【备考2024年】从巩固到提高高考化学二轮微专题48 工艺流程-在线组卷题库

1.

S r C O_{3}

是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领域。以天青石(主要成分为

S r S O_{4}

)为原料制备

S r C O_{3}

的一种工艺方法如下：

天青石主要元素质量分数如下：

元素	$S r$	$B a$	$C a$	$A l$	$S i$
质量分数( $%$ )	36.4	2.0	4.0	0.5	5.0

$K_{s p} (S r S O_{4}) = 3.4 \times 1 0^{- 7} ， K_{s p} (B a S O_{4}) = 1.0 \times 1 0^{- 10}$ 。

回答下列问题：

(1)、天青石与碳粉在一定投料比下“煅烧”生成

S r S

和碳氧化物，据矿样成分分析结果计算得出，生成

C O_{2}

、

C O

时失重率分别为

30.4 %

、

38.6 %

，实际热重分析显示失重率为32.6%，则“煅烧”中主要生成的碳氧化物为(填“

C O

”或“

C O_{2}

”)。

(2)、“煅烧”过程中还可能产生少量对环境有危害的气体，化学式为和。

(3)、“水浸”后滤渣的主要成分除

C a S i O_{3}

和C外，还有两种氧化物，化学式为和。

(4)、“水浸”时需加热，

S r S

与热水作用后的溶液呈碱性的主要原因为(用化学方程式表示)

(5)、“水浸”后的滤液中

c (S r^{2 +}) = 0.680 m o l \cdot L^{- 1} ， c (B a^{2 +}) = 0.024 m o l \cdot L^{- 1}

， “除杂”过程中(忽略

H_{2} S O_{4}

溶液引起的体积变化)，为使

S r^{2 +}

不沉淀，应控制溶液中

c (B a^{2 +}) \geq

m o l \cdot L^{- 1}

，每升滤液中篇加入

1.0 m o l \cdot L^{- 1} H_{2} S O_{4}

溶液的体积

\leq

m L

。

(6)、“沉锶”过程中，可溶性

S r (O H)_{2}

发生反应的离子方程式为。

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2. 锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用，锡精矿

(S n O_{2})

中主要有

F e

、S、

A s

、

S b

、

P b

等杂质元素。下图为锡的冶炼工艺流程。

已知： $S n O_{2}$ 性质稳定，难溶于酸。

回答下列问题：

(1)、锡的原子序数为50，其价层电子排布式为，在元素周期表中位于区。

(2)、烟尘中的主要杂质元素是(填元素符号)。

(3)、酸浸时，

P b O

生成

{[P b C l_{4}]}^{2 -}

，该反应的离子方程式为，为了提高铅的浸出率，最宜添加 (填标号)。

A． $K C l$ B． $H C l$ C． $H_{2} S O_{4}$ D． $N a C l$

(4)、还原时需加入过量的焦炭，写出该反应的化学方程式。

(5)、电解精炼时，以

S n S O_{4}

和少量

H_{2} S O_{4}

作为电解液，电源的负极与(填“粗锡”或“精锡”)相连；

H_{2} S O_{4}

的作用是、。

(6)、酸浸滤液中的

P b^{2 +}

可用

N a_{2} S

沉淀，并通过与强碱反应获得

P b

，写出

P b S

与熔融

N a O H

反应的化学方程式。

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3. 钢渣是钢铁行业的固体废弃物，含有

2 C a O \cdot S i O_{2} 、 F e_{2} O_{3} 、 F e O 、 A l_{2} O_{3}

和

V_{2} O_{3}

等物质。一种以钢渣粉为原料固定

C O_{2}

并制备

V_{2} O_{3}

的工艺流程如图所示。

已知钢渣中 $C a$ 元素质量分数为 $30 % ， V_{2} O_{3}$ 在稀盐酸和 $N H_{4} C l$ 混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的 $p H$ 如下表所示：

金属离子	$F e^{3 +}$	$F e^{2 +}$	$A l^{3 +}$	$C a^{2 +}$
开始沉淀的 $p H$	1.9	7.2	3.5	12.4
沉淀完全的 $p H$	2.9	8.2	5.1	13.8

回答下列问题：

(1)、浸出1过程生成的

S i O_{2}

“包裹”在钢渣表面形成固体膜，阻碍反应物向钢渣扩散。提高浸出率的措施有(除粉碎外，举1例)。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是。

(2)、为避免引入杂质离子，氧化剂

A

应为(举1例)。

(3)、滤液

C

的溶质可循环利用，试剂

B

应为。

(4)、若

C a

的浸出率为

90 %

，理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定

k g C O_{2}

。

(5)、富钒渣焙烧可生成钒钙盐，不同钒钙盐的溶解率随

p H

变化如图所示。已知浸出2的pH约为2.5，则应控制焙烧条件使该钒钙盐为。该培烧反应的化学方程式是。

(6)、微细碳酸钙广泛应用于医药、食品等领域，某种碳酸钙晶胞如图所示。已知

a = b = 4.99 n m ， c = 17.3 n m ， α = β = 90 ° ， γ = 120 °

，该晶体密度为

g \cdot c m^{- 3}

(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为

N_{A}

)。

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4. 钼(

M o

)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以

N i S

和

M o S_{2}

形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到

N a_{2} S O_{4}

的一种工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)、

N i

位于元素周期表第周期第族。

{(N H_{4})}_{2} M o O_{4}

中钼元素的化合价为。

(2)、“焙烧”中生成

N a_{2} M o O_{4}

的化学方程式为。

(3)、

N a_{2} C O_{3}

用量对钼浸出率和浸取液中

C O_{3}^{2 -}

浓度的影响如图1所示，分析实际生产中选择

N a_{2} C O_{3}

用量为理论用量1.2倍的原因：。

(4)、

N a_{2} M o O_{4} 、 N a_{2} S O_{4}

的溶解度曲线如图2所示，为充分分离

N a_{2} S O_{4}

，工艺流程中的“操作

X

”应为____(填标号)。

A、蒸发结晶 B、低温结晶 C、蒸馏 D、萃取

(5)、为充分利用资源，“离子交换萃取”步骤产生的交换溶液应返回“”步骤。

(6)、

{(N H_{4})}_{2} M o O_{4}

分解可得

M o O_{3}

。高温下，用铝粉还原

M o O_{3}

得到金属钼的化学方程式为。

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5. 层状结构

M o S_{2}

薄膜能用于制作电极材料。

M o S_{2}

薄膜由辉钼矿(主要含

M o S_{2}

及少量FeO、

S i O_{2}

)制得

M o O_{3}

后再与S经气相反应并沉积得到，其流程如下。

回答下列问题：

(1)、“焙烧”产生的

S O_{2}

用

N a O H

溶液吸收生成

N a H S O_{3}

的离子方程式为。

(2)、“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵

[{(N H_{4})}_{2} M o_{2} O_{7}]

溶液，为提高“浸取”速率，可采用的措施是(举一例)。

(3)、“灼烧”过程中需回收利用的气体是(填化学式)。

(4)、在650℃下“气相沉积”生成

M o S_{2}

的反应需在特定气流中进行，选用Ar而不选用

H_{2}

形成该气流的原因是。

(5)、层状

M o S_{2}

晶体与石墨晶体结构类似，层状

M o S_{2}

的晶体类型为。将

L i^{+}

嵌入层状

M o S_{2}

充电后得到的

L i_{x} M o S_{2}

可作电池负极，该负极放电时的电极反应式为。结合原子结构分析，

L i^{+}

能嵌入

M o S_{2}

层间可能的原因是。

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6. 以软锰矿与黄铁矿为主要原料制备高品质

M n O_{2}

的工艺流程：

已知：①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为 $M n O_{2}$ 、 $F e S_{2}$ ，还均含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物；

②该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH：

金属离子	$F e^{2 +}$	$F e^{3 +}$	$M n^{2 +}$	$M g^{2 +}$	$A l^{3 +}$
开始沉淀的pH	6.9	1.9	6.6	9.1	3.4
沉淀完全（ $c = 1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ ）的pH	8.3	3.2	10.1	10.9	4.7

回答下列问题：

(1)、基态

F e^{2 +}

的价层电子排布图为。

(2)、“酸浸”过程中，为提高反应速率可以采取的措施有（写一条）。

(3)、“酸浸”加入

H_{2} S O_{4}

后，主要反应的离子方程式：

$2 F e S_{2} + 3 M n O_{2} + 12 H^{+} \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 2 F e^{3 +} + 3 M n^{2 +} + 4 S ↓ + 6 H_{2} O$

$2 F e^{2 +} + M n O_{2} + 4 H^{+} \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 2 F e^{3 +} + M n^{2 +} + 2 H_{2} O$

滤渣1的主要成分为S、，加入 $H_{2} O_{2}$ 后迅速产生大量气泡，可减少滤渣1在矿粉表面的附着，有利于酸浸。分析迅速产生气泡的原因：。

(4)、“调pH”操作中需调节溶液pH范围为4.7～6.0，此时滤渣2的主要成分为（填化学式）。

(5)、“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为。

(6)、利用惰性电极电解

H_{2} S O_{4} - M n S O_{4} - H_{2} O

体系获得

M n O_{2}

的机理如左图所示，硫酸浓度与电流效率η的关系如右图所示。硫酸浓度超过

3.0 m o l \cdot L^{- 1}

时，电流效率η降低的原因是。（

η = \frac{实 际 产 物 的 质 量}{理 论 上 产 物 的 质 量} \times 100 %

）

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7. 某钴土矿主要含有镍

(N i)

、钴

(C o)

、铁

(F e)

、铝

(A l)

、钙

(C a)

、硅

(S i)

等元素的氧化物，一种综合回收利用钴土矿的部分流程如下：

已知：①25℃时，相关金属离子 $[c (M^{n +}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}]$ 形成氢氧化物沉淀的 $p H$ 范围如下：

金属离子	$F e^{2 +}$	$F e^{3 +}$	$A l^{3 +}$	$N i^{2 +}$	$C o^{2 +}$
开始沉淀的 $p H$	6.3	1.8	3.4	6.9	7.1
沉淀完全的 $p H$	8.3	3.2	4.7	8.9	9.1

②氧化前后，溶液中 $N i$ 、 $C o$ 元素的化合价均为+2价。

(1)、“酸浸”时，滤渣的主要成分为（填化学式）。

(2)、“除铁、铝”时，应控制溶液

p H

范围为，使用

N a O H

溶液可将滤渣2中铁、铝元素分离，涉及化学方程式为。

(3)、“沉钴”时，滤渣3的成分为亚硝酸钴钾

(K_{3} [C o {(N O_{2})}_{6}])

，同时有无色气体（遇空气变为红棕色）生成，写出“沉钴”步骤的离子方程式。

(4)、亚硝酸钴钾

(K_{3} [C o {(N O_{2})}_{6}])

的中心离子的配位数为，配体中配位原子

(N)

的杂化方式为。

(5)、

C o

的一种氧化物

C o_{3} O_{4}

是重要的化工原料。

C o_{3} O_{4}

晶体为尖晶石结构，其晶胞结构如下图所示。已知晶胞边长为

a p m

，设

N_{A}

为阿伏加德罗常数的值，则该晶体中

C o^{2 +}

与

C o^{3 +}

的个数比为，晶体的密度为

g \cdot c m^{- 3}

（列出计算式）。

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8. 高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图。回答下列问题：

相关金属离子 $[c (M^{n +}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}]$ 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	$M n^{2 +}$	$F e^{2 +}$	$F e^{3 +}$	$A l^{3 +}$	$M g^{2 +}$	$Z n^{2 +}$	$N i^{2 +}$
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

(1)、为了加快溶浸效果，可采取的措施有（任写一条）；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式。

(2)、“氧化”中添加适量的

M n O_{2}

的作用是将

F e^{2 +}

氧化为

F e^{3 +}

，写出该反应的离子方程式。

(3)、滤渣2除了含有

A l {(O H)}_{3}

还含有。

(4)、“除杂1”的目的是除去

Z n^{2 +}

和

N i^{2 +}

， “滤渣3”的主要成分是。

(5)、写出“沉锰”的离子方程。

(6)、层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为

L i N i_{x} C o_{y} M n_{z} O_{2}

，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当

x = y = \frac{1}{3}

时，

z =

。

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9. 氧化铈（CeO₂）是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿（含CeFCO₃、BaO、SiO₂等）为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：

已知：①稀土离子易与SO₄^2-形成复盐沉淀，Ce³⁺和SO₄^2-发生反应： $C e_{2} （ S O_{4} ）_{3} + N a_{2} S O_{4} + n H_{2} O = C e_{2} （ S O_{4} ）_{3} . N a_{2} S O_{4} . n H_{2} O ↓$ ；

②硫脲： $H_{2} N \overset{S}{\overset{‖}{C}} {NH}_{2}$ 具有还原性，酸性条件下易被氧化为（SCN₂H₃）₂；

③Ce³⁺在空气中易被氧化为Ce⁴⁺ ，两者均能形成氢氧化物沉淀；

④Ce₂（CO₃)₃为白色粉末，难溶于水。

回答下列问题：

(1)、滤渣A的主要成分是（填写化学式）。

(2)、在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO₂两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式。

(3)、焙烧后加入稀硫酸浸出，为提高Ce的浸出率，需控制硫酸浓度不能太大的原因是。

(4)、加入硫脲的目的是将CeF₂²⁺还原为Ce³⁺ ，反应的离子方程式为。

(5)、步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为。

(6)、下列关于步骤④的说法正确的是____（填字母）。

A、该步骤发生的反应是

2 C e^{3 +} + 6 H C {O_{3}}^{-} = C e_{2} （ C O_{3} ）_{3} ↓ + 3 C O_{2} ↑ + 3 H_{2} O

B、可以用Na₂CO₃溶液代替NH₄HCO₃溶液，不影响产品纯度 C、过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率 D、过滤后的滤液中仍含有较多Ce³⁺ ，需要将滤液循环以提高产率

(7)、取所得产品7.00gCeO₂溶解后配成250mL溶液。取25.00mL该溶液用0.20mol.L^-1硫酸亚铁铵【（NH₄）₂Fe（SO₄）₂】溶液滴定，滴定时发生反应

F e^{2 +} + C e^{4 +} = F e^{3 +} + C e^{3 +}

，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液18.50mL，则该产品的纯度为。（保留三位有效数字）。

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10. 一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶（SrCl₂·6H₂O）”的工艺流程如下：

(1)、锶与钙元素同主族。金属锶应保存在中（填“水”、“乙醇”或“煤油”）。

(2)、天青石(主要成分SrSO₄)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶，该过程的化学方程式为。

(3)、工业碳酸锶中含有CaCO₃、MgCO₃、BaCO₃等杂质。“滤渣”的主要成分是。

(4)、“重结晶”时蒸馏水用量（以质量比mH₂O：mSrO表示）对Sr(OH)₂·8H₂O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为，当质量比大于该比值时，Sr(OH)₂·8H₂O产率减小，其原因是。

质量mH2O：mSrO	4：1	5：1	6：1	7：1	8：1	9：1	10：1
Sr(OH)₂·8H₂O纯度%	98.64	98.68	98.65	98.64	98.63	98.63	98.65
Sr(OH)₂·8H₂O产率%	17.91	53.36	63.50	72.66	92.17	89.65	88.93

(5)、水氯镁石是盐湖提钾后的副产品，其中SO₄^2-含量约为1%，“净化”过程中常使用SrCl₂除杂，写出该过程的离子方程式。

(6)、将精制氢氧化锶完全溶于水，与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间，下列判断MgCl₂是否反应完全的最简易可行的方法是____（填标号）。

A、反应器中沉淀量不再增加 B、测定不同时间反应液pH C、测定Sr²⁺浓度变化 D、向反应器中滴加AgNO₃溶液观察是否有沉淀

(7)、若需进一步获得无水氯化锶，必须对SrCl₂·6H₂O(M=267g·mol^-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水，失重达33.7%，此时获得的产物化学式为。

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11. 以某工业废锰渣(含MnO₂及少量KOH、MgO、Fe₂O₃)为原料制备MnSO₄晶体，其工艺流程如下：

该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀(c≤10^-5mol/L)的pH如表所示：

金属离子	Fe³⁺	Fe²⁺	Mn²⁺	Mg²⁺
开始沉淀pH	2.10	7.45	9.27	9.60
完全沉淀pH	3.20	8.95	10.87	11.13

(1)、“反应I”中加入硫铁矿(主要成分FeS₂)将MnO₂还原为Mn²⁺。滤渣1的主要成分除FeS₂外，还有一种相对分子质量为192的单质，该物质的化学式为。

(2)、“反应I”的离子方程式为。

(3)、“某碳酸盐”的化学式，加热的目的是。

(4)、为检验MnSO₄受热分解是否生成SO₂或SO₃ ，某同学设计探究实验装置如图所示：

①装置B、C、D中的溶液依次为（填字母）。

a．Ba(NO₃)₂b．BaCl₂c．品红 d．浓硫酸e．Ca(OH)₂ f．NaOH

②实验结束时，为防止倒吸，正确的操作方法是。

(5)、测定产品纯度。取制得的MnSO₄晶体0.1510g，溶于适量水中，加硫酸酸化；用过量NaBiO₃（难溶于水）将Mn²⁺完全氧化为

M n O_{4}^{-}

，过滤；洗涤未溶解固体2-3次，向滤液中加入Na₂C₂O₄固体0.5360 g，振荡，充分溶解并反应后，用0.0320 mol·L^-1KMnO₄溶液滴定(

M n O_{4}^{-}

被还原为Mn²⁺)，用去20.00 mL。已知：Mr(Na₂C₂O₄)=134，Mr(MnSO₄)=151。

①计算产品中MnSO₄的质量分数（保留两位有效数字）。

②为提高测定的精度，应补充的实验操作。

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12. 钕铁硼废料是一种具有较高经济价值的废弃物，主要成分为稀土元素钕（Nd）、Fe、B.一种采用分步沉淀从钕铁硼油泥中回收

N d_{2} {(C_{2} O_{4})}_{3} \cdot 10 H_{2} O

和

F e C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O

的工艺流程如图：

已知：①200℃下氧化焙烧，钕铁硼废料中钕和铁主要以 $N d_{2} O_{3}$ 和 $F e_{2} O_{3}$ 的形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应.

② $H_{2} C_{2} O_{4}$ 易与 $F e^{3 +}$ 形成多种配合物离子，易与 $F e^{2 +}$ 形成 $F e C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O$ 沉淀.

回答下列问题：

(1)、“预处理”是洗去钕铁硼表面的油污，可选择（填化学式）溶液.

(2)、“滤渣1”的主要成分是（填名称）.“浸出”时，盐酸浓度和固液比对钕、铁的浸出率影响如图所示，则浸出过程的最佳条件是.

(3)、写出“沉钕”时生成沉淀的离子方程式：.

(4)、“沉铁”时，加入铁粉的作用是.

(5)、

F e C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O

晶体结构片段如图所示.其中，

F e^{2 +}

的配位数为；碳原子采用杂化.现测定草酸亚铁晶体纯度.准确称取

W g

样品于锥形瓶，加入适量的稀硫酸，用

c m o l \cdot L^{- 1} K M n O_{4}

溶液滴定至终点，消耗

K M n O_{4}

溶液

b m L

.滴定反应：

F e C_{2} O_{4} + M n O_{4}^{-} + H^{+} \to F e^{3 +} + C O_{2} + M n^{2 +} + H_{2} O

（未配平）.该样品纯度为%.

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13. 绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na⁺内循环。工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)、高温连续氧化工序中被氧化的元素是(填元素符号)，Cr元素在元素周期表中的位置，

(2)、滤渣I的主要成分是(填化学式)。

(3)、工序③中发生反应的离子方程式为。

(4)、物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为。钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种(填“吸收光谱” 或“发射光谱”)。

(5)、工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为。(通常认为溶液中离子浓度小于10^-5mol•L^-1为沉淀完全；Al(OH)₃+OH^-⇌Al(OH)

_{4}^{-}

：K=10^0.63 ， K_w=10^-14 ， K_sp[Al(OH)₃]=10^-33)

(6)、基态Al原子的核外电子排布式为。Fe的晶胞结构如图所示，已知N_A表示阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数为a nm，则Fe晶胞的密度为g•cm^-3(用含N_A和a的代数式表示)。

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14. 金属铼广泛用于航空航天等领域．工业上用富铼渣（铼元素主要以

R e S_{2}

形式存在，砷主要以

A s_{2} S_{3}

形式存在）制取铼粉．工艺流程如下：

已知：常温下 $l g K_{b} (N H_{3} \cdot H_{2} O) = - 4.7$ ； $A s$ 为第四周期第ⅤA族元素；高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水．

回答下列问题：

(1)、

A s

的简化电子排布式为．

(2)、“氧化”时铼转化为强酸高铼酸

(H R e O_{4})

． “滤渣1”的主要成分是硫单质．写出“氧化”时

R e S_{2}

发生反应的离子方程式：．

(3)、综合考虑，富铼渣“氧化”中浸出温度选择

20 ~ 25 ℃

为宜，原因是．

(4)、常温下，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的

p H = 9.0

，则溶液中

c (N H_{4}^{+})

c (N H_{3} \cdot H_{2} O)

（填“>”“<”或“=”）．

(5)、“析晶”得到的主要产品是

N H_{4} R e O_{4}

．提纯粗高铼酸铵固体的方法是，图1是

N H_{4} R e O_{4}

的X射线衍射图谱，则

N H_{4} R e O_{4}

属于（填“晶体”或“非晶体”）．

图1：高铼酸铵 $X R D$ 谱图2

(6)、“热解”产生可再生循环利用的物质是．

(7)、已知

R e O_{3}

的立方晶胞如图2，则

R e

在晶胞中的位置为；晶体中一个

R e

周围与其最近的O的个数为．

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15. 碱式氧化镍(NiOOH)为镍氢电池的正极材料。用含镍废渣（主要成分为NiO、Fe3O4。还含有少量的CuO、Cr₂O₃、SiO₂等杂质）为主要原料制取NiOOH的工艺流程如图1所示。

已知：①部分金属硫化物的K_sp (25℃)为K_sp(FeS)=6.3×10^-18、K_sp(CuS)=6.3×10^-36。

②当溶液pH>12时，Cr(OH)₃会转化为CrO₂^-。

回答下列问题：

(1)、Fe、Ni元素在周期表位于区。与Cr原子具有相同最外层电子排布的基态原子还有。

(2)、“酸浸”后所得废渣的主要成分为（填“化学式”）；除铜步骤的离子方程式为。

(3)、“氧化”时，若用稀硝酸代替过氧化氢氧化Fe²⁺ ，从环保角度分析其（填“是合理的”或“是不合理的”），理由是。

(4)、黄钠铁矾的化学式为NaFe₃(SO₄)₂(OH)₆ ，其属于（填“正盐”“酸式盐”或“碱式盐”）。“沉铁”时，加入Na₂CO₃溶液的目的是。

(5)、“沉镍”时，加入NaOH溶液调节pH至13，滤液中的Cr₂(SO₄)₃转化为NaCrO₂ ，写出该反应的离子方程式。

(6)、“灼烧”反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

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16. 赤泥含有Sc₂O₃(氧化钪)、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等，以赤泥为原料提取钪(Sc)、氧化钪(Sc₂O₃)的流程如下：

已知：①P₂O₄为磷酸酯萃取剂；②Sc³⁺易水解；③K_sp[Sc(OH)₃]=8.00×10^-31。

请回答下列问题：

(1)、滤渣主要成分是(填化学式)。

(2)、“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是。

(3)、“回流过滤”中SOCl₂作用有将Sc(OH)₃转化成ScCl₃、作溶剂和。

(4)、“热还原”的化学方程式为。

(5)、利用ScCl₃制备Sc₂O₃的方法是ScCl₃溶于水，加入草酸产生草酸钪沉淀，过滤洗涤灼烧(空气中)草酸钪得到Sc₂O₃。灼烧草酸钪的副产物主要是。(填化学式)。

(6)、P₂O₄萃取浸出液，其浓度、料液温度对萃取率的影响如下所示，萃取时P₂O₄最佳浓度及料液温度分别为，。若“洗涤”操作于实验室中进行，所需玻璃仪器有。

试验编号	P₂O₄浓度/%	分相情况	钪萃取率/%	铁萃取率/%
1-1	1	分相快	90.76	15.82
1-2	2	分相容易	91.53	19.23
1-3	3	分相容易	92.98	13.56
1-4	4	有第三相	90.69	30.12
1-5	5	轻微乳化	91.74	39.79

(7)、已知：c(Sc^3＋)≤1.0×10^-5mol·L^-1时表明完全沉淀，萃取剂混合液的pH为6时是否完全沉淀？(填“已完全沉淀”或“未完全沉淀”)，通过计算作出判断：。

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17. 硫化镉（CdS）是一种新型半导体材料，一种以镉铜渣（主要成分是Cd、Cu，还含少量Fe等）为原料合成CdS的路线（部分条件和产物省略）如下：

回答下列问题：

(1)、提高“浸取”速率时宜采取的措施主要有____（填标号）。

A、粉碎镉铜渣 B、增大压强 C、适当降温 D、适当增大硫酸浓度

(2)、“浸渣1”的主要成分是（填化学式）。

(3)、“除铁”中加入

M n O_{2}

的作用是。

(4)、对“滤液”进行蒸发浓缩、、过滤、洗涤、干燥，得到

Z n S O_{4} \cdot 7 H_{2} O

。

(5)、“提纯镉”时加入NaOH溶液除锌反应的离子方程式为。

(6)、制备硫化镉时，在氩气氛围中进行，这样操作的目的是。

(7)、CdS晶胞的结构如图所示。其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为

(0 ， 0 ， 0)

， 3号原子的坐标为

(1 ， 1 ， 1)

，设

N_{A}

为阿伏加德罗常数的值。

①硫离子的配位数为。

②2号原子的坐标为。

③该晶体的密度为 $g \cdot c m^{- 3}$ 。

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18. 稀土元素是国家战略资源，目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某课题组以废显示屏玻璃碴（含较多的

S i O_{2}

、

C e O_{2}

、

F e O

、

F e_{2} O_{3}

及少量其他可溶于酸的物质）为原料，设计如图流程回收稀土元素铈，实现资源再利用。

已知： $C e O_{2}$ 不溶于稀硫酸，也不溶于 $N a O H$ 溶液。

回答下列问题：

(1)、为提高“酸溶”的速率，可采取的措施是（填一种）；

K_{3} [F e {(C N)}_{6}]

可用于检验“滤液1”中含有的

F e^{2 +}

，

K_{3} [F e {(C N)}_{6}]

中铁元素的化合价为价价。

(2)、获得

N H_{4} F e {(S O_{4})}_{2}

晶体的“一系列操作”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干，则

N H_{4} F e {(S O_{4})}_{2}

晶体的溶解度随温度的变化关系为。

(3)、“滤渣2”中主要成分的化学式为；“反应3”的离子方程式为，其中

H_{2} O_{2}

的作用与“反应1”中

H_{2} O_{2}

的作用（填“相同”或“不相同”）。

(4)、“反应4”的离子方程式为。

(5)、

N H_{4} F e {(S O_{4})}_{2}

可用作净水剂，其净水原理是（用离子方程式表示）。等物质的量浓度的下列三种溶液中，

N H_{4}^{+}

浓度由小到大的顺序是（用标号表示）。

① $N H_{4} C l$ 溶液 ② $C H_{3} C O O N H_{4}$ 溶液 ③ $N H_{4} F e {(S O_{4})}_{2}$ 溶液

(6)、取上述流程中得到的

C e {(O H)}_{4}

产品

0.640 g

，加稀硫酸溶解后，用

0.1000 m o l \cdot L^{- 1} F e S O_{4}

标准溶液滴定至终点时（铈被还原为

C e^{3 +}

），消耗标准溶液的体积为

25.00 m L

，则测得该产品中Ce元素的质量分数约为（保留三位有效数字）。

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19. 焦亚硫酸钠（

N a_{2} S_{2} O_{5}

）是工业上常用的抗氧化剂。一种湿法制备

N a_{2} S_{2} O_{5}

的生产工艺如下：

回答下列问题：

(1)、

N a_{2} S_{2} O_{5}

中硫元素的化合价为。

(2)、反应Ⅰ中通入

N H_{3}

和

C O_{2}

的顺序为。

(3)、关于上述流程，下列说法正确的是（）（填字母）。

A、该流程中，

C O_{2}

可以循环使用 B、反应Ⅱ为分解反应 C、反应Ⅲ证明硫的非金属性比碳的强 D、氨气溶于水使溶液呈碱性的原因是存在

N H_{3} + H_{2} O ⇌ N H_{3} \cdot H_{2} O ⇌ N H_{4}^{+} + O H^{-}

反应

(4)、工业上添加

N a_{2} S_{2} O_{5}

作抗氧化剂时会放出一种有刺激性气味的气体。实验室检验该气体的常用试剂是。

(5)、溶液A中阳离子有

N a^{+}

、

H^{+}

和X离子．检验X离子的操作和现象是。

(6)、获得

N a_{2} S_{2} O_{5}

需要经过多步反应，其中包括反应Ⅲ制备

N a H S O_{3}

溶液，然后加入

N a_{2} C O_{3}

溶液调pH转化为

N a_{2} S O_{3}

溶液，再通入

S O_{2}

生成

N a H S O_{3}

，当溶液中

N a H S O_{3}

含量达到过饱和浓度时，析出

N a_{2} S_{2} O_{5}

晶体，反应方程式为

2 N a H S O_{3} \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} N a_{2} S_{2} O_{5} + H_{2} O

。

①反应Ⅲ的化学方程式为。

②加入 $N a_{2} C O_{3}$ 转化为 $N a_{2} S O_{3}$ 的离子方程式为。

(7)、工业上可用焦亚硫酸钠（

N a_{2} S_{2} O_{5}

）处理含有

C r_{2} O_{7}^{2 -}

的酸性废水，使其转化为毒性较低的

C r^{3 +}

，理论上处理200L

C r_{2} O_{7}^{2 -}

浓度为

1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}

的废水需要焦亚硫酸钠g。

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20. 铟是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从高铟烟灰渣(主要含

P b O

、

S i O_{2}

、

F e A s O_{4} \cdot 2 H_{2} O

、

I n_{2} O_{3}

)中提取铟的工艺流程如下：

已知： $F e S_{4} O_{6}$ 为强电解质；P₂O₄为磷酸二异辛酯。

回答下列问题：

(1)、“硫酸化焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在。在其他条件一定时，“水浸”铟、铁的浸取率结果如下图所示，则浸取所采用的最佳实验条件。

(2)、“水浸”时，浸渣除了

A s_{2} O_{3}

外，还含有。

(3)、“还原铁”时反应的离子方程式为。

(4)、有实验小组“萃取”过程中用酸作萃取剂，用H₂A₂表示，使In³⁺进入有机相，萃取过程In³⁺发生的反应方程式为：

I n^{3 +} + 3 H_{2} A_{2} ⇌_{}^{} I n {(H A_{2})}_{3} + 3 H^{+}

，平衡常数为

K

。“萃取”时萃取率的高低受溶液的

p H

影响很大，已知与萃取率(E%)的关系符合如下公式：

l g \frac{E %}{1 - E %} = l g K - l g \frac{c^{3} (H^{+})}{c^{3} (H_{2} A_{2})}

。当

p H = 2.30

时，萃取率为

50 %

，若将萃取率提升到95%，应调节溶液的pH=(已知

l g 19 = 1.28

，忽略萃取剂浓度的变化，结果保留三位有效数字)。

(5)、已知In³⁺易水解，常温下pH为3时即可沉淀完全。“萃取除铁”时，用

30 %

的P₂O₄作萃取剂时，发现当溶液

p H > 1.5

后，铟萃取率随

p H

值的升高而下降，原因是。

(6)、“置换铟”时，发现溶液中残留溶解的

A s_{2} O_{3}

也与Zn反应，会有少量的气体

A s H_{3}

生成，该过程的离子方程式为。

(7)、整个工艺流程中，可循环利用的溶液是。

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21. 电池级碳酸锂是制造LiCoO₂等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、SO

_{4}^{2 -}

等)为原料制取电池级Li₂CO₃的工艺流程如图：

已知：①HR为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe³⁺ ，萃取时发生反应可表示为：Fe³⁺+3HR $⇌$ FeR₃+3H⁺；

②常温时，1mol·L^-1LiOH溶液的pH=14。

回答下列问题：

(1)、“有机层”的主要成分为(填化学式，下同)；“滤渣1”中含有的物质为；使用HR萃取剂时，需加入一定量的NaOH进行处理，其目的是。

(2)、某种HR的结构简式为

，该分子中可能与Fe³⁺形成配位键的原子有。

(3)、加适量草酸的目的。

(4)、“混合沉锂”的离子方程式为。

(5)、Li₂CO₃与Co₃O₄在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO₂)。写出对应的化学方程式。

(6)、钴酸锂(LiCoO₂)是常见的锂离子电池正极材料，其晶胞结构示意图如下图所示，各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。

①基态Co原子核外电子排布式为。

②该晶胞密度为 g·cm^-3。(写出计算式，阿伏加德罗常数为N_A)

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22. 某锂离子二次电池的正极材料主要为

L i C o O_{2}

，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通过如下流程利用废旧锂离子电池制备草酸钴晶体

(C o C_{2} O_{4} \cdot x H_{2} O)

：

已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全 $(c = 1 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1})$ 的pH见下表：

离子	$C o^{2 +}$	$F e^{3 +}$	$F e^{2 +}$	$A l^{3 +}$	$M n^{2 +}$	$N i^{2 +}$
pH	9.3	3.2	9.0	4.7	10.1	8.9

回答下列问题：

(1)、“酸浸还原”步骤，

L i C o O_{2}

发生的反应中氧化产物为硫酸盐，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(2)、“滤渣”成分是。“水解净化”时，温度不宜超过70℃，原因是。

(3)、“氧化沉铁锰”中，反应生成

M n O_{2}

的离子方程式为。

(4)、利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离

C o^{2 +}

。研究水相pH对金属离子分离的影响，所得结果如下图所示，其中分离因素

β

越大，表明萃取剂对不同离子分离效果越好。

图1 水相pH对萃取率的影响图2 水相pH对分离因素 $β$ 的影响

由图可知，萃取时的最佳水相pH为____（填字母）。

A、2.5 B、3.0 C、3.5 D、4.0

(5)、“沉钴”适宜温度为50℃，温度过高会使

C o^{2 +}

沉淀率下降，可能的原因是。

(6)、采用热重分析法测定草酸钴晶体样品所含结晶水数目，将样品加热到140℃时失掉1个结晶水，失重9.84%。

C o C_{2} O_{4} \cdot x H_{2} O

中

x =

。

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23. 烟道灰中含有

M n O 、 C u O 、 F e_{2} O_{3} 、 Z n O

等，分离回收其中的金属资源可有效缓解矿藏资源不足的问题。分离回收时的流程如下：

已知：

①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示．

金属离子	$F e^{2 +}$	$F e^{3 +}$	$M n^{2 +}$
开始沉淀的 $p H$	7.0	1.9	8.1
完全沉淀的 $p H$	9.0	3.2	10.1

② $Z n O$ 的化学性质与 $A l_{2} O_{3}$ 相似。常温下，水溶液中不同形式含锌微粒物质的量浓度的对数 $(l g c)$ 与 $p H$ 的关系如图所示。

回答下列问题：

(1)、基态

F e

原子、

M n

原子核外未成对电子数之比为．

(2)、试剂X可能为____．

A、

N a O H

溶液 B、氨水 C、

N a_{2} C O_{3}

溶液 D、稀

H_{2} S O_{4}

(3)、步骤

M

的目的是；

(4)、步骤

M

后应调节

p H

的范围为；不同

p H

，含

Z n

微粒在体系中的存在形式不同，依据图

a

数据，求该温度下

Z n (O H)_{2}

的

K s p

为．

(5)、

M n (O H)_{2}

在空气中易被氧化为

M n_{3} O_{4}

，反应的化学方程式为．

(6)、某实验室设计了如图b所示装置，通过通入

N H_{3}

来制备

N_{2} H_{4}

。双极膜是阴、阳复合膜，层间的

H_{2} O

解离成

O H^{-}

和

H^{+}

并可分别通过阴、阳膜定向移动。

石墨电极反应式为．

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24.

M n C O_{3}

是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。用

M n O_{2}

粉与

M n S

矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备

M n C O_{3}

的工艺如下图所示：

相关金属离子 $[c_{0} (M^{n +}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}]$ 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	$M n^{2 +}$	$F e^{2 +}$	$F e^{3 +}$	$A l^{3 +}$	$M g^{2 +}$	$Z n^{2 +}$	$N i^{2 +}$
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

(1)、已知“滤渣1”含有S和

S i O_{2}

，写出“溶浸”中生成S的化学方程式。

(2)、加入

M n O_{2}

氧化的是哪种离子？

(3)、“调pH”控制的pH为4.7~6.0之间，写出“滤渣2”的化学式。

(4)、“除杂1”的目的是加入

N a_{2} S

除去

Z n^{2 +}

和

N i^{2 +}

，分析该步骤不能通过调节pH除杂的原因。

(5)、写出“沉锰”的离子方程式。

(6)、

M n C O_{3}

在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，某小组称取一定质量的

M n C O_{3}

固体在空气中加热，测得固体质量的残留率随着温度的变化如图所示。

①写出从开始加热到A点过程中发生反应的化学方程式。

②若D点对应的固体残留率为64.52%，写出D点残留固体的成分及物质的量之比。

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25. 钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。工业制备钴常用硫钴矿石(主要成分

C o_{3} S_{4}

常含钙、镁、铜、铁等化合物)，流程如下：

已知：①常温相关氢氧化物的 $K s p$ 值如下：

物质	$F e {(O H)}_{3}$	$F e {(O H)}_{2}$	$C o {(O H)}_{2}$	$C u {(O H)}_{2}$	$C a {(O H)}_{2}$	$M g {(O H)}_{2}$
$K s p$	$3.0 \times 1 0^{- 38}$	$8.0 \times 1 0^{- 16}$	$5.9 \times 1 0^{- 15}$	$2.2 \times 1 0^{- 20}$	$5.5 \times 1 0^{- 6}$	$1.8 \times 1 0^{- 11}$

②酸性条件下 $C o^{2 +}$ 极难被氧化。

(1)、基态钴原子价层电子排布式为。

(2)、已知钴与铁均为Ⅷ族元素，具有类似的化合价，

C o_{3} S_{4}

中

C o

的化合价。

(3)、硫酸浸取焙砂的过程中，温度及硫酸的浓度对金属离子浸出的影响如图所示，考虑生产成本和效率，最佳的浸出温度为℃，最佳的硫酸浓度为mol/L。

(4)、向浸取液中加入

K C l O_{3}

发生的主要反应的离子方程式为，滤渣1的主要成分是。

(5)、电解精炼的过程中，粗钴与电源极相连，用硫酸钴溶液作为电解质，控制阴极室

p H

为3～5之间，若

p H

值过低，在纯钴的电极表面产生气体，该气体可能是。

A． $O_{2}$ B． $C l_{2}$ C． $H_{2}$ D． $C O_{2}$

(6)、若沉钴中得到二水合草酸钴

C o C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O

(

M = 183 g / m o l

)热分解质量变化过程如图所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物，请写出从反应B点到C点的化学方程式。

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26. 锰酸锂(LiMn₂O₄)可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为MnO₂ ，含少量Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质)吸收含硫烟气(主要成分SO₂)制备锰酸锂，生产流程：

已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。

②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表：

沉淀物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Al(OH)₃	Mn(OH)₂
开始沉淀	2.7	7.6	3.4	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	4.7	9.8

(1)、含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却，冷却的原因是。

(2)、滤液1中所含金属阳离子有(填离子符号)。

(3)、在实际生产中，Li₂CO₃与MnO₂按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn₂O₄ ，反应过程：升温到515℃时，Li₂CO₃开始分解产生CO₂和碱性氧化物A，写出A的名称，此时比预计Li₂CO₃的分解温度(723℃)低得多，可能原因是。

(4)、由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)₃的实验方案如下：边搅拌边向滤液1中加入，再加入NaOH溶液调节pH范围为，过滤得到滤液2和滤渣，向滤渣中加入NaOH溶液pH≥12，搅拌、过滤，再向所得滤液中通入过量的CO₂过滤、洗涤、低温烘干得Al(OH)₃。

(5)、工业上，将Li₂CO₃粗品制备成高纯Li₂CO₃的部分工艺：

a.将Li₂CO₃溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH₄HCO₃溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li₂CO₃。

①a中，阳极的电极反应式是，宜选用(“阳”或“阴”)离子交换膜。

②b中，生成Li₂CO₃反应的化学方程式是。

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27. 钕铁硼(

N d F e B

)磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。已知某钕铁硼废料中主要成分为

N d 、 F e 、 C o 、 A l 、 M n

等金属单质，还含有不溶于水和盐酸的硼、硅酸盐及硫化物。以下为一种利用钕铁硼废料制取

N d_{2} O_{3}

和

C o_{2} O_{3}

的工艺流程：

①钕的活动性较强，能与酸发生置换反应，其稳定的化合价为 $+ 3$ 价；

②某些金属氢氧化物沉淀完全时的 $p H$ 如下表所示：

沉淀	$A l {(O H)}_{3}$	$F e {(O H)}_{3}$	$C o {(O H)}_{2}$	$F e {(O H)}_{2}$	$M n {(O H)}_{2}$	$N d {(O H)}_{3}$
沉淀完全的 $p H$	5.2	3.2	9.4	9.5	10.1	8.5

回答下列问题：

(1)、钴(

C o

)元素在元素周期表第周期第族。

(2)、钕铁硼废料“浸出”前需“预处理”，先将其进行粉碎，再除去表面的矿物油污。除去矿物油污可以选择的试剂是____(填标号)。

A、苯 B、

N a O H

溶液 C、纯碱溶液 D、稀硫酸

(3)、“沉钕”过程调

p H = 2.3

，得到

N d_{2} {(C_{2} O_{4})}_{3} \cdot 10 H_{2} O

晶体，写出生成沉淀的离子方程式。

(4)、“沉钕”后的滤液中加入试剂1的作用是；若溶液中

c (C o^{2 +}) = 0.1 m o l / L

，根据表中数据计算，加入试剂2调节

p H

范围是6~(忽略过程中溶液体积变化)。

(5)、“萃取”时发生反应：

C o^{2 +} + n (H A)_{2} ⇌_{}^{} C o A_{2} \cdot (n - 1) (H A)_{2} + 2 H^{+}

，则试剂3为，设计萃取、反萃取的目的是。

(6)、某钴的一种氧化物也是一种磁性材料，其晶胞结构如图甲所示，俯视图如图乙所示。

①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图甲中原子A的坐标为 $(0 ， 0 ， 0)$ ， B为 $(0.69 ， 0.31 ， 0)$ ，则C原子的坐标为。

②若阿伏加德罗常数的值为 $N_{A}$ ，则晶体密度为 $g \cdot c m^{- 3}$ (列出计算式)。

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28. 为回收利用废钒催化剂(含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣)，科研人员研制了一种回收V₂O₅的新工艺，主要流程如下图。

已知：i.部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示：

物质	VOSO₄	V₂O₅	NH₄VO₃	(VO₂)₂SO₄
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

ii.VO $_{2}^{+}$ + 2 OH^- $⇌_{}^{}$ VO $_{3}^{-}$ +H₂O

回答下列问题：

(1)、用水浸泡废钒催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，可以采取的措施为； (写两条)。

(2)、滤液1和滤液2中含钒的主要物质成分相同。在滤渣1中加入Na₂SO₃和过量H₂SO₄溶液发生反应的化学方程式为。

(3)、生成VO

_{2}^{+}

的反应中消耗1mol KClO₃时转移6mol电子，该反应的离子方程式为。

(4)、结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的作用为。

(5)、最后钒以NH₄VO₃的形式沉淀出来。以沉钒率(NH₄VO₃沉淀中V的质量和废催化剂中V的质量之比)表示该步反应钒的回收率。请解释下图温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是；(写两条)。

(6)、测定产品中V₂O₅的纯度，称取a g产品，先用硫酸溶解，得到 (VO₂)₂SO₄溶液，再加入b₁ mL c₁ mol·L⁻¹H₂C₂O₄溶液(2VO

_{2}^{+}

＋H₂C₂O₄＋2H^＋= 2VO^2＋＋2CO₂↑＋2H₂O)，最后用c₂ mol·L^-1 KMnO₄溶液滴定过量的H₂C₂O₄至终点，消耗KMnO₄溶液的体积为b₂ mL。已知MnO

_{4}^{-}

被还原为Mn²⁺ ，假设杂质不参与反应。则产品中V₂O₅(摩尔质量：182 g·mol⁻¹)的质量分数是(列出计算式)。

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29. 五氧化二钒(V₂O₅)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V₂O₃、FeO、CuO、MnO、SiO₂、Al₂O₃、有机物)为原料制备V₂O₅的一种流程如图：

已知：25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：

难溶电解质	Cu(OH)₂	Mn(OH)₂	Al(OH)₃
K_sp	2.2×10⁻²⁰	4×10⁻¹⁴	1.9×10⁻³³

(1)、“焙烧”的目的是。

(2)、酸溶时加入H₂O₂的目的是。

(3)、常温下，若“调pH”为7，Cu²⁺是否能沉淀完全：(填“是”或“否”)(溶液中离子浓度小于10⁻⁵ mol∙L⁻¹时，认为该离子沉淀完全)。

(4)、“沉锰”需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为。

(5)、结晶所得的NH₄VO₃需进行水洗、干燥。证明NH₄VO₃已洗涤干净的实验操作及现象为。

(6)、在煅烧NH₄VO₃生成的V₂O₅过程中，固体残留率=

\frac{剩 余 固 体 质 量}{原 始 固 体 质 量}

×100%随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中，A点失去的物质是(填写化学式)。

(7)、为测定该产品的纯度，兴趣小组同学准确称取V₂O₅产品2.000g，加入过量稀硫酸使其完全反应，生成(VO₂)₂SO₄ ，并配成100mL溶液。取10.00mL溶液用0.1000 mol∙L⁻¹的H₂C₂O₄标准溶液滴定，滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H₂C₂O₄被氧化为CO₂ ， VO

_{2}^{+}

黄色(被还原为VO²⁺蓝色)，该反应的离子方程式：；该产品的纯度为。

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30. 一水合硫酸锰

(M n S O_{4} \cdot H_{2} O)

主要用于饲料添加剂和植物合成叶绿素的催化剂。一种以软锰矿(主要成分是

M n O_{2}

，还有

C a O 、 M g O_{2}

，

A l_{2} O_{3} 、 S i O_{2}

等杂质)和废铁屑(主要成分是

F e

，还含有少量

C u

)为原料制备

M n S O_{4} \cdot H_{2} O

的工艺流程如下：

已知： $25 ℃$ 时相关物质的 $K_{s p}$ 如下表：

物质	$A l {(O H)}_{3}$	$F e {(O H)}_{2}$	$F e {(O H)}_{3}$	$M n {(O H)}_{2}$
$K_{s p}$	$1 \times 1 0^{- 33}$	$5 \times 1 0^{- 17}$	$1 \times 1 0^{- 38}$	$2 \times 1 0^{- 13}$

回答下列问题：

(1)、净化铁屑：为去除废铁屑表面的油污，可采用的方法为。

(2)、“浸出”时，锰的浸出率随

F e / M n O_{2}

摩尔比、反应温度的变化曲线如下图所示，则最佳的反应条件为。

(3)、“浸出”后所得混合溶液中部分离子浓度如下表所示：

离子	$M n^{2 +}$	$F e^{2 +}$	$F e^{3 +}$	$C u^{2 +}$	$H^{+}$
$c / (m o l \cdot L^{- 1})$	0.601	0.15	0.3	0.001	0.1

① $F e$ 、稀硫酸、 $M n O_{2}$ 发生总反应的离子方程式为。

②反应过程中硫酸不能过量太多的原因是。

(4)、“氧化”时，过氧化氢的实际消耗量大于理论消耗量的原因是。

(5)、“除铁、铝”调节溶液的

p H

不小于(保留1位小数；已知：离子浓度小于

1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}

时，可认为该离子沉淀完全)。

(6)、滤渣Ⅳ的主要成分是(填化学式)。

(7)、硫酸锰在不同温度下的溶解度和一定温度范围内析出晶体的组成如图所示，“除杂”所得滤液控制温度在

80 ~ 90 ℃

之间蒸发结晶，(填操作名称)，得到

M n S O_{4} \cdot H_{2} O

。

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【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题48 工艺流程

一、非选择题

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