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统考版2024高考化学二轮专题复习第二部分高考填空题专项突破题型1化学工艺流程综合分析题教师用书
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这是一份统考版2024高考化学二轮专题复习第二部分高考填空题专项突破题型1化学工艺流程综合分析题教师用书，共31页。试卷主要包含了8×10－39，，1)等内容，欢迎下载使用。
全国卷
1.[2023·全国甲卷]BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a.稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？ ，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为________________________________________________________________________。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2∶nCO＝ 。
2．[2023·全国乙卷]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＋)＝___________ ml·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)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是__________________________________。
3．[2023·新课标卷]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、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。
回答下列问题：
(1)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)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和_________。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是_________。
(4)“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≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致________________________________________________________________________；
pH>9时，会导致_________。
(5)“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，溶解为或VO3＋；在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明V2O5具有_________ (填标号)。
A．酸性B．碱性C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4.[2022·全国乙卷]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
回答下列问题：
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为____________________________，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因
________________________________________________________________________。
(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是__________；
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为______________________；
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是________________________________________________________________________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是______________________。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有________。
5．[2022·全国甲卷]硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用．硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为________________________________________。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有________、________。
(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是________(填标号)。
A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH
滤渣①的主要成分是________、________、
________。
(4)向80～90℃的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为________________。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是______________、______________。
6．[2021·全国甲卷]碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为________；当>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是_____________________________________________________
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 ml I2，消耗的KI至少为________ ml。I2在KI溶液中可发生反应：。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
省市卷
1.[2023·湖北卷]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________。
(4)已知Ksp[C(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中C2＋浓度为_____________ ml·L－1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为________________________________________。
(5)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有________(填标号)。
a．Si—Cl键极性更大
b．Si的原子半径更大
c．Si—Cl键键能更大
d．Si有更多的价层轨道
2．[2023·辽宁卷]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)。
3．[2023·山东卷]盐湖卤水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、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________的用量(填化学式)。
(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____________________。
4.[2022·湖南卷]钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：
(1)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是________。
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
C．TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)
(2)TiO2与C、Cl2，在600℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为
________________________________________________________________________；
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是
________________________________________________________________________
(3)“除钒”过程中的化学方程式为____________________；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是________________。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序________(填“能”或“不能”)交换，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是________。
A．高炉炼铁
B．电解熔融氯化钠制钠
C．铝热反应制锰
D．氧化汞分解制汞
5．[2022·广东卷]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＋3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。
(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Al3＋发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。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________(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1 ml Pt3Y转移________ml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____________________________。
6．[2021·湖南卷]Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2·nH2O的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为________；
(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有________________________(至少写两条)；
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是________________(填化学式)；
(4)加入絮凝剂的目的是______________________________________________；
(5)“沉铈”过程中，生成Ce2·nH2O的离子方程式为________________________________________________________________________，
常温下加入的溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5，H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11)；
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4，在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖和FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考情分析
题型·练透
精准备考·要有方向——研析题型角度
题型角度1物质制备中的化工流程分析
练1 碘化锂(LiI)在能源、医药等领域有重要应用，某兴趣小组制备LiI·3H2O和LiI，流程如下：
已知：
a．LiI·3H2O在75～80 ℃转变成LiI·2H2O，80～120 ℃转变成LiI·H2O，300 ℃以上转变成无水LiI。
b．LiI易溶于水，溶解度随温度升高而增大。
c．LiI在空气中受热易被氧化。
请回答：
(1)步骤 Ⅱ，调pH＝7，为避免引入新的杂质，适宜加入的试剂为________。
(2)步骤Ⅲ，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是________。
A.为得到较大的LiI·3H2O晶体颗粒，宜用冰水浴快速冷却结晶
B．为加快过滤速度，得到较干燥的晶体，可进行抽滤
C．宜用热水洗涤
D．可在80 ℃鼓风干燥
(3)步骤Ⅳ，脱水方案为将所得LiI·3H2O置入坩埚中，300 ℃加热，得LiI样品。用沉淀滴定法分别测定所得LiI·3H2O、LiI样品纯度，测定过程如下：称取一定量样品，溶解，定容于容量瓶，将容量瓶中的溶液倒入烧杯，用移液管定量移取烧杯中的溶液加入锥形瓶中，调pH＝6，用滴定管中的AgNO3标准溶液滴定至终点，根据消耗的AgNO3标准溶液体积计算，得LiI·3H2O、LiI的纯度分别为99.96%、95.38%。LiI纯度偏低。
①上述测定过程提及的下列仪器，在使用前一定不能润洗的是________。
A．容量瓶 B．烧杯
C．锥形瓶 D．滴定管
②测定过程中使用到移液管，选出其正确操作并按序列出字母：蒸馏水洗涤→待转移溶液润洗→( )→( )→( )→( )→洗净，放回管架。
a．移液管尖与锥形瓶内壁接触，边吹气边放液
b.放液完毕，停留数秒，取出移液管
c．移液管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指放液
d．洗耳球吸溶液至移液管标线以上，食指堵住管口
e．放液完毕，抖动数下，取出移液管
f．放液至凹液面最低处与移液管标线相切，按紧管口
③LiI纯度偏低，可能的主要杂质是________。
(4)步骤Ⅳ，采用改进的实验方案(装置如图)，可以提高LiI纯度。
①设备X的名称是________。
②请说明采用该方案可以提高LiI纯度的理由
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题型角度2废物利用中有效成分提取的流程分析
练2 对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(M)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25 ℃时，H2CO3的Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp(BaMO4)＝3.5×10－8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；该工艺中，pH>6.0时，溶液中M元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中，有Na2MO4生成，其中M元素的化合价为________。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为________。
(3)“沉钼”中，pH为7.0。
①生成BaMO4的离子方程式为________________________。
②若条件控制不当，BaCO3也会沉淀。为避免BaMO4中混入BaCO3沉淀，溶液中
＝____________________________(列出算式)时，应停止加入BaCl2溶液。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为________。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量____________(填化学式)气体，再通入足量CO2，可析出Y。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
①该氧化物为________。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
精准备考·要有方案——高考必备基础
一、化工流程中常用术语
二、化工流程中的常见操作与思考角度
三、循环物质与副产品的判断
1．循环物质的确定
2．副产品的判断
四、化学工艺流程图审题与答题模版
1．流程图结构特点
2．流程图分析与答题模版
(1)首尾主线分析：原料―→中间转化物质―→目标产物。
分析每一步操作的目的以及所发生的化学反应，跟踪主要物质的转化形式。
(2)依据“题给信息和题中设问”来带动流程中各步骤的细致分析。
模考·预测
1.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为__________________________。
(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式________________________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：
分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因________________________________________________________________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________。
(5)若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02 ml·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，此时是否有沉淀生成？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(列式计算)。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图1所示。
(1)用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的Cu2S，其原理如图2所示，该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCl3溶液作浸取剂。①反应：Cu2S＋4FeCl3===2CuCl2＋4FeCl2＋S，每生成1 ml CuCl2，反应中转移电子的物质的量为________；浸取时，在有氧环境下可维持Fe3＋较高浓度，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如图3所示，未洗硫时铜元素浸取率较低，其原因是_________________________________________________。
(3)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图4所示，当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是________________________________________________________________________。
(4)用“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时，该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为________。
(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经过滤、________、干燥、________等操作可得到Fe2O3产品。
3．TiO2和CaTiO3都是光电转化材料。某研究小组利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量SiO2等杂质)来制备TiO2和CaTiO3，并利用黄钾铁矾[KFe3(SO4)2(OH)6]回收铁的工艺流程如图1所示：
回答下列问题：
(1)“氧化酸解”的实验中，控制反应温度为150 ℃，不同氧化剂对钛铁矿酸解率的影响如图2所示。50 min时，要求酸解率大于85%，所选氧化剂应为________；采用H2O2作氧化剂时，其效率低的原因可能是__________________________________________________。
(2)向“氧化酸解”的滤液①中加入尿素[CO(NH2)2]，TiO2＋转化为TiO2，写出相应反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
使用尿素而不直接通入NH3的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出“高温煅烧”中由TiO2制备CaTiO3的化学方程式：________________________________________________________________________。
(4)Fe3＋恰好沉淀完全时，溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，计算此时溶液的pH＝________。的Ksp＝1.0×10－39、水的Kw＝1.0×10－14]
(5)黄钾铁矾沉淀为晶体，含水量很少。回收Fe3＋时，不采用加入氨水调节pH的方法制取Fe(OH)3的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，回答下列问题：
(1)生产Na2S2O5，通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
①pH＝4.1时，Ⅰ中为______________________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是________________________。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为____________________。电解后，________室的 NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为______________________________________，该样品中Na2S2O5的残留量为______ g·L－1(以SO2计)。
第二部分 高考填空题专项突破
题型1 化学工艺流程综合分析题
真题·考情
全国卷
1．解析：由流程和题中信息可知，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和CaS，滤液中有BaCl2和BaS；滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体；BaCl2晶体溶于水后，加入TiCl4和(NH4)2C2O4将钡离子充分沉淀得到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3。
(1)“焙烧”步骤中，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、BaS和CaS，BaSO4被还原为BaS，因此，碳粉的主要作用是作还原剂，将BaSO4还原。
(3)“酸化”步骤是为了将BaS转化为易溶的钡盐，为了不引入杂质，应选用的酸是盐酸，选c。
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是CaS也会与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2和有毒的H2S气体，导致BaCl2溶液中混有杂质，最终所得产品的纯度降低。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为：BaCl2＋TiCl4＋H2O＋2(NH4)2C2O4===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为，BaTiO(C2O4)2BaTiO3＋2CO2↑＋2CO↑，因此，产生的nCO2∶nCO＝1∶1。
答案：(1)作还原剂，将BaSO4还原
(2)S2－＋Ca2＋===CaS↓
(3)c
(4)不可行 CaS也会与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2和有毒的H2S气体，导致BaCl2溶液中混有杂质，最终所得产品的纯度降低
(5)BaCl2＋TiCl4＋H2O＋2(NH4)2C2O4===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl
(6)1∶1
2．解析：根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋；随后将溶液pH调至约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可知，可以将溶液中的Al3＋沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2＋沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2＋，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
(1)菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋H2O＋CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎。
(2)根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，但不宜使用H2O2氧化Fe2＋，因为Mn2＋和氧化后生成的Fe3＋可以催化H2O2分解，原料利用率低。
(3)溶矿完成以后，反应器中溶液pH＝4，此时溶液中c(OH－)＝1.0×10－10 ml·L－1，此时体系中含有的c(Fe3＋)＝＝2.8×10－9 ml·L－1，这时，溶液中的c(Fe3＋)小于1.0×10－5，认为Fe3＋已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH－)＝1.0×10－7 ml·L－1，溶液中c(Al3＋)＝1.3×10－12 ml·L－1，c(Ni2＋)＝5.5×10－2ml·L－1，c(Al3＋)小于1.0×10－5，Al3＋沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3＋。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2＋，此时溶液中发生反应的离子方程式为BaS＋Ni2＋＋===BaSO4↓＋NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS。
(5)在电解槽中，Mn2＋发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2＋＋2H2OH2↑＋MnO2↓＋2H＋；电解时电解液中消耗水、生成H2SO4，为保持电解液成分稳定，应不断补充水。
(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3＋8MnO24LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑。
答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋H2O＋CO2↑
粉碎菱锰矿
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋ Fe3＋可以催化H2O2分解
(3)2.8×10－9 Al3＋
(4)BaSO4、NiS
(5)Mn2＋＋2H2OH2↑＋MnO2↓＋2H＋ 加水
(6)2Li2CO3＋8MnO24LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑
3．解析：由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铁、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐。煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将转化为Al(OH)3沉淀，过滤得到Al(OH)3滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中加入焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。
(4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9时，会导致磷元素不能形成MgNH4PO4沉淀，若溶液pH>9时，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；(5)由题给信息可知，五氧化二钒是能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液反应生成盐和水的两性氧化物，故选C；(6)由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子方程式为＋＋10H＋===4Cr3＋＋＋5H2O。
答案：(1)Na2CrO4
(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
(4)不利于形成MgNH4PO4沉淀 不能形成MgSiO3沉淀
(5)C
(6)＋＋10H＋===4Cr3＋＋＋5H2O
4．解析：(1)结合难溶电解质的Ksp，可知利用Na2CO3“脱硫”发生沉淀转化反应：PbSO4(s)＋ (aq)===PbCO3(s)＋ (aq)；存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)⇌Pb2＋(aq)＋ (aq)，已知Ksp(PbCO3)≪Ksp(PbSO4)，加入Na2CO3，可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3，有利于后续溶于酸。(2)沉淀转化反应BaSO4(s)＋ (aq)⇌BaCO3(s)＋ (aq)的平衡常数K＝＝＝≈0.04，K值较小，说明正向反应程度有限，BaSO4不能完全转化为BaCO3。(3)(ⅰ)根据铅膏的组成成分中含铁元素可知，H2O2能够氧化的离子为Fe2＋；(ⅱ)H2O2将Pb氧化为Pb2＋，继而Pb2＋与醋酸反应生成Pb(Ac)2，反应的化学方程式为Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O；(ⅲ)PbO2转化为Pb(Ac)2的过程中Pb元素化合价降低，则H2O2作还原剂，起到还原PbO2的作用。(4)“脱硫”时，BaSO4部分转化为BaCO3，Ba元素以BaSO4、BaCO3的形式进入“酸浸”工序，此外还有Al、Fe等金属元素，结合题给金属氢氧化物沉淀时的pH和铅膏的成分，可知滤渣中含有Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4。(5)“沉铅”后的滤液中有“酸浸”时BaCO3溶于酸产生的Ba2＋，还有因加入NaOH溶液而引入的Na＋。
答案：(1)PbSO4(s)＋ (aq)===PbCO3(s)＋ (aq) 存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)⇌Pb2＋(aq)＋ (aq)，已知Ksp(PbCO3)≪Ksp(PbSO4)，加入Na2CO3，可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3，有利于后续溶于酸
(2)沉淀转化反应BaSO4(s)＋ (aq)⇌BaCO3(s)＋ (aq)的平衡常数K≈0.04，K值较小，说明正向反应程度有限
(3)(ⅰ)Fe2＋ (ⅱ)Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O (ⅲ)H2O2作还原剂，还原PbO2
(4)Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4
(5)Ba2＋、Na＋
5．解析：(1)根据产物有氧化锌，参照碳酸钙的高温分解可写出化学方程式。(2)为了提高浸取效果，工业上一般需要加快反应速率，可以从浓度、温度、接触面积等角度考虑。(3)调pH要考虑不能引入不易除去的杂质离子，如Na＋和后期不易除去；加入氢氧化钙，Ca2＋后期可以被F－除去，同时与硫酸根结合生成微溶的硫酸钙。在确定滤渣①成分时，利用Ksp与Q的大小关系，可知沉淀出Fe(OH)3。(4)根据题意可知，反应中转化为MnO2，说明另一反应物具有还原性，只能是Fe2＋；pH＝5时，产物为Fe(OH)3。(5)加入锌粉的目的是除去铜离子。(6)滤渣④为CaF2、MgF2，可与浓H2SO4分别发生反应：CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑、MgF2＋H2SO4(浓)MgSO4＋2HF↑，得到的副产物为硫酸钙和硫酸镁。
答案：(1)ZnCO3ZnO＋CO2↑
(2)升高温度、不断搅拌、充分粉碎、适当提高硫酸浓度等(任选两个，答案合理即可)
(3)B SiO2 Fe(OH)3 CaSO4
(4)＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋
(5)除去铜离子
(6)硫酸钙 硫酸镁
6．解析：(1)①悬浊液为AgI的饱和溶液，加入铁粉，发生置换反应2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的沉淀为Ag，Ag与硝酸反应生成的AgNO3可循环使用。②还原性：I－>Fe2＋，通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，则只有I－被氧化，反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===FeCl2＋I2。若反应物用量比＝1.5时，设n(Cl2)＝1.5 ml，则n(FeI2)＝1 ml，1 ml FeI2中I－先被氧化，消耗1 ml Cl2，Fe2＋后被氧化，消耗0.5 ml Cl2，因此FeI2和Cl2恰好完全反应，氧化产物为FeCl3、I2；当>1.5时，过量的Cl2能氧化生成的I2，发生反应5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl，因此碘的收率会降低。(2)题述制备I2的总反应为NaIO3与NaHSO3反应生成I2和，根据I2、，由得失电子守恒可得＋―→I2＋，再根据电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为＋===I2＋＋3H＋＋H2O。(3)KI溶液和CuSO4溶液反应生成CuI和I2，配平离子方程式为2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2，若生成1 ml I2，消耗的KI至少为4 ml。I2在水中溶解度不大，反应中加入过量KI，使反应I2＋I－⇌平衡右移，防止单质碘的析出。
答案：(1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－ AgNO3
②FeI2＋Cl2===FeCl2＋I2 FeCl3、I2 I2被进一步氧化
(2)＋―→I2＋＋3H＋＋H2O
(3)4 防止单质碘析出
省市卷
1．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LiOH)；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，其原子有4个电子层，其价电子排布为3d74s2，元素周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。
(2)“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅可与水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是：SiCl4遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学方程式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl。
(3)洗净的“滤饼3”的主要成分为Li2CO3，常用焰色反应鉴别Li2CO3和Na2CO3，Li2CO3的焰色反应为紫红色，而Na2CO3的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体Na2CO3常用方法的名称是焰色反应。
(4)已知Ksp[C(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中c(OH－)＝1.0×10－4 ml·L－1，C2＋浓度为＝ ml·L－1＝5.9×10－7 ml·L－1。“850 ℃煅烧”时，C(OH)2与O2反应生成C3O4和H2O，该反应的化学方程式为6C(OH)2＋O22C3O4＋6H2O。
(5)a.Si—Cl键极性更大，则 Si—Cl键更易断裂，因此，SiCl4比CCl4易水解，a有关；
b.Si的原子半径更大，因此，SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl，从而导致Si—Cl键极性更大，且Si原子更易受到水电离的OH－的进攻，因此，SiCl4比CCl4易水解，b有关；
c.通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si—Cl键键能更大不能说明Si—Cl更易断裂，故不能说明SiCl4比CCl4易水解，c无关；
d.Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的OH－形成化学键，从而导致SiCl4比CCl4易水解，d有关；
综上所述，导致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd。
答案：(1)四 Ⅷ
(2)SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl
(3)焰色反应
(4)5.9×10－7
6C(OH)2＋O22C3O4＋6H2O
(5)abd
2．解析：在“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)，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，发生反应H2O＋Mn2＋＋===MnO2↓＋＋3H＋，Fe3＋水解同时生成氢氧化铁，“沉钴镍”过程中，C2＋变为C(OH)2，在空气中可被氧化成CO(OH)。
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积。
(2)(H2SO5)的结构简式为OSOOHOOH，所以1 ml H2SO5中过氧键的数目为NA。
(3)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：H2O＋Mn2＋＋===MnO2＋＋3H＋；Ca2＋与结合生成CaSO4沉淀；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，根据Kw＝10－14，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，故滤渣还有氢氧化铁和硫酸钙；
(4)根据图示可知SO2的体积分数为9.0%时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，由于SO2有还原性，能还原H2SO5，其体积分数过大时与H2SO5反应，降低Mn(Ⅱ)氧化速率；
(5)“沉钴镍”中得到的C(OH)2，在空气中可被氧化成CO(OH)，该反应的化学方程式为：4C(OH)2＋O2===4CO(OH)＋2H2O；
(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，根据Ksp可计算c(OH－)≥10－2.9 ml·L－1，根据Kw＝10－14，c(H＋)≤10－11.1 ml·L－1，所以溶液的pH≥11.1。
答案：(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)NA
(3)H2O＋Mn2＋＋===MnO2↓＋＋3H＋
Fe(OH)3、CaSO4
(4)9.0% SO2有还原性，也能还原H2SO5
(5)4C(OH)2＋O2===4CO(OH)＋2H2O
(6)11.1
3．解析：
(1)[B4O5(OH)4]2－水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]－，则根据原子守恒和电荷守恒可配平其水解反应的方程式为[B4O5(OH)4]2－＋5H2O⇌2B(OH)3＋2[B(OH)4]－。该溶液中c[B(OH)3]＝c{[B(OH)4]－}，根据B(OH)3在水中存在的平衡B(OH)3＋H2O⇌H＋＋[B(OH)4]－的平衡常数Ka＝＝10－9.24知，c[B(OH)3]＝c{[B(OH)4]－}时，c(H＋)＝10－9.24 ml·L－1, pH＝－lg 10－9.24＝9.24。(2)加入生石灰是为了除去水浸后滤液中残留的Mg2＋、，则滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、CaSO4；精制Ⅱ加入纯碱的目的是沉淀Ca2＋而不沉淀Li＋，根据Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2，精制Ⅰ后溶液中c(Li＋)＝2.0 ml·L－1，知应控制c()＜＝ ml·L－1＝0.005 5 ml·L－1。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl(可与CaO反应)外，还会增加生石灰的用量。(3)精制Ⅰ加入的生石灰过量，精制Ⅱ加入纯碱(过量)的目的是除去溶液中Ca2＋，操作X是为了除去过量的碳酸钠，结合“浓缩”时得到NaCl可知，加入的试剂为盐酸，若不进行该操作而直接浓缩，由于Na2CO3水解使溶液呈碱性，则会有LiOH析出。
答案：(1)[B4O5(OH)4]2－＋5H2O⇌2B(OH)3＋2[B(OH)4]－
9．24
(2)Mg(OH)2、CaSO4 0.005 5 CaO
(3)除去溶液中Ca2＋ 盐酸 有LiOH析出
4．解析：(1)结合图像可知600 ℃时，A项、B项中反应的ΔG均小于0，反应可自发进行；C项中反应的ΔG大于0，反应不能自发进行；由于ΔG的值只和反应体系的始态和终态有关，将A项、C项中反应依次编号为①、②，由①＋②可得D项中反应，根据图中数据可得，600 ℃时该反应的ΔG<0，故该反应可自发进行。C项符合题意。(2)①根据600 ℃混合气体中TiCl4、CO、CO2的分压，可计算出三者的物质的量之比约为5∶2∶4，结合得失电子守恒和物料守恒可写出总反应的化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2。(3)结合图示流程可知“除钒”时Al与VOCl3发生反应生成VOCl2和AlCl3。根据TiCl4与SiCl4、AlCl3沸点相差较大，知可对混合物进行加热蒸馏，收集约136 ℃的蒸馏产物，即可除去含Si、Al杂质。(5)该工艺流程中冶炼Ti时发生反应：TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2，是利用活动性强的金属置换出活动性弱的金属，与C项铝热反应制锰原理相同，而A项是热还原法，B项是电解法，D项是热分解法，均与该原理不相似。
答案：(1)C (2)①5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2 ②温度升高，C主要转化为CO
(3)3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3 蒸馏法
(4)不能 “除钒”后产生的AlCl3可在“除硅、铝”时除去，或交换顺序，无法除去AlCl3
(5)C
5．解析：由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、等离子，经氧化调pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有RE3＋、Mg2＋、等离子，加入月桂酸钠，使RE3＋形成(C11H23COO)3RE沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。
(1)由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2＋，故答案为：Fe2＋；
(2)由表中数据可知，Al3＋沉淀完全的pH为4.7，而RE3＋开始沉淀的pH为6.2～7.4，所以为保证Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液调pH至4.7≤pH<6.2的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；
(3)滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1，即0.112 5 ml·L－1，根据Ksp[(C11H23COO)2Mg]===c(Mg2＋)·c2(C11H23COO－)，若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE，而不产生(C11H23COO)2Mg，则c(C11H23COO－)<＝ml·L－1＝4.0×10－4ml·L－1；
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是加热搅拌可加快反应速率，故答案为：加热搅拌可加快反应速率；②“操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离；
(5)由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4；
(6)①YCl3中Y为＋3价，PtCl4中Pt为＋4价，而Pt3Y中金属均为0价，所以还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 ml Pt3Y转移15 ml电子；
②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
答案：(1)Fe2＋
(2)4.7≤pH＜6.2 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(3)4.0×10－4
(4)①加热搅拌可加快反应速率 ②冷却结晶
(5)MgSO4 (6)①15 ②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
6．解析：(1)由质量数＝质子数＋中子数可知，铈的质量数＝58＋80＝138，因此该核素的符号为。(2)为提高“水浸”效率，可采取搅拌、适当升高温度、研碎等措施。(3)“焙烧”后，F－转化为HF而除去，SiO2不溶解，“水浸”后溶液中有Al3＋、Fe3＋、Ce3＋的磷酸盐或硫酸盐，在“除磷”过程中被除去，故“聚沉”后所得的滤渣Ⅲ的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)Fe(OH)3和Al(OH)3是胶状沉淀，不能完全被过滤掉，故加入絮凝剂强化沉降Fe(OH)3和Al(OH)3。(5)“沉铈”过程中，Ce3＋与反应生成Ce2(CO3)3·nH2O，反应的离子方程式为2Ce3＋＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3·nH2O↓＋3CO2↑。由于水解溶液显酸性，水解溶液显碱性，根据题中提供的电离平衡常数，可计算出的水解平衡常数为＝≈5.71×10－10，的水解平衡常数为＝≈2.3×10－8，所以的水解程度大于的水解程度，所以溶液显碱性。(6)根据题中信息，可知反应物为Li2CO3、C6H12O6和FePO4，生成物为LiFePO4、CO和H2O，根据化合价变化，C：＋4→＋2，0→＋2，Fe：＋3→＋2，则反应的化学方程式为6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O66LiFePO4＋9CO↑＋6H2O↑。
答案：(1)
(2)搅拌、适当升高温度(合理即可)
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)强化沉降Fe(OH)3和Al(OH)3
(5)2Ce3＋＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3·nH2O↓＋3CO2↑ 碱性
(6)6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O66LiFePO4＋9CO↑＋6H2O↑
题型·练透
练1 解析：(1)调节溶液的pH时，为避免引入新杂质，考虑到溶液中有锂元素，故选固体氢氧化锂。(2)若要得到大颗粒晶体，必须缓慢降温，A错误；抽滤可以加快过滤速度，且可得到较为干燥的晶体，B正确；由题意知，LiI的溶解度随温度升高而增大，C错误；80 ℃时，LiI·3H2O受热转化为LiI·2H2O，D错误。(3)①容量瓶是用来准确配制一定物质的量浓度溶液的仪器，若用待装溶液润洗，会造成所配制溶液浓度偏大，A符合题意；在测定过程中，烧杯是否润洗不会影响滴定结果，B不符合题意；在滴定过程中，锥形瓶中的蒸馏水不影响滴定结果，若用待测液润洗反而会造成影响，C符合题意；滴定管使用前需要润洗，润洗滴定管是为了使滴定管内溶液浓度与试剂瓶中的一样，减少滴定误差，D不符合题意。②按照《实验化学》关于移液管的使用说明：吸液时，洗耳球吸溶液至移液管标线以上，食指堵住管口，放液至凹液面最低处与移液管标线相切，按紧管口；放液时，移液管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指放液，放液完毕，停留数秒，取出移液管。③由于LiI在空气中受热易被氧化，题述实验没有隔绝空气，故主要杂质可能是Li2O。(4)①为防止LiI被空气氧化，故装置图中设备X应为抽气泵。②装置中空气被抽走，既避免产品被氧化，同时减压，有利于脱水。
答案：(1)LiOH
(2)B
(3)①AC ②d f c b ③Li2O
(4)①抽气泵 ②抽除空气，避免LiI被氧化；减压，有利于脱水
练2 解析：(1)根据化合物Na2MO4中Na为＋1价，O为－2价，由化合物中化合价代数和为0，可计算出Na2MO4中M元素的化合价为＋6。(2)“750 ℃焙烧”时，废催化剂中的氧化铝发生反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，“滤液Ⅰ”中主要存在NaAlO2和Na2MO4，通入过量CO2时，发生反应：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，生成的沉淀X为Al(OH)3。(3)由(2)的分析可知“滤液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MO4。①“滤液Ⅱ”中加入BaCl2溶液生成BaMO4的离子方程式为＝＝，又因为Ka2＝＝4.7×10－11，由于“沉钼”中，pH为7.0，则＝＝，因此可得＝。(4)①由于“滤液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MO4，加入适量BaCl2溶液“沉钼”后，“滤液Ⅲ”中主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3，则Y为NaHCO3。②由“滤液Ⅲ”制备NaHCO3，原理类似侯氏制碱法，加入NaCl固体后，通入足量碱性气体NH3，再通入足量CO2，发生反应：NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，析出溶解度较小的NaHCO3固体。(5)①由题给芯片制造的刻蚀过程示意图可知，加入H2O2刻蚀液，GaAs逐渐溶解，当H2O2刻蚀液接触AlAs时，反应生成一种致密的氧化膜，由此可知，Ga、As均可溶于H2O2刻蚀液中，形成的致密氧化膜是AlAs中的铝被氧化为致密的Al2O3膜。②GaAs与H2O2反应时，As由－3价变为＋5价，O由－1价变为－2价，由氧化还原反应中得失电子守恒规律可知，氧化剂(H2O2)与还原剂(GaAs)的物质的量之比为4∶1。
答案：(1)＋6
(2)Al(OH)3
＋Ba2＋===BaMO4↓
②
(4)①NaHCO3 ②NH3
(5)①Al2O3 ②4∶1
模考·预测
1．解析：
(1)根据图像分析，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为100 ℃、2 h，也可采用90 ℃、5 h。
(2)“酸浸”时，发生反应的离子方程式为＋2H2O。
(3)当温度低于40 ℃时，H2O2、NH3·H2O不易分解，但是温度低，反应速率慢，TiO2·xH2O转化率低；当温度高于40 ℃时，H2O2分解，NH3逸出，反应物浓度降低，反应速率下降，TiO2·xH2O的转化率低。
(4)设Li2Ti5O15中过氧键的数目为x，则非过氧键氧原子数目为15－2x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得：2x＋2×(15－2x)＝1×2＋4×5，解得：x＝4。
(5)根据Ksp(FePO4)＝1.3×10－22及Fe3＋恰好完全沉淀时溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，可得)＝ ml·L－1＝1.3×10－17 ml·L－1。c(Mg2＋)＝ ml·L－1＝，则)＝0.013×(1.3×10－17)2＝1.69×10－40≈1.7×10－40＜Ksp[Mg3(PO4)2]＝1.0×10－24，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。
(6)煅烧过程中，Fe元素化合价由＋3降至＋2，被还原，则H2C2O4应作还原剂，其氧化产物为CO2，反应的化学方程式为2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑。
答案：(1)100 ℃、2 h或90 ℃、5 h
＋2H2O
(3)低于40 ℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ℃，双氧水分解与氨气逸出导致反应速率下降，TiO2·xH2O转化率下降
(4)4
(5)Fe3＋恰好沉淀完全时)＝ ml·L－1＝)值为×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40(6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑
2．解析：(4)在碱性条件下，Cu2＋与N2H4反应生成氮气和铜，离子方程式为2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu＋N2↑＋4H2O，反应中还原产物为Cu，氧化产物为N2，质量之比为(2×64)∶28＝32∶7。
答案：(1)CuFeS2＋Cu＋2H＋===Cu2S＋Fe2＋＋H2S↑
(2)①2 ml 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O ②生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取
(3)Fe3＋水解程度随pH的升高而增大
(4)32∶7
(5)洗涤 煅烧(或灼烧)
3．解析：(1)根据题目要求结合图像，在50 min时酸解率大于85%的氧化剂有KMnO4和KClO3，但KMnO4作氧化剂引入了Mn2＋，对后续的物质分离会造成干扰，故选用KClO3作氧化剂。(2)由TiO2＋转化为TiO2可知，Ti元素的化合价并没有发生改变，该反应为非氧化还原反应，在酸性环境中，C、N元素的产物为CO2、；由于Fe3＋开始沉淀需要的pH很小，直接通入NH3会使溶液pH快速增大，容易使Fe3＋沉淀，所以使用尿素而不直接通入NH3，可以避免溶液中Fe3＋沉淀。(3)由信息可知制备CaTiO3的反应为非氧化还原反应，根据元素守恒，剩余产物为HCl、H2O。(4)根据的Ksp＝1.0×10－39和溶液中c(Fe3＋)＝可知，溶液中OH－的浓度为，c(H＋)＝＝＝，所以pH为2.7。(5)氢氧化铁为絮状沉淀，不易于从溶液中分离，所以不采用加入氨水调节pH的方法制取Fe(OH)3。
答案：(1)KClO3 在温度较高时H2O2易分解[或产物中的Fe3＋可以催化H2O2的分解(其他合理答案也可，如H2O2氧化能力弱)]
避免将溶液中的Fe3＋沉淀
(3)TiO2＋CaCl2·2H2OCaTiO3＋2HCl↑＋H2O↑
(4)2.7
(5)Fe(OH)3为絮状沉淀，不容易分离
4．解析：(1)NaHSO3结晶脱水生成Na2S2O5。
(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
(3)阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。
(4)I2作氧化剂，将氧化成。计算样品中Na2S2O5的残留量时以SO2计，则n(I2)＝n(SO2)＝0.010 00 ml·L－1×0.01 L＝0.000 1 ml，m(SO2)＝0.006 4 g，则该样品中Na2S2O5的残留量为＝
答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) a
＋4I－＋6H＋ 0.128难溶电解质
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×10－8
7.4×10－14
1.1×10－10
2.6×10－9
金属氢
氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Pb(OH)2
开始沉
淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉
淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
离子
Fe3＋
Zn2＋
Cu2＋
Fe2＋
Mg2＋
Ksp
4.0×10－38
6.7×10－17
2.2×10－20
8.0×10－16
1.8×10－11
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
物质
TiCl4
VOCl3
SiCl4
AlCl3
沸点/℃
136
127
57
180
物质
TiCl4
CO
CO2
Cl2
分压/MPa
4.59×10－2
1.84×10－2
3.70×10－2
5.98×10－9
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
/
考向
考点
考情1
以工业废料及矿物为原料通过分离、提纯、制备物质类工艺流程题
加快浸出速率的操作
实验条件的选择
浸出或除杂过程中涉及到的化学(离子)方程式的书写
陌生物质类别判断、电子式的书写
陌生物质中元素化合价或化学键数判断
考情2
以给定物质为载体的无机化工流程综合题
分离、提纯操作
物质成分判断
分析流程中某一操作目的
转化率的分析判断
Ksp除杂或判断沉淀是否生成中的应用
含量测定
术语
释义
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧(煅烧)
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
酸浸
在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
蒸发结晶
蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩
蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗
用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
常见的操作
思考角度
加氧化剂
氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子
判断能否加其他物质
要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作
从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩―→冷却结晶―→过滤―→洗涤、干燥
提高原子利用率
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
在空气中或在其他气体中进行的反应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的
控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
①防止副反应的发生
②使化学平衡移动；控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
④控制反应速率；使催化剂达到最大活性
⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发
⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求
洗涤晶体
①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质
②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等
④洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次
步骤分析
高频设问
答题模版
原料处理
如何提高“酸浸率”？
固体粉碎的目的：减小固体颗粒，增大反应速率
升高反应的温度，增大反应速率
增大酸的浓度
分析“浸出率”图表
解释“浸出率”高低变化的因素(“浸出率”升高一般是反应温度升高，反应速率加快；但当“浸出率”达到最大值后，温度升高“浸出率”反而下降，一般是反应试剂的分解或挥发)
选择达到一定较高“浸出率”的时间及温度(注意：一般不止一个答案)
控制条件
除去杂质
的方法
加氧化剂，转变金属离子的价态(如Fe2＋―→Fe3＋)
调节溶液
的pH
利用题给金属离子沉淀的pH信息，使特定金属离子以氢氧化物沉淀出来
物质转化
的分析
跟踪物质，分析每一步骤中可能发生的化学反应，书写化学方程式或离子方程式
滤渣、滤液中物质的判断：书写物质的化学式或电子式、分析物质中的化学键
确定循环物质
物质分离
过滤、蒸发结晶、重结晶、分液与萃取
仪器的选择(如玻璃仪器的选择)
结晶方法：
①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：蒸发结晶
②晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸发浓缩结晶，趁热过滤
④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤
晶体的洗涤
用乙醇等有机溶剂洗涤晶体的目的：可以除去晶体表面可溶性的杂质和水分，利用乙醇的易挥发性，有利于晶体的干燥
含结晶水的晶体不能选用乙醇作为洗涤剂，因为乙醇可以溶解结晶水
化学计算
浸出率计算、产率计算、Ksp计算等简单计算
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
全国卷
1.[2023·全国甲卷]BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为__________________________________________________________。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a.稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？ ，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为________________________________________________________________________。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2∶nCO＝ 。
2．[2023·全国乙卷]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＋)＝___________ ml·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)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是__________________________________。
3．[2023·新课标卷]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、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。
回答下列问题：
(1)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)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和_________。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是_________。
(4)“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≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致________________________________________________________________________；
pH>9时，会导致_________。
(5)“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，溶解为或VO3＋；在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明V2O5具有_________ (填标号)。
A．酸性B．碱性C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4.[2022·全国乙卷]废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：
回答下列问题：
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为____________________________，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因
________________________________________________________________________。
(2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是__________；
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为______________________；
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是________________________________________________________________________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是______________________。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有________。
5．[2022·全国甲卷]硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用．硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为________________________________________。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有________、________。
(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是________(填标号)。
A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH
滤渣①的主要成分是________、________、
________。
(4)向80～90℃的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为________________。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是______________、______________。
6．[2021·全国甲卷]碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如图所示：
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
若反应物用量比＝1.5时，氧化产物为________；当>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是_____________________________________________________
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 ml I2，消耗的KI至少为________ ml。I2在KI溶液中可发生反应：。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
省市卷
1.[2023·湖北卷]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________。
(4)已知Ksp[C(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中C2＋浓度为_____________ ml·L－1。“850 ℃煅烧”时的化学方程式为________________________________________。
(5)导致SiCl4比CCl4易水解的因素有________(填标号)。
a．Si—Cl键极性更大
b．Si的原子半径更大
c．Si—Cl键键能更大
d．Si有更多的价层轨道
2．[2023·辽宁卷]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)。
3．[2023·山东卷]盐湖卤水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、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________的用量(填化学式)。
(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____________________。
4.[2022·湖南卷]钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为TiO2，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗TiCl4中含有的几种物质的沸点：
回答下列问题：
(1)已知ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据下图判断：600℃时，下列反应不能自发进行的是________。
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
C．TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)
D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)
(2)TiO2与C、Cl2，在600℃的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
①该温度下，TiO2与C、Cl2反应的总化学方程式为
________________________________________________________________________；
②随着温度升高，尾气中CO的含量升高，原因是
________________________________________________________________________
(3)“除钒”过程中的化学方程式为____________________；“除硅、铝”过程中，分离TiCl4中含Si、Al杂质的方法是________________。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序________(填“能”或“不能”)交换，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入Mg冶炼Ti的方法相似的是________。
A．高炉炼铁
B．电解熔融氯化钠制钠
C．铝热反应制锰
D．氧化汞分解制汞
5．[2022·广东卷]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＋3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。
(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Al3＋发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1。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________(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1 ml Pt3Y转移________ml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____________________________。
6．[2021·湖南卷]Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2·nH2O的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为________；
(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有________________________(至少写两条)；
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是________________(填化学式)；
(4)加入絮凝剂的目的是______________________________________________；
(5)“沉铈”过程中，生成Ce2·nH2O的离子方程式为________________________________________________________________________，
常温下加入的溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH3·H2O的Kb＝1.75×10－5，H2CO3的Ka1＝4.4×10－7，Ka2＝4.7×10－11)；
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4，在高温条件下，Li2CO3、葡萄糖和FePO4可制备电极材料LiFePO4，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考情分析
题型·练透
精准备考·要有方向——研析题型角度
题型角度1物质制备中的化工流程分析
练1 碘化锂(LiI)在能源、医药等领域有重要应用，某兴趣小组制备LiI·3H2O和LiI，流程如下：
已知：
a．LiI·3H2O在75～80 ℃转变成LiI·2H2O，80～120 ℃转变成LiI·H2O，300 ℃以上转变成无水LiI。
b．LiI易溶于水，溶解度随温度升高而增大。
c．LiI在空气中受热易被氧化。
请回答：
(1)步骤 Ⅱ，调pH＝7，为避免引入新的杂质，适宜加入的试剂为________。
(2)步骤Ⅲ，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是________。
A.为得到较大的LiI·3H2O晶体颗粒，宜用冰水浴快速冷却结晶
B．为加快过滤速度，得到较干燥的晶体，可进行抽滤
C．宜用热水洗涤
D．可在80 ℃鼓风干燥
(3)步骤Ⅳ，脱水方案为将所得LiI·3H2O置入坩埚中，300 ℃加热，得LiI样品。用沉淀滴定法分别测定所得LiI·3H2O、LiI样品纯度，测定过程如下：称取一定量样品，溶解，定容于容量瓶，将容量瓶中的溶液倒入烧杯，用移液管定量移取烧杯中的溶液加入锥形瓶中，调pH＝6，用滴定管中的AgNO3标准溶液滴定至终点，根据消耗的AgNO3标准溶液体积计算，得LiI·3H2O、LiI的纯度分别为99.96%、95.38%。LiI纯度偏低。
①上述测定过程提及的下列仪器，在使用前一定不能润洗的是________。
A．容量瓶 B．烧杯
C．锥形瓶 D．滴定管
②测定过程中使用到移液管，选出其正确操作并按序列出字母：蒸馏水洗涤→待转移溶液润洗→( )→( )→( )→( )→洗净，放回管架。
a．移液管尖与锥形瓶内壁接触，边吹气边放液
b.放液完毕，停留数秒，取出移液管
c．移液管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指放液
d．洗耳球吸溶液至移液管标线以上，食指堵住管口
e．放液完毕，抖动数下，取出移液管
f．放液至凹液面最低处与移液管标线相切，按紧管口
③LiI纯度偏低，可能的主要杂质是________。
(4)步骤Ⅳ，采用改进的实验方案(装置如图)，可以提高LiI纯度。
①设备X的名称是________。
②请说明采用该方案可以提高LiI纯度的理由
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题型角度2废物利用中有效成分提取的流程分析
练2 对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(M)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25 ℃时，H2CO3的Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11；Ksp(BaMO4)＝3.5×10－8；Ksp(BaCO3)＝2.6×10－9；该工艺中，pH>6.0时，溶液中M元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中，有Na2MO4生成，其中M元素的化合价为________。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为________。
(3)“沉钼”中，pH为7.0。
①生成BaMO4的离子方程式为________________________。
②若条件控制不当，BaCO3也会沉淀。为避免BaMO4中混入BaCO3沉淀，溶液中
＝____________________________(列出算式)时，应停止加入BaCl2溶液。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为________。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量____________(填化学式)气体，再通入足量CO2，可析出Y。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
①该氧化物为________。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
精准备考·要有方案——高考必备基础
一、化工流程中常用术语
二、化工流程中的常见操作与思考角度
三、循环物质与副产品的判断
1．循环物质的确定
2．副产品的判断
四、化学工艺流程图审题与答题模版
1．流程图结构特点
2．流程图分析与答题模版
(1)首尾主线分析：原料―→中间转化物质―→目标产物。
分析每一步操作的目的以及所发生的化学反应，跟踪主要物质的转化形式。
(2)依据“题给信息和题中设问”来带动流程中各步骤的细致分析。
模考·预测
1.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为__________________________。
(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式________________________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：
分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因________________________________________________________________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________。
(5)若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02 ml·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，此时是否有沉淀生成？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(列式计算)。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图1所示。
(1)用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的Cu2S，其原理如图2所示，该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCl3溶液作浸取剂。①反应：Cu2S＋4FeCl3===2CuCl2＋4FeCl2＋S，每生成1 ml CuCl2，反应中转移电子的物质的量为________；浸取时，在有氧环境下可维持Fe3＋较高浓度，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
②浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如图3所示，未洗硫时铜元素浸取率较低，其原因是_________________________________________________。
(3)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图4所示，当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是________________________________________________________________________。
(4)用“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时，该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为________。
(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经过滤、________、干燥、________等操作可得到Fe2O3产品。
3．TiO2和CaTiO3都是光电转化材料。某研究小组利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量SiO2等杂质)来制备TiO2和CaTiO3，并利用黄钾铁矾[KFe3(SO4)2(OH)6]回收铁的工艺流程如图1所示：
回答下列问题：
(1)“氧化酸解”的实验中，控制反应温度为150 ℃，不同氧化剂对钛铁矿酸解率的影响如图2所示。50 min时，要求酸解率大于85%，所选氧化剂应为________；采用H2O2作氧化剂时，其效率低的原因可能是__________________________________________________。
(2)向“氧化酸解”的滤液①中加入尿素[CO(NH2)2]，TiO2＋转化为TiO2，写出相应反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
使用尿素而不直接通入NH3的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出“高温煅烧”中由TiO2制备CaTiO3的化学方程式：________________________________________________________________________。
(4)Fe3＋恰好沉淀完全时，溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，计算此时溶液的pH＝________。的Ksp＝1.0×10－39、水的Kw＝1.0×10－14]
(5)黄钾铁矾沉淀为晶体，含水量很少。回收Fe3＋时，不采用加入氨水调节pH的方法制取Fe(OH)3的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，回答下列问题：
(1)生产Na2S2O5，通常是由 NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式________________________________________________________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
①pH＝4.1时，Ⅰ中为______________________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是________________________。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为____________________。电解后，________室的 NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为______________________________________，该样品中Na2S2O5的残留量为______ g·L－1(以SO2计)。
第二部分 高考填空题专项突破
题型1 化学工艺流程综合分析题
真题·考情
全国卷
1．解析：由流程和题中信息可知，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和CaS，滤液中有BaCl2和BaS；滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体；BaCl2晶体溶于水后，加入TiCl4和(NH4)2C2O4将钡离子充分沉淀得到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3。
(1)“焙烧”步骤中，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、BaS和CaS，BaSO4被还原为BaS，因此，碳粉的主要作用是作还原剂，将BaSO4还原。
(3)“酸化”步骤是为了将BaS转化为易溶的钡盐，为了不引入杂质，应选用的酸是盐酸，选c。
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是CaS也会与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2和有毒的H2S气体，导致BaCl2溶液中混有杂质，最终所得产品的纯度降低。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为：BaCl2＋TiCl4＋H2O＋2(NH4)2C2O4===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为，BaTiO(C2O4)2BaTiO3＋2CO2↑＋2CO↑，因此，产生的nCO2∶nCO＝1∶1。
答案：(1)作还原剂，将BaSO4还原
(2)S2－＋Ca2＋===CaS↓
(3)c
(4)不可行 CaS也会与盐酸反应生成可溶于水的CaCl2和有毒的H2S气体，导致BaCl2溶液中混有杂质，最终所得产品的纯度降低
(5)BaCl2＋TiCl4＋H2O＋2(NH4)2C2O4===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl
(6)1∶1
2．解析：根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋；随后将溶液pH调至约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可知，可以将溶液中的Al3＋沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2＋沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2＋，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
(1)菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋H2O＋CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎。
(2)根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，但不宜使用H2O2氧化Fe2＋，因为Mn2＋和氧化后生成的Fe3＋可以催化H2O2分解，原料利用率低。
(3)溶矿完成以后，反应器中溶液pH＝4，此时溶液中c(OH－)＝1.0×10－10 ml·L－1，此时体系中含有的c(Fe3＋)＝＝2.8×10－9 ml·L－1，这时，溶液中的c(Fe3＋)小于1.0×10－5，认为Fe3＋已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH－)＝1.0×10－7 ml·L－1，溶液中c(Al3＋)＝1.3×10－12 ml·L－1，c(Ni2＋)＝5.5×10－2ml·L－1，c(Al3＋)小于1.0×10－5，Al3＋沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3＋。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2＋，此时溶液中发生反应的离子方程式为BaS＋Ni2＋＋===BaSO4↓＋NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS。
(5)在电解槽中，Mn2＋发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2＋＋2H2OH2↑＋MnO2↓＋2H＋；电解时电解液中消耗水、生成H2SO4，为保持电解液成分稳定，应不断补充水。
(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3＋8MnO24LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑。
答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋H2O＋CO2↑
粉碎菱锰矿
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋ Fe3＋可以催化H2O2分解
(3)2.8×10－9 Al3＋
(4)BaSO4、NiS
(5)Mn2＋＋2H2OH2↑＋MnO2↓＋2H＋ 加水
(6)2Li2CO3＋8MnO24LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑
3．解析：由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铁、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐。煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将转化为Al(OH)3沉淀，过滤得到Al(OH)3滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中加入焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。
(4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9时，会导致磷元素不能形成MgNH4PO4沉淀，若溶液pH>9时，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；(5)由题给信息可知，五氧化二钒是能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液反应生成盐和水的两性氧化物，故选C；(6)由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子方程式为＋＋10H＋===4Cr3＋＋＋5H2O。
答案：(1)Na2CrO4
(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
(4)不利于形成MgNH4PO4沉淀 不能形成MgSiO3沉淀
(5)C
(6)＋＋10H＋===4Cr3＋＋＋5H2O
4．解析：(1)结合难溶电解质的Ksp，可知利用Na2CO3“脱硫”发生沉淀转化反应：PbSO4(s)＋ (aq)===PbCO3(s)＋ (aq)；存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)⇌Pb2＋(aq)＋ (aq)，已知Ksp(PbCO3)≪Ksp(PbSO4)，加入Na2CO3，可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3，有利于后续溶于酸。(2)沉淀转化反应BaSO4(s)＋ (aq)⇌BaCO3(s)＋ (aq)的平衡常数K＝＝＝≈0.04，K值较小，说明正向反应程度有限，BaSO4不能完全转化为BaCO3。(3)(ⅰ)根据铅膏的组成成分中含铁元素可知，H2O2能够氧化的离子为Fe2＋；(ⅱ)H2O2将Pb氧化为Pb2＋，继而Pb2＋与醋酸反应生成Pb(Ac)2，反应的化学方程式为Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O；(ⅲ)PbO2转化为Pb(Ac)2的过程中Pb元素化合价降低，则H2O2作还原剂，起到还原PbO2的作用。(4)“脱硫”时，BaSO4部分转化为BaCO3，Ba元素以BaSO4、BaCO3的形式进入“酸浸”工序，此外还有Al、Fe等金属元素，结合题给金属氢氧化物沉淀时的pH和铅膏的成分，可知滤渣中含有Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4。(5)“沉铅”后的滤液中有“酸浸”时BaCO3溶于酸产生的Ba2＋，还有因加入NaOH溶液而引入的Na＋。
答案：(1)PbSO4(s)＋ (aq)===PbCO3(s)＋ (aq) 存在沉淀溶解平衡PbSO4(s)⇌Pb2＋(aq)＋ (aq)，已知Ksp(PbCO3)≪Ksp(PbSO4)，加入Na2CO3，可将PbSO4转化为更难溶的PbCO3，有利于后续溶于酸
(2)沉淀转化反应BaSO4(s)＋ (aq)⇌BaCO3(s)＋ (aq)的平衡常数K≈0.04，K值较小，说明正向反应程度有限
(3)(ⅰ)Fe2＋ (ⅱ)Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O (ⅲ)H2O2作还原剂，还原PbO2
(4)Al(OH)3、Fe(OH)3、BaSO4
(5)Ba2＋、Na＋
5．解析：(1)根据产物有氧化锌，参照碳酸钙的高温分解可写出化学方程式。(2)为了提高浸取效果，工业上一般需要加快反应速率，可以从浓度、温度、接触面积等角度考虑。(3)调pH要考虑不能引入不易除去的杂质离子，如Na＋和后期不易除去；加入氢氧化钙，Ca2＋后期可以被F－除去，同时与硫酸根结合生成微溶的硫酸钙。在确定滤渣①成分时，利用Ksp与Q的大小关系，可知沉淀出Fe(OH)3。(4)根据题意可知，反应中转化为MnO2，说明另一反应物具有还原性，只能是Fe2＋；pH＝5时，产物为Fe(OH)3。(5)加入锌粉的目的是除去铜离子。(6)滤渣④为CaF2、MgF2，可与浓H2SO4分别发生反应：CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HF↑、MgF2＋H2SO4(浓)MgSO4＋2HF↑，得到的副产物为硫酸钙和硫酸镁。
答案：(1)ZnCO3ZnO＋CO2↑
(2)升高温度、不断搅拌、充分粉碎、适当提高硫酸浓度等(任选两个，答案合理即可)
(3)B SiO2 Fe(OH)3 CaSO4
(4)＋3Fe2＋＋7H2O===MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋
(5)除去铜离子
(6)硫酸钙 硫酸镁
6．解析：(1)①悬浊液为AgI的饱和溶液，加入铁粉，发生置换反应2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的沉淀为Ag，Ag与硝酸反应生成的AgNO3可循环使用。②还原性：I－>Fe2＋，通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，则只有I－被氧化，反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===FeCl2＋I2。若反应物用量比＝1.5时，设n(Cl2)＝1.5 ml，则n(FeI2)＝1 ml，1 ml FeI2中I－先被氧化，消耗1 ml Cl2，Fe2＋后被氧化，消耗0.5 ml Cl2，因此FeI2和Cl2恰好完全反应，氧化产物为FeCl3、I2；当>1.5时，过量的Cl2能氧化生成的I2，发生反应5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl，因此碘的收率会降低。(2)题述制备I2的总反应为NaIO3与NaHSO3反应生成I2和，根据I2、，由得失电子守恒可得＋―→I2＋，再根据电荷守恒和原子守恒，配平离子方程式为＋===I2＋＋3H＋＋H2O。(3)KI溶液和CuSO4溶液反应生成CuI和I2，配平离子方程式为2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2，若生成1 ml I2，消耗的KI至少为4 ml。I2在水中溶解度不大，反应中加入过量KI，使反应I2＋I－⇌平衡右移，防止单质碘的析出。
答案：(1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－ AgNO3
②FeI2＋Cl2===FeCl2＋I2 FeCl3、I2 I2被进一步氧化
(2)＋―→I2＋＋3H＋＋H2O
(3)4 防止单质碘析出
省市卷
1．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LiOH)；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，其原子有4个电子层，其价电子排布为3d74s2，元素周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族。
(2)“500 ℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，四氯化硅可与水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是：SiCl4遇水剧烈水解，生成硅酸和氯化氢，该反应的化学方程式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl。
(3)洗净的“滤饼3”的主要成分为Li2CO3，常用焰色反应鉴别Li2CO3和Na2CO3，Li2CO3的焰色反应为紫红色，而Na2CO3的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体Na2CO3常用方法的名称是焰色反应。
(4)已知Ksp[C(OH)2]＝5.9×10－15，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中c(OH－)＝1.0×10－4 ml·L－1，C2＋浓度为＝ ml·L－1＝5.9×10－7 ml·L－1。“850 ℃煅烧”时，C(OH)2与O2反应生成C3O4和H2O，该反应的化学方程式为6C(OH)2＋O22C3O4＋6H2O。
(5)a.Si—Cl键极性更大，则 Si—Cl键更易断裂，因此，SiCl4比CCl4易水解，a有关；
b.Si的原子半径更大，因此，SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl，从而导致Si—Cl键极性更大，且Si原子更易受到水电离的OH－的进攻，因此，SiCl4比CCl4易水解，b有关；
c.通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si—Cl键键能更大不能说明Si—Cl更易断裂，故不能说明SiCl4比CCl4易水解，c无关；
d.Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的OH－形成化学键，从而导致SiCl4比CCl4易水解，d有关；
综上所述，导致SiCl4比CCl4易水解的因素有abd。
答案：(1)四 Ⅷ
(2)SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl
(3)焰色反应
(4)5.9×10－7
6C(OH)2＋O22C3O4＋6H2O
(5)abd
2．解析：在“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)，用石灰乳调节pH＝4，Mn2＋被H2SO5氧化为MnO2，发生反应H2O＋Mn2＋＋===MnO2↓＋＋3H＋，Fe3＋水解同时生成氢氧化铁，“沉钴镍”过程中，C2＋变为C(OH)2，在空气中可被氧化成CO(OH)。
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积。
(2)(H2SO5)的结构简式为OSOOHOOH，所以1 ml H2SO5中过氧键的数目为NA。
(3)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：H2O＋Mn2＋＋===MnO2＋＋3H＋；Ca2＋与结合生成CaSO4沉淀；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，根据Kw＝10－14，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，故滤渣还有氢氧化铁和硫酸钙；
(4)根据图示可知SO2的体积分数为9.0%时，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，由于SO2有还原性，能还原H2SO5，其体积分数过大时与H2SO5反应，降低Mn(Ⅱ)氧化速率；
(5)“沉钴镍”中得到的C(OH)2，在空气中可被氧化成CO(OH)，该反应的化学方程式为：4C(OH)2＋O2===4CO(OH)＋2H2O；
(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，根据Ksp可计算c(OH－)≥10－2.9 ml·L－1，根据Kw＝10－14，c(H＋)≤10－11.1 ml·L－1，所以溶液的pH≥11.1。
答案：(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)NA
(3)H2O＋Mn2＋＋===MnO2↓＋＋3H＋
Fe(OH)3、CaSO4
(4)9.0% SO2有还原性，也能还原H2SO5
(5)4C(OH)2＋O2===4CO(OH)＋2H2O
(6)11.1
3．解析：
(1)[B4O5(OH)4]2－水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]－，则根据原子守恒和电荷守恒可配平其水解反应的方程式为[B4O5(OH)4]2－＋5H2O⇌2B(OH)3＋2[B(OH)4]－。该溶液中c[B(OH)3]＝c{[B(OH)4]－}，根据B(OH)3在水中存在的平衡B(OH)3＋H2O⇌H＋＋[B(OH)4]－的平衡常数Ka＝＝10－9.24知，c[B(OH)3]＝c{[B(OH)4]－}时，c(H＋)＝10－9.24 ml·L－1, pH＝－lg 10－9.24＝9.24。(2)加入生石灰是为了除去水浸后滤液中残留的Mg2＋、，则滤渣Ⅰ的主要成分为Mg(OH)2、CaSO4；精制Ⅱ加入纯碱的目的是沉淀Ca2＋而不沉淀Li＋，根据Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2，精制Ⅰ后溶液中c(Li＋)＝2.0 ml·L－1，知应控制c()＜＝ ml·L－1＝0.005 5 ml·L－1。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl(可与CaO反应)外，还会增加生石灰的用量。(3)精制Ⅰ加入的生石灰过量，精制Ⅱ加入纯碱(过量)的目的是除去溶液中Ca2＋，操作X是为了除去过量的碳酸钠，结合“浓缩”时得到NaCl可知，加入的试剂为盐酸，若不进行该操作而直接浓缩，由于Na2CO3水解使溶液呈碱性，则会有LiOH析出。
答案：(1)[B4O5(OH)4]2－＋5H2O⇌2B(OH)3＋2[B(OH)4]－
9．24
(2)Mg(OH)2、CaSO4 0.005 5 CaO
(3)除去溶液中Ca2＋ 盐酸 有LiOH析出
4．解析：(1)结合图像可知600 ℃时，A项、B项中反应的ΔG均小于0，反应可自发进行；C项中反应的ΔG大于0，反应不能自发进行；由于ΔG的值只和反应体系的始态和终态有关，将A项、C项中反应依次编号为①、②，由①＋②可得D项中反应，根据图中数据可得，600 ℃时该反应的ΔG<0，故该反应可自发进行。C项符合题意。(2)①根据600 ℃混合气体中TiCl4、CO、CO2的分压，可计算出三者的物质的量之比约为5∶2∶4，结合得失电子守恒和物料守恒可写出总反应的化学方程式为5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2。(3)结合图示流程可知“除钒”时Al与VOCl3发生反应生成VOCl2和AlCl3。根据TiCl4与SiCl4、AlCl3沸点相差较大，知可对混合物进行加热蒸馏，收集约136 ℃的蒸馏产物，即可除去含Si、Al杂质。(5)该工艺流程中冶炼Ti时发生反应：TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2，是利用活动性强的金属置换出活动性弱的金属，与C项铝热反应制锰原理相同，而A项是热还原法，B项是电解法，D项是热分解法，均与该原理不相似。
答案：(1)C (2)①5TiO2＋6C＋10Cl25TiCl4＋2CO＋4CO2 ②温度升高，C主要转化为CO
(3)3VOCl3＋Al===3VOCl2＋AlCl3 蒸馏法
(4)不能 “除钒”后产生的AlCl3可在“除硅、铝”时除去，或交换顺序，无法除去AlCl3
(5)C
5．解析：由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、等离子，经氧化调pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有RE3＋、Mg2＋、等离子，加入月桂酸钠，使RE3＋形成(C11H23COO)3RE沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。
(1)由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2＋氧化为Fe3＋，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2＋，故答案为：Fe2＋；
(2)由表中数据可知，Al3＋沉淀完全的pH为4.7，而RE3＋开始沉淀的pH为6.2～7.4，所以为保证Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液调pH至4.7≤pH<6.2的范围内，该过程中Al3＋发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；
(3)滤液2中Mg2＋浓度为2.7 g·L－1，即0.112 5 ml·L－1，根据Ksp[(C11H23COO)2Mg]===c(Mg2＋)·c2(C11H23COO－)，若要加入月桂酸钠后只生成(C11H23COO)3RE，而不产生(C11H23COO)2Mg，则c(C11H23COO－)<＝ml·L－1＝4.0×10－4ml·L－1；
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3＋溶出、提高产率，其原因是加热搅拌可加快反应速率，故答案为：加热搅拌可加快反应速率；②“操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸(C11H23COOH)熔点为44℃，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离；
(5)由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4；
(6)①YCl3中Y为＋3价，PtCl4中Pt为＋4价，而Pt3Y中金属均为0价，所以还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时，生成1 ml Pt3Y转移15 ml电子；
②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
答案：(1)Fe2＋
(2)4.7≤pH＜6.2 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(3)4.0×10－4
(4)①加热搅拌可加快反应速率 ②冷却结晶
(5)MgSO4 (6)①15 ②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
6．解析：(1)由质量数＝质子数＋中子数可知，铈的质量数＝58＋80＝138，因此该核素的符号为。(2)为提高“水浸”效率，可采取搅拌、适当升高温度、研碎等措施。(3)“焙烧”后，F－转化为HF而除去，SiO2不溶解，“水浸”后溶液中有Al3＋、Fe3＋、Ce3＋的磷酸盐或硫酸盐，在“除磷”过程中被除去，故“聚沉”后所得的滤渣Ⅲ的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)Fe(OH)3和Al(OH)3是胶状沉淀，不能完全被过滤掉，故加入絮凝剂强化沉降Fe(OH)3和Al(OH)3。(5)“沉铈”过程中，Ce3＋与反应生成Ce2(CO3)3·nH2O，反应的离子方程式为2Ce3＋＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3·nH2O↓＋3CO2↑。由于水解溶液显酸性，水解溶液显碱性，根据题中提供的电离平衡常数，可计算出的水解平衡常数为＝≈5.71×10－10，的水解平衡常数为＝≈2.3×10－8，所以的水解程度大于的水解程度，所以溶液显碱性。(6)根据题中信息，可知反应物为Li2CO3、C6H12O6和FePO4，生成物为LiFePO4、CO和H2O，根据化合价变化，C：＋4→＋2，0→＋2，Fe：＋3→＋2，则反应的化学方程式为6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O66LiFePO4＋9CO↑＋6H2O↑。
答案：(1)
(2)搅拌、适当升高温度(合理即可)
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)强化沉降Fe(OH)3和Al(OH)3
(5)2Ce3＋＋＋(n－3)H2O===Ce2(CO3)3·nH2O↓＋3CO2↑ 碱性
(6)6FePO4＋3Li2CO3＋C6H12O66LiFePO4＋9CO↑＋6H2O↑
题型·练透
练1 解析：(1)调节溶液的pH时，为避免引入新杂质，考虑到溶液中有锂元素，故选固体氢氧化锂。(2)若要得到大颗粒晶体，必须缓慢降温，A错误；抽滤可以加快过滤速度，且可得到较为干燥的晶体，B正确；由题意知，LiI的溶解度随温度升高而增大，C错误；80 ℃时，LiI·3H2O受热转化为LiI·2H2O，D错误。(3)①容量瓶是用来准确配制一定物质的量浓度溶液的仪器，若用待装溶液润洗，会造成所配制溶液浓度偏大，A符合题意；在测定过程中，烧杯是否润洗不会影响滴定结果，B不符合题意；在滴定过程中，锥形瓶中的蒸馏水不影响滴定结果，若用待测液润洗反而会造成影响，C符合题意；滴定管使用前需要润洗，润洗滴定管是为了使滴定管内溶液浓度与试剂瓶中的一样，减少滴定误差，D不符合题意。②按照《实验化学》关于移液管的使用说明：吸液时，洗耳球吸溶液至移液管标线以上，食指堵住管口，放液至凹液面最低处与移液管标线相切，按紧管口；放液时，移液管尖与锥形瓶内壁接触，松开食指放液，放液完毕，停留数秒，取出移液管。③由于LiI在空气中受热易被氧化，题述实验没有隔绝空气，故主要杂质可能是Li2O。(4)①为防止LiI被空气氧化，故装置图中设备X应为抽气泵。②装置中空气被抽走，既避免产品被氧化，同时减压，有利于脱水。
答案：(1)LiOH
(2)B
(3)①AC ②d f c b ③Li2O
(4)①抽气泵 ②抽除空气，避免LiI被氧化；减压，有利于脱水
练2 解析：(1)根据化合物Na2MO4中Na为＋1价，O为－2价，由化合物中化合价代数和为0，可计算出Na2MO4中M元素的化合价为＋6。(2)“750 ℃焙烧”时，废催化剂中的氧化铝发生反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，“滤液Ⅰ”中主要存在NaAlO2和Na2MO4，通入过量CO2时，发生反应：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，生成的沉淀X为Al(OH)3。(3)由(2)的分析可知“滤液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MO4。①“滤液Ⅱ”中加入BaCl2溶液生成BaMO4的离子方程式为＝＝，又因为Ka2＝＝4.7×10－11，由于“沉钼”中，pH为7.0，则＝＝，因此可得＝。(4)①由于“滤液Ⅱ”的主要成分是NaHCO3和Na2MO4，加入适量BaCl2溶液“沉钼”后，“滤液Ⅲ”中主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3，则Y为NaHCO3。②由“滤液Ⅲ”制备NaHCO3，原理类似侯氏制碱法，加入NaCl固体后，通入足量碱性气体NH3，再通入足量CO2，发生反应：NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，析出溶解度较小的NaHCO3固体。(5)①由题给芯片制造的刻蚀过程示意图可知，加入H2O2刻蚀液，GaAs逐渐溶解，当H2O2刻蚀液接触AlAs时，反应生成一种致密的氧化膜，由此可知，Ga、As均可溶于H2O2刻蚀液中，形成的致密氧化膜是AlAs中的铝被氧化为致密的Al2O3膜。②GaAs与H2O2反应时，As由－3价变为＋5价，O由－1价变为－2价，由氧化还原反应中得失电子守恒规律可知，氧化剂(H2O2)与还原剂(GaAs)的物质的量之比为4∶1。
答案：(1)＋6
(2)Al(OH)3
＋Ba2＋===BaMO4↓
②
(4)①NaHCO3 ②NH3
(5)①Al2O3 ②4∶1
模考·预测
1．解析：
(1)根据图像分析，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为100 ℃、2 h，也可采用90 ℃、5 h。
(2)“酸浸”时，发生反应的离子方程式为＋2H2O。
(3)当温度低于40 ℃时，H2O2、NH3·H2O不易分解，但是温度低，反应速率慢，TiO2·xH2O转化率低；当温度高于40 ℃时，H2O2分解，NH3逸出，反应物浓度降低，反应速率下降，TiO2·xH2O的转化率低。
(4)设Li2Ti5O15中过氧键的数目为x，则非过氧键氧原子数目为15－2x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得：2x＋2×(15－2x)＝1×2＋4×5，解得：x＝4。
(5)根据Ksp(FePO4)＝1.3×10－22及Fe3＋恰好完全沉淀时溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5 ml·L－1，可得)＝ ml·L－1＝1.3×10－17 ml·L－1。c(Mg2＋)＝ ml·L－1＝，则)＝0.013×(1.3×10－17)2＝1.69×10－40≈1.7×10－40＜Ksp[Mg3(PO4)2]＝1.0×10－24，因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀。
(6)煅烧过程中，Fe元素化合价由＋3降至＋2，被还原，则H2C2O4应作还原剂，其氧化产物为CO2，反应的化学方程式为2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O42LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑。
答案：(1)100 ℃、2 h或90 ℃、5 h
＋2H2O
(3)低于40 ℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ℃，双氧水分解与氨气逸出导致反应速率下降，TiO2·xH2O转化率下降
(4)4
(5)Fe3＋恰好沉淀完全时)＝ ml·L－1＝)值为×(1.3×10－17)2＝1.7×10－40
2．解析：(4)在碱性条件下，Cu2＋与N2H4反应生成氮气和铜，离子方程式为2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu＋N2↑＋4H2O，反应中还原产物为Cu，氧化产物为N2，质量之比为(2×64)∶28＝32∶7。
答案：(1)CuFeS2＋Cu＋2H＋===Cu2S＋Fe2＋＋H2S↑
(2)①2 ml 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O ②生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取
(3)Fe3＋水解程度随pH的升高而增大
(4)32∶7
(5)洗涤 煅烧(或灼烧)
3．解析：(1)根据题目要求结合图像，在50 min时酸解率大于85%的氧化剂有KMnO4和KClO3，但KMnO4作氧化剂引入了Mn2＋，对后续的物质分离会造成干扰，故选用KClO3作氧化剂。(2)由TiO2＋转化为TiO2可知，Ti元素的化合价并没有发生改变，该反应为非氧化还原反应，在酸性环境中，C、N元素的产物为CO2、；由于Fe3＋开始沉淀需要的pH很小，直接通入NH3会使溶液pH快速增大，容易使Fe3＋沉淀，所以使用尿素而不直接通入NH3，可以避免溶液中Fe3＋沉淀。(3)由信息可知制备CaTiO3的反应为非氧化还原反应，根据元素守恒，剩余产物为HCl、H2O。(4)根据的Ksp＝1.0×10－39和溶液中c(Fe3＋)＝可知，溶液中OH－的浓度为，c(H＋)＝＝＝，所以pH为2.7。(5)氢氧化铁为絮状沉淀，不易于从溶液中分离，所以不采用加入氨水调节pH的方法制取Fe(OH)3。
答案：(1)KClO3 在温度较高时H2O2易分解[或产物中的Fe3＋可以催化H2O2的分解(其他合理答案也可，如H2O2氧化能力弱)]
避免将溶液中的Fe3＋沉淀
(3)TiO2＋CaCl2·2H2OCaTiO3＋2HCl↑＋H2O↑
(4)2.7
(5)Fe(OH)3为絮状沉淀，不容易分离
4．解析：(1)NaHSO3结晶脱水生成Na2S2O5。
(2)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
(3)阳极发生氧化反应：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑)，阳极室H＋向a室迁移，a室中的Na2SO3转化成NaHSO3。阴极发生还原反应，析出H2，OH－增多，Na＋由a室向b室迁移，则b室中Na2SO3浓度增大。
(4)I2作氧化剂，将氧化成。计算样品中Na2S2O5的残留量时以SO2计，则n(I2)＝n(SO2)＝0.010 00 ml·L－1×0.01 L＝0.000 1 ml，m(SO2)＝0.006 4 g，则该样品中Na2S2O5的残留量为＝
答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
(3)2H2O－4e－===4H＋＋O2↑(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) a
＋4I－＋6H＋ 0.128难溶电解质
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×10－8
7.4×10－14
1.1×10－10
2.6×10－9
金属氢
氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Pb(OH)2
开始沉
淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉
淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
离子
Fe3＋
Zn2＋
Cu2＋
Fe2＋
Mg2＋
Ksp
4.0×10－38
6.7×10－17
2.2×10－20
8.0×10－16
1.8×10－11
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
物质
TiCl4
VOCl3
SiCl4
AlCl3
沸点/℃
136
127
57
180
物质
TiCl4
CO
CO2
Cl2
分压/MPa
4.59×10－2
1.84×10－2
3.70×10－2
5.98×10－9
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
/
考向
考点
考情1
以工业废料及矿物为原料通过分离、提纯、制备物质类工艺流程题
加快浸出速率的操作
实验条件的选择
浸出或除杂过程中涉及到的化学(离子)方程式的书写
陌生物质类别判断、电子式的书写
陌生物质中元素化合价或化学键数判断
考情2
以给定物质为载体的无机化工流程综合题
分离、提纯操作
物质成分判断
分析流程中某一操作目的
转化率的分析判断
Ksp除杂或判断沉淀是否生成中的应用
含量测定
术语
释义
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧(煅烧)
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
酸浸
在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
蒸发结晶
蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩
蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗
用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
常见的操作
思考角度
加氧化剂
氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子
判断能否加其他物质
要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作
从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩―→冷却结晶―→过滤―→洗涤、干燥
提高原子利用率
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
在空气中或在其他气体中进行的反应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的
控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
①防止副反应的发生
②使化学平衡移动；控制化学反应的方向
③控制固体的溶解与结晶
④控制反应速率；使催化剂达到最大活性
⑤升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发
⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离
⑦趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
⑧降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求
洗涤晶体
①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质
②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗
③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等
④洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次
步骤分析
高频设问
答题模版
原料处理
如何提高“酸浸率”？
固体粉碎的目的：减小固体颗粒，增大反应速率
升高反应的温度，增大反应速率
增大酸的浓度
分析“浸出率”图表
解释“浸出率”高低变化的因素(“浸出率”升高一般是反应温度升高，反应速率加快；但当“浸出率”达到最大值后，温度升高“浸出率”反而下降，一般是反应试剂的分解或挥发)
选择达到一定较高“浸出率”的时间及温度(注意：一般不止一个答案)
控制条件
除去杂质
的方法
加氧化剂，转变金属离子的价态(如Fe2＋―→Fe3＋)
调节溶液
的pH
利用题给金属离子沉淀的pH信息，使特定金属离子以氢氧化物沉淀出来
物质转化
的分析
跟踪物质，分析每一步骤中可能发生的化学反应，书写化学方程式或离子方程式
滤渣、滤液中物质的判断：书写物质的化学式或电子式、分析物质中的化学键
确定循环物质
物质分离
过滤、蒸发结晶、重结晶、分液与萃取
仪器的选择(如玻璃仪器的选择)
结晶方法：
①晶体不带结晶水，如NaCl、KNO3等：蒸发结晶
②晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
③要得到溶解度受温度影响小的溶质，如除去NaCl中少量的KNO3：蒸发浓缩结晶，趁热过滤
④要得到溶解度受温度影响大的溶质，如除去KNO3中少量的NaCl：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤
晶体的洗涤
用乙醇等有机溶剂洗涤晶体的目的：可以除去晶体表面可溶性的杂质和水分，利用乙醇的易挥发性，有利于晶体的干燥
含结晶水的晶体不能选用乙醇作为洗涤剂，因为乙醇可以溶解结晶水
化学计算
浸出率计算、产率计算、Ksp计算等简单计算
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
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