2026届高考化学二轮《化学工艺流程》大题专练03

2026届高考化学二轮《化学工艺流程》大题专练(三) 1．金属铟(In)因其优异性能，被广泛地应用于高新技术领域，某工厂从金属冶炼过程中产生的金属废渣(In2O3、Fe2O3、ZnO及少量不与酸反应的杂质)中回收铟的流程如下： 已知信息：①Zn的性质与Al相似。 ②室温下：Ksp[In(OH)3]＝1.0×10-28，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38。 ③溶液中某离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1，认为该离子沉淀完全。回答下列问题： (1)“操作1”为 。 (2)“中和”时加入Na2CO3，生成红褐色沉淀并有气体产生，该过程主要反应的离子方程式为 。 (3)“酸浸2”后溶液中In3+浓度为0.1mol·L-1，则加入Na2CO3进行“中和”时，pH调节范围为 。 (4)“电解”时，粗铟接直流电源的 (填“正极”或“负极”)。 (5) In3+可以与SO形成配合物，1mol[In(SO4)2]－中含有σ键的数目为 NA。 (6)磷化铟晶体的载流子迁移率大，可用于制造高速电子器件，如高速晶体管和高电子迁移率晶体管。磷化铟的立方晶胞(晶胞参数为apm)如下图所示，其化学式为 ；以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，图中a原子的分数坐标为(0,,)，则b原子的分数坐标为 ；已知晶胞参数a＝0.587 nm，则InP晶体的密度为 g/cm3(列出计算式即可，阿伏加德罗常数的近似值为6.02×1023）。 答案：(1)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 (2)3CO＋2Fe3+＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑ (3)3.0≤pH＜5.0 (4)正极 (5)10 (6) InP (,,) /(0.587×10-7)3 解析：废渣在pH值5.0~5.4之间酸浸，ZnO溶于硫酸得到ZnSO4溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·7H2O；浸渣1是Fe2O3和In2O3及不溶于酸的杂质，再酸浸2，得到浸渣2是不溶于酸的杂质，溶液用Na2CO3中和，得到浸渣3是Fe(OH)3沉淀，溶液中的In3+被Zn还原得到粗铟，最后电解精炼得到精铟。 (1)操作1是从溶液中得到ZnSO4·7H2O晶体，具体操作为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥； (2)“中和”时加入Na2CO3，Fe3+与CO发生双水解反应，生成红褐色沉淀Fe(OH)3和CO2气体，该过程主要反应的离子方程式为：3CO＋2Fe3+＋3H2O＝2Fe(OH)3↓＋3CO2↑； (3)“酸浸2”后溶液中In3+浓度为0.1mol·L-1，则加入Na2CO3进行“中和”时，让Fe3+完全沉淀，浓度小于等于10-5mol/L，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38＝c(Fe3+)×c3(OH-)，10-5×c3(OH-)＝1.0×10-38，得出c(OH-)≥10-11mol/L，c(H+)≤10-3mol/L，pH≥3，In3+浓度为0.1mol·L-1不沉淀，Ksp[In(OH)3]＝1.0×10-28＝c(In3+)×c3(OH-)，0.1×c3(OH-)＝1.0×10-28，得出c(OH-)＜10-9mol/L，c(H+)＞10-5mol/L，pH＜5，调节范围为：3.0≤pH＜5.0； (4)粗铟电解精炼时，粗铟做阳极，精铟做阴极，粗铟接直流电源的正极； (5) 1mol[In(SO4)2]－中硫氧键为8NA，配位键为2NA，含有σ键的数目为10NA； (6)P原子位于立方晶胞的顶角和面心，1个晶胞中含有P的个数为8×+6×＝4个，In都位于内部有4个，化学式为InP；b的坐标分数(,,)；晶胞质量m＝，晶胞体积V＝a3＝(0.587×10-7)3cm3；晶体的密度密度ρ＝m/V＝ /(0.587×10-7)3 2．六水氯化锶(SrCl2∙6H2O)是实验室重要的分析试剂。工业上常以天青石(主要成分为SrSO4，含少量BaSO4)为原料制备，生产流程如图： 已知：①25℃时，BaSO4的Ksp为1.1×10-10，SrSO4的Ksp为3.3×10-7。 ②SrCl2∙6H2O (摩尔质量为267g/mol)，易溶于水，微溶于无水乙醇和丙酮。 (1)关于上述实验操作下列说法不正确的是_______。 A. 工业上天青石焙烧前应先研磨粉碎，是为了提高化学反应速率 B. 步骤III，若要从滤液中得到大颗粒的高纯六水氯化锶晶体，需将滤液蒸发浓缩并快速降温结晶 C. 过滤后为除去SrCl2∙6H2O晶体表面的杂质，应向过滤器中加冷水浸没，洗涤晶体2～3次 D. 为得到无水SrCl2，可直接加热SrCl2∙6H2O脱去结晶水获得 (2)步骤I的化学方程式为_______。 (3)经盐酸浸取后的溶液中除含有Sr2+和Cl－外，还有少量的Ba2+杂质。为了除去杂质Ba2+，同时提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于_______mol·L-1。 (注：通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mol/L时，离子完全沉淀) (4)产品纯度检测：称取10.000g产品配成100mL溶液，移取10.00mL溶液于锥形瓶中，向其中加入含溶质为0.011mol的AgNO3溶液。溶液中除Cl－外，不含其它与Ag+反应的离子，待Cl－完全沉淀后，滴入1～2滴含Fe3+的溶液作指示剂，用0.200mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。 ①配制100mL样品溶液需要用到下列所有操作： a．打开容量瓶玻璃塞，加入适量水，塞紧塞子，倒立； b．冷却至室温； c．将溶液转移到容量瓶中； d．轻轻振荡容量瓶； e．将塞子反转180度，倒立； f．称取10.000g试样置于烧杯中，加入适量水充分溶解； g．洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次； h．定容，摇匀。 请给出上述操作的正确顺序：_______(操作可重复使用)。 a→e→f→______→______→______→______→______→h ②下列有关上述滴定操作的说法正确的是_______。 A．滴定管活塞涂凡士林：用手指蘸取少量凡士林涂抹一薄层在活塞a、c(如下图)处的四周，平行插入活塞槽中，然后朝同一个方向转动 B．滴定开始时可将液体成线状快速流下，接近终点时减慢滴加速度，眼睛注视滴定管中液面变化 C．当加入最后半滴NH4SCN溶液时，溶液颜色从红色刚好变为无色，且半分钟内不变色 D．读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直 E．第一次滴定终点时，若测得消耗标准液体积小于5.00mL，则第二次滴定时可稀释待测液后重新滴定来减小误差 ③达到终点时，消耗NH4SCN溶液如下表： 实验 消耗NH4SCN溶液体积(mL) 第一次 19.98 第二次 18.73 第三次 20.02 则产品中SrCl2∙6H2O的质量百分含量为_______。 答案：(1)BC (2)SrSO4＋4CSrS＋4CO↑ (3)0.03 (4)①bcgcd ②AD ③93.45％ 解析：以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备六水氯化锶(SrCl2·6H2O)，由流程可知，天青石和碳隔绝空气高温焙烧生成CO、SrS，SrS加盐酸后溶液中除含有Sr2+和Cl-外，还含有少量Ba2+杂质，然后加硫酸生成硫酸钡沉淀，所以过滤后滤渣为硫酸钡，滤液中含SrSO4、SrCl2，最后蒸发、冷却结晶得到SrCl2·6H2O。 (1)A．研磨粉碎的目的是增加反应物的接触面积，提高反应速率，提高原料的转化率，故A正确； B．步骤III，若要从滤液中得到大颗粒的高纯六水氯化锶晶体，需将滤液蒸发浓缩并缓慢降低温度，逐渐结晶，故B项错误； C．由于SrCl2·6H2O易溶于水，因此不能用冷水洗涤晶体，SrCl2·6H2O微溶于无水乙醇和丙酮，可用无水乙醇或丙酮洗涤，故C项错误； D．Sr元素位于第五周期IIA族，由此可知Sr(OH)2为强碱，加热SrCl2·6H2O可知直接获得无水SrCl2，故D项正确； 综上所述，不正确的为BC。 (2)步骤I中SrSO4与C隔绝空气高温焙烧生成CO、SrS，SrSO4中只有S被还原，且1mol SrSO4反应电子转移8mol，则该反应的化学方程式为SrSO4＋4CSrS＋4CO↑。 (3)当溶液中Ba2+浓度为1×10-5mol/L时，溶液中c(SO)＝＝＝1.1×10-5mol/L，Sr2+沉淀的最低浓度为＝＝0.03mol/L，由此为保证滤液中Sr2+不发生沉淀，则Sr2+的最高浓度为0.03mol/L。 (4)①配制100mL样品溶液的操作步骤为：计算、容量瓶检漏、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、摇动、定容、摇匀，所以正确操作顺序为aefbcgcdh； ②滴定过程中需时刻留意锥形瓶中颜色变化，故B错误；达到滴定终点时，最后半滴滴入的KSCN溶液与Fe3+反应生成Fe(SCN)3，溶液由无色变为红色，且半分钟不恢复至无色，故C项错误；滴定过程中消耗标准液的体积由剩余Ag+的物质的量决定，与溶液中Ag+的浓度无关，因此稀释不能起到减小误差的作用，故E项错误。 ③第二次数据相较于其余两组数据偏差较大，应舍去，即消耗NH4SCN溶液的平均体积为＝20.00mL，因此Ag+与Cl－反应后剩余的Ag+的物质的量为20×10-3L×0.2mol/L＝4×10-3mol，故Ag+与Cl－反应消耗Ag+的物质的量为0.011mol－0.004mol＝0.007mol，100mL产品液中含有SrCl2的物质的量为×＝0.035mol，则产品中SrCl2∙6H2O的质量百分含量为×100%＝93.45%。 3．以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含H2SO4，还有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)为原料，制备锰锌铁氧体[MnxZn1-xFe2O4]的流程如下： 已知：① 25℃时，Ksp(MgF2)＝7.5×10-11，Ksp(CaF2)＝1.5×10-10；酸性较弱时，MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配离子(M代表金属元素)； ② (NH4)2S2O8在煮沸时易分解. (1)酸浸过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2+，其中MnO2参与反应的离子方程式为 。 (2)氧化时加入H2O2将Ti3+、Fe2+氧化，再加入Na2CO3调节溶液pH为1～2，生成偏钛酸(H2TiO3)和黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，使得钛、钾得以脱除。 ①加入Na2CO3生成黄钾铁矾的离子方程式为 。 ②若加入Na2CO3过多，将导致产品的产率下降，其原因是 。 (3)①氟化过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图1所示。当2.5＜pH＜4.0时，溶液pH过高或过低，Ca2+、Mg2+去除率都会下降，其原因是 。 ②氟化后，溶液中为 。 ③CaF2晶胞结构如图2所示，若该立方晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数：计算晶体的密度为 g•cm-3(列出表达式)。 ④某种铜银合金晶体具有储氢功能，它是面心立方最密堆积结构，Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu、Ag原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为 。 (4)共沉淀前，需测定溶液中锰元素含量。先准确量取1.00 mL氟化后溶液于锥形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸银(Ag+是催化剂)溶液振荡；将溶液加热至80℃，加入3 g (NH4)2S2O8充分反应后，再将溶液煮沸，冷却后，再用0.0700 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至溶液由浅红色变为无色。请写出Mn2+与S2O反应的离子方程式 。 答案：(1)2Fe2+＋MnO2＋4H+ ＝Mn2+＋2Fe3+＋2H2O (2) ①2K+＋6Fe3+＋4SO＋6CO＋6H2O＝K2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋6CO2↑ 加入Na2CO3过多，pH过大，生成Fe(OH)3沉淀 (3) ①pH过低，溶液酸性较强，F-转化为弱酸HF，溶液中F-浓度减小，Ca2+、Mg2+去除率减小；pH过高，MgF2、CaF2沉淀转化为[MFn]2-n配离子，沉淀重新溶解，Ca2+、Mg2+的去除率降低 ②0.5 ③ ×1030 ④Cu3AgH8 (4)2Mn2+＋5S2O＋8H2O2MnO＋10SO+16H+ 解析：(1)MnO2被溶液中的FeSO4还原为Mn2+，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2Fe2+＋MnO2＋4H+ ＝Mn2+＋2Fe3+＋2H2O。 (2)①加入Na2CO3调节溶液pH为1～2，生成黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]的离子方程式为2K+＋6Fe3+＋4SO＋6CO＋6H2O＝K2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋6CO2↑； ②若加入Na2CO3过多，溶液碱性变强，pH过大，生成Fe(OH)3沉淀。 (3)①当2.5＜pH＜4.0时，溶液pH过高或过低，Ca2+、Mg2+去除率都会下降，其原因是：pH过低，溶液酸性较强，F-转化为弱酸HF，溶液中F-浓度减小，Ca2+、Mg2+去除率减小；pH过高，MgF2、CaF2沉淀转化为[MFn]2-n配离子，沉淀重新溶解，Ca2+、Mg2+的去除率降低； ②氟化后，溶液中＝＝＝0.5； ③CaF2晶胞结构如图2所示，Ca2+的个数为8×＋6×＝4，F-的个数为8，若该立方晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数，计算晶体的密度为ρ＝g∙cm-3＝×1030g∙cm-3。 ④Cu原子个数＝6×＝3、Ag原子个数＝8×＝1、H原子个数为8，其化学式为Cu3AgH8。 (4)用0.0700 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至溶液由浅红色变为无色，说明S2O具有氧化性，SO可以将Mn2+氧化为MnO，S2O转化为SO，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2Mn2+＋5S2O＋8H2O2MnO＋10SO+16H+。 4．火法炼铅烟尘的主要成分为SiO2、PbSO4及铜、锌、镉、砷的氧化物，回收处理炼铅烟尘可实现资源再生。某工艺流程如图： 已知：i．CdSO4易溶于水，热稳定性好； ii．Ksp(PbCl2)＝2.0×10-5，Ksp(PbSO4)＝1.5×10-8。 (1)基态Pb原子的价电子排布式为 。 (2)步骤①中浓硫酸可将As2O3氧化成H3AsO4，该化学反应方程式为 。 (3)滤渣Ⅰ成分有 （填化学式）。 (4)反应相同时间，步骤①浓硫酸活化中酸矿体积质量比和硫酸质量浓度对各元素浸出率的影响如图所示，则最优的反应条件是酸矿体积质量比为 ，硫酸质量浓度为 。 (5)步骤③中饱和NaCl溶液的作用是 。 (6)步骤④的操作为冷却、稀释，请从化学平衡移动原理分析这样操作的原因： 。 (7)步骤⑤中，当Cl－浓度为0.6mol/L时，为 。 答案：(1)6s26p2 (2)As2O3＋2H2SO4(浓)＋H2O2H3AsO4＋2SO2↑ (3) SiO2、PbSO4 (4)1.1．1 60g∙L-1 (5)使PbSO4转化成PbCl，与不溶杂质分离开 (6)因存在平衡PbCl2(s)＋2Cl－(aq)PbCl(aq) △H＞0，降温、稀释平衡逆向移动，有利于生成更多的PbCl2(s) (7)×104 解析：炼铅烟尘浓硫酸活化后稀硫酸浸取，滤渣1为SiO2、PbSO4，滤液1中含：H3AsO4、ZnSO4、CdSO4、CuSO4；滤渣1与浓盐酸、饱和氯化钠溶液在加热条件下反应得到含PbCl的溶液，滤渣II为：SiO2；步骤④的操作为冷却、稀释，PbCl2(s)＋2Cl－(aq)PbCl(aq) △H＞0平衡逆向移动，析出PbCl2；再加饱和硫酸钠溶液发生沉淀转化，生成PbSO4。 (1)基态Pb原子的价电子排布式为：6s26p2； (2)步骤①中浓硫酸可将As2O3氧化成H3AsO4，该化学反应方程式为：As2O3＋2H2SO4(浓)＋H2O2H3AsO4＋2SO2↑； (3)根据分析，滤渣Ⅰ成分有：SiO2、PbSO4； (4)由图可知，当酸矿体积质量比为1.1/1，硫酸的质量浓度为：60g/L时，杂质元素的浸出率达到最高，利于除去； (5)步骤③中饱和NaCl溶液的作用是：使PbSO4转化成PbCl，与不溶杂质分离开； (6)步骤④的操作为冷却、稀释，原因：因存在平衡PbCl2(s)＋2Cl－(aq)PbCl(aq) △H＞0，降温、稀释平衡逆向移动，有利于生成更多的PbCl2(s)； (7)步骤⑤中，当Cl－浓度为0.6mol/L时，＝＝＝＝×104。 5．二硼化钛(TiB2)的熔点是2980℃，有很高的硬度，可用于制备复合陶瓷、熔融金属坩埚、电解池电极。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图所示。 已知：①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置。 ②B2O3高温下蒸气压大、易挥发。 ③“酸解”在加热条件下进行，TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。 回答下列问题： (1)基态Ti原子的价层电子的轨道表示式为_______。 (2)“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、_______。“酸解”后的滤渣中主要成分为_______(填化学式)。 (3)“水解”在沸水中进行，反应的离子方程式为_______。 (4)“热还原”中发生反应的化学方程式为_______。B2O3的实际用量超过了理论上化学计量所要求的用量，原因是_______。 (5)原料中的B2O3可由硼酸(H3BO3)脱水制得。以Na[B(OH)4]为原料，用电渗析法制备硼酸的装置如图所示。已知装置中阳离子交换膜只允许阳离子通过，关闭NaOH溶液进、出口阀门后电解一段时间，NaOH溶液的质量变化为33g，则产品室中制得H3BO3的质量为_______g。 (6)某种含钠晶体是一种高温超导母体，其晶胞结构如图甲所示(α＝β＝γ＝90o)，Ti原子与As原子构成的八面体如图乙所示。1个晶胞中由Ti原子与As原子构成的八面体的平均数目为_______。 答案：(1) (2)Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe3+ ；SiO2 (3) TiO2+＋(x＋1)H2OTiO2∙xH2O↓＋2H+ (4)TiO2＋B2O3＋5C TiB2＋5CO↑；B2O3高温下蒸气压大、易挥发因此B2O3只有部分参加反应 (5) 93 (6)2 解析：工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2，加入稀盐酸，SiO2、TiO2不溶解，TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+，酸解后过滤所得滤渣为SiO2，水解过滤得TiO2∙xH2O，TiO2∙xH2O脱水后得到的TiO2在电弧炉中与B2O3和C发生“热还原”反应生成TiB2和CO，据此分析解题。 (1)Ti是22号元素，其价层电子的轨道表示式为； (2)加入稀盐酸，只有SiO2、TiO2不溶解，因此“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe3+，“酸解”后的滤渣中主要成分为SiO2； (3)“水解”在沸水中进行，TiO2+在沸水中形成TiO2∙xH2O，方程式为：TiO2+＋(x＋1)H2OTiO2∙xH2O↓＋2H+； (4) TiO2∙xH2O脱水后TiO2在电弧炉中与B2O3和C发生“热还原”反应生成TiB2和CO，方程式为TiO2＋B2O3＋5CTiB2＋5CO↑；B2O3高温下蒸气压大、易挥发，因此B2O3只有部分参加反应，其实际用量超过了理论上化学计量所要求的用量； (5)根据题图可知，有稀硫酸的一极为阳极，1膜为阳离子交换膜，氢离子由左边极室通过1膜进入产品室，2膜为阴离子交换膜，原料室中的[B(OH)4]－通过2膜进入产品室，产品室中发生反应的离子方程式为H+＋[B(OH)4]－＝H3BO3＋H2O；原料室中的钠离子通过阳膜进入右侧极室，由电荷守恒可知，当电路中通过1mol电子时，NaOH溶液的质量变化为23g－1g＝22g，此时制得H3BO3的物质的量为1mol，质量为62g，若反应前后NaOH溶液的质量变化为33g，则制得H3BO3 的质量为×33g＝93g； (6)由图可知，Ti原子与As原子构成的八面体位于晶胞顶点和体内，个数为8×＋1＝2。 6．电解锰渣含有MnO2、MnCO3、FeCO3、CaO、SiO2等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含SO2、O2、N2等)中SO2的同时，实现电解锰渣的资源化利用。 (1)上述流程中为增大反应速率采取的措施有___________。 (2)电解锰渣中的MnO2能吸收烟气中的SO2，反应的方程式为___________。 (3)电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度(mol/L)及pH在脱硫过程中的变化如下。 Mn2+ Ca2+ Fe2+ SO pH 0min 2.5×10-6 3.8×10-5 2.3×10-6 6.6×10-4 7.5 180min 1.3×10-4 2.2×10-4 7.5×10-5 1.7×10-2 1.7 ①用方程式表示脱硫过程溶液pH降低的原因___________。 ②分析浆液中Mn2+浓度增大的原因： i．MnO2被SO2还原。 ii．MnO2被Fe2+还原，离子方程式为___________。 iii．___________(用离子方程式表示)。 (4)电解获得MnO2，装置如下图所示： ①滤液2在电解池___________(填“阳”或“阴”)极放电产生MnO2。 ②净化过程须除去Fe2+。研究发现，滤液2中即使含有少量Fe2+，也会导致MnO2产率大幅降低，分析原因：___________。 答案：(1)研磨、搅拌 (2)MnO2＋SO2＝MnSO4 (3)①O2＋2SO2＋2H2O2H2SO4 ②MnO2＋2Fe2+＋4H+＝Mn2+＋2Fe3+＋2H2O；MnCO3＋2H+＝Mn2+＋H2O＋CO2↑ (4)①阳 ②Fe2+还原MnO2生成Fe3+，Fe3+在阴极放电又生成Fe2+(Fe3+＋e－＝Fe2+)，上述过程不断循环(或其他合理答案) 解析：电解锰渣含有MnO2、MnCO3、FeCO3、CaO、SiO2，研磨、搅拌，电解硫酸锰溶液得到二氧化锰和氢气、硫酸，电解残液混合制成浆液，浆液通入烟气，得到含有硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸的溶液，除去硫酸亚铁、硫酸钙，电解硫酸锰溶液得到二氧化锰。 (1)根据影响反应速率的因素，上述流程中为增大反应速率采取的措施有研磨、搅拌； (2)MnO2具有氧化性，吸收SO2生成硫酸锰，反应的方程式为MnO2＋SO2＝MnSO4； (3)①脱硫过程中二氧化硫、氧气、水反应生成硫酸，使溶液pH降低，反应方程式为O2＋2SO2＋2H2O2H2SO4； ②分析浆液中Mn2+浓度增大的原因：i．MnO2被SO2还原；ii．MnO2被Fe2+还原，Mn元素化合价由+4降低为+2、Fe元素化合价由+2升高为+3，根据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2+＋4H+＝Mn2+＋2Fe3+＋2H2O；iii. MnCO3与硫酸反应生成硫酸锰、二氧化碳、水，反应的离子方程式为MnCO3＋2H+＝Mn2+＋H2O＋CO2↑； (4)①滤液2中含有硫酸锰，锰离子失电子发生氧化反应生成MnO2，所以在电解池阳极放电产生MnO2； ②Fe2+还原MnO2生成Fe3+，Fe3+在阴极放电又生成Fe2+，上述过程不断循环，也会导致 MnO2 产率大幅降低； 7．工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te)，含少量的Ag、Au]回收碲和氧化铜，其工艺流程如图： 已知：①H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸 ②CuC2O4的Ksp为2.2×108 (1)Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。TeO的空间构型为_______。 (2)“氧化酸浸”步骤的氧化产物为_______，“滤渣”的成分是_______。该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大，原因可能是_______。 (3)“沉淀”步骤，若要使Cu2+完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L)，应控制C2O的浓度不低于_____。 (4)“还原”步骤反应的离子方程式为_______。 (5)CuO可催化消耗血糖，从而控制血糖浓度。一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，b电极的电极反应式为________。 答案：(1)四；ⅠB；三角锥形 (2)H2TeO3、CuSO4 ； Ag、Au ；氧化产物中的Cu2+对H2O2分解有催化作用 (3)2.2×10-3mol/L (4) H2TeO3＋2SO＝2SO＋Te↓＋H2O (5)Cu2O－2e－＋2OH－＝2CuO＋H2O 解析：铜阳极泥的主要成分为Cu2Te，含少量的Ag、Au，在稀硫酸中溶解，并加入过氧化氢，得到H2TeO3、Au、Ag、硫酸铜溶液，然后过滤，滤液①含有硫酸铜和H2TeO3，滤渣中含有Au、Ag，在滤液①中加入草酸钠，H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸，草酸钠与硫酸铜反应生成草酸铜沉淀，过滤，滤渣为草酸铜，加热分解生成铜；滤液②中含有H2TeO3和硫酸钠，加入亚硫酸钠溶液，可将溶液中的H2TeO3还原为Te，同时得到硫酸钠； (1)Cu位于元素周期表第四周期第ⅠB族；TeO的中心原子Te的价层电子对数为3＋(6＋2－3×2)＝4，有一对孤电子对，空间构型为三角锥形； (2)“氧化酸浸”步骤的氧化产物为H2TeO3、CuSO4，“滤渣”的成分是Ag、Au；该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大，原因可能是氧化产物中的Cu2+对H2O2分解有催化作用； (3) CuC2O4的Ksp为2.2×10-8，离子浓度小于1×10-5mol/L时，离子即完全沉淀。若要使Cu2+完全沉淀，应控制C2O的浓度不低于＝2.2×10-3mol/L； (4)加入亚硫酸钠溶液，可将溶液中的H2TeO3还原为Te，同时得到硫酸钠，还原反应的离子方程式为H2TeO3＋2SO＝2SO＋Te↓＋H2O，故答案为：H2TeO3＋2SO＝2SO＋Te↓＋H2O； (5)电池开始工作时，a电极为电池正极，血液中的O2在a电极上得电子生成OH－，电极反应式为O2 ＋4e－＋2H2O＝4OH－；b电极为电池负极，Cu2O在b电极上失电子转化成CuO，电极反应式为Cu2O－2e－＋2OH－＝2CuO＋H2O，然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸，CuO被还原为Cu2O，电池总反应为2C6H12O6＋O2＝2C6H12O7。 8．从钴废催化剂中提取钴和铝的工艺流程如图所示： 已知：钴废催化剂中含有Al2O3、CaO、Co、SiO2等。 (1)Cr在元素周期表的位置为___________。 (2)滤渣的主要成分为___________。 (3)沉铝时发生反应的离子方程式为___________。 (4)“沉钴”时，温度与钴的沉淀率的关系如图所示，沉淀反应时间为10min，反应温度为50℃以上时，温度升高，而钴的沉淀率下降，可能原因为___________。 (5)测定产品中草酸钴晶体的质量分数：称取草酸钴样品3.050g，用稀硫酸酸化，加入100.00mL0.1000mol/L KMnO4溶液，加热(该条件下Co2+不被氧化)，充分反应后将溶液冷却至室温，将溶液完全转移到250mL容量瓶中定容。然后取25mL用0.2000mol/LFeSO4溶液进行滴定，到达滴定终点后，消耗18.00mLFeSO4溶液。 ①若用盐酸酸化，则测得的草酸钴晶体的质量分数会___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 ②计算样品中草酸钴晶体CoC2O4∙2H2O的质量分数为___________。 (6)在空气中加热18.3gCoC2O4∙2H2O，其失重图像如图，已知：b点固体对应的化学式为Co3O4。 ①a点对应固体的成分是：___________(填化学式)。 ②b→c段反应的化学方程式为：___________。 答案：(1)第四周期第VIB族 (2)CaSO4、SiO2 (3)Al3+＋3HCO＝Al(OH)3↓＋3CO2↑ (4)草酸钴的溶解度随温度的升高而逐渐增大 (5) ①偏大 ②42.00% (6)①CoC2O4 ②2Co3O46CoO＋O2↑ 解析：含钴废料中加入硫酸，滤液可得Al3+、Co2+，滤渣可得，CaSO4、SiO2，萃取分离后，加入(NH4)2C2O4，产生CoC2O4，向Al3+溶液中加入NH4HCO3，生成Al(OH)3，以此分析； (1)Cr为24号元素，第四周期ⅥB元素；故答案为：第四周期第ⅥB族； (2)根据分析，滤渣为CaSO4、SiO2；故答案为：CaSO4、SiO2， (3)沉铝时，向Al3+溶液中加入NH4HCO3，发生双水解生成Al(OH)3，Al3+＋3HCO＝Al(OH)3↓＋3CO2↑；故答案为：Al3+＋3HCO＝Al(OH)3↓＋3CO2↑； (4)草酸钴的溶解度随温度的升高而逐渐增大，反应温度为50℃50℃以上时，温度升高，而钴的沉淀率下降；故答案为：草酸钴的溶解度随温度的升高而逐渐增大； (5)①若用盐酸酸化，盐酸会与KMnO4溶液反应，则硫酸亚铁用量会变少，故测得的草酸钴晶体的质量分数会偏大；故答案为：偏大； ②滴定消耗18.00mL0.2000mol/L硫酸亚铁溶液，则由得失电子数目守恒可知，与草酸钴反应的高锰酸钾的物质的量为0.1000mol/L×0.100L－0.200mol/L×0.018L×10×＝0.028mol，由得失电子数目守恒可知，样品中草酸钴晶体的质量分数为×100%＝42.00%；故答案为：42.00%； (6)①CoC2O4∙2H2O的物质的量为＝0.1mol，其中H2O的物质的量为0.2mol，质量为3.6g，a点损失质量18.3g－3.6g＝14.7g，分子式为CoC2O4；故答案为：CoC2O4； ②固体Co元素质量为59g/mol×0.1mol＝5.9g，c点质量为7.5g，剩余固体质量为7.5g－5.9g＝1.6g，则为0.1molO的质量，所有c点为CoO；根据b点固体质量为8.03g，则Co和O的个数比为3∶4，则由b-c为，Co3O4受热生成CoO，2Co3O46CoO＋O2↑；故答案为：2Co3O46CoO＋O2↑。 9．煤气化渣属于大宗固废，主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺，制备钠基正极材料NaFePO4和回收Al2O3的流程如下： 已知： ①25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10-33，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12； ②2Na[Al(OH)4](aq)Al2O3∙3H2O(s)＋2NaOH(aq)。 回答下列问题： (2)“滤渣”的主要成分为_______(填化学式)。 (2)25℃时，“碱沉”控制溶液pH至3.0，此时溶液中c(Fe3+)＝_______mol·L-1。 (3)“除杂”时需加入的试剂X是_______。 (4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”的作用是________________，水热合成NaFePO4的离子方程式为______________________________________________。 (5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料NaFeO2，其工艺如下： ①该工艺经碳热还原得到Fe3O4，“焙烧”生成NaFeO2的化学方程式为_________________________。 ②NaFeO2的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有NaFeO2的单元数有_______个。 ③若“焙烧”温度为700℃，n(Na2CO3)∶n(Fe3O4)＝9∶8时，生成纯相Na1－xFeO2，则x＝_______，其可能的结构示意图为_______(选填“乙”或“丙”)。 答案：(1)SiO2 (2)2.8×10-6 (3)NaOH溶液 (4)提供Na+和反应所需要的碱性环境；Fe2+＋NH＋3OH－＋Na+＋H2PONaFeO4↓＋NH3↑＋3H2O (5)①4Fe3O4＋6Na2CO3＋O212NaFeO2＋6CO2 ②3 ③0.25；乙 解析：煤气化渣(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等)中加浓硫酸酸浸，SiO2不反应、也不溶解成为滤渣，Fe2O3、Al2O3及少量MgO转化为硫酸铁、硫酸铝和硫酸镁，往其中加氢氧化钠溶液进行碱浸，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀；过滤，滤液1中含硫酸铝和硫酸镁，加过量的氢氧化钠溶液使镁离子转化为氢氧化镁沉淀除去，过滤，滤液主要含Na[Al(OH)4]和NaOH，往其中加氢氧化铝晶种，过滤得Al2O3∙3H2O和NaOH溶液，焙烧Al2O3∙3H2O得Al2O3；在煅烧氢氧化铁所获得的产物中加稀硫酸酸浸、足量的铁还原，然后加NH4H2PO4、稳定剂和滤液2水热合成得NaFePO4。 (1)煤气化渣(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等)中加浓硫酸酸浸，SiO2不反应、也不溶解成为滤渣，即“滤渣”的主要成分为SiO2； (2)25℃时，“碱沉”控制溶液pH至3.0，即c(H+)=10-3mol/L，则c(OH-)=10-11mol/L，此时溶液中c(Fe3+)＝＝mol/L＝2.8×10-6mol/L； (3)“除杂”时需要沉淀镁离子、得Na[Al(OH)4]，所以加入的试剂X是NaOH溶液； (4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”为NaOH溶液，其既可以提供合成NaFeO4所需要的Na+，又可以提供反应所需要的碱性环境，水热合成NaFeO4的离子方程式为Fe2+＋NH＋3OH－＋Na+＋H2PONaFeO4↓＋NH3↑＋3H2O； (5)①该工艺经碳热还原得到Fe3O4，“焙烧”时Fe3O4、Na2CO3和O2反应生成NaFeO2，其化学方程式为4Fe3O4＋6Na2CO3＋O212NaFeO2＋6CO2； ②由NaFeO2的晶胞图如甲可知，每个晶胞中含有Fe：4×＋2＝3，Na：8×+2=3，O：8×+4=6，即每个晶胞中NaFeO2的单元数有3个； ③若“焙烧”温度为700℃，n(Na2CO3)∶n(Fe3O4)＝9∶8时，＝＝，生成纯相Na1－xFeO2，则＝，解得x＝0.25；丙图中Na：1+6×=1.75，≠，乙图中Na：2+2×=2.25，＝，则其可能的结构示意图为乙。 10．镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。已知： ①pKa(HF)＝3.2。 ②Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.×10-10。 ③浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3) (m＝0～4)微粒形式存在，Fe2+最多可与2个Cl－配位，其他金属离子与Cl－的配位可忽略。 (1)“电解”中，反应的化学方程式为_________________________________________。 (2)“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]－的离子方程式为_____________________________________。 (3)“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分离。 (4)“LAEM提取”中，原料液的Cl－浓度越_______，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率。 (5)“调pH”中，pH至少应大于_______，使溶液中c(F－)＞c(HF)，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成。若“结晶”后溶液中c(Na+)＝0.10mol·L-1，则[AlF6]3-浓度为_______mol·L-1。 (6)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝_______，其立方晶胞的体积为_______nm3。 答案：(1)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ (2)Ga3+＋4Cl－＝[GaCl4]－ (3)铁；[FeCl6]3- (4)高；NaCl (5)3.2 ；4.0×10-7 (6)2∶1∶1 ；8a3 解析：电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧，金属转化为氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用LAEM提取，[GaCl4]－通过交换膜进入II室并转化为Ga3+，II室溶液进一步处理得到镓，I室溶液加入含F-的废液调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝； (1)“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑； (2)“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3+＋4Cl－＝[GaCl4]－； (3)由已知，浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3)(m=0~4)微粒形式存在，为了避免铁元素以[FeCl6]3-的微粒形式通过LAEM，故要加入铝片还原Fe3+，从而有利于Ga的分离； (4)“LAEM提取”中，原料液的Cl－浓度越高，更有利于生成[GaCl4]－的反应正向移动，更有利于Ga的提取，在不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCl，提高Cl-浓度，进一步提高Ga的提取率； (5)由pKa(HF)＝3.2，Ka(HF)＝＝10-3.2，为了使溶液中c(F－)＞c(HF)，c(H+)＝×10-3.2＜10-3.2mol/L，故pH至少应大于3.2，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成，若“结晶”后溶液中c(Na+)＝0.10mol∙L-1，根据Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.0×10-10，[AlF6]3-浓度为＝＝4.0×10-7mol∙L-1； (6)合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取Ga为晶胞顶点，晶胞面心也是Ga，Ni处于晶胞棱心和体心，Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为8，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝2∶1∶1，晶胞棱长为两个最近的Ga之间(或最近的Ni之间)的距离，为2a nm，故晶胞的体积为8a3nm。 第 18 页 共 18 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届高考化学二轮《化学工艺流程》大题专练(三) 1．金属铟(In)因其优异性能，被广泛地应用于高新技术领域，某工厂从金属冶炼过程中产生的金属废渣(In2O3、Fe2O3、ZnO及少量不与酸反应的杂质)中回收铟的流程如下： 已知信息：①Zn的性质与Al相似。 ②室温下：Ksp[In(OH)3]＝1.0×10-28，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10-38。 ③溶液中某离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1，认为该离子沉淀完全。回答下列问题： (1)“操作1”为 。 (2)“中和”时加入Na2CO3，生成红褐色沉淀并有气体产生，该过程主要反应的离子方程式为 。 (3)“酸浸2”后溶液中In3+浓度为0.1mol·L-1，则加入Na2CO3进行“中和”时，pH调节范围为 。 (4)“电解”时，粗铟接直流电源的 (填“正极”或“负极”)。 (5) In3+可以与SO形成配合物，1mol[In(SO4)2]－中含有σ键的数目为 NA。 (6)磷化铟晶体的载流子迁移率大，可用于制造高速电子器件，如高速晶体管和高电子迁移率晶体管。磷化铟的立方晶胞(晶胞参数为apm)如下图所示，其化学式为 ；以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，图中a原子的分数坐标为(0,,)，则b原子的分数坐标为 ；已知晶胞参数a＝0.587 nm，则InP晶体的密度为 g/cm3(列出计算式即可，阿伏加德罗常数的近似值为6.02×1023）。 2．六水氯化锶(SrCl2∙6H2O)是实验室重要的分析试剂。工业上常以天青石(主要成分为SrSO4，含少量BaSO4)为原料制备，生产流程如图： 已知：①25℃时，BaSO4的Ksp为1.1×10-10，SrSO4的Ksp为3.3×10-7。 ②SrCl2∙6H2O (摩尔质量为267g/mol)，易溶于水，微溶于无水乙醇和丙酮。 (1)关于上述实验操作下列说法不正确的是_______。 A. 工业上天青石焙烧前应先研磨粉碎，是为了提高化学反应速率 B. 步骤III，若要从滤液中得到大颗粒的高纯六水氯化锶晶体，需将滤液蒸发浓缩并快速降温结晶 C. 过滤后为除去SrCl2∙6H2O晶体表面的杂质，应向过滤器中加冷水浸没，洗涤晶体2～3次 D. 为得到无水SrCl2，可直接加热SrCl2∙6H2O脱去结晶水获得 (2)步骤I的化学方程式为_______。 (3)经盐酸浸取后的溶液中除含有Sr2+和Cl－外，还有少量的Ba2+杂质。为了除去杂质Ba2+，同时提高原料的利用率，滤液中Sr2+的浓度应不高于_______mol·L-1。 (注：通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5mol/L时，离子完全沉淀) (4)产品纯度检测：称取10.000g产品配成100mL溶液，移取10.00mL溶液于锥形瓶中，向其中加入含溶质为0.011mol的AgNO3溶液。溶液中除Cl－外，不含其它与Ag+反应的离子，待Cl－完全沉淀后，滴入1～2滴含Fe3+的溶液作指示剂，用0.200mol/L的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。 ①配制100mL样品溶液需要用到下列所有操作： a．打开容量瓶玻璃塞，加入适量水，塞紧塞子，倒立； b．冷却至室温； c．将溶液转移到容量瓶中； d．轻轻振荡容量瓶； e．将塞子反转180度，倒立； f．称取10.000g试样置于烧杯中，加入适量水充分溶解； g．洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次； h．定容，摇匀。 请给出上述操作的正确顺序：_______(操作可重复使用)。 a→e→f→______→______→______→______→______→h ②下列有关上述滴定操作的说法正确的是_______。 A．滴定管活塞涂凡士林：用手指蘸取少量凡士林涂抹一薄层在活塞a、c(如下图)处的四周，平行插入活塞槽中，然后朝同一个方向转动 B．滴定开始时可将液体成线状快速流下，接近终点时减慢滴加速度，眼睛注视滴定管中液面变化 C．当加入最后半滴NH4SCN溶液时，溶液颜色从红色刚好变为无色，且半分钟内不变色 D．读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直 E．第一次滴定终点时，若测得消耗标准液体积小于5.00mL，则第二次滴定时可稀释待测液后重新滴定来减小误差 ③达到终点时，消耗NH4SCN溶液如下表： 实验 消耗NH4SCN溶液体积(mL) 第一次 19.98 第二次 18.73 第三次 20.02 则产品中SrCl2∙6H2O的质量百分含量为_______。 3．以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含H2SO4，还有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)为原料，制备锰锌铁氧体[MnxZn1-xFe2O4]的流程如下： 已知：① 25℃时，Ksp(MgF2)＝7.5×10-11，Ksp(CaF2)＝1.5×10-10；酸性较弱时，MgF2、CaF2均易形成[MFn]2-n配离子(M代表金属元素)； ② (NH4)2S2O8在煮沸时易分解. (1)酸浸过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2+，其中MnO2参与反应的离子方程式为 。 (2)氧化时加入H2O2将Ti3+、Fe2+氧化，再加入Na2CO3调节溶液pH为1～2，生成偏钛酸(H2TiO3)和黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，使得钛、钾得以脱除。 ①加入Na2CO3生成黄钾铁矾的离子方程式为 。 ②若加入Na2CO3过多，将导致产品的产率下降，其原因是 。 (3)①氟化过程中溶液pH与钙镁去除率关系如图1所示。当2.5＜pH＜4.0时，溶液pH过高或过低，Ca2+、Mg2+去除率都会下降，其原因是 。 ②氟化后，溶液中为 。 ③CaF2晶胞结构如图2所示，若该立方晶胞参数为apm，NA为阿伏加德罗常数：计算晶体的密度为 g•cm-3(列出表达式)。 ④某种铜银合金晶体具有储氢功能，它是面心立方最密堆积结构，Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu、Ag原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为 。 (4)共沉淀前，需测定溶液中锰元素含量。先准确量取1.00 mL氟化后溶液于锥形瓶中，加入少量硫酸、磷酸和硝酸银(Ag+是催化剂)溶液振荡；将溶液加热至80℃，加入3 g (NH4)2S2O8充分反应后，再将溶液煮沸，冷却后，再用0.0700 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至溶液由浅红色变为无色。请写出Mn2+与S2O反应的离子方程式 。 4．火法炼铅烟尘的主要成分为SiO2、PbSO4及铜、锌、镉、砷的氧化物，回收处理炼铅烟尘可实现资源再生。某工艺流程如图： 已知：i．CdSO4易溶于水，热稳定性好； ii．Ksp(PbCl2)＝2.0×10-5，Ksp(PbSO4)＝1.5×10-8。 (1)基态Pb原子的价电子排布式为 。 (2)步骤①中浓硫酸可将As2O3氧化成H3AsO4，该化学反应方程式为 。 (3)滤渣Ⅰ成分有 （填化学式）。 (4)反应相同时间，步骤①浓硫酸活化中酸矿体积质量比和硫酸质量浓度对各元素浸出率的影响如图所示，则最优的反应条件是酸矿体积质量比为 ，硫酸质量浓度为 。 (5)步骤③中饱和NaCl溶液的作用是 。 (6)步骤④的操作为冷却、稀释，请从化学平衡移动原理分析这样操作的原因： 。 (7)步骤⑤中，当Cl－浓度为0.6mol/L时，为 。 5．二硼化钛(TiB2)的熔点是2980℃，有很高的硬度，可用于制备复合陶瓷、熔融金属坩埚、电解池电极。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO，另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图所示。 已知：①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置。 ②B2O3高温下蒸气压大、易挥发。 ③“酸解”在加热条件下进行，TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。 回答下列问题： (1)基态Ti原子的价层电子的轨道表示式为_______。 (2)“酸浸”后的滤液中的阳离子有：H+、_______。“酸解”后的滤渣中主要成分为_______(填化学式)。 (3)“水解”在沸水中进行，反应的离子方程式为_______。 (4)“热还原”中发生反应的化学方程式为_______。B2O3的实际用量超过了理论上化学计量所要求的用量，原因是_______。 (5)原料中的B2O3可由硼酸(H3BO3)脱水制得。以Na[B(OH)4]为原料，用电渗析法制备硼酸的装置如图所示。已知装置中阳离子交换膜只允许阳离子通过，关闭NaOH溶液进、出口阀门后电解一段时间，NaOH溶液的质量变化为33g，则产品室中制得H3BO3的质量为_______g。 (6)某种含钠晶体是一种高温超导母体，其晶胞结构如图甲所示(α＝β＝γ＝90o)，Ti原子与As原子构成的八面体如图乙所示。1个晶胞中由Ti原子与As原子构成的八面体的平均数目为_______。 6．电解锰渣含有MnO2、MnCO3、FeCO3、CaO、SiO2等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含SO2、O2、N2等)中SO2的同时，实现电解锰渣的资源化利用。 (1)上述流程中为增大反应速率采取的措施有___________。 (2)电解锰渣中的MnO2能吸收烟气中的SO2，反应的方程式为___________。 (3)电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度(mol/L)及pH在脱硫过程中的变化如下。 Mn2+ Ca2+ Fe2+ SO pH 0min 2.5×10-6 3.8×10-5 2.3×10-6 6.6×10-4 7.5 180min 1.3×10-4 2.2×10-4 7.5×10-5 1.7×10-2 1.7 ①用方程式表示脱硫过程溶液pH降低的原因___________。 ②分析浆液中Mn2+浓度增大的原因： i．MnO2被SO2还原。 ii．MnO2被Fe2+还原，离子方程式为___________。 iii．___________(用离子方程式表示)。 (4)电解获得MnO2，装置如下图所示： ①滤液2在电解池___________(填“阳”或“阴”)极放电产生MnO2。 ②净化过程须除去Fe2+。研究发现，滤液2中即使含有少量Fe2+，也会导致MnO2产率大幅降低，分析原因：___________。 7．工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te)，含少量的Ag、Au]回收碲和氧化铜，其工艺流程如图： 已知：①H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸 ②CuC2O4的Ksp为2.2×108 (1)Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。TeO的空间构型为_______。 (2)“氧化酸浸”步骤的氧化产物为_______，“滤渣”的成分是_______。该步H2O2的实际用量通常比理论用量更大，原因可能是_______。 (3)“沉淀”步骤，若要使Cu2+完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L)，应控制C2O的浓度不低于_____。 (4)“还原”步骤反应的离子方程式为_______。 (5)CuO可催化消耗血糖，从而控制血糖浓度。一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示，当传感器检测到血糖浓度高于标准，电池启动。血糖浓度下降至标准，电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计) 电池工作时，b电极的电极反应式为________。 8．从钴废催化剂中提取钴和铝的工艺流程如图所示： 已知：钴废催化剂中含有Al2O3、CaO、Co、SiO2等。 (1)Cr在元素周期表的位置为___________。 (2)滤渣的主要成分为___________。 (3)沉铝时发生反应的离子方程式为___________。 (4)“沉钴”时，温度与钴的沉淀率的关系如图所示，沉淀反应时间为10min，反应温度为50℃以上时，温度升高，而钴的沉淀率下降，可能原因为___________。 (5)测定产品中草酸钴晶体的质量分数：称取草酸钴样品3.050g，用稀硫酸酸化，加入100.00mL0.1000mol/L KMnO4溶液，加热(该条件下Co2+不被氧化)，充分反应后将溶液冷却至室温，将溶液完全转移到250mL容量瓶中定容。然后取25mL用0.2000mol/LFeSO4溶液进行滴定，到达滴定终点后，消耗18.00mLFeSO4溶液。 ①若用盐酸酸化，则测得的草酸钴晶体的质量分数会___________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 ②计算样品中草酸钴晶体CoC2O4∙2H2O的质量分数为___________。 (6)在空气中加热18.3gCoC2O4∙2H2O，其失重图像如图，已知：b点固体对应的化学式为Co3O4。 ①a点对应固体的成分是：___________(填化学式)。 ②b→c段反应的化学方程式为：___________。 9．煤气化渣属于大宗固废，主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺，制备钠基正极材料NaFePO4和回收Al2O3的流程如下： 已知： ①25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10-33，Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10-12； ②2Na[Al(OH)4](aq)Al2O3∙3H2O(s)＋2NaOH(aq)。 回答下列问题： (2)“滤渣”的主要成分为_______(填化学式)。 (2)25℃时，“碱沉”控制溶液pH至3.0，此时溶液中c(Fe3+)＝_______mol·L-1。 (3)“除杂”时需加入的试剂X是_______。 (4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”的作用是________________，水热合成NaFePO4的离子方程式为______________________________________________。 (5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料NaFeO2，其工艺如下： ①该工艺经碳热还原得到Fe3O4，“焙烧”生成NaFeO2的化学方程式为_________________________。 ②NaFeO2的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有NaFeO2的单元数有_______个。 ③若“焙烧”温度为700℃，n(Na2CO3)∶n(Fe3O4)＝9∶8时，生成纯相Na1－xFeO2，则x＝_______，其可能的结构示意图为_______(选填“乙”或“丙”)。 10．镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。已知： ①pKa(HF)＝3.2。 ②Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.×10-10。 ③浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3) (m＝0～4)微粒形式存在，Fe2+最多可与2个Cl－配位，其他金属离子与Cl－的配位可忽略。 (1)“电解”中，反应的化学方程式为_________________________________________。 (2)“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]－的离子方程式为_____________________________________。 (3)“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分离。 (4)“LAEM提取”中，原料液的Cl－浓度越_______，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率。 (5)“调pH”中，pH至少应大于_______，使溶液中c(F－)＞c(HF)，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成。若“结晶”后溶液中c(Na+)＝0.10mol·L-1，则[AlF6]3-浓度为_______mol·L-1。 (6)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝_______，其立方晶胞的体积为_______nm3。 第 10 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $