专题12 工艺流程综合题（期中真题分类汇编，广西专用）高二化学上学期

专题12 工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·广西钦州市第一中学·期中)锂电池是目前应用广泛的新型电池，一种回收钴酸锂废旧电池(主要成分为，同时含有少量Fe、Al、C单质)的流程如图所示。 已知：能与结合成，在强酸性环境下重新转化为。 请回答下列问题： （1）由滤液A制取的过程发生的　　　　　　　　　　　(填“是”或“不是”)氧化还原反应，中C的化合价为　　　　　　　　　　　，滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　　　　　　　　。 （2）用过量的NaOH溶液进行“碱浸”，“碱浸”的目的是　　　　　　　　　　　。写出该过程发生的化学反应方程式：　　　　　　　　　　　。 （3）加入适量盐酸，溶解后生成的能将氧化为，请写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （4）高铁酸钠(，其中铁为+6价)是一种高效多功能水处理剂。工业上用次氯酸钠和氯化铁为原料在碱性条件下制取高铁酸钠，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 2.(2025-2026高二上·广西师范大学附属中学·期中)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O )： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示： 金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时(c=0.01 mol∙L−1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol∙L−1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： （1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是除去油脂、和　　　　　　　。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式　　　　　　　。 （2）“滤液②”中含有的金属离子是　　　　　　　。 （3）“转化” 中可替代H2O2的物质是　　　　　　　。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即(如图)： “滤液③”中可能含有的杂质离子为　　　　　　　。 （4）利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=　　　　　　　(带入具体数据列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol∙L−1，则“调pH”应控制的pH范围是　　　　　　　。 （5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式　　　　　　　。 3.(2025-2026高二上·广西·期中)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下： 注：硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为FeO、Fe2O3，还含有少量SiO2、Al2O3杂质。 （1）焙烧过程中发生氧化反应的元素有　　　　　　　，产生的废气SO2用少量氨水吸收转化为　　　　　　　(填化学式)。 （2）加入的试剂是　　　　　　　(填化学式)。 （3）“沉铁”操作时，向FeSO4溶液中加入氨水-NH4HCO3混合液生成FeCO3沉淀，离子方程式为　　　　　　　。 （4）获得粗产品FeSO4·7H2O晶体如下：FeSO4溶液，若未加入H2SO4，加热时会产生黄色沉淀。经检验，黄色沉淀为Fe(OH)SO4。 ①检验黄色沉淀中的铁元素：取少量沉淀，洗涤，　　　　　　　(填操作和现象)。 ②用离子方程式解释产生Fe(OH)SO4的原因：　　　　　　　。 （5）将8.34g FeSO4·7H2O晶体隔绝空气加热，晶体受热脱水过程的热重曲线(固体质量随温度变化的曲线)如图所示，则N点化学式为　　　　　　　。 4.(2025-2026高二上·广西南宁市“4+N”联盟学校·期中)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图(已知：亚硫酸盐易被氧气氧化)。 （1）为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率，可采取的有效措施为　　　　　　　　　　　。 （2）“焙烧”时加入的少量CaO可将SiO2转化为　　　　　　　　　　　 (填化学式)。 （3）“碱浸”时Al2O3发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）第二次焙烧过程中产生了污染性气体SO2，工业上可用双碱脱硫法处理废气，写出双碱脱硫法的总反应方程式：　　　　　　　　　　　。 （5）第二次焙烧时，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，“烧渣分离”中可以选用___________。 A. 磁选法 B. 酸浸法 C. 碱浸法 D. 热还原法 （6）纯度检验：将分离后的产品溶于稀硫酸中，再滴入酸性KMnO4溶液，若酸性KMnO4褪色，　　　　　　　　　　　(填“能”或“不能”)说明产品中含有FeO，理由是　　　　　　　　　　　。 5.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)Ⅰ、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为和，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、和)为原料制备硼酸()的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“硫酸浸出”时，可在搅拌的操作下进行，搅拌的目的是　　　　　　　。 （2）“滤渣I”的成分为和　　　　　　　(填化学式)，其中属于　　　　　　　(填“酸性氧化物”“碱性氧化物”或“两性物质”)。 （3）检验“过滤Ⅱ”所得的滤液中是否含有的操作及现象为　　　　　　　。 （4）“净化除杂”加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，写出反应的离子反应式　　　　　　　。 （5）“净化除杂”调pH时，若加入的试剂为，此时与发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 Ⅱ． 该总反应可以通过以下步骤实现： 反应①： 反应②： （6）总反应能在　　　　　　　条件下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。 （7）=　　　　　　　。 6.(2025-2026高二上·广西南宁市第三中学·期中)是一种重要催化剂，某科研小组以废镍催化剂（主要成分为，还含有等）为原料制备晶体的工艺如下。 已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的 7.2 9.5 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时的 8.7 11.1 4.7 3.2 9.0 ②。 ③离子浓度时，离子沉淀完全。 回答下列问题： （1）“浸取”前废弃催化剂需粉碎处理，目的是　　　　　　　。滤渣①的主要成分是　　　　　　　。 （2）向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为　　　　　　　　　。 （3）“氟化除杂”时，要使溶液中的沉淀完全，需维持不低于　　　　　　　。 （4）“沉镍”过程生成碱式碳酸镍。为测定该沉淀的组成，称取纯净干燥沉淀样品，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如下图所示（条件下加热，收集到的气体产物只有一种，以上残留固体为）。通过计算确定该样品的化学式为　　　　　　　。 （5）操作A为　　　　　　　、　　　　　　　、过滤、洗涤。 （6）将所得与混合加热可制备无水并得到两种酸性气体，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。 7.(2024-2025高二上·广西玉林·期中)以银精矿(主要成分为、、)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下： 已知：酸性环境下，有较强的氧化性，被还原为。 （1）“分离转化”时，为提高Ag2S的转化率可采取的措施是　　　　　　　　　　　；转化为AgCl和S的化学方程式为　　　　　　　　　　　；滤液1中的金属阳离子有　　　　　　　　　　　。 （2）已知：，，若不加，直接加氯化物，依据反应，能否实现此反应较完全转化？并说明理由：　　　　　　　　　　　。 （3）“浸银”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）“还原”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　；在整个工艺中可循环利用的物质是　　　　　　　　　　　。 （5）“分离转化”时，除上述方法外也可以使用过量、和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出，建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、的作用　　　　　　　　　　　。 8.(2025·广西南宁第二中学·期中)以黄铁矿(主要成分是，含少量)和软锰矿(主要成分是，含少量、)为原料制备的工艺流程如下。 已知：易溶于水，难溶于乙醇。回答下列问题： （1）为提高“酸浸”速率，可采取的措施是　　　　　　　(任举一例)。 （2）“酸浸”得到的滤液中所含金属离子有、、，滤渣1中含有S，则该过程中主要反应的离子方程式是　　　　　　　。 （3）滤渣2的主要成分为　　　　　　　。 （4）“调”时需要控制的范围，调不能过高的目的是　　　　　　　。 （5）“沉锰”工序中有生成，则生成的离子方程式是　　　　　　　。 （6）结合溶解度图像，分析从“操作A”所得溶液中得到晶体需进行的操作是控制温度在80~90℃之间蒸发结晶、　　　　　　　、用　　　　　　　洗涤、低温干燥。 （7）称量产品33.80g，溶于水，滴加足量的溶液，生成的沉淀，经过过滤、洗涤、干燥后得固体，称量固体的质量为23.30g，则产品中的质量分数为　　　　　　　%。 9.(2025-2026高二上·广西南宁市第三十六中学·期中)工业上以铝土矿（主要成分为，含少量、FeO、等杂质）为主要原料制备氧化铝，流程如下： 已知：常温条件下，饱和溶液的pH约为10.0～11.0. （1）酸浸： ①为提高铝土矿的酸浸速率，通常可采用的方法有　　　　　　　　。（写出一点即可） ②浸渣的主要成分为　　　　　　　　（填化学式）。 （2）氧化过程发生反应的离子方程式为　　　　　　　　。 （3）沉淀：用溶液调节pH，将、转化为氢氧化物沉淀，溶液终点pH对铝、铁沉淀率的影响如图所示。 为获得较高的铝、铁沉淀率，应控制溶液pH最佳为　　　　　　　　左右。 A．2.5～3.0       B．5.0～5.5       C．11.0～12.0 用溶液沉淀、，反应过程中还生成了一种无色无味的气体，写出溶液沉淀的离子方程式：　　　　　　　　。 （4）碱溶：碱溶后的溶液中的阴离子主要是和　　　　　　　　（写出离子符号）。 （5）碳分：向碱溶后的溶液中通入过量气体的离子方程式为　　　　　　　　。 （6）向“碱溶”后的溶液中加入含的盐溶液，与通入过量气体的效果相当，写出向“碱溶”后的溶液中加入含的盐溶液的离子方程式　　　　　　　　。 10.(2024-2025高二上·广西梧州普通高中·期中)氢氧化氧镍(NiOOH)有良好的电化学活性，是合成锂离子电池材料的前驱体。某化工厂用含镍废料(主要成分为NiO，杂质为、CaO、CuO)制备NiOOH的工艺流程如图。 已知几种金属离子沉淀的pH如表： 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 沉淀完全的pH 3.2 9.7 9.2 回答下列问题： （1）为了提高“酸浸”中原料的浸出效率，采取的措施合理的有___________。 A. 研磨废料 B. 加入大量水 C. 搅拌 D. 降低温度 （2）料渣1的主要成分是　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）请用离子方程式表示“除铜”的原理　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）“除铁”在40~50℃下进行，加入的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，的实际消耗量比理论值高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，NaOH用于调节溶液的pH，应调节pH的范围是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）“氧化”中会有生成，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 11.(2025-2026高二上·广西桂林市十二县中学·期中)钴及其化合物在制备电池材料、耐高温合金、磁性材料及化工催化剂方面有着广泛的应用。某兴趣小组以废催化剂(含有少量的油污及、、、等)为原料提取钴、铝的工艺流程如图所示： 已知：萃取原理为(为有机相)。 回答下列问题： （1）“浸洗”步骤中加入溶液的目的是　　　　　　　　　　；为提高“酸浸”速率可采取的措施为　　　　　　　　(填一项)。 （2）滤渣A中除外还含有的成分主要为　　　　　　　　　　(填化学式)，列举出该主要成分的一种工业用途：　　　　　　　　　　　　　　。 （3）结合已知条件，试推测“反萃取”中加入的试剂X的水溶液呈　　　　　　　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”)，理由为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）写出“沉铝”的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）在空气中加热分解，每一步所得的固体均为纯净物，随温度的变化如图所示： 400℃时，剩余固体的化学式为　　　　　　　　　　　　；275℃时的固体物质转化成400℃时的固体物质的同时生成一种无污染性的气体，则该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12.(2025-2026高二上·广西治区玉林·期中)磷酸铁锂电池是我国新能源汽车产业发展初期的主流电池，具有安全性能好、循环寿命长、成本低等突出优点。一种以废磷酸铁锂正极渣(主要含有、炭黑、铝粉、有机黏结剂)为原料，回收制备电池级磷酸铁锂的流程如图所示： 已知1：常温下，沉淀在pH≥2.8可稳定存在。 已知2：常温下，的电离常数、、。 回答下列问题： （1）浸出前，需将结块的废磷酸铁锂正极渣粉碎成粉，目的是　　　　　　。 （2）滤渣1为：　　　　　　；滤渣2为：　　　　　　。 （3）常温下，溶液呈　　　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”)。 （4）沉淀过程中，控制pH不大于2的原因是　　　　　　。 （5）加入的离子反应方程式：　　　　　　；在实际操作中的用量约为理论量的1.2倍，其原因可能是　　　　　　。 （6）滤渣2的主要成分是(冰晶石)其在水中存在溶解平衡，常温下该饱和溶液中，计算的　　　　　　。 13.(2025-2026高二上·广西南宁市第二中学·期中)铁红在工业上被广泛用作载体和催化剂，利用蛇纹石中和渣(主要成分为，含、、、、等杂质)提取铁红的一种工艺流程如图所示。 已知：下列离子开始沉淀和沉淀完全的和相应硫化物常温下的如下表所示。 离子 开始沉淀的 沉淀完全的 硫化物的 2.3 3.2 1 4.3 5.6 / 4.1 5.4 / 7.2 9.2 6.9 8.9 7.5 9.7 回答下列问题： （1）元素镍在周期表中的位置是　　　　　　　　　　　，基态的价电子排布式为　　　　　　　　　　　。 （2）下列说法不正确的是___________。 A. 基态铝原子能量最高的电子所占据的原子轨道呈哑铃形 B. 镍原子从[Ar]状态变为基态需要吸收能量 C. 基态原子与基态原子能级中未成对电子数之比为 D. Fe、Co、Ni、Al四种元素均分布在d区 （3）“还原”过程中溶液的pH　　　　　　　　　　　(填“升高”“下降”或“不变”)。 （4）“净化”过程调节约为6，所得“滤渣1”的主要成分为　　　　　　　　　　　。(填化学式) （5）“沉钴镍”过程恰好完全沉淀时，此时溶液残留的浓度约为　　　　　　　　　　　。 （6）“沉铁”过程的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （7）未完全被溶液吸收的也可以采用如图所示的装置处理，回收过程中两个电解槽中均有淡黄色浑浊出现。石墨电极I上的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 14.(2025-2026高二上·广西贵港港南区·期中)是化工合成中重要的镍源，工业上以金属镍废料(含、、等杂质)为原料生产，继而生产的工艺流程如图： 已知：①； ②还原性： ③流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示： 氢氧化物 开始沉淀的pH 1.1 6.5 7.1 9.3 沉淀完全的pH 3.2 9.7 9.2 10.8 回答下列问题： （1）为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有　　　　　　(任写一条)。 （2）下图1、图2所示分别为“酸浸”时温度和时间对酸浸率的影响，根据图中信息确定最佳反应条件(酸浸温度和时间)分别为　　　　　　；超过70℃，浸出率下降的主要原因是　　　　　　。 （3）用离子反应方程式解释加入的目的　　　　　　；“除铁”时，控制溶液pH的范围为　　　　　　。 （4）“过滤”所得滤渣B的主要成分的化学式为　　　　　　。 （5）“沉镍”时，为使镍沉淀完全，溶液中应大于　　　　　　。 （6）“氧化”得到过程中，氧化剂为　　　　　　。 15.(2025-2026高二上·广西柳州·期中)一种从磁选后的炼铁高钛炉渣（含以及少量的）中回收钛的工艺流程如下： 该工艺条件下，“焙烧”中，几乎不发生反应，转化为相应的硫酸盐。常温下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 3.4 8.9 12.0 沉淀完全的pH 2.8 4.7 10.9 13.8 回答下列问题： （1）“焙烧”时，常将高钛炉渣粉碎的目的是　　　　　　　　。 （2）“焙烧”时，与反应转化为，同时有氨气生成。 ①写出与反应的化学方程式　　　　　　　　。 ②的溶液呈　　　　　　　　（填“酸”“碱”或“中”）性。 ③常温下，的溶液中，　　　　　　　　（填“>”“<”或“＝”）。 （3）“水浸”后的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，最先析出的离子为　　　　　　　　（填离子符号）。“分步沉淀”用氨水比用NaOH溶液好的优点是　　　　　　　　。（写出一点） （4）利用表中数据，可计算出　　　　　　　　。 （5）“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，水解析出沉淀，该反应的离子方程式为　　　　　　　　。 16.(2024-2025高二上·广西玉林六校·期中)富硼渣中含有镁硼酸盐()、镁硅酸盐()及少量、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸()晶体的一种工艺流程如下： 已知：生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L) 开始沉淀时 1.9 3.4 7.0 9.1 完全沉淀时 3.2 4.7 9.0 11.1 （1）上述流程中能加快反应速率的措施有　　　　　　　。 （2）酸浸时发生反应：，。 ①酸浸时，富硼渣中所含和FeO也同时溶解，写出相关反应的离子方程式：　　　　　、　　　　　。 ②已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：。下列关于硼酸的说法正确的是　　　　　　。 a．硼酸的电离方程式可表示为： b．硼酸是一元弱酸 c．向固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生 （3）检验浸出液中的杂质离子。取少量浸出液，　　　　　　(填操作和现象)，证明溶液中含有。 （4）除去浸出液中的杂质离子。用MgO调节溶液的pH的范围为　　　　　　　，使杂质离子转化为　　　　　　　(填化学式)沉淀，过滤。 （5）获取晶体。ⅰ．浓缩滤液，使和接近饱和；ⅱ．控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合图溶解度曲线，简述ⅱ的方法：将浓缩液加入到高压釜(高压环境可保证在高温条件下水为液态)中，　　　　　　　(将方法补充完整)。 17.(2025-2026高二上·广西南宁部分学校·期中)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。 Ⅰ．利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。 （1）在此流程中，可循环利用的物质是　　　　　　　　　　　。 （2）该工艺制氢的总反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是　　　　　　　　　　　。 Ⅱ．硼氢化钠(NaBH4)水解制氢：常温下，NaBH4自水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。NaBH4在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。 （4）该水解制氢过程实质是在催化剂作用，先解离出氢原子生成与　　　　　　　　　　　，逐步夺取水分子的氢氧根，最终形成。 （5）若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有　　　　　　　　　　　。 （6）其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，NaB(OH)4易以NaBO2形式结晶析出。) 分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因　　　　　　　　　　　。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 工艺流程综合题 1.【答案】（1）① 不是    ② +3    ③ C     （2）① 除去Al    ②      （3）     （4）3ClO- +2Fe3++10OH- =2+3Cl- +5H2O      2.【答案】（1）① 溶解铝及其氧化物    ② [Al(OH)4]－＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O     （2）Ni2+、Fe2+、Fe3+     （3）① O2或空气    ② Fe3+     （4）① 0.01×(107.2−14)2 mol3·L−3    ② 3.2～6.2     （5）2Ni2+＋ClO－＋4OH－=2NiOOH↓＋Cl－＋H2O      3.【答案】（1）① Fe、S    ② NH4HSO3     （2）Fe     （3）Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O     （4）① 加入足量的稀硫酸至黄色沉淀完全溶解，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，说明黄色沉淀中含有Fe3+即含有铁元素    ② Fe3++H2O+=Fe(OH)SO4↓+H+     （5）FeSO4•H2O      4.【答案】（1）将烧渣粉碎、加热或搅拌、增大NaOH的浓度等     （2）CaSiO3     （3）     （4）     （5）A     （6）① 不能    ② Fe3O4与稀硫酸反应生成Fe2+和Fe3+，生成的Fe2+也能使酸性褪色      5.【答案】（1）使反应物充分接触，加快浸出速率     （2）① CaSO4    ② 酸性氧化物     （3）取少许滤液于试管中，滴入KSCN溶液，若滤液变为红色，则含Fe3+，反之，则无     （4）2Fe2++ H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O     （5）     （6）低温     （7）      6.【答案】（1）① 增大接触面积，浸取速率，提高浸取效率    ② SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3     （2）+3Fe2++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+     （3）     （4）     （5）① 蒸发浓缩    ② 冷却结晶     （6） 7.【答案】（1）① 适当延长浸取时间、减小颗粒直径、适当升高温度等    ② 3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O    ③ Fe3+、Zn2+、K+     （2）K=，K较小，几乎不能转化     （3）AgCl+2=[Ag(SO3)2]3-+Cl-     （4）① 4[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O    ② Na2SO3     （5）Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-，增大溶液中S2-浓度，有利于平衡正向移动，提高Ag2S浸出率，溶液中Fe3+水解，H+可以抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀      8.【答案】（1）粉碎软锰矿和黄铁矿、适当增大硫酸浓度、适当升温     （2）     （3）、     （4）防止沉淀、溶解，导致产品的纯度和产率减少     （5）     （6）① 趁热过滤    ② 乙醇     （7）50      9.【答案】（1）① 粉碎铝土矿（或加热、适当提高硫酸浓度、搅拌等）    ②      （2）     （3）① B    ②      （4）     （5）     （6）      10.【答案】（1）AC     （2）     （3）     （4）① 将氧化为    ② 过量将氧化完全，加热时在Fe3+催化下自身易分解    ③      （5）      11.【答案】（1）① 除油污    ② 适当升温(或适当增大稀硫酸的浓度等合理答案)     （2）①     ② 制造光导纤维(或制玻璃等合理答案)     （3）① 酸性    ② 根据(为有机相)萃取原理，反萃取要得到，则需加入水溶液呈酸性的试剂，使平衡逆向移动     （4）     （5）①     ②       12.【答案】（1）增大反应物接触面积，提高浸出速率，使反应充分进行     （2）① 炭黑、有机黏结剂    ② Na3AlF6     （3）酸     （4）pH过高，会生成沉淀     （5）①     ② 在催化下容易分解，故实际加入的量要高于理论量     （6）      13.【答案】（1）① 第四周期第VIII族    ②      （2）BD     （3）下降     （4）、     （5）     （6）     （7）      14.【答案】（1）粉碎废料，搅拌等     （2）① 70℃、    ② 盐酸受热易挥发     （3）①     ②      （4）、     （5）     （6）NaClO      15.【答案】（1）增大接触面积，加快“焙烧”速率，提高原料的利用率     （2）①     ② 酸    ③ =     （3）①     ② 氨水不会使溶解或可以使用尾气中的氨气，节省原料等     （4）     （5）      16.【答案】（1）研磨、加热     （2）① Al2O3+6H+=2Al3++3H2O    ② FeO+2H+=Fe2++H2O    ③ ab     （3）滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀     （4）① 略大于4.7    ② Al(OH)3、Fe(OH)3     （5）先升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体      17.(2025-2026高二上·广西南宁部分学校·期中)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。 Ⅰ．利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。 （1）在此流程中，可循环利用的物质是　　　　　　　　　　　。 （2）该工艺制氢的总反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是　　　　　　　　　　　。 Ⅱ．硼氢化钠(NaBH4)水解制氢：常温下，NaBH4自水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。NaBH4在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。 （4）该水解制氢过程实质是在催化剂作用，先解离出氢原子生成与　　　　　　　　　　　，逐步夺取水分子的氢氧根，最终形成。 （5）若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有　　　　　　　　　　　。 （6）其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，NaB(OH)4易以NaBO2形式结晶析出。) 分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）CO     （2） 或     （3）该工艺中H2和CO分别在不同反应器内产生，实现了H2和CO的分离     （4）H2     （5）H2、HD、D2     （6）NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4，以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触，制氢速率下降      试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 工艺流程综合题 1.(2025-2026高二上·广西钦州市第一中学·期中)锂电池是目前应用广泛的新型电池，一种回收钴酸锂废旧电池(主要成分为，同时含有少量Fe、Al、C单质)的流程如图所示。 已知：能与结合成，在强酸性环境下重新转化为。 请回答下列问题： （1）由滤液A制取的过程发生的　　　　　　　　　　　(填“是”或“不是”)氧化还原反应，中C的化合价为　　　　　　　　　　　，滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　　　　　　　　。 （2）用过量的NaOH溶液进行“碱浸”，“碱浸”的目的是　　　　　　　　　　　。写出该过程发生的化学反应方程式：　　　　　　　　　　　。 （3）加入适量盐酸，溶解后生成的能将氧化为，请写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　　　　。 （4）高铁酸钠(，其中铁为+6价)是一种高效多功能水处理剂。工业上用次氯酸钠和氯化铁为原料在碱性条件下制取高铁酸钠，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 不是    ② +3    ③ C     （2）① 除去Al    ②      （3）     （4）3ClO- +2Fe3++10OH- =2+3Cl- +5H2O      【解析】废旧钴酸锂离子电池主要含有Fe、Al、C的单质和LiCoO2，加碱浸泡，铝和碱液反应生成四羟基合铝酸盐和氢气，固体残渣为：Fe、Cu、C的单质和LiCoO2，加盐酸Fe+2H+=Fe2++H2↑，2LiCoO2+8H++2Cl-=2Li++2Co2++Cl2↑+4H2O，Co3++Fe2+=Co2++Fe3+，滤渣I为C，滤液A为Fe3+、Li+、Co2+、Cl-，FeC2O4难溶于水，向滤液A中加入草酸铵，生成CoC2O4•2H2O，滤液B为：Fe3+、Li+、Cl-，加入碳酸钠，发生的离子反应为2Li++=Li2CO3↓，滤液C为Fe3+、Cl-，处理后得到产品。 (1)由分析可知，滤液A中含有Co2+，加入草酸铵后，Co2+和草酸根后生成CoC2O4·2H2O，没有元素化合价发生变化，不是氧化还原反应；CoC2O4·2H2O中Co为+2价，O为-2价，H为+1价，根据正、负化合价为零的原则可知，CoC2O4·2H2O中C的化合价为+3；由分析可知，滤渣I的主要成分为C； (2)“碱浸”时废旧电池中的Al可以和氢氧化钠反应，则“碱浸”的目的是除去Al；铝和氢氧化钠反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，方程式为：； (3)根据题给信息可知，Co3+与Fe2+反应生成Fe3+和Co2+，离子方程式为：； (4)在碱性条件下，次氯酸根离子可以将三价铁氧化为高铁酸根离子，本身被还原为氯离子，离子方程式为：3ClO- +2Fe3++10OH- =2+3Cl- +5H2O。 2.(2025-2026高二上·广西师范大学附属中学·期中)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如图工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O )： 溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示： 金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀时(c=0.01 mol∙L−1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时(c=1.0×10−5 mol∙L−1)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： （1）“碱浸”中NaOH的两个作用分别是除去油脂、和　　　　　　　。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式　　　　　　　。 （2）“滤液②”中含有的金属离子是　　　　　　　。 （3）“转化” 中可替代H2O2的物质是　　　　　　　。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即(如图)： “滤液③”中可能含有的杂质离子为　　　　　　　。 （4）利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的Ksp=　　　　　　　(带入具体数据列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 mol∙L−1，则“调pH”应控制的pH范围是　　　　　　　。 （5）硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式　　　　　　　。 【答案】（1）① 溶解铝及其氧化物    ② [Al(OH)4]－＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O     （2）Ni2+、Fe2+、Fe3+     （3）① O2或空气    ② Fe3+     （4）① 0.01×(107.2−14)2 mol3·L−3    ② 3.2～6.2     （5）2Ni2+＋ClO－＋4OH－=2NiOOH↓＋Cl－＋H2O      【解析】废镍催化剂中能与NaOH溶液反应的有油脂、铝及其氧化物，过滤后，得到滤饼①的成分为Ni、Fe及其氧化物等，用稀硫酸酸浸时可得到NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3等，过滤后得到滤液含有金属阳离子有Ni2+、Fe2+、Fe3+；用双氧水氧化亚铁离子得到铁离子，用NaOH溶液调节溶液pH值，过滤得到滤液，控制pH浓缩结晶，最终得到硫酸镍晶体。 (1)废镍催化剂中能与NaOH溶液反应的有油脂、铝及其氧化物，滤液①中的溶质为Na[Al(OH)4]、高级脂肪酸钠和甘油，当向该滤液中滴加稀硫酸将溶液调为中性时，其中的Na[Al(OH)4]可与稀硫酸反应得到Al(OH)3沉淀，其离子方程式为[Al(OH)4] －＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O；故答案为：溶解铝及其氧化物；[Al(OH)4] －＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O。 (2)滤饼①的成分为Ni、Fe及其氧化物等，用稀硫酸酸浸时可得到NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3等，则滤液②中的金属阳离子有Ni2+、Fe2+、Fe3+；故答案为：Ni2+、Fe2+、Fe3+。 (3)加H2O2溶液“转化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，替代起氧化作用的H2O2溶液的可以为O2或空气，这样既能将Fe2+氧化，又不引进新杂质。由于Fe2+开始沉淀、沉淀完全时的pH与Ni2+的相近，所以若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，则“调pH”得到Fe(OH)3沉淀，Fe2+与Ni2+一起存在于溶液中，通过“转化”(氧化)使Fe2+转变为Fe3+而被沉淀出来，则滤液③中可能的杂质离子为氧化得到的Fe3+；故答案为：O2或空气；Fe3+。 (4)根据Ni2+开始沉淀时的pH为7.2，可得Ni(OH)2的Ksp=c平(Ni2+)·(OH－)=0.01×(107.2−14)2mol3·L−3，根据Ni2+完全沉淀时的pH为8.7，也可得Ni(OH)2的Ksp=c平(Ni2+)·(OH－)=10-5×(108.7−14)2mol3·L−3；“调pH”是为了使Fe3+沉淀完全，根据Fe3+完全沉淀时的pH为3.2可知，pH应大于3.2，同时不能使Ni2+沉淀，则c(Ni2+)·c2(OH－)＜0.01×(107.2−14)2 mol3·L−3，根据c(Ni2+)=1.0 mol·L−1，可求得c(OH－)＜10−7.8 mol·L−1，对应c(H＋)＞10−6.2 mol·L−1，则“调pH”的pH应小于6.2，则“调pH”控制的pH范围是3.2～6.2；故答案为：0.01×(107.2−14)2 mol3·L−3；3.2～6.2。 (5)Ni2+被ClO－氧化为NiOOH，ClO－被还原为Cl－，根据电子守恒可配平得：2Ni2+＋ClO－→2NiOOH↓＋Cl－，最后可配平得：2Ni2+＋ClO－＋4OH－＝2NiOOH↓＋Cl－＋H2O；故答案为：2Ni2+＋ClO－＋4OH－＝2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。 3.(2025-2026高二上·广西·期中)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料，氨水为沉淀剂制备硫酸亚铁晶体的实验流程如下： 注：硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为FeO、Fe2O3，还含有少量SiO2、Al2O3杂质。 （1）焙烧过程中发生氧化反应的元素有　　　　　　　，产生的废气SO2用少量氨水吸收转化为　　　　　　　(填化学式)。 （2）加入的试剂是　　　　　　　(填化学式)。 （3）“沉铁”操作时，向FeSO4溶液中加入氨水-NH4HCO3混合液生成FeCO3沉淀，离子方程式为　　　　　　　。 （4）获得粗产品FeSO4·7H2O晶体如下：FeSO4溶液，若未加入H2SO4，加热时会产生黄色沉淀。经检验，黄色沉淀为Fe(OH)SO4。 ①检验黄色沉淀中的铁元素：取少量沉淀，洗涤，　　　　　　　(填操作和现象)。 ②用离子方程式解释产生Fe(OH)SO4的原因：　　　　　　　。 （5）将8.34g FeSO4·7H2O晶体隔绝空气加热，晶体受热脱水过程的热重曲线(固体质量随温度变化的曲线)如图所示，则N点化学式为　　　　　　　。 【答案】（1）① Fe、S    ② NH4HSO3     （2）Fe     （3）Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O     （4）① 加入足量的稀硫酸至黄色沉淀完全溶解，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，说明黄色沉淀中含有Fe3+即含有铁元素    ② Fe3++H2O+=Fe(OH)SO4↓+H+     （5）FeSO4•H2O      【解析】硫铁矿焙烧后的烧渣(含FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3)经硫酸酸浸，过滤除去SiO2；滤液中含FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，加入过量铁粉(试剂X)将Fe3+还原为Fe2+；后续经过“沉铝”除去Al3+，再“沉铁”得到FeCO3沉淀；FeCO3与硫酸反应生成FeSO4溶液，最后经蒸发浓缩、冷却结晶得到产品FeSO4•7H2O，以此解答该题。 (1)由题干已知信息可知，硫铁矿焙烧后的烧渣主要成分为FeO、Fe2O3，还含有少量SiO2、Al2O3杂质，则焙烧过程中部分铁元素和硫元素的化合价升高，故发生氧化反应的元素有Fe、S，SO2是酸性氧化物，能与碱反应，产生的废气SO2用少量氨水吸收转化为NH4HSO3，故答案为：Fe、S；NH4HSO3； (2)由分析可知，加入Fe粉将氧化成的硫酸铁还原为硫酸亚铁，即加入的试剂X是Fe，故答案为：Fe； (3)“沉铁”操作时，向FeSO4溶液中加入氨水-NH4HCO3混合液生成FeCO3沉淀和(NH4)2SO4、H2O，该反应的离子方程式为：Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O，故答案为：Fe2+++NH3·H2O=FeCO3↓++H2O； (4)① 检验黄色沉淀中的铁元素即检验Fe3+，该操作为：取少量沉淀，洗涤，加入足量的稀硫酸至黄色沉淀完全溶解，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，说明黄色沉淀中含有Fe3+即含有铁元素，故答案为：加入足量的稀硫酸至黄色沉淀完全溶解，向其中滴加几滴KSCN溶液，若溶液变为红色，说明黄色沉淀中含有Fe3+即含有铁元素； ② 未加入稀硫酸则FeSO4溶液中Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+，Fe3+在水溶液中易发生部分水解反应生成Fe(OH)SO4，该反应的离子方程式为：Fe3++H2O+ =Fe(OH)SO4↓+H+，故答案为：Fe3++H2O+=Fe(OH)SO4↓+H+； (5)已知8.34g FeSO4•7H2O样品物质的量==0.03mol，其中m(H2O)=0.03mol×7×18g/mol=3.78g，如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34g-3.78g=4.56g，故P的化学式为FeSO4，可知在加热到373℃之前，晶体失去部分结晶水，由题干图中信息可知，N点对应的质量为5.10g，该物质对应的摩尔质量为：=170g/mol，即含有的结晶水数目为：=1，故N点对应的化学式为：FeSO4•H2O，故答案为：FeSO4•H2O。 4.(2025-2026高二上·广西南宁市“4+N”联盟学校·期中)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图(已知：亚硫酸盐易被氧气氧化)。 （1）为了提高第一次焙烧后的烧渣在碱浸时的溶出速率，可采取的有效措施为　　　　　　　　　　　。 （2）“焙烧”时加入的少量CaO可将SiO2转化为　　　　　　　　　　　 (填化学式)。 （3）“碱浸”时Al2O3发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）第二次焙烧过程中产生了污染性气体SO2，工业上可用双碱脱硫法处理废气，写出双碱脱硫法的总反应方程式：　　　　　　　　　　　。 （5）第二次焙烧时，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，“烧渣分离”中可以选用___________。 A. 磁选法 B. 酸浸法 C. 碱浸法 D. 热还原法 （6）纯度检验：将分离后的产品溶于稀硫酸中，再滴入酸性KMnO4溶液，若酸性KMnO4褪色，　　　　　　　　　　　(填“能”或“不能”)说明产品中含有FeO，理由是　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）将烧渣粉碎、加热或搅拌、增大NaOH的浓度等     （2）CaSiO3     （3）     （4）     （5）A     （6）① 不能    ② Fe3O4与稀硫酸反应生成Fe2+和Fe3+，生成的Fe2+也能使酸性褪色      【解析】高硫铝土矿生产氧化铝并获得Fe3O4，由流程可知，矿粉中通入空气、加入氧化钙焙烧，矿粉焙烧过程中FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2，其中氧化钙和二氧化硫反应、并在氧气参与下转化为硫酸钙，氧化钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，加入氢氧化钠溶液碱浸，其中的氧化铝溶解生成四羟基合铝酸钠，过滤得到滤液为四羟基合铝酸钠溶液，与足量二氧化碳反应生成氢氧化铝，氢氧化铝加热分解生成氧化铝；隔绝空气时Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，经过磁选得到Fe3O4。 (1)增大反应物的浓度、适当升高温度、增大反应物接触面积等措施可以增大反应速率；为了加快碱浸时的溶出速率，可采取的措施有：适当提高反应温度或增大NaOH浓度、搅拌、将焙烧后的物质粉碎等。 (2)CaO是碱性氧化物，SiO2 是酸性氧化物，则“焙烧”时加入的少量CaO可将SiO2转化为CaSiO3。 (3)碱浸时Al2O3能与NaOH发生反应生成，离子方程式为：； (4)用双碱法脱硫法处理废气中的SO2，过程I为SO2、NaOH反应产生Na2SO3、H2O，反应方程式为：；过程Ⅱ为Na2SO3、Ca(OH)2、O2反应生成CaSO4、NaOH，反应方程式为：，NaOH是过程I的反应物，又是过程Ⅱ的生成物，将过程I方程式扩大2倍再与过程Ⅱ式子相加，可得双碱脱硫法的总反应方程式：； (5)第二次焙烧时，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，Fe2O3、FeS2和Fe3O4均为固体，而Fe3O4具有磁性，则“烧渣分离”中可以选用磁选法，故选A。 (6)在纯度检验时，将少量磁选后的产品溶于稀硫酸中，由于Fe3O4与稀硫酸反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3，Fe2+具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化而使KMnO4溶液褪色，因此再滴入酸性 KMnO4 溶液，若酸性 KMnO4 褪色，不能证明产品中含有 FeO。 5.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)Ⅰ、硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为和，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、和)为原料制备硼酸()的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“硫酸浸出”时，可在搅拌的操作下进行，搅拌的目的是　　　　　　　。 （2）“滤渣I”的成分为和　　　　　　　(填化学式)，其中属于　　　　　　　(填“酸性氧化物”“碱性氧化物”或“两性物质”)。 （3）检验“过滤Ⅱ”所得的滤液中是否含有的操作及现象为　　　　　　　。 （4）“净化除杂”加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，写出反应的离子反应式　　　　　　　。 （5）“净化除杂”调pH时，若加入的试剂为，此时与发生反应的离子方程式为　　　　　　　。 Ⅱ． 该总反应可以通过以下步骤实现： 反应①： 反应②： （6）总反应能在　　　　　　　条件下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。 （7）=　　　　　　　。 【答案】（1）使反应物充分接触，加快浸出速率     （2）① CaSO4    ② 酸性氧化物     （3）取少许滤液于试管中，滴入KSCN溶液，若滤液变为红色，则含Fe3+，反之，则无     （4）2Fe2++ H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O     （5）     （6）低温     （7）      【解析】以铁硼矿(主要成分为和，还有少量、FeO、CaO、和等)为原料制备硼酸()，由流程可知，加硫酸溶解只有不溶，CaO转化为微溶于水的，成为滤渣I除去，滤液I先通入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的pH等除杂，使Fe3+和Al3+等转化为沉淀除去，滤渣Ⅱ为Fe(OH)3、Al(OH)3，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到粗硼酸。 (1)“硫酸浸出”时，搅拌的目的是使反应物充分接触，加快浸出速率； (2)SiO2不溶于硫酸，氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙微溶于水，“滤渣I”的成分为和CaSO4，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物； (3)可用KSCN溶液检验“过滤Ⅱ”所得的滤液中是否含有，铁离子与SCN-结合生成络合物，溶液呈红色，操作及现象为：取少许滤液于试管中，滴入KSCN溶液，若滤液变为红色，则含Fe3+，反之，则无； (4)“净化除杂”加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，该离子反应式为：2Fe2+   + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O； (5)与发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为； (6)根据ΔG=ΔH-TΔS<0属于自发反应，根据总反应：，可知此反应在低温下可自发进行，故填低温； (7)根据盖斯定律可得ΔH2=ΔH(总)-ΔH1=(-49kJ/mol)-(+41kJ/mol)= - 90kJ/mol。 6.(2025-2026高二上·广西南宁市第三中学·期中)是一种重要催化剂，某科研小组以废镍催化剂（主要成分为，还含有等）为原料制备晶体的工艺如下。 已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的 7.2 9.5 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时的 8.7 11.1 4.7 3.2 9.0 ②。 ③离子浓度时，离子沉淀完全。 回答下列问题： （1）“浸取”前废弃催化剂需粉碎处理，目的是　　　　　　　。滤渣①的主要成分是　　　　　　　。 （2）向的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为　　　　　　　　　。 （3）“氟化除杂”时，要使溶液中的沉淀完全，需维持不低于　　　　　　　。 （4）“沉镍”过程生成碱式碳酸镍。为测定该沉淀的组成，称取纯净干燥沉淀样品，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如下图所示（条件下加热，收集到的气体产物只有一种，以上残留固体为）。通过计算确定该样品的化学式为　　　　　　　。 （5）操作A为　　　　　　　、　　　　　　　、过滤、洗涤。 （6）将所得与混合加热可制备无水并得到两种酸性气体，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 增大接触面积，浸取速率，提高浸取效率    ② SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3     （2）+3Fe2++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+     （3）     （4）     （5）① 蒸发浓缩    ② 冷却结晶     （6） 【解析】废弃催化剂加入稀盐酸后，金属氧化物发生反应，生成Ni2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+，加入Mg(OH)2调节pH到5，Fe3+、Al3+转化为沉淀，滤渣① 为SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3；滤液① 中加入高锰酸钾溶液，Fe2+被氧化生成Fe(OH)3沉淀，高锰酸钾被还原生成MnO2，滤渣② 为Fe(OH)3和MnO2；加入HF，Mg2+转化为MgF2沉淀，滤渣③ 是MgF2；加入碳酸钠后，Ni2+转化为碳酸镍沉淀，向沉淀中加入盐酸可得溶液；经过加热浓缩、冷却结晶，过滤洗涤干燥，得到NiCl2·6H2O。 (1)“浸取”前废弃催化剂需粉碎处理，目的是增大接触面积，浸取速率，提高浸取效率；加入Mg(OH)2调节pH到5，Fe3+、Al3+转化为沉淀，滤渣① 为SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3； (2)滤液① 中加入高锰酸钾溶液，Fe2+被氧化生成Fe(OH)3沉淀，高锰酸钾被还原生成MnO2，离子方程式为：+3Fe2++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+； (3)“氟化除杂”时，溶液中的沉淀完全，，根据，； (4)由图可知第一阶段失去的成分为结晶水，，第二阶段失去的成分为，最后残留物是NiO，故；样品中的物质的量为，的物质的量为0.03-0.01=0.02mol，分解产生0.02mol水，结晶水的物质的量为0.04-0.02=0.02mol；故，化学式为。 (5)从NiCl2溶液得到NiCl2·6H2O，经过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，得到产品； (6)将所得与混合加热可制备无水并得到两种酸性气体，根据元素守恒可推知为，HCl和SO2，故反应的化学方程式为： 。 7.(2024-2025高二上·广西玉林·期中)以银精矿(主要成分为、、)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下： 已知：酸性环境下，有较强的氧化性，被还原为。 （1）“分离转化”时，为提高Ag2S的转化率可采取的措施是　　　　　　　　　　　；转化为AgCl和S的化学方程式为　　　　　　　　　　　；滤液1中的金属阳离子有　　　　　　　　　　　。 （2）已知：，，若不加，直接加氯化物，依据反应，能否实现此反应较完全转化？并说明理由：　　　　　　　　　　　。 （3）“浸银”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 （4）“还原”时，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　；在整个工艺中可循环利用的物质是　　　　　　　　　　　。 （5）“分离转化”时，除上述方法外也可以使用过量、和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出，建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、的作用　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 适当延长浸取时间、减小颗粒直径、适当升高温度等    ② 3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O    ③ Fe3+、Zn2+、K+     （2）K=，K较小，几乎不能转化     （3）AgCl+2=[Ag(SO3)2]3-+Cl-     （4）① 4[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O    ② Na2SO3     （5）Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-，增大溶液中S2-浓度，有利于平衡正向移动，提高Ag2S浸出率，溶液中Fe3+水解，H+可以抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀      【解析】由流程可知，银精矿加盐酸和氯酸钾浸取主要发生3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O，过滤1分离出滤渣中含有S、AgCl，加Na2SO3溶液发生AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag(SO3)2]+NaCl，过滤2分离出滤渣为S，滤液为Na3[Ag(SO3)2]和NaCl，在滤液中加N2H4，发生4[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O，得到粗银； (1)提高Ag2S的转化率可采取的措施是：适当延长浸取时间、减小颗粒直径、适当升高温度等； “分离转化”时，加入盐酸时发生反应Ag2S+2Cl-⇌2AgCl+S2-，酸性环境中KClO3可以将-2价的S氧化硫单质，促使平衡正向移动，从而把Ag2S转化为AgCl和S，Ag2S转化为AgCl和S的化学方程式为：3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O； 银精矿(主要成分为、、)加入KClO3和盐酸，得到滤渣AgCl和S，滤液1中的金属阳离子有：Fe3+、Zn2+、K+； (2)反应的平衡常数为：K=，K较小，几乎不能转化； (3)“浸银”时，发生反应的离子方程式为AgCl+2=[Ag(SO3)2]3-+Cl-； (4)“还原”时，滤液中加N2H4，发生4[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O，得到粗银，发生反应的离子方程式为：4[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O； 还原后的溶液中有Na2SO3，可以返回到浸银流程中循环利用； (5)Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-，增大溶液中S2-浓度，有利于平衡正向移动，提高Ag2S浸出率，溶液中Fe3+水解，H+可以抑制Fe3+水解，防止生成Fe(OH)3沉淀。 8.(2025·广西南宁第二中学·期中)以黄铁矿(主要成分是，含少量)和软锰矿(主要成分是，含少量、)为原料制备的工艺流程如下。 已知：易溶于水，难溶于乙醇。回答下列问题： （1）为提高“酸浸”速率，可采取的措施是　　　　　　　(任举一例)。 （2）“酸浸”得到的滤液中所含金属离子有、、，滤渣1中含有S，则该过程中主要反应的离子方程式是　　　　　　　。 （3）滤渣2的主要成分为　　　　　　　。 （4）“调”时需要控制的范围，调不能过高的目的是　　　　　　　。 （5）“沉锰”工序中有生成，则生成的离子方程式是　　　　　　　。 （6）结合溶解度图像，分析从“操作A”所得溶液中得到晶体需进行的操作是控制温度在80~90℃之间蒸发结晶、　　　　　　　、用　　　　　　　洗涤、低温干燥。 （7）称量产品33.80g，溶于水，滴加足量的溶液，生成的沉淀，经过过滤、洗涤、干燥后得固体，称量固体的质量为23.30g，则产品中的质量分数为　　　　　　　%。 【答案】（1）粉碎软锰矿和黄铁矿、适当增大硫酸浓度、适当升温     （2）     （3）、     （4）防止沉淀、溶解，导致产品的纯度和产率减少     （5）     （6）① 趁热过滤    ② 乙醇     （7）50      【解析】黄铁矿(主要成分是FeS2，含少量SiO2)和软锰矿(主要成分是MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3)先进行粉碎，增大酸溶时的接触面积，再加入稀硫酸酸浸，其中SiO2不溶于酸，金属氧化物溶于酸生成硫酸铝和硫酸铁，MnO2、FeS2与硫酸发生反应生成单质S和硫酸锰、硫酸铁，由表中数据计算出Mn(OH)2的Ksp可知，过滤除杂后加氢氧化钠调节溶液pH值4.7~7.1之间除去溶液中的Fe3+和Al3+，生成和，过滤将其除去得到滤渣2，所得滤液中加入碳酸氢铵发生反应，将锰转化为碳酸锰沉淀，碳酸锰沉淀中加入稀硫酸，将其转化为硫酸锰溶液，经过操作A即蒸发结晶、保持温度高于40℃以上趁热过滤，过滤洗涤干燥后得到，据此回答； (1)为提高“酸浸”速率，可采取的措施是粉碎软锰矿和黄铁矿、适当增大硫酸浓度、适当升温等； (2)“酸浸”得到的滤液中所含金属离子有、、，滤渣1中含有S，则该过程中，和在酸性条件下反应，生成、和S，离子方程式是； (3)由分析知，滤渣2的主要成分为、； (4)过高时会生成，造成损失，同时过高溶解，为防止沉淀、溶解，导致产品的纯度和产率减少，“调”时需要控制的范围，不能过高； (5)由分析知，“沉锰”工序中有生成，生成的离子方程式为； (6)由图知，80~90℃时的溶解度较小，且温度越高，溶解度越低，，故“操作A”所得溶液中得到晶体需进行的操作是控制温度在80~90℃之间蒸发结晶、趁热过滤、用乙醇洗涤、低温干燥； (7)称量33.80g，溶于水，得到，滴加足量的溶液，生成沉淀，经过过滤、洗涤、干燥后得固体，称量固体的质量为23.30g，由，即，，则产品中的质量分数为。 9.(2025-2026高二上·广西南宁市第三十六中学·期中)工业上以铝土矿（主要成分为，含少量、FeO、等杂质）为主要原料制备氧化铝，流程如下： 已知：常温条件下，饱和溶液的pH约为10.0～11.0. （1）酸浸： ①为提高铝土矿的酸浸速率，通常可采用的方法有　　　　　　　　。（写出一点即可） ②浸渣的主要成分为　　　　　　　　（填化学式）。 （2）氧化过程发生反应的离子方程式为　　　　　　　　。 （3）沉淀：用溶液调节pH，将、转化为氢氧化物沉淀，溶液终点pH对铝、铁沉淀率的影响如图所示。 为获得较高的铝、铁沉淀率，应控制溶液pH最佳为　　　　　　　　左右。 A．2.5～3.0       B．5.0～5.5       C．11.0～12.0 用溶液沉淀、，反应过程中还生成了一种无色无味的气体，写出溶液沉淀的离子方程式：　　　　　　　　。 （4）碱溶：碱溶后的溶液中的阴离子主要是和　　　　　　　　（写出离子符号）。 （5）碳分：向碱溶后的溶液中通入过量气体的离子方程式为　　　　　　　　。 （6）向“碱溶”后的溶液中加入含的盐溶液，与通入过量气体的效果相当，写出向“碱溶”后的溶液中加入含的盐溶液的离子方程式　　　　　　　　。 【答案】（1）① 粉碎铝土矿（或加热、适当提高硫酸浓度、搅拌等）    ②      （2）     （3）① B    ②      （4）     （5）     （6）      【解析】本工艺流程以铝土矿（主要成分为，杂质、、）制备，铝土矿加酸浸，金属氧化物溶解转化为、、，不溶于酸成为浸渣被除去；向滤液中鼓入空气氧化，把氧化成；加入溶液调节，、发生双水解生成氢氧化物沉淀；沉淀加入碱溶，转化为进入溶液，固体被分离除去；之后向溶液中通入过量，得到沉淀，再经后续处理灼烧得到产物。 (1)① 提高酸浸速率，可采取增大接触面积、升温、提高反应物浓度等措施，方法为粉碎铝土矿（或者加热、适当增大硫酸浓度、搅拌等）； ②、、均可和硫酸反应溶解，杂质不与稀硫酸反应，所以浸渣主要成分为； (2)氧化过程中，在酸性环境中将氧化为，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子方程式：； (3)观察图像，时铝沉淀率、铁沉淀率均接近100%，继续升高沉淀率提升很小，还会消耗更多，因此最佳选B；沉淀，和发生双水解，生成沉淀与无色气体，离子方程式：； (4)碱溶时发生反应，不溶于强碱被过滤除去，碱溶之后溶液中剩余过量的，以及反应生成的； (5)向含的溶液通入过量，生成沉淀和，离子方程式：； (6)和发生双水解反应生成沉淀，离子方程式：。 10.(2024-2025高二上·广西梧州普通高中·期中)氢氧化氧镍(NiOOH)有良好的电化学活性，是合成锂离子电池材料的前驱体。某化工厂用含镍废料(主要成分为NiO，杂质为、CaO、CuO)制备NiOOH的工艺流程如图。 已知几种金属离子沉淀的pH如表： 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 沉淀完全的pH 3.2 9.7 9.2 回答下列问题： （1）为了提高“酸浸”中原料的浸出效率，采取的措施合理的有___________。 A. 研磨废料 B. 加入大量水 C. 搅拌 D. 降低温度 （2）料渣1的主要成分是　　　　　　　　　　(填化学式)。 （3）请用离子方程式表示“除铜”的原理　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）“除铁”在40~50℃下进行，加入的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，的实际消耗量比理论值高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，NaOH用于调节溶液的pH，应调节pH的范围是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）“氧化”中会有生成，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）AC     （2）     （3）     （4）① 将氧化为    ② 过量将氧化完全，加热时在Fe3+催化下自身易分解    ③      （5）      【解析】向含NiO的废料(杂质为 、CaO、CuO等)加入过量硫酸，过滤得到可溶性的硫酸盐和含有微溶物硫酸钙的滤渣，向滤液中加入硫化氢过滤得到难溶的硫化铜以及单质硫和可溶性的硫酸盐(等)，向滤液中加入将氧化为更容易沉淀的，再加试剂NaOH调节溶液的pH除去，过滤得到含的溶液和氢氧化铁沉淀的滤渣，向滤液中加氟化钠将溶液中的转化为难溶性的，过滤得到的溶液，向滤液中加 NaOH 和 溶液将转化为NiOOH ，经过滤、洗涤干燥等步骤得到NiOOH固体，据此分析解答： (1)提高“酸浸”中原料的浸出效率，采取的措施有：研磨废料、适当升高温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等，故选AC； (2)由分析可知料渣1的主要成分是； (3)由分析可知，“除铜”的原理，离子方程式为； (4)“除铁”时，加入的作用是将氧化为，的实际消耗量高的原因，是过量将氧化完全，加热时自身易分解，NaOH用于调节溶液的pH，目的是除去，使其转化为沉淀，但不能将沉淀，应调节pH的范围是3.2 ≤ pH＜7.2； (5)“氧化”中，氧化生成NiOOH，还原生成，根据得失电子守恒写出反应的离子方程式为：。 11.(2025-2026高二上·广西桂林市十二县中学·期中)钴及其化合物在制备电池材料、耐高温合金、磁性材料及化工催化剂方面有着广泛的应用。某兴趣小组以废催化剂(含有少量的油污及、、、等)为原料提取钴、铝的工艺流程如图所示： 已知：萃取原理为(为有机相)。 回答下列问题： （1）“浸洗”步骤中加入溶液的目的是　　　　　　　　　　；为提高“酸浸”速率可采取的措施为　　　　　　　　(填一项)。 （2）滤渣A中除外还含有的成分主要为　　　　　　　　　　(填化学式)，列举出该主要成分的一种工业用途：　　　　　　　　　　　　　　。 （3）结合已知条件，试推测“反萃取”中加入的试剂X的水溶液呈　　　　　　　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”)，理由为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）写出“沉铝”的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5）在空气中加热分解，每一步所得的固体均为纯净物，随温度的变化如图所示： 400℃时，剩余固体的化学式为　　　　　　　　　　　　；275℃时的固体物质转化成400℃时的固体物质的同时生成一种无污染性的气体，则该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 除油污    ② 适当升温(或适当增大稀硫酸的浓度等合理答案)     （2）①     ② 制造光导纤维(或制玻璃等合理答案)     （3）① 酸性    ② 根据(为有机相)萃取原理，反萃取要得到，则需加入水溶液呈酸性的试剂，使平衡逆向移动     （4）     （5）①     ②       【解析】废催化剂(含有少量的油污及、、、等)首先用碳酸钠溶液浸洗除去油污，再经过稀硫酸酸浸溶解、、，其中溶解生成的微溶与不溶于硫酸的一起沉淀到滤渣A，而溶液中含有和，下一步HR萃取结合已知，有机相中为，结合已知反萃取是逆反应通过加酸，反萃取出，再加入沉钴经一系列操作得到，水相中为，氨水沉铝经一系列操作得到。 (1)可以除油污；根据影响反应速率的因素，为提高“酸浸”速率可采取的措施有适当升温或适当增大稀硫酸的浓度等； (2)据分析可知为；的工业用途有制造光导纤维或制玻璃等； (3)根据萃取原理，反萃取要得到，则需加入水溶液呈酸性的试剂，使平衡逆向移动； (4)氨水是弱碱，不会生成，故离子方程式为； (5)设为1 mol，则，温度275℃时减少19.6%，减少的质量为，即失去了两个结晶水此时的化学式为，当温度为400℃时，两次失重后，最终剩余固体占原始固体的质量分数为：，换算成以3 mol为基准，质量为，最终固体质量为，结合常见的Co的氧化物，的相对分子质量恰好为241，所以剩余固体的化学式为，275℃时与氧气在加热条件下发生氧化还原反应得到和无污染气体CO2，配平后得到： 12.(2025-2026高二上·广西治区玉林·期中)磷酸铁锂电池是我国新能源汽车产业发展初期的主流电池，具有安全性能好、循环寿命长、成本低等突出优点。一种以废磷酸铁锂正极渣(主要含有、炭黑、铝粉、有机黏结剂)为原料，回收制备电池级磷酸铁锂的流程如图所示： 已知1：常温下，沉淀在pH≥2.8可稳定存在。 已知2：常温下，的电离常数、、。 回答下列问题： （1）浸出前，需将结块的废磷酸铁锂正极渣粉碎成粉，目的是　　　　　　。 （2）滤渣1为：　　　　　　；滤渣2为：　　　　　　。 （3）常温下，溶液呈　　　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”)。 （4）沉淀过程中，控制pH不大于2的原因是　　　　　　。 （5）加入的离子反应方程式：　　　　　　；在实际操作中的用量约为理论量的1.2倍，其原因可能是　　　　　　。 （6）滤渣2的主要成分是(冰晶石)其在水中存在溶解平衡，常温下该饱和溶液中，计算的　　　　　　。 【答案】（1）增大反应物接触面积，提高浸出速率，使反应充分进行     （2）① 炭黑、有机黏结剂    ② Na3AlF6     （3）酸     （4）pH过高，会生成沉淀     （5）①     ② 在催化下容易分解，故实际加入的量要高于理论量     （6）      【解析】废磷酸铁锂正极粉(主要含有、炭黑、铝粉、有机黏结剂)中加入过量磷酸，浸出过程中铝粉会与酸反应溶解，也会发生反应溶解，炭黑和有机黏结剂不参与浸出反应，因此滤渣 1 为炭黑、有机黏结剂；加入NaF生成Na3AlF6除去铝元素，加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，再加入磷酸调pH，生成，最后制得LiFePO4。 (1)浸出前，需将结块的废磷酸铁锂正极渣粉碎成粉，目的是增大反应物接触面积，提高浸出速率，使反应充分进行，提高原料利用率； (2)由上述分析可知，滤渣1为炭黑、有机黏结剂，滤渣2为Na3AlF6； (3)常温下，溶液中的既能电离，，；又能水解，，，因为，所以的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性； (4)已知常温下，沉淀在pH≥2.8可稳定存在，沉淀过程中，控制pH不大于2的原因是pH过高，会生成沉淀； (5)加入的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为：；由于反应生成铁离子，它可以作为过氧化氢分解的催化剂，导致一部分过氧化氢分解，不能起到氧化作用，故实际加入的量要高于理论量； (6)的溶解平衡为：，饱和溶液中，根据溶解平衡可知，则的。 13.(2025-2026高二上·广西南宁市第二中学·期中)铁红在工业上被广泛用作载体和催化剂，利用蛇纹石中和渣(主要成分为，含、、、、等杂质)提取铁红的一种工艺流程如图所示。 已知：下列离子开始沉淀和沉淀完全的和相应硫化物常温下的如下表所示。 离子 开始沉淀的 沉淀完全的 硫化物的 2.3 3.2 1 4.3 5.6 / 4.1 5.4 / 7.2 9.2 6.9 8.9 7.5 9.7 回答下列问题： （1）元素镍在周期表中的位置是　　　　　　　　　　　，基态的价电子排布式为　　　　　　　　　　　。 （2）下列说法不正确的是___________。 A. 基态铝原子能量最高的电子所占据的原子轨道呈哑铃形 B. 镍原子从[Ar]状态变为基态需要吸收能量 C. 基态原子与基态原子能级中未成对电子数之比为 D. Fe、Co、Ni、Al四种元素均分布在d区 （3）“还原”过程中溶液的pH　　　　　　　　　　　(填“升高”“下降”或“不变”)。 （4）“净化”过程调节约为6，所得“滤渣1”的主要成分为　　　　　　　　　　　。(填化学式) （5）“沉钴镍”过程恰好完全沉淀时，此时溶液残留的浓度约为　　　　　　　　　　　。 （6）“沉铁”过程的离子反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （7）未完全被溶液吸收的也可以采用如图所示的装置处理，回收过程中两个电解槽中均有淡黄色浑浊出现。石墨电极I上的电极反应式为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）① 第四周期第VIII族    ②      （2）BD     （3）下降     （4）、     （5）     （6）     （7）      【解析】蛇纹石中和渣主要成分为，含、、、、等杂质，通过硫酸溶解，、、、、均被溶解形成、、、和，其中和稀反应会产生气体a，不和硫酸反应进入浸渣。酸浸液加入还原生成，同时将还原为。净化时加入稀溶液调节约为6，得到和沉淀。沉钴镍时，加入Na2S得到和沉淀。沉铁时在和的共同作用下，与发生反应得到沉淀。沉淀经煅烧得到铁红。 (1)Ni在周期表中的位置为第四周期第VIII族，基态的价电子排布式为。 (2)A. 基态铝原子能量最高的电子所占据的原子轨道为3p，为哑铃形，a正确； B. 钴原子从高能量的[Ar]状态变为基态释放能量，b错误； C. 基态原子的价电子排布为3d64s2，其3d能级中未成对电子数目为4，基态原子的价电子排布为3d54s1，其3d能级中未成对电子数目为5，故二者的能级中未成对电子数之比为，c正确； D. Al四种元素分布在p区，d错误； 故选BD。 (3)“还原”过程中通入将还原为，发生反应：，此过程产生了，会导致下降。 (4)“净化”过程调节约为6，根据表格数据可知主要为、可在约为6时沉淀，不在该溶液中，溶液中主要是，故所得“滤渣1”的主要成分为、。 (5)引入沉淀和，得到和沉淀，由于的更小，优先沉淀，当恰好沉淀完全[即]时，根据的可以计算此时溶液中，再根据的求得此时残留溶液中的。 (6)在和的共同作用下，与发生反应得到沉淀，发生反应：。 (7)回收过程中两个电解槽中均有淡黄色浑浊出现，则石墨电极I上二氧化硫得到电子发生还原反应生成硫单质，电极反应式为：。 14.(2025-2026高二上·广西贵港港南区·期中)是化工合成中重要的镍源，工业上以金属镍废料(含、、等杂质)为原料生产，继而生产的工艺流程如图： 已知：①； ②还原性： ③流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如表所示： 氢氧化物 开始沉淀的pH 1.1 6.5 7.1 9.3 沉淀完全的pH 3.2 9.7 9.2 10.8 回答下列问题： （1）为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有　　　　　　(任写一条)。 （2）下图1、图2所示分别为“酸浸”时温度和时间对酸浸率的影响，根据图中信息确定最佳反应条件(酸浸温度和时间)分别为　　　　　　；超过70℃，浸出率下降的主要原因是　　　　　　。 （3）用离子反应方程式解释加入的目的　　　　　　；“除铁”时，控制溶液pH的范围为　　　　　　。 （4）“过滤”所得滤渣B的主要成分的化学式为　　　　　　。 （5）“沉镍”时，为使镍沉淀完全，溶液中应大于　　　　　　。 （6）“氧化”得到过程中，氧化剂为　　　　　　。 【答案】（1）粉碎废料，搅拌等     （2）① 70℃、    ② 盐酸受热易挥发     （3）①     ②      （4）、     （5）     （6）NaClO      【解析】金属镍废料(含、、等杂质)盐酸酸浸后的酸性溶液中含有、，另含有、、等；加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子；加入碳酸钠溶液调节溶液的pH，使铁离子全部沉淀，滤渣A为；过滤后的滤液中再加入氟化铵沉淀、，则滤渣B为、；再次过滤后向滤液中加入碳酸钠沉淀镍离子得；将再溶于盐酸，得氯化镍溶液；向其中加入次氯酸钠和氢氧化钠溶液可得，据此分析作答。 (1)为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时还可采取的措施有粉碎废料，搅拌等； (2)由图1可知，温度为70℃时，酸浸率最高；由图2可知，酸浸时间为2h后，浸出率变化很小，则酸浸的最佳反应条件为70℃、2h；盐酸受热易挥发，温度超过70℃时，加快盐酸的挥发，浸液中盐酸的浓度减小导致酸浸率降低； (3)过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，则离子方程式为；“除铁”三价铁离子要沉淀完全，而镍离子不能产生沉淀，所以溶液的pH值控制在； (4)滤液中再加入氟化铵的目的是沉淀、，则滤渣B为、； (5)，镍离子完全沉淀时，溶液中，应保持溶液中； (6)“氧化”得到过程中，Ni元素由＋2价升高到＋3价，则为还原剂，NaClO中Cl元素由＋1价降低到-1价，则氧化剂为NaClO。 15.(2025-2026高二上·广西柳州·期中)一种从磁选后的炼铁高钛炉渣（含以及少量的）中回收钛的工艺流程如下： 该工艺条件下，“焙烧”中，几乎不发生反应，转化为相应的硫酸盐。常温下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 3.4 8.9 12.0 沉淀完全的pH 2.8 4.7 10.9 13.8 回答下列问题： （1）“焙烧”时，常将高钛炉渣粉碎的目的是　　　　　　　　。 （2）“焙烧”时，与反应转化为，同时有氨气生成。 ①写出与反应的化学方程式　　　　　　　　。 ②的溶液呈　　　　　　　　（填“酸”“碱”或“中”）性。 ③常温下，的溶液中，　　　　　　　　（填“>”“<”或“＝”）。 （3）“水浸”后的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，最先析出的离子为　　　　　　　　（填离子符号）。“分步沉淀”用氨水比用NaOH溶液好的优点是　　　　　　　　。（写出一点） （4）利用表中数据，可计算出　　　　　　　　。 （5）“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，水解析出沉淀，该反应的离子方程式为　　　　　　　　。 【答案】（1）增大接触面积，加快“焙烧”速率，提高原料的利用率     （2）①     ② 酸    ③ =     （3）①     ② 氨水不会使溶解或可以使用尾气中的氨气，节省原料等     （4）     （5）      【解析】高钛炉渣的主要成分有、、、、以及少量的，加入硫酸铵焙烧后，、几乎不发生反应，、、、转化为相应的硫酸盐，尾气为氨气；加入热水溶解，硫酸盐溶液中加入氨水，调节溶液的pH，分步沉淀出、、；水浸渣中存在、和CaSO4，加入酸酸溶后，完全溶解，不溶于酸，过滤后得到酸溶渣、，含钛酸溶液中加入热水促进水解后可得，据此分析。 (1)“焙烧”时，常将高钛炉渣粉碎，可增大接触面积，加快“焙烧”速率，同时提高原料的利用率； (2)与反应转化为，同时生成氨气和水 ；和会水解使溶液显酸性，故的溶液呈酸性；常温下，的溶液中，根据电荷守恒得：，根据物料守恒得：，两式联立后得； (3)由题中表格数据开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子沉淀，钙离子还没有开始沉淀；“分步沉淀”用氨水比用NaOH溶液好的优点：氢氧化铝会溶于强碱NaOH溶液中而氨水不会使溶解，尾气中含有氨气可以继续利用，以节省原料； (4)； (5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，水解析出沉淀，该反应的离子方程式为： 。 16.(2024-2025高二上·广西玉林六校·期中)富硼渣中含有镁硼酸盐()、镁硅酸盐()及少量、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸()晶体的一种工艺流程如下： 已知：生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L) 开始沉淀时 1.9 3.4 7.0 9.1 完全沉淀时 3.2 4.7 9.0 11.1 （1）上述流程中能加快反应速率的措施有　　　　　　　。 （2）酸浸时发生反应：，。 ①酸浸时，富硼渣中所含和FeO也同时溶解，写出相关反应的离子方程式：　　　　　、　　　　　。 ②已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：。下列关于硼酸的说法正确的是　　　　　　。 a．硼酸的电离方程式可表示为： b．硼酸是一元弱酸 c．向固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生 （3）检验浸出液中的杂质离子。取少量浸出液，　　　　　　(填操作和现象)，证明溶液中含有。 （4）除去浸出液中的杂质离子。用MgO调节溶液的pH的范围为　　　　　　　，使杂质离子转化为　　　　　　　(填化学式)沉淀，过滤。 （5）获取晶体。ⅰ．浓缩滤液，使和接近饱和；ⅱ．控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合图溶解度曲线，简述ⅱ的方法：将浓缩液加入到高压釜(高压环境可保证在高温条件下水为液态)中，　　　　　　　(将方法补充完整)。 【答案】（1）研磨、加热     （2）① Al2O3+6H+=2Al3++3H2O    ② FeO+2H+=Fe2++H2O    ③ ab     （3）滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀     （4）① 略大于4.7    ② Al(OH)3、Fe(OH)3     （5）先升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体      【解析】硼镁泥含有镁硼酸盐(2MgO•B2O3)、镁硅酸盐(2MgO•SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质，由流程可知，富硼渣研磨后可增大接触面积、加快溶解速率，酸浸后过滤分离出滤液含镁离子、铝离子、亚铁离子、硼酸，浸出渣含SiO2，加过氧化氢可氧化亚铁离子，再加MgO调节pH过滤分离出Al(OH)3和Fe(OH)3，滤液含硼酸、硫酸镁，结合图2可在较高温度下过滤分离出硫酸镁晶体，再降温结晶分离出硼酸，以此来解答。 (1)上述流程中研磨、加热等都能加快反应速率； (2)①酸浸时，富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解，相关离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O； ②a．已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为：，可知硼酸为一元酸，电离方程式为，a正确； b．由上一项分析可知，硼酸为一元酸，故b正确； c．由于非金属性B＜C，则硼酸的酸性比碳酸弱，与碳酸氢钠不反应，故c错误； 答案为ab； (3)要检验杂质中的亚铁离子，可滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明含有Fe2+； (4)溶液中含有铁离子、铝离子等杂质，由表中数据可知，用MgO调节溶液的pH至4.7以上，使杂质离子转化为Al(OH)3、Fe(OH)3，但镁离子不能沉淀，同时也要防止Al(OH)3溶解，即pH略大于4.7即可； (5)由图可知硫酸镁的溶解度随温度升高而降低，硼酸溶解度随温度升高而增大，则可先升温结晶，得到硫酸镁晶体，分离后，再将母液降温结晶，分离得到硼酸晶体。 17.(2025-2026高二上·广西南宁部分学校·期中)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。 Ⅰ．利用FeO/Fe3O4之间的相互转化，来裂解水制取氢气，其制氢流程如图所示。 （1）在此流程中，可循环利用的物质是　　　　　　　　　　　。 （2）该工艺制氢的总反应方程式为　　　　　　　　　　　。 （3）对比水和碳在高温下直接接触反应制氢，分析该工艺制氢的最大优点是　　　　　　　　　　　。 Ⅱ．硼氢化钠(NaBH4)水解制氢：常温下，NaBH4自水解过程缓慢，需加入催化剂提高其产氢速率。NaBH4在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。 （4）该水解制氢过程实质是在催化剂作用，先解离出氢原子生成与　　　　　　　　　　　，逐步夺取水分子的氢氧根，最终形成。 （5）若用D2O代替H2O，依据反应机理，则反应后生成的气体中含有　　　　　　　　　　　。 （6）其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，NaB(OH)4易以NaBO2形式结晶析出。) 分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）CO     （2） 或     （3）该工艺中H2和CO分别在不同反应器内产生，实现了H2和CO的分离     （4）H2     （5）H2、HD、D2     （6）NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4，以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触，制氢速率下降      【解析】(1)在流程中，CO为最终产物又可以返回流程参与Fe3O4的还原步骤，所以可循环利用的物质为CO。 (2)由图得，该工艺制氢的总反应式为 或 。 (3)由流程图可知，相比于水和碳直接高温接触制氢，该工艺的优点为H2和CO分别在不同反应器内产生，实现了H2和CO的分离。 (4)由图可知，该水解制氢过程中，由图可知，在催化剂作用下，与水分子反应，其提供一个H原子与水分子提供的一个H原子结合生成H2。 (5)用D2O代替H2O后，催化剂表面同时存在来自的H原子和来自D2O的D原子，这些原子随机结合，可生成H2、HD、D2三种气体。 (6)由已知得，NaBH4浓度较高时，生成较多的NaB(OH)4，以NaBO2形式结晶析出，覆盖在催化剂表面，阻碍与催化剂活性位的接触，制氢速率下降。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $