2026届高考化学二轮复习 金属及其化合物的制备流程训练

金属及其化合物的制备流程专题练 1、 金属的制备流程 1．(2025·河北省沧州市南皮县第一中学高三上学期一模)以粉煤灰(主要成分为Ga2O3，含CaO、Al2O3等杂质)为原料提取Ga的工艺流程如图所示： 已知：镓的活动性与锌相似，比铝低。滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]。 下列说法正确的是 A．“溶浸”过程发生了电子的转移 B．滤渣1、滤渣2的种类不相同 C．由Ga2O3→Ga采取电解法 D．CO2也可以用过量的稀盐酸代替 2．(2025·吉林省延边州高三下学期教学质量检测)某种锑矿主要成分为，含有少量CuO、PbO、等杂质，以该矿石为原料制备Sb的工艺流程如图。已知为两性氧化物，SbOCl难溶于水。下列说法正确的是 A．“滤渣I”中存在少量的SbOCl，可加入足量NaOH溶液使其转化为回收 B．“滤渣Ⅱ”的成分为PbS C．“除砷”时转化为，此反应中氧化剂、还原剂物质的量之比为 D．惰性电极“电解”过程阴极上的反应可能为： 3．(2025·河南省信阳市息县第一高级中学、第二高级中学联考高三下学期二模)一种以钌矿石[主要含，还含少量的FeO、MgO、、CaO、]为原料制备钌(Ru)的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．“除镁”的离子方程式为 B．若“灼烧”时生成33.6L(标准状况下)，则转移的电子数为 C．“酸浸”时，的作用是做还原剂，还原 D．从“滤液2”中可提取一种化肥，其电子式为 4．(2025·广西来宾市高三一模)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。 下列说法正确的是 A．浸取1和浸取2中温度越高，反应速率越快 B．相同条件下，等浓度的在盐酸环境中的氧化性比硫酸环境中的氧化性强 C．可用氨水分离AgCl与其他难溶杂质 D．“还原”步骤中，产物和Au的物质的量之比为 5．(2025·江西省赣州市2025届高三下学期一模)铍是一种重要的战略性金属，以铍矿石（主要成分为，含FeO等杂质）、方解石为原料制备硫酸铝铵和铍的工艺流程如下。已知：①具有两性；②铍玻璃体为混合物，主要成分为，还含有FeO和。 下列说法错误的是 A．滤渣2的主要成分为 B．该工艺流程中可循环使用的物质为 C．“沉铍”时的离子方程式 D．“电解”时加入NaCl是为了增强熔融氯化铍的导电性 6．(2025·江苏省南京市、盐城市高三一模考前模拟)工业用镁还原制备金属Ti，工艺流程如图。下列说法不正确的是 A．工业上可通过电解熔融制取金属Mg B．用金属Mg还原过程中需要通入作保护气 C．“真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 D．制得海绵钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg 7．(2025·广西南宁市名校联盟高三上学期8月一模)从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、等)中提取Au、Ag，并回收其它金属的一种工艺如下： 已知：①NaCN有剧毒； ②25℃时，的为。 (1)滤渣2的主要成分是 。 (2)“氧化”时加入的作用是 。 (3)在25℃进行“沉铁”，过滤后可得到“滤液4”，但过滤前需进行加热，加热的目的是 ；调节“滤液4”的pH至8.0，无析出，则c()≤ 。 (4)“浸金银”时一般控制温度为30℃左右，原因是 。 (5)“浸金银”时Ag转化为，该反应的离子方程式为 ；已知也可与、形成配合物，“浸金银”时用替代NaCN的优点是 。 8．(2025·浙江省Z20联盟高三上学期一模)以主要成分为的铁钴矿(杂质为、)为原料制取和黄钠铁矾的工艺流程如下图所示： 已知：“焙烧”后，Fe、Co元素完全转化为单质。回答下列问题： ①下列说法不正确的是 A．气体中含有等气体 B．为了加快酸浸步骤的反应速率，可以将稀硫酸改为浓硫酸 C．“调”时反应的离子方程式为： D．该工艺条件下，可推知还原性： ②酸浸后滤液中的阳离子有： 。 ③“氧化、沉钴”过程中加入的和物质的量之比为，相应总反应的离子方程式为 ，完全转化为的操作是 。 9．(2025·辽宁省丹东市高三总复习质量差测试化学试卷（二）)堆浸-反萃取-电积法是一种高效、环保的湿法冶金工艺，广泛应用于从低品位锌矿中提取锌。用该方法从锌矿(主要成分为ZnS，含有、CuS、NiS、等杂质)中获得锌的流程如下图所示： 已知：Ⅰ．“堆浸”时金属硫化物均转化为硫酸盐；Ⅱ．pH较大时，FeOOH为胶状沉淀。 回答下列问题： (1)基态锌原子的最高能层符号为 。 (2)“堆浸”时为了加快反应速率，可采取的措施为 (任写一条)；“堆浸渣”的主要成分为 。 (3)“除铁”时生成FeOOH的离子方程式为 。“除铁”适宜的pH为3.2，此时、、难以沉淀。但随着pH增大，、、的沉淀率均升高，原因可能为 (任写一条)。 (4)为提高的萃取率，“萃取”时需要 (填“一次萃取”或“多次萃取”)，分离含锌有机相和含镍萃余液的操作为 。 (5)“电积”时，在 极(填“阴”或“阳”)获得锌。此流程中可循环利用的物质有锌、萃取剂和 。 10．(2025·甘肃省白银市靖远县第二中学高三下学期二模考试)从医药到环保，铋正逐渐成为现代科技不可或缺的一部分。利用某辉铋矿(主要成分为，还含有Pb、Fe、As、Ag等杂质元素)制备精铋的流程如下。 已知∶①；②Zn的性质与Al的性质相似，具有两性；③热稳定性∶远强于。回答下列问题∶ (1)铋为83号元素，位于元素周期表 区。 (2)“溶浸”时，加入盐酸的目的是 。 (3)“溶浸”时参与的反应的离子方程式为 。 (4)向“还原”得到的滤液中通入适量的 (填试剂名称)，反应后，再将溶液加入“溶浸”中循环使用。 (5)“熔化除砷”时，海绵铋中As被氧化，生成物挥发进入烟气中。该烟气有剧毒，不能直接排放。烟气中As的存在形式为 (填化学式)。 (6)“高温精炼”时，可除去微量的锌，生成的产物中只有一种单质。该反应的化学方程式为 。 (7)氯氧化铋(BiOCl)是一种人工合成的无毒性、有珍珠光泽的颜料。将铋溶于双氧水、盐酸混合溶液中制得氯化铋，氯化铋经水解生成氯氧化铋沉淀。若某辉铋矿中含80%，冶炼过程中铋损耗率为20%，欲制备521 kg含BiOCl 1.0%的唇膏，需要 (保留2位有效数字)kg辉铋矿。 2、 金属化合物的制备流程 1．(2025·湖南省常德石石门县第一中学高三下学期第一次模考检测卷)某工业废渣的主要成分有，还含有、、等杂质，回收该废渣中的铅元素制备铬黄的工艺流程如图所示。 已知：；；，当离子浓度小于或等于时，认为该离子已经沉淀完全。下列说法正确的是 A．“酸浸”过程中，可将更换为 B．“酸浸”后所得溶液中含有的金属阳离子为 C．“除铁”过程中若溶液中的，则调节的范围为 D．“沉铅”过程中，元素的化合价发生了变化 2．(2025·福建省厦门市高三下学期第二次质量检测（二模）)从锗精矿(主要成分为，含杂质)中提取的流程如下。 已知：与结构相似。下列说法正确的是 A．“氯化蒸馏”中与浓盐酸反应体现浓盐酸的酸性和氧化性 B．“氧化”时存在反应： C．“操作X”为蒸馏 D．“水解”后的滤液可直接用于溶解锗精矿 3．(2025·辽宁省丹东市高三总复习质量差测试化学试卷（二）)钽酸锂()是光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料。一种以含钽废渣(主要成分为，含少量油脂和等)为原料制备钽酸锂的流程如下： 下列说法错误的是 A．“沸腾炉焙烧”为增加气固接触面积，常采用“逆流”操作 B．滤渣1的主要成分为，滤渣2的主要成分为 C．已知＋5价Ta具有一定的氧化性，“酸化”时硫酸比盐酸更合适 D．在实验室模拟“灼烧”工序，主要仪器为石英坩埚、酒精灯、泥三角等 4．(2025·黑龙江省鹤岗市萝北县高级中学高三上学期第一次模拟考试)以KCl和FeSO4为原料可生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料等，其工艺流程如图，下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ中发生的反应是：Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O B．反应Ⅰ的温度不宜高，是为了防止NH4HCO3分解，也能减少Fe2＋的水解 C．反应Ⅲ在工业生产中常加入一定量的乙醇，其目的是为了降低K2SO4的溶解度，有利于其析出 D．反应Ⅳ是利用电解法生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)，阳极每生成1mol S2O转移1mol电子 5．(2025·东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）高三下学期第一次联合模拟)一种以废旧电池正极材料(主要成分为，其中为+3价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂为原料制备的流程如下： 下列说法错误的是 A．灼烧后的固体产物中，和均为+3价 B．酸浸中的作用为氧化剂 C．“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，原因为 D．合成过程中，有和放出 6．(2025·广东省深圳市南科大附中高三下学期4月第二次模拟考试)铈是一种重要的稀土元素，在国防和科技领域有重要应用。二氧化铈是一种重要的催化剂。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备的一种工艺流程如下∶ 已知∶①既能与结合成，也能与结合成，也能与结合成； ②在硫酸体系中能被萃取剂萃取，而不能。 (1)氟碳铈(CeFCO3)中Ce的化合价为 。 (2)氧化焙烧工序往往采取逆流的方式进行，其优点是 。 (3)稀硫酸酸浸中，Ce的浸出率和稀硫酸浓度、温度有关，其关系如图所示，应选择的适宜的条件为___________(填序号) A． B． C． D． (4)TBP是一种有机萃取剂，“萃取”时发生反应∶，氟洗液中添加的作用是 。 (5)“萃取”时存在反应∶。是分配比，表示分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比。取含四价铈总浓度为的酸浸液，向其中加入萃取剂，充分振荡，静置，若，则水层中 。(写出计算过程，计算结果保留二位有效数字)。 (6)写出氧化工序中发生反应的离子方程式 。 (7)立方晶胞如图，与最近的核间距为。 ①晶胞中与最近的的个数为 。 ②晶体的密度 (列出表达式)。 7．(2025·安徽省马鞍山市高三下学期第二次教学质量监测（二模）)某废弃锂电池的固态电解质主要成分为Li7La3Zr2O12和少量Al2O3。对其回收处理的流程如图所示(部分条件省略)。 已知： ①预处理是将废旧电池放电、提取固态电解质并将其破碎等操作； ②某些离子开始沉淀和沉淀完全时的pH值如下表。 离子 Li＋ La3＋ Zr4＋ Al3＋ 开始沉淀的pH － 7.5 1.2 3.4 沉淀完全的pH － 8.7 2.4 4.7 回答下列问题： (1)Zr与Ti同族且在Ti的下一周期，Zr位于元素周期表的第 周期，第 族。 (2)“预处理”步骤中，破碎目的是 。 (3)“酸浸”步骤中，发生主要反应的化学方程式为 。 (4)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。 (5)“过滤2”步骤调pH时，应控制pH值小于 。 (6)“沉镧“步骤中，发生主要反应的离子方程为 。 (7)“沉锂“步骤中，加入Na2CO3溶液，将温度升至90℃是为了提高沉淀反应速率和 。得到碳酸锂沉淀的操作为 。(碳酸锂的溶解度随温度变化如图所示) A．静置，过滤　　B．蒸发浓缩、冷却结晶　　C．加热后，趁热过滤    　　D．蒸发结晶 8．(2025·河南省安阳市文源高级中学高三下学期第一次模拟考试)工业上用某软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量铁、铝及硅的氧化物)为原料制备锰酸锂(LiMn2O4)。工艺流程如图所示： 已知：当溶液中某离子的浓度不大于1.0×10-5 mol/L时，该离子沉淀完全。 25℃时相关物质的Ksp如表所示： 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Ksp 回答下列问题： (1)基态锰原子核外电子排布式为 。 (2)滤渣I的主要成分是SiO2，其晶体类型为 。 (3)“浸取”时，MnO2反应的离子方程式为 。 (4)“精制”时，H2O2加入的量应大于理论值，原因是 。 (5)若“浸取”后溶液中c(Mn2＋)＝0.1 mol/L，则“精制”时应调pH的范围为 [计算时Mn2＋只考虑生成Mn(OH)2沉淀]，滤渣Ⅱ的主要成分是 (写化学式)。 (6)“控温、氧化”时，Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4均可被氧化为MnO2，该步骤溶液的pH随时间的变化如图所示。呈现如图所示变化的原因是 (用离子方程式表示)。 (7)“锂化”时，参加反应的MnO2与Li2CO3的物质的量之比为 。 9．(2025·湖北省黄冈市蕲春县实验高级中学高三下学期一模)粉煤灰的主要成分为、、FeO、、MgO、等。研究小组对其进行综合处理的流程如下： 已知： ①“酸浸”后钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子。 ②，。 ③当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在。 ④高温下蒸气压大、易挥发。 回答下列问题： (1)基态Ti原子核外有 种能量不同的电子。 (2)“酸浸”时在不同温度下，Ti元素的浸出率如图所示，温度超过70℃后，浸出率下降的原因是 。 (3)加入铁粉的主要目的是 。 (4)要使“滤液2”中和完全沉淀，调节pH的最小值约为 。（保留两位有效数字） (5)“热还原”中发生反应的化学方程式为 ；的实际用量远超理论用量，原因是 。 (6)通过氮掺杂反应生成，立方晶系晶胞如图甲所示，晶胞如图乙所示，图丙表示中的Ti原子沿z轴方向的投影，则a＝ 。 10．(2025·河北省沧州市南皮县第一中学高三上学期一模)钼(Mo)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以NiS和形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到的一种工艺流程如下图所示： 回答下列问题： (1)写出在“焙烧”中反应生成和的化学方程式： 。 (2)已知氧化性：，浸渣中主要成分为镍的氧化物，其化学式是 ，加入的主要目的是 。 (3)的溶解度曲线如图所示，为充分分离，工艺流程中的“操作X”应为 ，过滤得到固体。 (4)采用碳酸根型N263萃取钼的反应为。参考有关文献资料可知：一些阴离子被萃取的顺序为，则反萃取操作加入的试剂Y是 (填化学式)，反萃取后有机相为型，加入 (填化学式)的水溶液，经过 、静置、分液等系列操作，可实现流程中两种物质再生循环利用，该两种物质的化学式为 。 (5)某镍铜合金的立方晶胞结构如图所示，其中原子A的坐标参数为。 ①原子B的坐标参数为 。 ②若该晶体密度为，则铜镍原子间最短距离为 cm(阿伏加德罗常数的值用表示)。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 金属及其化合物的制备流程专题练 1、 金属的制备流程 1．(2025·河北省沧州市南皮县第一中学高三上学期一模)以粉煤灰(主要成分为Ga2O3，含CaO、Al2O3等杂质)为原料提取Ga的工艺流程如图所示： 已知：镓的活动性与锌相似，比铝低。滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]。 下列说法正确的是 A．“溶浸”过程发生了电子的转移 B．滤渣1、滤渣2的种类不相同 C．由Ga2O3→Ga采取电解法 D．CO2也可以用过量的稀盐酸代替 【答案】B 【解析】粉煤灰(主要成分为Ga2O3，含CaO、Al2O3等杂质)中加Na2CO3溶液进行溶浸， Ga2O3、Al2O3分别转化为Na[Ga(OH)4]和Na[Al(OH)4] ，而CaO转化为CaCO3，过滤，滤渣1为CaCO3，滤液1中含有Na[Al(OH)4]、Na[Ga(OH)4]，向滤液1中加入酸调节pH将Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3，过滤，滤渣2为Al(OH)3，向滤液2中通入足量的CO2将Na[Ga(OH)4]转化为Ga(OH)3，灼烧Ga(OH)3得到Ga2O3，由于镓的活动性与锌相似，比铝低，则采用热还原法来冶炼Ga。“溶浸”过程即将Ga2O3、Al2O3分别转化为Na[Ga(OH)4]和Na[Al(OH)4] ，而CaO转化为CaCO3，未有元素的化合价发生改变，即没有发生电子的转移，A错误；滤渣1为CaCO3，属于盐类，滤渣2为Al(OH)3，属于两性氢氧化物，即种类不相同，B正确；“镓的活动性与锌相似”，工业上大规模制备为了降低成本，采用还原剂还原的方法，C错误；若用过量的稀盐酸代替，生成GaCl3，D错误。故选B。 2．(2025·吉林省延边州高三下学期教学质量检测)某种锑矿主要成分为，含有少量CuO、PbO、等杂质，以该矿石为原料制备Sb的工艺流程如图。已知为两性氧化物，SbOCl难溶于水。下列说法正确的是 A．“滤渣I”中存在少量的SbOCl，可加入足量NaOH溶液使其转化为回收 B．“滤渣Ⅱ”的成分为PbS C．“除砷”时转化为，此反应中氧化剂、还原剂物质的量之比为 D．惰性电极“电解”过程阴极上的反应可能为： 【答案】D 【解析】锑矿(主要成分为，含有少量CuO、PbO、等杂质)中加入盐酸“浸出”，浸出后得到的滤液中阳离子主要为As3+、Sb3+、Cu2+、Pb2+、，少量Sb2O3转化为难溶于水的SbOCl，则滤渣I中含少量SbOCl；滤液中加入Na2S“沉淀”，Cu2+、Pb2+转化为CuS、PbS沉淀，滤渣Ⅱ为CuS、PbS；过滤，向滤液中加入NaH2PO2“除砷”，NaH2PO2将砷元素还原为0价砷而除去As，NaH2PO2同时被氧化为H3PO4；最后通过电解滤液可生成Sb。 “滤渣I”中存在少量的SbOCl，由于Sb2O3为两性氧化物，能溶于过量的NaOH溶液，应加入氨水对其“除氯”使其转化为Sb2O3，故不可加入足量NaOH溶液，A错误；Cu2+、Pb2+转化为CuS和PbS沉淀进入滤渣Ⅱ中，“滤渣Ⅱ”的成分为PbS、CuS，B错误；“除砷”时，H2PO将As3+还原为As单质(砷元素化合价由+3降至0)，而自身被氧化为H3PO4(磷元素化合价由+1升至+5)，则H2PO为还原剂、As3+为氧化剂，且存在计量关系：H2PO 、As3+，由得失电子守恒知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:3，C错误；在“电解”过程中，以惰性材料为电极，根据流程可知阴极生成Sb，则阴极反应式为，可能发生副反应为，D正确。故选D。 3．(2025·河南省信阳市息县第一高级中学、第二高级中学联考高三下学期二模)一种以钌矿石[主要含，还含少量的FeO、MgO、、CaO、]为原料制备钌(Ru)的工艺流程如图。 下列说法错误的是 A．“除镁”的离子方程式为 B．若“灼烧”时生成33.6L(标准状况下)，则转移的电子数为 C．“酸浸”时，的作用是做还原剂，还原 D．从“滤液2”中可提取一种化肥，其电子式为 【答案】B 【解析】钌矿石[主要含，还含少量的FeO、MgO、、CaO、]中加入稀硫酸和Na2SO3溶液，在稀硫酸条件下，还原为Ru(SO4)2，SiO2不与硫酸反应，不溶于水，其他氧化物与硫酸反应转化为FeSO4、MgSO4、CaSO4，CaSO4微溶于水，过滤，滤渣为SiO2、CaSO4，滤液中加入NaClO3溶液、Na2CO3溶液，生成Na2Fe4(SO4)6(OH)2沉淀，过滤，滤液中加NaF溶液生成MgF2沉淀除镁，过滤，滤液中加浓Na2CO3溶液沉钌1，生成，过滤，中加入盐酸酸溶，所得溶液中加入(NH4)2C2O4沉钌2，通入Ar作保护气灼烧Ru(C2O4)2得Ru。“除镁”的离子方程式为，A正确；“灼烧”时的化学方程式为，生成标准状况下33.6L，即1.5mol，转移的电子数为，B错误；“酸浸”时，转化为，则的作用是做还原剂，还原为Ru(SO4)2，C正确；向Cl4溶液中加入(NH4)2C2O4溶液生成草酸钌沉淀，过滤得到含有的滤液2，能作化肥为离子化合物，电子式为，D正确。故选B。 4．(2025·广西来宾市高三一模)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。 下列说法正确的是 A．浸取1和浸取2中温度越高，反应速率越快 B．相同条件下，等浓度的在盐酸环境中的氧化性比硫酸环境中的氧化性强 C．可用氨水分离AgCl与其他难溶杂质 D．“还原”步骤中，产物和Au的物质的量之比为 【答案】C 【解析】阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种金属单质，加入硫酸和H2O2浸取1，铜转化为CuSO4，过滤，浸出液1含有CuSO4和H2SO4，浸渣1含有Ag、Au等，向浸渣1中加入盐酸和H2O2得到AgCl沉淀和H AuCl4溶液，AgCl可以转化为Ag，向HAuCl4溶液中加入N2H4发生氧化还原反应生成N2和Au。H2O2不稳定受热易分解、盐酸具有挥发性，故浸取1和浸取2中温度越高，导致过H2O2、盐酸浓度降低，反应速率变慢，A错误；盐酸存在条件下，过H2O2氧化金形成配离子促使反应进行，不能说明相同条件下，等浓度的在盐酸环境中的氧化性比硫酸环境中的氧化性强，B错误；氨水可以和AgCl生成银氨溶液，故可用氨水分离AgCl与其他难溶杂质，C正确；  还原剂N2H4中N的化合价由-2升高至0价，HAuCl4中Au化合价由+3价降至0价，由得失电子守恒知：，产物和Au的物质的量之比为3:4，D错误。故选C。 5．(2025·江西省赣州市2025届高三下学期一模)铍是一种重要的战略性金属，以铍矿石（主要成分为，含FeO等杂质）、方解石为原料制备硫酸铝铵和铍的工艺流程如下。已知：①具有两性；②铍玻璃体为混合物，主要成分为，还含有FeO和。 下列说法错误的是 A．滤渣2的主要成分为 B．该工艺流程中可循环使用的物质为 C．“沉铍”时的离子方程式 D．“电解”时加入NaCl是为了增强熔融氯化铍的导电性 【答案】C 【解析】铍矿石（主要成分为，含FeO等杂质）和方解石配料融化后得铍玻璃体，向铍玻璃体中加入硫酸酸溶，玻璃体中金属元素转化为硫酸盐、玻璃体中的硅元素转化为硅酸，SiO2与硫酸溶液不反应，过滤得到含有CaSO4、SiO2的滤渣1和滤液，向滤液中加入(NH4)2SO4，溶液中的Al3+部分转化为NH4Al(SO4)2沉淀，过滤得到NH4Al(SO4)2和滤液，向滤液中加入氨水调节溶液pH，溶液中的Fe3+和剩余的Al3+转化为Fe(OH)3、少量Al(OH)3沉淀，得到Be(OH)2沉淀和(NH4)2SO4溶液，Be(OH)2溶于盐酸得到，电解熔融混合物，在阴极得到金属铍；沉淀2含有Fe(OH)3和少量Al(OH)3，沉淀2的主要成分是Fe(OH)3，A正确；可循环利用的物质是(NH4)2SO4，B正确；沉铍时的离子方程式为，C错误；熔融的BeCl2导电性差，加入NaCl可以增加BeCl2的导电性，D正确。故选C。 6．(2025·江苏省南京市、盐城市高三一模考前模拟)工业用镁还原制备金属Ti，工艺流程如图。下列说法不正确的是 A．工业上可通过电解熔融制取金属Mg B．用金属Mg还原过程中需要通入作保护气 C．“真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 D．制得海绵钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg 【答案】B 【解析】为离子化合物，工业一般采用电解熔融的方法制取Mg，A正确；金属镁在点燃下能和反应，用金属镁还原过程中不能用作保护气，可通入Ar作保护气，B错误；真空蒸馏时，需要将金属Mg、分离除去，金属钛的熔点很高，真空蒸馏的目的是为了降低Mg和的沸点，使Mg、气化，实现与Ti的分离，C正确；制得海绵钛中含有少量金属Mg，Ti常温下不与稀盐酸反应，Mg与稀盐酸反应，可以用稀盐酸浸泡除Mg除去Mg，D正确。故选B。 7．(2025·广西南宁市名校联盟高三上学期8月一模)从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、等)中提取Au、Ag，并回收其它金属的一种工艺如下： 已知：①NaCN有剧毒； ②25℃时，的为。 (1)滤渣2的主要成分是 。 (2)“氧化”时加入的作用是 。 (3)在25℃进行“沉铁”，过滤后可得到“滤液4”，但过滤前需进行加热，加热的目的是 ；调节“滤液4”的pH至8.0，无析出，则c()≤ 。 (4)“浸金银”时一般控制温度为30℃左右，原因是 。 (5)“浸金银”时Ag转化为，该反应的离子方程式为 ；已知也可与、形成配合物，“浸金银”时用替代NaCN的优点是 。 【答案】(1) (2)将溶液中的氧化为，便于后续调pH除去 (3)破坏胶体的形成，有利于生成沉淀，便于过滤 0.19 (4)温度低于30℃，反应速率较慢；温度高于30℃，会发生分解，浸取率低 (5) 安全无毒，对环境无污染 【解析】褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、等)中加H2SO4和Na2SO3“还原浸酸”，、被还原为Fe2＋和Mn2＋，CuO被溶解为Cu2＋，Au、Ag、SiO2不溶于H2SO4，过滤，滤渣1为Au、Ag、SiO2；滤液1中加铁粉沉铜，Cu2＋被铁粉还原为Cu，过滤；滤液3中加MnO2氧化，Fe2＋被氧化为Fe3＋，所得溶液中加入NaOH沉铁，Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，过滤得Fe(OH)3，后续转化为氧化铁；滤液4中加NH4HCO3沉锰，过滤得MnCO3沉淀；滤渣1中加H2O2、NaCN“浸金银，过滤，滤渣2为SiO2，滤液2提炼出Au、Ag。 （1）滤渣2的主要成分是SiO2； （2）“氧化”时加入，溶液中的氧化为，便于后续调pH除去； （3）“沉铁”时加入NaOH调节pH，使转化为，由于水解容易生成胶体，因此过滤除去需进行加热，破坏胶体的形成，有利于生成沉淀，便于过滤；调节“滤液4”的pH至8.0，此时，无析出，则c()≤ ； （4）“浸金银”时加入H2O2，温度低于30℃，反应速率较慢；温度高于30℃，会发生分解，浸取率低，因此一般控制温度为30℃左右。 （5）“浸金银”时Ag与H2O2、NaCN反应生成，离子方程式为；NaCN有剧毒，用替代NaCN，安全无毒，且对环境无污染。 8．(2025·浙江省Z20联盟高三上学期一模)以主要成分为的铁钴矿(杂质为、)为原料制取和黄钠铁矾的工艺流程如下图所示： 已知：“焙烧”后，Fe、Co元素完全转化为单质。回答下列问题： ①下列说法不正确的是 A．气体中含有等气体 B．为了加快酸浸步骤的反应速率，可以将稀硫酸改为浓硫酸 C．“调”时反应的离子方程式为： D．该工艺条件下，可推知还原性： ②酸浸后滤液中的阳离子有： 。 ③“氧化、沉钴”过程中加入的和物质的量之比为，相应总反应的离子方程式为 ，完全转化为的操作是 。 【答案】①B ② Mg2＋、Fe2＋、Co2＋、H＋ ③ 加热固体至恒重 【解析】铁钴矿(主要成分为，杂质为、)中加入焦炭和空气焙烧，Fe、Co元素完全转化为单质，C元素转化为碳的氧化物CO、CO2，S元素转化为；向焙烧后的固体中加入稀硫酸酸浸，过滤，滤渣中含有，滤液中含有，向滤液中加入适量NaClO溶液，被氧化为，向其中加入溶液调节 pH，过滤，得到黄钠铁矾 ；向滤液中加入 NaF溶液沉镁，过滤，得到 沉淀，向滤液中加入NaClO和氧化，沉钴，被氧化为，转化为，焙烧得到。 ①气体中含有等气体，A正确；Fe在浓硫酸中会钝化，阻止反应进一步进行，不能将稀硫酸改为浓硫酸，B错误；“调”时和、、反应生成黄钠铁矾 ，离子方程式为，C正确；加入NaClO溶液，被氧化为，而没有被氧化，说明还原性，D正确。故选B； ②酸浸后滤液中的阳离子有Mg2＋、Fe2＋、Co2＋、H＋； ③“氧化、沉钴”过程中加入的和物质的量之比为，NaClO将氧化为，将转化为，离子方程式为；受热分解可以得到，完全转化为的操作是加热固体至恒重。 9．(2025·辽宁省丹东市高三总复习质量差测试化学试卷（二）)堆浸-反萃取-电积法是一种高效、环保的湿法冶金工艺，广泛应用于从低品位锌矿中提取锌。用该方法从锌矿(主要成分为ZnS，含有、CuS、NiS、等杂质)中获得锌的流程如下图所示： 已知：Ⅰ．“堆浸”时金属硫化物均转化为硫酸盐；Ⅱ．pH较大时，FeOOH为胶状沉淀。 回答下列问题： (1)基态锌原子的最高能层符号为 。 (2)“堆浸”时为了加快反应速率，可采取的措施为 (任写一条)；“堆浸渣”的主要成分为 。 (3)“除铁”时生成FeOOH的离子方程式为 。“除铁”适宜的pH为3.2，此时、、难以沉淀。但随着pH增大，、、的沉淀率均升高，原因可能为 (任写一条)。 (4)为提高的萃取率，“萃取”时需要 (填“一次萃取”或“多次萃取”)，分离含锌有机相和含镍萃余液的操作为 。 (5)“电积”时，在 极(填“阴”或“阳”)获得锌。此流程中可循环利用的物质有锌、萃取剂和 。 【答案】(1)N (2)将锌矿粉碎或适当增大硫酸的浓度或搅拌或适当升温 二氧化硅(或) (3) 生成的FeOOH胶状沉淀有较强吸附性，可将、、吸附而使其沉淀(或pH增大，、、形成氢氧化物沉淀) (4)多次萃取 分液 (5)阴 【解析】锌矿（主要成分为ZnS，含有FeS2、CuS、NiS、SiO2等杂质）中加入稀硫酸和细菌堆浸，金属硫化物转化为硫酸盐，SiO2不反应，堆浸渣中含有SiO2等难溶物，堆浸液中含有ZnSO4、FeSO4、CuSO4、NiSO4等；向堆浸液中加入H2O2和NaOH除铁，H2O2氧化Fe2+，Fe2+与NaOH反应生成FeOOH；过滤，向滤液中加入适量锌粉除铜，锌置换出铜，过滤，滤液中加入有机相萃取剂萃取Zn2＋，分液得到含的有机相，向其中加入H2SO4反萃取，得含有ZnSO4的反萃液，电解反萃液得到金属锌。 （1）锌的原子序数为30，其基态原子的电子排布式为，基态锌原子的最高能层符号为N； （2）“堆浸”时为提高反应速率，可采取的措施为将锌矿粉碎或适当增大硫酸的浓度或搅拌或适当升温；锌矿（主要成分为ZnS，含有FeS2、CuS、NiS、SiO2等杂质）中加入野外细菌堆浸，金属硫化物转化为硫酸盐，SiO2不反应，故“堆浸渣”的主要成分为SiO2； （3）加入H2O2氧化Fe2+，利用NaOH除铁得到FeOOH，故“除铁”时主要发生反应的离子方程式为；有Fe3+存在时，pH升高，、、的沉淀率均升高，原因可能为生成的FeOOH胶状沉淀有较强吸附性，可将、、吸附而使其沉淀(或pH增大，、、形成氢氧化物沉淀); （4）为提高的萃取率，“萃取”时需要多次萃取；含锌有机相与含镍萃余液为互不相溶的液体混合物，分离含锌有机相和含镍萃余液的操作为分液； （5）“电积”时，净化后的滤液中含有ZnSO4，阴极的电极反应为Zn2+＋2e-＝Zn，故在阴极获得锌。阳极的电极反应为，生成的硫酸进入废液，故此流程中可循环利用的物质有锌、萃取剂和硫酸。 10．(2025·甘肃省白银市靖远县第二中学高三下学期二模考试)从医药到环保，铋正逐渐成为现代科技不可或缺的一部分。利用某辉铋矿(主要成分为，还含有Pb、Fe、As、Ag等杂质元素)制备精铋的流程如下。 已知∶①；②Zn的性质与Al的性质相似，具有两性；③热稳定性∶远强于。回答下列问题∶ (1)铋为83号元素，位于元素周期表 区。 (2)“溶浸”时，加入盐酸的目的是 。 (3)“溶浸”时参与的反应的离子方程式为 。 (4)向“还原”得到的滤液中通入适量的 (填试剂名称)，反应后，再将溶液加入“溶浸”中循环使用。 (5)“熔化除砷”时，海绵铋中As被氧化，生成物挥发进入烟气中。该烟气有剧毒，不能直接排放。烟气中As的存在形式为 (填化学式)。 (6)“高温精炼”时，可除去微量的锌，生成的产物中只有一种单质。该反应的化学方程式为 。 (7)氯氧化铋(BiOCl)是一种人工合成的无毒性、有珍珠光泽的颜料。将铋溶于双氧水、盐酸混合溶液中制得氯化铋，氯化铋经水解生成氯氧化铋沉淀。若某辉铋矿中含80%，冶炼过程中铋损耗率为20%，欲制备521 kg含BiOCl 1.0%的唇膏，需要 (保留2位有效数字)kg辉铋矿。 【答案】(1)p (2)抑制、的水解 (3) (4)氯气 (5) (6) (7)8.0 【解析】辉铋矿(主要成分为，还含有Pb、Fe、As、Ag等杂质元素)中加入盐酸和FeCl3溶液，向浸出液中加入铁粉发生置换反应生成海绵铋，将海绵铋在空气中熔化除砷，加入锌片置换出银除去银，通入氯气氯化除锌、铅，再加入KNO3、NaOH高温精炼得到精铋。 （1）铋的原子序数为83，位于元素周期表ⅤA族，为p区。 （2）溶液中Fe3＋、Bi3＋会水解生成氢氧化物沉淀，“溶浸”时，加入盐酸的目的是抑制、的水解； （3）Fe3＋能氧化中硫元素生成S，反应的离子方程式为； （4）“还原”得到的滤液中含有Fe和Fe3+生成的Fe2+，通入适量的Cl2，Cl2氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+可以在“溶浸”中循环使用。 （5）热稳定性：远强于，则“熔化除砷”时，海绵铋中As被空气中氧气氧化； （6）Zn的性质与Al的性质相似，具有两性，且“高温精炼”时，可除去微量的锌，生成的产物中只有一种单质，则锌单质在碱性条件下和硝酸钾发生氧化还原反应生成、，反应中锌化合价由0变为＋2、氮化合价由＋5变为0，结合电子守恒，反应为； （7）由铋元素守恒可知，需要8.0kg辉铋矿。 2、 金属化合物的制备流程 1．(2025·湖南省常德石石门县第一中学高三下学期第一次模考检测卷)某工业废渣的主要成分有，还含有、、等杂质，回收该废渣中的铅元素制备铬黄的工艺流程如图所示。 已知：；；，当离子浓度小于或等于时，认为该离子已经沉淀完全。下列说法正确的是 A．“酸浸”过程中，可将更换为 B．“酸浸”后所得溶液中含有的金属阳离子为 C．“除铁”过程中若溶液中的，则调节的范围为 D．“沉铅”过程中，元素的化合价发生了变化 【答案】B 【解析】工业废渣(主要成分有，还含有、、等杂质)中加入HNO3酸浸，得到Pb(NO3)2、Fe(NO3)3溶液，SiO2不反应成为浸渣，过滤，向滤液中加入KOH调节pH生成Fe(OH)3除铁，过滤，向滤液中加入KOH、K2Cr2O7沉铅，生成PbCrO4沉淀。“酸浸”过程中，若将更换为，和PbCO3生成PbCO3沉淀，不能分离出含铅滤液，A错误；具有强氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，“酸浸”后所得溶液中含有的金属阳离子为，B正确；“除铁”过程中若溶液中的，且沉淀，则，pOH=6.8，pH=7.2；该过程中要求Fe3+沉淀完全，，pOH=11.2，pH=2.8，调节的范围为，C错误；“沉铅”过程中，元素的化合价为＋6，没有变化，D错误。故选B。 2．(2025·福建省厦门市高三下学期第二次质量检测（二模）)从锗精矿(主要成分为，含杂质)中提取的流程如下。 已知：与结构相似。下列说法正确的是 A．“氯化蒸馏”中与浓盐酸反应体现浓盐酸的酸性和氧化性 B．“氧化”时存在反应： C．“操作X”为蒸馏 D．“水解”后的滤液可直接用于溶解锗精矿 【答案】B 【解析】锗精矿(主要成分为，含杂质)中加入浓盐酸、MnO2氯化蒸馏得到与的混合物，向其中通入Cl2、加入浓盐酸氧化，被Cl2氧化生成，溶于浓盐酸，结构与CCl4相似，难溶于水，浓盐酸抑制其水解，通过分液进行分离，再加H2O水解得到。“氯化蒸馏”中与浓盐酸反应体现浓盐酸的酸性和还原性，A错误；氧化步骤中被Cl2氧化生成，化学方程式为，B正确；“操作X”为分液，C错误；“水解”后的滤液是稀盐酸，不能直接用于溶解锗精矿，D错误。故选B。 3．(2025·辽宁省丹东市高三总复习质量差测试化学试卷（二）)钽酸锂()是光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料。一种以含钽废渣(主要成分为，含少量油脂和等)为原料制备钽酸锂的流程如下： 下列说法错误的是 A．“沸腾炉焙烧”为增加气固接触面积，常采用“逆流”操作 B．滤渣1的主要成分为，滤渣2的主要成分为 C．已知＋5价Ta具有一定的氧化性，“酸化”时硫酸比盐酸更合适 D．在实验室模拟“灼烧”工序，主要仪器为石英坩埚、酒精灯、泥三角等 【答案】D 【解析】钽废渣(主要成分为，含少量油脂和)中加入Na2CO3、通入空气在沸腾炉中焙烧，得到NaTaO3、NaAlO2和Fe2O3，向其中加入NaOH溶液浸取，过滤，滤渣1为Fe2O3，过滤，滤液中含有Na2TaO3、NaAlO2，向其中通入过量CO2，NaAlO2溶液和过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，过滤，滤渣2为Al(OH)3；滤液中加酸酸化，生成HTaO3沉淀，HTaO3和LiTaO3灼烧得到LiTaO3。沸腾炉焙烧采用“逆流”操作，可增加气固接触面积，使反应更充分，A正确；焙烧后生成的Fe2O3不溶于NaOH溶液，滤渣1为Fe2O3；浸取液中NaAlO2与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀，滤渣2为Al(OH)3，B正确；＋5价Ta有氧化性，盐酸中Cl－易被氧化，则“酸化”时硫酸比盐酸更合适，C正确；灼烧时Li2CO3分解产生Li2O，Li2O与石英坩埚中的SiO2反应，应使用铁坩埚，D错误。选D。 4．(2025·黑龙江省鹤岗市萝北县高级中学高三上学期第一次模拟考试)以KCl和FeSO4为原料可生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料等，其工艺流程如图，下列说法不正确的是 A．反应Ⅰ中发生的反应是：Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O B．反应Ⅰ的温度不宜高，是为了防止NH4HCO3分解，也能减少Fe2＋的水解 C．反应Ⅲ在工业生产中常加入一定量的乙醇，其目的是为了降低K2SO4的溶解度，有利于其析出 D．反应Ⅳ是利用电解法生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)，阳极每生成1mol S2O转移1mol电子 【答案】D 【解析】反应Ⅰ中，FeSO4和NH4HCO3反应生成FeCO3沉淀和CO2，离子方程式为Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，A正确；若反应Ⅰ的温度过高，NH4HCO3会分解生成NH3、H2O、CO2，Fe2＋会水解生成Fe(OH)2，故反应Ⅰ的温度不宜较高，B正确；K2SO4在无机溶剂中的溶解度较大，若使K2SO4析出，需降低其溶解度，加入醇类溶剂的目的是降低K2SO4的溶解度，C正确；反应Ⅳ中利用电解法电解硫酸铵溶液生成(NH4)2S2O8和H2，阳极的电极反应式为，则阳极每生成1mol S2O转移2mol电子，D错误。选D。 5．(2025·东北三省三校（哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学）高三下学期第一次联合模拟)一种以废旧电池正极材料(主要成分为，其中为+3价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂为原料制备的流程如下： 下列说法错误的是 A．灼烧后的固体产物中，和均为+3价 B．酸浸中的作用为氧化剂 C．“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，原因为 D．合成过程中，有和放出 【答案】B 【解析】废旧电池正极材料主要成分为，Co为+3价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂，灼烧除去炭黑、有机物；灼烧后的固体加NaOH溶液“碱浸”除去铝；滤渣加H2O2、称硫酸“酸浸”，双氧水把+3价Co还原为+2价，加氨水和(NH4)2C2O4“沉钴”，CoC2O4·2H2O晶体；滤液中加K2S2O8溶液，Mn2+被氧化为MnO2沉淀除去锰元素；滤液中加Na2CO3、NaOH沉镍，生成沉淀除镍；滤液中加Na2CO3沉理，生成沉淀，和MnO2合成LiMnO4。灼烧后的固体产物中有Al2O3、Co2O3，故和均为+3价，A正确；滤渣加H2O2、称硫酸“酸浸”，H2O2将+3价Co还原为+2价，B错误；溶液变为紫红色是因为锰元素被氧化为，根据得失电子守恒，反应的离子方程式为，C正确；合成过程中发生的反应为：，有和放出，D正确。故选B。 6．(2025·广东省深圳市南科大附中高三下学期4月第二次模拟考试)铈是一种重要的稀土元素，在国防和科技领域有重要应用。二氧化铈是一种重要的催化剂。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备的一种工艺流程如下∶ 已知∶①既能与结合成，也能与结合成，也能与结合成； ②在硫酸体系中能被萃取剂萃取，而不能。 (1)氟碳铈(CeFCO3)中Ce的化合价为 。 (2)氧化焙烧工序往往采取逆流的方式进行，其优点是 。 (3)稀硫酸酸浸中，Ce的浸出率和稀硫酸浓度、温度有关，其关系如图所示，应选择的适宜的条件为___________(填序号) A． B． C． D． (4)TBP是一种有机萃取剂，“萃取”时发生反应∶，氟洗液中添加的作用是 。 (5)“萃取”时存在反应∶。是分配比，表示分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比。取含四价铈总浓度为的酸浸液，向其中加入萃取剂，充分振荡，静置，若，则水层中 。(写出计算过程，计算结果保留二位有效数字)。 (6)写出氧化工序中发生反应的离子方程式 。 (7)立方晶胞如图，与最近的核间距为。 ①晶胞中与最近的的个数为 。 ②晶体的密度 (列出表达式)。 【答案】(1) (2)扩大接触面积，使反应更充分 (3)C (4)能与结合生成，使平衡向正方向移动 (5) (6) (7) 12 【解析】氟碳铈矿（主要含CeFCO3）在空气中氧化焙烧生成CO2等，向氧化焙烧后的产物中加入硫酸酸浸，过滤，向酸浸后的溶液中加萃取剂[(HA)2]萃取，硫酸体系中Ce4＋能被萃取剂萃取，而Ce3＋不能，得到含有Ce4＋的有机层和水层，在萃取后的有机层中加氟洗液进行洗氟，除去其中的F－等杂质，避免F－对后续步骤产生影响，洗氟后得到新的水层和有机层；向洗氟后的有机层中加入H2SO4和H2O2进行反萃取，使Ce从有机层转移到水层（有机层可循环利用）；向反萃取后的溶液中加入NaOH调节pH，使溶液中的杂质离子形成沉淀； 向调pH后的溶液中加入NaClO进行氧化，将Ce转化为Ce(OH)4；Ce(OH)4经加热分解等得到CeO2。 （1）由CeFCO3的化学式可得Ce的化合价为＋3； （2）氧化焙烧工序往往采取逆流的方式进行，可以扩大接触面积，使反应更充分； （3）由图像的浸出率在温度为达到最大，稀硫酸浓度时的浸出率最大。故选C； （4）加入的能与结合生成，使平衡向正方向移动，的转化率增大； （5），萃取后的①，又，即②，联立①②解得，则； （6）进入氧化工序的为，离子反应方程式为 ； （7）①由图示晶胞可知，晶胞中与最近的的个数为12； ②CeO2晶胞中Ce4＋个数为4，O2－个数为8，与最近的核间距为（体对角线的四分之一），则晶胞边长为，晶体的密度为 。 7．(2025·安徽省马鞍山市高三下学期第二次教学质量监测（二模）)某废弃锂电池的固态电解质主要成分为Li7La3Zr2O12和少量Al2O3。对其回收处理的流程如图所示(部分条件省略)。 已知： ①预处理是将废旧电池放电、提取固态电解质并将其破碎等操作； ②某些离子开始沉淀和沉淀完全时的pH值如下表。 离子 Li＋ La3＋ Zr4＋ Al3＋ 开始沉淀的pH － 7.5 1.2 3.4 沉淀完全的pH － 8.7 2.4 4.7 回答下列问题： (1)Zr与Ti同族且在Ti的下一周期，Zr位于元素周期表的第 周期，第 族。 (2)“预处理”步骤中，破碎目的是 。 (3)“酸浸”步骤中，发生主要反应的化学方程式为 。 (4)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。 (5)“过滤2”步骤调pH时，应控制pH值小于 。 (6)“沉镧“步骤中，发生主要反应的离子方程为 。 (7)“沉锂“步骤中，加入Na2CO3溶液，将温度升至90℃是为了提高沉淀反应速率和 。得到碳酸锂沉淀的操作为 。(碳酸锂的溶解度随温度变化如图所示) A．静置，过滤　　B．蒸发浓缩、冷却结晶　　C．加热后，趁热过滤    　　D．蒸发结晶 【答案】(1)五 ⅣB (2)增大反应物接触面积，提高酸浸速率和浸出率 (3)2Li₇La3Zr2O12＋24H2SO4＝7Li2SO4＋3La2(SO4)3＋4Zr(SO4)2＋24H2O (4)Zr(OH)4 (5)7.5 (6)2La3＋＋3H2C2O4＝La2(C2O4)3↓＋6H＋ (7)减小Li2CO3的溶解度，提高产率 C 【解析】废弃锂电池的固态电解质(主要成分为Li7La3Zr2O12和少量Al2O3)经预处理，加稀H2SO4“酸浸”，生成Li2SO4、La2(SO4)3、Zr(SO4)2、Al2(SO4)3，酸浸液中加入NaOH溶液调节pH＝3，Zr4＋完全沉淀，过滤1，滤液中继续加NaOH溶液调节pH，Al3＋转化为Al(OH)3沉淀，过滤2，滤液中加入草酸溶液，La3＋转化为La2(C2O4)3沉淀，过滤，滤液中加入Na2CO3“沉锂”，生成Li2CO3沉淀，过滤，得到的Li2CO3经煅烧得到Li2O。 （1）Ti的原子序数为22，位于周期表中第四周期，IVB族，Zr与Ti同族且在Ti的下一周期，Zr位于元素周期表的第五周期IVB族； （2）“预处理”时将废旧电池放电、提取固态电解质并将其破碎，破碎可以增大反应物接触面积，提高酸浸速率和浸出率； （3）“酸浸”时，Li7La3Zr2O12与硫酸反应生成Li2SO4、La2(SO4)3、Zr(SO4)2，反应方程式为2Li₇La3Zr2O12＋24H2SO4＝7Li2SO4＋3La2(SO4)3＋4Zr(SO4)2＋24H2O； （4）“沉淀1”为Zr(OH)4； （5）“过滤2”步骤调pH的目的使Al3＋转化为Al(OH)3沉淀除去，但不能使La3＋沉淀，结合表中数据可知，4.7<pH<7.5； （6）“沉镧“步骤中加入草酸溶液，将La3＋转化为La2(C2O4)3沉淀，反应离子方程式为2La3＋＋3H2C2O4＝La2(C2O4)3↓＋6H＋； （7）“沉锂“步骤中，加入Na2CO3溶液，将温度升至90℃可以提高沉淀反应速率，另外碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，升高温度可以减小Li2CO3的溶解度，提高产率；得到碳酸锂沉淀后，应趁热过滤，以减少其溶解损失。 8．(2025·河南省安阳市文源高级中学高三下学期第一次模拟考试)工业上用某软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量铁、铝及硅的氧化物)为原料制备锰酸锂(LiMn2O4)。工艺流程如图所示： 已知：当溶液中某离子的浓度不大于1.0×10-5 mol/L时，该离子沉淀完全。 25℃时相关物质的Ksp如表所示： 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Ksp 回答下列问题： (1)基态锰原子核外电子排布式为 。 (2)滤渣I的主要成分是SiO2，其晶体类型为 。 (3)“浸取”时，MnO2反应的离子方程式为 。 (4)“精制”时，H2O2加入的量应大于理论值，原因是 。 (5)若“浸取”后溶液中c(Mn2＋)＝0.1 mol/L，则“精制”时应调pH的范围为 [计算时Mn2＋只考虑生成Mn(OH)2沉淀]，滤渣Ⅱ的主要成分是 (写化学式)。 (6)“控温、氧化”时，Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4均可被氧化为MnO2，该步骤溶液的pH随时间的变化如图所示。呈现如图所示变化的原因是 (用离子方程式表示)。 (7)“锂化”时，参加反应的MnO2与Li2CO3的物质的量之比为 。 【答案】(1)或 (2)共价晶体 (3) (4)H2O2在Fe3＋、Mn2＋的催化作用下易分解损耗 (5) 4.9≤pH<8.1 Fe(OH)3、Al(OH)3 (6)Mn2(OH)2SO4＋O2＝2MnO2＋2H＋＋ (7)4∶1 【解析】软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量铁、铝及硅的氧化物)中加入FeSO4、H2SO4浸取，MnO2被还原为MnSO4，FeSO4被氧化为Fe2(SO4)3，Al2O3与H2SO4反应转化为Al2(SO4)3，SiO2不与H2SO4反应，过滤，滤渣Ⅰ为SiO2，滤液中含MnSO4、Fe2(SO4)3，Al2(SO4)3、FeSO4、H2SO4，精制时，①向其中加入H2O2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，②加入氨水调节溶液pH使Fe3＋、Al3＋转化生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤Ⅱ为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液中加氨水沉锰， 得到的是Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4滤饼，向其中加水，通O2控温、氧化生成MnO2，再加入Li2CO3锂化生成LiMn2O4。 （1）Mn的原子序数为25号，基态Mn原子核外电子排布式是或； （2）SiO2与硫酸不反应，滤渣I的主要成分是SiO2，SiO2为共价晶体； （3）浸取时，MnO2将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnO2被还原为Mn2＋，且生成H2O，反应的离子方程式为； （4）“精制”时，H2O2除将Fe2＋氧化为Fe3＋外，在Fe3＋、Mn2＋的催化作用下，部分H2O2分解，故H2O2加入的量应大于理论值； （5）为使溶液中Fe3＋转化生成Fe(OH)3，则c(OH-)≥mol/L＝10-11.2 mol/L，c(H＋)≤mol/L＝10-2.8 mol/L，pH≥2.8；为使溶液中Al3＋转化生成Al(OH)3，c(OH-)≥mol/L＝10-9.1 mol/L，c(H＋)≤mol/L＝10-4.9mol/l，pH≥4.9，使Fe3＋、Al3＋转化生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀需要的溶液的pH最小值为4.9；在浸取后溶液中c(Mn2＋)＝0.1 mol/L，c(OH-)＝mol/L＝10-5.9 mol/L，c(H＋)＝mol/L＝10-8.1mol/l，pH<8.1；则使Fe3＋、Al3＋转化生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，而Mn2＋不能形成Mn(OH)2沉淀，则相应的溶液的pH范围为4.9≤pH<8.1；滤渣Ⅱ的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3； （6）“控温、氧化”时，Mn(OH)2和Mn2(OH)2SO4均可被氧化为MnO2，该步骤溶液的pH随时间的变化而逐渐减小，原因为Mn2(OH)2SO4＋O2＝2MnO2＋2H＋＋，反应生成H＋，使溶液中c(H＋)增大，pH逐渐减小； （7）“锂化”时， MnO2与Li2CO3发生反应8MnO2＋2Li2CO3＝4LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑，参加反应的MnO2与Li2CO3的物质的量之比为4:1。 9．(2025·湖北省黄冈市蕲春县实验高级中学高三下学期一模)粉煤灰的主要成分为、、FeO、、MgO、等。研究小组对其进行综合处理的流程如下： 已知： ①“酸浸”后钛主要以形式存在，强电解质在溶液中仅能电离出和一种阳离子。 ②，。 ③当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在。 ④高温下蒸气压大、易挥发。 回答下列问题： (1)基态Ti原子核外有 种能量不同的电子。 (2)“酸浸”时在不同温度下，Ti元素的浸出率如图所示，温度超过70℃后，浸出率下降的原因是 。 (3)加入铁粉的主要目的是 。 (4)要使“滤液2”中和完全沉淀，调节pH的最小值约为 。（保留两位有效数字） (5)“热还原”中发生反应的化学方程式为 ；的实际用量远超理论用量，原因是 。 (6)通过氮掺杂反应生成，立方晶系晶胞如图甲所示，晶胞如图乙所示，图丙表示中的Ti原子沿z轴方向的投影，则a＝ 。 【答案】(1)7 (2)提前水解生成沉淀 (3)将还原为 (4)4.3 (5)     B2O3高温下蒸气压大、易挥发，只有部分参加了反应 (6) 【解析】粉煤灰(主要成分为、、FeO、、MgO、等)中加H2SO4“酸浸”，、FeO、、MgO转化为Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋，转化为TiO2＋，不反应，过滤，滤渣1为；滤液中加铁粉，Fe3＋被还原为Fe2＋，所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶，析出；过滤，滤液1加沸水“水解”，TiO2＋水解生成，过滤，经酸洗、水洗、干燥、煅烧得到TiO2，TiO2、B2O3、C在电弧炉中热还原生成TiB2、CO；滤液2中加H2O2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，调节pH，Al3＋、Fe3＋转化为Fe(OH)3、Al(OH)3，过滤，滤渣2 为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液3含有Mg2＋，经过一系列操作，最后结晶得到。 （1）Ti的原子序数为22，基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，有7种能量不同的电子； （2）升高温度促进水解生成沉淀，故温度超过70℃后，浸出率下降； （3）加铁粉后结晶析出，加铁粉的目的是将还原为； （4），，Fe3＋更易生成Fe(OH)3沉淀，Al3＋完全沉淀时c(OH－)＝ ，c(H＋)＝，要使“滤液2”中和完全沉淀，调节pH的最小值约为4.3； （5）“热还原”中，TiO2、B2O3、C在电弧炉中热还原生成TiB2、CO，反应的化学方程式为；高温下蒸气压大、易挥发，仅部分参加了反应，故的实际用量远超理论用量。 （6）根据均摊原则，由晶胞图示结构可知，晶胞中的Ti原子数为 、O原子数为，N原子数为0.5，则化学式为，即。 10．(2025·河北省沧州市南皮县第一中学高三上学期一模)钼(Mo)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以NiS和形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到的一种工艺流程如下图所示： 回答下列问题： (1)写出在“焙烧”中反应生成和的化学方程式： 。 (2)已知氧化性：，浸渣中主要成分为镍的氧化物，其化学式是 ，加入的主要目的是 。 (3)的溶解度曲线如图所示，为充分分离，工艺流程中的“操作X”应为 ，过滤得到固体。 (4)采用碳酸根型N263萃取钼的反应为。参考有关文献资料可知：一些阴离子被萃取的顺序为，则反萃取操作加入的试剂Y是 (填化学式)，反萃取后有机相为型，加入 (填化学式)的水溶液，经过 、静置、分液等系列操作，可实现流程中两种物质再生循环利用，该两种物质的化学式为 。 (5)某镍铜合金的立方晶胞结构如图所示，其中原子A的坐标参数为。 ①原子B的坐标参数为 。 ②若该晶体密度为，则铜镍原子间最短距离为 cm(阿伏加德罗常数的值用表示)。 【答案】(1) (2)NiO 除去多余的 (3)蒸发浓缩、冷却结晶 (4) NaOH 充分振荡 (5) ② 【解析】镍钼矿中加入并通入空气焙烧生成、CO2等，中加水浸取进入溶液中，过滤出浸渣，滤液中加入适量MgSO4净化，除去多余的，过滤后，低温结晶，分离出Na2SO4，滤液中加有机试剂萃取，，根据阴离子被萃取的顺序为，以及最后获得的钼酸盐，萃取后有机相再加入反萃取，经过一系列操作得到； （1）加入并通入空气焙烧生成，化学方程式为； （2）根据氧化性，浸渣中主要成分为镍的氧化物，化学式是NiO；加入的主要目的是除去多余的； （3）由图像可知，温度较低时，Na2SO4的溶解度远低于Na2，“操作X”应为蒸发浓缩、冷却结晶过滤得到固体； （4）反萃取操作加入的试剂Y是；反萃取后有机相为型，加入NaOH的水溶液与反应生成，得到，经过充分振荡、静置、分液等系列操作，分离和，这两种物质在焙烧和萃取中再生循环利用； （5）①A位于晶胞顶点，A的坐标参数为，B位于晶胞底面面心，原子B的坐标参数为； ②由图示晶胞结构可知，铜镍原子间最短距离为面对角线的，1个晶胞中有＝1个Ni，＝3个Cu，晶体密度为，则铜镍原子间最短距离为cm。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $