高考二轮复习知识点：物质的分离与提纯8

试卷更新日期：2023-08-01 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 下列分离方法正确的是（）

A、回收水溶液中的I₂：加入乙酸，分液，蒸发 B、回收含有KCl的MnO₂：加水溶解，过滤，干燥 C、除去氨气中的水蒸气：通过盛有P₂O₅的干燥管 D、除去乙醇中的水，加入无水氯化钙，蒸馏。

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2. 超临界状态下的CO₂流体溶解性与有机溶剂相似，可提取中药材的有效成分，工艺流程如下。

下列说法中错误的是（）

A、浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出 B、高温条件下更有利于超临界CO₂流体萃取 C、升温、减压的目的是实现CO₂与产品分离 D、超临界CO₂流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点

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3. 以混有 ${SiO}_{2}$ 的 ${MgCO}_{3}$ 为原料制备氧化镁的实验流程如图：

下列说法错误的是（）

A、酸浸的离子方程式为 ${CO}_{3}^{2 -} + 2 H^{+} {=CO}_{2} ↑ + H_{2} O$ B、浸出渣的成分是 ${SiO}_{2}$ C、母液的主要溶质是 ${NH}_{4} Cl$ D、固体X是 $Mg {(OH)}_{2}$

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4. 柠檬酸铁铵是一种常见的补铁剂，其制备流程如下：
已知： $Ksp ({FeCO}_{3}) =2 .0 \times 10^{-11}$ 、 $Ksp [{Fe(OH)}_{2}] =4 .9 \times 10^{-17}$ ；柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水。

下列说法正确的是（）

A、步骤①制备FeCO₃时，应将FeSO₄溶液加入Na₂CO₃溶液中 B、可用KSCN溶液检验步骤③中柠檬酸亚铁是否反应完全 C、步骤③控制温度50℃~60℃既利于柠檬酸亚铁溶解，又避免温度过高造成H₂O₂分解 D、步骤⑤系列操作包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

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5. 某闪锌矿的主要成分为ZnS，还含有SiO₂、FeS₂等，利用该闪锌矿制备皓钒(ZnSO₄·7H₂O)的工艺流程如下图所示。

下列说法错误的是（）

A、“破碎”可加快“煅烧”速率，并使反应更充分 B、“废气”合理处理可用于工业制硫酸 C、“滤渣”的主要成分为Fe₂O₃ ，可用于冶炼铁 D、“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等

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6. 硒(Se)是一种新型半导体材料，对富硒废料(含Ag₂Se、Cu₂S)进行综合处理的一种工艺流程如下图：下列说法错误的是（）

A、合理处理富硒废料符合循环经济理念。 B、母液可在“酸溶”工序循环利用 C、“滤液”经处理可制得胆矾 D、“吸收”时氧化剂与还原剂物质的量之比为1：1

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7. 锑白(Sb₂O₃)为白色粉末，不溶于水，溶于酸和强碱，主要用于制备白色颜料、油漆等。一种利用锑矿粉(主要成分为Sb₂S₃、SiO₂)制取锑白的流程如下。

已知：浸出液中的阳离子主要为Sb³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺。

下列说法错误的是（）

A、“浸出”时发生的反应为Sb₂S₃+6Fe³⁺=2Sb³⁺+6Fe²⁺+3S B、可以用KSCN溶液检验“还原”反应是否完全 C、“滤液”中通入Cl₂后可返回“浸出”工序循环使用 D、“中和”时可用过量的NaOH溶液代替氨水

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8. 以硅石(SiO₂)和萤石(CaF₂)为原料制备冰晶石(Na₃AlF₆)的一种流程如图：

已知：无水氟硅酸(H₂SiF₆)为易溶于水、不稳定的强酸；滤渣2的主要成分为Na₂SiF₆。

下列说法错误的是（）

A、硅石和萤石需预先研磨目的是加快反应速率 B、“反应Ⅲ”应该在陶瓷器皿中进行 C、滤液1、滤液2经浓缩处理后可在流程中循环利用 D、“反应Ⅳ”的化学方程式为2NaF+4NH₄F+NaAlO₂+2H₂O=Na₃AlF₆↓+4NH₃·H₂O

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9. 利用钛铁矿(主要成分为FeTiO₃ ，含有少量MgO、SiO₂等杂质)制备LiFePO₄的工艺流程如图所示：
已知：钛铁矿经盐酸浸取后钛主要以 ${TiOCl}_{4}^{2 -}$ 形式存在， $K_{sp} ({FePO}_{4}) =1 .0 \times 10^{-22}$ 、 $K_{sp} [{Mg}_{3} {({PO}_{4})}_{2}] =1 .0 \times 10^{-24}$ 。下列说法错误的是（）

A、钛铁矿经盐酸浸取后过滤，滤渣的主要成分为SiO₂ B、“过滤③”之前[设此时 $c ({Mg}^{2+}) =0 .01 mol \cdot L^{-1}$ ]，使Fe³⁺恰好沉淀完全[即 $c ({Fe}^{3+}) =1 \times 10^{-5} mol \cdot L^{-1}$ ]，此时不会有 ${Mg}_{3} {({PO}_{4})}_{2}$ 沉淀生成 C、“高温煅烧”的主要反应为 $2 {FePO}_{4} {+Li}_{2} {CO}_{3} {+H}_{2} C_{2} O_{4} \underset{}{^{\underline{\underline{高温煅烧}}}} {2LiFePO}_{4} {+2CO}_{2} ↑ + CO ↑ + H_{2} O$ D、LiFePO₄缺失部分Li⁺则形成 ${Li}_{1-x} {FePO}_{4}$ ，若 $x=0 .2$ ，则 ${Li}_{1-x} {FePO}_{4}$ 中 $n ({Fe}^{2+}) ：n ({Fe}^{3+}) =4：1$

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10. 工业上可用软锰矿(含少量铜化合物的MnO₂)和黄铁矿(主要成分是FeS₂、SiO₂等)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO₃)。其工艺流程如图：

下列说法错误的是（）

A、研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率 B、溶浸工序产生的废渣成分为S；净化工序产生的废渣成分为CaF₂ C、除铁工序中，试剂的加入顺序是先加软锰矿，再加石灰调节溶液pH D、从沉锰工序中得到纯净MnCO₃的操作方法是过滤、洗涤、干燥

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11. 铋 $(Bi)$ 与氮同主族，在中性及碱性环境下常以 $BiOCl (s)$ 的形式存在，铋及其化合物广泛应用于电子、医药等领域。以辉铋矿(主要成分为 ${Bi}_{2} S_{3}$ ，含少量杂质 ${PbO}_{2}$ 等)为原料，采用湿法冶金制备精铋工艺流程如下，下列说法错误的是（）

A、“浸出”产生S的主要离子反应为 $6 {Fe}^{3 +} + {Bi}_{2} S_{3} ═ 6 {Fe}^{2 +} + 2 {Bi}^{3 +} + 3S$ B、“浸出”时盐酸可以还原杂质PbO₂ C、“浸出、置换、再生、电解精炼”工序中不全是氧化还原反应 D、再生液可以加入“浸出”操作中循环利用

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12. SO₂虽是大气污染物之一，但也是重要的工业原料。某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO₂ ，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物）作燃煤尾气脱硫剂，简化流程如图所示。下列说法错误的是（）

A、软锰矿浆吸收SO₂反应的主要离子方程式为MnO₂+SO₂=Mn²⁺+SO $_{4}^{2 -}$ B、MnS除铜镍过程是将Cu²⁺转化为Cu₂S，Ni²⁺转化为NiS C、SO₂是大气污染物，也是葡萄酒生产中普遍应用的添加剂 D、该流程既脱除燃煤尾气中的SO₂ ，又制得电池材料MnO₂ ，达到变废为宝的目的

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13. 化工行业常用硒(Se)作催化剂，该催化剂具有反应条件温和、成本低、环境污染小、用后处理简便等优点。以铜阳极泥(主要成分为Cu₂Se、Ag₂Se，还含有少量Ag、Au、Pt等)为原料制备纯硒的工艺流程如图。

已知：①“净化除杂”时采用真空蒸馏的方法提纯硒(沸点为685℃)；

②焙烧后，Cu、Ag均以硫酸盐形式存在， $K_{sp} ({Ag}_{2} {SO}_{4}) = 1.4 \times 10^{- 5}$ ；

③“浸出液”中溶质的饱和浓度不小于0.01 $mol \cdot L^{- 1}$ 。

下列说法错误的是（）

A、“加硫酸并焙烧”时使用的硫酸应为浓硫酸 B、“水吸收”过程得到的溶液呈酸性 C、在实验室蒸馏时，需要用到直形冷凝管 D、“浸出液”中的溶质成分不可能含有Ag₂SO₄

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14. 以红土镍矿(主要含有Fe₂O₃、FeO、NiO、SiO₂等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾［NaFe₃SO₄)₂(OH)₆]和纳米镍粉的部分工艺流程如图：

已知：Fe³⁺在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)₃ ， Fe²⁺在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)₂

下列说法错误的是（）

A、“滤渣”的主要成分是SiO₂ B、为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤I”的滤液和滤渣洗涤液合并 C、“氧化”过程发生的离子方程式为2H⁺+2Fe²⁺+ClO^-=2Fe³⁺+Cl^-+H₂O D、“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度，应将pH控制在3.7~9

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二、多选题

15. 如图是以一种以绿柱石（主要含有BeO、 ${Al}_{2} O_{3}$ 、 ${SiO}_{2}$ 、 ${Fe}_{2} O_{3}$ 和FeO等）为原料制取单质铍的工艺流程。已知常温下， ${Be(OH)}_{2}$ 在pH＞10时会溶解。下列相关说法错误的是（）

A、“除铁”过程应先加适量 $H_{2} O_{2}$ ，再加适量氨水调节pH B、“沉铍”过程中，氨水也可改用过量的NaOH溶液 C、其中“分解”过程中发生的反应之一可表示为 ${({NH}_{4})}_{2} {BeF}_{4} \overset{∆}{=} {2NH}_{3} ↑ +2HF ↑ {+BeF}_{2}$ D、用镁热还原法制取铍时Ar气可以改为 $N_{2}$

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三、非选择题

16. 苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：

+KMnO₄→ + MnO₂ +HCl→ +KCl

名称

相对分

子质量

熔点/℃

沸点/℃

密度/(g·mL⁻¹)

溶解性

甲苯

−95

110.6

0.867

不溶于水，易溶于乙醇

苯甲酸

122

122.4(100℃左右开始升华)

248

——

微溶于冷水，易溶于乙醇、热水

实验步骤：①在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。

②停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。

③纯度测定：称取0. 122 g粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取25. 00 mL溶液，用0.01000 mol·L⁻¹的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21. 50 mL的KOH标准溶液。

回答下列问题：

(1)、根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。

A、100 mL B、250 mL C、500 mL D、1000 mL

(2)、在反应装置中应选用冷凝管(填“直形”或“球形”)，当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是。

(3)、加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理。

(4)、“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是。

(5)、干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是。

(6)、本实验制备的苯甲酸的纯度为；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于(填标号)。

A.70% B.60% C.50% D.40%

(7)、若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中的方法提纯。

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17. 乙酰水杨酸（阿司匹林）是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下：

	水杨酸	醋酸酐	乙酰水杨酸
熔点/℃	157~159	-72~-74	135~138
相对密度/（g·cm^﹣3）	1.44	1.10	1.35
相对分子质量	138	102	180

实验过程：在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL，充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热，维持瓶内温度在70 ℃左右，充分反应。稍冷后进行如下操作.

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中，析出固体，过滤。

②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液，溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。

回答下列问题：

(1)、该合成反应中应采用__________加热。（填标号）

A、热水浴 B、酒精灯 C、煤气灯 D、电炉

(2)、下列玻璃仪器中，①中需使用的有（填标号），不需使用的（填名称）。

(3)、①中需使用冷水，目的是。

(4)、②中饱和碳酸氢钠的作用是，以便过滤除去难溶杂质。

(5)、④采用的纯化方法为。

(6)、本实验的产率是%。

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18. 碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为
（2−x）Al₂(SO₄)₃+3xCaCO₃+3xH₂O=2[（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃]+3xCaSO₄↓+3xCO₂↑
生成物（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。

(1)、制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高x值的方法有。

(2)、碱式硫酸铝溶液吸收SO₂过程中，溶液的pH（填“增大”、“减小”、“不变”）。

(3)、通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：
①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL，加入盐酸酸化的过量BaCl₂溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300 g。
②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL，稀释至25 mL，加入0.1000 mol·L⁻¹EDTA标准溶液25.00 mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000 mol·L⁻¹CuSO₄标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO₄标准溶液20.00 mL（已知Al³⁺、Cu²⁺与EDTA反应的化学计量比均为1∶1）。
计算（1−x）Al₂(SO₄)₃·xAl(OH)₃中的x值（写出计算过程）。

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19. 3，4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶于水，实验室可用KMnO₄氧化3，4−亚甲二氧基苯甲醛制备，其反应方程式为
实验步骤如下：
步骤1：向反应瓶中加入3，4−亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70～80 ℃滴加KMnO₄溶液。反应结束后，加入KOH溶液至碱性。
步骤2：趁热过滤，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液。
步骤3：对合并后的溶液进行处理。
步骤4：抽滤，洗涤，干燥，得3，4−亚甲二氧基苯甲酸固体。

(1)、步骤1中，反应结束后，若观察到反应液呈紫红色，需向溶液中滴加NaHSO₃溶液， ${HSO}_{3}^{-}$ 转化为（填化学式）；加入KOH溶液至碱性的目的是。

(2)、步骤2中，趁热过滤除去的物质是（填化学式）。

(3)、步骤3中，处理合并后溶液的实验操作为。

(4)、步骤4中，抽滤所用的装置包括、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

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20. 某化工厂产生的铋渣，主要成分为Bi₂O₃、PbO、CuO、Sb₂O₃ ，按如下流程回收Bi和Cu。

已知：Sb₂O₃难溶于H₂SO₄；Bi₂Oз+2H₂SO₄=2Bi(OH)SO₄↓+H₂O。

回答下列问题：

(1)、“粉碎”的目的是。

(2)、①若氧化剂为H₂O₂ ，溶解Cu₂O反应的离子方程式为；
②温度对铜浸出率的影响如图所示。

工业浸出时一般选择70℃~80℃，温度过低时铜浸出率低的原因是；

(3)、“操作I”为减压过滤。与常压过滤比较，其优点是；

(4)、①“浸出渣II”的主要成分是SbOCl、；
②写出SbCl₃水解生成SbOCl的化学方程式：；

(5)、“铜浸出液”用如图旋流式电解装置电解。

①钛涂层柱的电极反应式是；

②若“铜浸出液”中含铜92.16g·L^-1 ，选择合适条件进行旋流电解。取电解后溶液25.00mL，加入足量KI溶液充分反应，以淀粉为指示剂，用0.1000mol·L^-1的标准液Na₂S₂O₃滴定，反应为：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂、I₂+2 $S_{2} O_{3}^{2-}$ =2I^-+ $S_{4} O_{6}^{2-}$ ，消耗18.00mL标准液。旋流电解铜回收率是。(用质量分数表示，保留一位小数)。

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21. 碘酸钙[Ca(IO₃)₂]是广泛使用的既能补钙又能补碘的新型食品添加剂，不溶于乙醇，在水中的溶解度随温度降低而减小。实验室制取Ca(IO₃)₂的流程如图所示：

已知：碘酸(HIO₃)是易溶于水的强酸，不溶于有机溶剂。

(1)、实验流程中“转化”步骤是为了制得碘酸，该过程在如图所示的装置中进行。

①当观察到三颈瓶中现象时，停止通入氯气。

②“转化”时发生反应的离子方程式为。

(2)、“分离”时用到的玻璃仪器有烧杯、。

(3)、采用冰水浴的目的是。

(4)、有关该实验说法正确的是______。

A、适当加快搅拌速率可使“转化”时反应更充分 B、“调pH=10”后的溶液中只含有KIO₃和KOH C、制得的碘酸钙可选用酒精溶液洗涤

(5)、准确称取产品0.2500g，加酸溶解后，再加入足量KI发生反应IO $_{3}^{-}$ +5I^-+6H⁺=3I₂+3H₂O，滴入2~3滴淀粉溶液，用0.1000mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定(I₂+2S₂O $_{3}^{2 -}$ =2I^-+S₄O $_{6}^{2 -}$ )至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液30.00mL。达滴定终点时的现象是，产品中Ca(IO₃)₂的质量分数为。［已知Ca(IO₃)₂的摩尔质量：390g·mol^-1]。

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22. MnO₂是重要的化工原料，由软锰矿(主要成分为MnO₂ ，还含有少量Fe₃O₄、Al₂O₃和SiO₂等杂质)和硫化锰(MnS)制备精MnO₂的一种工艺流程如图：

已知：相关金属离子[c(Mⁿ⁺)=0.1mol·L^-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

	Fe³⁺	Al³⁺	Mn²⁺	Fe²⁺
开始沉淀时	1.5	3.4	5.8	6.3
完全沉淀时	2.8	4.7	7.8	8.3

回答下列问题：

(1)、“滤渣1”中含有未反应完全的矿粉、S和。

(2)、“纯化”时加MnO₂的作用是，假定溶液中c(Mn²⁺)=0.1mol·L^-1 ，则加入氨水调节溶液pH的范围为。

(3)、“沉锰”时生成MnCO₃ ，工业上不直接用Na₂CO₃溶液来沉锰的原因为。

(4)、“热分解”后所得物质中还有少量MnO，需进一步进行氧化，“氧化”时生成的气体2为氯气，写出该过程中发生反应的化学方程式。

(5)、操作x为。

(6)、工业上还可用电解“Mn²⁺纯化液”来制取MnO₂ ，其阳极电极反应式为。电解后的废水中还含有少量Mn²⁺ ，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)₂沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na₂S进行二级沉降。已知K_sp(MnS)=2.5×10^-10 ，欲使溶液中c(Mn²⁺)≤1.0×10^-5mol·L^-1 ，则应保持溶液中c(S^2-)≥mol·L^-1。

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23. 利用某冶金行业产生的钒炉渣(主要含V₂O₃及少量SiO₂、P₂O₅等杂质)可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH₄)₅(VO)₆(CO₃)₄(OH)₉·10H₂O]，其生产流程如图：

已知：V₂O₅微溶于水，可溶于碱生成VO $_{4}^{3 -}$ 。向Na₃VO₄溶液中加酸，不同pH对应的主要存在形式如表：

pH	≥13	10.6～12	约8.4	3～8	约2	＜1
存在形式	VO $_{4}^{3 -}$	V₂O $_{7}^{4 -}$	V₃O $_{9}^{3 -}$	V₁₀O $_{28}^{6 -}$	V₂O₅	VO $_{2}^{+}$

回答下列问题：

(1)、“焙烧”后V元素转化为NaVO₃ ，该反应的化学方程式为。

(2)、欲除去磷元素[使c(PO

_{4}^{3 -}

)≤1.0×10^-6mol·L^-1]，则应控制溶液中Mg²⁺浓度至少为mol·L^-1(已知K_sp[Mg₃(PO₄)₂]=1.0×10^-24)。此时Si元素转化为(写化学式)。

(3)、“沉钒”的作用为， “沉钒”需要控制pH约为。

(4)、“还原”过程中，生成VOSO₄和一种常温下无色无味的气体化合物，该反应的离子方程式为。用浓盐酸与V₂O₅反应也可以制得VO²⁺ ，该方法的缺点是。

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24. 下图1为从铜转炉烟火[主要含有ZnO，还有少量的Fe(II)、Pb、Cu、As元素]制取活性氧化锌的流程。请回答以下问题：

已知：①活性炭主要吸附有机质；②25℃时， $K_{sp} [Fe {(OH)}_{3}] = 4.0 \times 10^{- 38}$ ；③氨体系环境中锌元素以 ${[Zn {({NH}_{3})}_{4}]}^{2 +}$ 形式存在；④部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH：

金属离子	${Fe}^{3 +}$	${Fe}^{2 +}$	${Cu}^{2 +}$	${Mn}^{2 +}$
开始沉淀pH	1.9	7.0	4.5	8.1
完全沉淀pH	3.2	9.0	6.4	10.1

(1)、

Pb (OH) Cl

中Pb的化合价为。

(2)、题中所列铜转炉烟灰所含主要元素中有种非主族元素，画出

_{33}^{75} As

的原子结构示意图。

(3)、浸取温度为50℃，反应时间为1h时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图2，则氯化铵最适宜的浓度为

mol \cdot L^{-1}

。

(4)、加入适量

{KMnO}_{4}

溶液的目的是除去铁元素的同时溶液中不会有明显的锰元素残留，写出除铁步骤的离子方程式：，常温下此时体系中

{Fe}^{3 +}

残留最大浓度为

mol \cdot L^{- 1}

。

(5)、“滤渣Ⅲ”的主要成分为(填化学式)。

(6)、“沉锌”反应的离子方程式为。

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25. 铍可应用于飞机、火箭制造业和原子能工业。素有“中国铍业一枝花”之称的湖南水口山六厂改进国外生产工艺，以硅铍石(主要成分为 $BeO$ 、 ${Al}_{2} O_{3}$ 、 ${SiO}_{2}$ 、 $FeO$ 、 ${Fe}_{2} O_{3}$ )为原料提取铍，具体流程如下：

已知：①铍和铝在元素周期表中处于对角线位置，电负性相近，其单质及化合物在结构与性质等方面具有相似性。

②铝铵钒在不同温度下的溶解度：

温度/℃

0

10

20

30

40

60

溶解度/g

2.10

5.00

7.74

10.9

14.9

26.7

回答下列问题：

(1)、流程中“系列操作”为。

(2)、将“中和液”沉淀时，调节溶液的 $pH$ 不能过大或过小。 $pH$ 过大时发生反应的离子方程式为。

(3)、已知 $K_{sp} [{Be(OH)}_{2}] = 4.0 \times 10^{- 21}$ ， $K_{sp} [{Al(OH)}_{3}] = 4.0 \times 10^{- 33}$ 。若 ${Be}^{2 +}$ 浓度为0.40 $mol \cdot L^{- 1}$ 的中和液开始沉淀时，溶液中 $c ({Al}^{3+}) =$ $mol \cdot L^{- 1}$ 。

(4)、若在实验室洗涤粗 $Be {(OH)}_{2}$ ，操作为；洗涤时加入 $NaOH$ 溶液除去表面吸附的少量氢氧化铝，反应的离子方程式为。

(5)、氧化铍转化为氯化铍的化学方程式为。

(6)、 ${BeCl}_{2}$ 的电子式为；电解时须加入氯化钠的作用是。

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26. 高纯镓是用来制作光学玻璃、真空管、半导体的重要原料。工业上由锌粉置换渣(主要成分有Ga₂O₃、Ga₂S₃、ZnS、FeO、Fe₂O₃、SiO₂ ，还有部分锗元素)制备高纯镓的主要流程如图：

已知：①镓与铝性质相似；

②不同的萃取剂对微粒的选择性不同，N235型萃取剂优先萃取铁；P204+YW100协萃体系优先萃取离子的顺序是：Ge(Ⅳ)>Fe(Ⅲ)>Ga(Ⅲ)>Fe(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)。

回答下列问题：

(1)、二段浸出渣的成分是S和(填化学式)，富氧浸出时通入氧气的作用是，进行两段富氧浸出的目的是。

(2)、N235萃取和P204+YW100萃取的顺序不可以调换，说明原因。

(3)、中和沉镓时发生反应的离子反应方程式为，选用Na₂CO₃中和沉镓优于选用NaOH的原因是。

(4)、生成粗镓的电极反应式为。

(5)、一定温度下，影响Fe³⁺在N235型萃取剂中溶解度大小的主要因素是，真空蒸馏采用真空的原因是。

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27. 用锑砷烟灰(主要成分为Sb₂O₃、As₂O₃ ，含Pb、Ag、Cu等元素)制取焦锑酸钠[NaSb(OH)₆]和砷酸钠(Na₃AsO₄)，不仅治理了砷害污染，还可综合回收其它有价金属。其工艺流程如图所示：

已知：

①Ag、Cu、Fe的氧化物不溶于Na₂S溶液

②硫浸后，锑砷以Na₃SbS₃、Na₃AsS₃存在；

③NaSb(OH)₆易溶于热水，难溶于冷水，不溶于乙醇。

回答下列问题：

(1)、“硫浸”时，Sb₂O₃溶解的离子方程式为。

(2)、用NaNO₃和NaOH浸取锑砷烟灰也可得到Na₃SbO₄ ，其缺陷是。

(3)、“氧化”时所用H₂O₂的电子式为，反应温度不宜太高的原因是。

(4)、“中和”时，生成NaSb(OH)₆的化学方程式为，操作X为、过滤、洗涤、干燥。

(5)、As₂O₃对应的酸为H₃AsO₃ ，测得某工业酸性废液中含H₃AsO₃和Fe²⁺ ，其浓度如表：

物质

H₃AsO₃

Fe²⁺

浓度/g·L^-1

0.378

0.840

已知：K_sp(FeAsO₃)>K_sp(FeAsO₄)=5.70×10^-21 ， H₃AsO₃的还原性比Fe²⁺强。

根据题目信息，则可采用方法除去该废水中的砷，除去砷后的废液中c(AsO $_{4}^{3 -}$ )=mol·L^-1(不考虑反应过程中溶液体积的微小变化)

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28. 2020年6月比亚迪正式发布采用磷酸铁锂技术的刀片电池，大幅度提高了电动汽车的续航里程，可媲美特斯拉。以硫铁矿(主要成分是FeS₂ ，含少量Al₂O₃、SiO₂和Fe₃O₄)为原料制备LiFePO₄的流程如下：

已知几种金属离子沉淀的pH如表所示：

金属氢氧化物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Al(OH)₃
开始沉淀的pH	2.3	7.5	4.0
完全沉淀的pH	4.1	9.7	5.2

请回答下列问题：

(1)、“酸浸”需要适当加热，但温度不宜过高，其原因是。灼烧滤渣3得到固体的主要成分是(写出化学式)。

(2)、用FeS还原Fe³^＋的目的是，加入FeO的作用是(用离子反应方程式表示)。

(3)、试剂R宜选择 ___________(填字母)。

A、高锰酸钾 B、稀硝酸 C、双氧水 D、次氯酸钠

(4)、常温下，K_sp(FePO₄)=1.3×10^-22 ， “沉铁”中为了使c(Fe³^＋)≤1×10^-5 mol·L^-1 ， c(PO

_{4}^{3-}

)最小为mol·L^-1^。

(5)、写出“高温煅烧②”中由FePO₄制备LiFePO₄的化学方程式：。

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29. 重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备。铬铁矿的主要成分为FeO·Cr₂O₃ ，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：

(1)、步骤①的主要反应为：FeO·Cr₂O₃+Na₂CO₃+NaNO₃ $\begin{matrix} \underline{\underline{高温}} \end{matrix}$ Na₂CrO₄+Fe₂O₃+CO₂+NaNO₂。上述反应配平后FeO·Cr₂O₃与NaNO₃的化学计量数比（最简整数比）为。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是（用化学方程式表示）。

(2)、滤渣1中含量最多的金属元素是（填写元素符号），设计实验方案验证滤渣1中经步骤①中反应后的产物。滤渣2的主要成分是（填写化学式）及含硅杂质。

(3)、步骤④调滤液2的pH使之变（填“大”或“小”），原因是（用离子方程式和适当的文字表述说明）。

(4)、有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K₂Cr₂O₇固体。写出步骤⑤的化学反应方程式。

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30. 锆(₄₀Zr)是现代工业中重要的金属原料，具有良好的可塑性，其抗蚀性能强于钛。以锆英石(主要成分是ZrSiO₄ ，还含有少量Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等杂质)为原料生产错及其化合物的流程如图所示：

(1)、分馏属于(填“物理变化”或“化学变化”)。

(2)、锆英石(填“能”或“不能”)直接用稀盐酸浸取后再分馏，理由是。

(3)、“高温气化”中ZrSiO₄发生反应得到ZrCl₄的反应的化学方程式为。

(4)、流程中ZrCl₄与水反应后经过滤、洗涤、干燥等操作可获得ZrOCl₂·8H₂O，检验该物质是否洗涤干净的实验操作为。

(5)、工业上使用惰性电极电解K₂ZrF₆与KCl组成的熔盐来制取金属错。阳极上的电极反应式为，每转移0.4mole^- ，理论上阴极增加的质重为。

(6)、极稀溶液中溶质的物质的量浓度很小，常用其负对数pc(pc_B=-lgc_B)表示。某温度下K_sp[Zr(CO₃)₂]=4.0×10^-¹² ，则其饱和溶液中pc(Zr⁴⁺)+pc(CO $_{3}^{2 -}$ )=。(已知lg2=0.3)

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31. 某实验小组以回收站回收的废铁制品(主要成分为 $Fe$ ，还含有少量的 ${Fe}_{2} O_{3} 、 {SiO}_{2}$ 和 ${Al}_{2} O_{3}$ )为原料制备 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 晶体。

(1)、取 $10 g$ 废铁制品，用质量分数为 $10 %$ 的碳酸钠溶液浸泡一段时间，然后用倾析法倒去碳酸钠溶液，用蒸馏水洗涤2~3次，将洗涤好的废铁制品加入如图所示装置中，再加入 $40 mL 6 mol \cdot L^{- 1}$ 硫酸。控制温度在 $70 ~ 80 ° C$ 之间，加热 $10 ~ 15 \min$ ，将所得溶液趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤，得到 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 晶体。

①仪器a的名称为。

②用纯碱浸泡的目的是， $NaOH$ 溶液的作用是。

③反应中需要控制温度在 $70 ~ 80 ° C$ 之间，宜采用的方法是。

④用冰水洗涤 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 晶体的操作是，若将 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 晶体在隔绝空气条件下加热到 $800 ° C$ ，会生成红棕色固体，写出反应的化学方程式：。

(2)、若以赤铁矿渣(含有 ${SiO}_{2}$ 和 ${Al}_{2} O_{3}$ 杂质)为原料制备 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 晶体，请补充完整相应的实验方案：
①取一定量的赤铁矿渣，分次加入足量的稀硫酸，充分反应后过滤。

②取滤液，。

③过滤、洗涤，将沉淀溶入 $2 .0 mol \cdot L^{- 1}$ 的硫酸中，同时加入过量铁粉，充分反应后，过滤，向滤液中加乙醇，在恒温水浴槽中冷却结晶、过滤，用丙酮洗涤、干燥。

已知：该实验中 $pH = 3.1$ 时， ${Fe}^{3 +}$ 沉淀完全； $pH = 5.2$ 时， ${Al}^{3 +}$ 开始沉淀。实验室现有试剂： $2 .0 mol \cdot L^{- 1}$ 的 $H_{2} {SO}_{4}$ 溶液、 $2 .0 mol \cdot L^{- 1}$ 的 $NaOH$ 溶液、铁粉。

(3)、通过下列方法测定产品纯度：准确称取 $6.000 {gFeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 样品，加适量水溶解，配成 $200 mL$ 溶液，取 $25.00 mL$ 溶液置于锥形瓶中，用 $0.02500 mol \cdot L^{- 1}$ 的酸性 ${KMnO}_{4}$ 标准溶液滴定(杂质不与酸性 ${KMnO}_{4}$ 标准溶液反应)，经3次测定，每次消耗 ${KMnO}_{4}$ 溶液的体积如表所示：

实验序号

1

2

3

消耗 ${KMnO}_{4}$ 溶液的体积 $/ mL$

19.98

20.58

20.02

通过计算确定产品中 ${FeSO}_{4} \cdot 7 H_{2} O$ 的质量分数约为(保留三位有效数字)。

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32. 钌( $Ru$ )为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少，故从含钌废料中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺，其流程如下：

(1)、加碱浸取时，为提高钌的浸出率可采取的措施有(任写两点)。

(2)、操作X的名称为。

(3)、“研磨预处理”是将研磨后的含钌废料在氢气还原炉中还原为单质钌，再进行“碱浸”获得 ${Na}_{2} {RuO}_{4}$ ，写出“碱浸”时生成 ${Na}_{2} {RuO}_{4}$ 的离子方程式：。

(4)、“滤渣”的主要成分为 ${RuO}_{2}$ ，加入草酸的作用是，金属钌与草酸的质量比x和反应温度T对钌的回收率的影响如图所示，则回收钌较为适宜的条件是。

在酸性介质中，若使用 ${NaClO}_{3}$ 溶液代替草酸，可获得 ${RuO}_{4}$ ，则反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。

(5)、“一系列操作”为，写出在“还原炉”中还原制得钌的化学方程式：。

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33. 钯( $Pd$ )是一种不活泼金属，含钯催化剂在工业、科研上用量较大。某废钯催化剂(钯碳)中含有钯(5%～6%)、碳(93%～94%)、铁(1%～2%)以及其他杂质，故钯碳具有很高的回收价值。如图是利用钯碳制备氯化钯( ${PdCl}_{2}$ )和 $Pd$ 的流程。

回答下列问题：

(1)、“钯碳”焚烧过程中空气一定要过量，目的是。

(2)、“钯灰”中的主要成分有 $PdO$ ，加入甲酸( $HCOOH$ )，可以将 $PdO$ 还原成金属单质，请写出 $HCOOH$ 还原 $PdO$ 的化学方程式。

(3)、王水是按照体积比3：1将浓盐酸和浓硝酸混合而得到的强氧化性溶液，加热条件下钯在王水中发生反应生成 $H_{2} [{PdCl}_{4}]$ 和一种有毒的无色气体A，该气体遇空气变红棕色，请写出 $Pd$ 和王水反应的化学方程式。

(4)、加入浓氨水，调节 $pH$ 至9.0，并控制温度在70～75℃， $Pd$ 元素以 ${[Pd {({NH}_{3})}_{4}]}^{2 +}$ 的形式存在于溶液中。若温度大于75℃，则不利于除铁，原因是；。

(5)、黄色晶体的成分为 $[Pd {({NH}_{3})}_{2}] {Cl}_{2}$ ，将其烘干、在空气中550℃下焙烧(氧气不参与反应)可以直接得到 $Pd$ ，同时得到无色刺激性混合气体，在温度下降时“冒白烟”，则除 $Pd$ 外其他产物有(写化学式)。

(6)、海绵状金属钯密度为 $12.0$ $g \cdot {cm}^{- 3}$ ，具有优良的吸氢功能，标准状况下，其吸附的氢气是其体积的840倍，则此条件下海绵钯的吸附容量R= $mL \cdot g^{- 1}$ ，氢气的浓度r=。(吸附容量R即 $1$ $g$ 钯吸附氢气的体积；氢气的浓度r为 $1mol$ $Pd$ 吸附氢气的物质的量)

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34. 多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。

(1)、已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示。

	发生的主要反应
电弧炉	SiO₂+2C $\begin{matrix} \underline{\underline{1600-1800 ° C}} \end{matrix}$ Si+CO↑
流化床反应器	Si+3HCl $\begin{matrix} \underline{\underline{250-300℃}} \end{matrix}$ SiHCl₃+H₂

①物质Z的名称是。

②用石英砂和焦在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为

③在流化床反应的产物中，SiHCl₃大约占85%，还有SiCl₄、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl等，有关物质的沸点数据如表，提纯SiHCl₃的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。

物质	Si	SiCl₄	SiHCl₃	SiH₂Cl₂	SiH₃Cl	HCl	SiH₄
沸点/℃	2355	57.6	31.8	8.2	-30.4	-84.9	-111.9

(2)、利用晶体硅的粉末与干燥的氮气在1300~1400℃下反应，可制取结构陶瓷材料氮化硅(Si₃N₄)。现用如图所示装置(部分仪器已省略)制取少量氮化硅。

①装置II中所盛试剂为。

②装置I和装置皿均需要加热，实验中应先(填“皿”或“I”)的热源。

(3)、由晶体硅制成的n型半导体、p型半导体可用于太阳能电池。一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为：Li_1-xNiO₂+xLiC₆

⇌_{放电}^{充电}

LiNiO₂+xC₆。完成下列问题。

①该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源.(填“正”或“负”)极。

②该锂离子电池放电时，b极上的电极反应式为。

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35. 钼(Mo)是重要的过渡金属元素，具有广泛用途。由钼精矿(主要成分是MoS₂)湿法回收钼酸铵[(NH₄)₂MoO₄]部分工艺流程如图：

请回答下列问题：

(1)、“氧化焙烧”时通常采用粉碎矿石、逆流焙烧或增大空气量等措施，除了增大氧化焙烧速率，其作用还有。MoS₂焙烧时得到+6价钼的氧化物，焙烧时的化学方程式为。

(2)、已知MoO₃在碱性溶液中溶解度增大，“浸出”操作时加入Na₂CO₃溶液会有气体产生，用离子方程式表示气泡产生的原因。

(3)、向“滤液1”中加入硝酸，调节pH为5~7，加热到65℃~70℃过滤除硅。则滤渣2的成分为。

(4)、为了提高原料的利用率，工艺流程中“滤渣1”应循环到操作。

(5)、“滤液2”先加入有机溶剂“萃取”，再加氨水“反萃取”，进行“萃取”和“反萃取”操作的目的是。

(6)、“酸沉”中析出钼酸铵晶体时，加人HNO₃调节pH为1.5~3，其原因是。

(7)、Na₂MoO₄·2H₂O是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，常用钼酸铵和氢氧化钠反应来制取。写出制备Na₂MoO₄·2H₂O的化学方程式是。

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实验序号	1	2	3
消耗 ${KMnO}_{4}$ 溶液的体积 $/ mL$	19.98	20.58	20.02

温度/℃	0	10	20	30	40	60
溶解度/g	2.10	5.00	7.74	10.9	14.9	26.7

物质	H₃AsO₃	Fe²⁺
浓度/g·L^-1	0.378	0.840