大题突破(二)　化工流程题的综合分析（含解析）-2024年江苏高考化学大二轮复习讲义

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1．(2023·江苏，14)V2O5－WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO，反应为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)===4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 632.4 kJ·ml－1。
(1)催化剂的制备。将预先制备的一定量的WO3/TiO2粉末置于80 ℃的水中，在搅拌下加入一定量的NH4VO3溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状V2O5－WO3/TiO2催化剂。在水溶液中VOeq \\al(－,3)水解为H3VO4沉淀的离子方程式为_________________________________；
反应选用NH4VO3溶液而不选用NaVO3溶液的原因是__________________________
________________________________________________________________________。
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、O2、NH3(其余为N2)气体匀速通过装有V2O5－WO3/TiO2催化剂的反应器，测得NO的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在320～360 ℃范围内，NO转化率随温度变化不明显的原因是___________________________
________________________________________________________________________；
反应温度高于380 ℃，NO转化率下降，除因为进入反应器的NO被还原的量减少外，还有________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(3)废催化剂的回收。回收V2O5－WO3/TiO2废催化剂并制备NH4VO3的过程可表示为
①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有______________________。
②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有H4V4O12。已知H4V4O12具有八元环结构，其结构式可表示为________________________________________________________。
③向pH＝8的NaVO3溶液中加入过量的NH4Cl溶液，生成NH4VO3沉淀。已知：Ksp(NH4VO3)＝1.7×10－3，加过量NH4Cl溶液的目的是______________________________________
________________________________________________________________________。
2．(2023·北京，18)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MnO2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：
eq \x( )Fe3＋＋Ag2S＋eq \x( )__________eq \x( )____________＋2[AgCl2]－＋S
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中Cl－、H＋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t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：
________________________________________________________________________。
化工流程题主要考查学生运用化学反应原理及相关知识来解决化工生产中实际问题的能力，具有考查知识面广、综合性强、思维容量大的特点。工艺流程题设问的地方有：反应速率与平衡理论的运用，氧化还原反应的判断、化学方程式的书写，利用控制pH分离除杂，利用溶解度分离，常用的分离方法、实验操作，流程中的物质转化和循环，绿色化学评价，电化学，计算产量、产率、产品纯度等。这类题型不但综合考查学生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构、元素周期律、氧化还原反应、化学用语、电解质溶液、化学平衡、电化学、实验操作等知识，而且更重要的是能突出考查学生的综合分析判断能力、逻辑推理能力，且这类试题陌生度高，文字量大，包含信息多，思维能力要求高，近年来已成为高考化学主观题中的必考题型。
(一)2023真题回访
1．(2023·广东，18)Ni、C均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2＋、C2＋、Al3＋、Mg2＋)中，利用氨浸工艺可提取Ni、C，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下，Ni2＋、C2＋、C3＋与NH3形成可溶于水的配离子：lg Kb(NH3·H2O)＝－4.7；C(OH)2易被空气氧化为C(OH)3；部分氢氧化物的Ksp如下表。
回答下列问题：
(1)活性MgO可与水反应，化学方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)常温下，pH＝9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O)________________c(NHeq \\al(＋,4))(填“>”“<”或“＝”)。
(3)“氨浸”时，由C(OH)3转化为[C(NH3)6]2＋的离子方程式为___________________
_________________________________________________________________________。
(4)(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰。
①NH4Al(OH)2CO3属于________________(填“晶体”或“非晶体”)。
②(NH4)2CO3提高了Ni、C的浸取速率，其原因是_____________________________。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为______________。
②由CCl2可制备AlxCOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于C与O最小间距，x、y为整数，则C在晶胞中的位置为________________________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为__________________。
(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得HNO3溶液中n(HNO3)与n(H2O)的比值，理论上最高为________________。
②“热解”对于从矿石提取Ni、C工艺的意义，在于可重复利用HNO3和_______________(填化学式)。
2．[2023·湖北，16(1)(2)(3)]SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCO2进行氯化处理以回收Li、C等金属，工艺路线如下：
回答下列问题：
(1)C位于元素周期表第____周期，第____族。
(2)烧渣是LiCl、CCl2和SiO2的混合物，“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体Na2CO3常用方法的名称是________。
3．[2023·湖南，17(2)(3)(4)(5)(6)]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Al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：
回答下列问题：
(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________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．(2023·辽宁，16)某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(Ni2＋、C2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)，实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
回答下列问题：
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为________________(答出一条即可)。
(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，1 ml H2SO5中过氧键的数目为____________________________________________________。
(3)“氧化”中，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，该反应的离子方程式为________________________(H2SO5的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为MnO2、____________________(填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变，Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为________________时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)“沉钴镍”中得到的C(Ⅱ)在空气中可被氧化成CO(OH)，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)“沉镁”中为使Mg2＋沉淀完全(25 ℃)，需控制pH不低于________________(精确至0.1)。
5．(2023·山东，17)盐湖卤水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)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)＝2.2×10－2。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H＋＋[BOH4]－(常温下，Ka＝
10－9.24)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下，在0.10 ml·L－1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Li＋的浓度为2.0 ml·L－1，则常温下精制Ⅱ过程中COeq \\al(2－,3)浓度应控制在__________________ ml·L－1以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加__________________________(填化学式)的用量。
(3)精制Ⅱ的目的是__________________________________________________________
________________________________________________________________________；
进行操作X时应选择的试剂是__________________________，若不进行该操作而直接浓缩，将导致________________________________________________________________________。
(二)模拟预测
6．(2023·淮阴中学高三下学期一模)工业上用磷铁渣(主要含FeP、Fe2P，以及少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备磷酸铁的工艺流程如图。已知：①在密闭的反应釜中，稀硝酸首先分解生成NO2和O2，O2进一步将磷铁渣中的FeP、Fe2P氧化成Fe2O3和P2O5；继而生成Fe(NO3)3和H3PO4。②FePO4难溶于水，可溶于无机强酸。
(1)加入硫酸的目的有________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“浸取”时Fe2P与O2反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)“浸取”时设定反应时间为2 h，不同硝酸浓度下磷铁渣的溶解率如图1所示，当硝酸浓度在1.5～2.0 ml·L－1时，磷铁渣溶解率呈现降低的趋势，其原因是_______________
________________________________________________________________________，
为了缓解这一问题，投料时加一定量的活性炭，活性炭的作用是__________________
________________________________________________________________________。
(4)“制备”过程中溶液的pH对磷酸铁产品中铁和磷的含量及eq \f(nFe,nP)比值的影响如图2所示[考虑到微量金属杂质，在pH＝1时，eq \f(nFe,nP)为0.973最接近理论值]。在pH范围为1～1.5时，随着pH增大，eq \f(nFe,nP)明显增大，其原因是______________________________________。
(5)工业上也可以用可溶性三价铁盐在酸性溶液中与磷酸盐反应，通过氨水调节pH得到磷酸铁。将0.1 ml·L－1 Fe2(SO4)3与0.1 ml·L－1 Na3PO4等体积混合充分反应后，静置，上层的清液中c(POeq \\al(3－,4))为________ ml·L－1[已知：Ksp(FePO4)＝1.3×10－22]。
7．(2023·海安高级中学高三下学期模拟)从分金渣(主要成分为AgCl、Ag2S、PbSO4、BaSO4)中获取高纯银的流程如图所示：
已知：在上述反应的温度下Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2S)＝6.38×10－50。
(1)“预处理”加入FeCl3溶液将Ag2S转化为AgCl，反应的化学方程式为__________
________________________________________________________________________。
(2)氯化银的晶胞如图，Ag＋周围最近且等距离的Ag＋数目为________。
(3)已知：Ag＋＋2SOeq \\al(2－,3)[Ag(SO3)2]3－，K1＝1.0×108.68，“分银”时，AgCl与Na2SO3反应生成[Ag(SO3)2]3－，该反应的平衡常数K＝________。
(4)“分银”时，[Ag(SO3)2]3－的浓度与溶液pH的关系如图1；SOeq \\al(2－,3)及其与H＋形成的微粒的浓度分数δ随溶液pH变化的关系如图2。“分银”时，终点pH需控制的范围及原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)“还原”时发生反应的离子方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)已知Ag＋＋SCN－===AgSCN↓(白色)，测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应)：
①称取制备的银样品1.080 0 g，加适量稀硝酸溶解，定容到100 mL容量瓶中。
②准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，酸化后滴入几滴NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂，再用0.100 0 ml·L－1 NH4SCN标准溶液滴定，滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次，所用NH4SCN标准溶液的平均体积为24.00 mL。
计算样品中银的质量分数(写出计算过程)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
8．(2023·江苏省百校高三下学期第三次联考)无水氯化钴可用作彩色水泥的添加剂、催化剂、饲料等，以钴渣(主要成分是CO，含少量NiO、CuO、FeO和SiO2等)为原料制备无水氯化钴的流程如图所示：
已知几种金属元素氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
请回答下列问题：
(1)已知CP的晶胞类型与ZnS相似，结构如图1所示。P原子所连C原子构成正四面体，P原子处于正四面体的体心。图2为图1的俯视图，请在图2中用画出P原子的位置。
(2)若氧化剂M为氧气，则反应的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________；
调节pH＝6.5的目的是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“萃取”目的是除去镍离子。R代表被萃取的离子，萃取金属离子的原理简化如下：R2(SO4)x(水层)＋2xHA(有机层)2RAx(有机层)＋xH2SO4(水层)，影响萃取率的因素有很多，在其他条件相同时，根据图3分析分离镍、钴的最佳条件：相比(油相O∶水相A)＝________；根据图4分析，在一定范围内随着pH升高，金属离子萃取率升高的原因是_____
________________________________________________________________________。
(4)“灼烧”过程中发生反应的化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为测定粗产品中CCl2的含量，称取10 g粗产品配成100 mL溶液，从中取出25 mL先加入含0.03 ml的AgNO3溶液(杂质不与其反应)，再用0.5 ml·L－1的KSCN溶液滴定过量的AgNO3，若消耗20.00 mL KSCN溶液，计算该粗产品中CCl2的质量分数。(写出计算过程，已知：Ag＋＋SCN－===AgSCN↓)
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
大题突破(二) 化工流程题的综合分析
真题研究
1．(1)VOeq \\al(－,3)＋2H2O===H3VO4↓＋OH－ NH4VO3发生相互促进的水解反应：NHeq \\al(＋,4)＋VOeq \\al(－,3)＋H2O===H3VO4↓＋NH3，NHeq \\al(＋,4)有利于VOeq \\al(－,3)水解 (2)温度升高至一定范围催化剂失活 4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O、N2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2NO (3)①适当增加酸的浓度、升高温度、延长酸浸时间等
② ③增加铵根离子浓度，促进平衡向析出沉淀的方向移动，提高NH4VO3的含量
解析 (1)在水溶液中VOeq \\al(－,3)水解为H3VO4沉淀的离子方程式为VOeq \\al(－,3)＋2H2OH3VO4↓＋OH－，反应选用NH4VO3溶液的原因为NH4VO3发生相互促进的水解反应NHeq \\al(＋,4)＋VOeq \\al(－,3)＋H2O===H3VO4↓＋NH3，NHeq \\al(＋,4)有利于VOeq \\al(－,3)水解。(2)反应温度在320～360 ℃范围内，NO转化率随温度变化不明显的原因是温度升高至一定范围催化剂失活，导致NO转化率升高不明显。反应温度高于380 ℃，NO转化率下降，有可能体系产生了NO，如4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O、N2＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2NO等。(3)①提高钒元素浸出率的方法还有适当增加酸的浓度、升高温度、延长酸浸时间等。②已知H4V4O12具有八元环结构，且V连有五个共价键，结构式可表示为。
③NH4VO3饱和溶液中存在溶解平衡NH4VO3(s)NHeq \\al(＋,4)(aq)＋VOeq \\al(－,3)(aq)，加过量NH4Cl溶液有利于增加铵根离子浓度，促进平衡向析出沉淀的方向移动，提高NH4VO3的含量。
2．(1)①> ②Fe3＋、Mn2＋ (2)①2 4 Cl－ 2 Fe2＋
②Cl－是为了与Ag2S电离出的Ag＋结合生成[AgCl2]－，使平衡正向移动，提高Ag2S的浸出率；H＋是为了抑制Fe3＋水解，防止生成Fe(OH)3沉淀 (3)①2[AgCl2]－＋Fe===Fe2＋＋2Ag＋4Cl－、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②Fe2＋被氧气氧化为Fe3＋，Fe3＋把Ag氧化为Ag＋ (4)可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中，得到MnSO4，同时将银元素和锰元素分离开；生成的Fe3＋还可以用于浸银，节约氧化剂
解析 (1)①“浸锰”过程中，矿石中的银以Ag2S的形式残留于浸锰渣中，MnS发生反应：MnS＋2H＋===Mn2＋＋H2S↑，硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸，则可推断：Ksp(MnS)>Ksp(Ag2S)。②根据信息，在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2＋氧化为Fe3＋，自身被还原为Mn2＋，则浸锰液中主要的金属阳离子有Fe3＋、Mn2＋。(2)①Ag2S中S元素化合价升高，则Fe元素化合价降低，根据得失电子守恒、元素质量守恒，该离子方程式为2Fe3＋＋Ag2S＋4Cl－2Fe2＋＋2[AgCl2]－＋S。(3)①铁粉可将[AgCl2]－还原为单质银，过量的铁粉还可以与铁离子发生反应，因此离子方程式为2[AgCl2]－＋Fe===Fe2＋＋2Ag＋4Cl－、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。②溶液中生成的Fe2＋会被空气中的氧气缓慢氧化为Fe3＋，Fe3＋把部分Ag氧化为Ag＋，因此t min后银的沉淀率逐渐减小。
考向预测
1．(1)MgO＋H2O===Mg(OH)2 (2)＞ (3)2C(OH)3＋12NH3·H2O＋SOeq \\al(2－,3)===2[C(NH3)6]2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋13H2O＋4OH－或2C(OH)3＋8NH3·H2O＋4NHeq \\al(＋,4)＋SOeq \\al(2－,3)===2[C(NH3)6]2＋＋SOeq \\al(2－,4)＋13H2O (4)①晶体 ②减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积 (5)①HCl ②体心 12
(6)①0.4(或2∶5) ②MgO
解析 (2)常温下，pH＝9.9的氨性溶液中，lg Kb(NH3·H2O)＝－4.7，Kb(NH3·H2O)＝10－4.7＝eq \f(cNH\\al(＋,4)·cOH－,cNH3·H2O)，eq \f(cNH\\al(＋,4),cNH3·H2O)＝eq \f(10－4.7,cOH－)＝eq \f(10－4.7,10－4.1)＝10－0.6<1，则c(NH3·H2O)＞c(NHeq \\al(＋,4))。(4)①X射线衍射图谱中，出现了NH4Al(OH)2CO3的明锐衍射峰，则NH4Al(OH)2CO3属于晶体。②根据题意(NH4)2CO3会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，则(NH4)2CO3能提高Ni、C的浸取速率，其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。(5)①“析晶”过程中为了防止Ni2＋水解，因此通入的酸性气体A为HCl。②x、y为整数，根据图中信息C、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，Al与O最小间距大于C与O最小间距，则Al在顶点，因此C在晶胞中的位置为体心；以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12。(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则晶体A为Mg(NO3)2·6H2O，根据Mg(NO3)2＋2H2OMg(OH)2＋2HNO3，Mg(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))MgO＋H2O，还剩余5个水分子，因此所得HNO3溶液中n(HNO3)与n(H2O)的比值理论上最高为2∶5。
2．(1)四 Ⅷ
(2)SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl
(3)焰色试验
解析 由流程和题中信息可知，LiCO2粗品与SiCl4在500 ℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、CCl2和SiO2的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是SiO2和H2SiO3；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2[主要成分为C(OH)2]和滤液2(主要溶质为LiCl)；滤饼2置于空气中在850 ℃煅烧得到C3O4；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3为Li2CO3。(1)C是27号元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。(2)SiCl4遇水剧烈水解，化学方程式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl。(3)常用焰色试验鉴别Li2CO3和Na2CO3。
3．(2)使Ga充分熔化 GaOeq \\al(－,2)＋2H2O ＋3e－===Ga＋4OH－
(3)8CH3I＋ 2Et2O＋Ga2Mg5===2CH3MgI＋ 3MgI2＋2Ga(CH3)3(Et2O) (4)CH4 (5)D (6)Ga(CH3)3和Et2O的沸点接近，而Ga(CH3)3和NR3的沸点相差较大，解配后可以分离出Ga(CH3)3
解析 (2)镓的熔点为29.8 ℃，电解精炼温度需高于镓的熔点，因此电解池温度控制在40～45 ℃。Ga和Al性质相似，电解精炼过程中粗镓在阳极失电子产生的Ga3＋在NaOH溶液中形成GaOeq \\al(－,2)，GaOeq \\al(－,2)迁移到阴极，得电子被还原为Ga，故阴极反应为GaOeq \\al(－,2)＋2H2O＋3e－===Ga＋4OH－。(4)“残渣”含CH3MgI，经纯水处理，能产生可燃性气体CH4。(5)由已知②③，结合流程图可知，溶剂蒸发、配体交换时Et2O得以循环利用，A项正确；高纯Ga能与H2O、O2反应，CH3I、Ga(CH3)3能与水反应，有机物能与O2反应，故B项正确；配体交换时NR3和Ga(CH3)3(Et2O)反应得到Ga(CH3)3(NR3)和Et2O，则工序X为解配Ga(CH3)3(NR3)，并利用Ga(CH3)3和NR3的沸点相差较大蒸出Ga(CH3)3，C项正确；Ga(CH3)3和CH3I中均只有1种氢原子，核磁共振氢谱均只有一组吸收峰，但吸收强度不同，可以鉴别，D项错误。(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)时由于Et2O的沸点较低，与Ga(CH3)3一起蒸出，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的理由是根据题给相关物质沸点可知，NR3沸点远高于Ga(CH3)3，与Ga(CH3)3易分离。
4．(1)将镍钴矿粉碎(或浸取时搅拌或适当升高温度)
(2)NA (3)H2O＋Mn2＋＋HSOeq \\al(－,5)===MnO2＋SOeq \\al(2－,4)＋3H＋ Fe(OH)3、CaSO4 (4)9.0% SO2具有还原性，能还原H2SO5 (5)4C(OH)2＋O2===4CO(OH)＋2H2O
(6)11.1
解析 (2)H2SO5的结构式为，所以1 ml H2SO5中过氧键的数目为NA。(3)氢氧化铁的Ksp＝10－37.4，当铁离子完全沉淀时，溶液中c(Fe3＋)＝10－5 ml·L－1，Ksp＝c3(OH－)×c(Fe3＋)＝c3(OH－)×10－5＝10－37.4，c(OH－)＝10－10.8 ml·L－1，pH＝3.2，此时溶液的pH＝4，则铁离子完全水解，生成氢氧化铁沉淀，Ca2＋与SOeq \\al(2－,4)结合生成CaSO4沉淀。
(6)氢氧化镁的Ksp＝10－10.8, 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2＋)＝10－5 ml·L－1，可求得c(OH－)＝10－2.9 ml·L－1，则c(H＋)＝10－11.1 ml·L－1，所以溶液的pH＝11.1。
5．(1)[B4O5(OH)4]2－＋5H2O2B(OH)3＋2[B(OH)4]－
9．24 (2)Mg(OH)2、CaSO4 5.5×10－3 Na2CO3、CaO (3)加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的Ca2＋转化为CaCO3(或除去精制Ⅰ所得滤液中的Ca2＋)，提高Li2CO3纯度 盐酸 浓缩液中因COeq \\al(2－,3)浓度过大使得Li＋过早沉淀，即浓缩结晶得到的NaCl中会混有Li2CO3，最终所得Li2CO3的产率减小
解析 (2)精制Ⅰ后溶液中Li＋的浓度为2.0 ml·L－1，由Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2可知，则常温下精制Ⅱ过程中COeq \\al(2－,3)浓度应控制在eq \f(2.2×10－2,2.02) ml·L－1＝5.5×10－3 ml·L－1以下。(3)精制Ⅰ中，加入CaO，由于CaSO4微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的Ca2＋，还需要除去Ca2＋，因此，精制Ⅱ的目的是加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的Ca2＋转化为CaCO3(或除去精制Ⅰ所得滤液中的Ca2＋)，提高Li2CO3纯度。操作X是为了除去剩余的碳酸根离子，防止引入杂质离子，应选择的试剂是盐酸。
6．(1)溶解Fe2O3；保持体系的酸度，防止Fe3＋水解 (2)4Fe2P＋11O2eq \(=====,\s\up7(90 ℃))4Fe2O3＋2P2O5
(3)硝酸分解的速度大于硝酸分解产物中氧气与磷铁渣的反应速度，造成了溶液中硝酸的损失 吸附硝酸分解生成的O2和NO2，提高O2和NO2的利用率 (4)pH增大，促进Fe3＋水解，生成了难溶性的氢氧化铁混入产品中 (5)2.6×10－21
解析 (5)静置后上层清液为FePO4，且反应Fe3＋＋POeq \\al(3－,4)===FePO4↓后剩余c(Fe3＋)为0.05 ml·L－1，根据Ksp(FePO4)＝c(Fe3＋)·c(POeq \\al(3－,4))＝1.3×10－22，所以c(POeq \\al(3－,4))＝eq \f(1.3×10－22,0.05) ml·L－1＝2.6×10－21 ml·L－1。
7．(1)2FeCl3＋Ag2S===2FeCl2＋S＋2AgCl (2)12
(3)1.8×10－1.32 (4)8～9；pH为8～9时SOeq \\al(2－,3)浓度较大，有利于AgCl与SOeq \\al(2－,3)反应生成[Ag(SO3)2]3－
(5)4[Ag(NH3)2]＋＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH3↑＋4NHeq \\al(＋,4)＋H2O (6)已知Ag＋＋SCN－===AgSCN↓(白色)，则n(Ag＋)＝n(SCN－)＝24.00×10－3L×0.100 0 ml·L－1×eq \f(100 mL,25 mL)＝9.6×10－3 ml，则样品中银的质量分数为eq \f(9.6×10－3 ml×108 g·ml－1,1.080 0 g)＝96.0%
解析 由流程可知，“预处理”时FeCl3溶液和Ag2S发生氧化还原反应生成FeCl2、S和AgCl，“分银”时AgCl与Na2SO3反应生成[Ag(SO3)2]3－从而使银元素与分银渣分离，且溶液中存在[Ag(SO3)2]3－ Ag＋＋2SOeq \\al(2－,3)，加入盐酸沉银，促使[Ag(SO3)2]3－Ag＋＋2SOeq \\al(2－,3)平衡正向移动，电离出Ag＋，Ag＋与分银液中的Cl－反应生成AgCl，最后N2H4·H2O将AgCl还原，以此解答该题。(3)反应Ag＋＋2SOeq \\al(2－,3)[Ag(SO3)2]3－的平衡常数K1＝eq \f(c\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1([AgSO32]3－)),cAg＋·c2SO\\al(2－,3))，“分银”时，AgCl与Na2SO3反应生成[Ag(SO3)2]3－，离子方程式为AgCl＋2SOeq \\al(2－,3)[Ag(SO3)2]3－＋
Cl－，该反应的平衡常数K＝eq \f(c\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1([AgSO32]3－))·cCl－,c2SO\\al(2－,3))＝eq \f(c\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1([AgSO32]3－))·cCl－·cAg＋,c2SO\\al(2－,3)·cAg＋)＝K1·Ksp(AgCl)＝1.8×10－1.32。
8．(1) (2)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 将Fe3＋、Cu2＋全部转化为Fe(OH)3、Cu(OH)2而除去
(3)1∶1 萃取产生H＋，随pH的升高H＋被消耗，促进萃取金属离子的平衡正向移动 (4)CCl2·6H2O＋SOCl2eq \(=====,\s\up7(△))CCl2＋SO2↑＋2HCl↑＋5H2O (5)消耗KSCN的物质的量为0.5 ml·L－1×20.00×10－3L＝0.01 ml，则与氯化钴反应的硝酸银的物质的量为0.03 ml－0.01 ml＝0.02 ml，则25 mL溶液中氯化钴的物质的量为0.01 ml，氯化钴的质量为1.3 g，则100 mL溶液中氯化钴的质量为eq \f(100 mL,25 mL)×1.3 g＝5.2 g，该粗产品中CCl2的质量分数为eq \f(5.2 g,10 g)×100%＝52%
解析 “酸浸”中金属氧化物与硫酸反应得到对应的盐，溶液中存在的离子有C2＋、Ni2＋、Cu2＋、 Fe2＋，SiO2与硫酸不反应，固体1为SiO2，加入氧化剂可氧化Fe2＋为Fe3＋，调节pH＝6.5可将Cu2＋、Fe3＋ 转为沉淀除去，萃取步骤中将C2＋转到有机层，Ni2＋在水层，有机层加入稀硫酸得到含C2＋的溶液，加入纯碱生成CCO3沉淀，过滤的滤渣再加盐酸酸溶得到CCl2溶液，经系列操作后得到晶体，加入SOCl2灼烧得到CCl2。(1)钴原子位于立方体的顶点和面心，磷原子在小四面体的体心，即磷在立方体的体对角线的四分之一位置，故P原子的位置为。(3)油相和水相1∶1时钴离子和镍离子萃取比例差距最大，根据萃取方程式分析，R2(SO4)x(水层)＋2xHA(有机层)2RAx(有机层)＋xH2SO4(水层)，萃取产生H＋，随pH的升高H＋被消耗，促进萃取金属离子的平衡正向移动，所以pH升高，金属离子萃取率升高。氢氧化物
C(OH)2
C(OH)3
Ni(OH)2
Al(OH)3
Mg(OH)2
Ksp
5.9×10－15
1.6×10－44
5.5×10－16
1.3×10－33
5.6×10－12
物质
Ga(CH3)3
Et2O
CH3I
NR3
沸点/℃
55.7
34.6
42.4
365.8
物质
Fe(OH)3
C(OH)2
Ni(OH)2
Mg(OH)2
Ksp
10－37.4
10－14.7
10－14.7
10－10.8
金属离子
C2＋
Cu2＋
Ni2＋
Fe3＋
Fe2＋
开始沉淀时pH
7.6
4.4
6.8
1.9
7.5
完全沉淀时pH
9.2
6.4
8.4
3.2
9.5