内容正文:
命题探究新动向 新题预测得高分
2026高考化学命题动向探究8 工艺流程+物质结构的融合
一.高考命题动向探究
近年来,对高中化学不同模块中的知识整合成为对学生综合能力考查的一种命题方式。随着高考改革的推进,打破教材界限成为未来高考命题的趋势,这是对考生的学科素养检测的手段,也是高考命题的一个新方向。
二.新题预测押题练
命题点1 工艺流程+原子结构与性质的融合
1.(2026·四川内江·二模)用菱锰矿(主要成分是,含有、、以及、、、的化合物)直接制备电池级的工艺流程如下:
已知:(二甲基二硫代氨基甲酸钠)的化学式为,易溶于水;25℃时,。回答下列问题:
(1)Mn位于元素周期表第___________周期、第___________族。
(2)“滤渣1”主要含、___________、___________。
(3)“除杂a”通入空气的作用是___________。
(4)可与、、反应生成沉淀,“除杂b”中沉镍的离子方程式为___________。
(5)加入前溶液中浓度为0.002 mol/L,若要使1000 L该溶液中的完全沉淀(),则至少需加入溶液___________L(忽略溶液的体积变化,精确到两位小数)。
(6)“沉锰”时析出沉淀,所得滤液中回收的副产品的用途有___________(任写一种)。
(7)“氧化”控制温度为50℃,反应的化学方程式为___________。
2.(2026·湖北恩施·模拟预测)恩施因探明独立硒矿床被称为“世界硒都”,全球约90%的硒和60%的碲均从铜阳极泥(主要成分为、、、、)中分离提取。现采用如下工艺流程从铜阳极泥中梯级提取硒、碲。
回答下列问题。
(1)元素硒在周期表中的位置为______,Cu的价电子排布式为______。
(2)中Te的化合价为______,在硫化浸出时被______氧化为(硫化浸出时铜元素的化合价不变)。
(3)的添加量对Te、Sb的沉淀率的影响如图A所示,的浓度对Cu、Se和Ag的浸出率影响如图B所示,最合理的添加量(g/L)和浓度(mol/L)分别是______。
A.50;3.0 B.40;3.5 C.30;2.0 D.40;4.0
(4)沉淀物X为______。沉银液中,元素硒的化合价为价,结合图C写出还原过程中生成单质硒的化学方程式______。
3.(25-26高三下·江西景德镇·月考)2025年10月9日商务部发布了《商务部公告2025第62号公布对稀土相关技术实施出口管制的决定》,稀土是化学元素周期表中镧系元素镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)以及钪(Sc)和钇(Y)的17种元素的总称。请回答下列问题:
(1)已知基态铕(63Eu)原子的电子排布式为[Xe]4f76s2,则一个基态铕(63Eu)原子所含的未成对电子数目为______个。
(2)钪的特殊性质,使其在电子工业、航天、核技术、激光技术、冶金、化工、医学、农业等各方面得到广泛应用。一种以钛铁矿为原料主要成分FeTiO3还含有少量的TiO2、Sc2O3以及硅铁等氧化物提取Sc2O3流程工艺如下。
请回答以下问题:
已知:a.“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子Sc3+、TiO2+、Fe3+浓度均小于0.01mol·L-1,当离子浓度减小至10-5mol·L-1时,可认为沉淀完全。
b.25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Sc(OH)3]=1.25×10-33,Ksp[Sc2(C2O4)3]=2.0×10-27,lg2=0.3,草酸(H2C2O4)的电离常数Ka1=5.0×10-2,Ka2=4×10-5。
①FeTiO3中Fe元素的化合价为______,滤渣1的主要成分是______,H2SO4中的VSEPR模型名称为______(用文字描述)。
②“沉钪”反应的离子反应方程式为:2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O4)3↓+6H+,计算此反应的平衡常数K=______。
③“煅烧”生成Sc2O3的化学方程式为______,“煅烧”时,需要用到下列仪器中的______(填字母)。
A. B. C. D. E. F.
④常温下“氨水调pH”时,溶液中c(Sc3+)=0.001mol·L-1,为了除去杂质离子,应控制的pH范围是______。(精确到小数点后一位)
4.(2026·安徽合肥·模拟预测)钪(Sc)在国防、航空航天、核能等领域具有重要作用。以钛白酸性废水(含Sc3+、TiO2+等离子)为原料制备Sc及TiO2的工艺流程如图所示:
已知:氢氧化钪是白色固体,难溶于水,其化学性质与相似。
(1)下列关于钪和钛的说法中,正确的是___________。
A.钪是一种稀土元素,其位于元素周期表的f区
B.钛元素位于元素周期表的第四周期ⅣA族
C.基态钪原子和钛原子均有2种不同形状的电子云
D.基态钪原子和钛原子均有7种不同能量的电子
(2)“洗涤”时,加入H2O2的目的是___________。
(3)“转化”过程中还原剂和氧化剂物质的量之比为___________。
(4)“反萃取”时,随pH增大而出现沉淀质量先增大后减少,沉淀质量减少的原因为___________。
(5)“沉钛”过程发生反应的化学方程式为___________。
(6)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Sc的方法相似的是___________。
A.高炉炼铁 B.电解熔融氯化钠制钠
C.铝热反应制锰 D.氧化汞分解制汞
(7)上述工业中的热还原剂镁,可用于制备重要的有机合成试剂—格氏试剂,其通式可表示为RMgX(R代表烃基,X代表卤素),它在乙醚(C2H5-O-C2H5)的浓溶液中以二聚体的形式存在,该二聚体[RMgXO(C2H5)2]2的结构可表示为___________。
5.(2026·河北承德·一模)某氧化锰矿的主要成分为,杂质中含有、、,现以该矿石为原料,生产锌锰电池的正极材料,工艺流程如下:
已知:
①黄钾铁矾难溶于水和酸。
②25℃时BaS的溶解度为9.0g。
回答下列问题:
(1)①黄钾铁矾中铁元素的化合价为________价。
②________(填“”或“”),原因是________。
(2)“粉碎”工序中,粉碎矿石的目的是________。
(3)“浸出还原”工序中,被还原的化学方程式为________。
(4)“沉铜”工序中发生反应的离子方程式为________。
(5)“电解”工序中,在电解池的________极(填“阳”或“阴”)生成,电解废液可循环至________工序中综合利用。
(6)用制成的碱性锌锰电池,若理论电压为1.5V,当转移0.2mol电子时,电池输出的电功________(,)。
命题点2 工艺流程+分子结构与性质的融合
6.(25-26高三下·安徽滁州·月考)从废镍催化剂(含、、、、中生产硫酸镍的流程如图所示:
已知溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH
7.2
2.2
7.5
沉淀完全时的pH
8.7
3.2
9.0
回答下列问题:
(1)“酸溶”时发生反应的离子方程式是___________。在实验室中进行“过滤”操作,用到的玻璃仪器有___________。
(2)表面活性剂的分子结构一端为亲水基团,另一端为疏水基团。十六烷基三甲基氯化铵是一种阳离子型表面活性剂,结构为,其中亲水基团的一端是___________(填“a”或“b”)。
(3)“一次碱析”时调节溶液的pH在10左右,转化为,该反应的离子方程式为___________;“氨解”时得到,则滤渣2的主要成分是___________(填化学式)。
(4)“氧化”过程中得到单质S,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是___________。
(5)粗品经过___________(填实验操作名称)得到纯净的。
7.(2026·广东·一模)一种从高杂铜阳极泥[主要含、、、、、硒()以及碲()等]中提取和的工艺流程如图所示。
已知:
①室温下,各难溶物的如表所示。
难溶物
②极易水解生成沉淀,在水溶液中存在()。
(1)是第五周期第VIA族元素,基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)“复合浸出”时,通过调控和的比例使铅和银分别以和的形式保留在“浸出渣”中。当“浸出液”中时,最大不超过___________。
(3)“复合浸出”时加入除了能使转化为沉淀外,还能___________,从而增加的浸出率并节约成本;对“浸出液”进一步处理,促进水解,使其转化为沉淀,请写出该过程的离子方程式:___________。
(4)“焙烧”过程中,进入烟气中,实现和的分离,再通过“吸收→还原”制备粗。被还原生成粗时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(5)“碱浸分碲”时,加入的目的是使转化为易溶的,从而提高的浸出率,请写出该过程的离子方程式:___________。
(6)高杂铜阳极泥中含有痕量硒铜化合物,其立方晶胞是由如图所示两个边长均为的小立方体交错并置而成的。晶胞中和之间的最短距离为___________;占据晶胞的顶点和___________;该硒铜化合物的化学式为___________。
8.(2026·四川成都·二模)某含钒钢渣含FeO、、、CaO、MgO和钒的相关化合物,一种从该废渣中无焙烧酸浸提钒的新工艺流程如图所示。
已知:①该工艺中使用的溶液,故仅可选择性浸出一种元素,其他组分的浸出可忽略不计。
②溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH如下:
开始沉淀的pH
2.2
7.5
8.1
沉淀完全的pH
3.8
9.5
9.4
回答下列问题:
(1)“粉碎”的目的是___________。
(2)“沉钙”中发生反应的离子方程式为___________。
(3)“酸化”和“调pH”后生成的混合液可返回___________步骤(填步骤名称),实现试剂再生利用。
(4)“第一次酸浸”后浸取液的主要成分有___________(填化学式)。
(5)“萃取”使用的P204可与形成的配合物如图(图中R代表含碳原子数较多的长链烷烃基),钒易进入有机相的原因有___________(填序号)。
A.钒与O形成配位键 B.配位时钒的化合价发生变化
C.配合物与水能形成分子间氢键 D.烷基链具有疏水性
(6)常温“沉钒”时维持溶液中的总浓度为,。“沉钒”后溶液中___________[已知;]。
(7)使用含CaO 56%的某含钒钢渣20.0 kg,产出轻质碳酸钙15.60 kg,则钙元素的回收率为___________%(保留一位小数)。
9.(2026·安徽淮南·一模)微环盘电极(MRDEs)是电化学分析的重要工具。某科研团队设计了从电子废料(主要含Au、Pt、Cu、Fe)中回收金(Au)和铂Pt)的工艺流程如下:
已知:
①王水是浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3混合而成;
②一定条件下,亚硫酸钠可与的还原中间体发生配体取代反应:;
③常温下,,其中。
回答下列问题:
(1)基态Au原子的价层电子排布式为,其在周期表中属于______区元素。
(2)“酸浸”步骤中,浓硝酸主要溶解了电子废料中的______(填化学式)。
(3)①“选择性还原”过程中,适当调节pH后,溶液中的主要溶质强酸先被还原成强酸,该反应的离子方程式为______。
②在还原金的过程中,需要控制溶液pH,pH过低导致金回收率低的主要原因______。
(4)研究发现,一定条件下,的用量对金的回收率影响如图所示:
当时,金回收率较低,其原因是______。
(5)“沉铂”时,加入饱和溶液,发生反应:。若反应后溶液中为0.01 mol/L,则______mol/L(忽略溶液体积变化)。
(6)已知为平面型结构,中心原子的杂化类型是______。
A.sp B. C. D.
命题点3 工艺流程+晶体结构与性质的融合
10.(2026·广东广州·一模)一种从废旧锰酸锂电池的正极材料(主要含、碳粉和铝箔)中回收Li和Mn的工艺流程如下。
已知:
①常温下,,,。
②常温下,。
③“酸浸液”主要含有的金属阳离子是、。
(1)“碱浸”时,铝单质发生反应的离子方程式为___________。
(2)“酸浸”时,加入的作用是___________。
(3)“沉锰”时,生成的离子方程式为____。
:。
(4)“沉锂”时,pH至少应调至大于___________,使溶液中,有利于的生成。若“沉锂”后滤液中,则___________。
(5)废旧锂电池中的也可通过电解法回收,电解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒,但离子可自由通过;电解质溶液是和的混合溶液)。电解过程中,阴极上发生的电极反应为___________;理论上消耗与生成的物质的量之比为___________。
(6)可用于制备,的晶胞结构如图所示,该晶胞形状为长方体,边长分别为a nm、a nm、2a nm。
①晶胞中“”表示___________(填“”或“”)。
②的空间结构为___________。
③每个周围与它最近且距离相等的有___________个。
11.(2026·广东梅州·一模)从退役CIGS()薄膜太阳能电池芯片中可提取关键金属镓,并综合回收铟、硒。某湿法工艺设计如下:
已知:①酸浸液成分(g/L):In 13,Ga 4.5,80;
②P204(二-2-乙基己基磷酸)对、的配位常数分别为,;
③氢氧化镓与氢氧化铝性质相似;(时沉淀完全)。
回答下列问题:
(1)“酸浸”步骤中,为提高Ga的浸出速率,可采取的措施是________(任写一条)。
(2)“还原沉硒”时,Se(IV)被还原为单质Se的离子方程式为________。
________________。
(3)P204萃取时,经三级逆流后,萃余液中In浓度降至0.015 g/L,In的萃取率________
(萃取率=萃取出的物质质量/该物质的总质量,保留三位有效数字)。而此时镓基本不被萃取,结合离子结构分析,萃取差异的本质原因是________(In是Ga的下一周期同族元素)。
(4)“中和沉镓”时,需要控制,pH过低则________,pH过高则可能导致________。
(5)电解时阴极发生的电极反应是________。
(6)磷化镓是一种半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Ga原子代替,顶点和面心的碳原子被P原子代替。磷化镓的晶胞结构如图1,图2中矩形是沿晶胞对角面取得的截图。
①请在矩形(图3)中画出晶胞中Ga原子的位置________。
②若晶胞密度为,阿伏加德罗常数为,则晶胞中P和Ga原子的最近距离为________pm(列出计算表达式)。
12.(2026·四川德阳·二模)广泛应用于电子医药等领域。由辉铋矿(主要成分为,含FeS、CuO、等杂质)制备的工艺流程如下图:
已知:
①易水解;难溶于冷水。
②CuS和的分别为和。
③该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.6
2.7
4.8
4.5
沉淀完全的pH
9.6
3.7
6.4
5.5
回答下列问题:
(1)“溶浸”步骤控制温度不能过高的原因可能是___________。
(2)“滤渣Ⅰ”的主要成分为S和___________(填化学式),参与反应的离子方程式是___________。
(3)“调pH”时,调节溶液pH的范围是___________。
(4)若滤液Ⅰ中最小为 mol/L,则滤液Ⅰ中最大为___________。
(5)已知“铋的氧化”时,反应物全部参与反应且无气体产物,“滤液Ⅱ”的主要溶质是___________(填化学式)。
(6)铋化锂()晶胞结构如图所示。该晶胞可以看作是由Bi原子构成的面心立方,已知Li填充在其中的正四面体空隙和正八面体空隙,那么前者填充率___________后者填充率(填“>”“<”或“=”),若晶胞参数为a pm,则该晶体密度为___________(表示阿伏加德罗常数的值,写出计算式即可)。
13.(2026·四川宜宾·二模)As2O3在医学上有重要用途。一种处理强酸性高浓度砷铜废液(含、Cu2+和少量Zn2+等)并回收As2O3的工艺流程如下图。
已知:锌是两性金属;25℃时,Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17,HAsO2溶解度约为2.0g。
回答下列问题:
(1)“滤渣1”的主要成分是___________(填化学式)。
(2)“还原”步骤中,发生反应的离子方程式是___________。
(3)“沉砷”步骤中,加入H2O2的目的是___________。
(4)“调pH”步骤中,控制pH=8.5时,溶液中c(Zn2+)=___________mol·L-1,pH不能过高的原因是___________。
(5)“废液”中的主要溶质是___________(填化学式)。
(6)As2O3主要有立方晶型(砷华)、单斜晶型(白砷石)和无定形体三种类型,其中砷华中微粒(As4O6)的堆积方式类似金刚石,晶胞结构如图。
①测定晶体(如As2O3晶体)结构最常用的仪器是___________。
②砷华属于___________(填标号)。
a.分子晶体 b.共价晶体 c.离子晶体 d.混合型晶体
③已知阿伏加德罗常数的值为NA,则砷华的密度是___________g·cm-3(列出计算式)。
14.(25-26高三下·广东深圳·月考)镓(Ga)、锗(Ge)是重要的战略性金属,广泛应用于半导体、通信等高新技术产业。一种从锌浸渣(含ZnFe2O4、Ga2O3、GeO2、PbO及SiO2等)中提取镓、锗的工艺如下:
已知:25℃时,,。“二次酸浸”时,镓、锗、铁分别以、、的形式进入溶液。
(1)基态Ga原子的价层电子排布式为___________。
(2)“一次酸浸”时,ZnFe2O4与H2SO4发生反应的化学方程式为___________。
(3)“二次酸浸”后所得滤液pH<1,___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)“除铁”过程中,发生反应的离子方程式为:__________。
。
(5)“萃取”时,仅镓的配合物与锗的配合物进入有机相,“萃余液”可在___________工序中循环利用。
(6)“反萃取”分为两个阶段,以H2SO4溶液或NaOH溶液为反萃取剂实现镓与锗的提取与分离,相关转化关系如下:
①第一阶段:加入___________(填化学式)溶液,分液后从水相中得到含其中一种金属的化合物;
②第二阶段:向第一阶段分液后所得有机相中再加入另一种反萃取剂,分液后从水相中得到含另一金属的化合物___________(填化学式)。
(7)某种金属有机框架(MOFs)由金属节点和桥连配体组成,可高效选择性吸附溶液中的Ge(Ⅳ),其立方晶胞结构如图所示(桥联配体未画出)。
①一个晶胞中金属节点的个数为___________。
②两个金属节点之间的最近距离为___________nm;距离最近的两个金属节点之间连有一个桥联配体,则与每个金属节点相连的桥联配体数目为___________。
③若每个空隙均可吸附一个Ge(Ⅳ),则该材料对Ge(Ⅳ)的吸附量为___________mol·g-1(吸附量指单位质量的MOFs材料可吸附Ge(Ⅳ)的物质的量;M(晶胞)=2000 g·mol-1)。
15.(25-26高三下·江苏扬州·开学考试)铜是重要的战略金属,ZnO可用作制氢产业的催化剂。一种以硫化铜精矿(主要成分为CuS,含FeS、ZnS等杂质)制备Cu粉与ZnO的流程如下。
已知:Ka1(H2S)=1.0×10-7,Ka2(H2S)=1.3×10-13,Ksp(CuS)=6.3×10-36
请回答下列问题:
(1)“浸取”时,有淡黄色沉淀生成,写出浸取FeS的离子方程式:_______。
(2)若不通入高压O2,通过计算说明CuS不能直接被过量H2SO4浸取的原因_______。
(3)“还原”时,一定温度下,利用高压(0.3 MPa)H2还原1 mol/L Cu2+,应先调节pH为2.0~3.0,铜还原率达90%以上。过程中可能依次经历了如下反应:(I)、(II)与(III)。若pH为1,铜还原率降低至10%,铜还原率降低的主要原因是_______。
(4)“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜,聚四氟乙烯的作用为_______。
(5)纤锌矿型和闪锌矿型是ZnO最常见的两种晶体结构,如图为这两种晶体的局部结构。
①图a纤锌矿型ZnO晶体中Zn2+的配位数为_______。
②请用实心圆圈在图中标记出闪锌矿晶胞俯视图中Zn2+的位置_______。
(6)在“Ag/ZnO/Al2O3”催化作用下,乙醇—水催化重整制氢中部分物种变化路径如图所示。
若用13C标记乙醇(13CH3CH2OH),最终产物中含13C的物质为_______。(填写名称)
参考答案
1.(1) 四 ⅦB
(2) SiO2 CaSO4
(3)把溶液中亚铁离子氧化变成铁离子
(4)
(5)6.01
(6)化学肥料
(7)
【分析】菱锰矿主要成分是,含有、、以及、、、的化合物;ɑ-Al2O3和SiO2不溶于酸,和硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,酸浸所得到的滤渣1为ɑ-Al2O3和SiO2、CaSO4;滤液通入氧气目的是把溶液中亚铁离子氧化变成铁离子,通过加入氨水调节pH以将铁离子变为氢氧化铁沉淀,滤渣2是Fe(OH)3;滤液加入SDD将、、等重金属离子反应生成沉淀除去,即为滤渣3;加NH4F生成CaF2沉淀除Ca2+,加氨水生成沉淀,被氧气氧化为。流程中加入SDD时引入钠离子,加入硫酸时引入硫酸根离子,后续过程中引入铵根离子,所以滤液中可回收的副产品为硫酸铵和硫酸钠。
【详解】(1)Mn是25号元素,位于元素周期表第四周期、第ⅦB族。
(2)ɑ-Al2O3和SiO2不溶于酸,和硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,“滤渣1”主要含、SiO2、CaSO4。
(3)“除杂a”的目的是除铁,通入空气的作用是把溶液中亚铁离子氧化变成铁离子
(4)“除杂b”中与Ni2+生成沉淀,反应的离子方程式为。
(5)加入前溶液中浓度为0.002 mol/L,若要使1000 L该溶液中的完全沉淀,生成CaF2的物质的量为0.002 mol/L×1000L=2mol,反应消耗的物质的量为4mol,反应后溶液中c(F-)=,设加入溶液的体积为VL,则1 mol/L×VL=4mol+,V=6.01L,所以至少需加入溶液6.01L。
(6)“沉锰”时析出沉淀,所得滤液中回收的副产品为硫酸铵和硫酸钠,硫酸铵用作化学肥料。
(7)“氧化”控制温度为50℃,被氧气氧化为,反应的化学方程式为。
2.(1) 第四周期第ⅥA族
(2) -2价 空气或氧气(O2)
(3)B
(4) 氯化银(AgCl) (或)。
【分析】向Cu阳极泥中加入溶液,并通入空气,和金属碲化物被转化为难溶的金属硫化物,同时,Te和Sb被氧化形成可溶盐存在于浸出液中,向浸出液中加入可将Te元素还原为单质。向硫化浸出过程得到的浸出渣中加入硫酸和硝酸,被氧化为,和PbS被氧化生成和,两种硫酸盐部分形成沉淀,部分被酸液浸出,向浸出液中加入NaCl,残留的被转化为AgCl沉淀,向沉银后的溶液中加入,被还原为Se单质,据此作答。
【详解】(1)Se是第34号元素,位于第四周期ⅥA族,Cu是第29号元素,价电子排布式为;
(2)中Cu元素为+1价,Te元素为-2价;由题干信息可知,Cu元素和S元素化合价不变,Te元素从-2价升至+3价,故氧化剂为空气中的氧气;
(3)从图A可以看出,当添加量为40 g/L时,基本可以将Te完全沉淀,从图B可以看出,当硫酸浓度为3.5 mol/L时,对Ag、Cu和Se的浸出率已达到最大值,继续提高硫酸浓度对浸出率的提升不再明显,因此,最合理的添加量为40 g/L,硫酸浓度为3.5 mol/L,故答案选B;
(4)由分析可知,沉淀X是AgCl;当溶液时,,从图像可以看出,此时溶液中的Se元素主要以的形式存在,反应过程中,Se元素从+4价降至0价,S元素从+4价升至+6价,结合质量守恒可写出该反应方程式:(或)。
3.(1)7
(2) +2 SiO2 (正)四面体 4.0×109 Sc2(C2O4)3Sc2O3+3CO↑+3CO2↑或2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2↑ BCE 3.2≤pH<4.0
【分析】根据钛铁矿的原料,SiO2不溶于硫酸,滤渣1为SiO2,根据题中所给信息,向滤液中加入萃取剂,分离出Ti、Sc元素,使其进入有机相,再加入硫酸和双氧水,分离出Ti元素,使其进入水相,再向有机相中加入氢氧化钠溶液,进行反萃取,使Sc形成沉淀,向沉淀中加入盐酸溶液,得到ScCl3,加入氨水调节pH,过滤,向滤液中加入草酸,得到沉淀,过滤、洗涤、干燥后,煅烧得到产品,据此分析;
【详解】(1)根据电子排布式,最后一个电子填充在4f能级上,f能级有7个原子轨道,根据洪特规则,一个基态该原子所含的未成对电子数目为7个;
(2)①“酸溶”后Ti元素以TiO2+形式存在,Ti显+4价,FeTiO3中Ti显+4价,化合价代数和为0,Fe的化合价为+2价;根据上述分析,滤渣1为SiO2,中S的价层电子对数=4+=4,的VSEPR模型为(正)四面体;
②该反应平衡常数K===4.0×109;
③“沉钪”得到沉淀为Sc2(C2O4)3,煅烧该物质化学方程式为Sc2(C2O4)3Sc2O3+3CO↑+3CO2↑,若在空气中煅烧2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2↑;根据所给选项,煅烧时需要的仪器有酒精灯、坩埚、泥三角,BCE符合题意;
④c(Sc3+)=0.001mol/L,开始沉淀时c(OH-)==mol/L,解得pH=4.0,Fe3+完全沉淀时,c(OH-)==mol/L,解得pH=3.2,控制的pH范围为3.2≤pH<4.0。
4.(1)D
(2)提供配体,生成稳定的配离子进入水层,便于分离出钛
(3)
(4)溶于过量的氢氧化钠溶液
(5)
(6)AC
(7)
【分析】钛白酸性废水中的经有机萃取剂萃取进入有机相,用稀硫酸与溶液洗涤,将残留转化为进入水层;随后向有机相加入溶液反萃取,发生反应,以沉淀形式析出,过滤后用盐酸溶解,发生反应,得到溶液,最后由在高温下还原,发生反应,得到金属;。洗涤水层中的经还原为,再经热水水解,发生反应,得到,最后高温煅烧,发生反应,得到,据此分析。
【详解】(1)A.稀土元素包括15种镧系元素及钪、钇,共17种,钪是稀土元素,位于ⅢB族、d区,A不符合题意;
B.钛为22号元素,位于第四周期ⅣB族,B不符合题意;
C.基态Sc价电子排布为,Ti为,原子轨道含s、p、d,共3种形状电子云,C不符合题意;
D.同一轨道能量相同,Sc、Ti均有7种不同能量的电子,D符合题意;
故选D;
(2)可以与生成稳定的配离子进入水层,便于分离出钛;
(3)“转化”过程中,与反应,中中的O由-1价降到-2价,中的S由+4价升到+6价,根据得失电子守恒,还原剂和氧化剂物质的量之比为1:1;
(4)钪与铝元素性质相似,具有两性能溶于溶液,“反萃取”时,随pH增大而出现沉淀质量先增大后减少,沉淀质量减少的原因为溶于过量的氢氧化钠溶液;
(5)“沉钛”过程中水解生成,反应的化学方程式为:;
(6)A.高炉炼铁的原理是用还原剂将铁矿石中铁的氧化物还原成金属铁,属于热还原法,故A符合题意;
B.电解熔融氯化钠制取金属钠的原理是电解法,故B不符合题意;
C.铝热反应制锰是利用Al作还原剂,将锰从其化合物中还原出来,为热还原法,故C符合题意;
D. Hg为不活泼金属,可以直接用加热分解氧化汞的方法制备汞,故D不符合题意;
故选AC;
(7)
格氏试剂在乙醚中以二聚体存在,乙醚氧原子与镁配位,镁的配位数为4,两个单元通过氯桥连接,形成环状结构,其结构为。
5.(1) +3 < 的价电子排布为,的价电子排布为,半充满结构更稳定,失去电子更困难
(2)增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率
(3)
(4)
(5) 阳 浸出还原
(6)28.95
【分析】某氧化锰矿的主要成分为,杂质中含有、、,粉碎后用和硫酸,进行“浸出还原”,为氧化剂,为还原剂,被氧化为和S,变为和,变为硫酸铜,变为铁离子,调节pH后,过滤,滤渣为、S、,则滤液中含有和,加入BaS“沉铜”,过滤除去滤渣,则滤液中含有,电解生成,据此分析作答。
【详解】(1)①根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0,黄钾铁矾中铁元素的化合价为+3价。
②的价电子排布为,的价电子排布为,半充满结构更稳定,失去电子更困难,故。
(2)“粉碎”工序中,粉碎矿石的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率。
(3)“浸出还原”工序中,为氧化剂,为还原剂,被氧化为和S,结合体系中的硫酸,被还原的化学方程式为。
(4)已知25℃时BaS的溶解度为9.0g,为可溶物,“调pH”工序后,铜元素以形式存在,因此“沉铜”工序中发生反应的离子方程式为。
(5)“电解”工序中发生反应的化学方程式为,失去电子生成,因此,在电解池的阳极生成,电解废液为,可循环至“浸出还原”工序中综合利用。
(6)当转移0.2mol电子时,反应产生的电量,依据。
6.(1) 烧杯、漏斗、玻璃棒
(2)b
(3)
(4)
(5)重结晶
【分析】酸溶时金属氧化物、碳酸盐溶解,转换成相应离子,同时得到硅酸沉淀;除硅后溶液中主要有,加入将氧化,加入碱析时元素进入溶液中,过滤得到;氨解时不溶于氨水,因此滤渣2为;元素进入溶液中进行净化等后续处理,由此分析;
【详解】(1)酸溶中,发生反应的离子方程式:;在实验室中进行“过滤”操作,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)烃基为疏水基团,亲水基团通常是带电的极性基团,因此a端为疏水基团,b端为亲水基团;
(3)转化为,反应的离子方程式是:;由分析知滤渣2为;
(4)通入净化得到,氧化过程中与硝酸反应离子方程式为:,硝酸为氧化剂,为还原剂,二者物质的量之比;
(5)固体粗品经过重结晶可得到纯净的。
7.(1)
(2)0.4
(3) 与形成配合物可避免其水解
(4)1:2
(5)
(6) 面心
【分析】该工艺流程以高杂铜阳极泥为原料,先通过复合浸出环节,利用稀硫酸与NaCl溶液选择性浸出铋,同时使铅、银以硫酸盐、氯化物形式留存于浸出渣中;随后将浸出渣焙烧,在浓硫酸作用下使硒转化为SeO2气体挥发,实现硒与碲、铜的初步分离,挥发的SeO2经还原得到粗Se;焙烧后的蒸硒渣经水浸分铜,使铜以CuSO4形式浸出分离;最后分铜渣进入碱浸分碲环节,在NaOH与NaClO3作用下将TeO2氧化为易溶的碲酸盐,经后续处理得到粗TeO2;据此作答。
【详解】(1)基态Te原子的价层电子排布式:5s25p4;
(2)依题意,不能生成氯化铅沉淀;则先由硫酸铅的溶度积计算铅离子浓度:;再根据氯化铅溶度积计算氯离子最大浓度:,解得,即最大不超过0.4 mol/L;
(3)铋离子极易水解生成沉淀,加入氯化钠提供氯离子,与Bi3+形成配合物可避免其水解,提高铋的浸出率;浸出液加水稀释后配离子发生水解,生成氯氧化铋沉淀,离子方程式为:;
(4)亚硒酸被二氧化硫还原为单质硒,硒元素化合价从+4降至0,亚硒酸为氧化剂;二氧化硫被氧化为硫酸,硫元素化合价从+4升至+6,二氧化硫为还原剂;方程式为:;因此氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2;
(5)碱性条件下,氯酸根将二氧化碲氧化为碲酸根,自身被还原为氯离子;离子方程式为:;
(6)晶胞中Se和Cu之间的最短距离为小立方体体对角线的一半,即为;硒原子位于晶胞的顶点和面心位置;铜原子位于8个小立方体的体心,个数为8,硒原子个数为,铜原子与硒原子个数比为2:1,故化学式为Cu2Se。
8.(1)增大接触面积,提高浸出效率
(2)
(3)浸取
(4)、
(5)AD
(6)
(7)78.0
【分析】将充分粉碎的含钒钢渣使用浸取,结合已知信息①“该工艺中使用的溶液,故仅可选择性浸出一种元素,其他组分的浸出可忽略不计”可知,浸出的是,并在后续通过溶液沉钙,再利用盐酸和氨水再生溶液;滤渣中有、、、和钒的相关化合物,第一次酸浸取和,取滤渣进行第二次酸浸,和钒相关离子被浸出,滤渣为,再对滤液通过萃取、反萃取分离钒和铁两种元素,据此回答。
【详解】(1)粉碎的目的是增大接触面积,提高浸出效率;
(2)“浸取”时氯化铵与氢氧化钙反应生成氯化钙和氨水进入滤液,氨水与反应提供,故反应为;
(3)“沉钙”后,滤液的主要成分是和过量的,先加盐酸酸化除去和,再加氨水调pH值至6.4,此时混合液的主要成分是,结合已知信息①“该工艺中使用的溶液”,故混合液可以返回至“浸取”步骤;
(4)结合已知信息②和后续才进行沉钒的步骤可知,时,三价铁和钒元素并没有被浸出,被浸出的是和,此时阴离子为,故答案为、;
(5)A.钒与形成配位键,可以使钒进入有机相,A正确;
B.形成该配合物时,中心离子与两个带一个单位负电荷的P204阴离子配体结合,形成的配合物为电中性,钒元素的化合价仍为+4价,没有发生变化,B错误;
C.配合物与水形成氢键,不能解释钒进入有机相,C错误;
D.烷基具有疏水性,可以使其进入有机相,D正确;
故答案选AD;
(6)已知,,,则,,溶液中的总浓度为,则,,“沉钒”后溶液中;
(7)含钒钢渣中Ca的质量为,产出的15.60 kg 中Ca的质量为,则Ca的回收率为。
9.(1)ds
(2)Cu和Fe
(3) 会结合生成,并分解成气体逸出溶液,导致金无法被充分还原
(4)与的还原中间体发生了配体取代反应生成
(5)0.05
(6)D
【分析】电子废料(主要含Au、Pt、Cu、Fe)加入浓硝酸,Cu、Fe为活泼金属,可溶于浓硝酸,Au、Pt不溶于浓硝酸,加王水使Au、Pt溶解,加入选择性还原,生成沉淀金,被还原为,滤液氧化,加入饱和氯化铵沉铂,得到海绵铂,据此分析;
【详解】(1)周期表中ⅠB、ⅡB族元素属于ds区,Au为第6周期ⅠB族元素,因此属于ds区;
(2)电子废料中Cu、Fe为活泼金属,可溶于浓硝酸,Au、Pt不溶于浓硝酸,因此浓硝酸主要溶解Cu和Fe;
(3)①中为价,被还原为中价,作还原剂被氧化为,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平即可得到该离子方程式;
②过低即浓度过高,会与反应生成逸出,溶液中浓度降低,不利于金的还原沉淀,因此金回收率降低;
(4)还原后,还原中间体会与发生配体取代反应,总共需要约,当用量不足时,部分金以可溶性配离子留在溶液中,无法沉淀析出,因此回收率较低;
(5)根据溶度积公式,代入数据:,解得;
(6)四配位的平面正方形结构,中心离子的杂化类型为,杂化对应四面体结构,因此选D。
10.(1)
(2)将中的Mn还原为
(3)
(4) 12.3
(5) 2:3
(6) 直线形 4
【分析】正极材料主要含、碳粉和铝箔,加入溶液,只有Al和反应,生成,成为碱浸液的主要成分。往固体中继续加入、,可将中的Mn还原为,Li变为,在酸浸液中。加入溶液,通入空气,利用氧气将氧化为沉淀除去。溶液中的加入溶液调节pH,可生成沉淀,滤液中主要含有。
【详解】(1)铝具有两性,和反应生成,Al的化合价升高,则H的化合价降低生成,离子方程式为。
(2)酸浸液中含有,说明酸浸时Mn的化合价降低,则作还原剂,将还原为。
(3)沉锰时的反应物有、,溶液呈碱性,生成物有,离子方程式为。
(4)根据题意,的第三步电离方程式为,,则。当时,,则溶液的。所以当时,才有。沉锂后滤液中,而,所以。
(5)阴极发生还原反应,由图可知,反应物有,生成物有、,溶液呈酸性,电极反应式为。阴阳两极转移的电子个数相同,阴极变为,转移。阳极变为,转移。两者的最小公倍数为6,则。
(6)由图可知,黑球位于晶胞的顶点和内部,共有个。白球位于晶胞的面上,共有个。而物质的化学式为,则黑球表示。和互为等电子体,空间结构模型一致,而中的中心C原子的价层电子对为。空间结构为直线形。由图可知,以其中一个面心上的为参考,该晶胞中,与该离子距离最近且相等的为两个顶点和一个体心,共3个。一个面被两个晶胞共用,根据晶胞的对称性可知,另一个晶胞中体心处还有一个。综上,共4个。
11.(1)将废料粉碎(或适当升高温度、搅拌、增大酸浓度等,任写一条即可)
(2)
(3) 99.9% In3+的离子半径比Ga3+大,与P204形成的配合物更稳定(或配位常数更大)
(4) Ga3+沉淀不完全 Ga(OH)3溶解
(5)
(6)
【分析】退役CIGS()薄膜太阳能电池芯片中加入硫酸和过氧化氢酸浸,Se元素转化为,加入二氧化硫将还原为Se,过滤后,用P204三级逆流萃取,有机相含In、水相含Cu和Ga,有机相经HCl反萃取得到InCl3,水相中调节pH为4.5沉淀Ga为Ga(OH)3,分离Ga和Cu,过滤后在含Ga(OH)3的滤渣中加入NaOH溶解得到含的溶液,再电解得到Ga。
【详解】(1)提高浸出速率可从增大接触面积、升高温度、增大反应物浓度、搅拌等方面考虑,常见措施有将废料粉碎、适当加热、搅拌、增大酸浓度等。(任写一条即可)
(2)酸浸后,Se(Ⅳ)以形式存在,被SO2还原为单质Se,SO2被氧化为,则离子方程式为。
(3)初始In的浓度为13 g/L,萃余液中In的浓度为0.015 g/L,则萃取率为;In和Ga为同族元素,In3+半径大于Ga3+,与P204中的配位原子结合时空间位阻小,形成的配合物更稳定,配位常数更大,因此In易被萃取而Ga基本不被萃取。
(4)Al和Ga位于同一主族,因此Ga(OH)3与Al(OH)3性质相似,具有两性,pH过低时,Ga3+不能完全沉淀,pH过高时,Ga(OH)3溶解生成,导致镓损失。
(5)据分析,电解精炼或电沉积镓时,阴极为碱性条件下得电子还原为Ga单质,电极反应为。
(6)①磷化镓的晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Ga原子代替、顶点和面心的碳原子被P原子代替,设A1点坐标为(0,0,0),则Ga原子的分数坐标为,P原子位于顶点和面心,矩形中,该矩形内部x与y坐标相等,则处于该矩形内部的Ga原子的分数坐标为,故图3中Ga原子的位置为;
②一个晶胞中Ga的个数为4、P的个数为,即含有4个GaP,设立方晶胞的边长为a pm,则晶胞密度为,因此立方晶胞的边长为,如图所示,最近邻P和Ga原子距离为体对角线长的,即为。
12.(1)防止H2O2分解和盐酸挥发
(2)SiO2;Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O
(3)3.7pH<4.5
(4)0.5 mol/L
(5)NaCl
(6)=;
【分析】由辉铋矿(主要成分为,含FeS、CuO、等杂质)制备,向辉铋矿中加入H2O2和盐酸进行氧化浸取,发生的反应有:Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O,2FeS+3H2O2+6H+=2Fe3++2S↓+6H2O,CuO+2H+=Cu2++H2O,得到含S和SiO2的滤渣Ⅰ,滤液中含有Bi3+、Fe3+和Cu2+,再调节pH除去Fe3+,得到滤渣Ⅱ为Fe(OH)3,过滤后向滤液中加入氨水,发生反应Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+,过滤后加入硫化铵除铜,滤液中再加入NaOH、NaClO,发生反应Na++ClO-+Bi3++4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O,从而得到产品NaBiO3。
【详解】(1)溶浸”步骤使用了H2O2和盐酸,H2O2在高温下会发生分解,降低其氧化能力,同时盐酸也会因温度过高而挥发,所以需要控制温度不能过高;
(2)辉铋矿中的SiO2不与H2O2、盐酸反应,因此滤渣Ⅰ的主要成分为 S和SiO2;在H2O2和盐酸的作用下,发生氧化还原反应,转化为S单质和Bi3+,离子方程式为Bi2S3+3H2O2+6H+=2Bi3++3S+6H2O;
(3)结合已知信息③,当pH≥3.7时,Fe3+完全沉淀,为防止Bi3+沉淀,pH不能超过4.5,因此调节溶液的pH值的范围为3.7≤pH<4.5;
(4)已知CuS和的分别为和,溶液中S2-浓度相同, mol/L,再计算最大:Ksp(Bi2S3)=c2(Bi3+)c3(S2-),c(Bi3+)=mol/L;
(5)铋的氧化反应中,反应物为Bi3+、NaClO、NaOH,产物为NaBiO3,无气体生成, ClO-被还原为Cl-,结合Na+生成NaCl,因此“滤液Ⅱ”的主要溶质是氯化钠;
(6)面心立方晶胞中:Bi原子个数,四面体空隙数:8个,八面体空隙数:4个,根据化学式Li3Bi,晶胞中Li原子个数为,设四面体空隙填充n1个,八面体空隙填充n2个,则n1+n2= 12;由于四面体空隙最多填8个,故n1=8,n2=4;四面体空隙填充率:,八面体空隙填充率:,所以填充率相等;晶胞参数为a pm=cm,晶胞体积:cm3,一个晶胞中含有4个Li3Bi,晶胞总质量:g,密度g/cm3。
13.(1)Fe、Cu
(2)++2H+=HAsO2↓++H2O
(3)氧化Fe2+和HAsO2,使二者反应生成FeAsO4
(4) 1.2×10-6mol·L-1 锌是两性金属,pH过高,Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-
(5)Na2SO4
(6) X射线衍射仪 a
【分析】NaHSO3具有还原性,根据流程可知,向废液中加入NaHSO3,将As元素转化为HAsO2沉淀,将HAsO2烘干使之分解得As2O3,滤液中加入过量铁粉,置换出铜单质,滤液中加入H2O2,将Fe2+、HAsO2氧化得到FeAsO4沉淀,加入氢氧化钠调节pH,使铁、锌元素沉淀,废液中主要含有Na2SO4,据此分析;
【详解】(1)“还原”后滤液中含有Cu2+和少量Zn2+、HAsO2、SO等,“置换”步骤中,过量铁粉置换出Cu单质,“滤渣1”的主要成分是Fe、Cu。
(2)根据流程信息,“还原”步骤生成溶解度较小的HAsO2,HSO被氧化成SO,发生反应的离子方程式是++2H+=HAsO2↓++H2O;
(3)“置换”步骤所得溶液中含有Fe2+,Zn2+、HAsO2。“氧化沉砷”步骤生成FeAsO4,其中Fe显+3价,As显+5价,加入H2O2的目的是氧化Fe2+和HAsO2,使二者反应生成FeAsO4。
(4)Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=1.2×10-17,pH=8.5时,c(OH-)=10-5.5mol·L-1,c(Zn2+)==1.2×10-6mol·L-1;锌是两性金属,pH过高,Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-。
(5)“还原”步骤生成,“调pH”步骤又引入了Na+,“废液”中含有的溶质主要为Na2SO4。
(6)①测定As2O3晶体结构的常用仪器是X射线衍射仪;
②砷华由As4O6分子类似金刚石的结构堆积而成,构成晶胞的粒子为分子,砷华的晶体类型是分子晶体;
③根据砷华晶胞结构可知,一个晶胞中含有8个As4O6分子,砷华的密度=g·cm-3。
14.(1)4s24p1
(2)
(3)>
(4)
(5)二次酸浸
(6) H2SO4 Na2GeO3
(7) 4 12 4×10-3
【分析】锌浸渣(含ZnFe2O4、Ga2O3、GeO2、PbO及SiO2等)在一次酸浸中加入硫酸( )和少量单宁酸。目的是溶解大部分金属氧化物,得到含有ZnSO4、Fe2(SO4)3的溶液,过滤后的滤渣用草酸溶液二次酸浸,镓、锗、铁分别以、、的形式进入溶液, 不溶于酸,铅离子( )则形成难溶的草酸铅( )沉淀,滤渣是“铅硅渣”( 和未除尽的 ),滤液中加入铁粉(Fe),目的是将溶液中的铁元素以草酸亚铁( )的形式沉淀出来,需要将 还原为 ,加入萃取剂(R),将溶液中的镓和锗的络合物从水相转移到有机相中,实现与其它杂质离子的分离,然后通过反萃取将镓和锗从有机相中分别提取出来,实现两者的分离。
【详解】(1)镓(Ga)的原子序数是31,核外电子排布为 ,价层电子排布式为 。
(2)由分析可知,ZnFe2O4与H2SO4发生反应生成 、 和 ,根据原子守恒配平化学方程式: 。
(3)已知:25℃时,,草酸的第一步电离平衡为: ,其电离常数表达式为: =10-1.25,已知滤液的pH < 1,所以 mol/L, ,所以 。
(4)由分析可知,“除铁”过程中,Fe和及过量的反应生成和,根据得失电子守恒和原子守恒配平离子方程式为:。
(5)“萃取”过程是将镓和锗的配合物从水相转移到有机相。萃取后剩下的水相称为“萃余液”。该溶液中主要含有草酸根离子( ),这与“二次酸浸”步骤所用的草酸溶液成分相似。因此,将萃余液循环利用到“二次酸浸”工序中,可以节约原料,降低成本。
(6)①根据图示转化关系,镓的配合物 在酸性条件下会转化为 进入水相,而锗的配合物 在酸性条件下不反应,仍留在有机相。因此,第一阶段加入硫酸( )溶液,可以使镓从有机相进入水相,实现初步分离。
②第一阶段分离后,有机相中主要含有锗的配合物。根据图示,锗的配合物在碱性条件下会转化为 进入水相。因此,向该有机相中加入氢氧化钠()溶液,可以使锗从有机相进入水相,得到含锗的化合物,如 (锗酸钠)。
(7)①观察晶胞图,金属节点分布在8个顶点和6个面心,个数为=4;
②观察晶胞图,两个金属节点之间的最近距离为面对角线的一半,晶胞边长为 ,面对角线长度为 ,因此最近距离为:,在面心立方结构中,每个金属节点(无论是顶点还是面心)的配位数为12,由于每两个最近的金属节点之间有一个桥联配体,因此每个金属节点连接的桥联配体数目为12个;
③根据题目图示,晶胞内部有8个空隙(图中白色圆圈表示),这些空隙位于晶胞的8个小立方体中心。每个空隙可以吸附1个Ge(IV),因此1个晶胞可以吸附8个Ge(IV)。1 mol晶胞的质量为2000 g,1 mol晶胞中含有 个晶胞,每个晶胞可吸附8个Ge(IV),因此1 mol晶胞可吸附 个Ge(IV),即8 mol Ge(IV)。吸附量 定义为单位质量的MOFs材料可吸附Ge(IV)的物质的量,即:或4×10-3mol·g-1。
15.(1)4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O
(2)CuS+2H+=Cu2++H2S K=4.8×10-16,反应几乎不发生
(3)pH过小,抑制反应Ⅰ和反应Ⅱ发生,导致Cu2O减少,使产率降低
(4)防止铁与铜离子、氢离子反应,使反应釜破损
(5) 4
(6)甲烷、焦炭
【分析】硫化铜精矿的主要成分CuS,含FeS、ZnS等杂质,加入稀硫酸,通入高压氧,溶解,得到硫酸铜、硫酸铁、硫酸锌的混合溶液,通入氨气,调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤除去,向滤液中通入高压氢气,还原铜离子,过滤,得到含有硫酸锌的滤液和铜粉,据此分析,
【详解】(1)“浸取”时,有淡黄色沉淀S生成,浸取FeS的离子方程式4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O;
(2)CuS+2H+=Cu2++H2S,K=,反应不能发生;
(3)若pH为1,铜还原率降低至10%,铜还原率降低的主要原因pH过小,抑制反应Ⅰ和反应Ⅱ发生,导致Cu2O减少,使产率降低;
(4)Fe可以和铜离子、氢离子反应,“高压氢还原”使用内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜,聚四氟乙烯的作用为防止反应釜中的Fe与Cu2+、H+反应,使反应釜破损;
(5)
图a纤锌矿型ZnO晶体中Zn2+的配位数为4;闪锌矿型中Zn2+填入O2-所形成的“正四面体”空隙中,俯视图中Zn2+的位置;
(6)若用标记乙醇,13C的碳原子在甲基上,观察可知,甲基上碳原子最终转化为CH4和焦炭,故最终产物中含13C的物质为甲烷、焦炭。
先人一步 成就梦想
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