2027届高考化学一轮复习专项训练 ：工艺流程综合

**基本信息** 以“流程分析方法+规范答题体系”双轮驱动，通过3种破题策略与31项操作规范构建工艺流程解题框架，培养系统思维与规范表达能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |破题方法|3类|首尾分析对比原料产品关系，分段分析适用于多产品流程，交叉分析破解中间产物转化|从整体到局部构建流程认知模型，强化证据推理与模型认知| |答题规范|31项|涵盖粉碎、除杂、结晶等操作目的及pH控制、沉淀洗涤等关键步骤规范|以实验原理为基础，建立操作-现象-结论的逻辑链条，体现宏观辨识与微观探析| |模拟演练|23题+12真题|覆盖金属提取、物质制备等典型场景，融合Ksp计算、晶胞分析等综合考点|从基础操作到综合应用，实现知识结构化与问题解决能力的递进培养|

19.工艺流程综合 刷题秘诀🔑 一、结构分析 二、破题方法🔑 1.首尾分析法 首先对比分析流程图中第一种物质(原料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。 2.分段分析法 对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用分段分析法更容易找到解题的切入点。 3.交叉分析法 有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品。这种题适合用交叉分析法,就是将提供的工艺流程示意图结合常见物质的制取原理划分成几条生产流水线,然后交叉分析。 第一部分 工业流程类答题规范 1．粉碎、研磨的目的 减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。 2．灼烧、焙烧、煅烧的目的 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。或改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土和石灰石。 3．除杂 除去……中的…… 4．干燥 除去……气体中的水蒸气，防止…… 5．增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施 搅拌、适当升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)、增大浸出液的浓度、固体粉碎增大接触面积。 6．提高固体的焙烧效率方法 增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等。 7．加热的目的 加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 8．温度不高于××℃的原因 适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2．NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。 9．温度不低于××℃的原因 加快反应速率或者对于吸热反应而言可是平衡正移，增加产率。 10.从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法 蒸发浓缩(至少有晶膜出现)→冷却结晶→过滤→洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥。 11．从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法 蒸发浓缩→趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)→洗涤→干燥。 12．控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀 调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等，以避免引入新的杂质；沉淀时pH范围的确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。 13．减压蒸馏(减压蒸发)的原因 减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2．浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。 14．检验溶液中离子是否沉淀完全的方法 将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。 15．洗涤沉淀 沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。 16．检验沉淀是否洗涤干净的方法 取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。 17．洗涤沉淀的目的 除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。冰水洗、热水洗、乙醇洗等洗去晶体表面的可溶性杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 18．冰水洗涤的目的 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，最终提高产品产率。 19．乙醇洗涤的目的 a．降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗；b．除去固体表面吸附的杂质；c．乙醇挥发带出水分，得到较干燥的产物。 20.蒸发、反应时的气体氛围 抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。 21．事先煮沸溶液的原因 除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气)，防止某物质被氧化。 22．将矿石粉碎的原因 增大矿石与其他物质(××溶液或××气体)的接触面积，加快反应速率(或提高浸出率)。 23．用热碳酸钠溶液洗涤废铁屑等原料的原因 用碳酸钠溶液水解显碱性的特点清除废铁屑表面的油污。 24．用过量盐酸溶解废铁屑的原因 盐酸除了与废铁屑反应外还有抑制Fe2＋水解，防止生成Fe(OH)2沉淀的作用。 25．过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘。 26．趁热过滤的原因即操作 防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体，减少过滤时间、保持过滤温度，防止××杂质析出；操作：已预热的布氏漏斗趁热抽滤。 ①要滤渣(产品)：防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解损耗，如：NaCl (KNO3)。 ②要滤液(产品)：防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损耗(除去溶解度小或难溶的杂质)。 27．“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”目的 稀释溶液，防止降温过程中××析出，提高产品的纯度。 28．水浴加热的好处 受热均匀，温度可控，且温度不超过100℃。 29．过滤的沉淀欲称重之前的操作 过滤，洗涤，干燥，(在干燥器中)冷却，称重。 30.减压过滤的目的 加快过滤速度，得到更干燥的沉淀。 31．减压烘干的目的 降低产品的烘干温度，防止产品分解。 🔍模拟演练 1. 过氧化锶(SrO2，受热易分解)在工业上常用作家庭及工业用漂白剂、氧化剂等。回收利用含锶废渣(主要含有、以及少量SiO2)制备的工艺流程如图所示。 已知：室温下，BaSO4的Ksp为，的Ksp为；残留在溶液中的离子浓度不大于时，视为离子完全沉淀。 回答下列问题： （1）Sr元素位于元素周期表的ⅡA族，则SrO2的电子式为___________。 （2）“浸取”时，将含锶废渣粉碎的目的是___________。 （3）“滤渣1”的主要成分是___________、___________(填化学式)。 （4）结合BaSO4和SrSO4的Ksp，解释“浸取”时加入BaCl2溶液的作用：___________。 （5）“制备”时，需要在冷水浴的条件下进行的原因是___________(填一条)；写出“制备”过程发生反应的化学方程式：___________。 2. 砷()、锑()、铋()是同主族元素，其单质和化合物都有广泛的用途。 Ⅰ.用精炼铋的烟尘(主要成分为：、、等)为原料提取锑的流程如下图所示。 已知：、、都与盐酸反应生成氯化物，易水解生成两种氯氧锑沉淀、、、水解非常微弱。 （1）基态原子的价层电子排布图为_______，在元素周期表中的位置是_______。 （2）在“酸浸”时要不断搅拌的目的是_______。 （3）为了加快“转化”的速率，可适当升高温度，但温度不宜过高，其原因是_______。 （4）“转化”步骤中转化为的化学方程式为_______。 Ⅱ.某同学用辉铋矿制取(不溶于水)，为了测定所制产品的纯度，该同学称取样品，加入足量稀硫酸和溶液使其完全反应，再用标准溶液滴定生成的，平行滴定三次，三次平均消耗标准液的体积为(杂质不参加反应)。 （5）达到滴定终点时的现象是_______，产品的纯度为_______。 3. （福州适应五） 铟()是一种稀有贵金属，从高铟烟灰渣(主要含、以及少量、、)中回收铟的工艺流程如下： 已知：时，，。 （1）基态铟原子的未成对电子数有________个。 （2）“氧化酸浸”时不能用浓盐酸代替硫酸的原因是___________________________。 （3）“氧化酸浸”后，滤液含有的金属阳离子除Mn2+外还有_____________________。 （4）“还原铁”发生反应的离子方程式为______________________________________。 （5）“置换”中Zn与HInCl4溶液反应的化学方程式为__________________________。 （6）酸浸滤渣中铅含量测定。准确称取滤渣样品4.460g，投入20mL1.00的Na2CO3溶液浸泡，充分反应后抽滤。将所得滤饼投入30mL1.00HNO3充分溶解，过滤，蒸馏水洗涤沉淀，并将洗涤液和滤液都转移至100.00mL容量瓶中定容。取25mL溶液，加入指示剂后用0.100的EDTA标准溶液(Na2H2Y)滴定至终点(离子方程式为Pb2+ + H2Y2- = PbY2- + 2H+)，消耗EDTA标准液15.00mL，则滤渣中铅的质量分数(以PbO计)为_________%。 （7）一种铜铟镓硒，其晶胞结构如图所示。 0①若该晶体中与的个数比为3∶2，则_____________。 ②原子分数坐标为(0，0，0)，则原子分数坐标为_________________。 4. （安徽A10联盟）碳化锆(ZrC)具有优异的高温机械性能，良好的耐磨性和腐蚀性等优异的性能而成为高温材料的“扛把子”。一种从含锆废料(主要含有、、CuO和)提取碳化锆的工艺流程如下图所示： 已知：①高温氯化时含锆废料中的非氧元素均生成相应的氯化物，难溶于水， ②易水解，在331℃时开始升华 回答下列有关问题： （1）写出高温氯化时C、和反应生成和氯化物的化学方程式_______。 （2）滤液1的成分为NaOH和_______。 （3）写出酸溶时，硫酸与反应生成的离子方程式_______。 （4）除铜时，滤液2溶液中形成配位键的配体是_______，过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______，该流程中循环利用的物质是_______。(填名称) （5）完成从和沉淀的混合物中制取的实验设计：将和固体受热分解制得干燥的氧化铁和二氧化锆混合物，将氧化铁和二氧化锆混合物和一定量的炭黑，混合均匀后放入瓷舟，将瓷舟置于瓷管中，在_______流中加热到500℃进行煅烧，用捕集器在室温下收集含氯产物。在60cm长的管子中，在300~350℃于氢气流中将其_______，以除去氯化锆中的氧化物及三氯化铁。 （6）若含锆废料中含有的质量分数是49.2%，在制备的过程中损失10%的锆元素，则1kg含锆废料理论上能够制得ZrC的质量是_______g。 5. （东北三省一区二模） 一种从废钴渣［主要含Co的有机物盐及Fe(III)、Fe(II)、Mn(II)］中分离铁、锰并回收钴的工艺流程如下。 已知：①黄铵铁矾与FeOOH均易于沉降和过滤，通常为无定形胶状物；②该工艺条件下，。 回答下列问题： （1）写出基态钴原子的价层电子排布式_______。 （2）结合下表，分别对比钴渣与酸浸液中元素的含量，说明“焙烧”与“酸浸”两步工序的主要目的是_______。 元素 Co Fe 钴渣中含量 0.68 1.40 酸浸液中含量 20.38 2.44 （3）“一次沉铁”中发生反应的化学方程式为_______。 （4）若“二次沉铁”的初始浓度为，为避免生成，应控制溶液的_______(保留1位小数)。确定已被除尽的试剂是_______(填化学式)。 （5）“二次沉铁”完毕后得到的滤液中所含金属离子有、_______。 （6）“氧化沉铁锰”中发生反应的离子方程式为_______。研究表明，在该步骤中控制pH为4.5，可保证铁沉淀完全。实际操作中，须不断滴加溶液，结合相关反应说明其必要性_______。 6. （山东大学附中）金属镓被称为“电子工业脊梁”，氮化镓()、氧化镓是第三代、第四代半导体的主要材料。由炼锌矿渣[主要含铁酸锌、铁酸镓、钛酸亚铁、]制取氮化镓的部分工艺流程如图所示： 已知：①镓和铝同主族，化学性质相似；20℃时，氯化镓的溶解度为，且温度升高，溶解度明显增大； ②“酸浸”时，钛元素以形式存在，室温下极易水解得到；矿渣经“酸浸”后所得“浸出液”中含有、、、等离子； ③金属离子浓度时可认为沉淀完全； ④20℃时，金属离子形成氢氧化物沉淀的及金属离子的萃取率，如表： 金属离子 开始沉淀 8.0 1.7 5.5 3.0 0.4 沉淀完全 9.6 3.2 8.0 4.9 1.1 萃取率(%) 0 99 0 97~98.5 回答下列问题： （1）“酸浸”时发生反应的离子方程式为：_______。 （2）“浸出液”消耗的实际用量多于理论用量可能的原因是_______。 （3）“滤液2”可用于回收硫酸锌，则“滤液1”需调节的范围是_______；加入的“固体M”最好为_______(写化学式)。 （4）反萃取后水溶液中镓元素以_______(用化学用语表示)形式存在。 （5）“操作4”是指_______、_______、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （6）20℃时，水解得到的反应的平衡常数_______。 7. （十堰五月适应考试） 钪及其化合物具有许多优良的性能，在特种钢铁、有色合金、高性能陶瓷等领域有着广泛的应用。一种从某矿石(含、Co和Mn的氧化物、二氧化硅等)中提取氧化钪的流程如图所示： 已知：常温下、、、，当溶液中离子浓度时，认为该离子已完全除去。 回答下列问题： （1）已知中Fe为+3价，Sc为+3价和+2价，则该氧化物中+3价Sc和+2价Sc的个数比为_______。 （2）“萃取”步骤中常用的萃取剂有两种，其结构简式如图所示： 根据P204和P227的结构，可以得出两种萃取剂的酸性大小：P204_______P227(填“<”或“>”)，原因是_______。 （3）加入HCHO的主要目的是将转化为，该过程中还生成一种无色无毒的气体，则该反应的离子方程式为_______。 （4）“萃取”后的水相中，用氨气“调pH”的目的是除掉，检验沉淀完全的试剂为_______(填试剂名称)；该步骤中常温下调节pH的范围是_______。 （5）晶体的一种晶胞结构如图1(C)所示，晶胞可看成由A、B单元按C方式交替排布构成，“”表示“”表示、“”表示，则该晶体的化学式为_______，设为阿伏加德罗常数的值，晶胞的边长为anm，则该晶体的密度为_______(用含、a的代数式表示，列出计算式即可)。 8. （西安中学检测三）重铬酸钠(Na2Cr2O7)是一种重要的氧化剂，以铬铁矿(FeO·Cr2O3，含 Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下： 已知：焙烧过程铬铁矿转化成 NaAlO2、Fe2O3、Na2CrO4和 Na2SiO3 根据流程信息回答下列问题： （1）焙烧时FeO·Cr2O3 转化成Fe2O3 和 Na2CrO4 的化学方程式___________ 。 （2）“浸取”过程中，可以加快反应速率的方法是___________ (写出一种即可) （3）矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度 c 与pH 的关系如图 a 所示。当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽。则调节 pH 步骤， pH 的理论范围为___________ ；滤渣 2 的成份是：___________ 。 （4）加H2SO4 酸化的目的是： ___________(用离子方程式解释)，H2SO4 也可选用“焙烧”步骤产生的 ___________ (填化学式)代替。 （5）已知 Na2Cr2O7 和 Na2SO4 的溶解度随温度变化的关系如图 b，则蒸发得到“副产品”的操作包括___________ 、洗涤、干燥等步骤。 9. （西安85中学期末）FeOOH为一种不溶于水的黄色固体，在染料工业中有着重要的作用。某工厂以Fe2O3废料(含少量SiO2、FeO等)为原料制备FeOOH，流程如图所示： （1）为提高“酸浸”的速率，可采取的措施有___________(任填两种)。 （2）“废渣”的主要成分为___________(填化学式)。 （3）“试剂X”宜选择的是___________(填序号)。 A. 双氧水 B. 铁粉 C. 氯水 D. 铜粉 （4）向“滤液2”中加入乙醇即可析出晶体，乙醇的作用是___________。从“滤液2”中获得晶体的另一种方法是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤，在实验室中进行洗涤沉淀的操作是___________。 （5）由转化为FeOOH的离子方程式是___________。 （6）硫酸亚铁晶体()在医药上可作补血剂。用酸性溶液可测定补血剂药片中铁元素含量，其原理是(未配平，且药片中其他成分与不反应)。实验测得10片补血剂药片共消耗a mL 0.0200酸性 溶液，则每片补血剂药片中含有的质量为___________(用a的代数式表示)。 10. （厦门一中12月考）磷尾矿是磷矿石浮选过程中排放的工业废弃物，主要含有和，工业上通过以下流程从磷尾矿中提取钙、镁、磷，具有较高的经济与生态环境效应。 （1）基态磷原子价层电子的轨道表示式为_______。 （2）如图是不同煅烧温度下磷尾矿的X射线衍射图谱，通过测定矿物晶体结构获得其组成信息，如(a)图表示600℃矿物由、组成，即尚未分解。由图可知分解温度_______(填“>”、“＜”或“=”)，磷尾矿在900℃条件下煅烧的方程式为_______。 （3）“浸钙”时加入一定量0.1 mol/L的溶液，若浸取液Ⅰ中为，则此时溶液中_______(结果保留2位有效数字)，已知，。 （4）“沉钙”反应的离子方程式为_______。 （5）浸取液Ⅱ中的含量可以铬黑T(以表示)为指示剂，用EDTA(以表示)标准液滴定测得，已知： ①滴定终点时锥形瓶中溶液颜色变化为_______。 ②滴定分析发现，将温度从40℃升高到90℃可以显著提高“浸镁”效率，从化学平衡的角度分析原因_______。 （6）“酸解”反应制备的化学方程式为_______。 11. （武汉四中12月月考）盐湖卤水(主要含、、、、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 （1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为______，该溶液______。 （2）滤渣Ⅰ的主要成分是______(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在______以下。 （3）精制Ⅱ的目的是______。 （4）进行操作X时应选择的试剂是______(填化学式)，若不进行该操作而直接浓缩，将导致______。 12. （无锡12月联考）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。 （1）一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： ①“滤渣1”中金属元素主要为___________。 ②“过滤1”后的溶液中加入的MnO2应足量，如何设计实验证明该步骤反应已完全？___________。 ③“氧化沉钴”中Co2+生成Co(OH)3的离子方程式为___________。 ④“除钴液”中残留的Co3+浓度为___________。 （2）Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如下图所示，则该氧化物的化学式为___________。 （3）Co3O4在磁性材料、电化学领域应用广泛，CoC2O4·2H2O热分解可制备Co3O4。准确称取4.575g CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如下图所示(已知385℃及以上残留固体均为金属氧化物，CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183g/mol)。 经测定，温度为205~385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，则AB段消耗的O2在标准状况下的体积为___________L。(写出计算过程，结果保留2位有效数字) 13. （无锡12月联考） 实验室从电解铜阳极泥（含等）中提取硒及银、金等贵金属，过程如下： 已知：①升华温度为． ②氯化法提取的原理：在溶有的盐酸中可反应生成溶液，可被还原为． （1）“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧，所得固体有等．“焙烧”时采用低温的目的是_____． （2）“浸出”时先加入稀硫酸，再加入盐酸．加盐酸时发生反应：．该反应平衡常数______．[已知，] （3）“浸出渣”中含有及少量惰性物质． ①用溶液浸取浸出渣得到含溶液，用甲醛还原可生成银．碱性条件下，用甲醛还原生成银和的离子反应方程式为：_______． ②补充完整以浸出渣为原料回收的实验方案：_______，得到金．（实验中须使用如图所示实验装置及以下试剂：、盐酸，溶液，溶液） （4）通过如下步骤测定粗硒样品中的质量分数： 步骤1：准确称取粗硒样品，加入足量硝酸充分溶解生成溶液，配成溶液； 步骤2：取所配溶液于锥形瓶中，加入和溶液，使之充分反应； 步骤3：滴入滴淀粉指示剂，振荡，逐滴加入物质的量浓度为的溶液标准溶液滴定至终点，恰好完全反应，消耗标准溶液． 已知： 计算粗硒样品中的质量分数，并写出计算过程______。 14. 是碱性锌锰电池的电极材料，是绿色净水剂。以含有软锰矿（主要成分为）、硫铁矿（主要成分为）的矿粉为原料制备和的简易流程如图所示。 已知：部分金属离子在溶液中沉淀的pH如下表所示。 金属离子 开始沉淀的pH 1.9 7.0 8.1 完全沉淀的pH 3.2 9.0 10.1 回答下列问题： （1）气态再失去1个电子比气态再失去1个电子_______（填“难”或“易”），其原因是_______。 （2）第一次“焙烧”产生的尾气要经过_______（填化学式）溶液吸收后再排入空气中。“酸浸”中将转化成，写出该反应的离子方程式：_______。 （3）“氧化”中，实际消耗双氧水的量远大于理论计算量，其原因可能有温度升高加快双氧水分解、_______。“调pH”的范围为_______。 （4）“沉锰”中试剂X为，锰的沉淀率与温度的关系如图所示。 当温度超过60℃时，锰的沉淀率降低的主要原因可能是_______。 （5）用单线桥表示由滤渣制备反应转移电子的数目和方向：_______。 （6）高铁酸钾处理饮用水，既能消毒杀菌，又能净水，其主要原因是_______。 15. （人大附中2026）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂等方面有广泛应用。一种从炼锌废渣(含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到、的工艺如下： 已知：溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全为氢氧化物的pH。 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 8.1 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 10.1 （1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是______。 （2）“滤渣1”中含有的金属元素主要为______。 （3）“过滤1”后的溶液，先加入，后加入ZnO。解释试剂加入的顺序及作用：______。 （4）“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式：______。 （5）“除钴液”中主要的盐：______。(化学式) （6）“过滤1”后的溶液中加入的不能换成，理由是______。 16. (衡水二中)一种以高铅粗锑氧(主要成分为PbO、Sb2O3、Sb2O5及少量As2O3、ZnO、Fe2O3等杂质)为原料生产锑白(Sb2O3)的工艺流程如图所示。 已知：①常温下，、；②溶液中某离子的浓度低于或等于时，可认为该离子已除净。回答下列问题： （1）“酸浸”工艺中，在液固比为4：1，温度为20℃的条件下，采用不同浓度的盐酸时，Sb、Pb的浸出率如表所示。则题述流程中宜采用的盐酸浓度为_______。 实验编号 盐酸浓度 Sb浸出率/% Pb浸出率/% 1 6 79.2 8.2 2 8 99.1 9.5 3 10 99.5 19.4 4 12 99.6 26.2 （2）“酸浸”后的浸取液中含有。加入锑粉“还原”的目的是___。 （3）“反应ⅰ”使溶液中的Fe2+、Zn2+除净，则混合液中_______(保留三位有效数字)；红外光谱显示“除砷”后的混合液中有H3PO3的吸收峰，则“除砷”过程相关反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。 （4）“电解”SbCl3溶液生成Sb的过程中，随着电源电压的升高，Sb的产率表现为先升高后降低，Sb产率降低的可能原因是_______。 （5）“水解”生成SbOCl的离子方程式是_______。 （6）“一系列操作”为蒸发、过滤、洗涤、干燥等操作，用到的玻璃仪器有漏斗、胶头滴管、玻璃棒、_______(填写一种玻璃仪器名称)；加入氨水时“反应ⅱ”的离子方程式是_______。 17. （徐州12月调研）铜阳极泥(含有Au、等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下： 已知：； （1）“分铜液”中含有和，“分铜时反应的离子方程式为______。 （2）为提高Ag的回收率，在“分铜”和“分金”两步均需加入适量的NaCl。 ①“分铜”中加入适量NaCl的原因是______。 ②在“分金"溶液中，浓度不能超过______。(当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在)。 （3）“分银”过程中发生反应，银浸出率和溶液pH的关系分别如图所示。pH过小或过大时银浸出率均会降低的原因______。 （4）“还原”时每消耗，理论上可得到Ag的物质的量为______。 （5）测定所得银的纯度的过程为(杂质不反应)： ①称取制备的银样品1.080 g，加适量稀硝酸溶解，定容到100 mL容量瓶中。 ②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，酸化后滴入几滴溶液作指示剂，再用标准溶液滴定，滴定终点时溶液变为血红色。 ③重复①的操作2次，所用标准溶液的平均体积为24.00 mL。 计算样品中银的质量分数______ (写出计算过程)。已知(白色)。 18. （珠海一中、惠州一中、深圳外国语三校）三元锂电池(NCM)正极材料主要成分为，还含有少量的铜等杂质。采用“还原氨浸—分步沉淀”工艺可实现有价金属的绿色回收。 已知： ①“还原浸出”时，Ni、Co、Cu分别转化为、、进入溶液。 ②柠檬酸在弱碱性环境下能选择性与形成稳定的可溶配合物。 ③常温下，，，； 。 （1）“还原浸出”中，除改变温度外，提高浸取速率的措施有___________(写一条)。 （2）“还原浸出”过程中，难溶的在氨性溶液中反应生成的离子方程式为___________。 （3）氨浸后液pH=9，当完全沉淀时[]，溶液中___________mol/L。 （4）“除铜”时，发生反应。该反应的平衡常数K=___________(列出计算式)。 （5）“沉镍”中，镍形成如图的配合物。下列说法正确的有___________。 A. 沉镍过程中，被还原 B. 镍配合物中包含离子键、共价键、配位键、氢键 C. 氨性溶液有利于镍配合物的形成 D. 柠檬酸的作用是防止共沉淀 （6）“沉钴”前需将溶液pH调为2～5，试解释原因___________。 （7）NiO的晶胞如下图所示，最近且等距的数量为___________；已知图中最近的两个的距离为a pm，则NiO晶体的密度为___________(列出计算式)。 19. （盐城四校12月）磷酸铁生产过程产生的硫酸铵废水中含有少量Cu2+、Ca2+、Mn2+、Mg2+等离子，对该废水处理得到硫酸铵镁[(NH4)2Mg(SO4)2]与硫酸铵[(NH4)2SO4]产品，其工艺如下： 已知：25℃时，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12。 回答下列问题： （1）基态Mn原子的价层电子排布式为_________。 （2）25℃时，“沉淀”中控制pH=7.0，“滤渣1”的主要成分为_________（填化学式），该过程中控制pH=7.0的原因是_________。 （3）“除钙”加入少量CaC2O4晶体的作用是_________。 （4）“氧化”的目的是除去Mn2+和H2C2O4，其中氧化Mn2+的离子方程式为_________，氧化剂选用O3而不用KMnO4的原因是_________。 （5）对比两次蒸发的产物，解释所得产物不同的原理_________。 20. （银川一中第五次月考）从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、、、CuO、等)中提取Au、Ag，并回收其它有价金属的一种工艺如下： 回答下列问题： （1）基态Cu原子的价层电子排布式为_______。 （2）“还原酸浸”时，反应的离子方程式为_______。 （3）“浸金银”时，Au溶解涉及的主要反应如下： ① ② 上述过程中有催化作用的是_______。 （4）滤渣2的主要成分为_______。 （5）根据“还原酸浸”“氧化”，推断的氧化性由强到弱的顺序为_______。 （6）一种锑锰合金的立方晶胞结构如图。 ①该晶胞中，每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有_______个。 ②为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为anm，则晶体的密度为_______(列出计算式即可)。 21. (长沙一中第五次月考）一种从深海多金属结核［主要含、、，有少量的、、、］中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(，、)的工艺流程如下： 已知；①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀的pH： 金属离子 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.8 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.8 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： （1）Fe属于___________区元素；基态Fe3+的价层电子排布式为___________。 （2）“沉铁”中，空气的作用为___________，加热至200℃的主要原因是___________。 （3）“沉铝”中，调节pH为4.6~4.8之间，原因是：①若pH过小，沉淀不完全；②若pH过大，不仅___________，沉淀也会发生溶解，其溶解的化学方程式为___________。 （4）“第二次萃取”中___________(填离子符号)与混合萃取剂形成更稳定的配合物。 （5）“电解”中，电解余液可以在___________步骤中循环使用。 22. （宜昌元月调研）稀土为国家战略资源，其中钪(Sc)的氧化物在电子、超导合金和催化剂等领域有重要应用。一种利用氯化钛白酸性废水(含、、、、高浓度)为原料制备高纯氧化钪的流程如下： 已知：①、与离子半径接近、电荷接近，会与萃取剂优先结合； ②、的分别为、，当溶液中离子的浓度小于时认为沉淀完全； ③草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物。 回答下列问题： （1）将基态Sc原子的价电子轨道表示式补充完整_____。 。 （2）的作用是还原_______和_______，防止二者萃取时大量进入_______(填“水相”或“有机相”)。 （3）HA萃取反应为，则“反萃取”时发生反应的离子方程式为_______。 （4）“反萃取”后的滤渣中有少量，“酸溶”所得滤液中，则常温下“酸溶”应控制pH范围是_______。 （5）反应过程中，测得钪的沉淀率随的变化曲线如下图所示。当草酸用量过多时，钪的沉淀率下降的原因是_______。 （6）草酸钪在空气中“灼烧”的化学方程式为_______。 23. （深圳市高级中学二诊）回收实验室废弃物可实现资源有效利用。从AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中回收Ag和I2的流程如下。 已知：ICl性质与卤素单质相似；IO-在碱性条件下易歧化成I-和。 回答下列问题： （1）Ag₂O可溶于浓氨水并形成配离子，而AgI几乎不溶，溶解1中的主要离子反应是_____。 （2）反应1步骤中，AgI在酸性条件下与Cl2反应，生成ICl和另一种沉淀，该沉淀是_____。 （3）“试剂X”可选用_____(填标号)。 a．葡萄糖  b．Fe2O3  c．稀HNO3  d．Zn粉 （4）“调pH”至弱酸性的主要目的是_____(用离子方程式表示)。 （5）Na2S2O4的结构为，其中S的价态为_____。若“滤液3”中含有0.24 mol，“反应3”至少需加入Na2S2O4的物质的量为_____mol。 （6）将得到的I2进一步纯化，实验室中可选用以下装置_____。(填字母序号) A. B. C. D. （7）不考虑操作和反应损失，该流程回收Ag的量低于预期，主要原因是_____。 🎯 真题链接 —— 直击高考 1. （2026贵州卷） 钪是一种关键的战略金属，对国防科技、产业升级有重要的作用。从某钪铝渣［含及、、等的氢氧化物］中回收钪和铝，工艺流程如图。 已知： ①钪铝渣中夹杂在其他金属氢氧化物中或包裹在其他颗粒的孔隙中。 ②“酸浸”工序中，钪主要以的形式被浸出。 ③时，， 。 回答下列问题： （1）基态钪原子的价层电子轨道表示式为_______________。 （2）“预处理”工序的操作是________。 （3）“碱浸”工序中，在一定条件下，NaOH溶液浓度对钪和铝浸取率的影响如图1，最佳NaOH溶液浓度为________________。 （4）“酸浸”工序中浸出钪的主要离子方程式为____________________。 （5）pH对萃取率的影响如图2，HNO3溶液浓度对洗脱率的影响如图3。 ①“无机溶液1”中存在的金属阳离子主要是___________。 ②本工艺中去除溶液中Fe3+的工序是___________，依据是_____________________________________。 （6）“碱浸”工序中，、溶液中时，pH为________。 2. （2026四川卷）为了保护环境、充分利用资源，某科研小组提出一种从闪锌矿湿法炼锌后的脱硫浸渣中回收铅和银的方法。浸渣主要含有、、、ZnS和少量等，回收流程如下。 已知：常温下，有关物质的溶度积常数如下。 物质 AgCl 回答下列问题： （1）闪锌矿中的锌元素在元素周期表中位于第___________周期、第___________族。 （2）“煅烧”温度控制在350℃左右，中的硫酸根不分解、铅以形式存在，其分解反应的化学方程式是___________。 （3）“酸浸”时，还加入了少量NaCl，其目的是___________，浸出的主要金属离子是___________。 （4）“溶铅”时，使用含的热浓食盐水将铅盐转化为，其离子方程式是___________。食盐水中添加的作用有___________。 （5）溶液适当稀释和降温，便析出沉淀。分离后的母液，应返回___________步骤中。 （6）“电解”时，压片组成阴极，惰性电极作阳极，溶液为电解液。电解获得金属铅的过程中，除阳极产生和少量外，阳极附近溶液中还伴有少量生成和pH下降，导致溶液pH下降的原因有___________。 3. （湖北26高考）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）。 4. （湖南2026高考）一种由硫化铅精矿(含PbS及少量ZnS、CdS)制备高纯铅的工艺流程如下： 已知：①乙二胺(，简写为en)为一种二元弱碱。 ②，。 ③金属离子浓度不超过时，认为该离子已沉淀完全。 回答下列问题： （1）Pb在元素周期表中的位置为第六周期第______族。 （2）“加压氧化”中，PbS发生反应的离子方程式为______；采用加压操作可提高反应速率，原因是______。 （3）“酸性溶液”经处理后，、浓度分别为、，调pH使恰好沉淀完全时(假设溶液体积不变)，______(填标号)。 a．沉淀完全 b．部分沉淀 c．未沉淀 （4）“胺浸”后，转化为配合物，“沉铅”所得固体为碱式碳酸铅[]。下列说法正确的是______(填标号)。 a．配合物中的配位原子为N b．“沉铅”过程中，溶液pH增大 c．流程中烯烃和乙二胺得到了循环利用 （5）“高温还原”中，生成Pb的化学方程式为______；若用炭代替CH4，将导致铅纯度下降，原因是______。 （6）“再生”时，得到的“含钙粗产品”的主要成分有______、______(写化学式)。 5. （2026陕晋青宁高考）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： （1）废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 （3）“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 （4）“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 （5）“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中 为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀， 需小于________(用含a、b的代数式表示)。 （6）滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 （7）滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 6. （2026黑吉辽蒙高考）某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： （1）依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 （2）“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 （3）滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 （4）“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 （5）滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 （6）近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 7. （2026河南卷）一种从废芯片(主要含有、、、、等)中回收金属的工艺流程如下： 已知：流程中被还原为；“浸出2”中和的浸出率较低；“浸出3”中和转化为和。 回答下列问题： （1）提高“焙烧”效率的措施有___________(写出一条即可)。 （2）“焙烧”中，未完全转化为，“浸出1”中参与反应的离子方程式为___________。 （3）“电解”时，“滤液1”和溶液分别作阴极液和阳极液，不锈钢片和石墨片分别作阴极和阳极，阴离子交换膜作隔膜。“电解”的目的是___________。 （4）已知的约为，表明该反应可以进行得基本完全，但在“浸出2”中浸出率较低，原因是___________。 （5）“沉淀”产生的可被还原为，中元素只转化为。理论上与反应的物质的量之比为___________。 （6）“滤液3”需要合并到“浸出3”所得滤液中，目的是___________。 （7）“氧化”中，转化为沉淀，该反应的离子方程式为___________。 8. （江西2026高考）稀散金属铟（In）是重要的战略资源。粗中主要杂质元素有As（Ⅲ）、Fe（Ⅲ）、Pb（Ⅱ），精制工艺流程图如下： 已知： a）萃取剂[Hbet][]是离子液体 b）， c）分配率（Fe） 回答下列问题： （1）离子液体[Hbet][]________（填“能”或“不能”）与水互溶。 （2）阶段Ⅰ，In、Fe元素在两种体系中的浸出率及分配率如图，体系中维生素C（Vc）的作用是________________________________。 （3）有机相2可循环用于阶段________（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 （4）试剂①可选择HCl或，主要元素的含量如下表（，按投料计质量分数）。 元素 粗/ 水相2/（） 精制/ 组 HCl组 组 HCl组 Fe 1.60 41 32 0.071 0.056 Pb 0.26 3 44 0.0042 0.016 In 58 18000 33000 51 57 i．水相2中，组浓度远小于HCl组，原因是________________________________________。 ii．实际工艺中选用HCl的原因是______________________________________________。 （5）阶段Ⅲ，溶液中________时，恰好沉淀完全。 （6）水相2中的砷酸（）最终转化成沉淀，杂质As被除去。写出总化学反应方程式________________________________。 9. （河北2026高考） 钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺，实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下： 已知：钒渣主要含、、和少量CaO、 等。 回答下列问题： （1）V和Cr均位于元素周期表的_____区。 （2）氧化工序通常采用较大的流量，其目的是_______________________；配平化学方程式：________________________________。 _____ _____ _____ _____ _____ ______ （3）滤渣的主要成分有 、__________、__________(填化学式)。 （4）80℃和40℃时，和的溶解度随 质量分数变化如图所示。结合图像分析 质量分数为30%时，冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因：________________________________。 （5）母液返回_________工序。 （6）还原工序中，反应的离子方程式为___________________________________。 10. （2026山东卷）一种从铜阳极泥（主要含、、）中分离提取贵金属、的工艺流程如下： 已知：“球磨提金”时，生成的高活性直接和反应生成。 ；　。 回答下列问题： （1）“酸浸”时，与稀反应生成二元弱酸的离子方程式为_________________________________________。 （2）“球磨提金”时，生成的反应中作氧化剂的是__________（填化学式）。 （3）“酸溶”时，转化为；“反萃取”时加入溶液后，水相中以形式存在，的两个作用是_______________________________________。“酸化析金”时，发生自身氧化还原反应的离子方程式为_________________________________。 （4）“溶银”中，忽略溶液体积变化，若使完全溶于氨水，则反应后溶液中_______。 （5）“还原提银”所得滤液X经处理后的产品可导入“球磨提金”加以利用，则处理滤液X时加入的物质是___________（填化学式）。 11. （2026广东卷）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) 12. （2026重庆卷）从金精矿(含、和等)提取金的一种综合利用工艺流程包括如下三个过程： （1）焙烧金精矿 ①S元素位于周期表第_________周期。 ②焙烧前，将矿石研磨成粉末的作用是_________。 ③焙烧时，分解为和气态，该化学方程式为_________。 ④烟气中含有和等物质。已知分子为正四面体形，分子结构可视为4个原子分别嵌入的4条棱上，则分子的结构有_________种。 （2）制备硫代硫酸盐 ①气体a的化学式为_________。 ②固体Ⅰ和固体Ⅱ是两种非金属单质，其名称分别为_________。 （3）提取金 ①浸金过程中，在的作用下与生成，其离子方程式为_________。 ②浸金时需加入氨水使溶液呈碱性。若碱性过强，置换过程中会有，生成而影响提金的效果。25℃时，溶液中，，为确保不转化为沉淀，理论上不应高于_________。( ，)。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 19.工艺流程综合 ．刷题秘诀🔑 一、结构分析 二、破题方法🔑 1.首尾分析法 首先对比分析流程图中第一种物质(原料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。 2.分段分析法 对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用分段分析法更容易找到解题的切入点。 3.交叉分析法 有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品。这种题适合用交叉分析法,就是将提供的工艺流程示意图结合常见物质的制取原理划分成几条生产流水线,然后交叉分析。 第一部分 工业流程类答题规范 1．粉碎、研磨的目的 减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。 2．灼烧、焙烧、煅烧的目的 除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。或改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土和石灰石。 3．除杂 除去……中的…… 4．干燥 除去……气体中的水蒸气，防止…… 5．增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施 搅拌、适当升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)、增大浸出液的浓度、固体粉碎增大接触面积。 6．提高固体的焙烧效率方法 增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等。 7．加热的目的 加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。 8．温度不高于××℃的原因 适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2．NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。 9．温度不低于××℃的原因 加快反应速率或者对于吸热反应而言可是平衡正移，增加产率。 10.从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法 蒸发浓缩(至少有晶膜出现)→冷却结晶→过滤→洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥。 11．从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法 蒸发浓缩→趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)→洗涤→干燥。 12．控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀 调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等，以避免引入新的杂质；沉淀时pH范围的确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。 13．减压蒸馏(减压蒸发)的原因 减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2．浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。 14．检验溶液中离子是否沉淀完全的方法 将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。 15．洗涤沉淀 沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。 16．检验沉淀是否洗涤干净的方法 取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。 17．洗涤沉淀的目的 除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。冰水洗、热水洗、乙醇洗等洗去晶体表面的可溶性杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 18．冰水洗涤的目的 洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，最终提高产品产率。 19．乙醇洗涤的目的 a．降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗；b．除去固体表面吸附的杂质；c．乙醇挥发带出水分，得到较干燥的产物。 20.蒸发、反应时的气体氛围 抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。 21．事先煮沸溶液的原因 除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气)，防止某物质被氧化。 22．将矿石粉碎的原因 增大矿石与其他物质(××溶液或××气体)的接触面积，加快反应速率(或提高浸出率)。 23．用热碳酸钠溶液洗涤废铁屑等原料的原因 用碳酸钠溶液水解显碱性的特点清除废铁屑表面的油污。 24．用过量盐酸溶解废铁屑的原因 盐酸除了与废铁屑反应外还有抑制Fe2＋水解，防止生成Fe(OH)2沉淀的作用。 25．过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因 玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘。 26．趁热过滤的原因即操作 防止过滤一种晶体或杂质的过程中，因降温而析出另一种晶体，减少过滤时间、保持过滤温度，防止××杂质析出；操作：已预热的布氏漏斗趁热抽滤。 ①要滤渣(产品)：防止降温时析出杂质而影响产品纯度或减少产品溶解损耗，如：NaCl (KNO3)。 ②要滤液(产品)：防止降温时析出产品(溶解度随温度增大而增大)而损耗(除去溶解度小或难溶的杂质)。 27．“趁热过滤”后，有时先往滤液中加入少量水，加热至沸，然后再“冷却结晶”目的 稀释溶液，防止降温过程中××析出，提高产品的纯度。 28．水浴加热的好处 受热均匀，温度可控，且温度不超过100℃。 29．过滤的沉淀欲称重之前的操作 过滤，洗涤，干燥，(在干燥器中)冷却，称重。 30.减压过滤的目的 加快过滤速度，得到更干燥的沉淀。 31．减压烘干的目的 降低产品的烘干温度，防止产品分解。 🔍模拟演练 1. 过氧化锶(SrO2，受热易分解)在工业上常用作家庭及工业用漂白剂、氧化剂等。回收利用含锶废渣(主要含有、以及少量SiO2)制备的工艺流程如图所示。 已知：室温下，BaSO4的Ksp为，的Ksp为；残留在溶液中的离子浓度不大于时，视为离子完全沉淀。 回答下列问题： （1）Sr元素位于元素周期表的ⅡA族，则SrO2的电子式为___________。 （2）“浸取”时，将含锶废渣粉碎的目的是___________。 （3）“滤渣1”的主要成分是___________、___________(填化学式)。 （4）结合BaSO4和SrSO4的Ksp，解释“浸取”时加入BaCl2溶液的作用：___________。 （5）“制备”时，需要在冷水浴的条件下进行的原因是___________(填一条)；写出“制备”过程发生反应的化学方程式：___________。 【答案】（1） （2）增大接触面积，加快浸取速率，使反应更充分 （3） ①. ②. （4），与中结合生成沉淀，促进溶解，提高锶的浸出率 （5） ①. 防止分解 ②. 【解析】 【分析】含锶废渣（主要含、及少量）先经浸取：加入稀盐酸和溶液，与盐酸反应溶解，不溶，同时与中的结合生成更难溶的，过滤得到滤渣1（、）；随后向滤液中加入适量稀硫酸，除去过量的，过滤得到滤渣2（），制得溶液；最后在冷水浴条件下，向溶液中加入和，反应生成。 【小问1详解】 是第ⅡA族元素，化合价为，过氧化锶中含有过氧根离子（），电子式为：； 【小问2详解】 将含锶废渣粉碎，可增大反应物接触面积，加快浸取速率，使反应更充分，提高锶的浸出率； 【小问3详解】 由分析可知，滤渣1主要成分为、； 【小问4详解】 已知，可与中的结合生成更难溶的沉淀，促使溶解转化为进入溶液，提高锶的浸出率； 【小问5详解】 受热易分解，且受热可能分解或溶解度增大，冷水浴可防止分解，提高产率；与、在水溶液中反应生成，同时生成，方程式为：。 2. 砷()、锑()、铋()是同主族元素，其单质和化合物都有广泛的用途。 Ⅰ.用精炼铋的烟尘(主要成分为：、、等)为原料提取锑的流程如下图所示。 已知：、、都与盐酸反应生成氯化物，易水解生成两种氯氧锑沉淀、、、水解非常微弱。 （1）基态原子的价层电子排布图为_______，在元素周期表中的位置是_______。 （2）在“酸浸”时要不断搅拌的目的是_______。 （3）为了加快“转化”的速率，可适当升高温度，但温度不宜过高，其原因是_______。 （4）“转化”步骤中转化为的化学方程式为_______。 Ⅱ.某同学用辉铋矿制取(不溶于水)，为了测定所制产品的纯度，该同学称取样品，加入足量稀硫酸和溶液使其完全反应，再用标准溶液滴定生成的，平行滴定三次，三次平均消耗标准液的体积为(杂质不参加反应)。 （5）达到滴定终点时的现象是_______，产品的纯度为_______。 【答案】（1） ①. ②. 第五周期第ⅤA族 （2）加快反应速率和提高“酸浸”效率 （3）温度过高氨水会挥发，增加了成本 （4） （5） ①. 当滴入最后半滴标准液，溶液的紫红色恰好褪去，且30s内不变为紫红色 ②. 或 【解析】 【分析】精炼铋的烟尘首先经过酸浸，烟尘中三种氧化物都和盐酸反应，转化为可溶的氯化物、、​进入溶液。接着对溶液进行水解步骤，加水稀释后，利用易水解生成氯氧锑沉淀、水解微弱的性质，过滤后，、杂质留在滤液1中除去，滤渣为锑的氯氧化合物。然后对向滤渣中加氨水将氯氧锑沉淀转化为​，滤液2为含氯化铵的溶液，滤渣得到纯净，最后对固体还原熔炼，用碳还原，得到金属锑。 【小问1详解】 As是33号元素，价电子排布为4s24p3，符合洪特规则排布得到排布图； Sb与As同主族，位于As下一周期，因此在周期表中位置为第五周期第ⅤA族。 【小问2详解】 酸浸为固液反应，搅拌可以增大接触面积，加快反应，提升浸出率，为工业流程中搅拌的常见作用。 【小问3详解】 转化步骤加入氨水，氨水受热易挥发、易分解，温度过高会造成反应物损失，降低转化效率。 【小问4详解】 根据原子守恒配平反应，Sb4O5Cl2与氨水反应生成Sb2O3，同时生成氯化铵和水，配平后得到答案。 【小问5详解】 待测液中为紫红色，滴定终点时​完全反应，因此现象为溶液由紫红色变为无色，且半分钟不恢复原色； 根据反应关系：，可得，摩尔质量为，因此产品纯度为。 3. （福州适应五） 铟()是一种稀有贵金属，从高铟烟灰渣(主要含、以及少量、、)中回收铟的工艺流程如下： 已知：时，，。 （1）基态铟原子的未成对电子数有________个。 （2）“氧化酸浸”时不能用浓盐酸代替硫酸的原因是___________________________。 （3）“氧化酸浸”后，滤液含有的金属阳离子除Mn2+外还有_____________________。 （4）“还原铁”发生反应的离子方程式为______________________________________。 （5）“置换”中Zn与HInCl4溶液反应的化学方程式为__________________________。 （6）酸浸滤渣中铅含量测定。准确称取滤渣样品4.460g，投入20mL1.00的Na2CO3溶液浸泡，充分反应后抽滤。将所得滤饼投入30mL1.00HNO3充分溶解，过滤，蒸馏水洗涤沉淀，并将洗涤液和滤液都转移至100.00mL容量瓶中定容。取25mL溶液，加入指示剂后用0.100的EDTA标准溶液(Na2H2Y)滴定至终点(离子方程式为Pb2+ + H2Y2- = PbY2- + 2H+)，消耗EDTA标准液15.00mL，则滤渣中铅的质量分数(以PbO计)为_________%。 （7）一种铜铟镓硒，其晶胞结构如图所示。 0①若该晶体中与的个数比为3∶2，则_____________。 ②原子分数坐标为(0，0，0)，则原子分数坐标为_________________。 【答案】（1）1 （2）防止生成，污染环境 （3）、 （4） （5）或 （6）30.00(或30) （7） ①. 0.4 ②. 【解析】 【分析】该流程的目的，是从高铟烟灰中回收铟。高铟烟灰中主要含In2O3、In2S3，还含少量PbO、Fe2O3、SiO2。首先加入MnO2、H2SO4并加热进行“氧化酸浸”，In2O3、In2S3中的铟转化为In3+进入滤液，Fe2O3与酸反应生成Fe3+进入滤液，MnO2被还原为Mn2+；PbO与H2SO4反应生成难溶的PbSO4，SiO2不与酸反应，所以PbSO4和SiO2主要留在滤渣中。然后加入Na2SO3进行“还原铁”，将Fe3+还原为Fe2+，便于后续萃取分离。之后用萃取剂萃取铟，再用反萃取剂得到HInCl4溶液，最后用Zn置换出粗铟，再经电解精炼得到较纯的铟； 【小问1详解】 铟的原子序数为49，基态铟原子的核外电子排布可表示为[Kr]4d10 5s2 5p1，其中4d轨道已充满，5s轨道成对，只有5p轨道中有1个未成对电子，因此基态铟原子的未成对电子数为1个； 【小问2详解】 “氧化酸浸”中加入了MnO2，MnO2在酸性条件下具有强氧化性。如果用浓盐酸代替硫酸，浓盐酸中的Cl-会被MnO2氧化生成Cl2，反应为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。Cl2有毒，会污染环境，也会增加尾气处理负担，因此不能用浓盐酸代替硫酸； 【小问3详解】 “氧化酸浸”后，In2O3、In2S3中的铟被转化为In3+进入滤液，Fe2O3与酸反应生成Fe3+进入滤液，MnO2被还原为Mn2+进入滤液；而PbO与H2SO4反应生成难溶的PbSO4，SiO2不溶于酸，主要留在滤渣中。因此滤液中除Mn2+外，还含有的金属阳离子主要是Fe3+、In3+； 【小问4详解】 “还原铁”时加入Na2SO3，具有还原性，可以将Fe3+还原为Fe2+，自身被氧化为。根据氧化还原配平，Fe3+得到电子生成Fe2+，失去电子生成，酸性条件下用H2O和H+配平，离子方程式为：2Fe3+++H2O=2Fe2+++2H+； 【小问5详解】 HInCl4溶液中铟为+3价，Zn比In活泼，可将In3+还原为金属In，Zn自身被氧化为Zn2+。若只体现Zn置换In3+，可写为： 3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl。 若考虑酸性溶液中Zn还可与H+反应放出H2，也可写为： 4Zn+2HInCl4=2In+4ZnCl2+H2↑； 【小问6详解】 酸浸滤渣中的铅主要以PbSO4形式存在。加入Na2CO3溶液后，由于Ksp(PbCO3)=7.4×10-14小于Ksp(PbSO4)=1.6×10-8，PbSO4可转化为更难溶的PbCO3：PbSO4(s)+=PbCO3(s)+。随后用HNO3溶解PbCO3，使Pb转化为Pb2+进入溶液，再用EDTA滴定。由反应Pb2++=+2H+可知，Pb2+与EDTA按1:1反应。取25.00mL溶液消耗0.100mol/L EDTA15.00mL，则25.00mL溶液中n(Pb2+)=0.100×15.00×10-3=1.500×10-3mol，100.00mL容量瓶中n(Pb2+)=1.500×10-3×=6.000×10-3mol。以PbO计，m(PbO)=6.000×10-3×223=1.338g，所以滤渣中铅的质量分数为×100%=30.00%； 【小问7详解】 ①晶体化学式为CuIn1-yGaySe2，In和Ga占据同一类晶体位置，二者总量为1。若晶体中In与Ga的个数比为3:2，则(1-y):y=3:2，解得y==0.4； ②分数坐标是指某原子在x、y、z方向上的实际坐标分别除以晶胞在对应方向上的边长。以T原子为坐标原点(0，0，0)，由图可知，R原子在x方向位于处，在y方向位于处，在z方向位于处，因此R原子的分数坐标为(，，)。 4. （安徽A10联盟）碳化锆(ZrC)具有优异的高温机械性能，良好的耐磨性和腐蚀性等优异的性能而成为高温材料的“扛把子”。一种从含锆废料(主要含有、、CuO和)提取碳化锆的工艺流程如下图所示： 已知：①高温氯化时含锆废料中的非氧元素均生成相应的氯化物，难溶于水， ②易水解，在331℃时开始升华 回答下列有关问题： （1）写出高温氯化时C、和反应生成和氯化物的化学方程式_______。 （2）滤液1的成分为NaOH和_______。 （3）写出酸溶时，硫酸与反应生成的离子方程式_______。 （4）除铜时，滤液2溶液中形成配位键的配体是_______，过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______，该流程中循环利用的物质是_______。(填名称) （5）完成从和沉淀的混合物中制取的实验设计：将和固体受热分解制得干燥的氧化铁和二氧化锆混合物，将氧化铁和二氧化锆混合物和一定量的炭黑，混合均匀后放入瓷舟，将瓷舟置于瓷管中，在_______流中加热到500℃进行煅烧，用捕集器在室温下收集含氯产物。在60cm长的管子中，在300~350℃于氢气流中将其_______，以除去氯化锆中的氧化物及三氯化铁。 （6）若含锆废料中含有的质量分数是49.2%，在制备的过程中损失10%的锆元素，则1kg含锆废料理论上能够制得ZrC的质量是_______g。 【答案】（1） （2） （3） （4） ①. ②. 漏斗 ③. 氯气 （5） ①. 氯气 ②. 升华 （6）370.8 【解析】 【分析】含锆废料(主要含有、、CuO和)提取碳化锆的工艺流程第一步加入C、进行“高温氯化”，锆废料中的非氧元素均生成相应的氯化物，故进入“碱溶”的是、、、；“碱溶”生成的、、难溶于水，易水解，碱性条件下生成；“酸溶”时，硫酸与反应生成、硫酸与反应生成、硫酸与反应生成；“除铜”时向含有的溶液中加入过量氨水得到铜氨溶液，、在氨水中转化为氢氧化物、进入后续流程。 【小问1详解】 高温氯化时C、和反应生成和氯化物的化学方程式。 【小问2详解】 滤液1的成分为NaOH和。 【小问3详解】 酸溶时，硫酸与反应生成的离子方程式：。 【小问4详解】 除铜时，滤液2溶液中是铜氨溶液，形成配位键的配体是； 过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗； ZrCl4高温下与氧气反应得到ZrO2和氯气，氯气返回到高温氯化步骤循环使用。 【小问5详解】 将和固体受热分解制得干燥的氧化铁和二氧化锆混合物，将氧化铁和二氧化锆混合物和一定量的炭黑，混合均匀后放入瓷舟，将瓷舟置于瓷管中，为防止得到易升华的氯化锆，需在氯气流中加热到500℃进行煅烧，用捕集器在室温下收集含氯产物。在60cm长的管子中，根据在331℃时开始升华，在300~350℃于氢气流中将其升华，以除去氯化锆中的氧化物及三氯化铁。 【小问6详解】 1kg含锆废料含有的质量分数是49.2%，故，Zr元素质量=，制备的过程中损失10%的锆元素则剩余的Zr元素的质量=，ZrC的质量=。 5. （东北三省一区二模） 一种从废钴渣［主要含Co的有机物盐及Fe(III)、Fe(II)、Mn(II)］中分离铁、锰并回收钴的工艺流程如下。 已知：①黄铵铁矾与FeOOH均易于沉降和过滤，通常为无定形胶状物；②该工艺条件下，。 回答下列问题： （1）写出基态钴原子的价层电子排布式_______。 （2）结合下表，分别对比钴渣与酸浸液中元素的含量，说明“焙烧”与“酸浸”两步工序的主要目的是_______。 元素 Co Fe 钴渣中含量 0.68 1.40 酸浸液中含量 20.38 2.44 （3）“一次沉铁”中发生反应的化学方程式为_______。 （4）若“二次沉铁”的初始浓度为，为避免生成，应控制溶液的_______(保留1位小数)。确定已被除尽的试剂是_______(填化学式)。 （5）“二次沉铁”完毕后得到的滤液中所含金属离子有、_______。 （6）“氧化沉铁锰”中发生反应的离子方程式为_______。研究表明，在该步骤中控制pH为4.5，可保证铁沉淀完全。实际操作中，须不断滴加溶液，结合相关反应说明其必要性_______。 【答案】（1） （2）富集Co元素 （3） （4） ①. 2.0 ②. KSCN （5） （6） ①. ②. 在氧化沉锰步骤中有生成，滴加溶液，可维持pH为4.5 【解析】 【分析】废钴渣［主要含Co的有机物盐及Fe(III)、Fe(II)、Mn(II)］焙烧，加入硫酸生成Co2+、Fe3+、Fe2+、Mn2+，加入硫酸铵生成黄铵铁矾，过滤后滤液加入Na2CO3生成FeOOH，氧化沉铁过滤得到Mn3O4和FeOOH，含钴液回收利用，据此分析； 【小问1详解】 钴是第27号元素，基态钴原子的价层电子排布式； 【小问2详解】 由钴的含量可知，“焙烧”与“酸浸”两步工序的主要目的是富集Co元素； 【小问3详解】 “一次沉铁”硫酸铁和硫酸铵生成黄铵铁矾，化学方程式为； 【小问4详解】 的初始浓度为，则的初始浓度为，，，则pH=2；检验是否存在的试剂是KSCN； 【小问5详解】 “二次沉铁”完毕后得到的滤液中所含金属离子有、； 【小问6详解】 “氧化沉铁锰”中被氧化，离子方程式为；研究表明，在该步骤中控制pH为4.5，可保证铁沉淀完全。实际操作中，须不断滴加溶液，结合相关反应说明其必要性在氧化沉锰步骤中有生成，滴加溶液，可维持pH为4.5。 6. （山东大学附中）金属镓被称为“电子工业脊梁”，氮化镓()、氧化镓是第三代、第四代半导体的主要材料。由炼锌矿渣[主要含铁酸锌、铁酸镓、钛酸亚铁、]制取氮化镓的部分工艺流程如图所示： 已知：①镓和铝同主族，化学性质相似；20℃时，氯化镓的溶解度为，且温度升高，溶解度明显增大； ②“酸浸”时，钛元素以形式存在，室温下极易水解得到；矿渣经“酸浸”后所得“浸出液”中含有、、、等离子； ③金属离子浓度时可认为沉淀完全； ④20℃时，金属离子形成氢氧化物沉淀的及金属离子的萃取率，如表： 金属离子 开始沉淀 8.0 1.7 5.5 3.0 0.4 沉淀完全 9.6 3.2 8.0 4.9 1.1 萃取率(%) 0 99 0 97~98.5 回答下列问题： （1）“酸浸”时发生反应的离子方程式为：_______。 （2）“浸出液”消耗的实际用量多于理论用量可能的原因是_______。 （3）“滤液2”可用于回收硫酸锌，则“滤液1”需调节的范围是_______；加入的“固体M”最好为_______(写化学式)。 （4）反萃取后水溶液中镓元素以_______(用化学用语表示)形式存在。 （5）“操作4”是指_______、_______、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （6）20℃时，水解得到的反应的平衡常数_______。 【答案】（1） （2）氧化产生的会催化分解 （3） ①. ②. （4） （5） ①. 在气氛下蒸发浓缩 ②. 趁热过滤 （6）102.8 【解析】 【分析】酸浸：炼锌矿渣[主要含、、、]加入硫酸，不溶，其余金属氧化物溶解生成、、、、等离子。氧化：加入，将溶液中的氧化为，以便后续通过调节 pH 除去铁。操作1（调 pH）：调节pH使和沉淀。滤渣1主要为和。滤液1含有和。操作2（调 pH）：调节pH分离和。根据表格数据，在pH 4.9时沉淀完全，而在pH 5.5时才开始沉淀。因此调节pH在4.9~5.5之间，使沉淀为滤渣2，滤液2主要为硫酸锌溶液。萃取与反萃取：滤渣2加入硫酸和固体 M 溶解后，加入萃取剂萃取。有机层加入 NaOH 溶液反萃取，  转化为四羟基合镓酸根进入水层。操作4：水层加入盐酸酸化，得到氯化镓溶液。由于氯化镓溶解度随温度升高明显增大，需经过蒸发浓缩、趁热过滤等步骤得到晶体。高温气相沉积：与反应生成。 【小问1详解】 是一种铁酸盐，在酸性条件下发生分解，生成镓离子、铁离子和水。化学方程式为： ，改写为离子方程式： 。 【小问2详解】 加入的目的是将氧化为。实际用量偏多可能是因为自身不稳定，在催化下发生分解。 【小问3详解】 ①滤液1含有和。为了得到较纯净的滤液2，需要将完全沉淀分离出去，同时防止沉淀。根据表格，沉淀完全的pH为4.9，开始沉淀的pH为5.5。因此pH应控制在。 ②滤渣2是，加入硫酸溶解后得到含有的溶液。为了便于后续萃取，通常加入还原剂将可能存在的还原为（因为的萃取率高达99%，而为0，这样可以防止铁杂质进入有机层）。加入固体 M 后加硫酸溶解，且不能引入新杂质，最好选用。 【小问4详解】 已知镓和铝同主族，化学性质相似。氢氧化镓是两性氢氧化物，能溶于强碱 NaOH 溶液中，生成。 【小问5详解】 水层加入盐酸后得到溶液。已知20℃时氯化镓溶解度为180 g，且温度升高溶解度明显增大。为了防止水解，从溶液中获得晶体需要在气氛下蒸发浓缩，然后趁热过滤，再冷却结晶。 【小问6详解】 水解的离子方程式为： ，平衡常数表达式为。根据已知条件③，金属离子浓度时可认为沉淀完全。由表格可知，沉淀完全的pH为1.1。此时，。代入计算： 。 7. （十堰五月适应考试） 钪及其化合物具有许多优良的性能，在特种钢铁、有色合金、高性能陶瓷等领域有着广泛的应用。一种从某矿石(含、Co和Mn的氧化物、二氧化硅等)中提取氧化钪的流程如图所示： 已知：常温下、、、，当溶液中离子浓度时，认为该离子已完全除去。 回答下列问题： （1）已知中Fe为+3价，Sc为+3价和+2价，则该氧化物中+3价Sc和+2价Sc的个数比为_______。 （2）“萃取”步骤中常用的萃取剂有两种，其结构简式如图所示： 根据P204和P227的结构，可以得出两种萃取剂的酸性大小：P204_______P227(填“<”或“>”)，原因是_______。 （3）加入HCHO的主要目的是将转化为，该过程中还生成一种无色无毒的气体，则该反应的离子方程式为_______。 （4）“萃取”后的水相中，用氨气“调pH”的目的是除掉，检验沉淀完全的试剂为_______(填试剂名称)；该步骤中常温下调节pH的范围是_______。 （5）晶体的一种晶胞结构如图1(C)所示，晶胞可看成由A、B单元按C方式交替排布构成，“”表示“”表示、“”表示，则该晶体的化学式为_______，设为阿伏加德罗常数的值，晶胞的边长为anm，则该晶体的密度为_______(用含、a的代数式表示，列出计算式即可)。 【答案】（1）2∶1 （2） ①. > ②. P204结构中的RO-是吸电子基团,会使极性增强,更容易电离 （3） （4） ①. 硫氰化钾溶液 ②. （5） ①. ②. 【解析】 【分析】本题为工业流程题，从某矿石中提炼金属钪，首先用盐酸溶解原料，再用甲醛将三价钪还原为二价钪，萃取后，再用氨气调节pH除去三价铁，再用草酸沉钪，灼烧后得到产品，以此解题。 【小问1详解】 设氧化物中Sc3+的个数为x，Sc2+的个数为y，则x+y=3。 根据电荷守恒：3x+2y+3×8=2×16⇒3x+2y=8，联立解得：x=2，y=1，则该氧化物中+3价Sc和+2价Sc的个数比为2∶1； 【小问2详解】 P204结构中的RO-是吸电子基团，会使极性增强,更容易电离，导致酸性增强，使得萃取剂的酸性大小：P204>P227；故答案为：>；P204结构中的RO-是吸电子基团,会使极性增强,更容易电离； 【小问3详解】 HCHO的主要目的是将转化为，自身被氧化为无毒气体CO2，酸性条件下配平得上述离子方程式：； 【小问4详解】 三价铁遇到硫氰根离子显红色，则检验沉淀完全的试剂为：硫氰化钾溶液；三价铁完全沉淀时，，由得三价铁完全沉淀时氢氧根离子浓度，pH为3，Sc3+不沉淀，，由得，此时氢氧根离子浓度，此时pH为4，则该步骤中常温下调节pH的范围是； 【小问5详解】 如图可知，一个晶胞中含有A和B的个数均为4，A中氧位于体内数目为4，“●”位于体心和顶点数目为；B中氧位于体内数目为4，“●”位于顶点数目为，“△”位于体内数目为4。则一个晶胞内、●、△数目之比为32∶8∶16=4∶1∶2，则其化学式为；由①分析知，一个晶胞中含8个，则该晶体的密度为。 8. （西安中学检测三）重铬酸钠(Na2Cr2O7)是一种重要的氧化剂，以铬铁矿(FeO·Cr2O3，含 Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下： 已知：焙烧过程铬铁矿转化成 NaAlO2、Fe2O3、Na2CrO4和 Na2SiO3 根据流程信息回答下列问题： （1）焙烧时FeO·Cr2O3 转化成Fe2O3 和 Na2CrO4 的化学方程式___________ 。 （2）“浸取”过程中，可以加快反应速率的方法是___________ (写出一种即可) （3）矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度 c 与pH 的关系如图 a 所示。当溶液中可溶组分浓度时，可认为已除尽。则调节 pH 步骤， pH 的理论范围为___________ ；滤渣 2 的成份是：___________ 。 （4）加H2SO4 酸化的目的是： ___________(用离子方程式解释)，H2SO4 也可选用“焙烧”步骤产生的 ___________ (填化学式)代替。 （5）已知 Na2Cr2O7 和 Na2SO4 的溶解度随温度变化的关系如图 b，则蒸发得到“副产品”的操作包括___________ 、洗涤、干燥等步骤。 【答案】（1） （2）充分搅拌或者适当提高水的温度，加快反应速率 （3） ①. 4.5～9.3 ②. Al(OH)3、H2SiO3 （4） ①. ②. CO2 （5）蒸发浓缩、趁热过滤 【解析】 【分析】以铬铁矿(FeO·Cr2O3，含 Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠，焙烧过程产生Na2CrO4，除杂后，通过酸化得到Na2Cr2O7，再通过冷却结晶的分离方法获得。 【小问1详解】 由题意可知，生成的气体是CO2，所以化学方程式为：； 【小问2详解】 加快反应速率的方法有充分搅拌或者适当提高水的温度等； 【小问3详解】 调pH的目的是除去溶液中铝和硅元素，即 Na[Al(OH)4]和硅酸钠两种可溶性盐转化为氢氧化铝和硅酸沉淀，但又要防止氢氧化铝溶于酸生成铝盐，由图可知，pH 的理论范围为4.5～9.3；在滤液中加硫酸中和，使 Na[Al(OH)4]和硅酸钠两种可溶性盐转化为氢氧化铝和硅酸沉淀，所以滤渣 2 的成份是Al(OH)3、H2SiO3 【小问4详解】 由图可知，酸性条件下可转变为：； CO2是酸性气体，也能降低溶液pH。 【小问5详解】 结晶水合物一般通过蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥等步骤获得。 9. （西安85中学期末）FeOOH为一种不溶于水的黄色固体，在染料工业中有着重要的作用。某工厂以Fe2O3废料(含少量SiO2、FeO等)为原料制备FeOOH，流程如图所示： （1）为提高“酸浸”的速率，可采取的措施有___________(任填两种)。 （2）“废渣”的主要成分为___________(填化学式)。 （3）“试剂X”宜选择的是___________(填序号)。 A. 双氧水 B. 铁粉 C. 氯水 D. 铜粉 （4）向“滤液2”中加入乙醇即可析出晶体，乙醇的作用是___________。从“滤液2”中获得晶体的另一种方法是蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤，在实验室中进行洗涤沉淀的操作是___________。 （5）由转化为FeOOH的离子方程式是___________。 （6）硫酸亚铁晶体()在医药上可作补血剂。用酸性溶液可测定补血剂药片中铁元素含量，其原理是(未配平，且药片中其他成分与不反应)。实验测得10片补血剂药片共消耗a mL 0.0200酸性 溶液，则每片补血剂药片中含有的质量为___________(用a的代数式表示)。 【答案】（1）粉碎废料、适当升温或适当增加硫酸浓度或充分搅拌等 （2）SiO2 （3）B （4） ①. 降低溶解度，利于其析出晶体 ②. 冷却结晶 ③. 用玻璃棒引流向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，待液体流下，重复操作2～3次 （5）4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O （6） 【解析】 【分析】由题给流程可知，向废料中加入稀硫酸酸浸，铁的氧化物溶解转化为硫酸盐，二氧化硅不反应，过滤得到含有二氧化硅的废渣和滤液1；向滤液1中加入过量铁粉，将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，过滤得到滤液2，则“试剂X”为铁粉；向滤液2中加入乙醇，降低的溶解度，析出七水硫酸亚铁晶体，过滤得到滤液3和七水硫酸亚铁晶体；向硫酸亚铁晶体中加入氢氧化钠溶液、通入空气，将溶液中的亚铁离子转化为FeOOH沉淀，过滤得到FeOOH和滤液4。 【小问1详解】 粉碎废料、适当升温、适当增加硫酸浓度、充分搅拌等措施能提高“酸浸”的速率； 【小问2详解】 由分析可知，“废渣”的主要成分为二氧化硅，化学式为SiO2； 【小问3详解】 由分析可知，“试剂X” 为铁粉，加入过量铁粉的目的是将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，故选B； 【小问4详解】 由分析可知，向滤液2中加入乙醇的目的是降低的溶解度，便于析出七水硫酸亚铁晶体；滤液2还可以经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸亚铁晶体；在实验室中进行洗涤沉淀的操作为用玻璃棒引流向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，待液体流下，重复操作2～3次； 【小问5详解】 由分析可知，向硫酸亚铁晶体中加入氢氧化钠溶液、通入空气的目的是将溶液中的亚铁离子转化为FeOOH沉淀，反应的离子方程式为4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O； 【小问6详解】 亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为，实验测得10片补血剂药片共消耗a mL 0.0200mol/L酸性高锰酸钾溶液，则一片补血剂药片中含七水硫酸亚铁的质量为0.0200mol/L×a×10-3L×5××278g/mol=2.78a×10−3g。 10. （厦门一中12月考）磷尾矿是磷矿石浮选过程中排放的工业废弃物，主要含有和，工业上通过以下流程从磷尾矿中提取钙、镁、磷，具有较高的经济与生态环境效应。 （1）基态磷原子价层电子的轨道表示式为_______。 （2）如图是不同煅烧温度下磷尾矿的X射线衍射图谱，通过测定矿物晶体结构获得其组成信息，如(a)图表示600℃矿物由、组成，即尚未分解。由图可知分解温度_______(填“>”、“＜”或“=”)，磷尾矿在900℃条件下煅烧的方程式为_______。 （3）“浸钙”时加入一定量0.1 mol/L的溶液，若浸取液Ⅰ中为，则此时溶液中_______(结果保留2位有效数字)，已知，。 （4）“沉钙”反应的离子方程式为_______。 （5）浸取液Ⅱ中的含量可以铬黑T(以表示)为指示剂，用EDTA(以表示)标准液滴定测得，已知： ①滴定终点时锥形瓶中溶液颜色变化为_______。 ②滴定分析发现，将温度从40℃升高到90℃可以显著提高“浸镁”效率，从化学平衡的角度分析原因_______。 （6）“酸解”反应制备的化学方程式为_______。 【答案】（1） （2） ①. > ②. （3）0.0018 （4） （5） ①. 酒红色变蓝色 ②. ，温度升高，随大量氨逸出，平衡正向移动 （6） 【解析】 【分析】在处理磷尾矿的流程中，首先将磷尾矿置于900℃下煅烧，得到气体A，由磷尾矿的成分可推知气体A为CO2，向煅粉中加入NH4Cl浸钙，得到含Ca2+的浸取液Ⅰ，将CO2通入浸取液Ⅰ得到CaCO3，向浸钙后剩余固体中加入(NH4)2SO4浸镁，得到含Mg2+的浸取液Ⅱ，再将Mg2+沉淀得Mg(OH)2，最后向残留固体中加入浓硫酸酸解，生成H3PO4、CaSO4（固体C）和HF（气体B），从而实现钙、镁、磷的分离与提取；据此回答。 【小问1详解】 根据构造原理，基态磷原子的价层电子排布式为3s23p3，根据泡利原理、洪特规则，磷原子的价层电子轨道表示式为； 【小问2详解】 由X射线衍射图谱可知，600℃下该矿物尚未分解， 800℃下含Mg化合物只检测出MgO，说明MgCO3已完全分解，除Ca5(PO4)3F外，含Ca化合物检测出CaCO3和CaO，说明CaCO3发生分解，但未分解完全，900℃下未检测出碳酸盐，说明CaCO3·MgCO3已完全分解，因此CaCO3的分解温度大于MgCO3的分解温度，900℃下磷尾矿煅烧的方程式为； 【小问3详解】 浸取液中存在平衡，故，且，所以，而加入0.1 mol/L的NH4Cl后，可认为体系中，故； 【小问4详解】 由分析可知，沉钙过程中通入了CO2，故该过程的离子方程式为； 【小问5详解】 ①滴定开始时将铬黑T加入含Mg2+的待测液中，铬黑T与Mg2+结合呈酒红色，用EDTA滴定后，EDTA与Mg2+结合，解除了铬黑T与Mg2+的结合，铬黑T指示剂恢复为蓝色，所以滴定终点时，锥形瓶中溶液颜色由酒红色变为蓝色； ②浸镁时发生反应，温度升高，大量逸出，使得平衡正向移动，可以显著提高浸镁效率； 【小问6详解】 酸解前已将CaCO3·MgCO3除去，剩余固体成分为Ca5(PO4)3F，其与浓硫酸反应得到磷酸、气体B和固体C，反应方程式为。 11. （武汉四中12月月考）盐湖卤水(主要含、、、、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。 （1）含硼固体中的在水中存在平衡：(常温下，)；与溶液反应可制备硼砂。常温下，在硼砂溶液中，水解生成等物质的量浓度的和，该水解反应的离子方程式为______，该溶液______。 （2）滤渣Ⅰ的主要成分是______(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在______以下。 （3）精制Ⅱ的目的是______。 （4）进行操作X时应选择的试剂是______(填化学式)，若不进行该操作而直接浓缩，将导致______。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 、 ②. （3）将精制Ⅰ所得到滤液中的转化为 (或除去精制Ⅰ引入的)，提高纯度 （4） ①. ②. 浓度过大使过早沉淀，即浓缩结晶得到的中混有，产率减小 【解析】 【分析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱硼后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，晶体中含有大量，煅烧后生成HCl气体，烧渣水浸后过滤，得到固体为MgO，滤液中含有、、、等，加生石灰后产生沉淀，滤渣Ⅰ的主要成分为、，微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀，滤渣Ⅱ为，精制Ⅱ所得滤液经操作X后，浓缩结晶、过滤得到氯化钠，即操作X是加入盐酸，进行中和，浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂，得到，据此解答： 【小问1详解】 根据题意可知。该水解反应的方程式为，产物为等物质的量的和，由电离常数，因，故，； 【小问2详解】 由分析可知，滤渣I的主要成分是、，根据溶度积计算公式，代入得：，即需要控制在该浓度以下防止提前沉淀； 【小问3详解】 由分析可知，精制Ⅰ中，烧渣水浸后的滤液中加生石灰后产生的滤渣Ⅰ的主要成分为、，由于微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的，还需要除去，因此，精制Ⅱ的目的是加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的转化为（或除去精制Ⅰ所得滤液中的），提高纯度； 【小问4详解】 经过前面加生石灰、纯碱后，溶液呈碱性，含过量、，加盐酸可中和除去这些离子，若不酸化，溶液中浓度较高，浓缩时浓度升高，会提前析出，随NaCl被除去，造成锂损失，降低产率。 12. （无锡12月联考）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。 （1）一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH： 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： ①“滤渣1”中金属元素主要为___________。 ②“过滤1”后的溶液中加入的MnO2应足量，如何设计实验证明该步骤反应已完全？___________。 ③“氧化沉钴”中Co2+生成Co(OH)3的离子方程式为___________。 ④“除钴液”中残留的Co3+浓度为___________。 （2）Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如下图所示，则该氧化物的化学式为___________。 （3）Co3O4在磁性材料、电化学领域应用广泛，CoC2O4·2H2O热分解可制备Co3O4。准确称取4.575g CoC2O4·2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如下图所示(已知385℃及以上残留固体均为金属氧化物，CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183g/mol)。 经测定，温度为205~385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，则AB段消耗的O2在标准状况下的体积为___________L。(写出计算过程，结果保留2位有效数字) 【答案】（1） ①. Pb ②. 取少量反应后的溶液，加入，若不出现蓝色沉淀，则说明反应已完全 ③. ④. 10-16.7 （2）MnO2 （3）0.37 【解析】 【分析】由题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣，得到含有Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+等离子的溶液，Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的PbSO4，则“滤渣1”为“酸浸”时生成的PbSO4，向滤液中加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入ZnO调节pH=4使Fe3+完全转化为Fe(OH)3，则“滤渣Ⅱ”的主要成分为Fe(OH)3，滤液中的金属离子主要是Co2+、Zn2+和Mn2+，最后“氧化沉钴”，加入强氧化剂KMnO4，将溶液中Co2+氧化为Co3+，在pH=5时Co3+形成沉淀Co(OH)3，而KMnO4则被还原为MnO2，KMnO4还会与溶液中的Mn2+发生归中反应生成MnO2，得到Co(OH)3和MnO2的混合物，“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4，据此解答； 【小问1详解】 ①根据分析可知，“滤渣1”主要是PbSO4，金属元素主要为Pb； ②“过滤1”后的溶液中加入的MnO2应足量，则无Fe2+，实验步骤：取少量反应后的溶液，加入，若不出现蓝色沉淀，则说明反应已完全； ③由分析可知，该过程发生氧化还原反应，根据分析反应物、产物与反应环境(pH=5)，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出离子方程式：； ④由表中完全沉淀可知，，“除钴液”中，pH=5，； 【小问2详解】 根据“均摊法”，晶胞中含个Mn、个O，则该氧化物化学式为MnO2； 【小问3详解】 4.575g的CoC2O4·2H2O的物质的量为0.025mol，其中结晶水的质量为0.025×2×18g/mol=0.9g，m(CoC2O4)=4.575g-0.9g=3.675g，则A点为CoC2O4，Co元素的质量为0.025mol×59g/mol=1.475g，B点固体为金属氧化物，根据元素守恒n(O)=，n(Co)：n(O)=0.025：0.033=3：4，则B为Co3O4；205～385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，AB段反应方程式为3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2，则消耗氧气的体积为0.37L。 13. （无锡12月联考） 实验室从电解铜阳极泥（含等）中提取硒及银、金等贵金属，过程如下： 已知：①升华温度为． ②氯化法提取的原理：在溶有的盐酸中可反应生成溶液，可被还原为． （1）“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧，所得固体有等．“焙烧”时采用低温的目的是_____． （2）“浸出”时先加入稀硫酸，再加入盐酸．加盐酸时发生反应：．该反应平衡常数______．[已知，] （3）“浸出渣”中含有及少量惰性物质． ①用溶液浸取浸出渣得到含溶液，用甲醛还原可生成银．碱性条件下，用甲醛还原生成银和的离子反应方程式为：_______． ②补充完整以浸出渣为原料回收的实验方案：_______，得到金．（实验中须使用如图所示实验装置及以下试剂：、盐酸，溶液，溶液） （4）通过如下步骤测定粗硒样品中的质量分数： 步骤1：准确称取粗硒样品，加入足量硝酸充分溶解生成溶液，配成溶液； 步骤2：取所配溶液于锥形瓶中，加入和溶液，使之充分反应； 步骤3：滴入滴淀粉指示剂，振荡，逐滴加入物质的量浓度为的溶液标准溶液滴定至终点，恰好完全反应，消耗标准溶液． 已知： 计算粗硒样品中的质量分数，并写出计算过程______。 【答案】（1）防止因升华导致硒的回收率降低 （2） （3） ①. ②. 向浸出渣中加入一定量的盐酸，从导管a处通入至（黄色）固体不再溶解，过滤，向滤液中加入溶液，至向上层清液中继续滴加溶液不再产生沉淀时停止滴加，过滤，洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入溶液不再产生沉淀 （4） 【解析】 【分析】阳极泥（含Cu、Au、Ag2Se、Cu2Se等）焙烧，得到CuO、Au、CuSeO3、CuSeO4、Ag2SeO3、SeO2，后加入盐酸，再加硫酸酸浸，浸出渣可制得Ag与金， 【小问1详解】 “焙烧”时采用低温的目的是：SeO2升华温度为315°C，防止其升华； 【小问2详解】 K=； 【小问3详解】 ①碱性条件下，用甲醛还原[Ag(S2O3)2]3−生成银和碳酸根离子，离子反应方程式为：； ②根据题目信息，Au在溶有Cl2的盐酸中可反应生成HAuCl4溶液，HAuCl4可被还原为Au，以浸出渣为原料回收Au的实验方案：向浸出渣中加入一定量的盐酸，从导管a处通入Cl2至（黄色）固体不再溶解，过滤，向滤液中加入FeSO4溶液，至向上层清液中继续滴加FeSO4溶液不再产生沉淀时停止滴加，过滤，洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液不再产生沉淀； 【小问4详解】 根据方程式可知，n(H2SeO3)=()=()=mol，则样品中Se的质量分数。 14. 是碱性锌锰电池的电极材料，是绿色净水剂。以含有软锰矿（主要成分为）、硫铁矿（主要成分为）的矿粉为原料制备和的简易流程如图所示。 已知：部分金属离子在溶液中沉淀的pH如下表所示。 金属离子 开始沉淀的pH 1.9 7.0 8.1 完全沉淀的pH 3.2 9.0 10.1 回答下列问题： （1）气态再失去1个电子比气态再失去1个电子_______（填“难”或“易”），其原因是_______。 （2）第一次“焙烧”产生的尾气要经过_______（填化学式）溶液吸收后再排入空气中。“酸浸”中将转化成，写出该反应的离子方程式：_______。 （3）“氧化”中，实际消耗双氧水的量远大于理论计算量，其原因可能有温度升高加快双氧水分解、_______。“调pH”的范围为_______。 （4）“沉锰”中试剂X为，锰的沉淀率与温度的关系如图所示。 当温度超过60℃时，锰的沉淀率降低的主要原因可能是_______。 （5）用单线桥表示由滤渣制备反应转移电子的数目和方向：_______。 （6）高铁酸钾处理饮用水，既能消毒杀菌，又能净水，其主要原因是_______。 【答案】（1） ①. 难 ②. 基态、的价层电子排布式分别为、，再失去1个电子易形成稳定的（或其他合理答案） （2） ①. NaOH或 ②. （3） ①. 催化分解 ②. （4）温度高，加快分解 （5） （6）具有强氧化性，可使细菌变性；还原产物水解生成胶体，与水中杂质聚沉 【解析】 【分析】矿粉焙烧后，酸浸时氧化转化为，被氧化为；氧化步骤将剩余全部氧化为，调pH使沉淀分离，滤液沉锰后焙烧得到，滤渣经氧化得到。 【小问1详解】 的价电子排布为，是半充满的稳定结构，难失去电子；而失去1个电子后可得到更稳定的半充满结构，因此气态更难再失1个电子。 【小问2详解】 第一次焙烧硫铁矿会产生有毒酸性尾气，可用溶液或吸收。“酸浸”中将转化成，离子方程式为。 【小问3详解】 调节pH的目的是使完全沉淀，同时保证不沉淀，因此pH需大于完全沉淀的pH=3.2，小于开始沉淀的pH=8.1。 【小问4详解】 温度超过60℃时，受热分解，反应物浓度降低。 【小问5详解】 滤渣为，制备的单线桥表示为。 【小问6详解】 高铁酸钾中Fe为+6价，具有强氧化性，可消毒杀菌；其还原产物水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中悬浮杂质，因此可以净水。 15. （人大附中2026）钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂等方面有广泛应用。一种从炼锌废渣(含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到、的工艺如下： 已知：溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全为氢氧化物的pH。 开始沉淀的pH 1.5 6.9 — 7.4 6.2 8.1 沉淀完全的pH 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2 10.1 （1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是______。 （2）“滤渣1”中含有的金属元素主要为______。 （3）“过滤1”后的溶液，先加入，后加入ZnO。解释试剂加入的顺序及作用：______。 （4）“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式：______。 （5）“除钴液”中主要的盐：______。(化学式) （6）“过滤1”后的溶液中加入的不能换成，理由是______。 【答案】（1）增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率 （2） （3）先加将氧化为，后加调，使完全转化为沉淀而除去，避免沉淀而损失 （4）、 （5）、 （6）会氧化，无法实现只氧化的目的，造成元素损失，降低产品的产率 【解析】 【分析】炼锌废渣（含、、、的单质或氧化物）经硫酸酸浸，转化为沉淀（滤渣1），其余金属单质或氧化物转化为、、、；过滤1后，先加将氧化为，再加调，使转化为沉淀（滤渣2）同时不引入新杂质；过滤2后，加氧化剂并调，被氧化为、被氧化为，被还原为，其余离子（、、等）进入除钴液回收利用。 【小问1详解】 粉碎废渣可增大固液接触面积，加快酸浸反应速率，提高金属元素的浸取效率； 【小问2详解】 酸浸时与硫酸反应生成难溶的沉淀，故滤渣1中主要金属元素为； 【小问3详解】 先加，将溶液中的氧化为，若不氧化，直接调会使与共沉淀，造成元素损失；加可促使水解，最终完全转化为沉淀除去，而、、仍留在溶液中； 【小问4详解】 该过程发生两个氧化还原反应：被氧化为，被还原为，方程式为：；与发生归中反应生成，方程式为：； 【小问5详解】 由分析可知，除钴液中含有的阳离子为、，阴离子为，故主要盐为、； 【小问6详解】 若用代替，会将氧化的同时，也会氧化、，无法实现只氧化而不氧化的目标，会造成元素损失，降低产品的产率。 16. (衡水二中)一种以高铅粗锑氧(主要成分为PbO、Sb2O3、Sb2O5及少量As2O3、ZnO、Fe2O3等杂质)为原料生产锑白(Sb2O3)的工艺流程如图所示。 已知：①常温下，、；②溶液中某离子的浓度低于或等于时，可认为该离子已除净。回答下列问题： （1）“酸浸”工艺中，在液固比为4：1，温度为20℃的条件下，采用不同浓度的盐酸时，Sb、Pb的浸出率如表所示。则题述流程中宜采用的盐酸浓度为_______。 实验编号 盐酸浓度 Sb浸出率/% Pb浸出率/% 1 6 79.2 8.2 2 8 99.1 9.5 3 10 99.5 19.4 4 12 99.6 26.2 （2）“酸浸”后的浸取液中含有。加入锑粉“还原”的目的是___。 （3）“反应ⅰ”使溶液中的Fe2+、Zn2+除净，则混合液中_______(保留三位有效数字)；红外光谱显示“除砷”后的混合液中有H3PO3的吸收峰，则“除砷”过程相关反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。 （4）“电解”SbCl3溶液生成Sb的过程中，随着电源电压的升高，Sb的产率表现为先升高后降低，Sb产率降低的可能原因是_______。 （5）“水解”生成SbOCl的离子方程式是_______。 （6）“一系列操作”为蒸发、过滤、洗涤、干燥等操作，用到的玻璃仪器有漏斗、胶头滴管、玻璃棒、_______(填写一种玻璃仪器名称)；加入氨水时“反应ⅱ”的离子方程式是_______。 【答案】（1）8 （2）使还原为，使还原为 （3） ①. ②. 2：3 （4）发生副反应还原生成 （5） （6） ①. 酒精灯或烧杯或干燥器 ②. 【解析】 【分析】高铅粗锑氧(主要成分为及少量等杂质)，加入盐酸取得浸取液，含有，滤渣1可回收Pb，浸出液中加入Sb将转化为，Sb还原SbCl5生成SbCl3，加入时保证、Zn2+沉淀完全，“除砷”时转化H3PO3和砷单质，剩余SbCl3溶液，电解得到Sb；SbCl3水解得到难溶于水的固体SbOCl，加氨水对其“除氯”发生，过滤、洗涤、干燥得到。 【小问1详解】 由表格中的数据可知，盐酸浓度较低时，的浸出率均较低，而时，相比浓度为时，的浸出率升高不显著，而的浸出率显著升高，故该流程中宜采用的盐酸浓度为； 【小问2详解】 从“酸浸”后浸取液中的离子可知，加入锑粉“还原”的目的是使还原为，使还原为； 【小问3详解】 反应i”使溶液中的除净，则混合液中；红外光谱显示“除砷”后的混合液中有的吸收峰，则说明被氧化为，并结合流程图中被还原为单质的信息，故该氧化还原反应的离子方程式是，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为； 【小问4详解】 “电解”溶液生成为阴极反应，作为水溶液，阴极还发生还原生成的反应，随着电源电压的升高，还原生成的选择性升高，即产率降低的可能原因是发生副反应还原生成； 【小问5详解】 “水解”生成，则反应的离子方程式是； 【小问6详解】 “一系列操作”为蒸发、过滤、洗涤、干燥等操作，用到的玻璃仪器除漏斗、胶头滴管、玻璃棒外，还需加热蒸发溶剂的酒精灯、盛装溶液的烧杯及干燥所用的干燥器等；中加入氨水生成锑白，故“反应ⅱ”的离子方程式是。 17. （徐州12月调研）铜阳极泥(含有Au、等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下： 已知：； （1）“分铜液”中含有和，“分铜时反应的离子方程式为______。 （2）为提高Ag的回收率，在“分铜”和“分金”两步均需加入适量的NaCl。 ①“分铜”中加入适量NaCl的原因是______。 ②在“分金"溶液中，浓度不能超过______。(当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在)。 （3）“分银”过程中发生反应，银浸出率和溶液pH的关系分别如图所示。pH过小或过大时银浸出率均会降低的原因______。 （4）“还原”时每消耗，理论上可得到Ag的物质的量为______。 （5）测定所得银的纯度的过程为(杂质不反应)： ①称取制备的银样品1.080 g，加适量稀硝酸溶解，定容到100 mL容量瓶中。 ②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，酸化后滴入几滴溶液作指示剂，再用标准溶液滴定，滴定终点时溶液变为血红色。 ③重复①的操作2次，所用标准溶液的平均体积为24.00 mL。 计算样品中银的质量分数______ (写出计算过程)。已知(白色)。 【答案】（1） （2） ①. 使完全转化为AgCl，防止NaCl过少导致转化不完全，并且防止NaCl过量导致AgCl转化为 ②. 0.5 （3）pH过小，配体转化为(或或)：pH过大，转化为AgOH(或)沉淀 （4）2 mol （5） 【解析】 【分析】本流程以铜阳极泥为原料回收贵金属，先在“分铜”步骤中加入、和NaCl，将氧化为和，同时将转化为AgCl；再在“分金”步骤中加入、和NaCl，将Au氧化为；接着“分银”步骤用溶解AgCl生成；最后用还原得到Ag，并通过滴定法测定银的纯度。 【小问1详解】 在酸性条件下，作为氧化剂，将中的Cu、Se分别氧化为和，配平后的离子方程式为； 【小问2详解】 ① “分铜”中加入适量NaCl，目的是使完全转化为AgCl，防止NaCl过少导致转化不完全；同时避免NaCl过量，防止AgCl进一步转化为可溶性的，降低银的回收率； ②由题目可知，在“分金”工序溶液中，若加入过多，AgCl则会转化为，当某离子的浓度低于1.0×10−5mol⋅L−1时，可忽略该离子的存在，为了不让AgCl发生转化，则令，由，可得，即浓度不能超过； 【小问3详解】 pH过小，溶液中浓度高，会与配体反应，将其转化为（或、），导致浓度降低，无法与形成稳定的配合物，银浸出率下降；pH过大，溶液中浓度高，会与反应生成（或）沉淀，同样降低银的浸出率； 【小问4详解】 作为还原剂，被氧化为（或），S元素的化合价从+3价升高到+4价，每个失去2个电子；从+1价被还原为0价，每个得到1个电子。根据电子守恒，消耗1 mol 时，理论上可还原2 mol ，得到2 mol Ag； 【小问5详解】 根据滴定反应，25.00 mL待测液中，则100 mL溶液中，银的质量为，因此样品中银的质量分数为。 18. （珠海一中、惠州一中、深圳外国语三校）三元锂电池(NCM)正极材料主要成分为，还含有少量的铜等杂质。采用“还原氨浸—分步沉淀”工艺可实现有价金属的绿色回收。 已知： ①“还原浸出”时，Ni、Co、Cu分别转化为、、进入溶液。 ②柠檬酸在弱碱性环境下能选择性与形成稳定的可溶配合物。 ③常温下，，，； 。 （1）“还原浸出”中，除改变温度外，提高浸取速率的措施有___________(写一条)。 （2）“还原浸出”过程中，难溶的在氨性溶液中反应生成的离子方程式为___________。 （3）氨浸后液pH=9，当完全沉淀时[]，溶液中___________mol/L。 （4）“除铜”时，发生反应。该反应的平衡常数K=___________(列出计算式)。 （5）“沉镍”中，镍形成如图的配合物。下列说法正确的有___________。 A. 沉镍过程中，被还原 B. 镍配合物中包含离子键、共价键、配位键、氢键 C. 氨性溶液有利于镍配合物的形成 D. 柠檬酸的作用是防止共沉淀 （6）“沉钴”前需将溶液pH调为2～5，试解释原因___________。 （7）NiO的晶胞如下图所示，最近且等距的数量为___________；已知图中最近的两个的距离为a pm，则NiO晶体的密度为___________(列出计算式)。 【答案】（1）粉碎、搅拌、适当提高浸取液浓度等 （2） （3） （4） （5）CD （6）pH太小，浓度低，不利于生成；pH太大，容易生成或pH太大，柠檬酸与形成配合物，不利于生成 （7） ①. 12 ②. 【解析】 【分析】三元锂电池正极材料主要成分为，还含有少量的铜等杂质；加入、、，Ni、Co、Cu分别转化为、、，Li变为进入溶液；Mn转化为沉淀除去。溶液加入将转化为沉淀除去。再向溶液中继续加入柠檬酸、丁二酮肟将转化为二丁二酮肟镍沉淀除去。溶液蒸氨将除去后，加入将转化为沉淀除去。溶液最后加入将转化为沉淀。 【小问1详解】 提高浸出速率的常见方法，除升温外，增大固体接触面积、搅拌、提高反应物浓度都可以。 【小问2详解】 ​中Ni为价，被​还原为价，被氧化为，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平即可得离子方程式为。 【小问3详解】 完全沉淀时，由得：。 ，，由得：。 【小问4详解】 反应，平衡常数，结合配合物稳定常数，，变形得，代入数据即得计算式为。 【小问5详解】 A．沉镍过程只形成配位化合物，价态不变，没有被还原，A错误； B．二丁二酮肟镍是中性分子，不存在离子键，氢键不属于化学键，B错误； C．酸性条件下丁二酮肟的氮原子会质子化，无法配位，弱碱性（氨性）环境利于配合物沉淀生成，C正确； D．由已知②，柠檬酸可在弱碱性下与形成可溶性配合物，避免沉镍时共沉淀，D正确； 答案选CD。 【小问6详解】 沉钴前需将溶液的pH控制在2~5的原因是，pH过低，难以生成CoC2O4，pH过高，促进钴离子水解，生成金属氢氧化物沉淀，引入杂质。 【小问7详解】 晶胞和晶胞结构相同，位于体心、棱心，以体心的为参照，该离子到12条棱心的距离相等，所以最近且等距的为12个； 最近的两个距离为，对应晶胞边长为；晶胞中数目为，位于晶胞顶点和面心，数目为，密度。 19. （盐城四校12月）磷酸铁生产过程产生的硫酸铵废水中含有少量Cu2+、Ca2+、Mn2+、Mg2+等离子，对该废水处理得到硫酸铵镁[(NH4)2Mg(SO4)2]与硫酸铵[(NH4)2SO4]产品，其工艺如下： 已知：25℃时，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12。 回答下列问题： （1）基态Mn原子的价层电子排布式为_________。 （2）25℃时，“沉淀”中控制pH=7.0，“滤渣1”的主要成分为_________（填化学式），该过程中控制pH=7.0的原因是_________。 （3）“除钙”加入少量CaC2O4晶体的作用是_________。 （4）“氧化”的目的是除去Mn2+和H2C2O4，其中氧化Mn2+的离子方程式为_________，氧化剂选用O3而不用KMnO4的原因是_________。 （5）对比两次蒸发的产物，解释所得产物不同的原理_________。 【答案】（1）3d54s2 （2） ①. CaSO4、Cu(OH)2 ②. pH太小Cu2+沉淀不完全，pH太大Mg2+、Mn2+被沉淀除去 （3）提供晶种或晶体诱导剂，促进CaC2O4晶体析出 （4） ①. ②. 用KMnO4作氧化剂会在产品中引入K+等杂质，用O3作氧化剂，不会引入杂质 （5）溶解度比小 【解析】 【分析】本工艺流程以含的硫酸铵废水为原料，先加入调节，使转化为沉淀，同时引入的与生成微溶的，二者共同形成滤渣1，而、仍留在滤液中；随后加入草酸除去，再通入将氧化为沉淀除去，最终得到含镁铵矾的溶液，经两次蒸发分别析出溶解度更小的和。 【小问1详解】 为25号元素，核外电子排布式为，过渡元素的价层电子包括最外层和次外层轨道上的电子，因此其价层电子排布式为； 【小问2详解】 时，因极小可完全沉淀为，加入的引入与生成微溶的，二者共同组成滤渣1；该既能保证沉淀完全，又能避免、形成氢氧化物沉淀而损失，所以滤渣1主要成分为、，控制是为了防止过小除不尽、过大、被沉淀； 【小问3详解】 除钙过程中溶液易出现过饱和状态，直接结晶缓慢且不充分，加入少量晶体可作为晶种提供结晶核心，促进溶液中快速、充分析出，提升除钙效果，即作用为提供晶种，促进晶体析出； 【小问4详解】 将氧化为沉淀，自身被还原为，结合得失电子守恒、电荷守恒与原子守恒配平得到离子方程式：；选用而不用，是因为会引入杂质影响产品纯度，还原产物为，不会引入新杂质； 【小问5详解】 蒸发结晶时溶解度更小的物质会优先析出，溶液中溶解度小于，因此一次蒸发溶剂减少时，先达到饱和析出晶体，剩余母液中以为主，二次蒸发时达到饱和析出，从而得到两种不同产物。 20. （银川一中第五次月考）从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、、、CuO、等)中提取Au、Ag，并回收其它有价金属的一种工艺如下： 回答下列问题： （1）基态Cu原子的价层电子排布式为_______。 （2）“还原酸浸”时，反应的离子方程式为_______。 （3）“浸金银”时，Au溶解涉及的主要反应如下： ① ② 上述过程中有催化作用的是_______。 （4）滤渣2的主要成分为_______。 （5）根据“还原酸浸”“氧化”，推断的氧化性由强到弱的顺序为_______。 （6）一种锑锰合金的立方晶胞结构如图。 ①该晶胞中，每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有_______个。 ②为阿伏加德罗常数的值，晶胞边长为anm，则晶体的密度为_______(列出计算式即可)。 【答案】（1） （2） （3） （4） （5） （6） ①. 12 ②. 【解析】 【分析】金-银矿含Au、Ag、、、、等，加入、，、、分别转化为、、进入滤液1中，Au、Ag、不反应成为滤渣1。滤渣1中加入铜-氨-硫代硫酸盐溶液，Au、Ag分别转化为可溶性的配合物进入滤液2中，经过系列操作可得到Au、Ag，不反应变成滤渣2。滤液1加入铁粉，可将还原为Cu。滤液3中主要含有、、，加入将氧化为，再加入调节pH将转化为沉淀，经过加热脱水得到。溶液中继续加入将转化为沉淀，滤液5中主要含有、。 【小问1详解】 Cu为29号元素，基态原子核外电子排布为，价层电子包含3d和4s轨道，故价层排布式为。 【小问2详解】 还原酸浸中，作还原剂，将还原为，被氧化为，酸性条件下配平得该离子方程式为。 【小问3详解】 催化剂参与反应，后续步骤中重新生成。反应①中为反应物，反应②中为生成物，符合催化剂特征；消耗量大于生产量，不是催化剂。 【小问4详解】 根据分析可知滤渣2的主要成分为。 【小问5详解】 氧化步骤中可将氧化为，说明氧化性；根据氧化性规律：可氧化铜单质，故氧化性，因此顺序为。 【小问6详解】 ①晶胞中Sb位于顶点，Mn位于面心，每个顶点被12个面共享，所有面心Mn到顶点Sb的最近距离相等，共12个。  ②晶胞中Sb位于晶胞的顶点，数目为，Mn位于晶胞的面心，数目为，晶胞总质量为，晶胞边长，体积为，密度。 21. (长沙一中第五次月考）一种从深海多金属结核［主要含、、，有少量的、、、］中分离获得金属资源和电池级镍钴锰混合溶液(，、)的工艺流程如下： 已知；①金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子。 ②常温下，溶液中金属离子(假定浓度均为)开始沉淀和完全沉淀的pH： 金属离子 开始沉淀的pH 1.9 3.3 4.8 6.9 7.4 8.1 完全沉淀的pH 3.2 4.6 6.8 8.9 9.4 10.1 回答下列问题： （1）Fe属于___________区元素；基态Fe3+的价层电子排布式为___________。 （2）“沉铁”中，空气的作用为___________，加热至200℃的主要原因是___________。 （3）“沉铝”中，调节pH为4.6~4.8之间，原因是：①若pH过小，沉淀不完全；②若pH过大，不仅___________，沉淀也会发生溶解，其溶解的化学方程式为___________。 （4）“第二次萃取”中___________(填离子符号)与混合萃取剂形成更稳定的配合物。 （5）“电解”中，电解余液可以在___________步骤中循环使用。 【答案】（1） ①. d ②. （2） ①. 将氧化成，便于形成沉淀分离(或将氧化成) ②. 防止形成胶体，吸附其他金属阳离子，造成产率下降 （3） ①. 其他金属阳离子会发生沉淀 ②. （4）、 （5）酸浸还原 【解析】 【分析】向深海多金属结核中加入二氧化硫、硫酸进行“酸浸还原”，二氧化硅不反应，得到的滤渣含有，溶液为含锰离子、亚铁离子、二价钴离子、镍离子、铝离子、铜离子的盐溶液，通入空气氧化亚铁离子为铁离子，调节“沉铁”得到滤渣氧化铁，继续加入NaOH调节pH，“沉铝”得到氢氧化铝沉淀，加入萃取剂“第一次萃取”，分液，萃取液1处理得到硫酸铜溶液，萃余液1中加入混合萃取剂进行“第二次萃取”，分液，萃取液2处理得到电池级镍钴锰混合溶液(、、)，萃余液2电解得到金属锰。 【详解】(1)铁属于d区元素，基态的价层电子排布式为。 (2)空气中氧气具有氧化性，结合表中数据，“沉铁”中，空气的作用为将氧化成，便于形成沉淀分离；已知金属氢氧化物胶体具有吸附性，可吸附金属阳离子，而加热可以破坏胶体的稳定性，故加热至200℃的主要原因是防止形成胶体，吸附其他金属阳离子，造成产率下降。 (3)由表可知，时，铝离子沉淀完全，时，铜离子开始沉淀，若pH过大，铜离子等其余金属离子也会沉淀，且沉淀会发生溶解；和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠，化学方程式为。 (4)由流程可知，“第二次萃取”后，萃取液2可分离出电池级镍钴锰混合溶液，萃余液2中含有较多的用于电解制Mn，说明、主要进入萃取液2中，与混合萃取剂形成的配合物更稳定。 (5)“电解”中，锰离子在阴极被还原为锰单质，同时阳极会生成氢离子和氧气，则得到的电解余液中含硫酸，可以在“酸浸还原”步骤中循环使用。 22. （宜昌元月调研）稀土为国家战略资源，其中钪(Sc)的氧化物在电子、超导合金和催化剂等领域有重要应用。一种利用氯化钛白酸性废水(含、、、、高浓度)为原料制备高纯氧化钪的流程如下： 已知：①、与离子半径接近、电荷接近，会与萃取剂优先结合； ②、的分别为、，当溶液中离子的浓度小于时认为沉淀完全； ③草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物。 回答下列问题： （1）将基态Sc原子的价电子轨道表示式补充完整_____。 。 （2）的作用是还原_______和_______，防止二者萃取时大量进入_______(填“水相”或“有机相”)。 （3）HA萃取反应为，则“反萃取”时发生反应的离子方程式为_______。 （4）“反萃取”后的滤渣中有少量，“酸溶”所得滤液中，则常温下“酸溶”应控制pH范围是_______。 （5）反应过程中，测得钪的沉淀率随的变化曲线如下图所示。当草酸用量过多时，钪的沉淀率下降的原因是_______。 （6）草酸钪在空气中“灼烧”的化学方程式为_______。 【答案】（1） （2） ①. ②. ③. 有机相 （3） （4） （5）草酸用量过多时，与钪离子形成可溶性配合物，导致沉淀率下降 （6） 【解析】 【分析】氯化钛白酸性废水（含、、、、高浓度）先加“还原”，将、分别还原为、，避免二者与萃取剂优先结合；再用萃取剂“萃取”，进入有机相，杂质留在水相；随后加入溶液“反萃取”，消耗使萃取平衡逆向移动，进入水相；加盐酸“酸溶”并控制，使以沉淀除去；最后加草酸“沉钪”得到，经“灼烧”分解得到。 【小问1详解】 钪（）的核外电子排布为，其价电子为和轨道上的电子，轨道表示式为：； 【小问2详解】 由已知①，、与半径、电荷接近，会与萃取剂优先结合，因此的作用是还原和还原（将其转化为、，避免与萃取剂结合），防止二者萃取时大量进入有机相，保证的萃取效率； 【小问3详解】 萃取反应为，反萃取时加入溶液消耗，使平衡逆向移动，离子方程式为：； 【小问4详解】 “酸溶”所得滤液中，需使不沉淀，而沉淀完全。开始沉淀的浓度：，，则，即。沉淀完全的浓度：，，，则，即，为确保沉淀完全，同时防止沉淀，故范围为； 【小问5详解】 草酸（）为螯合剂，可与多种金属离子形成可溶性配合物；当草酸用量过多时，草酸根与钪离子形成可溶性的配合物（或草酸与钪生成可溶性配合物），导致沉淀的钪量减少，沉淀率下降； 【小问6详解】 在空气中灼烧，与反应生成和，反应方程式为：。 23. （深圳市高级中学二诊）回收实验室废弃物可实现资源有效利用。从AgI催化剂废料(含Ag2O杂质)中回收Ag和I2的流程如下。 已知：ICl性质与卤素单质相似；IO-在碱性条件下易歧化成I-和。 回答下列问题： （1）Ag₂O可溶于浓氨水并形成配离子，而AgI几乎不溶，溶解1中的主要离子反应是_____。 （2）反应1步骤中，AgI在酸性条件下与Cl2反应，生成ICl和另一种沉淀，该沉淀是_____。 （3）“试剂X”可选用_____(填标号)。 a．葡萄糖  b．Fe2O3  c．稀HNO3  d．Zn粉 （4）“调pH”至弱酸性的主要目的是_____(用离子方程式表示)。 （5）Na2S2O4的结构为，其中S的价态为_____。若“滤液3”中含有0.24 mol，“反应3”至少需加入Na2S2O4的物质的量为_____mol。 （6）将得到的I2进一步纯化，实验室中可选用以下装置_____。(填字母序号) A. B. C. D. （7）不考虑操作和反应损失，该流程回收Ag的量低于预期，主要原因是_____。 【答案】（1）（或） （2）AgCl （3）ad （4） （5） ①. +3 ②. 0.2 （6）C （7）未回收处理“滤液1” 【解析】 【分析】以含杂质的催化剂废料为原料，先加浓氨水溶解生成，过滤得到含的滤渣1；在酸性条件下与反应生成和沉淀，加水过滤得到溶液；加溶解，滤渣中加入浓氨水沉淀转化为，同时加试剂进一步还原得到；另一部分加盐酸调，使碘元素大部分转化为碘单质，滤液3中加还原得到，经提纯、干燥得到产品，实现和的回收。 【小问1详解】 可溶于浓氨水形成配离子，几乎不溶，根据原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为（或）； 【小问2详解】 在酸性条件下与反应，被氧化为，与结合生成难溶于水的沉淀，因此该沉淀为； 【小问3详解】 反应2的目的是将含的物质还原为单质，需选择还原剂：葡萄糖（a）含醛基，可还原为；粉（d）为活泼金属，可还原银氨离子为；（b）无还原性，稀（c）为氧化剂，因此可选用； 【小问4详解】 已知在碱性条件下易歧化成和，调至弱酸性可使和发生归中反应生成，反应的离子方程式为； 【小问5详解】 根据的结构和化合价规则，为+1价、为-2价，计算得的价态为；若滤液3中含，被还原为（从+5价→0价，1mol 得5mol电子），中从+3价→+6价（1mol 失6mol电子），根据得失电子守恒：，解得； 【小问6详解】 易升华，提纯采用升华法：装置C为升华装置（加热使升华，冷水冷却凝华），装置D为蒸馏装置，不可用于分离与杂质，装置A为过滤、B为蒸发，均不适用，因此选C； 【小问7详解】 流程中“溶解1”后得到的滤液1含，若未对滤液1进行回收处理，其中的元素未被回收，导致最终回收的量低于预期，因此主要原因是未回收处理“滤液1”中的元素。 🎯 真题链接 —— 直击高考 1. （2026贵州卷） 钪是一种关键的战略金属，对国防科技、产业升级有重要的作用。从某钪铝渣［含及、、等的氢氧化物］中回收钪和铝，工艺流程如图。 已知： ①钪铝渣中夹杂在其他金属氢氧化物中或包裹在其他颗粒的孔隙中。 ②“酸浸”工序中，钪主要以的形式被浸出。 ③时，， 。 回答下列问题： （1）基态钪原子的价层电子轨道表示式为_______________。 （2）“预处理”工序的操作是________。 （3）“碱浸”工序中，在一定条件下，NaOH溶液浓度对钪和铝浸取率的影响如图1，最佳NaOH溶液浓度为________________。 （4）“酸浸”工序中浸出钪的主要离子方程式为____________________。 （5）pH对萃取率的影响如图2，HNO3溶液浓度对洗脱率的影响如图3。 ①“无机溶液1”中存在的金属阳离子主要是___________。 ②本工艺中去除溶液中Fe3+的工序是___________，依据是_____________________________________。 （6）“碱浸”工序中，、溶液中时，pH为________。 【答案】（1） （2）研磨（粉碎）钪铝渣 （3） （4） （5） ①. ②. 洗脱 ③. 相同条件下，时，Fe元素的洗脱率远高于Sc元素，Fe元素被硝酸洗脱进入无机溶液2，Sc元素仍保留在有机相中 （6）12.6 【解析】 【分析】含及、、等的氢氧化物，先进行预处理，一般为粉碎研磨，然后加入NaOH溶液进行碱浸，使Al元素转化为进入碱浸液，经过系列转化回收Al元素，浸出渣中含有Sc、Mg、Fe的氢氧化物，加入HNO3酸浸，除去不溶于硝酸的杂质，浸出液中含有、Mg2+、Fe3+，加入有机萃取剂协同萃取后，Mg2+进入无机溶液1，有机相中含有、Fe3+，加入HNO3洗脱，Fe3+进入无机溶液2，洗脱后的有机相加入反萃取剂进行反萃取后获得含有的溶液，经系列转化回收Sc。 【小问1详解】 钪为21号元素，价层电子排布为，价层电子轨道表示式为：。 【小问2详解】 已知​被包裹在颗粒孔隙中，预处理需要研磨（粉碎）钪铝渣，增大接触面积，利于后续浸出。 【小问3详解】 工艺需要尽可能多浸出Al、尽可能少浸出Sc，实现二者分离。由图1可知：浓度为时，Al浸出率已经达到较高值，且Sc浸出率仍很低，分离效果好，故为最佳浓度。 【小问4详解】 酸浸时​与氢离子反应生成，离子方程式： 。 【小问5详解】  ①协同萃取时，由图2可知、的萃取率很低，而铝元素前序已除掉；因此无机溶液1中主要金属阳离子为； ② 去除的工序为洗脱；依据是：相同条件下，时，Fe元素的洗脱率远高于Sc元素，Fe元素被硝酸洗脱进入无机溶液2，Sc元素仍保留在有机相中。 【小问6详解】 已知：，，联立得： ， ，。 2. （2026四川卷）为了保护环境、充分利用资源，某科研小组提出一种从闪锌矿湿法炼锌后的脱硫浸渣中回收铅和银的方法。浸渣主要含有、、、ZnS和少量等，回收流程如下。 已知：常温下，有关物质的溶度积常数如下。 物质 AgCl 回答下列问题： （1）闪锌矿中的锌元素在元素周期表中位于第___________周期、第___________族。 （2）“煅烧”温度控制在350℃左右，中的硫酸根不分解、铅以形式存在，其分解反应的化学方程式是___________。 （3）“酸浸”时，还加入了少量NaCl，其目的是___________，浸出的主要金属离子是___________。 （4）“溶铅”时，使用含的热浓食盐水将铅盐转化为，其离子方程式是___________。食盐水中添加的作用有___________。 （5）溶液适当稀释和降温，便析出沉淀。分离后的母液，应返回___________步骤中。 （6）“电解”时，压片组成阴极，惰性电极作阳极，溶液为电解液。电解获得金属铅的过程中，除阳极产生和少量外，阳极附近溶液中还伴有少量生成和pH下降，导致溶液pH下降的原因有___________。 【答案】（1） ①. 四 ②. ⅡB （2） （3） ①. 将元素转化为沉淀，提高的回收率 ②. 、 （4） ①. ②. 增大浓度，利于生成；与产生的结合，促进反应正向移动 （5）溶铅 （6）阳极发生电极反应、，生成，使得溶液的降低 【解析】 【分析】脱硫浸渣原料含、、、、少量，通入空气350℃煅烧，分解生成、、与水，、被空气氧化为金属硫酸盐；煅烧产物加稀硫酸酸浸并加入少量，、元素转化为、进入滤液分离除去，体系内与结合生成固体留在酸浸渣中，酸浸渣主要含、、，随后加入氯化胆碱进行溶银步骤，氯化胆碱可与形成可溶性银氯配离子，银元素溶解得到银溶液实现银回收，脱银后的固体再投入含、的热浓食盐水中溶铅，与、反应生成可溶性配离子同时析出废渣，向溶铅液加水稀释降温，解离析出沉淀，分离后的母液返回溶铅步骤循环使用，最后压片作阴极、惰性电极作阳极，溶液为电解液电解得到金属铅。 【小问1详解】 Zn元素原子序数30，核外电子层为4层，价电子排布，位于元素周期表第四周期ⅡB族； 【小问2详解】 由题，350℃下分解，硫酸根不分解，产物为、、、，化学方程式为； 【小问3详解】 酸浸加入少量电离出，煅烧生成的会与发生沉淀转化，生成溶度积更小的固体留存于酸浸渣，避免银随、进入滤液流失，提高后续银的总回收率；酸浸时锌、铁的氧化物、硫酸盐溶于稀硫酸，浸出主要金属离子为、； 【小问4详解】 溶铅时固体和、反应生成可溶性与沉淀，离子方程式：；食盐水中的电离出增大体系氯离子浓度，促进转化为可溶性，同时结合反应生成的生成沉淀，降低溶液中硫酸根浓度，推动溶铅平衡正向移动； 【小问5详解】 稀释降温后解离析出，分离后的母液富含、，可返回溶铅步骤循环利用，节约原料； 【小问6详解】 电解时阳极除失电子发生氧化反应生成外，水电离出的和电解液中失电子均会失电子，分别发生反应、生成、，两个阳极反应均生成，溶液氢离子浓度升高，最终体系pH下降。 3. （湖北26高考）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、MgCl2、AlCl3 （6） 【解析】 【分析】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。 【小问1详解】 Fe为26号元素，电子排布，价层电子排布式为：； 【小问2详解】 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； 【小问3详解】 “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）； 【小问4详解】 酸浸液中加入，被氧化为，与形成配合物，离子方程式为：； 【小问5详解】 ①，，，，；矿石含Al、Mg杂质，加HCl、H3PO4、，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、MgCl2、AlCl3； 【小问6详解】 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。 4. （湖南2026高考）一种由硫化铅精矿(含PbS及少量ZnS、CdS)制备高纯铅的工艺流程如下： 已知：①乙二胺(，简写为en)为一种二元弱碱。 ②，。 ③金属离子浓度不超过时，认为该离子已沉淀完全。 回答下列问题： （1）Pb在元素周期表中的位置为第六周期第______族。 （2）“加压氧化”中，PbS发生反应的离子方程式为______；采用加压操作可提高反应速率，原因是______。 （3）“酸性溶液”经处理后，、浓度分别为、，调pH使恰好沉淀完全时(假设溶液体积不变)，______(填标号)。 a．沉淀完全 b．部分沉淀 c．未沉淀 （4）“胺浸”后，转化为配合物，“沉铅”所得固体为碱式碳酸铅[]。下列说法正确的是______(填标号)。 a．配合物中的配位原子为N b．“沉铅”过程中，溶液pH增大 c．流程中烯烃和乙二胺得到了循环利用 （5）“高温还原”中，生成Pb的化学方程式为______；若用炭代替CH4，将导致铅纯度下降，原因是______。 （6）“再生”时，得到的“含钙粗产品”的主要成分有______、______(写化学式)。 【答案】（1） IVA （2） ①. ②. 增大体系中氧气的压强（或浓度），从而加快反应速率 （3）b （4）ac （5） ①. ②. 炭为固体，过量的炭容易混入生成的铅中，导致铅的纯度下降 （6） ①. ②. 【解析】 【分析】加压氧化将 转化为和单质 ；胺浸利用乙二胺将转化为可溶性配合物以实现固液分离；沉铅通过通入生成碱式碳酸铅沉淀；高温还原利用将铅还原出来；再生步骤利用回收乙二胺并处理副产物。 【小问1详解】 Pb的原子序数为82，与碳、硅等同族，位于元素周期表第六周期第IVA族。 【小问2详解】 “加压氧化”中， 与空气中的及加入的硫酸反应，生成沉淀和单质 。根据电子守恒和原子守恒，可写出离子方程式为 。采用加压操作可以增大氧气的溶解度或浓度，从而有效加快反应速率。 【小问3详解】 当恰好沉淀完全时，溶液中，此时溶液中。 对于，其浓度商。 因为，故有沉淀生成； 若沉淀完全，需要，说明此时并未沉淀完全。因此部分沉淀，选b。 【小问4详解】 a．乙二胺()中的氮原子含有孤电子对，可作为配位原子与形成配位键，正确； b．“沉铅”过程中通入，生成碱式碳酸铅[]，消耗了溶液中的碱性物质（乙二胺），导致溶液pH减小，错误； c．由流程图可知，“再生”工序加入后重新得到乙二胺，同时烯烃并未被消耗，二者返回胺浸工序循环利用，正确； 故选ac。 【小问5详解】 “高温还原”中，与反应生成 、和 。反应中 元素化合价由+2降至0， 元素化合价由-4升至+4，根据得失电子守恒配平化学方程式为 。若用炭代替，由于炭是固体，反应后过量的炭容易作为杂质混入液态或固态铅中难以分离，从而导致铅的纯度下降。 【小问6详解】 “沉铅”后的溶液中含有硫酸根离子和通入后产生的碳酸根离子（或碳酸氢根离子），加入进行“再生”时，钙离子会与硫酸根离子、碳酸根离子反应生成微溶的和难溶的沉淀，因此得到的“含钙粗产品”的主要成分为和。 5. （2026陕晋青宁高考）一种从废旧电池粉(主要成分为LiFePO4，含有少量FePO4、石墨、Al等)中深度回收锂的工艺，部分流程如下： 已知：①磷酸铁锂电池反应为； ②“沉铝”时，滤渣中含和少量。 回答下列问题： （1）废旧电池粉碎前一般需先放电，正极反应式为________。 （2）“酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，可提高酸浸速率的措施有________(任写两种)。该过程有生成，溶解的化学方程式为________。滤渣的主要成分为________。 （3）“沉铝”时，中Fe元素的化合价为________。 （4）“焙烧”时产生的HF，用________吸收后，产物可以循环利用。 （5）“除杂”时，在一定pH范围内，会发生反应(平衡常数为)。若溶液中 为，不考虑其他离子参与反应，为防止沉淀， 需小于________(用含a、b的代数式表示)。 （6）滤液2中，溶质除Na2CO3外，主要含________(填化学式)。 （7）滤液1需先加入H2O2溶液，再加入氨水除杂，最后回收Li3PO4。H2O2的作用是________。取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加________，若产生蓝色沉淀，则需补加H2O2溶液。 【答案】（1） （2） ①. 适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种） ②. ③. C（石墨） （3）+3 （4）NaOH溶液或Na2CO3溶液 （5） （6）Na2SO4 （7） ①. 将氧化为，便于后续沉淀 ②. 铁氰化钾溶液（） 【解析】 【分析】原料为含，混有少量​、石墨、Al杂质的废旧电池粉，首先经硫酸酸浸，不溶于酸的石墨作为滤渣除去，​等含锂物料与硫酸反应，浸出、、、、磷酸根等离子；随后调 沉铝，沉铝后的滤液可单独回收得到​，沉铝滤渣经焙烧、酸浸、调pH除杂除去铁铝杂质后，最终加饱和碳酸钠沉锂得到产品，焙烧产生的 可吸收循环利用，实现了废旧锂电资源的高效清洁回收。 【小问1详解】 磷酸铁锂电池放电时的总反应为：，正极与得电子生成，故正极的电极反应式为； 【小问2详解】 “酸浸Ⅰ”时，除粉碎外，适当升高温度、搅拌、适当增大硫酸浓度等（任写两种）均可提高酸浸速率；“酸浸I”时， LiFePO4与反应生成、和，化学方程式为：；原料含石墨，石墨不与稀硫酸反应，故滤渣主要为C（石墨）； 【小问3详解】 再中，设Fe化合价为x，为+1价，P为+5价，O为-2价，化合价代数和为0，即 ，解得x=+3，即Fe为+3价； 【小问4详解】 流程中 “沉铝” 步骤消耗NaF，HF 与NaOH或Na2CO3反应生成的NaF可循环，故选用NaOH溶液或Na2CO3溶液； 【小问5详解】 反应的平衡常数表达式为，为防止Li3PO4沉淀，反应逆向进行，需满足Q>K，即，带入 为，，； 【小问6详解】 沉锂反应的反应方程式为，则体系阳离子为Na+，阴离子为（酸浸II引入硫酸根），故除过量Na2CO3外，主要含Na2SO4； 【小问7详解】 沉铝产物含，Fe 为+3价，由分析知，酸浸后溶液含，H2O2作氧化剂，将氧化为，便于后续沉淀；由于与铁氰化钾溶液（）生成蓝色沉淀，故取少量加H2O2溶液后的滤液1，滴加铁氰化钾溶液（），若产生蓝色沉淀，则未完全氧化为，则需补加H2O2溶液。 6. （2026黑吉辽蒙高考）某工厂利用镍矿（主要成分为，含少量和）制备超细镍粉，物质转化流程如下（部分反应条件已略去）： 已知：①滤液1中镍以形式存在，硫以和少量形式存在； ②“部分蒸氨”时减小，转化为，。 回答下列问题： （1）依据核外电子排布，元素位于周期表_____区。 （2）“氧压氨浸”时，加压的目的是_____________________，转化为的化学方程式为_______________。 （3）滤液1中铜的主要存在形式为_______（填离子符号）。气体为__________（填化学式）。 （4）“转化”步骤通入足量氧气充分氧化滤液2中剩余的，该步骤无沉淀产生，则理论上每转化消耗的物质的量为______。 （5）滤液3浓缩结晶得到的______（填化学式）可用于生成化肥。 （6）近似条件下，不同溶液中二价镍[]浓度随“还原”步骤时间的变化如图。为提高的还原速率和转化率，应选择_______（填“”或“”）。 已知酸性条件不利于“还原”步骤，解释还原程度较低而还原程度较高的原因：______________________（结合离子方程式作答）。 【答案】（1）d （2） ①. 增大氧气的溶解度（或浓度），加快反应速率 ②. （3） ①. ②. （4）2 （5） （6） ①. 2 ②. 被还原时发生反应：，溶液呈酸性，不利于“还原”步骤；而被还原时发生反应：，不会生成游离的，因此还原程度较高 【解析】 【分析】镍矿的主要成分为，含少量和，在“氧压氨浸”操作中通入空气、加入氨水，生成、，浸渣为；“部分蒸氨”时挥发逸出的气体为氨气，减小，转化为，转化为CuS沉淀；向滤液2中通入足量O2，将滤液2中剩余的充分氧化为，最后通过H2还原，得到Ni粉，滤液3中的主要成分为硫酸铵； 【小问1详解】 Ni是28号元素，价电子排布为，根据周期表分区规则，属于d区。 【小问2详解】 加压可增大氧气的溶解度，提高浓度，加快浸出速率，提升镍的浸出率；与氧气、氨水反应生成，根据电子守恒、原子守恒可知化学方程式为。 【小问3详解】 氨浸过程中，铜离子与氨水形成稳定的；“部分蒸氨沉铜”时，溶液中挥发出来的气体 a 显然是氨气。蒸发氨气会导致溶液中 减小，促使络合物解离进而使铜沉淀。 【小问4详解】 被氧化为，中S 的平均化合价为 +2价，中S的化合价为+6价，总共失去电子，反应得到4 mol电子，根据电子守恒，消耗的物质的量为。 【小问5详解】 在“还原”步骤中，被还原生成 Ni 粉，溶液中主要留下的阳离子是生成的（由和结合），阴离子是一直未参与后续反应的。因此滤液 3 浓缩结晶得到的副产品是，硫酸铵是常用氮肥，可做化肥。 【小问6详解】 观察题给图像，当时，Ni(Ⅱ) 浓度随时间下降最快，且最终能降至 0（完全转化）。而时反应提前停滞（转化率低），时反应速率过慢。因此为提高速率和转化率，应选2； 当时，发生反应：，会释放一个游离的，游离会使溶液呈酸性，而题目已知“酸性条件不利于还原”，因此反应受到抑制，转化率低。 当时，发生反应：，恰好生成2个，体系不会生成游离的，反应能顺利进行到底。 7. （2026河南卷）一种从废芯片(主要含有、、、、等)中回收金属的工艺流程如下： 已知：流程中被还原为；“浸出2”中和的浸出率较低；“浸出3”中和转化为和。 回答下列问题： （1）提高“焙烧”效率的措施有___________(写出一条即可)。 （2）“焙烧”中，未完全转化为，“浸出1”中参与反应的离子方程式为___________。 （3）“电解”时，“滤液1”和溶液分别作阴极液和阳极液，不锈钢片和石墨片分别作阴极和阳极，阴离子交换膜作隔膜。“电解”的目的是___________。 （4）已知的约为，表明该反应可以进行得基本完全，但在“浸出2”中浸出率较低，原因是___________。 （5）“沉淀”产生的可被还原为，中元素只转化为。理论上与反应的物质的量之比为___________。 （6）“滤液3”需要合并到“浸出3”所得滤液中，目的是___________。 （7）“氧化”中，转化为沉淀，该反应的离子方程式为___________。 【答案】（1）废芯片粉碎，适当升高温度或增大空气通入量（任选一条即可） （2） （3）提取并回收金属铜，同时将阴极液中的氧化再生为（或 ）以便在“浸出1”中循环利用 （4）该反应的活化能较大，反应速率较慢 （5）4:1 （6）回收Au和Pd （7） 【解析】 【分析】该流程是从含有、、、、等的废芯片中分步回收有价金属，废芯片先经焙烧预处理氧化部分金属；随后“浸出1”用硫酸+硫酸铁溶解铜，所得滤液1经电解可回收铜单质，同时再生循环回浸出工序；之后经“浸出2”浸出Ag+及少量Au3+、Pd2+，滤液沉银得到，可还原回收银；再经“浸出3”进一步浸出剩余、，得到的氯配离子用Zn还原得到Au、Pd产品；最后含的流出液经氧化得到​回收铈，滤液3循环利用，提升了金属收率与原料利用率。 【小问1详解】 提高焙烧效率的措施可以从增大接触面积、提高温度、增加氧气浓度等方面考虑。例如将废芯片粉碎，适当升高温度或增大空气通入量，任选一条即可。 【小问2详解】 “浸出1”中使用了H2SO4和Fe2(SO4)3，Fe3+具有氧化性，可以将Cu氧化为Cu2+，自身被还原为Fe2+。离子方程式为：。 【小问3详解】 “滤液1”中含有Fe 2+、Cu 2+等离子，阳极液为FeSO4溶液，阳极反应为，阴极反应为：。通过电解，可以将Fe 2+氧化为Fe 3+，同时回收Cu。Fe3+可循环用于“浸出1”，而Cu作为固体1被回收。 【小问4详解】 的约为，从热力学角度来看反应趋势很大、可以进行得基本完全。但实际生产中“浸出率较低”（反应并没有充分发生），这通常是动力学原因导致的。即该反应的活化能很高，在常温或浸出条件下反应速率极慢，导致短时间内无法有效浸出。 【小问5详解】 AgCl被还原为Ag，Ag+ → Ag，每个Ag+得1e⁻。被氧化为，N从-2 → 0，每个N失2e⁻，1 mol失4e⁻，根据得失电子守恒可得。 【小问6详解】 “滤液2”中含有少量Au3+、Pd2+，在沉淀步骤中转化为、，合并到“浸出”的滤液中，可在“还原”步骤中被Zn还原为Au、Pd，提高其回收产率。 【小问7详解】 氧化”步骤中，NaClO将氧化为，在碱性条件下生成沉淀。ClO⁻被还原为Cl⁻。根据氧化还原反应配平，离子方程式为。 8. （江西2026高考）稀散金属铟（In）是重要的战略资源。粗中主要杂质元素有As（Ⅲ）、Fe（Ⅲ）、Pb（Ⅱ），精制工艺流程图如下： 已知： a）萃取剂[Hbet][]是离子液体 b）， c）分配率（Fe） 回答下列问题： （1）离子液体[Hbet][]________（填“能”或“不能”）与水互溶。 （2）阶段Ⅰ，In、Fe元素在两种体系中的浸出率及分配率如图，体系中维生素C（Vc）的作用是________________________________。 （3）有机相2可循环用于阶段________（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 （4）试剂①可选择HCl或，主要元素的含量如下表（，按投料计质量分数）。 元素 粗/ 水相2/（） 精制/ 组 HCl组 组 HCl组 Fe 1.60 41 32 0.071 0.056 Pb 0.26 3 44 0.0042 0.016 In 58 18000 33000 51 57 i．水相2中，组浓度远小于HCl组，原因是________________________________________。 ii．实际工艺中选用HCl的原因是______________________________________________。 （5）阶段Ⅲ，溶液中________时，恰好沉淀完全。 （6）水相2中的砷酸（）最终转化成沉淀，杂质As被除去。写出总化学反应方程式________________________________。 【答案】（1）不能 （2）将还原为 （3）Ⅰ （4） ①. 的溶解度小于 ②. In元素的损失更少 （5） （6） 【解析】 【分析】流程分为三个核心阶段：阶段Ⅰ利用离子液体萃取剂实现In与杂质初步分离，加入维生素C将还原为，降低Fe在萃取相的分配率，减少In中Fe杂质混入；阶段Ⅱ经酸反萃取将In转移入水相，萃取后得到的有机相可回收循环回阶段Ⅰ利用；阶段Ⅲ通过分步调pH，先沉淀除去Fe、As（As最终转化为​沉淀除去），再沉淀得到高纯度精制​。 【小问1详解】 由题给流程知，阶段1过滤后有分液操作，说明该离子液体与水不互溶。 【小问2详解】 由图可知，水中加入Vc后，Fe的分配率显著下降，In的浸出率、分配率几乎不受影响；Vc是典型的还原剂，其作用为将还原为，实现In和Fe的初步分离。 【小问3详解】 有机相2的成分为萃取剂，该萃取剂在阶段Ⅰ参与萃取过程，因此提纯再生后可循环用于阶段Ⅰ。 【小问4详解】 i．由分析知，硫酸与盐酸在阶段Ⅱ的作用为生成难溶物或，将元素除去，组浓度低，说明更难溶。 ii．由表格数据，HCl体系水相2中In浓度远大于硫酸体系，即In保留量更多，最终精制中In的更高，Fe杂质含量更低，表明主要考虑选用HCl可使In元素损失更少。 【小问5详解】 恰好沉淀完全时，，此时。 【小问6详解】 由分析知，阶段Ⅰ中被还原为，水相2中、反应生成沉淀，铁由+2价变为+3价，故需要加入氧化剂，没有给出氧化剂时，考虑空气中的氧气，根据电子得失守恒、原子守恒配平化学方程式为。 9. （河北2026高考） 钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺，实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下： 已知：钒渣主要含、、和少量CaO、 等。 回答下列问题： （1）V和Cr均位于元素周期表的_____区。 （2）氧化工序通常采用较大的流量，其目的是_______________________；配平化学方程式：________________________________。 _____ _____ _____ _____ _____ ______ （3）滤渣的主要成分有 、__________、__________(填化学式)。 （4）80℃和40℃时，和的溶解度随 质量分数变化如图所示。结合图像分析 质量分数为30%时，冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因：________________________________。 （5）母液返回_________工序。 （6）还原工序中，反应的离子方程式为___________________________________。 【答案】（1）d （2） ①. 提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可） ②. 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2  2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O （3） ①. Fe2O3 ②. CaSiO3 （4）在NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4的溶解度远小于80℃，而Na2CrO4的溶解度变化不大。降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，从而实现钒和铬的分离 （5）氧化 （6）2 + 3 + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3 + 5H2O 【解析】 【分析】简要分析工艺流程：氧化：加入溶液，通入，140℃~180℃反应，铁的转化：   被氧化为  ，钒的转化：根据小问（2），碱性条件下被氧化为。铬的转化：被氧化为。硅的转化：直接与反应生成。沉淀：加入和 ， 与水反应生成。与沉淀。同时，部分未反应完全的氧化铁和不与碱反应的氧化镁也可能在此处作为滤渣除去。冷却结晶：降温至 ，利用不同物质溶解度随温度变化的差异进行分离。的溶解度受温度影响较大，且在高浓度碱性溶液中，降温容易析出；的溶解度通常较大，且受温度影响相对较小，在该条件下仍保持溶解状态。 析出的固体主要为钒的化合物（后续处理可得  ），而铬保留在母液中。这一步实现了钒铬分离。蒸发结晶：对分离出钒后的母液进行蒸发浓缩。让从母液中析出，母液中亦含有少量，还原：利用稀  、  。 将溶液中的 还原为。水解沉淀：调节溶液的 pH 值，使  发生水解反应，生成沉淀。后续过滤得到的  沉淀经过煅烧分解，即可得到最终产品  。 【小问1详解】 根据元素周期表分区规则，V（23号）属于第ⅤB族，Cr（24号）属于第ⅥB族，它们的价电子排布分别为3d34s2和3d54s1，均位于d区。 【小问2详解】 首先，氧化工序的目的是将FeO·V2O3和FeO·Cr2O3中的Fe(Ⅱ)、V(Ⅲ)、氧化为Fe(Ⅲ)、V(Ⅴ)，同时需要保证反应物充分接触，提高反应速率和转化率。采用较大O2流量可以提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可）。配平化学方程式：FeO·V2O3中Fe为+2价，V为+3价；Fe2O3中Fe为+3价，Na3VO4中V为+5价。每1 mol FeO·V2O3中，Fe失去1 mol e⁻，2 mol V共失去4 mol e⁻，总计失去5 mol e⁻。O2每1 mol得4 mol e⁻，因此FeO·V2O3与O2的系数比为4:5。最终方程式为：4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2  2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O。 【小问3详解】 在氧化步骤中，FeO·V2O3和FeO·Cr2O3被氧化为Fe2O3、Na3VO4、Na2CrO4，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3。进入沉淀步骤后，加入和 ， 与水反应生成。与沉淀，MgO与Fe2O3不与碱反应，综上，滤渣主要成分为MgO、Fe2O3、CaSiO3。 【小问4详解】 观察图像：在80℃时，Na3VO4和Na2CrO4的溶解度均较高，且随NaOH浓度增加而降低。在40℃时，Na3VO4溶解度显著降低，而Na2CrO4溶解度仍较高。当NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4溶解度远小于80℃，而Na2CrO4溶解度变化不大。因此，降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，可实现钒和铬的分离。 【小问5详解】 母液主要含Na2CrO4和未结晶析出的Na3VO4，以及过量的NaOH等。根据流程，母液应返回“氧化”工序，继续参与反应，提高原料利用率。 【小问6详解】 还原工序中，Na2CrO4被Na2SO3还原为Cr3+，被氧化为。根据氧化还原反应配平，离子方程式为2 + 3 + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3 + 5H2O。 10. （2026山东卷）一种从铜阳极泥（主要含、、）中分离提取贵金属、的工艺流程如下： 已知：“球磨提金”时，生成的高活性直接和反应生成。 ；　。 回答下列问题： （1）“酸浸”时，与稀反应生成二元弱酸的离子方程式为_________________________________________。 （2）“球磨提金”时，生成的反应中作氧化剂的是__________（填化学式）。 （3）“酸溶”时，转化为；“反萃取”时加入溶液后，水相中以形式存在，的两个作用是_______________________________________。“酸化析金”时，发生自身氧化还原反应的离子方程式为_________________________________。 （4）“溶银”中，忽略溶液体积变化，若使完全溶于氨水，则反应后溶液中_______。 （5）“还原提银”所得滤液X经处理后的产品可导入“球磨提金”加以利用，则处理滤液X时加入的物质是___________（填化学式）。 【答案】（1） （2） （3） ①. 将+3价的还原为+1价、提供配体 ②. （4） （5） 【解析】 【分析】铜阳极泥原料主要含、、，先加入稀硝酸、稀硫酸进行酸浸，、被硝酸氧化溶解生成、、二元弱酸与，、、二元弱酸进入滤液，留在沉淀中；沉淀加入、球磨提金，氧化氯离子生成活性，将氧化为，经稀盐酸酸溶得到水溶液，有机萃取剂萃取金进入有机相，水相分离后有机相中加入反萃取，既作还原剂还原又提供配体形成，再经稀盐酸酸化，发生自身氧化还原析出单质；酸浸滤液中加入沉银得到沉淀，加氨水溶银生成可溶性络离子，再用水合肼还原提银析出单质，释放得到滤液； 【小问1详解】 中为价被氧化为，为价被氧化为，被还原为，结合得失电子守恒和原子、电荷守恒配平方程式为； 【小问2详解】 “球磨提金”时，加入的在酸性条件下氧化生成，元素化合价降低，作氧化剂； 【小问3详解】 具有还原性，将中价还原为低价价；作为配体，与形成络离子进入水相实现反萃取，因此的作用为将+3价的还原为+1价，提供配体；中降价生成单质， 元素部分转化为、部分为，结合得失电子守恒和原子、电荷守恒配平方程式为； 【小问4详解】 已知：；，总反应为，平衡常数。完全溶于氨水，平衡时，代入，得平衡游离，因此； 【小问5详解】 还原提银时水合肼与银氨络离子反应释放，滤液含铵盐，球磨提金工序需要，向滤液加入 ，将转化为，可循环至球磨提金步骤。 11. （2026广东卷）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 【解析】 【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。 【小问1详解】 固体研磨成粉，可增大反应物接触面积，加快反应浸取速率。 【小问2详解】 沉锑过程中，将中+3价还原为单质，被氧化，作还原剂。 【小问3详解】 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。 【小问4详解】 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。 【小问5详解】 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。 【小问6详解】 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。 【小问7详解】 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。 12. （2026重庆卷）从金精矿(含、和等)提取金的一种综合利用工艺流程包括如下三个过程： （1）焙烧金精矿 ①S元素位于周期表第_________周期。 ②焙烧前，将矿石研磨成粉末的作用是_________。 ③焙烧时，分解为和气态，该化学方程式为_________。 ④烟气中含有和等物质。已知分子为正四面体形，分子结构可视为4个原子分别嵌入的4条棱上，则分子的结构有_________种。 （2）制备硫代硫酸盐 ①气体a的化学式为_________。 ②固体Ⅰ和固体Ⅱ是两种非金属单质，其名称分别为_________。 （3）提取金 ①浸金过程中，在的作用下与生成，其离子方程式为_________。 ②浸金时需加入氨水使溶液呈碱性。若碱性过强，置换过程中会有，生成而影响提金的效果。25℃时，溶液中，，为确保不转化为沉淀，理论上不应高于_________。( ，)。 【答案】（1） ①. 三 ②. 增大增大反应物的接触面积，加快焙烧反应速率，使矿石反应更充分 ③. ④. 2 （2） ①. ②. 砷、硫 （3） ①. ②. 10 【解析】 【分析】金精矿(含、和等)经无氧焙烧后得到含有、S、等的烟气和含Au、的焙渣Ⅰ；烟气中通入氢气得到和含砷单质的固体Ⅰ，焙渣Ⅰ在空气中焙烧，被氧化生成氧化铁和二氧化硫，故气体a为二氧化硫，焙渣Ⅱ为氧化铁、Au；一部分二氧化硫与硫化氢发生归中反应生成S单质，故固体Ⅱ为S，另一部分二氧化硫经吸收转化为亚硫酸盐，S与亚硫酸盐发生反应生成硫代硫酸盐；焙渣Ⅱ中加入硫代硫酸盐，Au在氧气作用下与生成，向所得溶液中加入锌粉，发生还原反应得到金，据此分析。 【小问1详解】 ①S的核电荷数为16，电子排布为2、8、6，共3个电子层，周期数等于电子层数，因此位于第三周期。 ②将矿石研磨成粉末可以增大反应物的接触面积，加快焙烧反应速率，使矿石反应更充分。 ③无氧焙烧，分解为和气态，根据Fe、S原子守恒配平得到化学反应方程式为。 ④为正四面体，一共有6条棱，从6条棱中选4条嵌入S原子，等价去掉2条棱，正四面体去掉2条棱只有两种情况，两条棱相邻(共顶点)和两条棱异面(对棱)，因此分子的结构只有2种不同的结构。 【小问2详解】 ①含的焙渣在空气中焙烧，被氧化生成二氧化硫，因此气体a为SO2。 ②烟气中含有、，因此反应后得到非金属固体单质Ⅰ为砷；H2S和SO2发生反应，得到的非金属固体单质Ⅱ为硫。 【小问3详解】 ①Au被O2氧化为+1价进入配离子，O2被还原，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平得到离子方程式为。 ②配合物稳定常数 ，代入数据： ，解得， 不生成沉淀满足，则 ，，。 2 学科网（北京）股份有限公司 $