得到MgNH4PO4•6H2O沉淀，溶液加入H2SO4调节pH=6.0结晶得到硫酸铵，最后与MnO2和Mn3O4焙烧，经过多步处理得到MnSO4•H2O，据此分析解题。 （1）已知Mn是25号元素，基态原子核外电子排布式为：[Ar]3d54s2，则基态Mn2+的价层电子排布式为3d5； （2）根据题干流程中，沉锰Ⅱ、沉镁Ⅰ中加入含铵根离子或氨水，沉镁Ⅱ中生成含有铵盐，故调节pH选用氨水，不会引入新的杂质离子Na+等，“沉锰I”时，O2要在碱性条件下反应，下列最适合用于调节pH的是NH3•H2O，该过程中Mn2+先形成Mn(OH)2后被氧化成Mn3O4，当Mg2+(c=1.0×10-0.78mol/L)将要开始沉淀时，溶液中c(OH-)===10-5.235mol/L，Mn2+浓度为==10-2.25mol/L， 故答案为：A；10-2.25； （3）由题干信息可知，“沉锰”分I为先将Mn2+转化为Mn(OH)2再用O2将其氧化为Mn3O4、Ⅱ为用(NH4)2S2O8将Mn2+氧化为MnO2，由于Mg(OH)2、Mn(OH)2的Ksp比较接近，若一步沉淀则易导致Mn2+、Mg2+同步沉淀，使得获得的MnSO4·H2O产品不纯，所以流程中采用两步进行，故答案为：为了实现锰离子的高效、更加完全沉淀分离，以提高锰离子的回收率和产品MnSO4·H2O产品纯度； （4）将“沉镁I”中得到的碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]加到“回转窑”中，在500~600℃下煅烧可得轻质MgO，煅烧时间控制在15~30min的理由为：若时间少于15min将导致碱式碳酸镁分解不完全，得到的MgO纯度较低、产率低，时间超过30min增加能耗，且可能导致MgO颗粒烧结，降低其活性； （5）由题干图像信息可知，pH=8.0是含磷微粒是HPO， “沉镁Ⅱ”中，加H3PO4至pH=8.0时，Mg2+沉淀完全，同时也能使溶液中的NH沉淀，结合流程图可知，“沉镁Ⅱ”中生成沉淀的离子方程式为：Mg2++HPO+NH3•H2O+5H2O=MgNH4PO4·6H2O↓； （6）从溶液到晶体 的一般操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故“结晶”中，获得(NH4)2SO4晶体的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 13. （2026·四川省广安市前峰区·一模）ZnO是一种难溶于水的白色固体，在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂，医药上用于制软膏、橡皮膏等。工业上由菱锌矿（主要成分为ZnCO3、ZnO，还含有少量Ni2O3、FeO、MgCO3、PbO2等杂质）制备ZnO的工艺流程如图所示： 已知：①常温下：，； ②“溶浸”后的溶液所含金属离子主要有：、、、； ③氧化性顺序：。 回答下列问题： （1）基态Zn原子的最高能层符号为__________。 （2）滤渣1的化学式是__________，“溶浸”过程中Ni2O3发生反应的离子方程式是__________。 （3）“氧化”时适当加热，其目的是__________，但温度不能过高，其原因是__________。 （4）已知“氧化”后溶液中，“调pH”的pH范围是__________（保留两位有效数字）。（已知：溶液中离子浓度小于等于时，认为该离子沉淀完全。）“还原”时加入锌粉的目的是__________。 （5）有机萃取剂HA与ZnSO4反应的化学方程式为2HA+ZnSO4ZnA2+H2SO4，则“反萃取”时加入试剂X的化学式是__________。 （6）在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是__________，“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为2ZnCO3·3Zn(OH)2·2H2O]，碱式碳酸锌升温过程中固体的质量变化如图所示。350℃时，剩余固体中已不含碳元素，则剩余固体的成分是__________（填化学式）。 【答案】（1）N （2）①. PbSO4 ②. Ni2O3+SO +4H+ = 2Ni2++SO+2H2O （3）①. 提高Fe2+转化为Fe3+的速率 ②. 温度过高，H2O2会分解 （4）①. 3.0 ≤ pH < 5.5 ②. 将Ni2+置换成Ni单质而除去 （5）H2SO4 （6）①. 过滤、洗涤、干燥 ②. ZnO和Zn(OH)2或Zn5(OH)2O4或4ZnO·Zn(OH)2. 【解析】菱锌矿在溶浸操作中，Na2SO3将PbO2还原为Pb2＋，将Ni2O3还原为Ni2+，Pb2＋与硫酸反应生硫酸铅沉淀，ZnCO3、ZnO、Ni2O3、FeO、MgCO3均与硫酸反应生成相应的离子；然后加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，加氢氧化钠溶液调pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀；加入Zn将Ni2+还原为Ni，所以滤渣2为Ni，加入HA萃取，锌元素进行有机相，由反应2HA+ZnSO4ZnA2+H2SO4可知，反萃取时加入硫酸使平衡向左移动，从而使锌离子进入水相，加入Na2CO3生成ZnCO3沉淀，最后灼烧生成ZnO，据此作答。 （1）锌的原子序为30，最高能层为第四能层，符号是N，故答案为：N； （2）由分析可知，滤渣1的化学式为 PbSO4；溶浸过程，Na2SO3将Ni2O3还原为Ni2+，由原子守恒的电子守恒可知发生的离子方程式Ni2O3+SO +4H+ = 2Ni2++SO+2H2O 为，故答案为： PbSO4，Ni2O3+SO +4H+ = 2Ni2++SO+2H2O ； （3）升高温度可以使Fe2+转化为Fe3+的速率加快，但是温度过高，H2O2会分解，故答案为：提高Fe2+转化为Fe3+的速率；温度过高，H2O2会分解； （4）调pH使Fe3＋完全沉淀，而其他离子不沉淀。当Fe3＋沉淀完全时，mol·L－1， mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 1.0×10－3＝3；Zn2＋开始沉淀， mol·L－1， mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 1.0×10－5.5＝5.5，所以调pH范围为 3.0 ≤ pH < 5.5 ；“还原”时加入锌粉可以将Ni2+置换成Ni单质而除去，故答案为： 3.0 ≤ pH < 5.5 ；将Ni2+置换成Ni单质而除去； （5）由反应2HA+ZnSO4ZnA2+H2SO4可知，反萃取时加入硫酸使平衡向左移动，从而使锌离子进入水相，故答案为：H2SO4； （6）在“沉锌”后需将沉淀分离并除去表面的杂质，所以在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是过滤、洗涤、干燥；设2ZnCO3·3Zn(OH)2·2H2O有1 mol，其质量为583g；350℃时，剩余固体中不含碳元素，即碳全部以CO2形式存在，CO2有2mol，此时固体质423g，则固体质量减小583g－423g＝160g，固体质量减少的为CO2和H2O的质量，设减少的H2O有x mol，则m(CO2)＋m(H2O)＝44 g·mol－1×2mol＋18 g·mol－1×xmol＝160g，解得x＝4，说明分解产生4 mol H2O，而1mol2ZnCO3·3Zn(OH)2·2H2O中只有2mol结晶水，则Zn(OH)2分解产生2mol H2O，即有2mol Zn(OH)2分解，而1mol2ZnCO3·3Zn(OH)2·2H2O中有3mol Zn(OH)2，故还有1 mol Zn(OH)2未分解，则余下固体为ZnO和Zn(OH)2，故答案为：ZnO和Zn(OH)2或Zn5(OH)2O4或4ZnO·Zn(OH)2。 14. （2026·四川省内江市·一模）由铝土矿生产氧化铝产生的废渣(赤泥)中含有Al2O3、Fe2O3、TiO2和少量Sc2O3，可通过下列工艺将各金属元素回收利用。 Ⅰ．Al和Fe的回收 （1）基态Ti原子的价层电子排布式为_______，Na[Al(OH)4]晶体中不存在的化学键有_______(填标号)。 a．离子键 b．极性键 c．非极性键 d．配位键 （2）“操作”利用了一种简单方法分离生铁和残渣，该方法为_______。 Ⅱ．萃取法回收Ti和Sc 已知：A--可与TiO2+和Fe3+、Sc3+形成易溶于有机溶剂的配合物，如(为络合配位数)，A--由解离()提供。 （3）常温下，，“沉淀分离”时加入NaOH溶液，使，滤液中pH为_______。 （4）HA是一种易溶于有机溶剂的有机弱酸，酸性强弱顺序为。写出煤油相E中的TiOA2与足量Na2CO3溶液转化成水相中TiO(OH)2沉淀的化学方程式：_______。 （5）溶液C中钛以TiO2+存在且含一定量Fe3+。HA对钛和铁的萃取率随pH变化如图。 ①由图可知pH<2.4时，Fe3+萃取率随着pH增大而增大，结合化学平衡移动原理说明其原因：_______；“气体Y”可以是_______，理由是_______。 ②萃取时，在一定温度、压强下，一种物质在两种互不相溶的溶剂甲、乙中的浓度之比是一个常数(分配系数)，c(甲)、c(乙)分别表示溶质在有机相、水相两种溶剂中的浓度，。萃取TiO2+的过程如图所示。已知：萃取率，分配系数_______(忽略溶液体积变化)。 【答案】（1）①. 3d24s2 ②. c （2）磁选法(或其他合理描述) （3）6 （4） （5）①. pH增大导致c(A--)增大，从而使平衡正向移动，萃取率增大 ②. SO2(或其它合理答案) ③. SO2可将Fe(III)还原为萃取率低的Fe(III)，有效减少铁元素进入有机相 ④. 7.5 【解析】废渣(赤泥)中含有Al2O3、Fe2O3、TiO2和少量Sc2O3，加焦炭和碳酸钠经煅烧、冷却、淋洗，残渣A为Fe、TiO2，Al2O3与碳酸钠反应，得到的滤液中溶质的主要成分Na[Al(OH)4]，残渣A通过磁选，将Fe和TiO2分离，残渣B为TiO2和极少量的Fe， TiO2与硫酸反应得到主要含有的溶液C，通入还原性气体Y，将溶液C中的Fe3+还原为Fe2+，而后加入煤油和萃取剂HA，经萃取、分液后得到水相D和煤油相E，煤油相E中再加碳酸钠溶液得到煤油相F和水相，水相经过滤分离得到TiO(OH)2，煤油相F中的三价钪在加入NaOH溶液后得到Sc(OH)3沉淀。 （1）基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2；Na[Al(OH)4]晶体中存在的化学键有离子键、极性共价键和配位键，不存在非极性共价键，故选c； （2）“操作X”利用了磁选法分离生铁和残渣B； （3）根据，可求出，常温下，pH=6； （4）煤油相E中的TiOA2与足量Na2CO3溶液转化成水相中TiO(OH)2沉淀，因酸性，Na2CO3只能转化为NaHCO3，化学方程式为：； （5）①pH增大导致c(A--)增大，从而使平衡正向移动，萃取率增大；根据分析气体Y将溶液C中的Fe3+还原为Fe2+，“气体Y”可以是SO2，SO2可将Fe(III)还原为萃取率低的Fe(II)，有效减少铁元素进入有机相； ②设100 mL含TiO2+的溶液中TiO2+的物质的量为a mol，加入20 mL萃取剂可以萃取出TiO2+的物质的量为x mol，由图可知萃取率为60%，根据题意， ，则x=0.6a，分配系数。 15. （2026·四川省遂宁市·一模）铟(In)是一种主要用于液晶显示屏和半导体生产的重要稀有金属。从铅、锌的冶炼过程中产生的高铟烟灰(主要含ZnO、PbO、Fe2O3、In2O3、In2S3、SiO2)中提取铟的流程如图： 已知：①滤液中铟以In3+的形式存在，In3+与Al3+相似，易水解。②萃取剂HX可用H2A2表示，在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子： 回答下列问题： （1）49In基态价电子排布图为：_______。 （2）“氧化酸浸”时在加热时，不能用浓盐酸代替稀硫酸，原因是：_______。 （3）氧化酸浸：硫元素被氧化为硫酸根。 ①写出In2S3反应的离子方程式：_______。 ②过滤所得滤渣含MnO2和_______(填化学式)。 （4）“净化”加入H2C2O4的目的是：_______。 （5）使In3+进入有机相，萃取过程In3+发生的反应方程式为：，平衡常数为K。“萃取”时萃取率的高低受溶液的pH影响很大，已知平衡常数K与萃取率(E%)的关系符合如下公式：。当时，萃取率为50%，若将萃取率提升到90%，应调节溶液的pH为_______(已知lg3=0.48，忽略萃取剂浓度的变化，结果保留三位有效数字)。 （6）整个工艺中可循环利用的物质是：_______(填化学式)。 （7）“置换”步骤加入适量的锌粉发生的主要的反应的化学方程式为：_______。 【答案】（1） （2）若换成浓盐酸，会与MnO2在加热条件下产生有毒气体氯气，污染环境，同时造成MnO2的消耗量增多，且 Cl-会与In3+形成配离子 （3） ①. In2S3+12MnO2+24H+=3SO+12Mn2++2In3++12H2O ②. PbSO4和SiO2 （4）作为还原剂，将Fe3+还原为Fe2+，避免对后续萃取造成干扰或草酸作为配体，与Fe3+形成稳定的配合物，避免对后续萃取造成干扰 （5）2.62 （6）HX(或H2A2)和HCl （7）3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl 【解析】高铟烟灰(主要含ZnO、PbO、Fe2O3、In2O3、In2S3、SiO2)加入MnO2和H2SO4进行氧化酸浸，其中In2S3转化为SO和In3+，ZnO、PbO、Fe2O3、In2O3分别转化为ZnSO4、PbSO4沉淀、Fe2(SO4)3、In2(SO4)3，SiO2不参与反应，它与PbSO4沉淀和过量的MnO2形成滤渣；SO和In3+，Zn2+、Fe3+、Mn2+等进入滤液，滤液中加入H2C2O4净化，H2C2O4有还原性，将Fe3+还原成Fe2+，同时草酸作为配体，与Fe3+形成稳定的配合物，避免对后续萃取造成干扰；再加入萃取剂HX，使In3+进入有机相与SO和Zn2+、Fe2+、Mn2+等分离，有机相再加入盐酸反萃取，使其中的In3+转化为HInCl4进入水相，水相中的HInCl4加入锌置换出铟。 （1）49In位于周期表第五周期第ⅢA族，其价电子排布式为5s25p1，故其价电子排布图为； （2）若换成浓盐酸，会与MnO2在加热条件下反应生成有毒的氯气，污染环境，反应的化学方程式为：；同时造成MnO2消耗增多，且Cl-也会与In3+形成配离子； （3）氧化酸浸步骤中，In2S3中的硫元素被MnO2氧化为SO，MnO2被还原为Mn2+，故离子反应方程式为：In2S3+12MnO2+24H+=3SO+12Mn2++2In3++12H2O；因SiO2不参与反应，PbSO4难溶，它们与过量的MnO2（难溶）形成滤渣； （4）H2C2O4有还原性，可将Fe3+还原成Fe2+，避免加入萃取剂时Fe3+进入有机相影响In3+的提取，反应的离子方程式为：；此外，草酸根也可与Fe3+形成稳定的配合物，阻止其在后续步骤中被萃取，从而达到净化的目的； （5）当pH=2.30时，萃取率为50%，，则，若将萃取率提升到90%，忽略萃取剂浓度的变化，，将lgK代入其中，可得，，，，，若将萃取率提升到90%，应调节溶液的pH为2.62； （6）根据流程中物质变化和萃取反应：可知，反萃取使加入盐酸，生成萃取剂HX(或H2A2)；置换步骤中HInCl4与锌反应生成HCl，流程图中HX(或H2A2) 和HCl既有消耗又有生成，可循环利用的物质是HX(或H2A2) 和HCl； （7）反萃取后水相中的铟主要以HInCl4的形式存在，锌还原性比铟强，能将铟从溶液中置换出来，反应方程式为：3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl。 16. （2026·四川省资阳市·一模）氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质)制备氮化镓的流程如图： 已知： ①“碱浸”后溶液的主要成分为Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3； ②。 回答下列问题： （1）镓与铝同主族且相邻，其化合物性质相似。基态镓原子的电子排布式为___________ （2）“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为___________。 （3）“沉淀”步骤中，滤渣2的主要成分是___________(写化学式)。 （4）步骤①中通入过量气体A，发生沉铝反应的离子方程式为___________。 （5）取mgGaN样品溶于足量的热NaOH溶液中，产生NH3被H3BO3溶液完全吸收，用的盐酸滴定，消耗盐酸VmL，则样品的纯度是___________(用含m、c、V的式子表示)。 （6）一种含镓的抗癌药物合成方法如图所示： ①化合物Ⅰ中N原子的杂化方式为___________。 ②化合物Ⅱ中Ga的配位数为___________。 ③已知Ga元素存在同位素。确定该配合物中Ga的同位素种类，可采用的方法是___________。 A．X射线衍射法 B．质谱法 C．红外光谱法 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1 （2） （3）H2SiO3 （4）[Al(OH)4]-+CO2 = Al(OH)3↓+HCO （5） （6）①. sp2 ②. 6 ③. B 【解析】粉煤灰（主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质）与纯碱焙烧后得到Na2GaO2、Na2SiO3、Na2AlO2和A气体CO2，加入稀的NaOH溶液浸取，得到滤渣1氧化铁沉淀，滤液中含有Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3，“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2的主要成分是H2SiO3沉淀，此时溶液中存在铝离子和镓离子，加入NaOH将镓离子、铝离子转化为Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]，调pH值通入二氧化碳后生成氢氧化铝沉淀，通入二氧化碳后得到氢氧化镓，再与氢氧化钠溶液混合应，得到[Ga(OH)4]﹣，最终得到GaN，据此解答。 （1）镓为31号元素，基态镓原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1 ； （2）“焙烧”后镓元素均转化为可溶性钠盐NaGaO2，则反应的化学方程式为； （3）由分析可知，滤渣2的主要成分是H2SiO3沉淀； （4）步骤①中通入过量气体A生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3发生反应的离子方程式为：[Al(OH)4]-+CO2 = Al(OH)3↓+HCO； （5）根据质量守恒和题中信息，建立关系式为，样品的纯度为； （6）①观察化合物的结构，N原子参与形成大π键，其价层电子对数为3（形成两个单键并有一对孤对电子），采用sp2杂化； ②由图可知，化合物Ⅱ中Ga与6个原子配位，则配位数为6； ③互为同位素的原子，质子数相同但中子数不同，故质量数不同，质谱图可测定相对分子质量，故可通过质谱图确定该配合物中Ga的同位素种类，故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 化学工艺流程综合 分离提纯工艺流程 题型01 1. （1）①. 四 ②. Ⅷ （2）CaSO4、PbSO4 （3）CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 （4）①. 将Mn2+转化为MnO2除去；将Fe2+氧化为Fe3+ ②. 1：3 （5）3CoO+2Fe3++3H2O=3Co2++2Fe(OH)3↓或3CoO+Fe3++3H+=3Co2++Fe(OH)3↓ （6）酸浸 2. （1）①. 第四周期第Ⅷ族 ②. SiO2 （2） ①. 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O ②. Na2CO3是弱酸盐，CO会与 H+结合，促进 Fe3+水解，使水解平衡右移，生成 Fe (OH)3沉淀 （3） ①. F-与H+结合生成弱电解质HF，使溶液中F- 浓度降低，导致MgF2 的沉淀溶解平衡正向移动，Mg2+沉淀不完全 ②. 0.043 （4） 2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑ （5）正八面体 3. （1）6s26p1 （2） 4Fe2++O2+4H+ = 4Fe3++2H2O （3） ①. Fe(OH)3 ②. 4.0×10-8mol/L ③. 是 （4）ZnS对Tl+有极强的吸附共沉淀作用，生成ZnS沉淀时将微量Tl+同步吸附并共沉淀在滤渣B中 （5）Tl++e- = Tl 4. （1） （2）快速冷却 （3）先出现白色浑浊，后浑浊消失 （4）①. ②. 反萃取 （5）增强熔融氯化铍的导电性 （6）Be4O(CH3COO)6 5. （1） ①. 四 ②. Ⅷ （2）3:1 （3）①. CaSO4 ②. SiO2 （4）B （5）减少过氧化氢分解 （6）① Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O ②. 低温焙烧 6. （1）3d84s2 （2）①. SiO2 ②. （3）①. ②. 防止形成Fe(OH)3胶体，防止其吸附其它金属阳离子，造成产率下降 （4）1×10-2或0.01 （5）①. Co2+ ②. Ni2+ 物质制备工艺流程 题型02 7. （1）①. ZnO+2H+ = Zn2++H2O ②. PbSO4 ③. SiO2 （2）①. 240-260 ②. 可能促进某些杂质（如PbSO4等）包裹ZnO，阻碍其溶解，降低浸出率（答案合理，答出一点即可） （3）① 109.1 ②. 10-25.1 （4）ZnSO4+BaS = ZnS↓+BaSO4↓ 8. （1）6s26p3 （2）①. SiO2 ②. 提高铋的浸出率并防止其水解；加速溶解Fe2O3、CuO，利于形成BiCl的作用 （3）①. [Cu(NH3)4]2+ ②. 10-6.5 （4） （5）将铋元素转化为Bi2(C2O4)3沉淀，提高产率 （6）①. ②. 或或 9. （1）Ⅷ （2）SO2 （3）减少SO2排放造成的环境污染 （4）6 （5）①. CuS ②. B （6）酯类在较浓氨水中发生水解反应（或取代反应或皂化反应） （7） 10. （1）① 粉碎 ②. MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2↑+2H2O （2）①. 5.1 ②. b ③. 双氧水分解(或与杂质反应) ④. 使Fe(OH)3、Al(OH)3胶体聚沉，便于过滤 （3）①. 5 ②. O、N ③. Ca2++HPO+NH3·H2O+6H2O=CaNH4PO4·7H2O↓ 11. （1）①. 第四周期第ⅡB族 ②. < （2）MnO2 （3）r(Ni2+)<r(Zn2+)，Ni2+可进入有机净化剂网格结构通过配位键被结合沉淀，Zn2+半径较大不匹配、难以进入网格或与立体网格结合，故不会同时沉淀 （4）3Zn2++6HCO＝ZnCO3·2Zn(OH)2+5CO2↑+H2O （5）①. HNO3 ②. 除去Zn(NO3)2·6H2O中的结晶水、并防止锌离子水解 （6） ①. Eθ=(HNO3/NO)-(MnO2/Mn2+)=0.957V-1.224V=-0.267V<0 ②. 12. （1）3d5 （2）①. A ②. 10-2.25 （3）为了实现锰离子的高效、更加完全沉淀分离，以提高锰离子的回收率和产品MnSO4·H2O产品纯度 （4）若时间少于15min将导致碱式碳酸镁分解不完全，得到的MgO纯度较低、产率低，时间超过30min增加能耗，且可能导致MgO颗粒烧结，降低其活性 （5）Mg2++HPO+NH3•H2O+5H2O=MgNH4PO4·6H2O↓ （6）蒸发浓缩、冷却结晶 13. （1）N （2）①. PbSO4 ②. （3）①. 提高Fe2+转化为Fe3+的速率 ②. 温度过高，H2O2会分解 （4）①. 3.0 ≤ pH < 5.5 ②. 将Ni2+置换成Ni单质而除去 （5）H2SO4 （6）①. 过滤、洗涤、干燥 ②. ZnO和Zn(OH)2或或 14. （1）①. 3d24s2 ②. c （2）磁选法(或其他合理描述) （3）6 （4） （5）①. pH增大导致c(A--)增大，从而使平衡正向移动，萃取率增大 ②. SO2(或其它合理答案) ③. SO2可将Fe(III)还原为萃取率低的Fe(III)，有效减少铁元素进入有机相 ④. 7.5 15. （1） （2）若换成浓盐酸，会与MnO2在加热条件下产生有毒气体氯气，污染环境，同时造成MnO2的消耗量增多，且 Cl-会与In3+形成配离子 （3）①. In2S3+12MnO2+24H+=3SO+12Mn2++2In3++12H2O ②. PbSO4和SiO2 （4）作为还原剂，将Fe3+还原为Fe2+，避免对后续萃取造成干扰或草酸作为配体，与Fe3+形成稳定的配合物，避免对后续萃取造成干扰 （5）2.62 （6）HX(或H2A2)和HCl （7）3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl 16. （1）1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1 （2） （3）H2SiO3 （4）[Al(OH)4]-+CO2 = Al(OH)3↓+HCO （5） （6）①. sp2 ②. 6 ③. B 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 化学工艺流程综合 2大考点概览 题型01 分离提纯工艺流程 题型02 物质制备工艺流程 分离与提纯工艺流程 题型01 1. （2026·四川省绵阳市·一模）钴在新能源、新材料领域的核心用途集中在电池材料和高温合金。某炼锌废渣含有钙、镁、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下： 回答下列问题： （1）钴元素位于元素周期表第___________周期、第___________族。 （2）浸渣的成分除铜外，还有___________。 （3）“除铜”步骤中，发生反应的化学方程式为___________。 （4）“除杂II”步骤得到的滤渣2是MnO2，适量Na2S2O8的作用有___________。Na2S2O8中含有过氧键“-O-O-”，则其中-1价和-2价氧的原子个数之比为___________。 （5）“除杂Ⅲ”步骤需加入CoO调节pH=4，该步骤反应的离子方程式为___________。 （6）“沉钴”步骤得到的产品是Co(OH)3，产生的滤液应该返回到___________步骤。 2. （2026·四川省德阳市·一模）镍及其化合物在工业上有广泛的应用。工业上用红土镍矿(主要含有MgO、NiO、FeO、、等)制备镍的部分工艺流程如下： 已知：①在本工艺条件下，H2O2、Fe3+不能氧化Ni2+； ②常温下，。 回答下列问题： （1）镍元素在周期表中的位置为_______，滤渣1的成分是_______。 （2）“沉铁”步骤中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为_______，Na2CO3能沉铁的原因是_______。 （3）若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_______，取“沉镁”后的溶液1 L，已知c(Mg2+)=0.02mol/L，要使溶液中c(Mg2+) ≤ 1.0×10-5 mol/L，则至少需要加入_______molNaF(忽略体积的变化，保留3位小数)。 （4）沉镍所得的草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)脱水后在高温下煅烧，可以制得Ni2O3，同时获得混合气体，NiC2O4煅烧分解的化学方程式为_______。 （5）NiO的晶胞结构如图所示，离O2-最近的Ni2+形成的空间结构为_______。 3. （2026·四川省广安市·一模）铊(Tl)是一种剧毒重金属，广泛存在于酸性废水中。某研究团队设计如下工艺从酸性废水（pH≈2，含Fe2+、Zn2+、微量Tl+）中回收铊： 已知：①常温下， ②ZnS对有极强的吸附共沉淀作用 回答下列问题： （1）Tl元素位于周期表第六周期第ⅢA族，其价电子排布式是_______。 （2）“氧化”时，发生反应的离子方程式是_____________。 （3）“滤渣A”主要是____（填化学式）。此时，溶液中_______；是否沉淀完全？____（填“是”或“否”）。 （4）“沉淀”过程中，微量能在“滤渣B”中富集的原因是_________________。 （5）“电解”回收单质铊时，阴极的电极反应式为______________。 4. （2026·四川省广安市前峰区·一模）铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态Be2+的轨道表示式为_______。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是_______。 （3）“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_______。 （4）写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是_______。 （6）Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物，4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个Be的配位环境相同，Be与Be间通过CH3COO-相连，其化学式为_______。 5. （2026·四川省凉山州·一模） 采用两段焙烧-水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素，工艺流程如下： 回答下列问题： （1）钴元素位于元素周期表第_______周期、第_______族。 （2）“低温焙烧”时(NH4)2SO4分解为NH4HSO4，金属氧化物均转化为硫酸盐：MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成，则该反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为_______。 （3）水浸所得滤渣主要成分除Fe2O3外还含有_______、_______(填化学式)。 （4）HR萃取Cu2+的反应为：2HR(有机相)+Cu2+(水相)CuR2(有机相)+2H+(水相)，反萃取时加入的试剂为_______(填字母) A. HR B. H2SO4 C. CuSO4 D. CuR2 （5）溶解CoS时温度不宜过高，原因是_______。 （6）写出“沉锰”操作单元发生反应的离子方程式_______。沉锰所得滤液经处理后所得产品可导入_______(填操作单元名称)循环利用。 6 （2026·四川外国语大学附属中学·一模）一种从深海多金属结核[主要含、、，有少量的、、NiO、CuO]中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(、、)的工艺流程如下： 已知：①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀()的pH； Fe3+ Al3+ Cu2+ Ni2+ Co2+ Mn2+ 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： （1）基态Ni的价层电子排布式为___________。 （2）“酸浸还原”时，“滤渣”的主要成分是___________(写化学式)；SO2还原Co2O3的化学方程式为___________。 （3）“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___________。 （4）“沉铝”时，未产生Cu(OH)2沉淀，该溶液中c(Cu2+)不超过___________mol/L。 （5）“第二次萃取”时，___________、___________(填离子符号)与混合萃取剂形成的配合物更稳定。 物质制备工艺流程 题型02 7. （2026·四川省巴中市·一模）以“湿法炼锌”的烟尘(主要成分为ZnO、PbO、少量镉和铜的氧化物，同时存在少量SiO2等杂质)为原料制备硫酸锌并回收镉的工艺流程如图所示。 回答下列问题： （1）“酸浸”时，ZnO所发生反应的离子方程式为_______。“酸浸渣”的主要成分为_______、_______(填化学式)。 （2）“酸浸”时，在控制其他条件不变时，Zn浸出率(%)随H2SO4的质量浓度(g/L)的变化关系如图所示。 ①为提高Zn浸出率，控制H2SO4的质量浓度范围为_______g/L。 ②若“酸浸”选择更高浓度的硫酸，可能造成的后果是_______(答出一点即可)。 （3）“硫化除铜”时，溶液中金属离子与的关系如图所示。 ①反应的平衡常数为_______。 ②“硫化除铜”时，若溶液中Cd2+为0.1mol/L，为尽可能去除Cu2+，可调节溶液中c(S2-) < _______mol/L。 （4）立德粉是一种常见的白色涂料，可由硫酸锌溶液跟硫化钡溶液混合制得，其反应的化学方程式为_______。 8.（2026·四川省达州市·一模） 铋及其化合物广泛应用于冶金、催化、材料、医疗等领域。一种以含铋烧渣（主要成分为Bi2O3、MnSO4，还含有少量Fe2O3、SiO2、CuO等）为原料，制取Bi2O3和NaBiO3的工艺流程如下： 已知：①NaBiO3和Bi2(C2O4)3难溶于水； ②Bi3+或BiCl易水解为BiOCl沉淀； ③浸出液中铋主要以BiCl存在，高酸度下易被有机萃取剂TBP萃取为H2BiCl·2TBP； ④常温，在该工艺条件下，溶液中金属离子转化为氢氧化物开始沉淀和完全沉淀（c≤1.0×10-5 mol/L）的pH如下表： Fe2+ Fe3+ Cu2+ Bi3+ 开始沉淀的pH 6.3 1.9 4.7 4.2 完全沉淀的pH 8.3 3.2 6.7 5.5 回答下列问题： （1）铋与氮同族，基态铋原子的价电子排布式为_______。 （2）“滤渣1”的成分为_______，“酸浸”时用浓盐酸并维持较高离子浓度的目的是_______。 （3）“除铜”后分离出的滤液2中所含铜元素的微粒为______，“沉铋”后滤液3中的Bi3+浓度为_______mol/L。 （4）“氧化”时反应的离子方程式为______。 （5）“反萃取”时加入草酸溶液提供低酸度水相，使萃取平衡逆向移动，另一作用是______。 （6）如图为Bi2O3的立方晶胞结构（O占据部分Bi的四面体空隙），以A点为原点建立分数坐标，C点分数坐标为，则B点分数坐标为_______；若B、C两点间距离为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值，Bi2O3的摩尔质量为M g/mol。则晶胞密度为_______g/cm3。 9. （2026·四川省成都市·一模）从废钴钼系催化剂（主要含MoS2、CoS及少量Al2O3、CuO、ZnO）中回收钼的工艺如下所示： 已知酸浸后钼元素主要存在形式为和，仲钼酸盐中为。 回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第四周期、第______族。 （2）MoS2在空气中高温焙烧生成两种氧化物，有MoO3和______。 （3）“焙烧”中加入CaCO3的优点是_____________（写一条）。 （4）“酸浸”后Mo的价态不再发生改变，则中______。 （5）“净化”产生废渣2，其中难溶硫化物主要有ZnS和______。参考溶液中含铝形体浓度负对数与pH关系（如下图所示），则“净化”时pH最佳控制范围是________（选填标号）。 A .4～6 B. 6～8 C.>8 （6）“洗脱”时加入氨水的最佳浓度为1.25mol/L。氨水浓度过大，会导致有机萃取剂（酯类物质）失效，从而降低Mo的洗脱效率，有机萃取剂失效的可能原因是________。 （7）用NaClO—NaOH湿法氧化MoS2，直接生成MoO和SO，对应的离子方程式为_________。 10. （2026·四川省泸州市·一模）电解锰渣中主要含MnO2、MnCO3和少量的Fe2O3、Al2O3、MgO、CaSO4等。综合利用其中锰、铁、钙等金属元素的一种工艺流程如下。 （1）“浸锰”前，电解锰渣先经___________，再用适量水调配为浆料；“浸锰”过程中，发生反应的离子方程式为___________。 （2）Fe(OH)3、Al(OH)3的溶度积常数(Ksp)分别为、。当c ≤ 10-6mol/L时，该离子视为沉淀完全。“除铁铝”时，溶液pH应不低于___________，可用于代替双氧水的试剂是下列中的___________(填序号)。 a．NaClO b．空气 c．Na2O2 d．KMnO4 实际过程中双氧水消耗量通常较理论用量偏大，主要原因是___________；充分反应后，保持溶液温度80℃足够长时间再行分离，原因是___________。 （3）基态Mn2+离子核外未成对电子数为___________。若HX为，在配合物MnX2中存在2个五元环，提供孤电子对的原子是___________。从“滤液2”获得沉淀的离子方程式为___________。 11. （2026·四川省乐山市·一模）硝酸锌常用作织物染色的媒染剂。一种从炼锌净化渣（主要成分为Zn，少量Mn2O3和镍的氧化物）为原料制备硝酸锌的工艺流程如下： 已知：（i）在酸性条件下，Mn2O3转化为MnO2和Mn2+，Mn2+能被氧化剂a氧化为MnO2。 （ⅱ）SOCl2的沸点为。 回答下列问题： （1）Zn在元素周期表中的位置为______，第二电离能（I2）：Zn______（填“>”或“<”）。 （2）“滤渣1”的主要成分是______。 （3）“除镍”时使用的有机净化剂，为大分子立体网格结构的聚合物，除镍原理如下图所示。 已知，，推测“除镍”时Zn2+不会同时沉淀原因是______。 （4）“沉锌”时有CO2生成，则发生反应的离子方程式为______。 （5）“物质b”可以实现碱式碳酸锌到硝酸锌的一步转化，则“物质b”的化学式为______；制备无水Zn(NO3)2时，SOCl2的作用为______。 （6）“氧化剂a”的选择可以通过标准电动势（）来判断：当，反应才能自发进行。 已知：（i）[和表示原电池正、负极标准电极电势]， 例如：反应 。 （ⅱ）部分电对的标准电极电势如下表： 电对 ①写出“氧化剂a”不能选用稀HNO3的原因______（用计算说明）。 ②可用于计算反应的标准平衡常数，两者的关系为：，其中R和F为常数，，，n为氧化还原反应转移的电子数，T为热力学温度，单位为K。则时，反应的______（列出计算式）。 12. （2026·四川省自贡市·一模）一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为Mn2+、Mg2+、的硫酸盐)的工艺流程如下。 已知：①常温下； ②温度达到280℃左右时，(NH4)2SO4容易分解为氨气和硫酸氢铵。 回答下列问题： （1）基态Mn2+的价层电子排布式为_______ （2）“沉锰I”时，O2要在碱性条件下反应，下列最适合用于调节pH的是_______(填序号)。 A．NH3·H2O　 　B．NaOH　　　 C．Na2CO3 该过程中Mn2+先形成Mn(OH)2后被氧化成Mn3O4，当Mg2+(c=1.0×10-0.78mol/L)将要开始沉淀时，溶液中Mn2+浓度为_______mol/L。 （3）“沉锰”分I、Ⅱ两步进行的原因是_______。 （4）将“沉镁I”中得到的碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]加入“回转窑”中，在500~600℃下煅烧可得轻质MgO，煅烧时间控制在15~30min的理由为_______。 （5）“沉镁Ⅱ”中，加H3PO4至pH=8.0时，Mg2+沉淀完全，同时也能使溶液中的沉淀。据图分析，写出生成沉淀的离子方程式_______。 （6）“结晶”中，获得(NH4)2SO4晶体的方法为_______过滤、洗涤、干燥。 13. （2026·四川省广安市前峰区·一模）ZnO是一种难溶于水的白色固体，在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂，医药上用于制软膏、橡皮膏等。工业上由菱锌矿（主要成分为ZnCO3、ZnO，还含有少量Ni2O3、FeO、MgCO3、PbO2等杂质）制备ZnO的工艺流程如图所示： 已知：①常温下：，； ②“溶浸”后的溶液所含金属离子主要有：、、、； ③氧化性顺序：。 回答下列问题： （1）基态Zn原子的最高能层符号为__________。 （2）滤渣1的化学式是__________，“溶浸”过程中Ni2O3发生反应的离子方程式是__________。 （3）“氧化”时适当加热，其目的是__________，但温度不能过高，其原因是__________。 （4）已知“氧化”后溶液中，“调pH”的pH范围是__________（保留两位有效数字）。（已知：溶液中离子浓度小于等于时，认为该离子沉淀完全。）“还原”时加入锌粉的目的是__________。 （5）有机萃取剂HA与ZnSO4反应的化学方程式为，则“反萃取”时加入试剂X的化学式是__________。 （6）在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是__________，“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为]，碱式碳酸锌升温过程中固体的质量变化如图所示。350℃时，剩余固体中已不含碳元素，则剩余固体的成分是__________（填化学式）。 14. （2026·四川省内江市·一模）由铝土矿生产氧化铝产生的废渣(赤泥)中含有Al2O3、Fe2O3、TiO2和少量Sc2O3，可通过下列工艺将各金属元素回收利用。 Ⅰ．Al和Fe的回收 （1）基态Ti原子的价层电子排布式为_______，Na[Al(OH)4]晶体中不存在的化学键有_______(填标号)。 a．离子键 b．极性键 c．非极性键 d．配位键 （2）“操作”利用了一种简单方法分离生铁和残渣，该方法为_______。 Ⅱ．萃取法回收Ti和Sc 已知：A--可与TiO2+和Fe3+、Sc3+形成易溶于有机溶剂的配合物，如(为络合配位数)，A--由解离()提供。 （3）常温下，，“沉淀分离”时加入NaOH溶液，使，滤液中pH为_______。 （4）HA是一种易溶于有机溶剂的有机弱酸，酸性强弱顺序为。写出煤油相E中的TiOA2与足量Na2CO3溶液转化成水相中TiO(OH)2沉淀的化学方程式：_______。 （5）溶液C中钛以TiO2+存在且含一定量Fe3+。HA对钛和铁的萃取率随pH变化如图。 ①由图可知pH<2.4时，Fe3+萃取率随着pH增大而增大，结合化学平衡移动原理说明其原因：_______；“气体Y”可以是_______，理由是_______。 ②萃取时，在一定温度、压强下，一种物质在两种互不相溶的溶剂甲、乙中的浓度之比是一个常数(分配系数)，c(甲)、c(乙)分别表示溶质在有机相、水相两种溶剂中的浓度，。萃取TiO2+的过程如图所示。已知：萃取率，分配系数_______(忽略溶液体积变化)。 15. （2026·四川省遂宁市·一模）铟(In)是一种主要用于液晶显示屏和半导体生产的重要稀有金属。从铅、锌的冶炼过程中产生的高铟烟灰(主要含ZnO、PbO、Fe2O3、In2O3、In2S3、SiO2)中提取铟的流程如图： 已知：①滤液中铟以In3+的形式存在，In3+与Al3+相似，易水解。②萃取剂HX可用H2A2表示，在酸性溶液中H2A2可萃取三价金属离子： 回答下列问题： （1）49In基态价电子排布图为：_______。 （2）“氧化酸浸”时在加热时，不能用浓盐酸代替稀硫酸，原因是：_______。 （3）氧化酸浸：硫元素被氧化为硫酸根。 ①写出In2S3反应的离子方程式：_______。 ②过滤所得滤渣含MnO2和_______(填化学式)。 （4）“净化”加入H2C2O4的目的是：_______。 （5）使In3+进入有机相，萃取过程In3+发生的反应方程式为：，平衡常数为K。“萃取”时萃取率的高低受溶液的pH影响很大，已知平衡常数K与萃取率(E%)的关系符合如下公式：。当时，萃取率为50%，若将萃取率提升到90%，应调节溶液的pH为_______(已知lg3=0.48，忽略萃取剂浓度的变化，结果保留三位有效数字)。 （6）整个工艺中可循环利用的物质是：_______(填化学式)。 （7）“置换”步骤加入适量的锌粉发生的主要的反应的化学方程式为：_______。 16. （2026·四川省资阳市·一模）氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质)制备氮化镓的流程如图： 已知： ①“碱浸”后溶液的主要成分为Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3； ②。 回答下列问题： （1）镓与铝同主族且相邻，其化合物性质相似。基态镓原子的电子排布式为___________ （2）“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为___________。 （3）“沉淀”步骤中，滤渣2的主要成分是___________(写化学式)。 （4）步骤①中通入过量气体A，发生沉铝反应的离子方程式为___________。 （5）取mgGaN样品溶于足量的热NaOH溶液中，产生NH3被H3BO3溶液完全吸收，用的盐酸滴定，消耗盐酸VmL，则样品的纯度是___________(用含m、c、V的式子表示)。 （6）一种含镓的抗癌药物合成方法如图所示： ①化合物Ⅰ中N原子的杂化方式为___________。 ②化合物Ⅱ中Ga的配位数为___________。 ③已知Ga元素存在同位素。确定该配合物中Ga的同位素种类，可采用的方法是___________。 A．X射线衍射法 B．质谱法 C．红外光谱法 / 学科网（北京）股份有限公司 $