2025-2026学年高二下学期期末专题复习——工艺流程(8题)

2026-06-27
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丹棱县徐敏中小学名班主任工作室
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资源信息

学段 高中
学科 化学
教材版本 -
年级 高二
章节 -
类型 题集-专项训练
知识点 -
使用场景 同步教学-期末
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 DOCX
文件大小 3.29 MB
发布时间 2026-06-27
更新时间 2026-06-27
作者 丹棱县徐敏中小学名班主任工作室
品牌系列 -
审核时间 2026-06-27
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价格 3.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

**基本信息** 聚焦工艺流程全环节,融合物质结构与反应原理,通过典例提炼分离提纯、晶胞计算等方法,构建“流程分析-原理应用-结构计算”逻辑链,培养科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |流程分析|6题(锌/钨渣/铬等制备)|氧化除杂(H₂O₂)、置换除杂(锌粉)、溶浸反应方程式书写|原料处理→分离提纯→产物转化,基于元素化合物性质与离子反应原理| |结构计算|2题(ZnS/CrN晶胞)|均摊法计算摩尔体积/密度、分数坐标确定|晶胞结构→微粒个数→物理量计算,衔接物质结构与晶体性质|

内容正文:

2026年高二下学期期末专题复习——工艺流程(8题) 1.锌是冶金、化工、纺织等行业应用广泛的重要金属之一。一种以含锌烟尘(主要成分是ZnO,还含有少量、Cu、、Pb、等元素的氧化物)制备金属锌的工艺流程如下: 已知“滤液1”含有的离子有、、和 回答下列问题: (1)基态锌原子的价电子排布式为________________。 (2)“溶浸”中主要反应的化学方程式为_______________________。 (3)“滤渣1”的主要成分是、_________。 (4)“除杂”中生成的“滤渣2”是,则“除杂”反应中的作用是_____________。若将改为稀硝酸,也可以实现本步转化,但是产生的不良后果是__________________。 (5)“还原除杂”中加过量锌粉的目的是______________________; (6)工业上一般用闪锌矿(主要成分为)为原料制备锌,的晶胞结构如图。已知晶胞参数为,则晶体的摩尔体积为____________(用表示阿伏伽德罗常数的值)。 2.以钨渣(主要成分为、、和,及少量、、等)为原料制备晶体的工艺如下图: 已知:的沸点为,的。 (1)为提高“焙烧”效率,可采取的措施有___________(任意写一条)基态锰原子价层电子的排布图为___________。 (2)“浸渣”中含有、和___________(填化学式)。 (3)“除铜铅”时,生成的离子方程式为___________。 (4)“沉锰”时,为使沉淀完全(离子浓度),加入氨水使不小于___________。 (5)“氧化”反应的化学方程式为___________。 (6)的晶胞结构如图,位于面心立方晶胞的顶点和面心,占据了全部的四面体空隙。已知晶胞参数为。设为阿伏加德罗常数的值,的摩尔质量为。 ①键角大小:___________(填“>”,“<”或“=”)。 ②该晶体的密度为___________。 3.锌是冶金、化工、纺织等行业应用广泛的重要金属之一,一种以含锌烟尘(主要成分是ZnO,还含有少量Si、Cu、Cd、Pb、Sb等元素的氧化物)制备金属锌的工艺流程如下: 已知“滤液1”含有的离子有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、 [Cd(NH3)4]2+和 回答下列问题: (1)基态锌原子的价层电子轨道表示式(电子排布图)为_______,[Zn(NH3)4]2+中配体是_______,配体中心原子的空间结构为_______。 (2)“溶浸”中主要的化学方程式为_______。 (3)“滤渣1”的主要成分是PbO、_______。 (4)“滤渣2”是Sb2O5,“氧化除杂” 的离子方程式为_______。 (5)“还原除杂” 中加过量锌粉的目的是_______。 (6)工业上一般利用闪锌矿(主要成分是ZnS)为原料制备锌,ZnS的晶胞结构如下图,则锌的配位数为_______;已知晶胞参数为a cm,则该晶体的摩尔体积为_______m3/mol (阿伏加德罗常数的值为NA)。 4.铬作为重要的战略金属资源,广泛应用于钢铁、冶金、化工、医药以及航空航天等领域。由高碳铬铁合金废料制取氮化铬和铬单质的工艺流程如图: 已知:金属Cr与Fe的化学性质非常相似。 请回答下列问题: (1)稀硫酸酸浸过程中采用合金粉末的原因可能是____________。 (2)简化的电子排布式为____________,其核外有________种不同能量状态的电子。 (3)用纯碱调节溶液pH,若加入过量的纯碱会导致的后果是____________,加入草酸(H2C2O4)产生沉淀时,发生反应的离子方程式为________________________。 (4)向滤液中通入空气和加入氨水后发生反应的化学方程式为____________________。 (5)若铬的第二电离能(ICr)和锰的第二电离能(IMn)分别为1590.6 kJ·mol-1、1509.0 kJ·mol-1,ICr>IMn的原因是________________________。 (6)铬的一种氮化物晶体立方晶胞结构如下图所示。A点分数坐标为(0,0,0),B点分数坐标为________。若晶体的密度为ρ g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,Cr3+与N3-最短核间距为________pm。 5.是一种重要的蓄电池材料,为贯彻落实习近平总书记提出的“绿水青山就是金山银山”指导思想,某工厂从镍锌合金废料(主要含Ni、Zn、Mg、Fe、Cu等金属)中回收,其工艺流程图如下所示。 已知:ⅰ.草酸的钙、镁、镍盐以及、均难溶于水。 ⅱ.溶液中金属阳离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH(20℃)如下表: 金属离子 开始沉淀时()的 7.7 7.5 2.2 12.3 9.6 完全时()的 9.2 9.0 3.2 微溶 11.1 请回答下列问题: (1)Ni元素在周期表中的位置是___________。 (2)的电子式为___________,在“反应”步骤中加入的作用是___________。 (3)“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。 (4)向“过滤1”的滤液中通入至饱和除Cu、Zn元素,且控制溶液的,则此时溶液中___________[已知:溶液中;的、;的]。 (5)“沉镍”后经干燥脱水得到,隔绝空气高温煅烧可制得,同时生成体积比为的两种气体,写出高温分解的化学方程式为___________。 (6)镍的氧化物的晶体结构与相似,其晶胞结构及离子半径数据如下: 离子 离子半径 102pm 69pm 181pm 140pm ①已知该晶胞的边长为,阿伏加德罗常数用表示,则该晶体的密度为___________。 ②NiO的熔点比NaCl高的原因是___________。 6.钪是一种重要稀土金属,常用于合金生产。以烧渣(、、FeO和)为原料制备硫酸钪部分工业流程如下图所示: (1)“除杂”时,需先加入足量氧化剂,再用氨水调节pH,如直接加入氨水调节pH效果不好,参考下列数据,分析原因是___________。 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH 4.0 5.7 2.2 3.2 6.8 8.3 (2)写出“沉淀”时生成碳酸盐的离子方程式:___________。“废液再生”选择的试剂是___________。 (3)“溶解提纯”时,先用硫酸溶解滤渣,再用有机溶剂萃取。为了提高萃取的效果,应选择的实验条件或采取的实验操作有___________。 A.充分振荡    B.萃取剂分多次萃取    C.下层、上层液体依次从下口放出 (4)基态Sc原子的核外电子排布式为___________,Sc、Al、Ag的一种合金晶胞结构如图所示,则该合金中Sc、Al、Ag原子数目比为___________。 7.(锡酸钠)常用于制陶瓷、防火剂等。铅锡锑合金的生产过程中会产生冶炼浮渣(主要成分为),利用此浮渣制备锡酸钠的流程如图。回答下列问题: 已知:①常温下,。 ②“浸出液”中含等阴离子。 (1)Pb、Sn、Sb和As四种元素位于元素周期表_______区。 (2)“碱浸”时转化成,该转化的离子方程式为_______。其他条件相同,“碱浸”时Pb浸出率与温度的关系如图,温度高于40℃时,Pb浸出率急剧变化,原因是_______。 (3)“除锑”时发生反应的化学方程式为_______,“除锑”后,溶液pH_______(填“升高”“降低”或“不变”)。 (4)上述流程的“除铅”“除砷”和“除锑”中涉及的分离操作不需要选用的玻璃仪器是_______(填标号)。 A. B. C. D. (5)常温下“除砷”,将溶液中降至时,至少需要加入等体积_______溶液。 (6)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料,锑钾合金晶胞结构如图甲,该晶胞的俯视图为图_______(填“乙”或“丙”),设为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的密度为_______(写出表达式即可)。 8.三氧化铀()是制取金属铀和二氧化铀的原料。工业上一种由含铀矿粉(主要含、、、的氧化物以及等)制备三氧化铀的工艺流程如图所示: 已知:时,,;金属离子浓度时视为完全沉淀。 回答下列问题: (1)“浸出”时,为加快矿粉溶解,可采取的措施有_________________________(任写一种),“浸渣”的成分为____________________。 (2)“氧化”中,写出被氧化成的离子方程式:_________________________;常温下“调pH”时,当时,溶液中是否完全沉淀?_________________________(通过计算说明)。 (3)“萃取”时发生反应,加入盐酸反萃取,铀能够进入水相的原因是________________________________________(从平衡移动的角度解释)。 (4)中和的杂化类型分别为__________________;氧化镁的熔点比氧化钙的熔点高,可能的原因是_____________________________________________。 (5)一种铀的氧化物晶体结构可看作是和空位交替填充在由构成的立方体体心,晶体由如图所示的结构单元组成。 ①该氧化物的化学式为_________________________。 ②若两个立方体边长都是,则该晶体的密度为_____________________(列出计算式即可,设该氧化物摩尔质量为,设为阿伏加德罗常数的值)。 试卷第8页,共9页 试卷第9页,共9页 学科网(北京)股份有限公司 《2026年高二下学期期末专题复习——工艺流程(8题)》参考答案 1.(1)3d104s2 (2) (3)SiO2 (4) 氧化转化为沉淀 会破坏配离子、、,且硝酸的还原产物NO会污染环境 (5)将杂质、除去 (6) 【分析】由题给流程可知,向含锌烟尘中加入氯化铵和氨水,除锑的氧化物溶解生成外,其余的金属氧化物均溶解生成、、,铅和硅的氧化物不溶解,过滤得到含有和氨络合物的滤液1及含有氧化铅和二氧化硅的滤渣1;向滤液1中加入过氧化氢将氧化为Sb2O5沉淀,过滤得到含有Sb2O5的滤渣2和含有、、的滤液;向滤液中加入过量锌粉,锌与、发生置换反应生成,过滤得到含有的滤液2和含有Cu、Cd的滤渣3;电解滤液2,在阴极得到锌; 【详解】(1)锌元素的原子序数为30,价电子排布式为3d104s2; (2)锌烟尘主要成分是ZnO,“溶浸”时发生主要反应为氧化锌与氯化铵溶液和氨气反应生成四氨合锌离子和水,反应的化学方程式为; (3)由分析,“滤渣1”的主要成分是、SiO2; (4)“除杂”中生成的“滤渣2”是,结合分子,“除杂”反应中的作用是氧化转化为沉淀,从而除去Sb元素;硝酸具有酸性,会破坏配离子、、,且硝酸的还原产物NO会污染环境,故若将改为稀硝酸,也可以实现本步转化,但是产生的不良后果是:会破坏配离子、、,且硝酸的还原产物NO会污染环境; (5)由分析可知,“还原除杂”时发生的反应为锌与、发生置换反应生成,将杂质、除去; (6)根据“均摊法”,晶胞中含个Zn、4个S,则晶体的摩尔体积为。 2.(1) 粉碎钨渣、适当增加硫酸浓度等 (2) (3) (4)10 (5) (6) > 【分析】首先将钨渣与浓硫酸混合焙烧,使等金属氧化物转化为可溶性硫酸盐,控制焙烧温度不高于可避免浓硫酸沸腾挥发,降低原料损耗。焙烧产物加水浸取,不溶性的SiO2、WO3,以及CaO与硫酸反应生成的微溶CaSO4,PbO与浓硫酸反应生成难溶的PbSO4,都作为浸渣分离除去,滤液中含Mn2+、Fe3+、Cu2+、Pb2+等阳离子。 随后分步除杂:先加氨水沉淀Fe3+分离出铁渣,再加Na2S沉淀Cu2+、Pb2+分离出铜铅渣;除杂后加氨水沉锰得到Mn(OH)2,最后用H2O2氧化得到目标晶体。 【详解】(1)为提高“焙烧”效率,可采取的措施有粉碎钨渣、适当增加硫酸浓度等;基态锰原子价层电子的排布为,排布图为; (2)焙烧产物加水浸取,浸渣中有不溶性的SiO2、WO3,以及CaO与硫酸反应生成的微溶CaSO4,PbO与浓硫酸反应生成难溶的PbSO4等; (3)加Na2S“除铜铅”时,Cu2+与S2-生成的离子方程式为; (4),沉淀完全时,代入得:,,,因此不小于10; (5)Mn(OH)2用H2O2氧化得到目标晶体,根据氧化还原反应规律方程式为; (6)中N原子价层电子对为3,中心N原子采取sp2杂化,键角为,中N原子价层电子对为3,中心N原子采取sp2杂化,但存在一个孤电子对,对N-O键压缩,键角小于;在晶胞结构,Ca2+位于晶胞的顶角和面心共有4个Ca2+(),位于晶胞内共有8个,晶胞体积,则。 3.(1) NH3 三角锥形 (2)ZnO+2NH4Cl+2NH3=[Zn(NH3)4]Cl2+H2O (3)SiO2 (4)2+ 2H2O2+H2O=Sb2O5↓+10C1-+6H+或2+ 2H2O2 +6NH3·H2O= Sb2O5↓+10Cl-+6+5H2O (5)与杂质[Cu(NH3)4]2+、[Cd(NH3)4]2+发生反应,将杂质全部除去 (6) 4 【分析】由题给流程可知,向含锌烟尘中加入氯化铵和氨水,除锑的氧化物溶解生成外,其余的金属氧化物均溶解生成、、,铅和硅的氧化物不溶解,过滤得到含有和氨络合物的滤液1及含有氧化铅和二氧化硅的滤渣1;向滤液1中加入将氧化为沉淀,过滤得到含有的滤渣2和含有、、的滤液;向滤液中加入过量锌粉,锌与、发生置换反应生成,过滤得到含有的滤液2和含有Cu、Cd的滤渣3,电解滤液2,在阴极得到锌。 【详解】(1)锌元素的原子序数为30,价电子排布式为3d104s2,价电子排布图为;在络离子中,中心离子是 ,提供空轨道,配体是分子,其中氮原子提供孤电子对;配体分子中,中心原子N的价层电子对数为,其中3个成键电子对,1个孤电子对,因此 N 原子采取杂化,分子的空间结构为三角锥形; (2)“溶浸”时发生主要反应为氧化锌与氯化铵溶液和氨气反应生成离子和水,反应的化学方程式为; (3)由分析可知,滤渣1中含有未反应的氧化铅和二氧化硅,故答案为:; (4)“氧化除杂”发生的反应为离子与溶液发生氧化还原反应生成沉淀、离子和离子,反应的离子方程式为或; (5)由分析可知,“还原除杂”时发生的反应为锌与、发生置换反应生成,将杂质、除去; (6)由晶胞结构可知晶胞中位于顶点和面心的锌离子的个数为,位于体内的硫离子个数为4,则该晶体的摩尔体积为。 4.(1)增大表面积,加快反应速率 (2) 6 (3) 可能导致沉淀 (4) (5)铬的第二电离能是失去半充满上的电子,锰的第二电离能是失去上的电子,3d能级变为半充满状态 (6) 【分析】高碳铬铁合金粉末加入稀硫酸,因为金属铬与铁化学性质相似,所以铁、铬会和稀硫酸发生反应,分别生成。其他一些能与稀硫酸反应的金属杂质也会溶解,而碳等不与稀硫酸反应的杂质则以滤渣形式存在。通过过滤操作,把不溶于稀硫酸的固体杂质分离出去,得到含有等金属离子的滤液。加入纯碱,纯碱在溶液中水解使溶液呈碱性。氢氧根会与溶液中的氢离子反应,使溶液pH升高,同时会转化为氢氧化物沉淀。加入草酸,亚铁离子会与草酸反应生成沉淀,实现铬元素与铁元素的分离,此时滤液中含铬元素。向含铬的滤液中通入空气,在碱性条件下,空气中的氧气会将二价铬氧化为三价铬转化为沉淀,以便后续处理,同时生成的铵盐可作为副产品。受热分解生成,为后续制取铬单质做准备。与在一定条件下反应生成。与在高温条件下反应生成。与Al在高温下发生铝热反应制取铬单质。 【详解】(1)固体反应物的颗粒越小,接触面积越大,在稀硫酸浸出过程中,采用粉末能增大其与稀硫酸的接触面积,从而加快反应速率。故稀硫酸酸浸过程中采用合金粉末的原因可能是:增大表面积,加快反应速率; (2)铬是24号元素,其原子的电子排布式为,三价铬离子是铬原子失去3个电子形成的,失去电子时先失去4s轨道上的1个电子,再失去3d轨道上的两个电子,所以简化电子排布式为;电子的能量由电子层、能级决定,中电子处于六种不同的能级,所以有6种能量状态的电子; (3)纯碱水解使溶液显碱性,加入过量纯碱,氢氧根离子浓度增大可能导致沉淀;加入草酸后,产生了,故该反应的离子方程式为; (4)由分析可知,向滤液中通入空气和加入氨水后发生反应的化学方程式为:; (5)铬基态原子的电子排布式为,失去一个电子后形成,其电子排布式变为,此时3d轨道处于半充满状态,根据洪特规则,半充满状态的原子轨道能量较低,体系比较稳定,当Cr再失去一个电子时,就需要破坏这种稳定的半充满结构,因此需要吸收较多的能量,所以铬的第二电离能较高,锰基态原子的电子排布式为,失去一个电子后形成,其电子排布式为。当再失去一个电子时,失去的是4s轨道上的电子失去这个电子后,3d轨道变为半充满状态,相对来说比较容易失去,所以锰的第二电离能较低。综上,铬的第二电离能大于锰的第二电离能。故的原因是:铬的第二电离能是失去半充满上的电子,锰的第二电离能是失去上的电子,3d能级变为半充满状态; (6)以晶胞左下角顶点A点分数坐标为为原点,沿x、y、z轴建立坐标系。观察B点位置,它在x轴方向处于晶胞棱长的一半,即;在y轴方向处于晶胞棱长的端点位置,所以;在z轴方向也处于晶胞棱长的端点位置,所以,所以B点分数坐标为;利用均摊法,位于12条棱上和体心,个数为,位于8个顶点和6个面心,个数为,所以1个晶胞中、各4个,晶胞质量。已知晶体的密度为ρ g·cm-3,根据,设晶胞边长为a cm,则,可得,、各最短核间距为棱长的一半,所以最短和间距,将换算为pm,代入可得;。 5.(1)第四周期第Ⅷ族 (2)     将氧化为,便于后续除去铁元素 (3)、 (4) (5) (6) 半径小于,半径小于,且中离子所带电荷数多,则离子键的强度:,故熔点: 【分析】镍锌合金废料先在稀硫酸和稀硝酸的混合酸中溶解,使Ni、Zn、Mg、Fe、Cu等金属转化为相应的离子;加入将氧化为,再用碳酸钙调节,使形成沉淀并过滤除去;向滤液中通入,让、转化为、沉淀而分离;加入溶液沉淀、得到、滤渣;再加入草酸沉镍,得到沉淀;最后将沉淀洗涤、干燥,隔绝空气中煅烧,最终得到。据此分析 【详解】(1)Ni是28号元素,在周期表的位置为第四周期第Ⅷ族; (2) 的结构式为,电子式为;具有氧化性,将氧化为,能形成沉淀并过滤除去; (3)滤液3中加入,、转化为、过滤除去; (4)控制溶液的,则。的两步解离为、,对应的两步解离常数为、,两式相乘有,代入已知数据、、、,所以。由,得。 (5)隔绝空气分解,发生氧化还原反应,Ni由+2价升高到+3价,则C由+3价降低到+2价,由于题目要求生成两种混合气体,因此另一种气体为;根据化合价升降守恒进行配平,化合价升高,C化合价升高,C化合价降低,生成、、,配平方程式为:。 (6)①根据公式,经计算晶胞中共有4个,,,计算可得。 ②的晶体结构与相似,都是离子晶体,离子晶体的熔沸点与离子键的强度有关,离子半径越小且所带电荷越多,离子键越强,则离子键的强度:,故熔点: 6.(1)未将氧化成,调节pH时为了防止沉淀,pH需小于4.0,此条件下不能沉淀 (2) (3)AB (4) 【分析】以烧渣(、、FeO和)为原料制备硫酸钪,先将烧渣用酸性的硫酸铵浸取,得到铁盐和钪盐溶液,进一步通过氧化和调pH除去含铁元素杂质,进一步经过溶解提纯操作得到产品。 【详解】(1)由表格数据可知:若直接加氨水调节pH,为防止沉淀需控制pH小于4.0,此条件下无法沉淀除去;若调节pH至沉淀的pH范围,会完全沉淀,无法实现钪与铁的分离”; (2)沉淀时反应物为:Sc3+、NH4HCO3,生成物为碳酸钪沉淀,故其沉淀时对应的离子方程式为:; 流程中废液再生后返回浸取,浸取需要,因此加入硫酸反应可得到硫酸铵,循环使用。 (3)A.充分振荡:增大有机相与水相接触面积,提升萃取效率,A正确; B.萃取剂分多次萃取:少量多次萃取能提高萃取率,B正确; C.下层、上层液体依次从下口放出错误,分液时上层液体应从上口倒出,C错误; 故选AB。 (4)Sc为21号元素,其基态原子核外电子排布式为:; 晶胞均摊计算:Sc棱上12个,内部1个,共4个;Al:顶点8个,面心6个,共4个;Ag:晶胞内8个,共8个,故合金中Sc、Al、Ag原子数目比为4:4:8=1:1:2。 7.(1)p (2) 温度升高,分解速率加快 (3) 升高 (4)BD (5) (6) 乙 【分析】冶炼浮渣(主要成分为),加NaOH溶液、H2O2进行碱浸,该过程中氧化物转化为等阴离子;浸出液中加硫化钠溶液,将转化为PbS沉淀;过滤后,滤液中加氢氧化钡溶液,将转化为沉淀;过滤后,滤液中加Sn粉,置换出Sb,得到,据此回答。 【详解】(1)在元素周期表中,Pb、Sn位于第IVA族、Sb、As位于第VA族,这两个主族均属于p区; (2)“碱浸”时在碱性条件下被还原为,根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒,配平离子方程式为:;温度高于40∘C时,不稳定,发生分解,导致与“碱浸”反应的浓度降低,Pb浸出率急剧变化;度升高,分解速率加快; (3)由分析知,滤液中加Sn粉,置换出Sb,发生反应,得到;由反应方程式可知,反应过程中有生成,使溶液碱性增强,pH升高; (4)“除铅”“除砷”“除锑”涉及的分离操作是过滤(分离固体和液体),过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,不需要选用的玻璃仪器是分液漏斗和蒸馏烧瓶,故选BD; (5)常温下“除砷”,分两部分,一部分残留在溶液中,另一部分转化生砷酸钡,设加入溶液的体积为V L,残留在溶液中的,生成砷酸钡时消耗的,残留液体积近似为2V L,; (6)锑钾合金晶胞结构如图甲,K原子在顶点、体内和面心,Sb原子(黑球)在棱上和体心,该晶胞的俯视图为图乙;完整的晶胞中含有的K原子数目为,Sb原子数目为,晶胞的边长为2apm,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的密度为。 8.(1) 将矿粉粉碎更细、搅拌、适当升温、适当提高硫酸的浓度等 硫酸钙、二氧化硅 (2) 根据,代入已知数据,可得,已完全沉淀 (3)加入盐酸,增大,使平衡逆向移动 (4) 、 二者都是离子晶体,钙离子半径比镁离子大,故中离子键强度小、熔点低 (5) 【分析】该流程以含有铁、铀、钙、镁氧化物及二氧化硅的含铀矿粉为原料制备三氧化铀,先向矿粉中加入稀硫酸进行浸出,二氧化硅不与稀硫酸反应以及生成的硫酸钙形成浸渣被除去,其余金属元素转化为离子进入浸出液;向浸出液中加入萃取剂进行萃取,铀元素进入有机相,钙、镁等杂质留在萃余液中实现分离,再向溶有铀的有机相中加入盐酸反萃取,铀重新转移至水相;向反萃取后的水溶液中加入过氧化氢,将体系内的亚铁离子氧化为铁离子,随后加入氧化镁调节溶液 pH,铁离子转化为氢氧化铁沉淀以滤渣形式除去;除铁后的溶液经过离子交换进一步提纯,再向提纯液中加入碳酸氢铵并加热沉淀,最终分解得到固体三氧化铀。 【详解】(1)“浸出”时,为加快矿粉溶解,可采取的措施有:将矿粉粉碎更细、搅拌、适当升温、适当提高硫酸的浓度等;由分析可知,“浸渣”的成分为硫酸钙、二氧化硅; (2)酸性条件氧化,离子方程式:;根据,代入已知数据,可得,已完全沉淀; (3)“萃取”时存在平衡,加入盐酸反萃取,铀能够进入水相的原因是加入盐酸,增大,使平衡逆向移动; (4)中心C原子与2个O形成单键,与一个O形成双键,共3个键,无孤电子对,价层电子对数=3+0=3,故杂化类型为,的中心N原子形成4个键,无孤对电子,价层电子对数=4+0=4,故杂化类型为;氧化镁的熔点比氧化钙的熔点高,可能的原因是:二者都是离子晶体,钙离子半径比镁离子大,故中离子键强度小、熔点低; (5)①观察给出的两个结构单元,氧原子位于小立方体的顶点。右图体心有一个铀原子,左边体心是空位,8个小立方体组合成一个大的晶胞,氧原子位于大晶胞的顶点、面心、棱心和内部,铀原子填充在一半的四面体空隙中,O原子个数个,U原子的个数为4,该氧化物的化学式为; ②晶胞总边长,晶胞体积,1个质量,一个晶胞中含有4个,故晶胞密度为; 答案第4页,共11页 答案第1页,共11页 学科网(北京)股份有限公司 $

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