2026届高考化学二轮复习专项训练　无机化工流程题——以自然资源的开发利用为情境

大题突破　无机化工流程题——以自然资源的开发利用为情境 真题专练 1.(2023·山东，17)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下： 已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 回答下列问题： (1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+H2OH++(常温下，Ka=10-9.24)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下，在0.10 mol·L-1硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和，该水解反应的离子方程式为　　　　， 该溶液pH=　　　　　　　　　。  (2)滤渣Ⅰ的主要成分是　　　　　(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0 mol·L-1，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在　　　　　　　　　mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加　　　　　　　　　(填化学式)的用量。  (3)精制Ⅱ的目的是　　　　； 进行操作X时应选择的试剂是　　　　　　　　　　　，若不进行该操作而直接浓缩，将导致　　　　。  答案　(1)[B4O5(OH)4]2-+5H2O2B(OH)3+2　9.24　(2)Mg(OH)2、CaSO4 5.5×10-4　Na2CO3、CaO　(3)加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+转化为CaCO3(或除去精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+)，提高Li2CO3纯度　盐酸　浓缩液中因浓度过大使得Li+过早沉淀，即浓缩结晶得到的NaCl中会混有Li2CO3，最终所得Li2CO3的产率减小 解析　(2)精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0 mol·L-1，由Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3可知，则常温下精制Ⅱ过程中C浓度应控制在 mol·L-1=5.5×10-4 mol·L-1以下。 2.(2025·河北，16)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾，同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。流程如下： 已知：铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。 回答下列问题： (1)基态铬原子的价层电子排布式：　　　　。  (2)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式：　　　 　　　　。  (3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、H2SiO3、　　　　　　　　、　　　　 (填化学式)。 (4)酸化工序中需加压的原因：　　　 　　　　。  (5)滤液Ⅱ的主要成分：　　　 (填化学式)。 (6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式： Fe(CO)5+　　　　+　　　　=== Cr(OH)3↓+　　　　+　　　　+　　CO↑  (7)滤渣Ⅱ可返回　　　　工序。(填工序名称)  答案　(1)3d54s1　(2)4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH8K2CrO4+2Fe2O3+8H2O (3)MgO　Al(OH)3　(4)增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行　(5)KHCO3　(6)K2CrO4　4H2O　Fe(OH)3↓　2KOH　5　(7)煅烧 解析　铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2，与过量KOH在空气中煅烧，生成K2CrO4、Fe2O3、MgO、K[Al(OH)4]、K2SiO3；通入KHCO3⁃K2CO3/CO2浸取，生成Al(OH)3、H2SiO3，Fe2O3、MgO不反应，故滤渣Ⅰ为Al(OH)3、H2SiO3、Fe2O3、MgO，通过蒸发、分离出K2CrO4固体，滤液Ⅰ中含有K2CrO4；将K2CrO4加水溶解，并通入过量CO2酸化，将K2CrO4转化为K2Cr2O7，同时有副产物KHCO3生成，将K2Cr2O7与KHCO3分离，滤液Ⅱ的主要溶质为KHCO3；Fe(CO)5作还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr(OH)3，Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O===Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑；自身转化为Fe(OH)3进入滤渣Ⅱ，滤渣Ⅱ含有Cr(OH)3和Fe(OH)3可返回煅烧工序，KOH进一步处理得K2CO3，循环使用，据此分析。 3.(2025·山东，17)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： 已知：该工艺条件下，(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4，高温则完全分解为气体；Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。 回答下列问题： (1)“低温焙烧”时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，该反应的化学方程式为　　　　　　　。  “高温焙烧”温度为650 ℃，“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有　　　(填化学式)。 (2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸”时金属元素的浸出率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (3)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　　　(填化学式)。 (4)“沉钴”中，pH=4时 Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5 mol·L-1]，则此时溶液中c(H2S)=_____________ mol·L-1。已知：  Ka1(H2S)=1×10-7，Ka2(H2S)=1×10-13， Ksp(CoS)=4×10-21。CoS“溶解”时发生反应的离子方程式为　　　　　　　。  (5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入　　　　　　(填操作单元名称)循环利用。  答案　(1)3MnO2+3NH4HSO43MnSO4+N2↑+6H2O+NH3↑　Fe2O3、CaSO4 (2)减小　(3)H2SO4　(4)4×10-4　CoS+H2O2+2H+S+Co2++2H2O　(5)低温焙烧 解析　(1)MnO2转化为MnSO4得2e-，NH4HSO4转化为N2失3e-，根据得失电子守恒，配平化学方程式为3MnO2+3NH4HSO43MnSO4+N2↑+6H2O+NH3↑。“高温焙烧”时温度为650 ℃，根据已知信息可知，Fe2(SO4)3可完全分解生成Fe2O3和SO3，“水浸”时Fe2O3不溶于水，CaSO4微溶于水，故所得滤渣主要成分除SiO2外还含有Fe2O3、CaSO4。(2)(NH4)2SO4在高温时完全分解为气体，故直接“高温焙烧”，金属氧化物转化为硫酸盐的量减小，则“水浸”时金属元素的浸出率减小。(3)“反萃取”时应使萃取反应逆向进行，故应增大c(H+)，结合得到CuSO4溶液知，加入的试剂为H2SO4。(4)pH=4时Co2+恰好沉淀完全，此时c(S2-)== mol·L-1=4×10-16 mol·L-1，根据Ka1(H2S)·Ka2(H2S)=，则c(H2S)= = mol·L-1=4×10-4 mol·L-1。CoS“溶解”时CoS、H2O2、H2SO4发生反应，生成CoSO4、S和H2O，结合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式为CoS+H2O2+2H+Co2++S+2H2O。(5)“沉锰”时发生反应：MnSO4+2NH4HCO3(NH4)2SO4+MnCO3↓+H2O+CO2↑，所得滤液主要含(NH4)2SO4，并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入“低温焙烧”循环利用。 4.(2025·湖北，16)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备： Ⅰ. Ⅱ. 已知：室温下，TiO2是难溶酸性氧化物，CaTiO3的溶解度极低。 20 ℃时，NaF的溶解度为4.06 g/100 g水，温度对其溶解度影响不大。 回答下列问题： (1)基态氟离子的电子排布式为　　　　　　　　　。  (2)20 ℃，CaF2饱和溶液的浓度为c mol·L-1，用c表示CaF2的溶度积Ksp＝　　　　。  (3)工艺Ⅰ中研磨引起的固相反应为CaF2＋2NaOH===Ca(OH)2＋2NaF。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，NaF的产率仅为8%。 ①工艺Ⅰ的固相反应　　　　　(填“正向”或“逆向”)进行程度大。  ②分析以上产率变化，推测溶解度S(CaF2)　　　　　(填“>”或“<”)S[Ca(OH)2]。  (4)工艺Ⅱ水浸后NaF的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式　　　　。  (5)从滤液Ⅱ获取NaF晶体的操作为　　　 (填标号)。 a.蒸发至大量晶体析出，趁热过滤 b.蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤 (6)研磨能够促进固相反应的原因可能有　　　 (填标号)。 a.增大反应物间的接触面积 b.破坏反应物的化学键 c.降低反应的活化能 d.研钵表面跟反应物更好接触 答案　(1)1s22s22p6　(2)4c3　(3)①正向　②<　(4)CaF2＋TiO2＋2NaOH===CaTiO3＋2NaF＋H2O　(5)a　(6)ab 解析　工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为CaF2＋2NaOH===Ca(OH)2＋2NaF，水浸后得到滤液Ⅰ主要是NaF、Ca(OH)2溶液，经过系列操作得到NaF固体；对比两种工艺流程，工艺Ⅱ中添加TiO2粉末，由题目可知，生成的CaTiO3的溶解度极低，使得Ca2+不转化为Ca(OH)2，提高了NaF的产率，据此解答。(2)CaF2饱和溶液的浓度为c mol·L-1，则c(Ca2+)＝c mol·L-1、c(F-)＝2c mol·L-1，Ksp＝c(Ca2+)·c2(F-)＝4c3。(3)①转化率为78%，说明固相反应主要向生成Ca(OH)2和NaF的方向进行，即正向进行程度大。②NaF产率仅为8%，说明大部分NaF未进入溶液，则溶液中存在Ca(OH)2向CaF2的转化过程，根据沉淀转化的规律可推测：S(CaF2)<S。(4)根据工艺Ⅱ的流程，CaF2、TiO2与NaOH反应生成难溶的CaTiO3、NaF和H2O，化学方程式为CaF2＋TiO2＋2NaOH===CaTiO3＋2NaF＋H2O。(5)滤液Ⅱ主要是NaF溶液，因NaF溶解度受温度影响小(题干说明)，故蒸发至大量晶体析出，趁热过滤即可得到NaF晶体，故选a；冷却结晶无法析出更多晶体，故不选b。(6)研磨将固体颗粒粉碎，减小粒径，从而增大反应物间的接触面积，使反应更易发生，a选；研磨过程中的机械力可能导致晶体结构缺陷或局部化学键断裂，产生活性位点，使反应更易发生，b选；活化能是反应固有的能量屏障，研磨主要通过增加接触和产生结构缺陷来提高反应速率，一般不直接降低活化能，c不选；研钵仅作为研磨工具，其表面不参与反应，因此与反应物接触更好并不能促进反应，d不选。 模拟演练 1.(2025·河南五市联考一模)航空航天领域，锰被用于制造高温金属和钛合金。工业上以含锰矿石(主要成分为MnCO3，还含有铁、钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下： 已知：①25 ℃时，部分物质的溶度积常数如下表所示。 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Mn(OH)2 MnS CoS Ksp 4.9×10-17 2.8×10-39 2.0×10-20 2.0×10-13 2.5×10-10 4.0×10-21 ②lg 4≈0.6。 (1)基态Mn原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　。  (2)“浸取”前，含锰矿石研磨的目的是　　　　。  (3)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为　　　 　　　　。  (4)先“氧化”，后加氨水调节溶液pH，两步操作不可以调换的原因是　　　　。  (5)当溶液中某组分浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时，可认为已除尽。“除杂3”步骤所得溶液中c(Mn2+)=2.5 mol·L-1，则其pS的范围是　　　　　。(已知lg 2≈0.3)  (6)电解废液中还含有少量Mn2+，向其中加入饱和NH4HCO3溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子方程式为　　　　。  (7)MnO2的一种晶胞结构如图所示。已知该晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数为NA，则该MnO2晶体的摩尔体积Vm为　　　　　 m3·mol-1(列出计算式)。  答案　(1)　(2)提高浸取速率　(3)MnO2+4H++2Fe2+===2Fe3++Mn2++2H2O　(4)Mn2+、Fe2+、Cu2+的Ksp相近，Fe3+的Ksp远小于Fe2+、Co2+、Cu2+，首先将Fe2+氧化为Fe3+，再加入氨水调pH沉淀Fe3+，从而完全沉淀Fe3+　(5)10<pS≤15.4　(6)Mn2++2===MnCO3↓+CO2↑+H2O　(7) 解析　含锰矿石中加入足量硫酸浸取，MnCO3转化为Mn2+，铁、钴、铜的碳酸盐转化为亚铁离子、钴离子和铜离子，加入过量MnO2，MnO2将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为Mn2+，加入氨水调节pH=4，此时c(OH-)=10-10 mol·L-1，根据物质的溶度积常数可知，此时生成的沉淀为氢氧化铁，还有过量的二氧化锰，再加入氨水调节pH，使Cu2+转化为氢氧化铜沉淀，同时Mn2+不能沉淀，此时滤渣2为氢氧化铜，再加入硫化铵，生成CoS沉淀，最后电解得到Mn。 (5)除杂3中c(Mn2+)=2.5 mol·L-1，若使锰离子不能发生沉淀，则c(S2-)<==1×10-10 mol·L-1，此时pS>10；同时Co2+要沉淀完全，即c(Co2+)≤10-5 mol·L-1，c(S2-)≥==4×10-16 mol·L-1，此时pS≤15.4，因此pS的范围是10<pS≤15.4。(6)电解废液中含有少量Mn2+，加入饱和NH4HCO3，有沉淀和气体生成，沉淀为碳酸锰，气体为二氧化碳，离子方程式为Mn2++2===MnCO3↓+CO2↑+H2O。(7)1个晶胞中Mn的个数：8×+1=2，O的个数：4×+2=4，则每个晶胞中含有2个MnO2，则该锰氧化物的摩尔体积Vm== m3·mol-1= m3·mol-1。 2.(2025·潍坊二模)以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S5和SiO2等)为原料制备金属Sb和PbCl2的一种工艺流程如下： 已知：①“酸浸”浸出液中含有SbCl3、PbC、AsCl3等；物质X、SbCl3、AsCl3均易水解；“酸浸”和“电解”过程无气体放出； ②25 ℃时，Ksp(PbSO4)=2.55×10-8，Ksp(PbCl2)=1.7×10-5。 回答下列问题： (1)“滤渣”的成分是　　　　　　　　　　(填化学式)，“酸浸”时需加过量盐酸的目的：①与辉锑矿充分反应；②　　　　　　　　　　　　。  (2)物质X是　　　　　　　　　　(填化学式)，金属Y的作用是　　　　　　　　　　　　。  (3)“除砷”时氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶3，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  (4)“浸取”时温度与NaCl溶液的浓度对铅浸出率和PbCl2溶解度的影响如图所示： ①浸取铅的最合适的条件是　　　　　　　　　　。  ②循环浸取“沉铅”滤渣，向浸取后的溶液中加入适量BaCl2溶液处理后，加水使NaCl浓度稀释至1.5 mol·L-1的目的是　　　　　　　　　　。  ③25 ℃时，PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbC(aq)的平衡常数为K1，浸取中反应PbSO4(s)+4Cl-(aq)PbC(aq)+S(aq)的平衡常数K=　　　　　　　　　　(用含K1的代数式表示)。  答案　(1)S和SiO2　抑制SbCl3、AsCl3、SbCl5水解　(2)SbCl5　将SbCl5还原为SbCl3　(3)2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O===2As↓+3H3PO3+3NaCl+3HCl　(4)①4.5 mol·L-1NaCl溶液、85 ℃　②降低PbCl2的溶解度，使PbCl2充分析出，提高Pb回收率　③1.5×10-3K1 解析　辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S5和SiO2等)中加入过量盐酸和物质X进行“酸浸”，矿石中的硫化物转化为可溶的氯化物和硫，二氧化硅不参与反应，过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣和含有物质X、SbCl3、PbC、AsCl3等的滤液；向滤液中加入金属Y，该过程应发生氧化还原反应；“除砷”步骤中加入NaH2PO2，将溶液中的三氯化砷还原为砷，过滤得到砷和滤液；向滤液中加入稀硫酸，将PbC转化为PbSO4沉淀，过滤后得到SbCl3溶液和主要含PbSO4的滤渣；向滤渣中加入NaCl溶液浸取得到PbCl2；电解SbCl3溶液，Sb3+在阴极得到电子发生还原反应生成Sb，在阳极失去电子生成SbCl5，由此可知物质X为SbCl5，电解得到的SbCl5可以返回“酸浸”步骤循环使用；金属Y为Sb，将“酸浸”浸出液中的SbCl5还原为SbCl3。(3)“除砷”过程中发生氧化还原反应，As3+被还原为As，则AsCl3作氧化剂，NaH2PO2作还原剂，根据氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3，结合氧化还原规律可得目标方程。(4)①由图可知，铅的浸出率在85 ℃、4.5 mol·L-1NaCl溶液中最大，则浸出铅最合适的条件是4.5 mol·L-1NaCl溶液、85 ℃。②由图可知，NaCl溶液浓度为1.5 mol·L-1时，PbCl2溶解度≤25 g，因此加水使NaCl浓度稀释至1.5 mol·L-1，可降低PbCl2的溶解度，使更多的PbCl2析出，从而提高Pb的回收率。③PbSO4(s)Pb2+(aq)+S(aq)的Ksp=c(Pb2+)·c(S)=2.55×10-8，PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl-(aq)的Ksp=c(Pb2+)·c2(Cl-)=1.7×10-5，PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbC(aq)的平衡常数K1=，PbSO4(s)+4Cl-(aq)PbC(aq)+S(aq)的平衡常数K==×K1=×K1=1.5×10-3K1。 2．(2025·湖南省长沙市长郡中学高三下学期一模)从废催化剂(含有)中提取金属钛和五氧化二钒的工艺流程如下图所示。 已知：①钛酸钠()难溶于水； ②各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图。 (1)基态钒原子的价层电子排布式是 ，废催化剂“碱浸”过程中，不能使用陶瓷坩埚的理由是 。 (2)“碱浸”时反应生成钛酸钠的离子方程式为 。 (3)由制取Ti时，通入Ar的作用是 。 (4)已知“沉钒”时，溶液中，当控制溶液时，五价钒粒子的存在形态为 。 (5)最新研究发现，可以用如图所示装置由获得金属钛，电解质为熔融CaO，在制备金属钛前后，装置中CaO的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。制备金属钛时，伴随着石墨电极的损耗，写出石墨电极发生的电极反应式： 。 (6)测定回收所得样品的纯度：称取3.0g样品，用稀硫酸溶解配制得溶液。量取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入过量的溶液，再用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。计算得样品的纯度为 。(杂质不参与反应) 已知：ⅰ．；ⅱ．测定过程中被还原为。 【答案】(1) NaOH能与陶瓷坩埚中的发生反应 (2) (3)作保护气，防止高温下原料Mg和产物Ti被氧化 (4) (5)不变 (6) 【解析】废催化剂(含有)中加入NaOH溶液碱浸，得到钛酸钠溶液和钒钨液，钛酸钠溶液中加入H2SO4酸浸得到H2TiO3，H2TiO3焙烧得到TiO2，TiO2和过量C、Cl2反应生成TiCl4，TiCl4和Mg反应生成Ti；钒钨液中加HCl调pH得到H2WO4和NaVO3，NaVO3和NH4Cl反应生成NH4VO3，焙烧NH4VO3得到V2O5。 （1）V的原子序数为23，基态V原子的价层电子排布式为；NaOH能与陶瓷坩埚中的反应，故废催化剂“碱浸”过程中，不能使用陶瓷坩埚； （2）“碱浸”时，TiO2和NaOH反应生成难溶于水的钛酸钠（Na2TiO3），离子方程式为； （3）Mg和Ti易被氧气氧化，由制取Ti时，通入Ar的作用是作保护气，防止高温下原料Mg和产物Ti被氧化。 （4）溶液中，，由图可知，pH=3时五价钒粒子的存在形态为。 （5）电解过程中Ca2+在阴极被还原为Ca，然后置换出TiO2中的Ti，同时生成CaO，装置中CaO循环使用，故总质量不变。 （6）25.00mL溶液中加入0.00400mol Fe2+，用0.01000mol/L KMnO4溶液滴定剩余Fe2+需20.00mL，KMnO4的物质的量为0.01000mol/L×0.02000L=2.00×10-4mol，由反应，可知消耗Fe2+的物质的量为5×2.00×10-4mol=1.00×10-3mol，与反应的Fe2+的物质的量为0.00400mol-1.00×10-3mol=0.00300mol，由反应可知，25.00mL溶液中的物质的量为0.00300mol，则250mL溶液中的物质的量为0.0300mol，因此V2O5的物质的量为0.0150mol，质量为0.0150mol×(51×2+16×5)g/mol=0.0150×182g=2.73g，样品质量为3.0g，V2O5含量为2.73g，V2O5样品的纯度为。 3．(2025·河北省邢台市名校协作高三下学期一模)磷酸铁锂是一种锂离子电池材料，该电池正极片主要含有石墨、Al、LiFePO4等物质，还有少量不溶性杂质。工业上采用下列工艺流程回收制备有关物质。 已知：不同温度下，碳酸锂在水中的溶解度如下表所示： T'/℃ 0 10 20 30 50 60 80 100 溶解度/g 1.64 1.53 1.48 1.17 1.05 1.01 0.85 0.72 回答下列问题： (1)磷酸铁锂(LiFePO4)中铁的化合价为 。 (2)得到滤渣2的离子方程式是 。 (3)“沉淀”时先加试剂X，试剂X应选用 (填下列选项字母)，加入Na2CO3溶液的作用是 。 a．碘水    b．双氧水    c．氨水 (4)写出“沉淀转化”时发生反应的离子方程式： 。 (5)20℃，“沉锂”时主要反应的离子方程式为 ，Li2CO3饱和溶液的物质的量浓度为 mol·L-1(假设此时溶液密度为1.0148g·mL-1)。 (6)“沉锂”后所得固体需要进行洗涤，洗涤时最好选用 (填“冷水”或“热水”)，原因是 。 【答案】(1)＋2 (2)或 (3)b 中和溶液中的，得到沉淀 (4) (5) 0.2 (6)热水 的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少的溶解 【解析】废旧电池正极片(主要含有石墨、Al、LiFePO4等物质，还有少量不溶性杂质)粉碎研磨后加NaOH溶液碱浸，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2，LiFePO4和石墨不反应，过滤得到含有NaAlO2的滤液1和含有LiFePO4、石墨及少量不溶性杂质的滤渣1；向滤液1中通入过量CO2调节pH，CO2与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，过滤得到含有Al(OH)3的滤渣2；向滤渣1中加入盐酸酸浸，LiFePO4与盐酸反应生成FeCl2、LiCl和H3PO4，石墨不反应，过滤得到含有石墨及少量不溶性杂质的滤渣3和含有FeCl2、LiCl、H3PO4的滤液3；向滤液3中加入H2O2，FeCl2被氧化为FeCl3，再加入Na2CO3溶液消耗溶液中H+，H3PO4转化为，与Fe3+反应生成沉淀，过滤得到含有LiCl的滤液和含有的滤渣；向滤渣中加入NaOH溶液碱浸，转化为Na3和，过滤得到固体和浸出液；浸出液经处理得到Na3；向滤液中加入NaHCO3溶液，将Li+转化为Li2CO3沉淀，过滤得到Li2CO3。 （1）根据化合价之和为零，LiFePO4中铁的化合价为＋2价； （2）过量CO2与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，反应的离子方程式为或 （3）为不引入新杂质，试剂X应选用H2O2，加入H2O2目的是将Fe2+氧化为Fe3+，I2的氧化性弱于Fe3+，不能将Fe2+氧化为Fe3+，氨水没有氧化性，不能氧化Fe2+，则试剂X不可选用碘水和氨水；加入Na2CO3溶液的目的是中和溶液的H+，将H3PO4转化为，与Fe3+反应生成沉淀； （4）“滤渣”中加入NaOH溶液时发生的反应的离子方程式为； （5）向滤液中加入NaHCO3，Li+转化为Li2CO3沉淀，离子方程式为；由表可知，20℃时，Li2CO3的溶解度为1.48g，设饱和溶液的质量为101.48g，由溶液的密度可知，溶液的体积为，则溶液中Li2CO3的浓度为； （6）Li2CO3的溶解度随着温度的升高逐渐减小，因此“沉锂”后所得固体需要进行洗涤，洗涤时最好选用热水，的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少的溶解。 3．(2025·湖北省襄阳市第五中学一模)(六氟锑酸钠)是光化学反应的催化剂。我国科学家开发的一种以锑矿(主要含、，还含少量、、等)为原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①常温下，、。②“滤液”中主要含有、以及三种溶质。回答下列问题： (1)锑矿含有的五种元素(Sb、Fe、Cu、O、S)中位于元素周期表d区的有 种。 (2)“浸出”时可与反应生成硫代亚锑酸盐()和亚锑酸盐()，写出反应的离子方程式： ,只能在碱性介质中存在，遇酸则生成硫代亚锑酸(不稳定，与亚硫酸类似，会分解)，写出与稀硫酸反应的离子方程式： 。 (3)“滤渣1”的成分是 (填化学式)。 (4)“精制”的目的是除去溶液中的。常温下，向“滤液”中加入胆矾，生成和沉淀，若此时溶液的为10，则溶液中剩余 。 (5)锑矿粉中Sb的质量分数为，整个流程中损失率为，则锑矿粉理论上能制备的质量为 t(只列式不计算)。 (6)工业上还可以通过电解含、、的溶液制备金属，电解过程中，阳极上发生的电极反应为 。 【答案】(1)1 (2) (3)和 (4) (5) (6)或 【解析】锑矿(主要含、，还含少量、、等)中加入Na2S2O3作还原剂，在NaOH溶液中将还原，都溶于NaOH溶液，和不溶，过滤除去，滤渣1中含有和，含的滤液中加入胆矾，生成沉淀，过滤，向滤液中先加入浓NaOH溶液，加热至适当温度后，慢慢滴入溶液，将＋3价的Sb氧化为＋5价，得到晶体，过滤，向得到的晶体中加入氢氟酸氟化，经过一系列操作，得到。 （1）位于第五周期；位于第四正确族；位于第四周期；位于第二周期；位于第三周期，位于元素周期表区的只有铁元素一种。 （2）已知：“浸出”时可与反应生成硫代亚锑酸盐和亚锑酸盐，离子方程式为；已知：只能在碱性介质中存在，遇酸则生成硫代亚锑酸，硫代亚锑酸与亚硫酸类似，会分解产生沉淀和气体，离子方程式为； （3）“滤渣1”的成分是和； （4）“精制”的目的是除去溶液中的S2-，常温下，向“滤液”中加入胆矾，生成CuS和Cu(OH)2沉淀，若此时溶液的为，，，则溶液中剩余的； （5）锑矿粉含有锑元素的质量为，可以获取的锑元素是，则锑矿粉理论上能制备的质量为t； （6）电解过程中，阳极失去电子，此溶液中S2-失电子生成单质硫，若S2-消耗完，则电解水，故电极反应式为或。 4．(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）一模)用钒铬矿(主要成分是制备和的流程如下： 已知：①“酸浸”后转化为；②的近似为； (1)基态原子的核外电子有 种空间运动状态。 (2)“氧化”后溶液中大量存在，请写出相应的离子方程式： 。 (3)氧化所得溶液中含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示，由4个四面体(位于体心的V为+5价)，通过共用顶点氧原子构成八元环，其化学式为 。 (4)调时使用的是氨水和氯化铵的混合溶液，沉钒率受温度影响的关系如图所示。温度高于沉钒率降低的主要原因是 (5)常温下，若“含溶液”中，则“沉钒”调的范围是 。 (6)请写出煅烧生成的化学方程式： (7)可用于测定水体的(是指每升水样中还原性物质被氧化所需要的质量)。现有某水样，酸化后加入的溶液，使水样中的还原性物质完全被氧化，再用的溶液滴定剩余的，被还原为，消耗溶液，则该水样的为 。 【答案】(1)15 (2) (3) (4)氨水具有挥发性，且氯化铵容易受热分解，则温度高于使得氨水和氯化铵溶液浓度降低，导致沉钒率降低 (5)4.6 (6) (7)160 【解析】钒铬矿加硫酸酸浸，转化为，Cr(OH)3转化为Cr2(SO4)3，加入Na2S2O8将氧化为，调pH得到沉淀和含Cr3+的滤液，煅烧得到，滤液多步操作后得到和硫酸钠的混合液。 （1）电子在空间运动状态个数等于轨道数。基态Cr原子电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，故有15种空间运动状态。 （2）加入Na2S2O8将氧化为，被还原为，同时生成H+，反应离子方程式为为； （3）由图，该阴离子中含有4个、12个氧原子，氧的化合价为-2、V为+5价，则其化学式为； （4）氨水具有挥发性，且氯化铵容易受热分解，则温度高于使得氨水和氯化铵溶液浓度降低，导致沉钒率降低； （5）的近似为，当Cr3+开始沉淀所需mol·L-1mol·L-1，pOH=9.4，pH=4.6； （6）煅烧生成的过程中V元素化合价没有改变，结合质量守恒，煅烧过程中还会生成氨气和水，反应为； （7）用的溶液滴定剩余的，被还原为，反应中铁化合价由+2变为+3、铬化合价由+6变为+3，由电子守恒知，，则由反应消耗为，水样中还原性物质被氧化所需的为，结合COD含义、电子守恒，存在，则该水样的为。 5．(2025·福建省龙岩市二模)键合异构体是指配合物中的中心原子和配体组成完全相同，但与中心原子相结合的配位原子不同。两种Co(Ⅲ)配合物键合异构体的制备、表征及转化分析实验如下。 (1)配位原子为N和O，而配位原子只有N。 ①上述两种Co(Ⅲ)配合物中的杂化方式为 (填标号)。 A．                    B．                    C． ②上述两种Co(Ⅲ)配合物红外光谱图如下，图中标有N-O吸收峰的波数。 的红外光谱图为 (填“A”或“B”)，理由是 。 (2)加入氨水“溶解”过程，为加快溶解速率，可采取的措施是搅拌、 。 (3)“调节pH”时，加入盐酸不宜过多的原因是 。 (4)“常温溶解”中生成配合物的离子方程式为 。 (5)已知：弱酸易分解。制备的实验过程中，为避免因分解而影响产率，所采取的实验措施有 。 (6)“变温红外分析”的具体过程为：样品用KBr压片，恒温55℃，每间隔10min，测定其红外光谱图(如图C)，直至N-O吸收峰无明显变化为止。 ①随着测定时间的增加，样品N-O吸收峰的透光率不断 (填“增大”或“减小”)。 ②总结实验条件对上述两种Co(Ⅲ)配合物键合异构体转化的影响 。 (7)设计实验证明热力学稳定性大于 。 【答案】(1)C B 配体中O原子配位，造成两个N-O强度不同，故存在两组吸收峰 (2)水浴加热，适当升温 (3)盐酸加入过多，转化为，造成配体失去配位能力 (4)或 (5)先溶解，后加热溶液；先冷却降温后加入浓盐酸酸化 (6)减小 升温有利于转化为 (7)常温放置一段时间后，测定其红外光谱图，观察N-O吸收峰的变化 【解析】中加入氨水溶解，分成两份，分别加入盐酸调节pH为3.5、4.5，在pH＝3.5的溶液中加入NaNO2，微热30分钟后冷却，生成，再加入浓盐酸酸化，冰水浴冷却、抽滤、洗涤，得到棕黄色的。在pH＝4.5的溶液中加入NaNO2，常温溶解，生成，冰水浴冷却、抽滤、洗涤，得到棕黄色的。 （1）①对于和的配位原子，的配位数均为6，则中心原子的杂化方式为，故选C。 ②分析红外光谱图，图A中N-O吸收峰的波数为1428cm-1，图B中N-O吸收峰的波数为1454cm-1和1065cm-1，由于配体中O原子配位，造成两个N-O强度不同，故存在两组吸收峰，故的红外光谱图为B。 （2）为了加快溶解速率，可以采取的措施包括：水浴加热，升高温度加快溶解速率；适当升温：控制温度在适宜范围内，避免配合物分解；搅拌：增加溶液的流动性，促进溶质与溶剂的接触，故加入氨水“溶解”过程，为加快溶解速率，可采取的措施是搅拌、水浴加热，适当升温。 （3）“调节pH”时，加入盐酸不宜过多的原因是盐酸加入过多，转化为，造成配体失去配位能力。 （4）根据题意，[Co(NH3)5Cl]Cl2在酸性和常温条件下，Cl-配体被取代，并且通过O原子配位到Co(Ⅲ)中心，形成亚硝酸基配合物，反应的离子方程式为或。 （5）弱酸易分解，制备的实验过程中，为避免因分解而影响产率，所采取的实验措施有先溶解，后加热溶液；先冷却降温后加入浓盐酸酸化。 （6）①根据图中信息，随着测定时间的增加，样品N－O吸收峰的透光率不断减小。 ②根据信息，恒温55°C，两种Co(Ⅲ)配合物键合异构体会发生转化，说明温度会影响两种Co(Ⅲ)配合物键合异构体的转化，且在一定时间内持续转化直至N－O吸收峰无明显变化，升温反应速率加快，故升温有利于转化为。 （7）常温放置一段时间后，测定其红外光谱图，观察N－O吸收峰的变化，证明热力学稳定性大于。 6．(2025·陕西省渭南市二模)纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂，以工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有、、、、等)制取高纯氧化锌的工艺流程如下。 已知：金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示。 金属离子 开始沉淀时的 1.9 4.7 6.2 3.4 完全沉淀时的 3.3 6.7 8.2 4.7 回答下列问题： (1)基态价层电子轨道表示式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。 (3)“调pH”的范围为 。若室温下将溶液的pH调为4，则此时的浓度为 (已知)。 (4)为表征纳米ZnO的晶体结构，仪器测得结果如图1所示，所用仪器是___________(填字母)。 A．核磁共振仪 B．质谱仪 C．红外光谱仪 D．X射线衍射仪 (5)“沉锌”过程获得，离子方程式为 。 (6)“母液”通过 、 、过滤、洗涤、干燥可获得晶体。480℃下，分解过程中含氮物质随时间变化关系如图2所示。该条件下分解的化学方程式为 。 (7)实验室中进行“灼烧”时，会用到下列仪器中的___________(填字母)。 A． B． C． D． 【答案】(1) (2)、 (3) (4)D (5) (6)蒸发浓缩 冷却结晶 (7)AD 【解析】粉碎后的含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有、、、、等)中加入稀硫酸“浸取”，不反应，转移为微溶的CaSO4，ZnO、、、转化为硫酸盐，过滤，滤渣1含有、CaSO4；向滤液中加入ZnO调节溶液pH在4.7—6.2，溶液中的Fe3+、Al3+、Cu2+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀，过滤，滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2；向滤液中加入适量(NH4)2S“深度除铜”，溶液中剩余的Cu2+转化CuS沉淀，过滤，滤渣3为CuS沉淀；向滤液中加入NH4HCO3“沉锌”，将溶液中的Zn2+转化为Zn(OH)2∙ZnCO3沉淀，过滤，得到母液和Zn(OH)2∙ZnCO3；Zn(OH)2∙ZnCO3煅烧分解生成ZnO。母液中溶质主要为，“母液”通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可获得晶体。 （1）Fe的原子序数为26，基态的价层电子轨道表示式为； （2）向粉碎后的含锌废渣中加入稀硫酸“浸取”，ZnO、、、转化为硫酸盐，不反应，转移为微溶的CaSO4，ZnO、、、转化为硫酸盐，过滤，滤渣1含有、CaSO4； （3）“调pH”的目的是除去Fe3+、Al3+、Cu2+，为不影响Zn2+，“调pH”的范围为。若室温下将溶液的pH调为4，c(OH－)＝10－10mol/L，则此时的浓度为 ； （4）为表征纳米ZnO的晶体结构，仪器测得结果如图1所示，为X射线衍射图谱，所用仪器是D，X射线衍射仪。故选D； （5）“沉锌”过程获得，“沉锌”过程中ZnSO4和NH4HCO3反应生成、CO2、水、和，离子方程式为； （6）母液中溶质主要为，“母液”通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可获得晶体。480℃下，分解过程中含氮物质随时间变化关系如图2所示，60min时，∆n∶∆n()∶∆n()＝3∶1∶4，即三者化学剂量数之比为3∶1∶4，该条件下分解的化学方程式为； （7）实验室中进行“灼烧”固体时，用到下列仪器中的A酒精灯和D坩埚。故选AD。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 大题突破　无机化工流程题——以自然资源的开发利用为情境 真题专练 1.(2023·山东，17)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下： 已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 回答下列问题： (1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+H2OH++(常温下，Ka=10-9.24)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下，在0.10 mol·L-1硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和，该水解反应的离子方程式为　　　　， 该溶液pH=　　　　　　　　　。  (2)滤渣Ⅰ的主要成分是　　　　　(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中Li+的浓度为2.0 mol·L-1，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在　　　　　　　　　mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加　　　　　　　　　(填化学式)的用量。  (3)精制Ⅱ的目的是　　　　； 进行操作X时应选择的试剂是　　　　　　　　　　　，若不进行该操作而直接浓缩，将导致　　　　。  2.(2025·河北，16)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾，同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。流程如下： 已知：铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。 回答下列问题： (1)基态铬原子的价层电子排布式：　　　　。  (2)煅烧工序中Fe(CrO2)2反应生成K2CrO4的化学方程式：　　　 　　　　。  (3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、H2SiO3、　　　　　　　　、　　　　 (填化学式)。 (4)酸化工序中需加压的原因：　　　 　　　　。  (5)滤液Ⅱ的主要成分：　　　 (填化学式)。 (6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式： Fe(CO)5+　　　　+　　　　=== Cr(OH)3↓+　　　　+　　　　+　　CO↑  (7)滤渣Ⅱ可返回　　　　工序。(填工序名称)  3.(2025·山东，17)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： 已知：该工艺条件下，(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4，高温则完全分解为气体；Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。 回答下列问题： (1)“低温焙烧”时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，该反应的化学方程式为　　　　　　　。  “高温焙烧”温度为650 ℃，“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有　　　(填化学式)。 (2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，“水浸”时金属元素的浸出率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (3)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　　　(填化学式)。 (4)“沉钴”中，pH=4时 Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5 mol·L-1]，则此时溶液中c(H2S)=_____________ mol·L-1。已知：  Ka1(H2S)=1×10-7，Ka2(H2S)=1×10-13， Ksp(CoS)=4×10-21。CoS“溶解”时发生反应的离子方程式为　　　　　　　。  (5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入　　　　　　(填操作单元名称)循环利用。  4.(2025·湖北，16)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备： Ⅰ. Ⅱ. 已知：室温下，TiO2是难溶酸性氧化物，CaTiO3的溶解度极低。 20 ℃时，NaF的溶解度为4.06 g/100 g水，温度对其溶解度影响不大。 回答下列问题： (1)基态氟离子的电子排布式为　　　　　　　　　。  (2)20 ℃，CaF2饱和溶液的浓度为c mol·L-1，用c表示CaF2的溶度积Ksp＝　　　　。  (3)工艺Ⅰ中研磨引起的固相反应为CaF2＋2NaOH===Ca(OH)2＋2NaF。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，NaF的产率仅为8%。 ①工艺Ⅰ的固相反应　　　　　(填“正向”或“逆向”)进行程度大。  ②分析以上产率变化，推测溶解度S(CaF2)　　　　　(填“>”或“<”)S[Ca(OH)2]。  (4)工艺Ⅱ水浸后NaF的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式　　　　。  (5)从滤液Ⅱ获取NaF晶体的操作为　　　 (填标号)。 a.蒸发至大量晶体析出，趁热过滤 b.蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤 (6)研磨能够促进固相反应的原因可能有　　　 (填标号)。 a.增大反应物间的接触面积 b.破坏反应物的化学键 c.降低反应的活化能 d.研钵表面跟反应物更好接触 模拟演练 1.(2025·河南五市联考一模)航空航天领域，锰被用于制造高温金属和钛合金。工业上以含锰矿石(主要成分为MnCO3，还含有铁、钴、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下： 已知：①25 ℃时，部分物质的溶度积常数如下表所示。 物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Mn(OH)2 MnS CoS Ksp 4.9×10-17 2.8×10-39 2.0×10-20 2.0×10-13 2.5×10-10 4.0×10-21 ②lg 4≈0.6。 (1)基态Mn原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　。  (2)“浸取”前，含锰矿石研磨的目的是　　　　。  (3)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为　　　 　　　　。  (4)先“氧化”，后加氨水调节溶液pH，两步操作不可以调换的原因是　　　　。  (5)当溶液中某组分浓度c≤1.0×10-5 mol·L-1时，可认为已除尽。“除杂3”步骤所得溶液中c(Mn2+)=2.5 mol·L-1，则其pS的范围是　　　　　。(已知lg 2≈0.3)  (6)电解废液中还含有少量Mn2+，向其中加入饱和NH4HCO3溶液，有沉淀和气体生成，该反应的离子方程式为　　　　。  (7)MnO2的一种晶胞结构如图所示。已知该晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数为NA，则该MnO2晶体的摩尔体积Vm为　　　　　 m3·mol-1(列出计算式)。  2.(2025·潍坊二模)以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S5和SiO2等)为原料制备金属Sb和PbCl2的一种工艺流程如下： 已知：①“酸浸”浸出液中含有SbCl3、PbC、AsCl3等；物质X、SbCl3、AsCl3均易水解；“酸浸”和“电解”过程无气体放出； ②25 ℃时，Ksp(PbSO4)=2.55×10-8，Ksp(PbCl2)=1.7×10-5。 回答下列问题： (1)“滤渣”的成分是　　　　　　　　　　(填化学式)，“酸浸”时需加过量盐酸的目的：①与辉锑矿充分反应；②　　　　　　　　　　　　。  (2)物质X是　　　　　　　　　　(填化学式)，金属Y的作用是　　　　　　　　　　　　。  (3)“除砷”时氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶3，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  (4)“浸取”时温度与NaCl溶液的浓度对铅浸出率和PbCl2溶解度的影响如图所示： ①浸取铅的最合适的条件是　　　　　　　　　　。  ②循环浸取“沉铅”滤渣，向浸取后的溶液中加入适量BaCl2溶液处理后，加水使NaCl浓度稀释至1.5 mol·L-1的目的是　　　　　　　　　　。  ③25 ℃时，PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbC(aq)的平衡常数为K1，浸取中反应PbSO4(s)+4Cl-(aq)PbC(aq)+S(aq)的平衡常数K=　　　　　　　　　　(用含K1的代数式表示)。  3．(2025·湖南省长沙市长郡中学高三下学期一模)从废催化剂(含有)中提取金属钛和五氧化二钒的工艺流程如下图所示。 已知：①钛酸钠()难溶于水； ②各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图。 (1)基态钒原子的价层电子排布式是 ，废催化剂“碱浸”过程中，不能使用陶瓷坩埚的理由是 。 (2)“碱浸”时反应生成钛酸钠的离子方程式为 。 (3)由制取Ti时，通入Ar的作用是 。 (4)已知“沉钒”时，溶液中，当控制溶液时，五价钒粒子的存在形态为 。 (5)最新研究发现，可以用如图所示装置由获得金属钛，电解质为熔融CaO，在制备金属钛前后，装置中CaO的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。制备金属钛时，伴随着石墨电极的损耗，写出石墨电极发生的电极反应式： 。 (6)测定回收所得样品的纯度：称取3.0g样品，用稀硫酸溶解配制得溶液。量取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入过量的溶液，再用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。计算得样品的纯度为 。(杂质不参与反应) 已知：ⅰ．；ⅱ．测定过程中被还原为。 4．(2025·河北省邢台市名校协作高三下学期一模)磷酸铁锂是一种锂离子电池材料，该电池正极片主要含有石墨、Al、LiFePO4等物质，还有少量不溶性杂质。工业上采用下列工艺流程回收制备有关物质。 已知：不同温度下，碳酸锂在水中的溶解度如下表所示： T'/℃ 0 10 20 30 50 60 80 100 溶解度/g 1.64 1.53 1.48 1.17 1.05 1.01 0.85 0.72 回答下列问题： (1)磷酸铁锂(LiFePO4)中铁的化合价为 。 (2)得到滤渣2的离子方程式是 。 (3)“沉淀”时先加试剂X，试剂X应选用 (填下列选项字母)，加入Na2CO3溶液的作用是 。 a．碘水    b．双氧水    c．氨水 (4)写出“沉淀转化”时发生反应的离子方程式： 。 (5)20℃，“沉锂”时主要反应的离子方程式为 ，Li2CO3饱和溶液的物质的量浓度为 mol·L-1(假设此时溶液密度为1.0148g·mL-1)。 (6)“沉锂”后所得固体需要进行洗涤，洗涤时最好选用 (填“冷水”或“热水”)，原因是 。 5．(2025·湖北省襄阳市第五中学一模)(六氟锑酸钠)是光化学反应的催化剂。我国科学家开发的一种以锑矿(主要含、，还含少量、、等)为原料制备的工艺流程如图所示。 已知：①常温下，、。②“滤液”中主要含有、以及三种溶质。回答下列问题： (1)锑矿含有的五种元素(Sb、Fe、Cu、O、S)中位于元素周期表d区的有 种。 (2)“浸出”时可与反应生成硫代亚锑酸盐()和亚锑酸盐()，写出反应的离子方程式： ,只能在碱性介质中存在，遇酸则生成硫代亚锑酸(不稳定，与亚硫酸类似，会分解)，写出与稀硫酸反应的离子方程式： 。 (3)“滤渣1”的成分是 (填化学式)。 (4)“精制”的目的是除去溶液中的。常温下，向“滤液”中加入胆矾，生成和沉淀，若此时溶液的为10，则溶液中剩余 。 (5)锑矿粉中Sb的质量分数为，整个流程中损失率为，则锑矿粉理论上能制备的质量为 t(只列式不计算)。 (6)工业上还可以通过电解含、、的溶液制备金属，电解过程中，阳极上发生的电极反应为 。 6．(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）一模)用钒铬矿(主要成分是制备和的流程如下： 已知：①“酸浸”后转化为；②的近似为； (1)基态原子的核外电子有 种空间运动状态。 (2)“氧化”后溶液中大量存在，请写出相应的离子方程式： 。 (3)氧化所得溶液中含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示，由4个四面体(位于体心的V为+5价)，通过共用顶点氧原子构成八元环，其化学式为 。 (4)调时使用的是氨水和氯化铵的混合溶液，沉钒率受温度影响的关系如图所示。温度高于沉钒率降低的主要原因是 (5)常温下，若“含溶液”中，则“沉钒”调的范围是 。 (6)请写出煅烧生成的化学方程式： (7)可用于测定水体的(是指每升水样中还原性物质被氧化所需要的质量)。现有某水样，酸化后加入的溶液，使水样中的还原性物质完全被氧化，再用的溶液滴定剩余的，被还原为，消耗溶液，则该水样的为 。 7．(2025·福建省龙岩市二模)键合异构体是指配合物中的中心原子和配体组成完全相同，但与中心原子相结合的配位原子不同。两种Co(Ⅲ)配合物键合异构体的制备、表征及转化分析实验如下。 (1)配位原子为N和O，而配位原子只有N。 ①上述两种Co(Ⅲ)配合物中的杂化方式为 (填标号)。 A．                    B．                    C． ②上述两种Co(Ⅲ)配合物红外光谱图如下，图中标有N-O吸收峰的波数。 的红外光谱图为 (填“A”或“B”)，理由是 。 (2)加入氨水“溶解”过程，为加快溶解速率，可采取的措施是搅拌、 。 (3)“调节pH”时，加入盐酸不宜过多的原因是 。 (4)“常温溶解”中生成配合物的离子方程式为 。 (5)已知：弱酸易分解。制备的实验过程中，为避免因分解而影响产率，所采取的实验措施有 。 (6)“变温红外分析”的具体过程为：样品用KBr压片，恒温55℃，每间隔10min，测定其红外光谱图(如图C)，直至N-O吸收峰无明显变化为止。 ①随着测定时间的增加，样品N-O吸收峰的透光率不断 (填“增大”或“减小”)。 ②总结实验条件对上述两种Co(Ⅲ)配合物键合异构体转化的影响 。 (7)设计实验证明热力学稳定性大于 。 8．(2025·陕西省渭南市二模)纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂，以工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有、、、、等)制取高纯氧化锌的工艺流程如下。 已知：金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示。 金属离子 开始沉淀时的 1.9 4.7 6.2 3.4 完全沉淀时的 3.3 6.7 8.2 4.7 回答下列问题： (1)基态价层电子轨道表示式为 。 (2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。 (3)“调pH”的范围为 。若室温下将溶液的pH调为4，则此时的浓度为 (已知)。 (4)为表征纳米ZnO的晶体结构，仪器测得结果如图1所示，所用仪器是___________(填字母)。 A．核磁共振仪 B．质谱仪 C．红外光谱仪 D．X射线衍射仪 (5)“沉锌”过程获得，离子方程式为 。 (6)“母液”通过 、 、过滤、洗涤、干燥可获得晶体。480℃下，分解过程中含氮物质随时间变化关系如图2所示。该条件下分解的化学方程式为 。 (7)实验室中进行“灼烧”时，会用到下列仪器中的___________(填字母)。 A． B． C． D． 1 学科网（北京）股份有限公司 $