2025届高考化学一轮复习 第三章 第6讲 无机化工工艺流程题 课件

这是一份2025届高考化学一轮复习 第三章 第6讲 无机化工工艺流程题 课件，共60页。
　　无机化工工艺流程题是以真实的工艺生产流程为情境，考查元素化合物的性 质、实验基本操作、化学平衡原理、溶液中的离子反应、物质制备和分离等知识， 具有情境新颖、信息丰富、灵活多变的特点，能够很好地考查考生在陌生情境中提 取信息，利用所学知识分析问题、解决问题的能力，对考生化学学科核心素养的要 求较高，故在高考试题中备受命题人的青睐，需引起考生的足够重视。
1. 根据试题整体特点分析
2. 近四年高考化学工艺流程题考查热点分析
注：本表格以近四年具有代表性的全国卷及新高考地方卷为蓝本，全国卷共10套 (2020年3套、2021年2套、2022年2套、2023年3套)，新高考地方卷共50套(2020年8 套、2021年15套、2022年15套、2023年12套)。
考点　无机化工工艺流程题
1. 工艺流程题的考查内容与核心素养的发展工艺流程题是发展考生化学学科核心素养的重要题型，如图所示是工艺流程题与发 展化学学科核心素养的关系。
2. 物质制备型工艺流程题的命题模型该类试题一般分为“三阶段”，即原料预处理阶段、物质转化与分离阶段、目标产 品生成阶段。
(1)第一阶段——原料预处理处理方法：粉碎(研磨)和焙烧。在原料预处理阶段试题往往从粉碎(研磨)与化学反应速率的关系、焙烧中的化学反 应等角度设问。(2)第二阶段——物质转化与分离物质转化与分离阶段一般包括溶浸(酸浸、碱浸、盐浸、水浸)，元素化合物的氧化 还原或沉淀转化，物质的分离(过滤、萃取)等内容。①试题中有关溶浸的内容常设计为化学方程式或离子方程式的书写及溶浸所得的滤 渣成分的分析等。
3. 工艺流程题的“三阶段”解读
②试题中常利用加入氧化剂、还原剂或调节溶液的pH等达到除杂或转化的目的。此 外，电解法也可以代替试剂达到转化的目的。③有关物质的分离操作常见的有过滤、萃取与反萃取。过滤是将固相与液相分离的 方法。萃取则是利用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的 分离方法。
(3)第三阶段——目标产品生成目标产品生成阶段是工艺流程制备目标产品的最后阶段。该阶段是把前阶段所得的 盐溶液通过蒸发结晶(或蒸发浓缩、冷却结晶)、过滤、洗涤、干燥等得到目标产物 的晶体或将所得溶液经过电解制取目标产品。若前阶段得到的物质为固体，一般通 过氧化剂氧化或还原剂还原得目标产品。试题中有关目标产品生成的内容常设计为电极反应式的书写、反应方程式的书写、 制备物质的方法等问题。
命题点1　物质制备型工艺流程
1. [2021海南]无水FeCl3常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流 程，以废铁屑(含有少量碳和SiO2杂质)为原料制备无水FeCl3(s)。
已知：氯化亚砜( )熔点－101 ℃，沸点76 ℃，易水解。
(1)操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ⁠。
(2)为避免引入新的杂质，试剂B可以选用 (填编号)。
a.KMnO4溶液b.Cl2水
c.Br2水d.H2O2溶液
(3)操作②是蒸发结晶，加热的同时通入HCl(g)的目的是 ⁠。
(4)取少量D晶体，溶于水并滴加KSCN溶液，现象是 ⁠。
(5)反应D→E的化学方程式为 ⁠。
(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂 ⁠，并 设计实验验证是该还原剂将Fe3＋还原 ⁠ ⁠。
取E固体少许于一洁净试管中，加蒸馏水溶
解，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明SO2将Fe3＋还原成Fe2＋　
2. [侧重考查添加试剂的相关问题][2023全国甲]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。
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 ⁠。
作还原剂，将BaSO4转化成BaS　
(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)。
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？其原因是 ⁠ ⁠。
[解析]　焙烧后的产物中含BaS、CaS，如果直接用盐酸浸取，CaS会和盐酸反应生成 CaCl2和有毒的H2S气体，从而影响产品纯度，故不能直接用盐酸浸取。
不可行，酸与CaS能产
生CaCl2和有毒气体H2S，从而影响产品纯度　
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为 ⁠ ⁠。
TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋BaCl2
命题点2　分离提纯型工艺流程3. [侧重考查物理方法][2022广东]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 K sp＝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 ⁠。
[解析]　“过滤1”所得“滤渣”为Fe(OH)3和Al(OH)3，应调节的pH范围为 4.7≤pH＜6.2，pH小于6.2是防止RE3＋开始沉淀。该过程中Al3＋与OH－反应生成 Al(OH)3沉淀。
4.7≤pH＜6.2　
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到Mg元素，滤液2中Mg2＋质量浓度为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 ml·L－1(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。
[解析]　①“滤饼”的主要成分为(C11H23COO)3RE，为难溶物，搅拌可以增加其 与盐酸的接触面积，加热也可以加快固体的溶解，进而加快反应速率。②加热搅拌 的温度为55 ℃，而月桂酸的熔点为44 ℃，所以“操作X”(过滤)前，先要冷却结 晶，使月桂酸变成固体。
加热搅拌可加快反
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有 (写化学式)。
[解析]　“滤液2”中含有MgSO4，可以用作“浸取”时加入的“酸化MgSO4溶液”。
(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 ⁠。
[解析]　①YCl3中Y为＋3价，PtCl4中Pt为＋4价，Pt3Y为合金，Pt和Y均可以看成0 价，若生成1 ml Pt3Y，转移电子的物质的量为(4×3＋3×1) ml＝15 ml。②在氢氧 燃料电池的碱性介质中，O2得电子与水反应生成OH－。
1. [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。
(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)。
[解析]　煅烧时通入空气，含铁化合物转化为Fe2O3，且Fe2O3不溶于水，故水浸渣中还含有Fe2O3。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 ⁠。
[解析]　“沉淀”步骤加入稀H2SO4调pH到弱碱性是为了将[Al(OH)4]－转化为Al(OH)3沉淀而除去。
(2)水浸渣中主要有SiO2和 ⁠。
(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 ⁠ ⁠。
降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀　
Mg2＋形成Mg(OH)2沉
[解析]　根据题干描述，V2O5既可与酸反应生成盐和水，又可与碱反应生成盐和水，故V2O5具有两性。
(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 ⁠ ⁠。
2. [2023北京]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。
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 ⁠。
[解析]　①由题意知，硫化锰溶于硫酸溶液而硫化银不溶于硫酸溶液，说明硫化 锰的溶度积大于硫化银。②根据已知信息，在H2SO4溶液中二氧化锰可将Fe2＋氧化 为Fe3＋，自身被还原为Mn2＋。
(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：
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中Cl－、H＋的作用： ⁠ ⁠ ⁠。
[解析]　①由已知信息可知，Fe3＋将Ag2S氧化为了S，则自身被还原为Fe2＋，结 合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可补全该离子方程式。
Cl－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)“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： ⁠。
Fe2＋被氧气氧化为Fe3＋，Fe3＋把Ag氧化为Ag＋　
[解析]　①铁粉作还原剂，除了将浸银液中的[AgCl2]－还原为单质银，还可还原浸银时加入的过量Fe3＋。
(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： ⁠ ⁠。
[解析]　可从原料利用率、生产效率、经济角度分析。
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；生成的Fe3＋还可以用于浸银，节约氧化剂　
3. [2022湖南]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：
(1)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 ⁠ ⁠。
温度升高，C主要转化为
(2)“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 ⁠。
(3)“除钒”和“除硅、铝”的顺序 (填“能”或“不能”)交换，理由 是 ⁠ ⁠。
[解析]　 (2)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，知可对混合物进行蒸馏，收集约136 ℃的蒸馏产物，即可除去含Si、Al杂质。
“除钒”后产生的AlCl3可在“除硅、铝”时除去，若交换顺序，无法除去
1. 实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，含少量的Fe2＋、Mn2＋)为原料制备 ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下：
下列说法正确的是(　D　)
2. [2023辽宁]某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存 在，下列说法错误的是(　B　)
3. C3O4主要用作电池材料、磁性材料、热敏电阻等。利用钴渣[主要含C(OH)3、 Fe(OH)3]获得C3O4的流程如图[已知：C(OH)3、Fe(OH)3、C(OH)2的 K sp分别为 1.6×10－44、4.0×10－38、6.3×10－15；当离子浓度≤1×10－5 ml·L－1时认为该离子沉 淀完全]。下列叙述正确的是(　A　)
[解析]　由流程分析知，钴渣经一系列处理后得到CC2O4，C的化合价降低，则推 断在浸取时发生了氧化还原反应，C3＋作氧化剂，H2O2作还原剂，H2O2将＋3价的 C还原为＋2价，A正确；将铁除尽时， c (Fe3＋)≤1×10－5 ml·L－1，由题中 K sp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，代入粗略计算，知pH调至3左右时就能完全除去铁，B错 误；基态C2＋的价电子排布式为3d7，C错误；CC2O4的煅烧产物是C3O4和CO2，D 错误。
4. 由赤泥(含有大量Na、Al、Fe、Si、Ca、Sc、Zr等的氧化物)为原料制备钪(Sc)的工 艺流程如下：
下列说法正确的是(　C　)
5. [2022全国甲]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：
(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 、 ⁠ ⁠。
将菱锌矿焙烧产物粉碎　
大硫酸浓度(或升高浸取时的反应温度等)　
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是 (填标号)。
滤渣①的主要成分是 、 、 ⁠。
加入物质X调溶液pH＝5，为了不引入新的阳离子，X宜选用Ca(OH)2；pH＝5时， c (OH－)＝10－9 ml·L－1，根据表中各离子的氢氧化物的 K sp可知，只有Fe3＋能 完全沉淀。(4)Fe2＋被KMnO4溶液氧化为Fe(OH)3，同时生成MnO2，Fe(OH)3和MnO2 进入滤渣②中。
(4)向80～90 ℃的滤液①中分批加入适量KMnO4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 ⁠ ⁠。
[解析]　Fe2＋被KMnO4溶液氧化为Fe(OH)3，同时生成MnO2，Fe(OH)3和MnO2 进入滤渣②中。
(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. 从铬锰矿渣(主要成分为Cr2O3、MnO，含少量Fe2O3、SiO2、Al2O3)中分离铬、锰 的一种工艺流程如图1所示。
已知：焙烧时MnO不发生反应。
(1)加快“酸浸”速率的措施有 ⁠ (写两条)。
搅拌、适当升温(或适当提高硫酸的浓度、粉碎焙
根据影响反应速率的因素，搅拌、适当升温、适当提高硫酸的浓度、粉碎焙烧产 物等都能加快酸浸速率。
(2)“滤渣2”的成分是 (写化学式)。
(3)“焙烧”时Cr2O3转化为Na2CrO4的化学方程式为
⁠。
Fe(OH)3、Al(OH)3　
(5)流程中加入Na2S2O3的作用为 ，“转化”的 离子方程式为 ⁠。
作还原剂，将铬元素还原为＋3价　
7. [2024江西九校联考]锂离子电池的应用很广泛，某种锂电池的正极材料为钴酸 锂，该材料可以由海水(含较大浓度的LiCl及少量MgCl2、CaCl2、MnCl2等)制备，其 工艺流程如图所示：
②Li2CO3微溶于热水，可溶于冷水。
(1)“除杂1”步骤中除去的杂质离子为Mg2＋和 ⁠。
已知：①在常温下几种难溶物质的溶度积常数如表；
[解析]　海水中含较大浓度的LiCl及少量MgCl2、CaCl2、MnCl2等，加入纯碱，得到 CaCO3、MnCO3、MgCO3等沉淀，滤液中主要含LiCl、NaCl及过量的Na2CO3，则向 滤液中加入盐酸调节溶液pH，目的是除去过量的碳酸钠，防止蒸发浓缩时生成 Li2CO3；蒸发浓缩、再次除杂后，向滤液中加入纯碱得到Li2CO3沉淀，将Li2CO3、 CCO3、O2混合加热反应生成LiCO2和CO2。
结合已知①知“除杂1”步骤中除去的杂质离子为Mg2＋和Ca2＋、Mn2＋。
(2)“调pH”的目的是 ⁠。
(3)金属镁可以通过电解熔融MgCl2得到，写出由Mg(OH)2沉淀制MgCl2固体的具体操 作 ⁠ ⁠。
除去过量的碳酸钠，避免蒸发浓缩时析出碳酸锂　
Mg(OH)2和盐酸反应可生成MgCl2溶液，在HCl气流中蒸发MgCl2溶液得到无水
[解析]　Mg(OH)2和盐酸反应可生成MgCl2溶液，MgCl2为强酸弱碱盐，直接加热MgCl2溶液会促使MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl，为抑制MgCl2水解，需在HCl气流中蒸发MgCl2溶液。
(4)20 ℃时碳酸锂在水中的溶解度为1.295 g，饱和溶液密度为1.014 8 g·cm－3，则其 中Li2CO3的物质的量浓度为 。(结果保留2位有效数字)
0.18 ml·L－1　
(5)“热水洗涤”的目的是 ⁠。在实验室里洗涤 Li2CO3时会采用如图所示装置，该装置较于普通过滤装置的优点为 ⁠ ⁠。
减少碳酸锂在洗涤过程中的损失　
过滤速率快，
[解析]　 Li2CO3微溶于热水，可溶于冷水，故“热水洗涤”可减少碳酸锂在洗涤过程中的损失。图示为减压过滤装置，该装置可加快过滤速率，减少温度降低后碳酸锂溶于冷水中的损失，且该装置所得固体较干燥。
(6)“合成”工序需要高温条件，并放出能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出该反应 的化学方程式 ⁠。
8. [2024武汉部分学校调研]废SCR催化剂(含TiO2、V2O5、WO3等)的回收对环境保护 和资源循环利用意义重大。通过如下工艺流程可以回收其中的钛、钒、钨等。
已知：①TiO2、V2O5和WO3都能与NaOH溶液反应，分别生成不溶性的Na2TiO3和可 溶性的NaVO3、Na2WO4；② K sp(CaWO4)＝9×10－9。
(1)基态23V原子的价层电子轨道表示式为 ⁠。
基态23V原子的价层电子排布式为3d34s2，则价层电子轨道表示式为 。
(2)“球磨”的目的是 ⁠。
增大接触面积，提高“碱浸”反应速率　
(3)“碱浸”后通过 (填操作名称)可以实现钛与钒、钨分离。
[解析]　由已知①知，“碱浸”后得到可溶性的NaVO3、Na2WO4和不溶性的Na2TiO3，则可以通过过滤实现钛与钒、钨分离。
(4)“酸浸”后钛主要以TiO2＋形式存在，“热水解”反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。
TiO2＋＋
(5)“煅烧”NH4VO3的化学方程式为 ⁠。
(6)“沉钨”中析出CaWO4时，需要加入过量CaCl2，其目的是 ⁠ ⁠。
利用同离子效应，
促进CaWO4尽可能析出完全　
9. 嫦娥五号从月球带回的“土壤”中含有辉钼矿，其主要成分为MS2(S为－1价)， 含少量Ca、Cu、Re(铼)等元素。以辉钼矿为原料生产多钼酸盐的工艺流程如下。
(1)“研磨”的目的是 ⁠。
增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分　
已知：25 ℃时相关物质的溶度积如表。
防止生成SO2造成环境污染　
(4)根据已知数据，“净化除杂”过程中，可加入的最适宜试剂是 (填标号)。
该试剂主要是将[Cu(NH3)4]2＋转化为 (填化学式)。
[解析]　“净化除杂”过程是为了除去Cu元素，使之转化为沉淀，由于 K sp(CuS)远小于 K sp[Cu(OH)2]，且为了不引入新杂质，故应加入(NH4)2S。
(6)工艺流程中可循环利用的物质是 、 ⁠。
[解析]　 由工艺流程可以看出所加(NH4)2CO3可由反应过程中产生的CO2和NH3反应制得，因此该工艺流程中可循环利用的物质是CO2和NH3。
10. [2024惠州调研]工业上，处理低品位黄铜矿(CuFeS2)常采用生物堆浸法。堆浸所 得的溶液可用于制备绿矾(FeSO4·7H2O)和胆矾(CuSO4·5H2O)。相关流程如图。
已知：①生物堆浸使用的氧化亚铁硫杆菌(T. f细菌)在pH为1.0～6.0范围内可保 持活性。
②金属离子沉淀的pH如下表。
(1)生物堆浸前，需先将矿石进行研磨，目的是 ⁠ ⁠。
[解析]　生物堆浸过程是固体与液体的反应过程，将矿石进行研磨，可以增大反 应物之间的接触面积，使化学反应速率加快。
增大反应物的接触面积，加快生物
堆浸的反应速率，使反应更充分　
(3)结合已知推断：生物堆浸过程中，应控制溶液的pH在 ⁠范围内。
[解析]　生物堆浸过程中生成Fe3＋，由T. f细菌的活性范围和Fe3＋沉淀的pH范围知 应控制溶液的pH在1.0～1.5范围内。
(4)过程Ⅰ中，加入Na2S2O3固体还原堆浸液中的Fe3＋，得到溶液X。为判断堆浸液中 Fe3＋是否被还原完全，可取少量溶液X，向其中加入 试剂(填试剂的化学 式)，观察溶液颜色变化。
[解析]　判断堆浸液中Fe3＋是否被还原完全，可取少量溶液X，向其中加入少量 KSCN溶液，观察溶液是否呈红色，若溶液呈红色，则说明Fe3＋未被还原完全。
(5)过程Ⅱ中，用H2O2和稀硫酸处理后，CuS完全溶解，用离子方程式表示H2O2的作 用 ⁠。
(6)绿矾的纯度可通过KMnO4滴定法测定。取 m g绿矾晶体，加适量稀硫酸溶解。用 c ml·L－1的KMnO4标准溶液滴定，滴定终点的判定方法是 ⁠ ⁠。至恰好完全反应时， 消耗KMnO4标准溶液的体积为 V mL。绿矾晶体的质量分数为 ⁠。
当滴加最后半滴高锰酸
钾标准溶液时，溶液颜色变为浅红色，且半分钟内不褪色　
11. [热重分析]2022年，《自然》杂志发表了研究成果：碘化镍(NiI2)在其二维形式 中是多铁性的。某小组以废镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等 杂质)为原料制备碘化镍的流程如图1所示。
已知：室温下， K sp (CaF2)＝1.6×10－10。
(1)“滤渣1”的成分是CaSO4、 (填化学式)。“滤渣2”经过洗涤、干 燥、 (填操作名称)可制备铁红。
SiO2不溶于硫酸，CaSO4微溶于水，所以“滤渣1”的成分是CaSO4、SiO2。“滤 渣2”是Fe(OH)3，经过洗涤、干燥、灼烧可分解为铁红。
(2)“除铁”中可通过先加入H2O2溶液再加入NiO替代NaClO溶液，H2O2的作用 是 (用离子方程式表示)。
(3)“除钙”时，为了确保滤液中 c (Ca2＋)≤1×10－5 ml·L－1，则滤液中 c (F－)至少 为 ml·L－1。
(4)“萃取”中，萃取剂的密度小于1 g·cm－3，若在实验室中分离萃取液，具体操作 是 ⁠ ⁠。
[解析]　“萃取”中，萃取剂的密度小于1 g·cm－3，则萃取液在上层，若在实验室中分离萃取液，具体操作是：取下分液漏斗塞子，旋开活塞，放出下层液体，待下层液体 刚好放完，立即关闭活塞，从上口倒出萃取液。
(5)“分解”过程中通入N2的目的是 ⁠。
[解析]　“分解”过程中通入N2的目的是作保护气，防止镍被空气中的氧气氧化。
取下分液漏斗塞子，旋开活塞，放出下层液体，待下层液体刚好放完，立即关
闭活塞，从上口倒出萃取液　
作保护气，防止镍被空气中的氧气氧化　
12. [2021湖北]废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为 。某探究小组回收处理流程如下：
(1)硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为 ；镓(Ga)和铟(In)位于元素周 期表第三主族，中Cu的化合价为 ⁠。
[解析]　Se与硫同为第ⅥA族元素，原子最外层有6个电子。Se为第ⅥA族元素， 化合价为－2，Ga和In同为第ⅢA族元素，化合价均为＋3，根据化合物中正负化合 价代数和为0，设中Cu的化合价为 x ，则 x ＋3×0.5＋3×0.5－2×2＝ 0，解得 x ＝＋1。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为 ⁠ ⁠。
Cu2O＋H2O2＋
蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色　
HCl溶液、BaCl2溶液　
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为 ⁠ ⁠。
13. [萃取与反萃取][2022江苏]实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl－含量少的 Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1)“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3＋并放出O2，该反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。
[解析]　CeO2与H2O2反应生成Ce3＋并放出O2，Ce由＋4价降为＋3价，H2O2中O由－1价升至0价，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平可得反应的离子方程式。
(2)pH约为7的CeCl3溶液与NH4HCO3溶液反应可生成Ce2(CO3)3沉淀，该沉淀中Cl－含 量与加料方式有关。得到含Cl－量较少的Ce2(CO3)3的加料方式为 (填序号)。
A. 将NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B. 将CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是 ⁠ ⁠。
②反萃取的目的是将有机层Ce3＋转移到水层。使Ce3＋尽可能多地发生上述转移，应 选择的实验条件或采取的实验操作有 (填 两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，物质的量减小的 离子有 (填化学式)。
适当增大稀HNO3浓度、多次萃取分液　
14. [物质结构＋工艺流程][2024福州一检]钴是生产电池材料、高温合金、磁性材料 及染色剂的重要原料。一种以湿法炼锌净化渣(主要含有C、Fe、Cu、Pb、ZnO、 Fe2O3等)为原料提取钴的工艺流程如下。
已知：常温下， K sp(CuS)＝8.9×10－36， K sp(CS)＝4.0×10－21。
(1)基态C原子的价电子排布式为 ⁠。
C元素为元素周期表中第27号元素，位于第四周期第Ⅷ族，基态C原子的价电 子排布式为3d74s2。
(2)“浸出”过程中，为提高浸出率可采取的措施有 (写2种)，浸 出渣的成分为 ⁠。
[解析]　“浸出”过程中，为提高浸出率，可通过加快反应速率来达到，可采取的措施有升高温度、粉碎矿物、适当增大硫酸浓度等；根据湿法炼锌净化渣的主要成分判 断，浸出渣的成分是微溶物PbSO4。
(3)“除铜”后溶液中C2＋浓度为0.4 ml·L－1，为防止除铜时产生CS沉淀，应控制 溶液的pH不超过 [已知常温下，饱和H2S水溶液中存在关系式： c 2(H＋)· c (S2－)＝1.0×10－22(ml·L－1)3]。
(4)“氧化”过程中，Na2S2O8与C2＋发生反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。
(5)“沉铁”过程中，Na2CO3的作用是 ⁠。
[解析]　“沉铁” 过程中加入Na2CO3来调节溶液pH，使铁离子沉淀完全。
调节溶液pH，使铁离子完全沉淀　
(6)“沉钴”产物可用于制备CO。
①C(OH)3在稀有气体中受热分解生成CO的化学方程式为 ⁠ ⁠。
②CO的晶胞结构如图所示，与C2＋距离最近且相等的C2＋有 个；设C2＋与 O2－的最近核间距为 r nm，CO晶体的密度为 g·cm－3(设 N A为阿伏 加德罗常数的值，列出计算式)。