专题09 工艺流程综合题（6年汇编）（广东专用）2021-2026年高考化学真题分类汇编

**基本信息** 聚焦广东高考6年真题及模拟题的工艺流程综合题汇编，以Au、Ga、稀土等战略性金属绿色提取为情境，覆盖工业生产核心环节与学科关键能力。 **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|16题|原料预处理（研磨）、分离提纯（萃取）、电化学（电解反应式）、晶体结构（晶胞计算）等|真实工业情境（如金精矿提取），强化绿色化学（试剂回收），突出证据推理与工程思维（复杂体系分析）|

专题09 工艺流程综合题 1.【答案】（1）增大反应物接触面积     （2） （或铁粉）     （3）①      ②  或     （4）先控制浓度在，与HCl溶液浸出后过滤除去，再控制浓度在与HCl溶液浸出，过滤     （5）      （6）杂冠醚的空腔大小与的直径（大小）相匹配     （7）① GaN    ② A、B或C    ③ C或A、B      2.【答案】（1）增大反应物接触面积     （2） （或铁粉）     （3）①      ②  或     （4）先控制浓度在，与HCl溶液浸出后过滤除去，再控制浓度在与HCl溶液浸出，过滤     （5）      （6）杂冠醚的空腔大小与的直径（大小）相匹配     （7）① GaN    ② A、B或C    ③ C或A、B      3.【答案】（1）搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等     （2）4Fe2++O2+4H2O 2Fe2O3↓+8H+     （3）5     （4）AD     （5）① 3：1：1    ② 12     （6）① 2NH3N2+3H2    ② Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O    ③     ④ 没有污染物产生      4.【答案】（1）2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑     （2）Ga3++4Cl-=[GaCl4]-     （3）① 铁    ② [FeCl4]-     （4）① 高    ② NaCl     （5）① 3.2    ② 4.0×10-7     （6）① 2:1:1    ② 8a3      5.【答案】（1）     （2）＞     （3）或     （4）① 晶体    ② 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积     （5）①     ② 体心    ③ 12     （6）① 0.4或    ②       6.【答案】（1）Fe2+     （2）① 4.7pH<6.2    ②      （3）4.010-4     （4）① 加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率    ② 冷却结晶     （5）MgSO4     （6）① 15    ② O2+4e-+2H2O=4OH-      7.【答案】① +6    ②     ③ +=↓    ④     ⑤     ⑥     ⑦     ⑧ 模拟题精选 1.【答案】（1）① 22    ② D     （2）适当升高温度、粉碎废催化剂增大接触面积、搅拌、提高NaOH溶液浓度等     （3）      （4）① 1000    ② 30    ③ d     （5）     （6）①     ②     ③       2.【答案】（1）增大反应速率     （2）     （3）     （4）BC     （5）     （6）①     ②      （7）      3.【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高转化效率     （2）①     ②      （3）     （4）5.0     （5）     （6）①     ② 八面体    ③ 1:4      4.【答案】（1）①     ② 75℃时继续升温，HCl挥发，降低，使得平衡逆向移动，Pb的浸出率降低    ③ CD     （2）①     ②      （3）     （4）     （5）① 4    ②       5.【答案】（1）①     ②      （2）①     ② 温度升高，分解，铜沉淀率下降或温度升高，水解程度增大，溶液中浓度降低，铜沉淀率下降。     （3）为弱酸，碱性条件下增大，有利于形成可溶性，便于沉淀分离。     （4）或     （5），因此锂离子未沉淀完全     （6）①     ②       6.【答案】（1）PbSO4、S     （2）①     ② Na2S溶液碱性过强，易产生Fe(OH)3、Cu(OH)2或其碱式盐杂质(或S2-浓度过大，产生ZnS沉淀)    ③      （3）常压氧浸(或低酸洗涤)     （4）9.95     （5）① Cu3Se2    ② ①     （6）①     ② 减少污染气体排放(或能耗低、试剂可循环利用)      7.【答案】（1）     （2）或     （3）     （4）7     （5）CD     （6）     （7）① 顶点    ② 2    ③       8.【答案】（1）SiO2     （2）     （3）调节溶液的pH ，使溶液中的被空气氧化为后，水解生成沉淀，从而除去铁元素     （4）① 4    ② sp2    ③ AC     （5）     （6）① CuAlS2    ②       9.【答案】（1）4s24p1     （2）     （3）>     （4）     （5）二次酸浸     （6）① H2SO4    ② Na2GeO3     （7）① 4    ②     ③ 12    ④ 4×10-3      10.【答案】（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）① 99.9%    ② 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）① Ga3+沉淀不完全    ② Ga(OH)3溶解     （5）     （6）①        ②       试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 工艺流程综合题 6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广东（2题）、2025广东（1题）、2024广东（1题）、2023广东（1题）、2022广东（1题）、2021广东（1题） · 情境设置：以战略性金属（Au、Ga、Ni、Co、稀土等）的绿色回收或提取为载体，贴近资源利用与工业生产实际。 · 考查重点：围绕原料预处理、分离提纯、条件控制、方程式书写、产率计算及循环利用等核心环节展开。 · 命题趋势：强化绿色化学理念，注重真实复杂体系分析，突出证据推理与工程思维能力的考查。 1.（2026·广东·高考真题）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 （1）金精矿研磨成粉是为了　　　　　　　　　　　，提高浸取速率。 （2）“沉锑”的反应中，还原剂为　　　　　　　　　　　。 （3）“电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于　　　　　　　　　　　(列算式)。 （4）“X”包含多个步骤，需同时用到和溶液。一定条件下，Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2，在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度，“X”包括的步骤为　　　　　　　　　　　。 （5）“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行，生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 _________________。 （6）某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子，其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且　　　　　　　　　　　。 （7）①Sb与N同族，AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是　　　　　　　　　　　。 ②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4，其原子占据A、B、C三种位置，每种位置上只有一种原子，则Al占据　　　　　　　　　　　位置，Sb占据　　　　　　　　　　　位置。(填编号) 2.（2026·广东·高考真题）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 （1）金精矿研磨成粉是为了　　　　　　　　　　　，提高浸取速率。 （2）“沉锑”的反应中，还原剂为　　　　　　　　　　　。 （3）“电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于　　　　　　　　　　　(列算式)。 （4）“X”包含多个步骤，需同时用到和溶液。一定条件下，Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2，在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度，“X”包括的步骤为　　　　　　　　　　　。 （5）“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行，生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 _________________。 （6）某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子，其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且　　　　　　　　　　　。 （7）①Sb与N同族，AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是　　　　　　　　　　　。 ②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4，其原子占据A、B、C三种位置，每种位置上只有一种原子，则Al占据　　　　　　　　　　　位置，Sb占据　　　　　　　　　　　位置。(填编号) 3.（2025·广东·高考真题） 我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 （1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有　　　　　　　(写一条)。 （2）“高压加热”时，生成的离子方程式为：　　　　　　　。 （3）“沉铝”时，pH最高可调至　　　　　　　(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 （4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A. 镍与N、O形成配位键 B. 配位时被还原 C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性 （5）晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则　　　　　　　；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为　　　　　　　。 （6）①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为　　　　　　　和　　　　　　　。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注　　　　　　　。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是　　　　　　　(写一条)。 4.（2024·广东·高考真题）镓()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(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，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。用提取金属离子的原理如图。已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 （1）“电解”中，反应的化学方程式为　　　　　　　。 （2）“浸取”中，由形成的离子方程式为　　　　　　　。 （3）“还原”的目的：避免　　　　　　　元素以　　　　　　　(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。 （4）“提取”中，原料液的浓度越　　　　　　　，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。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)，以进一步提高的提取率。 （5）“调”中，至少应大于　　　　　　　，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为　　　　　　　。 （6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，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　　　　　　　，其立方晶胞的体积为　　　　　　　。 5.（2023·广东·高考真题）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。 氢氧化物 回答下列问题： （1）活性可与水反应，化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）常温下，的氨性溶液中，　　　　　　　　　　　 (填“>”“<”或“=”)。 （3）“氨浸”时，由转化为的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①属于　　　　　　　　　　　(填“晶体”或“非晶体”)。 ②提高了的浸取速率，其原因是　　　　　　　　　　　。 （5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为　　　　　　　　　　　。 ②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，则在晶胞中的位置为　　　　　　　　　　　；晶体中一个周围与其最近的O的个数为　　　　　　　　　　　。     （6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为　　　　　　　　　　　。 ②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和　　　　　　　　　　　(填化学式)。 6.（2022·广东·高考真题）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下： 已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。 离子 开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4 沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 / （1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是　　　　　　　。 （2）“过滤1”前，用溶液调pH至　　　　　　　的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 （3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于　　　　　　　(保留两位有效数字)。 （4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是　　　　　　　。 ②“操作X”的过程为：先　　　　　　　，再固液分离。 （5）该工艺中，可再生循环利用的物质有　　　　　　　(写化学式)。 （6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。 ①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移　　　　　　　电子。 ②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为　　　　　　　。 7.（2021·广东·高考真题）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下： 已知：25℃时，的，；；；该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。 (1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为　　　　　　　。 (2)“沉铝”中，生成的沉淀为　　　　　　　。 (3)“沉钼”中，为7.0。 ①生成的离子方程式为　　　　　　　。 ②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中　　　　　　　(列出算式)时，应停止加入溶液。 (4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，为　　　　　　　。 ②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量　　　　　　　(填化学式)气体，再通入足量，可析出。 (5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。 ①该氧化物为　　　　　　　。 ②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为　　　　　　　。 …………………… 模拟题精选 1.（2026·广东汕头·二模）钛及其合金因其应用范围广、且具有重大战略价值，被称为“全能金属”。从废催化剂（含有、、）中提取金属钛的工艺流程如下图所示。 （1）基态原子核外电子的运动状态有　　　　　　种，下列状态的原子中，失去最外层一个电子所需能量最大的是　　　　　　（填字母）。 A.       B.       C.       D. （2）“碱浸”过程中，提高浸出速率的措施有　　　　　　。（写一条即可） （3）“水解”操作中，在加热条件下水解转化为，写出该反应的离子方程式：　　　　　　。 （4）不同温度下，与反应中钛提取率随时间变化曲线如图1所示，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为　　　　　　、　　　　　　。 该反应中需要通入保护气，下列气体可作为该反应保护气的是　　　　　　（填标号）。 a.       b.       c.       d. （5）“工艺”制备金属钛：在熔盐中，以电解得到的活性钙为还原剂，将还原为钛金属，其原理如图2所示。写出阳极的电极反应式：　　　　　　。 （6）金属钛（）与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明，用代替其中部分的可提升耐磨性，掺杂后的晶胞结构如图3所示。已知该晶体属立方晶系。 ①b点原子的分数坐标为　　　　　　；掺杂后，晶体中、、N的个数之比为　　　　　　。 ②已知最近的两个N原子之间的距离为，则原氮化钛晶体的密度为　　　　　　。 2.（2026·广东江门·适应性测试） 开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、、)中分离获得金属资源的工艺流程如图： 已知：①“还原浸出”后得到的滤液中、、、。 ②常温下，部分金属氢氧化物溶度积如下表。溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀。 氢氧化物 （1）“粉碎”的目的是　　　　　　　　　　　。 （2）“还原浸出”过程中，还原的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“除铁”时，可调至　　　　　　　　　　　(溶液体积变化忽略不计)。 （4）“萃取”过程中，与萃取剂 (图)形成的配合物结构如图所示。 下列说法正确的有___________(填标号)。             A. 配位时被还原 B. 与原子形成了配位键 C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 图、图中原子的杂化类型发生了改变 （5）画出电解硫酸铜溶液制备铜的电解池示意图　　　　　　　　　　　。 （6）某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞结构和俯视图如图所示。该化合物中　　　　　　　　　　　；晶体中与最近且等距离的原子的数目为　　　　　　　　　　　。 （7）焙解(高温下隔绝空气发生分解)时的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 3.（2026·广东中山·二模）以海底富钴壳(主要含和，及少量等杂质)为原料，采用两段硫酸铵焙烧-水浸法分离提纯并回收钴、镍、铜、锰的工艺如下。 已知：①当离子浓度时，视为沉淀完全； ②时，。 （1）富钴壳矿研磨至直径后，与晶体混合进行焙烧，研磨的目的是　　　　　　　。 （2）“低温焙烧”时，锰、钴元素被还原为。 ①完成转化的化学方程式：　　　　　　　。 ______________ ______________ ②“回收液”经处理可循环利用的物质是　　　　　　　。 （3）“高温焙烧”后经“水浸”能除去以上的铁。已知几种金属硫酸盐分解反应的自由能随温度变化的关系如图1，写出高温焙烧时发生反应的化学方程式　　　　　　　。 （4）“调pH”时，铝和残余的铁被除去。溶液pH值对各金属沉淀率的影响如图2，最佳的沉淀pH值为　　　　　　　。 （5）“沉钴镍”时，钴、镍都完全沉淀，此时溶液中不低于　　　　　　　。 （6）常用于制备电池正极材料锰酸锂()。中锰的价态为Ⅲ、Ⅳ，其晶胞可看成由图3中a、b单元相互交错方式构成。 ①图中“○”表示，则“●”表示的微粒是　　　　　　　(填离子符号)。 ②晶体中“”微粒占据形成的　　　　　　　空隙。 ③锰酸锂电池的充放电总反应为：，当电池充电至其理论电量的时，电池正极材料中　　　　　　　。 4.（2026·广东茂名·二模） 某废旧线路板中富集了大量金属元素：Au、Cu、Sn、Pb，一种处理的工艺流程如下所示。 已知：①25℃时，；。 ②溶解度随温度变化如图所示： 回答下列问题： （1）“加热浸出”时，发生转化： ①反应Ⅱ的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ___________+___________    ②75℃时Sn、Pb浸出率达到最大值，继续升温，Pb的浸出率反而略有下降，原因是　　　　　　　　　　　。 ③下列说法正确的有　　　　　　　　　　　。 A．中只存在离子键 B．“系列操作”为蒸发结晶、过滤 C．加少量水稀释浸出液，有利于析出 D．加热浸出时加入NaCl能提高Pb的浸出率 （2）“溶铜”时，Cu参与反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　，利用浓缩后的“溶出液”可给磨具镀铜，在答题卡中完善电镀的装置示意图并作相应的标注　　　　　　　　　　　。 （3）“萃取”时，原理为，“反萃取”后，水溶液中含和，则试剂A为　　　　　　　　　　　（写化学式）。 （4）“系列操作”后，再调pH沉锡，若滤液中离子浓度分别为，，当开始沉淀时　　　　　　　　　　　（保留2位有效数字）。 （5）在Cu-Au合金中掺杂Pd得到高催化性能的合金，其立方晶胞结构如图，相邻原子间的最近距离之比，晶体中与Cu原子最近且等距离的Au原子数目为　　　　　　　　　　　，粒子个数最简比　　　　　　　　　　　。 5.（2026·广东韶关·二模）利用氨浸法从废三元锂电池正极[主要含及少量、CuO、石墨]中回收有价金属的一种工艺流程如下： 已知： ⅰ、正极材料中Ni、Co化合价分别为、价，浸出后生成、； ⅱ、氨性溶液主要成分为、、； ⅲ、； （1）“还原浸出”中，Mn元素(用表示)在氨性溶液作用下转化为滤渣的化学方程式为　　　　　　(补充完整方程式)；滤渣中除、石墨以外，还含有　　　　　　。 （2）“除铜”中，浸出液中加入发生反应的离子方程式为　　　　　　。随着温度升高，铜的沉淀率逐渐下降的原因是　　　　　　。 （3）“沉镍”时加入酒石酸(用表示)可与Co(Ⅱ)结合形成，碱性环境下更有利于Ni、Co分离的原因是　　　　　　。 （4）该工艺中，可再生循环使用的主要物质为　　　　　　(填化学式)。 （5）“沉锂”后溶液中为，当离子浓度小于则认为沉淀完全，此时是否已沉淀完全？　　　　　　(写出计算过程)。 （6）复旦大学科研团队发现将充电补锂试剂以“打针”形式注入电池，可使失活的电池再生、延长寿命。某镍钴锰酸锂正极材料在“打针”前后晶胞变化如图所示(R、代表Co、Ni和Mn，相对原子质量为)。 ①“打针”后晶胞化学式为　　　　　　。 ②已知晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm()，设为阿伏伽德罗常数。“打针”后晶胞密度为　　　　　　(列出计算表达式)。 6.（2026·广东佛山·二模）铜铅锌多金属硫化矿中主要含PbS、CuFeS2、ZnS及少量FeS2；可通过沉淀法或萃取法从铜铅锌多金属硫化矿中回收铜，两种工艺流程如下： 已知：，；，。 （1）“滤渣1”的主要成分为　　　　　　　　　　　。 （2）“硫化沉铜”时，生成CuS和一种气体。 ①反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ②不使用Na2S作为沉淀剂的原因是　　　　　　　　　　　。 ③“浸取液”中，为避免引入ZnS沉淀，“沉铜后液”中c(Cu2+)不能低于　　　　　　　　　　　 mol/L。 （3）“电解提锌”后，母液可以返回　　　　　　　　　　　步骤中循环使用。 （4）向NaOH溶液中通入H2S气体可制得NaHS溶液。为得到更多的NaHS，应控制溶液的最适pH为　　　　　　　　　　　(此时溶液中的S2-和H2S可看作近似相等)。 （5）我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物，其中Se为-2价，Cu为+1、+2价，形成如图所示的两种结构单元，交替排列形成晶胞。 该铜硒化合物的化学式为　　　　　　　　　　　，Cu2+在晶胞中的位置为　　　　　　　　　　　(填①或②)。 （6）①“铜溶液”可用作电解精炼铜的电解液，在答题卡框中，画出电解示意图并做相应标注　　　　　　　　　　　。 ②与沉淀法相比，萃取法提铜工艺的优点是　　　　　　　　　　　(写一条)。 7.（2026·广东中山·一模）对新能源汽车电池镍钴锰三元材料(主要成分为，含少量杂质)回收的一种工艺简化流程如下： 已知：①碱浸后，元素Ni、Co以氢氧化物［其中Co为］、元素Mn以形式浸出。 ②离子浓度小于可认为该离子完全沉淀。 ③部分氢氧化物的如下表： 氢氧化物 （1）基态的价层电子轨道表示式为　　　　　　。 （2）“滤液1”中溶质除了以外，还有　　　　　　(填化学式)。 （3）“酸浸”后的溶液中元素以存在，写出生成的化学方程式　　　　　　。 （4）常温下，“调pH”时，pH最高可调至　　　　　　(溶液体积变化可忽略)。已知：“酸浸”后。 （5）“萃取”时，钴离子形成如下图的配合物。钴离子易被萃取进有机相的原因有______。 A. 配位时被还原 B. 配合物与水能形成分子间氢键 C. 钴与O形成配位键 D. 萃取剂中有极性较小的疏水基团 （6）写出“沉钴”时，生成的离子反应方程式　　　　　　。 （7）一定条件下可转化为。假设的立方晶胞结构下图(a)，则Co在晶胞中的位置为　　　　　　；晶体中与O原子最近且等距离的Co原子的个数为　　　　　　，若下图b是该晶胞沿体对角线方向的投影，请在下图(b)上补充另外一种原子位置　　　　　　。 8.（2026·广东汕头·一模）随着全球工业化发展，开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳（主要含、、、、、）中分离获得金属资源的工艺流程如下： 已知：“活化浸出”后得到的滤液中含有、、、、。 （1）“浸渣”的主要成分化学式为　　　　　　　。 （2）写出“活化浸出”过程中，还原的化学方程式为　　　　　　　。 （3）“除铁”加入的主要目的为　　　　　　　。 （4）LIX84-I（图a）为羟肟类铜特效萃取剂，可从酸性或氨性溶液中萃取铜离子，萃取率可达98%以上。 ①上述流程“萃取”过程中，与萃取剂LIX84-I形成的配合物结构如图b所示，该配合物的配位键数目为　　　　　　　，该有机物中的杂化类型为　　　　　　　。 ②工业上用LIX84-I（用HR表示）从氨性溶液中回收铜。反应如下：（有机）（有机），在实际操作中发现，有机相在萃取铜的同时会溶解部分游离氨，该现象称为“萃氨”。研究表明，这是由于LIX84-I分子中的-O-H或基团与分子之间能形成氢键。下列关于此工艺分析正确的是　　　　　　　。 A．LIX84-I能取代中的配体，说明与生成的配合物更稳定 B．氢键是LIX84-I分子与分子间的一种强化学键，导致萃氨过程会消耗萃取剂，影响主反应进行 C．“萃氨”会使萃取剂失去与铜离子的配位能力，降低了萃取剂HR的有效浓度，导致铜萃取率下降 D．为减少萃氨，可向有机相中加入浓硫酸，利用浓硫酸能与发生中和反应，彻底消除氢键的形成 （5）上述流程中除了萃取剂外能够循环利用的物质为　　　　　　　。 （6）某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为　　　　　　　。 ②若该晶胞的体积为，晶体密度为，则阿伏加德罗常数　　　　　　。 9.（2026·广东深圳·一调）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)。 10.（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）。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 工艺流程综合题 6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广东（2题）、2025广东（1题）、2024广东（1题）、2023广东（1题）、2022广东（1题）、2021广东（1题） · 情境设置：以战略性金属（Au、Ga、Ni、Co、稀土等）的绿色回收或提取为载体，贴近资源利用与工业生产实际。 · 考查重点：围绕原料预处理、分离提纯、条件控制、方程式书写、产率计算及循环利用等核心环节展开。 · 命题趋势：强化绿色化学理念，注重真实复杂体系分析，突出证据推理与工程思维能力的考查。 1.（2026·广东·高考真题）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 （1）金精矿研磨成粉是为了　　　　　　　　　　　，提高浸取速率。 （2）“沉锑”的反应中，还原剂为　　　　　　　　　　　。 （3）“电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于　　　　　　　　　　　(列算式)。 （4）“X”包含多个步骤，需同时用到和溶液。一定条件下，Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2，在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度，“X”包括的步骤为　　　　　　　　　　　。 （5）“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行，生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 _________________。 （6）某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子，其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且　　　　　　　　　　　。 （7）①Sb与N同族，AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是　　　　　　　　　　　。 ②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4，其原子占据A、B、C三种位置，每种位置上只有一种原子，则Al占据　　　　　　　　　　　位置，Sb占据　　　　　　　　　　　位置。(填编号) 【答案】（1）增大反应物接触面积     （2） （或铁粉）     （3）①      ②  或     （4）先控制浓度在，与HCl溶液浸出后过滤除去，再控制浓度在与HCl溶液浸出，过滤     （5）      （6）杂冠醚的空腔大小与的直径（大小）相匹配     （7）① GaN    ② A、B或C    ③ C或A、B      【分析】 先通过盐酸+氧化剂体系，将硫化锑转化为可溶性配离子，过滤后滤泥含有Au、Ag、、S等；滤液主要含，还会存在、等，再用铁粉还原沉锑得到单质锑，同时也将还原为，滤液1含有、，通过电解实现沉锑试剂的回收循环，降低原料成本。滤泥除硫后得到含金银粉体，通过控制浓度在酸性条件下实现金、银的选择性浸出，最后用亚硫酸钠还原沉金得到单质金，回收的锑可进一步加工制备光电材料AlSb，实现副产物高值化利用。 【解析】（1）固体研磨成粉，可增大反应物接触面积，加快反应浸取速率。 （2）沉锑过程中，将中+3价还原为单质，被氧化，作还原剂。 （3）①电解回收沉锑试剂（铁粉），阴极得电子生成单质，故阴极反应为。 ②阳极室要防止产生沉淀，由数据可知，和两种沉淀中，先沉淀，但考虑到阳极失电子生成，最终，，计算得不产生沉淀时，该值远小于沉淀的临界，因此按计算。 （4）由图可知，在时浸取率接近，浸取率很低，先过滤除去；再将调至，浸取率接近，可提高金的提取率和纯度。 （5）从价降为，个共得；中从价升为价（生成），每个失，因此系数为3，再结合原子守恒、电荷守恒配平可得方程式。 （6）超分子选择性识别的原理，除了配位作用，还需要空腔尺寸与离子大小匹配。 （7）①离子键成分百分数随元素电负性差增大而增大，电负性远大于，和电负性相近，因此中电负性差更大，离子键成分更大。 ②为型化合物，晶胞中：（顶点）数目为，（面心）数目为，共4个；（晶胞内部）共4个，满足。由此可知，顶点和面心是一种原子，晶胞内部是另一种原子，因此Al和Sb分别占据顶点（A）+面心（B）和体内四面体空隙（C）；二者可互换顺序。 2.（2026·广东·高考真题）金(Au)是一种战略性金属。从某金精矿(含金、银、、、和等)中提取金并综合利用部分物质的一种工艺如下。 已知：和在一定条件下均可与形成可溶于水的配离子。 氢氧化物 （1）金精矿研磨成粉是为了　　　　　　　　　　　，提高浸取速率。 （2）“沉锑”的反应中，还原剂为　　　　　　　　　　　。 （3）“电解”在电解池(图1)中实施，一定条件下实现“沉锑”试剂的回收利用。忽略生成气体的反应，则 ①阴极反应式为　　　　　　　　　　　。 ②初始电解液中，。为防止阳极室电解过程中产生沉淀，理论上，最终阳极室应不大于　　　　　　　　　　　(列算式)。 （4）“X”包含多个步骤，需同时用到和溶液。一定条件下，Au、Ag浸取率随溶液中的变化如图2，在滤液2中主要以存在。为尽可能提高金的提取率和纯度，“X”包括的步骤为　　　　　　　　　　　。 （5）“沉金”通过的调控使反应在弱酸性条件下进行，生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 _________________。 （6）某杂冠醚可选择性地与含银废液中的形成如图3的超分子，其选择性识别的原因为该杂冠醚与有配位作用且　　　　　　　　　　　。 （7）①Sb与N同族，AlSb与GaN中离子键成分的百分数较大的是　　　　　　　　　　　。 ②AlSb晶体的立方晶胞结构如图4，其原子占据A、B、C三种位置，每种位置上只有一种原子，则Al占据　　　　　　　　　　　位置，Sb占据　　　　　　　　　　　位置。(填编号) 【答案】（1）增大反应物接触面积     （2） （或铁粉）     （3）①      ②  或     （4）先控制浓度在，与HCl溶液浸出后过滤除去，再控制浓度在与HCl溶液浸出，过滤     （5）      （6）杂冠醚的空腔大小与的直径（大小）相匹配     （7）① GaN    ② A、B或C    ③ C或A、B      【分析】 先通过盐酸+氧化剂体系，将硫化锑转化为可溶性配离子，过滤后滤泥含有Au、Ag、、S等；滤液主要含，还会存在、等，再用铁粉还原沉锑得到单质锑，同时也将还原为，滤液1含有、，通过电解实现沉锑试剂的回收循环，降低原料成本。滤泥除硫后得到含金银粉体，通过控制浓度在酸性条件下实现金、银的选择性浸出，最后用亚硫酸钠还原沉金得到单质金，回收的锑可进一步加工制备光电材料AlSb，实现副产物高值化利用。 【解析】（1）固体研磨成粉，可增大反应物接触面积，加快反应浸取速率。 （2）沉锑过程中，将中+3价还原为单质，被氧化，作还原剂。 （3）①电解回收沉锑试剂（铁粉），阴极得电子生成单质，故阴极反应为。 ②阳极室要防止产生沉淀，由数据可知，和两种沉淀中，先沉淀，但考虑到阳极失电子生成，最终，，计算得不产生沉淀时，该值远小于沉淀的临界，因此按计算。 （4）由图可知，在时浸取率接近，浸取率很低，先过滤除去；再将调至，浸取率接近，可提高金的提取率和纯度。 （5）从价降为，个共得；中从价升为价（生成），每个失，因此系数为3，再结合原子守恒、电荷守恒配平可得方程式。 （6）超分子选择性识别的原理，除了配位作用，还需要空腔尺寸与离子大小匹配。 （7）①离子键成分百分数随元素电负性差增大而增大，电负性远大于，和电负性相近，因此中电负性差更大，离子键成分更大。 ②为型化合物，晶胞中：（顶点）数目为，（面心）数目为，共4个；（晶胞内部）共4个，满足。由此可知，顶点和面心是一种原子，晶胞内部是另一种原子，因此Al和Sb分别占据顶点（A）+面心（B）和体内四面体空隙（C）；二者可互换顺序。 3.（2025·广东·高考真题） 我国是金属材料生产大国，绿色生产是必由之路。一种从多金属精矿中提取Fe、Cu、Ni等并探究新型绿色冶铁方法的工艺如下。 已知：多金属精矿中主要含有Fe、Al、Cu、Ni、O等元素。 氢氧化物 （1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有　　　　　　　(写一条)。 （2）“高压加热”时，生成的离子方程式为：　　　　　　　。 （3）“沉铝”时，pH最高可调至　　　　　　　(溶液体积变化可忽略)。已知：“滤液1”中，。 （4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有_______。 A. 镍与N、O形成配位键 B. 配位时被还原 C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 烷基链具有疏水性 （5）晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，则　　　　　　　；晶体中与Cu原子最近且等距离的原子的数目为　　　　　　　。 （6）①“700℃加热”步骤中，混合气体中仅加少量，但借助工业合成氨的逆反应，可使Fe不断生成。该步骤发生反应的化学方程式为　　　　　　　和　　　　　　　。 ②“电解”时，颗粒分散于溶液中，以Fe片、石墨棒为电极，在答题卡虚线框中，画出电解池示意图并做相应标注　　　　　　　。 ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是　　　　　　　(写一条)。 【答案】（1）搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等     （2）4Fe2++O2+4H2O 2Fe2O3↓+8H+     （3）5     （4）AD     （5）① 3：1：1    ② 12     （6）① 2NH3N2+3H2    ② Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O    ③     ④ 没有污染物产生      【分析】 矿粉酸浸通入SO2酸浸，浸取液中含有Fe2+、Cu2+、Ni2+、Al3+等，调节pH=3.0，通入空气加热得到Fe2O3，Fe2O3可以通过还原得到Fe单质，也可以用电解得到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NixCuyNz。 【解析】（1）“酸浸”中，提高浸取速率的措施有：搅拌、粉碎多金属精矿、提高酸浸温度等； （2）由于通入“酸浸”，故浸取液中不含有，“高压加热”时，Fe2+在酸性条件下被氧化为，离子方程式为：4Fe2++O2+4H2O 2Fe2O3↓+8H+； （3）“沉铝”时，保证Cu2+和Ni2+不沉淀，Cu(OH)2的溶度积更小，，根据Ksp=c(Cu2+)×c2(OH-)=0.022×c2(OH-)=2.2×10-20，得出c(OH-)=10-9mol/L，pH=5； （4）“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有： A、镍与N、O形成配位键，可以使镍进入有机相，A正确； B、配体中提供孤对电子的O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Ni2+，Ni2+化合价不变，B错误； C、配合物与水形成氢键，不能解释镍进入有机相，C错误； D、烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，D正确； 答案选AD； （5）根据同种位置原子相同，相邻原子间的最近距离之比，设晶胞边长为a，由几何关系可知，面心的原子与顶点的原子距离为，面心的原子与体心的原子距离为，则可以确定，晶胞中面心原子为Ni，有6×个，顶点原子为Cu，有8×个，体心的原子为N，有1个，则x：y：z=3：1：1； 根据分析，Cu原子处于顶角，距离最近且等距离的原子为面心上Ni原子，数目为； （6）①氨气分解为N2和H2，H2还原Fe2O3得到Fe单质和水，化学方程式为：2NH3N2+3H2、 Fe2O3+3H22Fe+3H2O； ②电解Fe2O3颗粒得到Fe单质，在阴极发生还原反应，则Fe片为阴极，石墨做阳极，电解液为NaOH溶液和颗粒，装置图如下： ； ③与传统高炉炼铁工艺相比，上述两种新型冶铁方法所体现“绿色化学”思想的共同点是没有污染性的CO气体产生。 4.（2024·广东·高考真题）镓()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(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。 工艺中，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。用提取金属离子的原理如图。已知： ①。 ②(冰晶石)的为。 ③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。 （1）“电解”中，反应的化学方程式为　　　　　　　。 （2）“浸取”中，由形成的离子方程式为　　　　　　　。 （3）“还原”的目的：避免　　　　　　　元素以　　　　　　　(填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。 （4）“提取”中，原料液的浓度越　　　　　　　，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。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)，以进一步提高的提取率。 （5）“调”中，至少应大于　　　　　　　，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为　　　　　　　。 （6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，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　　　　　　　，其立方晶胞的体积为　　　　　　　。 【答案】（1）2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑     （2）Ga3++4Cl-=[GaCl4]-     （3）① 铁    ② [FeCl4]-     （4）① 高    ② NaCl     （5）① 3.2    ② 4.0×10-7     （6）① 2:1:1    ② 8a3      【分析】 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； 【解析】（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，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，为了避免铁元素以[FeCl4]-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。 5.（2023·广东·高考真题）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下： 已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。 氢氧化物 回答下列问题： （1）活性可与水反应，化学方程式为　　　　　　　　　　　。 （2）常温下，的氨性溶液中，　　　　　　　　　　　 (填“>”“<”或“=”)。 （3）“氨浸”时，由转化为的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①属于　　　　　　　　　　　(填“晶体”或“非晶体”)。 ②提高了的浸取速率，其原因是　　　　　　　　　　　。 （5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为　　　　　　　　　　　。 ②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，则在晶胞中的位置为　　　　　　　　　　　；晶体中一个周围与其最近的O的个数为　　　　　　　　　　　。     （6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为　　　　　　　　　　　。 ②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和　　　　　　　　　　　(填化学式)。 【答案】（1）     （2）＞     （3）或     （4）① 晶体    ② 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积     （5）①     ② 体心    ③ 12     （6）① 0.4或    ②       【分析】 硝酸浸取液(含)中加入活性氧化镁调节溶液pH值，过滤，得到滤液主要是硝酸镁，结晶纯化得到硝酸镁晶体，再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸，过滤，向滤液中进行镍钴分离，，经过一系列得到氯化铬和饱和氯化镍溶液，向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。 【解析】（1）活性可与水反应，化学方程式为；故答案为：。 （2）常温下，的氨性溶液中，，，，则＞；故答案为：＞。 （3）“氨浸”时，与亚硫酸根发生氧化还原反应，再与氨水反应生成，则由转化为的离子方程式为或；故答案为：或。 （4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。 ①X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰，则属于晶体；故答案为：晶体。 ②根据题意会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，则能提高了的浸取速率，其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积；故答案为：减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。 （5）①“析晶”过程中为了防止水解，因此通入的酸性气体A为；故答案为：。 ②由可制备晶体，其立方晶胞如图。x、y为整数，根据图中信息Co、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，与O最小间距大于与O最小间距，则Al在顶点，因此在晶胞中的位置为体心；晶体中一个周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个周围与其最近的O的个数为12；故答案为：体心；12。 （6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则晶体A为，根据， ，还剩余5个水分子，因此所得溶液中与的比值理论上最高为；故答案为：0.4或。 ②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，根据前面分析， ，在于可重复利用和；故答案为：。 6.（2022·广东·高考真题）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下： 已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。 离子 开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4 沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 / （1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是　　　　　　　。 （2）“过滤1”前，用溶液调pH至　　　　　　　的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 （3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于　　　　　　　(保留两位有效数字)。 （4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是　　　　　　　。 ②“操作X”的过程为：先　　　　　　　，再固液分离。 （5）该工艺中，可再生循环利用的物质有　　　　　　　(写化学式)。 （6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。 ①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移　　　　　　　电子。 ②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为　　　　　　　。 【答案】（1）Fe2+     （2）① 4.7pH<6.2    ②      （3）4.010-4     （4）① 加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率    ② 冷却结晶     （5）MgSO4     （6）① 15    ② O2+4e-+2H2O=4OH-      【分析】 由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等离子，经氧化调pH使、形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有、、等离子，加入月桂酸钠，使形成沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。 【解析】（1）由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2+氧化为Fe3+，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2+，故答案为：Fe2+； （2）由表中数据可知，沉淀完全的pH为4.7，而开始沉淀的pH为6.2~7.4，所以为保证、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液调pH至4.7pH<6.2的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为，故答案为：4.7pH<6.2；； （3）滤液2中浓度为，即0.1125mol/L，根据，若要加入月桂酸钠后只生成，而不产生，则==4.010-4，故答案为：4.010-4； （4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率，故答案为：加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率； ② “操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔点为，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离，故答案为：冷却结晶； （5）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4，故答案为：MgSO4； （6）①中Y为+3价，中Pt为+4价，而中金属均为0价，所以还原和熔融盐制备时，生成1mol转移15电子，故答案为：15； ②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-。 7.（2021·广东·高考真题）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下： 已知：25℃时，的，；；；该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。 (1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为　　　　　　　。 (2)“沉铝”中，生成的沉淀为　　　　　　　。 (3)“沉钼”中，为7.0。 ①生成的离子方程式为　　　　　　　。 ②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中　　　　　　　(列出算式)时，应停止加入溶液。 (4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，为　　　　　　　。 ②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量　　　　　　　(填化学式)气体，再通入足量，可析出。 (5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。 ①该氧化物为　　　　　　　。 ②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为　　　　　　　。 【答案】① +6    ②     ③ +=↓    ④     ⑤     ⑥     ⑦     ⑧ 【分析】 由题中信息可知，废催化剂与氢氧化钠一起焙烧后，铝和钼都发生了反应分别转化为偏铝酸钠和钼酸钠，经水浸、过滤，分离出含镍的固体滤渣，滤液I中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到的沉淀X为氢氧化铝，滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，过滤得到钼酸钡。 【详解】 （1）“焙烧”中，有生成，其中Na和O的化合价为+1和-2，根据化合价的代数和为0可知，元素的化合价为+6。 （2）“沉铝”中，偏铝酸钠转化为氢氧化铝，因此，生成的沉淀为。 （3）①滤液II中含有钼酸钠，加入氯化钡溶液后生成沉淀，该反应的离子方程式为+=↓。 ②若开始生成沉淀，则体系中恰好建立如下平衡：，该反应的化学平衡常数为。为避免中混入沉淀，必须满足，由于“沉钼”中为7.0，，所以溶液中时，开始生成沉淀，因此，时，应停止加入溶液。 （4）①滤液I中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠，过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，因此，过滤得到的滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，故为。 ②根据侯氏制碱法的原理可知，往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量，再通入足量，可析出。 （5）①由题中信息可知，致密的保护膜为一种氧化物，是由与反应生成的，联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知，该氧化物为。 ②由和同族、和同族可知，中显+3价（其最高价）、显-3价。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，其化合价升高了8，元素被氧化，则该反应的氧化剂为，还原剂为。中的O元素为-1价，其作为氧化剂时，O元素要被还原到-2价，每个参加反应会使化合价降低2，根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为。 …………………… 模拟题精选 1.（2026·广东汕头·二模）钛及其合金因其应用范围广、且具有重大战略价值，被称为“全能金属”。从废催化剂（含有、、）中提取金属钛的工艺流程如下图所示。 （1）基态原子核外电子的运动状态有　　　　　　种，下列状态的原子中，失去最外层一个电子所需能量最大的是　　　　　　（填字母）。 A.       B.       C.       D. （2）“碱浸”过程中，提高浸出速率的措施有　　　　　　。（写一条即可） （3）“水解”操作中，在加热条件下水解转化为，写出该反应的离子方程式：　　　　　　。 （4）不同温度下，与反应中钛提取率随时间变化曲线如图1所示，综合考虑成本和效益选择最适宜的温度和时间为　　　　　　、　　　　　　。 该反应中需要通入保护气，下列气体可作为该反应保护气的是　　　　　　（填标号）。 a.       b.       c.       d. （5）“工艺”制备金属钛：在熔盐中，以电解得到的活性钙为还原剂，将还原为钛金属，其原理如图2所示。写出阳极的电极反应式：　　　　　　。 （6）金属钛（）与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明，用代替其中部分的可提升耐磨性，掺杂后的晶胞结构如图3所示。已知该晶体属立方晶系。 ①b点原子的分数坐标为　　　　　　；掺杂后，晶体中、、N的个数之比为　　　　　　。 ②已知最近的两个N原子之间的距离为，则原氮化钛晶体的密度为　　　　　　。 【答案】（1）① 22    ② D     （2）适当升高温度、粉碎废催化剂增大接触面积、搅拌、提高NaOH溶液浓度等     （3）      （4）① 1000    ② 30    ③ d     （5）     （6）①     ②     ③       【分析】 碱浸时加入溶液，利用氧化物性质差异分离钛、钨和钒： 、为酸性氧化物，可与反应生成可溶性钒酸钠、钨酸钠，进入浸出液，后续经处理回收钨、钒； 与反应生成难溶固体；酸洗时 与反应，转化得到可溶性钛酰离子；加热条件下发生水解反应，生成水合二氧化钛沉淀；焙烧时 失去结晶水，得到纯净的；高温氯化过程 与、在高温下反应，将转化为沸点较低、易分离提纯的；镁热还原制粗钛过程用在一定温度下还原得到粗钛。 【解析】（1）Ti是22号元素，原子核外共22个电子，每个电子运动状态互不相同，因此有22种运动状态；失去最外层一个电子所需能量：基态原子能量最低，电离能更大，选项D是Ti的基态电子排布，其余选项都是激发态，能量更高更易失去电子，因此选D； （2）提高浸出速率的常用方法有适当升高温度、粉碎废催化剂增大接触面积、搅拌、提高NaOH溶液浓度等； （3）在加热条件下水解的离子方程式为 ； （4）由图可知，800℃提取率过低，1500℃温度过高能耗大、成本高；1000℃下反应30min后钛提取率已经较大，延长时间不会明显提升提取率，因此选1000℃、30 min；Mg是活泼金属，可与、、反应，Ar是惰性气体，不参与反应，因此选d； （5）阳极发生氧化反应，移向石墨阳极，石墨（C）失电子，结合生成，故阳极的电极反应式为； （6）① 根据a、c可推得b点分数坐标为；均摊法计算原子个数：Al在体心，个数为；Ti在12条棱的棱心，个数为，N在8个顶点、6个面心，个数为，因此个数比； ②原氮化钛TiN中，最近两个N原子的距离为，满足（a为晶胞边长），得；晶胞含4个TiN，晶胞质量，晶胞体积，因此密度。 2.（2026·广东江门·适应性测试） 开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳(主要含、、、、、)中分离获得金属资源的工艺流程如图： 已知：①“还原浸出”后得到的滤液中、、、。 ②常温下，部分金属氢氧化物溶度积如下表。溶液中的金属离子浓度小于或等于时可认为完全沉淀。 氢氧化物 （1）“粉碎”的目的是　　　　　　　　　　　。 （2）“还原浸出”过程中，还原的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“除铁”时，可调至　　　　　　　　　　　(溶液体积变化忽略不计)。 （4）“萃取”过程中，与萃取剂 (图)形成的配合物结构如图所示。 下列说法正确的有___________(填标号)。             A. 配位时被还原 B. 与原子形成了配位键 C. 配合物与水能形成分子间氢键 D. 图、图中原子的杂化类型发生了改变 （5）画出电解硫酸铜溶液制备铜的电解池示意图　　　　　　　　　　　。 （6）某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞结构和俯视图如图所示。该化合物中　　　　　　　　　　　；晶体中与最近且等距离的原子的数目为　　　　　　　　　　　。 （7）焙解(高温下隔绝空气发生分解)时的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）增大反应速率     （2）     （3）     （4）BC     （5）     （6）①     ②      （7）      【分析】 在粉碎的富钴结壳中加入和溶液后，得到滤液（含有、、、、）和浸渣（），其中、和由、和分别被还原得到；向滤液中通入空气，被氧化为，向滤液中加入，调节后，滤液升高，生成沉淀，达到除铁的目的；向滤液（含有、、、）中加入萃取剂后，和萃取剂结合，剩余离子（含有、、）经硫化沉淀后分离；向和萃取剂结合的配合物中加入硫酸，使和萃取剂分离，得到溶液；溶液经电解，得到铜单质；经浓缩结晶得到的经过焙解可得到。 【解析】（1）将富钴结壳粉碎可以增大其与反应溶液的接触面积，从而增大反应速率； （2）和在酸性条件下发生氧化还原反应，被还原为，被氧化为，该反应的离子方程式为：； （3）除铁过程中转化为沉淀，除铁后滤液中的浓度小于或等于，设除铁后，此时滤液中存在化学平衡（），，将的浓度代入前式可以得到，由此可算出的浓度为；已知，将的浓度代入前式可得，由此可算出溶液中浓度为，则有；为了达到除铁的目的，滤液的，但同时又要避免滤液的过高，使得其他离子沉淀，已知滤液中的较小，这说明会在的浓度较小时沉淀，已知、，将的浓度代入前式得，由此可算出，此时的；故为了沉铁且避免其他离子沉淀的范围为； （4）A．形成配合物时，配体中配位原子的孤电子对向中心的空杂化轨道配位，形成配位键，该过程中没有电子的转移或电子对的偏移，中心离子（）的化合价不变，A错误； B．图中红圈中的原子的孤电子对向中心离子的空杂化轨道配位，形成配位键，B正确； C．配合物中含有能形成氢键的羟基（如图所示），其可与水形成分子间氢键，C正确； D．在形成配合物前后，萃取剂中的原子都是sp2杂化，其杂化类型不变，D错误； 故答案选BC。 （5）电解硫酸铜溶液制备铜时，阴离子（）向阳极（与直流电源的正极相连）迁移，阳离子（）向阴极（与直流电源的负极相连）迁移，如图所示，； （6）在含铜化合物的晶胞中，原子数为：，原子数为：，原子数为：，因此其化学式为，该化合物中；如图所示，在晶胞中，与蓝圈中最近且等距离的原子为图中红圈中的两个原子，以及与该晶胞顶部相邻的另一个晶胞中位于图中绿圈中位置的两个原子，故晶体中与最近且等距离的原子的数目为； （7）由工艺流程图可知，经焙解可产生，在该过程中失去电子，发生了氧化反应，的平均化合价从升高到，得到电子，发生了还原反应，其化合价从下降到，转化为，由此可看出一个得到了个电子，而一个失去了个电子，得失电子不平衡，故该过程中失去电子的还有一部分，中的一部分失去电子，被氧化为，故该过程的化学方程式为：。 3.（2026·广东中山·二模）以海底富钴壳(主要含和，及少量等杂质)为原料，采用两段硫酸铵焙烧-水浸法分离提纯并回收钴、镍、铜、锰的工艺如下。 已知：①当离子浓度时，视为沉淀完全； ②时，。 （1）富钴壳矿研磨至直径后，与晶体混合进行焙烧，研磨的目的是　　　　　　　。 （2）“低温焙烧”时，锰、钴元素被还原为。 ①完成转化的化学方程式：　　　　　　　。 ______________ ______________ ②“回收液”经处理可循环利用的物质是　　　　　　　。 （3）“高温焙烧”后经“水浸”能除去以上的铁。已知几种金属硫酸盐分解反应的自由能随温度变化的关系如图1，写出高温焙烧时发生反应的化学方程式　　　　　　　。 （4）“调pH”时，铝和残余的铁被除去。溶液pH值对各金属沉淀率的影响如图2，最佳的沉淀pH值为　　　　　　　。 （5）“沉钴镍”时，钴、镍都完全沉淀，此时溶液中不低于　　　　　　　。 （6）常用于制备电池正极材料锰酸锂()。中锰的价态为Ⅲ、Ⅳ，其晶胞可看成由图3中a、b单元相互交错方式构成。 ①图中“○”表示，则“●”表示的微粒是　　　　　　　(填离子符号)。 ②晶体中“”微粒占据形成的　　　　　　　空隙。 ③锰酸锂电池的充放电总反应为：，当电池充电至其理论电量的时，电池正极材料中　　　　　　　。 【答案】（1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高转化效率     （2）①     ②      （3）     （4）5.0     （5）     （6）①     ② 八面体    ③ 1:4      【分析】 富钴壳主要含和，还含有少量、、NiO、CuO等杂质。工艺流程包括低温焙烧、高温焙烧、水浸、萃取、调pH、沉钴镍等步骤。最终目标是回收钴、镍、铜、锰，并将部分物质循环利用。 【解析】（1）研磨富钴壳矿至直径<80μm，能增大反应物接触面积，从而加快反应速率，使反应更充分。 （2）①根据氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒来配平化学方程式：。 ②由流程图可知，“回收液”中含有，所以经处理可循环利用的物质是。 （3）根据几种金属硫酸盐分解反应的自由能随温度变化的关系图，在650°C时，发生分解反应，生成和，化学方程式为： （4）由溶液pH值对各金属沉淀率的影响图可知，当为5.0时，铝和残余的铁沉淀率较高，其他金属沉淀率较低，所以最佳的沉淀pH值为5.0。 （5）因为钴、镍都完全沉淀时，离子浓度，根据，，则；同理，对于NiS，，，，所以此时溶液中不低于。 （6）①根据的化学式及晶胞结构，若“○”表示，则“”表示的微粒是。 ②晶体中“△”微粒周围的有6个，分别位于上下、前后、左右，则占据由形成的八面体空隙。 ③充电时，电池正极材料为，设锰（Mn）的平均化合价为a，根据化合物化合价代数和为零的原则：

解得 a = +3.5，这意味着在中，Mn(Ⅲ) 和 Mn(Ⅳ)的物质的量之比为，为了方便计算，假设正极材料中有 1 mol 的 中，则含有 2 mol的 Mn 原子。
初始状态下，n[Mn(Ⅲ)] = 1 mol，n[Mn(Ⅳ)] = 1 mol。“理论电量”对应于 x=1 时的完全充电状态（即 完全脱出 Li，变成 ）。
当充电至理论电量的60% 时，相当于 x = 0.6。
此时正极材料变为，即。 计算中 Mn 的价态分布：
在即中，Li 的化合价为+1，O的化合价为-2。
设其中 Mn(Ⅲ)的物质的量为 m mol，Mn(Ⅳ)的物质的量为n mol。
由于我们假设初始有 1 mol 的 （含 2 mol Mn），锰原子的总物质的量守恒，因此：
m + n = 2 （方程1）根据化合物中化合价代数和为零的原则：
， ， （方程2）,由方程1得：n = 2 - m
代入方程 2：
解得m = 0.4
， n = 1.6所以，n[Mn(Ⅲ)] = 0.4 mol，n[Mn(Ⅳ)] = 1.6 mol。 所以。 4.（2026·广东茂名·二模） 某废旧线路板中富集了大量金属元素：Au、Cu、Sn、Pb，一种处理的工艺流程如下所示。 已知：①25℃时，；。 ②溶解度随温度变化如图所示： 回答下列问题： （1）“加热浸出”时，发生转化： ①反应Ⅱ的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ___________+___________    ②75℃时Sn、Pb浸出率达到最大值，继续升温，Pb的浸出率反而略有下降，原因是　　　　　　　　　　　。 ③下列说法正确的有　　　　　　　　　　　。 A．中只存在离子键 B．“系列操作”为蒸发结晶、过滤 C．加少量水稀释浸出液，有利于析出 D．加热浸出时加入NaCl能提高Pb的浸出率 （2）“溶铜”时，Cu参与反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　，利用浓缩后的“溶出液”可给磨具镀铜，在答题卡中完善电镀的装置示意图并作相应的标注　　　　　　　　　　　。 （3）“萃取”时，原理为，“反萃取”后，水溶液中含和，则试剂A为　　　　　　　　　　　（写化学式）。 （4）“系列操作”后，再调pH沉锡，若滤液中离子浓度分别为，，当开始沉淀时　　　　　　　　　　　（保留2位有效数字）。 （5）在Cu-Au合金中掺杂Pd得到高催化性能的合金，其立方晶胞结构如图，相邻原子间的最近距离之比，晶体中与Cu原子最近且等距离的Au原子数目为　　　　　　　　　　　，粒子个数最简比　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）①     ② 75℃时继续升温，HCl挥发，降低，使得平衡逆向移动，Pb的浸出率降低    ③ CD     （2）①     ②      （3）     （4）     （5）① 4    ②       【分析】 该工艺流程以富集了Au、Cu、Sn、Pb的废旧线路板为原料，经浓盐酸加热浸出后，浸出液经系列操作分离得到PbCl2，滤液可进一步制备SnO2，浸出渣经稀硫酸与过氧化氢溶铜，所得溶出液用磨于模具镀铜，剩余溶出渣溶金后，经萃取、反萃取、NaBH4还原得到金单质，实现废旧线路板中有价金属的分离回收。 【解析】（1）①反应II为与形成，离子方程式为； ②温度升高，浓盐酸中HCl挥发，溶液中降低，反应Ⅱ平衡逆向移动，Pb转化为析出，因此浸出率下降； ③A．中络离子内部存在配位共价键，不只含离子键，A错误； B．溶解度随温度升高而增大，应降温结晶，蒸发结晶无法析出大量，B错误； C．稀释浸出液，降低，反应Ⅱ平衡左移，利于析出，C正确； D．加入NaCl增大，平衡右移，促进Pb浸出，提高浸出率，D正确； 故选CD。 （2）“溶铜”时Cu与被过氧化氢氧化为，化学方程式为；电镀镀铜时，镀层金属作阳极，待镀件作阴极，电解液含镀层金属离子，则装置示意图为。 （3）反萃取产物为和，需要提供和，故试剂A为。 （4）同一溶液中相同，因此。 （5）如图所示，灰、白、黑球的相邻原子间的最近距离分别为、、，根据相邻原子间的最近距离之比可知黑球分别为Cu，灰球和白球均可能为Au和Pd，Cu位于4个黑球和4个白球中心，则晶体中与Cu原子最近且等距离的Au原子数目为4；根据均摊法，一个晶胞中Cu位于内部，个数为8，灰球位于顶点和面心，个数为，白球位于内部和棱心，个数为，白球和灰球个数相等，即Au和Pd的个数相等，因此粒子个数最简比。 5.（2026·广东韶关·二模）利用氨浸法从废三元锂电池正极[主要含及少量、CuO、石墨]中回收有价金属的一种工艺流程如下： 已知： ⅰ、正极材料中Ni、Co化合价分别为、价，浸出后生成、； ⅱ、氨性溶液主要成分为、、； ⅲ、； （1）“还原浸出”中，Mn元素(用表示)在氨性溶液作用下转化为滤渣的化学方程式为　　　　　　(补充完整方程式)；滤渣中除、石墨以外，还含有　　　　　　。 （2）“除铜”中，浸出液中加入发生反应的离子方程式为　　　　　　。随着温度升高，铜的沉淀率逐渐下降的原因是　　　　　　。 （3）“沉镍”时加入酒石酸(用表示)可与Co(Ⅱ)结合形成，碱性环境下更有利于Ni、Co分离的原因是　　　　　　。 （4）该工艺中，可再生循环使用的主要物质为　　　　　　(填化学式)。 （5）“沉锂”后溶液中为，当离子浓度小于则认为沉淀完全，此时是否已沉淀完全？　　　　　　(写出计算过程)。 （6）复旦大学科研团队发现将充电补锂试剂以“打针”形式注入电池，可使失活的电池再生、延长寿命。某镍钴锰酸锂正极材料在“打针”前后晶胞变化如图所示(R、代表Co、Ni和Mn，相对原子质量为)。 ①“打针”后晶胞化学式为　　　　　　。 ②已知晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm()，设为阿伏伽德罗常数。“打针”后晶胞密度为　　　　　　(列出计算表达式)。 【答案】（1）①     ②      （2）①     ② 温度升高，分解，铜沉淀率下降或温度升高，水解程度增大，溶液中浓度降低，铜沉淀率下降。     （3）为弱酸，碱性条件下增大，有利于形成可溶性，便于沉淀分离。     （4）或     （5），因此锂离子未沉淀完全     （6）①     ②       【分析】 还原浸出：加入含亚硫酸铵的氨性溶液，+4价Mn被亚硫酸铵还原，最终生成沉淀；Ni、Co被还原后形成可溶性氨配合物、Li以离子形式进入滤液；不溶性的石墨、铁的化合物留在滤渣，第一步分离完成；除铜：加入硫化铵，将滤液中的Cu氨配合物转化为沉淀除去铜杂质；沉镍：加入酒石酸和丁二酮肟，丁二酮肟沉淀Ni，实现Ni与Co、Li分离；沉钴、沉锂：滤液蒸氨释放氨后，加入草酸沉淀Co得到，最后加磷酸钠沉淀Li得到产品。 【解析】（1）根据得失电子守恒和原子守恒，作氧化剂，作还原剂被氧化为硫酸根，配平后补充的物质为；原废料中的氧化铁与氨性溶液不反应，因此滤渣还含有 。 （2）离子方程式：；沉淀率下降原因：温度升高，分解，铜沉淀率下降或温度升高，水解程度增大，溶液中浓度降低，铜沉淀率下降。 （3）沉淀Ni时需要Co保持可溶性，酒石酸是弱酸，酸性条件下电离被抑制，浓度低，碱性条件下中和，促进酒石酸电离，浓度升高，更容易和Co形成可溶性配离子，实现Ni-Co分离。 （4）流程中蒸氨步骤释放出，可重新配制成氨性溶液循环使用，因此循环物质为 （或）。 （5）根据溶度积公式： 代入数据：，得，，由于，因此锂离子未沉淀完全。 （6）① 均摊法计算得：晶胞中含个，个R，个，因此晶胞化学式为。 ② 晶胞质量，晶胞体积，因此密度为： 6.（2026·广东佛山·二模）铜铅锌多金属硫化矿中主要含PbS、CuFeS2、ZnS及少量FeS2；可通过沉淀法或萃取法从铜铅锌多金属硫化矿中回收铜，两种工艺流程如下： 已知：，；，。 （1）“滤渣1”的主要成分为　　　　　　　　　　　。 （2）“硫化沉铜”时，生成CuS和一种气体。 ①反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 ②不使用Na2S作为沉淀剂的原因是　　　　　　　　　　　。 ③“浸取液”中，为避免引入ZnS沉淀，“沉铜后液”中c(Cu2+)不能低于　　　　　　　　　　　 mol/L。 （3）“电解提锌”后，母液可以返回　　　　　　　　　　　步骤中循环使用。 （4）向NaOH溶液中通入H2S气体可制得NaHS溶液。为得到更多的NaHS，应控制溶液的最适pH为　　　　　　　　　　　(此时溶液中的S2-和H2S可看作近似相等)。 （5）我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物，其中Se为-2价，Cu为+1、+2价，形成如图所示的两种结构单元，交替排列形成晶胞。 该铜硒化合物的化学式为　　　　　　　　　　　，Cu2+在晶胞中的位置为　　　　　　　　　　　(填①或②)。 （6）①“铜溶液”可用作电解精炼铜的电解液，在答题卡框中，画出电解示意图并做相应标注　　　　　　　　　　　。 ②与沉淀法相比，萃取法提铜工艺的优点是　　　　　　　　　　　(写一条)。 【答案】（1）PbSO4、S     （2）①     ② Na2S溶液碱性过强，易产生Fe(OH)3、Cu(OH)2或其碱式盐杂质(或S2-浓度过大，产生ZnS沉淀)    ③      （3）常压氧浸(或低酸洗涤)     （4）9.95     （5）① Cu3Se2    ② ①     （6）①     ② 减少污染气体排放(或能耗低、试剂可循环利用)      【分析】 多金属硫化矿加入硫酸、氧气氧浸，铅转化为硫酸铅，硫元素被氧化为硫单质，硫酸铅、硫单质成为滤渣1，铁、铜、锌元素转化为盐溶液得到浸取液，加入NaHS得到硫化铜沉淀，火法炼铜得到铜，沉铜后液氧化调节pH，使得锌离子转化为沉淀得到滤渣2，滤液电解提锌得到锌；浸取液萃取得到含铜有机相，低酸洗涤后得到铜溶液，电解提铜得到铜； 【解析】（1）由分析，“滤渣1”的主要成分为PbSO4、S； （2）“硫化沉铜”时，铜离子和硫氢根离子反应生成CuS和一种气体，结合质量守恒气体为硫化氢，反应为：； Na2S溶液碱性过强，易产生Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀或其碱式盐杂质(或S2-浓度过大，产生ZnS沉淀)，故不使用Na2S作为沉淀剂； “浸取液”中，则，为避免引入ZnS沉淀，“沉铜后液”中不能低于。 （3）“电解提锌”过程中生成阴极锌离子被还原为锌单质，阳极水被氧化生成氧气和氢离子，得到母液中含硫酸，可以返回常压氧浸(或低酸洗涤)步骤中循环使用。 （4）向NaOH溶液中通入H2S气体可制得NaHS溶液，此时溶液中的S2-和H2S可看作近似相等，则，，则为得到更多的NaHS，应控制溶液的最适pH为9.95； （5）据“均摊法”，两种结构单元中共含个Cu、1个Se，则该铜硒化合物的化学式为Cu3Se2；两种结构单元中共含个Cu、1个Se，Se为-2价，则铜的总正价为+2，那么结构单元内部的铜为+1价，顶点铜为+2价，故Cu2+在晶胞中的位置为顶点①号位； （6）①“铜溶液”可用作电解精炼铜的电解液，则粗铜为阳极、纯铜为阴极，电解液为硫酸铜溶液，图示为； ②萃取法常温下进行，与沉淀法相比，萃取法提铜工艺的优点是减少污染气体排放(或能耗低、试剂可循环利用)。 7.（2026·广东中山·一模）对新能源汽车电池镍钴锰三元材料(主要成分为，含少量杂质)回收的一种工艺简化流程如下： 已知：①碱浸后，元素Ni、Co以氢氧化物［其中Co为］、元素Mn以形式浸出。 ②离子浓度小于可认为该离子完全沉淀。 ③部分氢氧化物的如下表： 氢氧化物 （1）基态的价层电子轨道表示式为　　　　　　。 （2）“滤液1”中溶质除了以外，还有　　　　　　(填化学式)。 （3）“酸浸”后的溶液中元素以存在，写出生成的化学方程式　　　　　　。 （4）常温下，“调pH”时，pH最高可调至　　　　　　(溶液体积变化可忽略)。已知：“酸浸”后。 （5）“萃取”时，钴离子形成如下图的配合物。钴离子易被萃取进有机相的原因有______。 A. 配位时被还原 B. 配合物与水能形成分子间氢键 C. 钴与O形成配位键 D. 萃取剂中有极性较小的疏水基团 （6）写出“沉钴”时，生成的离子反应方程式　　　　　　。 （7）一定条件下可转化为。假设的立方晶胞结构下图(a)，则Co在晶胞中的位置为　　　　　　；晶体中与O原子最近且等距离的Co原子的个数为　　　　　　，若下图b是该晶胞沿体对角线方向的投影，请在下图(b)上补充另外一种原子位置　　　　　　。 【答案】（1）     （2）或     （3）     （4）7     （5）CD     （6）     （7）① 顶点    ② 2    ③       【分析】 电池镍钴锰三元材料，主要成分为，含少量杂质，加入溶液，Al反应生成可溶性的，元素Ni、Co以、、元素Mn以形式浸出，Li变成，Fe不反应。再向这些固体中加入稀硫酸和，金属化合物和单质全部转化为硫酸盐，被氧化为，被还原为。调节pH可将变为沉淀除去，即滤渣1。溶液中继续加入，将变为固体除去。再用有机物将和形成配合物萃取到有机相中，水相中主要含有。分液后有机相再用反萃取使离子脱离进入水相，加入氨水、，使变为沉淀，和形成配位键得到。 【解析】（1）Co的原子序数为27，变成的过程中是从最外层开始失去3个电子，价层电子轨道表示式为。 （2）根据分析可知，滤液1中还有。 （3）碱浸后，Co以形式存在，酸浸后变成了，化合价降低，作氧化剂，所以加入的作还原剂，化合价升高，变成，化学方程式为。 （4）由分析可知，调节pH是为了除去，而剩下的离子保留，其中的最小，最容易沉淀，则pH不能大于其开始沉淀的pH。，。所以，，即为最大值。 （5）A．化合价仍为，没有发生还原，A错误； B．若配合物与水形成氢键，会更亲水，无法进入有机相，B错误； C．由结构可知与形成配位键，得到稳定配合物，利于萃取，C正确； D．萃取剂含极性较小的疏水基团，使配合物整体疏水，易溶于有机相，D正确； 答案选CD。 （6）沉钴时，反应物为，结合中的，生成，溶液加入了氨水显碱性，离子方程式为。 （7）根据晶胞原子数计算：顶点原子数，棱心原子数，结合化学式可知，Co在晶胞中的位置为顶点；O位于棱心，每个棱心O最近的Co为该棱的两个端点，因此与O最近且等距离的Co原子个数为2； 沿体对角线投影：8个顶点的Co已经投影为中心1个+外围6个（即图b已有位置），12个棱心的O投影在虚线六边形的六条边的中点，如图。 8.（2026·广东汕头·一模）随着全球工业化发展，开发深海矿产资源是人类可持续发展的重要选择。一种从深海富钴结壳（主要含、、、、、）中分离获得金属资源的工艺流程如下： 已知：“活化浸出”后得到的滤液中含有、、、、。 （1）“浸渣”的主要成分化学式为　　　　　　　。 （2）写出“活化浸出”过程中，还原的化学方程式为　　　　　　　。 （3）“除铁”加入的主要目的为　　　　　　　。 （4）LIX84-I（图a）为羟肟类铜特效萃取剂，可从酸性或氨性溶液中萃取铜离子，萃取率可达98%以上。 ①上述流程“萃取”过程中，与萃取剂LIX84-I形成的配合物结构如图b所示，该配合物的配位键数目为　　　　　　　，该有机物中的杂化类型为　　　　　　　。 ②工业上用LIX84-I（用HR表示）从氨性溶液中回收铜。反应如下：（有机）（有机），在实际操作中发现，有机相在萃取铜的同时会溶解部分游离氨，该现象称为“萃氨”。研究表明，这是由于LIX84-I分子中的-O-H或基团与分子之间能形成氢键。下列关于此工艺分析正确的是　　　　　　　。 A．LIX84-I能取代中的配体，说明与生成的配合物更稳定 B．氢键是LIX84-I分子与分子间的一种强化学键，导致萃氨过程会消耗萃取剂，影响主反应进行 C．“萃氨”会使萃取剂失去与铜离子的配位能力，降低了萃取剂HR的有效浓度，导致铜萃取率下降 D．为减少萃氨，可向有机相中加入浓硫酸，利用浓硫酸能与发生中和反应，彻底消除氢键的形成 （5）上述流程中除了萃取剂外能够循环利用的物质为　　　　　　　。 （6）某含铜化合物在光电子学和太阳能电池领域有潜在应用，其晶胞如图所示。 ①该化合物的化学式为　　　　　　　。 ②若该晶胞的体积为，晶体密度为，则阿伏加德罗常数　　　　　　。 【答案】（1）SiO2     （2）     （3）调节溶液的pH ，使溶液中的被空气氧化为后，水解生成沉淀，从而除去铁元素     （4）① 4    ② sp2    ③ AC     （5）     （6）① CuAlS2    ②       【分析】 深海富钴结壳主要含、、、、、，破碎、磨矿、加SO2和硫酸溶液浸出，不溶，为浸渣主要成分，滤液通入空气，加碳酸钠调pH除铁(被空气氧化，碳酸钠加入后提供碱性环境)，铁元素转化为Fe(OH)3沉淀，滤液中加入LIX84-I萃取，有机相：CuR2，加硫酸反萃取得到硫酸铜溶液，再经电解得到Cu；水相：Mn2+、Co2+、Ni2+，加入硫化钠生成硫化沉淀，加硫酸加压浸取得到MnSO4溶液，加入有机溶剂萃取分离镍钴，焙解MnSO4溶液得到Mn3O4。 【解析】（1）根据分析，“浸渣”主要为； （2）“活化浸出”滤液中含有Co2+，Co2O3被SO2还原为Co2+，SO2被氧化为，化学方程式为：； （3）Fe3+碱性条件下转化为Fe(OH)3沉淀，“除铁”加入的主要目的为调节溶液的pH ，使溶液中的被空气氧化为后，水解生成沉淀，从而除去铁元素。 （4）①配合物中为中心离子，从结构可知，它与配体（LIX84-I）之间通过4个配位键结合（2个O原子配位、2个N原子配位），因此1 mol该配合物的配位键数目为4NA；图中每个N原子形一个π键和3个键，为sp2杂化； ②A．LIX84-I 能取代中的配体，说明与R-形成的配合物更稳定，A正确； B．氢键是分子间作用力，并非化学键，“萃氨” 是氢键作用导致NH3溶解，不会消耗萃取剂 HR，也不会破坏其结构，B错误； C．“萃氨” 会占用部分萃取剂分子，使其无法与配位，降低了 HR 的有效浓度，使其与的配位能力减弱，导致铜萃取率下降，表述无误，C正确； D．浓硫酸具有强氧化性和脱水性，会破坏萃取剂结构，同时浓硫酸与NH3反应生成的盐会进入有机相，引入新杂质，无法 “彻底消除氢键”，D错误； 故选AC； （5）除了萃取剂外能够循环利用的物质为，电解得到的硫酸铜溶液经电解生成铜和硫酸，生成的硫酸可循环用于 “活化浸出” 或 “反萃取” 环节。 （6）①均摊法计算各原子数目，Cu(位于顶点、面上、体内)：，Al(位于棱上、面上)：，S全部位于晶胞内部，一共8个，该化合物的化学式为CuAlS2； ②，则。 9.（2026·广东深圳·一调）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)。 【答案】（1）4s24p1     （2）     （3）>     （4）     （5）二次酸浸     （6）① H2SO4    ② Na2GeO3     （7）① 4    ②     ③ 12    ④ 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。 【解析】（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。 10.（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）。 【答案】（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）① 99.9%    ② 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）① Ga3+沉淀不完全    ② Ga(OH)3溶解     （5）     （6）①        ②       【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。 【解析】（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。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $