第05讲 工业流程解题策略
目录 01 模拟基础练 【题型一】以制备物质简单流程为背景 【题型二】以资源开发利用为背景 【题型三】以物质分离提纯为背景 【题型四】制备物质综合工艺流程 【题型五】化学原理运用工艺流程 02 重难创新练 03 真题实战练
题型一 以制备物质简单流程为背景
1．(2024·北京市朝阳区高三质量检测)实验小组同学制备KClO3并探究其性质，过程如下：
下列说法不正确的是( )
A．可用饱和NaOH溶液净化氯气
B．生成KClO3的离子方程式为3Cl2+6OH-ClO3-+5Cl-+3H2O
C．推测若取无色溶液a于试管中，滴加稀H2SO4后再加入少量CCl4，下层液体变紫色
D．上述实验说明碱性条件下氧化性：Cl2>KClO3，酸性条件下氧化性：Cl2
已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。
A．H-N-H键角：[Cu(NH3)4]2+
C．所含金属元素的质量“滤液①”<“滤液②”
D．“煅烧”时需要在隔绝空气条件下进行
3．(2024·江苏省南京师范大学苏州实验学校高三零模考试)一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A．“氧化”和“转化”工序中Cl2的主要作用相同
B．水相Ⅰ和水相Ⅱ中均含有H+和Cl-
C．“洗脱”工序可完成R3NCl的再生
D．保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质被氧化
4．(2024·黑龙江省大庆市三模)工业上常用的一种海水中提溴技术叫做“吹出法”，其过程主要包括氧化、吹出、吸收和蒸馏等环节(如下图)，下列有关说法错误的是( )
A．过程中酸化海水的目的是抑制Br2的溶解
B．吸收塔中发生的主要反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
C．实验室模拟蒸馏过程，用到的主要仪器包括：蒸馏烧瓶、球形冷凝管、温度计等
D．保存液溴的过程中，水封的主要目的是防止或减弱Br2的挥发
题型二 以资源开发利用为背景
5．(2024·广西南宁市高三模拟)氨氮废水是造成水体富营养化的原因之一，下图为处理氨氮废水的流程。
下列离子方程式书写错误的是( )
A．过程①：NH4++OH-=NH3·H2O
B．过程②总反应式：3Cl2+2NH3·H2O=6Cl-+N2↑+2H2O+6H+
C．过程③：Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+
D．Cl2溶于水：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
6．(2024·山东省烟台等三市高三一模)废旧铅蓄电池的铅膏主要含有PbSO4、PbO2和Pb。从铅膏中回收PbO流程如下。
【已知：Pb(OH)2性质类似Al(OH)3】
下列说法错误的是( )
A．“脱硫”是把PbSO4转化为Na2SO4将硫除去
B．“酸浸”发生的反应有PbCO3+2HAc=Pb(Ac)2+CO2↑+H2O
C．“酸浸”中H2O2 会分解，应适当过量
D．“沉铅”时为保证铅的完全沉淀，应该加入过量氢氧化钠
7．(2024·江苏省常州市普通高中学业水平合格性考试适应性训练)医学发现一种Fe3O4纳米粒子具有肝靶向功能。利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图示意如下：
已知：Zn溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2-。下列有关说法正确的是( )
A．“Fe3O4”俗称铁红
B．“碱洗”是为了洗去废旧镀锌铁皮表面的油污
C．“酸溶”中发生反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O
D．“氧化”后溶液中存在的离子有：H+、Fe2+、Fe3+、SO42-
8．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)利用如下流程可从废光盘中回收金属层中的银(金属层中其他金属含量过低，对实验影响可忽略)：
已知：NaClO溶液在加热时易分解生成NaCl和NaClO3。下列说法正确的是( )
A．若省略第一次过滤，会使氨水的用量增加
B．“氧化”时，发生的化学方程式：
C．若“还原”工序利用原电池来实现，则N2是正极产物
D．“还原”时，每生成1molAg，理论上消耗
题型三 以物质分离提纯为背景
9．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)利用如下流程可从废光盘中回收金属层中的银(金属层中其他金属含量过低，对实验影响可忽略)：
已知：NaClO溶液在加热时易分解生成NaCl和NaClO3。下列说法正确的是( )
A．若省略第一次过滤，会使氨水的用量增加
B．“氧化”时，发生的化学方程式：
C．若“还原”工序利用原电池来实现，则N2是正极产物
D．“还原”时，每生成1molAg，理论上消耗
10．无水FeCl3常用作芳烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe，还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下，下列说法正确的是( )
A．“过滤”所得滤液中大量存在的离子有：Fe3+、Fe2+、H+、Cl-
B．“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C．将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2O
D．“脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解，原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
11．(2024·江苏省盐城市三校高三第一次联考)用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
已知：“还原”时，发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H+；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是( )
A．“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B．“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为1∶7
C．“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+、Fe3+和H+
D．“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2++8NH3 H2O+O2=8NH4++4FeOOH↓+2H2O
12．(2024·陕西省西安市二模)七水硫酸锌在农业中可用作微量元素肥料，也被广泛用于工业领域。锌渣制备ZnSO4 7H2O的工艺流程如下。
锌渣的主要成分为ZnO，含有少量CuO、FeO、PbO、SiO2下列说法正确的是( )
A．滤渣①为SiO2，滤渣③为和
B．氧化操作发生的反应为：2Fe2++2ClO-+2OH-+2H2O=2Fe(OH)3↓+Cl2↑
C．加入的主要作用是调节溶液的
D．操作X用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、漏斗
题型四 制备物质综合工艺流程
13．(2024·江苏省常州市普通高中学业水平合格性考试适应性训练)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的实验流程如下：
(1)“溶解”时Cu发生反应的离子方程式为 。
(2)“溶解”可适当升高温度以加快反应速率，但温度不宜过高。温度不宜过高的原因是 。
(3)滤渣中的主要物质是 (填化学式)。
(4)“沉锌”时生成碱式碳酸锌[]，碱式碳酸锌在空气中加热可转化为ZnO，过程中固体质量随温度的变化关系如下图所示。已知：Zn(OH)2加热至125℃、ZnCO3加热至350℃均分解成ZnO，该碱式碳酸锌失去结晶水的温度与Zn(OH)2的分解温度接近。
根据以上实现数据计算，确定中x的值(写出计算过程)。
14．(2024·浙江省宁波市高三选考模拟考试)氯化亚铜(CuCl)是石油工业常用的脱硫剂和脱色剂，以低品位铜矿(主要成分为CuS。CuS2和铁的氧化物)为原料制备CuCl步骤如下：
已知：CuCl难溶于醇和水，热水中能被氧化，在碱性溶液中易转化为CuOH．CuCl易溶于浓度较大的Cl-体系中(CuCl+Cl-CuCl2-)。
请回答：
(1)还原过程中所得产物的主要溶质的化学式是 。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．“浸取”过程中稀硫酸可以用浓硫酸代替
B．滤渣1的成分是Fe(OH)3
C．“除锰”后的滤液中Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在
D．“除锰”后滤液加热的主要目的是除去多余的氨水和NH4HCO3
(3)“稀释”过程中，pH对CuCl产率的影响如图所示：
请分析pH控制在左右的原因 。
(4)为测定CuCl产品纯度进行如下实验：
a．称量所得CuCl产品g溶于硝酸，配制成250mL溶液；取出mL，加入足量的mL0.5 mol/L AgNO3溶液，充分反应；
b．向其中加入少量硝基苯，使沉淀表面被有机物覆盖；
c．加入指示剂，用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液；
d．重复实验操作三次，消耗mol/L NH4SCN溶液的体积平均为mL。
已知Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2.0×10-12。
①加入硝基苯的作用是 。
②滴定选用的指示剂是 。
A．FeCl3 B．FeCl2 C．NH4Fe(SO4) 2 D．(NH4)2Fe(SO4) 2
③CuCl的纯度为 。
15．(2024·江苏省南京师范大学苏州实验学校高三零模考试)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SO42-形成复盐沉淀，Ce3+和SO42-发生反应：Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓；
②硫脲：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)加入硫脲的目的是将CeF22+还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。
(4)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 。
(5)下列关于步骤④的说法正确的是_____(填字母)。
A．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
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．该步骤发生的反应是2Ce3++6 HCO3-=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
(6)若常温下，Ka2(H2CO3)=5.0×10 11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10 28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10 5mol L 1，此时测得溶液的pH=5，则溶液中c(HCO3-)= mol L 1。
16．(2024·浙江省衢州、丽水、湖州三地市教学质量检测)废镍催化剂主要含Ni，还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2.某研究小组设计如图所示工艺流程制备硫酸镍晶体。
查阅资料：
①镍的化学性质与铁相似，能与酸缓慢反应。
②一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+
开始沉淀的pH 7.2 4.0 2.2 7.5
沉淀完全的pH 9.0 5.6 3.2 9.0
(1)“滤渣2”的成分是 (用化学式表示)。溶液中加入H2O2的目的是 (用离子方程式表示)。
(2)“调pH”可选用的物质 (填序号)。
A．Na2CO3 B．NiCO3 C．H2SO4 D．NiSO4
“调pH”的范围为 。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A．酸浸步骤可用水浴加热，以加速反应
B．操作A中的有机溶剂可选用乙醇
C．调pH后过滤，需用玻璃棒对漏斗中的混合物充分搅拌
D．操作B中包含“结晶、过滤、洗涤、煅烧”等操作
(4)测定产品的纯度。
操作步骤 涉及反应
①准确称取制备的硫酸镍样品5.620g，加入含0.0200molEDTA的二钠盐溶液(用H2Y2-表示)，充分反应后定容成100mL。 Ni2++H2Y2-= NiH2Y
②取25.00mL上述溶液于锥形瓶中，加二甲酚橙作指示剂，用标准液滴定到终点，平行实验三次，平均消耗20.00mLZn2+标准液。 Zn2++H2Y2-= ZnH2Y
计算产品的纯度为 。
题型四 化学原理运用工艺流程
17．(2024·江苏省盐城市高三一模考试)碲广泛应用于冶金工业。以碲铜废料(主要含Cu2Te)为原料回收碲单质的一种工艺流程如下：
已知：，。
(1)“氧化酸浸”得到CuSO4和H2TeO3，该反应的化学方程式为 。
(2)“沉铜”时Na2C2O4过多会导致Cu2+与C2O42-生成环状结构的配离子[Cu(C2O4)2]2 ，该配离子的结构式为 (不考虑立体异构)
(3) CuC2O4可溶于H2C2O4，反应CuC2O4+H2C2O4[Cu(C2O4)2]2 +2H+的平衡常数为 。[已知：反应Cu2+ +2C2O42-[Cu(C2O4)2]2 的平衡常数]
(4)“还原”在条件下进行，H2TeO3发生反应的离子方程式为 。
(5)“还原”时，Na2SO3的实际投入量大于理论量，其可能的原因为 。
(6)将一定质量的CuC2O4置于气中热解，测得剩余固体的质量与原始固体的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。下剩余固体的化学式为 。
18．(2024·江苏省南京航空航天大学苏州附属中学高三适应性测试)用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt，含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下：
(1)“酸浸”后分离出的溶液中，c(Ni2+)=0.2mol/L，c(Al3+)=0.01mol/L，溶液中离子浓度小于1×10－5 mol/L时可认为沉淀完全，则“调pH”应控制pH的范围是 。(设“调pH”时溶液体积不变) {已知：Ksp[Ni(OH)2]=2×10－15，Ksp[Al(OH)3]=1×10－33}
(2)“控温氧化”时控制其他条件一定，Ni2O3的产率与温度和时间的关系如图所示。20℃、40℃时反应后所得滤液主要为NaCl、NaOH和Na2SO4，60℃时反应后所得滤液主要为NaCl、NaClO3、NaOH、Na2SO4，反应相同时间，60℃时Ni2O3的产率低于40℃时，原因可能是 。
(3)“含Pt滤渣”中的Pt可以用王水(体积比3∶1的浓盐酸和浓硝酸的混合液)浸出。浸出时有H2PtCl6和NO生成。向(NH4)2PtCl6溶液中加入NH4Cl会生成(NH4)2PtCl6沉淀。
①写出浸出时Pt所发生反应的化学方程式： 。
②(NH4)2PtCl6在一定温度下可以分解生成Pt(NH3)2Cl2，Pt(NH3)2Cl2在顺式和反式两种结构。请在如图的两个结构中，选择其中一个，填入相应的基团表示Pt(NH3)2Cl2的顺式结构 。
(4)另外一种镍催化剂废渣(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料可制备锂离子材料镍酸锂。在制备过程中有人认为“除钙”可以用HF，则“除钙”的反应为：Ca2+(aq)+2HF(l) = CaF2(s)+ 2H+(aq)反应的平衡常数K=1.0×103，则Ksp[CaF2]= 。(已知：室温下，HF的电离平衡常数Ka=4×10－4)。
(5)Ni2O3产品中可能含少量NiO，为测定Ni2O3的纯度，进行如下实验：称取5.000g样品，加入足量硫酸后，再加入100mL，1.000 mol/L Fe2+标准溶液，充分反应，加水定容至200mL取出20.00mL，用0.1 mol/L KMnO4标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00mL。实验过程中发生反应如下：
Ni2O3 + Fe2++ H+= Ni2++ Fe3++H2O(未配平)
Fe2+ + + H+= Mn2++ Fe3++H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3的质量分数，并写出计算过程 。
19．(2024·山东枣庄高三期中)钒酸钇(YVO4)广泛应用于光纤通信领域，一种用废钒催化剂(含 V2O5、K2O、SiO2少量Fe2O3制取YVO4的工艺流程如下：
已知：V2O2(OH)4既能与强酸反应，又能与强碱反应。 回答下列问题：
(1)V2O2(OH)4中V元素的化合价为 。
(2)“还原酸浸”时，钒以VO2+浸出，“浸出液”中还含有的金属离子是 。V2O5被还原的离子方程式为 。
(3)常温下，“钒、钾分离”时，pH 对钒的沉淀率的影响如图所示：pH＞7时，随pH增大钒的沉淀率降低的原因可能是 。
(4)结合“碱溶”和“沉钒”可知，、氧化性更强的是 ，“沉钒”时发生反应的化学方程式为 。
(5)某废钒催化剂中V2O5的含量为26.0%，某工厂用1吨该废钒催化剂且用该工艺流程生产YVO4，整个流程中V的损耗率为30.0%，则最终得到 YVO4 。
20．(2024·山东省青岛市质检)HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：I.MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
II.高温下，NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
III.Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。
请回答下列问题：
(1)请写出“气体”中属于最高价氧化物的电子式：_____。
(2)请写出“焙烧”过程中MoS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式：_____，_____。
(3)“浸渣”的成分为______(填化学式)；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有_____(填化学式)。
(4)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为_____、_____。
(5)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀，请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：______。
(6)在实际的工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS进行“除杂”，除掉溶液中微量的Cu2+，则反应Cu2++HS-=CuS+H+的K=______。
21．高纯氧化铁(Fe2O3)是制造软磁铁氧体主要原料，而后者广泛应用于电工电信设备。以窑尾灰为原料制造高纯氧化铁工艺流程图如下(已知窑尾灰的主要成分为Fe、C、FeO、Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO、SiO2)
当c(Mn+)≤10-5mol·L-1时，认定沉淀完全；25℃时，各物质的溶度积常数如下：
物质 CaSO4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 CaF2 MgF2
Ksp 9.0×10-6 8.0×10-16 4.0×10-38 1.0×10-30.5 5.0×10-9 7.5×10-11
据此回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为_______；证明滤液1中含有Fe2+的试剂可以是_______。
(2)“还原”过程加铁粉的目的是_______。
(3)若滤液2中c(Fe2+)=2mol·L-1则“调pH”范围是_______(lg2≈0.3)。
(4)若滤渣3中既有CaF2又有MgF2，则滤液4中=_______(化为最简整数比)。
(5)写出“沉淀”过程中的离子反应方程式：_______。
(6)“灼烧”过程中的化学方程式为：_______。
22．钼酸钠(Na2MoO4)是一种金属缓蚀剂，金属钼是重要的合金材料，下图是由辉钼矿(钼元素的主要存在形式为MoS2)生产两种物质的流程：
请回答下列问题：
(1)Mo为第五周期元素，与Cr同族，其基态原子价层电子排布式为_______；
(2)辉钼矿在空气中焙烧时，加入氧化物X可减少空气污染物的排放，烧渣中以CaMoO4的形态存在，则X为_______(填化学式)，焙烧方程式为_______；
(3)已知：25℃时，Ksp(CaMoO4)=1.6×10－5，则该温度下，CaMoO4饱和溶液中Ca2+的浓度为_______；
(4) Na2CO3溶液在对烧渣进行浸出时，温度对浸出率的影响如下图所示：
“操作1”需选择“高压浸出”的理由是_______；
(5)从上述流程中可分析出MoO3属于_______(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)；
(6)由MoO3获得可以选择H2做还原剂，相关说法正确的是_______(填代号)；
A．其原理属于热还原法冶金
B． Mo的金属活动性可能位于Mg、Al之间
C．工业上可用与钼酸盐溶液直接作用冶炼钼
(7)已知MoS2晶体有类似石墨的层状结构，预测其可能的用途是_______。
1．(2024·云南昆明市二模)碲(Te)是一种重要的稀有分散元素，广泛应用于冶金、石油、化工、航空、电子等领域。以某冶炼厂的湿阳极泥(含水26%，主要含锑、砷、铅、铋、银和少量铜、碲等)为原料回收碲的流程如下：
已知：氧化还原电位可用来反映水溶液中物质表现出来的氧化还原性，用E(氧化态/还原态)表示。E越高，氧化态的氧化性越强，E越低，还原态的还原性越强。若电解时控制电位高于E，则其氧化态不能被还原。相关物质的氧化还原电位(E)如下表所示：
物质
氧化还原电位(E)/V 0.342 0.568 0.16 小于0.16 小于0.16
请回答下列问题：
(1)52 Te的基态原子的电子排布式为 。
(2)原料预处理可采用干燥箱中加热氧化或自然堆放氧化(四天以上)两种方式，两相比较，后者的主要优点是 ；氧化后的原料还需粉碎、过筛，目的是 。
(3)浸出时，所得滤渣主要含铅、银的化合物，其化学式分别为 、 ；添加NaClO3可显著提高碲和铜的浸出率，说明预处理后的原料中仍存在低价态的碲和铜，写出Cu2Te转化为TeCl62-、CuCl+而被浸出的离子方程式 。
(4)电解时为防止除Te以外的单质生成，需控制电位的范围为 ；加入饱和Na2SO3溶液还原TeCl62-可减少电能消耗并防止阳极生成 (填化学式)。
(5)碲可用于制备半导体材料碲化锌，其立方晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。A点碲原子坐标为，C点锌原子坐标为，则B点锌原子坐标为 。若Te的原子半径为rpm，碲化锌晶胞中面心与顶点的碲原子相切，晶体的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数NA= molˉ1 (列出计算式)。
2．(2024·河北省邢台市五岳联盟高三模拟考试)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等氧化物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示：
已知：i)最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在，在碱性介质中以CrO42-存在；
ii)pH＜7时，硅元素以H2SiO3形式存在；
iii)pH在4-12之间，铝元素以Al(OH)3形式存在。
回答下列问题：
(1)Cr元素的价电子轨道表示式 。
(2)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(3)水浸渣中主要物质为 (填化学式)。
(4)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质为 (填化学式)。
(5)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH以达到最好的除杂效果，下列说法中，正确的是 。
A．若pH过小，磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
B．若pH过小，会抑制硅酸根离子水解，导致硅酸镁无法完全沉淀
C．若pH过大，会导致镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质
D．若pH过大，溶液中铵根离子浓度增大，降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
(6)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH＜1时，溶解为VO2+或VO3+在碱性条件下，溶解为VO3-或VO43-，上述性质说明V2O5具有 (填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(7)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为 。
3．(2024·江苏省海安高级中学高三下学期开学考试)电解锰渣主要含MnO2、PbSO4、SiO2、Fe2(SO4)3。利用电解锰回收铅的工艺如图所示[已知：Ksp(PbSO4)= 2.6×10－3]：
(1)关于电解锰渣回收铅的工艺
①“还原酸浸”时，Fe2(SO4)3氧化PbS生成的离子方程式为 。
②“浸出液”含有的盐类主要有FeSO4和 (填化学式)。
③从平衡移动的角度分析“浸铅”反应发生的原因： 。
(2)利用PbSO4可制备PbCrO4。以PbSO4、Na2Cr2O7和为原料，通过混合后进行沉淀转化可制得PbCrO4。已知：PbCrO4的产率随的变化如图1所示。
①制备PbCrO4时，控制约为8的原因是 。
②设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2Cr2O7溶液制取Na2CrO4。图中右侧电极产生的气体为 。
(3)利用PbSO4可制得PbO2。PbO2受热分解为的和价的混合氧化物，价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2。现将1molPbO2加热分解得到O2，向“剩余固体”中加入足量的浓盐酸得到Cl2。生成的O2和Cl2的物质的量相等。计算“剩余固体”中Pb、O原子个数比。(写出计算过程) 。
4．(2024·浙江省衢州、丽水、湖州三地市教学质量检测)硝基乙烷可用作硝化纤维、染料等的溶剂和火箭的燃料，也可用于合成农药、医药等。硫酸二乙酯硝化法是合成硝基乙烷的重要方法，工艺流程示意图如下：
已知：硫酸结构简式为
请回答：
(1)步骤①的化学方程式 。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．硫酸氢乙酯具有酸性
B．相同温度下，硫酸二乙酯在水中的溶解性大于硫酸
C．NaNO2具有一定毒性，不能作为食品添加剂使用
D．若③中硫酸二乙酯和NaNO2等物质的量反应，则A化学式为CH3CH2OSO2ONa
(3)硫酸氢乙酯沸点为280℃，硫酸二乙酯的沸点为208℃，试从结构角度分析硫酸氢乙酯沸点高于硫酸二乙酯的原因 。
(4)设计实验验证固体NaNO2有还原性(可供选择的试剂有：酸性KMnO4溶液、KI溶液、H2O2溶液、FeSO4溶液) ；写出实验过程中涉及的离子反应方程式 。
5．(2024·重庆市名校联盟高三联考)I．由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，然后制取透明氧化铁颜料的流程如下：
已知：①透明氧化铁又称纳米氧化铁，粒子直径微小(10~90nm)，包括氧化铁黄(FeOOH)和氧化铁红(Fe2O3)，难溶于水，在碱性条件下非常稳定；
②Fe3+能将FeS2中的硫元素氧化为+6价。
回答下列问题：
(1)FeS2的电子式为 。
(2)“滤渣”中的主要成分是 。
(3)“还原”过程中涉及的离子方程式为 。
(4)流程中“”环节的目的是 。
(5)“沉淀”采用分批加入KOH溶液，并不断搅拌，这样操作不但可以得到色泽纯正的氢氧化铁，而且还可以 。
(6)可用分光光度法测定制得的透明氧化铁中氧化铁黄和氧化铁红的含量。已知Fe(SCN)3的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与Fe3+标准溶液浓度的关系如图所示：
称取3.47g透明氧化铁，用稀硫酸溶解并定容至1L，准确移取该溶液10.00mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100mL。测得溶液吸光度A=0.8，则透明氧化铁中氧化铁红(Fe2O3)的质量分数为 %(保留小数点后一位)。
Ⅱ．氧化亚铜(Cu2O)用途广泛，干法生产Cu2O粉末的主要工艺流程如下：
(7)粉碎机中，发生的变化属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(8)800~900℃时，煅烧炉中发生化合反应，该反应的化学方程式为 。
6．(2024·河南三门峡高三阶段性考试)分铜液净化渣主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)、砷(As)等元素的化合物，一种回收工艺流程如图：
已知：①“碱浸”时，铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物，碱浸液含有Na2TeO3、Na3AsO4。
②“酸浸”时，锑元素发生反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
回答下列问题：
(1)As位于第四周期VA族，基态As的价层电子排布式为 。
(2)“碱浸”时，TeO2与NaOH反应的离子方程式为 。
(3)向碱浸液中加入盐酸调节pH=4，有TeO2析出，分离出TeO2的操作是 。滤液中As元素最主要的存在形式为 。(填标号)(25℃，H3AsO4的各级电离常数为Ka1=6.3×10-3，Ka2=1.0×10-7，Ka3=3.2×10-12)
A．H3AsO4 B．H2AsO4- C．HAsO42- D．AsO43-
(4)①Sb2O(SO4)4中，Sb的化合价为 。
②“氯盐酸浸”时，通入SO2的目的是 。
(5)“水解”时，生成SbOCl的化学方程式为 。
(6)TeO2可用作电子元件材料，熔点为733℃，TeO2晶胞是长方体结构如图。碲的配位数为 。已知NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g/cm3。
7．(2024·江苏省苏锡常镇四市高三下教学情况调研一模)高砷煤中含有砷硫铁(FeAsS)等物质。燃煤产生的烟气中含NO、SO2、粉尘等，经过SCR脱硝除去NO，粉尘经沉降得到粉煤灰。
(1)燃煤固硫
①燃用高砷煤时加入生石灰将大部分硫元素转化为 (填化学式)留在煤渣中。
②高砷煤燃烧过程中，砷硫铁在高温下被氧化成As2O3释放到烟气中，该反应的化学方程式为 。
(2)SCR脱硝(脱除烟气中的NO)
在烟气中加入适量氨气，用钒氧化物作催化剂将NH3、NO、O2转化为N2。烟气中含有的As2O3会使钒氧化物催化剂中毒。
①在SCR脱硝的反应中还原剂为 (填化学式)。
②研究发现砷中毒机理主要是As2O3分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，使数量减少(产物中As化合价为+3、+5)。请补充完整产物的结构 。
③As2O3不易使催化剂中毒。但与As2O3相比，As2O5更不利于脱硝反应的进行，其原因是 。
(3)粉煤灰成分研究
粉煤灰可用于水泥工业，粉煤灰中的氨含量(NH3或铵盐)会影响水泥的性能。
①取50.00 g粉煤灰加入NaOH蒸出NH3，用20 mL 0.1000 mol L的H2SO4溶液吸收NH3，用0．2000mol L NaOH溶液滴定过量的H2SO4至终点，平行滴定3次，平均消耗NaOH溶液10.00 mL，计算粉煤灰中的以NH3计的氨含量 (用mg g表示，写出计算过程)。
②相同烟气所得脱硝粉煤灰(经过SCR脱硝后获得)与未脱硝粉煤灰(直接沉降获得)加水后溶解后，所得浆液pH随时间的变化如图所示。脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低的原因是 。
8．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)金属铼(Re)广泛应用于国防、石油化工以及电子制造等领域，铼可通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)制备。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。
(1)为了提高“焙烧”过程的效率，可以采取的措施为 (回答任意两点)。“焙烧”过程加入生石灰，有效解决了SO2的危害，则ReS2转化为Ca(ReO4)2的方程式为 。
(2)“萃取”机理为：R3N+H++ReO4-=R3N·HReO4，则“反萃取”所用试剂X为 。
(3)如图表示萃取液流速与铼吸附率关系，萃取剂流速宜选用的范围是6~8BV/h，选择此范围的原因是 。
(4)已知高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是 。
(5)经过上述反应后制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表)，在3500℃下，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉，请分析原因 。
物质 熔点(℃) 沸点(℃)
Re 3180 5900
C 3652 4827
Fe 1535 2750
(6)三氧化铼晶胞如下图所示(小黑点代表铼或氧原子)，铼原子填在了氧原子围成的 (填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中。
9．(2024·江苏省连云港市高三第一次调研考试)以含钼(Mo)废催化剂(含MoS2，以及、、等)为原料制备MoO3，其过程表示如下：
(1)焙烧。将废催化剂和足量固体置于焙烧炉中，通入足量空气加热至充分反应。焙烧过程中MoS2转化为Na2MoO4的化学方程式为 。
(2)浸取。将焙烧所得固体加水浸泡，然后过滤、洗涤。过滤后所得滤液中存在的阴离子有OH-、MoO42-、 。欲提高单位时间内钼的浸取率，可以采取的措施有 (任写一点)。
(3)除杂。向浸取后的滤液中通入过量CO2，过滤。通入过量CO2的目的 。
(4)制备。向上述(3)所得滤液中加入硝酸调节溶液的小于6，使MoO42-转化为Mo7O246-，然后加入NH4NO3充分反应，析出(NH4)6Mo7O24·4H2O，灼烧后可得到MoO3。灼烧(NH4)6Mo7O24·4H2O得到MoO3的化学方程式为 。
(5)应用。将MoO3制成催化剂，用于氨催化还原氮氧化物，一定压强下，将氨氮比为1.0的混合气体按一定流速通入装有上述催化剂的反应装置，测得NOx的转化率随温度的变化关系如图所示。在温度之间，NOx转化率不高的原因是 。
10．(2024·四川遂宁高三期中)HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧—水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：I．焙烧时MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
II．高温下NH4VO3易分解，分解产物常含N2和NH3两种含氮元素的气体。
III．Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。
请回答下列问题：
(1)流程的“气体”中含有二氧化碳，写出二氧化碳的一种用途： 。
(2)请写出“焙烧”过程中Al2O3及MoS分别与纯碱反应的化学方程式： ， 。
(3)“浸渣”的成分为 (填化学式)；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有 (填化学式)。
(4)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为 、 。
(5)在实际工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS除掉溶液中微量的Cu2+，反应Cu2++HS－=CuS+H+的平衡常数K= 。
(6)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀，请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式： 。
11．(2024·河北张家口张垣联盟高三联考)金属铼(Re)是重要的新兴金属，应用于国防、石油化工以及电子制造等领域，通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)可制取金属铼。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。回答下列问题：
(1)“焙烧”过程加入生石灰的目的 。
(2)“焙烧”常采用高压空气、逆流操作(空气从培烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，这样操作的目的是 ，请再举出一项提高“焙烧”效率的合理措施： 。
(3)“浸出”中，浸出率与温度的关系如下左图所示，浸出率与硫酸浓度的关系如下右图所示。工业生产应选择的适宜条件是 。
(4)“萃取”机理为：，则“反萃取”对应的离子方程式为 。
(5)硫酸铼(IV)铵[(NH4)aReb(SO4)c·mH2O]是制备高纯铼的基础产品，为测定其组成进行如下实验：
①称取3.300g样品配成100mL溶液M。
②取10.00mL溶液M，用0.05mol/L的BaCl2标准溶液滴定，恰好完全沉淀，进行三次平行实验，平均消耗40.00 mL BaCl2标准溶液。
③另取10.00mL溶液M，加足量浓NaOH溶液并加热，生成标准状况下气体44.80mL。
通过计算可知铼的物质的量为 ，确定硫酸铼铵的化学式为 。
12．(2024·山西吕梁高三阶段性测试)8月1日起，为了国家信息安全，我国禁止镓和锗的出口，锗是一种重要的半导体材料，工业上用精硫锗矿(主要成分为GeS2)制取高纯度锗的工艺流程如图所示：
(1) COCl2分子中各原子均达到8电子稳定结构，其结构式为 。
(2)800℃升华时通入N2的目的是： 、 。
(3)酸浸时Ge、S元素均被氧化到最高价态，写出该反应的离子方程式： ，酸浸时温度不能过高的原因是 。
(4) GeCl4易水解生成GeCl4·n H2O，证明GeCl4·n H2O沉淀洗涤干净的方法是 。
(5)测定错的含量：称取0.5500g锗样品，加入双氧水溶解，再加入盐酸生成，以淀粉为指示剂，用的碘酸钾标准溶液滴定，消耗碘酸钾的体积为24.80mL。已知：酸性条件下IO3-，能将氧化为，①在滴定过程中依次发生的离子方程式为： 、 ，②该样品中储的质量分数是 %(精确到0.01%)。
13．(2024·河北邢台五岳联盟高三联考)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]是一种重要的氧化剂、漂白剂。工业上用粗硫酸铵(杂质主要为含铁化合物)生产过硫酸铵的一种工艺流程如图所示。
已知：(NH4)2S2O8具有强氧化性和腐蚀性，0℃时在水中的溶解度为58.2g，微溶于乙醇，不溶于丙酮。回答下列问题：
(1) (NH4)2S2O8中S元素的化合价为 该物质中N、O、S元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
(2)用离子方程式表示(NH4)2SO4溶液呈酸性的原因： 。
(3)若将等体积、等浓度的氨水和稀硫酸混合后，混合溶液的主要溶质为 (填化学式)，混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 。
(4)FeOOH可用于脱除H2S，其产物为FeSSH，常温下，FeSSH经空气氧化可再生出FeOOH，从而循环使用。写出FeOOH再生的化学方程式： 。
(5)降温结晶后所得(NH4)2S2O8晶体经过滤、 (填试剂名称)洗涤、干燥可得纯净的(NH4)2S2O8晶体，写出在实验室中洗涤(NH4)2S2O8晶体的操作： 。
14．(2024·浙江金华一中高三期中)工业上用黄铜矿(主要成分是CuFeS2，还含有少量SiO2)制备CuCl的工艺流程如图：
(1)已知在水溶液中存在平衡：CuCl+2Cl-[CuCl3]2- (无色)。“还原”的离子方程式为 。
(2)关于该工艺流程，下列说法正确的是_____。
A．“浸取”时离子方程式为CuFeS2+4O2= Cu2++Fe2++2SO42-
B．“一系列操作”是加入大量的水、过滤、用无水乙醇洗涤、真空干燥
C．“滤渣②”主要成分是CuCl
D．“还原”时当溶液变为无色时，表明“还原”进行完全
(3)CuCl是一种难溶于水和乙醇的白色固体，但其易溶于氨水的原因是 。
(4)滤渣①的主要成分是 (填写化学式)。设计实验验证滤渣①中的阳离子 。
1．(2022 福建卷，6)用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．“浸出”产生的气体含有H2 B．“除杂”的目的是除去Ni、Co元素
C．流程中未产生六价铬化合物 D．“滤渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3
2．(2023 湖北省选择性考试，3)工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是( )
A．制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑
B．1molSi含Si-Si键的数目约为4×16.02×10-23
C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D．生成SiHCl3的反应为熵减过程
3．(2023 山东卷，13)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液在3~4之间，反应Ⅲ需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下，H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.3×10-8。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B．低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化
C．溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元吸收气体Ⅰ
D．若Cu2O产量不变，参与反应Ⅲ的与CuSO4物质的量之比增大时，需补加NaOH的量减少
4．(2022 山东卷，12)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是( )
A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn
B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH的范围为3.2~4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
5．(2021 湖南选择性考试，6)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如图：
下列说法错误的是( )
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
6．(2023 北京卷，18)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，MnO2的氧化性强于Fe3+。
(1) “浸锰”过程是在H2SO4溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除FeS2，有利于后续银的浸出：矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应MnS+2H+= Mn2++H2S↑，则可推断：Ksp(MnS) (填“>”或“<”) Ksp(Ag2S)。
②在H2SO4溶液中，银锰精矿中的FeS2和氧化锰矿中的发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有 。
(2) “浸银”时，使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂，将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整： 。
Fe3++Ag2S+ +2[AgCl2]- +S
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中Cl-、+的作用： 。
(3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 。
②一定温度下，Ag的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后Ag的沉淀率逐渐减小的原因： 。
(4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势： 。
7．(2023 山东卷，17)盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10－3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+H2O[B(OH)4]- +H+ (常温下，Ka=1.010-9.34)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下，在硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液pH=_____。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为2.0 mol·L-1，则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在_____ mol·L-1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加_____的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是_____；进行操作时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直接浓缩，将导致_____。
8．(2023 湖南卷，17)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：
已知：①金属Ga的化学性质和相似，Ga的熔点为29.8℃；
②Et2O (乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题：
(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是_______；
(2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40-45℃的原因是_______，阴极的电极反应式为_______；
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，写出该反应的化学方程式：_______；
(4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是_______；
(5)下列说法错误的是_______；
A．流程中Et2O得到了循环利用
B．流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C．“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3
D．用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是_______；
(7)比较分子中的C-Ga-C键角大小：Ga(CH3)3_______ Ga(CH3)3(Et2O) (填“>”“<”或“=”)，其原因是_______。
9．(2023 全国乙卷，27)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是_______。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)缎烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
10．(2023 浙江省6月选考，18)工业上煅烧含硫矿物产生的SO2可以按如下流程脱除或利用。
已知：
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的SO2可以在炉内添加CaCO3通过途径Ⅰ脱除，写出反应方程式___________。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的SO2，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是___________。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价 B．化合物A具有酸性
C．化合物A是一种无机酸酯 D．工业上途径Ⅱ产生的SO3也可用浓H2SO4吸收
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是___________。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素_____；写出实验过程中涉及的反应方程式____。
11．(2022 湖北省选择性考试，16)全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有Na+、Li+、Cl-和少量Mg2+、Ca2+)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
时相关物质的参数如下：
LiOH的溶解度：12.4g/100gH2O
化合物 Ksp
Mg(OH)2
Ca(OH)2
CaCO3
Li2CO3
回答下列问题：
(1)“沉淀1”为___________。
(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是___________。
(3)为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为___________、___________、洗涤。
(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备Li2CO3。查阅资料后，发现文献对常温下的Li2CO3有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究LiHCO3的性质，将饱和溶液与饱和NaHCO3溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下LiHCO3___________(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为___________。
(5)他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入Na2CO3改为通入CO2。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由___________。
12．(2022 辽宁省选择性考试，16)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：；
③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下：
开始沉淀pH 完全沉淀pH
Fe2+ 6.5 8.3
Fe3+ 1.6 2.8
Mn2+ 8.1 10.1
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为___________。
a．进一步粉碎矿石
b．鼓入适当过量的空气
c．降低焙烧温度
(2) Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3+和Mn2+；②___________。
(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为___________。
(6)加入金属的目的是___________。
13．(2022 江苏卷，15)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1)“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2，该反应的离子方程式为_______。
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中含量与加料方式有关。得到含Cl-量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为_______(填序号)。
A．将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B．将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为
Ce3+ (水层)+3HA(有机层)Ce(A)3 (有机层)+3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_______。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有_______(填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，过滤Ce2(CO3)3溶液的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。
(4)实验中需要测定溶液中Ce3+的含量。已知水溶液中可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为。请补充完整实验方案：①准确量取25.00mL Ce3+溶液[c(Ce3+)约为0.2 mol·L-1]，加氧化剂将完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到容量瓶中后定容；②按规定操作分别将0.02000 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2和待测溶液装入如图所示的滴定管中：③_______。
14．(2022 广东选择性考试，18)稀土(RE)包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8，Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子 Mg2+ Fe3+ Al3+ RE3+
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。
(2)“过滤1”前，用NaOH溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中Mg2+浓度为2.7g·Lˉ1。为尽可能多地提取RE3+，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO―)低于_______ mol·L-1 (保留两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。
①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1molPt3Y转移_______ mol电子。
②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化O2的还原，发生的电极反应为_______。
15．(2022 河北省选择性考试，15)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
(4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。
(6)若用还原工序得到的滤液制备Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4，所加试剂为_______和_______(填化学式，不引入杂质)。
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第05讲 工业流程解题策略
目录 01 模拟基础练 【题型一】以制备物质简单流程为背景 【题型二】以资源开发利用为背景 【题型三】以物质分离提纯为背景 【题型四】制备物质综合工艺流程 【题型五】化学原理运用工艺流程 02 重难创新练 03 真题实战练
题型一 以制备物质简单流程为背景
1．(2024·北京市朝阳区高三质量检测)实验小组同学制备KClO3并探究其性质，过程如下：
下列说法不正确的是( )
A．可用饱和NaOH溶液净化氯气
B．生成KClO3的离子方程式为3Cl2+6OH-ClO3-+5Cl-+3H2O
C．推测若取无色溶液a于试管中，滴加稀H2SO4后再加入少量CCl4，下层液体变紫色
D．上述实验说明碱性条件下氧化性：Cl2>KClO3，酸性条件下氧化性：Cl2
【解析】由制备流程可知，①中浓盐酸与二氧化锰加热制备氯气，②中净化时选饱和食盐水除去挥发的HCl，浓硫酸干燥氯气，然后发生3Cl2+6OH-ClO3-+5Cl-+3H2O，氯酸钾与盐酸加热可发生氧化还原反应生成黄绿色气体为氯气，氯酸与过量KI发生ClO3-+I-= Cl-+ IO3-，得到无色溶液a。A项，氯气能和NaOH溶液反应，不可用饱和NaOH溶液净化氯气，A项错误；B项，生成KClO3时只有Cl元素的化合价变化，离子方程式为3Cl2+6OH-ClO3-+5Cl-+3H2O，B项正确；C项，若取少量无色溶液a于试管中，滴加稀H2SO4后，Cl-、IO3-发生氧化还原反应生成碘，CCl4密度比水小且能萃取碘单质，下层液体变紫色，C项正确；D项，由氯气与KOH的反应、氯酸钾与盐酸的反应，结合氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，上述实验说明碱性条件下氧化性：Cl2> KClO3，酸性条件下氧化性：Cl2
已知：“浸取”工序中ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+。
A．H-N-H键角：[Cu(NH3)4]2+
C．所含金属元素的质量“滤液①”<“滤液②”
D．“煅烧”时需要在隔绝空气条件下进行
【答案】C
【解析】浸取时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4] 2+，MnO2、Fe2O3不反应，滤液①中含有[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、NH4HCO3、NH3 H2O，滤渣①的主要成分为Fe2O3和MnO2；加入Zn粉时，发生反应Zn+[Cu(NH3)4] 2+＝Cu+[Zn(NH3)4] 2+，从而实现去除杂质[Cu(NH3)4]2+，滤渣②的主要成分为Cu和过量的Zn，滤液②中主要含[Zn(NH3)4] 2+、NH4HCO3、NH3 H2O，经过蒸氨沉锌操作获得沉淀，最后煅烧获得ZnO。A项，NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键后，孤电子对转化为成键电子对，对N—H成键电子对受到的排斥力减小，则H-N-H键角变大，即[Cu(NH3)4]2+>NH3，故A错误；B项，滤渣②的主要成分为Cu和过量的Zn，故B错误；C项，滤液①中含有金属元素的离子为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+，加入锌粉发生反应Zn+[Cu(NH3)4] 2+＝Cu+[Zn(NH3)4] 2+，因此滤液①中[Cu(NH3)4]2+转化为[Zn(NH3)4]2+，因此滤液②中含有金属元素的离子为[Zn(NH3)4] 2+，Zn的相对原子质量大于Cu，金属元素的质量增加，即“滤液①”< “滤液②”，故C正确；D项，煅烧时ZnCO3·Zn(OH)2会分解，Zn为+2价，不会被氧气氧化，因此不需要隔绝空气，故D错误；故选C。
3．(2024·江苏省南京师范大学苏州实验学校高三零模考试)一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A．“氧化”和“转化”工序中Cl2的主要作用相同
B．水相Ⅰ和水相Ⅱ中均含有H+和Cl-
C．“洗脱”工序可完成R3NCl的再生
D．保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质被氧化
【答案】D
【解析】卤水“氧化”时氯气与卤水反应置换出Br2，同时氯气与水反应生成HCl进入水相Ⅰ；“还原”时SO2与R3N[ClBr2]反应生成H2SO4、HBr、R3NCl，R3NCl再与HBr反应生成HCl和R3NBr，用盐酸“洗脱”R3NBr生成HBr和R3NCl，HBr被氯气氧化得到溴单质，蒸馏得到液溴。A项，“氧化”和“转化”工序中Cl2的主要作用均为氧化Br-，A项正确；B项，由流程中转化关系知，“氧化”时氯气与卤水反应置换出Br2，同时氯气与水反应生成HCl进入水相Ⅰ；“还原”时SO2与R3N[ClBr2]反应生成H2SO4、HBr、R3NCl，R3NCl再与HBr反应生成HCl和R3NBr，故水相Ⅱ中含H+和Cl-，则水相Ⅰ和水相Ⅱ中均含有H+和Cl-，B项正确；C项，用盐酸“洗脱”R3NBr生成HBr同时生成R3NCl，可完成R3NCl的再生，C项正确；D项，保存液溴时加适量水的主要作用是防止溴单质挥发，D项错误；故选D。
4．(2024·黑龙江省大庆市三模)工业上常用的一种海水中提溴技术叫做“吹出法”，其过程主要包括氧化、吹出、吸收和蒸馏等环节(如下图)，下列有关说法错误的是( )
A．过程中酸化海水的目的是抑制Br2的溶解
B．吸收塔中发生的主要反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
C．实验室模拟蒸馏过程，用到的主要仪器包括：蒸馏烧瓶、球形冷凝管、温度计等
D．保存液溴的过程中，水封的主要目的是防止或减弱Br2的挥发
【答案】C
【解析】A项，Br2溶于水显酸性，酸化海水可以抑制Br2的溶解，A正确；B项，SO2具有还原性，Br2具有氧化性，则吸收塔中发生的主要反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HB，B正确；C项，蒸馏过程不能用球形冷凝管，应该用直形冷凝管，C错误；D项，因为Br2易挥发，所以水封的主要目的是防止或减弱Br2的挥发，D正确；故选C。
题型二 以资源开发利用为背景
5．(2024·广西南宁市高三模拟)氨氮废水是造成水体富营养化的原因之一，下图为处理氨氮废水的流程。
下列离子方程式书写错误的是( )
A．过程①：NH4++OH-=NH3·H2O
B．过程②总反应式：3Cl2+2NH3·H2O=6Cl-+N2↑+2H2O+6H+
C．过程③：Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+
D．Cl2溶于水：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
【答案】D
【解析】A项，含NH4+废水与NaOH溶液反应生成NH3·H2O，其反应的离子方程式为：NH4++OH-=NH3·H2O，A不符合题意；B项，过程②加入Cl2可将废水中的NH3·H2O转化为无毒气体，反应过程中氯元素化合价由0价降低到-1价，化合价降低，被还原，氮元素的化合价由-3价升高到0价，化合价升高，被氧化，配平之后为：3Cl2+2NH3·H2O=6Cl-+N2↑+2H2O+6H+ ，B不符合题意；C项，过程③中Na2SO3溶液的作用是将含余氯废水中的Cl2转化为氯离子，反应为：Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2H+，C不符合题意；D项，Cl2溶于水为可逆反应，生成的HClO为弱酸，不能拆开，反应为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，D符合题意；故选D。
6．(2024·山东省烟台等三市高三一模)废旧铅蓄电池的铅膏主要含有PbSO4、PbO2和Pb。从铅膏中回收PbO流程如下。
【已知：Pb(OH)2性质类似Al(OH)3】
下列说法错误的是( )
A．“脱硫”是把PbSO4转化为Na2SO4将硫除去
B．“酸浸”发生的反应有PbCO3+2HAc=Pb(Ac)2+CO2↑+H2O
C．“酸浸”中H2O2 会分解，应适当过量
D．“沉铅”时为保证铅的完全沉淀，应该加入过量氢氧化钠
【答案】D
【解析】从主要含PbSO4、PbO2废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅资源，通过如图流程可知“脱硫”时利用了沉淀转化原理，将PbSO4转化为PbCO3，便于后面的酸浸，在“酸浸”时H2O2将PbO2还原，最终铅元素全部转化为可溶性的Pb(Ac)2，“沉铅”时将Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2，最后Pb(OH)2加热得到PbO。A项，在“脱硫”工艺中，PbSO4与 Na2CO3溶液反应生成更难溶的PbCO3，同时生成Na2SO4留在滤液中将硫除去，A正确；B项，“酸浸”中PbO2通过和H2O2、HAc反应转化为Pb(Ac)2，同时“脱硫”工艺中生成的PbCO3与醋酸反应也生成Pb(Ac)2，故发生的反应有PbCO3+2HAc=Pb(Ac)2+CO2↑+H2O，B正确；C项，H2O2本身易分解，故“酸浸”中H2O2会分解，为保证PbO2反应彻底，H2O2应适当过量，C正确；D项，“沉铅”时生成Pb(OH)2，由于Pb(OH)2性质类似Al(OH)3，若氢氧化钠过量，会导致溶解，反而不利于“沉铅”，故D错误；故选D。
7．(2024·江苏省常州市普通高中学业水平合格性考试适应性训练)医学发现一种Fe3O4纳米粒子具有肝靶向功能。利用废旧镀锌铁皮制备Fe3O4胶体粒子的流程图示意如下：
已知：Zn溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2-。下列有关说法正确的是( )
A．“Fe3O4”俗称铁红
B．“碱洗”是为了洗去废旧镀锌铁皮表面的油污
C．“酸溶”中发生反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+= Fe3++3H2O
D．“氧化”后溶液中存在的离子有：H+、Fe2+、Fe3+、SO42-
【答案】D
【解析】废旧锌铁皮加入NaOH溶液中，氢氧化钠溶液与油污反应生成高级脂肪酸盐，具有去除油污作用，Zn溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2-，过滤，所得固体加入过量稀硫酸，溶解铁，发生Fe+2H+= Fe2++H2↑，加入适量过氧化氢，氧化部分亚铁离子，氧化后的溶液中含有H+、Fe2+、Fe3+、SO42-，向溶液中通入氮气排出空气防止亚铁离子被氧化，加入NaOH溶液生成四氧化三铁胶体粒子。A项， Fe2O3俗称铁红，Fe3O4俗称磁性氧化铁，故A错误；B项，氢氧化钠溶液与油污反应生成高级脂肪酸盐，具有去除油污作用，Zn溶于强碱时生成[Zn(OH)4]2-，故B错误；C项，“酸溶”中发生反应的离子方程式为Fe+2H+= Fe2++H2↑，故C错误；D项，“氧化”后溶液中存在的离子有：H+、Fe2+、Fe3+、SO42-，故D正确；故选D。
8．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)利用如下流程可从废光盘中回收金属层中的银(金属层中其他金属含量过低，对实验影响可忽略)：
已知：NaClO溶液在加热时易分解生成NaCl和NaClO3。下列说法正确的是( )
A．若省略第一次过滤，会使氨水的用量增加
B．“氧化”时，发生的化学方程式：
C．若“还原”工序利用原电池来实现，则N2是正极产物
D．“还原”时，每生成1molAg，理论上消耗
【答案】A
【解析】由题给流程可知，废光盘碎片中的银在80℃水浴加热条件下与次氯酸钠溶液反应生成氯化银、氢氧化钠和氧气，过滤得到滤液和含有氯化银的滤渣；向滤渣中加入氨水，将氯化银转化为银氨络离子，过滤得到滤渣和含有银氨络离子的滤液；向滤液中加入一水合肼溶液，溶液中银氨络离子与一水合肼溶液反应生成银、氮气、氨气、铵根离子和水，过滤得到银。A项，若省略第一次过滤，过量的次氯酸钠溶液能将一水合氨氧化为氮气，会使氨水的用量增加，A正确；B项，由分析可知，氧化时发生的反应为废光盘碎片中的银在80℃水浴加热条件下与次氯酸钠溶液反应生成氯化银、氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为，B错误；C项，由化合价变化可知，若还原工序利用原电池来实现，一水合肼会在负极失去电子发生氧化反应生成生成氮气，C错误；D项，还原时发生的反应为溶液中银氨络离子与一水合肼溶液反应生成银、氮气、氨气、铵根离子和水，反应的离子方程式为4[Ag(NH3)2]++N2H4 H2O=4Ag↓+N2↑+4NH4++4NH3↑+H2O，则反应生成1mol银时，理论上消耗，D错误；故选A。
题型三 以物质分离提纯为背景
9．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)利用如下流程可从废光盘中回收金属层中的银(金属层中其他金属含量过低，对实验影响可忽略)：
已知：NaClO溶液在加热时易分解生成NaCl和NaClO3。下列说法正确的是( )
A．若省略第一次过滤，会使氨水的用量增加
B．“氧化”时，发生的化学方程式：
C．若“还原”工序利用原电池来实现，则N2是正极产物
D．“还原”时，每生成1molAg，理论上消耗
【答案】A
【解析】由题给流程可知，废光盘碎片中的银在80℃水浴加热条件下与次氯酸钠溶液反应生成氯化银、氢氧化钠和氧气，过滤得到滤液和含有氯化银的滤渣；向滤渣中加入氨水，将氯化银转化为银氨络离子，过滤得到滤渣和含有银氨络离子的滤液；向滤液中加入一水合肼溶液，溶液中银氨络离子与一水合肼溶液反应生成银、氮气、氨气、铵根离子和水，过滤得到银。A项，若省略第一次过滤，过量的次氯酸钠溶液能将一水合氨氧化为氮气，会使氨水的用量增加，A正确；B项，由分析可知，氧化时发生的反应为废光盘碎片中的银在80℃水浴加热条件下与次氯酸钠溶液反应生成氯化银、氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为，B错误；C项，由化合价变化可知，若还原工序利用原电池来实现，一水合肼会在负极失去电子发生氧化反应生成生成氮气，C错误；D项，还原时发生的反应为溶液中银氨络离子与一水合肼溶液反应生成银、氮气、氨气、铵根离子和水，反应的离子方程式为4[Ag(NH3)2]++N2H4 H2O=4Ag↓+N2↑+4NH4++4NH3↑+H2O，则反应生成1mol银时，理论上消耗，D错误；故选A。
10．无水FeCl3常用作芳烃氯代反应的催化剂。以废铁屑(主要成分Fe，还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下，下列说法正确的是( )
A．“过滤”所得滤液中大量存在的离子有：Fe3+、Fe2+、H+、Cl-
B．“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂
C．将“氧化”后的溶液蒸干可获得FeCl3·6H2O
D．“脱水”时加入SOCl2能抑制FeCl3的水解，原因是SOCl2与水反应生成H2SO4和HCl
【答案】B
【解析】废铁屑加入盐酸酸溶，碳、二氧化硅不反应，铁转化为盐溶液，过滤滤液加入新制氯水将亚铁离子氧化为铁离子，处理得到FeCl3·6H2O，加入SOCl2脱水得到FeCl3。A项，铁屑中主要成分Fe ，铁和铁离子生成亚铁离子，故“过滤”所得滤液中大量存在的离子有：Fe2+、H+、Cl-，A错误；B项，氯气具有氧化性，且不引入新杂质，故“氧化”时可使用新制氯水作氧化剂，B正确；C项，铁离子水解生成氢氧化铁，故不能将“氧化”后的溶液蒸干来获得FeCl3·6H2O，C错误；D项，是SOCl2与水反应生成SO2和HCl，D错误；故选B。
11．(2024·江苏省盐城市三校高三第一次联考)用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
已知：“还原”时，发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H+；FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是( )
A．“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B．“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为1∶7
C．“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+、Fe3+和H+
D．“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2++8NH3 H2O+O2=8NH4++4FeOOH↓+2H2O
【答案】C
【解析】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)加硫酸溶解，金属氧化物转化为金属阳离子，二氧化硅不溶，再加FeS2把铁离子还原为亚铁离子，同时生成SO42-，过滤，滤渣含有SiO2和FeS2，滤液中含有Fe2+和H+，滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀，过滤、洗涤、烘干，得到纯净的FeOOH。A项，适当提高硫酸浓度，增大氢离子浓度，可增大反应速率，A正确；B项，有关的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O=2 SO42-+15Fe2++16H+，反应中FeS2的Fe元素化合价不变，S元素化合价升高，则SO42-为氧化产物，Fe3+转化为Fe2+，化合价降低，Fe2+为还原产物，则“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为2∶14=1∶7，B正确；C项，滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸，且生成氢离子，则“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+和H+，C错误；D项，滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀，发生的离子方程式为4Fe2++8NH3 H2O+O2=8NH4++4FeOOH↓+2H2O，D正确；故选C。
12．(2024·陕西省西安市二模)七水硫酸锌在农业中可用作微量元素肥料，也被广泛用于工业领域。锌渣制备ZnSO4 7H2O的工艺流程如下。
锌渣的主要成分为ZnO，含有少量CuO、FeO、PbO、SiO2下列说法正确的是( )
A．滤渣①为SiO2，滤渣③为和
B．氧化操作发生的反应为：2Fe2++2ClO-+2OH-+2H2O=2Fe(OH)3↓+Cl2↑
C．加入的主要作用是调节溶液的
D．操作X用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、漏斗
【答案】C
【解析】锌渣的主要成分为ZnO，含有少量CuO、FeO、PbO、SiO2，加入硫酸酸浸，二氧化硅不反应，PbO与硫酸反应生成硫酸铅沉淀，所以滤渣1中为SiO2和PbSO4，滤液①溶质主要为硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁，加入漂白粉将Fe2+氧化为Fe3+，次氯酸根离子转化为氯气，再加ZnO调节溶液pH值，使Fe3+沉淀，滤渣②为Fe(OH)3，滤液②主要溶质为硫酸锌和硫酸铜，加入Zn置换硫酸铜生成Cu，滤渣③中为Cu和过量的锌，滤液③主要为硫酸锌，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4 7H2O。A项，根据分析可知，滤渣①中为SiO2和PbSO4，滤渣③中为Cu和过量的锌，A错误；B项，氧化操作发生的反应为：2Fe2++2ClO-+4H+=2Fe3++Cl2↑+2H2O，B错误；C项，根据分析可知，ZnO调节溶液pH值，使Fe3+沉淀，C正确；D项，操作X用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯，D错误；故选C。
题型四 制备物质综合工艺流程
13．(2024·江苏省常州市普通高中学业水平合格性考试适应性训练)实验室利用废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的实验流程如下：
(1)“溶解”时Cu发生反应的离子方程式为 。
(2)“溶解”可适当升高温度以加快反应速率，但温度不宜过高。温度不宜过高的原因是 。
(3)滤渣中的主要物质是 (填化学式)。
(4)“沉锌”时生成碱式碳酸锌[]，碱式碳酸锌在空气中加热可转化为ZnO，过程中固体质量随温度的变化关系如下图所示。已知：Zn(OH)2加热至125℃、ZnCO3加热至350℃均分解成ZnO，该碱式碳酸锌失去结晶水的温度与Zn(OH)2的分解温度接近。
根据以上实现数据计算，确定中x的值(写出计算过程)。
【答案】(1) 2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O
(2)盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低
(3)Cu(或Cu、Zn)
(4)x=2
【解析】废弃旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)，利用盐酸溶解，同时通入空气，金属分别转化为氯化锌、氯化铜，加入氢氧化钠溶液调节pH，然后加入锌置换出铜，滤液中加入碳酸钠沉锌，生成碱式碳酸锌，煅烧碱式碳酸锌生成氧化锌。(1)“溶解”时Cu被氧化为氯化铜，发生反应的离子方程式为2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O。(2)由于盐酸易挥发，氧气的溶解度随温度升高而降低，所以温度不宜过高的原因是盐酸受热易挥发，氧气的溶解度降低。(3)锌置换铜，所以滤渣中的主要物质是Cu(或Cu、Zn)。(4)根据图像结合物质的分解温度可知最终得到的氧化锌，设为1mol，最终生成3molZnO，因此满足，解得x＝2。
14．(2024·浙江省宁波市高三选考模拟考试)氯化亚铜(CuCl)是石油工业常用的脱硫剂和脱色剂，以低品位铜矿(主要成分为CuS。CuS2和铁的氧化物)为原料制备CuCl步骤如下：
已知：CuCl难溶于醇和水，热水中能被氧化，在碱性溶液中易转化为CuOH．CuCl易溶于浓度较大的Cl-体系中(CuCl+Cl-CuCl2-)。
请回答：
(1)还原过程中所得产物的主要溶质的化学式是 。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．“浸取”过程中稀硫酸可以用浓硫酸代替
B．滤渣1的成分是Fe(OH)3
C．“除锰”后的滤液中Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在
D．“除锰”后滤液加热的主要目的是除去多余的氨水和NH4HCO3
(3)“稀释”过程中，pH对CuCl产率的影响如图所示：
请分析pH控制在左右的原因 。
(4)为测定CuCl产品纯度进行如下实验：
a．称量所得CuCl产品g溶于硝酸，配制成250mL溶液；取出mL，加入足量的mL0.5 mol/L AgNO3溶液，充分反应；
b．向其中加入少量硝基苯，使沉淀表面被有机物覆盖；
c．加入指示剂，用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液；
d．重复实验操作三次，消耗mol/L NH4SCN溶液的体积平均为mL。
已知Ksp(AgCl)=3.2×10-10，Ksp(AgSCN)=2.0×10-12。
①加入硝基苯的作用是 。
②滴定选用的指示剂是 。
A．FeCl3 B．FeCl2 C．NH4Fe(SO4) 2 D．(NH4)2Fe(SO4) 2
③CuCl的纯度为 。
【答案】(1) NaCuCl2 (2)AD
(3)pH低于2.5，CuCl易发生歧化反应；pH高于2.5，随着c(OH―)增大，CuCl易转化为CuOH
(4) 防止在滴加NH4SCN时，AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀 C 99.50%
【解析】低品位铜矿加入稀硫酸、二氧化锰浸取，除去硫，所得滤液加入氨水除铁，得到的滤渣1主要为氢氧化铁，再加氨水、碳酸氢铵除锰得到碳酸锰，滤液再加热，过滤、洗涤得到高活性氧化铜，加入铜、盐酸，加入氯化钠还原，再加水稀释后过滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。(1)还原过程中铜离子、盐酸、氯化钠、和铜，铜与铜离子反应转化为氯化亚铁，CuCl易溶于浓度较大的Cl-体系中(CuCl+Cl-CuCl2-)，故所得产物的主要溶质的化学式是NaCuCl2；(2)A项，浓硫酸具有强氧化性，能氧化二价铁离子，且能生成二氧化硫，不能用浓硫酸代替稀硫酸，选项A不正确；B项，滤渣1的成分是Fe(OH)3，选项B正确；C项，“除锰”后的滤液中Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在，选项C正确；D项，Cu元素主要以[Cu(NH3)4]2+形式存在，“除锰”后滤液加热的主要目的是使其分解生成CuO，选项D不正确；故选AD；(3)pH控制在2.5左右的原因是：pH低于2.5，CuCl易发生歧化反应；pH高于2.5，随着c(OH―)增大，CuCl易转化为CuOH；(4)①加入硝基苯的作用是防止在滴加NH4SCN时，AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀；②结合该实验中滴加NH4SCN标准溶液,指示剂主要是与SCN-反应产生明显现象，所以选用Fe3+，因为溶液中含有Ag+，不能选用含Cl-的试剂,故只能选NH4Fe(SO4) 2；故选C；③根据反应Ag++Cl-=AgCl↓、Ag++SCN-=AgSCN，故10.00gCuCl产品的物质的量为n(CuCl)==0.1mol，CuCl的纯度为=。
15．(2024·江苏省南京师范大学苏州实验学校高三零模考试)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SO42-形成复盐沉淀，Ce3+和SO42-发生反应：Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓；
②硫脲：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)加入硫脲的目的是将CeF22+还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。
(4)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 。
(5)下列关于步骤④的说法正确的是_____(填字母)。
A．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
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．该步骤发生的反应是2Ce3++6 HCO3-=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
(6)若常温下，Ka2(H2CO3)=5.0×10 11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10 28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10 5mol L 1，此时测得溶液的pH=5，则溶液中c(HCO3-)= mol L 1。
【答案】(1)BaSO4、SiO2
(2)4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O
(3)2 CeF22++2=2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F-
(4)防止Ce3+被氧化
(5)CD
(6)0.2
【解析】氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)在空气中焙烧，Ce3+在空气中氧化为Ce4+，加稀硫酸浸取，Ce4+进入溶液，SiO2不反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，过滤分离，滤渣A为SiO2、BaSO4；含CeF22+滤液中加入硫脲将Ce4+还原为Ce3+，Ce2(SO4)3与Na2SO4形成复盐沉淀B为Ce2(SO4)3 Na2SO4 nH2O，过滤分离。复盐沉淀加入NaOH，再加入稀盐酸，Ce3+被转移到溶液中，加入碳酸氢铵使Ce3+沉淀为Ce2(CO3)3，最后灼烧分解生成CeO2。(1)滤渣A的主要成分是BaSO4、SiO2。(2)在氟碳铈矿矿石粉(CeFCO3)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，根据质量守恒得到两种高温气体为二氧化碳和水蒸气，则焙烧过程中反应的化学方程式为4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O。(3)根据信息硫脲( )具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2，则加入硫脲的目的是将CeF22+还原为Ce3+，反应的离子方程式为2 CeF22++2 =2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F-。(4)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Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+推测，加入X的作用是防止Ce3+被氧化。(5)A项，由于加入的碳酸氢铵过量，沉淀比较充分，因此过滤后的滤液中含有的Ce3+很少，A错误；B项，碳酸钠与Ce3+直接快速反应沉淀，在生成沉淀的过程中，其他杂质离子会掺杂在沉淀中，因此不可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，会影响产品纯度，B错误；C项，减压过滤能够大大提高过滤效率，C正确；D项，Ce3+加入碳酸氢铵反应生成Ce2(CO3)3沉淀，同时生成二氧化碳和水，则该步骤发生的反应是2Ce3++6 HCO3-=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O，D正确；故选CD。(6)Ce3+恰好沉淀完全时，c(Ce3+)=1.0×10 5 mol L 1，则，解得，测得溶液的pH=5，根据，解得c(HCO3-)=0.2mol L 1。
16．(2024·浙江省衢州、丽水、湖州三地市教学质量检测)废镍催化剂主要含Ni，还有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、SiO2.某研究小组设计如图所示工艺流程制备硫酸镍晶体。
查阅资料：
①镍的化学性质与铁相似，能与酸缓慢反应。
②一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+
开始沉淀的pH 7.2 4.0 2.2 7.5
沉淀完全的pH 9.0 5.6 3.2 9.0
(1)“滤渣2”的成分是 (用化学式表示)。溶液中加入H2O2的目的是 (用离子方程式表示)。
(2)“调pH”可选用的物质 (填序号)。
A．Na2CO3 B．NiCO3 C．H2SO4 D．NiSO4
“调pH”的范围为 。
(3)下列有关说法不正确的是___________。
A．酸浸步骤可用水浴加热，以加速反应
B．操作A中的有机溶剂可选用乙醇
C．调pH后过滤，需用玻璃棒对漏斗中的混合物充分搅拌
D．操作B中包含“结晶、过滤、洗涤、煅烧”等操作
(4)测定产品的纯度。
操作步骤 涉及反应
①准确称取制备的硫酸镍样品5.620g，加入含0.0200molEDTA的二钠盐溶液(用H2Y2-表示)，充分反应后定容成100mL。 Ni2++H2Y2-= NiH2Y
②取25.00mL上述溶液于锥形瓶中，加二甲酚橙作指示剂，用标准液滴定到终点，平行实验三次，平均消耗20.00mLZn2+标准液。 Zn2++H2Y2-= ZnH2Y
计算产品的纯度为 。
【答案】(1) Fe(OH)3、Al(OH)3 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2) B 5.6≤pH<7.2) (3)BCD (4)90.0%
【解析】根据流程图可以知道，废镍催化剂粉碎后进入稀硫酸酸浸，将金属元素转化为可溶的硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和含有可溶硫酸盐额滤液；向滤液中加入有机溶剂萃取、分液得到含有铜离子的有机层和溶液；向溶液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸镍调节溶液pH在5.6≤pH＜7.2的范围内，将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和含有硫酸镍的滤液；硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸镍晶体。(1)滤渣2的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铝；加入过氧化氢溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；(2)为了将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，根据金属氢氧化物沉淀时的pH，要调节溶液的pH在5.6≤pH＜7.2的范围内；为防止中和溶液中氢离子时引入新杂质，调节溶液的pH时可以加入碳酸镍固体；选B；(3)A项，酸浸步骤适当升温可以加快反应速率，故A正确；B项，乙醇与水互溶，不能作为萃取剂，故B错误；C项，过滤后，漏斗内的沉淀不能用玻璃棒搅拌，故C错误；D项，操作B中包含“加热浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤”等操作，故D错误；故选BCD；(4)根据Zn2++H2Y2-= ZnH2Y，n(Zn2+)=0.025mol/L0.02L=0.0005mol，则在25mL的反应后的溶液中剩余的H2Y2-的物质的量为0.0005mol，与Ni2+反应的H2Y2-的物质的量为-0.0005mol=0.0045mol=n(Ni2+)，原样品中的n(Ni2+)=0.0045mol4=0.018mol，样品的纯度为=90.0%。
题型四 化学原理运用工艺流程
17．(2024·江苏省盐城市高三一模考试)碲广泛应用于冶金工业。以碲铜废料(主要含Cu2Te)为原料回收碲单质的一种工艺流程如下：
已知：，。
(1)“氧化酸浸”得到CuSO4和H2TeO3，该反应的化学方程式为 。
(2)“沉铜”时Na2C2O4过多会导致Cu2+与C2O42-生成环状结构的配离子[Cu(C2O4)2]2 ，该配离子的结构式为 (不考虑立体异构)
(3) CuC2O4可溶于H2C2O4，反应CuC2O4+H2C2O4[Cu(C2O4)2]2 +2H+的平衡常数为 。[已知：反应Cu2+ +2C2O42-[Cu(C2O4)2]2 的平衡常数]
(4)“还原”在条件下进行，H2TeO3发生反应的离子方程式为 。
(5)“还原”时，Na2SO3的实际投入量大于理论量，其可能的原因为 。
(6)将一定质量的CuC2O4置于气中热解，测得剩余固体的质量与原始固体的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。下剩余固体的化学式为 。
【答案】(1)Cu2Te+4H2O2+2H2SO4=2CuSO4+H2TeO3+5H2O
(2)
(3)
(4)H2TeO3+2SO32-Te↓+2SO42-+H2O
(5)提高H2TeO3的还原率；Na2SO3会与“沉铜”后所得滤液中的酸反应生成SO2，SO2从溶液中逸出
(6) Cu
【解析】向碲铜废料(主要含Cu2Te)中加入H2O2溶液、稀H2SO4，充分反应生成CuSO4和H2TeO3，再加入Na2C2O4溶液将Cu2+转化为CuC2O4沉淀除去，此时滤液主要含有H2TeO3、H2SO4，最后再加入Na2SO3溶液将H2TeO3还原生成Te。(1)“氧化酸浸”过程，Cu2Te被H2O2氧化生成CuSO4和H2TeO3，则反应的化学方程式为：Cu2Te+4H2O2+2H2SO4=2CuSO4+H2TeO3+5H2O；(2)在环状结构的配离子[Cu(C2O4)2]2 中，C2O42-的碳氧单键中的O给出孤电子对，Cu2+接受电子对，以4个配位键形成[Cu(C2O4)2]2 ，则该配离子的结构式为：；(3)用R2 表示[Cu(C2O4)2]2 ，则反应CuC2O4+H2C2O4[Cu(C2O4)2]2 +2H+的平衡常数为 ，因 ，即 ，且反应Cu2+ +2C2O42-[Cu(C2O4)2]2 的平衡常数 ，所以 ，即；(4)“还原”时，H2TeO3被还原生成Te，SO32-被氧化生成SO42-，则H2TeO3发生反应的离子方程式为：H2TeO3+2SO32-Te↓+2SO42-+H2O；(5)为提高H2TeO3的还原率，加入的Na2SO3溶液过量；“沉铜”后所得滤液主要含有H2TeO3、H2SO4，Na2SO3会与H2SO4反应生成SO2并逸出，则Na2SO3的实际投入量大于理论量，其可能的原因为：提高H2TeO3的还原率；Na2SO3会与“沉铜”后所得滤液中的酸反应生成SO2，SO2从溶液中逸出；(6)由图可知，350~400°C时剩余固体的质量与原始固体的质量的比值为42.11%，CuC2O4的摩尔质量为152g/mol，则剩余固体的摩尔质量为：，再结合化学反应前后元素种类不变，350~400°C下剩余固体的化学式为Cu。
18．(2024·江苏省南京航空航天大学苏州附属中学高三适应性测试)用镍铂合金废料(主要成分为Ni、Pt，含少量Al和难溶于硫酸的重金属)回收镍和铂的一种工艺流程如下：
(1)“酸浸”后分离出的溶液中，c(Ni2+)=0.2mol/L，c(Al3+)=0.01mol/L，溶液中离子浓度小于1×10－5 mol/L时可认为沉淀完全，则“调pH”应控制pH的范围是 。(设“调pH”时溶液体积不变) {已知：Ksp[Ni(OH)2]=2×10－15，Ksp[Al(OH)3]=1×10－33}
(2)“控温氧化”时控制其他条件一定，Ni2O3的产率与温度和时间的关系如图所示。20℃、40℃时反应后所得滤液主要为NaCl、NaOH和Na2SO4，60℃时反应后所得滤液主要为NaCl、NaClO3、NaOH、Na2SO4，反应相同时间，60℃时Ni2O3的产率低于40℃时，原因可能是 。
(3)“含Pt滤渣”中的Pt可以用王水(体积比3∶1的浓盐酸和浓硝酸的混合液)浸出。浸出时有H2PtCl6和NO生成。向(NH4)2PtCl6溶液中加入NH4Cl会生成(NH4)2PtCl6沉淀。
①写出浸出时Pt所发生反应的化学方程式： 。
②(NH4)2PtCl6在一定温度下可以分解生成Pt(NH3)2Cl2，Pt(NH3)2Cl2在顺式和反式两种结构。请在如图的两个结构中，选择其中一个，填入相应的基团表示Pt(NH3)2Cl2的顺式结构 。
(4)另外一种镍催化剂废渣(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等杂质)为原料可制备锂离子材料镍酸锂。在制备过程中有人认为“除钙”可以用HF，则“除钙”的反应为：Ca2+(aq)+2HF(l) = CaF2(s)+ 2H+(aq)反应的平衡常数K=1.0×103，则Ksp[CaF2]= 。(已知：室温下，HF的电离平衡常数Ka=4×10－4)。
(5)Ni2O3产品中可能含少量NiO，为测定Ni2O3的纯度，进行如下实验：称取5.000g样品，加入足量硫酸后，再加入100mL，1.000 mol/L Fe2+标准溶液，充分反应，加水定容至200mL取出20.00mL，用0.1 mol/L KMnO4标准溶液滴定，到达滴定终点时消耗KMnO4标准溶液10.00mL。实验过程中发生反应如下：
Ni2O3 + Fe2++ H+= Ni2++ Fe3++H2O(未配平)
Fe2+ + + H+= Mn2++ Fe3++H2O(未配平)
试通过计算确定Ni2O3的质量分数，并写出计算过程 。
【答案】(1) 4.7
(3) 3Pt+18HCl+4HNO3=3H2PtCl6+4NO↑+8H2O
(4)1.6×10-10
(5)83%
【解析】酸浸时生成的离子为Ni2+、Al3+，Al3+用NaOH溶液调节pH变为沉淀，碱性条件下加入氧化性的NaClO与Ni2+反应生成Ni2O3，高温还原生成Ni。(1)调pH的目的是为了让Al3+完全沉淀，根据，当溶液中的c(Al3+)<10-5时，，，溶液的pH=4.7，此时溶液中的Ni2+不能沉淀，，当Ni2+开始沉淀时，溶液pH=7，故pH<7时不会影响Ni2+，所以调节溶液PH的范围应为：4.7
已知：V2O2(OH)4既能与强酸反应，又能与强碱反应。 回答下列问题：
(1)V2O2(OH)4中V元素的化合价为 。
(2)“还原酸浸”时，钒以VO2+浸出，“浸出液”中还含有的金属离子是 。V2O5被还原的离子方程式为 。
(3)常温下，“钒、钾分离”时，pH 对钒的沉淀率的影响如图所示：pH＞7时，随pH增大钒的沉淀率降低的原因可能是 。
(4)结合“碱溶”和“沉钒”可知，、氧化性更强的是 ，“沉钒”时发生反应的化学方程式为 。
(5)某废钒催化剂中V2O5的含量为26.0%，某工厂用1吨该废钒催化剂且用该工艺流程生产YVO4，整个流程中V的损耗率为30.0%，则最终得到 YVO4 。
【答案】(1)+4
(2) Fe2+、K+ 4H++V2O5+ SO32-=2VO2++ SO42-+2H2O
(3)V2O2(OH)4能与强碱反应，碱性越强，V2O2(OH)4损耗率越大
(4) ClO3- NH4Cl+NaVO3=NH4VO3↓+NaCl
(5)408kg
【解析】废钒催化剂(含 V2O5、K2O、SiO2少量Fe2O3)中加入K2SO3和硫酸，将V2O5还原为VOSO4，Fe2O3还原为Fe2+，过滤；往浸出液中加入KOH溶液，过滤，得到滤饼V2O2(OH)4，往滤饼中加入NaClO3、NaOH溶液进行碱溶，过滤；往滤液中加入NH4Cl沉钒，得到NH4VO3，将NH4VO3进行焙烧，得到V2O5，加入Y2O3，高温灼烧，制得YVO4。(1)V2O2(OH)4中，O显-2价，H显+1价，则V元素的化合价为+4。(2)“还原酸浸”时，钒以VO2+浸出，Fe2O3被还原为Fe2+，则“浸出液”中还含有的金属离子是Fe2+、K+。V2O5被SO32-还原为VO2+，离子方程式为4H++V2O5+ SO32-=2VO2++ SO42-+2H2O。(3)题中信息显示，V2O2(OH)4既能与强酸反应，又能与强碱反应，则pH＞7时，溶液的碱性增强，V2O2(OH)4会发生溶解，所以随pH增大钒的沉淀率降低的原因可能是：V2O2(OH)4能与强碱反应，碱性越强，V2O2(OH)4损耗率越大。(4)往滤饼V2O2(OH)4中加入NaClO3、NaOH溶液进行碱溶，得到NaVO3，则ClO3-、VO3-氧化性更强的是ClO3-，“沉钒”时，NaVO3转化为NH4VO3，发生反应的化学方程式为NH4Cl+NaVO3=NH4VO3↓+NaCl。(5)依据V元素守恒，可建立关系式：V2O5——2YVO4，m(V2O5)=1t×26.0%×(1-30.0%)=0.182t=182kg，V2O5的相对分子质量为182，YVO4的相对分子质量为204，则最终得到 YVO4的质量为=408kg。
20．(2024·山东省青岛市质检)HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：I.MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
II.高温下，NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
III.Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。
请回答下列问题：
(1)请写出“气体”中属于最高价氧化物的电子式：_____。
(2)请写出“焙烧”过程中MoS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式：_____，_____。
(3)“浸渣”的成分为______(填化学式)；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有_____(填化学式)。
(4)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为_____、_____。
(5)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀，请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：______。
(6)在实际的工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS进行“除杂”，除掉溶液中微量的Cu2+，则反应Cu2++HS-=CuS+H+的K=______。
【答案】(1)
(2) 2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2
Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
(3) NiO NaVO3、NaHCO3
(4) 20g L-1 10g L-1
(5)6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O
(6)1021
【解析】工业废催化剂在纯碱条件下焙烧，MoS与碳酸钠反应生成钼酸钠、二氧化碳和二氧化硫，MoO3和碳酸钠反应生成钼酸钠和二氧化碳，随后浸泡，除去不溶物得到钼酸钠溶液，其中也含有偏铝酸钠，再通入二氧化碳除去氢氧化铝，滤液调节pH加入氯化铵沉钒，滤液加入硝酸得到钼酸。(1) “气体”中包含二氧化硫和二氧化碳，其中二氧化碳为最高价氧化物，其电子式为：；(2)由题中的信息可知，MoS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式为2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2，Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；(3)硫化物焙烧时生成氧化物和二氧化硫，由于NiO不能与碳酸钠反应，故“水浸”时以“浸渣”的形式沉淀出来，而MoO3、V2O5、Al2O3与纯碱反应生成Na2MoO4、NaVO3和NaAlO2，沉铝通过量CO2生成沉淀Al(OH)3和NaHCO3，故“浸渣”的成分为NiO；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有NaVO3、NaHCO3；(4)由图可知选择的初始钒浓度和NH4Cl的加入量分别为20 g ·L-1和10 g ·L-1时，钒提取率达到90%以上，且再增大量时，提钒率变化不大，故选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为：20 g ·L-1和10 g ·L-1；(5)由信息和流程可知，NH4VO3沉淀煅烧时分解产生V2O3和两种气体，根据氧化还原反应原理可知，其中一种气体为氮气，另外一种只能是氨气，故反应的化学方程式为6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O；(6)由题意可知Cu2++HS-=CuS+H+的。
21．高纯氧化铁(Fe2O3)是制造软磁铁氧体主要原料，而后者广泛应用于电工电信设备。以窑尾灰为原料制造高纯氧化铁工艺流程图如下(已知窑尾灰的主要成分为Fe、C、FeO、Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO、SiO2)
当c(Mn+)≤10-5mol·L-1时，认定沉淀完全；25℃时，各物质的溶度积常数如下：
物质 CaSO4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 CaF2 MgF2
Ksp 9.0×10-6 8.0×10-16 4.0×10-38 1.0×10-30.5 5.0×10-9 7.5×10-11
据此回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为_______；证明滤液1中含有Fe2+的试剂可以是_______。
(2)“还原”过程加铁粉的目的是_______。
(3)若滤液2中c(Fe2+)=2mol·L-1则“调pH”范围是_______(lg2≈0.3)。
(4)若滤渣3中既有CaF2又有MgF2，则滤液4中=_______(化为最简整数比)。
(5)写出“沉淀”过程中的离子反应方程式：_______。
(6)“灼烧”过程中的化学方程式为：_______。
【答案】(1) C、SiO2、CaSO4 酸性KMnO4或者K3[ Fe( CN)6]溶液
(2)将Fe3+还原为Fe2+
(3)5.5≤pH <6.3
(4)200：3
(5)Fe2+ +2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑
(6)4FeCO3 +O22Fe2O3 +4CO2
【解析】窑尾灰加入稀硫酸酸浸，各物质转化为对应的硫酸盐，C、SiO2不反应，另外硫酸钙微溶，过滤得滤渣1为C、SiO2、CaSO4，滤液加入过量的铁粉，使铁离子转化为亚铁离子，然后加入氨水调节pH使铝离子转化为氢氧化铝除去，然后滤液加入NH4F除去镁、钙离子，过滤后滤液加入NH4HCO3，反应得到碳酸亚铁，碳酸亚铁在空气中灼烧最后得到氧化铁。(1)滤渣1的主要成分为C、SiO2、CaSO4；亚铁离子具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，其还能和K3[ Fe( CN)6]溶液生成蓝色沉淀，则证明滤液1中含有Fe2+的试剂可以是酸性KMnO4或者K3[ Fe(CN)6]溶液；(2)“还原”过程加铁粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+；(3)滤液加入氨水除去铝离子，而不沉淀亚铁离子，铝离子完全沉淀时c(OH-)==10-8.5mol/L，pH=5.5，亚铁离子开始沉淀时c(OH-)=mol/L，此时pH=6.3，则“调pH”范围是5.5≤pH <6.3；(4)若滤渣3中既有CaF2又有MgF2，则滤液4中==200：3；(5)“沉淀”过程中亚铁离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸亚铁、水、二氧化碳，离子反应方程式Fe2+ +2 HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑；(6)“灼烧”过程中碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳，化学方程式为：4FeCO3 +O22Fe2O3 +4CO2。
22．钼酸钠(Na2MoO4)是一种金属缓蚀剂，金属钼是重要的合金材料，下图是由辉钼矿(钼元素的主要存在形式为MoS2)生产两种物质的流程：
请回答下列问题：
(1)Mo为第五周期元素，与Cr同族，其基态原子价层电子排布式为_______；
(2)辉钼矿在空气中焙烧时，加入氧化物X可减少空气污染物的排放，烧渣中以CaMoO4的形态存在，则X为_______(填化学式)，焙烧方程式为_______；
(3)已知：25℃时，Ksp(CaMoO4)=1.6×10－5，则该温度下，CaMoO4饱和溶液中Ca2+的浓度为_______；
(4) Na2CO3溶液在对烧渣进行浸出时，温度对浸出率的影响如下图所示：
“操作1”需选择“高压浸出”的理由是_______；
(5)从上述流程中可分析出MoO3属于_______(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)；
(6)由MoO3获得可以选择H2做还原剂，相关说法正确的是_______(填代号)；
A．其原理属于热还原法冶金
B． Mo的金属活动性可能位于Mg、Al之间
C．工业上可用与钼酸盐溶液直接作用冶炼钼
(7)已知MoS2晶体有类似石墨的层状结构，预测其可能的用途是_______。
【答案】(1) 4d55s1
(2) CaO 6CaO+ 2 MoS2+9O2 2CaMoO4+CaSO4
(3)0.16
(4)常压无法使溶液的温度上升至浸出率较高的150℃左右
(5)酸性氧化物
(6)a
(7)润滑剂
【解析】辉钼矿(钼元素的主要存在形式为MoS2)加入CaO ，通入空气焙烧发生反应6CaO+ 2 MoS2+9O2 2CaMoO4+CaSO4，所得烧渣加入碳酸钠溶液将Na2MoO4转化为Na2MoO4，经操作1过滤得到Na2MoO4溶液。Na2MoO4溶液经系列操作得到Na2MoO4·2H2O晶体。往Na2MoO4溶液中加入足量硫酸反应生成H2MoO4沉淀，过滤后灼烧得到MoO3，经氢气还原得到Mo。(1)基态Cr原子价层电子排布式为3d54s1，Mo为第五周期元素，与Cr同族，则其基态原子价层电子排布式为4d55s1。(2)MoS2在空气中焙烧会生成SO2，加入氧化物X可减少空气污染物的排放，且烧渣中Mo以CaMoO4的形态存在，含有Ca元素，则X为CaO；焙烧的化学方程式为CaO+ 2 MoS2+9O2 2CaMoO4+CaSO4。(3)CaMoO4饱和溶液中，=。(4)由曲线图可知，随着温度的升高，浸出率逐渐升高，当温度在150℃左右时，浸出率已经很高，继续升高温度，浸出率增长不明显。因此Na2CO3溶液在对烧渣进行浸出时，选择温度150℃左右有利于浸出，但常压无法使溶液的温度上升至浸出率较高的150℃左右，所以需要选择“高压浸出”，以使温度提高到150℃左右。(5)由流程图可知，往Na2MoO4溶液中加入足量硫酸反应生成H2MoO4沉淀，过滤后灼烧得到MoO3，即MoO3对应的水化物为酸，MoO3为酸性氧化物。(6)a项，利用H2做还原剂，将MoO3还原为Mo，其原理属于热还原法冶金，a正确；b项，H2能将MoO3还原为Mo，则还原性：H2>Mo，Mg、Al能从酸溶液中置换出H2，则还原性：Mg > H2，Al > H2，因此Mo的金属活动性可能位于Mg、Al之后，b错误；c项，Na比较活泼，与钼酸盐溶液直接作用，钠先和水反应，因而不能达到冶炼钼的目的，c错误；故选a。(7)MoS2晶体有类似石墨的层状结构，层与层之间作用力较弱，很容易在层间发生相对滑动，因而可用作润滑剂。
1．(2024·云南昆明市二模)碲(Te)是一种重要的稀有分散元素，广泛应用于冶金、石油、化工、航空、电子等领域。以某冶炼厂的湿阳极泥(含水26%，主要含锑、砷、铅、铋、银和少量铜、碲等)为原料回收碲的流程如下：
已知：氧化还原电位可用来反映水溶液中物质表现出来的氧化还原性，用E(氧化态/还原态)表示。E越高，氧化态的氧化性越强，E越低，还原态的还原性越强。若电解时控制电位高于E，则其氧化态不能被还原。相关物质的氧化还原电位(E)如下表所示：
物质
氧化还原电位(E)/V 0.342 0.568 0.16 小于0.16 小于0.16
请回答下列问题：
(1)52 Te的基态原子的电子排布式为 。
(2)原料预处理可采用干燥箱中加热氧化或自然堆放氧化(四天以上)两种方式，两相比较，后者的主要优点是 ；氧化后的原料还需粉碎、过筛，目的是 。
(3)浸出时，所得滤渣主要含铅、银的化合物，其化学式分别为 、 ；添加NaClO3可显著提高碲和铜的浸出率，说明预处理后的原料中仍存在低价态的碲和铜，写出Cu2Te转化为TeCl62-、CuCl+而被浸出的离子方程式 。
(4)电解时为防止除Te以外的单质生成，需控制电位的范围为 ；加入饱和Na2SO3溶液还原TeCl62-可减少电能消耗并防止阳极生成 (填化学式)。
(5)碲可用于制备半导体材料碲化锌，其立方晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系，可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子坐标。A点碲原子坐标为，C点锌原子坐标为，则B点锌原子坐标为 。若Te的原子半径为rpm，碲化锌晶胞中面心与顶点的碲原子相切，晶体的密度为ρg· cm-3，则阿伏加德罗常数NA= molˉ1 (列出计算式)。
【答案】(1)[Kr]5s25p4
(2) 耗能低，成本低 增大接触面积，提高浸出率
(3) PbSO4 AgCl 3Cu2Te+4ClO3-+20Cl-+24H+=6CuCl++3TeCl62-+12H2O
(4) 0.568V Cl2
(5)
【解析】流程分析如下：湿阳极泥(含水26%，主要含锑、砷、铅、铋、银和少量铜、碲等)先进行加热氧化或自然堆放氧化进行预处理，加入H2SO4、NaCl、NaClO3混合溶液进行浸出，使铅元素变为PbSO4，Ag元素变为AgCl，过滤除掉，滤液中加入饱和Na2SO3溶液，根据表格中氧化还原电位数据，控制电位范围0.568V，生成Te，同时防止除Te以外的单质生成。(1)52Te是第五周期第VIA元素，基态原子的电子排布式为[Kr]5s25p4；(2)自然堆放氧化(四天以上)与加热氧化比较，优点是耗能低，成本低；氧化后的原料还需粉碎、过筛，目的是增大接触面积，提高浸出率；(3)由上述分析可知，所得滤渣主要含铅、银的化合物，化学式分别为PbSO4、AgCl；NaClO3与Cu2Te反应生成TeCl62-、CuCl+，溶液是酸性环境，根据电子守恒、电荷守恒写出该离子方程式为：3Cu2Te+4ClO3-+20Cl-+24H+=6CuCl++3TeCl62-+12H2O；(4)电解时为防止除Te以外的单质生成，根据表格中氧化还原电位数据，需控制电位范围0.568V；如果直接电解，阳极可能生成Cl2，因此加入饱和Na2SO3溶液还原TeCl62-可减少电能消耗并防止阳极生成Cl2；(5)根据A点碲原子坐标为，C点锌原子坐标为，结合所给的坐标系，可知B点的Zn原子坐标为；若Te的原子半径为rpm，碲化锌晶胞中面心与顶点的碲原子相切，设晶胞边长为apm，有，a=pm，晶胞的体积为cm3，由晶胞图可知，一个晶胞中含有Zn为4个，Te为=4个，晶胞的质量为，晶体的密度=，NA=。
2．(2024·河北省邢台市五岳联盟高三模拟考试)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等氧化物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示：
已知：i)最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O72-存在，在碱性介质中以CrO42-存在；
ii)pH＜7时，硅元素以H2SiO3形式存在；
iii)pH在4-12之间，铝元素以Al(OH)3形式存在。
回答下列问题：
(1)Cr元素的价电子轨道表示式 。
(2)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(3)水浸渣中主要物质为 (填化学式)。
(4)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质为 (填化学式)。
(5)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH以达到最好的除杂效果，下列说法中，正确的是 。
A．若pH过小，磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
B．若pH过小，会抑制硅酸根离子水解，导致硅酸镁无法完全沉淀
C．若pH过大，会导致镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质
D．若pH过大，溶液中铵根离子浓度增大，降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
(6)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH＜1时，溶解为VO2+或VO3+在碱性条件下，溶解为VO3-或VO43-，上述性质说明V2O5具有 (填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(7)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)Na2CrO4 (3)SiO2、Fe2O3 (4)Al(OH)3
(5)ac (6)C
(7)3S2O52-+2Cr2O72-+10H+═4Cr3++6SO42-+5H2O
【解析】铬钒渣(铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物)中分离提取铬和钒的流程为：铬钒渣在Na2CO3、NaOH作用下高温焙烧，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐Na2CrO4、NaVO3，铝、硅、磷等的化合物转化为NaAlO2、Na2SiO3、Na3PO4，铁的化合物转化为Fe2O3，加水浸取熔渣，过滤，水浸渣中主要有SiO2和Fe2O3，水浸液中含有NaAlO2、NaVO3、Na2CrO4、Na2SiO3、Na3PO4，加入稀硫酸调溶液的pH到弱碱性时NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀，过滤得到含有Al(OH)3的滤渣，再加入MgSO4和(NH4)2SO4除硅磷，使硅、磷分别转化为MgSiO3、MgNH4PO4沉淀，过滤除去沉淀得到含有NaVO3、Na2CrO4的滤液，加入稀硫酸将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，Cr2O72-具有强氧化性，与加入的Na2S2O5反应生成Cr3+，离子方程式为3S2O52-+2Cr2O72-+10H+═4Cr3++6SO42-+5H2O，调pH使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀，达到分离提取铬和钒目的。(1)Cr元素位于第4周期第VB族，价电子排布式为3d54s1，价电子的轨道表示式为；(2)煅烧过程中，铬元素转化为Na2CrO4；(3)水浸渣中主要有SiO2、Fe2O3；(4)沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将Al元素转化为Al(OH)3沉淀；(5)PO43-、SiO32-水解呈碱性，“除硅磷”步骤中控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH过小时溶液的碱性减弱，PO43-会与H+反应，使c(PO43-)降低，不能完全MgNH4PO4沉淀，同时SiO32-会与H+反应生成硅酸胶状沉淀，不利于硅、磷转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀；pH过大时溶液的碱性增强，沉淀剂中的Mg2+、NH4+分别转化为Mg(OH)2沉淀、NH3 H2O，溶液中c(NH4+)降低，导致不能完全生成MgNH4PO4沉淀；故答案为ac；(6)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为VO2+或VO3+；在碱性条件下，溶解为VO3-或VO43-，说明V2O5具有两性；(7)酸性条件下Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，Cr2O72-具有强氧化性，与Na2S2O5反应生成Cr3+，离子方程式为3S2O52-+2Cr2O72-+10H+═4Cr3++6SO42-+5H2O。
3．(2024·江苏省海安高级中学高三下学期开学考试)电解锰渣主要含MnO2、PbSO4、SiO2、Fe2(SO4)3。利用电解锰回收铅的工艺如图所示[已知：Ksp(PbSO4)= 2.6×10－3]：
(1)关于电解锰渣回收铅的工艺
①“还原酸浸”时，Fe2(SO4)3氧化PbS生成的离子方程式为 。
②“浸出液”含有的盐类主要有FeSO4和 (填化学式)。
③从平衡移动的角度分析“浸铅”反应发生的原因： 。
(2)利用PbSO4可制备PbCrO4。以PbSO4、Na2Cr2O7和为原料，通过混合后进行沉淀转化可制得PbCrO4。已知：PbCrO4的产率随的变化如图1所示。
①制备PbCrO4时，控制约为8的原因是 。
②设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2Cr2O7溶液制取Na2CrO4。图中右侧电极产生的气体为 。
(3)利用PbSO4可制得PbO2。PbO2受热分解为的和价的混合氧化物，价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2。现将1molPbO2加热分解得到O2，向“剩余固体”中加入足量的浓盐酸得到Cl2。生成的O2和Cl2的物质的量相等。计算“剩余固体”中Pb、O原子个数比。(写出计算过程) 。
【答案】(1)2Fe3++ PbS+SO42-=2Fe2++ PbSO4+S MnSO4 CH3COO-结合Pb2+形成难电离物质，使PbSO4Pb2++SO42-平衡正向移动
(2) pH小于8时，不利于Na2Cr2O7转化为Na2CrO4， pH大于8时生成Pb(OH)2沉淀 H2
(3) 3：4
【解析】电解锰渣主要含MnO2、PbSO4、SiO2、Fe2(SO4)3，电解锰渣中加入稀硫酸、PbS，在还原酸浸时，氧化产物是S，“ 浸出液”含有的盐主要有MnSO4和少量的FeSO4，则MnSO4 (电解锰渣中的)、PbSO4、SiO2不反应，MnO2、Fe2(SO4)3与PbS发生氧化还原反应，使得浸出液中含有MnSO4和FeSO4，固体中的硫酸铅在浸铅时与醋酸铵反应生成醋酸铅，醋酸铅在沉铅时与碳酸氢铵反应生成碳酸铅。(1)①由已知条件，Fe2(SO4)3氧化PbS为S及流程框图中加入H2SO4溶液可得，PbS中S由-2价升高为0价，化合价升2；Fe3+中Fe元素由+3价降为+2价，化合价降1，最小公倍数为2；根据氧化还原反应原理及质量守恒配平得反应2Fe3++ PbS+SO42-=2Fe2++ PbSO4+S；②MnO2与PbS也发生上述反应，MnO2被还原为Mn2+；③“浸铅”反应PbSO4+2CH3COO-=Pb(CH3COO)2+SO42-，该溶液中加入CH3COONH4时，c(CH3COO-)增大，平衡正向移动，使PbSO4转化为Pb(CH3COO)2，故从平衡移动的角度分析“浸铅”反应发生的原因：CH3COO-结合Pb2+形成难电离物质，使PbSO4Pb2++SO42-平衡正向移动；(2)①pH小于8时，不利于Na2Cr2O7转化为pH大于8时生成Pb(OH)2沉淀,故制备PbCrO4时，控制pH约为8；②据离子转化Cr2O72-+H2OCrO42-+2H+，在电解池右侧，若使Na2Cr2O7转化为Na2CrO4，则需使上述离子反应向右移动，右侧电解为2H＋＋2e-=H2↑，右侧消耗H+；(3)PbO2受热分解固体混合物，再与HCl反应，+4价Pb还原为+2价，Cl-氧化为Cl2，为PbCl2溶液，1molPbO2转化为PbCl2，电子转移：1mol(4-2)=2mol，设产生O2 xmol，则Cl2 xmol，根据电子守恒：4x+2x=2mol，x=，所以1molPbO2分解产生O2：mol，则固体混合物中n(O)=2mol-mol2=mol，而n(Pb)不变，为1mol，n(Pb):n(O)=1:= 3：4。
4．(2024·浙江省衢州、丽水、湖州三地市教学质量检测)硝基乙烷可用作硝化纤维、染料等的溶剂和火箭的燃料，也可用于合成农药、医药等。硫酸二乙酯硝化法是合成硝基乙烷的重要方法，工艺流程示意图如下：
已知：硫酸结构简式为
请回答：
(1)步骤①的化学方程式 。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．硫酸氢乙酯具有酸性
B．相同温度下，硫酸二乙酯在水中的溶解性大于硫酸
C．NaNO2具有一定毒性，不能作为食品添加剂使用
D．若③中硫酸二乙酯和NaNO2等物质的量反应，则A化学式为CH3CH2OSO2ONa
(3)硫酸氢乙酯沸点为280℃，硫酸二乙酯的沸点为208℃，试从结构角度分析硫酸氢乙酯沸点高于硫酸二乙酯的原因 。
(4)设计实验验证固体NaNO2有还原性(可供选择的试剂有：酸性KMnO4溶液、KI溶液、H2O2溶液、FeSO4溶液) ；写出实验过程中涉及的离子反应方程式 。
【答案】(1)H2SO4+CH3CH2OH→CH3CH2OSO3H+H2O
(2)BC
(3)硫酸氢乙酯可形成分子间氢键
(4) 取NaNO2固体于试管中，加适量水溶解，逐滴加入少量酸性KMnO4溶液，溶液不出现紫红色，则NaNO2有还原性 5NO2-+2MnO4-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O
【解析】硫酸与乙醇发生取代反应生成硫酸氢乙酯和水，真空条件2mol硫酸氢乙酯生成硫酸二乙酯和硫酸，硫酸二乙酯与NaNO2反应生成硝基乙烷和硫酸钠。(1)步骤①的化学方程式为：H2SO4+CH3CH2OH→CH3CH2OSO3H+H2O；(2)A项，生成硫酸氢乙酯只取代了硫酸中一个羟基，还剩下一个羟基可以电离出H+，故硫酸氢乙酯具有酸性，故A正确；B项，相同温度下，硫酸中有羟基可以与水形成氢键，故硫酸在水中的溶解性大于硫酸二乙酯，故B错误；C项， NaNO2具有一定毒性，不能作为食品添加剂使用，故C正确；D项，若③中硫酸二乙酯和NaNO2等物质的量反应，硝基只能与1mol乙基结合，则A化学式为CH3CH2OSO2ONa，故D正确；故选BC。(3)硫酸氢乙酯中含有羟基，可以形成分子间氢键，故硫酸氢乙酯沸点高于硫酸二乙酯；(4)固体NaNO2有还原性，选择有颜色的氧化剂试验现象明显，故可以选取KMnO4溶液试验，取NaNO2固体于试管中，加适量水溶解，逐滴加入少量酸性KMnO4溶液，溶液不出现紫红色，则NaNO2有还原性。
5．(2024·重庆市名校联盟高三联考)I．由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、Al2O3和SiO2)得到绿矾(FeSO4·7H2O)，然后制取透明氧化铁颜料的流程如下：
已知：①透明氧化铁又称纳米氧化铁，粒子直径微小(10~90nm)，包括氧化铁黄(FeOOH)和氧化铁红(Fe2O3)，难溶于水，在碱性条件下非常稳定；
②Fe3+能将FeS2中的硫元素氧化为+6价。
回答下列问题：
(1)FeS2的电子式为 。
(2)“滤渣”中的主要成分是 。
(3)“还原”过程中涉及的离子方程式为 。
(4)流程中“”环节的目的是 。
(5)“沉淀”采用分批加入KOH溶液，并不断搅拌，这样操作不但可以得到色泽纯正的氢氧化铁，而且还可以 。
(6)可用分光光度法测定制得的透明氧化铁中氧化铁黄和氧化铁红的含量。已知Fe(SCN)3的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与Fe3+标准溶液浓度的关系如图所示：
称取3.47g透明氧化铁，用稀硫酸溶解并定容至1L，准确移取该溶液10.00mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100mL。测得溶液吸光度A=0.8，则透明氧化铁中氧化铁红(Fe2O3)的质量分数为 %(保留小数点后一位)。
Ⅱ．氧化亚铜(Cu2O)用途广泛，干法生产Cu2O粉末的主要工艺流程如下：
(7)粉碎机中，发生的变化属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(8)800~900℃时，煅烧炉中发生化合反应，该反应的化学方程式为 。
【答案】(1) (2)二氧化硅和二硫化铁
(3)FeS2+14Fe3+ +8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
(4)除去溶液中的Al3+，得到FeSO4溶液
(5)形成细小的氢氧化铁颗粒
(6)23.1%
(7)物理变化
(8)CuO+CuCu2O
【解析】由题给流程可知，向硫铁矿烧渣中加入稀硫酸酸浸时，金属氧化物溶于稀硫酸转化为可溶性硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应，向反应后的容器中加入过量的二硫化铁，将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，过滤得到含有二氧化硅、二硫化亚铁的滤渣和含有硫酸亚铁、硫酸铝的滤液；滤液经结晶、过滤得到含有硫酸铝的滤液1和绿矾；绿矾加水溶解后，加入氯酸钾和稀硫酸的混合溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中分批加入氢氧化钾溶液，并不断搅拌得到均匀、色泽纯正的氢氧化铁，氢氧化铁经转化得到透明氧化铁。(1)二硫化铁是离子化合物，电子式为；(2)由分析可知，滤渣为二氧化硅、二硫化亚铁；(3)由分析可知，还原过程中涉及的反应为过量的二硫化铁将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，反应的离子方程式为FeS2+14Fe3+ +8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；(4)由分析可知，流程中结晶再溶解环节的目的是除去溶液中的铝离子，得到硫酸亚铁溶液；(5)由分析可知，向溶液中分批加入氢氧化钾溶液，并不断搅拌的目的是得到均匀、色泽纯正的氢氧化铁，使氢氧化铁形成细小的氢氧化铁颗粒便于转化为透明氧化铁；(6)设3.47g透明氧化铁中含有amol氧化铁黄和bmol氧化铁，由质量可得amol×89g/mol+bmol×160g/mol=3.47g，由图可知，溶液吸光度A =0. 8时，溶液中铁离子浓度为4.0×10-3mol/L，由铁原子个数守恒可得：0.01(a+2b)mol=0.1×4.0×10-3mol，解得a=0.03、b=0.005，则透明氧化铁中氧化铁的质量分数为×100%=23.1%；(7)由图可知，粉碎机的作用是将氧化亚铜固体粉碎为氧化亚铜粉末，粉碎过程中没有新物质生成，属于物理变化；(8)由图可知，800~900℃时，煅烧炉中发生的化合反应为氧化铜与铜高温下反应生成氧化亚铜，反应的化学方程式为CuO+CuCu2O。
6．(2024·河南三门峡高三阶段性考试)分铜液净化渣主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)、砷(As)等元素的化合物，一种回收工艺流程如图：
已知：①“碱浸”时，铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物，碱浸液含有Na2TeO3、Na3AsO4。
②“酸浸”时，锑元素发生反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
回答下列问题：
(1)As位于第四周期VA族，基态As的价层电子排布式为 。
(2)“碱浸”时，TeO2与NaOH反应的离子方程式为 。
(3)向碱浸液中加入盐酸调节pH=4，有TeO2析出，分离出TeO2的操作是 。滤液中As元素最主要的存在形式为 。(填标号)(25℃，H3AsO4的各级电离常数为Ka1=6.3×10-3，Ka2=1.0×10-7，Ka3=3.2×10-12)
A．H3AsO4 B．H2AsO4- C．HAsO42- D．AsO43-
(4)①Sb2O(SO4)4中，Sb的化合价为 。
②“氯盐酸浸”时，通入SO2的目的是 。
(5)“水解”时，生成SbOCl的化学方程式为 。
(6)TeO2可用作电子元件材料，熔点为733℃，TeO2晶胞是长方体结构如图。碲的配位数为 。已知NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 g/cm3。
【答案】(1) 4s24p3 (2) TeO2+2OH-=TeO32-+H2O
(3) 过滤 B
(4) +5 将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3
(5)SbCl3+H2O=SbOCl+2HCl
(6) 6
【解析】结合题干信息，分铜液加入氢氧化钠溶液进行碱浸，铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物，碱浸液含有Na2TeO3、Na3AsO4；过滤后向滤渣中加入硫酸进行酸浸，铜的氢氧化物或氧化物均溶解，锑元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣，过滤后向浸渣中加入盐酸、氯化钠和二氧化硫，反应生成三氯化锑，三氯化锑水解生成转化为SbOCl；碱浸液中加入酸调节PH=4，Na2TeO3转化生成亚碲酸，亚碲酸不稳定分解生成二氧化碲。(1)As为33号元素，基态As的价层电子排布式为：4s24p3。(2)TeO2属于酸性氧化物，与NaOH反应的离子方程式为：TeO2+2OH-=TeO32-+H2O。(3)向碱浸液加入盐酸调节pH=4，TeO2以沉淀析出，分离出TeO2的操作是过滤；由题干信息可知，H3AsO4的各级电离常数为：Ka1=6.3×10-3，Ka2=1.0×10-7，Ka3=3.2×10-12，pH=4，则c(H+)=10-4mol/L，H3AsO4H++ H2AsO4- ，Ka1=，，故As主要以H2AsO4- 形式存在，故选B。(4)①结合化合物的化合价为0，Sb2O(SO4)4中，Sb的化合价为+5价；②SO2具有还原性，“氯盐酸浸”时，通入SO2的目的是将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3。(5)“水解”时，SbCl3水解生成SbOCl，化学方程式为：SbCl3+H2O=SbOCl+2HCl。(6)结合图示晶胞结构，离碲离子最近的氧负离子有6个，故碲的配位数为6；根据均摊，该晶胞含有2+4×=4个O原子，含有1+8×=2个Te，则该晶体的密度= g· cm-3。
7．(2024·江苏省苏锡常镇四市高三下教学情况调研一模)高砷煤中含有砷硫铁(FeAsS)等物质。燃煤产生的烟气中含NO、SO2、粉尘等，经过SCR脱硝除去NO，粉尘经沉降得到粉煤灰。
(1)燃煤固硫
①燃用高砷煤时加入生石灰将大部分硫元素转化为 (填化学式)留在煤渣中。
②高砷煤燃烧过程中，砷硫铁在高温下被氧化成As2O3释放到烟气中，该反应的化学方程式为 。
(2)SCR脱硝(脱除烟气中的NO)
在烟气中加入适量氨气，用钒氧化物作催化剂将NH3、NO、O2转化为N2。烟气中含有的As2O3会使钒氧化物催化剂中毒。
①在SCR脱硝的反应中还原剂为 (填化学式)。
②研究发现砷中毒机理主要是As2O3分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，使数量减少(产物中As化合价为+3、+5)。请补充完整产物的结构 。
③As2O3不易使催化剂中毒。但与As2O3相比，As2O5更不利于脱硝反应的进行，其原因是 。
(3)粉煤灰成分研究
粉煤灰可用于水泥工业，粉煤灰中的氨含量(NH3或铵盐)会影响水泥的性能。
①取50.00 g粉煤灰加入NaOH蒸出NH3，用20 mL 0.1000 mol L的H2SO4溶液吸收NH3，用0．2000mol L NaOH溶液滴定过量的H2SO4至终点，平行滴定3次，平均消耗NaOH溶液10.00 mL，计算粉煤灰中的以NH3计的氨含量 (用mg g表示，写出计算过程)。
②相同烟气所得脱硝粉煤灰(经过SCR脱硝后获得)与未脱硝粉煤灰(直接沉降获得)加水后溶解后，所得浆液pH随时间的变化如图所示。脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低的原因是 。
【答案】(1) CaSO4
(2) NH3 As2O5将NH3氧化，与NO反应的NH3的量减少，产生的As2O3会使催化剂中毒
(3) 粉煤灰中的氨含量 部分SO2被氧化为SO3，SO3与NH3、H2O反应生成(NH4)2SO4溶于水呈酸性
【解析】(1)①向燃煤中加入生石灰，高温时生石灰、氧气和SO2转化为CaSO4留在煤渣中；②高砷煤燃烧过程中，砷硫铁在高温下被氧化成As2O3释放到烟气中，该反应的化学方程式为；(2)①NH3、NO、O2转化为N2，其中NH3的N化合价从-3变为0，失电子化合价升高，是还原剂；②由题意，产物中As化合价为+3、+5，As2O3分子破坏了催化剂的Lewis酸位点，故考虑有一个As与两个位点结合，是+5价，另一个As仍然与3个O结合，是+3价，故结构为；③As2O5不易使催化剂中毒，但与As2O3相比，As2O5更不利于脱硝反应的进行，因为As2O5将NH3氧化，与NO反应的NH3的量减少，产生的As2O3会使催化剂中毒；(3)①通过NaOH溶液可以计算出过量的硫酸物质的量为，则与NH3反应的硫酸物质的量为0.1000 mol L 1×20×10-3L-1×10-3mol=1×10-3mol，粉煤灰中的以NH3计的氨含量为；②未脱硝粉煤灰中有NO，有氧化性，部分SO2被氧化为SO3，SO3与NH3、H2O反应生成(NH4)2SO4溶于水呈酸性，所以脱硝粉煤灰pH始终比未脱硝粉煤灰低。
8．(2024·江苏省扬州中学高三下学期月考)金属铼(Re)广泛应用于国防、石油化工以及电子制造等领域，铼可通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)制备。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。
(1)为了提高“焙烧”过程的效率，可以采取的措施为 (回答任意两点)。“焙烧”过程加入生石灰，有效解决了SO2的危害，则ReS2转化为Ca(ReO4)2的方程式为 。
(2)“萃取”机理为：R3N+H++ReO4-=R3N·HReO4，则“反萃取”所用试剂X为 。
(3)如图表示萃取液流速与铼吸附率关系，萃取剂流速宜选用的范围是6~8BV/h，选择此范围的原因是 。
(4)已知高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是 。
(5)经过上述反应后制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表)，在3500℃下，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉，请分析原因 。
物质 熔点(℃) 沸点(℃)
Re 3180 5900
C 3652 4827
Fe 1535 2750
(6)三氧化铼晶胞如下图所示(小黑点代表铼或氧原子)，铼原子填在了氧原子围成的 (填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中。
【答案】(1) 适当升高温度，将钼精矿粉碎，增大空气通入量 4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4
(2)氨水
(3)萃取液流速小于6BV/h，萃取时间太长，会降低生产效率；萃取液流速大于8BV/h，铼吸附率下降太多
(4)重结晶或用热水溶解再降温结晶，过滤，再洗涤干燥
(5)3500℃时，Fe已气化去除；固态碳与H2完全反应，形成了气态物质
(6)八面体
【解析】钼精矿在空气中焙烧硫元素转化成二氧化硫，二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙，铼元素转化成Ca(ReO4)2，钼元素转化成CaMoO4，加入硫酸、软锰矿，硫酸钙属于微溶物，过滤，得到浸渣CaSO4，加入氨水和生石灰，得到NH4ReO4，然后过滤，通过萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。(1)为了提高“焙烧”过程的效率，可以适当升高温度、将钼精矿粉碎、搅拌、适当增大空气的进入量等；ReS2在反应中转化成Ca(ReO4)2和CaSO4，ReS2作还原剂，氧气作氧化剂，因此有CaO+ReS2+O2Ca(ReO4)2+CaSO4，根据原子守恒配平即可，氧气最后配平，所得化学反应方程式为10CaO+4ReS2+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4；(2)“反萃取”获得NH4ReO4，为了不产生新杂质，且R3N+H++ReOR3N·HReO4的平衡向左移动，所加试剂为氨水；(3)增大萃取液流速、提高铼吸附率可以提高生产效益，根据萃取液流速与铼吸附率关系图，萃取液流速小于6BV/h，萃取时间太长，会降低生产效率；萃取液流速大于8BV/h，铼吸附率下降太多；为提高生产效益，萃取液流速宜选用的范围是6～8BV·h－1；(4)高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水，所以用重结晶法提纯；或先用热水溶解再降温结晶，过滤，再洗涤干燥；(5)由图可知，3500℃时，Fe已气化去除；固态碳与H2完全反应，形成了气态物质，说明在3500℃下，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉；(6)中间四个氧原子与上下面各一个氧原子形成八面体，则6个O原子围成一个八面体。
9．(2024·江苏省连云港市高三第一次调研考试)以含钼(Mo)废催化剂(含MoS2，以及、、等)为原料制备MoO3，其过程表示如下：
(1)焙烧。将废催化剂和足量固体置于焙烧炉中，通入足量空气加热至充分反应。焙烧过程中MoS2转化为Na2MoO4的化学方程式为 。
(2)浸取。将焙烧所得固体加水浸泡，然后过滤、洗涤。过滤后所得滤液中存在的阴离子有OH-、MoO42-、 。欲提高单位时间内钼的浸取率，可以采取的措施有 (任写一点)。
(3)除杂。向浸取后的滤液中通入过量CO2，过滤。通入过量CO2的目的 。
(4)制备。向上述(3)所得滤液中加入硝酸调节溶液的小于6，使MoO42-转化为Mo7O246-，然后加入NH4NO3充分反应，析出(NH4)6Mo7O24·4H2O，灼烧后可得到MoO3。灼烧(NH4)6Mo7O24·4H2O得到MoO3的化学方程式为 。
(5)应用。将MoO3制成催化剂，用于氨催化还原氮氧化物，一定压强下，将氨氮比为1.0的混合气体按一定流速通入装有上述催化剂的反应装置，测得NOx的转化率随温度的变化关系如图所示。在温度之间，NOx转化率不高的原因是 。
【答案】(1)2MoS2+4NaOH+7O22Na2MoO4+4SO2+2H2O
(2) [Al(OH)4]- 废催化剂粉碎、使得升高温度、搅拌等
(3)将[Al(OH)4]-转化为氢氧化铝沉淀
(4)(NH4)6Mo7O24·4H2O7MoO3+6NH3↑+7H2O↑
(5)没有达到催化剂所需的合适的活化温度
【解析】废催化剂在氢氧化钠条件下，通入氧气焙烧将MoS2转化为Na2MoO4，焙烧产生的气体主要为硫元素转化生成的SO2；加H2O浸出除去不溶的铁、铜化合物，浸出液含OH-、MoO42-、[Al(OH)4]-，通入过量的二氧化碳，将[Al(OH)4]-转化为氢氧化铝沉淀，过滤，滤液中加入硝酸调节溶液的pH小于6，使MoO42-转化为Mo7O246-，然后加入NH4NO3充分反应，析出(NH4)6Mo7O24·4H2O，灼烧后可得到MoO3。(1)焙烧过程氧气具有氧化性，会氧化MoS2生成二氧化硫和Na2MoO4，氢氧化钠、氧气和MoS2转化为Na2MoO4、二氧化硫，水，化学方程式为2MoS2+4NaOH+7O22Na2MoO4+4SO2+2H2O；(2)氧化铝会和氢氧化钠生成可溶性的Na[Al(OH)4]，故过滤后所得滤液中存在的阴离子有OH-、MoO42-、[Al(OH)4]-。欲提高单位时间内钼的浸取率，可以采取的措施有废催化剂粉碎、使得升高温度、搅拌等；(3)通入过量的二氧化碳，将[Al(OH)4]-转化为氢氧化铝沉淀，除去铝元素；(4)(NH4)6Mo7O24·4H2O，灼烧后可得到MoO3，结合质量守恒可知，还生成氨气和水，反应为(NH4)6Mo7O24·4H2O7MoO3+6NH3↑+7H2O↑；(5)催化剂催化需要一定的活化温度，在温度之间，NOx转化率不高的原因是：。此时温度较低，没有达到催化剂所需的合适的活化温度，导致反应速率较慢，单位时间内NOx转化率不高。
10．(2024·四川遂宁高三期中)HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧—水浸取法从HDS废催化剂(主要成分为MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：I．焙烧时MoO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
II．高温下NH4VO3易分解，分解产物常含N2和NH3两种含氮元素的气体。
III．Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。
请回答下列问题：
(1)流程的“气体”中含有二氧化碳，写出二氧化碳的一种用途： 。
(2)请写出“焙烧”过程中Al2O3及MoS分别与纯碱反应的化学方程式： ， 。
(3)“浸渣”的成分为 (填化学式)；“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有 (填化学式)。
(4)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为 、 。
(5)在实际工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS除掉溶液中微量的Cu2+，反应Cu2++HS－=CuS+H+的平衡常数K= 。
(6)“沉钒”时生成NH4VO3沉淀，请写出“煅烧”中发生反应的化学方程式： 。
【答案】(1)制干冰
(2) Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2
(3) NiO NaVO3、NaHCO3
(4) 20g L-1 10g L-1
(5)1021
(6)6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O
【解析】HDS废催化剂在纯碱条件下焙烧，其中MoS与纯碱焙烧生成Na2MoO4、CO2和SO2，MoO3与纯碱焙烧生成Na2MoO4和CO2，V2O5与纯碱焙烧生成NaVO3和CO2，Al2O3与纯碱焙烧生成NaAlO2和CO2，只有NiS转化生成的NiO不与纯碱反应，水浸时以浸渣形式沉淀下来，滤液1的成分为：Na2MoO4、 NaVO3、 NaAlO2 、Na2CO3，往其中通入过量的CO2沉铝时生成Al(OH)3和 NaHCO3，调节pH后加NH4Cl沉钒得NH4VO3沉淀，煅烧时生成V2O3，滤液加硝酸得到钼酸。(1)二氧化碳的用途：制干冰、碳酸饮料、纯碱、灭火等；(2)Al2O3与纯碱焙烧生成NaAlO2和CO2，反应的化学方程式：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑，MoS与纯碱焙烧生成Na2MoO4、CO2和SO2，反应的化学方程式：2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2；(3)焙烧后只有NiS转化生成的NiO不与纯碱反应且不溶于水，水浸时以浸渣形式沉淀下来，“浸渣”的成分为NiO；焙烧后Mo、V、Al均转化为对应的钠盐，为使各物质完全转化加入的Na2CO3过量，所以滤液1的成分为：Na2MoO4、 NaVO3、 NaAlO2 、Na2CO3，往其中通入过量的CO2沉铝时生成Al(OH)3和 NaHCO3，所以“滤液2”中的成分除了Na2MoO4外，还含有NaVO3、NaHCO3；(4)由图可知选择的初始钒浓度和NH4Cl的加入量分别为20g L-1和10g L-1时，钒提取率到达90%以上，且再增大量时，提取率变化不大，所以初始钒的浓度和NH4Cl的加入量分别为20g L-1和10g L-1；(5)；(6)已知：高温下NH4VO3易分解，分解产物常含N2和NH3两种含氮元素的气体，又图中说明NH4VO3煅烧时生成V2O3，所以其化学方程式为：6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O。
11．(2024·河北张家口张垣联盟高三联考)金属铼(Re)是重要的新兴金属，应用于国防、石油化工以及电子制造等领域，通过还原高铼酸铵(NH4ReO4)可制取金属铼。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵的流程如下图所示。回答下列问题：
(1)“焙烧”过程加入生石灰的目的 。
(2)“焙烧”常采用高压空气、逆流操作(空气从培烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，这样操作的目的是 ，请再举出一项提高“焙烧”效率的合理措施： 。
(3)“浸出”中，浸出率与温度的关系如下左图所示，浸出率与硫酸浓度的关系如下右图所示。工业生产应选择的适宜条件是 。
(4)“萃取”机理为：，则“反萃取”对应的离子方程式为 。
(5)硫酸铼(IV)铵[(NH4)aReb(SO4)c·mH2O]是制备高纯铼的基础产品，为测定其组成进行如下实验：
①称取3.300g样品配成100mL溶液M。
②取10.00mL溶液M，用0.05mol/L的BaCl2标准溶液滴定，恰好完全沉淀，进行三次平行实验，平均消耗40.00 mL BaCl2标准溶液。
③另取10.00mL溶液M，加足量浓NaOH溶液并加热，生成标准状况下气体44.80mL。
通过计算可知铼的物质的量为 ，确定硫酸铼铵的化学式为 。
【答案】(1)吸收二氧化硫，避免污染环境
(2) 增大接触面积，提高反应速率，使焙烧充分，提高原料的利用率 适当升温或将矿石粉碎
(3)95℃和c(H2SO4)=3.0mol/L
(4)或
(5) 0.005mol (NH4)4Re(SO4)4·H2O
【解析】钼精矿在空气中焙烧硫元素转化成二氧化硫，二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙，铼元素转化成Ca(ReO4)2，钼元素转化成CaMoO4，加入硫酸、软锰矿，硫酸钙属于微溶物，过滤，得到浸渣CaSO4，加入氨水和生石灰，得到NH4ReO4，然后过滤，通过萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品，据此分析。(1)由上述分析可知二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙，可避免二氧化硫污染环境；(2)“焙烧”常采用高压空气、逆流操作可增大接触面积，提高反应速率，使焙烧充分，提高原料的利用率；适当升高温度，加快反应速率，也可提高“焙烧”效率；(3)由图可知95℃和c(H2SO4)=3.0mol/L时，浸出较高，因此选择的条件为：95℃和c(H2SO4)=3.0mol/L；(4)反萃取时与氨气反应生成，反应离子方程式为：或；(5)由②可知，10.00mL溶液M中含SO42-的物质的量为0.05mol/L×0.04L=0.002mol；由③可知10.00mL溶液M中含铵根离子的物质的量等于生成氨气的物质的量，为，可知SO42-和铵根离子的物质的量相等，结合化合物中各元素的代数和为0可得该物质中a=c=4，b=1，除水外的组成为：(NH4)4Re(SO4)4，该物质的物质的量为0.0005mol；摩尔质量为，则化学式为：(NH4)4Re(SO4)4·H2O，含铼的物质的量为0.0005mol。
12．(2024·山西吕梁高三阶段性测试)8月1日起，为了国家信息安全，我国禁止镓和锗的出口，锗是一种重要的半导体材料，工业上用精硫锗矿(主要成分为GeS2)制取高纯度锗的工艺流程如图所示：
(1) COCl2分子中各原子均达到8电子稳定结构，其结构式为 。
(2)800℃升华时通入N2的目的是： 、 。
(3)酸浸时Ge、S元素均被氧化到最高价态，写出该反应的离子方程式： ，酸浸时温度不能过高的原因是 。
(4) GeCl4易水解生成GeCl4·n H2O，证明GeCl4·n H2O沉淀洗涤干净的方法是 。
(5)测定错的含量：称取0.5500g锗样品，加入双氧水溶解，再加入盐酸生成，以淀粉为指示剂，用的碘酸钾标准溶液滴定，消耗碘酸钾的体积为24.80mL。已知：酸性条件下IO3-，能将氧化为，①在滴定过程中依次发生的离子方程式为： 、 ，②该样品中储的质量分数是 %(精确到0.01%)。
【答案】(1)
(2) 避免GeS2被氧化，得到较纯净的GeS2 将生成的GeS2带入后续装置
(3) GeS+8H++10NO3-=GeO2+SO42-+10NO2+4H2O 浓HNO3受热易分解
(4)取最后一次洗涤液于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3如果不出现白色沉淀，则证明洗涤干净
(5) 3Ge2++IO3-+6H+=3Ge4++I-+3H2O IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O 98.75%
【解析】精硫锗矿粉碎，然后在氮气氛围中加热至800℃升华，得到GeS2，GeS2在825℃条件下被氨气还原为GeS，氨气被氧化为氮气；GeS加入浓硝酸酸浸后，被硝酸氧化生成粗GeO2，GeO2600℃条件下与SOCl2发生氯化得到GeCl4，GeCl4与高纯水反应生成GeCl4·n H2O，GeCl4·n H2O在200℃下发生脱水生成GeO2，GeO2被氢气还原得到Ge。(1)COCl2是共价化合物，各原子均达到8电子稳定结构，其结构式为。(2)800℃升华时通入N2的目的是：避免GeS2被氧化，得到较为纯净的GeS2；并且将生成的GeS2带入后续装置。(3)酸浸时Ge、S元素均被氧化到最高价态，说明GeS被HNO3氧化为GeO2和SO42-，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：GeS+8H++10NO3-=GeO2+SO42-+10NO2+4H2O，酸浸时温度不能过高的原因是浓HNO3受热易分解。(4)GeCl4易水解生成GeCl4·n H2O，洗涤GeCl4·n H2O的目的是除去Cl-，证明GeCl4·n H2O沉淀洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3如果不出现白色沉淀，则证明洗涤干净。(5)由“酸性条件下IO3-能将Ge2+氧化为Ge4+可知，滴定过程中发生反应：3Ge2++IO+6H+=3Ge4++I-+3H2O，当发生IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O时，溶液变蓝色，达到滴定终点。由此可得关系式：3Ge2+~IO3-，则 n(Ge2+)= 3n(IO3-)=3×24.80×10-3L×0.1000mol/L=7.44×10-3mol，故该样品中锗的质量分数是 ×100%=98.75%。
13．(2024·河北邢台五岳联盟高三联考)过硫酸铵[(NH4)2S2O8]是一种重要的氧化剂、漂白剂。工业上用粗硫酸铵(杂质主要为含铁化合物)生产过硫酸铵的一种工艺流程如图所示。
已知：(NH4)2S2O8具有强氧化性和腐蚀性，0℃时在水中的溶解度为58.2g，微溶于乙醇，不溶于丙酮。回答下列问题：
(1) (NH4)2S2O8中S元素的化合价为 该物质中N、O、S元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
(2)用离子方程式表示(NH4)2SO4溶液呈酸性的原因： 。
(3)若将等体积、等浓度的氨水和稀硫酸混合后，混合溶液的主要溶质为 (填化学式)，混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 。
(4)FeOOH可用于脱除H2S，其产物为FeSSH，常温下，FeSSH经空气氧化可再生出FeOOH，从而循环使用。写出FeOOH再生的化学方程式： 。
(5)降温结晶后所得(NH4)2S2O8晶体经过滤、 (填试剂名称)洗涤、干燥可得纯净的(NH4)2S2O8晶体，写出在实验室中洗涤(NH4)2S2O8晶体的操作： 。
【答案】(1) +6 N＞O＞S
(2)NH4++H2ONH3·H2O +H+
(3) NH4HSO4 c(H＋)＞c(SO42-)＞c(NH4+)＞c(OH―)
(4) FeSSH+O2=FeOOH+2S
(5) 无水乙醇 过滤后，用玻璃棒引流，将无水乙醇注入漏斗中，直至没过晶体，然后等待液体从漏斗底部流走 ，重复操作两到三次
【解析】(1)①过硫酸铵中铵根离子为+1价，8个氧原子中有2个氧原子存在过氧键，为-1价，其余6个氧原子化合价为-2价，根据化合价计算规则，可求得S元素的化合价为+6价；②由于N元素的2p轨道处于半满状态，较稳定，所以第一电离能N＞O，同主族元素，原子序数越大，第一电离能越小，所以第一电离能O＞S，所以该物质中N、O、S元素的第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞S；(2)硫酸铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解显酸性，离子方程式为：NH4++H2O NH3·H2O +H+；(3)等体积、等浓度的氨水和稀硫酸混合，稀
