新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-23物质的分离和提纯

这是一份新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-23物质的分离和提纯，共28页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，实验题等内容，欢迎下载使用。

新疆高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-23物质的分离和提纯

一、单选题
1．（2021·新疆喀什·统考一模）某化学实验小组在实验室中以含有Zn2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-的废水为原料提取ZnCl2溶液，实验流程如图所示。已知：滤液Ⅰ中存在[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+，滤渣Ⅱ的主要成分为CuS。下列说法错误的是

A．过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
B．滤渣Ⅰ的主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝
C．滤液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均含有氯化铵
D．若直接加热蒸干滤液Ⅱ，可获得纯净的氯化锌
2．（2021·新疆喀什·统考一模）“辛勤的劳动才能创造美好的生活”。下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是
选项
生产活动
化学原理
A
古代科技：我国古代湿法炼铜
发生置换反应
B
现代建筑：港珠溴大桥的钢铁护栏涂刷防锈漆
钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
C
科学研究：屠呦呦从青蒿中提取青蒿素
主要利用蒸馏原理
D
民间艺术：五颜六色的烟花
金属和金属离子的焰色反应

A．A B．B C．C D．D
3．（2021·新疆·统考一模）以氯酸钠(NaClO3)等为原料制备亚氯酸钠( NaClO2)的工艺流程如下，下列说法不正确的是

A．反应1中，每生成3 mol ClO2有1.5 mol SO2被氧化
B．从母液中可以提取Na2SO4
C．反应2中，H2O2做氧化剂
D．采用减压蒸发可能是为了防止NaClO2受热分解

二、工业流程题
4．（2023·新疆·统考三模）钪的价格昂贵，在地壳里的含量只有0.0005%，化学性质非常活泼。从铝土矿生产Al2O3的副产品“赤泥”(主要成分为Al2O3、Fe2O3、TiO2、Sc2O3)中回收钪，同时生产聚合硫酸铁铝[ AlFe( OH)6-2n(SO4)n]具有极其重要的工业价值，一种工艺流程如下：
  
已知：钪离子可以在不同pH下生成[ Sc( OH)n]3-n(n=1~6)。
请回答以下问题：
(1)操作②的名称 ，操作①和操作②中都使用的玻璃仪器是 。
(2)加入铁粉的作用 。
(3)生成聚合硫酸铁铝[AlFe( OH)6-2n(SO4)n]的离子方程式为 。
(4)钪的发现较晚，主要是因为 。
(5)“反萃取”时若加的入氢氧化钠过量， Sc(OH)3沉淀会溶解。写出Sc(OH)3与过量NaOH溶液反应的化学方程式 。
(6)常温下，三价Sc的部分存在形式与氟离子浓度的对数[1gc(F-)]、pH的关系如图所示。若溶液中c(F- )=5 ×10-6mol·L-1，“调pH”过程中控制pH=7，则调节pH后三价Sc的存在形式为 (填化学式)(lg5=0.7)。
  
如果Sc的沉淀方式主要是ScF3，则溶液中c(F -)应该大于 mol ·L-1(100.6=4)
(7)“脱水除铵”过程中，复盐3NH4Cl·ScF3·aH2O分解得到ScF3，固体样品质量与温度的关系如图所示。加热至380-400℃产生白烟， 400℃以上质量不再改变。则a= (填数字)。
    
5．（2023·新疆阿勒泰·统考一模）为保护环境，充分利用钴资源，一种以废旧钴酸锂电池材料(正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳)回收钴酸锂的工艺流程如下:

已知一定条件下，部分金属阳离子形成氢氧化物的pH如下表:
离子
Co3+
Fe3+
Co2+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的pH
0.3
2.7
7.2
7.6
3.6
完全沉淀的pH
1.1
3.2
9.2
9.6
5.2
请回答下列问题:
(1)废旧钴酸锂电池需经放电、拆解、粉碎预处理。放电方式为电化学放电，可以将废旧电池浸泡在 (填标号)中进行放电。粉碎的目的是 。
A．Na2SO4溶液
B．98%的H2SO4溶液
C．酒精
(2)“酸浸”过程中，除加入H2SO4，还要加入H2O2。
①H2O2的作用是 (填标号)。
A．做氧化剂
B．做还原剂
C．既做氧化剂又做还原剂
②H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4，该反应的离子方程式为 。
③相同条件下，“酸浸”时钴的浸出率随温度变化如右图所示，此时温度控制在80°C左右的原因为 。

(3)“调pH”时，溶液应控制的pH范围为 ，选用的最佳试剂是 (填标号)。
A．H2SO4 B．CoCO3 C．石灰乳      D．NaOH
(4)高温时，CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2的同时放出CO2。此反应的化学方程式为 。
6．（2023·新疆乌鲁木齐·统考二模）金属锑可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有Fe2O3、Al2O3、 MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺流程图如下:

已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的浓度及溶液的pH如下表所示:
金属离子
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时的pH c=0.01mol ·L-1
2.2
3.7
7.5
9.6
完全沉淀时的pH c=1.0× 10-5mol·L-1
3.2
4.7
9.0
11.1
试回答下列问题:
(1)“浸出渣”的主要成分有S、 。“溶浸”时Sb2S3发生反应的化学方程式为 。
(2)“还原”时加入Sb的目的是将 还原(填离子符号)。
(3)“水解” 时需控制溶液pH=2.5。
①Sb3+发生水解反应的离子方程式为 。
②下列能促进该水解反应的措施有 ( 填编号)。
A．升高温度          B．增大c(H+)
C．增大c(Cl-) D．加入Na2CO3粉末
③为避免水解产物中混入Fe(OH)3， Fe3+的浓度应小于 mol·L-1。
(4)“酸溶2”后的溶液可返回 上工序循环使用。
(5)Sb可由电解制得，阴极的电极反应式为 。
7．（2022·新疆·统考二模）综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2( Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓( GaN) ，部分工艺流程如下：

已知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。
②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。
表1金属离子浓度 及开始沉淀的pH
金属离子
浓度( mol· L-1)
开始沉淀pH
Fe2+
1.0×10-3
8.0
Fe3+
4.0×10-2
1.7
Zn2+
1.5
5.5
Ga3+
3.0×10-3
3.0
表2金属离子的萃取率
金属离子
萃取率(%)
Fe2+
0
Fe3+
99
Zn2+
0
Ga3+
97-98.5
(1)“浸出”时ZnFe2O4发生反应的化学方程式为 。
(2)滤液1中可回收利用的物质是 ，滤 饼的主要成分是 ；萃取前加入的固体X为 ，加入X的目的是 。
(3)Ga与Al同主族，化学性质相似。反萃取后，镓的存在形式为 (填化学式)。
(4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时，以粗镓为阳极，以NaOH溶液为电解液，阴极的电极反应为 。
(5)GaN可采用MOCVD (金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓为原料，使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为 。
(6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为 mol·L-1。
8．（2022·新疆昌吉·统考一模）工业上利用软锰矿(主要成分为，含少量、FeO和等杂质)和含的烟气为主要原料，制备无水碳酸锰的工艺流程如图所示。

已知：①难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃时开始分解，在空气中高温加热所得固体产物为。
②不同金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
离子



开始沉淀时pH
2.7
7.5
7.8
完全沉淀时pH
3.7
9.7
9.8
③，。
回答下列问题：
(1)下列说法正确的是___________(填序号)。
A．最好使用粉状软锰矿进行“溶浸” B．废渣1的主要成分和“芯片”相同
C．溶浸时不会发生氧化还原反应 D．废液经处理可用于灌溉农作物
(2)调节溶液的pH前，加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是 。
(3)调节pH的方法是加入适量的熟石灰，调节，充分反应后生成的沉淀有 。如果没有“氧化”过程的进行，pH就需要调节到更大的数值，这样会造成 的不良后果。
(4)“沉锰”过程中加入氨水的目的是 (从化学平衡移动的角度解释)。“沉锰”过程宜在较低温度下进行，可能原因是 (写1条即可)。“沉锰”时通过控制合理的pH，就可以控制的浓度，达到不产生的目的。原因是 。
(5)工业上可用石墨为电极电解硫酸锰和稀硫酸的混合溶液制备二氧化锰，其阳极的电极反应式是 。
9．（2022·新疆喀什·统考一模）某工业废液中含有Cu2+、Mg2+、Zn2+等离子，为将其回收利用，再采用了如下工艺：

所用试剂在下列试剂中选择
①铁粉 ②锌粉 ③稀HNO3 ④稀H2SO4 ⑤稀HCl ⑥稀氨水 ⑦NaOH溶液 ⑧石灰水
请回答下列问题：（提示：锌的氧化物、氢氧化物性质与铝的相似）
(1)试剂1、试剂2、试剂3分别可以是 、 、 （填编号）
(2)操作2是 、 、
(3)操作3是
10．（2021·新疆乌鲁木齐·统考二模）镉(Cd)可用于制作某些发光电子组件。一种用铜镉废渣(含Cd、Zn、Cu、Fe等单质)为原料制备镉的工艺流程如图。

已知相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1mol•L﹣1计算)：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.2
沉淀完全的pH
3.3
9.9
9.5
回答下列问题：
(1)“步骤Ⅱ”需隔绝氧气的原因是 。
(2)“氧化”时KMnO4的还原产物是MnO2，“步骤Ⅳ”中除铁发生的离子方程式为 。废渣的成分有 。
(3)“置换”时镉置换率与的关系如图所示，其中Zn的理论用量以溶液中Cd2+的量为依据。

①实际生产中比值最佳为1.3，不宜超过该比值的原因是 。
②若需置换出112kgCd，且使镉置换率达到98%，Zn的理论用量为 kg(计算结果保留一位小数，下同)，实际加入的Zn应为 kg。
(4)“置换”后滤液溶质主要成分是 。(填化学式)
(5)“熔炼”时，海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH在反应釜中混合反应，反应的化学方程式是 。当反应釜内无明显气泡产生时停止加热，利用Ca与Na2ZnO2的 不同，将Cd从反应釜下口放出，以达到分离的目的。
11．（2021·新疆昌吉·统考三模）钾冰晶石 ()可用作电解铝工艺的助熔剂，已知微溶于水。以超细含铝废渣(主要成分为，含有少量、PbO杂质)为原料制备钾冰晶石的工艺流程如图所示。

回答下列问题：
(1)“滤渣”的主要成分中含有的金属元素是 (填元素符号)。
(2)氧化剂若选用，发生反应的离子方程式为 ，反应液的pH控制在较低水平的目的是 。
(3)“系列操作”后“滤液”的主要成分的用途为 (回答一条)，“系列操作”包含过滤、 。
(4)“合成”时发生反应的化学方程式为 ，“萃取”过程可表示为(水层)(有机层)(有机层)(水层)，由有机层获取溶液的操作是 。

三、实验题
12．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）乙酰苯胺为无色晶体，具有退热镇痛作用，有“退热冰”之称。实验室常用苯胺与乙酸反应制备乙酰苯胺：  +CH3COOH  +H2O
相关的文献数据如表：
物质
相对分子质量
密度(g/mL)
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
冰醋酸
60
1.05
16.6
118
易溶于水
苯胺
93
1.02
-6
184.4
微溶于水，易氧化
乙酰苯胺
135
1.21
114.3
305
微溶于冷水，易溶于热水
  实验流程如图：
  
据此回答下列问题：
(1)实验装置中仪器a的名称 。
(2)圆底烧瓶中加入少许锌粉的目的是 。锌粉几乎不与纯乙酸反应。但随着上述制备反应的进行而会消耗乙酸，原因是 。
(3)反应需控制温度在105℃左右的原因是 。
(4)将反应液倒入冷水的作用是 。
(5)粗产品中所含有机杂质主要为 ，进一步提纯的实验方法为 。
(6)计算所得到乙酰苯胺的产率是 (保留3位有效数字)。
13．（2023·新疆阿勒泰·统考二模）Li2S是一种潜在的可充电锂离子电池的电解质材料。实验室用H2还原Li2SO4制备Li2S的装置如图所示。

已知：①粗锌中含有少量Cu和FeS。
②Li2S易潮解，在加热条件下易被空气中的O2氧化。
请回答下列问题：
(1)装置图中仪器a的名称是 。
(2)利用装置A制备H2的主要优点是 。
(3)装置B的作用是 。装 置C和E中盛放的试剂是 。
(4)实验过程中，应先打开K一段时间后，再点燃酒精灯的原因是 。
(5)装置D中制备Li2S的化学方程式为 。
(6)测定产品纯度的方法：取 ω g产品，加入足量V1mL a mol·L-1稀硫酸，充分反应后，煮沸溶液，冷却后滴加酚酞溶液作指示剂。用b mol·L-1 NaOH标准溶液滴定，消耗NaOH标准溶液V2 mL。产品中Li2S的纯度为 。
(7)实验完毕，对装置A中混合物进行分离可得到副产物皓矾(ZnSO4·7H2O)晶体。先选择如图所示装置进行过滤，后将滤液进行蒸发浓缩 、 洗涤 、干燥得到粗皓矾晶体。

下列有关说法正确的是 (填标号)。
A．采用如图装置过滤的优点是避免析出ZnSO4·7H2O
B．采用如图装置过滤主要是分离FeSO4·7H2O和ZnSO4溶液
C．粗皓矾晶体中可能含少量CuSO4·5H2O杂质
D．洗涤时采用乙醇的原因是减小ZnSO4·7H2O溶解损失
14．（2022·新疆喀什·统考一模）海洋植物如海带和海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘的流程如下：

某化学兴趣小组将上述流程②、③设计成如下图所示操作。

已知过程②发生反应的化学方程式为Cl2+2KI=2KCl+I2，回答下列问题：
(1)写出提取过程①、③中实验操作的名称：① ，③ 。
(2)步骤③中充分振荡后的现象是 。
(3)从F中提取碘和回收有机溶剂，需要经过蒸馏，指出下面蒸馏装置图中的错误之处。

① ；
② ；
15．（2022·新疆喀什·统考一模）某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物，试回答下列问题：

供选试剂：Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸
(1)操作②的名称是 。
(2)试剂a是 ，试剂b是 ，固体B是 。(填化学式)
(3)加入试剂a所发生反应的化学方程式为 。加入试剂b所发生反应的化学方程式为 。
(4)该方案能否达到实验目的： 。若不能，应如何改进(若能，此问不用回答)？ 。
(5)若要测定原混合物中BaCl2的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是 的质量。

参考答案：
1．D
【分析】含有Zn2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-的废水加入过量的氨水可以使Al3+、Fe3+变为沉淀除去，再向滤液中加入盐酸和氢硫酸将[Cu(NH3)4]2+变为硫化铜沉淀除去，继续向滤液中加入硫化铵，将锌元素变为沉淀，向其中加入盐酸，最终得到氯化锌溶液，以此分析选择。
【详解】A．过滤操作可以使难溶物和液体分离，过滤时使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，A正确；
B．含有Zn2+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-的废水中加入过量氨水后，Al3+、Fe3+和氨水反应生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，所以滤渣Ⅰ的主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝，B正确；
C．废水中含有氯离子，第一步加入过量氨水，过程中铵根离子并没有除去，所以滤液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均含有氯化铵，C正确；
D．氯化锌为强酸弱碱盐，会水解生成氢氧化锌和氯化氢，若直接加热蒸干会得到氢氧化锌固体，不会得到氯化锌，D错误；
答案为：D。
2．C
【详解】A．湿法炼铜就是把铁放在胆矾(硫酸铜)溶液里，化学原理为置换反应，A项不选；
B．刷防锈漆防腐蚀原理为将钢铁与潮湿空气隔绝，B项不选；
C．从青蒿中提取青蒿素主要利用萃取，C项选；
D．烟花的颜色利用了焰色反应，D项不选；
答案选C。
3．C
【详解】A．在反应1中，NaClO3和SO2在硫酸的作用下生成Na2SO4和ClO2，反应的离子方程式为2＋SO2=＋2ClO2，根据方程式可知，每生成1 mol ClO2有0.5 mol SO2被氧化，生成3 mol ClO2有1.5 mol SO2被氧化，A项正确；
B．根据上述分析可知，反应1中除了生成ClO2，还有Na2SO4生成，则从母液中可以提取Na2SO4，B项正确；
C．在反应2中，ClO2与H2O2在NaOH作用下反应生成NaClO2，氯元素的化合价从+4价降低到+3价，则ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂，C项错误；
D．减压蒸发在较低温度下能够进行，可以防止常压蒸发时温度过高，NaClO2受热分解， D项正确；
答案选C。
4．(1) 过滤 烧杯
(2)还原Fe3+为Fe2+ ，防止Fe3+水解
(3)
(4)钪的含量低，其化学性质较为活泼，在自然界中以化合物的形式存在，富集和冶炼比较困难
(5)
(6) Sc(OH)3 4 ×10-5
(7)6

【分析】赤泥经过高温焙烧，然后用浓硫酸浸取，金属元素转化为对应的离子状态进入溶液中，过滤，滤液中加萃取剂萃取，然后分液，有机相中加NaOH进行反萃取，然后加入草酸，生成Sc2(C2O4)3，经一系列处理后，用氨水调节pH后，加入NH4F沉钪，经脱水除铵，得到ScF3，然后使用钙还原ScF3，获得纯净的Sc。水相中加Fe粉还原Fe3+，然后加水稀释促进TiO2+水解生成TiO2∙xH2O沉淀；过滤，向滤液中加入NaHCO3溶液发生反应产生聚合硫酸铁铝，据此分析回答问题。
【详解】（1）操作②是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的操作，名称为过滤；过滤使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；操作①是分液，使用的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗，可见操作①和操作②中都使用的玻璃仪器是烧杯，答案为：过滤，烧杯；
（2）Fe3+极易水解，其形成Fe(OH)3沉淀时溶液pH比较小，加入Fe粉可以使溶液中Fe3+发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，这样就可以避免因溶液pH增大，Fe3+形成沉淀进入到滤渣中，导致最终不能进一步反应产生聚合硫酸铁铝，答案为：还原Fe3+为Fe2+ ，防止Fe3+水解；
（3）向含有Al2(SO4)3、FeSO4溶液中加入H2O2溶液，FeSO4转化为Fe2(SO4)3，再向该溶液中加入NaHCO3溶液，产生聚合硫酸铁铝，该反应的离子方程式为：，答案为：；
（4）钪元素是在地壳中含量比较低的一种重要的稀土金属，化学性质非常活泼，但发现较晚主要是因为钪的化学性质非常活泼，其在自然界中以化合物的形式存在，物质的富集及冶炼比较困难,答案为：钪的含量低，其化学性质较为活泼，在自然界中以化合物的形式存在，富集和冶炼比较困难；
（5）“反萃取”时若加入的氢氧化钠过量，则 Sc(OH)3沉淀会溶解。Sc(OH)3与过量NaOH溶液反应生成 n=6 的含钪产物Na3[Sc(OH)6]，该反应的化学方程式为3；
（6）若溶液中c(F- )=5×10-6，则lgc(F- )=lg5×10-6=5.3，“调节pH”过程中控制pH=7，三价Sc元素的存在形式为Sc(OH)3，如果Sc的沉淀方式主要是ScF3，则溶液中1gc(F-)大于-4.4，所以c(F -)应该大于=4 ×10-5，答案为：Sc(OH)3，4 ×10-5；
（7）加热该复盐时首先失去结晶水。至380-400℃产生白烟，说明有铵盐产生，对应结晶水的质量为m(H2O)=，则，解得a=6，答案为：6。
5．(1) A 增大接触面积，加快反应速率，使充分灼烧
(2) B 2LiCoO2+ 6H++ H2O2= 2Li++ 2Co2+ + 4H2O+O2↑ 低于80°C，浸出反应速率随温度升高而增大，超过80°C，Co2+水解加剧及H2O2 分解导致浸出反应速率下降
(3) 5.2≤pH<7.2 B
(4)4CoC2O4+ 2Li2CO3+3O2 4LiCoO2+ 10CO2

【分析】废旧钴酸锂电池材料正极材料主要含有LiCoO2、铝箔及金属钢壳，灼烧得到LiCoO2、氧化铝、氧化铁，用硫酸、双氧水浸取生成Li2SO4、CoSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3；“调pH”生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除去Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3；滤液1加草酸铵生成草酸钴沉淀，过滤，滤液2加碳酸钠生成碳酸锂沉淀，碳酸锂、草酸钴高温加热生成LiCoO2。
【详解】（1）Na2SO4溶液能导电，将废旧电池浸泡在Na2SO4溶液中，构成电解池，废旧电池放电；98%的H2SO4溶液不导电，将废旧电池浸泡在98%的H2SO4溶液中，不能构成电解池，废旧电池不放电；酒精是非电解质，将废旧电池浸泡在酒精中，不能构成电解池，废旧电池不放电；故选A。粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率，使充分灼烧。
（2）①H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4，Co元素化合价降低，发生还原反应，H2O2的作用是作还原剂，选B。
②H2O2促进了LiCoO2在H2SO4中转化为CoSO4，根据得失电子守恒，该反应的离子方程式为2LiCoO2+ 6H++ H2O2= 2Li++ 2Co2+ + 4H2O+O2↑。
③低于80°C，浸出反应速率随温度升高而增大，超过80°C，Co2+水解加剧及H2O2 分解导致浸出反应速率下降，所以温度控制在80°C左右。
（3）调节pH的目的是使Fe3+、Al3+完全转化为沉淀，Co2+不能生成沉淀，所以 “调pH”时，溶液应控制的pH范围为5.2≤pH<7.2，为不引入新杂质，选用的最佳试剂是CoCO3，选B。
（4）高温时，CoC2O4和Li2CO3生成LiCoO2和CO2，反应的化学方程式为4CoC2O4+ 2Li2CO3+3O2 4LiCoO2+ 10CO2。
6．(1) SiO2 Sb2S3 + 6FeCl3 = 2SbCl3 + 6FeCl2+ 3S
(2)Fe3+
(3) Sb3++ H2O+ Cl-= SbOCl↓+ 2H+ ACD 10-2.9
(4)溶浸
(5)SbCl+ 3e-=Sb + 4C1-

【分析】“溶浸”时反应的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2，含有Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成对应的氯化物，SiO2不反应形成浸出渣，加入Sb将Fe3+还原为Fe2+，Sb3+发生水解生成SbOCl沉淀，Sb3++Cl-+H2O SbOCl↓+2H+，加入HCl酸溶生成SbCl，最后电解得到Sb；“滤液1”中含有铁离子，通入足量氧化剂Cl2将Fe2+氧化为Fe3+，再将滤液pH调至3.5，析出Fe(OH)3沉淀，将沉淀溶于浓盐酸后，酸溶2反应生成FeCl3；
【详解】（1）“溶浸”时氧化产物是S，则S元素化合价升高，Fe元素化合价降低，Sb2S3被氧化的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2；由分析可知，“浸出渣”的主要成分有S、SiO2；
（2）“还原”时加入Sb的目的是将Fe3+还原，防止其发生水解反应，提高产物的纯度；
（3）①Sb3+发生水解生成SbOCl和氢离子，离子方程式为Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+；
②A．该水解反应是吸热反应，升高温度可促进反应进行，A选；         
B．水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+，增大c(H+)即增大生成物浓度，平衡逆向移动，B不选；          
C．水解反应为Sb3++Cl-+H2OSbOCl↓+2H+，增大c(Cl-) 即增大反应物浓度，平衡正向移动，可促进水解，C选；            
D．加入Na2CO3粉末可消耗H+，c(H+)减小使平衡正向移动，可促进水解，D选；
故选ACD；
③Fe3+完全沉淀时的pH为3.2，，c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1，则Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+) c(OH-)3=1.0×10-5×(10-10.8)3=1.0×10-37.4，“水解”时需控制溶液pH=2.5，，；
（4）Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应生成FeCl3、AlCl3、MgCl2，加入Sb将Fe3+还原为Fe2+，“滤液”中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+、Mg2+；向“滤液”中通入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，即通入足量Cl2，再将滤液pH调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀，将沉淀溶于浓盐酸后，反应生成FeCl3，产物FeCl3可返回溶浸工序循环使用；
（5）Sb可由SbCl电解制得，Sb得电子发生还原反应，则阴极的电极反应式为SbCl+3e-=Sb+4Cl-。
7．(1)ZnFe2O4 + 4H2SO4 = ZnSO4 + Fe2( SO4)3 + 4H2O
(2) 硫酸锌 Fe(OH)3、Ga(OH)3 Fe 使Fe3+变为Fe2+，不被萃取剂萃取
(3)NaGaO2或者
(4) + 3e- + 2H2O = Ga + 4OH-
(5)Ga( CH3)3+ NH3 = 3CH4 + GaN
(6)3.0 × 10-10.2

【分析】炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2( Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)中加入稀硫酸后得到Fe2+、Fe3+、Zn2+和Ga3+，加入H2O2后将Fe2+氧化为Fe3+，调pH到5.4，将Fe3+、Ga3+转化为滤饼Fe(OH)3和Ga(OH)3，滤液为硫酸锌，向滤饼中加盐酸将Fe(OH)3和Ga(OH)3溶解，再加Fe将Fe3+还原为Fe2+，加入萃取剂后将Fe2+留在水层而分离，萃取层则为Ga3+，萃取层中加入NaOH溶液后得到NaGaO2溶液，电解后在阴极得到粗Ga，经精炼后得到精镓，向Ga中加入CH3Br得到Ga(CH3)3，然后加入氨气后，采用MOCVD (金属有机物化学气相淀积)技术制得GaN，同时得到副产物CH4。
(1)
ZnFe2O4中Zn为+2价，Fe为+3价，加入硫酸后发生非氧化还原反应，则化学方程式为：ZnFe2O4 + 4H2SO4 = ZnSO4 +Fe2( SO4)3 + 4H2O；
(2)
①根据以上分析可知，滤液1中为硫酸锌，所以可回收利用的物质是硫酸锌；
②调节pH到5.4的目的是沉淀Fe3+和Ga3+，滤饼的主要成分为：Fe(OH)3、Ga(OH)3；
③萃取前加入的固体X目的是还原Fe3+且不引入杂质，则X为Fe；故答案为：使Fe3+变为Fe2+，不被萃取剂萃取；
(3)
Ga与Al同主族，化学性质相似，结合铝离子的性质可知，反萃取后加入NaOH溶液可将Ga3+转化为，则镓的存在形式为NaGaO2或者，故答案为NaGaO2或者；
(4)
精炼时，以粗镓为阳极，以NaOH溶液为电解液，阴极得到电子转化为Ga，其电极反应式为：+ 3e- + 2H2O = Ga + 4OH-，故答案为： + 3e- + 2H2O = Ga+4OH-；
(5)
以合成的三甲基镓为原料，与氨气发生一系列反应得到GaN，根据原子守恒可知，另外一种产物为甲烷，所以该反应的方程式为：Ga( CH3)3+NH3 = 3CH4+GaN；
(6)
根据表中数据可知，Ga(OH)3的溶度积常数=3.0×10-3×=，当溶液的pH=5.4时，c(OH-)==mol/L，则滤液1中残余的Ga3+的浓度c(Ga3+)=mol/L，故答案为：3.0 × 10-10.2。
8．(1)AD
(2)
(3) 、 形成(或造成损失)
(4) 促进正向移动(或促进的电离) 防止氨水挥发(或防止碳酸氢铵或防止碳酸锰分解) 浓度小且的溶度积大于的溶度积
(5)

【分析】软锰矿通入二氧化硫并加入硫酸酸浸，SiO2不溶于稀硫酸，通过过滤除去，所得溶液含H+、Mn2+、Fe2+、Cu2+、SO等离子；所得溶液通过“除铁”将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，然后过滤除去；除铁后所得溶液通过“净化”将Ca2+、Cu2+转化为CaF2、CuS沉淀，然后过滤除去；净化所得溶液主要含Mn2+、NH、SO，通过“沉锰”得到MnCO3，再经过滤、洗涤、烘干获得无水MnCO3。
(1)
A． 将矿石研磨粉碎，可以增大反应物的接触面积，从而提高浸取速率，故A正确；
B． 废渣1的主要成分SiO2和“芯片”的主要成分硅不相同，故B错误；
C． 软锰矿的主要成分为MnO2，具有较强的氧化性，将“溶浸”所得的Fe2+氧化物Fe3+，发生反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O，故C错误；
D． 净化所得溶液主要含Mn2+、NH、SO，通过“沉锰”得到MnCO3，再经过滤得滤液中主要含有硫酸铵，废液经处理可用于灌溉农作物，故D正确；
故答案为：AD；
(2)
软锰矿的主要成分为MnO2，具有较强的氧化性，将“溶浸”所得的Fe2+氧化物Fe3+，调节溶液的pH前，加入软锰矿发生“氧化”作用的离子方程式是。 故答案为：；
(3)
调节pH的方法是加入适量的熟石灰，调节，充分反应后生成的沉淀有、。如果没有“氧化”过程的进行，pH就需要调节到更大的数值，这样会造成形成(或造成损失)的不良后果。 故答案为：、；形成(或造成损失)；
(4)
“沉锰”过程中加入氨水的目的是促进正向移动(或促进的电离)(从化学平衡移动的角度解释)。“沉锰”过程宜在较低温度下进行，可能原因是防止氨水挥发(或防止碳酸氢铵或防止碳酸锰分解)(写1条即可)。“沉锰”时通过控制合理的pH，就可以控制的浓度，达到不产生的目的。原因是浓度小且的溶度积大于的溶度积。 故答案为：促进正向移动(或促进的电离)；防止氨水挥发(或防止碳酸氢铵或防止碳酸锰分解)；浓度小且的溶度积大于的溶度积；
(5)
工业上可用石墨为电极电解硫酸锰和稀硫酸的混合溶液制备二氧化锰，锰离子失电子变成二氧化锰，其阳极的电极反应式是, 故答案为：。
9． ② ⑤ ⑦ 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 在HCl气流中加热
【分析】某工业废液中含有Cu2+、Mg2+、Zn2+等离子，加入试剂1得到固体，固体中加入试剂2得到Cu，固体中含有Cu，试剂1能还原铜离子，结合题意为锌粉，试剂2可以溶解过量锌粉，且不能溶解Cu，可以是稀硫酸或稀盐酸，最终得到盐酸盐，为不引入新杂质，故选择稀盐酸，操作1后的溶液中含有Mg2＋和Zn2＋；加入试剂3生成氢氧化镁沉淀，试剂3为氢氧化钠，依据“Zn（OH）2的性质与Al（OH）3相似”，过量的氢氧化钠与锌离子生成溶液，此溶液中通入二氧化碳气体生成氢氧化锌，氢氧化锌加热分解生成ZnO．
【详解】（1）由分析可知：试剂1、试剂2、试剂3分别可以是②、⑤、⑦，故答案为②；⑤；⑦；
（2）操作2是从溶液中得到固体，那么次操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故答案为蒸发浓缩；冷却结晶；过滤；
（3）由于氯化镁为强酸弱碱盐，镁离子容易水解，故应在HCl气流中加热以防止镁离子水解，故答案为在HCl气流中加热；
【点睛】本题主要考查的是无机流程中的物质的分离和提纯，解题关键：理解化学试剂的选取、铝的两性类比、活泼金属的冶炼方法等，易错点：无水氯化镁的制备．
10．(1)防止发生2Cu+4H++O2=2Cu2++2H2O，导致铜被浸出
(2) 3Fe2++MnO+7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ MnO2和Fe(OH)3
(3) 锌粉用量过多会增加成本;海绵镉的纯度降低;熔炼中NaOH的用量过多增加成本 66.3 86.2
(4)ZnSO4
(5) Zn+2NaOHNa2ZnO2+H2↑ 密度

【分析】根据流程图，镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)，破碎后加入稀硫酸溶解，溶液中含有多种硫酸盐，加入石灰乳调节pH=5，沉淀除去Cu(OH)2和硫酸钙，在滤液中加入高锰酸钾溶液，氧化亚铁离子为铁离子，形成氢氧化铁沉淀，将Mn2+氧化生成二氧化锰沉淀；在滤液中再加入锌置换出Cd，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠溶解其中过量的锌，得到镉和Na2ZnO2。
【详解】（1）隔绝空气目的是防止氧气氧化铜生成硫酸铜，防止发生2Cu+4H++O2=2Cu2++2H2O，导致铜被浸出，
故答案为：防止发生2Cu+4H++O2=2Cu2++2H2O，导致铜被浸出；
（2）“氧化”时KMnO4的还原产物是MnO2，该步骤中除铁、除锰的离子方程式分别为3Fe2++MnO+7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+；废渣应该是反应中生成的不溶物，即为MnO2和Fe(OH)3，
故答案为：3Fe2++MnO+7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+；MnO2和Fe(OH)3；
（3）①实际生产中比值最佳为1.3，如果超过该比值，锌粉用量过多会增加成本；生成的海绵镉的纯度会降低；熔炼中NaOH的用量过多，也会增加成本，
故答案为：锌粉用量过多会增加成本；海绵镉的纯度降低；熔炼中NaOH的用量过多增加成本；
②锌置换镉的反应为Cd2++Zn=Cd+Zn2+，若需置换出112kgCd，且使镉置换率达到98%，理论加入的Zn的质量为×65kg/kmol≈66.3kg，根据实际生产中比值最佳为1.3，则实际加入的Zn的质量为66.3kg×1.3≈86.2kg，
故答案为：66.3；86.2；
（4）根据流程图，“氧化”后的溶液中主要含有Cd2+和Zn2+，因此加入锌“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4，故答案为：ZnSO4；
（5）“熔炼”时，将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH混合反应，锌被NaOH溶解，反应的化学方程式是Zn+2NaOHNa2ZnO2+H2↑。当反应釜内无明显气泡产生时停止加热，Cd液体与Na2ZnO2的密度不同，将Cd从反应釜下口放出，以达到分离的目的，
故答案为：Zn+2NaOHNa2ZnO2+H2↑；密度。
11．(1)Pb
(2) 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 抑制、的水解
(3) 作氮肥 洗涤、干燥
(4) 向有机层中加入适量的硫酸溶液，充分振荡，静置，分离出水层

【分析】酸浸后氧化铝，四氧化三铁和氧化铅会与硫酸反应分别生成硫酸铝，硫酸铁和硫酸亚铁，硫酸铅沉淀，所以滤渣为硫酸铅，氧化剂将二价铁离子氧化为三价铁离子，萃取由有机层获取Fe2(SO4)3溶液，合成步骤：，然后将钾冰晶石过滤、洗涤、干燥，据此分析解答。
(1)
滤查的主要成分为氧化铅与硫酸反应生成的硫酸铅，含有金属元素为Pb，故答案为：Pb；
(2)
溶液中含有Fe2+、Al3+，氧化剂若选用H2O2，会将二价铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，反应液的pH控制在较低水平，原因是抑制Fe3+、Al3+的水解。故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；抑制、的水解；
(3)
“合成”时生成(NH4)2SO4，“系列操作”后滤液的主要成分为(NH4)2SO4，用途为用作氮肥，“系列操作”包含过滤、洗涤、干燥，故答案为：作氮肥；洗涤、干燥；
(4)
“合成”时发生反应的化学方程式为：，“萃取”过程可表示为Fe2(SO4)3(水层)+6RH(有机层)2R3Fe(有机层)+3H2SO4(水层)，由有机层获取Fe2(SO4)3溶液的操作是向有机层中加入适量的硫酸溶液，充分振荡，静置，分离出水层，故答案为：；向有机层中加入适量的硫酸溶液，充分振荡，静置，分离出水层。
12．(1)直形冷凝管
(2) 防止苯胺被氧化 有H2O生成，纯乙酸变为乙酸溶液
(3)温度过低，反应速率慢且不能蒸出反应所生成的水；温度过高未反应的乙酸蒸出
(4)降低乙酰苯胺溶解度，使其充分析出
(5) 苯胺 重结晶
(6)64.8%

【分析】5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺，苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点较高，反应在105℃下进行，故锥形瓶中蒸馏物主要成分是H2O；由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知，若温度过高，会使未反应的乙酸蒸出；该反应为可逆反应，若温度过低，反应过程中的水不能被除去，不利于反应正进行；当反应过程中不再有水生成，即锥形瓶中不再有水增加或牛角管管口不再有水珠滴下，证明反应已基本完全。
【详解】（1）由装置特点可知实验装置中仪器a为直形冷凝管，故答案为：直形冷凝管；
（2）苯胺微溶于水，易氧化，圆底烧瓶中加入少许锌粉可防止苯胺被氧化；锌粉几乎不与纯乙酸反应，由反应方程式可知反应有水生产，纯乙酸变为乙酸溶液，锌粉会与乙酸溶液反应；故答案为：防止苯胺被氧化；有H2O生成，纯乙酸变为乙酸溶液；
（3）由苯胺、冰醋酸和乙酰苯胺的沸点可知，若温度过高，会使未反应的冰醋酸蒸出，且该反应为可逆反应，若温度过低，反应过程中的水不能被除去，不利于反应正进行，故反应需控制温度在105℃左右；故答案为：温度过低，反应速率慢且不能蒸出反应所生成的水；温度过高未反应的乙酸蒸出；
（4）乙酰苯胺微溶于冷水，易溶于热水，将反应液倒入冷水的作用是降低乙酰苯胺溶解度，使其充分析出，故答案为：降低乙酰苯胺溶解度，使其充分析出；
（5）冰醋酸易溶于水，而苯胺微溶于水，乙酰苯胺微溶于冷水，故粗产品中所含有机杂质主要为苯胺；乙酰苯胺易溶于热水，故可通过重结晶的方法进一步提纯；故答案为：苯胺；重结晶；
（6）5 mL苯胺和过量冰醋酸在105℃下反应制备乙酰苯胺，5 mL苯胺的物质的量为，理论上生成乙酰苯胺的质量为，则乙酰苯胺的产率为64.8%，故答案为：64.8%。
13．(1)铁架台
(2)可实现随开随用，随关随停
(3) 除去氢气中的硫化氢气体 浓硫酸
(4)除去实验装置内部空气中的水蒸气及氧气，避免Li2S潮解及加热条件下被空气中的O2氧化
(5)
(6)
(7) 降温结晶 过滤 AD

【分析】A装置为粗锌与硫酸反应制氢气，由于粗锌中含有少量Cu和FeS，所以氢气中会混有硫化氢，气体通入B中的硫酸铜溶液中后除去硫化氢，然后通入C中的浓硫酸干燥氢气，在D中氢气与Li2SO4反应，生成Li2S，为防止Li2S潮解和加热时被氧化，所以D后加一个浓硫酸洗气瓶，防止空气中的水蒸气和氧气进入D中。
【详解】（1）装置a为夹持硬质试管的装置，为铁架台；
（2）A为启普发生器，适用于固液常温下制备气体，可以做到可实现随开随用，随关随停；
（3）见分析，A制备的氢气中混有硫化氢，所以通入硫酸铜溶液中的作用为除去氢气中的硫化氢气体；气体在与固体加热反应前需要干燥，E的目的是防止空气中的水蒸气和氧气进入到D中，所以C和E中盛装的为浓硫酸；
（4）已知Li2S易潮解，在加热条件下易被空气中的O2氧化，所以在实验开始前需要除去实验装置内部空气中的水蒸气及氧气，避免Li2S潮解及加热条件下被空气中的O2氧化；
（5）反应为为通入的干燥的氢气和Li2SO4，所以，该过程制备的化学方程式为：；
（6）硫酸的消耗分为两部分，一部分与Li2S反应生成硫化氢，剩余部分的硫酸被NaOH溶液消耗，据此进行答题，，
，所以Li2S的纯度==
（7）ZnSO4随温度升高溶解度变大，所以采取蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥的方法获得皓矾晶体，故答案为降温结晶，过滤；
A．实验过程采取加热过滤的方式，防止皓矾析出，A正确；
B．加热过滤的方式目的是分离硫酸锌溶液和杂质，硫酸亚铁为溶液，无法通过过滤的方式分离，B错误；
C．Cu与稀硫酸不反应，所以硫酸锌中没有硫酸铜，故不可能含有CuSO4·5H2O杂质，C错误；
D．硫酸锌在乙醇中的溶解度小，而且乙醇易挥发，所以洗涤时采用乙醇的原因是减小ZnSO4·7H2O溶解损失，D正确；故答案选AD。
14．(1) 过滤 萃取分液
(2)溶液分层，上层为无色，下层为红色
(3) 温度计水银球没有置于蒸馏烧瓶支管口处 冷却水上口进，下口出

【分析】海带灼烧可生成水和二氧化碳，海带灰中含有碘化钾等物质，溶于水，浸泡过滤得到含有碘离子的溶液，加入氯水或通入氯气，氯气置换出碘，得到碘的水溶液，用四氯化碳萃取得到含碘的有机溶液，经蒸馏可得到碘，
【详解】（1）根据流程可知，分离不溶物与溶液的方法为过滤，所以过程①从悬浊液中分离出溶液的操作为过滤；因为碘在有机溶剂中的溶解度比水大，且碘和有机溶剂易于分离，所以过程③用萃取分液；故答案为：过滤；萃取分液；
（2）步骤③碘单质在四氯化碳中溶解度更大，呈红色，且四氯化碳的密度比水大，则充分振荡后的现象是溶液分层，上层为无色，下层为红色；
（3）①错误点：温度计水银球没有置于蒸馏烧瓶支管口处，蒸馏实验中，温度计测量的是蒸汽的温度，温度计下端的水银球不能插入溶液中，温度计的水银球在蒸馏瓶的支管口下沿处；
②错误点：冷却水上口进，下口出，为到达最佳冷凝效果，冷凝水应下进上出。
15．(1)过滤
(2) K2CO3 HCl BaCl2
(3) BaCl2+K2CO3=BaCO3↓+2KCl BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O
(4) 不能 应在操作②的滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶
(5)干燥的沉淀A1或固体B

【分析】分离KCl和BaCl2两种固体混合物，可先将固体溶于水，然后加入过量K2CO3使BaCl2转化为BaCO3沉淀，过滤后向沉淀加入盐酸可生成BaCl2溶液，经蒸发、结晶、干燥后可得固体BaCl2。操作②所得滤液为KCl和K2CO3的混合物，蒸发结晶得到固体C为KCl和K2CO3，应加入过量盐酸除去碳酸钾可得KCl，沉淀A为BaCO3，洗涤后，加盐酸，蒸发、结晶得到固体B为BaCl2，以此解答该题。
【详解】（1）操作②是分离难溶固体与液体的方法，其名称是过滤。
（2）固体溶解后加入过量K2CO3使BaCl2转化为沉淀，过滤后沉淀向沉淀中加入盐酸可生成BaCl2溶液，故试剂a是K2CO3，试剂b是HCl。将HCl溶解BaCO3后的溶液通过蒸发、结晶可获得BaCl2，因此固体B是BaCl2。
（3）加入试剂a所发生反应的化学方程式为：BaCl2+K2CO3=BaCO3↓+2KCl；加入试剂b所发生反应的化学方程式为：BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O。
（4）操作②所得滤液为KCl和K2CO3的混合物，蒸发结晶前应加入过量稀盐酸，将过量的碳酸钾转化成氯化钾，因此不能达到分离KCl和BaCl2两种固体混合物的目的。改进的方法是：向滤液中加入过量盐酸后再蒸发结晶。
（5）若要测定原混合物中BaCl2的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是干燥的沉淀A1或固体B的质量，结合钡离子守恒计算。