专题11 工艺流程综合题（6年汇编）（湖北专用）2021-2026年高考化学真题分类汇编

**基本信息** 聚焦湖北近6年高考真题及2026年模拟题，共26道工艺流程综合题，以真实工业情境为载体，强化化学原理与工程思维融合，适配高考备考需求。 **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|26道|元素化合物转化、氧化还原反应、分离提纯、溶度积计算、实验操作等|以赤铁矿制备磷酸铁、废旧锂电池回收等真实工业流程为情境，结合新能源、资源回收热点，注重信息提取与综合应用，匹配湖北高考“化学原理与工程思维融合”命题趋势|

专题11 工艺流程综合题 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2021-2026） 命题规律 工艺流程综合题 2026湖北(1题)、2025湖北(1题)、2024湖北(1题)、2023湖北(1题)、2021湖北(1题) · 情境设置：以矿物资源、废旧材料或工业副产物为情境，如赤铁矿、锂电池、太阳能电池等，突出真实工业流程与资源回收。 · 考查重点：聚焦元素化合物转化、氧化还原、离子反应、分离提纯操作及条件控制，常涉及陌生方程式书写和定量计算。 · 命题趋势：强化信息提取与综合应用，注重化学原理与工程思维的融合，未来可能更贴近新材料、新能源等热点领域。 1.(2026·湖北·高考真题)赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： （1）基态铁原子的价层电子排布式为　　　　　　　　。 （2）预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是　　　　　　　　。 （3）“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是　　　　　　　　（答两条即可）。 （4）酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为　　　　　　　　。 （5）“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于，该溶液中浓度不大于　　　　　　　　，此时滤液中的主要成分为　　　　　　　　（填化学式）。 （6）沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是　　　　　　　　（填化学式）。 2.(2025·湖北·高考真题)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备： Ⅰ Ⅱ 已知：室温下，是难溶酸性氧化物，的溶解度极低。 时，的溶解度为水，温度对其溶解度影响不大。 回答下列问题： （1）基态氟离子的电子排布式为　　　　　　　。 （2）时，饱和溶液的浓度为，用c表示的溶度积　　　　　　　。 （3）工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，的产率仅为8%。 ①工艺Ⅰ的固相反应　　　　　　　(填“正向”或“逆向”)进行程度大。 ②分析以上产率变化，推测溶解度　　　　　　　(填“>”或“<”) （4）工艺Ⅱ水浸后的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式　　　　　　　。 （5）从滤液Ⅱ获取晶体的操作为　　　　　　　(填标号)。 a．蒸发至大量晶体析出，趁热过滤       b．蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤 （6）研磨能够促进固相反应的原因可能有　　　　　　　(填标号)。 a．增大反应物间的接触面积       b．破坏反应物的化学键 c．降低反应的活化能                 d．研钵表面跟反应物更好接触 3.(2024·湖北·高考真题)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态的轨道表示式为　　　　　　　。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是　　　　　　　。 （3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是　　　　　　　。 （4）写出反萃取生成的化学方程式　　　　　　　。“滤液2”可以进入　　　　　　　步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是　　　　　　　。 （6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为　　　　　　　。 4.(2023·湖北·高考真题)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：     回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第　　　　　　　周期，第　　　　　　　族。 （2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因　　　　　　　。 （3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是　　　　　　　。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为　　　　　　　。“850℃煅烧”时的化学方程式为　　　　　　　。 （5）导致比易水解的因素有　　　　　　　(填标号)。 a．Si-Cl键极性更大             b．Si的原子半径更大 c．Si-Cl键键能更大             d．Si有更多的价层轨道 5.(2021·湖北·高考真题)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图： 回答下列问题： （1）硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为　　　；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为　　　。 （2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为　　　　。 （3）25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为　　　(保留一位小数)；若继续加入6.0mol·L-1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后　　　；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=　　　。 (已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034) （4）“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是　　　；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和　　　。 （5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为　　　。 1.(2026·湖北恩施州·二模)恩施因探明独立硒矿床被称为“世界硒都”，全球约90%的硒和60%的碲均从铜阳极泥（主要成分为、、、、）中分离提取。现采用如下工艺流程从铜阳极泥中梯级提取硒、碲。 回答下列问题。 （1）元素硒在周期表中的位置为　　　　　　，Cu的价电子排布式为　　　　　　。 （2）中Te的化合价为　　　　　　，在硫化浸出时被　　　　　　氧化为（硫化浸出时铜元素的化合价不变）。 （3）的添加量对Te、Sb的沉淀率的影响如图A所示，的浓度对Cu、Se和Ag的浸出率影响如图B所示，最合理的添加量（g/L）和浓度（mol/L）分别是______。 A. 50；3.0 B. 40；3.5 C. 30；2.0 D. 40；4.0 （4）沉淀物X为　　　　　　。沉银液中，元素硒的化合价为价，结合图C写出还原过程中生成单质硒的化学方程式　　　　　　。 2.(2026·湖北武汉5月模拟)艾叶是传统中药材，其有效成分艾叶黄酮具有抗炎、抗氧化等药理活性。某项目小组提取并纯化艾叶黄酮的实验流程如图所示。 已知：艾叶黄酮难溶于冷水，易溶于热甲醇等有机溶剂，受热易分解。 回答下列问题： （1）该实验无需用到的装置是　　　　　　　　　　　(填标号)。 （2）分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为　　　　　　　　　　　。 （3）向干燥、粉碎后的艾叶中加入80%热甲醇溶液的作用是　　　　　　　　　　　。 （4）将液体2转移至减压蒸馏装置中进行蒸馏，不采用常压蒸馏的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）操作Ⅲ为　　　　　　　　　　　(填操作名称)。将粗品溶解在热甲醇中，然后　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　、过滤、洗涤、干燥，即可得到较纯的艾叶黄酮晶体。 （6）证明艾叶黄酮结构中含有酚羟基的实验操作为　　　　　　　　　　　。 （7）已知艾叶中艾叶黄酮的理论含量为14.6%。实验中称取艾叶粉末5.0 g，最终得到艾叶黄酮0.5 g，实验收率为　　　　　　　　　　　。若收率偏低，原因可能是　　　　　　　　　　　(答一条即可)。 3.(2026·湖北黄冈中学等十一校·二模)铜阳极泥初步处理后得到的碲渣(所含元素为Te、Cu、Pb、Se、Sb、Au等)，从碲渣中回收铜、硒(Se)、碲(Te)的工艺流程如下： 已知，“浸出液中含有Te(Ⅳ)、Se(Ⅳ)、Cu(Ⅱ)、；草酸受热易分解。 回答下列问题： （1）在元素周期表中的位置为　　　　　　　　　　　。 （2）“球磨的目的是　　　　　　　　　　　。 （3）“沉铜时，草酸加入量为理论用量的1.4倍，反应时间为1小时，探究不同反应温度对沉铜”效果的影响，结果如下表： 反应温度/℃ 沉铜后液/(g/L) Cu Se Te Pb Sb 30 0.05 9.58 49.92 1.10 0.156 50 0.03 9.56 49.95 1.09 0.157 70 0.008 9.57 49.89 1.07 0.155 90 0.02 9.56 49.90 1.09 0.157 “沉铜”最适宜的温度为　　　　　　　　　　　，此温度下沉铜效果最佳的原因是　　　　　　　　　　　。 （4）“滤渣”的成分为　　　　　　　　　　　。 （5）由“一次还原”和“二次还原”可以推测出氧化性：　　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)。“二次还原”过程中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 4.(2026·湖北鄂州·质量监测)(多选)电石渣是电石()水解制乙炔过程产生的工业固体废物，其主要成分及含量(质量百分数)如表： 成分 MgO 其它 含量/％ 19.5 74 0.5 1.0 0.6 4.0 0.4 为节约和充分利用资源，可通过如下工艺流程回收制备高纯。已知该工艺条件下，、均不能与氯化铵反应。 回答下列问题： （1）“浸出”过程中通常需要加热和搅拌，其目的是　　　　　　　。 （2）写出在加热浸出过程中发生反应的离子方程式　　　　　　　。 （3）“浸出”时选用而不用盐酸或者水的原因是　　　　　　　。 （4）一定条件下，“浸出”过程中加入过量氯化铵溶液，反应4 min后，测得氯化铵过量程度(%)与钙离子转化率(%)的关系如图所示，从图中选出该实验条件下氯化铵过量程度最佳点　　　　　　　(填字母序号)。 （5）“碳化过程”中应先通入的气体是　　　　　　　(填化学式)。 （6）对“滤渣2”后续进行的系列操作的名称是　　　　　　　，该操作的目的是　　　　　　　。 （7）假设电石渣含钙量100%，在一次生产中投入电石渣20 kg，获得产品16.4 kg，钙元素的回收率为　　　　　　　。 5.(2026·湖北·4月调研)铟（49In）在电子、航空航天等领域具有重要应用。一种从锡冶炼烟尘（主要含有In2O3、In2S3、SnO2、Zn2SnO4、PbO以及Fe的氧化物）中提取铟的工艺路线如下： 已知： ①锡冶炼烟尘中含氯较高，当烟尘中氯含量过高时易腐蚀设备；“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为；不溶于水，溶于强酸后的产物不稳定，易脱水生成SnO2。 ②，，。 ③“萃取”原理可表示为：（有机相）（有机相）。 ④；。 回答下列问题： （1）基态铟原子的价层电子排布式为　　　　　　　　。 （2）预处理中“水浸洗涤”的目的是　　　　　　　　，“萃取分液”时需要的玻璃仪器有　　　　　　　　。 （3）写出“氧化酸浸”过程中，除锡反应的离子方程式　　　　　　　　。 （4）滤渣2的主要成分是　　　　　　　　。 （5）常温下，第一次“调pH”时，溶液中浓度为，应控制溶液的pH范围为　　　　　　　　（保留一位小数）。 （6）以下说法错误的有________（填标号）。 A. 中存在配位键 B. 两次调pH操作的目的一样 C. 溶液的pH会影响铟的萃取率 D. 试剂X用硫酸比用盐酸反萃取效果更好 6.(2026·湖北孝感·二模)Mo、Co及其化合物在催化、颜料等领域有重要用途。以为载体的钴钼废催化剂中含、及少量含、等元素的物质，经处理可制取、高纯钼，工艺流程如图所示： 已知：ⅰ、“焙烧”后各元素均转化为相应氧化物，“酸浸”后钼元素转化为。 ⅱ、常温下，相关物质的溶度积常数如下表： 物质 回答下列问题： （1）操作1的名称为　　　　　　；Co属于　　　　　　区元素。 （2）写出“酸浸”后钼元素转化为的离子方程式　　　　　　。 （3）“调”的目的是沉淀铁和铝，当溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全，则“调pH”的最小值为　　　　　　(已知：，)。 （4）“沉钴”时生成的沉淀需过滤、洗涤、干燥得产品，其中洗涤沉淀的操作是　　　　　　。 （5）“萃取”的反应原理为：(叔胺)+。通过反萃取法使有机相中的元素回到水相，需加反萃取剂氨水，而不使用溶液的原因是　　　　　　。 （6）为了获得纯净的，下列“沉钴”操作合理的是　　　　　　(填标号)。 a．快速加入大量的浓氨水   b．精准控制反应温度   c．尽量延长反应时间 7.(2026·湖北襄阳·调研)废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的主要成分为，通过高温氢化和湿法冶金的方法回收其中的镍、钴、锰、锂，其工艺流程如图所示。 已知：i．“高温氢化”时不参与反应，固体产物为、、和。 ii．(或)的萃取原理： 回答下列问题： （1）基态核外电子的空间运动状态有　　　　　　　　　　　种。 （2）废旧锂电池经预处理获得正极材料时通常需要先进行放电处理的目的是　　　　　　　　　　　。 （3）酸洗的目的是降低水洗时与空气接触生成的　　　　　　　　　　　(填化学式)在固体中的残留。 （4）若“洗液”中，加入固体充分反应后，为，可使元素总量的　　　　　　　　　　　转化为沉淀[]。 （5）“沉锰”过程中pH对金属沉淀率的影响如图所示。 “沉锰”时生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。该工艺条件下，开始沉淀的为2.0，开始沉淀的为3.0.“沉锰”时，最佳pH为　　　　　　　　　　　。 （6）试剂X为　　　　　　　　　　　(填试剂名称)。 8.(2026·湖北宜昌·调研)以方铅矿（主要含、、）和软锰矿（主要含、及铁的氧化物）为原料联合制取和的一种流程示意图如下： 已知：①。 ②时，、 回答下列问题： （1）锰元素位于元素周期表的第　　　　　　　　周期　　　　　　　　族。 （2）“酸浸”过程使矿石中的金属元素浸出，铅和锰分别以和的形式浸出。 ①从平衡移动的角度解释“酸浸”时加入的作用　　　　　　　　。 ②“酸浸”加盐酸时，可能有两种方案。 方案1：将盐酸一次性加入，硫元素主要转化为单质； 方案2：将盐酸间隔一定时间分两次加入，硫元素主要转化为。 工业上往往采用方案2，原因是　　　　　　　　。 （3）“除铁”时，加入至溶液，过量的软锰矿将氧化生成沉淀的离子方程式为　　　　　　　　。 （4）由固体制备固体的环节中，加入硫酸后溶液中时， 　　　　　　　　。 （5）滤渣D的主要成分是　　　　　　　　（填化学式），整个流程中可循环利用的物质是　　　　　　　　（填化学式）。 9.(2026·湖北随州·模拟)高铁酸钾（）是一种高效、多功能的新型非氯绿色消毒剂。以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe、Al、Ca、Mg、Si等元素的氧化物）为原料制备高铁酸钾，可实现绿色化学的目标，流程如图。 已知： ①是一种暗紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液，0～25℃下在强碱性溶液中比较稳定，在酸性、中性溶液中易分解放出。 ②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全（）时的pH见下表。 沉淀物 开始沉淀的pH 11.7 7.6 1.3 3.4 9.2 沉淀完全的pH 13.5 9.6 2.7 4.7 11.1 回答下列问题： （1）基态的价层电子排布式为　　　　　　　　　。 （2）“酸溶”后所得滤渣1的成分为　　　　　　　　　（填化学式）。 （3）“氧化1”中溶液的用量远大于理论值，原因可能是　　　　　　　　　。 （4）“调pH”步骤中pH适宜的范围为　　　　　　　　　。 （5）“氧化2”中，向NaClO溶液中加入足量NaOH固体，直至无法溶解，得到NaClO的强碱性饱和溶液，再向其中缓慢少量分批加入，并不断搅拌1.5h左右，至溶液呈深紫红色，“氧化2”发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　。 （6）“转化分离”中，加入KOH固体至饱和并搅拌15 min后，得到紫黑色固体。加入KOH固体至饱和的作用是　　　　　　　　　。 （7）储存介质和在高铁酸钾溶液中的质量分数对高铁酸钾溶液稳定性的影响分别如图1、图2所示。分析图1和图2可知，高铁酸钾溶液的最佳储存方案为　　　　　　　　　。 10.(2026·湖北黄冈·二模)钛白(主要成分)常用来作高级白色颜料、填充剂、消光剂等。制取钛白可利用钛铁矿(主要成分，还有等杂质)为原料，有硫酸法和氯化法两种生产工艺，流程如下图所示。 已知：①“酸溶”时需要加热，钛转化为形式。 ②“氯化”时金属元素和硅在该反应条件下均转化为气态氯化物，反应放热。 ③“氧化”是放热反应，反应物均为气体，通过化学气相沉积法得到。 回答下列问题： （1）钛元素在元素周期表中的位置为第四周期第　　　　　　　　　　　族。 （2）“还原”时，加入的试剂X为　　　　　　　　　　　。 （3）已知绿矾的溶解度曲线如图所示，“结晶”的操作为　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．60℃以下蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥 b．60℃以下蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤，洗涤，干燥 （4）写出从溶液里析出TiO2·xH2O的离子方程式　　　　　　　　　　　；此过程中会产生大量废酸水，若你是工程师，请给出一个方案能够将其转化为有着较高经济效益的产品以降本增效。　　　　　　　　　　　。 （5）“氯化”中焦炭可转化为CO或，但通常条件下尾气中以CO为主，原因是　　　　　　　　　　　。(提示：从能量效应或者熵效应的角度分析) （6）“氧化”是氯化法的核心，难点在于控制晶形颗粒的形成、产品的粒度及粒度分布，同时要有效避免反应器内出现“结疤”现象。为了得到性能更好的小粒度晶态，下列措施不合理的有___________(填标号)。 A. 添加适当晶核 B. 合理使用载气 C. 尽量延长反应时间 D. 精准控制反应温度 11.(2026·湖北荆州·调研)一种回收利用废旧锂离子电池材料(含LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2以及铝片、石墨粉等)的流程如下： 回答下列问题： （1）初步处理时要将电池完全放电，从安全角度是为了　　　　　　　　　　　。 （2）写出步骤②中LiNiO2参与反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 研究发现该步骤用硫酸或盐酸浸出电池材料，浸出率与酸浓度的关系如图所示。 c(H+)浓度相同时，电池材料在盐酸中浸出率大于硫酸的原因是　　　　　　　　　　　。但该步骤未用盐酸代替硫酸，从绿色化学角度分析其原因是　　　　　　　　　　　。 （3）在酸性条件下具有极强的氧化性，由此推测步骤③中用氨水调pH为5~6的原因可能是　　　　　　　　　　　。 （4）若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L，可视为沉淀完全，则步骤⑤应加入NaOH溶液至pH＞　　　　　　　　　　　。(Ksp[Ni(OH)2]=10-14.7     Ksp[Co(OH)2]=10-15.6) （5）如图为Li2CO3溶解度随温度的变化曲线： 则步骤⑥获得Li2CO3的操作为：蒸发结晶、　　　　　　　　　　　、洗涤、干燥。 【解析】废旧电池先完全放电后，加入碱浸：原料中的铝为两性金属，可与反应生成可溶的四羟基合铝酸钠，进入含铝废液被除去；而、石墨均不与碱反应，共同留在滤饼中，完成铝与其他组分的分离；向滤饼加入硫酸和酸浸，、、被还原，在酸性条件下转化为可溶的，石墨不溶于酸，留在固体中；加入氨水调节，过滤后，不溶的石墨被分离除去；而均不会沉淀，全部保留在滤液A中；向滤液A加入氧化剂，将氧化为沉淀，完成锰元素的分离，滤液B中保留；向滤液B加入，使完全沉淀为和，过滤分离得到这两种氢氧化物，此时滤液C中只含有锂离子；向滤液C加入，利用的溶解度特性，在加热条件下析出，结晶分离后得到最终回收产品。 (1)未放电的废旧电池处理时易发生短路，释放热量引发爆炸，完全放电可消除安全隐患； (2)中Ni为+3价，酸性条件下被还原为，被氧化为，根据原子守恒、电子守恒配平得 ； 有还原性，可还原材料中的高价金属离子，促进浸出反应正向进行，提高浸出率； 会被氧化生成有毒的，污染环境； (3)步骤③ 中用氨水调节pH，若pH过小，则下一步氧化性过强，会将全部氧化到更高价态不易分离，若pH过大，会提前沉淀造成损失； (4)的更大，更难沉淀完全，以沉淀完全计算： ，沉淀完全的边界条件为，代入得： ，，此时，；而完全沉淀需要，即； (5)由溶解度曲线可知，的溶解度随温度升高而降低，蒸发结晶后趁热过滤，可以减少的溶解损失，得到产品。 12.(2026·湖北十堰·调研)盐湖卤水富含和等，以盐湖卤水为原料制备新型无机材料和锂电池的电极材料的流程如下： 注明：“干燥”得到和固体，“富集”得到，“蒸发分解”得到的固体为。回答下列问题： （1）基态原子价层电子排布图为　　　　　　　　　　　。 （2）“脱硼”生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）固体A的化学式为　　　　　　　　　　　。 （4）“富集”中，的作用是　　　　　　　　　　　。 （5）“焙烧”时还生成、、和。写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　。 （6）晶胞如图1所示。 ①图1类似石墨结构，同一层六元环中键、B原子数之比为　　　　　　　　　　　。 ②立方晶胞如图2所示。晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。该晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 13.(2026·湖北宜昌·调研)电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知：萃取时反应：M2+(水相)+2RH(有机相)MR2(有机相)+2H⁺(水相)，(M2+表示Ni2+或Co2+)。 （1）Co在元素周期表中的位置为第　　　　　　　　　　　周期　　　　　　　　　　　族。 （2）“沉锰”时，Mn2+发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“沉铝”时调节pH，欲使铝元素完全转化为Al(OH)3沉淀，应控制pH的范围是　　　　　　　　。 ___________。 已知：Ksp[Al(OH)3]=10-33.2。溶液中Al3+、[Al(OH)4]-浓度小于10-5 mol/L认为Al3+沉淀完全。Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-    K=100.65。 （4）工业上常用P204和Cyanex 272作“萃取”中的萃取剂(结构如下图所示)，金属离子与萃取剂通过配位键结合，萃取剂酸性越强萃取能力越强，则萃取能力强的萃取剂是　　　　　　　　　　　，从结构角度解释其原因是　　　　　　　　　　　。 （5）Li2CO3溶解度随温度的变化曲线如下图所示，为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为蒸发结晶、　　　　　　　　　　　、洗涤。 （6）该工艺中能循环利用的物质有H2SO4、NaOH、　　　　　　　　　　　。 14.(2026·湖北武汉5月模拟)利用电解铝废渣(含AlF3、NaF、LiF、CaO和C)制备碳酸锂的工艺流程如下： 已知：；当离子浓度时沉淀完全。 回答下列问题： （1）在实验室中模拟“酸解”过程，应在　　　　　　　　　　　中进行(填标号)。 A．瓷坩埚             B．铁坩埚             C．铂金坩埚 （2）“浸取”时，滤渣的成分除含C外，还含有　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“碱解”时，调节溶液pH至恰好沉淀完全，此时　　　　　　　　　　　。 （4）“碱解”和“沉锂”时，的加料方式均选择饱和溶液而不是固体的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）“合成”的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （6）碳酸锂是制备锂离子电池电极的原料之一。 ①碳酸锂与四氧化三钴在空气中加热可以制备正极材料钴酸锂()，写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　。 ②某锂离子电池充放电过程中，负极材料晶胞结构变化如图所示。写出充电时阴极的电极反应式　　　　　　　　　　　。 15.(2026·湖北鄂东南省级示范高中改革联盟·模拟)一种从废汽车三元催化器[一般是陶瓷上涂覆着钯(Pd)、铑(Rh)、铂(Pt)三种铂族贵金属]中提取Pd、Rh、Pt的一种工艺流程如下： 已知：①陶瓷的密度远远小于贵金属。 ②王水浸出后，浸出液中金属元素的存在形式为和。 ③；；。 回答以下问题： （1）基态Pt的电子排布式为，则Pt位于元素周期表的　　　　　　　　　　　区。 （2）加入HR的目的是　　　　　　　　　　　，HX可选用　　　　　　　　　　　(填试剂名称)。 （3）“焙烧”时，“滤渣1”放在　　　　　　　　　　　(填仪器名称)中。已知“水相→滤渣1”发生的是复分解反应，焙烧时生成了三种气体，其中一种显酸性，一种显碱性，写出焙烧反应的化学方程式　　　　　　　　　　　。 （4）熔渣的主要成分为可溶的，用氨水调pH，当铑沉淀完全()时，溶液中与的比值关系为　　　　　　　　　　　(填范围)。 （5）预处理过程包括清洗、粉碎和风选。相关说法错误的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．清洗是为了去除油污和积碳             b．清洗可选用NaOH溶液煮沸 c．粉碎是为了让贵金属脱离陶瓷          d．风选利用了陶瓷与贵金属的密度差异 16.(2026·湖北武汉·4月模拟)废旧锂离子电池（LIBs）正极材料以LiCoO2为主，含Mn、Fe、Cu的氧化物杂质。某团队设计如下流程实现金属的高效回收。 已知：①一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表： 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Co(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀pH 1.5 6.3 4.2 7.4 8.1 完全沉淀pH 2.8 8.3 6.7 9.4 10.1 ②萃取时金属离子的分配比，萃取率，分离系数 回答下列问题： （1）Mn位于元素周期表中第　　　　　　　　周期第　　　　　　　　族。 （2）“酸浸”过程中，H2O2主要作　　　　　　　　（填“氧化剂”或“还原剂”）。 （3）“氧化沉淀、调pH”过程中需控制溶液pH的范围为　　　　　　　　，生成MnO2的离子方程式为　　　　　　　　。 （4）从结构角度分析萃取剂Ⅰ（结构如图）能萃取Cu2+的原因　　　　　　　　。 （5）“萃取分液Ⅱ”过程中，当萃取剂与溶液体积相等时，金属萃取率随pH的变化如图所示。pH=5时，Li⁺的分配比D=　　　　　　　　，Co2+的分离系数β=　　　　　　　　。“反萃取”所用试剂X是　　　　　　　　。 17.(2026·湖北武汉·调研)从钕铁硼废渣(主要含有Nd、Fe、B、Co的单质和)中回收钕和钴的流程如图所示。 已知：①B难溶于非氧化性酸；氧化性：。 ②P507(用HR表示)萃取稀土离子的原理为。 ③，，。 回答下列问题： （1）“滤渣”的主要成分为　　　　　　　(填化学式)。 （2）“萃取1”的目的是　　　　　　　；所需的玻璃仪器是　　　　　　　。 （3）“有机相2”可导入　　　　　　　(填操作单元名称)循环利用。 （4）“沉钕”的离子方程式为　　　　　　　；若恰好完全沉淀时，溶液，此时溶液中　　　　　　　mol/L。 （5）在500℃，不同条件下获得的煅烧产物的X射线衍射谱图如图所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。实验证明，在空气中分解时发生了两步反应，第二步反应的化学方程式为　　　　　　　。 18.(2026·湖北武汉武昌区5月模拟)是一种性能优异的电极材料。一种以红土镍矿(含Fe(Ⅲ)、、、的氧化物)为原料制备的工艺如图所示。 已知：，金属离子浓度时可认为完全沉淀。 回答下列问题： （1）基态的价层电子排布图为　　　　　　　　。 （2）“焙烧”前，将矿粉与助剂混合后研磨成糊状的原因是　　　　　　　　。 （3）焙烧温度会影响焙烧熟料的成分，550℃和650℃所得焙烧熟料的X射线衍射图如图所示。650℃“焙烧”时，气体的成分为和　　　　　　　　(写化学式)。 （4）“水浸”时，需控制水量防止沉淀过多，其原因是：①元素是制备的原料之一；②　　　　　　　　。浸出渣的成分为少量和　　　　　　　　(写化学式)。 （5）若“水浸”的浸出液中。则“共沉淀”时，应调节的范围为　　　　　　　　。 （6）“煅烧”时发生反应的化学方程式为　　　　　　　　。 19.(2026·湖北十堰·模拟)人工合成的立方氧化锆是一种坚硬、无色及光学上无瑕的结晶。因为其成本低廉，耐用而外观与钻石相似，在许多化工生产中都有重要作用，一种以氧氯化锆(主要含，还含有少量、、等元素)为原料生产立方氧化锆工艺流程如下： 已知：①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、；②25℃时，；；；。 （1）含Hf溶液中Hf的化合价是　　　　　　　　　　　价。 （2）“酸溶”时应控制温度在60-70℃，不可过高或过低，理由　　　　　　　　　　　。 （3）“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （4）“沉淀”时，除了加氨水外，还需要加一定量的晶态二氧化锆，目的是　　　　　　　　　　　；假设溶液中，，则“沉淀”时，加入氨水调节pH的范围为　　　　　　　　　　　。 （5）“煅烧”过程中，当温度达到135℃时，固体失重率()约为22.64%，请写出升温至135℃时发生的化学反应方程式　　　　　　　　　　　。 （6）下列有关说法错误的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．铈是稀土金属中的一种，稀土金属被誉为“冶金工业的维生素”，一共有17种 b．铈、镨、钕等稀土元素可作为着色剂引入立方氧化锆晶体，但需严格控制添加量，避免因离子半径差异过大而破坏晶体结构的完整性 c．“反萃取”是指将负载有机相中的锆络合物解离并转入水相的过程，pH越大，越有利于反萃取 d．“退火”过程越快越好，形成的晶体结构越完整 20.(2026·湖北新高考协作体学情自测)从铝土矿生产的副产品“赤泥”(主要成分为、、、、的氧化物)中回收钪的一种工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“富钛浸渣”主要成分除了还有　　　　　　　(填化学式)。 （2）“热水解”获得的离子方程式为　　　　　　　。 （3）“浸出液”中可被萃取剂P204(结构如图)萃取。 ①两分子P204易通过氢键形成环状二聚体，画出二聚体的结构　　　　　　　。 ②已知与P204萃取剂形成只含一个中心离子的电中性配合物，该配合物配体数和配位数均为6，则与P204反应的离子方程式为　　　　　　　。(P204为一元弱酸，用HA表示) ③常温下，如果“反萃取”步骤中水相pH=8，则水相中　　　　　　　。 已知：。 （4）下图为不同条件下对不同金属的萃取率，结合上述流程分析萃取后有机相用盐酸洗涤的原因为　　　　　　　。 （5）“灼烧”时，转化为和，该反应的化学方程式为　　　　　　　。 21.(2026·湖北新八校·二模)(多选)工业上以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Fe2O3等)和辉铜矿(主要成分为Cu2S，还含有少量Si、Ni、Ca的氧化物)为原料，制备碳酸锰和胆矾(CuSO4·5H2O)的工艺流程如图所示。 已知：①Cu2S与稀硫酸不能直接反应；②N211、N985(用HR表示)萃取金属离子的原理为：；③该生产条件下，，当离子浓度不超过时，认为离子沉淀完全。 （1）为了提高“酸浸”速率，可采取的措施是　　　　　　　　　　　(答出一条即可)；已知浸出渣中含有单质S，还含有　　　　　　　　　　　(填化学式)，写出“酸浸”时Cu2S与Fe2O3反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （2）“萃取1”的目的是除铁和钙，从化学平衡角度解释“调pH”的“试剂A”选用碱溶液而不选用酸溶液，其目的是　　　　　　　　　　　。 （3）“萃取2”后的水溶液中，“调pH除镍”时应控制溶液pH的范围是　　　　　　　　　　　。[已知，该溶液中pS和pH的关系为pS=15-pH，忽略溶液体积变化]。 （4）“试剂B”为　　　　　　　　　　　(填化学式)，写出“碳化沉锰”反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （5）借助现代仪器分析CuSO4·5H2O (M=250 g/mol，固体初始质量为2.5 mg)分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。900℃左右有一个吸热峰，则此时分解的产物为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 22.(2026·湖北孝感·二模)二氧化铈(CeO2)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示 已知：①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+，也能与结合成[CeSO4]2+ ②“萃取”时存在反应：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能； ③在一定条件下，Ce(IV)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比是一个常数D，D=Kd=；萃取率=×100%。 （1）“氧化焙烧”后，Ce元素转化为CeO2和CeF4.写出氧化焙烧的化学方程式：　　　　　　　　　　　。酸浸步骤中提高浸取率的方法有　　　　　　　　　　　(写一种)。 （2）“萃取”时存在反应：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，保持其他条件不变，若在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c()，如下图所示，请解释D随起始料液中c()变化的原因　　　　　　　　　　　。 （3）“反萃取”中，在稀硫酸和H2O2的作用下Ce4+转化为Ce3+，写出反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 （4）“氧化”步骤的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （5）利用离子交换法浸出稀土离子(RE3+)的过程如图所示，已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。下列离子对Ce3+交换能力最强的是___________(填字母) A. Na+ B.  C. Mg2+ D. Cl- （6）为测定回收所得CeO2样品的纯度，进行如下实验： 称取4.000g样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL Ce(SO4)2溶液。量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入10.00mL 0.5000mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量)，再用0.01000mol·L-1 KMnO4标准溶液液定至终点，消耗标准溶液24.00mL。滴定过程中发生如下反应(均未配平)：Ce4++Fe2+→Ce3++Fe3+；+Fe2++H+→Mn2++Fe3++H2O。 计算CeO2样品的纯度为　　　　　　　　　　　%(结果保留三位有效数字)。 23.(2026·湖北襄阳·调研)一种从钕铁硼合金废料［主要含有稀土元素钕(Nd)，还含有Fe、B及油料等]中经焙烧、酸浸等分离提取Nd、Fe等的工艺流程如下。 已知：“自热焙烧”后，Nd、Fe、B以氧化物的形式存在；“酸溶”前B元素的氧化物已分离。 （1）Nd为60号元素，在元素周期表中的位置是　　　　　　　　　　　。 （2）“自热焙烧”不需持续加热，可能的原因有　　　　　　　　　　　(填一种原因即可)。 （3）“酸溶”中超声辅助可显著强化浸出过程，浸出率与温度、不同液固体积质量比的关系如图。从提高Nd的浸出率角度分析，“酸溶”的最佳条件为：超声辅助下适宜的浸出温度为　　　　　　　　　　　℃、液固体积质量比为　　　　　　　　　　　。 （4）“酸溶”后主要以的形式存在，向滤液1中加入N503进行萃取，N503先与结合生成，再将转移到有机相。从微粒间相互作用的角度判断与的相互作用　　　　　　　　　　　(填“强于”“弱于”或“等于”)与的相互作用。 （5）已知：时，。“沉钕”后，滤液中，，　　　　　　　　　　　。 （6）“沉钕→焙烧”过程，要经过“一系列操作”，该系列操作是　　　　　　　　　　　；所得在空气中“焙烧”时生成，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 24.(2026·湖北随州·二模)从某种含钒废渣(主要成分为，含、、、、CaO等杂质)里分离稀土元素钪Sc的工业流程如下： 查阅资料：①“萃取”过程中会有少量Fe元素进入萃取液中。②与强碱反应生成。 回答下列问题： （1）基态Sc原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　　　。 （2）滤渣1主要成分有　　　　　　　　　　　。(填化学式) （3）“萃取”需要用到的玻璃仪器有　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 （4）“反萃取”时，“萃取液”中的、、的沉淀率随pH的变化如图。 ①试剂X应为　　　　　　　　　　　(填“”或“”)，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　； ②控制的最佳pH为　　　　　　　　　　　。 ③“反萃取”选择用氨水而不用NaOH的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）“沉钪”发生的反应为。常温下，当恰好完全沉淀时，溶液的d，此时，　　　　　　　　　　　。(用含a、b、c、d的代数式表示。已知，，，一般认为离子浓度小于认为离子沉淀完全) 25.(2026·湖北随州·联考)固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。 请回答下列问题： （1）“粉碎”的目的是　　　　　　　　　　　　　，为了达到这一目的，还可以采用的措施有　　　　　　　　　　　　(答一条即可)。 （2）“碱浸”的目的是除去　　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是　　　　　　　　　　　　。 （4）“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 （5）本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是　　　　　　　　　　　　。 （6）常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4＋)≤1.0×10-5 mol·L-1时可认为Ti4＋沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c(PO)最低为　　　　　　　　　　　　mol·L-1. 26.(2026·湖北黄石·模拟考试)镨(Pr)是重要的稀土元素，氟化镨(PrF3)常用作电弧碳棒添加剂。一种以孪生矿(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等)为原料制备氟化镨的工业流程如下。 已知：①该体系中，金属离子生成氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH： 金属离子 开始沉淀的pH 5.4 2.2 7.5 8.0 沉淀完全的pH 6.5 3.1 9.0 8.9 ②较稳定，不易被过氧化氢、等常见氧化剂氧化。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，，萃取率。 ④可与过量形成可溶性氟配合物(如)。 （1）为提高“溶浸”速率，可采取的措施有　　　　　　(答一点即可)。 （2）“溶浸”时Pr2S3可被FeCl3氧化，生成淡黄色的沉淀，该反应的化学方程式为　　　　　　； （3）“除锌、铁”步骤中调节pH的范围为　　　　　　； （4）用有机萃取剂HL萃取的原理为，某工厂取1000 L含浓度为c mg/L的溶液，若D＝50，单次萃取率E≥95%，则单次至少要加入萃取剂　　　　　　L。 （5）反萃取步骤中，应加入的试剂是　　　　　　(填化学式)。 （6）“转化”过程的离子方程式为：　　　　　　。 （7）“氟化”步骤中加入HF溶液时，需控制反应温度和HF的滴加速度，原因是　　　　　　、　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 工艺流程综合题 6年真题1年模拟 1.【答案】（1）     （2）矿石产生微裂纹，增大固液接触面积，便于酸液渗透，加快浸出反应速率     （3）提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解、提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出、同时不引入杂质，不干扰后续FePO4沉淀生成（任选两条）     （4）     （5）①     ② NH4Cl     （6）      2.【答案】（1）     （2）     （3）① 正向    ② ＜     （4）     （5）a     （6）ab      3.【答案】（1）     （2）快速冷却     （3）无明显现象     （4）①     ② 反萃取     （5）增强熔融氯化铍的导电性     （6）      4.【答案】（1）① 四    ② Ⅷ     （2）     （3）焰色反应     （4）①     ②      （5）abd      5.【答案】（1）① 6    ② +1     （2）Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O     （3）① 4.7    ② 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色    ③ 2.0×10-6     （4）① HCl溶液、BaCl2溶液    ② 作溶剂     （5）GaCl3+NH3 GaN+3HCl      1.【答案】（1）① 第四周期第ⅥA族    ②      （2）① -2价    ② 空气或氧气（O2）     （3）B     （4）① 氯化银（AgCl）    ② （或 ）。      2.【答案】（1）C     （2）向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水，将漏斗倒转过来，检查玻璃塞处是否漏水     （3）浸取艾叶黄酮     （4）降低蒸馏温度，避免艾叶黄酮因温度过高而分解     （5）① 重结晶    ② 趁热过滤    ③ 冷却结晶     （6）取样，加入适量乙醇溶解，再加入几滴溶液，若溶液变为紫色，则证明艾叶黄酮中含有酚羟基     （7）① 68.5%    ② 提取时间不足或蒸馏时温度控制不当导致艾叶黄酮分解或过滤时部分产品残留等      3.【答案】（1）第五周期第VIA族     （2）增大碲渣的表面积，加快浸出速率或提高浸出率     （3）① 70℃    ② 低于70℃，反应速率相对较慢：高于70℃，草酸受热分解     （4）、、     （5）① 大于    ②       4.【答案】（1）加快浸出速率，提高浸出效率(或使反应更充分)     （2）     （3）盐酸能溶解其他杂质，无法有效分离；Ca(OH) 2微溶于水，直接用水浸出率极低     （4）b     （5）NH3     （6）① 洗涤、干燥    ② 除去碳酸钙表面可溶性杂质和水     （7）82%或0.82      5.【答案】（1）5s25p1     （2）① 脱氯或除去含氯可溶性杂质，避免腐蚀设备    ② 分液漏斗、烧杯     （3）Zn2SnO4+4H+ =2Zn2++SnO2+2H2O     （4）PbSO4、SnO2     （5）2.8≤pH＜3.6     （6）BD      6.【答案】（1）① 过滤    ② d     （2）     （3）4.7     （4）向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2到3次     （5）会引入杂质     （6）b      7.【答案】（1）14     （2）防止拆解过程中因短路发生安全事故     （3）Li2CO3     （4）89.0或89     （5）①     ② 1.0或1     （6）盐酸      8.【答案】（1）① 四；    ② ⅦB     （2）① 增大浓度，促进正向移动，生成，提高铅的浸出率；    ② 防止S覆盖在矿物表面，阻碍反应进行，提高锰的浸出率     （3）     （4）     （5）① ；    ② 、      9.【答案】（1）     （2）、     （3）生成的作为催化剂，催化的分解     （4）2.7≤pH＜3.4     （5）     （6）增大浓度，促进晶体析出，同时调节溶液至碱性，防止产物分解     （7）用聚乙烯材质的塑料瓶避光储存，添加一定量的，并使在高铁酸钾溶液中的质量分数达到0.10%即可      10.【答案】（1）ⅣB     （2）铁屑（铁粉等）     （3）a     （4）①     ② 加入生石灰转化为石膏，联合开发石膏产品生产线或制绿矾等硫酸盐产品或可以再生硫酸     （5）生成CO时熵增更大（或在高温下生成CO的自由能变化比生成CO2更低）     （6）C      11.【答案】（1）防止电池短路发生爆炸     （2）①      ② 有还原性，可还原材料中的高价金属离子，促进浸出反应正向进行，提高浸出率    ③ 会被氧化生成有毒的，污染环境     （3）若pH过小，则下一步氧化性过强，会将全部氧化到更高价态不易分离，若pH过大，会提前沉淀造成损失     （4）9.15     （5）趁热过滤      12.【答案】（1）        （2）     （3）     （4）增大的浓度，有利于析出     （5）     （6）①     ②       13.【答案】（1）① 四    ② Ⅷ     （2）     （3）     （4）① P204    ② P204中与P相连的烷氧基(−OR)吸电子能力强于烷基，使羟基O−H键极性更强，更易电离出H+，酸性更强     （5）趁热过滤     （6）RH      14.【答案】（1）C     （2）CaSO4     （3）4.7     （4）Na2CO3固体会被生成的碳酸锂和氢氧化铝沉淀包裹，利用率低     （5）     （6）①     ②       15.【答案】（1）d     （2）① 做萃取剂，分离Pt和Pd    ② 盐酸     （3）① 坩埚(或“焙烧炉”)    ②      （4）     （5）b      16.【答案】（1）① 四    ② VIIB     （2）还原剂     （3）① 2.8≤pH<4.2    ②      （4）萃取剂Ⅰ中的氧原子和氮原子均能与Cu2+的空轨道形成配位键     （5）①     ② 66    ③ 稀硫酸      17.【答案】（1）B、     （2）① 分离    ② 分液漏斗、烧杯     （3）萃取2     （4）①     ②      （5） 18.【答案】（1）     （2）增大矿粉与助剂接触面积，使焙烧反应更充分，提高金属浸出率     （3）、     （4）① 水解生成胶体，胶体具有吸附性，会吸附金属阳离子，降低产率    ② 、     （5）     （6） 19.【答案】（1）     （2）温度过高导致所使用的酸挥发、分解增大成本，温度过低反应速率太慢；温度过低，反应速率慢     （3）     （4）① 作为晶种，生成更难溶的结晶态，避免产生其他氢氧化物杂质    ②      （5）     （6）cd      20.【答案】（1）     （2）     （3）①     ②     ③      （4）除去被P204萃取的     （5） 21.【答案】（1）① 粉碎矿物，搅拌，适当升温，适当增大硫酸的浓度(答出一条即可)    ② CaSO4、SiO2    ③      （2）消耗“萃取1”过程中产生的H+，避免抑制“萃取2”     （3）2≤pH＜6     （4）① H2SO4    ② 或(任写一个)     （5）Cu2O和O2      22.【答案】（1）① 4CeFCO3+O2 3CeO2+CeF4+4CO2    ② 搅拌，适度升温，粉碎固体等均可。     （2）随着c()增大，水层中Ce4+被结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小。     （3）2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+     （4）2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-     （5）C     （6）81.7      23.【答案】（1）第六周期第ⅢB族     （2）钕铁硼合金废料含有油料或者金属；氧化反应为放热反应(或其他合理答案)     （3）① 85℃    ② 10/1     （4）强于     （5）     （6）① 过滤、洗涤、干燥    ② 24.【答案】（1）     （2）、     （3）① 烧杯    ② 分液漏斗     （4）①     ②     ③ 2    ④ 防止溶解，造成损失     （5）      25.【答案】（1）① 增大接触面积，加快反应速率    ② 适当升温(或搅拌)     （2）Al2O3、SiO2     （3）适当过量可以使反应更充分，不能过量太多是防止过量NaOH、H2SO4腐蚀反应容器，且后续处理浸液1和滤液2成本高     （4）4H3PO4＋3TiOSO4=Ti3(PO4)4↓＋3H2SO4＋3H2O     （5）防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中     （6）      26.【答案】（1）将孪生矿原料粉碎、“溶浸”时搅拌、适当增大FeCl3溶液的浓度(答一点即可)     （2）     （3）6.5≤pH＜8.0     （4）380     （5）HCl(稀HCl、浓HCl均可)     （6）     （7）① 温度过高，HF易挥发    ② 滴加速度过快，局部浓度过高，可与形成可溶性配合物，降低PrF3的产率      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 工艺流程综合题 6年真题1年模拟 考点分类 湖北考情（2021-2026） 命题规律 工艺流程综合题 2026湖北(1题)、2025湖北(1题)、2024湖北(1题)、2023湖北(1题)、2021湖北(1题) · 情境设置：以矿石（如赤铁矿）、废料（如废旧电池、太阳能电池）为原料，含多种金属元素，常涉及二次资源回收。 · 考查重点：陌生氧化还原/沉淀/络合反应方程式书写、条件控制（pH、温度）、分离操作（萃取、过滤）及定量计算。 · 命题趋势：强信息背景，注重多金属协同分离与循环利用，结合平衡常数、溶度积等数据推理。 1.(2026·湖北·高考真题)赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），结构致密，在酸液中溶解缓慢。某研究小组以赤铁矿为原料制备电池级磷酸铁（）的低碳新工艺流程如下： 已知：时，的电离常数；。 回答下列问题： （1）基态铁原子的价层电子排布式为　　　　　　　　。 （2）预处理将赤铁矿中部分转化为，导致晶格畸变，使矿石产生微裂纹，加快“酸浸”速率，其原因是　　　　　　　　。 （3）“酸浸”条件：为的混合酸，。混合酸中盐酸的作用是　　　　　　　　（答两条即可）。 （4）酸浸液中加入，被氧化成的离子方程式为　　　　　　　　。 （5）“沉淀”步骤中，用氨水调节至2.00生成沉淀，无沉淀。基于，该溶液中浓度不大于　　　　　　　　，此时滤液中的主要成分为　　　　　　　　（填化学式）。 （6）沉淀煅烧得到，质量符合锂电池材料的工业规格。时，得到的沉淀中含、等少量杂质，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为。此时，产物中杂质是　　　　　　　　（填化学式）。 【答案】（1）     （2）矿石产生微裂纹，增大固液接触面积，便于酸液渗透，加快浸出反应速率     （3）提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解、提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出、同时不引入杂质，不干扰后续FePO4沉淀生成（任选两条）     （4）     （5）①     ② NH4Cl     （6）      【解析】赤铁矿主要成分为（含少量、、等元素的氧化物），先掺入 0.8% 碳在650℃高温活化预处理，破坏矿石致密结构，提升后续酸浸效率；再用HCl-H3PO4混合酸加热酸浸，铁元素溶出，硅类杂质形成滤渣分离；浸出液加H2O2氧化，将低价铁全部转化为Fe3+，随后滴加氨水调节pH，沉淀析出，滤液含铝、镁杂质除去。结晶产物经650℃煅烧脱去结晶水，最终得到无水磷酸铁，据此回答。 (1)Fe为26号元素，电子排布，价层电子排布式为：； (2)矿石晶格畸变产生微裂纹，增大矿石与酸液的接触面积，同时内部孔隙增多，酸液更容易渗入矿石内部，有效提升浸出反应速率； (3)“酸浸”加入盐酸，提供大量H+，增强体系酸性，促进氧化铁矿物溶解；提供，与形成稳定配离子，促进铁元素浸出；同时不引入杂质，不干扰后续沉淀生成（任选两条）； (4)酸浸液中加入，被氧化为，与形成配合物，离子方程式为：； (5)，，，，；加，故阳离子主要为：，阴离子主要为：，此时滤液中的主要成分为NH4Cl； (6)中与原子个数比为，煅烧沉淀得到的目标产物中与原子个数比为，Fe比例偏高，说明杂质不含P、只含铁，原料杂质、煅烧脱水生成，故产物中杂质是。 2.(2025·湖北·高考真题)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备： Ⅰ Ⅱ 已知：室温下，是难溶酸性氧化物，的溶解度极低。 时，的溶解度为水，温度对其溶解度影响不大。 回答下列问题： （1）基态氟离子的电子排布式为　　　　　　　。 （2）时，饱和溶液的浓度为，用c表示的溶度积　　　　　　　。 （3）工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，的产率仅为8%。 ①工艺Ⅰ的固相反应　　　　　　　(填“正向”或“逆向”)进行程度大。 ②分析以上产率变化，推测溶解度　　　　　　　(填“>”或“<”) （4）工艺Ⅱ水浸后的产率可达81%，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式　　　　　　　。 （5）从滤液Ⅱ获取晶体的操作为　　　　　　　(填标号)。 a．蒸发至大量晶体析出，趁热过滤       b．蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤 （6）研磨能够促进固相反应的原因可能有　　　　　　　(填标号)。 a．增大反应物间的接触面积       b．破坏反应物的化学键 c．降低反应的活化能                 d．研钵表面跟反应物更好接触 【答案】（1）     （2）     （3）① 正向    ② ＜     （4）     （5）a     （6）ab      【解析】工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为，水浸后得到滤液Ⅰ主要是NaF、Ca(OH)2溶液，经过系列操作得到NaF固体； 对比两种工艺流程，流程Ⅱ添加粉末，由题目可知，生成的的溶解度极低，使得不转化为Ca(OH)2，提高了的产率，据此解答。 (1)氟的原子序数为9，基态氟离子电子排布为； (2)饱和溶液的浓度为，则、，； (3)①转化率为78%，说明固相反应主要向生成Ca(OH)2和NaF的方向进行，即正向进行程度大； ②NaF产率仅为8%，说明大部分NaF未进入溶液，则溶液中存在Ca(OH)2向CaF2的转化过程，根据沉淀转化的规律可推测： ； (4)根据工艺Ⅱ的流程，CaF2、TiO2与NaOH反应生成难溶的CaTiO3、NaF和H2O，化学方程式为：； (5)由上一问可知，滤液Ⅱ主要是NaF溶液，因NaF溶解度受温度影响小(题干说明)，故蒸发至大量晶体析出，趁热过滤即可得到NaF晶体，故选a；其溶解度随温度变化不明显，冷却结晶无法析出更多晶体，故不选b； (6)a．研磨将固体颗粒粉碎，减小粒径，从而显著增加反应物之间的接触面积，使反应更易发生，a选； b．研磨过程中的机械力可能导致晶体结构缺陷或局部化学键断裂，产生活性位点，使反应更易发生，b选； c．活化能是反应固有的能量屏障，研磨主要通过增加接触和产生缺陷来提高反应速率，但一般不直接降低活化能，c不选； d．研钵仅作为研磨工具，其表面不参与反应，因此与反应物接触更好并非促进反应的原因，d不选； 故选ab。 3.(2024·湖北·高考真题)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为： 已知： 回答下列问题： （1）基态的轨道表示式为　　　　　　　。 （2）为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是　　　　　　　。 （3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是　　　　　　　。 （4）写出反萃取生成的化学方程式　　　　　　　。“滤液2”可以进入　　　　　　　步骤再利用。 （5）电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是　　　　　　　。 （6）与醋酸反应得到某含4个的配合物，4个位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个的配位环境相同，与间通过相连，其化学式为　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）快速冷却     （3）无明显现象     （4）①     ② 反萃取     （5）增强熔融氯化铍的导电性     （6）      【解析】首先铝硅酸盐先加热熔融，然后快速冷却到其玻璃态，再加入稀硫酸酸浸过滤，滤渣的成分为H2SiO3，“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，水相1中含有Al3+，有机相为，加入过量氢氧化钠反萃取Be2+使其转化为进入水相2中，分离出含NaA的煤油，最后对水相2加热过滤，分离出Be(OH)2，通过系列操作得到金属铍，据此回答。 (1)基态Be2+的电子排布式为1s2，其轨道表达式为； (2)熔融态物质冷却凝固时，缓慢冷却会形成晶体，快速冷却会形成非晶态，即玻璃态，所以从“热熔、冷却”中得到玻璃态，其冷却过程的特点为：快速冷却； (3)“滤液1”中有Be2+和Al3+，加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中，水相1中含有Al3+、H+，则向过量烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，发生的反应为H++OH-=H2O、Al3++4OH-=，可观察到无明显现象； (4)反萃取生成的化学方程式为，滤液2的主要成分为NaOH，可进入反萃取步骤再利用； (5)氯化铍的共价性较强，电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用为增强熔融氯化铍的导电性； (6)由题意可知，该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上，四面体中心只有一个O，Be与Be之间总共有六个CH3COO-，则其化学式为：。 4.(2023·湖北·高考真题)是生产多晶硅的副产物。利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：     回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第　　　　　　　周期，第　　　　　　　族。 （2）烧渣是LiCl、和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因　　　　　　　。 （3）鉴别洗净的“滤饼3”和固体常用方法的名称是　　　　　　　。 （4）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中浓度为　　　　　　　。“850℃煅烧”时的化学方程式为　　　　　　　。 （5）导致比易水解的因素有　　　　　　　(填标号)。 a．Si-Cl键极性更大             b．Si的原子半径更大 c．Si-Cl键键能更大             d．Si有更多的价层轨道 【答案】（1）① 四    ② Ⅷ     （2）     （3）焰色反应     （4）①     ②      （5）abd      【解析】由流程和题中信息可知，粗品与在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、和的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是和；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2（主要成分为）和滤液2（主要溶质为LiCl）；滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3为。 (1)Co是27号元素，其原子有4个电子层，其价电子排布为，元素周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。 (2)“500℃焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅与可水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是：遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学方程式为。 (3)洗净的“滤饼3”的主要成分为，常用焰色反应鉴别和，的焰色反应为紫红色，而的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体常用方法的名称是焰色反应。 (4)已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中，浓度为。“850℃煅烧”时，与反应生成和，该反应的化学方程式为 。 (5)a．Si-Cl键极性更大，则 Si-Cl键更易断裂，因此，比易水解，a有关； b．Si的原子半径更大，因此，中的共用电子对更加偏向于，从而导致Si-Cl键极性更大，且Si原子更易受到水电离的的进攻，因此，比易水解，b有关； c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂，故不能说明比易水解，c无关； d．Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的形成化学键，从而导致比易水解，d有关； 综上所述，导致比易水解的因素有abd。 5.(2021·湖北·高考真题)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图： 回答下列问题： （1）硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为　　　；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为　　　。 （2）“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为　　　　。 （3）25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为　　　(保留一位小数)；若继续加入6.0mol·L-1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后　　　；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=　　　。 (已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034) （4）“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是　　　；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和　　　。 （5）“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为　　　。 【答案】（1）① 6    ② +1     （2）Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O     （3）① 4.7    ② 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色    ③ 2.0×10-6     （4）① HCl溶液、BaCl2溶液    ② 作溶剂     （5）GaCl3+NH3 GaN+3HCl      【解析】废旧CIGS首先焙烧生成金属氧化物，之后再用硫酸和过氧化氢将氧化亚铜中+1价铜氧化为+2价，再加氨水分离氢氧化铜，过滤，氨水过量氢氧化铜再溶解，用SOCl2溶解，以此解题。 (1)硫为第VIA族元素，硒(Se)与硫为同族元素，故Se的最外层电子数为6，镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，则根据正负化合价为零则可以知道CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为+1； (2)“酸浸氧化”为酸性条件下H2O2烧渣中Cu2O反应，其方程式为：Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O； (3)In3+恰好完全沉淀时，，故答案是PH=4.7；蓝色沉淀是氢氧化铜，继续滴加氨水会生成四氨合铜离子，这时氢氧化铜会溶解，故答案是蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色；由反应方程式可知，由K′=≈1.0×1034，得=即=，代入数据可知K=2.0×10-6； (4)检验滤渣中SO是否洗净可以加入强酸和含钡离子的盐，故试剂是HCl溶液、BaCl2溶液；通过“回流过滤”分为两部分滤渣和滤液，故SOCl2的另一个作用是作溶剂； (5)高温气相沉积”过程中是氨气和GaCl3反应，其方程式为：GaCl3+NH3 GaN+3HCl。 …………………… 1.(2026·湖北恩施州·二模)恩施因探明独立硒矿床被称为“世界硒都”，全球约90%的硒和60%的碲均从铜阳极泥（主要成分为、、、、）中分离提取。现采用如下工艺流程从铜阳极泥中梯级提取硒、碲。 回答下列问题。 （1）元素硒在周期表中的位置为　　　　　　，Cu的价电子排布式为　　　　　　。 （2）中Te的化合价为　　　　　　，在硫化浸出时被　　　　　　氧化为（硫化浸出时铜元素的化合价不变）。 （3）的添加量对Te、Sb的沉淀率的影响如图A所示，的浓度对Cu、Se和Ag的浸出率影响如图B所示，最合理的添加量（g/L）和浓度（mol/L）分别是______。 A. 50；3.0 B. 40；3.5 C. 30；2.0 D. 40；4.0 （4）沉淀物X为　　　　　　。沉银液中，元素硒的化合价为价，结合图C写出还原过程中生成单质硒的化学方程式　　　　　　。 【答案】（1）① 第四周期第ⅥA族    ②      （2）① -2价    ② 空气或氧气（O2）     （3）B     （4）① 氯化银（AgCl）    ② （或 ）。      【解析】向Cu阳极泥中加入溶液，并通入空气，和金属碲化物被转化为难溶的金属硫化物，同时，Te和Sb被氧化形成可溶盐存在于浸出液中，向浸出液中加入可将Te元素还原为单质。向硫化浸出过程得到的浸出渣中加入硫酸和硝酸，被氧化为，和PbS被氧化生成和，两种硫酸盐部分形成沉淀，部分被酸液浸出，向浸出液中加入NaCl，残留的被转化为AgCl沉淀，向沉银后的溶液中加入，被还原为Se单质，据此作答。 (1)Se是第34号元素，位于第四周期ⅥA族，Cu是第29号元素，价电子排布式为； (2)中Cu元素为+1价，Te元素为-2价；由题干信息可知，Cu元素和S元素化合价不变，Te元素从-2价升至+3价，故氧化剂为空气中的氧气； (3)从图A可以看出，当添加量为40 g/L时，基本可以将Te完全沉淀，从图B可以看出，当硫酸浓度为3.5 mol/L时，对Ag、Cu和Se的浸出率已达到最大值，继续提高硫酸浓度对浸出率的提升不再明显，因此，最合理的添加量为40 g/L，硫酸浓度为3.5 mol/L，故答案选B； (4)由分析可知，沉淀X是AgCl；当溶液时，，从图像可以看出，此时溶液中的Se元素主要以的形式存在，反应过程中，Se元素从+4价降至0价，S元素从+4价升至+6价，结合质量守恒可写出该反应方程式： （或 ）。 2.(2026·湖北武汉5月模拟)艾叶是传统中药材，其有效成分艾叶黄酮具有抗炎、抗氧化等药理活性。某项目小组提取并纯化艾叶黄酮的实验流程如图所示。 已知：艾叶黄酮难溶于冷水，易溶于热甲醇等有机溶剂，受热易分解。 回答下列问题： （1）该实验无需用到的装置是　　　　　　　　　　　(填标号)。 （2）分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为　　　　　　　　　　　。 （3）向干燥、粉碎后的艾叶中加入80%热甲醇溶液的作用是　　　　　　　　　　　。 （4）将液体2转移至减压蒸馏装置中进行蒸馏，不采用常压蒸馏的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）操作Ⅲ为　　　　　　　　　　　(填操作名称)。将粗品溶解在热甲醇中，然后　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　、过滤、洗涤、干燥，即可得到较纯的艾叶黄酮晶体。 （6）证明艾叶黄酮结构中含有酚羟基的实验操作为　　　　　　　　　　　。 （7）已知艾叶中艾叶黄酮的理论含量为14.6%。实验中称取艾叶粉末5.0 g，最终得到艾叶黄酮0.5 g，实验收率为　　　　　　　　　　　。若收率偏低，原因可能是　　　　　　　　　　　(答一条即可)。 【答案】（1）C     （2）向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水，将漏斗倒转过来，检查玻璃塞处是否漏水     （3）浸取艾叶黄酮     （4）降低蒸馏温度，避免艾叶黄酮因温度过高而分解     （5）① 重结晶    ② 趁热过滤    ③ 冷却结晶     （6）取样，加入适量乙醇溶解，再加入几滴溶液，若溶液变为紫色，则证明艾叶黄酮中含有酚羟基     （7）① 68.5%    ② 提取时间不足或蒸馏时温度控制不当导致艾叶黄酮分解或过滤时部分产品残留等      【解析】艾叶经干燥粉碎后，用80%甲醇溶液进行操作Ⅰ浸取，艾叶黄酮易溶于热甲醇，大部分进入浸出液，残渣被除去；浸出液经减压浓缩得到液体1，可除去大部分甲醇，同时避免艾叶黄酮受热分解；液体1用乙酸乙酯萃取，艾叶黄酮进入有机相得到液体2，水相杂质被分离；液体2经操作Ⅱ分液，回收乙酸乙酯并得到粗品；粗品通过操作Ⅲ重结晶提纯，得到艾叶黄酮精品。已知艾叶黄酮难溶于冷水、易溶于热甲醇等有机溶剂，且受热易分解，因此实验中采用热甲醇浸取提高溶出率，通过减压浓缩、减压蒸馏等低温操作避免其分解，后续再通过萃取、重结晶等步骤进一步纯化，以此解答。 (1)A装置：蒸馏装置（减压蒸馏、乙酸乙酯回收会用到）； B装置：过滤装置（操作Ⅰ分离残渣、操作Ⅱ分离粗品、操作Ⅲ（重结晶）会用到）； C 装置：坩埚灼烧（本实验无灼烧操作，无需用到）； 故选C。 (2)分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为：向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水，将漏斗倒转过来，检查玻璃塞处是否漏水； (3)向干燥、粉碎后的艾叶中加入80%热甲醇溶液的作用是艾叶黄酮易溶于热甲醇，热甲醇能增大其溶解度，提高浸出效率；同时甲醇可破坏艾叶细胞结构，促进黄酮类物质溶出。故答案为浸取艾叶黄酮； (4)将液体2转移至减压蒸馏装置中进行蒸馏，不采用常压蒸馏的原因是：降低蒸馏温度，避免艾叶黄酮因温度过高而分解； (5)操作Ⅲ为重结晶；粗品溶解在热甲醇中，然后、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，即可得到较纯的艾叶黄酮晶体； (6)证明艾叶黄酮结构中含有酚羟基的实验操作为：取样，加入适量乙醇溶解，再加入几滴溶液，若溶液变为紫色，则证明艾叶黄酮中含有酚羟基； (7)已知：艾叶粉末质量，理论含量为14.6%；理论上能得到的艾叶黄酮的质量：，实际得到的艾叶黄酮是0.5g，收率=；收率偏低，原因可能是：提取时间不足或蒸馏时温度控制不当导致艾叶黄酮分解或过滤时部分产品残留等； 3.(2026·湖北黄冈中学等十一校·二模)铜阳极泥初步处理后得到的碲渣(所含元素为Te、Cu、Pb、Se、Sb、Au等)，从碲渣中回收铜、硒(Se)、碲(Te)的工艺流程如下： 已知，“浸出液中含有Te(Ⅳ)、Se(Ⅳ)、Cu(Ⅱ)、；草酸受热易分解。 回答下列问题： （1）在元素周期表中的位置为　　　　　　　　　　　。 （2）“球磨的目的是　　　　　　　　　　　。 （3）“沉铜时，草酸加入量为理论用量的1.4倍，反应时间为1小时，探究不同反应温度对沉铜”效果的影响，结果如下表： 反应温度/℃ 沉铜后液/(g/L) Cu Se Te Pb Sb 30 0.05 9.58 49.92 1.10 0.156 50 0.03 9.56 49.95 1.09 0.157 70 0.008 9.57 49.89 1.07 0.155 90 0.02 9.56 49.90 1.09 0.157 “沉铜”最适宜的温度为　　　　　　　　　　　，此温度下沉铜效果最佳的原因是　　　　　　　　　　　。 （4）“滤渣”的成分为　　　　　　　　　　　。 （5）由“一次还原”和“二次还原”可以推测出氧化性：　　　　　　　　　　　(填“大于”或“小于”)。“二次还原”过程中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）第五周期第VIA族     （2）增大碲渣的表面积，加快浸出速率或提高浸出率     （3）① 70℃    ② 低于70℃，反应速率相对较慢：高于70℃，草酸受热分解     （4）、、     （5）① 大于    ②       【解析】碲渣所含元素为Te、Cu、Pb、Se、Sb、Au等，球磨增大表面积后加入盐酸和，浸出液中含有Te(Ⅳ)、Se(Ⅳ)、Cu(Ⅱ)、；浸出渣主要有Au。浸出液加入草酸，将大部分变为沉淀，过滤后向沉铜后液中加入将、和剩余的依次变成、和，成为滤渣。滤液加入适量将溶液中的Se(Ⅳ)还原为Se，从溶液中分离出来。溶液中再加入将Te(Ⅳ)变为Te。 (1)Te的原子序数为52，位于第五周期第ⅥA族。 (2)球磨将碲渣粉碎为细小颗粒，增大固液接触面积，加快浸出速率，提升浸出效率。 (3)由表格数据可知，时沉铜后液中Cu浓度最低，沉铜效果最好；结合已知“草酸受热易分解”，温度太低速率慢，温度太高草酸分解，因此为最佳温度。 (4)根据分析可得滤渣为、和。 (5)加入后先还原出硒、后还原出碲，说明更易得到电子，氧化性大于；被还原为Te单质，被氧化为，配平得到反应方程式为。 4.(2026·湖北鄂州·质量监测)(多选)电石渣是电石()水解制乙炔过程产生的工业固体废物，其主要成分及含量(质量百分数)如表： 成分 MgO 其它 含量/％ 19.5 74 0.5 1.0 0.6 4.0 0.4 为节约和充分利用资源，可通过如下工艺流程回收制备高纯。已知该工艺条件下，、均不能与氯化铵反应。 回答下列问题： （1）“浸出”过程中通常需要加热和搅拌，其目的是　　　　　　　。 （2）写出在加热浸出过程中发生反应的离子方程式　　　　　　　。 （3）“浸出”时选用而不用盐酸或者水的原因是　　　　　　　。 （4）一定条件下，“浸出”过程中加入过量氯化铵溶液，反应4 min后，测得氯化铵过量程度(%)与钙离子转化率(%)的关系如图所示，从图中选出该实验条件下氯化铵过量程度最佳点　　　　　　　(填字母序号)。 （5）“碳化过程”中应先通入的气体是　　　　　　　(填化学式)。 （6）对“滤渣2”后续进行的系列操作的名称是　　　　　　　，该操作的目的是　　　　　　　。 （7）假设电石渣含钙量100%，在一次生产中投入电石渣20 kg，获得产品16.4 kg，钙元素的回收率为　　　　　　　。 【答案】（1）加快浸出速率，提高浸出效率(或使反应更充分)     （2）     （3）盐酸能溶解其他杂质，无法有效分离；Ca(OH) 2微溶于水，直接用水浸出率极低     （4）b     （5）NH3     （6）① 洗涤、干燥    ② 除去碳酸钙表面可溶性杂质和水     （7）82%或0.82      【解析】(1)“浸出”过程中需要适当加热和搅拌，可以加快浸出反应速率，使反应更充分；由于温度过高会导致分解，故“浸出”过程中控制温度不能太高； (2)与反应生成、和。由于是加热条件，会以气体形式逸出。离子方程式为：； (3)使用水，微溶，MgO几乎不溶，浸出率低，无法有效分离和；而盐酸虽然能溶解微和MgO，但后续碳化时需中和酸，增加成本，此外，盐酸易挥发，可能造成环境污染；氯化铵中水解呈酸性，可与、MgO反应，提高浸出率。反应生成的可循环利用，不引入新杂质，且后续碳化时可直接使用，符合绿色化学要求； (4)根据题目给出的图，横坐标为氯化铵过量程度(%)，纵坐标为钙离子转化率(%)。需要选择一个点，使得钙离子转化率高，同时氯化铵过量程度尽可能低，观察图中各点可知：a点：氯化铵未过量，钙离子转化率约94%；b点：氯化铵过量10%，钙离子转化率最高(约96.5%)；c点：氯化铵过量20%，钙离子转化率下降至95%；d点：氯化铵过量30%，钙离子转化率最低(约92.5%)；e点：氯化铵过量40%，钙离子转化率回升至95.5%，但过量程度高，不经济。显然，b点是最佳选择，氯化铵过量10%时，钙离子转化率最高，且试剂用量适中； (5)碳化过程需要将转化为沉淀，反应为:，若先通，因在水中溶解度小，溶液酸性较强，不利于沉淀。而先通，可使溶液呈碱性，再通时，更易吸收，生成，从而促进沉淀； (6)“滤渣2”为沉淀，表面可能吸附有、等杂质。为获得高纯，需进行洗涤(去除表面杂质)和干燥(去除水分)； (7)在一次生产中投入电石渣20 kg，20 kg电石渣中含有的质量为 ，根据钙元素守恒，理论上可生成的质量为 ，而获得产品16.4 kg，因此钙元素的回收率为。 5.(2026·湖北·4月调研)铟（49In）在电子、航空航天等领域具有重要应用。一种从锡冶炼烟尘（主要含有In2O3、In2S3、SnO2、Zn2SnO4、PbO以及Fe的氧化物）中提取铟的工艺路线如下： 已知： ①锡冶炼烟尘中含氯较高，当烟尘中氯含量过高时易腐蚀设备；“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为；不溶于水，溶于强酸后的产物不稳定，易脱水生成SnO2。 ②，，。 ③“萃取”原理可表示为：（有机相）（有机相）。 ④；。 回答下列问题： （1）基态铟原子的价层电子排布式为　　　　　　　　。 （2）预处理中“水浸洗涤”的目的是　　　　　　　　，“萃取分液”时需要的玻璃仪器有　　　　　　　　。 （3）写出“氧化酸浸”过程中，除锡反应的离子方程式　　　　　　　　。 （4）滤渣2的主要成分是　　　　　　　　。 （5）常温下，第一次“调pH”时，溶液中浓度为，应控制溶液的pH范围为　　　　　　　　（保留一位小数）。 （6）以下说法错误的有________（填标号）。 A. 中存在配位键 B. 两次调pH操作的目的一样 C. 溶液的pH会影响铟的萃取率 D. 试剂X用硫酸比用盐酸反萃取效果更好 【答案】（1）5s25p1     （2）① 脱氯或除去含氯可溶性杂质，避免腐蚀设备    ② 分液漏斗、烧杯     （3）Zn2SnO4+4H+ =2Zn2++SnO2+2H2O     （4）PbSO4、SnO2     （5）2.8≤pH＜3.6     （6）BD      【解析】以锡冶炼烟尘（主要含有In2O3、In2S3、SnO2、Zn2SnO4、PbO以及Fe的氧化物）为原料，先水浸洗涤除去可溶性氯盐防腐蚀；再加硫酸和高锰酸钾氧化酸浸，使铟、锌、铁离子溶出，锡、铅分别转化为、形成滤渣2除去，滤液2含、、；滤液2用碳酸钠调pH，控制范围让铁离子完全沉淀为形成滤渣3分离出去；剩余含铟、锌的滤液3经萃取剂萃取，铟进入有机相、锌留在水相1被分离；有机相再经试剂X反萃取得到含铟水溶液，调pH后用铝置换，最终制得海绵铟。 (1)In原子序数为49，位于第五周期第ⅢA族，基态原子价层电子为最外层电子，排布式为 (2)题干说明氯含量过高易腐蚀设备，水浸可溶去可溶性氯化物，降低氯含量；萃取分液的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯。 (3)由分析可知，溶于强酸后脱水生成，离子方程式为：Zn2SnO4+4H+ =2Zn2++SnO2+2H2O。 (4)原料本身含，酸浸也生成不溶于酸的， PbO与硫酸反应生成难溶的PbSO₄沉淀，实现铅与铟的分离，因此滤渣2主要成分为、。 (5)第一次调pH目的是使沉淀完全，不沉淀：沉淀完全时（）：，得，；（）开始沉淀时：，得，； 因此控制pH范围为。 (6)A：中提供空轨道，提供孤对电子，存在配位键，A正确； B：第一次调pH目的是除去等杂质，第二次调pH目的是沉淀，目的不同，B错误； C：萃取平衡（有机相）（有机相），pH改变会使平衡移动，影响萃取率，C正确； D：反萃取需要使萃取平衡逆向移动，盐酸提供，可与形成，降低浓度，促进平衡逆向移动，反萃取效果比硫酸更好，D错误； 故答案选BD。 6.(2026·湖北孝感·二模)Mo、Co及其化合物在催化、颜料等领域有重要用途。以为载体的钴钼废催化剂中含、及少量含、等元素的物质，经处理可制取、高纯钼，工艺流程如图所示： 已知：ⅰ、“焙烧”后各元素均转化为相应氧化物，“酸浸”后钼元素转化为。 ⅱ、常温下，相关物质的溶度积常数如下表： 物质 回答下列问题： （1）操作1的名称为　　　　　　；Co属于　　　　　　区元素。 （2）写出“酸浸”后钼元素转化为的离子方程式　　　　　　。 （3）“调”的目的是沉淀铁和铝，当溶液中离子浓度时，可认为沉淀完全，则“调pH”的最小值为　　　　　　(已知：，)。 （4）“沉钴”时生成的沉淀需过滤、洗涤、干燥得产品，其中洗涤沉淀的操作是　　　　　　。 （5）“萃取”的反应原理为：(叔胺)+。通过反萃取法使有机相中的元素回到水相，需加反萃取剂氨水，而不使用溶液的原因是　　　　　　。 （6）为了获得纯净的，下列“沉钴”操作合理的是　　　　　　(填标号)。 a．快速加入大量的浓氨水   b．精准控制反应温度   c．尽量延长反应时间 【答案】（1）① 过滤    ② d     （2）     （3）4.7     （4）向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2到3次     （5）会引入杂质     （6）b      【解析】以Al2O3为载体的钴钼废催化剂中含CoS、MoS2及少量 Fe、Ca等元素的物质，焙烧后，金属元素都转化为相应的金属氧化物，酸浸时生成CoSO4、Fe2(SO4)3、MoO2SO4、CaSO4等，过滤后，所得滤渣1为CaSO4；滤液中加氨水调节滤液的pH，Fe3+、Al3+转化为Fe(OH) 3 和 Al(OH)3沉淀；滤液中加入萃取剂，Co2+进入水溶液，含Mo离子进入有机相，处理后得到 (NH4)2MoO4；含钴水溶液加入NH4HCO3、氨水进行沉钴，得到CoCO3。 (1)根据流程图，酸浸后有CaSO4沉淀生成，需要通过过滤将其分离，因此，操作1为过滤。 Co是27号元素，其电子排布为[Ar]3d74s2，属于d区元素。 (2)焙烧后MoS2转化为MoO3，由题干可知酸浸后钼元素转化为，因此该反应的离子方程式为：。 (3)“调”的目的是沉淀铁和铝，同时避免Co2+沉淀，已知Ksp[]=， Ksp[]=，的溶度积常数大于，因此应首先考虑更难沉淀的Al3+；结合的溶度积常数可知当Al3+完全沉淀时， ，则，可求得。 (4)具体操作为：沿玻璃棒向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下，重复操作2到3次。 (5)萃取平衡中，加入氨水可以中和H+，促使平衡左移，返回水相，若用NaOH，会引入Na+杂质，影响后续(NH4)2MoO4纯度，而氨水易挥发，无残留杂质，因此原因为：会引入杂质。 (6)a错误：快速加入大量浓氨水，会导致局部碱性过强，生成Co(OH) 2杂质，且沉淀颗粒细小、易吸附杂质； b正确：精准控制反应温度，可避免温度过高导致NH4HCO3分解，同时控制沉淀生成速率，得到纯净的CoCO3； c错误：延长反应时间可能导致沉淀吸附更多杂质，或沉淀发生转化，影响纯度； 因此答案选b。 7.(2026·湖北襄阳·调研)废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的主要成分为，通过高温氢化和湿法冶金的方法回收其中的镍、钴、锰、锂，其工艺流程如图所示。 已知：i．“高温氢化”时不参与反应，固体产物为、、和。 ii．(或)的萃取原理： 回答下列问题： （1）基态核外电子的空间运动状态有　　　　　　　　　　　种。 （2）废旧锂电池经预处理获得正极材料时通常需要先进行放电处理的目的是　　　　　　　　　　　。 （3）酸洗的目的是降低水洗时与空气接触生成的　　　　　　　　　　　(填化学式)在固体中的残留。 （4）若“洗液”中，加入固体充分反应后，为，可使元素总量的　　　　　　　　　　　转化为沉淀[]。 （5）“沉锰”过程中pH对金属沉淀率的影响如图所示。 “沉锰”时生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。该工艺条件下，开始沉淀的为2.0，开始沉淀的为3.0.“沉锰”时，最佳pH为　　　　　　　　　　　。 （6）试剂X为　　　　　　　　　　　(填试剂名称)。 【答案】（1）14     （2）防止拆解过程中因短路发生安全事故     （3）Li2CO3     （4）89.0或89     （5）①     ② 1.0或1     （6）盐酸      【解析】废旧电池正极材料的主要成分为，在氛围下被还原，生成、、和。水洗后进入溶液中，其余不溶于水，再加入，将与空气接触后生成的溶解；再和水洗液混合，加入将溶液中的转化为沉淀。酸洗后固体剩余Co、Ni、等，加入将金属元素转化为可溶性的硫酸盐，过滤除去不溶性杂质，溶液中含有、、，加入发生归中反应生成沉淀，溶液中继续加入有机萃取剂将、萃取进入有机相中，再加入盐酸反萃取使钴镍进入水相中，再在一定条件下使两者分离分别得到、。 (1)Ni的原子序数为28，基态原子核外电子排布式为，失去最外层的2个电子得到；每个轨道的电子空间运动状态都不相同，的核外电子排布式为，电子共占据14个轨道，即核外电子的空间运动状态有14种。 (2)废旧锂电池在拆解、处理时，若处于带电状态，可能会发生短路、自燃、爆炸等危险，放电处理后可避免危险。 (3)是强碱，在空气中暴露会与酸性气体结合转化为，加入可与发生复分解反应，生成可溶性盐，使其从固体中分离出来。 (4)根据，代入数据得充分反应后溶液中，，则转化为沉淀的Li百分比为。 (5)酸浸后Mn以形式存在，氧化生成，配平得到离子方程式为；沉锰需要保证Mn沉淀完全，同时尽量避免、沉淀，由图像和题干信息，时Mn沉淀率接近100%，、沉淀率极低，故最佳pH为。 (6)根据萃取平衡，反萃取需要增大浓度使平衡逆向移动，且最终产物为、，故试剂X为盐酸。 8.(2026·湖北宜昌·调研)以方铅矿（主要含、、）和软锰矿（主要含、及铁的氧化物）为原料联合制取和的一种流程示意图如下： 已知：①。 ②时，、 回答下列问题： （1）锰元素位于元素周期表的第　　　　　　　　周期　　　　　　　　族。 （2）“酸浸”过程使矿石中的金属元素浸出，铅和锰分别以和的形式浸出。 ①从平衡移动的角度解释“酸浸”时加入的作用　　　　　　　　。 ②“酸浸”加盐酸时，可能有两种方案。 方案1：将盐酸一次性加入，硫元素主要转化为单质； 方案2：将盐酸间隔一定时间分两次加入，硫元素主要转化为。 工业上往往采用方案2，原因是　　　　　　　　。 （3）“除铁”时，加入至溶液，过量的软锰矿将氧化生成沉淀的离子方程式为　　　　　　　　。 （4）由固体制备固体的环节中，加入硫酸后溶液中时， 　　　　　　　　。 （5）滤渣D的主要成分是　　　　　　　　（填化学式），整个流程中可循环利用的物质是　　　　　　　　（填化学式）。 【答案】（1）① 四；    ② ⅦB     （2）① 增大浓度，促进正向移动，生成，提高铅的浸出率；    ② 防止S覆盖在矿物表面，阻碍反应进行，提高锰的浸出率     （3）     （4）     （5）① ；    ② 、      【解析】原料为方铅矿和软锰矿，目标产物为和。酸浸阶段加入盐酸和，作氧化剂氧化硫化物，铅以形式浸出，锰以形式浸出，不溶形成沉淀。除铁阶段加调，过量将氧化为沉淀除去，得到滤液A含、、、。加冰水沉积，溶解平衡逆向移动，析出固体，滤液B含、、、。滤液B加，转化为沉淀即滤渣D，净化后滤液C加氨水、通空气氧化得到。加硫酸转化为更难溶的，同时生成。 (1)Mn的原子序数为25，核外电子排布为，电子层数为4，价电子数为7，位于元素周期表第四周期ⅦB族。 (2)① 已知平衡，加入增大浓度，平衡正向移动，将转化为可溶性的，提高铅的浸出率。 ② 方案1中生成S单质，会覆盖在矿物表面，阻止酸与矿物接触，降低浸出率。方案2中S转化为，不会产生覆盖层，有利于反应充分进行，提高的浸出率，因此工业采用方案2。 (3)时，将氧化为，Mn元素化合价从+4降为+2，Fe元素化合价从+2升为+3，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为。 (4)加入硫酸后，体系同时存在和的溶解平衡，，，两式相除得，代入，得。 (5)滤液B中含有，加入时，与结合生成沉淀，因此滤渣D为。整个流程中，酸浸环节加入、，与硫酸反应生成，后续流程中可回收，因此可循环利用的物质为、。 9.(2026·湖北随州·模拟)高铁酸钾（）是一种高效、多功能的新型非氯绿色消毒剂。以硫铁矿烧渣（主要成分为Fe、Al、Ca、Mg、Si等元素的氧化物）为原料制备高铁酸钾，可实现绿色化学的目标，流程如图。 已知： ①是一种暗紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液，0～25℃下在强碱性溶液中比较稳定，在酸性、中性溶液中易分解放出。 ②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全（）时的pH见下表。 沉淀物 开始沉淀的pH 11.7 7.6 1.3 3.4 9.2 沉淀完全的pH 13.5 9.6 2.7 4.7 11.1 回答下列问题： （1）基态的价层电子排布式为　　　　　　　　　。 （2）“酸溶”后所得滤渣1的成分为　　　　　　　　　（填化学式）。 （3）“氧化1”中溶液的用量远大于理论值，原因可能是　　　　　　　　　。 （4）“调pH”步骤中pH适宜的范围为　　　　　　　　　。 （5）“氧化2”中，向NaClO溶液中加入足量NaOH固体，直至无法溶解，得到NaClO的强碱性饱和溶液，再向其中缓慢少量分批加入，并不断搅拌1.5h左右，至溶液呈深紫红色，“氧化2”发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　。 （6）“转化分离”中，加入KOH固体至饱和并搅拌15 min后，得到紫黑色固体。加入KOH固体至饱和的作用是　　　　　　　　　。 （7）储存介质和在高铁酸钾溶液中的质量分数对高铁酸钾溶液稳定性的影响分别如图1、图2所示。分析图1和图2可知，高铁酸钾溶液的最佳储存方案为　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）、     （3）生成的作为催化剂，催化的分解     （4）2.7≤pH＜3.4     （5）     （6）增大浓度，促进晶体析出，同时调节溶液至碱性，防止产物分解     （7）用聚乙烯材质的塑料瓶避光储存，添加一定量的，并使在高铁酸钾溶液中的质量分数达到0.10%即可      【解析】硫铁矿烧渣（主要成分为Fe、Al、Ca、Mg、Si等元素的氧化物），加入硫酸酸溶，金属氧化物均溶于硫酸，二氧化硅不溶于硫酸过滤后存在于滤渣1，同时氧化钙和硫酸反应生成微溶的硫酸钙，所以滤渣1还含有硫酸钙。加入过氧化氢可将氧化成，加入氢氧化钠调节pH使沉淀为，而不沉淀；向固体中加入次氯酸钠和氢氧化钠反应生成，再加入氢氧化钾转化得到。 (1)Fe是第26位元素，核外电子排布为：，失去3个电子后基态的价层电子排布式为； (2)由分析可知，“酸溶”后所得滤渣1的成分为：、； (3)过氧化氢加入催化剂或受热时易分解，生成的作为催化剂，催化的分解，所以“氧化1”中溶液的用量远大于理论值； (4)由分析可知，“调pH”目的是使沉淀为，而不沉淀，结合题干信息，pH大于2.7时完全沉淀，PH大于3.4时开始沉淀，所以步骤中pH适宜的范围为2.7≤pH＜3.4； (5)“氧化2”中，向NaClO溶液中加入足量NaOH固体氧化得到溶液，离子方程式为； (6)结合题干信息，是一种暗紫色固体，易溶于水，微溶于浓KOH溶液，0～25℃下在强碱性溶液中比较稳定，在酸性、中性溶液中易分解放出。 所以加入KOH固体至饱和的作用是：增大浓度，促进晶体析出，同时调节溶液至碱性，防止产物分解； (7)分析图1可知，聚乙烯材质的塑料瓶避光储存效果最好；分析图2可知，在高铁酸钾溶液中的质量分数达到0.10%时分解率最低；所以高铁酸钾溶液的最佳储存方案为：用聚乙烯材质的塑料瓶避光储存，添加一定量的，并使在高铁酸钾溶液中的质量分数达到0.10%即可。 10.(2026·湖北黄冈·二模)钛白(主要成分)常用来作高级白色颜料、填充剂、消光剂等。制取钛白可利用钛铁矿(主要成分，还有等杂质)为原料，有硫酸法和氯化法两种生产工艺，流程如下图所示。 已知：①“酸溶”时需要加热，钛转化为形式。 ②“氯化”时金属元素和硅在该反应条件下均转化为气态氯化物，反应放热。 ③“氧化”是放热反应，反应物均为气体，通过化学气相沉积法得到。 回答下列问题： （1）钛元素在元素周期表中的位置为第四周期第　　　　　　　　　　　族。 （2）“还原”时，加入的试剂X为　　　　　　　　　　　。 （3）已知绿矾的溶解度曲线如图所示，“结晶”的操作为　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．60℃以下蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥 b．60℃以下蒸发至有大量晶体析出，趁热过滤，洗涤，干燥 （4）写出从溶液里析出TiO2·xH2O的离子方程式　　　　　　　　　　　；此过程中会产生大量废酸水，若你是工程师，请给出一个方案能够将其转化为有着较高经济效益的产品以降本增效。　　　　　　　　　　　。 （5）“氯化”中焦炭可转化为CO或，但通常条件下尾气中以CO为主，原因是　　　　　　　　　　　。(提示：从能量效应或者熵效应的角度分析) （6）“氧化”是氯化法的核心，难点在于控制晶形颗粒的形成、产品的粒度及粒度分布，同时要有效避免反应器内出现“结疤”现象。为了得到性能更好的小粒度晶态，下列措施不合理的有___________(填标号)。 A. 添加适当晶核 B. 合理使用载气 C. 尽量延长反应时间 D. 精准控制反应温度 【答案】（1）ⅣB     （2）铁屑（铁粉等）     （3）a     （4）①     ② 加入生石灰转化为石膏，联合开发石膏产品生产线或制绿矾等硫酸盐产品或可以再生硫酸     （5）生成CO时熵增更大（或在高温下生成CO的自由能变化比生成CO2更低）     （6）C      【解析】该工艺流程展示了两种生产二氧化钛的常用方法：硫酸法与氯化法。硫酸法通过浓硫酸酸溶钛铁矿，经还原、结晶分离出副产品绿矾，再经水解、煅烧得到粗二氧化钛，最后通过表面处理获得精品；氯化法则以焦炭和氯气将原料氯化、纯化后，再经氧气氧化生成二氧化钛。两种方法分别通过不同的化学反应路径实现从钛铁矿到精品二氧化钛的转化。 (1)钛是22号元素，价电子排布为3d24s2，在元素周期表中位于第四周期第ⅣB族。 (2)酸溶后溶液中含杂质Fe3+，需要将其还原为Fe2+来制备绿矾，加入铁粉（或铁屑等）还原Fe3+不会引入新杂质，符合要求。 (3)由溶解度曲线可知：绿矾溶解度在60℃以下随温度升高而增大，60℃以上随温度升高而减小，因此需要在60℃以下蒸发浓缩，冷却结晶析出绿矾，故选a。 (4)TiO2+加热水解生成TiO2⋅xH2O沉淀，结合电荷守恒、原子守恒即可写出离子方程式；废酸的主要成分为硫酸，可浓缩后返回酸溶步骤循环利用降本，或者加入生石灰转化为石膏，联合开发石膏产品生产线；即浓缩废酸循环利用或者制备其他硫酸盐产品。 (5)从熵效应角度分析：等量的碳生成CO时，产生气体的物质的量更多，熵增更显著；氯化为高温反应，生成CO时熵增更大，反应自发趋势更大，因此尾气以CO为主。 (6)要得到小粒度晶态TiO2：添加晶核可增加结晶位点，得到小颗粒；合理使用载气可及时带出产物，避免晶粒继续长大；精准控制温度可调控晶粒生长，均合理；延长反应时间会使小晶粒继续长大，得到大颗粒产品，因此C不合理。 11.(2026·湖北荆州·调研)一种回收利用废旧锂离子电池材料(含LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2以及铝片、石墨粉等)的流程如下： 回答下列问题： （1）初步处理时要将电池完全放电，从安全角度是为了　　　　　　　　　　　。 （2）写出步骤②中LiNiO2参与反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 研究发现该步骤用硫酸或盐酸浸出电池材料，浸出率与酸浓度的关系如图所示。 c(H+)浓度相同时，电池材料在盐酸中浸出率大于硫酸的原因是　　　　　　　　　　　。但该步骤未用盐酸代替硫酸，从绿色化学角度分析其原因是　　　　　　　　　　　。 （3）在酸性条件下具有极强的氧化性，由此推测步骤③中用氨水调pH为5~6的原因可能是　　　　　　　　　　　。 （4）若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L，可视为沉淀完全，则步骤⑤应加入NaOH溶液至pH＞　　　　　　　　　　　。(Ksp[Ni(OH)2]=10-14.7     Ksp[Co(OH)2]=10-15.6) （5）如图为Li2CO3溶解度随温度的变化曲线： 则步骤⑥获得Li2CO3的操作为：蒸发结晶、　　　　　　　　　　　、洗涤、干燥。 【答案】（1）防止电池短路发生爆炸     （2）①      ② 有还原性，可还原材料中的高价金属离子，促进浸出反应正向进行，提高浸出率    ③ 会被氧化生成有毒的，污染环境     （3）若pH过小，则下一步氧化性过强，会将全部氧化到更高价态不易分离，若pH过大，会提前沉淀造成损失     （4）9.15     （5）趁热过滤      【解析】废旧电池先完全放电后，加入碱浸：原料中的铝为两性金属，可与反应生成可溶的四羟基合铝酸钠，进入含铝废液被除去；而、石墨均不与碱反应，共同留在滤饼中，完成铝与其他组分的分离；向滤饼加入硫酸和酸浸，、、被还原，在酸性条件下转化为可溶的，石墨不溶于酸，留在固体中；加入氨水调节，过滤后，不溶的石墨被分离除去；而均不会沉淀，全部保留在滤液A中；向滤液A加入氧化剂，将氧化为沉淀，完成锰元素的分离，滤液B中保留；向滤液B加入，使完全沉淀为和，过滤分离得到这两种氢氧化物，此时滤液C中只含有锂离子；向滤液C加入，利用的溶解度特性，在加热条件下析出，结晶分离后得到最终回收产品。 (1)未放电的废旧电池处理时易发生短路，释放热量引发爆炸，完全放电可消除安全隐患； (2)中Ni为+3价，酸性条件下被还原为，被氧化为，根据原子守恒、电子守恒配平得 ； 有还原性，可还原材料中的高价金属离子，促进浸出反应正向进行，提高浸出率； 会被氧化生成有毒的，污染环境； (3)步骤③ 中用氨水调节pH，若pH过小，则下一步氧化性过强，会将全部氧化到更高价态不易分离，若pH过大，会提前沉淀造成损失； (4)的更大，更难沉淀完全，以沉淀完全计算： ，沉淀完全的边界条件为，代入得： ，，此时，；而完全沉淀需要，即； (5)由溶解度曲线可知，的溶解度随温度升高而降低，蒸发结晶后趁热过滤，可以减少的溶解损失，得到产品。 12.(2026·湖北十堰·调研)盐湖卤水富含和等，以盐湖卤水为原料制备新型无机材料和锂电池的电极材料的流程如下： 注明：“干燥”得到和固体，“富集”得到，“蒸发分解”得到的固体为。回答下列问题： （1）基态原子价层电子排布图为　　　　　　　　　　　。 （2）“脱硼”生成的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）固体A的化学式为　　　　　　　　　　　。 （4）“富集”中，的作用是　　　　　　　　　　　。 （5）“焙烧”时还生成、、和。写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　。 （6）晶胞如图1所示。 ①图1类似石墨结构，同一层六元环中键、B原子数之比为　　　　　　　　　　　。 ②立方晶胞如图2所示。晶胞参数为，为阿伏加德罗常数的值。该晶体的密度为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）        （2）     （3）     （4）增大的浓度，有利于析出     （5）     （6）①     ②       【解析】盐湖水转化为浓缩卤水，通入二氧化碳脱硼，生成H3BO3沉淀，过滤分离出H3BO3加热生成B2O3，B2O3转化为BN；滤液经干燥得到和固体，混合固体经高温煅烧得到Li2O、，水浸时氧化镁不溶于水，过滤得到固体A为氧化镁，滤液浓缩，加入过量NaOH溶液富集，加入CO2碳化，将锂转化为碳酸氢锂，蒸发分解得到高纯度碳酸锂，碳酸锂加入草酸亚铁、磷酸二氢铵焙烧反应生成； (1)B为5号元素，基态原子价层电子排布图为 ； (2)盐湖卤水富含和 ，“脱硼”通入足量，和二氧化碳反应生成和，离子方程式为； (3)由分析，难溶于水； (4)“富集”加入氢氧化钠溶液，增大溶液中氢氧根离子浓度，促使 平衡正向移动生成氢氧化锂。 (5)碳酸锂加入乙酸亚铁、磷酸二氢铵焙烧反应生成，还生成、、和，结合质量守恒反应为： ； (6)① 同层由六边形组成，边被2个六边形分摊，顶点被3个六边形分摊，所以，1个六边形净占3个键、1个B原子、1个原子，同一层六元环中键、B原子数之比为。 ② 图2晶胞中，据“均摊法”，晶胞中含个N、4个B，1个晶胞含4个，晶体密度为。 13.(2026·湖北宜昌·调研)电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知：萃取时反应：M2+(水相)+2RH(有机相)MR2(有机相)+2H⁺(水相)，(M2+表示Ni2+或Co2+)。 （1）Co在元素周期表中的位置为第　　　　　　　　　　　周期　　　　　　　　　　　族。 （2）“沉锰”时，Mn2+发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）“沉铝”时调节pH，欲使铝元素完全转化为Al(OH)3沉淀，应控制pH的范围是　　　　　　　　。 ___________。 已知：Ksp[Al(OH)3]=10-33.2。溶液中Al3+、[Al(OH)4]-浓度小于10-5 mol/L认为Al3+沉淀完全。Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-    K=100.65。 （4）工业上常用P204和Cyanex 272作“萃取”中的萃取剂(结构如下图所示)，金属离子与萃取剂通过配位键结合，萃取剂酸性越强萃取能力越强，则萃取能力强的萃取剂是　　　　　　　　　　　，从结构角度解释其原因是　　　　　　　　　　　。 （5）Li2CO3溶解度随温度的变化曲线如下图所示，为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为蒸发结晶、　　　　　　　　　　　、洗涤。 （6）该工艺中能循环利用的物质有H2SO4、NaOH、　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 四    ② Ⅷ     （2）     （3）     （4）① P204    ② P204中与P相连的烷氧基(−OR)吸电子能力强于烷基，使羟基O−H键极性更强，更易电离出H+，酸性更强     （5）趁热过滤     （6）RH      【解析】正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物，正极材料中加入NaOH溶液进行碱浸，Al和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4] 和H2，Li、Ni、Co、Mn的氧化物和NaOH溶液不反应，过滤后滤液中加入稀硫酸沉铝可得到Al(OH)3沉淀，滤液进行电解得到NaOH和稀硫酸，Li、Ni、Co、Mn等的氧化物中加入稀硫酸、Na2SO3进行酸浸，分别得到Li2SO4、NiSO4、CoSO4、MnSO4，溶液中加入Na2S2O8进行沉锰得到MnO2，Na2S2O8得电子生成Na2SO4，滤液中加入RH进行萃取，水相中得到Li2SO4，水相中加入Na2CO3沉锂得到 Li2CO3，同时生成Na2SO4，有机相中加入稀硫酸进行反萃取得到RH和NiSO4、CoSO4，据此分析； (1)Co原子序数为27，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族； (2)沉锰时被氧化为，被还原为， 离子方程式：； (3)计算pH范围：使完全沉淀：，代入得：，，即pH需大于4.6；防止溶解：由，要求Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-不能发生，则，，即pH需小于8.35， 故pH范围为； (4)题目说明萃取剂酸性越强萃取能力越强：P204中P原子连接两个烷氧基，氧的电负性大于碳，烷氧基吸电子能力比Cyanex 272的烷基更强，使羟基键极性更大，更易电离出，酸性更强，因此P204萃取能力更强； (5)由碳酸锂的溶解度曲线可知，温度越高，碳酸锂的溶解度越小，越有利于析出，为提高碳酸锂的析出量和纯度，“沉锂”操作后应进行的操作为蒸发结晶、趁热过滤、洗涤； (6)萃取过程消耗萃取剂RH，镍钴分离（反萃取）加入硫酸，使萃取平衡逆移，重新生成RH，因此RH可循环利用。 14.(2026·湖北武汉5月模拟)利用电解铝废渣(含AlF3、NaF、LiF、CaO和C)制备碳酸锂的工艺流程如下： 已知：；当离子浓度时沉淀完全。 回答下列问题： （1）在实验室中模拟“酸解”过程，应在　　　　　　　　　　　中进行(填标号)。 A．瓷坩埚             B．铁坩埚             C．铂金坩埚 （2）“浸取”时，滤渣的成分除含C外，还含有　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“碱解”时，调节溶液pH至恰好沉淀完全，此时　　　　　　　　　　　。 （4）“碱解”和“沉锂”时，的加料方式均选择饱和溶液而不是固体的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）“合成”的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （6）碳酸锂是制备锂离子电池电极的原料之一。 ①碳酸锂与四氧化三钴在空气中加热可以制备正极材料钴酸锂()，写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　。 ②某锂离子电池充放电过程中，负极材料晶胞结构变化如图所示。写出充电时阴极的电极反应式　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）C     （2）CaSO4     （3）4.7     （4）Na2CO3固体会被生成的碳酸锂和氢氧化铝沉淀包裹，利用率低     （5）     （6）①     ②       【解析】以电解铝废渣为原料，通过酸解、浸取、碱解、沉锂等步骤，分别回收锂和制备冰晶石。电解铝废渣经浓硫酸酸解，生成气体（含氟化物）进入后续合成；加水浸取后分离滤渣，滤液经碳酸钠溶液调 pH 碱解，沉淀出Al(OH)3；再加入碳酸钠溶液沉锂，得到Li2CO3和滤液；酸解产生的气体、碱解得到的Al(OH)3及沉锂后的滤液，共同进入合成步骤，反应生成冰晶石Na3AlF6； (1)废渣中的氟化物与浓硫酸反应生成的HF会腐蚀瓷坩埚，铁可以和酸反应，铂金坩埚不与浓 硫酸发生反应，即使在加热条件下 也能耐受浓硫酸的腐蚀；故选C； (2)废渣中的AlF3、NaF、LiF能与酸反应进入溶液，CaO与酸反应生成可溶的钙盐，而C不与酸反应，同时CaO与酸反应生成的硫酸钙微溶，所以滤渣的成分除含C外，还含有CaSO4； (3)已知，当Al3+恰好沉淀完全时，，根据，可得。根据，可得，则； (4)使用固体会因生成的沉淀包覆在表面而阻碍反应进行，导致利用率低，饱和Na2CO3溶液中碳酸根离子浓度大，反应速率快，同时能使溶液中锂离子浓度迅速降低，有利于碳酸锂沉淀的生成。 (5)反应物为Al(OH)3、Na+和HF，生成物为Na3AlF6和H2O，离子方程式为； (6)①碳酸锂与四氧化三钴在空气中加热，Co元素的化合价升高，O2中O元素的化合价降低，化学方程式为； ②充电，结合题中信息可知，放电后生成Li0.5C6，充电后生成LiC6，，时阴极发生还原反应，Li+得到电子生成Li，电极反应式为。 15.(2026·湖北鄂东南省级示范高中改革联盟·模拟)一种从废汽车三元催化器[一般是陶瓷上涂覆着钯(Pd)、铑(Rh)、铂(Pt)三种铂族贵金属]中提取Pd、Rh、Pt的一种工艺流程如下： 已知：①陶瓷的密度远远小于贵金属。 ②王水浸出后，浸出液中金属元素的存在形式为和。 ③；；。 回答以下问题： （1）基态Pt的电子排布式为，则Pt位于元素周期表的　　　　　　　　　　　区。 （2）加入HR的目的是　　　　　　　　　　　，HX可选用　　　　　　　　　　　(填试剂名称)。 （3）“焙烧”时，“滤渣1”放在　　　　　　　　　　　(填仪器名称)中。已知“水相→滤渣1”发生的是复分解反应，焙烧时生成了三种气体，其中一种显酸性，一种显碱性，写出焙烧反应的化学方程式　　　　　　　　　　　。 （4）熔渣的主要成分为可溶的，用氨水调pH，当铑沉淀完全()时，溶液中与的比值关系为　　　　　　　　　　　(填范围)。 （5）预处理过程包括清洗、粉碎和风选。相关说法错误的是　　　　　　　　　　　(填标号)。 a．清洗是为了去除油污和积碳             b．清洗可选用NaOH溶液煮沸 c．粉碎是为了让贵金属脱离陶瓷          d．风选利用了陶瓷与贵金属的密度差异 【答案】（1）d     （2）① 做萃取剂，分离Pt和Pd    ② 盐酸     （3）① 坩埚(或“焙烧炉”)    ②      （4）     （5）b      【解析】全流程起始原料为废三元催化剂，载体为陶瓷，目标产物为、、。预处理后得到贵金属富集料，王水浸出时、转化为、进入浸出液，进入残渣。浸出液加入萃取，进入有机相，留在水相，实现二者分离。有机相加反萃取得到的溶液，经还原、电解精炼得到纯。水相加生成沉淀，焙烧分解得到海绵铂。残渣经硫酸氢钾高温熔融，转化为可溶性，氨水调时转化为沉淀，后续提纯得到纯。 (1)基态的价电子排布为，价电子填充在轨道，属于元素周期表的区。 (2)王水浸出后浸出液含和，加入可萃取进入有机相，留在水相，因此的作用是作萃取剂，分离和。反萃取时需要将从有机相转移至水相，且不引入杂质离子，因此可选用盐酸。 (3)焙烧固体应在坩埚中进行。水相加生成沉淀，焙烧时发生分解反应生成三种气体，酸性气体为，碱性气体为，另一种气体为，配平后反应方程式为。 (4)当沉淀完全时，，结合，可得，即。的电离常数，变形可得。 (5)a．清洗可去除表面的油污和积碳，避免影响后续浸出操作，a正确； b．陶瓷的主要成分为硅酸盐，可与溶液在煮沸条件下反应，会损坏载体，不利于贵金属的提取，因此不能选用溶液煮沸清洗，b错误； c．粉碎可使贵金属与陶瓷载体分离，增大后续浸出时的接触面积，提高浸出效率，c正确； d．已知陶瓷密度远小于贵金属，风选可利用密度差异分离陶瓷与贵金属富集料，d正确； 故选b。 16.(2026·湖北武汉·4月模拟)废旧锂离子电池（LIBs）正极材料以LiCoO2为主，含Mn、Fe、Cu的氧化物杂质。某团队设计如下流程实现金属的高效回收。 已知：①一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表： 氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Co(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀pH 1.5 6.3 4.2 7.4 8.1 完全沉淀pH 2.8 8.3 6.7 9.4 10.1 ②萃取时金属离子的分配比，萃取率，分离系数 回答下列问题： （1）Mn位于元素周期表中第　　　　　　　　周期第　　　　　　　　族。 （2）“酸浸”过程中，H2O2主要作　　　　　　　　（填“氧化剂”或“还原剂”）。 （3）“氧化沉淀、调pH”过程中需控制溶液pH的范围为　　　　　　　　，生成MnO2的离子方程式为　　　　　　　　。 （4）从结构角度分析萃取剂Ⅰ（结构如图）能萃取Cu2+的原因　　　　　　　　。 （5）“萃取分液Ⅱ”过程中，当萃取剂与溶液体积相等时，金属萃取率随pH的变化如图所示。pH=5时，Li⁺的分配比D=　　　　　　　　，Co2+的分离系数β=　　　　　　　　。“反萃取”所用试剂X是　　　　　　　　。 【答案】（1）① 四    ② VIIB     （2）还原剂     （3）① 2.8≤pH<4.2    ②      （4）萃取剂Ⅰ中的氧原子和氮原子均能与Cu2+的空轨道形成配位键     （5）①     ② 66    ③ 稀硫酸      【解析】首先将废旧锂离子电池的正极材料进行物理粉碎，目的是增大固体表面积，以便后续的化学反应更充分、更快速地进行。作为酸浸剂，溶解金属Mn、Fe、Cu氧化物。作为还原剂。正极材料中的钴通常以高价态存在，难溶于酸。加入双氧水可以将三价钴还原为易溶的，提高浸出率。是一个强氧化剂，它的主要作用是将溶液中可能存在的氧化为，使其在较低pH下以形式沉淀析出。同时Mn以形式除去。加入萃取剂I将溶液中的提取到有机相中。 水相主要含有和 ，进入“萃取分液Ⅱ”。 有机相：含有被萃取的铜。反萃取I试剂X 通常是高浓度的酸（如硫酸），用于破坏铜与萃取剂I的络合物，将重新释放回水相，得到溶液，实现铜的回收。 有机相I再生后的萃取剂I，可循环使用。加入萃取剂Ⅱ萃取分液I留下的水相（含和），萃取剂Ⅱ选择性地萃取。 水相：主要含有，后续经过处理可得到。 有机相：含有被萃取的钴，加入酸性溶液进行反萃取得到溶液，实现钴的回收，有机相Ⅱ再生后的萃取剂Ⅱ，可循环使用。 (1)Mn的原子序数为25，核外有4个电子层，最外层电子数为2，根据元素周期表的结构，位于第四周期第ⅦB族。 (2)在“酸浸”过程中，中Co为+3价，反应后变为中+2价，化合价降低，根据氧化剂的定义（在氧化还原反应中，得到电子，化合价降低的物质），所以主要作还原剂。 (3)pH范围：该步骤需要将完全沉淀（转化为）、氧化为沉淀，同时保证、不沉淀。根据表格数据，完全沉淀的pH为2.8，开始沉淀的pH为4.2，因此需控制pH范围为。被氧化生成，根据氧化还原反应的规律，离子方程式为 (4)萃取剂Ⅰ中的氧原子和氮原子均有孤电子对，有空轨道，根据配位键形成条件（一方提供孤电子对，另一方提供空轨道），氧原子和氮原子的孤电子对与形成配位键，所以萃取剂能萃取。 (5)当萃取剂与溶液体积相等时，。由图可知，时，的萃取率为，根据萃取率公式，即，解得；的萃取率为，同理，解得，则分离系数。“反萃取”是将从有机相转移至水相的过程，主要原理是加入酸（如稀硫酸）提供来降低pH，使萃取平衡逆向移动，从而将释放到水相中。选用稀硫酸同时也能提供以生成目标产物。 17.(2026·湖北武汉·调研)从钕铁硼废渣(主要含有Nd、Fe、B、Co的单质和)中回收钕和钴的流程如图所示。 已知：①B难溶于非氧化性酸；氧化性：。 ②P507(用HR表示)萃取稀土离子的原理为。 ③，，。 回答下列问题： （1）“滤渣”的主要成分为　　　　　　　(填化学式)。 （2）“萃取1”的目的是　　　　　　　；所需的玻璃仪器是　　　　　　　。 （3）“有机相2”可导入　　　　　　　(填操作单元名称)循环利用。 （4）“沉钕”的离子方程式为　　　　　　　；若恰好完全沉淀时，溶液，此时溶液中　　　　　　　mol/L。 （5）在500℃，不同条件下获得的煅烧产物的X射线衍射谱图如图所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。实验证明，在空气中分解时发生了两步反应，第二步反应的化学方程式为　　　　　　　。 【答案】（1）B、     （2）① 分离    ② 分液漏斗、烧杯     （3）萃取2     （4）①     ②      （5） 【解析】钕铁硼废渣，主要含有Nd、Fe、B、Co的单质和；加入浓盐酸浸出，金属单质变为可溶性盐酸盐，B和不反应，成为滤渣。滤液加入将氧化为，加入可将萃取至有机相1中。水相加入中和过量的酸，再加入将萃取到有机相中，水相中的阳离子含有、，加将转化为沉淀。有机相加入浓盐酸反萃取将变为，再加入将其转化为沉淀，煅烧即可得到。 (1)由分析可知，滤渣的主要成分为B、。 (2)由分析可知，萃取1的目的是将从水相中萃取出来。萃取需要用到的玻璃仪器有分液漏斗，烧杯。 (3)由已知② 可知，反萃取中发生反应，可知有机相2可导入萃取2循环利用。 (4)含的溶液加入将其转化为沉淀，离子方程式为。当恰好完全沉淀时，离子浓度为，而，所以。而此时，，所以。 (5)根据X射线衍射图分析，随着进风量的增加，产物逐步以为主，在空气中煅烧经过两步反应，第一步先分解生成，第二步生成的被空气中的氧气氧化为，化学方程式为。 18.(2026·湖北武汉武昌区5月模拟)是一种性能优异的电极材料。一种以红土镍矿(含Fe(Ⅲ)、、、的氧化物)为原料制备的工艺如图所示。 已知：，金属离子浓度时可认为完全沉淀。 回答下列问题： （1）基态的价层电子排布图为　　　　　　　　。 （2）“焙烧”前，将矿粉与助剂混合后研磨成糊状的原因是　　　　　　　　。 （3）焙烧温度会影响焙烧熟料的成分，550℃和650℃所得焙烧熟料的X射线衍射图如图所示。650℃“焙烧”时，气体的成分为和　　　　　　　　(写化学式)。 （4）“水浸”时，需控制水量防止沉淀过多，其原因是：①元素是制备的原料之一；②　　　　　　　　。浸出渣的成分为少量和　　　　　　　　(写化学式)。 （5）若“水浸”的浸出液中。则“共沉淀”时，应调节的范围为　　　　　　　　。 （6）“煅烧”时发生反应的化学方程式为　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）增大矿粉与助剂接触面积，使焙烧反应更充分，提高金属浸出率     （3）、     （4）① 水解生成胶体，胶体具有吸附性，会吸附金属阳离子，降低产率    ② 、     （5）     （6） 【解析】红土镍矿(含Fe(Ⅲ)、、、的氧化物)，在溶液、固体为助剂、条件下焙烧。金属氧化物与硫酸氢铵、硫酸反应，生成、、；不反应；、受热分解；水浸后，浸渣为、与少量。向金属离子浸出液加浓氨水，调节，使、完全沉淀，保留在溶液中除去。铁、镍的氢氧化物沉淀分解，化合生成目标产物。 (1)Ni原子序数28，基态原子电子排布：；失去4s轨道2个电子形成，价层电子排布式为，电子排布图为； (2)增大矿粉固体与助剂、硫酸的接触面积，让焙烧反应更充分，同时加快固体焙烧反应速率，提升金属氧化物的转化浸出率； (3)由X射线衍射图可知，550℃焙烧熟料含；650℃熟料出现，说明高温下发生分解： 。焙烧助剂为，受热分解 ，会生成、、； (4)水量过大，溶液稀释，水解平衡正向移动，大量水解生成胶体，胶体具有吸附性，会吸附金属阳离子，降低产率；由分析可知，浸出渣为不溶性的、和少量； (5)由题，要求、完全沉淀（），不沉淀（）。完全沉淀时，，，则；完全沉淀时，，，则；开始沉淀时，，，则，需保证完全沉淀、不沉淀，因此； (6)共沉淀产物为、，高温分解化合方程式为 。 19.(2026·湖北十堰·模拟)人工合成的立方氧化锆是一种坚硬、无色及光学上无瑕的结晶。因为其成本低廉，耐用而外观与钻石相似，在许多化工生产中都有重要作用，一种以氧氯化锆(主要含，还含有少量、、等元素)为原料生产立方氧化锆工艺流程如下： 已知：①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、；②25℃时，；；；。 （1）含Hf溶液中Hf的化合价是　　　　　　　　　　　价。 （2）“酸溶”时应控制温度在60-70℃，不可过高或过低，理由　　　　　　　　　　　。 （3）“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （4）“沉淀”时，除了加氨水外，还需要加一定量的晶态二氧化锆，目的是　　　　　　　　　　　；假设溶液中，，则“沉淀”时，加入氨水调节pH的范围为　　　　　　　　　　　。 （5）“煅烧”过程中，当温度达到135℃时，固体失重率()约为22.64%，请写出升温至135℃时发生的化学反应方程式　　　　　　　　　　　。 （6）下列有关说法错误的是　　　　　　　　　　　(填字母)。 a．铈是稀土金属中的一种，稀土金属被誉为“冶金工业的维生素”，一共有17种 b．铈、镨、钕等稀土元素可作为着色剂引入立方氧化锆晶体，但需严格控制添加量，避免因离子半径差异过大而破坏晶体结构的完整性 c．“反萃取”是指将负载有机相中的锆络合物解离并转入水相的过程，pH越大，越有利于反萃取 d．“退火”过程越快越好，形成的晶体结构越完整 【答案】（1）     （2）温度过高导致所使用的酸挥发、分解增大成本，温度过低反应速率太慢；温度过低，反应速率慢     （3）     （4）① 作为晶种，生成更难溶的结晶态，避免产生其他氢氧化物杂质    ②      （5）     （6）cd      【解析】原料氧氯化锆中含及少量、、等元素，经盐酸和硝酸酸溶后，各金属以、、、形式进入溶液。萃取使锆元素进入有机相，与等杂质分离；反萃取再把锆元素转回水相。沉淀时加氨水调 pH，使、保留在滤液被除去，同时使锆元素生成；煅烧得到，再熔融着色、退火得到立方氧化锆。结合所给数据可分析沉淀分离的 pH控制。 (1)中为-2价，整体带2个正电荷，故为+4价； (2)温度过高会使所用的盐酸、硝酸挥发、分解，增大成本并影响酸溶；温度过低则反应速率太慢，效率低； (3)萃取时结合失去，并与、及萃取剂 TBP 结合生成，离子方程式为； (4)加入晶态二氧化锆作晶种，可诱导锆元素生成更难溶的结晶态，避免生成其他氢氧化物杂质，提高产品纯度。 要使 、 不沉淀，应使两者均未达到沉淀条件。由 ，当 开始沉淀时 ，对应 ，。由 ，当 开始沉淀时 ，对应 。故只要 就能保证 、 都不沉淀，加入氨水调节 的范围为 ； (5)设受热失水生成，，失去2个共，理论失重率，与题给数据一致。在135℃时反应的化学方程式为 ； (6)a．稀土金属被誉为"冶金工业的维生素"，稀土元素一共有17种，铈是其中之一，说法正确； b．引入着色剂的离子半径若与相差过大，会破坏晶体结构的完整性，故需严格控制添加量，说法正确； c．反萃取是将锆络合物从有机相转入水相的过程，需要在酸性条件下进行，pH越大反而不利于锆元素转入水相，故"pH越大越有利于反萃取"说法错误； d．退火是缓慢冷却的过程，冷却越慢越有利于形成完整晶体结构；"退火过程越快越好"说法错误； 故选cd。 20.(2026·湖北新高考协作体学情自测)从铝土矿生产的副产品“赤泥”(主要成分为、、、、的氧化物)中回收钪的一种工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“富钛浸渣”主要成分除了还有　　　　　　　(填化学式)。 （2）“热水解”获得的离子方程式为　　　　　　　。 （3）“浸出液”中可被萃取剂P204(结构如图)萃取。 ①两分子P204易通过氢键形成环状二聚体，画出二聚体的结构　　　　　　　。 ②已知与P204萃取剂形成只含一个中心离子的电中性配合物，该配合物配体数和配位数均为6，则与P204反应的离子方程式为　　　　　　　。(P204为一元弱酸，用HA表示) ③常温下，如果“反萃取”步骤中水相pH=8，则水相中　　　　　　　。 已知：。 （4）下图为不同条件下对不同金属的萃取率，结合上述流程分析萃取后有机相用盐酸洗涤的原因为　　　　　　　。 （5）“灼烧”时，转化为和，该反应的化学方程式为　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）     （3）①     ②     ③      （4）除去被P204萃取的     （5） 【解析】“赤泥”的主要成分为、、、、的氧化物，向赤泥中加入盐酸，、、的氧化物的氧化物溶解，进入浸出液，、进入富钛浸渣；将富钛浸渣经多步操作，得到含TiO2+溶液，然后经过“热水解”获得；向浸出液中加入P204萃取，得到含铁铝溶液和有机相；将含铁铝溶液萃取除铁得含铝溶液，经蒸发结晶得M(Al(OH)3)，煅烧得氧化铝；向有机相中加盐酸洗涤，向分离出的有机相中加入NaOH溶液反萃取得到Sc(OH)3，将Sc(OH)3溶解富集得ScCl3，加草酸得草酸钪晶体，灼烧得Sc2O3。 (1)由分析知，“富钛浸渣”主要成分除了还有； (2)热水解生成水合二氧化钛沉淀，离子方程式为 ； (3)①两分子P204易通过氢键形成环状二聚体，则二聚体的结构为； ②根据题意，配合物为电中性，且配体数为6。为中和的+3价电荷，需要3个配体，这由3个HA分子脱去形成。为满足配体总数为6的要求，还需要3个HA分子作为中性配体参与配位。因此，总反应为1个与6个HA分子反应，生成1个配合物分子和3个，离子方程式为； ③时，，根据，代入数据得。 (4)酸性条件下（pH较低时），、等杂质的萃取率很低，而仍保持很高萃取率；用盐酸洗涤可除去有机相中的杂质离子，提高钪的纯度，同时不会造成的损失 (5)“灼烧”时，转化为和，草酸钪中C为+3价，灼烧时被氧气氧化为，因此有氧参与的反应，则该反应的化学方程式为 。 21.(2026·湖北新八校·二模)(多选)工业上以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Fe2O3等)和辉铜矿(主要成分为Cu2S，还含有少量Si、Ni、Ca的氧化物)为原料，制备碳酸锰和胆矾(CuSO4·5H2O)的工艺流程如图所示。 已知：①Cu2S与稀硫酸不能直接反应；②N211、N985(用HR表示)萃取金属离子的原理为：；③该生产条件下，，当离子浓度不超过时，认为离子沉淀完全。 （1）为了提高“酸浸”速率，可采取的措施是　　　　　　　　　　　(答出一条即可)；已知浸出渣中含有单质S，还含有　　　　　　　　　　　(填化学式)，写出“酸浸”时Cu2S与Fe2O3反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （2）“萃取1”的目的是除铁和钙，从化学平衡角度解释“调pH”的“试剂A”选用碱溶液而不选用酸溶液，其目的是　　　　　　　　　　　。 （3）“萃取2”后的水溶液中，“调pH除镍”时应控制溶液pH的范围是　　　　　　　　　　　。[已知，该溶液中pS和pH的关系为pS=15-pH，忽略溶液体积变化]。 （4）“试剂B”为　　　　　　　　　　　(填化学式)，写出“碳化沉锰”反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （5）借助现代仪器分析CuSO4·5H2O (M=250 g/mol，固体初始质量为2.5 mg)分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。900℃左右有一个吸热峰，则此时分解的产物为　　　　　　　　　　　(填化学式)。 【答案】（1）① 粉碎矿物，搅拌，适当升温，适当增大硫酸的浓度(答出一条即可)    ② CaSO4、SiO2    ③      （2）消耗“萃取1”过程中产生的H+，避免抑制“萃取2”     （3）2≤pH＜6     （4）① H2SO4    ② 或(任写一个)     （5）Cu2O和O2      【解析】以软锰矿和辉铜矿为原料，利用硫酸酸浸时MnO2、Fe2O3的氧化性将Cu2S氧化溶解，得到含Mn2+、Cu2+及Fe3+、Ni2+等杂质的浸出液，随后通过N211萃取除杂、调pH，再用N985萃取剂将Cu2+萃取进入有机相，实现Mn2+与Cu2+的分离；含Mn2+的水相2加入硫化钠，利用NiS与MnS的溶度积差异除去Ni2+，再用碳酸氢铵和氨水沉淀得到MnCO3；含Cu2+的有机相2经稀硫酸反萃取后，通过蒸发浓缩、冷却结晶等操作制得胆矾，有机相3可循环用于萃取，实现两种产品的高效制备与资源的循环利用；据此作答。 (1)提高酸浸速率的措施：粉碎矿物，搅拌，适当升温，适当增大硫酸的浓度；(答出一条即可)；根据工艺流程，矿石中的SiO2不与硫酸反应，辉铜矿中的钙元素与硫酸反应生成微溶的CaSO4，因此浸出渣的主要成分为SiO2和CaSO4；在酸性条件下，Fe2O3先与H+反应生成Fe3+，Fe3+作为强氧化剂将Cu2S中-2价的S氧化为单质S、+1价的Cu氧化为Cu2+，自身被还原为Fe2+结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可配平该反应的离子方程式为； (2)萃取过程的核心原理为可逆反应，其中消耗反应产生的H⁺，降低水相中c(H⁺)，促使萃取平衡正向移动，提高金属离子的萃取率；则选用碱溶液可以消耗“萃取1”过程中产生的H+，避免抑制“萃取2”； (3)，“调除镍”时，沉淀完全，，，由得pH=2；，，不能沉淀，，由得pH=6，所以； (4)为实现从有机相中反萃取金属离子，需使萃取平衡逆向移动，因此向有机相中加入试剂B（稀硫酸）以增大H+浓度，使金属离子重新进入水相；在“碳化沉锰”步骤中，NH3·H2O提供碱性环境，促使电离出，与溶液中的Mn2+结合形成MnCO3沉淀，根据电荷守恒和原子守恒，其离子方程式为或（任写一个）； (5)根据热重分析，初始的质量为2.5 mg，依据Cu元素守恒，可计算出其中Cu元素的质量恒为0.64 mg；当温度升至900℃时，残留固体质量为 0.72 mg，扣除Cu元素质量后，剩余氧元素质量为0.08 mg，计算可得产物中Cu与O的物质的量之比为2:1，确定固体产物为Cu2O；在该氧化还原反应中，Cu元素化合价由+2价降低为+1价，根据化合价升降守恒，必然有元素化合价升高，可推知O元素被氧化生成了O2，因此900℃时胆矾的分解产物为和。 22.(2026·湖北孝感·二模)二氧化铈(CeO2)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示 已知：①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+，也能与结合成[CeSO4]2+ ②“萃取”时存在反应：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能； ③在一定条件下，Ce(IV)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比是一个常数D，D=Kd=；萃取率=×100%。 （1）“氧化焙烧”后，Ce元素转化为CeO2和CeF4.写出氧化焙烧的化学方程式：　　　　　　　　　　　。酸浸步骤中提高浸取率的方法有　　　　　　　　　　　(写一种)。 （2）“萃取”时存在反应：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，保持其他条件不变，若在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c()，如下图所示，请解释D随起始料液中c()变化的原因　　　　　　　　　　　。 （3）“反萃取”中，在稀硫酸和H2O2的作用下Ce4+转化为Ce3+，写出反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 （4）“氧化”步骤的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （5）利用离子交换法浸出稀土离子(RE3+)的过程如图所示，已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强。下列离子对Ce3+交换能力最强的是___________(填字母) A. Na+ B.  C. Mg2+ D. Cl- （6）为测定回收所得CeO2样品的纯度，进行如下实验： 称取4.000g样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL Ce(SO4)2溶液。量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入10.00mL 0.5000mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量)，再用0.01000mol·L-1 KMnO4标准溶液液定至终点，消耗标准溶液24.00mL。滴定过程中发生如下反应(均未配平)：Ce4++Fe2+→Ce3++Fe3+；+Fe2++H+→Mn2++Fe3++H2O。 计算CeO2样品的纯度为　　　　　　　　　　　%(结果保留三位有效数字)。 【答案】（1）① 4CeFCO3+O2 3CeO2+CeF4+4CO2    ② 搅拌，适度升温，粉碎固体等均可。     （2）随着c()增大，水层中Ce4+被结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小。     （3）2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+     （4）2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-     （5）C     （6）81.7      【解析】氟碳铈矿(主要含CeFCO3)经氧化焙烧将+3价铈氧化为+4价，同时产生CO2，加入盐酸酸浸得到含Ce4+的溶液，再加入萃取剂发生反应：Ce4++n(HA)2⇌Ce·(H2n-44A2n)+4H+，经分液分离有机层和水层，用氟洗液洗涤有机层，再加入硫酸和过氧化氢进行反萃取，同时将+4价铈还原为Ce3+，分液得到含Ce3+的水层，再加入NaOH使Ce3+转化为Ce(OH)3沉淀，过滤后再加入NaClO，将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4过滤得到Ce(OH)4固体，据此解答。 (1)由分析可以知道，CeFCO3经氧化焙烧将+3价铈氧化为+4价，同时产生CO2，Ce4+能与F-结合成，可以得到方程式：4CeFCO3+O2 3CeO2+CeF4+4CO2；酸浸步骤中提高浸取率的方法的核心在于使反应更充分，使反应更充分的措施有搅拌，适度升温，粉碎固体等。 (2)由分析可知，随着c()增大，水层中Ce4+被结合成[CeSO4]2+，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小。 (3)由分析可知，加入硫酸和过氧化氢进行反萃取，同时将+4价铈还原为Ce3+，根据反应物，生成物以及氧化还原反应得失电子守恒配平方程式得到：2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+。 (4)由分析可以知道，氧化过程是将Ce(OH)3氧化为Ce(OH)4，根据氧化还原反应得失电子守恒可以得到方程式：2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-。 (5)根据离子半径越小、电荷越大、离子交换能力越强，Mg2+的半径最小，电荷数最大，所以对RE3+交换能力最强的是Mg2+，故选C。 (6)n(Fe2+)=0.5000mol/L×0.01L=0.005mol，n()=0.01000mol/L×0.024L=0.00024mol，根据得失电子守恒可得：n(Fe2+)=n(CeO2)+5n()，n(CeO2)=0.005mol-5×0.00024mol=3.8×10-3mol，样品中n(CeO2)=3.8×10-3mol×=0.019mol，m(CeO2)=172g/mol×0.019mol=3.268g， 。 故答案应为81.7。 23.(2026·湖北襄阳·调研)一种从钕铁硼合金废料［主要含有稀土元素钕(Nd)，还含有Fe、B及油料等]中经焙烧、酸浸等分离提取Nd、Fe等的工艺流程如下。 已知：“自热焙烧”后，Nd、Fe、B以氧化物的形式存在；“酸溶”前B元素的氧化物已分离。 （1）Nd为60号元素，在元素周期表中的位置是　　　　　　　　　　　。 （2）“自热焙烧”不需持续加热，可能的原因有　　　　　　　　　　　(填一种原因即可)。 （3）“酸溶”中超声辅助可显著强化浸出过程，浸出率与温度、不同液固体积质量比的关系如图。从提高Nd的浸出率角度分析，“酸溶”的最佳条件为：超声辅助下适宜的浸出温度为　　　　　　　　　　　℃、液固体积质量比为　　　　　　　　　　　。 （4）“酸溶”后主要以的形式存在，向滤液1中加入N503进行萃取，N503先与结合生成，再将转移到有机相。从微粒间相互作用的角度判断与的相互作用　　　　　　　　　　　(填“强于”“弱于”或“等于”)与的相互作用。 （5）已知：时，。“沉钕”后，滤液中，，　　　　　　　　　　　。 （6）“沉钕→焙烧”过程，要经过“一系列操作”，该系列操作是　　　　　　　　　　　；所得在空气中“焙烧”时生成，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）第六周期第ⅢB族     （2）钕铁硼合金废料含有油料或者金属；氧化反应为放热反应(或其他合理答案)     （3）① 85℃    ② 10/1     （4）强于     （5）     （6）① 过滤、洗涤、干燥    ② 【解析】钕铁硼合金废料主要含有稀土元素钕(Nd)，还含有Fe、B及油料等。钕铁硼合金废料“自热焙烧”后，Nd、Fe、B以氧化物的形式存在；“酸溶”前B元素的氧化物已分离。“酸溶”后主要以的形式存在，向滤液1中加入N503进行萃取，N503先与结合生成，再将转移到有机相，有机相反萃取得到FeCl3溶液；水相中加P507萃取，有机相2加盐酸、草酸生成沉淀，过滤、洗涤、干燥，焙烧的Nd2O3。 (1)Nd为60号元素，在元素周期表中的位置是第六周期第ⅢB族； (2)钕铁硼合金废料含有油料或者金属；氧化反应为放热反应所以“自热焙烧”不需持续加热。 (3)根据浸出率与温度、不同液固体积质量比的关系如图，从提高Nd的浸出率角度分析，“酸溶”的最佳条件为：超声辅助下适宜的浸出温度为85℃、液固比为10/1。 (4)“酸溶”后主要以的形式存在，向滤液1中加入N503进行萃取，N503先与结合生成，再将转移到有机相，可知与的相互作用强于与的相互作用。 (5)“沉钕”后，滤液中，，则，。 (6)“沉钕→焙烧”过程，经过“一系列操作”，获得固体，所以该系列操作是过滤、洗涤、干燥；所得在空气中“焙烧”时生成、Nd2O3，该反应的化学方程式为 。 24.(2026·湖北随州·二模)从某种含钒废渣(主要成分为，含、、、、CaO等杂质)里分离稀土元素钪Sc的工业流程如下： 查阅资料：①“萃取”过程中会有少量Fe元素进入萃取液中。②与强碱反应生成。 回答下列问题： （1）基态Sc原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　　　。 （2）滤渣1主要成分有　　　　　　　　　　　。(填化学式) （3）“萃取”需要用到的玻璃仪器有　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 （4）“反萃取”时，“萃取液”中的、、的沉淀率随pH的变化如图。 ①试剂X应为　　　　　　　　　　　(填“”或“”)，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　； ②控制的最佳pH为　　　　　　　　　　　。 ③“反萃取”选择用氨水而不用NaOH的原因是　　　　　　　　　　　。 （5）“沉钪”发生的反应为。常温下，当恰好完全沉淀时，溶液的d，此时，　　　　　　　　　　　。(用含a、b、c、d的代数式表示。已知，，，一般认为离子浓度小于认为离子沉淀完全) 【答案】（1）     （2）、     （3）① 烧杯    ② 分液漏斗     （4）①     ②     ③ 2    ④ 防止溶解，造成损失     （5）      【解析】废渣加入硫酸酸浸，过滤得到滤渣1(含二氧化硅，硫酸钙)，稀土元素Sc、铁、钙元素进入滤液，加入萃取剂萃取出稀土元素和铁元素，然后加入试剂X为将三价铁转化为二价铁，加入氨水，分离出含有稀土的固相，再加入盐酸溶解，加入草酸分离出草酸钪晶体再通过一系列转化得到钪。据此作答。 (1)钪为21号元素，基态原子核外价电子排布式为：。 (2)根据分析，滤渣1主要成分有、。 (3)萃取需要用到的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗。 (4)根据图中各离子的沉淀率，应加入还原剂将还原为，控制pH为2，使沉淀，几乎不沉淀，有利于分离除杂，故试剂X为；反应的离子方程式为；控制的最佳pH为2，由题目提供的资料可知，“反萃取”选择用NaOH强碱会使与强碱反应生成而溶解。 (5)反应的平衡常数为，，则，恰好完全沉淀，，带入上式，可得：。 25.(2026·湖北随州·联考)固体电解质LATP的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2)为原料合成LATP的工艺流程如图所示。 请回答下列问题： （1）“粉碎”的目的是　　　　　　　　　　　　　，为了达到这一目的，还可以采用的措施有　　　　　　　　　　　　(答一条即可)。 （2）“碱浸”的目的是除去　　　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）“碱浸”时加入适当过量的NaOH溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH溶液和稀硫酸均不宜过量太多，其主要原因是　　　　　　　　　　　　。 （4）“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 （5）本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是　　　　　　　　　　　　。 （6）常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4＋)≤1.0×10-5 mol·L-1时可认为Ti4＋沉淀完全，则“沉钛”时，溶液中c(PO)最低为　　　　　　　　　　　　mol·L-1. 【答案】（1）① 增大接触面积，加快反应速率    ② 适当升温(或搅拌)     （2）Al2O3、SiO2     （3）适当过量可以使反应更充分，不能过量太多是防止过量NaOH、H2SO4腐蚀反应容器，且后续处理浸液1和滤液2成本高     （4）4H3PO4＋3TiOSO4=Ti3(PO4)4↓＋3H2SO4＋3H2O     （5）防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中     （6）      【解析】钛铁矿粉碎过筛后加入NaOH溶液，氧化铝、二氧化硅和NaOH溶液反应而除去，FeTiO3用稀硫酸酸浸，得到TiOSO4和FeSO4的混合溶液，加磷酸沉钛，得到Ti3(PO4)4，Ti3(PO4)4和AlPO4、Li3PO4高温反应得到LATP，据此回答。 (1)“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率；为了达到加快反应速率的目的，还可以适当升温或搅拌，以及适当增加NaOH溶液的浓度等； (2)钛铁矿粉碎过筛后主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、SiO2，加入NaOH溶液“碱浸”的目的是除去杂质Al2O3、SiO2； (3)NaOH溶液、H2SO4溶液均具有强烈的腐蚀作用，NaOH 溶液和稀硫酸均不宜过量太多，适当过量可以使反应更充分，不能过量太多是防止过量NaOH、H2SO4腐蚀反应容器，且后续处理浸液1和滤液2成本高； (4)“沉钛”时加入磷酸生成Ti3(PO4)4的化学方程式为：4H3PO4＋3TiOSO4=Ti3(PO4)4↓＋3H2SO4＋3H2O； (5)抽滤原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，抽气泵中的压强降低容易出现倒吸现象，需要加入“安全瓶”平衡气压，防止吸滤瓶中的液体倒吸到抽气泵中； (6)，，当Ti4+沉淀完全时，溶液中c(PO)最低为。 26.(2026·湖北黄石·模拟考试)镨(Pr)是重要的稀土元素，氟化镨(PrF3)常用作电弧碳棒添加剂。一种以孪生矿(主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等)为原料制备氟化镨的工业流程如下。 已知：①该体系中，金属离子生成氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH： 金属离子 开始沉淀的pH 5.4 2.2 7.5 8.0 沉淀完全的pH 6.5 3.1 9.0 8.9 ②较稳定，不易被过氧化氢、等常见氧化剂氧化。 ③常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，，萃取率。 ④可与过量形成可溶性氟配合物(如)。 （1）为提高“溶浸”速率，可采取的措施有　　　　　　(答一点即可)。 （2）“溶浸”时Pr2S3可被FeCl3氧化，生成淡黄色的沉淀，该反应的化学方程式为　　　　　　； （3）“除锌、铁”步骤中调节pH的范围为　　　　　　； （4）用有机萃取剂HL萃取的原理为，某工厂取1000 L含浓度为c mg/L的溶液，若D＝50，单次萃取率E≥95%，则单次至少要加入萃取剂　　　　　　L。 （5）反萃取步骤中，应加入的试剂是　　　　　　(填化学式)。 （6）“转化”过程的离子方程式为：　　　　　　。 （7）“氟化”步骤中加入HF溶液时，需控制反应温度和HF的滴加速度，原因是　　　　　　、　　　　　　。 【答案】（1）将孪生矿原料粉碎、“溶浸”时搅拌、适当增大FeCl3溶液的浓度(答一点即可)     （2）     （3）6.5≤pH＜8.0     （4）380     （5）HCl(稀HCl、浓HCl均可)     （6）     （7）① 温度过高，HF易挥发    ② 滴加速度过快，局部浓度过高，可与形成可溶性配合物，降低PrF3的产率      【解析】孪生矿加入FeCl3溶液溶浸，将金属硫化物中的S元素氧化为硫单质，金属阳离子进入溶液，SiO2和生成的硫单质不溶为滤渣Ⅰ，过滤除去；滤液中加入双氧水将Fe2+氧化为更容易除去的Fe3+，之后调节pH除去Fe3+、Zn2+，滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化锌沉淀；过滤后将所得滤液进行多次反复萃取(稀土元素在孪生矿中含量较低)，多次萃取后，反萃取，得到PrCl3；PrCl3与NH4HCO3溶液反应后转化为PrOHCO3，再经HF溶液“氟化”得到PrF3。 (1)根据影响反应速率的因素，为提高“溶浸”速率，可采取的措施有：将孪生矿原料粉碎、“溶浸”时搅拌、适当增大FeCl3溶液的浓度等。 (2)“溶浸”时Pr2S3可被FeCl3氧化，生成淡黄色的S沉淀，同时生成PrCl3和FeCl2，根据得失电子守恒和电荷守恒配平反应的离子方程式为。 (3)调节pH的目的是使Zn2+、Fe3+完全沉淀除去，而Pr3+不沉淀，因此pH要大于等于Zn2+沉淀完全的pH=6.5，小于Pr3+开始沉淀的pH=8.0，调节pH的范围为：6.5≤pH＜8.0。 (4)设加入萃取剂体积为，根据定义，，代入，化简得，解得。 (5)用有机萃取剂HL萃取的原理为，反萃取需要增大氢离子浓度使平衡左移，且后续得到PrCl3，因此加入。 (6)“转化”过程中与发生双水解，生成沉淀和，配平得到该离子方程式为：。 (7)沸点低，温度过高易挥发，有毒会污染环境；根据已知信息，过量F-会与生成可溶性配合物，降低产物产率，因此需要控制温度和滴加速度。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $