2027届高三化学一轮复习解答题专项训练化工流程综合

**基本信息** 聚焦化工流程综合题，通过真题与变式训练系统整合元素化合物、反应原理及实验操作，构建"流程分析-原理应用-定量计算"三阶解题逻辑。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题演练|5题（2022-2026重庆卷）|以金属/非金属提取为载体，涵盖焙烧、浸取、分离等核心操作|从物质转化（如硫代硫酸盐制备）到平衡计算（溶度积、稳定常数），体现"原料-转化-分离-提纯"完整工业逻辑| |变式训练|23题（模拟预测）|新增晶胞分析、萃取原理等拓展题型，强化图表数据解读|融合结构化学（价电子排布）、电化学（电解精炼）等跨模块知识，构建"宏观流程-微观机理-符号表达"化学观念|

2027届高三化学一轮复习解答题 专项训练化工流程综合 一、真题演练 1．（2026·重庆·高考真题）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．（2025·重庆·高考真题）硒(Se)广泛应用于农业和生物医药等领域，一种利用H2Se热解制备高纯硒的流程如下： 已知H2Se的沸点为231K，回答下列问题： (1)真空焙烧时生成的主要产物为，其中Se的化合价为_______，Al元素基态原子的电子排布式为_______。 (2)氢化过程没有发生化合价的变化，Al元素转化为Al2O3·xH2O，则反应的化学方程式为_______。 (3)热解反应：  。冷凝时，将混合气体温度迅速降至500K得到固态硒。Se由气态直接转变为固态的过程称为_______。迅速降温的目的_______；冷凝后尾气的成分为_______(填化学式)。 (4)Se的含量可根据行业标准YS/T 226.12-2009进行测定，测定过程中Se的化合价变化如下： 称取粗硒样品0.1000g，经过程①将其溶解转化为弱酸H2SeO3，并消除测定过程中的干扰。在酸性介质中，先加入0.1000mol·L-1 Na2S2O3标准溶液40.00mL，再加入少量KI和淀粉溶液，继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色消失为终点(原理为)，又消耗8.00mL。过程②中Se(IV)与Na2S2O3反应的物质的量之比为1：4，且反应最快。过程③的离子方程式为_______。该样品中Se的质量分数为_______。 3．（2024·重庆·高考真题）含钌()催化剂在能源等领域应用广泛。方是制备负载型钌催化剂的前驱体。一种制备高纯的技术路线如下(部分试剂、步骤及反应条件略)。 回答下列问题： (1)已知基态的核外电子排布式为，则在元素周期表中位于第_______周期第_______族。中，的空间结构为_______。 (2)为验证与形成了配位键，对所得的表征结果如图所示，表征所用仪器是_______。 A．核磁共振仪 B．质谱仪 C．红外光谱仪 D．X射线衍射仪 (3)步骤①中无气体生成，除生成配合物外，生成的盐还有_______(填化学式)。 (4)步骤②生成的为难溶物，反应的化学方程式为_______。 (5)步骤③在加入稀硝酸前，需要将难溶物加入溶液中，以除去残留的；为使沉淀完全，浓度应大于_______。(已知的) (6)受热易分解，在时完全分解，失重率为，剩余固体为的氧化物，则该氧化物的化学式为_______。 4．（2023·重庆·高考真题）是一种用途广泛的磁性材料，以为原料制备并获得副产物水合物的工艺如下。   时各物质溶度积见下表： 物质 溶度积 回答下列问题： (1)中元素的化合价是和_______。的核外电子排布式为_______。 (2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是_______。 (3)反应釜2中，加入和分散剂的同时通入空气。 ①反应的离子方程式为_______。 ②为加快反应速率，可采取的措施有_______。(写出两项即可)。 (4)①反应釜3中，时，浓度为，理论上不超过_______。 ②称取水合物，加水溶解，加入过量，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀硫酸中，用标准溶液滴定，消耗。滴定达到终点的现象为_______，该副产物中的质量分数为_______。 5．（2022·重庆·高考真题）电子印制工业产生的某退锡废液含硝酸、锡化合物及少量Fe3+和Cu2+等，对其处理的流程如图。 Sn与Si同族，25℃时相关的溶度积见表。 化学式 Sn(OH)4(或SnO2·2H2O) Fe(OH)3 Cu(OH)2 溶度积 1.0×10-56 4×10-38 2.5×10-20 (1)Na2SnO3的回收 ①产品Na2SnO3中Sn的化合价是______。 ②退锡工艺是利用稀HNO3与Sn反应生成Sn2+，且无气体生成，则生成的硝酸盐是_____，废液中的Sn2+易转化成SnO2·xH2O。 ③沉淀1的主要成分是SnO2，焙烧时，与NaOH反应的化学方程式为______。 (2)滤液1的处理 ①滤液1中Fe3+和Cu2+的浓度相近，加入NaOH溶液，先得到的沉淀是______。 ②25℃时，为了使Cu2+沉淀完全，需调节溶液H+浓度不大于______mol•L-1。 (3)产品中锡含量的测定 称取产品1.500g，用大量盐酸溶解，在CO2保护下，先用Al片将Sn4+还原为Sn2+，再用0.1000mol•L-1KIO3标准溶液滴定，以淀粉作指示剂滴定过程中IO被还原为I—，终点时消耗KIO3溶液20.00mL。 ①终点时的现象为______，产生I2的离子反应方程式为_____。 ②产品中Sn的质量分数为_____%。 二、变式训练 6．（2026·重庆·模拟预测）CeO2是一种重要的稀有金属氧化物，在催化与检测方面有广泛的应用前景。工业上从水晶石废料(含有SiO2、CaO、CeO2、Na2O、MgO)中提取CeO2的流程如下： 已知：Ksp[Ce(OH)3]=8×10-20，1g2=0.3。回答下列问题： (1)基态Mg原子的核外电子排布式为___________。 (2)“浸取”得到的滤液中含有的金属离子有___________；“还原浸取”得到的滤渣的主要成分为___________。 (3)“还原浸取”生成Ce2(SO4)3的化学反应方程式为___________。 (4)“沉铈”过程中生成Ce(OH)3氨水浓度过大导致沉铈率下降的主要原因可能是___________。若常温下使溶液中Ce3+完全沉淀(Ce3+的浓度低于1.0×10-5mol·L-1)，则溶液的pH不低于___________(保留小数点后一位)。 (5)“煅烧”过程中Ce(OH)3转化为CeO2，下图为一定质量原料在不同实验条件下煅烧的结果，应选择的最佳温度为___________。 A．<350℃ B．350~450℃ C．500~600℃ D．>600℃ (6)Ce(SO4)2可用于测定CuCl样品中CuCl的含量：称取0.2500g CuCl样品，加入10mL 0.5mol·L-1的FeCl3溶液，样品完全溶解后(CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-)，加入邻菲罗啉作指示剂，用0.1000mol·L-1的Ce(SO4)2标准溶液滴定(Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+)，达到终点时消耗Ce(SO4)2溶液的体积平均为25.20mL。增加空白对照实验，消耗0.20mL Ce(SO4)2标准溶液。该样品中CuCl的质量分数为___________(保留小数点后一位)。 7．（2026·重庆·模拟预测）某炼锌废渣主要含、、、，还含有少量、单质及杂质。工业上采用“湿法强化浸出-萃取分离”工艺回收、、、，流程如下： 回答下列问题： (1)ZnFe2O4中Fe的化合价为___________。 (2)“酸浸”中ZnFe2O4与反应的化学方程式为___________；滤渣1的成分除了、、外，还有___________。 (3)“沉淀”时调的目的是除去，试剂的最佳选择为___________(填标号)。 A． B． C． D． (4)“萃取分液”中选用不同萃取剂实现、的分离。已知萃取时，若选用()萃取剂，萃取后的有机相结构为。请从结构角度分析，“反萃取”时，增大H+浓度有利于进入水相的原因是___________。 (5)“浸金银”中Au生成的产物是，请写出该反应的离子方程式：___________。 (6)上述工艺流程中可循环利用的物质除了萃取剂，还有___________(填化学式)。 8．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）某冶金过程产生的废渣有SiO2、CuO、、、、等。利用该废渣生产Cu2O的一种流程示意图如下。 I．酸浸 (1)基态Fe3+的价层电子轨道表示式为___________，的空间结构为___________。 (2)酸浸渣中除PbSO4外，还含有___________。 Ⅱ．沉铁 (3)加入(NH4)2CO3的目的是___________。 (4)黄铵铁矾[]相对分子质量为480，受热温度750℃以上完全分解得红棕色粉末，固体残留率为50%，则黄铵铁矾化学式为___________。 Ⅲ．还原沉铜 (5)开始沉铜后，若不继续调控沉铜过程中溶液的pH，NaHSO3的使用量将增加，结合Cu2+与NaHSO3反应的离子方程式解释原因___________。 Ⅳ．产品中Cu2O含量的测定 (6)经提纯后，产品中只有Cu2O和Cu，测定产品中Cu2O含量的方法如下。 已知： ①步骤i中，Fe3+发生的离子方程式为：、___________。 ②产品质量为m，步骤iii中溶液的物质的量浓度和消耗的体积分别为c和V，计算产品中Cu2O的质量分数还需要的实验数据是___________。 9．（2026·重庆·模拟预测）用溶液氨浸含锌废催化剂(主要成分为ZnO及少量NiO、铁和铅的氧化物等)回收高纯氧化锌的工艺流程如下： (1)基态铅原子未成对电子数目为_______。 (2)“氨浸”前需将含锌废催化剂粉碎，其目的是_______。 (3)“浸出液”主要成分为及少量的，写出“净化”工序的离子方程式_______。 (4)“滤渣1”中主要含有_______。 (5)丁二酮肟(DMG)可用于检验“净化液”中是否含有少量，反应的离子方程式如下： Ni-DMG为鲜红色螯合物，结构稳定，下列说法正确的有_______。 A．该配合物的配体数为4 B．该配合物中含有的化学键有极性键，配位键，氢键等 C．该配合物中配位原子只有N原子 (6)流程中可循环利用的物质是_______。 (7)“滤渣2”的成分为碱式碳酸锌，写出煅烧化学方程式_______。 10．（2026·重庆垫江·模拟预测） (钴酸锂)难溶于水，具有强氧化性，可用作锂电池正极材料，某锂离子二次电池的正极材料主要为，还含有少量、、、的化合物。我国某大学实验室通过如下流程利用废旧锂离子电池制取。 已知：常温下，该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全()的见下表 离子 (1)“酸浸还原”时为减少环境污染，最适宜滴入溶液的方法是_______。 (2)“酸浸还原”时，发生的反应中氧化产物为硫酸盐的化学方程式为_______。 (3)水解净化过程中生成“滤渣”的离子方程式为_______。 (4)若要检验“氧化沉铁锰”后得到的滤液中是否还含有Fe3+，写出实验操作和现象____。 (5)萃取，反萃取：该工艺设计萃取、反萃取的目的是_______。沉钴时所加物质需过量的原因是：_____。 (6)制：在空气中加热时固体残留物质质量与温度关系如图所示，写出时，残留固体的化学式为_______。 11．（2026·重庆·模拟预测）铒(Er)是重要的重稀土元素，三氧化二铒()是制备铒基功能材料(如激光晶体、固态电解质)的核心原料。工业上常以南方离子型稀土(RE)矿(主要含、、等，伴生杂质)为原料提取，其简化工艺流程如下图所示： 已知：①P507(酸性磷类萃取剂)萃取原理： ②   (1)基态氧原子的核外电子排布式为：______。 (2)步骤②中，加入生成混合RE碳酸盐的离子方程式为______(稀土元素用表示)；生成的碳酸盐固体中含有杂质、______和______。 (3)步骤④中，若盐酸溶解所得溶液中，调节溶液(溶液体积不变)，恰好完全沉淀时，______。 (4)步骤⑤中，P507萃取时，需控制溶液pH=2~3，pH过低会导致萃取率下降，原因是______。 (5)写出步骤⑦反应的化学方程式(产物中含有毒气体)：______，处理有毒气体的试剂可以是______(填标号)。 A．    B．纯碱溶液    C．稀硫酸 (6)已知原子吸收分光光度法：一定范围内，为吸光度，为校准常数，为物质的量浓度。利用“原子吸收分光光度法”测定产品纯度(杂质不含铒元素)： ①配制一系列已知浓度的标准溶液，测得对应吸光度，求得比例常数； ②准确称取待测样品，加足量稀盐酸完全溶解，冷却后转移至容量瓶，加水定容摇匀； ③从中精准量取上述原液，加水稀释至，测得稀释后溶液的吸光度。 ，该样品的纯度为______%(保留四位有效数字)。 12．（2026·重庆永川·三模）钕铁硼(NdFeB)废料中主要含Fe2O3和稀土氧化物RE2O3 (RE是稀土元素的缩写，此处RE2O3表示Nd2O3和Pr2O3等)。从钕铁硼废料中获得稀土氧化物的一种流程如下。 回答下列问题： (1)基态铬原子的价电子排布式是___________，这样的排布并不符合构造原理，原因是___________。 (2)“氯化焙烧”时，焙烧温度对稀土元素和铁元素“浸取”时浸出率的影响如下图所示，写出“氯化焙烧”时RE2O3生成稀土氯化物RECl3的化学方程式___________，当温度超过310℃后，稀土元素浸出率降低的原因可能是___________。 (3)“浸取”时所得浸渣的主要成分是___________(填化学式)。 (4)“除铁”步骤中，当Fe3+完全沉淀时，pH应大于___________(当离子浓度小于时，离子完全沉淀；)。若使用离子液体甲基三辛基氯化铵[]作萃取剂，也可通过萃取出Fe3+而达到“除铁”的目的，该离子液体具有较低的熔点，分析其原因是___________。 (5)写出“焙烧”时生成稀土氧化物RE2O3的化学反应方程式___________。 13．（2026·重庆江津·三模）炼铁炉渣中含有Fe、Cu、Al、Ni、Ca、Si等元素的氧化物，为了节约和充分利用资源，通过以下工艺流程分离、回收Fe、Cu、Al等元素。 (1)基态Cu的价层电子排布式为___________，“酸浸”过程产生的“固体残渣”的成分是___________。 (2)“高压加热”时生成Fe2O3的离子方程式为___________。 (3)“沉铝”时，“滤液1”pH最高可调至___________(忽略溶液体积变化)(已知：滤液1中Cu2+、Ni2+的浓度均为0.01 mol/L；常温下，，)｡ 在“沉铝”的过程中，除了会向溶液中加入碱性物质调节pH外，还会加入少量氢氧化铝粉末，静置一段时间才进行过滤，这样做的目的是___________。 (4)萃取剂HNAO对Cu2+有极高的选择性，HNAO与Cu2+形成的配合物如图所示。关于该配合物说法正确的是___________ A．铜与N、O形成配位键 B．该配合物存在分子内氢键，有利于该配合物与水相分离 C．溶液的酸性越强，越有利于该配合物的形成 D．该配合物中配位数和配体数均为4 (5)采用碘量法测定上述Fe3O4样品的纯度，实验步骤如下： ①准确称取0.464 g该样品，加入足量稀盐酸和H2O2溶液，使样品中所有铁元素全部转化为Fe3+(杂质不反应、不干扰)； ②继续加热溶液一段时间后再冷却至室温，向溶液中加入过量KI溶液，充分反应后，用0.100 mol/L Na2S2O3的标准溶液滴定()；③滴定至终点时，消耗Na2S2O3标准溶液40.00 mL，则该样品中Fe3O4的质量分数为___________%。(保留三位有效数字) 14．（2026·重庆·模拟预测）镧系元素镨（Pr）是一种重要的稀土元素，采用如图工艺流程可由孪生矿（主要含ZnS、FeS、、等）制备半导体材料。 已知：该体系中，金属离子生成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH 金属离子 开始沉淀时的pH 5.4 7.5 2.2 8.0 沉淀完全时的pH 6.4 9.0 3.2 8.9 (1)已知镨的价层电子排布式为，则镨在元素周期表中位于第_____周期第_____族。 (2)滤渣I除含有一种淡黄色沉淀外，还含有________，在“溶浸”时发生的离子反应方程式为________。 (3)“除锌、铁”时，需控制的pH范围为________。 (4)用有机萃取剂HL萃取的原理为，为提高反萃取率，应加入的最佳试剂为________。 a．浓硝酸    b．浓盐酸    c．浓硫酸 (5)沉淀镨时，若将沉淀剂溶液改为溶液，制得的沉淀颗粒较为疏松，原因是________。 (6)在空气中灼烧（M=606 g/mol）时，测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化曲线如下图所示，则制备最适宜的温度为________。 A．280℃ B．560℃ C．755℃ D．1200℃ 15．（2026·重庆·模拟预测）磷酸铁锂电池回收过程中会产生大量磷酸铁（FePO4）废渣。某团队开发了一种从磷酸铁废渣中回收磷元素制备磷酸二氢铵（NH4H2PO4）的工艺，流程如图所示： 已知：在酸液与电化学共同作用下，促进磷酸铁废渣中三价铁还原至二价铁再还原至单质铁。 (1)FePO4中Fe元素的化合价为________；Fe元素基态原子的价电子排布式为________。 (2)写出FePO4先在酸性溶液中溶解的化学方程式________。 (3)当电解所获得的二价铁离子转化率达到40～60%时，持续向电解液中加入硫代硫酸钠（Na2S2O3）溶液，写出发生反应的离子方程式________；请结合离子反应方程式进一步解释加入硫代硫酸钠溶液的目的是________。 (4)在电还原步骤中，将在________（填“阴极”或“阳极”）收集得到铁单质。 (5)从磷酸二氢铵溶液中获得电池级磷酸二氢铵固体的一系列操作是________。 (6)钼酸铵溶液可用于测定含磷量，步骤如下： 准确称量样品2.84 g，用硫酸和高氯酸在高温下使之分解，磷转化为磷酸。过滤、洗涤、弃去残渣。以硫酸—硝酸为介质，加入过量钼酸铵溶液生成(NH4)3H4PMo12O42·H2O沉淀，将过滤、洗涤后的沉淀溶于50.00 mL 6.00 mol·L⁻1 NaOH溶液后，定容至250 mL。取25 mL溶液，以酚酞为指示剂，用0.40 mol·L⁻¹盐酸溶液滴定（仅过量NaOH反应），消耗盐酸4.00 mL。 已知：。 计算样品中磷的质量分数______（以P2O5计，写出计算式即可）。 16．（2026·重庆永川·二模）金属钌（Ru）堪称“工业催化剂之王”。某实验小组以含钌废液（主要成分是、）为原料制备的流程如下。 已知：①室温下，； ②有机萃取剂N503对有很强的萃取能力。 (1)“氧化蒸馏”中，与加入的和稀硫酸反应生成和，该反应的离子方程式为__________。 (2)采用“减压蒸馏”的原因是__________。 (3)“调pH”中，为了除去，“蒸余悬浊液”的pH至少应调至__________（忽略溶液体积变化；；离子浓度时，可认为其沉淀完全）。 (4)“操作X”的名称为__________；该步骤结束后，“溶液”中钉主要以、的形式存在，为提高萃取剂N503对Ru的萃取率，加入的“试剂a”应选择__________（填字母）。 A．    B．    C．NaOH    D．HCl (5)“萃取”与“反萃取”过程中发生的反应可以表示为：（有机相）（水相）（有机相）（水相），“反萃取”时加入的“试剂b”为__________（填化学式）。 (6)一种钌系催化剂晶胞结构如图，晶体中与最近且等距离的离子的数目为__________；当有1%的被（铑离子）替代后，晶体中会失去部分产生缺陷，此时平均每个晶胞所含的数目为__________。 17．（2026·重庆·三模）世界唯一建成并运行的第四代熔盐堆——我国钍基熔盐实验堆()已投入运行。某种钍铀稀土矿(主要成分为、、及少量)制备核纯级钍的工艺流程如下： 已知： ①在酸性溶液中较稳定，在碱性溶液中易分解； ②与形成可溶性配离子，不产生沉淀； ③为银白色金属；为白色固体，熔点为； ④时几种物质的： 物质 回答下列问题： (1)钍()本身不直接裂变，需在反应堆内吸收中子后，经衰变转化为镤()，镤再经衰变转化为铀()；吸收中子发生核裂变释放能量。下列说法正确的是_______。 A．钍属于第四周期金属元素 B．与互为同位素 C．中子数和质子数的差为52 D．钍基核电发电时，能量转化为：化学能→电能 (2)步骤①反应的离子方程式为_______，在此反应中的作用为_______。 (3)常温下，已知溶液A中，其余金属离子浓度均为。步骤②控制溶液为_______。 (4)沉淀C灼烧时还有两种气体生成(体积比1:1)，写出该反应的化学方程式_______。工业生产时灼烧温度过低，产物呈现灰黑色，推测可能生成了_______。 (5)熔融态还原制备核纯级时，在氛围下，钙作为还原剂，则氧化钙的作用是_______。 18．（2026·重庆·模拟预测）电解铜的阳极泥中含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质，以该阳极泥为原料，分离和回收、、、等金属或其化合物的工艺流程如图所示： 已知：易溶于水，、难溶于水；。 回答下列问题： (1)PtTe/C催化剂在乙醇燃料电池中有广泛应用，对其表征结果如下图，表征所用的仪器是___________(填序号)，基态Te原子的价电子轨道表示式为___________。 a．射线衍射仪        b．红外光谱仪 c．核磁共振氢谱仪        d．元素分析仪 (2)“氧化焙烧”时，阳极泥中的化合态、均转化为单质，其中发生反应的化学方程式为___________。 (3)滤液b中的主要成分为___________(填化学式)。 (4)“氯浸”工艺中，金属、、被氧化为配离子：、、。其中产生理论上消耗的物质的量为___________。已知的空间结构为正八面体形，则的结构有___________种(不考虑对映异构)。 (5)“分金”加入过量草酸的作用，除析出金属外，还有___________。 (6)利用“滤液c”可制备Pt，工艺流程如下图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为___________。 (7)“沉钯”之前，测得溶液中，加入的溶液充分反应，测得反应后混合液中。处理该溶液至少需要加入溶液的体积为___________L(忽略溶液混合时的体积变化)。 19．（2026·重庆·模拟预测）稀土矿主要以氟碳铈矿(CeFCO3)和独居石(CePO4)的形式存在，伴生有、和。某研究小组设计从氟碳铈矿(CeFCO3)中提取铈的流程如图所示。查阅资料：①电负性Fe为1.83，Al为1.5。②。 回答下列问题： (1)、两种氧化物的化学键中离子键成分的百分数较大的是_______。 (2)对比传统浓硫酸焙烧工艺，NaOH焙烧法的环保优势是_______。“焙烧”时控制温度为550℃，转化为和两种钠盐，写出该反应的化学方程式_______。 (3)浸渣的主要成分为_______(填化学式)。 (4)工业上萃取常采用逆流萃取方式(有机相与水相逆向流动)，其优点是_______。 (5)流程中电解过程需控制阴极室稳定在2.0~2.5，原因是_______。 (6)是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生()的循环。请写出消除尾气的化学方程式_______。 20．（2026·重庆·三模）以萤石尾矿(含、、及少量、、、、)为原料经过两段除铝制备锂盐和的工艺流程如下： 已知：①与生成的可被TBP萃取；(有机相)(有机相)。②苯甲酸铝微溶于水，可溶于酸。 (1)基态Fe原子的价层电子排布图为___________。 (2)“加热酸溶”过程中发生反应的离子方程式为___________。滤渣Ⅰ主要成分的化学式为___________。 (3)“沉铁”过程中加入的作用是___________。 (4)物质的溶解度曲线如图所示，“精制Ⅰ”时滤渣Ⅱ的成分是___________。 (5)“精制Ⅱ”过程中，得到滤渣Ⅲ的离子方程式为___________；该过程需要控制溶液pH不宜过低，其原因是___________。 (6)的立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为。若该晶体的密度为，则阿伏加德罗常数的值___________。 21．（2026·重庆九龙坡·模拟预测）钯(Pd)是重要的金属元素，块状金属钯能吸收大量氢气。工业上用硫化镍铜矿(含CuS、NiS、SiO₂、Pd及少量有机物、碳单质)为原料制备Pd的工艺流程如下： 已知：①PdO不与酸、碱反应；②，。 (1)Pd与Fe同族，属于_________族，PdO中Pd元素化合价为_________。 (2)“灼烧”的目的是将CuS、NiS及Pd转化为CuO、NiO、PdO，还有_________。 (3)向“酸浸”后的滤液中加入NiS除去，该反应的平衡常数为_________。 (4)“王水溶解”生成和某种无色气体，该反应的化学方程式为_________。 (5)钯的浸出率与反应的时间、温度的关系如下图所示，则最佳条件为_________。 (6)制备沉淀过程中，加入浓盐酸的作用是_________。 (7)已知金属钯密度为，标准状况下，吸附的氢气体积是其体积的倍，则此条件下钯的吸附容量_________。吸附容量为单位质量(g)的钯所吸附氢气的体积(mL)。 22．（2026·重庆·三模）碲()被誉为“国防与尖端技术的维生素”，某科研人员设计以富碲渣(主要含，还含少量、)为原料逐步分离高回收价值元素。其工艺流程如图所示： 已知：①微溶于水，可溶于强酸和强碱。 ②为二元弱酸，常温下，，。 请回答下列问题： (1)化合物中的化合价为___________，的原子序数为，其基态原子的能层电子排布式为___________。 (2)“浸铜”步骤中，反应的离子方程式为___________，该反应控制溶液的为，酸性不能太强的原因是___________。 (3)“浸碲”步骤中，碲元素转化为，计算常温时，溶液时，___________。 (4)“浸金银”步骤中，反应试剂硫脲()呈平面结构，可简写为，的结构为，与配位的原子是而不是的原因是___________。 (5)“电解”步骤中，生成Au的电极反应式为___________。 (6)粗碲中碲的质量分数的测定步骤如下：取2.0 g粗碲粉，将其转化为亚碲酸()，配制成100 mL溶液，取25 mL溶液于锥形瓶中。向锥形瓶中加入5.00 mL 0.5 mol/L酸性溶液，充分反应使亚碲酸转化为碲酸()。再滴入25.00 mL 0.3 mol/L硫酸亚铁铵溶液时达终点，溶液恰好完全反应。 测定过程中发生下列反应：； 。 则该粗碲中碲的质量分数为___________(保留3位有效数字)。 23．（2026·重庆·三模）磷酸铁锂(LiFePO4)是新能源汽车电池中常用的电极材料。利用某工厂废渣[主要成分为FeSO4·7H2O，含少量Fe2(SO4)3、MgSO4、MnSO4等]资源化生产电池级磷酸铁锂工艺流程如下。 已知：常温下，一些化合物的Ksp如下表(离子浓度认为离子完全沉淀)。 氟化物 FeF2 MgF2 MnF2 FeF3 Fe(OH)3 FePO4 Ksp 2.3×10-6 6.25×10-11 5.2×10-3 6.8×10-23 4.0×10-38 1.3×10-22 回答下列问题： (1)的VSEPR模型为___________。 (2)“溶解”时用H2SO4溶液比直接加水的优点是___________。 (3)向“还原”后的滤液中加___________试剂(填名称)，证明“还原”已彻底完成。 (4)“氧化”中若使用稀盐酸代替H2SO4溶液，会导致___________。 (5)“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。 (6)“沉铁”时发生反应的离子方程式为___________，该反应需控制溶液的pH，若pH=4时同时析出FePO4和Fe(OH)3两种沉淀，所得室温下滤液中___________。 (7)其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。电池充电时。LiFePO4脱出部分Li+，形成，结构示意图如图乙所示，则x=___________。 24．（2026·重庆·三模）铋()及其化合物应用广泛。某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含少量、等杂质)冶炼粗铋，进一步精炼制备高纯铋，并测定其纯度。该工艺的部分流程如下： 已知：①焙砂的主要成分是、、。 ②时，完全转化为沉淀；时，完全转化为。 回答下列问题： (1)铋为83号元素，与N元素同族，基态铋原子的价电子排布式为______。 (2)工业上常采用沸腾焙烧技术完成“氧化焙烧”，采用沸腾焙烧的优点是______。 (3)转化时，加入的目的是______。 (4)“还原熔炼”时，将固体与足量碳、碳酸钠混合，高温还原得到粗铋和氯化钠以及一种还原性气体。写出该过程发生反应的化学方程式：______。 (5)粗铋中含有少量杂质，向熔融粗铋中通入氧气时，优先被氧化为，结合图示分析原因：______。 反应①：   反应②： (6)“粗铋”中含有的主要杂质是，可通过电解精炼除杂。电解质为熔融、，电解后精铋留在粗铋电极下方电解槽底部。电解时，粗铋与电源______(填“正”或“负”)极相连，阴极的电极反应式为______；铅元素的金属性比铋元素______(填“强”“弱”或“不能确定”)。 25．（2026·重庆·模拟预测）独居石精矿是一种以稀土(RE)元素的磷酸盐为主的矿物，还含有、和极少量含铀(U)的化合物。一种从独居石精矿中提取铀和稀土的工艺如图。 已知：①常温下，，，。 ②盐酸体系中，存在、，其他离子与的配位可忽略。 ③工艺中“离子交换”是将含()的溶液流过盛有阴离子交换树脂(RCl)的离子交换柱(如图)，发生反应：。 (1)中O为-2价，U的化合价为___________。 (2)“碱转化”后溶液中的阴离子含有、___________(填离子符号)和含磷的酸根离子。常温下测得溶液，则溶液中___________(填“>”“<”或“=”)。 (3)“酸浸”中与反应生成，其离子方程式为___________。 (4)“氧化”和“调pH”工序的目的是避免___________(填离子符号)与交换树脂反应，从而有利于的分离。 (5)“沉铀”中，加入使转化为再加热促使其分解生成。分解的化学方程式为___________。 (6)一种铀的氧化物晶体结构可描述为“U与空位”交替填充在由氧原子构成的体积相等的立方体体心，形成如图所示的结构单元。 ①该氧化物的化学式为___________。 ②若该氧化物的立方晶胞的晶胞参数为a nm，则O与U原子最近的距离为___________(用含a的代数式表示)。 26．（2026·重庆·模拟预测）碲单质凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。一种从工业废渣(主要含，还有少量Al、Sb、Cr、Cu、Au、Ag等元素)中回收碲的工艺流程如下图。 已知： ①“焙烧”时，转化为和CuO。 ②是两性氧化物，微溶于水，可溶于强酸和强碱。 ③常温下，，，。 ④N235为常用工业萃取剂，可用表示(R为碳原子数8～10的烷烃基)。 (1)碲元素在周期表中的位置为___________。 (2)“焙烧”时，发生反应的化学方程式为___________。 (3)为提高“水浸”速率，可采取的措施有___________(答一条即可)。 (4)“除铜”时，pH=10，恰好沉淀完全，则此时溶液中___________。 (5)“沉碲”中，pH值控制在6.5～7.0时，生成沉淀的量最多，如果过量，将导致沉碲不完全，原因是___________。 (6)“萃取”中，萃取剂N235具有一定的碱性，则碱性：___________(填“>”“<”或“=”)。在萃取时碲形成如图的配合物，配合物中Te的化合价为___________。 (7)“反萃取”后，碲以形式存在，则“还原”时发生反应的离子方程式为___________。 27．（2026·重庆·模拟预测）二硫化钨()可用作润滑剂以及石油化工领域的催化剂。由钨铁矿(主要成分为，还有少量等)制备的工艺流程如下所示： 已知：①钨酸为浅黄色难溶于水的固体。 ②常温下，， ③常温下，钨酸铵微溶于水，溶解度随温度升高而增大。 回答下列问题： (1)已知基态W原子的核外价电子排布式为，则W在元素周期表的位置为______。 (2)晶体具有类石墨层状结构，则晶体类型属于______。 A．共价晶体 B．离子晶体 C．分子晶体 D．混合晶体 (3)滤渣1可用作红色涂料，请写出在熔融时发生反应的化学方程式______。 (4)生成滤渣2的离子方程式为______。 (5)制备钨酸铵溶液时，温度控制在57~60℃的原因为______。 (6)制备时，每通入标况下，能得到，则的利用率为______。 (7)制备钨酸时，当溶液的时，溶液中，则常温时(假设此时钨酸铵不析出)生成钨酸铵的反应的平衡常数______。 28．（2026·重庆·模拟预测）工业上以软锰矿(主要成分为，还含有少量)和辉钼矿(主要成分为，还含有少量、的氧化物)为原料，联合制备四钼酸铵晶体和硫酸锰晶体的工艺流程如下： 已知：①流程中“萃取”的原理为(叔胺)。 ②，常温下，NiS和MnS的p分别为19.4和12.6。 (1)已知基态的价层电子排布式为，则在元素周期表的位置为___________；是一种典型的过渡金属二硫化物，具有类似石墨烯的二维层状结构(如图)，说明链与链之间是靠___________维系的。 (2)“高温焙烧”过程中、转化为、，且不考虑产生其他物质，写出该反应的化学方程式___________。 (3)“酸浸”时加入稀硫酸的作用，除溶解焙烧产物、提供外，还能___________。(任答1点) (4)“反萃取”中的试剂X最适宜选用___________(填标号)； a．稀硫酸    b．氨水    c．NaOH溶液    d．溶液 从“母液”中回收的副产品在农业上可用于___________。 (5)四钼酸铵可以生产试剂级钼酸钠，已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示，由钼酸钠溶液获得晶体的操作为___________、过滤、洗涤、烘干。 (6)若“调除镍”前溶液中，则“除镍”应控制溶液的范围是___________。(该溶液中，忽略溶液体积变化，) 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《2027届高三化学一轮复习解答题专项训练化工流程综合》参考答案 1．(1) 三 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 2 (2) 砷、硫 (3) 10 【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。 【详解】（1）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。 （2）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。 （3）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．(1) (2) (3) 凝华 减少生成，提高Se产率 ， (4) 94.8% 【分析】粗Se加入铝粉焙烧得到，通入水蒸气氢化得到，脱水后热解发生反应：，冷凝后得到精Se； 【详解】（1）Al是IIIA族元素，化合价为+3价，则Se化合价为-2价；铝的基态电子排布式为； （2）“氢化”过程是与水蒸气反应生成，化学方程式为； （3）从气态变为固态的过程为凝华；已知热解正向是吸热反应，降温时，为避免平衡逆向移动，需要迅速冷凝Se蒸汽，故目的是减少生成，提高Se产率；尾气种含有以及少量的； （4）反应③是被KI还原为Se的过程，离子方程式为：； 过程②加入40.00 mL的标准溶液，过程③加入少量KI溶液，KI作还原剂，将还原为Se，再加入8.00mL同浓度的标准溶液滴定上一步生成的碘单质（确定滴定终点），存在关系式Se(Ⅳ)~4I- ~2I2 ~4Na2S2O3 ，过程③中Se(Ⅳ)与后续滴定消耗的Na2S2O3物质的量之比为1：4，根据已知条件，过程②中 Se(V)与Na2S2O3 反应的物质的量之比也为1：4，整个过程相当于48mL 0.1000 mol/L的溶液与反应，则，样品中Se的含量：。 3．(1) 五 Ⅷ V形 (2)C (3)KNO3、KCl (4) (5) (6)RuO2 【分析】根据流程可知，第①步发生反应，第②步发生反应，第③步发生反应，据此分析解答。 【详解】（1）根据Ru的价电子排布式为[Kr]4d75s1，Ru在周期表中的位置是第五周期第Ⅷ族；成键电子对为2，孤对电子为=1，价电子互斥模型为平面三角形，空间构型为V形； （2）图为吸收波谱的谱图，为红外光谱，测量仪器为红外光谱仪，答案选C； （3）步骤①中加入NaNO2，亚硝酸钠发生歧化反应，反应无气体生成，根据氧化还原反应配平该反应为，生成的盐还有KNO3、KCl； （4）步骤②生成的为难溶物，反应的化学方程式为； （5）为使沉淀完全，则c()＜1×10-5mol/L，浓度应大于mol/L （6）设分解1mol，其质量为317g，当时完全分解，失重率为，剩余固体质量为317g×(1－58%)=133.14g，根据Ru守恒，n(Ru)=1mol，其含有的Ru质量为101g，剩余固体为的氧化物，则n(O)=，即固体中n(Ru)∶n(O)=1∶2，则该氧化物的化学式为RuO2。 4．(1) +3 1s22s22p6 (2)防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁 (3) 适当升高温度、搅拌 (4) 11 最后半滴标准液加入后，溶液变为微红色，且半分钟内不变色 66.6% 【分析】溶液加入氧化钙生成氢氧化亚铁，溶液加入氧化钙和空气生成氢氧化铁，反应釜1、2中物质混合后调节pH，加压过滤分离出沉淀处理得到四氧化三铁，滤液处理得到氯化钙水合物；， 【详解】（1）可以写成，故元素的化合价是和+3。为氧原子得到2个电子形成的，核外电子排布式为1s22s22p6； （2）空气中氧气具有氧化性，反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是防止二价铁被空气中氧气氧化为三价铁； （3）①反应釜2中，加入和分散剂的同时通入空气，氧气将二价铁氧化三价铁，三价铁与氧化钙和水生成的氢氧化钙生成氢氧化铁，反应的离子方程式为。 ②为加快反应速率，可采取的措施有适当升高温度、搅拌等； （4）①反应釜3中，时，浓度为，反应不能使钙离子生成沉淀，防止引入杂质，故此时，pOH=3，pH=11，故理论上不超过11。 ②高锰酸钾溶液紫红色，故滴定达到终点的现象为：最后半滴标准液加入后，溶液变为微红色，且半分钟内不变色； 氯化钙和草酸钠转化为草酸钙沉淀，草酸钙沉淀加入硫酸转化为草酸，草酸和高锰酸钾发生氧化还原反应：，结合质量守恒可知，，则该副产物中的质量分数为。 【点睛】 5．(1) +4价 Sn(NO3)2、NH4NO3 SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O (2) Fe(OH)3 2×10-7 (3) 滴入最后半滴KIO3标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色 IO+5I-+6H+=3I2+3H2O 47.6% 【分析】由题给流程可知，向退锡废液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH为1.5，将锡的化合物转化为二氧化锡，过滤得到含有铁离子、铜离子的滤液1和沉淀1；向沉淀1中加入氢氧化钠焙烧将二氧化锡转化为锡酸钠后，水浸、过滤得到锡酸钠溶液，溶液经蒸发结晶得到锡酸钠。 【详解】（1）①由化合价代数和为0可知，锡酸钠中锡元素的化合价为+4价，故答案为：+4价； ②由分析可知，退锡工艺中发生的反应为锡与稀硝酸反应生成硝酸亚锡、硝酸铵和水，则则生成的硝酸盐是硝酸亚锡和硝酸铵，故答案为：Sn(NO3)2、NH4NO3； ③由沉淀1的主要成分是二氧化锡可知，焙烧时发生的反应为二氧化锡和氢氧化钠高温条件下反应生成锡酸钠和水，反应的化学方程式为SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O，故答案为：SnO2+2NaOHNa2SnO3+H2O； （2）①假设当c(Fe3+)=c(Cu2+)=10-5mol/L时，Fe3+需要的c(OH-)==10-11×，同理计算Cu2+沉淀需要的c(OH-)==×10-10=5×10-8mo/L。由上述计算相同浓度的两离子，Cu2+需要的OH-更多，所以加入NaOH时Fe3+先沉淀。故答案为：Fe(OH)3； ②由溶度积可知，25℃时，铜离子沉淀完全时，溶液中的氢氧根离子浓度为=5×10-8mol/L，则溶液中的氢离子浓度不大于2×10-7mol/L，故答案为：2×10-7； （3）①由题意可知，碘酸钾先与二价锡离子反应生成碘离子，当二价锡反应完，碘离子与碘酸根反应生成碘单质，碘遇淀粉溶液变蓝色时，溶液由无色变为蓝色，则终点时的现象为滴入最后半滴碘酸钾标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，反应生成碘的离子方程式为IO+3Sn2++6H+=I-+3Sn4++3H2O，IO+5I-+6H+=3I2+3 H2O，故答案为：滴入最后半滴KIO3标准溶液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；IO+5I-+6H+=3I2+3 H2O； ②由得失电子数目守恒可知，滴定消耗20.00mL0.1000mol•L-1碘酸钾溶液，则1.500g产品中锡元素的质量分数为×100%=47.6%，故答案为：47.6%。 6．(1)或 (2) (3) (4) 氨水浓度过大，碱性过强，导致进一步结合，生成可溶性配离子（或碱性过强，直接生成可溶性配合物）（答案合理即可） 9.3 (5)B (6) 【分析】首先浸取工序向水晶石废料（含、、、、）中加入稀盐酸，、、属于碱性氧化物，与稀盐酸发生反应生成可溶性盐进入溶液，和与稀盐酸不反应，以固体形式存在，成为滤渣；过滤后得到含、、的滤液和含、的滤渣；随后向滤渣（含、）中加入硫酸和，作为氧化剂，作为还原剂，发生氧化还原反应，从+4价被还原为+3价，进入溶液（生成），不与硫酸、反应，成为新的滤渣；过滤后得到含的滤液和含的滤渣；向含的滤液中加入，与电离出的结合，发生反应：，生成沉淀；煅烧工序即将沉淀进行煅烧，发生分解并被氧化，反应为：，最终得到，据此分析作答。 【详解】（1）是第12号元素，核外有12个电子，则基态原子的核外电子排布式为或； （2）根据分析可知，和不溶于稀盐酸中，而均可溶于盐酸中，故金属离子为；滤渣的成分是提取后剩下的； （3）“还原浸取”过程中作还原剂，作氧化剂，产物有氧气生成，根据得失电子守恒及物料守恒，可知化学反应方程式为：； （4）氨水浓度过大时，溶液碱性过强，高碱性条件下可进一步结合，生成可溶性的羟基合铈配离子，导致沉铈率下降（或碱性过强，直接生成可溶性配合物）；根据题中信息并代入相关数据：，常温下，则； （5）制备产品需要同时兼顾质量（产率）和纯度，<350℃纯度较低；350~450℃区间，纯度明显上升，且质量适中；500~600℃区间，质量和纯度都有所下降；>600℃时纯度明显下滑，质量上升也不明显；故应选择的最佳温度为350~450℃，选B； （6）根据题中对应的反应方程式，可知存在关系，相当于这一数据，计算出消耗的的物质的量等于的物质的量，则，故的质量分数。 7．(1)+3 (2) 和 (3)C (4)增大浓度，有利于与萃取剂中的配原子和结合，破坏了萃取剂与之间的配位结构，将从有机相中置换出来进入水相 (5) (6) 【分析】炼锌废渣湿法回收工艺流程中，酸浸工序加入H2SO4并通入O2，金属硫化物被氧化生成可溶性硫酸盐，SiO2、Au、Ag、PbSO4不与稀硫酸反应，过滤得到滤渣1与含Zn2+、Cu2+、Fe3+的滤液1；滤渣1经浸金银工序，Au、Ag被氧化生成可溶性氰合配合物，过滤后滤液经还原得到Au、Ag单质；滤液1经调pH沉淀Fe3+，过滤后滤液经萃取分液实现Cu2+与Zn2+的分离，分别得到Cu单质与ZnSO4产品。 【详解】（1）ZnFe2O4中Zn为+2价，O为-2价，根据化合价代数和为零，Fe的化合价为+3； （2）ZnFe2O4与H2SO4反应为非氧化还原反应，结合原子守恒配平化学方程式为；滤渣1中不与硫酸反应的成分为SiO2、、，同时ZnS、CuS被氧化生成S，废渣中原有的PbSO4作为不溶物也进入滤渣，故滤渣1的成分除了、、外，还有和； （3）调pH除Fe3+需选择不引入新杂质的试剂，ZnO可与H+反应调节pH，不引入新杂质，故选C； （4）“反萃取”时，增大H+浓度有利于进入水相的原因是：增大H+浓度，H+与萃取剂中N、O原子结合，破坏萃取剂与Cu2+之间的配位键，使Cu2+从有机相中释放进入水相； （5）浸金银过程中，Au、O2、CN-、H2O反应生成和OH-，结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为； （6）在萃取过程中，萃取剂与反应，置换出，此时水相中的离子主要有、和，经结晶除去后，滤液4中溶质的主要成分是，可以循环使用。 8．(1) 正四面体形 (2)、 (3)与反应，调节溶液的pH；提供，形成黄铵铁钒沉淀除铁 (4) (5)与发生反应，生成的与反应生成，分解为受热逸出，使的使用量增加 (6) 溶液的物质的量浓度和体积 【分析】冶金废渣（含有、CuO、、、、等）加硫酸酸浸，不与硫酸反应，PbO与硫酸反应生成难溶于水的，CaO与硫酸反应生成微溶于水的CaSO4，、CaSO4和形成酸浸渣，CuO、、溶于硫酸转化成溶于水的、、，向溶液通入空气，加入调节pH=2.0沉铁，生成黄铵铁矾，再向溶液（含有）中逐步加入调节pH=3.5，温度控制80℃，生成。 【详解】（1）基态价电子为，5个轨道各填充1个单电子，价层电子轨道表示式为； 中心价层电子对数为4，无孤对电子，空间结构为正四面体形； （2）废渣中不溶于硫酸，与硫酸反应生成微溶的，因此酸浸渣中还含有 ； （3）加入的作用是与反应，可调节溶液的pH；提供，形成黄铵铁钒沉淀除铁； （4）1 mol黄铵铁矾分解得质量为，，得；结合电荷守恒、相对分子质量，带入，解得，因此化学式为 ； （5）与反应的离子方程式为，反应过程中不断增大，酸性增强，若不调控，生成的与反应生成，分解为受热逸出，使的使用量增加； （6）①步骤i中与在酸性条件下反应，离子方程式为； ②该滴定原理是：加硫酸酸化的氧化、，消耗生成，再加过量氧化所有，再用标准滴定过量，知道溶液和溶液的物质的量浓度和消耗的体积，就可以计算出消耗物质的量，根据产品的质量和电子守恒计算出产品中的质量分数。 9．(1)2 (2)增大反应物接触面积，加快氨浸速率，提高氨浸效率 (3) (4)Ni、过量的Zn (5)C (6) (7) 【分析】起始原料为含锌废催化剂，主要成分为ZnO、少量NiO、铁和铅的氧化物，目标产物为高纯ZnO。氨浸环节用溶液浸取，ZnO、NiO转化为、进入浸出液，铁和铅的氧化物不溶解，形成含铁铅的浸渣分离。净化工序加入锌粉，将还原为Ni单质，置换出Ni，过量锌粉和生成的Ni成为滤渣1的成分。净化液蒸氨后析出碱式碳酸锌，过滤得到滤渣2，煅烧滤渣2得到ZnO，蒸氨过程释放的可循环回到氨浸工序使用。 【详解】（1）基态铅原子的价电子排布式为，6p轨道有2个未成对电子，未成对电子数目为2。 （2）将含锌废催化剂粉碎，可增大反应物接触面积，加快氨浸反应速率，提高氨浸效率。 （3）净化工序加入锌粉，被还原为Ni单质，Zn被氧化为，离子方程式为。 （4）反应生成的Ni单质和过量的锌粉均为固体，滤渣1中主要含有Ni、过量的Zn。 （5）A．该配合物中Ni2+与2个DMG配体结合，配体数为2，A错误； B．氢键不属于化学键，B错误； C．该配合物中只有N原子提供孤电子对作为配位原子，O原子参与形成氢键，不做配位原子，C正确； 故选C。 （6）蒸氨工序释放出，可返回氨浸工序循环使用，可循环利用的物质是。 （7）碱式碳酸锌分解生成ZnO、和，化学方程式为。 10．(1)缓慢滴加或少量多次滴加Na2S2O3溶液 (2) (3) (4)取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变血红色，则含有Fe³⁺；若不变色，则不含(其他合理答案也可以) (5) 分离钴和镍锂，富集Co2+，提高产物纯度 使Co2+完全沉淀，提高钴的回收率 (6)CoO 【分析】该工艺流程的原料为废旧锂电池的正极材料（主要为LiCoO2，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物），产品为Co3O4，流程主线中的主元素为Co，则Al、Fe、Mn、Ni元素在该工艺流程中作为杂质被除去，“酸浸还原”过程中，LiCoO2、H2SO4与Na2S2O3反应生成CoSO4、Li2SO4，Al、Fe、Mn、Ni的化合物也都与H2SO4反应生成Al3+、Fe2+、Mn2+、Ni2+的硫酸盐，在“水解净化”过程中碳酸氢铵和Al3+发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀而除去，“氧化沉铁、锰”过程是NaClO将Fe2+、Mn2+分别氧化为Fe(OH)3、MnO2过滤除去，利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离Co2+，再反萃取后加入草酸铵沉钴，最终通过煅烧草酸钴沉淀得到钴的氧化物Co3O4。 【详解】（1）Na2S2O3溶液在酸性环境中会放出SO2气体，“酸浸还原”时为减少环境污染，应缓慢滴加或少量多次滴加Na2S2O3溶液； （2）“酸浸还原”过程中，LiCoO2、H2SO4与Na2S2O3反应生成CoSO4、Li2SO4，反应中钴化合价由+3变为+2、Na2S2O3中硫化合价由+2变为+6，结合电子守恒，反应化学方程式为：； （3）在“水解净化”过程中碳酸氢根和Al3+发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀而除去，同时生成二氧化碳气体，离子方程式为：； （4）铁离子会和KSCN溶液变为红色，故检验铁离子方案为：取少量滤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变血红色，则含有Fe³⁺；若不变色，则不含(其他合理答案也可以)； （5）根据流程分析，萃取、反萃取过程，利用“P507萃取剂”可以分离钴和镍、锂，从“滤液”中分离Co2+，反萃取，进一步富集Co2+，提高产物纯度；沉钴时所加物质需过量的原因是：使Co2+完全沉淀，提高钴的回收率； （6）由图可知，的质量为18.3 g，其物质的量为：，900℃时，残留固体质量为7.5 g，其中钴的物质的量为0.1 mol，钴元素质量守恒，质量为，则含有O元素的质量为7.5g-5.9g=1.6 g，物质的量为0.1 mol，可知残留固体的化学式为CoO。 11．(1) (2) (3) (4)pH过低，浓度过大，抑制酸性萃取剂P507的电离，减少萃取剂有效浓度，降低络合萃取效率 (5) A (6)95.00 【分析】①加将等离子溶解进入浸出液，生成少量沉淀被过滤除去；②浸出液加入，与反应生成碳酸盐，杂质与发生双水解反应生成、沉淀，杂质与反应生成，过滤得到混有、、杂质的碳酸盐；③碳酸盐经煅烧变为氧化物（含杂质、、）；④加HCl溶解氧化物，氧化物溶于盐酸变成含、、、的溶液；⑤加P507萃取除杂，被有机萃取剂萃取进入有机相，、、留在水相被除去，再反萃取得到纯净溶液；⑥加入草酸，草酸与生成结晶水合物固体；⑦经高温煅烧得到高纯度的。 【详解】（1）氧原子的核电荷数为8，按照构造原理，核外电子排布式为：； （2）步骤②加入，与反应生成RE碳酸盐，离子方程式为：；杂质与发生双水解反应生成、沉淀，混入RE碳酸盐中，所以生成的碳酸盐固体中除含有杂质，还有、； （3）一般认为离子浓度就是完全沉淀，则恰好完全沉淀时，根据，得；此时，所以未达到沉淀条件， ； （4）P507萃取原理：，据勒夏特列原理，pH过低，浓度过大，抑制酸性萃取剂P507的电离，减少萃取剂有效浓度，降低络合萃取效率； （5）中C为+3价，灼烧时发生歧化反应，生成有毒的CO和CO2，反应的化学方程式为：；CO不与纯碱、稀硫酸反应，可被O2氧化为无毒的CO2，因此选A； （6）根据，稀释后的，则原250mL容量瓶中， ，，，纯度。 12．(1) 3d54s1 3d轨道为半充满稳定结构，电子排布趋向于能量更低的稳定状态 (2) RE2O3+6NH4Cl2RECl3+6NH3+ 3H2O 温度过高，NH4Cl分解速率加快，与稀土元素之间的反应不完全，导致稀土元素浸出率降低 (3)Fe2O3 (4) 3 该离子液体的阳离子体积大且结构不对称，导致空间位阻大，减弱了离子间的静电作用力，使熔点偏低 (5)2RE2(C2O4)3+3O22RE2O3+12CO2 【分析】钕铁硼(NdFeB)废料与NH4Cl进行氯化焙烧，反应的化学方程式为RE2O3+6NH4Cl2RECl3+6NH3+ 3H2O；加入水浸取，由浸出率图像可知，铁元素浸出率极低，大部分铁以不溶于水的Fe2O3形式留在浸渣中；加入氨水除铁，铁元素转化为Fe(OH)3沉淀；加入草酸溶液进行沉淀，草酸与稀土氯化物反应生成草酸稀土沉淀；800℃下，在空气中焙烧草酸稀土沉淀，得到RE2O3。 【详解】（1）Cr为24号元素，基态铬原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，价电子排布式是3d54s1。因为3d轨道为半充满稳定结构，电子排布趋向于能量更低的稳定状态，所以这样的排布并不符合构造原理。 （2）根据分析，“氯化焙烧”时的化学方程式为RE2O3+6NH4Cl2RECl3+6NH3+ 3H2O。NH4Cl受热易分解，当温度超过310℃后，温度过高，NH4Cl的量减少，稀土氯化程度下降，导致浸出率降低。 （3）根据分析可知，“浸取”时所得浸渣的主要成分是Fe2O3。 （4）当Fe3+完全沉淀时，，则，pH=3，因此当Fe3+完全沉淀时pH应大于3。该离子液体的阳离子体积大，结构不对称，空间位阻大，阴、阳离子间离子键作用力弱，晶格能小，因此熔点低。 （5）空气中800℃焙烧草酸稀土，生成稀土氧化物和CO2，化学方程式为2RE2(C2O4)3+3O2 2RE2O3+12CO2。 13．(1) 3d104s1 SiO2、CaSO4 (2) (3) 5.1 较快地析出的氢氧化铝沉淀，同时使沉淀颗粒较大，便于过滤 (4)AB (5)66.7 【分析】炉渣经稀硫酸、酸浸，不溶、生成生成固体残渣；浸出液高压通空气，被氧化：得到，在、浓、高温高压下转化；滤液1调沉铝除去；滤液2经选择性萃取分离、，据此分析。 【详解】（1）为29号元素，价电子排布式；酸浸时不溶于稀硫酸，与生成微溶，固体残渣为、； （2）高压加热氧化生成，离子方程式：； （3）常温下，，，由此可知，更容易沉淀析出，的，，，则，；加入粉末可促进沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤； （4）A．与、（提供孤电子对）形成配位键，A正确； B．配体中的与配位形成分子内氢键，有机物极性降低，易与水分层分离，B正确； C．酸性过强与配体、结合，破坏配位键，不利于配合物生成，C错误； D．该配合物中含2个配体，每个配体双齿配位，配体数2、配位数4，D错误； 故选AB； （5）根据关系式，，，质量分数。 14．(1) 六 ⅢB (2) (3) (4)b (5)与反应过程中，会释放气体，气体逸出时会在沉淀内部和表面形成大量孔隙，因此制得的沉淀颗粒较为疏松 (6)C 【分析】溶浸加入溶液，利用的氧化性，将硫化矿中的金属硫化物氧化溶解，实现目标金属向液向转移，滤渣Ⅰ的成分为不与反应的，以及反应生成的单质S；除锌、铁加入会将氧化为，调节pH使生成沉淀，也以氢氧化物的形式沉淀，实现的分离，滤渣Ⅱ主要为、锌的氢氧化物沉淀，彻底去除铁、锌杂质；多次反复萃取与反萃取浓度提纯，富集；沉镨加入，会生成；灼烧得到最终产物。由此解题。 【详解】（1）周期数由最高能级电子层数决定，价电子中最高能层为第6层，因此位于第六周期； 镨属于镧系元素，而镧系元素在周期表中均属于第ⅢB族。 （2）淡黄色沉淀为S单质，化学性质稳定，不与溶液反应，因此滤渣Ⅰ除S外，还含有； 与发生氧化还原反应：被还原为，被氧化为S单质，其反应的离子方程式为 （3）“除铁、锌”过程中加入会将氧化为，调节pH让和完全沉淀，同时保证不沉淀，根据表格数据：完全沉淀的pH为3.2，完全沉淀的pH为6.4；开始沉淀时的pH为8.0，因此pH需要满足锌、铁完全沉淀，镨离子不沉淀，则其pH的范围为。 （4）萃取的反应为，根据勒夏特列原理，提高浓度可使平衡逆向移动，从而提高反萃取率。 a．浓硝酸虽然能提高浓度，但其具有强氧化性，可能会破坏有机萃取剂的结构，会降低反萃取率，a不符合题意； b．浓盐酸能提高浓度，有效推动反萃取方向移动，盐酸是最常用的反萃取剂，体系简单、稳定性好，不会引入难去除的阴离子，也不易与稀土离子形成稳定配合物，反萃取效率高，b符合题意； c．浓硫酸的强氧化性、脱水性极易破坏有机萃取剂，从而降低反萃取率，c不符合题意； 故答案选b。 （5）用作沉淀剂时，反应仅生成碳酸盐沉淀，无气体生成，沉淀生长过程中结构致密；用作沉淀剂时，反应会伴随气体的生成与逸出，气体在沉淀颗粒中形成孔隙，阻碍了沉淀的致密生长，最终得到疏松的。 （6）起始物为，摩尔质量为606 g/mol，目标产物，1 mol含6 molPr，对应3 mol起始物。3 mol起始物的总质量为1818 g，的摩尔质量为1021.4 g/mol，理论，对照图像数据：755℃对应的质量比值为56.22%，与理论值几乎完全吻合，因此制备最适宜的温度为755℃。 15．(1) +3 (2) (3) 在酸性环境中会转化为S和SO2，离子方程式为：，反应生成的作还原剂，防止被氧化为（或作还原剂，防止被氧化） (4)阴极 (5)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 (6) 【分析】磷酸铁废渣加水制成悬浊液，加入硫酸溶解。此时发生反应：，溶液中含有、（或）、等离子。在酸性条件下电解。根据已知信息“促进磷酸铁废渣中三价铁还原至二价铁再还原至单质铁”，说明阴极上发生还原反应生成铁单质。当转化率达到一定程度时加入硫代硫酸钠，目的是利用其还原性将剩余的还原为，提高铁的回收率，加入氨水调节pH至3.5。此时被氧化或沉淀除去，而磷元素留在溶液中形成磷酸二氢铵（）。从磷酸二氢铵溶液中获得固体产品。 【详解】（1）在中，磷酸根 () 显 -3 价，根据化合物化合价代数和为0，铁(Fe)显+3价。铁(Fe)是26号元素，位于第四周期第VIII族。其基态原子核外电子排布式为，价电子排布为。 （2）磷酸铁难溶于水，但能溶于强酸（如硫酸），生成可溶性的硫酸铁和磷酸。这是一个复分解反应，化学方程式为：。 （3）硫代硫酸钠具有还原性，能将溶液中的还原为，自身被氧化为硫酸根 ()，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；另外在酸性环境中会转化为S和SO2，离子方程式为：，反应生成的作还原剂，防止被氧化为（或作还原剂，防止被氧化）。 （4）电解池中，阳离子移向阴极，发生还原反应。得电子生成Fe单质，故在阴极析出。 （5）从溶液中获取含有结晶水或受热易分解的溶质晶体，通常采用的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （6）根据题意可知，，则和 反应的，，根据 ，则，其质量= ，磷的百分含量=。 16．(1) (2)降低蒸馏温度，防止受热分解 (3)3.2 (4) 过滤 B (5)NaOH (6) 12 2.995 【分析】起始原料为含、的含钌废液，目标产物为金属Ru。流程中氧化蒸馏环节被氧化为蒸出，加HCl吸收生成，还原得到粗Ru后电解精炼得到纯Ru；蒸余悬浊液含、等杂质，调pH使完全沉淀为，过滤除去不溶物后，溶液中Ru以、形式存在，加入氧化剂将氧化为，用N503萃取，加HCl反萃取得到含Ru水相返回电解工序。晶胞为立方钙钛矿结构，位于顶点，位于体心，位于面心，结合均摊法、电荷守恒完成晶胞相关计算。 【详解】（1）中Ru为+6价，反应生成中Ru为+8价，每个Ru失2个电子；中Mn为+7价，反应生成中Mn为+4价，每个Mn得3个电子，根据得失电子守恒，系数为3，系数为2，酸性条件下用平衡电荷，原子守恒配平系数为2，得到离子方程式为。 （2）减压蒸馏可降低体系沸点，降低蒸馏所需温度，避免温度过高导致受热分解，提高产物产率。 （3）沉淀完全时，由，代入得： ，故。 （4）调pH后生成沉淀、等不溶性固体，分离固体和溶液的操作X为过滤。 为提高萃取率，需将中+3价Ru氧化为中+4价Ru，需加入氧化剂： A．具有还原性，不能氧化，A错误； B．为绿色氧化剂，酸性条件下可将氧化为，还原产物为，不引入杂质，B正确； C．为碱，不能氧化，C错误； D．无氧化性，不能氧化，D错误； 故选B。 （5）反萃取需使平衡逆向移动，使Ru进入水相，加入NaOH，增大浓度，平衡逆向移动，且不引入新杂质，故试剂b为NaOH。 （6）晶胞中位于立方晶胞顶点，距离最近且等距离的位于相邻面的面心，每个顶点周围共12个相邻面，故对应离子数目为12。 每个晶胞中原本含数目为1，1%的被替代后，每个晶胞正电荷总减少量为，为保持电荷守恒，每个晶胞需减少的数目为，原本每个晶胞含数目为，故平均每个晶胞含数目为。 17．(1)C (2) 还原剂 (3) (4) 或者碳 (5)降低了的熔点或做助熔剂 【分析】起始原料为钍铀稀土矿，核心目标产物为核纯级钍。预处理后得到含、、的溶液A，加酸性将还原为得到溶液B，加NaOH调pH使、沉淀为氢氧化物，与分离。沉淀经稀盐酸溶解后加草酸铵，与形成可溶性配离子留在溶液中，生成沉淀C，灼烧沉淀C得到，最后经钙热还原得到核纯级钍。 【详解】（1）A．Th为90号元素，位于元素周期表第七周期，不属于第四周期金属元素，A错误； B．二者质子数不同，不互为同位素，B错误； C．中子数为，中子数和质子数的差为，C正确； D．钍基核电发电时，能量转化路径为核能→热能→机械能→电能，不是化学能直接转化为电能，D错误； 故选C。 （2）步骤①为酸性条件下与的反应，被还原为，被氧化为，配平得到离子方程式为。反应中中O元素化合价升高，作还原剂。 （3）步骤②调pH的目的是使、完全沉淀，同时不沉淀。 完全沉淀时，由，得，对应。 完全沉淀时，由，得，对应。 开始沉淀时，由，得，对应。 因此控制溶液pH范围为。 （4）沉淀C为，分解生成、两种体积比1:1的气体为CO和，配平反应方程式为。若灼烧温度过低，草酸钍分解不完全生成碳单质，导致产物呈现灰黑色。 （5）熔点为3050℃，熔融能耗高，加入氧化钙可降低的熔点，作助熔剂，降低反应所需温度，减少能耗。 18．(1) a (2) (3) (4) 2 mol 2 (5)将-还原为，便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离 (6) (7)5 【分析】向阳极泥(含PtTe、PdSe、Pt、Pd、Au、Cu等物质)中加入纯碱、通入空气进行“氧化焙烧”，再加水“浸取”，过滤得到含Na2TeO3、Na2SeO3的滤液a，分离出滤渣，向滤渣中加入稀硫酸“酸浸”，溶解氧化铜得到含硫酸铜的滤液b，分离出含Pt、Pd、Au的滤渣，再通入氯气、加入浓盐酸“氯浸”，将金属Pt、Pd、Au分别氧化为配离子：、、，再加入过量草酸“分金”，将还原为金单质、还原为，过滤分离出金单质，最后向滤液中加入氯化铵溶液“沉钯”得到含滤液c和沉淀，据此解答。 【详解】（1） 该图为晶体X射线衍射图，X射线衍射仪用于表征晶体结构，红外光谱仪测官能团、核磁共振氢谱测氢原子种类、元素分析仪测元素组成，故选a；Te为第五周期ⅥA族元素，价电子，轨道表示式为。 （2）氧化焙烧时PdSe转化为Pd单质，Se被氧化为，化学方程式为 。 （3）阳极泥中的Cu经氧化焙烧转化为CuO，酸浸时CuO与稀硫酸反应生成可溶的，贵金属不溶，因此滤液b主要成分为。 （4）由Pt生成化合价0→+4价，Cl2生成Cl-化合价0→-1价，根据原子守恒、电子得失守恒配平得，根据方程式可知，生成1mol消耗2molCl-来源于HCl，则消耗2molHCl；正八面体二取代只有邻位和对位两种，所以结构是2种。 （5）草酸作过量还原剂，保证完全还原为Au析出，提高Au回收率，同时将还原为，便于后续使含Pt物种与含Pd物种分离。 （6）将氧化成与反应生成沉淀，离子方程式为。 （7），已知平衡时，代入得；设加入NH4Cl溶液体积为V L，忽略体积变化，总体积为(1+V)L，沉淀消耗，则：，解得。 19．(1) (2) 无污染性气体放出 (3) (4)增大接触面积，提高萃取效率，减少萃取剂的使用量 (5)pH过低，会加速放电产生氢气，降低铈的沉积效率；pH过高，会发生水解 (6) 【分析】本次工艺以氟碳铈矿为原料，伴生、和，目标产物为Ce和。原料先与焙烧，、Al2O3转化为钠盐，转化为、和；加盐酸酸浸时，Si元素转化成沉淀成为浸渣，其余金属元素以金属离子的形式进入滤液；加入将氧化为，加氨水调pH使、转化为氢氧化物沉淀除去；经萃取反萃取得到，电解得到Ce，经一系列步骤得到。 【详解】（1）两种元素的电负性差值越大，形成化学键的离子键成分百分数越大。Al的电负性为1.5，Fe的电负性为1.83，Al与O的电负性差大于Fe与O的电负性差，故、中离子键成分百分数较大的是。 （2）传统浓硫酸焙烧工艺会产生二氧化硫等污染性气体，NaOH焙烧法无硫氧化物等污染性气体放出，环保优势显著。与反应生成、和，配平后反应的化学方程式为。 （3）焙烧时与反应生成，酸浸过程中与盐酸反应生成沉淀，故浸渣的主要成分为。 （4）逆流萃取时有机相与水相逆向流动，可增大两相接触面积，提高萃取效率，同时减少萃取剂的使用量。 （5）pH过低时，阴极优先放电生成氢气，会降低得电子生成Ce的沉积效率；pH过高时，发生水解反应，因此需控制阴极室pH稳定在2.0~2.5。 （6）消除CO尾气时，释放氧，CO被氧化为，结合给出的循环反应，配平后反应方程式为。 20．(1) (2) CaF2+2H++SOCaSO4+2HF↑ CaSO4、SiO2 (3)将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，便于后续形成黄钠铁矾沉淀而除去 (4)KAl(SO4)2·12H2O (5) Al3++3C6H5COO-=Al(C6H5COO)3↓ 与生成苯甲酸，导致能与结合的减少，生成的苯甲酸铝减少，使铝的去除率降低（或pH过低，导致苯甲酸铝沉淀溶解，降低除铝效果） (6)mol-1 【分析】萤石尾矿加入稀硫酸，加热酸溶，SiO2不反应，氟化钙、碳酸钙和硫酸反应，逸出HF，钙元素转化为硫酸钙沉淀，与二氧化硅成为滤渣，得到滤液，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+并转化为NaFe3(SO4) 2 (OH)6沉淀除去；其余氧化物转变为硫酸盐，此时滤液主要含有Be2+、Li+和Al3+，加入K2SO4，结合物质的溶解度曲线，可知“精制Ⅰ”时，得到滤渣Ⅱ的实验方法为加热浓缩、冷却结晶、过滤，得到KAl(SO4)2∙12H2O，精制Ⅱ中溶液中的Al3+继续通过与苯甲酸钠作用生成苯甲酸铝沉淀除去；同时得到主要含有Be2+、Li+的滤液，锂盐是通过有机物的萃取分离出来；水相中含Be2+、Fe3+,操作X为除去铁离子的过程，最后再加入氨水沉铍，据此分析。 【详解】（1） Fe的原子序数为26，所以基态Fe原子的价层电子排布式为：3d64s2，则其价层电子排布图为； （2）难溶于水，易溶于稀硫酸生成HF和硫酸钙，发生反应的离子方程式为：CaF2+2H++SOCaSO4+2HF↑；“加热酸溶”时二氧化硅不溶于硫酸，CaF2溶于硫酸后生成微溶于水的硫酸钙，以滤渣的形式滤出，所以滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2和CaSO4； （3）FeO溶于稀硫酸后形成亚铁离子，为便于后续除铁，需要加入环保氧化剂过氧化氢，溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，便于后续形成黄钠铁矾沉淀而除去； （4）铁后的滤液主要含有Be2+、Li+和Al3+，加入K2SO4，结合物质的溶解度曲线，可知“精制Ⅰ”时，得到滤渣Ⅱ的实验方法为：加热浓缩、冷却结晶、过滤，得到KAl(SO4)2∙12H2O晶体； （5） 精制Ⅱ中溶液中的Al3+继续通过与苯甲酸钠作用生成苯甲酸铝沉淀除去，反应的离子方程式为：Al3++3C6H5COO-=Al(C6H5COO)3↓；苯甲酸是弱酸，与生成，导致能与结合的减少，生成的苯甲酸铝减少，使铝的去除率降低，所以“精制Ⅱ”时，pH不宜过低。 （6）的立方晶胞中，锂离子的个数为8，氧离子的数目为=4，则该晶胞的质量为g，若该晶体的密度为，根据密度公式可列出：则阿伏加德罗常数的值mol-1。 21．(1) Ⅷ (2)除去有机物及碳单质 (3) (4) (5)， (6)中和并除去氨水，增大氯离子浓度，促进沉淀析出 (7) 【分析】起始原料为硫化镍铜矿，含、、、及少量有机物、碳单质，目标产物为。流程节点如下：灼烧环节通入富氧空气，将硫化物转化为、、，同时有机物燃烧、碳单质被氧化为除去；酸浸环节加稀硫酸，、溶解为硫酸盐进入滤液，不与酸反应、不溶于稀硫酸，进入滤渣；除硅环节加溶液，与反应生成可溶性硅酸盐除去，不与碱反应；还原环节加将还原为单质；王水溶解环节与浓盐酸、浓硝酸反应生成；后续经氨配合、加盐酸沉钯、焙烧、氢气还原得到纯。 【详解】（1）位于元素周期表第Ⅷ族，与同族，故属于Ⅷ族；中元素化合价为-2，化合物中正负化合价代数和为0，故元素化合价为+2。 （2）原料中含有机物与碳单质，灼烧时有机物完全燃烧，碳单质与氧气反应生成被除去，同时将硫化物转化为对应氧化物，因此灼烧的另一目的是除去有机物及碳单质。 （3）加入除去的反应为，该反应的平衡常数。结合溶度积表达式，，，两式相除消去，可得。代入数值计算得。 （4）王水为浓盐酸与浓硝酸的混合物，被氧化为+2价生成，被还原为无色气体，根据化合价升降守恒配平：从0价升高到+2价，每个失去2个电子，从+5价降低到+2价，每个得到3个电子，故的计量数为3，的计量数为2；再根据守恒，的计量数为12；最后根据、守恒配平的计量数为4，反应的化学方程式为。 （5）由钯的浸出率与时间的关系图可知，反应时间为时钯的浸出率达到最高，继续延长时间浸出率略有下降；由浸出率与温度的关系图可知，温度为时钯的浸出率最高，升高或降低温度浸出率均下降，故最佳条件为、。 （6）制备沉淀前体系中含有过量浓氨水，加入浓盐酸时，与反应生成，可中和并除去过量氨水；同时浓盐酸电离出大量，增大溶液中浓度，使的溶解平衡逆向移动，促进沉淀析出。 （7）吸附容量为单位质量钯吸附氢气的体积。取金属钯，其体积为。标准状况下吸附的氢气体积是钯体积的倍，故吸附的体积为，因此钯的吸附容量。 22．(1) -2 4s24p64d10 (2) Cu2Te+4H2O2+4H+=2Cu2++TeO2+6H2O TeO2会溶于强酸导致Te元素的损失 (3)5.0×10−10:1 (4)S的原子半径更大，电负性更小，更易给出电子与Ag⁺形成稳定配位 (5)[Au(TU)2]⁺ +e- =Au +2TU (6)96.0% 【分析】工艺流程分析：浸铜 加入试剂过氧化氢、硫酸（调节pH=4.5~5.0）。在酸性条件下， H2O2作为强氧化剂，将Cu2Te中的Cu (+1) 氧化为Cu2+，将Te (−2)氧化为Te(+4) （即TeO2）。产物分离：浸出液1：含有Cu2+，后续经过处理可以回收铜。固体渣：含有难溶于水的TeO2以及未反应的Au、Ag等贵金属。浸碲：加入试剂：氢氧化钠溶液。利用TeO2的两性（题目已知TeO2可溶于强碱），它与氢氧化钠反应生成亚碲酸盐进入溶液。贵金属Au和Ag不与 氢氧化钠反应，依然留在固体中，浸出液2：含有碲的化合物，后续经过处理可以回收粗碲。固体渣：主要含有Au和Ag，进入下一步处理。浸金银：加入试剂：氯化铁、酸性硫脲。这是一个氧化浸出过程，Fe3+具有氧化性，可以将Ag和Au氧化。硫脲作为配位剂，与氧化后的Ag+和Au+形成稳定的络合物离子[Ag(TU)2]+和[Au(TU)2]+，从而使贵金属溶解进入溶液。   产物分离： 浸出渣：不溶的杂质。 含贵金属溶液：含有[Ag(TU)2]+和[Au(TU)2]+。电解：操作：对上述含贵金属的溶液进行电解。在阴极，[Ag(TU)2]+和[Au(TU)2]+得到电子发生还原反应，析出金属单质Au和Ag。通过控制电位等条件，可以分别回收金和银。据分析以下各问； 【详解】（1）Te在Cu2Te中的化合价：设Te为x，由电荷守恒得 2×(+1)+ x = 0，故 x = −2。Te原子N能层电子排布式：Te原子序数52，电子排布为[Kr]4d105s25p4，N层（n=4）包含4s24p64d10。 （2）根据流程图，“浸铜”步骤中，Cu2Te与H2O2、H2SO4反应，生成Cu²⁺和TeO₂，同时H2O2被还原为H2O。Te从-2价升至+4价，Cu从+1价升至+2价，H2O2中O从-1价降至-2价。设Cu2Te的系数为1，则：Cu2Te → 2Cu²⁺ + TeO2，失去电子数 = 2×1 + 6 = 8e⁻。 H2O2→ 2H2O，每分子得2e⁻，需4分子H2O2。左边需要4H2O2，右边生成4H2O。 左边需要2H2SO4提供硫酸根，同时平衡H⁺。离子方程式为Cu2Te+4H2O2+4H+=2Cu2++TeO2+6H2O；关于pH控制：若酸性太强，可能影响TeO2的沉淀（TeO2可溶于强酸）。因此，需控制pH在4.5~5.0，避免TeO2溶解。 （3）已知H2TeO3的Ka1=1.0×10−3，Ka2=2.0×10−8。Ka1×Ka2 = × = ， = ，当pH=10时， ��(H+)=10−10 mol/L 。 ==5.0×10−10。因此， ��(H2TeO3):��()=5.0×10−10:1。 （4）观察硫脲结构，S原子上有孤对电子，且S的电负性小于N，更易给出电子对形成配位键。此外，S的原子半径大于N，更易与Ag⁺形成稳定配位。N原子上的孤对电子参与C=N双键的π电子共轭，难以给出。因此，S更易与Ag⁺配位。 （5）根据流程，[Au(TU)2]⁺在阴极得电子还原为Au，同时TU被释放。电极反应式为：[Au(TU)2]⁺ +e- =Au +2TU。 （6）已知反应： 1. ； 2. 。首先计算总 ��(K2Cr2O7)=0.5 mol/L×0.005 L=0.0025 mol。��(Fe2+)=0.3 mol/L×0.025 L=0.0075 mol。根据反应2，��()剩余= =0.00125 mol。则与H2TeO3反应的 ��()=0.0025 mol−0.00125 mol = 0.00125 mol 。根据反应1， ��(H2TeO3)=3×0.00125 mol=0.00375 mol（25mL溶液中）。100mL溶液中 ��(H2TeO3)=0.00375 mol×4=0.015 mol。��(Te)=0.015 mol×128 g/mol=1.92 g。质量分数 ��= ×100%=96.0% 。 23．(1)正四面体 (2)抑制水解，提高铁元素浸出率 (3)硫氰化钾（KSCN）溶液 (4)除杂2高锰酸钾用量增大、产生污染环境 (5) (6) (7) 【分析】该工艺以含及少量、、等杂质的废渣为原料，先加入硫酸溶解，利用酸性环境抑制水解，提高铁元素浸出率；接着加入铁粉还原，将溶液中的全部转化为，同时铁粉与酸反应生成氢气，通过后续加入氟化铵，使、等杂质离子生成难溶氟化物沉淀除去；随后加入过氧化氢，将氧化为；再加入高锰酸钾除去残留的还原性杂质，自身被还原生成二氧化锰沉淀，形成滤渣 2；之后加入氨水和磷酸二氢铵调节 pH，使与反应生成沉淀，最终经一系列处理得到电池级磷酸铁锂。 【详解】（1）中 P 原子的价层电子对数为，无孤电子对，因此 VSEPR 模型为正四面体； （2）硫酸溶液呈酸性，可抑制的水解反应（），防止生成氢氧化物沉淀，提高铁元素的浸出率，同时为后续工艺提供稳定的酸性环境，避免杂质离子提前沉淀； （3）向“还原”后的滤液中加入硫氰化钾（KSCN）溶液，若溶液不变红，说明溶液中无，即铁粉已将所有还原为，还原过程彻底完成； （4）“氧化”中若使用稀盐酸代替溶液，会导致稀盐酸中的被氧化剂（如、）氧化，生成有毒的气体，造成环境污染；同时会消耗氧化剂，降低氧化效率，还可能引入新杂质，影响后续产品纯度； （5）除杂 2 步骤中，将溶液中残留的氧化为沉淀，自身被还原为二氧化锰，因此“滤渣 2”的主要成分是； （6）“沉铁”时，与在氨水调节下反应生成沉淀，离子方程式为；pH=4 时，溶液中，根据，得，再根据，得； （7）根据均摊法可知甲晶胞中的个数为，所以每个晶胞中含有4个单元；据图可知在乙晶胞中的个数为，甲晶胞中含有4个单元，则每个单元失去个，所以。 24．(1) (2)沸腾焙烧使矿粒悬浮，增大了其与空气的接触面积，加快了反应速率 (3)防止生成的BiOCl中混有杂质 (4) (5)相同温度下，Sb被氧化生成反应的更小，反应自发进行的趋势更大，因此Sb优先被氧化 (6) 正 强 【分析】辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含少量FeS2、SiO2等杂质)进行氧化焙烧，将其中的硫化物转化为氧化物：Bi2O3、Fe2O3，二氧化硅不发生反应，同时产生的尾气主要是二氧化硫；焙砂加入盐酸浸取，Bi2O3、Fe2O3与盐酸反应进入溶液，二氧化硅不反应成为滤渣，向浸出液中加入Bi将溶液中的还原为Fe2+，得到BiOCl，BiOCl固体与足量碳、碳酸钠混合，高温还原得到粗铋，粗铋通过电解精炼得到精铋。 【详解】（1）铋（Bi）是83号元素，位于元素周期表第六周期第VA族，与氮（N）元素同族。第VA族元素的价电子排布通式为 。对于铋，其价电子层为第六层，因此基态铋原子的价电子排布式为：。 （2）沸腾焙烧是一种使固体颗粒在流体（通常是气体）作用下呈流化状态的焙烧技术。其主要优点是：沸腾焙烧使矿粒悬浮，增大了其与空气的接触面积，加快了反应速率。 （3）根据流程图，浸出液中含有和。已知信息指出，在pH>2.6时沉淀，而在pH>3.2时沉淀。如果直接调节pH，两者会同时或相继沉淀，无法分离。加入金属Bi的目的是利用其还原性，将溶液中的还原为。形成沉淀所需的pH远高于沉淀的pH，这样在调节pH使沉淀为BiOCl时，铁元素仍以形式留在溶液中，从而实现铋和铁的分离。所以，加入Bi的目的是：防止生成的BiOCl中混有杂质。 （4）“还原熔炼”时，将固体与足量碳、碳酸钠混合，高温还原得到粗铋和氯化钠以及一种还原性气体，BiOCl中Bi为+3价，被还原为0价的Bi，C单质被氧化为+2价的CO，还有碳酸钠中的碳元素被还原为一氧化碳，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （5）图中纵坐标为，即吉布斯自由能变。越小，反应自发进行的趋势越大。相同温度下，Sb被氧化生成反应的更小，反应自发进行的趋势更大，因此Sb优先被氧化。 （6）在电解精炼中，待精炼的粗金属作阳极，发生氧化反应溶解。阳极与电源的正极相连。所以粗铋与电源的正极相连；电解后精铋留在粗铋电极下方电解槽底部，说明Bi在阳极没有放电，溶液中没有，阴极得到电子生成Pb电极反应式为：，铅（Pb）和铋（Bi）同处第六周期，Pb在第IVA族，Bi在第VA族。同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱。因此，铅的金属性比铋强。 25．(1)+6 (2) < (3) (4) (5) (6) 【分析】由工艺图可知：碱转化：独居石精矿（含稀土磷酸盐、FePO4、SiO2、含铀化合物）与NaOH溶液反应，SiO2 等会发生转化进入滤液，实现初步分离。酸浸：用盐酸溶解碱转化后的产物，使相关元素以离子形式进入溶液。氧化：加入H2O2将可能存在的低价态离子（如Fe2+）氧化。调pH：加MgO调节pH，使部分杂质离子沉淀为滤渣除去。离子交换：利用阴离子交换树脂，选择性交换特定阴离子，实现目标离子与其他离子分离。洗脱、加热沉淀：对交换后的树脂处理，洗脱目标离子，再经加热沉淀得到UO3，流出液经处理得RE(OH)3，据此分析解答。 【详解】（1）在离子中，设的化合价为。已知 的化合价为-2，根据离子中各元素化合价代数和等于离子所带电荷数，有。解得。 （2）独居石精矿中含有，加入溶液后，与反应生成可溶性的硅酸钠（），因此溶液中会含有硅酸根离子，已知的电离常数，，溶液中存在平衡：，其平衡常数为，当时，，代入表达式：，因为，所以。 （3）“酸浸”中与反应生成，铀的化合价从中的+4价升高到中的 +6 价，作为氧化剂，被还原为，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （4）已知在盐酸体系中，。阴离子交换树脂会吸附溶液中的阴离子。如果溶液中存在，它会形成阴离子，从而与竞争树脂上的交换位点，影响铀的提取纯度。“氧化”工序确保铁元素以形式存在，“调pH”工序加入消耗，使水解生成沉淀除去。这样可以避免进入离子交换柱。 （5）“沉铀”中，反应物为，加热分解生成。根据元素守恒，铵根离子分解产生和，碳酸根分解产生，配平化学方程式为： （6）①观察给出的两个结构单元，氧原子位于小立方体的顶点。左图体心有一个铀原子，右图体心是空位，8个小立方体组合成一个大的晶胞，氧原子位于大晶胞的顶点、面心、棱心和内部，铀原子填充在一半的四面体空隙中，O原子的个数为 个，U原子的个数为4，该氧化物的化学式为； ②大晶胞的边长为，氧原子构成面心立方结构，铀原子位于由氧原子构成的四面体空隙中心，小立方体的边长为 nm，氧原子位于小立方体的顶点，铀原子位于小立方体的体心，它们之间的最近距离是小立方体体对角线长度的一半，小立方体体对角线长为nm，因此，O与U的最近距离为 nm。 26．(1)第五周期第ⅥA族 (2) (3)搅拌、适当升温等 (4) (5)会与过量反应，导致沉碲不完全 (6) > +4 (7) 【分析】该工艺旨在从含有的工业废渣中提取高纯度的碲。将废渣与碳酸钠混合并在空气中加热，使碲化物转化为可溶性的碲酸钠（）。用水溶解焙烧产物，使进入溶液，与不溶的金属氧化物分离。通过加入除去溶液中残留的铜离子，加入除去其他杂质离子。加入硫酸，使溶液中的碲以的形式沉淀出来。用盐酸溶解，然后使用有机萃取剂N235将碲富集到有机相，再用稀盐酸将其反萃取回水相，以达到纯化的目的。向纯化后的含碲溶液中加入亚硫酸钠，将四价碲离子（）还原为单质碲（Te）。 【详解】（1）碲（Te）的原子序数是52。它位于氧族元素中，在硫（S）和硒（Se）的下方，在周期表中的位置为第五周期第ⅥA族。 （2）根据流程图和已知信息①，“焙烧”时加入了和空气（），产物是和，同时碳酸盐在高温下通常会释放，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 （3）为提高“水浸”速率，可采取的措施有：升高温度、搅拌、增大固体接触面积（粉碎）。 （4）一般认为离子浓度时沉淀完全，即，根据，，根据的电离平衡可得：=，pH = 10时，，代入数据： =。 （5）题目已知信息②明确指出：“是两性氧化物，可溶于强酸和强碱”。如果硫酸过量，溶液酸性过强，生成的沉淀会与过量的酸反应生成可溶性的碲盐（如），导致沉淀溶解损失。 （6）烷基（-R）是推电子基团，在胺类化合物中，烷基取代氢原子后，氮原子上的电子云密度增加，接受质子（）的能力增强，因此碱性增强。所以碱性：>；观察配合物结构图，Te与5个Cl-形成配位键/共价键，同时整个阴离子带1个负电荷，整体是电中性的，则配合物中Te的化合价为+4。 （7）“还原”时和发生氧化还原反应生成和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 27．(1)第六周期ⅥB族 (2)D (3) (4) (5)温度过低钨酸铵的溶解度较低，反应速率慢；温度过高氨水易挥发 (6)80% (7) 【分析】钨铁矿的主要成分是FeWO4，还含少量Al2O3，熔融时与NaOH、O2反应生成Fe2O3和钨酸钠、H2O，用水浸得滤渣1可用作红色涂料，为Fe2O3，浸取液中通入过量CO2时，Na[Al(OH)4]与CO2、H2O反应生成Al(OH)3和NaHCO3，再过滤除去Al(OH)3，滤渣2为Al(OH)3，钨酸钠溶液用盐酸调节pH，得浅黄色钨酸沉淀，所得到钨酸加氨水后得到钨酸铵，通入H2S后得到(NH4)2WS4，在高温下加热分解即可得到二硫化钨。 【详解】（1）基态W原子的核外价电子排布式为，最高能层为第6层，位于第六周期，d区价电子数为6，属于第ⅥB族。 （2）石墨为混合晶体（层内共价键，层间范德华力），WS2为类石墨层状结构，因此属于混合晶体，选D。 （3）滤渣1可用作红色涂料，为Fe2O3，在熔融时与NaOH和O2发生反应产物为Na2WO4​、Fe2O3​和水，化学方程式。 （4）滤渣2为Al(OH)3，Na[Al(OH)4]与CO2、H2O反应生成Al(OH)3和NaHCO3，生成滤渣2的离子方程式为。 （5）制备钨酸铵溶液时，温度控制在57~60℃的原因为温度过低钨酸铵的溶解度较低，反应速率慢；温度过高氨水易挥发。 （6）标况下44.8L H2S的物质的量为=2 mol，生成1 mol (NH4)2WS4​需要4 mol H2S，则生成0.4 mol产物需要H2S的物质的量为1.6 mol，利用率为×100%=80%。 （7）生成钨酸铵的反应为 ，平衡常数K=；pH=4时，c(OH−)=10−10 mol/L，由Kb= =10−5，得=105，代入平衡常数表达式，K=(105)2×10−5=105。 28．(1) 第五周期第ⅥB族 范德华力 (2) (3)抑制水解；便于分离出；提供酸性环境，便于后续萃取(任答1点) (4) b 作氮肥 (5)蒸发浓缩、冷却至10℃以下结晶 (6) 【分析】由流程可知，软锰矿和辉钼矿在空气中高温焙烧时，二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰，向焙烧渣中加入硫酸酸浸，将氧化铁、氧化镍溶解得到可溶性硫酸盐，二氧化硅与硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的浸出渣和浸出液；向浸出液中加入叔胺萃取溶液中的钼元素，分液得到水相和有机相；向水相中加入碳酸钠溶液，将铁离子转化为黄钠铁矾，过滤得到黄钠铁矾和滤液；向滤液中加入硫化钠调节溶液pH，将镍离子转化为硫化镍沉淀，过滤得到含有硫化镍的滤渣和含有硫酸锰的滤液；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得四水硫酸锰晶体；向有机相中加入氨水反萃取、分液得到叔胺和四钼酸铵溶液；向溶液中加入硫酸，中和过量的氨水，使四钼酸铵转化为沉淀，过滤得到含有硫酸铵的母液和四钼酸铵晶体。 【详解】（1）①基态的价层电子排布式为，则在元素周期表的位置为第五周期第ⅥB族； ②是一种典型的过渡金属二硫化物，具有类似石墨烯的二维层状结构(如图)，说明链与链之间是靠范德华力维系的。 （2）高温焙烧时发生的反应为二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰，反应的化学方程式为 （3）“酸浸”时加入稀硫酸的作用，除溶解焙烧产物、提供外，抑制水解；便于分离出；提供酸性环境，便于后续萃取； （4）①流程中“萃取”的原理为(叔胺)，加入氨水能中和溶液中的氢离子，使平衡向逆反应方向移动，有利于四钼酸铵的生成，且不引入新杂质，故选b； ②由分析可知，母液的主要成分为硫酸铵，则回收的副产品为硫酸铵，可以作氮肥； （5）温度高于10℃，便不再析出晶体，获得晶体的操作为溶解、蒸发浓缩、冷却至10℃以下结晶、过滤、洗涤、烘干； （6）由硫化锰的溶度积可知，溶液中锰离子浓度为0.5 mol/L时，溶液中，则，由硫化镍的溶度积可知，溶液中镍离子完全沉淀时，溶液中，则，则溶液中pH的范围为； 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $