易錯(cuò)專(zhuān)題20 化學(xué)工藝流程題解題策略-2024年高考化學(xué)考前易錯(cuò)聚焦含解析

易錯(cuò)專(zhuān)題20化學(xué)工藝流程題解題策略-2024年高考化學(xué)考前易錯(cuò)聚焦易錯(cuò)專(zhuān)題20化學(xué)工藝流程題解題策略聚焦易錯(cuò)點(diǎn)：一、物質(zhì)制備型1.原料處理階段(1)常見(jiàn)原料處理的方法:溶解、水(酸或堿)浸、浸出、灼(焙、煅)燒等。(2)加快反應(yīng)速率的方法:攪拌、加熱、粉碎等。2.分離提純階段(1)調(diào)pH除雜:控制溶液的酸堿性,使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。(2)加熱:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)降溫:防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)或使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。(4)水(酸或堿)溶法:除去可溶性(堿性或酸性)雜質(zhì)。(5)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(6)分離方法:過(guò)濾、蒸發(fā)(冷卻)結(jié)晶、萃取和分液、蒸餾(或分餾)等。3.獲得產(chǎn)品階段(1)洗滌:(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過(guò)程中溶解損耗。(2)根據(jù)物質(zhì)溶解度差異選擇正確的方法,如蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶或蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾。二、物質(zhì)分離提純型物質(zhì)分離提純型工藝流程題主要是針對(duì)混合物的除雜、分離和提純。解題時(shí)找出要得到的主要物質(zhì)是什么,混有的雜質(zhì)有哪些,分析加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成了什么物質(zhì),要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去,將工藝流程轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的轉(zhuǎn)化流程,明確各步所加試劑或相關(guān)操作的目的。工藝流程題中文字表述題答題方法如下：1.“加過(guò)量試劑”:?？紤]反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。2.“控制pH”:常考慮防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。3.“能否加其他物質(zhì)”:常考慮會(huì)不會(huì)引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。4.“控制較低溫度”:?？紤]物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。5.“判斷沉淀是否洗凈”:常取少量最后一次洗滌液于試管中,向其中滴加某試劑,以檢驗(yàn)其中的某種離子。6.“檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計(jì)方案”:通常取少量某物質(zhì)于試管中,加水溶解,再加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象,然后得出結(jié)論。7.“用某些有機(jī)試劑清洗”:(1)降低物質(zhì)溶解度有利于產(chǎn)品析出;(2)洗滌沉淀可減少損耗和提高利用率等。8.“在空氣中或在其他氣體中”:主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的?？键c(diǎn)精練1．（2024·安徽黃山·二模）氧缺位體是熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫的催化劑。一種以黃銅礦(主要成分是，含、等雜質(zhì))為原料制備流程如圖所示：已知：①酸浸后溶液中的金屬離子有和②時(shí)已知幾種金屬離子沉淀的如表所示：金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀的1.93.46.47.0完全沉淀的3.24.77.69.0請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)“焙燒”時(shí)生成三種氧化物，其中金屬氧化物的化學(xué)式為。(2)焙燒產(chǎn)物中的在有氧條件下利用石灰石漿液吸收可制得一種副產(chǎn)品。(填化學(xué)式)(3)流程中，若無(wú)“還原”工序，造成的后果是。(4)已知有兩種同分異構(gòu)體，則“沉鐵”過(guò)程中生成的的空間結(jié)構(gòu)是。(5)“灼燒”工序的化學(xué)方程式是，“煅燒”時(shí)通入的作用是。(6)“煅燒”得到氧缺位體時(shí)，不同溫度范圍內(nèi)，發(fā)生變價(jià)的金屬元素不同，某溫度下制得的氧缺位體質(zhì)量為原質(zhì)量的，則。(7)氧缺位體催化分解水制氫可分為兩步：第一步：(完成方程式)；第二步：。2．（2024·四川成都·二模）草酸鎳(NiC2O4)是一種不溶于水的淺綠色粉末，常用于制鎳催化劑和鎳粉等。以銅鎳合金廢料(主要成分為鎳和銅，含有一定量的鐵和硅)為原料生產(chǎn)草酸鎳的工藝流程如圖：已知：①“浸出”液含有的離子主要有H+、Ni2+、Cu2+、Fe3+、、；②pH增大，F(xiàn)e2+被氧化的速率加快，同時(shí)生成的Fe3+水解形成更多的膠體能吸附Ni2+。③草酸的Ka1=6.0×10-2，Ka2=5.0×10-5。回答下列問(wèn)題：(1)生產(chǎn)時(shí)為提高合金廢料浸出率，下列措施可行的是(填字母)。a．適當(dāng)延長(zhǎng)浸出時(shí)間b．高溫浸出c．分批加入混酸浸取并攪拌(2)“萃取”步驟中萃取除去的主要金屬陽(yáng)離子是。(3)“氧化”過(guò)程中，控制70℃、pH小于3的條件下進(jìn)行。①“氧化”過(guò)程的離子方程式為。②若pH大于3鎳的回收率降低的原因是。(4)“過(guò)濾”后的濾液中加入(NH4)2C2O4溶液反應(yīng)得到草酸鎳，過(guò)濾得到的草酸鎳需要用蒸餾水洗滌，檢驗(yàn)晶體是否洗滌干凈的方法是。已知常溫下Ksp[NiC2O4]=1.70×10-17，當(dāng)溶液pH=2時(shí)，Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤1×10-5mol·L-1時(shí)認(rèn)為完全沉淀]，則此時(shí)溶液中草酸的濃度c(H2C2O4)=(保留兩位有效數(shù)字)。(5)在空氣中加熱二水合草酸鎳得到NiO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。3．（2024·山西晉中·二模）錳可用于制造特種鋼材，在汽車(chē)電池、高端裝備制造、新材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。二氧化錳廣泛應(yīng)用于電池、電子工業(yè)。以主要成分為的某錳礦(雜質(zhì)為、等)為原料制備單質(zhì)錳的一種流程如圖所示：已知：金屬離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)與溶液的關(guān)系如圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)濾液中的溶質(zhì)為、(填化學(xué)式)，“氧化除硫”過(guò)程中有紅褐色固體生成，則參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“酸浸氧化”過(guò)程被氧化的離子方程式為。(3)為何不通過(guò)調(diào)的方法將除去：；已知若溶液中同時(shí)沉淀完全時(shí)，溶液中，則相同溫度下，。(4)通過(guò)控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件，電解溶液時(shí)，既可得到也可得到，則生成單質(zhì)時(shí)，應(yīng)在(填“陽(yáng)極”或“陰極”)上放電；寫(xiě)出生成時(shí)的電極反應(yīng)式：。(5)已知單質(zhì)錳的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：則錳的配位數(shù)是；若錳原子半徑為，阿伏加德羅常數(shù)值為，則單質(zhì)錳的密度為(用含的代數(shù)式表示)。4．（2024·廣東惠州·三模）為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4、SiO2、Fe3O4以及鉀和鋁的硅酸鹽)，科研人員研制了一種回收V2O5的新工藝，主要流程如下圖。已知：i．該工藝條件下，溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3+Fe2+Al3+開(kāi)始沉淀pH1.97.03.0完全沉淀pH3.29.04.7ii．VOSO4可溶、(VO2)2SO4易溶、V2O5和NH4VO3難溶；＋2OH-=+H2O(1)“酸浸氧化”時(shí)，VO2＋轉(zhuǎn)化成反應(yīng)的離子方程式為，同時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為。濾渣①主要成分是。(2)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·2H2O，隨濾液②可除去金屬離子K＋以及部分的金屬離子有。(3)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5·2H2O轉(zhuǎn)化為KVO3溶解，寫(xiě)出V2O5·2H2O與KOH反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)“調(diào)pH”中濾渣④的主要成分是。(5)全釩液流儲(chǔ)能電池可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化，其原理如圖所示。①充電過(guò)程中，左槽電極反應(yīng)式為。②放電過(guò)程中，右槽溶液顏色變化的情況是。(6)釩的某種氧化物的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，釩原子的配位數(shù)為。若該晶胞的密度為ρg/cm3，且用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則該晶胞的邊長(zhǎng)為nm。5．（2024·新疆·二模）以菱錳礦(主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳的碳酸鹽以及SiO2雜質(zhì))為原料生產(chǎn)次錳酸鈉(Na3MnO4)的工藝流程如圖：已知：物質(zhì)MnSNiSKsp2.0×10-131.0×10-21(1)次錳酸鈉中Mn的化合價(jià)為；濾渣1的主要成分為MnO2和(填化學(xué)式)。(2)錳的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件為。(3)浸出液加入MnO2發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為。(4)“除鎳”步驟發(fā)生的反應(yīng)為：MnS(s)+Ni2+(aq)=NiS(s)+Mn2+(aq)。反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。(5)“母液1”中主要溶質(zhì)的用途。(6)煅燒產(chǎn)物MnO2在“共熔”過(guò)程中，反應(yīng)得到Na2MnO4及一種單質(zhì)氣體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(7)某MnxO，四方晶胞結(jié)構(gòu)及其投影如圖所示，該晶胞由O2-和Mn3+構(gòu)成。該晶體中Mn的配位數(shù)為，Mn與Mn之間最近(頂點(diǎn)和體心)距離為pm。(用含a、b的代數(shù)式表示)6．（2024·河北·一模）某銅硫礦富含黃鐵礦和磁黃鐵礦等硫鐵礦物，占原礦礦物總量38％，實(shí)驗(yàn)室以此為原料模擬工業(yè)制備純銅并利用黃鐵精礦進(jìn)行含鉻廢水處理，工藝流程轉(zhuǎn)化如下：［注］1.粉碎解離度(不同成分礦石分離程度)與粉碎程度有關(guān)，顆粒越細(xì)，解離度越高，最高可達(dá)93％，但顆粒越細(xì)對(duì)設(shè)備要求越高。2.銅藍(lán)礦的主要成分為CuS，黃鐵礦的主要成分為。3.可能用到的數(shù)據(jù)如下：開(kāi)始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2(1)基態(tài)銅原子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為種。(2)精磨酸浸過(guò)程中，精磨的作用是；酸浸一般選用硫酸溶液在純氧環(huán)境中進(jìn)行，酸浸的化學(xué)方程式為。(3)已知增大氧氣的濃度可以提高的浸取率，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋其原因。(4)生石灰堿浸時(shí)調(diào)節(jié)pH的范圍為。(5)濾渣X的主要成分是。(6)向?yàn)V液B中通入高壓，可成功制得單質(zhì)銅的原因是。(7)黃鐵精礦處理含鉻廢水的機(jī)理如圖所示：在溶液反應(yīng)中，黃鐵精礦會(huì)部分溶解與()發(fā)生氧化還原反應(yīng)，請(qǐng)結(jié)合信息寫(xiě)出此過(guò)程的離子反應(yīng)方程式：。7．（2024·福建龍巖·二模）以鋅灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3為原料制備的ZnFe2O4脫硫劑，可用于脫除煤氣中的H2S。脫硫劑的制備過(guò)程可表示為(1)“浸取”時(shí)需不斷通入高溫水蒸氣，其目的是。(2)“除雜”包括：向浸取后的濾液中加足量鋅粉、過(guò)濾、加H2O2氧化等步驟。過(guò)濾所得濾渣的成分為(填化學(xué)式)。(3)ZnSO4溶液經(jīng)結(jié)晶可得ZnSO4?7H2O固體。加熱該固體，固體質(zhì)量保留百分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。溫度從688℃升高到1050℃時(shí)，分解生成的產(chǎn)物中有兩種氣體(只有一種是氧化物)，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)400℃時(shí)，將一定比例H2、H2S的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有ZnFe2O4脫硫劑的硫化反應(yīng)器進(jìn)行硫化。已知：硫化過(guò)程中ZnFe2O4反應(yīng)后生成ZnS和FeS，該過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(5)①氧化鋅晶體的一種晶胞是如圖甲所示的立方晶胞，其中與Zn原子距離最近的O原子數(shù)目有個(gè)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出該晶胞沿y軸方向的平面投影圖。②Zn2+能形成多種配離子，已知Zn2+形成的一種配離子[Zn(NH3)2(H2O)2]2+只有一種空間結(jié)構(gòu)，則[Zn(NH3)4]2+的空間結(jié)構(gòu)為。8．（2024·江西九江·二模）利用廢鎳催化劑(主要含金屬及其氧化物)合成硫酸鎳晶體的一種工藝流程如下：常溫下，溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的如表所示：金屬離子開(kāi)始沉淀時(shí)的7.23.72.27.5沉淀完全時(shí)的8.74.73.29.0回答下列問(wèn)題：(1)“堿浸”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為。(2)“濾液②”中含有的金屬離子是。(3)若“轉(zhuǎn)化”后的溶液中濃度為，則“調(diào)”應(yīng)控制的范圍是。(4)資料顯示，硫酸鎳結(jié)晶水合物的形態(tài)與溫度有如下關(guān)系。溫度低于30.8℃30.8~53.8℃53.8~280℃高于280℃晶體形態(tài)多種結(jié)晶水合物由溶液獲得穩(wěn)定的晶體的操作依次是蒸發(fā)濃縮、、過(guò)濾、洗滌、干燥。(5)①三種元素二價(jià)離子的硫酸鹽晶體的晶胞類(lèi)型相同，其熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?；②中陰離子的空間構(gòu)型為；③丁二酮肟常用于檢驗(yàn)。在稀氨水中，丁二酮肟與反應(yīng)生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如圖所示：該配合物中的配位數(shù)為；丁二酮肟分子中所含的第二周期元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)椤?．（2024·廣東·一模）釩是重要的戰(zhàn)略資源，以硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢釩催化劑為原料(含、、、以及少量的等)，綜合回收利用釩、硅、鉀實(shí)現(xiàn)變廢為寶、保護(hù)環(huán)境的目的，回收工藝流程如下：已知：釩的氧化物在酸性條件下以、存在，增大時(shí)可轉(zhuǎn)化為沉淀。(1)“水浸”前，通常需要將催化劑粉碎，其目的是。(2)“濾渣2”轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式是。(3)“還原酸浸”時(shí)：①硫酸的用量會(huì)影響釩的浸出率，需保持在1.2以下的原因是。②過(guò)程中除了有被還原成，還涉及的反應(yīng)離子方程式為。③若以磷酸為介質(zhì)處理廢催化劑，可以提高釩的浸出率。一種釩磷配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，形成配位鍵時(shí)V提供(選填“孤對(duì)電子”或“空軌道”)。(4)“萃取”時(shí)選擇有機(jī)萃取劑，原理是：(有機(jī)層)(有機(jī)層)，“反萃取”應(yīng)選擇在環(huán)境中進(jìn)行(選填“酸性”、“中性”或“堿性”)。(5)加氨水生成沉淀，若經(jīng)焙燒得到產(chǎn)品，則消耗空氣中。(6)近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)含釩的銻化物在超導(dǎo)方面表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。某含釩的銻化物晶胞如圖1所示，晶體中包含由V和組成的二維平面如圖2。該含釩的銻化物化學(xué)式為，釩原子周?chē)o鄰的銻原子數(shù)為。10．（2024·黑龍江哈爾濱·二模）鉭（Ta）和鈮（Nb）為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵元素，其單質(zhì)的性質(zhì)相似。一種以花崗偉晶巖型鈮鉭礦（主要成分為、、和少量的FeO、CaO、MgO等）為原料制取鉭和鈮的流程如圖一：“浸取”后的浸出液中含有、兩種二元強(qiáng)酸。已知：①M(fèi)IBK為甲基異丁基酮：②，，。(1)加快“浸取”速率可采取的措施是。(2)“浸取”時(shí)得到的“浸渣”主要成分為（填化學(xué)式），“浸取”時(shí)還會(huì)產(chǎn)生“廢氣”，“廢氣”中除了揮發(fā)出的HF還可能有（填化學(xué)式）。與氫氟酸反應(yīng)的離子方程式為。(3)“萃取”時(shí)，若萃取劑MIBK的量一定，（填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。(4)用金屬鈉還原制取金屬鈮的化學(xué)方程式為。(5)鉭形成的晶體TaAs在室溫下?lián)碛谐叩目昭ㄟw移率和較低的電子遷移率。TaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖二所示。詩(shī)寫(xiě)出As的配位數(shù)：。晶體的密度為（列出計(jì)算式，阿伏伽德羅常數(shù)的值為）。11．（2024·寧夏銀川·一模）金屬鎵被稱(chēng)為“電子工業(yè)脊梁”，與鋁同族，性質(zhì)與鋁相似。氮化鎵是5G技術(shù)中廣泛應(yīng)用的新型半導(dǎo)體材料。利用粉煤灰(主要成分為Ga2O3、Al2O3、SiO2，還有少量Fe2O3等雜質(zhì))制備鎵和氮化鎵的流程如圖：常溫下，相關(guān)元素可溶性組分的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)與pH的關(guān)系如圖所示，當(dāng)溶液中可溶性組分濃度c≤10-5mol·L-1時(shí)，可認(rèn)為已除盡?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)“焙燒”過(guò)程中Al2O3變?yōu)镹aAlO2，則Ga2O3與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“堿浸”后濾渣的主要成分為(寫(xiě)化學(xué)式)。用惰性電極電解含[Ga(OH)4]-的溶液可得到金屬Ga，陰極的電極反應(yīng)式為。(3)常溫下，反應(yīng)[Ga(OH)4]-(aq)Ga(OH)3(s)＋OH-(aq)的平衡常數(shù)K=。(4)用石墨為電極電解熔融Ga2O3得到Ga單質(zhì)，電極材料需要定期補(bǔ)充的是極(填“陰”或“陽(yáng)”)。(5)高純AlAs(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過(guò)程如圖所示，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止H2O2刻蝕液與下層GaAs(砷化鎵)反應(yīng)。①該氧化物為。②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2與上層GaAs的反應(yīng)中，As元素的化合價(jià)變?yōu)?5價(jià)，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為。(6)利用CVD(化學(xué)氣相沉積)技術(shù)，將熱分解得到的Ga2O3與NH3在高溫下反應(yīng)可制得GaN，同時(shí)生成另一種產(chǎn)物，該反應(yīng)化學(xué)方程式為。12．（2024·河北·一模）天然鋯英砂(主要成分為)常含有等氧化物雜質(zhì)。工業(yè)上以鋯英砂為原科制備的一種工藝流程如圖所示。已知：i．有機(jī)溶劑(三辛胺與壬醇的混合溶液)與水互不相溶；ii．“萃取”過(guò)程中鐵元素由轉(zhuǎn)化成有機(jī)配合物進(jìn)入有機(jī)相。(1)“堿熔”時(shí)，鋯英砂轉(zhuǎn)化為，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“水浸”時(shí)，所得“濾液”中溶質(zhì)的主要成分除外，還有(填化學(xué)式)。(3)“酸浸”后，鋯元素以的形式存在于溶液中，此過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(4)“除銅”時(shí)，若測(cè)得剩余濾液中，通過(guò)計(jì)算判斷溶液中是否除盡已知：常溫下，，溶液中離子濃度低于即可認(rèn)為該離子被除盡)。(5)“有機(jī)溶劑”中的壬醇幾乎與水互不相溶，解釋其原因?yàn)椤?6)已知氯氧化鋯的溶解度、鐵的萃取率與鹽酸濃度的關(guān)系如下圖所示。在“萃取”過(guò)程中，應(yīng)選用鹽酸的最適宜濃度為_(kāi)______(填選項(xiàng)字母)。A． B． C． D．(7)“煅燒”時(shí)，需要在條件下發(fā)生反應(yīng)，所得兩種氣體的體積之比。13．（2024·山東·一模）以某種鐵鈷礦(主要成分為，還含有少量等雜質(zhì))為原料制取和黃鈉鐵礬的工藝流程如下圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)濾渣3的主要成分為；確定“濾液1”中的已被完全氧化的方法是。(2)向“溶液A”中加入適量的溶液，生成顆粒較大的黃鈉鐵礬[]沉淀的同時(shí)還生成一種氣體，這種氣體的化學(xué)式是。(3)向“濾液3”中按物質(zhì)的量之比為加入和，若“濾渣4”的成分為，總反應(yīng)的離子方程式是。經(jīng)檢測(cè)，“濾渣4”是由和形成的混合物。隔絕空氣灼燒時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是；如果控制溫度不當(dāng)，會(huì)生成雜質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(4)向“濾液1”中加入的“溶液”須控制用量，請(qǐng)解釋原因。14．（2024·四川南充·一模）錳廢渣的硫酸浸出液含有大量、、以及少量的、、、。通過(guò)沉淀-萃取法可以回收其中的錳、鈷、鎳，流程如圖所示。已知：萃取劑a和b均為有機(jī)物，可用通式表示，萃取金屬離子時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：(代表被萃取的金屬)。(1)的作用是。(2)該流程中涉及的實(shí)驗(yàn)操作有___________(填字母標(biāo)號(hào))。A．過(guò)濾 B．蒸發(fā)結(jié)晶 C．分液 D．蒸餾(3)加入調(diào)的目的是。(4)已知：，，向除鐵后的溶液中加入，當(dāng)溶液中時(shí)，。(保留1位有效數(shù)字)(5)寫(xiě)出反萃取出的離子方程式。(6)、利用萃取劑b進(jìn)行分離，二者萃取率隨無(wú)機(jī)相變化如圖所示。無(wú)機(jī)相的控制在左右為宜。(7)回收液中濃度的測(cè)定：取回收液，滴入幾滴紫脲酸胺指示劑(遇顯橙黃色)，用濃度為的溶液進(jìn)行滴定()，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗溶液的體積。物質(zhì)的量濃度為。15．（2023·山西太原·二模）MnCO3可用作電器元件材料，也可作為瓷釉、顏料的制作原料。工業(yè)上用酸性含錳廢水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制備MnCO3：已知：幾種金屬離子沉淀的pH如表。金屬離子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+開(kāi)始沉淀的pH7.53.25.28.8完全沉淀的pH9.73.76.410.4回答下列問(wèn)題：(1)①中加入過(guò)量MnO2的作用是。(2)過(guò)程③中調(diào)pH的目的是。(3)過(guò)程④中有CO2生成，則生成MnCO3的離子方程是。(4)過(guò)程④中得到的副產(chǎn)品的化學(xué)式是。(5)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。則300℃時(shí)，剩余固體中n(Mn)：n(O)為；圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為(填化學(xué)式)。(6)NF3與NH3的立體構(gòu)型相同，兩者中心原子的軌道雜化類(lèi)型均為，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因。(7)一種Hg－Ba－Cu－O高溫超導(dǎo)材料的晶胞(長(zhǎng)方體)如圖所示。已知該晶胞中兩個(gè)Ba2+的間距為cpm，則距離Ba2+最近的Hg+數(shù)目為個(gè)，二者的最短距離為pm。(列出計(jì)算式即可)。易錯(cuò)專(zhuān)題20化學(xué)工藝流程題解題策略聚焦易錯(cuò)點(diǎn)：一、物質(zhì)制備型1.原料處理階段(1)常見(jiàn)原料處理的方法:溶解、水(酸或堿)浸、浸出、灼(焙、煅)燒等。(2)加快反應(yīng)速率的方法:攪拌、加熱、粉碎等。2.分離提純階段(1)調(diào)pH除雜:控制溶液的酸堿性,使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。(2)加熱:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)降溫:防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解(或分解)或使化學(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。(4)水(酸或堿)溶法:除去可溶性(堿性或酸性)雜質(zhì)。(5)氧化劑或還原劑法:除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(6)分離方法:過(guò)濾、蒸發(fā)(冷卻)結(jié)晶、萃取和分液、蒸餾(或分餾)等。3.獲得產(chǎn)品階段(1)洗滌:(冰水、熱水)洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體在洗滌過(guò)程中溶解損耗。(2)根據(jù)物質(zhì)溶解度差異選擇正確的方法,如蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶或蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾。二、物質(zhì)分離提純型物質(zhì)分離提純型工藝流程題主要是針對(duì)混合物的除雜、分離和提純。解題時(shí)找出要得到的主要物質(zhì)是什么,混有的雜質(zhì)有哪些,分析加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成了什么物質(zhì),要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去,將工藝流程轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的轉(zhuǎn)化流程,明確各步所加試劑或相關(guān)操作的目的。工藝流程題中文字表述題答題方法如下：1.“加過(guò)量試劑”:?？紤]反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。2.“控制pH”:常考慮防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。3.“能否加其他物質(zhì)”:?？紤]會(huì)不會(huì)引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。4.“控制較低溫度”:?？紤]物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。5.“判斷沉淀是否洗凈”:常取少量最后一次洗滌液于試管中,向其中滴加某試劑,以檢驗(yàn)其中的某種離子。6.“檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計(jì)方案”:通常取少量某物質(zhì)于試管中,加水溶解,再加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象,然后得出結(jié)論。7.“用某些有機(jī)試劑清洗”:(1)降低物質(zhì)溶解度有利于產(chǎn)品析出;(2)洗滌沉淀可減少損耗和提高利用率等。8.“在空氣中或在其他氣體中”:主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的?？键c(diǎn)精練1．（2024·安徽黃山·二模）氧缺位體是熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫的催化劑。一種以黃銅礦(主要成分是，含、等雜質(zhì))為原料制備流程如圖所示：已知：①酸浸后溶液中的金屬離子有和②時(shí)已知幾種金屬離子沉淀的如表所示：金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀的1.93.46.47.0完全沉淀的3.24.77.69.0請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)“焙燒”時(shí)生成三種氧化物，其中金屬氧化物的化學(xué)式為。(2)焙燒產(chǎn)物中的在有氧條件下利用石灰石漿液吸收可制得一種副產(chǎn)品。(填化學(xué)式)(3)流程中，若無(wú)“還原”工序，造成的后果是。(4)已知有兩種同分異構(gòu)體，則“沉鐵”過(guò)程中生成的的空間結(jié)構(gòu)是。(5)“灼燒”工序的化學(xué)方程式是，“煅燒”時(shí)通入的作用是。(6)“煅燒”得到氧缺位體時(shí)，不同溫度范圍內(nèi)，發(fā)生變價(jià)的金屬元素不同，某溫度下制得的氧缺位體質(zhì)量為原質(zhì)量的，則。(7)氧缺位體催化分解水制氫可分為兩步：第一步：(完成方程式)；第二步：。2．（2024·四川成都·二模）草酸鎳(NiC2O4)是一種不溶于水的淺綠色粉末，常用于制鎳催化劑和鎳粉等。以銅鎳合金廢料(主要成分為鎳和銅，含有一定量的鐵和硅)為原料生產(chǎn)草酸鎳的工藝流程如圖：已知：①“浸出”液含有的離子主要有H+、Ni2+、Cu2+、Fe3+、、；②pH增大，F(xiàn)e2+被氧化的速率加快，同時(shí)生成的Fe3+水解形成更多的膠體能吸附Ni2+。③草酸的Ka1=6.0×10-2，Ka2=5.0×10-5。回答下列問(wèn)題：(1)生產(chǎn)時(shí)為提高合金廢料浸出率，下列措施可行的是(填字母)。a．適當(dāng)延長(zhǎng)浸出時(shí)間b．高溫浸出c．分批加入混酸浸取并攪拌(2)“萃取”步驟中萃取除去的主要金屬陽(yáng)離子是。(3)“氧化”過(guò)程中，控制70℃、pH小于3的條件下進(jìn)行。①“氧化”過(guò)程的離子方程式為。②若pH大于3鎳的回收率降低的原因是。(4)“過(guò)濾”后的濾液中加入(NH4)2C2O4溶液反應(yīng)得到草酸鎳，過(guò)濾得到的草酸鎳需要用蒸餾水洗滌，檢驗(yàn)晶體是否洗滌干凈的方法是。已知常溫下Ksp[NiC2O4]=1.70×10-17，當(dāng)溶液pH=2時(shí)，Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤1×10-5mol·L-1時(shí)認(rèn)為完全沉淀]，則此時(shí)溶液中草酸的濃度c(H2C2O4)=(保留兩位有效數(shù)字)。(5)在空氣中加熱二水合草酸鎳得到NiO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。3．（2024·山西晉中·二模）錳可用于制造特種鋼材，在汽車(chē)電池、高端裝備制造、新材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。二氧化錳廣泛應(yīng)用于電池、電子工業(yè)。以主要成分為的某錳礦(雜質(zhì)為、等)為原料制備單質(zhì)錳的一種流程如圖所示：已知：金屬離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)與溶液的關(guān)系如圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)濾液中的溶質(zhì)為、(填化學(xué)式)，“氧化除硫”過(guò)程中有紅褐色固體生成，則參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“酸浸氧化”過(guò)程被氧化的離子方程式為。(3)為何不通過(guò)調(diào)的方法將除去：；已知若溶液中同時(shí)沉淀完全時(shí)，溶液中，則相同溫度下，。(4)通過(guò)控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件，電解溶液時(shí)，既可得到也可得到，則生成單質(zhì)時(shí)，應(yīng)在(填“陽(yáng)極”或“陰極”)上放電；寫(xiě)出生成時(shí)的電極反應(yīng)式：。(5)已知單質(zhì)錳的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：則錳的配位數(shù)是；若錳原子半徑為，阿伏加德羅常數(shù)值為，則單質(zhì)錳的密度為(用含的代數(shù)式表示)。4．（2024·廣東惠州·三模）為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4、SiO2、Fe3O4以及鉀和鋁的硅酸鹽)，科研人員研制了一種回收V2O5的新工藝，主要流程如下圖。已知：i．該工藝條件下，溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3+Fe2+Al3+開(kāi)始沉淀pH1.97.03.0完全沉淀pH3.29.04.7ii．VOSO4可溶、(VO2)2SO4易溶、V2O5和NH4VO3難溶；＋2OH-=+H2O(1)“酸浸氧化”時(shí)，VO2＋轉(zhuǎn)化成反應(yīng)的離子方程式為，同時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為。濾渣①主要成分是。(2)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·2H2O，隨濾液②可除去金屬離子K＋以及部分的金屬離子有。(3)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5·2H2O轉(zhuǎn)化為KVO3溶解，寫(xiě)出V2O5·2H2O與KOH反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)“調(diào)pH”中濾渣④的主要成分是。(5)全釩液流儲(chǔ)能電池可實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化，其原理如圖所示。①充電過(guò)程中，左槽電極反應(yīng)式為。②放電過(guò)程中，右槽溶液顏色變化的情況是。(6)釩的某種氧化物的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，釩原子的配位數(shù)為。若該晶胞的密度為ρg/cm3，且用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則該晶胞的邊長(zhǎng)為nm。5．（2024·新疆·二模）以菱錳礦(主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳的碳酸鹽以及SiO2雜質(zhì))為原料生產(chǎn)次錳酸鈉(Na3MnO4)的工藝流程如圖：已知：物質(zhì)MnSNiSKsp2.0×10-131.0×10-21(1)次錳酸鈉中Mn的化合價(jià)為；濾渣1的主要成分為MnO2和(填化學(xué)式)。(2)錳的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件為。(3)浸出液加入MnO2發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為。(4)“除鎳”步驟發(fā)生的反應(yīng)為：MnS(s)+Ni2+(aq)=NiS(s)+Mn2+(aq)。反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。(5)“母液1”中主要溶質(zhì)的用途。(6)煅燒產(chǎn)物MnO2在“共熔”過(guò)程中，反應(yīng)得到Na2MnO4及一種單質(zhì)氣體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(7)某MnxO，四方晶胞結(jié)構(gòu)及其投影如圖所示，該晶胞由O2-和Mn3+構(gòu)成。該晶體中Mn的配位數(shù)為，Mn與Mn之間最近(頂點(diǎn)和體心)距離為pm。(用含a、b的代數(shù)式表示)6．（2024·河北·一模）某銅硫礦富含黃鐵礦和磁黃鐵礦等硫鐵礦物，占原礦礦物總量38％，實(shí)驗(yàn)室以此為原料模擬工業(yè)制備純銅并利用黃鐵精礦進(jìn)行含鉻廢水處理，工藝流程轉(zhuǎn)化如下：［注］1.粉碎解離度(不同成分礦石分離程度)與粉碎程度有關(guān)，顆粒越細(xì)，解離度越高，最高可達(dá)93％，但顆粒越細(xì)對(duì)設(shè)備要求越高。2.銅藍(lán)礦的主要成分為CuS，黃鐵礦的主要成分為。3.可能用到的數(shù)據(jù)如下：開(kāi)始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2(1)基態(tài)銅原子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為種。(2)精磨酸浸過(guò)程中，精磨的作用是；酸浸一般選用硫酸溶液在純氧環(huán)境中進(jìn)行，酸浸的化學(xué)方程式為。(3)已知增大氧氣的濃度可以提高的浸取率，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋其原因。(4)生石灰堿浸時(shí)調(diào)節(jié)pH的范圍為。(5)濾渣X的主要成分是。(6)向?yàn)V液B中通入高壓，可成功制得單質(zhì)銅的原因是。(7)黃鐵精礦處理含鉻廢水的機(jī)理如圖所示：在溶液反應(yīng)中，黃鐵精礦會(huì)部分溶解與()發(fā)生氧化還原反應(yīng)，請(qǐng)結(jié)合信息寫(xiě)出此過(guò)程的離子反應(yīng)方程式：。7．（2024·福建龍巖·二模）以鋅灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2(SO4)3為原料制備的ZnFe2O4脫硫劑，可用于脫除煤氣中的H2S。脫硫劑的制備過(guò)程可表示為(1)“浸取”時(shí)需不斷通入高溫水蒸氣，其目的是。(2)“除雜”包括：向浸取后的濾液中加足量鋅粉、過(guò)濾、加H2O2氧化等步驟。過(guò)濾所得濾渣的成分為(填化學(xué)式)。(3)ZnSO4溶液經(jīng)結(jié)晶可得ZnSO4?7H2O固體。加熱該固體，固體質(zhì)量保留百分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。溫度從688℃升高到1050℃時(shí)，分解生成的產(chǎn)物中有兩種氣體(只有一種是氧化物)，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)400℃時(shí)，將一定比例H2、H2S的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有ZnFe2O4脫硫劑的硫化反應(yīng)器進(jìn)行硫化。已知：硫化過(guò)程中ZnFe2O4反應(yīng)后生成ZnS和FeS，該過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(5)①氧化鋅晶體的一種晶胞是如圖甲所示的立方晶胞，其中與Zn原子距離最近的O原子數(shù)目有個(gè)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出該晶胞沿y軸方向的平面投影圖。②Zn2+能形成多種配離子，已知Zn2+形成的一種配離子[Zn(NH3)2(H2O)2]2+只有一種空間結(jié)構(gòu)，則[Zn(NH3)4]2+的空間結(jié)構(gòu)為。8．（2024·江西九江·二模）利用廢鎳催化劑(主要含金屬及其氧化物)合成硫酸鎳晶體的一種工藝流程如下：常溫下，溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的如表所示：金屬離子開(kāi)始沉淀時(shí)的7.23.72.27.5沉淀完全時(shí)的8.74.73.29.0回答下列問(wèn)題：(1)“堿浸”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為。(2)“濾液②”中含有的金屬離子是。(3)若“轉(zhuǎn)化”后的溶液中濃度為，則“調(diào)”應(yīng)控制的范圍是。(4)資料顯示，硫酸鎳結(jié)晶水合物的形態(tài)與溫度有如下關(guān)系。溫度低于30.8℃30.8~53.8℃53.8~280℃高于280℃晶體形態(tài)多種結(jié)晶水合物由溶液獲得穩(wěn)定的晶體的操作依次是蒸發(fā)濃縮、、過(guò)濾、洗滌、干燥。(5)①三種元素二價(jià)離子的硫酸鹽晶體的晶胞類(lèi)型相同，其熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?；②中陰離子的空間構(gòu)型為；③丁二酮肟常用于檢驗(yàn)。在稀氨水中，丁二酮肟與反應(yīng)生成鮮紅色沉淀，其結(jié)構(gòu)如圖所示：該配合物中的配位數(shù)為；丁二酮肟分子中所含的第二周期元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)椤?．（2024·廣東·一模）釩是重要的戰(zhàn)略資源，以硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢釩催化劑為原料(含、、、以及少量的等)，綜合回收利用釩、硅、鉀實(shí)現(xiàn)變廢為寶、保護(hù)環(huán)境的目的，回收工藝流程如下：已知：釩的氧化物在酸性條件下以、存在，增大時(shí)可轉(zhuǎn)化為沉淀。(1)“水浸”前，通常需要將催化劑粉碎，其目的是。(2)“濾渣2”轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式是。(3)“還原酸浸”時(shí)：①硫酸的用量會(huì)影響釩的浸出率，需保持在1.2以下的原因是。②過(guò)程中除了有被還原成，還涉及的反應(yīng)離子方程式為。③若以磷酸為介質(zhì)處理廢催化劑，可以提高釩的浸出率。一種釩磷配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，形成配位鍵時(shí)V提供(選填“孤對(duì)電子”或“空軌道”)。(4)“萃取”時(shí)選擇有機(jī)萃取劑，原理是：(有機(jī)層)(有機(jī)層)，“反萃取”應(yīng)選擇在環(huán)境中進(jìn)行(選填“酸性”、“中性”或“堿性”)。(5)加氨水生成沉淀，若經(jīng)焙燒得到產(chǎn)品，則消耗空氣中。(6)近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)含釩的銻化物在超導(dǎo)方面表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。某含釩的銻化物晶胞如圖1所示，晶體中包含由V和組成的二維平面如圖2。該含釩的銻化物化學(xué)式為，釩原子周?chē)o鄰的銻原子數(shù)為。10．（2024·黑龍江哈爾濱·二模）鉭（Ta）和鈮（Nb）為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵元素，其單質(zhì)的性質(zhì)相似。一種以花崗偉晶巖型鈮鉭礦（主要成分為、、和少量的FeO、CaO、MgO等）為原料制取鉭和鈮的流程如圖一：“浸取”后的浸出液中含有、兩種二元強(qiáng)酸。已知：①M(fèi)IBK為甲基異丁基酮：②，，。(1)加快“浸取”速率可采取的措施是。(2)“浸取”時(shí)得到的“浸渣”主要成分為（填化學(xué)式），“浸取”時(shí)還會(huì)產(chǎn)生“廢氣”，“廢氣”中除了揮發(fā)出的HF還可能有（填化學(xué)式）。與氫氟酸反應(yīng)的離子方程式為。(3)“萃取”時(shí)，若萃取劑MIBK的量一定，（填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。(4)用金屬鈉還原制取金屬鈮的化學(xué)方程式為。(5)鉭形成的晶體TaAs在室溫下?lián)碛谐叩目昭ㄟw移率和較低的電子遷移率。TaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖二所示。詩(shī)寫(xiě)出As的配位數(shù)：。晶體的密度為（列出計(jì)算式，阿伏伽德羅常數(shù)的值為）。11．（2024·寧夏銀川·一模）金屬鎵被稱(chēng)為“電子工業(yè)脊梁”，與鋁同族，性質(zhì)與鋁相似。氮化鎵是5G技術(shù)中廣泛應(yīng)用的新型半導(dǎo)體材料。利用粉煤灰(主要成分為Ga2O3、Al2O3、SiO2，還有少量Fe2O3等雜質(zhì))制備鎵和氮化鎵的流程如圖：常溫下，相關(guān)元素可溶性組分的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)與pH的關(guān)系如圖所示，當(dāng)溶液中可溶性組分濃度c≤10-5mol·L-1時(shí)，可認(rèn)為已除盡。回答下列問(wèn)題：(1)“焙燒”過(guò)程中Al2O3變?yōu)镹aAlO2，則Ga2O3與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“堿浸”后濾渣的主要成分為(寫(xiě)化學(xué)式)。用惰性電極電解含[Ga(OH)4]-的溶液可得到金屬Ga，陰極的電極反應(yīng)式為。(3)常溫下，反應(yīng)[Ga(OH)4]-(aq)Ga(OH)3(s)＋OH-(aq)的平衡常數(shù)K=。(4)用石墨為電極電解熔融Ga2O3得到Ga單質(zhì)，電極材料需要定期補(bǔ)充的是極(填“陰”或“陽(yáng)”)。(5)高純AlAs(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過(guò)程如圖所示，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止H2O2刻蝕液與下層GaAs(砷化鎵)反應(yīng)。①該氧化物為。②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2與上層GaAs的反應(yīng)中，As元素的化合價(jià)變?yōu)?5價(jià)，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為。(6)利用CVD(化學(xué)氣相沉積)技術(shù)，將熱分解得到的Ga2O3與NH3在高溫下反應(yīng)可制得GaN，同時(shí)生成另一種產(chǎn)物，該反應(yīng)化學(xué)方程式為。12．（2024·河北·一模）天然鋯英砂(主要成分為)常含有等氧化物雜質(zhì)。工業(yè)上以鋯英砂為原科制備的一種工藝流程如圖所示。已知：i．有機(jī)溶劑(三辛胺與壬醇的混合溶液)與水互不相溶；ii．“萃取”過(guò)程中鐵元素由轉(zhuǎn)化成有機(jī)配合物進(jìn)入有機(jī)相。(1)“堿熔”時(shí)，鋯英砂轉(zhuǎn)化為，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)“水浸”時(shí)，所得“濾液”中溶質(zhì)的主要成分除外，還有(填化學(xué)式)。(3)“酸浸”后，鋯元素以的形式存在于溶液中，此過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(4)“除銅”時(shí)，若測(cè)得剩余濾液中，通過(guò)計(jì)算判斷溶液中是否除盡已知：常溫下，，溶液中離子濃度低于即可認(rèn)為該離子被除盡)。(5)“有機(jī)溶劑”中的壬醇幾乎與水互不相溶，解釋其原因?yàn)椤?6)已知氯氧化鋯的溶解度、鐵的萃取率與鹽酸濃度的關(guān)系如下圖所示。在“萃取”過(guò)程中，應(yīng)選用鹽酸的最適宜濃度為_(kāi)______(填選項(xiàng)字母)。A． B． C． D．(7)“煅燒”時(shí)，需要在條件下發(fā)生反應(yīng)，所得兩種氣體的體積之比。13．（2024·山東·一模）以某種鐵鈷礦(主要成分為，還含有少量等雜質(zhì))為原料制取和黃鈉鐵礬的工藝流程如下圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)濾渣3的主要成分為；確定“濾液1”中的已被完全氧化的方法是。(2)向“溶液A”中加入適量的溶液，生成顆粒較大的黃鈉鐵礬[]沉淀的同時(shí)還生成一種氣體，這種氣體的化學(xué)式是。(3)向“濾液3”中按物質(zhì)的量之比為加入和，若“濾渣4”的成分為，總反應(yīng)的離子方程式是。經(jīng)檢測(cè)，“濾渣4”是由和形成的混合物。隔絕空氣灼燒時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是；如果控制溫度不當(dāng)，會(huì)生成雜質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(4)向“濾液1”中加入的“溶液”須控制用量，請(qǐng)解釋原因。14．（2024·四川南充·一模）錳廢渣的硫酸浸出液含有大量、、以及少量的、、、。通過(guò)沉淀-萃取法可以回收其中的錳、鈷、鎳，流程如圖所示。已知：萃取劑a和b均為有機(jī)物，可用通式表示，萃取金屬離子時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：(代表被萃取的金屬)。(1)的作用是。(2)該流程中涉及的實(shí)驗(yàn)操作有___________(填字母標(biāo)號(hào))。A．過(guò)濾 B．蒸發(fā)結(jié)晶 C．分液 D．蒸餾(3)加入調(diào)的目的是。(4)已知：，，向除鐵后的溶液中加入，當(dāng)溶液中時(shí)，。(保留1位有效數(shù)字)(5)寫(xiě)出反萃取出的離子方程式。(6)、利用萃取劑b進(jìn)行分離，二者萃取率隨無(wú)機(jī)相變化如圖所示。無(wú)機(jī)相的控制在左右為宜。(7)回收液中濃度的測(cè)定：取回收液，滴入幾滴紫脲酸胺指示劑(遇顯橙黃色)，用濃度為的溶液進(jìn)行滴定()，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗溶液的體積。物質(zhì)的量濃度為。15．（2023·山西太原·二模）MnCO3可用作電器元件材料，也可作為瓷釉、顏料的制作原料。工業(yè)上用酸性含錳廢水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)制備MnCO3：已知：幾種金屬離子沉淀的pH如表。金屬離子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+開(kāi)始沉淀的pH7.53.25.28.8完全沉淀的pH9.73.76.410.4回答下列問(wèn)題：(1)①中加入過(guò)量MnO2的作用是。(2)過(guò)程③中調(diào)pH的目的是。(3)過(guò)程④中有CO2生成，則生成MnCO3的離子方程是。(4)過(guò)程④中得到的副產(chǎn)品的化學(xué)式是。(5)MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。則300℃時(shí)，剩余固體中n(Mn)：n(O)為；圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為(填化學(xué)式)。(6)NF3與NH3的立體構(gòu)型相同，兩者中心原子的軌道雜化類(lèi)型均為，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因。(7)一種Hg－Ba－Cu－O高溫超導(dǎo)材料的晶胞(長(zhǎng)方體)如圖所示。已知該晶胞中兩個(gè)Ba2+的間距為cpm，則距離Ba2+最近的Hg+數(shù)目為個(gè)，二者的最短距離為pm。(列出計(jì)算式即可)。參考答案1．(1)CuO、Fe3O4(2)CaSO4(3)還原工序是將Fe3+還原為Fe2+，若沒(méi)有還原工序，會(huì)使Fe3+發(fā)生沉淀(4)平面正方形(5)CuO+2Fe(OH)3CuFe2O4+3H2ON2在煅燒時(shí)做保護(hù)氣(6)0.15(7)【分析】氧氣具有氧化性，已知酸浸后的溶液中金屬離子有Cu2+，F(xiàn)e2+，Al3+和Fe3+，CuFeS2焙燒生成三種氧化物，結(jié)合質(zhì)量守恒可知，三種氧化物為SO2、CuO、Fe3O4，加入硫酸金屬氧化物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽，濾渣1為SiO2，加入Cu還原Fe3+為Fe2+，加入CuO調(diào)節(jié)pH使Al3+沉淀，，而Cu2+和Fe2+不沉淀，濾渣2中有Al(OH)3、CuO、Cu，加H2O2將Fe2+氧化為Fe3+離子，加入過(guò)量的氨水反應(yīng)生成Cu(NH3)4SO4，F(xiàn)e3+生成Fe(OH)3沉淀，Cu(NH3)4SO4經(jīng)過(guò)系列操作生成CuO，灼燒CuO和Fe(OH)3生成

CuFe2O4，在N2做保護(hù)氣下煅燒生成?！驹斀狻浚?）已知酸浸后的溶液中金屬離子有Cu2+，F(xiàn)e2+，Al3+和Fe3+，CuFeS2焙燒生成三種氧化物，結(jié)合質(zhì)量守恒可知，三種氧化物為SO2、CuO、Fe3O4，其中金屬氧化物的化學(xué)式為CuO、Fe3O4；（2）焙燒產(chǎn)物中的在有氧條件下利用石灰石漿液Ca(OH)2吸收可制得一種副產(chǎn)品是CaSO4；（3）加入Cu還原Fe3+為Fe2+，若沒(méi)有還原工序，調(diào)節(jié)pH值時(shí)會(huì)使Fe3+發(fā)生沉淀；（4）已知有兩種同分異構(gòu)體，則可知其結(jié)構(gòu)不是四面體結(jié)構(gòu)，而是平面四邊形結(jié)構(gòu)，故的空間構(gòu)型為平面正方形；（5）灼燒CuO和Fe(OH)3生成

CuFe2O4，反應(yīng)的方程式為CuO+2Fe(OH)3CuFe2O4+3H2O；N2做保護(hù)氣，防止生成物被氧化；（6）“煅燒”得到氧缺位體，質(zhì)量減少的是氧氣質(zhì)量，，得出=0.15（7）制取氫氣的總反應(yīng)為：2H2O=2H2↑+O2↑，結(jié)合第二步反應(yīng)，可知第一步反應(yīng)為。2．(1)ac(2)Cu2+(3)pH過(guò)高，F(xiàn)e3+生成氫氧化鐵膠體吸附大量Ni2+，導(dǎo)致鎳回收率降低(4)取最后一次的洗滌液少許于試管中，先加鹽酸酸化，再加氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，則證明洗滌干凈(5)【分析】由已知信息可知，合金廢料中加入混酸浸取液浸取后，得到的溶液中含有的離子有H+、Ni2+、Cu2+、Fe3+、、，向溶液中加入萃取劑，用萃取劑除去溶液中的Cu2+，向萃取后的溶液中加入還原劑，將Fe3+還原為Fe2+，然后加入H2O2，將Fe2+氧化為FeOOH沉淀，除去溶液中的鐵元素；過(guò)濾后，向?yàn)V液中加入，(NH4)2C2O4溶液反應(yīng)得到NiC2O4。【詳解】（1）a．適當(dāng)延長(zhǎng)浸出時(shí)間可以使反應(yīng)更充分，提高浸出率，a項(xiàng)選；b．高溫條件下可以加快反應(yīng)速率，但是在高溫條件下硝酸會(huì)揮發(fā)，故不能用高溫浸出，b項(xiàng)不選；c．分批加入混酸浸取并攪拌能使反應(yīng)物混合更均勻，更充分，提高浸出率，c項(xiàng)選；答案選ac；（2）由流程分析可知，后續(xù)的操作不能除去Cu2+，故只能在萃取步驟中除去Cu2+；（3）①由題意可知，氧化過(guò)程是在70℃、pH小于3的條件下進(jìn)行，過(guò)氧化氫與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeOOH沉淀，反應(yīng)的離子方程式為；②由題給信息可知，溶液pH增大，F(xiàn)e2+被氧化的速率加快，同時(shí)生成的Fe3+水解形成更多的膠體能吸附Ni2+，導(dǎo)致鎳回收率降低；（4）由流程可知，草酸鎳晶體表面附有可溶的硫酸銨和硝酸銨，檢驗(yàn)晶體是否洗滌干凈實(shí)際上就是檢驗(yàn)洗滌液中是否存在硫酸根，則檢驗(yàn)方法為取最后一次的洗滌液少許于試管中，先加鹽酸酸化，再加氯化鋇溶液，若無(wú)沉淀生成，則證明洗滌干凈；常溫下Ksp[NiC2O4]=1.70×10-17，當(dāng)溶液pH=2時(shí)，Ni2+沉淀完全，假設(shè)Ni2+濃度為1×10-5mol·L-1，則==，溶液pH=2，，草酸的Ka2==5.0×10-5，則==，Ka1==6.0×10-2，則=，（5）在空氣中加熱二水合草酸鎳得到NiO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。3．(1)(2)(3)當(dāng)沉淀完全時(shí)，也會(huì)形成沉淀(4)陰極(5)12【分析】礦石中的能與溶液反應(yīng)生成，“酸浸氧化”過(guò)程中，二價(jià)鐵被氧化為，被還原為，調(diào)的方法將Fe3+、Cu2+除去，加入(NH4)2S除Ni2+，最后電解得到錳或二氧化錳?！驹斀狻浚?）礦石中的能與溶液反應(yīng)生成，故濾液中的溶質(zhì)為NaOH、Na2SiO3；由圖可知，硫化物中硫元素轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，紅褐色固體是，相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）“酸浸氧化”過(guò)程中，二價(jià)鐵被氧化為，被還原為，離子方程式為。（3）由已知圖可知，當(dāng)沉淀完全時(shí)，也會(huì)形成沉淀，當(dāng)同時(shí)形成沉淀時(shí)，溶液中存在、。（4）轉(zhuǎn)化為時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)，故在陰極上放電；轉(zhuǎn)化為時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為。（5）由圖可知錳的配位數(shù)是12；由于面心上的原子與頂點(diǎn)上的原子相切，故面對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為，設(shè)晶胞參數(shù)為，則，解得，晶胞體積為，由均攤法知，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)錳原子，故晶胞的質(zhì)量為，錳的密度為。4．(1)6VO2+++3H2O=6+Cl-+6H+SiO2、H2SiO3(2)Fe3+、Al3+(3)V2O5?2H2O+2KOH=2KVO3+3H2O(4)Al(OH)3(5)VO2++H2O-e-=+2H+紫色變?yōu)榫G色(6)6【分析】廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4、SiO2、Fe3O4以及鉀和鋁的硅酸鹽)加入30%硫酸、氯酸鉀進(jìn)行酸浸氧化，濾液中含有、Fe3+、K+、Al3+，二氧化硅難溶于酸，硅酸鹽與酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，二氧化硅和硅酸則是濾渣①，往濾液中加入KOH調(diào)節(jié)pH=3.0~3.1，由表中數(shù)據(jù)知，F(xiàn)e3+、Al3+只有部分轉(zhuǎn)化為沉淀；過(guò)濾后，F(xiàn)e(OH)3、Al(OH)3、V2O5·2H2O成為濾餅；再加入KOH調(diào)節(jié)pH＞13，此時(shí)Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，Al(OH)3轉(zhuǎn)化為K[Al(OH)4]，V2O5·2H2O轉(zhuǎn)化為KVO3；加入鹽酸調(diào)節(jié)pH=8.5，此時(shí)K[Al(OH)4]轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀；過(guò)濾后往濾液加入NH4Cl，生成NH4VO3沉淀，煅燒后得到V2O5?！驹斀狻浚?）“酸浸氧化”時(shí)，VO2＋被氯酸鉀在酸性環(huán)境下氧化成反應(yīng)的離子方程式為6VO2+++3H2O=6+Cl-+6H+，二氧化硅難溶于酸，硅酸鹽與酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，濾渣①的主要成分是二氧化硅和硅酸。（2）“中和沉淀”中，加入KOH調(diào)節(jié)pH=3.0~3.1，由表中數(shù)據(jù)知，F(xiàn)e3+、Al3+只有部分轉(zhuǎn)化為沉淀，所以隨濾液②可除去金屬離子K＋以及部分的金屬離子有Fe3+、Al3+。（3）“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，加入KOH調(diào)節(jié)pH＞13，V2O5·2H2O轉(zhuǎn)化為KVO3溶解，方程式為V2O5?2H2O+2KOH=2KVO3+3H2O。（4）加入鹽酸“調(diào)pH”，此時(shí)K[Al(OH)4]轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，所以濾渣④的主要成分是Al(OH)3。（5）①充電過(guò)程，由圖中裝置可以看出，左槽電極連電源正極，是電解池陽(yáng)極，所以電極反應(yīng)式為：VO2++H2O-e-=+2H+。②放電過(guò)程中，右槽電極是負(fù)極，V2+失電子生成V3+，右槽溶液顏色變化的情況是紫色變?yōu)榫G色。（6）由晶胞結(jié)構(gòu)可以看出釩原子最近的氧原子有6個(gè)，所以釩原子的配位數(shù)是6。結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，釩原子的個(gè)數(shù)為，氧原子的個(gè)數(shù)為，晶胞密度為，所以a=nm。5．(1)+5SiO2(2)溫度80℃，浸出時(shí)間90min(3)5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O(4)(5)用作氮肥(6)5MnO2+2NaNO3+8NaOH5Na2MnO4+N2+4H2O(7)6【分析】菱錳礦(主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳的碳酸鹽以及SiO2雜質(zhì))中加入硫酸進(jìn)行溶浸，可以發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽，向其中加入具有氧化性的MnO2，可以將Fe2+氧化為Fe3+，濾渣1為SiO2和過(guò)量的MnO2；向?yàn)V液中加入氨水調(diào)節(jié)pH=4將Fe3+以Fe(OH)3沉淀下來(lái)，過(guò)濾后向?yàn)V液中加入MnS，可以將Ni2+、Co2+形成CoS和NiS沉淀下來(lái)，濾渣2為過(guò)量的MnS、CoS和NiS；向MnSO4溶液中加入NH4HCO3溶液和氨水，使Mn2+形成MnCO3沉淀，MnCO3經(jīng)過(guò)煅燒后和NaNO3、NaOH共溶，再酸化還原得到錳酸鈉(Na3MnO4)溶液?！驹斀狻浚?）由化合價(jià)代數(shù)和為零可知，Na3MnO4中Mn的化合價(jià)為+5價(jià)，濾渣1的主要成分為MnO2和SiO2。（2）物質(zhì)的浸出率越高，反應(yīng)消耗的時(shí)間越短，反應(yīng)要求的溫度越低，反應(yīng)條件越佳。根據(jù)圖2可知，所采用的最佳實(shí)驗(yàn)條件是溫度80℃，浸出時(shí)間90min。（3）浸出液加入MnO2可以將Fe2+氧化為Fe3+，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式為：5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。（4）“除鎳”步驟發(fā)生的反應(yīng)為：MnS(s)+Ni2+(aq)=NiS(s)+Mn2+(aq)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。（5）向MnSO4溶液中加入NH4HCO3溶液和氨水，使Mn2+形成MnCO3沉淀，同時(shí)得到母液為(NH4)2SO4，可以用作氮肥。（6）煅燒產(chǎn)物MnO2在“共熔”過(guò)程中，反應(yīng)得到Na2MnO4及一種單質(zhì)氣體，Mn元素由+4價(jià)上升到+6價(jià)，由得失電子守恒可知，NaNO3中N元素化合價(jià)由+5價(jià)下降到0價(jià)生成N2，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5MnO2+2NaNO3+8NaOH5Na2MnO4+N2+4H2O。（7）根據(jù)晶胞投影圖可知,在該晶體中與Mn原子距離相等且最近的O原子有6個(gè)，所以Mn的配位數(shù)為6。由晶胞結(jié)構(gòu)可知，在該晶胞中距離最近的2個(gè)Mn之間的距離為晶胞體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度的一半，晶胞的體對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度為pm，所以該晶體中Mn之間的最近距離為pm。6．(1)15(2)精磨可以使顆粒更細(xì)，提高酸浸效率(3)CuS難溶于硫酸溶液，在溶液中存在沉淀溶解平衡，增大的濃度，可以反應(yīng)消耗，使之轉(zhuǎn)化為S，從而使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，從而可促進(jìn)的浸取(4)3.2≤pH<4.2(5)和(6)向?yàn)V液中通入高壓，被還原為Cu單質(zhì)，通過(guò)過(guò)濾分離出來(lái)(7)【分析】銅硫礦原石中經(jīng)過(guò)粉碎解離得到主要成分為CuS的銅藍(lán)礦和主要成分為FeS2的黃鐵礦。但解離度達(dá)不到100%，即銅藍(lán)礦含雜質(zhì)FeS2，經(jīng)過(guò)純氧環(huán)境下的精磨酸浸，Cu生成Cu2+，S轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)和，雜質(zhì)二價(jià)鐵被氧化成三價(jià)鐵，堿浸時(shí)Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，Ca2+結(jié)合生成CaSO4沉淀，二者形成濾渣X，濾液B中的Cu2+與H2反應(yīng)得到Cu?！驹斀狻浚?）基態(tài)原子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)即軌道數(shù)。Cu是29號(hào)元素，基態(tài)銅原子的電子排布式為，共15個(gè)電子軌道，即銅原子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)為15。（2）精磨可以使顆粒更細(xì)，增大反應(yīng)物的接觸面積，提高酸浸效率；“酸浸”時(shí)，S元素被O2氧化成單質(zhì)S和，雜質(zhì)二價(jià)鐵被氧化成三價(jià)鐵，化學(xué)方程式為。（3）CuS難溶于硫酸溶液，在溶液中存在沉淀溶解平衡，增大的濃度，可以反應(yīng)消耗，使之轉(zhuǎn)化為S，從而使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，從而可促進(jìn)的浸取。（4）生石灰調(diào)pH值是為了除去雜質(zhì)Fe3+，pH需要大于或等于3.2，但不能將Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀，因此應(yīng)調(diào)pH小于4.2，即3.2≤pH<4.2。（5）濾液A中含有CuSO4和Fe3+，加入CaO后，除了生成Fe(OH)3沉淀，還會(huì)有CaSO4生成，即濾渣X的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4。（6）向?yàn)V液中通入高壓，被還原為Cu單質(zhì)，通過(guò)過(guò)濾分離出來(lái)。（7）黃鐵精礦的在反應(yīng)時(shí)被氧化成Fe3+和，被還原為Cr3+，在酸性溶液中，反應(yīng)方程式為：。7．(1)升高溫度，加快反應(yīng)速率(2)Cu、Fe、Zn(3)2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑(4)ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O(5)4正四面體【分析】鋅灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)中加入稀硫酸浸取，SiO2和硫酸不反應(yīng)，PbSO4難溶于水和稀硫酸，過(guò)濾后，濾渣為SiO2、PbSO4，濾液中含有硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鐵、硫酸，加足量鋅粉，硫酸銅、硫酸鐵、硫酸都能與鋅反應(yīng)，加H2O2將未被還原的Fe2+氧化，再加入硫酸鐵調(diào)節(jié)鋅、鐵的配比，加入碳酸氫鈉沉鋅鐵，制得脫硫劑ZnFe2O4?！驹斀狻浚?）“浸取”時(shí)不斷通入高溫水蒸氣，可使溶液的溫度升高，反應(yīng)速率加快，則目的是：升高溫度，加快反應(yīng)速率。（2）向浸取后的濾液中加足量鋅粉，Cu2+、Fe3+、H+都被還原，過(guò)濾、加H2O2，將未被還原的Fe2+氧化為Fe3+，過(guò)濾所得濾渣的成分為：Cu、Fe、Zn。（3）設(shè)ZnSO4?7H2O固體的質(zhì)量是100g，物質(zhì)的量為mol，依據(jù)鋅守恒的原則，可求出688℃時(shí)固體的摩爾質(zhì)量為≈161g/mol，其為ZnSO4；1050℃時(shí)所得固體的摩爾質(zhì)量為≈81g/mol，其為ZnO，分解產(chǎn)生的氣體應(yīng)為SO2、O2的混合氣，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑。（4）硫化過(guò)程中ZnFe2O4與H2、H2S反應(yīng)生成ZnS和FeS，鐵元素化合價(jià)由+3降低為+2、氫氣中H元素化合價(jià)由0升高為+1，根據(jù)得失電子守恒，其化學(xué)方程式為ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O。（5）①氧化鋅晶胞中，含Zn原子個(gè)數(shù)為=4，含O原子個(gè)數(shù)為4，則晶體的化學(xué)式為ZnO，從圖中可以看出，與O原子距離最近的Zn原子數(shù)目有4個(gè)，則與Zn原子距離最近的O原子數(shù)目也有4個(gè)，該晶胞沿y軸方向的平面投影圖中，Zn原子位于正方形的頂點(diǎn)、面心和棱心，4個(gè)O原子位于面內(nèi)對(duì)角線(xiàn)離頂點(diǎn)處，可表示為。②Zn2+形成的一種配離子[Zn(NH3)2(H2O)2]2+只有一種空間結(jié)構(gòu)，則其為四面體結(jié)構(gòu)，不是平面結(jié)構(gòu)，所以[Zn(NH3)4]2+的空間結(jié)構(gòu)為正四面體?！军c(diǎn)睛】計(jì)算晶胞中含有的微粒個(gè)數(shù)時(shí)，可使用均攤法。8．(1)2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+(3)3.2≤pH＜6.7(4)冷卻到30.8到53.8結(jié)晶(5)NiSO4>CoSO4>FeSO4正四面體4N>O>C【分析】本流程根據(jù)物質(zhì)的相關(guān)物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)一系列的分離提純過(guò)程，除去雜質(zhì)，獲得所需工業(yè)產(chǎn)品；通過(guò)堿洗除去Al元素，再通過(guò)酸洗除去不溶性雜質(zhì)，Ni、Al、Fe及其氧化物和硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Ni2+、Fe2+、Fe3+。利用H2O2氧化性將Fe元素存在形式均調(diào)整成Fe3+，利用Fe3+易水解，F(xiàn)e3+、Ni2+水解pH環(huán)境不一致的特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH完成Fe元素的除去；再利用經(jīng)典的蒸發(fā)結(jié)晶操作獲得結(jié)晶水合物產(chǎn)品?！驹斀狻浚?）“堿浸”時(shí)Al和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2。（2）由分析可知，“濾液②”中含有的金屬離子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。（3）由上述表格可知，Ni2+完全沉淀時(shí)的pH=8.7，此時(shí)c(Ni2+)=1.0×10-5mol·L-1，c(H+)=1.0×10-8.7mol·L-1，則c(OH-)=10-5.3mol/L，則Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)?c2(OH-)=10-5×(10-5.3)2=1.0×10-15.6，如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為0.1mol·L-1，此時(shí)，則c(H+)==10-6.7mol/L，即pH=6.7；為避免鎳離子沉淀，溶液的pH應(yīng)小于6.7，F(xiàn)e3+完全沉淀的pH為3.2，因此“調(diào)節(jié)pH”應(yīng)控制的pH范圍是3.2≤pH＜6.7。（4）由溶液獲得穩(wěn)定的晶體的操作依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻到30.8到53.8結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。（5）①Fe、Co、Ni三種元素二價(jià)離子的半徑依次減小，硫酸鹽晶體中品格能依次增大，所以其熔點(diǎn)出高到低的順序?yàn)镹iSO4>CoSO4>FeSO4；②NiSO4的陰離子為SO中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4，且沒(méi)有孤電子對(duì)，空間構(gòu)型為正四面體；③由圖可知，Ni2+與4個(gè)N形成配位鍵，Ni2+的配位數(shù)為4；同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但氮原子的2p軌道為半充滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能大于相鄰元素，則C、N、O三種元素第一電離能從大到小為：N>O>C。9．(1)增大催化劑與水的接觸面積，提高反應(yīng)速率與浸出率(2)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O或SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑(3)VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，影響釩的浸出率空軌道(4)酸性(5)0.5(6)CsV3Sb56【分析】水浸廢釩催化劑(含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2以及少量的Fe2O3等)，VOSO4、K2SO4進(jìn)入濾液1，V2O5、SiO2以及Fe2O3進(jìn)入濾渣1，用無(wú)水K?SO3和H?SO4對(duì)濾渣1還原酸浸，V2O5、Fe2O?和K2SO3和H2SO4反應(yīng)進(jìn)入濾液2，SiO2進(jìn)入濾渣2，用有機(jī)試劑對(duì)濾液1和濾液2中的、VO2+進(jìn)行萃取分離出亞鐵離子和鉀離子，再反萃取出和VO2+，再加氨水沉釩，焙燒得到V2O5，據(jù)此分析解答?！驹斀狻浚?）“水浸”前，通常需要將催化劑粉碎，其目的是增大催化劑與水的接觸面積，提高反應(yīng)速率與浸出率；（2）“濾渣2”主要成分是SiO2，轉(zhuǎn)化為Na2SiO3的化學(xué)方程式是：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O或SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑；（3）①“還原酸浸”時(shí)，硫酸的用量會(huì)影響釩的浸出率，pH超過(guò)1.2時(shí)，VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，水解產(chǎn)物會(huì)進(jìn)入濾渣中影響釩的浸出率；②過(guò)程中除了有，被還原成VO2+，還涉及的反應(yīng)離子方程式為③由圖2可知，和V形成配位鍵的P、O、Cl均含有孤電子對(duì)，故V提供的是空軌道；（4）“萃取”時(shí)選擇有機(jī)萃取劑，原理是：H2R(有機(jī)層)+VO2+2H++VOR(有機(jī)層)，“反萃取”應(yīng)讓平衡逆向移動(dòng)，使VO2+進(jìn)入水層，故選擇在酸性環(huán)境中進(jìn)行；（5）VO(OH)2沉淀經(jīng)焙燒得到V2O5的方程式為：4VO(OH)2+O22V2O5+4H2O，若經(jīng)焙燒得到1molV2O5產(chǎn)品，則消耗空氣中O2的物質(zhì)的量為：mol=0.5mol；（6）由該化合物的晶胞可知，Cs位于頂點(diǎn)，含有個(gè)，Sb位于棱上和晶胞內(nèi)個(gè)，V位于面上和晶胞內(nèi)，含有

個(gè)，所以銻化物M的化學(xué)式CsV3Sb5；晶胞中有4個(gè)面的面心由釩原子占據(jù)，這些釩原子填充在銻原子構(gòu)成的八面體空隙中，周?chē)o鄰的銻原子數(shù)為6；【點(diǎn)睛】本題考查物質(zhì)準(zhǔn)備工藝流程，涉及物質(zhì)的分離提純、條件的控制、原理的分析評(píng)價(jià)、陌生方程式書(shū)寫(xiě)等，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，理解整個(gè)過(guò)程，題目難度中等。10．(1)將鈮鉭礦粉碎、攪拌、升高溫度等(2)CaF2、MgF2SiF4(3)少量多次萃取(4)(5)6【分析】花崗偉晶巖型鈮鉭礦（主要成分為、、和少量的FeO、CaO、MgO等）加入HF、硫酸浸取，得到浸渣，主要成分為CaF2、MgF2，可與HF反應(yīng)生成SiF4氣體，得到浸出液加入MIBK萃取，分為水相和有機(jī)相，有機(jī)相加入純水進(jìn)行反萃取，在水相中加入氨氣沉鉭，得到氫氧化鉭，加熱分解得，電解制得Ta，水相加HF、KF沉鈮，得到K2NbF7，與Na反應(yīng)得到鈮粉。【詳解】（1）加快“浸取”速率可采取的措施是：將鈮鉭礦粉碎、攪拌、升高溫度等；（2）由CaF2和MgF2的Ksp可知，“浸取”時(shí)得到的“浸渣”主要成分為：CaF2、MgF2；“浸取”時(shí)還會(huì)產(chǎn)生“廢氣”，“廢氣”中除了揮發(fā)出的HF還可能有可與HF反應(yīng)生成的SiF4；與氫氟酸反應(yīng)生成，離子方程式為：；（3）“萃取”時(shí)，若萃取劑MIBK的量一定，少量多次萃取接觸更加充分，萃取效率更高；（4）用金屬鈉還原制取金屬鈮，根據(jù)氧化還原得失電子守恒的原子，可得到其化學(xué)方程式為：；（5）由圖可知，As的配位數(shù)為6；由均攤法可知，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)TaAs，晶胞質(zhì)量為：，體積為，密度為。11．(1)Ga2O3+Na2CO32NaGaO2+CO2↑(2)Fe2O3[Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH-(3)100.4(4)陽(yáng)(5)Al2O34∶1(6)Ga2O3+2NH32GaN+3H2O【分析】粉煤灰(主要成分為Ga2O3、Al2O3、SiO2，還有少量Fe2O3等雜質(zhì))與純堿焙燒得到NaAlO2、NaGaO2、Na2SiO3、Fe2O3等的混合物，“堿浸”所得濾渣中主要成分為Fe2O3，堿浸后濾液經(jīng)“操作”得到含[Ga(OH)4]-的溶液，向其中通入足量CO2得到Ga(OH)3，Ga(OH)3加熱分解得到Ga2O3，電解Ga2O3得到Ga；電解含[Ga(OH)4]-的溶液得到Ga，加入CH3Br合成、再與NH3反應(yīng)得到GaN?！驹斀狻浚?）Ga的性質(zhì)與鋁相似，“焙燒”過(guò)程中Al2O3變?yōu)镹aAlO2，則Ga2O3與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ga2O3+Na2CO32NaGaO2+CO2↑。（2）根據(jù)分析，“堿浸”后濾渣的主要成分為Fe2O3；用惰性電極電解含[Ga(OH)4]-的溶液可得到金屬Ga，Ga元素的化合價(jià)由+3價(jià)降至0價(jià)，則陰極的電極反應(yīng)式為[Ga(OH)4]-+3e-=Ga+4OH-。（3）由圖可知，當(dāng)pH=9.4時(shí)lgc{[Ga(OH)4]-}=-5，則反應(yīng)[Ga(OH)4]-(aq)Ga(OH)3(s)＋OH-(aq)的平衡常數(shù)K==100.4。（4）用石墨為電極電解熔融Ga2O3得到Ga單質(zhì)，陰極得到Ga，陽(yáng)極產(chǎn)生O2，O2消耗石墨產(chǎn)生CO2、CO氣體，故電極材料需要定期補(bǔ)充的是陽(yáng)極。（5）①圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止H2O2刻蝕液與下層GaAs(砷化鎵)反應(yīng)，說(shuō)明H2O2與AlAs反應(yīng)產(chǎn)生該致密的氧化物保護(hù)膜，該氧化物為Al2O3。②在H2O2與上層GaAs的反應(yīng)中，As元素的化合價(jià)變?yōu)?5價(jià)，As元素的化合價(jià)由-3價(jià)升至+5價(jià)，GaAs為還原劑，1molGaAs失去8mol電子，H2O2為氧化劑，1molH2O2得到2mol電子，根據(jù)得失電子守恒，該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為8∶2=4∶1。（6）將熱分解得到的Ga2O3與NH3在高溫下反應(yīng)可制得GaN，同時(shí)生成另一種產(chǎn)物，根據(jù)原子守恒，另一種產(chǎn)物為H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ga2O3+2NH32G