2026届高三化学二轮复习  无机化工流程题——以废物的再利用为情境

大题突破　无机化工流程题——以废物的再利用为情境 真题演练 1.(14分)(2025·黑吉辽蒙，16)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。 已知：①“氧化浸出”时，PbSO4不发生变化，ZnS转变为[Zn(NH3)4]2+； ②Ksp[Pb(OH)2]=10-14.8； ③酒石酸(记作H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH。 回答下列问题： (1)H2A分子中手性碳原子数目为　　　　。  (2)“氧化浸出”时，过二硫酸根(S2)转变为　　　　(填离子符号)。  (3)“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为　　　 　　　 　　　　。  (4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为　　　 　　　　。  (5)滤渣2中的金属元素为　　　　(填元素符号)。  (6)“浸铅”步骤，PbSO4和Na2A反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为　　　　　。  pH过高可能生成　　　　(填化学式)。  (7)290 ℃“真空热解”生成2种气态氧化物，该反应的化学方程式为　　　 　　　　。  答案　(1)2　(2)S　(3)温度升高，反应速率增大，浸出率增大，温度过高时，氨水挥发，(NH4)2S2O8分解，造成浸出率减小 (4)Zn+[Cu(NH3)4]2+===Cu+[Zn(NH3)4]2+ (5)Fe　(6)pH升高，A2-水解程度减小，A2-浓度增大，有利于生成PbA 　Pb(OH)2 (7)Pb[OOC(CHOH)2COO]Pb+4CO↑+2H2O↑ 解析　(1)H2A的结构简式为，其中“*”标注的两个C原子各自连接了四个不同的原子或基团，是手性碳原子。(2)S2作氧化剂，转变为S。(4)Zn从[Cu(NH3)4]2+中置换出Cu单质，因此反应的离子方程式为Zn+[Cu(NH3)4]2+===Cu+[Zn(NH3)4]2+。(5)经分析，滤渣1中有Fe(OH)3和PbSO4，因此Fe元素必定在滤渣2中。(6)“浸铅”中，PbSO4和Na2A发生反应：Na2A+PbSO4===PbA+Na2SO4，适当增大pH可抑制A2-水解，A2-浓度增大，有利于上述反应生成PbA。根据已知信息②，Pb(OH)2的Ksp较小，pH过高可能会发生反应PbA+2OH-Pb(OH)2↓+A2-。(7)PbA中的A2-为酒石酸根离子，分析酒石酸的结构可知A2-为C4H4，“真空热解”生成的2种气态氧化物来自C4H4，则这2种气态氧化物为C的氧化物和H的氧化物(H2O)，从C4H4中去掉2个H2O，剩余C4O4，故C的氧化物为 CO。 模拟演练 1.(2025·聊城二模)电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示： 已知：①(NH4)2PtCl4易溶于水；②(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水；Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。 回答下列问题： (1)Se在元素周期表中的位置是　　　　　，“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质，则PdSe发生反应的化学方程式为　　　　　。  (2)“酸浸”的目的是　　　　　。  (3)“氯浸”工艺中，金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子：[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-，其中Pd→[PdCl6]2-的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　。  (4)“分金”加入过量草酸的目的；①析出金属Au，②　　　　　　　　　　　。  (5)“沉钯”之前，测得溶液中c0{[PdCl6]2-}=0.2 mol·L-1，加入等体积的NH4Cl溶液充分反应，测得反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6 mol·L-1，则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为　　　　　(忽略溶液混合时的体积变化)。  (6)利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为　　　　　。  答案　(1)第四周期第ⅥA族　PdSe+O2+Na2CO3Na2SeO3+Pd+CO2　(2)使CuO转化为CuSO4，与其他物质分离　(3)2∶1　(4)将[PtCl6]2-还原为[PtCl4]2-　(5)1.0　(6)3[PtCl4]2-+Cl+5Cl-+6N+6H+===3(NH4)2PtCl6↓+3H2O 解析　(1)Se与O位于同一主族，其在元素周期表中的位置是第四周期第ⅥA族；PdSe中Pd为+2价，“氧化焙烧”时，Pd化合价由+2变为0，Se化合价由-2变为+4得到Na2SeO3，空气中氧气参与反应，氧元素化合价由0变为-2，反应的化学方程式为PbSe+O2+Na2CO3Na2SeO3+Pd+CO2。(2)稀硫酸能和金属氧化物氧化铜反应，而不和Pt、Pd、Au反应，故目的为使CuO转化为CuSO4，与其他物质分离。(3)Pd→，Pd化合价由0变为+4，氯气中氯化合价由0变为-1，结合电子守恒，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(4)草酸具有还原性，由分析结合流程，“分金”加入过量草酸的作用，除析出金属Au外，还有将还原为，便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离。(5)反应后混合液中c=1.1×10-6 mol·L-1，则此时c()== mol·L-1=0.3 mol·L-1，结合反应：+===PdCl6↓，设初始加入NH4Cl溶液的体积为V，则溶液总体积为2V，则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为=1.0 mol·L-1。(6)“沉铂”总反应为和氯酸根离子发生氧化还原反应生成PtCl6，反应中Pt化合价由+2变为+4、氯酸根离子中氯元素化合价由+5变为-1，结合电子守恒、质量守恒即可写出反应的离子方程式。 2.(2025·济宁二模)旧电池的回收利用成为当前世界各国研究的重要课题，从废旧酸性锌锰电池(主要成分为碳棒、Zn、Fe、Cu、ZnCl2、NH4Cl以及MnO2)中回收Zn和MnO2的工艺如图所示： 已知：Zn2+(aq)+4OH-(aq)(aq)的平衡常数称为稳定平衡常数，K稳=4.5×1016；当离子浓度小于10-5 mol·L-1时，可认为该离子完全除去。 回答以下问题： (1)“浸出”时为了加快浸出速率，可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出一点即可)。  (2)“溶解”时加入H2O2的作用是　　　　　　　　　　　　，H2O2的实际消耗量比理论值高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)“沉锰”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，“煅烧”时参加反应的气体与生成气体的物质的量之比为　　　　　　　　　。  (4)已知“浸出”液中Fe2+、Zn2+的浓度均为0.1 mol·L-1，“净化”时，需调节溶液pH的合理范围是　　　　　　　　　　　　。  化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-17 10-17 10-38 Zn(OH)2为两性氢氧化物，可与NaOH溶液发生反应：Zn(OH)2(s)+2OH-(aq)[Zn(OH)4]2-(aq)，其平衡常数K=　　　　　　　　　。  答案　(1)适当升高温度(或适当增大酸的浓度)　(2)作还原剂　MnO2催化过氧化氢分解　(3)2+Mn2+===MnCO3↓+CO2↑+H2O　1∶2　(4)3~6　0.45 解析　(1)“浸出”时为了加快浸出速率，可采取的措施有适当升高温度、适当增大酸的浓度、搅拌等。(2)“溶解”时，加入双氧水作还原剂，将MnO2还原为Mn2+，由于混合物中含有二氧化锰，可以作为双氧水分解的催化剂，导致双氧水损失，所以H2O2的实际消耗量比理论值高。(3)“沉锰”时加入碳酸氢铵，发生复分解反应，离子方程式为+Mn2+===MnCO3↓+CO2↑+H2O，“煅烧”时发生反应的化学方程式为2MnCO3+O22MnO2+2CO2，参加反应的气体与生成气体的物质的量之比为1∶2。(4)“浸出”液中Fe2+和Zn2+的浓度均为0.1 mol·L-1，加入双氧水，把Fe2+氧化为Fe3+，由Fe(OH)3的溶度积，求得Fe3+沉淀完全时的c(OH-)= mol·L-1=10-11 mol·L-1，则pH=3；再由Zn(OH)2的溶度积，计算出Zn2+开始沉淀时的c(OH-)= mol·L-1=10-8 mol·L-1，其pH=6，所以“净化”时，要保证把Fe3+完全沉淀而锌离子不沉淀，需调节溶液pH的合理范围是3~6。根据Zn(OH)2(s)+2OH-(aq)(aq)，其平衡常数表达式K=，对其进行变形，可得×c(Zn2+)·c2(OH-)=K稳·Ksp[Zn(OH)2]=4.5×1016×10-17=0.45。 3.(2025·日照二模)利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为LiNi1-x-yCoxMnyO2，还有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如图所示： 已知：①Li2CO3溶解度随温度升高而减小；②Ni2+、Mn2+易与NH3转化为稳定配离子；③Ksp(CoC2O4)=10-18，Ksp(NiC2O4)=10-10，Ksp(MnC2O4)=10-13。 回答下列问题： (1)三元锂废料LiNi1-x-yCoxMnyO2中Ni、Mn的化合价分别为+2、+4，若x=y=，则Co元素的化合价为　　　　　　　　　。  (2)“碱浸”后的滤液中存在的阴离子有　　　　　　　　　(填化学式)。  (3)“酸浸”后溶液中Ni2+、Co2+、Mn2+的浓度均为0.2 mol·L-1，欲使Co2+沉淀完全(离子浓度小于10-5 mol·L-1)，而不沉淀Ni2+、Mn2+理论上需调节溶液c(C2)范围为　　　　　 mol·L-1。实际“沉钴”时，在加入C2O4之前需要先加入一定量氨水，其目的是　　　　　　　　　　　　　。  (4)“沉锰”时需要调pH=5，此时锰以Mn2+形式存在，加入K2S2O8溶液后，溶液先变成紫红色，后紫红色又褪去。则溶液变成紫红色发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　。  (5)“沉锂”时发生反应：2Li++2Li2CO3+H2CO3　K=　　　　　　　[已知Ka1(H2CO3)=a、Ka2(H2CO3)=b、Ksp(Li2CO3)=c，用含a、b、c的代数式表示]。  (6)“沉锂”操作中需升温到90 ℃，原因是①加快反应速率；②　　　　　　　　　。  答案　(1)+3　(2)[Al(OH)4]-和OH-　(3)10-13 mol·L-1<c(C2)<5×10-13 mol·L-1　　Ni2+、Mn2+易与NH3转化为稳定配离子，沉钴时不发生共沉淀　(4)2Mn2++5S2+8H2O===2Mn+10+16H+　(5)　(6)Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，有利于沉锂；随温度升高到90 ℃，碳酸分解，平衡2Li+Li2CO3+H2CO3正向移动，提高产率 解析　(1)根据已知，三元锂废料的化学式为O2，Li、Ni、Mn、O的化合价分别为+1、+2、+4、-2，则Co的化合价为=3。(2)“碱浸”时碱将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，所以滤液中存在的阴离子有和剩余的OH-。(3)当Co2+完全沉淀(离子浓度小于10-5 mol·L-1)时，c()==10-13 mol·L-1，Ksp(NiC2O4)=10-10>Ksp(MnC2O4)=10-13，所以只要锰离子不沉淀，镍离子就一定不沉淀，Mn2+浓度为0.2 mol·L-1，c(C2)==5×10-13 mol·L-1，需调节溶液c(C2)的范围为10-13mol·L-1<c(C2)<5×10-13 mol·L-1。(5)K=====。 4．(2025·河北省邢台市清河中学4月模拟)电池级MnSO4对纯度要求特别高，以工业级MnSO4(含、、、、等金属离子)为原料制备高纯MnSO4的过程如下。 回答下列问题： (1)加入Mn粉过程中，Mn粉的作用为 。 (2)加入NH4HCO3时主要反应的化学方程式为 。 (3)“沉淀过滤”的反应温度不宜过高的原因是 。 (4)将“滤渣1”用纯水洗涤，证明沉淀洗涤干净的操作是 。 (5)结合可知加入NH4HCO3的最好方式是 (填字母)。 化学式 MnCO3 CaCO3 MgCO3 A．向NH4HCO3溶液中滴加滤液2 B．同时滴加NH4HCO3溶液和滤液2 C．向滤液2中滴加NH4HCO3溶液 (6)取样200 mL“滤液2”，MnSO4的浓度为，、随着 NH4HCO3溶液的加入转化的沉淀的量的变化如图，NH4HCO3加入量应为 。 (7)“滤液3”中仍有大量，为了提高原料利用率可采取的处理方法是 。 (8)最终制得的MnSO4晶体颗粒大小不均匀，可能的原因是 。 【答案】(1)将、、还原为单质 (2) (3)温度过高，NH4HCO3易分解 (4)取最后一次洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，若不生成白色沉淀，则已洗净 (5)C (6)130 mL (7)将多次实验的滤液集中浓缩，继续加入NH4HCO3溶液沉淀 (8)升温速率不均匀(或升温速率过快) 【解析】工业级MnSO4(含、、、、等金属离子)水浸得到滤液1，在滤液1中加入Mn粉，、、被还原为Zn、Co、Ni单质，静置过滤得到滤液2，滤液2中含MnSO4、MgSO4、CaSO4，向滤液2中加入，由表中数据可知，和反应生成MnCO3沉淀，过滤得到滤液3和滤渣1，滤渣1为，向滤渣1中加入H2SO4，与H2SO4反应生成溶液，溶液蒸发结晶得到。 （1）加入Mn粉，得到单质Zn、Co、Ni，说明Mn将、、还原为单质； （2）“沉淀过滤”中加入，得到的“滤渣1”为MnCO3，反应的化学方程式为； （3）由于受热易分解，，故“沉淀过滤”的反应温度不宜过高； （4）“滤液2”中含有，“滤渣1”为MnCO3，可通过检验判断“滤渣1”是否洗净； （5）滤液2中含MnSO4、MgSO4、CaSO4，若NH4HCO3过量，沉淀的同时，和也会转化为沉淀，难以分离；若滤液2过量，根据题给溶度积可知，NH4HCO3会优先与反应，少量的NH4HCO3不与其他离子反应，则应向滤液2中滴加NH4HCO3溶液； （6）当加入130 mL NH4HCO3溶液时，能保证MnCO3沉淀量大且CaCO3、MgCO3沉淀量小； （7）将多次实验的滤液集中处理，浓缩后继续加入NH4HCO3溶液沉淀，可提高原料利用率； （8）升温速度不均匀或温度升高过快均会导致产生的晶体颗粒大小不均匀。 5．(2025·江西省贵溪市实验中学高三下学期第三次模拟考试)某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)综合利用的流程如图： 已知：①P204的萃取机理：。 ②当溶液中离子浓度小于或等于mol·L－1时，认为该离子沉淀完全。 ③常温下，一些常见物质的溶度积常数如下表： 物质 ④、。 回答下列问题： (1)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。 (2)使“有机相2”中的P204萃取剂再生，需选择的试剂为 (填名称)。 (3)“沉钪”工序中发生沉钪反应的化学方程式为 。 (4)“氧化”工序中加入活性，其优点是 ；该工序中发生反应的离子方程式为 。 (5)若“除杂”时溶液中的浓度为0.01mol·L－1.则加入NaOH控制pH的范围是 ~ (溶液体积变化忽略不计，保留3位有效数字)；出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是 。 【答案】(1)、 (2)盐酸 (3) (4)提高了的产量且不引入新的金属离子 (5)2.82 8.60 促进胶体聚沉 【解析】某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)中加盐酸进行酸浸，其中WO3、SiO2和盐酸不反应，MnO、、铁的氧化物与盐酸反应生成MnCl2、ScCl3， FeCl2、FeCl3，过滤，沉淀1的主要成分为MnO、，滤液1中含有MnCl2、ScCl3， FeCl2、FeCl3；向滤液1中加入萃取剂P2O4萃取分液得有机相和水相；有机相加入NaOH溶液沉钪，沉淀3为，加热得到，水相中含有MnCl2、ScCl3， FeCl2、FeCl3，向其中加入活性MnO2，Fe2+被氧化为Fe3+，加入NaOH溶液除杂，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤，沉淀4为Fe(OH)3，向滤液3中加入NH4HCO3沉锰得MnCO3； 沉淀1中加入NaOH溶液碱浸，过滤，向滤液2中加入盐酸沉钨，过滤，沉淀2为H2WO4，向其中加入氨水溶解得到(NH4)2WO4。 （1）“沉淀1”的主要成分是SiO2、WO3； （2）P204的萃取机理为，则使“有机相2”中的P204萃取剂再生，可以加入盐酸，c(H+)增大，平衡逆向移动，使得P204萃取剂再生，故需选择的试剂为盐酸； （3）“沉钪”工序中反应为有机相中和NaOH反应生成沉淀、RNa，化学方程式为； （4）MnO2具有氧化性，Fe2+被MnO2氧化为，离子方程式为，便于后续铁离子去除，且“氧化”工序中加入活性，反应生成Mn2+，提高了的产量且不引入新的杂质金属离子； （5）常温下，当Fe3+完全沉淀时，，pOH=11.18，pH=2.82；该过程中Mn2+不沉淀，且溶液中c()的浓度为0.01mol·L－1，则，pOH=5.40，pH=8.60，故控制pH的范围是2.82~8.60；加热可以促进胶体聚沉，则出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是促进胶体聚沉。 6．(2025·云南省保山市腾冲市第五中学高三下学期二模)氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示： 已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，Ce3＋和发生反应：Ce2(SO4)3＋Na2SO4＋nH2O＝Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓； ②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2； ③Ce3＋在空气中易被氧化为Ce4＋，两者均能形成氢氧化物沉淀； ④Ce2(CO3)3为白色粉末，难溶于水。 回答下列问题： (1)滤渣A的主要成分是 (填写化学式)。 (2)在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。 (3)加入硫脲的目的是将还原为Ce3＋，反应的离子方程式为 。 (4)步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。 (5)下列关于步骤④的说法正确的是_____(填字母)。 A．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3＋，需要将滤液循环以提高产率 B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度 C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率 D．该步骤发生的反应是2Ce3＋＋6＝Ce2(CO3)3↓＋3CO2↑＋3H2O (6)若常温下，Ka2(H2CO3)＝5.0×10−11，Ksp[Ce2(CO3)3]＝1.0×10−28，Ce3＋恰好沉淀完全c(Ce3＋)＝1.0×10−5mol∙L−1，此时测得溶液的pH＝5，则溶液中c()＝ mol∙L−1。 【答案】(1)BaSO4、SiO2 (2)4CeFCO3＋4NaHCO3＋O24NaF＋4CeO2＋8CO2＋2H2O (3)2＋2＋2H＋＝2Ce3＋＋(SCN2H3)2＋4HF (4)防止Ce3＋被氧化 (5)CD (6)0.2 【解析】氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)在空气中焙烧，Ce3＋在空气中氧化为Ce4＋，加稀H2SO4，Ce4＋进入溶液，SiO2不反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，过滤，滤渣A为SiO2、BaSO4；含滤液中加入硫脲将Ce4＋还原为Ce3＋，Ce2(SO4)3与Na2SO4形成复盐，过滤，沉淀B为Ce2(SO4)3•Na2SO4•nH2O，复盐沉淀中加入NaOH，再加入稀盐酸，Ce3＋被转移到溶液中，加入NH4HCO3使Ce3＋沉淀为Ce2(CO3)3，灼烧Ce2(CO3)3分解生成CeO2。 （1）滤渣A的主要成分是BaSO4、SiO2。 （2）在氟碳铈矿矿石粉(CeFCO3)中加入NaHCO3同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，根据质量守恒得到两种高温气体为CO2和水蒸气，则焙烧过程中反应的化学方程式为4CeFCO3＋4NaHCO3＋O24NaF＋4CeO2＋8CO2＋2H2O。 （3）根据信息硫脲(  )具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2，则加入硫脲的目的是将还原为Ce3＋，反应的离子方程式为2＋2＋2H＋＝2Ce3＋＋(SCN2H3)2＋4HF。 （4）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息Ce3＋在空气中易被氧化为Ce4＋推测，加入X的作用是防止Ce3＋被氧化。 （5）由于加入的NH4HCO3过量，沉淀比较充分，故过滤后的滤液中含有的Ce3＋很少，A错误；Na2CO3与Ce3＋直接快速反应沉淀，在生成沉淀的过程中，其他杂质离子会掺杂在沉淀中，故不可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，会影响产品纯度，B错误；减压过滤能够大大提高过滤效率，C正确；Ce3＋与NH4HCO3反应生成Ce2(CO3)3沉淀，同时生CO2和水，则该步骤反应的方程式为2Ce3＋＋6＝Ce2(CO3)3↓＋3CO2↑＋3H2O，D正确。故选CD。 （6）Ce3＋恰好沉淀完全时，c(Ce3＋)＝1.0×10−5 mol∙L−1，则，解得，测得溶液的pH＝5，根据，解得c()＝0.2mol∙L−1。 7．(2025·河南省高三下学期二模)草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钴矿[主要成分为、、，含少量的、、、等]为原料制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示。 已知：溶液中相关离子沉淀完全时的： 沉淀 完全沉淀的 2.8 5.2 10.1 9.4 回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中的位置： ，写出Co的价层电子排布式 。 (2)“浸取”时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 (用化学方程式表示)。 (4)在“调节”的步骤中，沉淀的成分为： 。 (5)在“萃取”步骤中，向溶液中加入某有机酸萃取剂，发生反应 。当溶液处于一定范围内时，测得萃取率随溶液pH的增大而增大，其原因是 。 (6)“沉钴”为草酸钴晶体，将54.9g该晶体“灼烧”至质量不再减轻，得到钴的氧化物，其化学式为 。该氧化物晶胞可以看成4个A型和4个B型小单元交替无隙并置而成(如图2)。其中黑球()代表 (填离子符号)。 【答案】(1)第四周期第ⅦB族 3d74s2 (2) (3) (4)Fe(OH)3、Al(OH)3 (5)随着溶液的pH增大，c(H＋)减小，萃取反应平衡向正反应方向移动 (6)Co3O4 Co3＋ 【解析】钴矿[主要成分为、、，含少量的、、、等]中加入稀硫酸浸取，氢氧化物及部分金属氧化物溶于硫酸，再加入Na2SO3后，MnO2和Co2O3被还原成Mn2＋和Co2＋，SiO2不与硫酸反应，过滤，浸出渣中含有SiO2；向滤液中加入H2O2，H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后加入NaOH溶液调节pH＝6，Al3＋、Fe3＋转化为Al(OH)3、Fel(OH)3，过滤，沉淀X为Al(OH)3、Fel(OH)3，滤液经萃取和反萃取后，加入(NH4)2C2O4沉钴，得到CoC2O4·2H2O。 （1）Mn的原子序为25，位于第四周期第ⅦB族；Co的原子序数为27，位于第四周期第Ⅷ族，其价电子排布式为3d74s2； （2）“浸取”过程中Co2O3与硫酸、Na2SO3反应生成CoSO4和Na2SO4，离子方程式为； （3）“氧化”过程中，生成的Fe3＋能催化H2O2分解，反应的化学方程式为； （4）沉淀X为Fe(OH)3和Al(OH)3； （5）随着溶液的pH增大，则c(H＋)减小，根据萃取反应可知，萃取平衡正向移动，促使萃取率增大； （6）54.9g晶体中，Co的物质的量为，由元素守恒可知，所得氧化物中Co的物质的量为0.3mol，则氧化物中O元素的物质的量为，n(Co)∶n(O)＝3∶4，故氧化物的化学式为Co3O4；根据化合物元素化合价代数和为0可知，Co3O4中有1个Co2＋和2个Co3＋，则晶胞中N(Co3＋)∶N(Co2＋)∶N(O)＝2∶1∶4，由晶胞结构图，采用均摊法可知，“”数目为，“黑球”数目为4×4＝16，“白球”数目为，故“”代表Co2＋，“白球”代表O2－，“黑球”代表Co3＋。 8．(2025·安徽省华师联盟高三下学期5月质量检测)以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料合成媒染剂“翠矾”(NiSO4·7H2O)和结构化学研究的热点物质氟镍化钾(K2NiF4)的工艺流程如下： 该工艺条件下，溶液中金属离子开始和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Fe2＋ Ni2＋ 开始沉淀的pH 2.7 3.8 7.6 7.1 完全沉淀的pH 3.7 5.2 9.7 9.2 回答下列问题： (1)“酸浸”中其他条件不变时，不同温度下镍的浸出率随时间的变化如图所示，则“酸浸”的最佳温度与时间分别为_______(填标号)。 A．30℃、30 min B．70℃、120 min C．90℃、120 min D．90℃、140 min (2)“调pH＝a”，其中a的取值范围是 。固体B的主要成分是 (填化学式)。 (3)“氧化”过程也可以用一种绿色氧化剂代替空气中的氧气，绿色氧化剂参与该反应的离子方程式为 。 (4)“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。 (5)“操作A”是 、 、过滤、洗涤、干燥。 (6)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH，反应的离子方程式为 。 (7)准确称取m g翠矾晶体产品，加入蒸馏水溶解配成250 mL溶液，取20.00 mL所配溶液于锥形瓶中，用c mol·L－1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(发生反应Ni2＋＋H2Y2－＝NiY2－＋2H＋，杂质不参与反应)，消耗标准溶液20.00 mL。翠矾的纯度为 (用含m、c的代数式表示)。 【答案】(1)B (2)3.7≤a<7.1(或3.7～7.1) Fe(OH)3 (3)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O (4) (5)蒸发浓缩 冷却结晶 (6) (7) 【解析】镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)中加入NaOH溶液碱浸，Al和Al2O3与NaOH溶液反应，过滤，浸出液A中含有NaOH、Na[Al(OH)4]，滤渣中含Ni、Fe、Fe3O和不溶性杂质等，向其中加入H2SO4溶液酸浸，过滤，滤液中含有Fe2＋、Ni2＋和Fe3＋，通空气氧化，溶液中的Fe2＋完全氧化为Fe3＋，加入沉淀剂（NiO等）调节溶液pH＝a，使Fe3＋完全沉淀，过滤，固体B为Fe(OH)3和NiSO4溶液；①调节NiSO4溶液pH＝2～3后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤后得到NiSO4•7H2O；②向NiSO4溶液中加入NH4HCO3，得NiCO3沉淀，灼烧NiCO3和NH4F得到NiF2，NiF2与KF熔融态反应生成K2NiF4。 （1）碱浸时，浸出液的主要成分为NaOH和Na[Al(OH)4]。“酸浸”的最佳温度与时间分别为70℃、120min。30℃浸出率低，温度从70℃升高到90℃，镍的浸出率增大的很小，但能源消耗较大，生产成本增大，故选B； （2）“调pH＝a”的目的是使Fe3＋完全沉淀，不使Ni2＋沉淀。当pH＝3.7时，Fe3＋沉淀完全；当pH＝7.1时，Ni2＋开始沉淀，所以应调节pH为3.7≤a<7.1(或3.7～7.1)；固体B的主要成分是Fe(OH)3； （3）通入空气氧化的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，可以用绿色氧化剂H2O2代替空气中的氧气，H2O2参与反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O； （4）灼烧NiCO3和NH4F组成的混合物得到NiF2，化学方程式为； （5）从溶液中获得NiSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； （6）NiSO4在强碱溶液中被NaClO氧化生成NiOOH(碱式氧化镍)沉淀，离子方程式为； （7）消耗标准溶液20.00 mL，产品的纯度为。 9．(2025·甘肃省金昌市金川高级中学二模)碳酸锌在工业上用途广泛。利用某种浸锌渣（主要含有）制备的一种流程如下： 已知：①； ②室温下，部分离子浓度的对数与的关系如下图所示（其中和分别代表含铝、含硅和含锌微粒）： 回答下列问题： (1)“焙烧”时，金属硫化物均转化为氧化物，生成的气体中主要成分是 （填化学式）。 (2)“碱浸”后，浸出液中含有金属元素的离子主要是和 （填离子符号）；欲使浸出液中的含锌微粒完全沉淀，应调节的范围是 。 (3)浸渣回收银的过程中有配合物生成，在碱性条件下用还原该配合物，还原产物为银单质，同时放出N2，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“除杂”时滤渣的主要成分是 （填化学式）。 (5)“沉锌”时发生反应的离子方程式为 ；此过程不宜用碳酸钠代替碳酸氢铵，原因是 。 【答案】(1)SO2 (2)、 8.2—12 (3)4∶1 (4)H2SiO3、Al(OH)3 (5)Zn2＋＋2HCO＝ZnCO3↓＋CO2↑＋H2O 碳酸钠溶液碱性较强，易与溶液中锌离子反应生成氢氧化锌 【解析】浸锌渣（主要含有）在空气中焙烧，金属硫化物均转化为氧化物和SO2，向焙烧渣中加入NaOH溶液碱浸，将锌元素、铝元素、硅元素转化为、、，过滤得到浸渣和滤液；调节滤液pH为5，将溶液中的、转化为H2SiO3、Al(OH)3沉淀，转化为Zn2+，过滤得到滤液和含有H2SiO3、Al(OH)3的滤渣；向滤液中加入NH4HCO3溶液，溶液中Zn2＋与HCO反应生成ZnCO3沉淀、CO2和水，过滤得到ZnCO3。 （1）“焙烧”时，金属硫化物均转化为氧化物和SO2，则X为SO2； （2）加入NaOH溶液碱浸的目的是将锌元素、铝元素、硅元素转化为、、，浸出液中含有金属元素的离子主要是Na＋、、；由图示可知，溶液中c(Zn2+)＝1×10—5mol/L时，溶液pH＝8.2，溶液中c()＝1×10—5mol/L时，c(OH－)＝mol/L＝0.01mol/L，溶液的pH＝12，故欲使浸出液中的含锌微粒完全沉淀，应调节pH的范围是8.2—12； （3）由题意可知，碱性溶液中与反应生成Na2S2O3、银、氮气和水，反应中银元素化合价降低被还原，是反应的氧化剂，氮元素的化合价升高被氧化，是还原剂，则由得失电子数目守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1； （4）“除杂”时滤渣的主要成分是H2SiO3、Al(OH)3； （5）“沉锌”时发生的反应为溶液中Zn2＋与HCO反应生成ZnCO3沉淀、CO2和水，反应的离子方程式为Zn2＋＋2HCO＝ZnCO3↓＋CO2↑＋H2O，Na2CO3溶液中的水解程度大于NH4HCO3溶液中HCO的水解程度，Na2CO3溶液的碱性强于NH4HCO3，易与溶液中Zn2＋反应生成Zn(OH)2，所以不宜用Na2CO3代替NH4HCO3。 10．(2025·广西南宁市第二中学高三下学期5月联考（三模 ）)工业上以铬铁矿（含有少量和等杂质）为主要原料制备的工艺流程如下图。 已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。 ②煅烧的目的是将转化为。 ③室温下， (1)元素位于元素周期表第 周期，第 族。 (2)“煅烧”时参与反应的化学方程式为 。 (3)“滤渣1”的主要成分为 。 (4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为 ，加入硫酸也能达到“酸化”目的，选择的优点是 。 (5)室温下“中和”：。控制 ，可保证恰好沉淀完全（溶液中浓度为）。 (6)分光光度法是一种基于物质对光的选择性吸收而建立的常见定性定量分析方法。用分光光度法测产品的纯度时（溶液的吸光度与其浓度成正比），测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是__________（填字母）。 A．硫酸 B．氢碘酸 C．硝酸钾 D．氢氧化钾 【答案】(1)四 VIB (2) (3) (4) 析出的白色晶体碳酸氢钠加热后产生的能循环利用；或来源丰富，廉价易得等合理答案均可 (5)8.37 (6)A 【解析】铬铁矿（含有少量和等杂质）中加入Na2CO3，通空气煅烧，转化为 ，“焙烧” 所得固体为Na2CrO4、Na[Al(OH)]4和Fe2O3，加水浸取，滤渣1为Fe2O3，滤液中含有可溶性的Na2CrO4、Na[Al(OH)]4，向滤液中通入CO2中和，得到Al(OH)3沉淀，滤渣2为Al(OH)3，再通入足量CO2酸化，转化为，向滤液1中加入KCl，得到溶解度较小的K2Cr2O7。 （1）Cr的原子序数为24号，位于元素周期表第四周期，第VIB族。 （2）“煅烧”时、Na2CO3和O2反应转化为，同时生成和CO2，化学方程式为。 （3）“滤渣1”的主要成分为； （4）“酸化”过程中转化为，发生反应的离子方程式为，选择的优点是析出的白色晶体NaHCO3加热后产生的能循环利用；或来源丰富，廉价易得。 （5）室温下“中和”反应为，平衡常数K＝c()×＝10－13.37，恰好沉淀完全时，c()＝，则c(H＋)＝＝10－8.37mol/L，pH＝8.37。 （6）用分光光度法测定K2Cr2O7时，若配制溶液时缺少了某种强酸，以保持溶液的酸性，会有部分转化为，则测得的质量分数会偏低，另外氢碘酸能够和发生氧化还原反应，导致的量减小，则少加的试剂为硫酸，故案选 A。 11．(2025·河南省豫西名校高三下学期模拟测试)具有广泛用途，一种从电解锌阳极泥回收电池级的流程如下。该阳极泥主要含有，以及和微量等杂质离子。 已知：。金属离子生成氢氧化物沉淀，其和溶液的关系如下图所示： 回答下列问题： (1)基态锰原子的电子排布式为 。 (2)“溶解”步骤在酸性条件下进行，通入的作用是 。 (3)“除钾钠”步骤中，控制溶液和与反应分别生成和沉淀，其中生成沉淀的离子方程式为 。 (4)“除杂Ⅰ”步骤中，加调溶液，该步除杂的总反应方程式为 。 (5)“除杂Ⅱ”步骤中，析出的“沉淀3”是 、 。 (6)“除杂Ⅲ”步骤中，随着“沉淀4”的生成，溶液将 (填“升高”或“下降”或“不变”)。 (7)“浓缩结晶”步骤中，析出后的滤液应返回到 步骤，其目的是 。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s2 (2)还原二氧化锰为锰离子 (3) (4) (5)CaF2 MgF2 (6)下降 (7)溶解 循环利用，充分利用生成物且提高锰的回收率 【解析】 阳极泥(主要含有，以及和微量等杂质离子)中通入SO2，被SO2还原为MnSO4，加入Fe2(SO4)3除钾钠，过滤，沉淀1中含和沉淀，滤液中加入MnCO3除杂Ⅰ，调溶液，Fe3+转化为Fe(OH)3，过滤，沉淀2为Fe(OH)3，滤液加入MnF2除杂Ⅱ，Ca2+、Mg2+转化为CaF2、MgF2沉淀，过滤，沉淀Ⅲ为CaF2、MgF2，滤液中通入H2S除杂Ⅲ，Zn2+和Pb2+子转化为ZnS、PbS沉淀，过滤，沉淀Ⅳ为CaF2、MgF2，滤液浓缩结晶得到MnSO4。 （1）锰的原子序数为25，基态Mn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2； （2）SO2具有还原性，具有氧化性，“溶解”步骤在酸性条件下进行，通入的作用是还原为Mn2+； （3）“除钾钠”步骤中，控制溶液，酸性条件下，与反应生成沉淀，其中生成沉淀的离子方程式为：； （4）“除杂Ⅰ”步骤中，加调溶液，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去，该步除杂的总反应方程式为； （5）“除杂Ⅱ”步骤中，析出的“沉淀3”是CaF2、MgF2； （6）“除杂Ⅲ”步骤中，加入H2S使Zn2+和Pb2+子转化为ZnS、PbS沉淀，反应为、，反应过程中生成H+，溶液酸性增强，故随着“沉淀4”的生成，溶液将下降。 （7）“浓缩结晶”步骤中，析出后的滤液中含有H2SO4和部分，应返回到溶解步骤，其目的是循环利用，充分利用生成物且提高锰的回收率。 12．(2025·江西省贵溪市实验中学高三下学期第三次模拟考试)某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)综合利用的流程如图： 已知：①P204的萃取机理：。 ②当溶液中离子浓度小于或等于mol·L－1时，认为该离子沉淀完全。 ③常温下，一些常见物质的溶度积常数如下表： 物质 ④、。 回答下列问题： (1)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。 (2)使“有机相2”中的P204萃取剂再生，需选择的试剂为 (填名称)。 (3)“沉钪”工序中发生沉钪反应的化学方程式为 。 (4)“氧化”工序中加入活性，其优点是 ；该工序中发生反应的离子方程式为 。 (5)若“除杂”时溶液中的浓度为0.01mol·L－1.则加入NaOH控制pH的范围是 ~ (溶液体积变化忽略不计，保留3位有效数字)；出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是 。 【答案】(1)、 (2)盐酸 (3) (4)提高了的产量且不引入新的金属离子 (5)2.82 8.60 促进胶体聚沉 【解析】某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)中加盐酸进行酸浸，其中WO3、SiO2和盐酸不反应，MnO、、铁的氧化物与盐酸反应生成MnCl2、ScCl3， FeCl2、FeCl3，过滤，沉淀1的主要成分为MnO、，滤液1中含有MnCl2、ScCl3， FeCl2、FeCl3；向滤液1中加入萃取剂P2O4萃取分液得有机相和水相；有机相加入NaOH溶液沉钪，沉淀3为，加热得到，水相中含有MnCl2、ScCl3， FeCl2、FeCl3，向其中加入活性MnO2，Fe2+被氧化为Fe3+，加入NaOH溶液除杂，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤，沉淀4为Fe(OH)3，向滤液3中加入NH4HCO3沉锰得MnCO3； 沉淀1中加入NaOH溶液碱浸，过滤，向滤液2中加入盐酸沉钨，过滤，沉淀2为H2WO4，向其中加入氨水溶解得到(NH4)2WO4。 （1）“沉淀1”的主要成分是SiO2、WO3； （2）P204的萃取机理为，则使“有机相2”中的P204萃取剂再生，可以加入盐酸，c(H+)增大，平衡逆向移动，使得P204萃取剂再生，故需选择的试剂为盐酸； （3）“沉钪”工序中反应为有机相中和NaOH反应生成沉淀、RNa，化学方程式为； （4）MnO2具有氧化性，Fe2+被MnO2氧化为，离子方程式为，便于后续铁离子去除，且“氧化”工序中加入活性，反应生成Mn2+，提高了的产量且不引入新的杂质金属离子； （5）常温下，当Fe3+完全沉淀时，，pOH＝11.18，pH＝2.82；该过程中Mn2+不沉淀，且溶液中c()的浓度为0.01mol·L－1，则，pOH＝5.40，pH＝8.60，故控制pH的范围是2.82~8.60；加热可以促进胶体聚沉，则出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是促进胶体聚沉。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 大题突破　无机化工流程题——以废物的再利用为情境 真题演练 (2025·黑吉辽蒙，16)某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO4、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。 已知：①“氧化浸出”时，PbSO4不发生变化，ZnS转变为[Zn(NH3)4]2+； ②Ksp[Pb(OH)2]=10-14.8； ③酒石酸(记作H2A)结构简式为HOOC(CHOH)2COOH。 回答下列问题： (1)H2A分子中手性碳原子数目为　　　　。  (2)“氧化浸出”时，过二硫酸根(S2)转变为　　　　(填离子符号)。  (3)“氧化浸出”时，浸出率随温度升高先增大后减小的原因为　　　 　　　 　　　　。  (4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为　　　 　　　　。  (5)滤渣2中的金属元素为　　　　(填元素符号)。  (6)“浸铅”步骤，PbSO4和Na2A反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为　　　　　。  pH过高可能生成　　　　(填化学式)。  (7)290 ℃“真空热解”生成2种气态氧化物，该反应的化学方程式为　　　 　　　　。  模拟演练 1.(2025·聊城二模)电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收Au、Pt、Pd等金属或其化合物的工艺流程如图所示： 已知：①(NH4)2PtCl4易溶于水；②(NH4)2PtCl6、(NH4)2PdCl6难溶于水；Ksp[(NH4)2PdCl6]=9.9×10-8。 回答下列问题： (1)Se在元素周期表中的位置是　　　　　，“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态Pt、Pd均转化为单质，则PdSe发生反应的化学方程式为　　　　　。  (2)“酸浸”的目的是　　　　　。  (3)“氯浸”工艺中，金属Pt、Pd、Au被氧化为配离子：[PtCl6]2-、[PdCl6]2-、[AuCl4]-，其中Pd→[PdCl6]2-的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　。  (4)“分金”加入过量草酸的目的；①析出金属Au，②　　　　　　　　　　　。  (5)“沉钯”之前，测得溶液中c0{[PdCl6]2-}=0.2 mol·L-1，加入等体积的NH4Cl溶液充分反应，测得反应后混合液中c{[PdCl6]2-}=1.1×10-6 mol·L-1，则初始加入NH4Cl溶液的浓度约为　　　　　(忽略溶液混合时的体积变化)。  (6)利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为　　　　　。  2.(2025·济宁二模)旧电池的回收利用成为当前世界各国研究的重要课题，从废旧酸性锌锰电池(主要成分为碳棒、Zn、Fe、Cu、ZnCl2、NH4Cl以及MnO2)中回收Zn和MnO2的工艺如图所示： 已知：Zn2+(aq)+4OH-(aq)(aq)的平衡常数称为稳定平衡常数，K稳=4.5×1016；当离子浓度小于10-5 mol·L-1时，可认为该离子完全除去。 回答以下问题： (1)“浸出”时为了加快浸出速率，可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出一点即可)。  (2)“溶解”时加入H2O2的作用是　　　　　　　　　　　　，H2O2的实际消耗量比理论值高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)“沉锰”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，“煅烧”时参加反应的气体与生成气体的物质的量之比为　　　　　　　　　。  (4)已知“浸出”液中Fe2+、Zn2+的浓度均为0.1 mol·L-1，“净化”时，需调节溶液pH的合理范围是　　　　　　　　　　　　。  化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-17 10-17 10-38 Zn(OH)2为两性氢氧化物，可与NaOH溶液发生反应：Zn(OH)2(s)+2OH-(aq)[Zn(OH)4]2-(aq)，其平衡常数K=　　　　　　　　　。  3.(2025·日照二模)利用废旧三元锂离子电池正极材料(主要成分为LiNi1-x-yCoxMnyO2，还有铝箔、炭黑、有机粘合剂等)综合回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如图所示： 已知：①Li2CO3溶解度随温度升高而减小；②Ni2+、Mn2+易与NH3转化为稳定配离子；③Ksp(CoC2O4)=10-18，Ksp(NiC2O4)=10-10，Ksp(MnC2O4)=10-13。 回答下列问题： (1)三元锂废料LiNi1-x-yCoxMnyO2中Ni、Mn的化合价分别为+2、+4，若x=y=，则Co元素的化合价为　　　　　　　　　。  (2)“碱浸”后的滤液中存在的阴离子有　　　　　　　　　(填化学式)。  (3)“酸浸”后溶液中Ni2+、Co2+、Mn2+的浓度均为0.2 mol·L-1，欲使Co2+沉淀完全(离子浓度小于10-5 mol·L-1)，而不沉淀Ni2+、Mn2+理论上需调节溶液c(C2)范围为　　　　　 mol·L-1。实际“沉钴”时，在加入C2O4之前需要先加入一定量氨水，其目的是　　　　　　　　　　　　　。  (4)“沉锰”时需要调pH=5，此时锰以Mn2+形式存在，加入K2S2O8溶液后，溶液先变成紫红色，后紫红色又褪去。则溶液变成紫红色发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　。  (5)“沉锂”时发生反应：2Li++2Li2CO3+H2CO3　K=　　　　　　　[已知Ka1(H2CO3)=a、Ka2(H2CO3)=b、Ksp(Li2CO3)=c，用含a、b、c的代数式表示]。  (6)“沉锂”操作中需升温到90 ℃，原因是①加快反应速率；②　　　　　　　　　。  4．(2025·河北省邢台市清河中学4月模拟)电池级MnSO4对纯度要求特别高，以工业级MnSO4(含、、、、等金属离子)为原料制备高纯MnSO4的过程如下。 回答下列问题： (1)加入Mn粉过程中，Mn粉的作用为 。 (2)加入NH4HCO3时主要反应的化学方程式为 。 (3)“沉淀过滤”的反应温度不宜过高的原因是 。 (4)将“滤渣1”用纯水洗涤，证明沉淀洗涤干净的操作是 。 (5)结合可知加入NH4HCO3的最好方式是 (填字母)。 化学式 MnCO3 CaCO3 MgCO3 A．向NH4HCO3溶液中滴加滤液2 B．同时滴加NH4HCO3溶液和滤液2 C．向滤液2中滴加NH4HCO3溶液 (6)取样200 mL“滤液2”，MnSO4的浓度为，、随着 NH4HCO3溶液的加入转化的沉淀的量的变化如图，NH4HCO3加入量应为 。 (7)“滤液3”中仍有大量，为了提高原料利用率可采取的处理方法是 。 (8)最终制得的MnSO4晶体颗粒大小不均匀，可能的原因是 。 5．(2025·江西省贵溪市实验中学高三下学期第三次模拟考试)某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)综合利用的流程如图： 已知：①P204的萃取机理：。 ②当溶液中离子浓度小于或等于mol·L－1时，认为该离子沉淀完全。 ③常温下，一些常见物质的溶度积常数如下表： 物质 ④、。 回答下列问题： (1)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。 (2)使“有机相2”中的P204萃取剂再生，需选择的试剂为 (填名称)。 (3)“沉钪”工序中发生沉钪反应的化学方程式为 。 (4)“氧化”工序中加入活性，其优点是 ；该工序中发生反应的离子方程式为 。 (5)若“除杂”时溶液中的浓度为0.01mol·L－1.则加入NaOH控制pH的范围是 ~ (溶液体积变化忽略不计，保留3位有效数字)；出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是 。 6．(2025·云南省保山市腾冲市第五中学高三下学期二模)氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示： 已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，Ce3＋和发生反应：Ce2(SO4)3＋Na2SO4＋nH2O＝Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓； ②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2； ③Ce3＋在空气中易被氧化为Ce4＋，两者均能形成氢氧化物沉淀； ④Ce2(CO3)3为白色粉末，难溶于水。 回答下列问题： (1)滤渣A的主要成分是 (填写化学式)。 (2)在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。 (3)加入硫脲的目的是将还原为Ce3＋，反应的离子方程式为 。 (4)步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。 (5)下列关于步骤④的说法正确的是_____(填字母)。 A．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3＋，需要将滤液循环以提高产率 B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度 C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率 D．该步骤发生的反应是2Ce3＋＋6＝Ce2(CO3)3↓＋3CO2↑＋3H2O (6)若常温下，Ka2(H2CO3)＝5.0×10−11，Ksp[Ce2(CO3)3]＝1.0×10−28，Ce3＋恰好沉淀完全c(Ce3＋)＝1.0×10−5mol∙L−1，此时测得溶液的pH＝5，则溶液中c()＝ mol∙L−1。 7．(2025·河南省高三下学期二模)草酸钴在化学中应用广泛，可用于制备催化剂等。以钴矿[主要成分为、、，含少量的、、、等]为原料制取草酸钴晶体的工艺流程如图所示。 已知：溶液中相关离子沉淀完全时的： 沉淀 完全沉淀的 2.8 5.2 10.1 9.4 回答下列问题： (1)Mn在元素周期表中的位置： ，写出Co的价层电子排布式 。 (2)“浸取”时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 (用化学方程式表示)。 (4)在“调节”的步骤中，沉淀的成分为： 。 (5)在“萃取”步骤中，向溶液中加入某有机酸萃取剂，发生反应 。当溶液处于一定范围内时，测得萃取率随溶液pH的增大而增大，其原因是 。 (6)“沉钴”为草酸钴晶体，将54.9g该晶体“灼烧”至质量不再减轻，得到钴的氧化物，其化学式为 。该氧化物晶胞可以看成4个A型和4个B型小单元交替无隙并置而成(如图2)。其中黑球()代表 (填离子符号)。 8．(2025·安徽省华师联盟高三下学期5月质量检测)以镍废渣(主要成分为Ni，含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料合成媒染剂“翠矾”(NiSO4·7H2O)和结构化学研究的热点物质氟镍化钾(K2NiF4)的工艺流程如下： 该工艺条件下，溶液中金属离子开始和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Fe2＋ Ni2＋ 开始沉淀的pH 2.7 3.8 7.6 7.1 完全沉淀的pH 3.7 5.2 9.7 9.2 回答下列问题： (1)“酸浸”中其他条件不变时，不同温度下镍的浸出率随时间的变化如图所示，则“酸浸”的最佳温度与时间分别为_______(填标号)。 A．30℃、30 min B．70℃、120 min C．90℃、120 min D．90℃、140 min (2)“调pH＝a”，其中a的取值范围是 。固体B的主要成分是 (填化学式)。 (3)“氧化”过程也可以用一种绿色氧化剂代替空气中的氧气，绿色氧化剂参与该反应的离子方程式为 。 (4)“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。 (5)“操作A”是 、 、过滤、洗涤、干燥。 (6)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH，反应的离子方程式为 。 (7)准确称取m g翠矾晶体产品，加入蒸馏水溶解配成250 mL溶液，取20.00 mL所配溶液于锥形瓶中，用c mol·L－1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(发生反应Ni2＋＋H2Y2－＝NiY2－＋2H＋，杂质不参与反应)，消耗标准溶液20.00 mL。翠矾的纯度为 (用含m、c的代数式表示)。 9．(2025·甘肃省金昌市金川高级中学二模)碳酸锌在工业上用途广泛。利用某种浸锌渣（主要含有）制备的一种流程如下： 已知：①； ②室温下，部分离子浓度的对数与的关系如下图所示（其中和分别代表含铝、含硅和含锌微粒）： 回答下列问题： (1)“焙烧”时，金属硫化物均转化为氧化物，生成的气体中主要成分是 （填化学式）。 (2)“碱浸”后，浸出液中含有金属元素的离子主要是和 （填离子符号）；欲使浸出液中的含锌微粒完全沉淀，应调节的范围是 。 (3)浸渣回收银的过程中有配合物生成，在碱性条件下用还原该配合物，还原产物为银单质，同时放出N2，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“除杂”时滤渣的主要成分是 （填化学式）。 (5)“沉锌”时发生反应的离子方程式为 ；此过程不宜用碳酸钠代替碳酸氢铵，原因是 。 10．(2025·广西南宁市第二中学高三下学期5月联考（三模 ）)工业上以铬铁矿（含有少量和等杂质）为主要原料制备的工艺流程如下图。 已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。 ②煅烧的目的是将转化为。 ③室温下， (1)元素位于元素周期表第 周期，第 族。 (2)“煅烧”时参与反应的化学方程式为 。 (3)“滤渣1”的主要成分为 。 (4)“酸化”过程中发生反应的离子方程式为 ，加入硫酸也能达到“酸化”目的，选择的优点是 。 (5)室温下“中和”：。控制 ，可保证恰好沉淀完全（溶液中浓度为）。 (6)分光光度法是一种基于物质对光的选择性吸收而建立的常见定性定量分析方法。用分光光度法测产品的纯度时（溶液的吸光度与其浓度成正比），测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是__________（填字母）。 A．硫酸 B．氢碘酸 C．硝酸钾 D．氢氧化钾 11．(2025·河南省豫西名校高三下学期模拟测试)具有广泛用途，一种从电解锌阳极泥回收电池级的流程如下。该阳极泥主要含有，以及和微量等杂质离子。 已知：。金属离子生成氢氧化物沉淀，其和溶液的关系如下图所示： 回答下列问题： (1)基态锰原子的电子排布式为 。 (2)“溶解”步骤在酸性条件下进行，通入的作用是 。 (3)“除钾钠”步骤中，控制溶液和与反应分别生成和沉淀，其中生成沉淀的离子方程式为 。 (4)“除杂Ⅰ”步骤中，加调溶液，该步除杂的总反应方程式为 。 (5)“除杂Ⅱ”步骤中，析出的“沉淀3”是 、 。 (6)“除杂Ⅲ”步骤中，随着“沉淀4”的生成，溶液将 (填“升高”或“下降”或“不变”)。 (7)“浓缩结晶”步骤中，析出后的滤液应返回到 步骤，其目的是 。 12．(2025·江西省贵溪市实验中学高三下学期第三次模拟考试)某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)综合利用的流程如图： 已知：①P204的萃取机理：。 ②当溶液中离子浓度小于或等于mol·L－1时，认为该离子沉淀完全。 ③常温下，一些常见物质的溶度积常数如下表： 物质 ④、。 回答下列问题： (1)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。 (2)使“有机相2”中的P204萃取剂再生，需选择的试剂为 (填名称)。 (3)“沉钪”工序中发生沉钪反应的化学方程式为 。 (4)“氧化”工序中加入活性，其优点是 ；该工序中发生反应的离子方程式为 。 (5)若“除杂”时溶液中的浓度为0.01mol·L－1.则加入NaOH控制pH的范围是 ~ (溶液体积变化忽略不计，保留3位有效数字)；出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $