专题12 工艺流程综合题(3年汇编)(贵州专用)2024-2026年高考化学真题分类汇编
2026-07-01
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3份
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49页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 贵州省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.98 MB |
| 发布时间 | 2026-07-01 |
| 更新时间 | 2026-07-01 |
| 作者 | 学科网化学精品工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·高考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58587567.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦贵州高考工艺流程综合题,整合3年真题与1年模拟,以战略金属回收、固废利用等真实化工情境为载体,综合考查核心素养与学科能力。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|工艺流程综合题|14道|元素化合物(钪、铝、铜等回收)、反应原理(Ksp计算、pH调控)、实验操作(萃取、反萃取)|强化复杂体系分离流程设计,突出陌生信息提取与绿色化学理念,契合“真实情境+问题解决”高考命题趋势|
内容正文:
专题12 工艺流程综合题
3年真题1年模拟
题型分类
考情示例
命题规律
工艺流程综合题
2026贵州(1题)、2025贵州(1题)、2024贵州(1题)
· 情境设置:以大宗固废、战略金属回收、工业冶炼渣等真实化工生产为背景,体现资源循环利用与绿色化学理念
· 考查重点:围绕原料预处理、核心反应条件控制、物质分离提纯、产品纯度分析等关键环节,综合考查元素化合物、反应原理、实验操作及定量计算
· 命题趋势:强化复杂多组分体系(如含多种金属硫化物、氧化物混合物)的分离流程设计,增加对陌生信息提取、流程优化评价及Ksp计算等能力的考查,突出"真实情境+问题解决"的素养导向
1.(2026·贵州·高考真题)钪是一种关键的战略金属,对国防科技、产业升级有重要的作用。从某钪铝渣[含及、、等的氢氧化物]中回收钪和铝,工艺流程如图。
已知:
①钪铝渣中夹杂在其他金属氢氧化物中或包裹在其他颗粒的孔隙中。
②“酸浸”工序中,钪主要以的形式被浸出。
③时,, 。
回答下列问题:
(1)基态钪原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“预处理”工序的操作是 。
(3)“碱浸”工序中,在一定条件下,NaOH溶液浓度对钪和铝浸取率的影响如图1,最佳NaOH溶液浓度为 。
(4)“酸浸”工序中浸出钪的主要离子方程式为 。
(5)pH对萃取率的影响如图2,HNO3溶液浓度对洗脱率的影响如图3。
①“无机溶液1”中存在的金属阳离子主要是 。
②本工艺中去除溶液中Fe3+的工序是 ,依据是 。
(6)“碱浸”工序中,、溶液中时,pH为 。
【答案】(1) (2)研磨(粉碎)钪铝渣 (3) (4) (5)① ② 洗脱 ③ 相同条件下,时,Fe元素的洗脱率远高于Sc元素,Fe元素被硝酸洗脱进入无机溶液2,Sc元素仍保留在有机相中 (6)12.6
【分析】含及、、等的氢氧化物,先进行预处理,一般为粉碎研磨,然后加入NaOH溶液进行碱浸,使Al元素转化为进入碱浸液,经过系列转化回收Al元素,浸出渣中含有Sc、Mg、Fe的氢氧化物,加入HNO3酸浸,除去不溶于硝酸的杂质,浸出液中含有、Mg2+、Fe3+,加入有机萃取剂协同萃取后,Mg2+进入无机溶液1,有机相中含有、Fe3+,加入HNO3洗脱,Fe3+进入无机溶液2,洗脱后的有机相加入反萃取剂进行反萃取后获得含有的溶液,经系列转化回收Sc。
【解析】(1)钪为21号元素,价层电子排布为,价层电子轨道表示式为:。
(2)已知被包裹在颗粒孔隙中,预处理需要研磨(粉碎)钪铝渣,增大接触面积,利于后续浸出。
(3)工艺需要尽可能多浸出Al、尽可能少浸出Sc,实现二者分离。由图1可知:浓度为时,Al浸出率已经达到较高值,且Sc浸出率仍很低,分离效果好,故为最佳浓度。
(4)酸浸时与氢离子反应生成,离子方程式: 。
(5) ①协同萃取时,由图2可知、的萃取率很低,而铝元素前序已除掉;因此无机溶液1中主要金属阳离子为;
② 去除的工序为洗脱;依据是:相同条件下,时,Fe元素的洗脱率远高于Sc元素,Fe元素被硝酸洗脱进入无机溶液2,Sc元素仍保留在有机相中。
(6)已知:,,联立得: , ,。
2.(2025·贵州·高考真题)某铜浮渣主要成分为Pb、PbS、、SnS,分离和回收铅、锡、铜的工艺流程如图。
已知:
①部分物质的密度如表:
物质
Pb
PbS
SnS
密度/
11.3
7.5
5.6
5.2
②在冷水中溶解度很小,但易溶于热水;。
③25℃时,,。
回答下列问题:
(1)“分选”得到粗Pb的原因是 。
(2)“浸出”时按一定比例加入和盐酸的混合溶液,控制温度为80℃,其中、SnS被氧化为和,则被氧化的离子方程式为 ;“浸出”时分离S的操作为 。
(3)25℃时,在不同浓度HCl溶液中的溶解度曲线如图,当时,溶解度最小的原因是 。
(4)25℃时,“调pH”控制,则生成的化学方程式为 ,此时溶液中的最大值约为 。
(5)“置换”后滤液中溶质的主要成分为 (填化学式),滤液进行“系列操作”后返回“浸出”操作循环利用并达到原浸出率,则“系列操作”为 。
【答案】(1)Pb的密度大于PbS、、SnS (2)①
② 趁热过滤 (3)当时,随着浓度降低,沉淀溶解平衡正向移动,溶解度增大
当时,随着浓度增大,络合平衡正向移动,溶解度增大 (4)①
② 0.084 (5)① ② 通入空气(或加入)并补充HCl
【分析】该流程以含Pb、PbS、、SnS的铜浮渣为原料,通过“密度分选→浸出→冷却结晶→调pH→置换”等步骤分离回收铅、锡、铜:先利用Pb与其他物质的密度差异分选得到粗Pb;剩余物料用和盐酸混合液浸出,将、SnS氧化为、并分离出S;浸出液冷却结晶得到,调pH使水解为,再用置换出;最后滤液经处理循环回浸出工序,实现资源回收与循环利用。
【解析】(1)由密度表可知,Pb的密度远大于PbS、、SnS的密度,通过“分选”可将Pb与其他固体分离;
(2)在80℃下被氧化,铜、硫元素分别转化为、S单质,被还原为,结合得失电子守恒及电荷、原子守恒得离子方程式为:
;S为固体,已知在冷水中溶解度很小,但易溶于热水,故通过趁热过滤可防止析出,并分离得到S;
(3)存在溶解平衡()和络合平衡();
当时,随着浓度降低,沉淀溶解平衡正向移动,溶解度增大;
当时,随着浓度增大,络合平衡正向移动,溶解度增大;
所以当时,溶解度最小;
(4)水解生成,反应为:
;时,,由,得:;
(5)置换生成,溶质主要为;为使该溶液能继续用作浸出液,需要需将氧化为,并补充适量盐酸,使之恢复到原有的“浸出”条件后循环使用,故系列操作是通入空气(或加入)并补充HCl。
3.(2024·贵州·高考真题)煤气化渣属于大宗固废,主要成分为及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺,制备钠基正极材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃时,;
②。
回答下列问题:
(1)“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 。
(3)“除杂”时需加入的试剂X是 。
(4)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”的作用是 ,水热合成的离子方程式为 。
(5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料,其工艺如下:
①该工艺经碳热还原得到,“焙烧”生成的化学方程式为 。
②的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有的单元数有 个。
③若“焙烧”温度为时,生成纯相,则 ,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)① 提供Na+和反应所需要的碱性环境 ②
(5)① ② 3 ③ 0.25 ④ 乙
【分析】煤气化渣(主要成分为及少量MgO等)中加浓硫酸酸浸,SiO2不反应、也不溶解成为滤渣,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。
【解析】(1)煤气化渣(主要成分为及少量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;
(3)“除杂”时需要沉淀镁离子、得,所以加入的试剂X是NaOH溶液;
(4)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”为NaOH溶液,其既可以提供合成所需要的Na+,又可以提供反应所需要的碱性环境,水热合成的离子方程式为;
(5)①该工艺经碳热还原得到,“焙烧”时、Na2CO3和O2反应生成,其化学方程式为
②由的晶胞图如甲可知,每个晶胞中含有Fe:4×+2=3,Na:8×+2=3,O:8×+4=6,即每个晶胞中的单元数有3个;
③若“焙烧”温度为时,,生成纯相,则,解得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。
模拟题精选
1.(2026·贵州安顺·一模)综合利用二次铜阳极泥(主要成分含、及等)分离贵重金属的一种工艺流程如下:
已知:①“滤液Ⅰ”中,硒以弱酸形式存在。
②常温下,;。
③常温下,易与银离子配位: 。
回答下列问题:
(1)Se的基态原子的价电子空间运动状态有 种。
(2)为加快“氧化酸浸”过程的反应速率,可采取的措施有粉碎阳极泥和 (回答一条即可)等。
(3)“氧化酸浸”时,可被氧化的离子方程式为 ;滤渣Ⅰ的主要成分为和 。
(4)已知:萃取与反萃取原理为:,反萃取剂最好选用 (填化学式)溶液。
(5)“溶浸转化”步骤前,滤渣需充分洗涤,除去残留的酸液,其原因是 。
(6)“溶浸转化”中发生的反应为:,常温下此反应的平衡常数 。
(7) “滤液Ⅲ”可返回“ ”工序循环使用。
【答案】(1)4 (2)搅拌(或适当升温、增大硫酸的浓度等)(合理即可) (3)① ② (4) (5)避免酸与反应生成S和 (6)5040 (7)溶浸转化
【分析】铜阳极泥(主要成分含、及等)氧化酸浸加入试剂为(氧化剂)、(酸性介质)、(沉淀剂,提供),滤液Ⅰ为、 ,滤渣Ⅰ主要是、,萃取时进入有机相,与水相中等杂质分离; 反萃取需要使平衡逆向移动,释放到水相,结晶后得到粗品,完成铜的提取。加入溶液,利用配位反应溶解:,转化为可溶性配离子进入滤液Ⅱ,不溶的留在滤渣中,实现与铅杂质的分离,滤液Ⅱ中加入和混合溶液,作为还原剂将配离子中的还原为单质,离子反应:,过滤得到粗银;所得滤液Ⅲ中含有,可返回溶浸转化工序循环使用,提高原料利用率。
【解析】(1)Se是34号元素,价电子排布为,电子的空间运动状态由轨道决定,含1个轨道、含3个轨道,共4种不同的空间运动状态。
(2)加快固液反应速率,除粉碎增大接触面积外,还可通过适当升温、搅拌、增大反应物浓度实现,任答一种即可。
(3)酸性条件下被氧化,转化为、转化为,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平得到离子方程式为;原阳极泥中的难溶于酸,酸浸后留在滤渣Ⅰ中。
(4)萃取平衡为:,增大浓度可使平衡逆向移动实现反萃取,最终要制备硫酸铜,因此选择作反萃取剂。
(5)在酸性条件下会发生歧化反应:,残留酸会消耗,降低银的浸出率。
(6)目标反应可由两个反应相加得到:①;②,因此总反应平衡常数。
(7)滤液Ⅲ中有,可返回溶浸转化工序循环使用。
2.(2026·贵州黔东南·一模)(多选)钴是重要的战略性金属。从炼锌钴渣(含ZnO、CoO、CuO、FeO、、)中回收钴和锌的工艺如下:
已知:
物质
回答下列问题:
(1)“酸浸”前需要将炼锌钴渣粉碎,粉碎的目的是 。
(2)“氧化”中被氧化的离子是 。滤渣2的主要成分是 (填化学式)。
(3)“沉钴”中发生反应的离子方程式为 。溶液1中含有的金属阳离子主要有和 。
(4)“还原酸溶”中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)“合成”中发生反应的化学方程式为 。
(6)钴盐可用于制备含镍钴的铁合金,一种合金X的立方晶胞如图所示。该晶胞中粒子个数比 ;设合金X的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶体中Fe和Ni之间的最短距离为 nm(列出计算式)。
【答案】(1)增大钴渣表面积,加快酸浸反应速率,提高浸出率 (2)① ② (3)① ② (4) (5)或 (6)① ②
【分析】先将处理后的渣料酸浸,分离出难溶于酸的SiO2,再过氧化氢处理,将铁元素都转化为+3价,通过调pH先将铁元素转化为Fe(OH)3除去,再加入氧化性较强的NaClO,将Co元素转化为剂,最后加入还原剂还原Co元素为+2价,再加入(NH4)2CO3合成目标产物,据此解答。
【解析】(1)“酸浸”前将炼锌钴渣粉碎能增大固体与液体的接触面积,从而加快酸浸的反应速率,提高浸出率;
(2)酸浸液中含有等离子,“氧化”步骤的作用是将氧化为,以便在后续调pH时除去Fe元素;溶液中含有过量硫酸,因此滤渣2中除氢氧化铁外还有微溶物CaSO4;
(3)由分析可知,“沉钻”中NaClO将氧化为,然后形成沉淀,则发生反应的离子方程式为;根据元素去向分析可知,溶液1中含有的金属阳离子主要有和;
(4)“还原酸溶”中氧化剂与还原剂反应生成和,根据电子得失守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比为;
(5)分析流程可知“合成”中与发生双水解反应,反应的化学方程式为或;
(6)由晶胞图可知,Fe、Co、Ni分别位于晶胞的顶点、棱心、体心,Fe原子个数为,Co原子个数为,位于体内的Ni原子个数为1,该晶胞中粒子个数比;Fe和Ni分别位于晶胞的顶点、体心,最短距离为体对角线长度的,设晶胞边长为a nm,由于晶胞密度为,则晶胞边长为,则Fe和Ni最短距离为。
3.(2026·贵州毕节·二模)推动磷矿资源“富矿精开、贫矿利用”,培育绿色化工领域新质生产力具有重要的现实意义和推广价值。一种以磷尾矿(主要成分、、)为原料开展湿式镁法烟气脱硫及高值化利用工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)高温煅烧磷尾矿的目的是 。
(2)煅烧后的磷尾矿加入溶液进行脱钙预处理,反应完成后,过滤得到固体混合物,该混合物中用于脱硫的有效成分是 (填化学式)。
(3)工业烟气()脱硫模拟装置中发生的化学反应方程式为 。
(4)“脱镁”过程用于制备高纯氢氧化镁,其操作是 。此过程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
(5)磷尾矿、脱钙预处理过滤后得到的混合物和磷精矿主要成分质量分数如下表:
CaO
MgO
磷尾矿
10.6%
38.2%
16.8%
脱钙预处理过滤后得到的混合物
20.14%
35.5%
22.88%
磷精矿
28.0%
51.2%
0.5%
①分析表中数据,说明磷尾矿中的镁资源在生产过程中的作用是 。
②化工生产中,若磷的回收率为95%,计算100吨原磷尾矿可生产磷精矿 吨(保留小数点后两位)。
【答案】(1)将碳酸盐分解为氧化物,便于后续化学处理; (2)MgO; (3)2MgO+2SO2+O2=2MgSO4; (4)① 向高镁溶液中加入氨水,调节pH使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,过滤、洗涤、干燥; ② NH4NO3(或NH3、NH3•H2O); (5)① 用于烟气脱硫,同时制备高纯氢氧化镁,实现镁资源高值化利用,并富集磷元素提升磷精矿品位。 ② 35.96
【分析】工业上将磷尾矿煅烧将碳酸盐进行分解,便于后续化学分离处理,得到CaO、MgO、P2O5,加入NH4NO3溶液脱钙时,CaO会与水、NH4NO3溶液反应进入高钙液,而根据信息MgO和P2O5留在固体中进行工业脱硫并后续得到磷精矿,得到MgSO4溶液后与高钙液(主要成分硝酸钙)反应得到精品硫酸钙及高镁液(主要成分硝酸镁),往高镁液中加氨水得到Mg(OH)2沉淀和硝酸铵浸取液。
【解析】(1)磷尾矿煅烧时将碳酸盐进行分解,便于后续化学分离处理;
(2)根据以上分析及脱硫产物可知,过滤得到的固体混合物中脱硫的有效成分是MgO;
(3)根据脱硫装置中的反应物和生成物可知方程式为2MgO+2SO2+O2=2MgSO4;
(4)向高镁溶液(主要含硝酸镁)中加入氨水,生成Mg(OH)2沉淀和NH4NO3,要获得高纯氢氧化镁还要进行过滤、洗涤、干燥等一系列操作,得到的NH4NO3可以循环利用。
(5)设可生产磷精矿质量为x 吨,根据P2O5守恒:;解得x≈35.96。
4.(2026·贵州遵义·二模)电解锰渣中金属含量高于自然矿石中含量,从电解锰渣中回收金属,制备硫酸锰晶体,流程如下:
已知:①电解锰渣主要含有及少量;
②时,。
(1)粉碎电解锰渣的目的是 。
(2)写出电解锰渣中MnS被氧化为的化学方程式 。
(3)当时认为沉淀完全,调节pH的最小值为 。
(4)磷酸酯作萃取剂萃取锰离子时,溶液的初始pH与分离系数关系如下表所示:
初始pH
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
分离系数
7.64
8.83
9.97
11.21
12.10
13.17
13.36
11.75
已知:①分离系数越大,分离效果越好;②磷酸酯属于酸性萃取剂。
当初始时,分离系数降低的原因是 。
(5)系列操作是 ,最后洗涤、干燥。
(6)已知渣料比,由下图可知最佳渣料比为 ,前期随着渣料比的减少,Mn浸出率增加的原因是 。
【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,增大电解锰渣的浸出率 (2) (3)3 (4)萃取剂磷酸酯显酸性,,萃取剂被反应失效 (5)加热浓缩,冷却结晶,过滤 (6)① 8 ② 被氧化的MnS增多,促进MnS溶解
【分析】电解锰渣加入二氧化锰、硫酸酸浸,二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子,二氧化锰氧化MnS生成,得到浸出液调节pH将铁离子转化为沉淀,过滤滤液加入萃取剂萃取,然后加入硫酸反萃取得到含锰离子的水相,水相加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干得到硫酸锰晶体;
【解析】(1)粉碎电解锰渣的目的是增大接触面积,加快反应速率,增大电解锰渣的浸出率;
(2)电解锰渣加入二氧化锰、硫酸酸浸,二氧化锰氧化MnS生成,MnS中硫元素化合价由-2变为+6、二氧化锰中锰元素化合价由+4变为+2,结合电子守恒,反应为:;
(3)当时认为沉淀完全,则,pOH=11,则调节pH的最小值为14-11=3;
(4)萃取剂磷酸酯显酸性,,pH过高,酸性萃取剂会与用于调节pH的碱反应而被消耗,萃取剂被反应失效,导致分离系数降低;
(5)由分析,水相经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干得到硫酸锰晶体;
(6)由图,最佳渣料比为8,此时,锰的浸出率最高;MnS中也含锰元素,前期随着渣料比的减少,Mn浸出率增加的原因是渣料比()减少,意味着的相对用量增加,从而促进了MnS的氧化溶解,提高了Mn的浸出率;
5.(2026·贵州六盘水·二模)(多选)金属铼广泛用于航空航天等领域。贵州省钼矿资源丰富,一种以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵晶体的流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)①为了提高“焙烧”效率,可采取的措施有(答两条) 。
②“焙烧”过程中转化为和另一种含硫化合物,反应方程式为 。
(2)①“萃取”原理为,则“反萃取”对应的离子方程式为 。
②常温下,若“反萃取”得到高铼酸铵溶液中是的10倍,则所得溶液的为 。(已知:常温下)
(3)推断是晶体还是非晶体最可靠的方法是 。
(4)工业上制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表1),利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉。根据下列图表分析,最合适的温度为 ℃。
表1
物质
熔点(℃)
沸点(℃)
Re
3180
5900
C
3652
4827
Fe
1535
2750
(5)铼的一种氧化物的晶胞结构如下图所示,该氧化物的化学式为 。若晶胞中两个相距最近的O原子间的距离为,则该氧化物的密度为 (列出计算式,摩尔质量用表示,阿伏加德罗常数用表示)。
【答案】(1)① 将矿物粉碎、增大空气进气量、使空气与矿粉对流、形成逆流等 ②
(2)① ② 8.3 (3)X射线衍射实验 (4)3500 (5)① ②
【分析】钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)在空气中焙烧,硫元素转化成二氧化硫,二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙,铼元素转化成Ca(ReO4)2,钼元素转化成CaMoO4,加入硫酸、软锰矿,硫酸钙属于微溶物,过滤,得到浸渣CaSO4,加入氨水和生石灰,得到NH4ReO4,然后过滤,通过酸化、萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品,据此分析;
【解析】(1)①将钼精矿粉碎、适当增大空气进气量、使空气与矿粉对流、形成逆流等(或适当升高焙烧温度、搅拌等,任写两条即可);
②在焙烧时,S被氧化为,Re被氧化为高铼酸根,方程式:
(2)①反萃取是萃取的逆过程,反萃取加入氨水,与反应,释放进入水相,离子方程式:或;
②一水合氨的电离平衡常数,已知,即,且,代入得:,解得,,;
(3)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验,晶体有衍射峰,非晶体没有;
(4)需要使杂质Fe、C全部气化除去,Re仍为液态/固态(Re沸点5900℃,不会气化):Fe沸点2750℃,高于2750℃Fe气化;根据图像,3500℃时C全部变为气体,且温度低于Re沸点、低于碳熔点(3652℃),因此选3500℃最合适;
(5)晶胞中Re位于顶点,数目为;O位于棱心,数目为,因此,化学式为;
最近的两个O分别在相邻棱的棱心,距离为,设晶胞边长为,则,解得,晶胞体积,1个晶胞质量,因此密度。
6.(2026·贵州毕节·模拟预测)铼(Re)是航天航空、核能以及化工等领域的关键稀散金属。一种以辉钼矿(主要成分ReS2,含微量ReS2)为原料开展钼和铼的分离制备高纯铼粉的工艺流程如下:
已知:
①烟尘主要成分是Re2O7(含有少量MoO3及低价态铼的氧化物);MoO3沸点为1155°C,微溶于冷水,Re2O7沸点为361°C,遇水易反应生成HReO4 (高铼酸);
②Mo和Re存在多种价态,其中Mo是+6为最高价,Re是+7为最高价,溶液中以形式稳定存在;
③胺类萃取剂对萃取原理:,且萃取选择性远大于。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,辉钼矿从焙烧炉中上部加入,空气从下部通入,这样操作的目的是 。
(2)“焙烧”中发生反应的化学方程式为 。
(3)“淋洗”中淋洗剂水中需含有少量H2O2,H2O2作用是 。
(4)“萃取”过程中滤液1的酸性越强越有利于萃取铼,原因是 。
(5)“萃取”过程中胺类萃取剂体积分数对铼萃取率的影响如图1,萃取剂最适宜体积分数为 ,结合图2分析经“反萃取”后从水相中“结晶”获得晶体的实验方法为 。
(6)“还原”中发生反应的化学方程式为 。
(7)“还原”中为了获得高纯铼粉,“反萃取”中反萃取剂用氯化铵和氨水混合液而不用溶液的原因是 。
【答案】(1)增大固气接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分
(2)
(3)将低价态铼的氧化物氧化为(或),提高铼的萃取率
(4)萃取原理为:,酸性越强,越大,平衡向正反应方向移动,有利于铼的萃取 (5)① ② 重结晶
(6)
(7)若反萃取剂用NaOH溶液,“还原”后所得“高纯錸粉”中将混有钠的化合物杂质
【分析】本工艺流程旨在从辉钼矿中分离钼和铼,并最终制备高纯铼粉。
焙烧:辉钼矿在空气中焙烧,硫化物转化为氧化物(、)和气体。由于沸点较低(),受热挥发进入烟尘中,而沸点较高的主要留在焙烧渣中,从而实现钼和铼的初步分离。
淋洗:用水和少量淋洗烟尘,与水反应生成高铼酸(),将烟尘中的低价态铼氧化物氧化为。由于微溶于冷水,过滤后滤渣1主要为,滤液1主要含。
萃取与反萃取:利用胺类萃取剂N235将滤液1中的萃取到有机相中,再用和氨水混合液进行反萃取,使铼以的形式进入水相。
结晶与还原:从水相中结晶得到晶体,最后在下用还原制得高纯铼粉。
【解析】(1)辉钼矿从上部加入,空气从下部通入,形成逆流操作。这种方式可以使固体矿物与气体(氧气)充分接触,增大接触面积,从而加快反应速率,提高原料的转化率。
(2)“焙烧”时与空气中的发生氧化还原反应,生成和。根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式,化学方程式为
(3)根据已知①,烟尘中含有少量低价态铼的氧化物。具有强氧化性,能将低价态铼氧化为最高价(+7价)的高铼酸(),从而使铼元素尽可能多地进入溶液中。
(4)根据已知③提供的萃取平衡方程式,氢离子是反应物。增大溶液的酸性即增大浓度,根据勒夏特列原理,平衡将向正反应方向(即萃取方向)移动,从而提高萃取率。
(5)由图1可知,当N235体积分数达到时,萃取率已经较高,继续增大体积分数萃取率提升不明显,出于经济效益考虑,最适宜体积分数为。由图2可知,的溶解度随温度升高而显著增大,因此从其水溶液中获取晶体应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,随后进行重结晶操作提纯晶体。
(6)“还原”工序是用在高温下还原制备铼粉(Re)。反应中Re元素从+7价降至0价,中H元素从0价升至+1价,结合原子守恒可知还会生成和。化学方程式为
(7)制备高纯金属时需严格控制杂质的引入。若用NaOH反萃取,最终产物混有钠的化合物杂质。
7.(2026·贵州黔东南·模拟预测)碳酸锂是药物M(可用来治疗双相情感障碍)的主要成分。工业上以锂云母矿石(主要成分可表示为,还含少量)为原料制备碳酸锂和明矾的简易流程如图所示。回答下列问题:
已知:常温下,,,当离子浓度时可认为该离子已完全沉淀;常温下,在时开始溶解。
(1)为了提高“酸浸”速率,宜采用的措施有 (答一条);“酸浸”后得到的浸渣的用途有 (答两条)。
(2)“蒸发浓缩”时,蒸发至溶液表面形成一层“膜”时添加,“形成一层膜”表明此时溶液为 (填“饱和”或“不饱和”)溶液;“冷却”的目的是 。
(3)常温下,“调pH”控制的pH范围为 ;“调pH”后还需要分离出滤渣,滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(4)若试剂R为小苏打,加入小苏打之前需将溶液调至呈较强碱性,写出“沉锂”工序中发生反应的离子方程式: 。
(5)已知的溶解度与温度的关系如下表所示:
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
“操作a”包括过滤、洗涤、干燥,洗涤时选用 (填“热水”或“冷水”)。
(6)以和为原料,在空气中高温烧结可制备锂离子电池正极材料,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)① 适当提高硫酸浓度(或适当升温,将固体粉碎研磨,适当搅拌反应混合物等) ② 制造玻璃(或制造建筑材料,防火材料等) (2)① 饱和 ② 降低溶质的溶解度,便于析出晶体 (3)① ② 和 (4) (5)热水 (6)
【分析】将锂云母矿石与一同焙烧,可将锂云母中的转化为,用硫酸酸浸焙烧产物,金属氧化物被转化为对应的硫酸盐,被溶解,不参与反应,可通过过滤除去,滤液中的金属离子为、、、。将滤液蒸发浓缩后向其中加入,冷却后可得晶体。向母液中加入NaOH调节pH,和残留的被转化为和沉淀,滤液经沉锂等操作后可得,据此作答。
【解析】(1)为提高酸浸效率,可以适当升温并适当增大硫酸浓度,也可以将焙烧产物粉碎研磨,并在酸浸过程中搅拌反应混合物,使固体原料与硫酸充分接触,以提高酸浸速率;由分析可知,酸浸后的滤渣主要成分是,可用于制造玻璃,制造建筑材料或防火材料;
(2)当溶液表面形成一层膜时说明溶质已开始析出,是溶液达到饱和的标志;冷却的目的是通过降低温度来降低溶质的溶解度,便于析出晶体;
(3)根据已知条件,,,当金属离子浓度时说明金属离子已被完全沉淀。当被完全沉淀时,,此时。当被完全沉淀时,,此时。同时,当pH=10时,开始溶解,因此,在调pH过程中需控制;由分析可知,调pH过程中产生的滤渣主要是和;
(4)若将溶液调整至强碱性,其中含有大量,此时加入小苏打沉锂,发生的反应为:;
(5)从表格可以看出,的溶解度随温度升高而降低,使用热水洗涤可以减少的损失;
(6)中,Co元素的平均化合价为价,中,Co元素为+3价,空气中的参与反应,从0价降至-2价,结合质量守恒可写出该反应方程式:
8.(2026·贵州遵义·模拟预测)钴(Co)在航空航天、机械制造等高精尖材料领域有重要应用,一种以钴矿石(主要成分为、、、、等)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示:
已知:①常温下,部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
金属离子
开始沉淀的pH
6.9
1.5
3.6
7.1
7.9
沉淀完全的pH
8.3
2.8
4.7
9.2
9.8
②常温下,;
③相同条件下,还原性:。
回答下列问题:
(1)钴矿石“粉碎”处理的目的是 。
(2)“浸取”时被还原的离子方程式为 。
(3)“除杂”步骤中,加入压缩空气的目的是 ,需调节溶液pH的范围是 。
(4)若“沉钙”后溶液中,浓度为 。
(5)该工艺中设计“萃取”、“反萃取”的目的是 。
(6)“电解”过程中,阴极的电极反应式为 。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快浸取速率,提高钴的浸出率
(2)
(3)① 将氧化为,便于沉淀除去 ② (4)
(5)富集钴元素,分离与,提纯 (6)
【分析】钴矿(主要成分为、、、、等)粉碎后用硫酸、浸取,得到含有、、、、的溶液,通入压缩空气将氧化为并调节pH将、转化为和除去;过滤,向滤液中加入NaF溶液将转化为沉淀除去,至此杂质没有除去,即萃取操作的目的是分离和,再通过反萃取富集,最后电解硫酸钴得到金属钴,据此作答。
【解析】(1)粉碎固体反应物的作用为增大接触面积,加快反应速率,提高原料浸出率;
(2)浸取时中+3价Co被还原为,被氧化为,在酸性(硫酸环境)条件下配平离子方程式为:;
(3)根据沉淀pH表,开始沉淀pH远大于,通入压缩空气可将氧化为,方便沉淀除杂;调节pH需要保证、完全沉淀,同时不沉淀,结合表格数据得pH范围为;
(4)根据溶度积公式,代入数据计算得;
(5)除杂沉钙后,溶液中仍有等杂质,萃取、反萃取的作用是富集目标离子钴,分离与Mn2+,提纯;
(6)电解硫酸亚钴溶液制备金属钴,阴极发生还原反应,得电子生成Co,据此写出电极反应为。
9.(2026·贵州铜仁·模拟预测)从某金-银矿(含、、、、、等)中回收金属的一种工艺如下:
已知常温下,部分金属离子开始沉淀和完全沉淀时()溶液的pH如下表:
金属离子
开始沉淀时的pH
1.6
7.6
8.1
完全沉淀时的pH
3.1
9.6
10.1
回答下列问题:
(1)Cu位于元素周期表的 区。
(2)“还原酸浸”时发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁”时需调节溶液,若控制,此时滤液中 。
(4)“沉锰”时选择用而不使用沉淀的主要原因是 。
(5)“浸金银”时溶解涉及的主要反应如下:
a.
b.
①上述过程中的催化剂为 ;的作用为 。
②“浸金银”后滤渣2的主要成分为 。从滤液中提取Au,工业上常用锌置换法,其他条件相同时,溶液对金置换率的影响如图所示。为了提高回收效果,选择的最佳条件为:控制溶液 ,浸出时间 min。
【答案】(1)ds (2) (3) (4)溶液的碱性较强,容易生成等杂质 (5)① ② 与配位生成可溶的 ③ ④ 10 ⑤ 25
【分析】由流程可知,矿石经“还原酸浸”,、被还原为Fe2+和Mn2+,CuO被溶解为Cu2+,Au、Ag、SiO2不溶进入“滤渣1”;沉铜时,Cu2+被铁粉还原为Cu;“沉铁”时,Fe2+被氧化为Fe3+;Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;“沉锰”时,Mn2+沉淀为碳酸锰。滤渣1 “浸金银”时,Au、Ag被混合液浸出,提炼出Au、Ag,SiO2不溶进入“滤渣2”。
【解析】(1)Cu的价层电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区;
(2)“还原酸浸”时被还原为Fe2+,发生反应的离子方程式为;
(3)根据完全沉淀时pH=3.1,,Fe(OH)3的溶度积常数,若控制,溶液中,此时滤液中=;
(4)“沉锰”时选择用而不使用沉淀的主要原因是溶液的碱性较强,容易生成等杂质;
(5)①根据反应a、b,先消耗后生成,可知是上述过程中的催化剂;的作用为与配位生成可溶的;
②根据分析,“浸金银”后滤渣2的主要成分为;根据图示,10,浸出时间25min,金置换率最高,延长时间金置换率没有明显提升,选择的最佳条件为:控制溶液10,浸出时间25 min。
10.(2026·贵州六校联盟·模拟预测)(多选)一种多金属精矿中含有Fe、Al、Cu、Ni、Ca、Si、O等元素,现从中提取Fe、Cu、Ni的工艺如图所示:
已知:室温下相关物质的如下表。
氢氧化物
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布图为 。
(2)固体残渣含有少量和 。
(3)“高压加热”时,生成的离子方程式为 。“电解”时,颗粒分散于溶液,以Fe片、石墨棒为电极,写出阴极的电极反应式 。
(4)若滤液1中和的浓度均为,“沉铝”时,最高可调至 (溶液体积变化可忽略,计算结果精确至小数点后2位)。
(5)“选择萃取”中,镍形成的配合物如图甲所示,下列说法正确的是_____。(填序号)
A. 配合物中Ni的化合价为+6
B. 配合物中元素的电负性大小:N>O>S
C. 配合物中分子中
D. 配合物中配位键中的电子由的轨道提供
(6)晶体的立方晶胞如图乙所示。已知:相邻原子间的最近距离之比,则 ;晶体中与原子最近且等距离的原子的数目为 。
【答案】(1) (2)(或不溶性硅酸盐)、 (3)①
② (4)5.15 (5)C (6)① ② 12
【分析】矿粉酸浸时,加入硫酸和,固体残渣含有少量和、,浸取液中含有、、、等,调节pH=3.0,通入空气加热得到,可以通过电解得到Fe单质,滤液1在常温下沉铝,滤液2选择萃取得到含硫酸根的溶液和分别含Cu配合物和Ni配合物,最终得到产品,据此分析。
【解析】(1)Fe为26号元素,基态的价层电子排布图为。
(2)酸浸时,加入硫酸和,固体残渣含有少量和、,浸取液中含有、、、、少量。
(3)“高压加热”时,生成的离子方程式为
。电解颗粒得到单质,在阴极发生还原反应,则片为阴极,电极反应为。
(4)“沉铝”时,要使和不出现沉淀,由于的溶度积更小,会先沉淀,因此要使不出现沉淀,最高可调至5.15。,,,。
(5)配体中提供孤对电子的原子带一个单位负电,可以视作是得到一个电子的阴离子,其余配体不带电,整个配合物不显电性,形成配合物后,中心离子还是,的化合价不变为+2价,A不符合题意;配合物中元素的电负性大小为:,B不符合题意;分子中原子提供孤电子对与中心离子形成配位键后,孤电子对与成键电子对间的排斥作用变成成键电子对间的排斥作用,排斥作用减弱,因此键角变大,C符合题意;配合物中配位键中的电子由的杂化轨道上的孤电子对提供,D不符合题意;故选C。
(6)根据相邻原子间的最近距离之比::,设晶胞边长为,由几何关系可知,顶点的原子与体心的原子距离为,面心的原子与体心的原子距离为,则可以确定,晶胞中体心的原子为,有1个,顶点原子为,有个,面心原子为,有个,则。根据分析,以一个顶点Cu原子为研究对象,与之最近且等距离的原子是12个面心上的Ni原子。
11.(2026·贵州贵阳·模拟预测)草酸钴是生产氧化钴和金属钴的原料,一种利用含钴废料(主要成分为,含少量、、CaO、MgO、碳及有机物等)制取的工艺流程如图。
已知:常温下、均能与生成沉淀;、的分别为、。
(1)钴位于元素周期表的第四周期,写出基态钴原子的价电子轨道表示式: 。
(2)“焙烧”的目的是 。
(3)“钴浸出”过程中转化为,反应的离子方程式为 。
(4)“净化除杂1”过程中,先在40-50℃加入,控制温度不能太高的原因是 。
(5)在空气中焙烧生成和一种气体,请写出该反应的化学方程式: 。
(6)若“净化除杂2”过程中,, 。
(7)沉钴:向所得溶液中加入草酸铵、充分反应得到沉淀,沉钴率(沉淀中的钴的质量与原料中钴的质量之比)随温度变化如图所示,温度高于140℃,沉钴率随温度升高而减小的可能原因有 。
【答案】(1) (2)除去碳和有机物 (3)2Co3+++H2O=2Co2+++2H+ (4)避免过氧化氢受热分解(合理即可)
(5)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
(6)1.25×10−5 (7)温度高于140℃,(NH4)2C2O4受热分解,使沉钴率下降;同时COC2O4的溶解度增大
【分析】550℃焙烧含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)除去碳和有机物;加入氢氧化钠溶液,其Al2O3溶解生成Na[Al(OH)4],Co2O3、Fe2O3、CaO、MgO 不溶,过滤,则浸出液主要含和过量的NaOH;向过滤得到的固体加入稀硫酸和亚硫酸钠,Na2SO3 将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+,可得、、、;在40~50℃加入H2O2, 氧化Fe2+氧化为Fe3+,再使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀;过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2,用NaF溶液除去钙、镁;过滤后,滤液中主要含有CoCl2,加入草酸铵溶液得到草酸钴;
【解析】(1)钴是第四周期第Ⅷ族元素,其价电子的轨道表示式为 ;
(2)含钴废料焙烧除去碳和有机物,生成CO2和水蒸气除去;
(3)钴浸出过程中,Co3+被亚硫酸钠还原生成Co2+,亚硫酸根离子转化为硫酸根离子,离子方程式为2Co3+++H2O=2Co2+++2H+;
(4)净化除杂1中加入过氧化氢将亚铁离子氧化成铁离子,过氧化氢受热易分解,因此控制温度不能太高以避免过氧化氢受热分解;
(5)在空气中焙烧CoC2O4生成Co3O4和一种气体,根据原子守恒,生成的气体中一定含有C元素,因为有氧气参与,所以生成的含碳的气体一定是CO2,则根据原子守恒可得化学方程式为
3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。
(6)MgF2、CaF2的Ksp分别为5.0×10−11、4.0×10−11,c(Ca2+)×c2(F−)=4.0×10−11,由于c(Ca2+)=1.0×10−5 mol/L,推出c 2(F−)=4.0×10−6,代入c (Mg2+)×c 2(F−)=5.0×10−11,推出c (Mg2+)=1.25×10−5 mol/L。
(7)温度高于140℃,(NH4)2C2O4受热分解,使沉钴率下降;同时CoC2O4的溶解度增大,CoC2O4沉淀不完全;故答案为:温度高于140℃,(NH4)2C2O4受热分解,使沉钴率下降;同时COC2O4的溶解度增大。
12.(2026·贵州遵义第二十二中学·模拟预测)颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”,可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下:
(1)写出“酸溶”时发生的属于氧化还原反应的离子方程式: ; 。
(2)固体在空气中灼烧后得到红棕色固体和两种等物质的量的气体,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(3)纳米铁粉被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐()转化为,其催化还原反应的过程如图所示。
①在该转化过程中,最终得到的还原产物为 。根据图像,若想将含氮物质尽可能多的转化成,则所选初始pH= 。
②欲证明净化后的纳米铁粉全部转化为,实验操作为 。
(4)利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是___________。
A. 反应器Ⅰ中化合价发生变化的元素有2种
B. 反应器Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为4:1
C. 反应器Ⅲ中生成1 mol 时,转移1 mol电子
D. 含CO和各1 mol的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得 mol
【答案】(1)① ②
(2)
(3)① 、 ② 2 ③ 取少量反应后溶液于试管中,向溶液中滴加KSCN溶液,若溶液未出现红色,则说明无存在,随后加入新制氯水,若溶液变为红色,则证明净化后的纳米铁粉转化为(合理答案均可)
(4)D
【分析】铁屑中的单质铁经过酸溶后,转化为溶液中的二价铁离子,后添加草酸,得到草酸亚铁沉淀,通入氧气灼烧,氧化碳元素为二氧化碳和一氧化碳,经过还原步骤,得到纳米铁。
【解析】(1)由分析可知,“酸溶”时发生的氧化还原反应为铁与溶液中的铁离子反应生成亚铁离子、与溶液中的氢离子反应生成亚铁离子和氢气,反应的离子方程式分别为:和;
(2)草酸亚铁中铁元素的化合价为+2价、氧元素的化合价为-2价,草酸亚铁与氧气反应生成CO和的物质的量比为1:1,则反应时,草酸亚铁中的铁元素的化合价升高、碳元素的化合价既升高又降低,化学方程式为:;
(3)由图可知,被还原,最终产物为与;根据图像,pH=2时,的去除率最高,且的生成率最低,根据氮守恒,其余部分转化成了;要证明净化后的纳米铁粉全部转化为,可以取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液,若溶液未出现红色,则说明无存在,随后加入新制氯水,若溶液变为红色,则证明净化后的纳米铁粉转化为;
(4)A.反应器Ⅰ中化合价发生变化的元素有C、H、Fe,有三种,A错误;
B.反应器Ⅱ中氧化剂与还原剂分别为和Fe,氧化产物与还原产物分别为和,对应关系为,比例应为1:4,B错误;
C.中铁元素平均化合价为,反应器Ⅲ中生成1 mol 时,转移电子,C错误;
D.1 mol CO和1 mol 在反应器Ⅰ中分别还原,共生成,在反应器Ⅱ中,根据反应比例:,则可生成,D正确;
故答案选D。
13.(2026·贵州贵阳南明区第一中学·模拟预测)(多选)以氯化钠为原料可以制备纯碱,烧碱,漂白粉等多种工业产品,流程示意图,如下:
请回答:
(1)氯气可以用来制备漂白粉,写出氯气的其他一种用途 。
(2)漂白粉的有效成分 (填化学式)。
(3)写出实验室制取氯气的离子方程式 。
(4)写出晶体Z加热的化学方程式 。
(5)下列说法不正确的是_______。
A. 步骤I能制得金属钠
B. 步骤II制备漂白粉的试剂W为冷的石灰乳
C. 铁在氯气中燃烧生成氯化铁
D. 干燥的氯气不能使有色鲜花变色
【答案】(1)杀菌、消毒 (2)Ca(ClO)2
(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(4)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O (5)AD
【分析】电解饱和食盐水生成Cl2,将Cl2通入石灰乳中生成次氯酸钙制漂白粉;先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液,其化学反应原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,碳酸氢钠受热分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,生成的二氧化碳循环使用,碳酸氢钠受热分解制得Na2CO3,据此解答。
【解析】(1)氯气与水反应生成次氯酸,次氯酸具有很强的氧化性,能够杀死水中的细菌、病毒和其他微生物,氯气可应用于饮用水的杀菌、消毒。
(2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
(3)实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,离子方程式为:
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
(4)由分析可知,Z为NaHCO3,NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,化学方程式为:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(5)A.步骤I电解饱和食盐水得到氯气、氢气和氢氧化钠溶液,不能制得金属钠,A错误;
B.氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低,冷的石灰乳中氢氧化钙较多,步骤II制备漂白粉的试剂W为冷的石灰乳,B正确;
C.氯气氧化性较强,铁在氯气中燃烧生成氯化铁,C正确;
D.干燥的氯气没有漂白性,鲜花中含有水,氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,能使有色鲜花褪色,D错误;
故选AD。
14.(2026·贵州铜仁第二中学·模拟预测)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种由菱锌矿(主要成分ZnCO3,含杂质FeCO3、MnCO3、MgO等)为原料制备金属锌的工艺流程如下:
该工艺条件下,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
Zn2+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀时的pH
5.0
7.6
8.5
9.6
沉淀完全时(c=1.0×10-6mol·L-1)的pH
8.0
9.0
10.5
11.1
回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ能够增加菱锌矿浸出率的方法有 (写一条)。
(2)步骤Ⅱ中通入空气的目的是 。
(3)根据上表数据,步骤Ⅲ应调节pH的范围是 ;Zn(OH)2的Ksp= 。
(4)“滤液2”中除了Mn2+外,还含有的金属离子是 。
(5)步骤Ⅳ的“多步操作”之一是用NaOH溶液将Zn(OH)2转化为Na2ZnO2,反应的化学方程式为 。
【答案】(1)将矿石粉碎(或适当增大稀硫酸浓度、升温、搅拌等)
(2)将Fe2+氧化为Fe3+
(3)① 8.0pH<8.5 ② (4)Na+、Mg2+
(5)2NaOH+Zn(OH)2=Na2ZnO2+2H2O
【分析】菱锌矿粉(主要成分ZnCO3,含杂质FeCO3、MnCO3、MgO等)中加稀硫酸酸浸,完全溶解后所得溶液中主要含有ZnSO4、FeSO4、MnSO4、MgSO4及过量的稀硫酸,通入空气将Fe2+氧化为Fe3+,加入氢氧化锌调节溶液pH为2.5~3.5,使Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀经过滤除去,滤液1中加入NaOH调节pH为8.0~8.5,使Zn2+沉淀完全而Mn2+和Mg2+不能沉淀,过滤得到Zn(OH)2沉淀,滤液2中主要含有Na+、Mn2+和Mg2+,所得Zn(OH)2沉淀经多步操作后获得Zn,据此分析解答。
【解析】(1)步骤Ⅰ能够增加菱锌矿浸出率的方法有将矿石粉碎、适当增大稀硫酸浓度、升温、搅拌等,故答案为:将矿石粉碎(或适当增大硫酸浓度、升温、搅拌等)。
(2)步骤Ⅱ中通入空气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+。
(3)根据表格数据,步骤Ⅲ调节pH的目的是使Zn2+沉淀完全,则8.0pH,而Mn2+和Mg2+不能沉淀,则pH<8.5,所以pH的范围是8.0pH<8.5;当溶液的pH=8.0时Zn2+沉淀完全,此时c(Zn2+)=mol/L,c(OH-)=mol/L,则Ksp[Zn(OH)2]=,故答案为:8.0pH<8.5;。
(4)根据分析,“滤液2”中除了Mn2+外,还含有的金属离子是Na+、Mg2+,故答案为:Na+、Mg2+。
(5)Zn(OH)2和NaOH反应生成Na2ZnO2和H2O,反应的化学方程式为2NaOH+Zn(OH)2=Na2ZnO2+2H2O,故答案为:2NaOH+Zn(OH)2=Na2ZnO2+2H2O。
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专题12 工艺流程综合题
1.【答案】(1) (2)研磨(粉碎)钪铝渣 (3) (4) (5)① ② 洗脱 ③ 相同条件下,时,Fe元素的洗脱率远高于Sc元素,Fe元素被硝酸洗脱进入无机溶液2,Sc元素仍保留在有机相中 (6)12.6
2.【答案】(1)Pb的密度大于PbS、、SnS (2)①
② 趁热过滤 (3)当时,随着浓度降低,沉淀溶解平衡正向移动,溶解度增大
当时,随着浓度增大,络合平衡正向移动,溶解度增大 (4)①
② 0.084 (5)① ② 通入空气(或加入)并补充HCl
3.【答案】(1)SiO2 (2)2.8×10-6 (3)NaOH溶液 (4)① 提供Na+和反应所需要的碱性环境 ②
(5)① ② 3 ③ 0.25 ④ 乙
模拟题精选
1.【答案】(1)4 (2)搅拌(或适当升温、增大硫酸的浓度等)(合理即可) (3)① ② (4) (5)避免酸与反应生成S和 (6)5040 (7)溶浸转化
2.【答案】(1)增大钴渣表面积,加快酸浸反应速率,提高浸出率
(2)① ②
(3)① ②
(4) (5)或
(6)① ②
3.【答案】(1)将碳酸盐分解为氧化物,便于后续化学处理; (2)MgO; (3)2MgO+2SO2+O2=2MgSO4; (4)① 向高镁溶液中加入氨水,调节pH使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,过滤、洗涤、干燥; ② NH4NO3(或NH3、NH3•H2O); (5)① 用于烟气脱硫,同时制备高纯氢氧化镁,实现镁资源高值化利用,并富集磷元素提升磷精矿品位。 ② 35.96
4.【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率,增大电解锰渣的浸出率 (2) (3)3 (4)萃取剂磷酸酯显酸性,,萃取剂被反应失效 (5)加热浓缩,冷却结晶,过滤 (6)① 8 ② 被氧化的MnS增多,促进MnS溶解
5.【答案】(1)① 将矿物粉碎、增大空气进气量、使空气与矿粉对流、形成逆流等 ②
(2)① ② 8.3 (3)X射线衍射实验 (4)3500 (5)① ②
6.【答案】(1)增大固气接触面积,加快反应速率,使焙烧更充分
(2)
(3)将低价态铼的氧化物氧化为(或),提高铼的萃取率
(4)萃取原理为:,酸性越强,越大,平衡向正反应方向移动,有利于铼的萃取 (5)① ② 重结晶
(6)
(7)若反萃取剂用NaOH溶液,“还原”后所得“高纯錸粉”中将混有钠的化合物杂质
7.【答案】(1)① 适当提高硫酸浓度(或适当升温,将固体粉碎研磨,适当搅拌反应混合物等) ② 制造玻璃(或制造建筑材料,防火材料等) (2)① 饱和 ② 降低溶质的溶解度,便于析出晶体 (3)① ② 和
(4) (5)热水 (6)
8.【答案】(1)增大反应物接触面积,加快浸取速率,提高钴的浸出率
(2)
(3)① 将氧化为,便于沉淀除去 ② (4)
(5)富集钴元素,分离与,提纯 (6)
9.【答案】(1)ds (2) (3) (4)溶液的碱性较强,容易生成等杂质 (5)① ② 与配位生成可溶的 ③ ④ 10 ⑤ 25
10.【答案】(1) (2)(或不溶性硅酸盐)、 (3)①
② (4)5.15 (5)C (6)① ② 12
11.【答案】(1) (2)除去碳和有机物 (3)2Co3+++H2O=2Co2+++2H+ (4)避免过氧化氢受热分解(合理即可)
(5)3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2
(6)1.25×10−5 (7)温度高于140℃,(NH4)2C2O4受热分解,使沉钴率下降;同时COC2O4的溶解度增大
12.【答案】(1)① ②
(2)
(3)① 、 ② 2 ③ 取少量反应后溶液于试管中,向溶液中滴加KSCN溶液,若溶液未出现红色,则说明无存在,随后加入新制氯水,若溶液变为红色,则证明净化后的纳米铁粉转化为(合理答案均可)
(4)D
13.【答案】(1)杀菌、消毒 (2)Ca(ClO)2
(3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(4)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O (5)AD
14.【答案】(1)将矿石粉碎(或适当增大稀硫酸浓度、升温、搅拌等)
(2)将Fe2+氧化为Fe3+
(3)① 8.0pH<8.5 ② (4)Na+、Mg2+
(5)2NaOH+Zn(OH)2=Na2ZnO2+2H2O
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专题12 工艺流程综合题
3年真题1年模拟
题型分类
考情示例
命题规律
工艺流程综合题
2026贵州(1题)、2025贵州(1题)、2024贵州(1题)
· 情境设置:以大宗固废、战略金属回收、工业冶炼渣等真实化工生产为背景,体现资源循环利用与绿色化学理念
· 考查重点:围绕原料预处理、核心反应条件控制、物质分离提纯、产品纯度分析等关键环节,综合考查元素化合物、反应原理、实验操作及定量计算
· 命题趋势:强化复杂多组分体系(如含多种金属硫化物、氧化物混合物)的分离流程设计,增加对陌生信息提取、流程优化评价及Ksp计算等能力的考查,突出"真实情境+问题解决"的素养导向
1.(2026·贵州·高考真题)钪是一种关键的战略金属,对国防科技、产业升级有重要的作用。从某钪铝渣[含及、、等的氢氧化物]中回收钪和铝,工艺流程如图。
已知:
①钪铝渣中夹杂在其他金属氢氧化物中或包裹在其他颗粒的孔隙中。
②“酸浸”工序中,钪主要以的形式被浸出。
③时,, 。
回答下列问题:
(1)基态钪原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“预处理”工序的操作是 。
(3)“碱浸”工序中,在一定条件下,NaOH溶液浓度对钪和铝浸取率的影响如图1,最佳NaOH溶液浓度为 。
(4)“酸浸”工序中浸出钪的主要离子方程式为 。
(5)pH对萃取率的影响如图2,HNO3溶液浓度对洗脱率的影响如图3。
①“无机溶液1”中存在的金属阳离子主要是 。
②本工艺中去除溶液中Fe3+的工序是 ,依据是 。
(6)“碱浸”工序中,、溶液中时,pH为 。
2.(2025·贵州·高考真题)某铜浮渣主要成分为Pb、PbS、、SnS,分离和回收铅、锡、铜的工艺流程如图。
已知:
①部分物质的密度如表:
物质
Pb
PbS
SnS
密度/
11.3
7.5
5.6
5.2
②在冷水中溶解度很小,但易溶于热水;。
③25℃时,,。
回答下列问题:
(1)“分选”得到粗Pb的原因是 。
(2)“浸出”时按一定比例加入和盐酸的混合溶液,控制温度为80℃,其中、SnS被氧化为和,则被氧化的离子方程式为 ;“浸出”时分离S的操作为 。
(3)25℃时,在不同浓度HCl溶液中的溶解度曲线如图,当时,溶解度最小的原因是 。
(4)25℃时,“调pH”控制,则生成的化学方程式为 ,此时溶液中的最大值约为 。
(5)“置换”后滤液中溶质的主要成分为 (填化学式),滤液进行“系列操作”后返回“浸出”操作循环利用并达到原浸出率,则“系列操作”为 。
3.(2024·贵州·高考真题)煤气化渣属于大宗固废,主要成分为及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺,制备钠基正极材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃时,;
②。
回答下列问题:
(1)“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 。
(3)“除杂”时需加入的试剂X是 。
(4)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”的作用是 ,水热合成的离子方程式为 。
(5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料,其工艺如下:
①该工艺经碳热还原得到,“焙烧”生成的化学方程式为 。
②的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有的单元数有 个。
③若“焙烧”温度为时,生成纯相,则 ,其可能的结构示意图为 (选填“乙”或“丙”)。
1.(2026·贵州安顺·一模)综合利用二次铜阳极泥(主要成分含、及等)分离贵重金属的一种工艺流程如下:
已知:①“滤液Ⅰ”中,硒以弱酸形式存在。
②常温下,;。
③常温下,易与银离子配位: 。
回答下列问题:
(1)Se的基态原子的价电子空间运动状态有 种。
(2)为加快“氧化酸浸”过程的反应速率,可采取的措施有粉碎阳极泥和 (回答一条即可)等。
(3)“氧化酸浸”时,可被氧化的离子方程式为 ;滤渣Ⅰ的主要成分为和 。
(4)已知:萃取与反萃取原理为:,反萃取剂最好选用 (填化学式)溶液。
(5)“溶浸转化”步骤前,滤渣需充分洗涤,除去残留的酸液,其原因是 。
(6)“溶浸转化”中发生的反应为:,常温下此反应的平衡常数 。
(7) “滤液Ⅲ”可返回“ ”工序循环使用。
2.(2026·贵州黔东南·一模)(多选)钴是重要的战略性金属。从炼锌钴渣(含ZnO、CoO、CuO、FeO、、)中回收钴和锌的工艺如下:
已知:
物质
回答下列问题:
(1)“酸浸”前需要将炼锌钴渣粉碎,粉碎的目的是 。
(2)“氧化”中被氧化的离子是 。滤渣2的主要成分是 (填化学式)。
(3)“沉钴”中发生反应的离子方程式为 。溶液1中含有的金属阳离子主要有和 。
(4)“还原酸溶”中发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)“合成”中发生反应的化学方程式为 。
(6)钴盐可用于制备含镍钴的铁合金,一种合金X的立方晶胞如图所示。该晶胞中粒子个数比 ;设合金X的密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶体中Fe和Ni之间的最短距离为 nm(列出计算式)。
3.(2026·贵州毕节·二模)推动磷矿资源“富矿精开、贫矿利用”,培育绿色化工领域新质生产力具有重要的现实意义和推广价值。一种以磷尾矿(主要成分、、)为原料开展湿式镁法烟气脱硫及高值化利用工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)高温煅烧磷尾矿的目的是 。
(2)煅烧后的磷尾矿加入溶液进行脱钙预处理,反应完成后,过滤得到固体混合物,该混合物中用于脱硫的有效成分是 (填化学式)。
(3)工业烟气()脱硫模拟装置中发生的化学反应方程式为 。
(4)“脱镁”过程用于制备高纯氢氧化镁,其操作是 。此过程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
(5)磷尾矿、脱钙预处理过滤后得到的混合物和磷精矿主要成分质量分数如下表:
CaO
MgO
磷尾矿
10.6%
38.2%
16.8%
脱钙预处理过滤后得到的混合物
20.14%
35.5%
22.88%
磷精矿
28.0%
51.2%
0.5%
①分析表中数据,说明磷尾矿中的镁资源在生产过程中的作用是 。
②化工生产中,若磷的回收率为95%,计算100吨原磷尾矿可生产磷精矿 吨(保留小数点后两位)。
4.(2026·贵州遵义·二模)电解锰渣中金属含量高于自然矿石中含量,从电解锰渣中回收金属,制备硫酸锰晶体,流程如下:
已知:①电解锰渣主要含有及少量;
②时,。
(1)粉碎电解锰渣的目的是 。
(2)写出电解锰渣中MnS被氧化为的化学方程式 。
(3)当时认为沉淀完全,调节pH的最小值为 。
(4)磷酸酯作萃取剂萃取锰离子时,溶液的初始pH与分离系数关系如下表所示:
初始pH
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
分离系数
7.64
8.83
9.97
11.21
12.10
13.17
13.36
11.75
已知:①分离系数越大,分离效果越好;②磷酸酯属于酸性萃取剂。
当初始时,分离系数降低的原因是 。
(5)系列操作是 ,最后洗涤、干燥。
(6)已知渣料比,由下图可知最佳渣料比为 ,前期随着渣料比的减少,Mn浸出率增加的原因是 。
5.(2026·贵州六盘水·二模)金属铼广泛用于航空航天等领域。贵州省钼矿资源丰富,一种以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵晶体的流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)①为了提高“焙烧”效率,可采取的措施有(答两条) 。
②“焙烧”过程中转化为和另一种含硫化合物,反应方程式为 。
(2)①“萃取”原理为,则“反萃取”对应的离子方程式为 。
②常温下,若“反萃取”得到高铼酸铵溶液中是的10倍,则所得溶液的为 。(已知:常温下)
(3)推断是晶体还是非晶体最可靠的方法是 。
(4)工业上制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表1),利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉。根据下列图表分析,最合适的温度为 ℃。
表1
物质
熔点(℃)
沸点(℃)
Re
3180
5900
C
3652
4827
Fe
1535
2750
(5)铼的一种氧化物的晶胞结构如下图所示,该氧化物的化学式为 。若晶胞中两个相距最近的O原子间的距离为,则该氧化物的密度为 (列出计算式,摩尔质量用表示,阿伏加德罗常数用表示)。
6.(2026·贵州毕节·模拟预测)铼(Re)是航天航空、核能以及化工等领域的关键稀散金属。一种以辉钼矿(主要成分ReS2,含微量ReS2)为原料开展钼和铼的分离制备高纯铼粉的工艺流程如下:
已知:
①烟尘主要成分是Re2O7(含有少量MoO3及低价态铼的氧化物);MoO3沸点为1155°C,微溶于冷水,Re2O7沸点为361°C,遇水易反应生成HReO4 (高铼酸);
②Mo和Re存在多种价态,其中Mo是+6为最高价,Re是+7为最高价,溶液中以形式稳定存在;
③胺类萃取剂对萃取原理:,且萃取选择性远大于。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,辉钼矿从焙烧炉中上部加入,空气从下部通入,这样操作的目的是 。
(2)“焙烧”中发生反应的化学方程式为 。
(3)“淋洗”中淋洗剂水中需含有少量H2O2,H2O2作用是 。
(4)“萃取”过程中滤液1的酸性越强越有利于萃取铼,原因是 。
(5)“萃取”过程中胺类萃取剂体积分数对铼萃取率的影响如图1,萃取剂最适宜体积分数为 ,结合图2分析经“反萃取”后从水相中“结晶”获得晶体的实验方法为 。
(6)“还原”中发生反应的化学方程式为 。
(7)“还原”中为了获得高纯铼粉,“反萃取”中反萃取剂用氯化铵和氨水混合液而不用溶液的原因是 。
7.(2026·贵州黔东南·模拟预测)碳酸锂是药物M(可用来治疗双相情感障碍)的主要成分。工业上以锂云母矿石(主要成分可表示为,还含少量)为原料制备碳酸锂和明矾的简易流程如图所示。回答下列问题:
已知:常温下,,,当离子浓度时可认为该离子已完全沉淀;常温下,在时开始溶解。
(1)为了提高“酸浸”速率,宜采用的措施有 (答一条);“酸浸”后得到的浸渣的用途有 (答两条)。
(2)“蒸发浓缩”时,蒸发至溶液表面形成一层“膜”时添加,“形成一层膜”表明此时溶液为 (填“饱和”或“不饱和”)溶液;“冷却”的目的是 。
(3)常温下,“调pH”控制的pH范围为 ;“调pH”后还需要分离出滤渣,滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(4)若试剂R为小苏打,加入小苏打之前需将溶液调至呈较强碱性,写出“沉锂”工序中发生反应的离子方程式: 。
(5)已知的溶解度与温度的关系如下表所示:
温度/℃
0
20
40
60
80
溶解度/g
1.54
1.33
1.17
1.01
0.85
“操作a”包括过滤、洗涤、干燥,洗涤时选用 (填“热水”或“冷水”)。
(6)以和为原料,在空气中高温烧结可制备锂离子电池正极材料,写出该反应的化学方程式: 。
8.(2026·贵州遵义·模拟预测)钴(Co)在航空航天、机械制造等高精尖材料领域有重要应用,一种以钴矿石(主要成分为、、、、等)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示:
已知:①常温下,部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
金属离子
开始沉淀的pH
6.9
1.5
3.6
7.1
7.9
沉淀完全的pH
8.3
2.8
4.7
9.2
9.8
②常温下,;
③相同条件下,还原性:。
回答下列问题:
(1)钴矿石“粉碎”处理的目的是 。
(2)“浸取”时被还原的离子方程式为 。
(3)“除杂”步骤中,加入压缩空气的目的是 ,需调节溶液pH的范围是 。
(4)若“沉钙”后溶液中,浓度为 。
(5)该工艺中设计“萃取”、“反萃取”的目的是 。
(6)“电解”过程中,阴极的电极反应式为 。
9.(2026·贵州铜仁·模拟预测)从某金-银矿(含、、、、、等)中回收金属的一种工艺如下:
已知常温下,部分金属离子开始沉淀和完全沉淀时()溶液的pH如下表:
金属离子
开始沉淀时的pH
1.6
7.6
8.1
完全沉淀时的pH
3.1
9.6
10.1
回答下列问题:
(1)Cu位于元素周期表的 区。
(2)“还原酸浸”时发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁”时需调节溶液,若控制,此时滤液中 。
(4)“沉锰”时选择用而不使用沉淀的主要原因是 。
(5)“浸金银”时溶解涉及的主要反应如下:
a.
b.
①上述过程中的催化剂为 ;的作用为 。
②“浸金银”后滤渣2的主要成分为 。从滤液中提取Au,工业上常用锌置换法,其他条件相同时,溶液对金置换率的影响如图所示。为了提高回收效果,选择的最佳条件为:控制溶液 ,浸出时间 min。
10.(2026·贵州六校联盟·模拟预测)一种多金属精矿中含有Fe、Al、Cu、Ni、Ca、Si、O等元素,现从中提取Fe、Cu、Ni的工艺如图所示:
已知:室温下相关物质的如下表。
氢氧化物
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布图为 。
(2)固体残渣含有少量和 。
(3)“高压加热”时,生成的离子方程式为 。“电解”时,颗粒分散于溶液,以Fe片、石墨棒为电极,写出阴极的电极反应式 。
(4)若滤液1中和的浓度均为,“沉铝”时,最高可调至 (溶液体积变化可忽略,计算结果精确至小数点后2位)。
(5)“选择萃取”中,镍形成的配合物如图甲所示,下列说法正确的是_____。(填序号)
A. 配合物中Ni的化合价为+6
B. 配合物中元素的电负性大小:N>O>S
C. 配合物中分子中
D. 配合物中配位键中的电子由的轨道提供
(6)晶体的立方晶胞如图乙所示。已知:相邻原子间的最近距离之比,则 ;晶体中与原子最近且等距离的原子的数目为 。
11.(2026·贵州贵阳·模拟预测)草酸钴是生产氧化钴和金属钴的原料,一种利用含钴废料(主要成分为,含少量、、CaO、MgO、碳及有机物等)制取的工艺流程如图。
已知:常温下、均能与生成沉淀;、的分别为、。
(1)钴位于元素周期表的第四周期,写出基态钴原子的价电子轨道表示式: 。
(2)“焙烧”的目的是 。
(3)“钴浸出”过程中转化为,反应的离子方程式为 。
(4)“净化除杂1”过程中,先在40-50℃加入,控制温度不能太高的原因是 。
(5)在空气中焙烧生成和一种气体,请写出该反应的化学方程式: 。
(6)若“净化除杂2”过程中,, 。
(7)沉钴:向所得溶液中加入草酸铵、充分反应得到沉淀,沉钴率(沉淀中的钴的质量与原料中钴的质量之比)随温度变化如图所示,温度高于140℃,沉钴率随温度升高而减小的可能原因有 。
12.(2026·贵州遵义第二十二中学·模拟预测)颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”,可用于处理废水中的硝态氮。以铁屑(含少量杂质)为原料制备纳米铁粉流程如下:
(1)写出“酸溶”时发生的属于氧化还原反应的离子方程式: ; 。
(2)固体在空气中灼烧后得到红棕色固体和两种等物质的量的气体,则“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(3)纳米铁粉被广泛应用于污染物的去除。催化剂协同纳米铁粉能将水体中的硝酸盐()转化为,其催化还原反应的过程如图所示。
①在该转化过程中,最终得到的还原产物为 。根据图像,若想将含氮物质尽可能多的转化成,则所选初始pH= 。
②欲证明净化后的纳米铁粉全部转化为,实验操作为 。
(4)利用铁及其氧化物循环制氢原理如图所示。下列有关说法正确的是___________。
A. 反应器Ⅰ中化合价发生变化的元素有2种
B. 反应器Ⅱ中氧化产物与还原产物的物质的量之比为4:1
C. 反应器Ⅲ中生成1 mol 时,转移1 mol电子
D. 含CO和各1 mol的混合气体通过该方法制氢,理论上可获得 mol
13.(2026·贵州贵阳南明区第一中学·模拟预测)(多选)以氯化钠为原料可以制备纯碱,烧碱,漂白粉等多种工业产品,流程示意图,如下:
请回答:
(1)氯气可以用来制备漂白粉,写出氯气的其他一种用途 。
(2)漂白粉的有效成分 (填化学式)。
(3)写出实验室制取氯气的离子方程式 。
(4)写出晶体Z加热的化学方程式 。
(5)下列说法不正确的是_______。
A. 步骤I能制得金属钠
B. 步骤II制备漂白粉的试剂W为冷的石灰乳
C. 铁在氯气中燃烧生成氯化铁
D. 干燥的氯气不能使有色鲜花变色
14.(2026·贵州铜仁第二中学·模拟预测)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种由菱锌矿(主要成分ZnCO3,含杂质FeCO3、MnCO3、MgO等)为原料制备金属锌的工艺流程如下:
该工艺条件下,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
Zn2+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀时的pH
5.0
7.6
8.5
9.6
沉淀完全时(c=1.0×10-6mol·L-1)的pH
8.0
9.0
10.5
11.1
回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ能够增加菱锌矿浸出率的方法有 (写一条)。
(2)步骤Ⅱ中通入空气的目的是 。
(3)根据上表数据,步骤Ⅲ应调节pH的范围是 ;Zn(OH)2的Ksp= 。
(4)“滤液2”中除了Mn2+外,还含有的金属离子是 。
(5)步骤Ⅳ的“多步操作”之一是用NaOH溶液将Zn(OH)2转化为Na2ZnO2,反应的化学方程式为 。
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