专题21 化学工艺流程综合题B 专项训练-2027届高考化学二轮复习 （人教版 全国通用）

专题21 化学工艺流程综合题B 1.（2025四川内江三模） 锂离子电池在生产、生活中应用广泛。从废锂电池材料（主要含难溶于水的，还含少量和等）中提取和，其流程如图所示： 已知：。 回答下列问题： （1）“粉碎过筛”的目的是_____；“滤渣”的主要成分是_____（填化学式）。 （2）“酸浸”中双氧水的主要作用是_____（用离子方程式表示）。 （3）“沉钴”中，常温下，相同体积滤液、相同浓度氨水，沉钴率与氨水体积关系如图所示。解释时沉钴率降低的原因：_____。 （4）“沉锂”中主要反应的离子方程式为_____。 （5）2024年4月25日，我国成功发射神舟十八号载人飞船，该飞船首次采用“锂离子电池”作电源，锂离子电池放电时的工作原理如图所示。a极的电极反应为_____。 （6）晶胞如图所示。已知：晶胞棱长为，设为阿伏加德罗常数的值。 ①若离子坐标为，则离子坐标为_____。 ②该晶体的密度为_____（只列计算式）。 2. （2025山东省实验中学一模）以萤石尾矿(含BeO、、及少量、、FeO、、)为原料经过两段除铝制备锂盐和的工艺流程如下： 已知：与生成的可被TBP萃取；；苯甲酸铝微溶于水，可溶于酸。 回答下列问题： （1）“沉铁”时，生成黄钠铁钒渣的离子方程总式为_______。 （2）物质的溶解度曲线如图所示，“精制Ⅰ”时，滤渣Ⅱ的成分是_______，由精制Ⅰ溶液得到滤渣Ⅱ的实验操作为_______。“精制Ⅱ”时，pH不宜过低的原因是_______。 （3）“萃取”时，还需要加入，其作用是_______。“反萃取”中加入的反萃取剂为_______(填化学式)。 （4）“操作X”的目的是_______。“沉铍”时，将pH从7.0提高到8.0，则铍的损失降低至原来的_______%。 3. （山东名校联盟12月）碳化钨可应用于硬质合金生产材料。工业上利用自然界中钨矿石(主要成分是，还含少量等化合物)制备工艺流程如图所示。 已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水，其钠盐易溶于水； ②相关离子生成沉淀的如表所示： 离子 开始沉淀的 11.3 7 1.3 8.85 6.35 沉淀完全的 9.3 5 2.7 10.85 8.35 ③草酸具有酸性和还原性，受热易分解。 回答下列问题： （1）钨矿石粉碎“焙烧”时，将转化成和，写出参与反应的化学方程式：___________，水浸后“滤渣I”的主要成分有___________。 （2）若“调”时，溶液中和浓度分别为和，则通入，调的范围为___________，“净化”时若调约为10.0，溶液含有等，再加入，此时氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________，最后加入转化为和沉淀。 （3）“沉钨”时，实验室模拟从体系中分离出，所需的主要玻璃仪器有玻璃棒___________、___________。 （4）“高温”先将转化为，然后再加入C粉，按物质的量之比计算，和C的投料比要大于，其目的是___________。 （5）“酸浸”需加入硫酸和草酸混合液，并微热，此时溶解的离子方程式为___________。 （6）整个过程循环使用的物质有、___________。 4. （2025安徽六安一中模拟）某废旧锂离子电池的正极材料成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2和Al，下图为从其中回收钴、镍的工艺流程。 回答下列问题： （1）LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素为+3价，Ni2+、Ni3+和Co3+个数比为3∶2∶2，则Mn元素化合价为___________；Ni位于元素周期第___________周期，第___________族。 （2）“碱浸过滤”所得滤液的主要成分为___________。 （3）“还原焙烧”过程发生反应的化学方程式为___________。 （4）“碳化水浸”过程中反应为：Li2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=2LiHCO3(aq)，该反应的标准吉布斯自由能(ΔGθ)和标准生成焓(ΔHθ)随温度变化如图。该过程需要控制在___________(填“a”“b”或c)进行，其原因是___________。 a．40 ℃～55 ℃　　　　　　b．60 ℃～70 ℃　　　　　　c．80 ℃～90 ℃ （5）常温下，为寻找“碳化水浸”的最佳pH，将37 g Li2CO3固体加入1 L水中，通入CO2使固体逐步溶解，当Li2CO3固体恰好完全溶解时，2c(CO)+c(HCO)≈1.0 mol·L-1，则溶液中的c(H+)为___________mol·L-1(保留两位有效数字，忽略体积变化)。 已知：Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6× 10-11 （6）“萃取”的原理是2HR+M2+2H++RM(M2+代表金属离子，HR代表萃取剂，则反萃取时加入的试剂为___________。 5. （2025安徽六安一中模拟）某废旧锂离子电池的正极材料成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2和Al，下图为从其中回收钴、镍的工艺流程。 回答下列问题： （1）LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素为+3价，Ni2+、Ni3+和Co3+个数比为3∶2∶2，则Mn元素化合价为___________；Ni位于元素周期第___________周期，第___________族。 （2）“碱浸过滤”所得滤液的主要成分为___________。 （3）“还原焙烧”过程发生反应的化学方程式为___________。 （4）“碳化水浸”过程中反应为：Li2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=2LiHCO3(aq)，该反应的标准吉布斯自由能(ΔGθ)和标准生成焓(ΔHθ)随温度变化如图。该过程需要控制在___________(填“a”“b”或c)进行，其原因是___________。 a．40 ℃～55 ℃　　　　　　b．60 ℃～70 ℃　　　　　　c．80 ℃～90 ℃ （5）常温下，为寻找“碳化水浸”的最佳pH，将37 g Li2CO3固体加入1 L水中，通入CO2使固体逐步溶解，当Li2CO3固体恰好完全溶解时，2c(CO)+c(HCO)≈1.0 mol·L-1，则溶液中的c(H+)为___________mol·L-1(保留两位有效数字，忽略体积变化)。 已知：Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6× 10-11 （6）“萃取”的原理是2HR+M2+2H++RM(M2+代表金属离子，HR代表萃取剂，则反萃取时加入的试剂为___________。 6.（贵阳市2025届11月） 铟()是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有，以及的氧化物)为原料回收铟的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，一些金属离子生成氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时的： 开始沉淀 5.4 7.1 1.7 3.5 7.2 完全沉淀 6.4 8.9 2.8 4.8 8.7 ②“萃取”原理可表示为：(有机相)(有机相) 回答下列问题： （1）已知“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为，写出难溶物发生转化反应的离子方程式___________。 （2）滤渣1的主要成分为___________、___________(写化学式)。 （3）常温下“调”时，应控制溶液的范围为___________。 （4）若滤液1的主要成分为，则试剂X应使用___________(写试剂名称)。 （5）上述流程中可循环利用的物质是___________。 （6）铟可与砷()形成一种光纤通信晶体材料，晶胞结构如图所示： ①该晶体中，铟原子的配位数为___________。 ②若图中标号为1的原子的坐标参数为，则标号为2的原子的坐标参数是___________。 ③已知晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。则晶体密度为___________。 7. （山东名校联盟12月）碳化钨可应用于硬质合金生产材料。工业上利用自然界中钨矿石(主要成分是，还含少量等化合物)制备工艺流程如图所示。 已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水，其钠盐易溶于水； ②相关离子生成沉淀的如表所示： 离子 开始沉淀的 11.3 7 1.3 8.85 6.35 沉淀完全的 9.3 5 2.7 10.85 8.35 ③草酸具有酸性和还原性，受热易分解。 回答下列问题： （1）钨矿石粉碎“焙烧”时，将转化成和，写出参与反应的化学方程式：___________，水浸后“滤渣I”的主要成分有___________。 （2）若“调”时，溶液中和浓度分别为和，则通入，调的范围为___________，“净化”时若调约为10.0，溶液含有等，再加入，此时氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________，最后加入转化为和沉淀。 （3）“沉钨”时，实验室模拟从体系中分离出，所需的主要玻璃仪器有玻璃棒___________、___________。 （4）“高温”先将转化为，然后再加入C粉，按物质的量之比计算，和C的投料比要大于，其目的是___________。 （5）“酸浸”需加入硫酸和草酸混合液，并微热，此时溶解的离子方程式为___________。 （6）整个过程循环使用的物质有、___________。 8. （2025济宁名校联盟12月）重油加氢脱硫废催化剂(主要含、、Mo、V和一定量的S、C)回收价值大。工业生产中从重油加氢脱硫废催化剂回收V、Mo的工艺流程如图所示： 已知：微溶于冷水，能溶于热水；“沉钼”过程得到。 回答下列问题： （1）“焙烧1”生成的气体是___________(填化学式)。 （2）“水浸”后的V、Mo以和的形式存在。“焙烧2”过程中V发生反应的化学方程式为___________。 （3）相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系及钒在不同pH、不同浓度下的存在形态如图所示。“中和”时调节pH的理论范围为___________；“滤渣”的主要成分为___________(填化学式)。 （4）“沉钒”操作时，随着温度升高，沉钒率下降，原因是___________。 （5）“焙烧3”采取真空干燥焙烧，副产物经处理后可投入使用的操作单元是___________。 （6）“焙烧4”发生反应的化学方程式为___________。 9. （郑州2025年三测）铈()是一种稀土元素，在催化领域具有重要用途。用氯化铵法从某氟碳铈矿(主要成分为，并含有、、等元素)中提取铈元素的工艺流程如下： 已知： ①萃取铈的原理为：(代表萃取剂)； ②在空气中加热时会转化为； ③，。 回答下列问题： （1）为使氟碳铈精矿充分“氧化焙烧”，可采取的措施有_______(任写1条)。 （2）“氧化焙烧”中，转化为的化学方程式为_______。 （3）“氯化焙烧”中，会产生一种黄绿色的气体单质，该气体的用途为_______(任写1条)。研究发现，“氯化焙烧”中，焙烧时间相同，铈提取率与温度的变化曲线如图所示。当温度高于325℃时，铈提取率降低的原因是_______。 （4）试剂a为_______(填“盐酸”、“烧碱溶液”或“水”)；试剂b为_______。 （5）浓缩结晶时，加入固体的目的是_______。 （6）常温下，“固氟”中得到了纯净，测得滤液中浓度为，假设溶液中不存在，则溶液的pH不大于_______。 10. （ 辽宁2025点石联考5月）稀土是一种重要的战略资源，我国稀土出口量世界第一。铈(Ce)是一种典型的稀土元素，工业上利用某种含氟碳铈矿(主要成分为，还含少量BaO，等)制取金属铈的一种工艺流程如图。回答下列问题： 已知：①硫酸体系中，在中的溶解度大于其在水中的溶解度，与之相反，能与结合成； ②常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，如，Ce的萃取率。 （1）中所含的大键可表示为_______；焙烧时从氧化炉上口加入矿石、从下口鼓入空气可大大缩短氧化时间的原因是_______。 （2）滤渣的主要成分是_______(填化学式)。 （3）步骤III萃取时存在反应，萃取最适宜的条件：温度为，硫酸浓度为当硫酸浓度过大时，萃取率降低的原因是_______。 （4）步骤IV反萃取中，在稀硫酸和的作用下转化为，反应的离子方程式为_______。该步骤通常控制温度为40~50℃的原因是_______。 （5）某工厂取1000L含浓度为的溶液，加入500L某萃取剂，若，则单次萃取率_______%(保留一位小数)。若要提高萃取率，需优化的工艺条件为_______(写一条即可)。 （6）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入钙冶炼Ce的方法相似的是_______(填标号)。 A.熔融氯化钠制取金属钠　　B.氧化银制银　　C.铝热反应制钒 11. （2025陕西商洛二诊）以辉铜矿(主要成分，以及少量等)和软锰矿(主要成分，及少量、等)为原料制备电池用和的工艺流程如下： 已知：。 回答下列问题： （1）“酸浸”前，需要将辉铜矿和软锰矿粉碎的目的是___________。 （2）“酸浸”时，得到的浸出液中主要含有、等(不是氧化产物)。该反应中，参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 （3）“还原”时，发生反应的离子方程式为___________，该步骤中的沉淀率与加入的的量的关系如图1所示，A点处___________(填“大于”“小于”或“等于”)C点处，其原因是___________。 （4）“氧化煅烧”时，反应的化学方程式为___________，在空气中加热时，其固体残留率随温度的变化如图2所示，“氧化煅烧”时应控制温度约为___________。图中时，剩余固体中为___________。 12. （2025山西二联）火法炼铅烟尘的主要成分为：和少量CuO、ZnO、CdO、，一种回收处理炼铅烟尘的工艺流程如图所示。 已知：ⅰ.溶液的质量浓度 ⅱ. ⅲ.； 回答下列问题： （1）步骤②中硫酸的质量浓度对各元素浸出率的影响如下图所示，则硫酸的最佳物质的量浓度为______（精确到小数点后2位）。 “滤液Ⅰ”中，主要溶质除和外，还有______（填化学式）。 （2）步骤③中发生反应的离子方程式为______。 （3）步骤④的操作为______（填字母），从化学平衡移动的角度分析原因：____________。 A．降温冷却 B．加入溶液 C．加蒸馏水稀释 （4）计算说明步骤⑤中，是否能完全转化为？______。 （5）如图是含有铜锌元素的CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。在该晶胞中，粒子个数的最简比______；设为阿伏加德罗常数的值，已知该晶体的密度为，则该晶胞的体积为______（列出计算式即可）。 13.（河南开封2025三检） 以炼锌烟尘（主要成分为，含少量和）为原料，可以制取金属锌和氯化锌，主要工艺流程如下： 已知：①与的化学性质相似。 ②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如下： 金属离子 开始沉淀的 1.5 6.3 6.2 沉淀完全的 2.8 8.3 8.2 回答下列问题： （1）根据金属的“电子气理论”，锌晶体中每个原子贡献________个电子形成自由移动的“电子气”，赋予金属良好的导电性和延展性。 （2）氧化锌的一种晶胞结构如图所示，则该晶胞的质量为________（用表示阿伏加德罗常数的值）。 （3）“碱溶”过程中加入溶液发生反应的化学方程式为________；滤渣1的主要成分有________。 （4）若要提高炼锌烟尘的“酸溶”速率，可采取的措施有________（任写一条）。 （5）“氧化”过程中加入溶液发生反应的离子方程式为________。 （6）下列所给试剂中，“调”的试剂X可以是________（填字母序号）；若“氧化”后溶液中，则应调整的范围是________。 a． b． c． d． 14. （河南郑州2025第一次质量预测）镉(Cd)广泛应用在电池生产中。从废电池中(含Cd、Ni、Fe、Co)回收镉的生产流程如图所示。 已知：；；；。 （1）写出“浸出”时提高浸出速率1条措施_______。 （2）“电解沉积”时，阴极的电极反应式为_______。 （3）“沉淀1”的化学式为_______。 （4）“滤液1”中完全沉淀()时，的最小值为_______。 （5）CdS与反应的化学方程式_______。 （6）的化学平衡常数_______(保留2位有效数字)。 15. （广州六校联考2025届十二月）氯化铅渣中含PbCl2和少量AgCl、CuCl2等物质，分步回收其中金属元素的工艺如下： 已知：①常温溶液中各物质的Ksp 物质 PbCl2 PbSO4 AgCl Ag2SO4 CuS Ksp 1.7×10-5 1.7×10-8 1.8×10-10 1.6×10-5 6.0×10-36 ②H2S的Ka1=1.0×10-7，Ka2=1.0×10-13。 （1）已知银属于第5周期，与铜同族，写出基态银原子价层电子排布式___________。 （2）“浸出1”需控温在75℃，适合采用的加热方式为___________；浸出渣1的主要成分为___________(写化学式)。 （3）“沉铜”过程中，当通入H2S达到饱和时测得溶液的pH=1，此时溶液中c(Cu2+)为___________mol/L。[已知：25℃下，H2S溶于水形成饱和溶液时，c(H2S)=0.1mol/L] （4）①浸出液2的主要阳离子为，试剂A为___________。 ②若试剂B选用甲酸，写出反应的离子反应方程式___________。 （5）高纯度的硫化铅可作半导体，其立方晶胞如图所示。 ①已知硫离子采取面心立方堆积，则铅离子填在由硫离子形成的___________体空隙中。 ②硫化铅晶胞沿着y轴的投影图为___________(填选项字母) A． B． C． D． ③已知晶体密度为ρg·cm-3，晶胞中S2-与Pb2+最近的距离为anm，设PbS的摩尔质量为Mg/mol，则阿伏加德罗常数的值NA为___________(列出计算式)。 16.（贵阳市2025届11月） 铟()是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有，以及的氧化物)为原料回收铟的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，一些金属离子生成氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时的： 开始沉淀 5.4 7.1 1.7 3.5 7.2 完全沉淀 6.4 8.9 2.8 4.8 8.7 ②“萃取”原理可表示为：(有机相)(有机相) 回答下列问题： （1）已知“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为，写出难溶物发生转化反应的离子方程式___________。 （2）滤渣1的主要成分为___________、___________(写化学式)。 （3）常温下“调”时，应控制溶液的范围为___________。 （4）若滤液1的主要成分为，则试剂X应使用___________(写试剂名称)。 （5）上述流程中可循环利用的物质是___________。 （6）铟可与砷()形成一种光纤通信晶体材料，晶胞结构如图所示： ①该晶体中，铟原子的配位数为___________。 ②若图中标号为1的原子的坐标参数为，则标号为2的原子的坐标参数是___________。 ③已知晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。则晶体密度为___________。 17. (江苏常州联盟校12月) 五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、NiO等)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。 ②溶液中与可相互转化：，且为沉淀。 （1）钒原子的价层电子排布式为___________。 （2）“还原转化”中加入的目的是将转化为，写出反应的离子方程式：___________。 （3）“氧化1”后，溶液中含有的金属阳离子主要有、、、，调节溶液的pH为2.8(即)，可使沉淀完全。若溶液中，则此时___________(填“有”或“无”)沉淀生成。请列式并简单表示推理过程___________(假设溶液体积不变，)。 （4）向反萃取后的水层中加入氧化，再加入得到沉淀。 ①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②“沉钒”时，通入氨气的作用是___________。 ③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示，由4个四面体(位于体心的V为＋5价)，通过共用顶点氧原子构成八元环，其化学式为___________。 （5）取234g 进行煅烧获得，过程中减少的质量(△m)随温度变化的曲线如图所示。写出C→D过程中的化学方程式：___________() 18. （2025山东省实验中学一模）以萤石尾矿(含BeO、、及少量、、FeO、、)为原料经过两段除铝制备锂盐和的工艺流程如下： 已知：与生成的可被TBP萃取；；苯甲酸铝微溶于水，可溶于酸。 回答下列问题： （1）“沉铁”时，生成黄钠铁钒渣的离子方程总式为_______。 （2）物质的溶解度曲线如图所示，“精制Ⅰ”时，滤渣Ⅱ的成分是_______，由精制Ⅰ溶液得到滤渣Ⅱ的实验操作为_______。“精制Ⅱ”时，pH不宜过低的原因是_______。 （3）“萃取”时，还需要加入，其作用是_______。“反萃取”中加入的反萃取剂为_______(填化学式)。 （4）“操作X”的目的是_______。“沉铍”时，将pH从7.0提高到8.0，则铍的损失降低至原来的_______%。 19．(24-25高三·广东·二模)一种从锌冶炼渣(主要含Zn、CuO、ZnFe2O4、PbO2、SiO2和少量Ga2O3、Ga2S3、GeO2、GeS2等)中提取镓(Ga)和储(Ge)的工艺流程如下。 已知：①25℃时，H2C2O4的Ka1=5.6×10-2，Ka2=1.5×l0-4；Ksp(PbC2O4)=4.8×10-10，Ksp(PbSO4)=1.6×10-8。 ②c{[Fe(C2O4)3]3-}对Ga、Ge的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)的影响如下表。 c{[Fe(C2O4)3]3-} 0 0.5 1 4 6 8 Ga的萃取率/% 84.78 81.32 79.41 52.24 44.32 23.16 Ge的萃取率/% 99.96 99.88 99.86 99.68 99.52 99.35 (1)“低酸浸出”后滤液中含有的金属阳离子主要有 。 (2)“酸浸”时，加入H2O2能将Ga和Ge的硫化物转化为对应相同价态的氧化物，氧化物再与草酸反应生成配合物。 ①Ga2O3被草酸浸出生成[Ga(C2O4)3]3-的离子方程式为 。 ②加入草酸后，PbSO4 (填“能”或“不能”)完全转化为PbC2O4，请结合平衡常数K计算说明原因 (一般认为K>105时，反应基本能完全进行；K<10-5时，则反应很难进行)。 (3)加Fe粉“还原”的目的为 。 (4)不同浓度的H2SO4和NaOH洗脱剂对Ga和Ge的洗脱率(进入水层中金属离子的百分数)如图所示。由图可知，洗脱剂2应选用 (填化学式)。 (5)砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同。 ①已知GaP的熔点为1480℃，则GaAs的熔点 (填“低于”、“等于”或“高于”)1480℃。 ②GaAs的一种立方晶胞中，As原子仅有两种位置，一种As原子位于晶胞顶点，晶体中与As原子最近且等距的As原子有12个，Ga原子均位于晶胞内，该立方晶胞中含有 个Ga原子。 ③下列图示不可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元的是 。 20．(24-25高三·广东深圳·二模)铂族金属是国家战略性金属，被誉为“现代工业维他命”。从某矿渣［含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS及等］中提取Pd、Pt、Ni的工艺如下。 已知：Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、；“氨合”后，Pd(Ⅱ)主要以的形式存在；常温下，的，。 (1)Pt、Pd与Fe为同族元素，位于元素周期表的 区。 (2)“氧化浸取”时，Pd发生反应的化学方程式为 。 (3)“滤液Ⅱ”中的溶质可在 工序中循环利用。 (4)“氧化除铁”时，温度为180℃，该过程主要发生两步反应： (ⅰ) (ⅱ) (填离子方程式)。 (5)常温下，“沉镍”时，需调节溶液pH=2，此时 。 (6)含钯催化剂可与其他催化剂协同催化乙烯氧化为乙醛的反应，该催化氧化反应经历如图所示5步(①→⑤)，其中发挥催化作用的阳离子有 和 。 (7)含Pd、Cs、I的化合物可用于太阳能电池材料。一定条件下，其中一种晶体可由立方结构(结构单元如图ⅰ所示)转化为四方结构(晶胞结构如图ⅱ所示)，两种结构的棱边夹角均为90°，且转化过程中原子个数比保持不变。 ①立方结构中Pd、Cs、I的原子个数比为 ； ②立方结构单元与四方晶胞结构的密度之比为 。 21．(24-25高三·广东湛江·二模)某研究组开发了一种从铜阳极泥(含、、、、等)中提取金、银等贵金属的工艺，流程如图所示，请回答以下问题： 已知：①“滤渣1”的主要成分为、、。 ②  。 ③当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在。 ④“溶银”时，“滤渣3”可以转化为银络合离子，温度过高时，银络合离子容易被分解，发生反应。 (1)Te(碲)与氧同主族，位于元素周期表的第五周期，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)“酸浸”时生成反应的化学方程式为 。 (3)“溶金”时生成反应的离子方程式为 。 (4)“酸浸”和“溶金”工序均需加入一定量的。 ①在“酸浸”工序中，加入适量的原因是 。 ②在“溶金”工序，溶液中浓度不能超过 。 (5)“滤液5”中溶质主要成分为 (填化学式)。已知：“溶银”工序中银浸出率与反应温度的关系如图。在连续生产的模式下，“溶银”工序需在左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是 。 (6)过渡金属硫族化合物常用于超导材料的性能研究，某过渡金属硫族化合物的晶胞结构如图所示。 ①该物质的化学式为 。 ②已知晶胞底面边长是，高是，晶胞最简式的摩尔质量为，计算该晶胞的密度 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值用表示)。 22．(24-25高三·广东佛山·二模)一种以硼镁矿(含、MgO、及少量铁、铝氧化物等)为原料生产高纯硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 已知：①硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大 ②常温下，硼酸溶液呈弱酸性： (1)基态 有 种空间运动状态。 (2)“溶浸”时选择100℃微沸条件下进行，原因是 。 (3)“吸收”时发生反应的化学方程式为 。 (4)“母液”加热后可返回 工序循环利用。 (5)热过滤后“调pH”的试剂为 (填化学式)。 溶液pH对硼酸结晶率及纯度的影响如图1，根据图1判断合适的pH范围是 此时溶液中 1(填“>”“<”或“=”)。 (6)粗硼酸可以通过与甲醇酯化再水解提纯，写出硼酸与甲醇完全酯化的化学方程式 。 (7)沉镁过程中还会生成镁的另外一种化合物X，其立方晶胞结构如图2a，沿z轴方向的投影为图2b。 ①X的化学式为 。 ②X最简式的式量为，晶体边长为a pm，其晶胞密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 23．(24-25高三·广东广州·二模)广泛应用于新能源汽车和储能领域。从低浓度锂溶液(含、、、)获得制备的原料和，工艺流程如下： 已知：①常温下，部分物质的如下表。 物质 ②在本工艺相应条件下，EDTA能与反应生成可溶于水的稳定配合物。 ③常温下，，，。 (1)“沉锂1”中生成磷酸锂的离子方程式为 。若“沉锂1”后滤液中，则溶液浓度为 。 (2)“萃取除铝”时，调节溶液，与萃取剂HR(弱酸)反应转化为而被萃取至有机层。降低溶液pH，铝的去除率明显降低，原因是 。 (3)“沉淀”时控制溶液，此时 ，该条件下转化为的离子方程式为 。 (4)“除杂”中加入NaOH调节溶液。滤渣2的主要成分是、和 。 (5)“沉锂2”先加入适量EDTA，再加入固体，充分反应后过滤。加入EDTA的目的是防止产品中混入 (填化学式)杂质。 (6)由可制备X晶体，其晶胞为长方体，结构如图所示。 ①X的化学式为 。 ②与Li距离最近且等距的Co的数目为 。 ③设X最简式的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则X晶体的密度为 (列出计算式)。 24．(24-25高三·广东茂名·二模)某种软锰矿中含有、、的氧化物，一种综合利用的工艺流程如下： 已知：①25℃下，的，的。 ②溶解度随温度变化较大。 ③离子浓度等于时该离子恰好完全沉淀。 (1)焙烧温度对和的浸出率的影响如图所示，则“焙烧”时最佳温度为 。 (2)“浸出渣”主要成分有与 （写化学式）。 (3)“碱化过滤”时，发生反应的化学方程式为 ，当完全沉淀，溶液中 （填“>”“<”或“=”）；“氧化”时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为 ；“一系列操作”为 ，过滤，洗涤，干燥。 (5)该工艺中可循环利用的物质有 （写化学式）。 (6)一种含、、元素的形状记忆合金的结构单元如图所示，该合金的最简立方晶胞中，的个数为 ，晶体中一个周围与其最近的的个数为 。 25．(24-25高三·广东清远·二模)铜合成炉烟气吸收液中含有Cu、As、Ni和Re元素，一种分离各元素并制备目标产物的流程如下： 已知：①为弱酸； ②“萃取”机理：。 (1)元素As位于第四周期，与N元素同主族，其价层电子排布为 。 (2)从滤液1中得到的操作是 。 (3)“碱浸”后，假设溶液中生成等物质的量的和，则“氧化脱硫”时，当恰好完全反应，每生成96g硫单质，消耗的物质的量为 。 (4)“还原”过程中发生反应的离子方程为 。 (5)“反萃取”所用的试剂a为 。 (6)砷化镓的立方晶胞如图甲所示。Ga的配位数为 ，请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图 。 26．(24-25高三·广东汕头·二模)钒酸银（）是一种极有前景的可见光响应光催化剂，一种用废钒（主要成分、、、、）制取钒酸银的工艺流程如下： 已知：①有机酸性萃取剂HA的萃取原理为： （表示，表示有机萃取剂）； ②酸性溶液中，对、萃取能力强，而对、的萃取能力较弱。 (1)基态钒原子的价层电子排布式为 。“滤渣”的成分是 （写化学式）。 (2)“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因： 。 (3)“有机层”加入硫酸反萃取后，加入，写出与反应生成和的离子方程式： 。 (4)已知溶液中与可相互转化且为沉淀。室温下，维持“沉钒”时溶液中的总浓度为，。已知，，则“沉钒”后溶液中 。 (5)写出煅烧的化学方程式 ，煅烧生成的气体返回到 工序重新利用。 (6)钒的化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。 ①钒的一种配合物的化学式为，取的溶液进行如下表实验（已知配体难电离出来）。则的配体是 。 ②一种钒的硫化物的晶体结构（图a）及其俯视图（图b）如图所示： X X 试剂 溶液 溶液 现象 无明显变化 白色沉淀 该钒的硫化物晶体中，与每个原子最近且等距的原子个数是 。 27．(24-25·安徽省合肥市·二模)废旧磷酸铁锂电池提锂渣的主要成分为磷酸铁()，还有石墨粉、铝和铜的氧化物等，某科研小组从提锂渣中回收磷酸铁并实现正极材料再生的流程如下。 已知：①和均难溶于水，但在强酸或磷酸条件下可生成易溶的磷酸二氢盐； ②铁磷溶液的主要成分为。 回答下列问题： （1）为提高提锂渣的“浸出”率，可采取的措施有 (写出一条)。 （2）“除杂”时加入适量铁粉可使形成沉淀从溶液中分离，原因是 ；“滤渣”的主要成分有石墨、和 (填化学式)。 （3）“氧化”后生成难溶性的，该反应的化学方程式为 。 （4）“氧化”终点所得溶液需调节一定以使铁、磷元素充分沉淀制备磷酸铁，终点对制备磷酸铁过程的影响如下图所示。由图分析，终点约为 最适宜，若大于该，会导致 。 （5）“滤液”中可循环使用的物质主要是 (填化学式)。 （6）“煅烧”时葡萄糖的作用是 。 28．(24-25·安徽省安庆市·二模)以黄铜矿(主要成分为)和工业废渣制取硫化铜的流程如下： （1）中的元素的化合价为 。 （2）电解可获得较纯净的原理如图所示，其阴极电极反应式为 。 （3）浸取步骤，每生成的转移，写出浸取时发生的化学方程式 ；有同学提出浸取率较低，原因可能为 ；还有同学提出，浸取时可以不断通入空气来提高浸取率的原因 (用离子方程式表示)。 （4）向水相中加入双氧水，溶质可循环到 步骤。 （5）流程中的能否用替代？ (用“能”或者“不能”回答)用计算说明 (已知：的电离常数、，，当时，认为该反应基本完成反应。) （6）能与、、、等形成配位数为4的配合物，写出与乙二胺以形成的配离子结构为 。 29．(24-25·安徽省蚌埠市·二模)由含银废催化剂(主要含、及少量、、、等，不溶于硝酸)制备粗银的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）基态O原子的价电子排布式为 ，的空间结构为 。 （2）“过程Ⅰ”中温度控制在，宜选用的加热方式为 ，温度不能过高的原因是 。 （3）“过程Ⅱ”中，检验沉淀表面的已洗涤干净的试剂可以用 。 （4）“过程Ⅲ”中，沉淀和氨水发生反应的化学方程式为 ，“过程Ⅳ”中，发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （5）可以利用电解法对粗银进行提纯，提纯时粗银作 (填“阳极”或“阴极”)。 30. （青岛2025二模）载铂钯碳某类汽车废催化剂可成为铂族金属的重要来源，可采用离子交换树脂技术回收利用贵金属。工艺流程如图。 已知：①“浸出”时Pt、Pd转化为、存在于溶液中；“离子树脂交换”只吸附阴离子；②该流程条件下。 回答下列问题： （1）“焙烧”的主要目的是___________。 （2）“浸出”时Pt发生反应的化学方程式为___________。 （3）“沉铂”时，若的浓度为，向溶液中加入等体积溶液，充分反应后，溶液中浓度为___________。 （4）“还原”制备“精铂”时将分散于水中，“还原”的离子方程式为___________。 （5）“沉钯”过程为：。用平衡移动原理解释“过程3”生成的原因___________。 （6）流程中可循环利用的物质为___________(写化学式)。 （7）除去铝元素的操作单元是___________。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题21 化学工艺流程综合题B 1.（2025四川内江三模） 锂离子电池在生产、生活中应用广泛。从废锂电池材料（主要含难溶于水的，还含少量和等）中提取和，其流程如图所示： 已知：。 回答下列问题： （1）“粉碎过筛”的目的是_____；“滤渣”的主要成分是_____（填化学式）。 （2）“酸浸”中双氧水的主要作用是_____（用离子方程式表示）。 （3）“沉钴”中，常温下，相同体积滤液、相同浓度氨水，沉钴率与氨水体积关系如图所示。解释时沉钴率降低的原因：_____。 （4）“沉锂”中主要反应的离子方程式为_____。 （5）2024年4月25日，我国成功发射神舟十八号载人飞船，该飞船首次采用“锂离子电池”作电源，锂离子电池放电时的工作原理如图所示。a极的电极反应为_____。 （6）晶胞如图所示。已知：晶胞棱长为，设为阿伏加德罗常数的值。 ①若离子坐标为，则离子坐标为_____。 ②该晶体的密度为_____（只列计算式）。 【答案】（1） ①. 增大固体接触面，增大反应速率及浸取率 ②. （2） （3）当时，发生反应，随着氨水体积的增大，生成的量减少 （4） （5） （6） ①. ②. 【解析】 【分析】废锂电池材料“碱溶”时，Al和NaOH溶液反应生成和H2，过滤除去，得含LiCoO2、Fe固体；“酸溶”时加入稀硫酸和过氧化氢，LiCoO2、Fe被溶解得到含Li+、Co2+、Fe3+溶液，加入氢氧化钠、空气使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤除去Fe3+，滤液加入氨水“沉钴”并过滤得Co(OH)2固体和含Li+溶液；加入碳酸钠“沉锂”并过滤得Li2CO3，煅烧得到Li2O，Li2CO3和Co(OH)2、空气高温转化为LiCoO2； 【小问1详解】 “粉碎过筛”的目的是增大固体接触面，增大反应速率及浸取率；由分析，“滤渣”的主要成分是； 【小问2详解】 废锂电池材料主要含难溶于水的，酸浸中加入稀硫酸和过氧化氢，LiCoO2被溶解得到含Li+、Co2+的溶液，则三价钴被过氧化氢还原为二价钴，过氧化氢中氧被氧化为氧气，结合电子守恒，反应为：； 【小问3详解】 已知：，当时，发生反应，随着氨水体积的增大，Co2+被转化为，生成的量减少，沉钴率降低； 【小问4详解】 “沉锂”中主要反应为锂离子和碳酸根离子生成碳酸锂沉淀，离子方程式为：； 【小问5详解】 由图，a极的得到电子被还原为，则电极反应为：； 【小问6详解】 ①若离子坐标为，则离子在xyz轴上投影坐标分别为、、，故坐标为。 ②由图，该晶胞中含有8个锂离子，结合化学式，该晶体的密度为。 2. （2025山东省实验中学一模）以萤石尾矿(含BeO、、及少量、、FeO、、)为原料经过两段除铝制备锂盐和的工艺流程如下： 已知：与生成的可被TBP萃取；；苯甲酸铝微溶于水，可溶于酸。 回答下列问题： （1）“沉铁”时，生成黄钠铁钒渣的离子方程总式为_______。 （2）物质的溶解度曲线如图所示，“精制Ⅰ”时，滤渣Ⅱ的成分是_______，由精制Ⅰ溶液得到滤渣Ⅱ的实验操作为_______。“精制Ⅱ”时，pH不宜过低的原因是_______。 （3）“萃取”时，还需要加入，其作用是_______。“反萃取”中加入的反萃取剂为_______(填化学式)。 （4）“操作X”的目的是_______。“沉铍”时，将pH从7.0提高到8.0，则铍的损失降低至原来的_______%。 【答案】（1） （2） ①. ②. 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤、干燥) ③. pH过低，苯甲酸铝溶于酸，铝的去除率降低(或答pH过低，与生成苯甲酸，导致能与结合的减少，使铝的去除率降低) （3） ①. 增大的浓度，使转化成 ②. HCl （4） ①. 除去 ②. 1 【解析】 【分析】萤石尾矿含BeO、、及少量、、FeO、、，加硫酸“加热酸溶”，生成BeSO4、Li2SO4、CaSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，不溶于硫酸、CaSO4微溶，过滤出、CaSO4，加入H2O2、Na2SO4将Fe2+氧化为Fe3+并转化为NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀除铁；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+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，锂离子是通过有机物的萃取分离出来；水相含有Be2+、Fe3+，操作X为除去Fe3+，再加入氨水得到Be(OH)2。 【小问1详解】 结合分析可知，“沉铁”时，生成黄钠铁钒渣的离子方程总式为：； 【小问2详解】 沉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、洗涤、干燥，滤渣Ⅱ的成分是KAl(SO4)2·12H2O；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。 【小问3详解】 已知：Li+与生成的LiFeCl4可被TBP萃取，故“萃取”时，需要先将FeCl3转化为，Li+再与结合成LiFeCl4的形式被TBP萃取，则加入NH4C1的作用是：增大氯离子的浓度，使FeCl3转化为，提高锂离子的萃取率； 向LiFeCl4/TBP溶液中加入反萃取剂，其目的是将锂元素从LiFeCl4的形式转化为Li+，从有机相中释放出来，因为，加入盐酸或HCl可使该平衡正向移动，将LiFeCl4转化为HFeCl4，同时释放Li+，使HFeCl4存在于有机相中，锂元素以Li+形式存在于水相中，则“反萃取”步骤中，加入的反萃取剂最好是盐酸或HCl； 【小问4详解】 由分析可知，“操作X”的目的是：除去；“沉铍”时，pH=7.0时，c1(Be2+)= ；pH=8.0时，c2(Be2+)=， 3. （山东名校联盟12月）碳化钨可应用于硬质合金生产材料。工业上利用自然界中钨矿石(主要成分是，还含少量等化合物)制备工艺流程如图所示。 已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水，其钠盐易溶于水； ②相关离子生成沉淀的如表所示： 离子 开始沉淀的 11.3 7 1.3 8.85 6.35 沉淀完全的 9.3 5 2.7 10.85 8.35 ③草酸具有酸性和还原性，受热易分解。 回答下列问题： （1）钨矿石粉碎“焙烧”时，将转化成和，写出参与反应的化学方程式：___________，水浸后“滤渣I”的主要成分有___________。 （2）若“调”时，溶液中和浓度分别为和，则通入，调的范围为___________，“净化”时若调约为10.0，溶液含有等，再加入，此时氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________，最后加入转化为和沉淀。 （3）“沉钨”时，实验室模拟从体系中分离出，所需的主要玻璃仪器有玻璃棒___________、___________。 （4）“高温”先将转化为，然后再加入C粉，按物质的量之比计算，和C的投料比要大于，其目的是___________。 （5）“酸浸”需加入硫酸和草酸混合液，并微热，此时溶解的离子方程式为___________。 （6）整个过程循环使用的物质有、___________。 【答案】（1） ①. ②. （2） ① ②. （3） ①. (普通)漏斗 ②. 烧杯 （4）避免产生等有毒气体 （5） （6） 【解析】 【分析】钨矿石加入纯碱，通入空气焙烧，将转化成和，硅元素转化为硅酸钠。“水浸”以后，氧化铁和二氧化锰不溶于水，形成“滤渣”，“滤渣”进行分离等操作以后，制得。“水浸”后，、以及含有的化合物进入溶液，通入二氧化碳调，此时硅酸钠与二氧化碳反应生成硅酸沉淀，得到“滤渣”，从而除去了硅元素。再加入双氧水和氯化镁溶液，将转化为和沉淀除去。然后通入二氧化碳“沉钨”得到，最后加入碳，高温下得到碳化钨。 【小问1详解】 与氧气发生氧化还原反应，锰元素被氧化为二氧化锰，氧元素被还原，所以化学方程式为：。根据分析可知，氧化铁和二氧化锰不溶于水，形成“滤渣”。答案为：；、。 【小问2详解】 根据题意，，溶液中浓度为，则其开始沉淀时的。同时，为确保沉淀完全，故调的范围为：。中的为价，加入双氧水的目的是将其氧化为价，失去，形成，双氧水作为氧化剂得到，还原为水，离子方程式为：，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为。答案为：；。 【小问3详解】 钨酸酸性很弱，难溶于水，所以“沉钨”时要采取过滤操作。答案为：(普通)漏斗、烧杯。 【小问4详解】 根据题意可以列出方程式：，由于生成二氧化碳，若碳过多，则与二氧化碳在高温下生成有毒的，方程式为：。答案为：避免产生等有毒气体。 【小问5详解】 草酸作为还原剂，生成二氧化碳；二氧化锰作为氧化剂，生成。答案为：。 【小问6详解】 滤渣(含有氧化铁和二氧化锰)“酸浸”以后，得到溶液。电解时，其阳极反应为，总方程式为，所以其电解产物会生成硫酸，硫酸可以循环使用。答案为：。 4. （2025安徽六安一中模拟）某废旧锂离子电池的正极材料成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2和Al，下图为从其中回收钴、镍的工艺流程。 回答下列问题： （1）LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素为+3价，Ni2+、Ni3+和Co3+个数比为3∶2∶2，则Mn元素化合价为___________；Ni位于元素周期第___________周期，第___________族。 （2）“碱浸过滤”所得滤液的主要成分为___________。 （3）“还原焙烧”过程发生反应的化学方程式为___________。 （4）“碳化水浸”过程中反应为：Li2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=2LiHCO3(aq)，该反应的标准吉布斯自由能(ΔGθ)和标准生成焓(ΔHθ)随温度变化如图。该过程需要控制在___________(填“a”“b”或c)进行，其原因是___________。 a．40 ℃～55 ℃　　　　　　b．60 ℃～70 ℃　　　　　　c．80 ℃～90 ℃ （5）常温下，为寻找“碳化水浸”的最佳pH，将37 g Li2CO3固体加入1 L水中，通入CO2使固体逐步溶解，当Li2CO3固体恰好完全溶解时，2c(CO)+c(HCO)≈1.0 mol·L-1，则溶液中的c(H+)为___________mol·L-1(保留两位有效数字，忽略体积变化)。 已知：Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6× 10-11 （6）“萃取”的原理是2HR+M2+2H++RM(M2+代表金属离子，HR代表萃取剂，则反萃取时加入的试剂为___________。 【答案】（1） ①. ＋4 ②. 四 ③. Ⅷ （2） （3）10LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2＋6C5Ni＋2Co＋3MnO＋CO2↑+5Li2CO3 （4） ①. a ②. 高于60 ℃，ΔGθ>0，反应非自发进行 （5）2.1×10-9 （6）稀H2SO4 【解析】 【分析】“碱浸过滤”时，Al溶于NaOH溶液生成，滤渣加入碳“还原焙烧”， C做还原剂，将LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2还原，由题中信息可知产物为Ni、Co、MnO、Li2CO3和CO2，“碳化水浸”过程中反应为：Li2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=2LiHCO3(aq)，过滤得到LiHCO3溶液和水浸渣：Ni、Co、MnO，酸溶后萃取，Ni、Co进入水相，硫酸锰进入有机相，经过反萃取得到硫酸锰。 【小问1详解】 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素为+3价，Ni2+、Ni3+和Co3+个数比为3∶2∶2，根据化合价代数和为0，可知1+0.3×2+0.2×3+0.2×3+x×0.3+(-2)×2=0，求得x=4，Mn元素化合价为+4；镍位于元素周期表第四周期，第Ⅷ族； 【小问2详解】 Al溶于NaOH溶液生成，所得滤液中主要成分是； 【小问3详解】 “还原焙烧”过程C做还原剂，将LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2还原，由题中信息可知产物为Ni、Co、MnO、Li2CO3和CO2，所以发生反应的化学方程式为10 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+6C5Ni＋2Co＋3MnO＋CO2↑＋5 Li2CO3； 【小问4详解】 反应自发进行需ΔGθ<0，由图中信息可知，高于60 ℃，ΔGθ>0，反应非自发进行； 【小问5详解】 根据n=m/M，求得37 g Li2CO3为0.5 mol，当Li2CO3固体恰好完全溶解时，生成LiHCO31 mol，则c(Li＋)=1 mol·L-1，Ksp(Li2CO3)=c2(Li＋)·c(CO)=1×c(CO)=2.5×10-2 ，解得c(CO)=2.5×10-2 mol·L-1 ，因为2c(CO)＋c(HCO)≈1.0 mol·L-1，解得c(HCO)=0.95 mol·L-1，根据Ka2(H2CO3)=5.6×10-11，解得c(H＋)≈2.1×10-9 mol·L-1； 【小问6详解】 根据“萃取”原理2HR＋M2＋2H＋＋RM，反萃取时加入稀H2SO4，增大H＋浓度，使反应向左进行。 5. （2025安徽六安一中模拟）某废旧锂离子电池的正极材料成分为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2和Al，下图为从其中回收钴、镍的工艺流程。 回答下列问题： （1）LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素为+3价，Ni2+、Ni3+和Co3+个数比为3∶2∶2，则Mn元素化合价为___________；Ni位于元素周期第___________周期，第___________族。 （2）“碱浸过滤”所得滤液的主要成分为___________。 （3）“还原焙烧”过程发生反应的化学方程式为___________。 （4）“碳化水浸”过程中反应为：Li2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=2LiHCO3(aq)，该反应的标准吉布斯自由能(ΔGθ)和标准生成焓(ΔHθ)随温度变化如图。该过程需要控制在___________(填“a”“b”或c)进行，其原因是___________。 a．40 ℃～55 ℃　　　　　　b．60 ℃～70 ℃　　　　　　c．80 ℃～90 ℃ （5）常温下，为寻找“碳化水浸”的最佳pH，将37 g Li2CO3固体加入1 L水中，通入CO2使固体逐步溶解，当Li2CO3固体恰好完全溶解时，2c(CO)+c(HCO)≈1.0 mol·L-1，则溶液中的c(H+)为___________mol·L-1(保留两位有效数字，忽略体积变化)。 已知：Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2，Ka1(H2CO3)=4.3×10-7，Ka2(H2CO3)=5.6× 10-11 （6）“萃取”的原理是2HR+M2+2H++RM(M2+代表金属离子，HR代表萃取剂，则反萃取时加入的试剂为___________。 【答案】（1） ①. ＋4 ②. 四 ③. Ⅷ （2） （3）10LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2＋6C5Ni＋2Co＋3MnO＋CO2↑+5Li2CO3 （4） ①. a ②. 高于60 ℃，ΔGθ>0，反应非自发进行 （5）2.1×10-9 （6）稀H2SO4 【解析】 【分析】“碱浸过滤”时，Al溶于NaOH溶液生成，滤渣加入碳“还原焙烧”， C做还原剂，将LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2还原，由题中信息可知产物为Ni、Co、MnO、Li2CO3和CO2，“碳化水浸”过程中反应为：Li2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)=2LiHCO3(aq)，过滤得到LiHCO3溶液和水浸渣：Ni、Co、MnO，酸溶后萃取，Ni、Co进入水相，硫酸锰进入有机相，经过反萃取得到硫酸锰。 【小问1详解】 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中的Co元素为+3价，Ni2+、Ni3+和Co3+个数比为3∶2∶2，根据化合价代数和为0，可知1+0.3×2+0.2×3+0.2×3+x×0.3+(-2)×2=0，求得x=4，Mn元素化合价为+4；镍位于元素周期表第四周期，第Ⅷ族； 【小问2详解】 Al溶于NaOH溶液生成，所得滤液中主要成分是； 【小问3详解】 “还原焙烧”过程C做还原剂，将LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2还原，由题中信息可知产物为Ni、Co、MnO、Li2CO3和CO2，所以发生反应的化学方程式为10 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2+6C5Ni＋2Co＋3MnO＋CO2↑＋5 Li2CO3； 【小问4详解】 反应自发进行需ΔGθ<0，由图中信息可知，高于60 ℃，ΔGθ>0，反应非自发进行； 【小问5详解】 根据n=m/M，求得37 g Li2CO3为0.5 mol，当Li2CO3固体恰好完全溶解时，生成LiHCO31 mol，则c(Li＋)=1 mol·L-1，Ksp(Li2CO3)=c2(Li＋)·c(CO)=1×c(CO)=2.5×10-2 ，解得c(CO)=2.5×10-2 mol·L-1 ，因为2c(CO)＋c(HCO)≈1.0 mol·L-1，解得c(HCO)=0.95 mol·L-1，根据Ka2(H2CO3)=5.6×10-11，解得c(H＋)≈2.1×10-9 mol·L-1； 【小问6详解】 根据“萃取”原理2HR＋M2＋2H＋＋RM，反萃取时加入稀H2SO4，增大H＋浓度，使反应向左进行。 6.（贵阳市2025届11月） 铟()是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有，以及的氧化物)为原料回收铟的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，一些金属离子生成氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时的： 开始沉淀 5.4 7.1 1.7 3.5 7.2 完全沉淀 6.4 8.9 2.8 4.8 8.7 ②“萃取”原理可表示为：(有机相)(有机相) 回答下列问题： （1）已知“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为，写出难溶物发生转化反应的离子方程式___________。 （2）滤渣1的主要成分为___________、___________(写化学式)。 （3）常温下“调”时，应控制溶液的范围为___________。 （4）若滤液1的主要成分为，则试剂X应使用___________(写试剂名称)。 （5）上述流程中可循环利用的物质是___________。 （6）铟可与砷()形成一种光纤通信晶体材料，晶胞结构如图所示： ①该晶体中，铟原子的配位数为___________。 ②若图中标号为1的原子的坐标参数为，则标号为2的原子的坐标参数是___________。 ③已知晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。则晶体密度为___________。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）2.8≤pH＜3.5 （4）盐酸 （5）萃取剂 （6） ①. 4 ②. ③. 【解析】 【分析】锌冶炼废渣主要含有，以及的氧化物。锌冶炼废渣“氧化酸浸”In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，PbO转化为PbSO4沉淀，则滤渣1中含有PbSO4和剩余MnO2，滤液中含有Zn2+、In3+、Fe3+、Mn2+，滤液加碳酸钠调节pH生成氢氧化铁沉淀除去Fe3+，过滤，滤液中加有机萃取剂H2A2萃取In3+，有机相加酸，使(有机相)(有机相)逆向移动，反萃取得含有In3+的水溶液，加Zn置换出金属In。 【小问1详解】 “氧化酸浸”过程中，In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，根据得失电子守恒，难溶物发生转化反应的离子方程式。 【小问2详解】 “氧化酸浸”In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，PbO转化为PbSO4沉淀，滤渣1的主要成分为和剩余的。 【小问3详解】 常温下“调”的目的是生成氢氧化物沉淀完全除去Fe3+，同时控制In3+不能生成氢氧化物沉淀，所以应控制溶液的范围为2.8≤pH＜3.5； 【小问4详解】 根据(有机相)(有机相)，可知反萃取时加酸增大氢离子浓度，使(有机相)(有机相)逆向移动，若滤液1主要成分为，可知反萃取后的溶液中含有氯离子，则试剂X应使用盐酸。 【小问5详解】 上述流程中，反萃取得到的有机相H2A2可循环到“萃取”步骤利用，可循环利用的物质是萃取剂； 【小问6详解】 ①该晶体中，In原子位于As形成的正四面体内，铟原子的配位数为4。 ②根据标号为1的原子的坐标参数，标号为2的原子位于前面的面心上，坐标参数是。 ③根据均摊原则，晶胞中In原子数为 、As原子数为4,晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数值。则晶体密度为 。 7. （山东名校联盟12月）碳化钨可应用于硬质合金生产材料。工业上利用自然界中钨矿石(主要成分是，还含少量等化合物)制备工艺流程如图所示。 已知：①钨酸酸性很弱，难溶于水，其钠盐易溶于水； ②相关离子生成沉淀的如表所示： 离子 开始沉淀的 11.3 7 1.3 8.85 6.35 沉淀完全的 9.3 5 2.7 10.85 8.35 ③草酸具有酸性和还原性，受热易分解。 回答下列问题： （1）钨矿石粉碎“焙烧”时，将转化成和，写出参与反应的化学方程式：___________，水浸后“滤渣I”的主要成分有___________。 （2）若“调”时，溶液中和浓度分别为和，则通入，调的范围为___________，“净化”时若调约为10.0，溶液含有等，再加入，此时氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________，最后加入转化为和沉淀。 （3）“沉钨”时，实验室模拟从体系中分离出，所需的主要玻璃仪器有玻璃棒___________、___________。 （4）“高温”先将转化为，然后再加入C粉，按物质的量之比计算，和C的投料比要大于，其目的是___________。 （5）“酸浸”需加入硫酸和草酸混合液，并微热，此时溶解的离子方程式为___________。 （6）整个过程循环使用的物质有、___________。 【答案】（1） ①. ②. （2） ① ②. （3） ①. (普通)漏斗 ②. 烧杯 （4）避免产生等有毒气体 （5） （6） 【解析】 【分析】钨矿石加入纯碱，通入空气焙烧，将转化成和，硅元素转化为硅酸钠。“水浸”以后，氧化铁和二氧化锰不溶于水，形成“滤渣”，“滤渣”进行分离等操作以后，制得。“水浸”后，、以及含有的化合物进入溶液，通入二氧化碳调，此时硅酸钠与二氧化碳反应生成硅酸沉淀，得到“滤渣”，从而除去了硅元素。再加入双氧水和氯化镁溶液，将转化为和沉淀除去。然后通入二氧化碳“沉钨”得到，最后加入碳，高温下得到碳化钨。 【小问1详解】 与氧气发生氧化还原反应，锰元素被氧化为二氧化锰，氧元素被还原，所以化学方程式为：。根据分析可知，氧化铁和二氧化锰不溶于水，形成“滤渣”。答案为：；、。 【小问2详解】 根据题意，，溶液中浓度为，则其开始沉淀时的。同时，为确保沉淀完全，故调的范围为：。中的为价，加入双氧水的目的是将其氧化为价，失去，形成，双氧水作为氧化剂得到，还原为水，离子方程式为：，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为。答案为：；。 【小问3详解】 钨酸酸性很弱，难溶于水，所以“沉钨”时要采取过滤操作。答案为：(普通)漏斗、烧杯。 【小问4详解】 根据题意可以列出方程式：，由于生成二氧化碳，若碳过多，则与二氧化碳在高温下生成有毒的，方程式为：。答案为：避免产生等有毒气体。 【小问5详解】 草酸作为还原剂，生成二氧化碳；二氧化锰作为氧化剂，生成。答案为：。 【小问6详解】 滤渣(含有氧化铁和二氧化锰)“酸浸”以后，得到溶液。电解时，其阳极反应为，总方程式为，所以其电解产物会生成硫酸，硫酸可以循环使用。答案为：。 8. （2025济宁名校联盟12月）重油加氢脱硫废催化剂(主要含、、Mo、V和一定量的S、C)回收价值大。工业生产中从重油加氢脱硫废催化剂回收V、Mo的工艺流程如图所示： 已知：微溶于冷水，能溶于热水；“沉钼”过程得到。 回答下列问题： （1）“焙烧1”生成的气体是___________(填化学式)。 （2）“水浸”后的V、Mo以和的形式存在。“焙烧2”过程中V发生反应的化学方程式为___________。 （3）相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系及钒在不同pH、不同浓度下的存在形态如图所示。“中和”时调节pH的理论范围为___________；“滤渣”的主要成分为___________(填化学式)。 （4）“沉钒”操作时，随着温度升高，沉钒率下降，原因是___________。 （5）“焙烧3”采取真空干燥焙烧，副产物经处理后可投入使用的操作单元是___________。 （6）“焙烧4”发生反应的化学方程式为___________。 【答案】（1）、 （2） （3） ①. 7~9.3 ②. 、 （4）在热水中溶解度大 （5）沉钒 （6） 【解析】 【分析】废催化剂(主要含、、Mo、V和一定量的S、C)在空气中进行焙烧1，焙烧生成、等气体除去S、C，所得固体混合物在空气和加入加入Na2CO3后继续焙烧，溶液将V、Mo分别转化为和Na2MoO4形式存在，SiO2和也与Na2CO3反应分别生成Na2SiO3和Na[Al(OH)4]，烧渣加热水溶解，然后加硫酸中和，将Na2SiO3和Na[Al(OH)4]转化为、沉淀除去，得到的滤液中加入(NH4)2SO4进行沉钒即将转化为NH4VO3，过滤得到NH4VO3沉淀和滤液，对NH4VO3进行焙烧3得到V2O5，滤液中加浓硝酸进行沉钼，然后过滤得到，进行焙烧4得到MoO3，据此分析解答。 【小问1详解】 由分析可知，在空气中进行焙烧1，S、C燃烧生成、等气体； 【小问2详解】 V在“焙烧2”过程中与碳酸钠和氧气发生反应生成，其化学方程式为 【小问3详解】 “中和”时调节pH的目的是使Na2SiO3和Na[Al(OH)4]转化为沉淀除去，但不影响，结合图中信息可知pH应控制在7~9.3之间；“滤渣”的主要成分为、； 【小问4详解】 由题干已知信息可知，NH4VO3微溶于冷水、乙醇、乙醚，能溶于热水，故“沉钒”时，沉钒率反而下降，可能的原因是温度升高，NH4VO3的溶解度增大； 【小问5详解】 NH4VO3真空焙烧发生反应：，生成的副产物氨气经硫酸吸收得到硫酸铵溶液，可在沉钒步骤中继续使用； 【小问6详解】 “焙烧4”发生反应的化学方程式为。 9. （郑州2025年三测）铈()是一种稀土元素，在催化领域具有重要用途。用氯化铵法从某氟碳铈矿(主要成分为，并含有、、等元素)中提取铈元素的工艺流程如下： 已知： ①萃取铈的原理为：(代表萃取剂)； ②在空气中加热时会转化为； ③，。 回答下列问题： （1）为使氟碳铈精矿充分“氧化焙烧”，可采取的措施有_______(任写1条)。 （2）“氧化焙烧”中，转化为的化学方程式为_______。 （3）“氯化焙烧”中，会产生一种黄绿色的气体单质，该气体的用途为_______(任写1条)。研究发现，“氯化焙烧”中，焙烧时间相同，铈提取率与温度的变化曲线如图所示。当温度高于325℃时，铈提取率降低的原因是_______。 （4）试剂a为_______(填“盐酸”、“烧碱溶液”或“水”)；试剂b为_______。 （5）浓缩结晶时，加入固体的目的是_______。 （6）常温下，“固氟”中得到了纯净，测得滤液中浓度为，假设溶液中不存在，则溶液的pH不大于_______。 【答案】（1）将精矿粉碎、增加焙烧时间、适当提高焙烧温度等 （2） （3） ①. 制备盐酸、用作自来水消毒剂、制备漂白粉等 ②. 温度过高，会有部分转化为进入滤渣，而在浸取时使铈元素损失 （4） ①. 水 ②. 浓盐酸 （5）增加氯离子浓度，有利于析出 （6）12.5 【解析】 【分析】氟碳铈矿(主要成分为，并含有、、等元素)混合碳酸钠固体氧化焙烧，转化为和NaF，加入水脱氯，过滤后得到含有NaF的滤液，加入CaO生成CaF2，滤渣混合NH4Cl固体氯化焙烧，产生黄绿色的氯气，转化为CeCl3，、、转化为对应的氧化物，加入水后过滤，向滤液中加入P507煤油萃取Ce3+，加入浓盐酸反萃取得到CeCl3溶液，加入氯化铵固体浓缩结晶过滤后得到，以此解答。 【小问1详解】 为使氟碳铈精矿充分“氧化焙烧”，可采取的措施有将精矿粉碎、增加焙烧时间、适当提高焙烧温度等。 【小问2详解】 “氧化焙烧”中，和O2反应转化为和NaF，Ce元素由+3价上升到+4价，O元素由0价下降到-2价，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。 【小问3详解】 “氯化焙烧”中，脱氯后滤渣中的和NH4Cl固体反应生成一种黄绿色气体为氯气，该气体的用途为制备盐酸、用作自来水消毒剂、制备漂白粉等；当温度高于325℃时，铈提取率降低的原因是温度过高，会有部分转化为进入滤渣，而在浸取时使铈元素损失。 【小问4详解】 、、转化为对应的氧化物均不溶于水，试剂a为水。萃取铈的原理为：，反萃取时加入浓盐酸使平衡逆向移动，得到含有Ce3+的水相。 【小问5详解】 向反萃取得到的水相中加入固体浓缩结晶过滤后得到，加入固体的目的是增加氯离子浓度，有利于析出。 【小问6详解】 常温下，“固氟”中CaO和NaF溶液反应生成和，测得滤液中浓度为，则c(Ca2+)=，溶液中c(OH-)=，c(H+)==10-12.5mol/L，pH=12.5，则溶液的pH不大于12.5。 10. （ 辽宁2025点石联考5月）稀土是一种重要的战略资源，我国稀土出口量世界第一。铈(Ce)是一种典型的稀土元素，工业上利用某种含氟碳铈矿(主要成分为，还含少量BaO，等)制取金属铈的一种工艺流程如图。回答下列问题： 已知：①硫酸体系中，在中的溶解度大于其在水中的溶解度，与之相反，能与结合成； ②常温下，两相平衡体系中，被萃取物在有机层和水层中的物质的量浓度之比称为分配比(D)，如，Ce的萃取率。 （1）中所含的大键可表示为_______；焙烧时从氧化炉上口加入矿石、从下口鼓入空气可大大缩短氧化时间的原因是_______。 （2）滤渣的主要成分是_______(填化学式)。 （3）步骤III萃取时存在反应，萃取最适宜的条件：温度为，硫酸浓度为当硫酸浓度过大时，萃取率降低的原因是_______。 （4）步骤IV反萃取中，在稀硫酸和的作用下转化为，反应的离子方程式为_______。该步骤通常控制温度为40~50℃的原因是_______。 （5）某工厂取1000L含浓度为的溶液，加入500L某萃取剂，若，则单次萃取率_______%(保留一位小数)。若要提高萃取率，需优化的工艺条件为_______(写一条即可)。 （6）下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入钙冶炼Ce的方法相似的是_______(填标号)。 A.熔融氯化钠制取金属钠　　B.氧化银制银　　C.铝热反应制钒 【答案】（1） ①. ②. 增大了气体和固体粉末的接触面积 （2）、 （3）随着硫酸根浓度增大，与硫酸根结合生成，氢离子浓度增大，萃取平衡逆向移动 （4） ①. ②. 有利于加快反应速率，还可以防止双氧水分解 （5） ①. ②. 增大(调节或更换萃取剂)、增大有机相体积或者多级萃取（合理即可） （6） 【解析】 【分析】铈矿石焙烧过程将价铈氧化为价，同时生成二氧化碳，加入稀硫酸生成硫酸钡，滤渣为硫酸钡和二氧化硅，加入萃取，分离出有机层，加入稀硫酸进行反萃取，加入，将转化为 进入水层，加入生成沉淀，再转化为，在气氛下(抑制水解)加热生成，加入钙发生氧化还原反应冶炼出单质铈，据此分析作答。 【小问1详解】 碳酸根的中心碳原子采取杂化，形成平面三角形的几何结构，三个氧原子通过键与碳连接。碳及三个氧原子各有一个垂直于分子平面的轨道参与大键形成，共涉及4个原子，所以大键可表示为。从下口鼓入空气可大大缩短氧化时间的原因是：增大了气体和固体粉末的接触面积。 【小问2详解】 根据分析可知，滤渣为和。 【小问3详解】 随着硫酸根浓度增大，与硫酸根结合生成，氢离子浓度增大，萃取平衡逆向移动，导致萃取率降低。 【小问4详解】 步骤加入，将转化为进入水层，发生反应的离子方程式为：。过氧化氢受热易分解，反应时控制温度为之间既有利于加快反应速率，又可以防止温度过高导致双氧水分解。  【小问5详解】 根据题给公式整理得萃取率。若要提高萃取率，需优化的工艺条件为增大(调节或更换萃取剂)、增大有机相体积或者多级萃取。 【小问6详解】 本工艺流程中加入钙冶炼的方法为热还原法。电解熔融氯化钠制钠是电解法；氧化银分解制银是热分解法；利用铝热反应制钒为热还原法，故选C。 11. （2025陕西商洛二诊）以辉铜矿(主要成分，以及少量等)和软锰矿(主要成分，及少量、等)为原料制备电池用和的工艺流程如下： 已知：。 回答下列问题： （1）“酸浸”前，需要将辉铜矿和软锰矿粉碎的目的是___________。 （2）“酸浸”时，得到的浸出液中主要含有、等(不是氧化产物)。该反应中，参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。 （3）“还原”时，发生反应的离子方程式为___________，该步骤中的沉淀率与加入的的量的关系如图1所示，A点处___________(填“大于”“小于”或“等于”)C点处，其原因是___________。 （4）“氧化煅烧”时，反应的化学方程式为___________，在空气中加热时，其固体残留率随温度的变化如图2所示，“氧化煅烧”时应控制温度约为___________。图中时，剩余固体中为___________。 【答案】（1）增大接触面积，提高酸浸时的浸取速率和浸取率 （2）2：1 （3） ①. ②. 大于 ③. A、C两点生成的的量一样，但点未完全沉淀，点部分已经形成 （4） ①. ②. ③. 1：2 【解析】 【分析】辉铜矿(主要成分，以及少量等)和软锰矿(主要成分，及少量、等)用硫酸酸浸，MnO2与Cu2S发生反应生成CuSO4 、MnSO4和S，浸出液中含有CuSO4 、MnSO4、Fe2(SO4)3等；“除铁”中通过调节pH使Fe元素转化为氢氧化铁过滤除去；滤液加入碳酸氢铵和氨水混合液使得锰元素转化为MnCO3，MnCO3 在“氧化”中与氧气反应生成Mn3O4； “沉锰”中的滤液在“还原”时加入 (NH4)2SO3溶液和氯化铵溶液，Cu2+被还原使生成CuCl。 【小问1详解】 “酸浸”前，需要将辉铜矿和软锰矿粉碎的目的是：增大接触面积，提高酸浸时的浸取速率和浸取率。 【小问2详解】 “酸浸”时，得到的浸出液中主要含有、等(不是氧化产物)。该反应的反应方程式为：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=2CuSO4+S+2MnSO4+4H2O，则参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1。 【小问3详解】 “还原”时，加入(NH4)2SO3溶液和氯化铵溶液，Cu2+被还原使生成CuCl，发生反应的离子方程式为，结合已知信息，图1中A→B点，c(Cl-)增大使Cu+形成CuCl沉淀，B→C点CuCl与氯离子继续反应生成 ，则A点处大于C点处，其原因是： A、C两点生成的的量一样，但点未完全沉淀，点部分已经形成。 【小问4详解】 “氧化煅烧”时，“氧化”中MnCO3与氧气反应生成Mn3O4，反应的化学方程式为：，设MnCO3的物质的量为1mol，即质量为115g。A点剩余固体质量为115g×75.65%≈87g，减少的质量为115g-87g=28g，可知MnCO3失去的组成为“CO”，故剩余固体的成分为MnO2，B点剩余固体质量为115g×66.38%≈76g，锰元素质量m(Mn)=55g，则m(O)=76g-55g=21g，氧原子物质的量，固体中锰原子和氧原子个数比为1 : ≈3 : 4，剩余固体成分化学式Mn3O4，C点剩余固体质量为115g×61.74%≈71g，根据原子守恒，锰原子为1mol，锰元素质量m(Mn)=55g，则m(O)=71g-55g=16g，氧原子物质的量为1mol，固体中锰原子和氧原子个数比为1 : 1，化学式为MnO，由于最终要得到产物Mn3O4，氧化时应控制温度约为770℃；图中300℃时，剩余固体为MnO2，n(Mn)：n(O)为1:2。 12. （2025山西二联）火法炼铅烟尘的主要成分为：和少量CuO、ZnO、CdO、，一种回收处理炼铅烟尘的工艺流程如图所示。 已知：ⅰ.溶液的质量浓度 ⅱ. ⅲ.； 回答下列问题： （1）步骤②中硫酸的质量浓度对各元素浸出率的影响如下图所示，则硫酸的最佳物质的量浓度为______（精确到小数点后2位）。 “滤液Ⅰ”中，主要溶质除和外，还有______（填化学式）。 （2）步骤③中发生反应的离子方程式为______。 （3）步骤④的操作为______（填字母），从化学平衡移动的角度分析原因：____________。 A．降温冷却 B．加入溶液 C．加蒸馏水稀释 （4）计算说明步骤⑤中，是否能完全转化为？______。 （5）如图是含有铜锌元素的CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。在该晶胞中，粒子个数的最简比______；设为阿伏加德罗常数的值，已知该晶体的密度为，则该晶胞的体积为______（列出计算式即可）。 【答案】（1） ①. 0.61 ②. 、 （2） （3） ①. AC ②. ，降温冷却、稀释均使平衡正向移动，增大的产率 （4），，故不能完全转化为 （5） ①. ②. 【解析】 【分析】火法炼铅烟尘中和CuO、ZnO、CdO、 As2O3 ，经过步骤①和②，滤渣Ⅰ为SiO2、PbSO4，滤液Ⅰ中含：；滤渣Ⅰ与浓盐酸、饱和氯化钠溶液在加热条件下反应得到含的溶液，滤渣Ⅱ为SiO2；步骤④的操作为冷却、稀释，平衡逆向移动，析出PbCl2；PbCl2与饱和硫酸钠溶液发生沉淀转化，生成PbSO4，据此分析解答。 【小问1详解】 根据图示可知，硫酸的质量浓度为时，各金属的浸出率达到最大值，此时；由分析可知“滤液Ⅰ”中，主要溶质除和外，还有； 【小问2详解】 由分析可知，步骤③向中加入浓盐酸、饱和NaCl溶液，并加热，使难溶于水的转化成，发生反应的离子方程式为； 【小问3详解】 ，降温冷却、加入蒸馏水稀释，均能使平衡正向移动，增大的产率，故选择AC，加入溶液发生反应：，平衡也能正向移动，但生成的中含有AgCl杂质，故不选B，答案为：AC； 【小问4详解】 步骤⑤中发生沉淀的转化：，，故不能完全转化为； 【小问5详解】 由晶胞结构知，Zn位于顶点和体心，有个，Cu位于面上，有个，Sn位于面心和棱上，有个，S位于体内，有8个，则的个数最简比为；每个晶胞中含有2个，根据得：。 13.（河南开封2025三检） 以炼锌烟尘（主要成分为，含少量和）为原料，可以制取金属锌和氯化锌，主要工艺流程如下： 已知：①与的化学性质相似。 ②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的如下： 金属离子 开始沉淀的 1.5 6.3 6.2 沉淀完全的 2.8 8.3 8.2 回答下列问题： （1）根据金属的“电子气理论”，锌晶体中每个原子贡献________个电子形成自由移动的“电子气”，赋予金属良好的导电性和延展性。 （2）氧化锌的一种晶胞结构如图所示，则该晶胞的质量为________（用表示阿伏加德罗常数的值）。 （3）“碱溶”过程中加入溶液发生反应的化学方程式为________；滤渣1的主要成分有________。 （4）若要提高炼锌烟尘的“酸溶”速率，可采取的措施有________（任写一条）。 （5）“氧化”过程中加入溶液发生反应的离子方程式为________。 （6）下列所给试剂中，“调”的试剂X可以是________（填字母序号）；若“氧化”后溶液中，则应调整的范围是________。 a． b． c． d． 【答案】（1）2 （2） （3） ①. ②. 和 （4）适当增大盐酸浓度（或搅拌、适当升高温度等） （5） （6） ①. abc ②. 【解析】 【分析】由题给流程可知，向炼锌烟尘加入氢氧化钠溶液碱浸，将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠，氧化亚铁和氧化铜与氢氧化钠溶液不反应，过滤得到含有氧化铜、氧化亚铁的滤渣和滤液；电解四羟基合锌酸钠溶液，在阴极得到锌；向炼锌烟尘加入盐酸酸浸，金属氧化物转化为可溶的金属氯化物，向反应后的溶液中加入锌粉，将溶液中的铜离子转化为铜，过滤得到含有铜的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，向反应后的溶液中加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8—6.2的范围内，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和氯化锌溶液。 【小问1详解】 锌元素的原子序数为30，基态原子的价电子排布式为3d104s2，根据金属的“电子气理论”，锌晶体中每个原子贡献最外层2个电子形成自由移动的“电子气”，赋予金属良好的导电性和延展性，故答案为：2； 【小问2详解】 由晶胞结构可知，晶胞中位于体内的锌离子个数为4，位于顶点和面心的氧离子个数为8×+6×=4，则晶胞的质量为g=，故答案为：； 【小问3详解】 由分析可知，加入氢氧化钠溶液碱浸的目的是将氧化锌转化为四羟基合锌酸钠，反应的化学方程式为；滤渣1的主要成分为氧化铜、氧化亚铁，故答案为：；CuO和FeO； 【小问4详解】 适当增大盐酸浓度、搅拌、适当升高温度等措施能提高炼锌烟尘的“酸溶”速率，故答案为：适当增大盐酸浓度（或搅拌、适当升高温度等）； 【小问5详解】 由分析可知，加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，反应的离子方程式为，故答案为：； 【小问6详解】 由分析可知，加入氧化锌或氢氧化锌或碱式碳酸锌调节溶液pH在2.8—6.2的范围内的目的是将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，故答案为：abc；。 14. （河南郑州2025第一次质量预测）镉(Cd)广泛应用在电池生产中。从废电池中(含Cd、Ni、Fe、Co)回收镉的生产流程如图所示。 已知：；；；。 （1）写出“浸出”时提高浸出速率1条措施_______。 （2）“电解沉积”时，阴极的电极反应式为_______。 （3）“沉淀1”的化学式为_______。 （4）“滤液1”中完全沉淀()时，的最小值为_______。 （5）CdS与反应的化学方程式_______。 （6）的化学平衡常数_______(保留2位有效数字)。 【答案】（1）粉碎废料(搅拌、适当增大硫酸的浓度、升高浸取液温度) （2） （3） （4） （5） （6） 【解析】 【分析】废电池中(含Cd、Ni、Fe、Co)用稀硫酸浸出，浸出液中主要含有Fe3+、Fe2+、Co2+、Cd2+、Ni2+等金属离子，电解沉积得到金属Cd和电解液体，通入空气，将亚铁离子转化为铁离子，调节pH=3.8，除去铁离子，沉淀1为，滤液1中含Co2+、Cd2+、Ni2+等金属离子，加入Na2S使转化成沉淀CdS，过滤得到含Ni、Co的溶液，CdS与在酸性条件下反应生成，通入电解沉积，循环使用，据此分析； 【小问1详解】 写出“浸出”时提高浸出速率的1条措施：将原料粉碎，增大反应物的接触面积，适当增大硫酸的浓度，升高浸取液温度，从而加快反应速率； 【小问2详解】 “电解沉积”时得到金属Cd，阴极放电得到金属，电极反应式为：； 【小问3详解】 根据分析可知，“沉淀1”的化学式为：； 【小问4详解】 ，=； 【小问5详解】 CdS与在酸性条件下反应生成和水，S元素由-2价升高到+6价，O元素化合价由-1价降到-2价，根据化合价升高降低总数相等，故反应的化学方程式； 【小问6详解】 的化学平衡常数。 15. （广州六校联考2025届十二月）氯化铅渣中含PbCl2和少量AgCl、CuCl2等物质，分步回收其中金属元素的工艺如下： 已知：①常温溶液中各物质的Ksp 物质 PbCl2 PbSO4 AgCl Ag2SO4 CuS Ksp 1.7×10-5 1.7×10-8 1.8×10-10 1.6×10-5 6.0×10-36 ②H2S的Ka1=1.0×10-7，Ka2=1.0×10-13。 （1）已知银属于第5周期，与铜同族，写出基态银原子价层电子排布式___________。 （2）“浸出1”需控温在75℃，适合采用的加热方式为___________；浸出渣1的主要成分为___________(写化学式)。 （3）“沉铜”过程中，当通入H2S达到饱和时测得溶液的pH=1，此时溶液中c(Cu2+)为___________mol/L。[已知：25℃下，H2S溶于水形成饱和溶液时，c(H2S)=0.1mol/L] （4）①浸出液2的主要阳离子为，试剂A为___________。 ②若试剂B选用甲酸，写出反应的离子反应方程式___________。 （5）高纯度的硫化铅可作半导体，其立方晶胞如图所示。 ①已知硫离子采取面心立方堆积，则铅离子填在由硫离子形成的___________体空隙中。 ②硫化铅晶胞沿着y轴的投影图为___________(填选项字母) A． B． C． D． ③已知晶体密度为ρg·cm-3，晶胞中S2-与Pb2+最近的距离为anm，设PbS的摩尔质量为Mg/mol，则阿伏加德罗常数的值NA为___________(列出计算式)。 【答案】（1）4d105s1 （2） ①. 水浴加热 ②. PbSO4、AgCl （3） （4） ①. 氨水 ②. （5） ①. 四面 ②. B ③. 【解析】 【分析】氯化铅渣中含PbCl2和少量AgCl、CuCl2等物质。向废渣中加入H2SO4和Na2SO4，得到滤渣1：AgCl、PbSO4，滤液1中含有Cu2+，向滤液1通入过量H2S可将转化为CuS；向滤渣1中加过量浓氨水分离AgCl、PbSO4，因为AgCl与浓氨水反应生成[Ag(NH3)2]+，PbSO4不溶于氨水，过滤，得到滤液2含有[Ag(NH3)2]+，向滤液2中加入甲酸生成Ag。 【小问1详解】 Cu是第四周期ⅠB族元素，基态Cu原子价电子排布式为3d104s1，银属于第5周期，与铜同族，基态银原子价层电子排布式4d105s1。 小问2详解】 为便于控制“浸出1”反应温度75℃，适合采用的加热方式为水浴加热；向废渣中加入H2SO4和Na2SO4，PbCl2和硫酸钠反应生成PbSO4沉淀，AgCl难溶于水，与H2SO4和Na2SO4不反应，所以浸出渣1的主要成分为PbSO4、AgCl。 【小问3详解】 H2S的Ka1=1.0×10-7，Ka2=1.0×10-13 ， “沉铜”过程中，当通入H2S达到饱和时测得溶液的pH=1，，此时溶液中c(Cu2+)= mol/L。 【小问4详解】 ①AgCl与浓氨水反应生成[Ag(NH3)2]+，浸出液2的主要阳离子为，则试剂A为氨水。 ②若试剂B选用甲酸，与甲酸反应生成银、碳酸铵，反应的离子反应方程式为。 【小问5详解】 ①根据图示，铅离子填在由硫离子形成的四面体空隙中。 ②硫离子采取面心立方堆积，铅离子填在由硫离子形成的四面体空隙中，所以硫化铅晶胞沿着y轴的投影图为B； ③根据均摊原则，晶胞中S原子数为、Pb原子数为4，晶胞中S2-与Pb2+最近的距离为anm，则晶胞体对角线为4anm，晶胞的边长为，已知晶体密度为ρg·cm-3，设PbS的摩尔质量为Mg/mol，则。 16.（贵阳市2025届11月） 铟()是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有，以及的氧化物)为原料回收铟的工艺流程如图所示： 已知：①常温下，一些金属离子生成氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时的： 开始沉淀 5.4 7.1 1.7 3.5 7.2 完全沉淀 6.4 8.9 2.8 4.8 8.7 ②“萃取”原理可表示为：(有机相)(有机相) 回答下列问题： （1）已知“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为，写出难溶物发生转化反应的离子方程式___________。 （2）滤渣1的主要成分为___________、___________(写化学式)。 （3）常温下“调”时，应控制溶液的范围为___________。 （4）若滤液1的主要成分为，则试剂X应使用___________(写试剂名称)。 （5）上述流程中可循环利用的物质是___________。 （6）铟可与砷()形成一种光纤通信晶体材料，晶胞结构如图所示： ①该晶体中，铟原子的配位数为___________。 ②若图中标号为1的原子的坐标参数为，则标号为2的原子的坐标参数是___________。 ③已知晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。则晶体密度为___________。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）2.8≤pH＜3.5 （4）盐酸 （5）萃取剂 （6） ①. 4 ②. ③. 【解析】 【分析】锌冶炼废渣主要含有，以及的氧化物。锌冶炼废渣“氧化酸浸”In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，PbO转化为PbSO4沉淀，则滤渣1中含有PbSO4和剩余MnO2，滤液中含有Zn2+、In3+、Fe3+、Mn2+，滤液加碳酸钠调节pH生成氢氧化铁沉淀除去Fe3+，过滤，滤液中加有机萃取剂H2A2萃取In3+，有机相加酸，使(有机相)(有机相)逆向移动，反萃取得含有In3+的水溶液，加Zn置换出金属In。 【小问1详解】 “氧化酸浸”过程中，In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，根据得失电子守恒，难溶物发生转化反应的离子方程式。 【小问2详解】 “氧化酸浸”In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，PbO转化为PbSO4沉淀，滤渣1的主要成分为和剩余的。 【小问3详解】 常温下“调”的目的是生成氢氧化物沉淀完全除去Fe3+，同时控制In3+不能生成氢氧化物沉淀，所以应控制溶液的范围为2.8≤pH＜3.5； 【小问4详解】 根据(有机相)(有机相)，可知反萃取时加酸增大氢离子浓度，使(有机相)(有机相)逆向移动，若滤液1主要成分为，可知反萃取后的溶液中含有氯离子，则试剂X应使用盐酸。 【小问5详解】 上述流程中，反萃取得到的有机相H2A2可循环到“萃取”步骤利用，可循环利用的物质是萃取剂； 【小问6详解】 ①该晶体中，In原子位于As形成的正四面体内，铟原子的配位数为4。 ②根据标号为1的原子的坐标参数，标号为2的原子位于前面的面心上，坐标参数是。 ③根据均摊原则，晶胞中In原子数为 、As原子数为4,晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数值。则晶体密度为 。 17. (江苏常州联盟校12月) 五氧化二钒()广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有、、、、、NiO等)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”时和与稀硫酸反应分别生成和。 ②溶液中与可相互转化：，且为沉淀。 （1）钒原子的价层电子排布式为___________。 （2）“还原转化”中加入的目的是将转化为，写出反应的离子方程式：___________。 （3）“氧化1”后，溶液中含有的金属阳离子主要有、、、，调节溶液的pH为2.8(即)，可使沉淀完全。若溶液中，则此时___________(填“有”或“无”)沉淀生成。请列式并简单表示推理过程___________(假设溶液体积不变，)。 （4）向反萃取后的水层中加入氧化，再加入得到沉淀。 ①“氧化2”过程中发生反应的离子方程式为___________。 ②“沉钒”时，通入氨气的作用是___________。 ③氧化所得溶液中发现还含有一种复杂的含钒阴离子结构如图所示，由4个四面体(位于体心的V为＋5价)，通过共用顶点氧原子构成八元环，其化学式为___________。 （5）取234g 进行煅烧获得，过程中减少的质量(△m)随温度变化的曲线如图所示。写出C→D过程中的化学方程式：___________() 【答案】（1） （2）VO+ Fe2++2H+= VO2++ Fe3++H2O （3） ①. 无 ②. <，所以无生成 （4） ①. ClO+6VO2++3H2O=6VO+ Cl-+6H+ ②. 使平衡正向移动，将VO转化为，同时增大NH的浓度 ③. （5）(或 【解析】 【分析】本题主要考查由废钒催化剂制备五氧化二钒的工艺流程，向废钒催化剂中加入稀硫酸进行酸浸，将和与稀硫酸反应分别生成和，Fe2O3转化为Fe2(SO4)3，NiO转化为NiSO4，过滤后的滤渣1，主要成分为SiO2，加入FeSO4是将转化为，加入H2O2是将过量的Fe2+全部转化为Fe3+便于后续调pH步骤中除去，过滤得滤渣2，主要成分为Fe(OH)3，滤液2中加入萃取剂，萃取出含有钒微粒，再进行反萃取后得到含钒的溶液，加入H2SO4和KClO3的目的是将低价态的钒氧化为+5价的钒，经过加入NH4Cl和NH3后析出NH4VO3沉淀，过滤洗涤最后灼烧沉淀得V2O5，据此分析解题。 【小问1详解】 钒为23号元素，钒原子的价层电子排布式为； 【小问2详解】 “还原转化”中加入的目的是将转化为，根据氧化还原反应配平可知，该反应的离子方程式为：， 【小问3详解】 <，所以无生成； 【小问4详解】 ①将氧化为的过程中，中氯元素得电子被还原为，根据氧化还原反应配平可得其离子方程式为， ②溶液中存在平衡，通入氨气，溶液中OH-浓度增大，消耗了H+，该平衡正向移动，从而使VO尽可能都转化为； ③由图可知， 4个四面体通过共用顶点氧原子构成八元环，V原子位于体心总数为4，O原子实际个数为4×4－4=12，V为价，其化学式为：； 【小问5详解】 234g NH4VO3的物质的量为2mol，n(V)=2mol，A→B(C)质量减少34g，则减少的是2mol NH3的质量，故B(C)为HVO3（或H2V2O6），C →D质量减少（52-34）g =18g，减少的是1molH2O，HVO3失重即变成钒的氧化物，234g-52g=182g，含氧原子的物质的量：，因此D是V2O5，则C到D过程中的化学方程式：(或)； 18. （2025山东省实验中学一模）以萤石尾矿(含BeO、、及少量、、FeO、、)为原料经过两段除铝制备锂盐和的工艺流程如下： 已知：与生成的可被TBP萃取；；苯甲酸铝微溶于水，可溶于酸。 回答下列问题： （1）“沉铁”时，生成黄钠铁钒渣的离子方程总式为_______。 （2）物质的溶解度曲线如图所示，“精制Ⅰ”时，滤渣Ⅱ的成分是_______，由精制Ⅰ溶液得到滤渣Ⅱ的实验操作为_______。“精制Ⅱ”时，pH不宜过低的原因是_______。 （3）“萃取”时，还需要加入，其作用是_______。“反萃取”中加入的反萃取剂为_______(填化学式)。 （4）“操作X”的目的是_______。“沉铍”时，将pH从7.0提高到8.0，则铍的损失降低至原来的_______%。 【答案】（1） （2） ①. ②. 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤、干燥) ③. pH过低，苯甲酸铝溶于酸，铝的去除率降低(或答pH过低，与生成苯甲酸，导致能与结合的减少，使铝的去除率降低) （3） ①. 增大的浓度，使转化成 ②. HCl （4） ①. 除去 ②. 1 【解析】 【分析】萤石尾矿含BeO、、及少量、、FeO、、，加硫酸“加热酸溶”，生成BeSO4、Li2SO4、CaSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，不溶于硫酸、CaSO4微溶，过滤出、CaSO4，加入H2O2、Na2SO4将Fe2+氧化为Fe3+并转化为NaFe3(SO4)2(OH)6沉淀除铁；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+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，锂离子是通过有机物的萃取分离出来；水相含有Be2+、Fe3+，操作X为除去Fe3+，再加入氨水得到Be(OH)2。 【小问1详解】 结合分析可知，“沉铁”时，生成黄钠铁钒渣的离子方程总式为：； 【小问2详解】 沉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、洗涤、干燥，滤渣Ⅱ的成分是KAl(SO4)2·12H2O；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。 【小问3详解】 已知：Li+与生成的LiFeCl4可被TBP萃取，故“萃取”时，需要先将FeCl3转化为，Li+再与结合成LiFeCl4的形式被TBP萃取，则加入NH4C1的作用是：增大氯离子的浓度，使FeCl3转化为，提高锂离子的萃取率； 向LiFeCl4/TBP溶液中加入反萃取剂，其目的是将锂元素从LiFeCl4的形式转化为Li+，从有机相中释放出来，因为，加入盐酸或HCl可使该平衡正向移动，将LiFeCl4转化为HFeCl4，同时释放Li+，使HFeCl4存在于有机相中，锂元素以Li+形式存在于水相中，则“反萃取”步骤中，加入的反萃取剂最好是盐酸或HCl； 【小问4详解】 由分析可知，“操作X”的目的是：除去；“沉铍”时，pH=7.0时，c1(Be2+)= ；pH=8.0时，c2(Be2+)=，。 19．(24-25高三·广东·二模)一种从锌冶炼渣(主要含Zn、CuO、ZnFe2O4、PbO2、SiO2和少量Ga2O3、Ga2S3、GeO2、GeS2等)中提取镓(Ga)和储(Ge)的工艺流程如下。 已知：①25℃时，H2C2O4的Ka1=5.6×10-2，Ka2=1.5×l0-4；Ksp(PbC2O4)=4.8×10-10，Ksp(PbSO4)=1.6×10-8。 ②c{[Fe(C2O4)3]3-}对Ga、Ge的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)的影响如下表。 c{[Fe(C2O4)3]3-} 0 0.5 1 4 6 8 Ga的萃取率/% 84.78 81.32 79.41 52.24 44.32 23.16 Ge的萃取率/% 99.96 99.88 99.86 99.68 99.52 99.35 (1)“低酸浸出”后滤液中含有的金属阳离子主要有 。 (2)“酸浸”时，加入H2O2能将Ga和Ge的硫化物转化为对应相同价态的氧化物，氧化物再与草酸反应生成配合物。 ①Ga2O3被草酸浸出生成[Ga(C2O4)3]3-的离子方程式为 。 ②加入草酸后，PbSO4 (填“能”或“不能”)完全转化为PbC2O4，请结合平衡常数K计算说明原因 (一般认为K>105时，反应基本能完全进行；K<10-5时，则反应很难进行)。 (3)加Fe粉“还原”的目的为 。 (4)不同浓度的H2SO4和NaOH洗脱剂对Ga和Ge的洗脱率(进入水层中金属离子的百分数)如图所示。由图可知，洗脱剂2应选用 (填化学式)。 (5)砷化镓(GaAs)是一种应用广泛的半导体材料，与GaN、GaP晶体类型相同。 ①已知GaP的熔点为1480℃，则GaAs的熔点 (填“低于”、“等于”或“高于”)1480℃。 ②GaAs的一种立方晶胞中，As原子仅有两种位置，一种As原子位于晶胞顶点，晶体中与As原子最近且等距的As原子有12个，Ga原子均位于晶胞内，该立方晶胞中含有 个Ga原子。 ③下列图示不可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元的是 。 【答案】(1)Zn2+、Cu2+、Fe3+ (2) Ga2O3+6H2C2O4=2[Ga(C2O4)3]3-+6H++3H2O 不能 PbSO4+H2C2O4PbC2O4++，，K=====2.8×10-4，平衡常数很小，PbSO4不能完全转化为PbC2O4 (3)除去[Fe(C2O4)3]3-，以提高Ga的萃取率 (4)NaOH (5) 低于 4 B 【分析】锌冶炼渣(主要含Zn、CuO、ZnFe2O4、PbO2、SiO2和少量Ga2O3、Ga2S3、GeO2、GeS2等)中加入H2SO4低酸浸出，由后续操作中涉及的物质可知，过滤所得的滤液中含有的金属阳离子主要有Zn2+、Cu2+、Fe3+；向高硅渣中加入H2O2、H2C2O4酸浸，此时PbO2被H2O2还原为Pb2+，并转化为PbSO4沉淀，SiO2不参与反应进入沉淀；Ga3+、Ge4+、Fe3+分别转化为配离子；由于[Fe(C2O4)3]3-会影响Ga、Ge的萃取率，所以加入Fe将[Fe(C2O4)3]3-还原为FeC2O4沉淀除去；向滤液中加入萃取剂进行萃取，再加入洗脱剂1(从图中看应为H2SO4)，得到富镓母液，电解得粗镓；有机层中加入洗脱剂2(从图中看应为NaOH)，得到水相和有机相，从水相中可回收锗，据此解答。 【详解】（1）由分析可知，“低酸浸出”后滤液中含有的金属阳离子主要有Zn2+、Cu2+、Fe3+； （2）①Ga2O3被草酸浸出生成[Ga(C2O4)3]3-，同时生成水和，反应的离子方程式为：Ga2O3+6H2C2O4=2[Ga(C2O4)3]3-+6H++3H2O； ②加入草酸后，由以下计算可得出，反应的平衡常数很小，PbSO4不能完全转化为PbC2O4，其原因为：PbSO4+H2C2O4PbC2O4++，K=====2.8×10-4，平衡常数很小，PbSO4不能完全转化为PbC2O4； （3）由表中数据可知，随着[Fe(C2O4)3]3-浓度的增大，Ga、Ge的萃取率不断减小，尤其对Ga的萃取率的影响非常大，所以加Fe粉“还原”的目的为：除去[Fe(C2O4)3]3-，以提高Ga的萃取率； （4）洗脱剂2用于洗脱回收锗，由图可知，使用NaOH时锗的洗脱率较大，则洗脱剂2应选用NaOH； （5）1①GaN、GaP、GaAs晶体类型相同，都属于共价晶体，原子半径越大，键长越长，键能越小，熔点越低，因As的原子半径大于P的原子半径，则GaAs的熔点比GaP的熔点低，GaP的熔点为1480℃，所以GaAs的熔点低于1480℃； ②GaAs的一种立方晶胞中，As原子仅有两种位置，一种As原子位于晶胞顶点，晶体中与As原子最近且等距的As原子有12个，则表明另一种As原子位于立方晶胞的面心，晶胞中所含As原子的个数为=4，GaAs晶体中Ga、As的原子个数比为1∶1，Ga原子均位于晶胞内，则该立方晶胞中含有4个Ga原子； ③A．晶胞分成8个小立方体，Ga原子位于小立方体的体心，4个As原子位于顶点，可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元，A不符合题意； B．若As原子位于小立方体的顶点，则Ga原子位于体心，不可能位于顶点，该图不可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元，B符合题意； C．提取晶胞内的4个Ga原子构成小立方体，便可得到如图，可能是上述②中GaAs晶胞的结构单元，C不符合题意； 故选B。 20．(24-25高三·广东深圳·二模)铂族金属是国家战略性金属，被誉为“现代工业维他命”。从某矿渣［含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS及等］中提取Pd、Pt、Ni的工艺如下。 已知：Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、；“氨合”后，Pd(Ⅱ)主要以的形式存在；常温下，的，。 (1)Pt、Pd与Fe为同族元素，位于元素周期表的 区。 (2)“氧化浸取”时，Pd发生反应的化学方程式为 。 (3)“滤液Ⅱ”中的溶质可在 工序中循环利用。 (4)“氧化除铁”时，温度为180℃，该过程主要发生两步反应： (ⅰ) (ⅱ) (填离子方程式)。 (5)常温下，“沉镍”时，需调节溶液pH=2，此时 。 (6)含钯催化剂可与其他催化剂协同催化乙烯氧化为乙醛的反应，该催化氧化反应经历如图所示5步(①→⑤)，其中发挥催化作用的阳离子有 和 。 (7)含Pd、Cs、I的化合物可用于太阳能电池材料。一定条件下，其中一种晶体可由立方结构(结构单元如图ⅰ所示)转化为四方结构(晶胞结构如图ⅱ所示)，两种结构的棱边夹角均为90°，且转化过程中原子个数比保持不变。 ①立方结构中Pd、Cs、I的原子个数比为 ； ②立方结构单元与四方晶胞结构的密度之比为 。 【答案】(1)d (2) (3)沉铂 (4) (5)0.084(或) (6) (7) 1：2：6 【分析】矿渣［含钯(Pd)、铂(Pt)、FeS、NiS及等］用硫酸酸浸后过滤，结合矿渣成分可知，滤液1中是硫酸亚铁和硫酸镍，滤渣中含有Pd、Pt和，滤渣经氧化浸取其中Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、，再次过滤，此时得到的滤渣中含有二氧化硅，滤液用氯化铵沉铂，再用氨水和盐酸处理后得到Pd，其中“滤液Ⅱ”中的溶质的主要成分是氯化铵，以此解题。 【详解】（1）Fe是26号元素，位于周期表中的第4周期第Ⅷ族，位于d区，Pt、Pd与Fe为同族元素，也位于元素周期表的d区； （2）结合信息可知，Pd、Pt经“氧化浸取”转化为、，此时Pd发生反应的化学方程式为：Pd+H2O2+4HCl=H2[PdCl4]+2H2O； （3）结合分析可知，“滤液Ⅱ”中的溶质的主要成分是氯化铵，则可在沉铂工序中循环利用； （4）由图可知，在加热条件下“氧化除铁”最终生成了Fe2O3，其中步骤(ⅰ)中二价铁被氧化为三价铁，则步骤(ⅱ)中三价铁和水在加热条件下生成Fe2O3，离子方程式为：； （5）由于pH=2，则c(H+)=10-2mol/L，； （6）先消耗后生成的物质可认为是催化剂，由图可知，步骤①→⑤中发挥催化作用的阳离子有、； （7）①由图可知，立方结构中Pd、Cs、I个数分别为：Pd：4×=，Cs：1，I：12×=3，则其原子个数比为1：2：6； ②四方结构中Pd：8×+1=2，由于转化过程中原子个数比保持不变，则其中Pd、Cs、I个数分别为2，4，12，设立方结构单元的摩尔质量为M，则四方晶胞结构的摩尔质量为4M，立方结构单元与四方晶胞结构的密度比为：。 21．(24-25高三·广东湛江·二模)某研究组开发了一种从铜阳极泥(含、、、、等)中提取金、银等贵金属的工艺，流程如图所示，请回答以下问题： 已知：①“滤渣1”的主要成分为、、。 ②  。 ③当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在。 ④“溶银”时，“滤渣3”可以转化为银络合离子，温度过高时，银络合离子容易被分解，发生反应。 (1)Te(碲)与氧同主族，位于元素周期表的第五周期，其基态原子的价电子排布式为 。 (2)“酸浸”时生成反应的化学方程式为 。 (3)“溶金”时生成反应的离子方程式为 。 (4)“酸浸”和“溶金”工序均需加入一定量的。 ①在“酸浸”工序中，加入适量的原因是 。 ②在“溶金”工序，溶液中浓度不能超过 。 (5)“滤液5”中溶质主要成分为 (填化学式)。已知：“溶银”工序中银浸出率与反应温度的关系如图。在连续生产的模式下，“溶银”工序需在左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是 。 (6)过渡金属硫族化合物常用于超导材料的性能研究，某过渡金属硫族化合物的晶胞结构如图所示。 ①该物质的化学式为 。 ②已知晶胞底面边长是，高是，晶胞最简式的摩尔质量为，计算该晶胞的密度 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值用表示)。 【答案】(1) (2) (3) (4) 使完全转化为，防止氯化钠过少导致转化不完全，并且防止氯化钠过量导致转化为 0.5 (5) 反应温度过高，银络合离子容易被分解，“溶银”的效率降低 (6) 【分析】向铜阳极泥(含、、、、等)中加入溶液、溶液和NaCl进行“酸浸”，发生、、、，得到溶液和难溶的、、，过滤，向滤渣中加入NaOH溶液进行“溶碲”，与NaOH 反应生成溶液，过滤，向难溶的、中加入、溶液、NaCl进行“溶金”，发生反应，生成溶液，过滤，向难溶的中加入溶液进行“溶银”，得到，加入进行还原，得到Ag单质和溶液，将“滤液5”溶液进行循环使用，据此回答。 【详解】（1）Te(碲)与氧同主族，位于元素周期表的第五周期，其基态原子的价电子排布式； （2）由分析知，“酸浸”时生成反应的化学方程式为； （3）由分析知，“溶金”时生成反应的离子方程式为； （4）①在“酸浸”工序中，加入适量，可以使完全转化为，防止氯化钠过少导致转化不完全，并且防止氯化钠过量导致转化为； ②根据已知，，； （5）由分析知，“滤液5”中溶质主要成分为溶液；由图知，反应温度过高，银络合离子容易被分解，“溶银”的效率降低，故在连续生产的模式下，“溶银”工序需在左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产； （6）该晶胞中原子个数，原子个数，原子个数=8，则、、原子个数之比，故化学式为，晶胞体积，晶胞密度。 22．(24-25高三·广东佛山·二模)一种以硼镁矿(含、MgO、及少量铁、铝氧化物等)为原料生产高纯硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 已知：①硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大 ②常温下，硼酸溶液呈弱酸性： (1)基态 有 种空间运动状态。 (2)“溶浸”时选择100℃微沸条件下进行，原因是 。 (3)“吸收”时发生反应的化学方程式为 。 (4)“母液”加热后可返回 工序循环利用。 (5)热过滤后“调pH”的试剂为 (填化学式)。 溶液pH对硼酸结晶率及纯度的影响如图1，根据图1判断合适的pH范围是 此时溶液中 1(填“>”“<”或“=”)。 (6)粗硼酸可以通过与甲醇酯化再水解提纯，写出硼酸与甲醇完全酯化的化学方程式 。 (7)沉镁过程中还会生成镁的另外一种化合物X，其立方晶胞结构如图2a，沿z轴方向的投影为图2b。 ①X的化学式为 。 ②X最简式的式量为，晶体边长为a pm，其晶胞密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。 【答案】(1)5 (2)加快反应速率，促进氨气逸出，防止析出 (3) (4)溶浸 (5) (6) (7) 或 【分析】硼镁矿（含、MgO、及少量铁、铝氧化物等）加入硫酸铵溶液，得到气体，根据硼镁矿和硫酸铵化学式知，得到的气体为NH3，“吸收”时NH3和少量CO2反应：；根据过滤及沉镁成分知，热过滤中得到的滤渣为难溶性的SiO2、Fe2O3、Al2O3，调节溶液pH=6.5时得到H3BO3，滤液中含有MgSO4，沉镁过程发生的反应为，加热分解可以得到轻质MgO；母液中含有（NH4）2SO4，据此分析； 【详解】（1）Mg是第12号元素，核外电子排布式为，基态核外电子排布式为，有1+1+3=5种空间运动状态； （2）因硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大，“溶浸”时生成了NH3，故选择100℃微沸条件下进行，原因是加快反应速率，促进氨气逸出，防止析出； （3）根据分析可知，“吸收”时发生反应的化学方程式为； （4）根据分析可知，“母液”含有（NH4）2SO4，加热后可返回溶浸工序循环利用； （5）溶液pH对硼酸结晶率及纯度的影响如图1，根据图1判断合适的pH范围是，此时硼酸结晶率及纯度较高；根据常温下，硼酸溶液呈弱酸性：，； （6）硼酸与甲醇完全酯化，酸脱羟基醇脱氢，化学方程式； （7） ①晶胞中含有数目为4，含有数目为， X的化学式为； ②X最简式的式量为，晶体边长为a pm，其晶胞密度：=g/cm3或g/cm3。 23．(24-25高三·广东广州·二模)广泛应用于新能源汽车和储能领域。从低浓度锂溶液(含、、、)获得制备的原料和，工艺流程如下： 已知：①常温下，部分物质的如下表。 物质 ②在本工艺相应条件下，EDTA能与反应生成可溶于水的稳定配合物。 ③常温下，，，。 (1)“沉锂1”中生成磷酸锂的离子方程式为 。若“沉锂1”后滤液中，则溶液浓度为 。 (2)“萃取除铝”时，调节溶液，与萃取剂HR(弱酸)反应转化为而被萃取至有机层。降低溶液pH，铝的去除率明显降低，原因是 。 (3)“沉淀”时控制溶液，此时 ，该条件下转化为的离子方程式为 。 (4)“除杂”中加入NaOH调节溶液。滤渣2的主要成分是、和 。 (5)“沉锂2”先加入适量EDTA，再加入固体，充分反应后过滤。加入EDTA的目的是防止产品中混入 (填化学式)杂质。 (6)由可制备X晶体，其晶胞为长方体，结构如图所示。 ①X的化学式为 。 ②与Li距离最近且等距的Co的数目为 。 ③设X最简式的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则X晶体的密度为 (列出计算式)。 【答案】(1) (2)酸性增强，平衡正向移动，导致浓度降低，难以与铝离子配位 (3) (4) (5) (6) 8 【分析】低浓度锂溶液(含、、、)加入Na3PO4溶液沉锂，生成含有、、、的滤渣，用稀硫酸溶解，得到含有Li+、Al3+、Mg2+、Ca2+的溶液，加入萃取剂萃取除铝，得到的水相中含有Li+、Mg2+、Ca2+，加入绿矾和H2O2反应生成固体，过滤后加入NaOH溶液生成滤渣2为、和Mg(OH)2，过滤后加入EDTA，EDTA能与Ca2+反应生成可溶于水的稳定配合物，与Na2CO3转化为Li2CO3固体，以此解答。 【详解】（1）“沉锂1”中和反应生成磷酸锂的离子方程式为：；若“沉锂1”后滤液中，则溶液浓度为。 （2）“萃取除铝”时，调节溶液，与萃取剂HR(弱酸)反应转化为而被萃取至有机层，降低溶液pH，铝的去除率明显降低，原因是酸性增强，平衡正向移动，导致浓度降低，难以与铝离子配位。 （3）沉淀”时控制溶液，c(H+)=0.1mol/L，此时，该条件下和H2O2、反应生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 （4）“除杂”中加入NaOH调节溶液，c(OH-)=，由可知，此时溶液中c(Mg2+)=，Mg2+完全沉淀，则滤渣2的主要成分是、和Mg(OH)2。 （5）在本工艺相应条件下，EDTA能与反应生成可溶于水的稳定配合物，“沉锂2”先加入适量EDTA，再加入固体，充分反应后过滤。加入EDTA的目的是防止产品中混入杂质。 （6）①由晶胞结构可知，Li的个数为1，O的个数为=2，Co的个数为=1，X的化学式为； ②由晶胞结构可知，以位于体心的Li为研究对象，与Li距离最近且等距的Co的数目为8； ③设X最简式的式量为，阿伏加德罗常数的值为，则X晶体的密度为。 24．(24-25高三·广东茂名·二模)某种软锰矿中含有、、的氧化物，一种综合利用的工艺流程如下： 已知：①25℃下，的，的。 ②溶解度随温度变化较大。 ③离子浓度等于时该离子恰好完全沉淀。 (1)焙烧温度对和的浸出率的影响如图所示，则“焙烧”时最佳温度为 。 (2)“浸出渣”主要成分有与 （写化学式）。 (3)“碱化过滤”时，发生反应的化学方程式为 ，当完全沉淀，溶液中 （填“>”“<”或“=”）；“氧化”时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“水热法”时，温度控制在160℃，反应的离子方程式为 ；“一系列操作”为 ，过滤，洗涤，干燥。 (5)该工艺中可循环利用的物质有 （写化学式）。 (6)一种含、、元素的形状记忆合金的结构单元如图所示，该合金的最简立方晶胞中，的个数为 ，晶体中一个周围与其最近的的个数为 。 【答案】(1)650℃ (2) (3) < (4) 蒸发浓缩，冷却结晶 (5)或 (6) 8 6 【分析】软锰矿中含有、、的氧化物。软锰矿和硫酸混合“焙烧”，加水“浸出”，氧化铁、二氧化硅难溶于水，浸出渣中含有氧化铁、二氧化硅，根据流程图，浸出液“碱化过滤”得氢氧化锰，可知浸出液中含有硫酸锰；氢氧化锰“浆化”通入空气氧化得Mn3O4。硫酸锰溶液加入(NH4)2S2O8，硫酸锰被氧化为二氧化锰沉淀，(NH4)2S2O8还原为硫酸铵，硫酸铵溶液经蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸铵固体。 【详解】（1）根据焙烧温度对和的浸出率的影响图，650℃时Mn的浸出率高、铁的浸出率低 ，则“焙烧”时最佳温度为650℃。 （2）二氧化硅难溶于水，“浸出渣”主要成分有与。 （3）“碱化过滤”时，和氨水发生反应生成氢氧化锰沉淀和硫酸铵，反应的化学方程式为；的，，根据的，当完全沉淀，c(OH-)的最小值为 mol/L；，所以溶液中<；“氧化”时，氢氧化锰被氧气氧化为Mn3O4，6Mn(OH)2-2Mn3O4-O2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:6。 （4）“水热法”时，温度控制在160℃，硫酸锰被氧化为二氧化锰，(NH4)2S2O8还原为硫酸铵，锰元素化合价由+2升高为+4，氧化剂(NH4)2S2O8在含有2个-1价氧原子，氧元素化合价由-1降低为-2，根据得失电子守恒，配平反应的离子方程式为。溶解度随温度变化较大， 溶液蒸发浓缩、冷却结晶可析出晶体，“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。 （5）“焙烧”生成得SO3可循环到“混料”过程使用，该工艺中可循环利用的物质有SO3或H2SO4。 （6）根据图示，1个晶胞由8个图示的结构单元组成，所以晶胞中的个数为8，晶体中一个周围与其最近的的个数为6(位于其上下左右前后)。 25．(24-25高三·广东清远·二模)铜合成炉烟气吸收液中含有Cu、As、Ni和Re元素，一种分离各元素并制备目标产物的流程如下： 已知：①为弱酸； ②“萃取”机理：。 (1)元素As位于第四周期，与N元素同主族，其价层电子排布为 。 (2)从滤液1中得到的操作是 。 (3)“碱浸”后，假设溶液中生成等物质的量的和，则“氧化脱硫”时，当恰好完全反应，每生成96g硫单质，消耗的物质的量为 。 (4)“还原”过程中发生反应的离子方程为 。 (5)“反萃取”所用的试剂a为 。 (6)砷化镓的立方晶胞如图甲所示。Ga的配位数为 ，请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图 。 【答案】(1) (2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 (3)2.5mol (4) (5)氨水或氨气 (6) 4 【分析】向铜合成炉烟气吸收液中通入，Cu、As、Re等元素会以硫化物形式沉淀，而Ni元素以形式留在滤液中。后续通过处理滤液1，可得到；向沉淀中加入并通入进行加压浸取，Re元素进入溶液，而Cu等部分金属元素以硫酸盐等形式留在固体中，过滤后得到滤液2；对滤液2使用有机萃取剂进行萃取 ，之后加入试剂a进行反萃取，使Re元素进入水相，得到溶液，进一步处理可得固体 ；对加压浸取后的滤渣加入进行碱浸，As元素以砷酸根形式进入溶液，其他不溶物形成滤渣1；向碱浸后的溶液中通入，将硫元素氧化为单质S除去，此时As元素以形式留在溶液中；向溶液中加入并通入，As元素被还原为，进一步处理得到目标产物。 【详解】（1）As与N同主族，最外层电子数为5，位于第四周期，所以其价层电子排布为。 （2）溶液中获得结晶水合物，一般先蒸发浓缩使溶液浓度增大，再冷却结晶让溶质析出晶体，接着过滤分离出晶体，然后洗涤除去表面杂质，最后干燥得到纯净的。 （3）中As为 + 3价，S为- 2价，生成硫单质时，S元素从-2价升高到0价，96g硫单质的物质的量为，转化为，1mol反应时，S元素失去电子，As元素失去4mol电子，共失去10mol电子，1mol得到4mol电子，生成3mol硫单质，即1mol参与反应，转移10mol电子，消耗的物质的量为。 （4）“还原”过程中，被还原为，被氧化为，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式。 （5）“萃取”机理是，“反萃取”要使平衡逆向移动，得到溶液，所以试剂a为氨水或氨气，提供。 （6） 观察晶胞结构，每个Ga原子周围紧邻4个As原子，所以Ga的配位数为4；Ga原子在晶胞顶点和面心，As原子位于体对角线，在内部形成正四面体，沿z轴方向平面投影，Ga原子在投影图顶点、面心和棱心，As原子在面对角线，按位置关系画出投影图为。 26．(24-25高三·广东汕头·二模)钒酸银（）是一种极有前景的可见光响应光催化剂，一种用废钒（主要成分、、、、）制取钒酸银的工艺流程如下： 已知：①有机酸性萃取剂HA的萃取原理为： （表示，表示有机萃取剂）； ②酸性溶液中，对、萃取能力强，而对、的萃取能力较弱。 (1)基态钒原子的价层电子排布式为 。“滤渣”的成分是 （写化学式）。 (2)“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，简述加入铁粉的原因： 。 (3)“有机层”加入硫酸反萃取后，加入，写出与反应生成和的离子方程式： 。 (4)已知溶液中与可相互转化且为沉淀。室温下，维持“沉钒”时溶液中的总浓度为，。已知，，则“沉钒”后溶液中 。 (5)写出煅烧的化学方程式 ，煅烧生成的气体返回到 工序重新利用。 (6)钒的化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。 ①钒的一种配合物的化学式为，取的溶液进行如下表实验（已知配体难电离出来）。则的配体是 。 ②一种钒的硫化物的晶体结构（图a）及其俯视图（图b）如图所示： X X 试剂 溶液 溶液 现象 无明显变化 白色沉淀 该钒的硫化物晶体中，与每个原子最近且等距的原子个数是 。 【答案】(1) 3d34s2 SiO2 (2)将+5价钒转化为+4价钒的同时使Fe3+还原为Fe2+，实现钒、铁元素的分离。 (3)+6+3H2O=6++6H+ (4) (5) 沉钒 (6) NH3和 6 【分析】废钒（主要成分、、、、）加入稀硫酸、通入氧气发生反应，生成硫酸铁，“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，而SiO2不反应，过滤存在于滤渣中，萃取前加入铁粉将铁离子还原为亚铁离子，利用有机溶剂HA萃取，分液后加入反萃取剂得到VO2+，再加入KClO3，将VO2+氧化为，再加入氨水得到沉淀NH4VO3，过滤后煅烧得到五氧化二钒，以此来解答。 【详解】（1）钒是23号元素，核外含有23个电子，基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2，由分析可知，“滤渣”的成分是SiO2。 （2）酸性溶液中，对、萃取能力强，而对、的萃取能力较弱，“滤液①”中钒以+4价、+5价的形式存在，铁粉的原因是：将+5价钒转化为+4价钒的同时使Fe3+还原为Fe2+，实现钒、铁元素的分离。 （3）由分析可知，“有机层”加入硫酸反萃取后，加入，与反应生成和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：+6+3H2O=6++6H+。 （4）室温下，维持“沉钒”时溶液中的总浓度为，，溶液中c(OH-)= =10-8mol/L，由可知，由Kb、c()+c()=，则c()=mol/L，则。 （5）煅烧分解产生V2O5、NH3和H2O，化学方程式为：，煅烧生成的NH3返回到沉钒工序重新利用。 （6）①配合物存在内界和外界，外界可以完全解离，内界难解离，根据实验现象，X中加入BaCl2溶液无明显变化，加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明没有形成，则外界离子为Cl-，NH3位于内界，配体为NH3和； ②由该钒的硫化物晶体结构可知，以位于体心的V原子为研究对象，与每个V原子最近且等距的S原子个数是6。 27．(24-25·安徽省合肥市·二模)废旧磷酸铁锂电池提锂渣的主要成分为磷酸铁()，还有石墨粉、铝和铜的氧化物等，某科研小组从提锂渣中回收磷酸铁并实现正极材料再生的流程如下。 已知：①和均难溶于水，但在强酸或磷酸条件下可生成易溶的磷酸二氢盐； ②铁磷溶液的主要成分为。 回答下列问题： （1）为提高提锂渣的“浸出”率，可采取的措施有 (写出一条)。 （2）“除杂”时加入适量铁粉可使形成沉淀从溶液中分离，原因是 ；“滤渣”的主要成分有石墨、和 (填化学式)。 （3）“氧化”后生成难溶性的，该反应的化学方程式为 。 （4）“氧化”终点所得溶液需调节一定以使铁、磷元素充分沉淀制备磷酸铁，终点对制备磷酸铁过程的影响如下图所示。由图分析，终点约为 最适宜，若大于该，会导致 。 （5）“滤液”中可循环使用的物质主要是 (填化学式)。 （6）“煅烧”时葡萄糖的作用是 。 【答案】（1）将提锂渣磨成粉末(或适当升温等，合理即可) （2）与反应，使转化为，从而使沉淀 Cu （3） （4）2.5(或2-2.5之间) 生成，使磷酸铁中杂质增多 （5） （6）作还原剂 【来源】安徽省合肥市2025届高三下学期第二次教学质量检测化学试题 【分析】提锂渣的主要成分为磷酸铁()，还有石墨粉、铝和铜的氧化物等，加入稀硫酸和磷酸将固体溶解，加入铁粉可降低溶液酸度，使得形成沉淀从溶液中分离，铁磷溶液的主要成分被过氧化氢氧化后生成，从溶液中滤出后经脱水后，加入葡萄糖和碳酸锂，发生反应生成LiFePO4，实现正极材料再生。 【解析】（1）为提高提锂渣的“浸出”率，可采取将提锂渣磨成粉末(或适当升温等)的措施； （2）“除杂”时加入适量铁粉，与反应，使转化为，从而使沉淀；根据分析可知，“滤渣”的主要成分有石墨、和Cu； （3）在作用下被氧化为，化学方程式：； （4）根据图示，终点约为2.5时，Fe、P元素沉淀率都比较高，且基本达到最大；若大于该，会导致生成，使磷酸铁中杂质增多； （5）滤液中剩余的硫酸可循环使用； （6）“煅烧”时葡萄糖中的C元素起还原性作用，将硫酸铁中的铁元素还原为+2价，实现正极材料的再生。 28．(24-25·安徽省安庆市·二模)以黄铜矿(主要成分为)和工业废渣制取硫化铜的流程如下： （1）中的元素的化合价为 。 （2）电解可获得较纯净的原理如图所示，其阴极电极反应式为 。 （3）浸取步骤，每生成的转移，写出浸取时发生的化学方程式 ；有同学提出浸取率较低，原因可能为 ；还有同学提出，浸取时可以不断通入空气来提高浸取率的原因 (用离子方程式表示)。 （4）向水相中加入双氧水，溶质可循环到 步骤。 （5）流程中的能否用替代？ (用“能”或者“不能”回答)用计算说明 (已知：的电离常数、，，当时，认为该反应基本完成反应。) （6）能与、、、等形成配位数为4的配合物，写出与乙二胺以形成的配离子结构为 。 【答案】（1）+1价 （2） （3） 生成的硫覆盖在表面，阻碍浸取 （4）浸取 （5）能 的，故能反应完全，可用替代 （6） 【来源】安徽省安庆市2025届高三下学期3月第二次模拟化学试卷 【分析】向黄铜矿(主要成分为)、废铜渣中加入稀硫酸后进行电解得到的，再加入溶液发生反应，过滤将S过滤出来，加入萃取剂，将萃取进入有机相，进入水相，在有机相中加入硫酸进行反萃取，再加入进行反应得到，据此回答。 【解析】（1）中Fe、S的化合价分别为+3、-2价，则的价态为+1价； （2）电解时阴极发生还原反应，由图可知阴极电极反应式为； （3）电解得到的与反应，每生成，有参与反应，原子失去，则失去生成单质，故化学方程式为；由上述反应可知，生成的单质覆盖在表面，阻碍浸取，故铜离子浸取率较低；浸取时反应生成了，通入空气可以维持的浓度，故反应方程式为； （4）水相中的可用氧化后循环到浸取步骤； （5）的，此反应的大于能反应完全； （6）由于可形成配位数为4的配合物，与乙二胺以形成的配合物结构为。 29．(24-25·安徽省蚌埠市·二模)由含银废催化剂(主要含、及少量、、、等，不溶于硝酸)制备粗银的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）基态O原子的价电子排布式为 ，的空间结构为 。 （2）“过程Ⅰ”中温度控制在，宜选用的加热方式为 ，温度不能过高的原因是 。 （3）“过程Ⅱ”中，检验沉淀表面的已洗涤干净的试剂可以用 。 （4）“过程Ⅲ”中，沉淀和氨水发生反应的化学方程式为 ，“过程Ⅳ”中，发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （5）可以利用电解法对粗银进行提纯，提纯时粗银作 (填“阳极”或“阴极”)。 【答案】（1） 平面三角形 （2）水浴加热 防止硝酸分解 （3）KSCN溶液或亚铁氰化钾溶液 （4） 4:1 （5）阳极 【来源】安徽省蚌埠市2025届高三下学期第二次质检化学试题 【分析】含银废催化剂(主要含、及少量、、、等，不溶于硝酸)经磨碎、加热，用稀硝酸溶解，过滤所得的滤渣为及，滤液中有Ag+、Mg2+、K+、Fe3+，加入NaCl可形成AgCl沉淀，将沉淀过滤、洗涤，用氨水溶解可得氯化二氨合银溶液，反应方程式为，向其中加入，二者发生氧化还原反应生成粗银和氮气。 【解析】（1）O是8号元素，O原子核外还有8个电子，价电子排布式为，中心原子价层电子对数为3+=3，且不含孤电子对，空间结构为平面三角形。 （2）“过程Ⅰ”中温度控制在，低于水的沸点，为使受热更加均匀，宜选用的加热方式为水浴加热，硝酸受热易分解，温度不能过高的原因是防止硝酸分解。 （3）由分析可知，操作Ⅱ的沉淀表面有残留的铁离子，检验操作Ⅱ的沉淀是否洗涤干净的方法是：取适量最后一次洗涤液于试管中，加入几滴KSCN溶液或亚铁氰化钾溶液，若溶液不变红或不产生蓝色沉淀，说明沉淀已被洗涤干净； （4）“过程Ⅲ”中，AgCl和氨水反应生成氯化二氨合银，化学方程式为：，过程Ⅳ中，反应的氧化剂为，其中银元素由+1价被还原为0价，变化1个价态，还原剂为N2H4•H2O，其中氮元素由-2价被氧化为0价，共变化4个价态，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为4：1。 （5）过程Ⅴ可以利用电解精炼粗银制得超细银，提纯时粗银作阳极，失去电子生成Ag+，Ag+在阴极得到电子生成Ag。 30. （青岛2025二模）载铂钯碳某类汽车废催化剂可成为铂族金属的重要来源，可采用离子交换树脂技术回收利用贵金属。工艺流程如图。 已知：①“浸出”时Pt、Pd转化为、存在于溶液中；“离子树脂交换”只吸附阴离子；②该流程条件下。 回答下列问题： （1）“焙烧”的主要目的是___________。 （2）“浸出”时Pt发生反应的化学方程式为___________。 （3）“沉铂”时，若的浓度为，向溶液中加入等体积溶液，充分反应后，溶液中浓度为___________。 （4）“还原”制备“精铂”时将分散于水中，“还原”的离子方程式为___________。 （5）“沉钯”过程为：。用平衡移动原理解释“过程3”生成的原因___________。 （6）流程中可循环利用的物质为___________(写化学式)。 （7）除去铝元素的操作单元是___________。 【答案】（1）除去废催化剂中的碳元素 （2） （3） （4） （5）溶液中存在平衡：，加入盐酸后，与反应，平衡右移，从而生成沉淀 （6）、NH4Cl （7）离子树脂交换 【解析】 【分析】汽车废催化剂中含碳元素，焙烧时转化为气体除去 ，从而为后续贵金属回收提供相对纯净的原料。再加盐酸和 ，使、分别转化为、进入溶液。以为例，反应为。利用离子交换树脂只吸附阴离子的特性，将、吸附在树脂上，实现贵金属离子与其他杂质离子的分离。将吸附在离子交换树脂上的、洗脱下来，得到含贵金属离子的溶液，以便后续进一步处理。向含的溶液中加入，转化为，在作用下被还原为精铂，反应为。“沉钯”过程为：，在作用下被还原为海绵钯。 【小问1详解】 汽车废催化剂中含碳元素，焙烧时转化为气体除去 ，即“焙烧”的主要目的是除去废催化剂中的碳元素； 【小问2详解】 “浸出”时转化为，元素化合价由0价升高到+4价，中氧元素化合价由-1价降低到-2价，生成水，根据得失电子守恒和原子守恒配平得化学方程式。 【小问3详解】 设溶液的体积为，加入等体积溶液后，溶液体积变为原来的。等体积混合充分反应后，消耗的物质的量为，根据 ，则。 【小问4详解】 中为+4价，被还原为单质，被氧化为，根据得失电子守恒（得电子，失电子）和原子守恒配平，得反应为，离子方程式为。 【小问5详解】 在溶液中存在平衡：，加入盐酸后，会和反应，根据勒夏特列原理，平衡会朝着减弱这种改变的方向移动，即平衡正向移动，从而生成沉淀 。 【小问6详解】 从流程看，“浸出”步骤消耗，“沉铂”时消耗NH4Cl，“沉钯”消耗，“还原”制备“精铂”时：，生成和NH4Cl，所以和NH4Cl可循环利用。 【小问7详解】 “离子树脂交换”只吸附阴离子，而铝元素在溶液中一般以阳离子形式存在，会留在流出液中，从而与吸附了贵金属阴离子的树脂分离，达到除去铝元素的目的。 学科网（北京）股份有限公司 $