辽宁省2023年高考化学模拟题知识点分类汇编-化学实验基础（解答题）

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辽宁省2023年高考化学模拟题知识点分类汇编-化学实验基础（解答题）

一、工业流程题
1．（2023·辽宁沈阳·统考二模）重铬酸钾()在实验室和工业上都有广泛应用。如工业中常将其用于制铬矾、火柴、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿(主要成分为，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物)制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示：

已知：①焙烧时中的Fe元素转化为，铝的氧化物转化为
②矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示，当溶液中可溶性组分浓度时，可认为已除尽

请回答下列问题：
(1)写出焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式___________。
(2)水浸滤渣的主要成分是，写出生成此滤液的离子方程式___________。
(3)中和步骤中理论pH的范围是___________，中和后滤渣的主要成分是___________(填化学式)。
(4)酸化时加冰醋酸调节pH约等于5，写出酸化过程中反应的离子方程式___________。
(5)工序I经过过滤、洗涤后获得粗产品，则工序II的操作方法是___________。
(6)可以采用氧化还原滴定法测定产品的纯度，还可以采用分光光度法测定(溶液的吸光度与其浓度成正比)，但测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是___________(填字母)。
a．硫酸　　　　b．氢碘酸　　　　c．硝酸钾　　　　d．氢氧化钾
2．（2023·辽宁大连·统考一模）重铬酸钾()在实验室和工业上都有广泛应用，如用于制铬矾、制火柴、电镀、有机合成等。工业上。以铬铁矿[主要成分为，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]制备重铬酸钾的工艺流程如下图所示：

已知：①焙烧时中的Fe元素转化为，Cr元素转化为；
②矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分浓度 mol⋅L时，可认为已除尽。

请回答下列问题：
(1)写出焙烧过程中发生的主要反应的化学方程式_______。
(2)水浸滤渣的主要成分是，写出生成此滤渣的离子方程式_______。
(3)中和步骤中理论pH的范围是_______，中和后滤渣的主要成分是_______(填化学式)。
(4)酸化时加冰醋酸，简述不能用盐酸的可能原因是_______。
(5)工序1加入KCl的作用是_______。
(6)可以采用氧化还原滴定法测定产品的纯度，还可以采用分光光度法测定(溶液的吸光度与其浓度成正比)，但测得的质量分数明显偏低，分析原因，发现配制待测液时少加了一种试剂，该试剂可以是_______(填字母)。
A．硫酸 B．氢碘酸 C．硝酸钾 D．氢氧化钾
3．（2023·辽宁·校联考二模）黄铜矿是重要的铜矿之一，一种以黄铜矿(含CuFeS2、FeS2、FeS，少量的SiO2等)为原料提取铜等产品的流程如图：

请回答下列问题：
(1)基态Cu2+核外电子的空间运动状态有_____种。
(2)铜矿在灼烧之前要粉碎，其目的是_____。
(3)浸渣的成分是_____(填化学式)。
(4)灼烧中FeS2转化成磁性氧化铁，写出反应的化学方程式：_____，90gFeS2完全反应时转移_____mol电子。
(5)电解所得“废液”可用于_____(填字母)，实现资源循环利用，提高原料利用率。
A．灼烧 B．酸浸 C．氧化 D．沉铁
(6)工业上，以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料，采用火法冶铜，有关反应如下：
①2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2；
②Cu2O和Cu2S高温下反应制备Cu，该反应的化学方程式为_____。
(7)Cu2S晶胞中S2-的位置如图1所示，侧视图如图2所示，Cu+位于S2-所构成的四面体中心。

S2-配位数为_____。若晶胞参数anm，晶体的密度为dg•cm-3，则阿伏伽德罗常数的值为_____(用含a和d的式子表示)。
4．（2023·辽宁丹东·统考一模）随着新能源汽车的飞速发展，大量废旧电池的回收处理已是目前的热点问题，下图是废旧磷酸铁锂电池正极材料(含、导电炭黑、铝箔)的一种常见的回收再生流程：

试回答下列问题：
(1)“碱浸”步骤中反应得到滤液1的化学方程式为_______。
(2)“碱浸”中NaOH不宜过量太多的原因是_______。
(3)“酸浸”步骤为了达到理想的浸出效果，需要控温，试分析可能的原因：_______。
(4)完成“酸浸”步骤中主要反应的离子方程式：_______。
_______+_______+_______=_______Li++_______+_______+_______
(5)题设条件下溶液pH对铁元素、磷元素沉淀率的影响如下图所示。

已知滤液2加氨水热处理步骤控制最佳pH约为2.5。当pH<2.5时随着溶液pH逐渐升高，磷元素沉淀率增大，请从电离平衡移动的角度解释其原因：_______；当pH>2.5时部分会转化为_______沉淀，使得被释放，磷元素沉降率下降。
(6)磷酸铁锂电池的工作原理为：，电池中聚合物隔膜只允许Li+通过，若用此电池作电源电解水，当两极收集到气体在标准状况下体积共为336mL时，电池中通过隔膜的Li+的数目为_______。
5．（2023·辽宁辽阳·统考一模）介孔纳米晶可用作钠离子电池正极材料。一科研团队以某矿石(含55.2%、32%，其余为和)为原料开发的一种合成介孔的路线如图所出示。回答下列问题：

(1)基态原子价电子的轨道表示式为___________。
(2)“生物浸出”时，与铁盐溶液反应的离子方程式为___________。此时铁盐___________(填“作氧化剂”、“作还原剂”或“既不是氧化剂，也不是还原剂”)。
(3)将“浸渣”溶于，再过滤、蒸馏，可从“浸渣”中分离出___________(填化学式)。
(4)实验室“萃取”时，用到的主要仪器是___________，若萃取剂为苯，“萃取”后得到的“水相”位于___________(填“上层”或“下层”)。
(5)利用如图1装置完成“抽滤”操作，抽滤的主要优点是过滤较快、固体较干燥，其中安全瓶的作用是___________。

(6)利用如图2装置制备去离子水，水中所含的阴离子在阳离子交换柱中发生反应的离子方程式为___________。

(7)某工厂用10吨该矿石合成介孔，已知整个流程中的损耗率为10%，，则最终可以得到___________。
6．（2023·辽宁葫芦岛·统考一模）碳酸锰(MnCO3)是制造电信器材的软磁铁氧体，也用作脱硫的催化剂，瓷釉、涂料和清漆的颜料，工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)制取碳酸锰的流程如下图所示：

已知：①还原焙烧的主反应为
②氧化能力
可能用到的数据如下：
氢氧化物




开始沉淀pH
1.5
6.5
4.2
8.3
沉淀完全pH
3.7
9.7
7.4
9.8
根据要求回答下列问题：
(1)基态锰原子的价层电子排布式为_______，中存在过氧键()，请问中S的化合价为_______。
(2)在实验室进行步骤B操作时，可能用到的主要仪器为_______。
A．坩埚    B．蒸发皿    C．烧杯
(3)步骤E中调节3.7＜pH＜8.3，其目的是_______。
(4)步骤G发生的离子方程式为_______，若Mn2+恰好沉淀完全时测得溶液中的浓度为mol·L，则_______。
(5)实验室可以用溶液来检验Mn2+是否完全发生反应，请写出对应的离子方程式_______。
7．（2023·辽宁抚顺·统考模拟预测）锂、铍等金属广泛应用于航空航天、核能和新能源汽车等高新产业。一种从萤石矿(主要含BeO、、及少量、、FeO、、)中提取的工艺如图：

已知：苯甲酸( )是一元弱酸，白色片状晶体，常温下微溶于水，随温度升高溶解度增大。
回答下列问题：
(1)写出的电子式___________。
(2)“微波焙烧”使矿物内部变得疏松多孔，目的是___________，浸出渣的主要成分是___________。
(3)“除铁”中的作用为___________；写出转化为黄钠铁矾渣的离子方程式___________。
(4)“除铝”时，溶液的pH越小，铝的去除率越低。结合平衡移动原理解释其原因________。
(5)铍的化学性质与铝相似，写出BeO溶于NaOH溶液的化学方程式___________。
8．（2023·辽宁·校联考一模）工业上以软锰矿(主要成分为，还含少量的铁、硅和铝的氧化物等杂质)为原料生产的工艺流程如图：

常温下，各种离子沉淀时的pH如下表：
离子



开始沉淀时的pH
1.5
3.4
8.2
完全沉淀时的pH
2.8
4.7
10.2
(1)“酸浸”过程中生成一种黄色沉淀，写出该反应的离子方程式：___________，“滤渣Ⅰ”的主要成分有___________。
(2)“工序①”需要用到的玻璃仪器为烧杯、___________。
(3)向“有机相”中滴加溶液，有蓝色沉淀生成，可推出“有机相”中含___________(填离子符号)，中提供空轨道的是___________，中心离子的配位数为___________。
(4)“沉锰”时，不能加入太多碳酸钠溶液，可能的原因为___________(答两条)。
(5)若100kg软锰矿在生产过程中锰的损失率为8%，最终得到405kg(摩尔质量为285)，则软锰矿中锰的质量分数约为___________(保留三位有效数字)。
9．（2023·辽宁·校联考一模）高铁酸钾是一种紫黑色固体，在碱性、低温条件下较稳定，在中性或酸性溶液中易发生反应，能释放大量的氧气，同时自身被还原产生一种絮凝剂，因此成为一种集氧化、吸附、杀菌、脱色、除臭为一体的高效绿色水处理剂。
I.制备

(1)写出高铁酸钾溶于水中发生反应的离子方程式_______。
(2)①中合成的离子方程式是_______。
(3)①中合成时，相同时间内产率受温度影响记录如图，产率曲线产生如图变化的可能原因是_______。

(4)操作②的目的是_______。
(5)已知高铁酸根在苛性钠溶液中的溶解度大于在苛性钾溶液中，则步骤⑤、⑥选择的试剂分别可能是_______。
A．饱和溶液、一定浓度的溶液
B．一定浓度的溶液、饱和溶液
C．饱和溶液、饱和溶液
D．一定浓度的溶液、饱和溶液
II.产品纯度测定，可采用亚铬酸盐滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为：
①
②
③
(6)写出基态的价电子排布式_______。
(7)现称取(摩尔质量为)粗产品溶于过量的碱性亚铬酸盐溶液中，充分反应后过滤，滤液在容量瓶中定容。每次取于锥形瓶中加入稀硫酸酸化，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。该粗产品中的质量分数为_______(用含a、c、V、M的代数式表示)。若滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗，则测得的结果_______(填“偏高”偏低”或“无影响”)。
10．（2023·辽宁鞍山·统考一模）粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要成分有、、FeO和等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能制得纳米等重要物质。

已知：
①伯胺能与反应：，生成易溶于煤油的产物。
②在水溶液中能与反应：。
(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为_______；滤渣的成分为_______。
(2)加入过量的作用是_______。
(3)伯胺-煤油可对浸取液进行分离，该操作的名称是_______。
(4)向水层Ⅱ中加入可使转化为并放出对环境无害的气体，理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______；向所得弱酸性溶液中再通入即可生成FeOOH，其离子方程式为_______。
11．（2023·辽宁沈阳·统考一模）铟被广泛应用于电子工业、航空航天、太阳能电池新材料、合金制造等高科技领域。自然界铟大多富集在闪锌矿(主要成分，还含有、等杂质)中，工业上常采用铅锌冶炼过程中的含铟烟灰作为回收铟的主要原料。如图为工业提取铟的流程图：

已知：①烟灰中钢主要以硫化铟、氧化铟以及和形式存在，其中和的化学性质非常稳定，难以被硫酸溶解浸出。
②铅锌冶炼烟灰先经稀硫酸溶液预处理后得到中浸渣，主要成分如下：
成分





质量分数(％)
0.72
3.01
60.48
8.92
1.16
③酸性条件下，温度过高，氯酸钠易分解释放出氯气。
回答下列问题：
(1)铟元素位于元素周期表第______周期______族。
(2)闪锌矿经氧化焙烧可获得铅锌烟灰，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是__________。
(3)写出闪锌矿主要成分氧化焙烧反应的化学方程式__________。
(4)已知与发生反应生成配合离子，不利于的萃取，则“氯化浸出”实验中加入硫酸的原因是__________。
(5)氯化步骤中，铟元素被氧化到最高正价，写出氯化过程中发生反应的离子方程式__________(产物中元素以形式存在)。在氯化过程中，反应温度、时长、盐酸、硫酸、氯酸钠的浓度都会影响铟元素的浸出率，控制其他条件不变，考查不同浸出温度对铟浸出率的影响，结果如图所示。实验采取的是80℃的条件，原因是__________。

(6)转化步骤中往往需要加入“锌粉”，其作用是__________。
12．（2023·辽宁·校联考一模）铜是人类最早冶炼的金属之一、在地壳中，铜主要以硫化物、氧化物或碳酸盐形式存在，其主要矿石为黄铜矿()、辉铜矿()、铜矿()和孔雀石()。尽管地壳中铁的丰度高于铜，但人类发展炼铁技术的时间较晚。有关铜及其化合物转化的部分工业流程(或转化关系)如下：

青铜是铜与锡、铅等其他化学元素的合金，在古代也被称为“金”，因为新铸造的青铜器呈金色。然而，青铜器上覆盖着一层长期氧化产生的铜绿。由于埋藏青铜器所经历的地下条件，它们受到不同程度的腐蚀，自然形成了各种腐蚀涂层，包括(黑色)、(红棕色)、碱式硫酸铜(蓝绿色，如、)等。生锈使青铜器的表面呈现出最显著的特征。这一层通常不会改变青铜器的形状，而且铜绿的性质相对稳定，因此通常不会损坏青铜器。然而，如果青铜与含氯物质接触，则可能会形成和，这被称为“粉末锈病”，这种铜锈会通过以下反应引起“青铜病”：与和反应，产生和(反应3)。形成的不是致密相，进而穿透松散相，与结合并侵蚀，从而形成和(反应2)。这些反应反复发生，直到器皿完全损坏。
可以从废青铜(合金)中制备胆矾()。称取一定量的青铜废料，放入烧杯中，在通风橱中小心地向烧杯中加入浓硝酸。在反应过程中，释放出红棕色气体(B)，形成蓝绿色溶液(C)与白色沉淀(D)的混合物。过滤后，向滤液中添加水溶液，然后形成蓝色溶液E和白色沉淀F。浓缩溶液E和蓝色微晶(晶粒)，冷却溶液可获得粗产物(G)。
回答下面问题：
(1)写出反应2~3的化学方程式__________。
(2)已知在反应1过程中所有元素化合价都发生了改变，写出固体A的化学式__________。
(3)写出B、D、F和G的化学式__________。
(4)分别写出溶液C和E中的主要阴离子和阳离子__________。
(5)为了测试产品纯度，称量0.2765g样品至250mL碘量瓶中，并用缓冲溶液溶解。向烧瓶中添加1g，摇晃10秒后，将混合物在黑暗中保持10分钟。加水稀释后，用0.05036mol·L-1标准溶液滴定，滴定终点时消耗20.80mL标准溶液，求出产物的纯度(质量分数) __________。
(6)对进行了热重分析，其重量随温度的变化如下图所示，求出过程中先后得到的三种固体的化学式__________。

13．（2023·辽宁葫芦岛·统考模拟预测）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01mol·L−1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(c=1.0×10−5mol·L−1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
回答下列问题：
(1)为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式___________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是___________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是___________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即如图所示，“滤液③”中可能含有的杂质离子为___________。

(4)如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是___________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式___________。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是___________。

参考答案：
1．(1)4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2
(2)FeO+2H2O=Fe(OH)3+OH—
(3) 4.5—9.3 H2SiO3、Al(OH)3
(4)2CrO+2 CH3COOH=Cr2O+2CH3COO—+H2O
(5)重结晶
(6)a

【分析】由题给流程可知，铬铁矿、碳酸钠在空气中焙烧时Fe(CrO2)2转化为铬酸钠和NaFeO2，铁的氧化物转化为NaFeO2，二氧化硅转化为硅酸钠，氧化铝转化为Na[Al(OH)4]，向焙烧渣中加入水水浸将NaFeO2转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液；由图可知，向滤液中加入醋酸中和调节溶液pH在4.5—9.3之间，将硅酸钠、偏铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀，铬酸钠部分转化为重铬酸钠，过滤得到含有硅酸、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加冰醋酸调节pH约等于5，将溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，向反应后的溶液中加入氯化钾将重铬酸钠转化为重铬酸钾沉淀，经过滤、洗涤后获得重铬酸钾粗产品，粗产品经重结晶得到重铬酸钾。
【详解】（1）由分析可知，焙烧过程中发生的主要反应为Fe(CrO2)2与碳酸钠、氧气反应生成铬酸钠、NaFeO2和二氧化碳，反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2，故答案为：4Fe(CrO2)2+10Na2CO3+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2；
（2）由分析可知，水浸发生的反应为NaFeO2与水反应生成氢氧化铁沉淀和氢氧化钠，反应的离子方程式为FeO+2H2O=Fe(OH)3+OH—，故答案为：FeO+2H2O=Fe(OH)3+OH—；
（3）由分析可知，中和步骤加入醋酸中和调节溶液pH在4.5—9.3之间的目的是将硅酸钠、偏铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀，铬酸钠部分转化为重铬酸钠，故答案为：4.5—9.3；H2SiO3、Al(OH)3；
（4）由分析可知，酸化时加冰醋酸调节pH约等于5的目的是将溶液中的铬酸钠转化为重铬酸钠，反应的离子方程式为2CrO+2 CH3COOH=Cr2O+2CH3COO—+H2O，故答案为：2CrO+2 CH3COOH=Cr2O+2CH3COO—+H2O；
（5）由分析可知，工序I为经过滤、洗涤后获得重铬酸钾粗产品，工序II为粗产品经重结晶得到重铬酸钾，故答案为：重结晶；
（6）由题意可知，采用氧化还原滴定法测定产品的纯度时，没有加入硫酸将溶液中的铬酸钾完全转化为重铬酸钾导致测得重铬酸钾的质量分数明显偏低，故选a。
2．(1)
(2)
(3) 、
(4)能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)(其他合理答案也可得分)
(5)将转化为
(6)A

【分析】铬铁矿[主要成分为，杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]，加入碳酸钠灼烧，“焙烧” 所得固体为Na2CrO4、、NaAlO2和Na2SiO3，加水浸取，滤渣为难溶性的，滤液中含有可溶性的Na2CrO4、NaAlO2和Na2SiO3，加入醋酸调节溶液的pH，得到沉淀Al(OH)3、H2SiO3，则滤渣为Al(OH)3、H2SiO3，调节溶液pH<5，酸性条件下CrO转化为Cr2O，向溶液中加入KCl，得到溶解度较小的K2Cr2O7，以此解答。
【详解】（1）铬铁矿主要成分为，焙烧过程中和碳酸钠、氧气反应生成Na2CrO4、、CO2，根据氧化还原得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：。
（2）水浸滤渣的主要成分是，说明和水反应生成，离子方程式为：。
（3）由分析可知中和步骤加入醋酸调节溶液的pH，目的是除去溶液中的Al3+和SiO，由信息②中图像所给信息可知，理论pH的范围是时，Al3+和SiO浓度小于 mol⋅L，可认为已除尽；中和后滤渣的主要成分是、。
（4）Cl-具有还原性，能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)，则酸化时加冰醋酸，不能用盐酸。
（5）由分析可知，工序1加入KCl的作用是将转化为。
（6）根据题意，溶液的吸光度与其浓度成正比例，在溶液中存在平衡:
Cr2O +H2O2H++2CrO，即有部分Cr2O会转化为CrO，从而使测得的质量分.
数明显偏低，为抑制Cr2O转化为CrO，需要加入酸且与Cr2O或CrO不反应，如硫酸，故选A。
3．(1)14
(2)增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更加充分
(3)SiO2
(4) 3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2 8
(5)B
(6)2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
(7) 8 ×1023

【分析】根据流程，工业黄铜矿 (CuFeS2，含有SiO2，FeS，FeS2杂质)粉碎后，加入氧气选择性催化氧化硫元素，转化为含有Cu2+、Fe2+、的溶液，是酸性氧化物，不与硫酸反应，则过滤后的滤渣主要含有SiO2，向滤液中加入硫酸酸化，再加入H2O2将Fe2+转化为Fe3+，再加入CuO调节pH值，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤后得到滤渣2为Fe(OH)3，得到的滤液为硫酸铜溶液，进行电解得到铜单质，据此分析解答。
【详解】（1）电子排布式为：，核外电子的空间运动状态数等于轨道数，即：1+1+3+1+3+5=14，所以核外电子的空间运动状态数为14种；
（2）铜矿在灼烧之前粉碎的目的是增大固体的表面积，从而增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更加充分；
（3）是酸性氧化物，不与硫酸反应；
（4）由题意可知，灼烧中二硫化铁与空气中的氧气高温条件下反应生成四氧化三铁和二氧化硫，反应的化学方程式为，反应中消耗3mol二硫化铁，反应转移32mol电子，则90g二硫化铁完全反应时转移电子的物质的量为，故答案为：；8；
（5）电解硫酸铜溶液的化学方程式为，电解所得稀硫酸可在酸浸时循环使用，提高原料利用率，故选B；
（6）由题意可知，硫化亚铜与氧化亚铜高温条件下反应生成铜和二氧化硫，反应的化学方程式为；
（7）晶胞中为4个，而与个数比为1∶2，则有8个。位于构成的四面体体心，则配位数为4，则为8；由于带入数据计算得，则。
4．(1)
(2)避免在随后的“酸浸”步骤中消耗过多的硫酸
(3)温度过低，浸取速率慢；温度过高，发生分解
(4)
(5) 随着pH升高，电离平衡正向移动，浓度增大，与结合形成沉淀
(6)或

【分析】废旧磷酸铁锂电池正极材料（含，导电炭黑，铝箔）加入氢氧化钠溶液，科生成偏铝酸钠，滤液1为偏铝酸钠，加入适量硫酸可生成氢氧化铝，滤渣加入硫酸，过氧化氢，滤渣为导电炭黑，滤液2含有铁离子，锂离子和硫酸根等离子，加入氨水，可生成，滤液3含有硫酸锂，加入碳酸钠溶液生成碳酸锂，与碳酸锂用碳热还原，可生成和C；
【详解】（1）正极材料含有铝，加入氢氧化钠溶液，反应生成偏铝酸钠和氢气，方程式为；
（2）碱浸后需加入硫酸溶解固体，则NaOH的用量不宜过多，避免在随后的酸浸中消耗过多的硫酸；
（3）滤渣的主要成分是导电炭黑，“酸浸”步骤为了达到理想的浸出效果，需控温35~40℃，可能的原因温度过低，浸取速率慢，温度过高，过氧化氢不稳定，应避免过氧化氢分解；
（4）加入过氧化氢和硫酸，发生氧化还原反应生成铁离子，锂离子和磷酸，反应的离子方程式为；
（5）pH过高则能生成另一种含Fe沉淀，应该为沉淀；
（6）电解方程式为，当两极共收集标况下气体336mL，则物质的量为，可知生成0.01mol，转移0.02mol电子，数目。
5．(1)
(2) 作氧化剂
(3)S
(4) 分液漏斗 下层
(5)平衡气压，防倒吸
(6)
(7)7587

【分析】矿石(含55.2%、32%，其余为和)中加入细菌、硫酸铁溶液进行生物浸出，与硫酸铁不反应，、和与硫酸铁反应生成Cu2+、、CaSO4和S单质，过滤得滤渣为CaSO4、和S，滤液中含有Cu2+、、过量的和；往滤液中加入萃取剂CS2，静置分层后分液，水相中含、，有机相中含CuSO4，在有机相中加入蒸馏水进行反萃取，CuSO4进入水相，水相中CuSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得五水硫酸铜；往所得晶体中加入乙醇进行醇溶，加入Se和将Cu2+还原，得到粗产品，经洗涤烘干后得到。
【详解】（1）原子序数为29，基态原子价电子排布式为，则其轨道表示式为。
（2）与铁盐溶液反应生成、Cu2+和S，离子反应方程式为；该反应中铁元素化合价降低，铁盐作氧化剂。
（3）根据分析，过滤得“浸渣”为CaSO4、和S，S易溶于，因此将“浸渣”溶于，再过滤、蒸馏，可分离出S。
（4）实验室“萃取”时，主要仪器是分液漏斗；由于苯的密度比水小，因此若萃取剂为苯，“萃取”后得到的“水相”位于下层。
（5）安全瓶的作用是平衡气压，防止倒吸。
（6）阳离子交换柱中氢离子与碳酸氢根离子反应，反应的离子方程式为。
（7）10吨该矿石中，，，故，。
6．(1) 3d54s2 +6
(2)C
(3)使Fe3+转化为Fe(OH)3和Cu2+转化为Cu(OH)2而除去，不影响Mn2+
(4) 2.2×10-11
(5)

【分析】软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、CaCO3、CuO等杂质)中加入木炭粉进行还原焙烧，将MnO2还原为MnO，同时Fe2O3也可能被还原；加入硫酸浸取，过滤出滤渣；加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入10%NaOH调节溶液的pH，此时Fe3+、Cu2+转化为Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀；过滤后，往滤液中加入NH4HCO3，将Mn2+转化为MnCO3沉淀，分离烘干可得到成品。
【详解】（1）锰为25号元素，基态锰原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，则价层电子排布式为3d54s2，中存在过氧键()，则S原子在此化合物中不具有还原性，S原子的最外电子数为6，所以中S的化合价为+6。答案为：3d54s2；+6；
（2）B操作为浸取，通常在烧杯中进行，则在实验室进行步骤B操作时，可能用到的主要仪器为烧杯，故选C。答案为：C；
（3）步骤E中调节3.7＜pH＜8.3，此时Fe3+、Cu2+都完全沉淀，而Mn2+不生成沉淀，则其目的是：使Fe3+转化为Fe(OH)3和Cu2+转化为Cu(OH)2而除去，不影响Mn2+。答案为：使Fe3+转化为Fe(OH)3和Cu2+转化为Cu(OH)2而除去，不影响Mn2+；
（4）步骤G中，Mn2+与发生反应，生成MnCO3沉淀和CO2气体等，发生的离子方程式为，若Mn2+恰好沉淀完全时测得溶液中的浓度为2.2×10-6mol·L，则=2.2×10-6×1.0×10-5=2.2×10-11。答案为：；2.2×10-11；
（5）实验室可以用溶液来检验Mn2+是否完全发生反应，若含有Mn2+，则被氧化为，对应的离子方程式：。答案为：。
【点睛】除去溶液中的Fe2+时，通常先将其氧化为Fe3+，再通过调节溶液的pH，让Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。
7．(1)
(2) 增大与的接触面积，加快浸出速率 、
(3) 将转化为
(4)苯甲酸为一元弱酸，pH越小，溶液中的氢离子溶度越高，则苯甲酸根会与氢离子结合生成微溶于水的苯甲酸，从而导致能与铝离子结合的苯甲酸根减少，生成的苯甲酸铝减少，从而使铝的去除率降低
(5)

【分析】萤石矿用微波焙烧，有利于在H2SO4中溶解，此时BeO、、、、FeO、、都发生溶解，只有不与硫酸反应，、发生转化，生成CaSO4沉淀；加入H2O2是将Fe2+氧化为Fe3+并转化为沉淀；溶液中的Al3+是通过与苯甲酸钠作用生成苯甲酸铝沉淀；金属锂是通过有机物萃取分离出来；水相中加入油酸钠沉铍，此时将生成的油酸铍灼烧，便可获得氧化铍。
【详解】（1）的电子式为；
（2）据分析可知，“微波焙烧”使矿物内部变得疏松多孔，目的是增大与的接触面积，加快浸出速率；浸出渣的主要成分是、；
（3）据分析可知，“除铁”中的作用为将转化为；根据流程可知，转化为黄钠铁矾渣的离子方程式为；
（4）“除铝”时，溶液的pH越小，铝的去除率越低，其原因是苯甲酸为一元弱酸，pH越小，溶液中的氢离子溶度越高，则苯甲酸根会与氢离子结合生成微溶于水的苯甲酸，从而导致能与铝离子结合的苯甲酸根减少，生成的苯甲酸铝减少，从而使铝的去除率降低；
（5）铍的化学性质与铝相似，类比氧化铝与氢氧化钠反应的化学方程式可知，BeO与NaOH反应为非氧化还原反应，生成偏铍酸钠和水，其化学方程式为。
8．(1) 、S
(2)分液漏斗
(3) 6
(4)碳酸钠溶液过多，可能生成氢氧化锰沉淀；造成后续磷酸浪费
(5)85.0%

【分析】工业上以软锰矿(主要成分为，还含少量的铁、硅和铝的氧化物等杂质)为原料生产，粉末状软锰矿加入稀硫酸、FeS2浸取，MnO2在酸性环境中被还原为Mn2+进入溶液，其余金属氧化物均转化为相应的阳离子进入溶液，Fe2+被MnO2氧化为Fe3+，FeS2被MnO2氧化为Fe3+和S单质，S、SiO2不溶与酸成为滤渣；加入有机萃取剂萃取Fe3+，分液后取水相，调节pH沉淀Al3+，过滤后加入碳酸钠溶液得到碳酸锰沉淀，之后加入磷酸溶解碳酸锰得到。
【详解】（1）“酸浸”过程中生成一种黄色沉淀，该黄色沉淀为S单质，此过程中FeS2被MnO2氧化为Fe3+和S单质，根据得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为：；由分析可知，“滤渣Ⅰ”的主要成分有、S。
（2）“工序①”为萃取，需要用到的玻璃仪器为烧杯、分液漏斗。
（3）和Fe3+反应会生成蓝色沉淀，向“有机相”中滴加溶液，有蓝色沉淀生成，可推出“有机相”中含Fe3+；中金属阳离子Fe2+提供空轨道，中心离子Fe2+的配位数为6。
（4）“沉锰”时，不能加入太多碳酸钠溶液，可能的原因为碳酸钠溶液过多，可能生成氢氧化锰沉淀；碳酸钠能够和磷酸反应，造成后续磷酸浪费。
（5）405kg的物质的量为，设100kg软锰矿中Mn的质量为xg，在生产过程中锰的损失率为8%，则x(1-8%)=×55g/mol，x=8.45×104g=85.0kg，则软锰矿中锰的质量分数约为=85.0%。
9．(1)
(2)或
(3)低于20℃时，随着温度升高，反应速率加快，产率提高；高于20℃，加快反应速率的同时更加快了与水反应而消耗，导致产率降低
(4)增大浓度，促使向沉淀析出的方向移动
(5)B
(6)
(7) 偏高

【分析】FeCl3和NaClO、NaOH的混合溶液反应生成，在加入NaOH固体至饱和，冷却后沉淀，经过抽滤、洗涤、干燥等一系列步骤得到粗产品，以此解答。
【详解】（1）在中性或酸性溶液中易发生反应，能释放大量的氧气，同时自身被还原产生一种絮凝剂，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。
（2）①中FeCl3和NaClO、NaOH的混合溶液反应生成，Cl元素由+1价下降到-1价，Fe元素由+3价上升到+6价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：或。
（3）温度改变一般会影响反应速率、平衡移动和物质的稳定性，根据题设可知与水可发生反应，且低温下稳定性较好，可推知产率在前后先高后低的原因为：低于时，随着温度升高，反应速率加快，产率提高；高于，加快反应速率的同时更加快了与水反应而消耗，导致产率降低。
（4）根据流程判断步骤①制取，步骤②析出晶体，步骤④得到的滤饼主要成分为晶体，因此步骤②中加入固体至饱和的作用为：增大浓度，促使向沉淀析出的方向移动。
（5）根据流程判断步骤⑤应该使抽滤得到的溶解，步骤⑥应该使溶液析出晶体，进而与后面步骤衔接得到产品，已知高铁酸盐在碱性条件下较稳定，且在溶液中的溶解度大于在溶液中的溶解度，因此步骤⑤选择一定浓度的溶液，使尽可能多的溶解，⑥选择饱和溶液，形成过饱和溶液而析出晶体。
（6）Fe原子价层电子排布式为，所以Fe2+的价电子排布式为：。
（7）由滴定流程和反应原理，有关系式：

该粗品中高铁酸钾的质量分数为；滴定管使用时先用蒸馏水洗涤，然后再用待盛液润洗，若未用标准液润洗，导致标准液浓度变小，所用体积增大，则测得的结果偏高。
10．(1) 2H＋＋FeO=Fe2＋＋H2O SiO2
(2)将亚铁离子完全氧化为铁离子，有利于与伯胺反应，提高萃取率
(3)萃取、分液
(4) 4∶1 4Fe2＋＋O2＋6H2O=4FeOOH＋8H＋

【分析】粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，主要成分有Al2O3、Fe2O3、 FeO和SiO2等物质。 加入硫酸酸浸，除去滤渣SiO2等，浸取液加入过量双氧水和伯胺煤油，得以水层和有机层，分液后，有机层加入氯化钠溶液反萃取,得到水层再加入过量胼和氧气，得到FeOOH，煅烧得到纳米氧化铁。
【详解】（1）“酸没”过程中加入稀硫酸，金属氧化物都和稀硫酸反应，只有SiO2不反应，滤渣的主要成分是SiO2，其中与FeO发生反应的离子方程式为：2H＋＋FeO=Fe2＋＋H2O。
（2）加入氢氧化氢，可氧化亚铁离子生成铁离子，利于伯胺与Fe3+反应，提高萃取率。
（3）过程Ⅱ加入伯胺一煤油对浸取液进行分离，溶液分层，该操作的名称是萃取、分液。
（4）向水层Ⅱ中加入可使转化为并放出对环境无害的气体即氮气，反应的离子方程式为：反应的离子方程式为4Fe3++=4Fe2++N2↑+4H+，该反应中Fe元素化合价由+3价变为+2价、N元素化合价由-2价变为0价，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1；向所得弱酸性溶液中再通入O2即可生成FeOOH，其离子方程式为：4Fe2＋＋O2＋6H2O=4FeOOH＋8H＋。
11．(1) 五 IIIA
(2)利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率
(3)2ZnS+3O22ZnO+2SO2
(4)促进ClO和过量的Cl-反应生成Cl2，降低Cl-浓度，使与反应生成配合离子的平衡逆向移动，提高的萃取率
(5) 6+ ClO+18H+=Cl-+6In3++6x+9H2O 温度高于80℃时，铟的浸出率虽然上升，但上升的幅度不大，且温度过高会导致盐酸挥发，印象铟的浸出率
(6)将In3+从萃取液中置换出来得到粗铟

【分析】自然界铟大多富集在闪锌矿(主要成分，还含有、等杂质)中，工业上常采用铅锌冶炼过程中的含铟烟灰作为回收铟的主要原料，将烟灰酸浸，得到中浸液且从中回收Zn，中浸渣进过氯化浸出，得到酸浸渣且从中冶炼回收Pb，得到的酸浸液经过萃取转化得到粗铟，以此解答。
【详解】（1）In是49号元素，位于元素周期表第五周期IIIA族。
（2）焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率。
（3）在焙烧过程中产生气体，硫化物高温状态下产生SO2，闪锌矿的主要成分是ZnS，主要反应是2ZnS+3O22ZnO+2SO2。
（4）已知与发生反应生成配合离子，“氯化浸出”实验中加入硫酸可以促进ClO和过量的Cl-反应生成Cl2，降低Cl-浓度，使与反应生成配合离子的平衡逆向移动，提高的萃取率。
（5）氯化过程中，中铟元素被ClO氧化到最高正价为+3价，产物中元素以形式存在，根据氧化还原反应的规律配平离子方程式为：6+ ClO+18H+=Cl-+6In3++6x+9H2O；由图可知，温度高于80℃时，铟的浸出率虽然上升，但上升的幅度不大，且温度过高会导致盐酸挥发，印象铟的浸出率，故实验采取的是80℃的条件。
（6）由题意可知，萃取得到的萃取液中混有In3+，转化步骤中往往需要加入“锌粉”，目的是：将In3+从萃取液中置换出来得到粗铟。
12．(1)反应2：
反应3：
(2)
(3)B：；D：；F：；G：
(4)C：，E：
(5)
(6)；；

【分析】黄铜矿主要成分是，含有杂质SiO2，通入O2，发生复杂的氧化还原反应，最后生成Cu单质，固体A是，Cu和O2、HCl反应生成CuCl和水，接着被O2氧化，生成；
【详解】（1）反应2是Cu和O2、HCl反应生成CuCl和水，化学方程式为；反应3是CuCl接着被氧化的过程，方程式为；
（2）已知黄铜矿主要成分是，含有杂质SiO2，通入O2，发生复杂的氧化还原反应，最后生成Cu单质，在反应1过程中所有元素化合价都发生了改变，说明Cu为+1价，Fe为+3，S为-2价，根据氧化还原反应可知，方程式为，固体A的化学式为；
（3）可以从废青铜(合金)中制备胆矾()。称取一定量的青铜废料，放入烧杯中，在通风橱中小心地向烧杯中加入浓硝酸。Cu、Sn、Pb单质都可以与浓硝酸反应生成NO2，故在反应过程中，释放出红棕色气体为NO2，故B为NO2，形成蓝绿色溶液C，C为硝酸铜溶液含有Pb(NO3)2，Sn为氧化物氧化物，SnO2白色沉淀，D为SnO2，过滤，在滤液中加入水溶液，Pb(NO3)2溶液与反应生成PbSO4沉淀，故蓝色溶液E为CuSO4溶液，白色沉淀F为PbSO4沉淀。浓缩CuSO4溶液E和蓝色微晶(晶粒)，冷却溶液可以使硫酸铜结晶析出，可获得粗产物(G)，G为，故答案为：B：；D：；F：；G：；
（4）根据分析可知C主要是C为硝酸铜溶液，含有主要的阳离子和阴离子为；加入溶液后蓝绿色溶液变为蓝色溶液E，E主要为CuSO4溶液，E中主要含有阳离子和阴离子为；
（5）称量0.2765g样品至250mL碘量瓶中，并用缓冲溶液溶解。向烧瓶中添加1g，摇晃10秒后，将混合物在黑暗中保持10分钟，发生反应。加水稀释后，用0.05036mol·L-1标准溶液滴定，发生反应，滴定终点时消耗20.80mL标准溶液，根据关系式计算，，
产物的纯度为；
（6），根据图像第I步在68.8℃时失重率为15.00%，失去的质量为，失去的质量大约是2mol水分的质量，故第I阶段剩余的固体为，根据图像第II步在99.5℃时失重率为13.58%，失去的质量为，失去的质量大约是2mol水分的质量，故第II阶段剩余的固体为，根据图像第III步在211.4℃时失重率为7.06%，失去的质量为，失去的质量大约是1mol水分的质量，故第III阶段剩余的固体为，故答案为；；
；
13． AlO+H++H2O=Al(OH)3↓ Ni2+、Fe2+、Fe3+ O2或空气 Fe3+ 3.2~6.2 2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O 提高镍回收率
【分析】由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Al2O3+4NaOH=4NaAlO2+2H2O，将Al及其氧化物溶解，得到的滤液①含有NaAlO2，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2+、Fe2+、Fe3+的滤液②，Fe2+经H2O2氧化为Fe3+后，加入NaOH调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体，据此分析解答问题。
【详解】(1)根据分析可知，滤液①中含有NaAlO2和过量的NaOH，加入稀硫酸，调为中性，生成氢氧化铝沉淀，发生反应的离子方程式为AlO+H++H2O=Al(OH)3↓；
(2)加入稀硫酸酸浸，Ni、Fe及其氧化物溶解，所以“滤液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+；
(3) “转化”中H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，可用O2或空气替代；若将工艺流程改为先“调pH”后“转化”，会使调pH过滤后的溶液中含有Fe2+，则滤液③中可能含有转化生成的Fe3+；
(4)如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0mol·L-1，为避免镍离子沉淀，此时，则，即pH=6.2；Fe3+完全沉淀的pH为3.2，因此“调节pH”应控制的pH范围是3.2~6.2；
(5)由题干信息，硫酸镍在强碱中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反应中Ni2+被氧化为NiOOH沉淀，ClOˉ被还原为Clˉ，则根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O；
(6)分离出硫酸镍晶体后的母液中还含有Ni2+，可将其收集、循环使用，从而提高镍的回收率。