2024年高考化学三轮冲刺考前巩固专题训练48 工艺流程答案

这是一份2024年高考化学三轮冲刺考前巩固专题训练48 工艺流程答案，共50页。试卷主要包含了非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、非选择题
1．SrCO3是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领域。以天青石(主要成分为SrSO4)为原料制备SrCO3的一种工艺方法如下：
天青石主要元素质量分数如下：
Ksp(SrSO4)=3.4×10−7，Ksp(BaSO4)=1.0×10−10。
回答下列问题：
（1）天青石与碳粉在一定投料比下“煅烧”生成SrS和碳氧化物，据矿样成分分析结果计算得出，生成CO2、CO时失重率分别为30.4%、38.6%，实际热重分析显示失重率为32.6%，则“煅烧”中主要生成的碳氧化物为 (填“CO”或“CO2”)。
（2）“煅烧”过程中还可能产生少量对环境有危害的气体，化学式为 和 。
（3）“水浸”后滤渣的主要成分除CaSiO3和C外，还有两种氧化物，化学式为 和 。
（4）“水浸”时需加热，SrS与热水作用后的溶液呈碱性的主要原因为 (用化学方程式表示)
（5）“水浸”后的滤液中c(Sr2+)=0.680ml⋅L−1，c(Ba2+)=0.024ml⋅L−1，“除杂”过程中(忽略H2SO4溶液引起的体积变化)，为使Sr2+不沉淀，应控制溶液中c(Ba2+)≥ ml⋅L−1，每升滤液中篇加入1.0ml⋅L−1H2SO4溶液的体积≤ mL。
（6）“沉锶”过程中，可溶性Sr(OH)2发生反应的离子方程式为 。
【答案】（1）CO2
（2）CO；SO2
（3）Al2O3；SiO2
（4）SrS+2H2O⇌ΔH2S+Sr(OH)2
（5）2×10-4；23.8
（6）Sr2++2OH-+CO2=SrCO3↓+H2O
2．锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用，锡精矿(SnO2)中主要有Fe、S、As、Sb、Pb等杂质元素。下图为锡的冶炼工艺流程。
已知：SnO2性质稳定，难溶于酸。
回答下列问题：
（1）锡的原子序数为50，其价层电子排布式为 ，在元素周期表中位于 区。
（2）烟尘中的主要杂质元素是 (填元素符号)。
（3）酸浸时，PbO生成[PbCl4]2−，该反应的离子方程式为 ，为了提高铅的浸出率，最宜添加 (填标号)。
A．KCl B．HCl C．H2SO4 D．NaCl
（4）还原时需加入过量的焦炭，写出该反应的化学方程式 。
（5）电解精炼时，以SnSO4和少量H2SO4作为电解液，电源的负极与 (填“粗锡”或“精锡”)相连；H2SO4的作用是 、 。
（6）酸浸滤液中的Pb2+可用Na2S沉淀，并通过与强碱反应获得Pb，写出PbS与熔融NaOH反应的化学方程式 。
【答案】（1）5s25p2；p
（2）S、As、Sb
（3）PbO+2H++4Cl−=[PbCl4]2−+H2O；D
（4）SnO2+2C=Sn+2CO↑
（5）精锡；增强溶液的导电性；防止Sn2+的水解
（6）3PbS+6NaOH=熔融3Pb+2Na2S+Na2SO3+3H2O
3．钢渣是钢铁行业的固体废弃物，含有2CaO⋅SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3和V2O3等物质。一种以钢渣粉为原料固定CO2并制备V2O3的工艺流程如图所示。
已知钢渣中Ca元素质量分数为30%，V2O3在稀盐酸和NH4Cl混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示：
回答下列问题：
（1）浸出1过程生成的SiO2“包裹”在钢渣表面形成固体膜，阻碍反应物向钢渣扩散。提高浸出率的措施有 (除粉碎外，举1例)。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是 。
（2）为避免引入杂质离子，氧化剂A应为 (举1例)。
（3）滤液C的溶质可循环利用，试剂B应为 。
（4）若Ca的浸出率为90%，理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定 kgCO2。
（5）富钒渣焙烧可生成钒钙盐，不同钒钙盐的溶解率随pH变化如图所示。已知浸出2的pH约为2.5，则应控制焙烧条件使该钒钙盐为 。该培烧反应的化学方程式是 。
（6）微细碳酸钙广泛应用于医药、食品等领域，某种碳酸钙晶胞如图所示。已知a=b=4.99nm，c=17.3nm，α=β=90°，γ=120°，该晶体密度为 g⋅cm−3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
【答案】（1）适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌；稀硫酸与2CaO∙SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散
（2）H2O2或氯水
（3）氨水
（4）297
（5）Ca2V2O7；V2O3+2CaCO3+O2焙烧__Ca2V2O7+2CO2
（6）123×4.992×17.3NA×1023
4．钼(M)及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以NiS和MS2形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到Na2SO4的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）Ni位于元素周期表第 周期第 族。(NH4)2MO4中钼元素的化合价为 。
（2）“焙烧”中生成Na2MO4的化学方程式为 。
（3）Na2CO3用量对钼浸出率和浸取液中CO32−浓度的影响如图1所示，分析实际生产中选择Na2CO3用量为理论用量1.2倍的原因： 。
（4）Na2MO4、Na2SO4的溶解度曲线如图2所示，为充分分离Na2SO4，工艺流程中的“操作X”应为____(填标号)。
A．蒸发结晶B．低温结晶C．蒸馏D．萃取
（5）为充分利用资源，“离子交换萃取”步骤产生的交换溶液应返回“ ”步骤。
（6）(NH4)2MO4分解可得MO3。高温下，用铝粉还原MO3得到金属钼的化学方程式为 。
【答案】（1）四；Ⅷ；+6
（2）2MS2+6Na2CO3+9O2焙烧__2Na2MO4+6CO2+4Na2SO4
（3）若高于1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低
（4）B
（5）净化
（6）高温下，用铝粉还原MO3得到金属钼和氧化铝，化学方程式为：MO3+2Al高温__M+Al2O3
5．层状结构MS2薄膜能用于制作电极材料。MS2薄膜由辉钼矿(主要含MS2及少量FeO、SiO2)制得MO3后再与S经气相反应并沉积得到，其流程如下。
回答下列问题：
（1）“焙烧”产生的SO2用NaOH溶液吸收生成NaHSO3的离子方程式为 。
（2）“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵[(NH4)2M2O7]溶液，为提高“浸取”速率，可采用的措施是 (举一例)。
（3）“灼烧”过程中需回收利用的气体是 (填化学式)。
（4）在650℃下“气相沉积”生成MS2的反应需在特定气流中进行，选用Ar而不选用H2形成该气流的原因是 。
（5）层状MS2晶体与石墨晶体结构类似，层状MS2的晶体类型为 。将Li+嵌入层状MS2充电后得到的LixMS2可作电池负极，该负极放电时的电极反应式为 。结合原子结构分析，Li+能嵌入MS2层间可能的原因是 。
【答案】（1）SO2+OH−=HSO3−
（2）将固体粉碎
（3）NH3
（4）H2和S在加热条件下发生生成H2S
（5）混合晶体；LixMS2−xe−=MS2+xLi+；Li+为Li失去一个电子形成，原子半径小
6．以软锰矿与黄铁矿为主要原料制备高品质MnO2的工艺流程：
已知：①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2，还均含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物；
②该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH：
回答下列问题：
（1）基态Fe2+的价层电子排布图为 。
（2）“酸浸”过程中，为提高反应速率可以采取的措施有 （写一条）。
（3）“酸浸”加入H2SO4后，主要反应的离子方程式：
2FeS2+3MnO2+12H+ __2Fe3++3Mn2++4S↓+6H2O
2Fe2++MnO2+4H+ __2Fe3++Mn2++2H2O
滤渣1的主要成分为S、 ，加入H2O2后迅速产生大量气泡，可减少滤渣1在矿粉表面的附着，有利于酸浸。分析迅速产生气泡的原因： 。
（4）“调pH”操作中需调节溶液pH范围为4.7～6.0，此时滤渣2的主要成分为 （填化学式）。
（5）“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为 。
（6）利用惰性电极电解H2SO4−MnSO4−H2O体系获得MnO2的机理如左图所示，硫酸浓度与电流效率η的关系如右图所示。硫酸浓度超过3.0ml⋅L−1时，电流效率η降低的原因是 。（η=实际产物的质量理论上产物的质量×100%）
【答案】（1）
（2）将矿石粉碎；适当升高温度；适当提高酸的浓度；机械搅拌
（3）SiO2，CaSO4；MnO2或Fe3+或Mn2+等作催化剂，加快H2O2的分解
（4）Al(OH)3，Fe(OH)3
（5）Mn2++2HCO3− __MnCO3↓+CO2↑+H2O
（6）从电极反应来看，H+浓度太大，不利于反应ⅲ正向进行，MnOOH直接与H+反应
7．某钴土矿主要含有镍(Ni)、钴(C)、铁(Fe)、铝(Al)、钙(Ca)、硅(Si)等元素的氧化物，一种综合回收利用钴土矿的部分流程如下：
已知：①25℃时，相关金属离子[c(Mn+)=0.1ml⋅L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
②氧化前后，溶液中Ni、C元素的化合价均为+2价。
（1）“酸浸”时，滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（2）“除铁、铝”时，应控制溶液pH范围为 ，使用NaOH溶液可将滤渣2中铁、铝元素分离，涉及化学方程式为 。
（3）“沉钴”时，滤渣3的成分为亚硝酸钴钾(K3[C(NO2)6])，同时有无色气体（遇空气变为红棕色）生成，写出“沉钴”步骤的离子方程式 。
（4）亚硝酸钴钾(K3[C(NO2)6])的中心离子的配位数为 ，配体中配位原子(N)的杂化方式为 。
（5）C的一种氧化物C3O4是重要的化工原料。C3O4晶体为尖晶石结构，其晶胞结构如下图所示。已知晶胞边长为apm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体中C2+与C3+的个数比为 ，晶体的密度为 g⋅cm−3（列出计算式）。
【答案】（1）SiO2、CaSO4
（2））4.7~6.9；Al(OH)3+NaOH __NaAlO2+2H2O
（3）3K++C2++7NO2−+2H+ __K3[C(NO2)6]↓+NO↑+H2O
（4）6；sp2
（5）1：2；16×32+59×24NA(a×10−10)3
8．高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图。回答下列问题：
相关金属离子[c(Mn+)=0.1ml⋅L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
（1）为了加快溶浸效果，可采取的措施有 （任写一条）；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，写出该反应的离子方程式 。
（3）滤渣2除了含有Al(OH)3还含有 。
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是 。
（5）写出“沉锰”的离子方程 。
（6）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCyMnzO2，其中Ni、C、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=13时，z= 。
【答案】（1）将矿物碾碎；MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
（2）MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
（3）Fe(OH)3
（4）NiS和ZnS
（5）Mn2++2HCO3−=MnCO3↓+CO2↑+H2O
（6）13
9．氧化铈（CeO2）是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿（含CeFCO3、BaO、SiO2等）为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：
已知：①稀土离子易与SO42-形成复盐沉淀，Ce3+和SO42-发生反应：Ce2（SO4）3+Na2SO4+nH2O=Ce2（SO4）↓；
②硫脲：SH2NC‖NH2具有还原性，酸性条件下易被氧化为（SCN2H3）2；
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀；
④Ce2（CO3)3为白色粉末，难溶于水。
回答下列问题：
（1）滤渣A的主要成分是 （填写化学式）。
（2）在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。
（3）焙烧后加入稀硫酸浸出，为提高Ce的浸出率，需控制硫酸浓度不能太大的原因是 。
（4）加入硫脲的目的是将CeF22+还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。
（5）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。
（6）下列关于步骤④的说法正确的是____（填字母）。
A．该步骤发生的反应是2Ce3++6HCO3−=Ce2（CO3）3↓+3CO2↑+3H2O
B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度
C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+，需要将滤液循环以提高产率
（7）取所得产品7.00gCeO2溶解后配成250mL溶液。取25.00mL该溶液用硫酸亚铁铵【（NH4）2Fe（SO4）2】溶液滴定，滴定时发生反应Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液18.50mL，则该产品的纯度为 。（保留三位有效数字）。
【答案】（1）BaSO4、SiO2
（2）4CeFeO3+4NaHCO3+O2高温__4NaF+4CeO2+8CO2+2H2O
（3）硫酸根离子浓度过大时，容易和Ce3+发生反应生成沉淀，从而使浸出率降低
（4）S2CeF22++2H2NC‖NH2=2Ce3++（SCN2H3）2+2HF+2F−
（5）防止Ce3+被氧化
（6）A；C
（7）90.9%
10．一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶（SrCl2·6H2O）”的工艺流程如下：
（1）锶与钙元素同主族。金属锶应保存在 中（填“水”、“乙醇”或“煤油”）。
（2）天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶，该过程的化学方程式为 。
（3）工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质。“滤渣”的主要成分是 。
（4）“重结晶”时蒸馏水用量（以质量比mH2O：mSrO表示）对Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为 ，当质量比大于该比值时，Sr(OH)2·8H2O产率减小，其原因是 。
（5）水氯镁石是盐湖提钾后的副产品，其中SO42-含量约为1%，“净化”过程中常使用SrCl2除杂，写出该过程的离子方程式 。
（6）将精制氢氧化锶完全溶于水，与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间，下列判断MgCl2是否反应完全的最简易可行的方法是____（填标号）。
A．反应器中沉淀量不再增加
B．测定不同时间反应液pH
C．测定Sr2+浓度变化
D．向反应器中滴加AgNO3溶液观察是否有沉淀
（7）若需进一步获得无水氯化锶，必须对SrCl2·6H2O(M=267g·ml-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水，失重达33.7%，此时获得的产物化学式为 。
【答案】（1）煤油
（2）SrSO4+4CSrS+4CO↑
（3）Ca(OH)2，MgO
（4）8：1；随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小
（5）SO42-+Sr2+= SrSO4↓
（6）B
（7）SrCl2·H2O
11．以某工业废锰渣(含MnO2及少量KOH、MgO、Fe2O3)为原料制备MnSO4晶体，其工艺流程如下：
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀(c≤10-5ml/L)的pH如表所示：
（1）“反应I”中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+。滤渣1的主要成分除FeS2外，还有一种相对分子质量为192的单质，该物质的化学式为 。
（2）“反应I”的离子方程式为 。
（3）“某碳酸盐”的化学式 ，加热的目的是 。
（4）为检验MnSO4受热分解是否生成SO2或SO3，某同学设计探究实验装置如图所示：
①装置B、C、D中的溶液依次为 （填字母）。
a．Ba(NO3)2b．BaCl2c．品红 d．浓硫酸e．Ca(OH)2 f．NaOH
②实验结束时，为防止倒吸，正确的操作方法是 。
（5）测定产品纯度。取制得的MnSO4晶体0.1510g，溶于适量水中，加硫酸酸化；用过量NaBiO3（难溶于水）将Mn2+完全氧化为MnO4−，过滤；洗涤未溶解固体2-3次，向滤液中加入Na2C2O4固体0.5360 g，振荡，充分溶解并反应后，用0.0320 ml·L-1KMnO4溶液滴定(MnO4−被还原为Mn2+)，用去20.00 mL。已知：Mr(Na2C2O4)=134，Mr(MnSO4)=151。
①计算产品中MnSO4的质量分数 （保留两位有效数字）。
②为提高测定的精度，应补充的实验操作 。
【答案】（1）S6
（2）3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O
（3）MnCO3；促进Fe(OH)3胶体聚沉，或促进产生Fe(OH)3沉淀
（4）b c f；先停止加热，继续通N2至装置冷却到室温再停止通N2
（5）96%；将2～3次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并，重复实验2～3次
12．钕铁硼废料是一种具有较高经济价值的废弃物，主要成分为稀土元素钕（Nd）、Fe、B.一种采用分步沉淀从钕铁硼油泥中回收Nd2(C2O4)3⋅10H2O和FeC2O4⋅2H2O的工艺流程如图：
已知：①200℃下氧化焙烧，钕铁硼废料中钕和铁主要以Nd2O3和Fe2O3的形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应.
②H2C2O4易与Fe3+形成多种配合物离子，易与Fe2+形成FeC2O4⋅2H2O沉淀.
回答下列问题：
（1）“预处理”是洗去钕铁硼表面的油污，可选择 （填化学式）溶液.
（2）“滤渣1”的主要成分是 （填名称）.“浸出”时，盐酸浓度和固液比对钕、铁的浸出率影响如图所示，则浸出过程的最佳条件是 .
（3）写出“沉钕”时生成沉淀的离子方程式： .
（4）“沉铁”时，加入铁粉的作用是 .
（5）FeC2O4⋅2H2O晶体结构片段如图所示.其中，Fe2+的配位数为 ；碳原子采用 杂化.现测定草酸亚铁晶体纯度.准确称取Wg样品于锥形瓶，加入适量的稀硫酸，用cml⋅L−1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液bmL.滴定反应：FeC2O4+MnO4−+H+→Fe3++CO2+Mn2++H2O（未配平）.该样品纯度为 %.
【答案】（1）NaOH（或热的Na2CO3）
（2）硼；6ml⋅L−1的盐酸、固液比为5：1
（3）2Nd3++3H2C2O4+10H2O=Nd2(C2O4)3⋅10H2O↓+6H+
（4）将Fe3+还原为Fe2+，与溶液中的草酸根生成FeC2O4⋅2H2O的沉淀
（5）6；sp2；30bcW
13．绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
（1）高温连续氧化工序中被氧化的元素是 (填元素符号)，Cr元素在元素周期表中的位置 ，
（2）滤渣I的主要成分是 (填化学式)。
（3）工序③中发生反应的离子方程式为 。
（4）物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为 。钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 (填“吸收光谱” 或“发射光谱”)。
（5）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为 。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5ml•L-1为沉淀完全；Al(OH)3+OH-⇌Al(OH)4−：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[Al(OH)3]=10-33)
（6）基态Al原子的核外电子排布式为 。Fe的晶胞结构如图所示，已知NA表示阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数为a nm，则Fe晶胞的密度为 g•cm-3(用含NA和a的代数式表示)。
【答案】（1）Fe、Cr；第四周期第VIB族
（2）MgO、Fe2O3
（3）2Na++2CrO42−+2CO2+H2O=Cr2O72−+2NaHCO3↓
（4）4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO3高温__8Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O；发射光谱
（5）8.37
（6）1s22s22p63s23p1；2×56NAa3×10−21
14．金属铼广泛用于航空航天等领域．工业上用富铼渣（铼元素主要以ReS2形式存在，砷主要以As2S3形式存在）制取铼粉．工艺流程如下：
已知：常温下lgKb(NH3⋅H2O)=−4.7；As为第四周期第ⅤA族元素；高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水．
回答下列问题：
（1）As的简化电子排布式为 ．
（2）“氧化”时铼转化为强酸高铼酸(HReO4)．“滤渣1”的主要成分是硫单质．写出“氧化”时ReS2发生反应的离子方程式： ．
（3）综合考虑，富铼渣“氧化”中浸出温度选择20~25℃为宜，原因是 ．
（4）常温下，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的pH=9.0，则溶液中c(NH4+) c(NH3⋅H2O)（填“>”“
（5）重结晶；晶体
（6）氨气
（7）顶角；6
15．碱式氧化镍(NiOOH)为镍氢电池的正极材料。用含镍废渣（主要成分为NiO、Fe3O4。还含有少量的CuO、Cr2O3、SiO2等杂质）为主要原料制取NiOOH的工艺流程如图1所示。
已知：①部分金属硫化物的Ksp (25℃)为Ksp(FeS)=6.3×10-18、Ksp(CuS)=6.3×10-36。
②当溶液pH>12时，Cr(OH)3会转化为CrO2-。
回答下列问题：
（1）Fe、Ni元素在周期表位于 区。与Cr原子具有相同最外层电子排布的基态原子还有 。
（2）“酸浸”后所得废渣的主要成分为 （填“化学式”）；除铜步骤的离子方程式为 。
（3）“氧化”时，若用稀硝酸代替过氧化氢氧化Fe2+，从环保角度分析其 （填“是合理的”或“是不合理的”），理由是 。
（4）黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6，其属于 （填“正盐”“酸式盐”或“碱式盐”）。“沉铁”时，加入Na2CO3溶液的目的是 。
（5）“沉镍”时，加入NaOH溶液调节pH至13，滤液中的Cr2(SO4)3转化为NaCrO2，写出该反应的离子方程式 。
（6）“灼烧”反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
【答案】（1）d；M
（2）SiO2；Cu2++FeS=CuS+Fe2+
（3）是不合理的；稀硝酸被Fe2+还原为NO污染环境
（4）碱式盐；调节溶液pH使Fe3+转化为黄钠铁矾沉淀
（5）ClO-+2Ni2++4OH-＝2NiOOH↓+Cl-+H2O
（6）1：4
16．赤泥含有Sc2O3(氧化钪)、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，以赤泥为原料提取钪(Sc)、氧化钪(Sc2O3)的流程如下：
已知：①P2O4为磷酸酯萃取剂；②Sc3+易水解；③Ksp[Sc(OH)3]=8.00×10-31。
请回答下列问题：
（1）滤渣主要成分是 (填化学式)。
（2）“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是 。
（3）“回流过滤”中SOCl2作用有将Sc(OH)3转化成ScCl3、作溶剂和 。
（4）“热还原”的化学方程式为 。
（5）利用ScCl3制备Sc2O3的方法是ScCl3溶于水，加入草酸产生草酸钪沉淀，过滤洗涤灼烧(空气中)草酸钪得到Sc2O3。灼烧草酸钪的副产物主要是 。(填化学式)。
（6）P2O4萃取浸出液，其浓度、料液温度对萃取率的影响如下所示，萃取时P2O4最佳浓度及料液温度分别为 ， 。若“洗涤”操作于实验室中进行，所需玻璃仪器有 。
（7）已知：c(Sc3＋)≤1.0×10-5ml·L-1时表明完全沉淀，萃取剂混合液的pH为6时是否完全沉淀？ (填“已完全沉淀”或“未完全沉淀”)，通过计算作出判断： 。
【答案】（1）SiO2
（2）盐酸易挥发，“酸浸”时温度过高，会使氯化氢大量挥发，盐酸浓度减小
（3）抑制Sc3+水解
（4）2ScCl3+3Mg高温__2Sc+3MgCl2
（5）CO2
（6）3%；65℃；分液漏斗、烧杯
（7）已完全沉淀；c(Sc3+)=Ksp[SC(OH)3]c3(OH−)=8.00×10−31(1×10−8)3=8.00×10−71.5后，铟萃取率随pH值的升高而下降，原因是 。
（6）“置换铟”时，发现溶液中残留溶解的As2O3也与Zn反应，会有少量的气体AsH3生成，该过程的离子方程式为 。
（7）整个工艺流程中，可循环利用的溶液是 。
【答案】（1）30℃、5min
（2）PbSO4、SiO2
（3）2Fe3++2S2O32−=2Fe2++S4O62−
（4）2.73
（5）当溶液pH>1.5后，溶液中的铟离子发生水解，形成难被P2O4萃取的粒子，导致铟萃取率下降
（6）As2O3+6Zn+12H+=2AsH3↑+6Zn2++3H2O
（7）萃余液
21．电池级碳酸锂是制造LiCO2等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO42−等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程如图：
已知：①HR为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe3+，萃取时发生反应可表示为：Fe3++3HR⇌FeR3+3H+；
②常温时，1ml·L-1LiOH溶液的pH=14。
回答下列问题：
（1）“有机层”的主要成分为 (填化学式，下同)；“滤渣1”中含有的物质为 ；使用HR萃取剂时，需加入一定量的NaOH进行处理，其目的是 。
（2）某种HR的结构简式为，该分子中可能与Fe3+形成配位键的原子有 。
（3）加适量草酸的目的 。
（4）“混合沉锂”的离子方程式为 。
（5）Li2CO3与C3O4在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCO2)。写出对应的化学方程式 。
（6）钴酸锂(LiCO2)是常见的锂离子电池正极材料，其晶胞结构示意图如下图所示，各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。
①基态C原子核外电子排布式为 。
②该晶胞密度为 g·cm-3。(写出计算式，阿伏加德罗常数为NA)
【答案】（1）FeR3和HR；Li2CO3、MgCO3；消耗萃取反应时生成的H+，促进萃取反应的正向进行，提高萃取率
（2）O、N
（3）使钙离子生成草酸钙，便于除掉
（4）2Li++HCO3−+OH-=H2O+Li2CO3↓
（5）6Li2CO3+4C3O4+O2Δ__12LiCO2+6CO2
（6）[Ar]3d74s2；2.94×10−23NAa2b
22．某锂离子二次电池的正极材料主要为LiCO2，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通过如下流程利用废旧锂离子电池制备草酸钴晶体(CC2O4⋅xH2O)：
已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全(c=1×10−5ml⋅L−1)的pH见下表：
回答下列问题：
（1）“酸浸还原”步骤，LiCO2发生的反应中氧化产物为硫酸盐，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（2）“滤渣”成分是 。“水解净化”时，温度不宜超过70℃，原因是 。
（3）“氧化沉铁锰”中，反应生成MnO2的离子方程式为 。
（4）利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离C2+。研究水相pH对金属离子分离的影响，所得结果如下图所示，其中分离因素β越大，表明萃取剂对不同离子分离效果越好。
图1 水相pH对萃取率的影响 图2 水相pH对分离因素β的影响
由图可知，萃取时的最佳水相pH为____（填字母）。
A．2.5B．3.0C．3.5D．4.0
（5）“沉钴”适宜温度为50℃，温度过高会使C2+沉淀率下降，可能的原因是 。
（6）采用热重分析法测定草酸钴晶体样品所含结晶水数目，将样品加热到140℃时失掉1个结晶水，失重9.84%。CC2O4⋅xH2O中x= 。
【答案】（1）8：1
（2）Al(OH)3；避免NH4HCO3受热分解
（3）Mn2++ClO−+H2O __MnO2↓+2H++Cl−
（4）C
（5）温度过高，CC2O4的溶解度增大
（6）2
23．烟道灰中含有MnO、CuO、Fe2O3、ZnO等，分离回收其中的金属资源可有效缓解矿藏资源不足的问题。分离回收时的流程如下：
已知：
①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示．
②ZnO的化学性质与Al2O3相似。常温下，水溶液中不同形式含锌微粒物质的量浓度的对数(lgc)与pH的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）基态Fe原子、Mn原子核外未成对电子数之比为 ．
（2）试剂X可能为____．
A．NaOH溶液B．氨水C．Na2CO3溶液D．稀H2SO4
（3）步骤M的目的是 ；
（4）步骤M后应调节pH的范围为 ；不同pH，含Zn微粒在体系中的存在形式不同，依据图a数据，求该温度下Zn(OH)2的Ksp为 ．
（5）Mn(OH)2在空气中易被氧化为Mn3O4，反应的化学方程式为 ．
（6）某实验室设计了如图b所示装置，通过通入NH3来制备N2H4。双极膜是阴、阳复合膜，层间的H2O解离成OH−和H+并可分别通过阴、阳膜定向移动。
石墨电极反应式为 ．
【答案】（1）4：5
（2）A
（3）将Fe2+全部氧化成Fe3+
（4）3.2≤pH