河北高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-04离子反应
一、单选题
1．（2023·河北张家口·统考三模）化学是材料研发和利用的基础。下列说法正确的是
A．离子液体由液态非电解质形成
B．有生物活性的大分子中常存在氢键
C．高纯硅广泛用于信息和光纤等技术领域
D．钠用作核反应堆导热剂的主要原因是性质稳定
2．（2023·河北沧州·统考二模）Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素，均能与反应，其中Co和Ni均得到二氯化物，三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，均为NaCl型。下列说法错误的是
A．每个二价阳离子均处于周围6个构成的正八面体空隙中
B．、和的氧化性由强到弱的顺序为
C．与盐酸反应有黄绿色气体生成，则发生反应的离子方程式为
D．三种元素二价氧化物熔点由高到低的顺序为
3．（2023·河北·校联考模拟预测）为探究类卤离子与的还原性强弱，某同学进行了如下实验：
①分别配制0.1mol·L-1的KSCN溶液、FeSO4溶液；
②向0.1mol·L-1的KSCN溶液中滴加酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色；
③向0.1mol·L-1的FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色；
④向等体积浓度均为0.1mol·L-1的KSCN和FeSO4混合溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液先变红后褪色。下列说法正确的是
A．实验①中必须用到分液漏斗、锥形瓶等玻璃仪器
B．实验②中将还原为
C．实验③中反应的离子方程式为
D．实验④说明还原性：
4．（2023·河北沧州·统考一模）与砂糖混用为补血剂。合成工艺流程如下：
已知：“还原”工序中不生成S单质。下列说法错误的是
A．“焙烧”时，空气和逆流可提高焙烧效率
B．“焙烧”过程中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶4
C．“还原”工序中，反应的离子方程式为
D．“沉铁”时，与结合生成，促进了的电离
5．（2022·河北邯郸·邯郸一中校考模拟预测）生物还原法是指微生物在缺氧或厌氧条件下，在电子供体的作用下将还原为更易被去除的，根据电子供体的不同可分为自养还原和异养还原。为去除水中锑(+5)酸盐，某大学建立升流式硫自养固定床生物反应器，其反应机理如图。下列说法正确的是
A．在自养还原过程中，S接受电子作氧化剂
B．歧化反应的离子方程式是
C．反应的副产物是，只来源于歧化反应
D．在生物反应器中可以实现S单质的循环利用
6．（2022·河北·模拟预测）用卤水(含、、、)制备的实验流程如图，下列说法错误的是
A．第一步加入的主要目的是除去、
B．如果第一步加入的过量，会导致的产率降低
C．蒸发操作中使用的玻璃仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯等
D．玻璃棒在过滤和蒸发操作中的作用不相同
7．（2022·河北·模拟预测）MgCl2 6H2O可用于医药、农业等领域。一种用镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Fe2O3和SiO2]制备MgCl2 6H2O的实验流程如图。
注：“煅烧”过程中只有MgCO3、Mg(OH)2发生分解。
下列说法不正确的是
A．“煅烧”需用到的仪器有坩埚、坩埚钳、泥三角、玻璃棒、酒精灯、铁架台等
B．“滤渣”的主要成分为CaCO3、SiO2和Fe2O3
C．“蒸氨”步骤中NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应，离子方程式为MgO+2NHMg2++2NH3↑+H2O
D．“过滤”所得滤液经硫酸酸化、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品
8．（2022·河北·模拟预测）KSCN是检验铁离子的常用指示剂，可与反应生成KSCN，下列有关说法正确的是
A．的电子式为
B．中子数为20的钾原子表示为
C．KSCN分子中含4个σ键
D．熔融状态下的电离方程式为
9．（2021·河北石家庄·统考一模）牙膏内含有多种化学成分，下列有关化学用语的说法错误的是
A．保湿剂甘油(丙三醇)的球棍模型为
B．缓冲剂的电子式为
C．摩擦剂方解石粉在水中的电离方程式为
D．防蛀剂微溶于水，其溶解平衡表达式为
10．（2021·河北沧州·统考二模）第十三届全国人民代表大会第四次会议政府工作报告指出“要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”，绿色氢能和液态阳光甲醇可助力完成碳中和目标。下列说法正确的是
A．属于电解质
B．用焦炭与反应是未来较好获取氢能的方法
C．与反应，每生成1mol时转移4mol电子
D．植树造林、节能减排等有利于实现碳中和
二、多选题
11．（2022·河北邯郸·统考一模）为白色粉末，微溶于水，溶于浓盐酸或浓溶液，不溶于乙醇。往硫酸铜溶液中加入、，进行“还原，氯化”时，和的用量对产率的影响如图1、图2所示。下列说法中正确的是
A．反应的离子方程式为
B．为减少的溶解损耗，可用乙醇洗涤沉淀
C．的用量越多，越大，的产率越大
D．易被空气氧化为，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：4
12．（2021·河北石家庄·统考二模）Na2S2O8具有高水溶性、氧化性，我国科学家研究用Fe/Na2S2O8体系去除废水中的正五价砷As(V)，反应机制模型如图。下列说法正确的是
A．Fe2+/Fe3+循环，可有效促进S2O转化为SO·
B．中性废水中，可发生反应SO·+H2O=SO+·OH+H+
C．SO·和·OH具有强氧化性，可将废水中的As(V)氧化去除
D．若56gFe参加反应，则有1molS2O被还原
三、工业流程题
13．（2023·河北衡水·河北武邑中学校考模拟预测）电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的固体废弃物，其中含有大量的金属，如铜、镍、铬等，是一种廉价的二次可再生资源．以某厂的电镀污泥(除水干化后的成分如表所示)为原料回收铜和镍的工艺路线如图所示：
组成 Cu Ni Cr Al Fe Ca Mg 其他
质量分数/% 9.10 8.60 3.04 2.31 0.76 5.62 1.34 69.23
回答下列问题：
(1)若污泥中Cr元素以，的形式存在，则“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。
(2)“沉淀1”时，当硫化钠的加入量为理论需求量的1.2倍、沉淀时间为30min时，温度对铜沉淀率和镍损失率的影响如图所示，则“沉淀1”温度应控制为 。
(3)溶液中金属离子开始沉淀、沉淀完全时的pH如表所示：
金属离子
开始沉淀时的pH 7.2 4.9 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时()的pH 8.7 6.8 4.7 3.2 9.0
“净化除杂”时，向滤液中加氨水前通常需要加入适量的双氧水，目的是 。为保证除杂效果，加入氨水调节溶液的pH，需要控制pH的范围为 。
(4)已知常温下和的溶度积常数分别为、，若添加氟化钠后溶液中，此时和是否除尽 。
(5)向“净化除杂”后的滤液中加入碳酸钠溶液，生成碱式碳酸镍［化学式为］沉淀，该过程中无气体生成，反应的离子方程式为 。
(6)取20.00g干化电镀污泥，进行回收处理得到粗品铜，最终转化为1.638g纯铜，则铜的回收率为 。
14．（2023·河北·校联考模拟预测）从某冶锌工厂的工业废料［除ZnO和少量外，还含有铟(In)、铋(Bi)、锗(Ge)的氧化物］中回收几种金属的单质或化合物的工业流程如下：
已知：该工艺条件下，，。
请回答下列问题：
(1)下列措施更有利于完成“酸浸1”目的，提高“酸浸1”浸取率的是_______(填选项字母)。
A．适当升高温度 B．酸浸过程中不断搅拌
C．将硫酸浓度增大到70% D．加大废料的用量
(2)“浸液1”中约为0.1 ，则除时应控制pH的范围为 。已知：当溶液中某离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全。
(3)“酸浸2”时铋的氧化物()发生反应的离子方程式为 。
(4)实验室进行“萃取”时用到的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯。其中水相从分液漏斗的 (填“下口放出”或“上口倒出”)。
(5)“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节pH为2.5，不能过高或过低，原因为 。
(6)氧化锌有多种晶体结构，其中一种晶胞结构与六方硫化锌的晶胞结构相同，其晶胞如图所示。位于构成的 (填“四面体空隙”“六面体空隙”或“八面体空隙”)中，氧化锌的熔点高于硫化锌，原因为 。
15．（2023·河北邯郸·统考三模）钼是七种重要微量营养元素之一、钼酸钠可用于化学试剂、染料、颜料等领域。以钼矿(主要成分为MoS2)为原料制备金属钼和钼酸钠晶体的主要流程如图所示。
(1)钼元素位于第五周期，与铬同副族，其价电子排布图为 。
(2)空气中煅烧钼矿的尾气用过量的氨水处理，反应的离子方程式为 。
(3)操作II所得的钼酸要水洗，检验钼酸是否洗涤干净的操作是 。
(4)由精钼矿制备钼酸钠的化学方程式 。
(5)操作III之前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的，的最大去除率是 。(已知：碱浸液中c(MoO)=0.80mol·L-1，c()=0.04mol·L-1，Ksp(BaSO4)=1.0×10-10，Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8，忽略Ba(OH)2引起的溶液体积变化)
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常用于碳素钢的缓蚀剂，下图是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果：
①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率曲线变化趋势不同的原因之一是Cl-有利于碳钢的腐蚀，不利于碳钢的腐蚀，碳钢在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；其二是随着浓度的增大， 。
②要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为 。
(7)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示。
氮化钼的化学式为 ，Mo原子的配位数为 。
16．（2023·河北保定·统考一模）一种用硫铜矿(主要含CuS、及少量FeO、等)为原料制备CuCl的工艺流程如下：
已知：①CuCl是难溶于水和醇的白色固体，在热水中迅速水解生成；
②CuCl在潮湿的空气中易被氧化，生成的碱式盐为；
③已知、、开始生成沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
金属离子
开始沉淀pH 4.7 8.1 1.2
完全沉淀pH 6.7 9.6 3.2
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，富氧空气的作用 。
(2)“酸浸”时，CuS反应的化学方程式为 。
(3)用氨水调pH时，应将溶液的范围调整为 。
(4)“合成”时，生成CuCl发生反应的离子方程式为 。
(5)准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用x mol L的溶液滴定到终点，发生反应为，消耗溶液V mL，样品中CuCl的质量分数为 (杂质不参与反应，列出计算式即可)。
(6)如图是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a nm。
①图中原子的坐标参数：A为，B为，则C的坐标参数为 。
②与最短的距离是 nm。
17．（2023·河北邯郸·统考一模）钴是生产电池材料、高温合金、磁性材料及催化剂的重要原料。一种以湿法炼锌净化渣(含有Co、Zn、Fe、Cu、Pb等金属及其氧化物)为原料提取钴的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，Ksp(CuS)=8.9×10-36，Ksp(CoS)=1.8×10-22。
②溶液的氧化还原电位为正表示该溶液显示出一定的氧化性。氧化还原电位越高，氧化性越强；电位越低，氧化性越弱。
回答下列问题：
(1)基态Co原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。工业上，在“浸出”过程中，常选用硫酸浸取，而不用盐酸，原因是 。
(3)Na2S常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到Co2+，“除铜液”中Co2+浓度为0.18mol L-1，则此时溶液的pH＜ [已知常温下，饱和H2S水溶液中存在关系式：c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22(mol L-1)3]。
(4)“氧化”过程中，Na2S2O8与Fe2+发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉铁”过程中，Na2CO3的作用是 。
(6)Co元素的存在形式的稳定区域与溶液pH的关系如图(E－pH图)所示，在溶液pH=5时，Na2S2O8能将Co2+氧化，写出该反应的离子方程式： ；以1吨湿法炼锌净化渣(Co的质量分数为w%)为原料提取出mkgCo(OH)3。在提取过程中钴的损失率为 (填含w、m的表达式)%。
18．（2022·河北沧州·统考二模）镍、钴是重要的战略物资，但资源匮乏。一种利用酸浸出法从冶金厂废炉渣中提取镍和钴的工艺流程如下：
已知：i.酸浸液中的金属阳离子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等
ii.NiSO4在水中的溶解度随温度升高而增大
回答下列问题：
(1)提高“酸浸”速率的方法有 。(任写一条)
(2)“滤渣1”的主要成分是 。(写化学式)
(3)黄钠铁矾的化学式为Na2 Fe 6(SO4)4(OH)12，“除铁”的离子方程式为 。
(4)“除钙镁”时，随pH降低，NaF用量急剧增加，原因是 (结合平衡理论解释)。Ca2+和Mg2+沉淀完全时，溶液中F-的浓度c(F- )最小为 mol·L-1。(已知离子浓度≤10-5 mol·L-1时，认为该离子沉淀完全，Ksp(CaF2)=1.0 ×10-10，Ksp(MgF2)=7.5×10-11)
(5)镍、钴萃取率与料液pH、萃取剂体积与料液体积比Va：V0的关系曲线如下图所示，则“萃取”时应选择的pH和Va：V0分别为 、 。
(6)获得NiSO4(s)的“一系列操作”是 。
(7)工艺流程中，可循环利用的物质是 。
19．（2022·河北唐山·统考二模）以电镀厂含锌废液(主要成分为，还含有少量的)为原料制备的工艺流程如下：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示：
金属离子
开始沉淀 1.9 7.0 3.0 6.6
完全沉淀 3.2 9.0 4.7 9.1
回答下列问题：
(1)“氧化”工序作用之一是除锰，发生反应的离子反应方程式是 。
(2)工业生产中，“试剂a”通常可选用 (填字母代号)
A．溶液 B． C．稀硫酸 D．
滤渣X的成分是 ，调的范围是 。
(3)“沉锌”主要反应的离子反应方程式是 ；过滤出的产品经过多次洗涤，如何证明产品已洗净 。
(4)对产品进行系列加工可得单质和，科研团队进一步研发了可逆电池，电池工作时复合膜(由a、b膜复合而成)层间的解离成和。电池工作原理如图所示：
闭合时，电池复合膜中向 (填“左”或“右”)迁移；闭合时，电极发生的电极反应式为 。
20．（2022·河北秦皇岛·统考模拟预测）以钴渣(主要成分是Co2O3，含少量Al2O3、CuO、CdO、Fe2O3等)为原料制备钻和钻酸锂的流程如图：
已知：①常温下，几种物质的溶度积如表所示。
物质 Al(OH)3 Fe(OH)3 CuS CdS CoS
Ksp的近似值 1×10-33 1×10-38 6.4×10-44 8×10-27 4×10-21
②常温下，NH3·H2O的电离常数Kb=2.0×10-5。
请回答下列问题：
(1)“酸浸”前需要将钴渣粉碎，原因是 。
(2)“酸浸”时双氧水的作用是 。
(3)“酸浸”时钴的浸出率与液固比的关系如图1所示。最佳液固比为 mL·g-1；当液固比一定时，相同时间内钴的浸出率与温度的关系如图2所示，解释40℃时钴的浸出率达到峰值的原因： 。
(4)“除铁铝”中，如果Fe3+、Al3+浓度相等，先产生沉淀的离子是 (填离子符号)，Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH的平衡常数K= 。
(5)在“除铜镉”中，如果溶液中c(Co2+)=0.1mol·L-1，当c(Cd2+)=1×10-5mol·L-1时， (填“有”或“没有”)CoS生成。
(6)在CoSO4溶液中加入小苏打溶液产生碱式碳酸钴并放出气体，写出反应的离子方程式： 。
(7)用碱式碳酸钴制备钴酸俚时，每生成1molLiCoO2，消耗标准状况下的空气的体积为 L。(设空气中O2的体积分数为20%)
21．（2021·河北秦皇岛·青龙满族自治县第一中学校考模拟预测）NiSO4·nH2O易溶于水，难溶于乙醇，其水溶液显酸性。从电镀污泥中回收制备NiSO4·nH2O和其它金属的工艺流程如下。
已知：Ⅰ.电镀污泥含有Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3和SiO2等。
Ⅱ.萃取剂(RH)萃取Ni2+的原理为Ni2++2RH2NiR2+2H+。
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，为加快浸出速率，提高生产效益，下列措施不合理的有 (填标号)。
A．用机械搅拌器搅拌 B．体积不变增加硫酸的浓度 C．进一步球磨粉碎
(2)“电解”时，铜的电解电压较低，且电解速率很快，铁和铬存在形式随电解电压的变化如下表。为得到纯的NiSO4·nH2O，电解电压的范围应选择 V。
电解电压/V 1.0 1.2 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Fe2+ 有 有 有 无 无 无 无
Cr4+ 无 无 无 无 无 有 有
(3)萃取余液可在 中循环利用(填操作单元)，反萃取剂X为 (填化学式)。
(4)“反萃取”得到的NiSO4溶液，可在强碱溶液中被NaClO氧化，得到用作镍镉电池正极材料的NiOOH。该反应的离子方程式为 。NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作可得NiSO4·nH2O。下列说法正确的是 (填标号)。
A．为得到较大NiSO4·nH2O晶体颗粒，宜用冰水快速冷却结晶
B．蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时，停止加热
C．可通过抽滤提高过滤速度，在80℃鼓风干燥，快速得到干燥晶体
D．向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
(5)采用热重分析法测定NiSO4·nH2O样品所含结晶水数。将样品在900℃下进行煅烧，失重率随时间变化如下图，A点时失掉2个结晶水，n的值为 ；C点产物的化学式为 。
22．（2021·河北唐山·统考三模）某研究小组用炼锌废渣制备。炼锌产生的废渣中含钴10～18%、锌15～20%左右，还含有少量锰、铁、铜、镉等金属。
已知：
(1)滤渣1的成分是 ，提高“酸浸”浸出率的措施有 。(任写一条措施)
(2)“控电位浸出”是控制合适的氧化电位电解除锰，将溶液中变为除去，写出阳极电极反应式 。
(3)已知浸出液含金属离子为、、、，试剂a是和的悬浊液，试剂a除铁的原理是 (文字表述)；滤渣2成分是 。(写化学式)
(4)“沉钴”的离子方程式是 ，该步骤选择，而不用的原因是 。
(5)与按一定比例在700℃下烧结，可得重要的电极材料钴酸锂()，烧结反应化学方程式是 。
四、实验题
23．（2023·河北唐山·统考三模）NaDCC(结构简式为 )，是一种优良的消毒剂。常温下，NaDCC为白色粉末或颗粒，性质稳定，受热易分解，难溶于冰水，在实验室中可通过以下反应和装置(夹持仪器略去)制取。
原理： (氰尿酸)+2NaClO +NaOH+H2O
实验装置：
Ⅰ.制取NaDCC的实验步骤如下：
①向D中加入10mL40%NaOH溶液，水浴控温10℃左右，搅拌。
②A中加入KMnO4固体，B中加入浓盐酸，混合使之反应，打开磁力搅拌器。
③D中pH降至8左右时，向其中加入一定量氰尿酸，保持10℃左右，边搅拌边持续通入A中产生的气体，至D中有较多晶体析出，停止反应；
④将D中的混合物用冰水浴冷却，过滤，洗涤，低温晾干得到NaDCC晶体。
Ⅱ.NaDCC有效氯含量测定：
⑤用250mL碘量瓶称取0.2000gNaDCC晶体样品，加蒸馏水100mL，摇动至样品完全溶解，加适量的碘化钾和稀硫酸，避光放置5min。再用少量水冲洗碘量瓶瓶塞和瓶内壁。
⑥用滴定管快速滴入0.2000Na2S2O3溶液至浅黄色时，加2滴指示剂后，继续滴定至终点，记录消耗Na2S2O3溶液的体积，重复三次，平均消耗Na2S2O3溶液16.76mL。
⑦完成一次空白试验，消耗Na2S2O3溶液0.16mL。
已知：
样品有效氯=
请回答下列问题：
(1)仪器B的名称是 。制备NaDCC实验中使用仪器C的目的是为了提高 (填原料名称)的利用率。
(2)若步骤②中通入气体过快，仪器D中反应热量未及时散失，可生成较多NaClO3副产物，该副反应的离子方程式为 。
(3)步骤④中洗涤的操作是 。
(4)已知NaDCC在酸性环境中还原得到氰尿酸和氯化物，写出步骤⑤中样品加入适量的碘化钾和稀硫酸的离子反应方程式 。
(5)步骤⑥中使用的最佳指示剂是 ，滴定终点的现象为溶液由 变为 。若变色后立即读取Na2S2O3溶液体积，则测定的样品有效氯含量结果 (填字母)。
A．一定偏大 B．一定偏小 C．可能偏大 D．可能偏小
(6)计算样品有效氯 %(保留四位有效数字)。
24．（2022·河北·模拟预测）纯品氯化钠可用于食品、制药、氯碱工业等许多领域。实验室中利用下列装置进行从海水提取纯品氯化钠的实验。海水中主要离子及浓度见下表：
离子 Cl- Na+ Mg2+ SO Ca2+ K+
浓度(×10-3mol/L) 546 468 53.3 28.1 10.4 9.97
回答下列问题。
(1)盛放BaCl2溶液的仪器名称为 ，球形冷凝管的出水管为 (填“a”或“b”)。
(2)在95℃下对30mL海水混合物进行加热搅拌，同时缓慢滴加约2mL1mol·L-1BaCl2溶液，加热10min后取下，确定沉淀完全的实验方法是 ，能否用CaCl2代替BaCl2做沉淀剂 (填“能”或“否”)。
(3)减压过滤(第一次)出泥沙与BaSO4，减压过滤的主要优点是 (写一条)。
(4)加热滤液至沸，分别加入2mL3mol·L-1NaOH溶液和2mL饱和Na2CO3溶液，10min后减压过滤(第二次)。进行两次过滤而不是合并一次过滤的主要目的是：①防止泥沙溶于NaOH溶液；②防止发生沉淀转化： (写出离子方程式)。工业上不宜选择用Ba(OH)2同时除去Mg2＋和SO，可能的合理考虑是 (双选)。
A．Ba(OH)2比较贵
B．Ba(OH)2的溶解度比较低
C．Ba(OH)2属于二元强碱
D．SO恰好沉淀完全时，Mg2＋不能完全沉淀
(5)在滤液中滴加2mol·L-1盐酸，直至溶液pH在2～3之间，搅拌。有人认为调节溶液酸碱性呈中性即可，这样做的后果是 。
(6)据下图分析，将调节pH后的溶液转移至蒸发皿中，小火加热，再经 、 ，乙醇洗涤，干燥，得到纯品氯化钠。
25．（2022·河北·模拟预测）某实验小组在研究硝酸与铜的反应时，发现稀硝酸和铜反应后的混合液为蓝色，而浓硝酸和铜反应后的混合液为绿色，为此对产生绿色的原因开展探究。按要求完成下列问题：
[猜想假设]
(1)假设1：
假设2：硝酸铜溶液中溶解了
[实验操作及现象分析]
实验一：向蒸馏水中不断加入硝酸铜晶体，最终配成饱和溶液。配制过程中溶液颜色始终是蓝色，未见绿色出现。
甲同学根据实验一的现象证明了假设1不成立，请补全假设。
实验二：
(2)甲同学在实验一的基础上继续开展了实验二，并初步验证了假设2成立，他的实验操作及现象是 。
乙同学认为假设2不严谨，用以下实验对假设2进行了深入探究：
实验三：
操作及试剂 现象
向浓硝酸和铜反应后的混合液中通入 大量红棕色气体放出，短时间内溶液仍保持绿色。长时间后变成蓝色
(3)结合实验三，乙同学认为假设2不严谨的证据是
(4)乙同学查阅资料发现：
①铜与浓硝酸反应后溶液呈现绿色是由于(或)与铜离子作用的结果。
②金属和浓的反应一旦发生后速率不断加快。原因是过程中有生成。如和浓反应，开始生成的溶于水形成，它再和反应，速率就大大加快。
请依据资料完成以下离子反应方程式。
i.；
ii.；
iii.
实验四：乙同学通过以下实验证实了反应过程中的生成。
实验 操作 现象
1 向试管a中加入lmL浓硝酸，再插入铜丝 快速产生红棕色气体，溶液变为绿色
2 向试管b中加入1mL浓硝酸，3滴蒸馏水，再插入铜丝 快速产生红棕色气体溶液变为绿色
3 向试管c中加入1mL浓硝酸，3滴，再插入铜丝 反应较慢，溶液变为蓝色
(5)结合化学用语，解释实验3产生该现象的原因是 。
参考答案：
1．B
【详解】A．离子液体由液态离子化合物形成，属于电解质，A项错误；
B．生物大分子具有活性的主要原因是分子中存在氢键，B项正确；
C．光纤的主要成分是二氧化硅，C项错误；
D．钠用作核反应堆导热剂的主要原因是熔点低，D项错误；
故选B。
2．D
【详解】A．三种元素二价氧化物的晶胞类型均为NaCl型。每个阳离子(二价)周围离它最近的有6个，每个阳离子(二价)处于这6个构成的正八面体空隙中，A正确；
B．铁和氯气反应生成，氧化剂的氧化性大于氧化产物氧化性，因此氧化性：，氯气与Co反应得到二氯化物说明氯气的氧化性比弱，由此推断、和的氧化性由强到弱的顺序为，B正确；
C．与盐酸反应有黄绿色气体生成，发生氧化还原反应生成、、，其离子方程式：，C正确；
D．三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，Fe、Co、Ni在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族，离子半径，NiO、CoO、FeO的离子键按NiO、CoO、FeO依次减弱，因此其熔点由高到低的顺序为，D错误；
故选D。
3．C
【详解】A．该实验中不需要用到分液漏斗，A错误；
B．酸性条件下可将SCN-氧化成(SCN)2，而不是还原，B错误；
C．酸性高锰酸钾与亚铁离子反应的离子方程式为，C正确；
D．在等体积浓度均为0.1mol/L的KSCN和FeSO4混合溶液中滴加酸性高锰酸钾，溶液先变红，说明亚铁离子先被高锰酸根离子氧化成铁离子，故还原性SCN-
4．C
【分析】在空气中焙烧生成氧化铁，氧化铁加入稀硫酸酸浸，得到硫酸铁溶液，加入还原，再加入碳酸氢铵沉铁，得到碳酸亚铁。
【详解】A．“焙烧”时，空气和逆流可增大接触面积，提高焙烧效率，选项A正确；
B．“焙烧”过程中发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，其中氧气为氧化剂，二硫化亚铁为还原剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为11:4，选项B正确；
C．“还原”工序中，无S单质生成，反应的离子方程式为，选项C错误；
D．“沉铁”时，与结合生成，使得碳酸根离子浓度减小，平衡正向移动，促进了的电离，选项D正确；
故选C。
5．B
【分析】自养还原过程硫单质和Sb(+5)反应生成硫酸根和Sb(+3)，S单质歧化生成硫酸根和硫化氢，硫化氢与Sb(+3)反应生成Sb2S3沉淀除去。整个过程中硫酸根为副产物，没有实现S单质的循环利用。
【详解】A．根据分析，在自养还原过程中，S失去电子作还原剂，A错误；
B．S单质歧化生成硫酸根和硫化氢，离子方程式正确，B正确；
C．副产物是硫酸根，来源于自养还原和歧化还原过程，C错误；
D．在生物反应器中并没有再重新生成硫单质，没有实现S单质的循环利用，D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．由分析可知，第一步加入的主要目的是除去、， A项正确；
B．如果第一步加入的过量，碳酸根离子会和锂离子生成碳酸锂沉淀，导致的产率降低，B正确；
C．蒸发操作中使用的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯等，蒸发皿为陶瓷，C错误；
D．玻璃棒在过滤和蒸发操作中的作用分别为引流、搅拌防止液体受热不均匀而溅出，作用不相同，D正确；
故选C。
7．D
【分析】镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Fe2O3和SiO2]在坩埚中煅烧，碳酸镁、氢氧化镁分解得到氧化镁，加入氯化铵反应生成氯化镁、氨气和水，蒸氨，氨气极易溶于水，注意防倒吸，过滤后再经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品MgCl2 6H2O。
【详解】A．煅烧”固体需用到的仪器有坩埚、坩埚钳、泥三角、玻璃棒、酒精灯、铁架台等，A正确；
B．由于“煅烧”温度不够高，、、没有分解或没有参与反应，所以“滤渣“的主要成分为、和，B正确；
C．“蒸氨”步骤中溶液仅与体系中的MgO反应，离子方程式为，C正确；
D．“过滤”所得滤液经硫酸酸化会引入杂质，应用盐酸酸化，D错误；
故选D。
8．D
【详解】A．的电子式为：，A错误；
B．中子数为20的钾原子，质子数为19，质量数为20+19=39，应表示为：，B错误；
C．分子的电子式为：，，分子中含有2个键和2个键，C错误；
D．硫酸氢钾为强酸的酸式盐，在水溶液中的电离方程式为：，熔融状态下的电离方程式为：，D正确；
答案选D。
9．C
【详解】A．丙三醇的结构简式为，球棍模型为，故A正确；
B．氢氧化钠是含有共价键的离子化合物，电子式为，故B正确；
C．摩擦剂方解石粉的主要成分是碳酸钙，溶于水的碳酸钙在溶液中完全电离，电离方程式为，故C错误；
D．氟化锌微溶于水，在溶液中存在如下溶解平衡，故D正确；
故选C。
10．D
【详解】A．属于非电解质，选项A错误；
B．该工艺需消耗大量的能量，不节能，选项B错误；
C．每生成1mol时转移6mol电子，选项C错误；
D．植树造林、节能减排等有利于实现碳中和，选项D正确；
答案选D。
11．BD
【详解】A．离子方程式中铜离子得到1个电子，亚硫酸根离子失去2个电子，铜离子与亚硫酸根离子的化学计量数之比应该是2:1,上述离子方程式配平错误，A项错误；
B．因为为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，故用乙醇洗涤沉淀可以快速干燥，且减少的溶解损耗，B项正确；
C．根据图示可知，随着的增大，的产率先增大后减小，C项错误；
D．易被空气氧化为，发生反应，故氧化剂O2和还原剂CuCl的物质的量之比为1：4，D项正确；
故选BD。
12．AB
【详解】A．由图示知，Fe2+与反应生成和Fe3+，Fe3+与Fe反应又生成Fe2+，使得反应循环进行，同时促进转化为，A正确；
B．由图示知，与H2O反应生成·OH和H+，氧元素被氧化，推测中S元素由+7价被还原为+6价，生成，对应方程式为：+H2O=·OH+H++，B正确；
C．由图可知，溶液中As(Ⅴ)吸附在腐蚀层表面，之后通过与Fe(OH)2、Fe(OH)3形成共沉淀而被除去，并未涉及As(Ⅴ)被氧化过程，C错误；
D．由图示知，部分Fe与反应生成Fe2+和，部分Fe与Fe3+反应生成Fe2+，所以56 g Fe不一定都与反应，故无法计算被还原的物质的量，D错误；
故答案选AB。
13．(1)
(2)60℃
(3) 将氧化成，便于完全沉淀
(4)已经除尽，没有除尽
(5)
(6)90%
【分析】电镀污泥中加稀硫酸酸浸，反应后酸浸液中含有Cu2+、Ni2+、Cr3+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等金属离子，加硫化钠沉铜，经过滤后所得滤渣CuS经一系列转化得到粗铜，所得滤液加入适量的双氧水，将氧化成，加氨水将Cr3+、Al3+、Fe3+转化为沉淀除去，加氟化钠将Ca2+、Mg2+转化为和沉淀除去，过滤后在滤液中加碳酸钠溶液，生成碱式碳酸镍［化学式为］沉淀，在所得沉淀中加稀硫酸溶解，经蒸发结晶得到粗品硫酸镍，据此分析解答。
【详解】（1）污泥中Cr以的形式存在，“酸浸”时与稀硫酸发生反应转化成硫酸铬，化学方程式为。
（2）由题图可知，60℃时铜沉淀率达到最大，此时镍损失率维持低位，继续升高温度，铜沉淀率不变，镍损失率略有上升，则“沉淀1”温度应控制为60℃。
（3）双氧水可将氧化成，便于加入氨水时完全沉淀，根据表中数据，为保证杂质离子完全沉淀，且不影响的存在，需要控制pH的范围为。
（4）根据和的溶度积常数进行计算，若溶液中，此时，已经除尽；，没有除尽。
（5）溶液中的与碳酸钠溶液中的发生水解反应生成和，配平可得反应的离子方程式为。
（6）根据题中数据计算可知，铜的回收率为。
14．(1)AB
(2)3
(4)下口放出
(5)pH高于2.5时水解程度增强，pH低于2.5时酸性太强，平衡逆移沉锗率下降
(6) 四面体空隙 半径小于半径，所以氧化锌中离子键键能大，熔点高
【分析】工业废料除ZnO和少量外，还含有铟(In)、铋(Bi)、锗(Ge)的氧化物，加入稀硫酸，氧化锌和氧化铁和硫酸反应，过滤后浸液1中含有硫酸锌和硫酸铁，调节pH使铁离子沉淀，溶液浓缩结晶得到硫酸锌的晶体。浸渣加入70%硫酸，得到铋渣和浸液2，加入P2O4煤油进行萃取，有机相中加入盐酸进行反萃取，得到水相，再经过一系列处理德奥海绵铟。据此解答。
【详解】（1）适当升高温度可提高反应速率，提高“酸浸1”浸取率；酸浸过程中不断搅拌可增大接触面积，提高反应速率，提高“酸浸1”浸取率；将硫酸浓度增大到70%会浸出铟、锗，不可取；加大废料的用量不会提高“酸浸1”浸取率。
（2）“浸液1”中约为0.1 ，由，则，pH=6，当恰好沉淀时，由，则，pH=3；故应控制pH的范围为3
。
（4）实验室进行“萃取”时用到的玻璃仪器为分液漏斗和烧杯。其中水的密度大于煤油，应从分液漏斗的下口放出。
（5）“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节pH为2.5，原因为pH高于2.5时水解程度增强，pH低于2.5时酸性太强，平衡逆移沉锗率下降。
（6）由晶胞结构可知位于构成的四面体空隙中，氧化锌的熔点高于硫化锌，原因为半径小于半径，所以氧化锌中离子键键能大，熔点高。
15．(1)
(2)
(3)取最后一次水洗液少量于试管中，加入AgNO3溶液，若无沉淀产生即证明钼酸已洗净
(4)
(5)95.0%
(6) 氧化性增强，会使碳钢钝化，腐蚀速率减慢 1∶1
(7) Mo2N 3
【分析】钼矿(主要成分MoS2)在空气中煅烧，发生反应：，则尾气主要为二氧化硫，MoO3加浓氨水得到钼酸铵溶液，发生反应：，过滤除去杂质，在钼酸铵溶液中加足量盐酸，发生复分解反应生成钼酸和氯化铵，钼酸(H2Mo2O7)微溶于冷水，过滤得到钼酸，钼酸高温下分解生成MoO3，MoO3再在高温下用氢气还原得到金属钼；钼矿精制得到精钼矿，精钼矿中加入氢氧化钠和次氯酸钠溶液，发生氧化还原反应：
，得到钼酸钠溶液，钼酸钠溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到Na2MoO4·2H2O。
【详解】（1）钼元素位于第五周期，与铬同副族，其价电子排布式为，价电子排布图为；
（2）由分析可知，工业煅烧钼矿的尾气为二氧化硫，二氧化硫为酸性气体，能与氨水反应，反应的离子方程式为： ，答案为：；
（3）检验钼酸是否洗涤干净可以检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子，具体操作为：取最后一次水洗液少量于试管中，加入AgNO3溶液，若无沉淀产生即证明钼酸已洗净，答案为：取最后一次水洗液少量于试管中，加入AgNO3溶液，若无沉淀产生即证明钼酸已洗净；
（4）由分析可知精钼矿制备钼酸钠时钼元素化合价升高到+6价，氯元素化合价降低到-1价根据电子转移守恒配平，化学方程式：，答案为：；
（5）达到最大去除率，要求MoO开始沉淀，MoO开始沉淀时溶液中，此时溶液中，的最大去除率为100%=95.0%，答案为：95.0%；
（6）①产生不同变化趋势的原因是：Cl-有利于碳钢的腐蚀，不利于碳钢的腐蚀，使得碳钢在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸；硫酸溶液随着浓度的增大，氧化性增强，会使碳钢钝化，腐蚀速率减慢，答案为：氧化性增强，会使碳钢钝化，腐蚀速率减慢；
②根据图象，当钼酸钠和月桂酰肌氨酸都为150mg/L时，碳钢的腐蚀速率最慢，即要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比为1∶1，答案为：1∶1；
（7）根据题意黑球为Mo原子，位于8个顶点、6个面心，个数为，N原子位于4条棱心和体心，个数为4×+1=2，所以化学式为Mo2N，N原子填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，所以N原子配位数是6，因化学式为Mo2N，所以Mo原子配位数是3，答案为：3。
16．(1)促进硫铜矿被溶解，将铁元素氧化成
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
【分析】硫铜矿加入硫酸、氧气酸浸，酸浸中硫元素转化为硫单质、二价铁转化为三价铁、铜转化为硫酸盐，加入氨水调节pH，铁离子成为氢氧化铁沉淀得到滤渣2，二氧化硫具有还原性，能将铜离子转化为一价铜，滤液加入氯化钠、盐酸、二氧化硫生成氯化亚铜，洗涤干燥得到产品；
【详解】（1）氧气具有氧化性，“酸浸”时，富氧空气的作用为：促进硫铜矿被溶解，将铁元素氧化成；
（2）“酸浸”时，CuS和硫酸、氧气反应生成硫酸铜、硫单质和水，化学方程式为；
（3）用氨水调pH时，要求铁离子完全沉淀而铜离子不沉淀，故溶液的范围调整为；
（4）二氧化硫具有还原性，能将铜离子转化为一价铜、自身被氧化为硫酸根离子，滤液加入氯化钠、盐酸、二氧化硫生成氯化亚铜和硫酸，反应为；
（5）铁离子和氯化亚铜反应生成亚铁离子和铜离子，铜元素化合价由+1变为+2，结合反应，根据电子守恒可知，，则样品中CuCl的质量分数为
（6）①图中原子的坐标参数：A为，B为，则C在x、y、z轴的投影分别为、、，故C的坐标参数为。
②与最短的距离是体对角线的四分之一，故为nm。
17．(1)
(2) Cu、PbSO4 盐酸易挥发，对设备腐蚀性强
(3)0.5
(4)S2O+2Fe2+=2Fe3++2SO
(5)调节溶液pH
(6) S2O+2Co2++6H2O=2Co(OH)3↓+2SO+6H+
【分析】“浸出渣”的主要成分为Cu、PbSO4，Co、Zn、Fe均与硫酸反应生成相应的盐，Na2S常用作沉淀剂，铜渣为CuS，“氧化”过程中，Na2S2O8将Fe2+氧化为Fe3+，Na2CO3调节溶液pH，生成氢氧化铁，在溶液pH=5时，Na2S2O8能将Co2+氧化生成Co(OH)3，据此分析解题。
【详解】（1）Co为第27号元素，基态Co原子的价层电子轨道表示式为；
（2）“浸出渣”的主要成分为Cu、PbSO4。工业上，在“浸出”过程中，常选用硫酸浸取，而不用盐酸，原因是盐酸易挥发，对设备腐蚀性强；
（3）Na2S常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到Co2+，“除铜液”中Co2+浓度为0.18mol L-1，Ksp(CoS)=1.8×10-22，，常温下，饱和H2S水溶液中存在关系式：c2(H+)·c(S2-)=1.0×10-22(mol L-1)3则此时溶液的，pH=-lg=0.5，故pH＜0.5；
（4）“氧化”过程中，Na2S2O8与Fe2+发生反应，Fe2+氧化为Fe3+，S2O还原为SO，离子方程式为S2O+2Fe2+=2Fe3++2SO；
（5）“沉铁”过程中，Na2CO3的作用是调节溶液pH，生成氢氧化铁；
（6）在溶液pH=5时，Na2S2O8能将Co2+氧化，该反应的离子方程式：S2O+2Co2++6H2O=2Co(OH)3↓+2SO+6H+；以1吨湿法炼锌净化渣(Co的质量分数为w%)为原料提取出mkgCo(OH)3。理论生成Co为1000kg×w%=10wkg，实际生成的Co的质量为：，在提取过程中钴的损失率为。
18．(1)搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度、粉碎炉渣等（写一条即可）
(2)Cu、Fe
(3)2Na+ + +6Fe2+ +4 +9H2O=Na2 Fe6 (SO4)4(OH)12↓+Cl-+6H+
(4) pH降低，c(H+ )增大，H++F-HF平衡正向移动，溶液中c(F- )减小，为使CaF2和MgF2的溶解平衡逆向移动，NaF用量更多 10-2.5
(5) 4.0 1.00
(6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(7)P507+煤油
【分析】废炉渣经硫酸酸浸后，除去酸浸渣，由已知i可知，酸浸液中的金属阳离子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等，分别经过除铜、除铁、除钙镁、萃取后得到NiSO4溶液和Co负载有机相，最后分别获得CoSO4溶液和NiSO4固体，据此解答。
（1）
提高“酸浸”速率的方法有搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度、粉碎炉渣等；
故答案为：搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度、粉碎炉渣等（写一条即可）。
（2）
“滤渣1”是由于加入过量铁粉除铜而产生的，所以其主要成分是Cu、Fe；
故答案为：Cu、Fe。
（3）
“除铁”步骤是用将溶液中的Fe2+氧化为黄钠铁矾，其化学式为Na2 Fe 6(SO4)4(OH)12，反应的离子方程式为：2Na+ + +6Fe2+ +4 +9H2O=Na2 Fe6 (SO4)4(OH)12↓+Cl-+6H+；
故答案为：2Na+ + +6Fe2+ +4 +9H2O=Na2 Fe6 (SO4)4(OH)12↓+Cl-+6H+。
（4）
“除钙镁”时，随着pH的降低，溶液中的H+增加，H++F-HF的平衡正向移动，溶液中c(F- )减小，为使CaF2和MgF2的溶解平衡逆向移动，NaF用量更多；已知离子浓度≤10-5 mol·L-1时，认为该离子沉淀完全，且Ksp(CaF2)=1.0 ×10-10，Ksp(MgF2)=7.5×10-11，钙离子沉淀完全时，c(F-)=mol/L，镁离子沉淀完全时，c(F-)=mol/L，所以为使Ca2+和Mg2+沉淀完全，溶液中F-的浓度c(F- )最小为mol/L；
故答案为：pH降低，c(H+ )增大，H++F-HF平衡正向移动，溶液中c(F- )减小，为使CaF2和MgF2的溶解平衡逆向移动，NaF用量更多；10-2.5。
（5）
萃取目的是为了获取NiSO4溶液和Co负载有机相，所以Co萃取率越高越好，Ni萃取率越低越好，所以由图分析可知应选择的pH和Va：V0分别为4.0和1.00；
故答案为：4.0，1.00。
（6）
由NiSO4溶液获得NiSO4（s）应采用重结晶的方法，故一系列操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
（7）
由工艺流程分析可知，可循环利用的物质是萃取剂P507+煤油；
故答案为：P507+煤油。
19．(1)S2O+Mn2++2H2O =MnO2↓+2SO+4H+
(2) BD Fe(OH)3、Al(OH)3 4.7~6.6
(3) 3Zn2++ 6HCO=ZnCO3 2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O 取最后一次洗涤液少许于试管中，加入少量HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，若无白色沉淀证明已洗净
(4) 右 [Zn(OH)4]2-＋2e-=Zn+4OH-
【分析】电镀厂含锌废液主要成分为，还含有少量的，用Na2S2O8把氧化为，过滤出MnO2，滤液中加氧化锌或碳酸锌调节pH在4.7~6.6之间，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去铁、铝元素；滤液中加NH4HCO3生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀。
【详解】（1）“氧化”工序用Na2S2O8把氧化为，除锰发生反应的离子反应方程式是S2O+Mn2++2H2O =MnO2↓+2SO+4H+；
（2）工业生产中，加入“试剂a”的目的是调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去铁、铝元素，为不引入新杂质，a通常可选用或，故选BD；滤渣X的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，为使Fe3+、Al3+完全沉淀而Zn2+不沉淀，调的范围是4.7~6.6。
（3）“沉锌”过程是硫酸锌和NH4HCO3反应生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀，反应的离子反应方程式是3Zn2++ 6HCO=ZnCO3 2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O；若洗涤液中不含硫酸根离子，说明产品已洗净，检验方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入少量HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，若无白色沉淀证明已洗净。
（4）闭合时，构成原电池，放电时右侧生成甲酸，所以电池复合膜中向右迁移；电池放电时，Zn极是负极，闭合时，构成电解池，给电池充电，电极是阴极，[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn，发生的电极反应式为[Zn(OH)4]2-＋2e-=Zn+4OH-。
20．(1)增大接触面积，加快反应速率
(2)将Co3+还原为Co2+
(3) 3 低于40℃时，随着温度升高，反应加快，浸出率增大；温度高于40℃时，双氧水的分解速率增大，钴的浸出率减小，则40℃时达到峰值
(4) Fe3+
(5)没有
(6)5Co2++10HCO+3H2O=2CoCO3 3Co(OH)2 5H2O+8CO2↑
(7)28
【分析】钴渣加入硫酸和双氧水，浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+（Co3+被双氧水还原）、Fe3+、Cu2+、Al3+、Cd2+等，加入过量氨水得到氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液中加入纯碱溶液得到碱式碳酸钴晶体，粗品中还含有Cu2+、Cd2+杂质，再用稀硫酸酸浸后用Na2S溶液沉淀除去，得到硫酸钴溶液，再加入碳酸氢钠溶液得到碱式碳酸钴晶体，最后加入碳酸锂加热可生成LiCoO2，以此解答该题。
【详解】（1）“酸浸”前需要将钻渣粉碎，原因是增大接触面积，加快反应速率；
（2）由上述分析知，Co2O3中钴为+3价，CoSO4中钴为+2价，则“酸浸”时双氧水的作用是将Co3+还原为Co2+；
（3）由如图1知，浸出率最高为80%，此时最佳液固比为3 mL·g-1；
当液固比一定时，相同时间内钴的浸出率与温度的关系如图2所示，原因是低于40℃时，随着温度升高，反应加快，浸出率增大；温度高于40℃时，双氧水的分解速率增大，钴的浸出率减小，则40℃时达到峰值；
（4）因为Fe(OH)3＜Al(OH)3，如果Fe3+、Al3+浓度相等，先产生沉淀的离子是Fe3+；
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH的平衡常数；
（5），＜Ksp(CoS)=4×10-21，没有CoS沉淀；
（6）根据提示，该离子方程式为：5Co2++10HCO+3H2O=2CoCO3 3Co(OH)2 5H2O+8CO2↑；
（7）氧气需将Co2+氧化为LiCoO2中的+3价，则生成1mol LiCoO2需0.2mol2CoCO3 3Co(OH)2 5H2O,根据得失电子守恒得n(O2)=，则V(空气)=.
21． B 2.0～2.5 酸浸 H2SO4 2Ni2＋＋ClO－＋4OH－=2NiOOH↓＋Cl－＋H2O BD 6 NiO
【分析】电镀污泥酸浸后的溶液中存在硫酸、硫酸铜、硫酸镍、硫酸铁和硫酸铬，二氧化硅不与硫酸反应，所以滤渣1为二氧化硅，电解可以回收金属铜，加入碳酸钠后硫酸被中和，铁离子变成氢氧化铁沉淀。
【详解】(1)A.用搅拌器搅拌可加快浸出速率和提高生辰效率，故A正确；
B.适当增加硫酸的浓度可加快浸出速率和提高生产效率，故B错误；
C.磨碎电镀污泥，增大接触面积，提高反应速率和生产效率，故C正确；
故填B；
(2)由表中数据可知，在电解铜不影响到Fe和Cr时应选择电解电压的范围为2.0～2.5，故填2.0～2.5；
(3)根据已知II，萃取余液中主要含硫酸，可在酸浸环节循环使用，反萃剂是将Ni从NiR2中洗出形成硫酸镍，故反萃剂X为硫酸，故填酸浸、；
(4)根据题意，硫酸镍与次氯酸钠反应的离子方程式为；
A.冰水快速冷却得到的晶体颗粒太大，不利于干燥，故A错误；
B.加热溶液制备晶体时，当溶液表面出现晶膜时停止加热，自然冷却，过滤，过度加热使晶体失去结晶水，故B正确；
C.干燥时易采用低温缓慢烘干，以免晶体失去结晶水，故C错误；
D.大多数无机盐都不溶于乙醇，向无机盐溶液中加入乙醇可使其快速析出，故D正确；
故填BD；
(5)设样品的质量为100g，A点时失重率为13.7%，失重13.7g，失去2个结晶水，即，解得n=6；该晶体中结晶水占比，所以B点时失去全部结晶水，C点失重率为71.5%，说明硫酸镍已分解，分解产物为NiO和三氧化硫，故填6、NiO。
22． 适当升温(或适当增大硫酸浓度、搅拌、延长浸出时间等) 将氧化成，通过调节溶液值使水解生成沉淀除去 、和 选用可能会产生而使产品不纯
【分析】向废渣中加入稀H2SO4，只有Cu不溶于稀H2SO4，所以滤渣1为Cu；“控电位浸出”是控制合适的氧化电位电解除锰，将溶液中变为除去，电极反应式为；浸出液中含有、、、，试剂a是和的悬浊液，向浸出液中加入和的悬浊液，可将氧化成，通过调节溶液值使水解生成沉淀，从而除去，再加入Zn可将转化为，所以滤渣2的成分为、、Zn；加入NaOH溶液，转化为，Zn2+转化为，转化为，过滤后，得到，加稀H2SO4，使转化为，调节pH至中性，加入NaHCO3，从而得到。
【详解】(1)由分析可知，滤渣1的成分是Cu；适当升温、适当增大硫酸浓度、搅拌、延长浸出时间等，均可以提高“酸浸”浸出率；
(2)“控电位浸出”将溶液中变为除去，Mn元素的化合价由+2价变为+4价，化合价升高，发生氧化反应，阳极发生氧化反应，则阳极的电极反应式为：；
(3)向浸出液中加入和的悬浊液，可将氧化成，通过调节溶液值使水解生成沉淀，从而除去；由分析可知，滤渣2的成分是、、；
(4)“沉钴”时，和在水溶液中发生双水解生成沉淀、和，则离子方程式为：；选用可能会产生而使产品不纯，所以“沉钴”时不用；
(5)与在700℃下烧结生成，化学方程式为：。
23．(1) 滴液漏斗
(2)
(3)向过滤器中加入冷水，浸没沉淀，待自然滤干，重复次
(4)
(5) 淀粉 蓝色 无色 D
(6)
【分析】第一个装置，用酸性高锰酸钾溶液和浓盐酸制取，浓盐酸具有挥发性，所以生成的含有，挥发出来的与反应，降低了的利用率，所以仪器C中盛有饱和食盐水，除去含有，较纯净的与反应生成，生成的与氰尿酸制备，用盛有溶液的烧杯吸收尾气中的，防止污染。
【详解】（1）仪器B的名称是：滴液漏斗；用酸性高锰酸钾溶液和浓盐酸制取，浓盐酸具有挥发性，所以生成的含有，挥发出来的与反应，降低了的利用率，所以仪器C中盛有饱和食盐水，除去含有；
（2）与反应，温度较高时生成的离子方程式为：；
（3）因为难溶于冰水，所以洗涤时选择冷水为洗涤剂，洗涤沉淀的操作是：向过滤器中加入冷水，浸没沉淀，待自然滤干，重复次；
（4）在酸性环境中还原得到氰尿酸和氯化物，发生反应： ，步骤⑤中样品加入适量的碘化钾和稀硫酸的离子反应方程式：；
（5）步骤⑤中样品加入适量的碘化钾和稀硫酸生成碘单质，所以用淀粉作为指示剂，当溶液由蓝色变成无色，且半分钟内部恢复颜色时，达到滴定终点，若变色后立即读取溶液体积，标准液体积偏小，测定的样品有效氯含量结果可能偏低，故选D；
（6）根据反应： ，和
，样品有效氯= 。
24．(1) 恒压滴液漏斗 b
(2) 静置，向上层清液中滴加BaCl2溶液，若不再产生白色沉淀，则沉淀完全，反之则反 否
(3)分离速率快，固液分离彻底，分离效率高
(4) BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq) AD
(5)导致未除干净，最终所得产品中含有碳酸氢钠或者碳酸钠
(6) 蒸发结晶 趁热过滤
【分析】本题为实验题，模拟工业上从海水中获得粗盐，并对其进行分离和提纯，先向海水混合物中加入氯化钡溶液，过滤分离出硫酸钡和泥沙，在向滤液1中分别加入NaOH溶液和Na2CO3溶液，再进行二次过滤，过滤出氢氧化镁和碳酸钙、碳酸钡沉淀，向滤液2中加入稀盐酸至pH到2~3之间即盐酸适当过量，除去过量的NaOH和Na2CO3，然后蒸发结晶，趁热过滤，用乙醇洗涤，干燥，据此分析解题。
【详解】（1）由题干实验装置图可知，盛放BaCl2溶液的仪器名称为恒压滴液漏斗，球形冷凝管中冷却水应该下进上出，以提高冷凝效果，故球形冷凝管中的出水管为b，故答案为：恒压滴液漏斗；b；
（2）在95℃下对30mL海水混合物进行加热搅拌，同时缓慢滴加约2mL1mol·L-1BaCl2溶液，加热10min后取下，确定沉淀完全的实验方法是静置，向上层清液中滴加BaCl2溶液，若不再产生白色沉淀，则沉淀完全，由于CaSO4是微溶物，若用CaCl2代替BaCl2做沉淀剂，则使沉淀不完全，即不能完全除去，故不能用CaCl2代替BaCl2做沉淀剂，故答案为：静置，向上层清液中滴加BaCl2溶液，若不再产生白色沉淀，则沉淀完全，反之则反；否；
（3）与普通过滤相比，减压过滤具有分离速率快，固液分离彻底，分离效率高的优点，故答案为：分离速率快，固液分离彻底，分离效率高；
（4）加热滤液至沸，分别加入2mL3mol·L-1NaOH溶液和2mL饱和Na2CO3溶液，10min后减压过滤(第二次)，进行两次过滤而不是合并一次过滤即先过滤出泥沙和BaSO4，再过滤出Mg(OH)2和BaCO3、CaCO3等，其主要目的是：①由于泥沙中的SiO2等能与NaOH反应生成可溶性的硅酸盐，引入新的杂质，则能防止泥沙溶于NaOH溶液；②防止发生沉淀转化即BaSO4转化为BaCO3，导致硫酸根除不干净，该转化的离子方程式为：BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)，
A．由于Ba(OH)2比较贵，工业生成中需考虑生成成本，原料的价格是工业生成中必须考虑的因素，A符合题意；
B．Ba(OH)2的溶解度虽然比较低，但能溶于水中，足以沉淀镁离子和硫酸根，B不合题意；
C．沉淀镁离子和硫酸根与几元碱无关，故Ba(OH)2属于二元强碱不属于工业生成考虑的问题，C不合题意；
D．已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，Ksp[Mg(OH)2]=1.6×10-12，且溶液中的Mg2+浓度和SO浓度不同，可能导致当SO恰好沉淀完全时，Mg2＋不能完全沉淀，这也是工业生产中需要考虑的因素，D符合题意；
故答案为：BaSO4(s)+(aq)BaCO3(s)+(aq)；AD；
（5）由分析可知，二次过滤之后的滤液中主要含有过量的OH-和，已知NaHCO3溶液显弱碱性，碳酸显弱酸，则若调节pH值呈中性，则溶液中可能含有碳酸氢钠和碳酸，导致未除干净，最终所得产品中含有碳酸氢钠或者碳酸钠，故答案为：导致未除干净，最终所得产品中含有碳酸氢钠或者碳酸钠；
（6）由题干图示可知，KCl的溶解度随温度变化明显，而NaCl的溶解度随温度变化不明显，将调节pH后的溶液转移至蒸发皿中，小火加热，再经蒸发结晶、趁热过滤，乙醇洗涤，干燥，得到纯品氯化钠，故答案为：蒸发结晶；趁热过滤。
25．(1)硝酸铜溶液颜色与溶液浓度有关
(2)加热硝酸铜溶液，温度升高，放出红棕色气体，溶液颜色变为蓝色
(3)向混合溶液中通入氮气会将溶液中溶解的二氧化氮气体带出，而溶液仍保持一段时间绿色
(4) 2NO2+H2O=HNO2+H++NO Cu+2HNO2+2H+=Cu2++2H2O+2NO↑
(5)过氧化氢具有强氧化性，和亚硝酸反应生成硝酸，导致溶液中亚硝酸的浓度降低
【解析】(1)
结合实验一操作可知，实验探究的是硝酸铜溶液浓度对溶液颜色的影响，故假设1：硝酸铜溶液颜色与溶液浓度有关；
(2)
猜想2为硝酸铜溶液中溶解了且甲同学初步验证了假设2成立，则实验设计可以为：加热硝酸铜溶液，温度升高二氧化氮气体溶解度减小而逸出，放出红棕色气体，溶液颜色变为蓝色，说明颜色的变化与溶解了二氧化氮气体有关；
(3)
实验三向混合溶液中通入氮气会将溶液中溶解的二氧化氮气体带出，而溶液仍保持一段时间绿色，说明绿色的产生不是溶解二氧化氮气体的原因，假设2不严谨；
(4)
由资料可知，溶于水形成，反应中氮元素化合价降低则必须有元素化合价升高，则部分氮元素化合价升高生成硝酸，反应i为：2NO2+H2O=HNO2+H++NO；
由反应iii可知，一氧化氮参与可反应，则在反应ii中生成了一氧化氮气体，故反应ii为：Cu+2HNO2+2H+=Cu2++2H2O+2NO↑；
(5)
已知：①铜与浓硝酸反应后溶液呈现绿色是由于(或)与铜离子作用的结果；②金属和浓的反应一旦发生后速率不断加快，原因是过程中有生成。实验3中反应较慢，溶液变为蓝色的原因是过氧化氢具有强氧化性，和亚硝酸反应生成硝酸，导致溶液中亚硝酸的浓度降低，反应速率减慢，溶液变蓝。
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