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2025年高考化学常考点必杀题（新高考通用）题型10 工艺流程题（25题）-高考化学常考点必杀题（新高考通用）含解析答案
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这是一份2025年高考化学常考点必杀题（新高考通用）题型10 工艺流程题（25题）-高考化学常考点必杀题（新高考通用）含解析答案，共65页。试卷主要包含了重铬酸钾是一种用途广泛的化合物，氮化镓具有优异的光电性能，Ag、是两种重要的化工产品等内容，欢迎下载使用。
题型10工艺流程题(25题)
1．碳酸钴是一种无机化合物，其化学式为CCO3。它是一种重要的钴盐，常用于电池、催化剂等领域。工业上以钴矿[主要成分是C2O3]为原料制取碳酸钴的工艺流程如图：
已知：①浸取液中含有等阳离子
②25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见表：
③的
回答下列问题：
(1)C原子的原子序数为27，其基态原子的价电子排布式为 。
(2)浸取钴矿石前，需要浆化处理，原因是 。
(3)除杂过程中，若加入过量溶液会产生有毒气体，有人提出用压缩空气代替溶液，则通入压缩空气后发生反应的离子方程式为 ，调节后，若溶液中，此时的范围是 。
(4)萃取剂和能发生反应：。萃取时，适当增大溶液萃取率会增大，其原因是 。
(5)反萃取时需向萃取液中加入 (填写化学式)，该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。
(6)一种含的氧化物晶胞结构如图所示，已知在该氧化物中原子半径为原子半径为，它们在晶体中是紧密接触的。用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式即可)。
2．是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，木材和皮革的保存剂。由菱锌矿(主要成分为，还含有少量：、、、、、PbO，、CdO和)制备流程如下：
已知：常温下，部分金属阳离子沉淀的pH如下表。
回答下列问题：
(1)加硫酸浸取后再调节pH=5，过滤获得的滤渣①的主要成分为、、、 和 。
(2)加入溶液后过滤可以得到和两种沉淀，发生反应的离子方程式为 ，常温下，此时溶液pH仍为5，则溶液残留的微量的浓度约为 ml/L⋅，根据“转化过滤”过程，推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池，则电势较高的一极为 。
(3)“脱钙镁”后“过滤”所得的滤渣还可以和浓硫酸反应制备HF以循环使用，则该反应可以发生的原因是 。
(4)脱完钙和镁之后的滤液中含有少量的，的溶解度曲线如图。由滤液④获得的具体操作为 。
(5)ZnS存在如图所示的两种晶胞类型，则两种晶胞的密度之比为 (用含a、b、c的代数式表示)。
3．现以铅蓄电池的填充物铅膏(主要含PbSO4、PbO2、PbO和少量FeO)为原料，可生产三盐基硫酸铅(PbSO4·3PbO·H2O)和副产品Fe2O3·xH2O，其工艺流程如下：
已知：，，具有两性，PbO2有强氧化性。
(1)铅和碳同主族，与Cs同周期，则铅的外围电子轨道表示式为 。
(2)“转化”后的难溶物质为PbCO3和少量PbSO4，则PbO2转化为PbCO3的离子方程式为 ，滤液1中和的浓度之比为 。
(3)在50～60℃“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为 。“合成”需控制溶液的pH不能大于10的原因为 。
(4)根据图2所示的溶解度随温度的变化曲线，由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7，然后蒸发浓缩、 ，洗涤后干燥
(5)大型客机燃油用四乙基铅作抗震添加剂，但皮肤长期接触对身体有害。是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，其晶体类型属于 晶体。已知晶体的堆积方式如图3，则其在xy平面上的二维堆积中的配位数是 。
4．高铼酸铵()是一种重要的化工原料，能用于制各石化工业炼油厂的重整催化剂。以钼精矿(主要成分有、，还含有、、、等杂质)为原料制各的工艺流程图如下。
已知：
①“氧压碱浸”的主要产物有、、；
②“水相1”中的阴离子主要是和；
③。
回答下列问题：
(1)M位于元素周期表的第五周期第ⅥB族，其价层电子排布为 ；的主要用途有(写一点) 。
(2)“氧压碱浸”在高温条件下进行，写出转化为的化学方程式： 。
(3)“调酸”的pH大约为5，则“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(4)若“萃取”发生的反应为，则“反萃取”的化学方程式为 。
(5)“除磷”过程中按物质的量之比加入，充分反应后，= 。
(6)“操作X”的具体操作为 ，过滤、洗涤、干燥，即可得到晶体。
5．二氧化铈（）是一种典型的金属氧化物，具有较强的氧化性广泛应用于多相催化反应，并作为汽车尾气净化的三效催化剂的重要组成成分。以氟碳铈矿（主要含、等）为原料制备的一种工艺流程如下图所示：
已知：①“氧化焙烧”后，Ce元素转化为和；②滤液A中含：、等离子。
回答下列问题：
(1)滤渣A的主要成分是 （填化学式）；“酸浸”不用盐酸的理由是 （答一点即可）。
(2)“系列操作”包含以下几个过程：已知：不能溶于有机物TBP；能溶于有机物TBP，且存在反应：。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是 ，“有机层B”中发生反应的离子方程式为 。水层中的一种溶质，理论上可以在工艺流程图中的 工序中循环利用，减小“调pH”工序中的用量，节约生产成本。
(3)“调pH”中，要使沉淀完全（通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全），应控制pH大于 （已知25℃时）。
(4)“氧化”中，NaClO转化为NaCl，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)二氧化铈立方晶胞如图所示，则铈原子Ce在晶胞中的位置是 ；晶体中一个Ce周围与其最近的O的个数为 。
6．重铬酸钾是一种用途广泛的化合物。工业上以铬铁矿[主要成分为，还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾的一种工艺流程如图。回答下列问题：
已知：氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和。
(1)焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是 ，滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料，则焙烧时发生反应的化学方程式为 。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是 。
(3)“除杂”时需加热，其目的是 。
(4)“电解”是利用膜电解技术(装置如图所示)，将转化为。阳极池发生反应的总的离子方程式为 。
(5)加入饱和溶液后蒸发结晶，能得到的原因是 。
(6)该流程中，能循环利用的物质有 (填化学式) 。
(7)以铬铁矿为原料，按照此流程最终得到，若原料利用率为，则该铬铁矿中铬的百分含量[以计]为 (保留三位有效数字)。
7．氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备氮化镓(GaN)，部分工艺流程如下：
已知：①Ga与Al同主族。
②常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH和金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表：
(1)为提高浸出率，可采用的方法是 (填一种方法即可)。
(2)基态镓原子的价层电子排布图为 。GaN的熔点为1700℃，晶胞如图所示，GaN的晶体类型为 。
(3)利用炼锌矿渣所获得的三种金属盐，分别为镓盐、FeCl2和 (填化学式)。
(4)处理浸出液时，将溶液的pH调节至5.4，此时溶液中Fe3+的浓度为 。
(5)“溶解还原”步骤中需要加入一定量的铁粉，进行该操作的主要目的是 。
(6)“高温合成”操作中Ga(CH3)3与NH3反应生成GaN的化学方程式为 。
(7)下图可表示氮化镓与铜组装成的人工光合系统的工作原理。请写出铜电极上的电极反应式 。
8．氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要成分是，含、等杂质)为原料制备流程如图所示：
已知：①酸浸后溶液中的金属离子有和
②时已知几种金属离子沉淀的如表所示：
请回答下列问题：
(1)“焙烧”时生成三种氧化物，其中金属氧化物的化学式为 。
(2)焙烧产物中的在有氧条件下利用石灰石浆液吸收可制得一种副产品 。(填化学式)
(3)流程中，若无“还原”工序，造成的后果是 。
(4)已知有两种同分异构体，则“沉铁”过程中生成的的空间结构是 。
(5)“灼烧”工序的化学方程式是 ，“煅烧”时通入的作用是 。
(6)“煅烧”得到氧缺位体时，不同温度范围内，发生变价的金属元素不同，某温度下制得的氧缺位体质量为原质量的，则 。
(7)氧缺位体催化分解水制氢可分为两步：
第一步： (完成方程式)；
第二步：。
9．氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色等。工业上常用辉铋矿(主要成分是，还含有少量、铁的氧化物等杂质)为原料制备氯氧化铋。
已知：①在时开始水解，时几乎完全水解为白色的BiOCl沉淀；
②该工艺下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。
(1)铋与氮同主族，且位于元素周期表的第六周期，基态Bi的价电子排布式为 。
(2)“浸渣”的主要成分是S和 ，“浸取”时生成S的离子方程式为 。
(3)“充分搅拌”时加入盐酸羟胺的目的是 。
(4)加入碳酸钠粉末制取BiOCl时，溶液pH值需控制的合理范围为 ，发生反应的化学方程式为 。
(5)氯氧化铋(BiOCl)可用作钾离子电池(有机物作离子导体)的负极材料，充电时嵌入，BiOCl被还原为Bi，则阴极的电极反应式是 。
(6)铋的一种氧化物的立方晶胞结构如图所示，已知最近的两个铋离子之间的距离为，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为 (列出计算式即可)。
10．Ag、是两种重要的化工产品。某小组以含的废定影液为原料制备Ag和的流程如下。
请回答下列问题：
(1)现用15 ml⋅L浓硝酸和水以体积比1∶1的比例配制100 mL的硝酸，简述其操作是 。
(2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(3)“酸溶”中制备的离子方程式为 。
(4)粗银提取纯Ag分两步进行：第一步，用物理方法即 除去大量Fe粉；第二步，将含少量Fe粉的银溶于盐酸，经 （填实验操作名称）、水洗、干燥得到纯银。
(5)“沉银1”发生的反应：，该反应的平衡常数为 （结果保留两位有效数字）。
已知：的平衡常数，。
(6)利用重结晶法从“沉银1”的滤液中提取大苏打，测定大苏打纯度。称取W g产品溶于水配制成250 mL溶液，准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，滴加几滴淀粉溶液，用c ml⋅L溶液滴定至终点，消耗溶液V mL。已知滴定反应：，该产品中的质量分数为 （用含c、V、W的式子表示）。三次平行实验发现，测得的产品纯度均大于实际值（实验操作均正确），其原因可能是 。
(7)银晶胞为面心立方最密堆积晶胞，如图所示。该晶胞中原子空间利用率为______（填标号）。（提示：原子空间利用率=原子总体积与晶胞体积之比）
A．B．C．D．
11．ZnO是一种难溶于水的白色固体，在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂，医药上用于制软膏、橡皮膏等。工业上由菱锌矿（主要成分为、ZnO，还含有少量、FeO、、等杂质）制备ZnO的工艺流程如图所示：
已知：①常温下：，；
②“溶浸”后的溶液所含金属离子主要有：、、、；
③氧化性顺序：。
回答下列问题：
(1)基态Zn原子的最高能层符号为 。
(2)滤渣1的化学式是 ，“溶浸”过程中发生反应的离子方程式是 。
(3)“氧化”时适当加热，其目的是 ，但温度不能过高，其原因是 。
(4)已知“氧化”后溶液中，“调pH”的pH范围是 （保留两位有效数字）。（已知：溶液中离子浓度小于等于时，认为该离子沉淀完全。）“还原”时加入锌粉的目的是 。
(5)有机萃取剂HA与反应的化学方程式为，则“反萃取”时加入试剂X的化学式是 。
(6)在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是 ，“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为]，碱式碳酸锌升温过程中固体的质量变化如图所示。350℃时，剩余固体中已不含碳元素，则剩余固体的成分是 （填化学式）。
12．一种利用富锂卤水(含Li+、Na+、Mg2+、Cl-、硼酸根等)中制备碳酸锂的工艺如下：
已知：室温下相关物质的Ksp如下表。
(1)i中，操作的名称是 。
(2)ii可除去80%的Mg2+，该过程中生成Mg2(OH)2CO3反应的离子方程式为 。
(3)iii中，得到的沉淀3的成分有 。
(4)有人提出：可省略向溶液3中加入草酸钠这一步，该建议 (填“可行”或“不可行”)，理由是 。
(5)一种测定碳酸锂产品纯度的方法如下：
步骤I．取agLi2CO3产品，加入c1ml/LV1mLH2SO4标准溶液，固体完全溶解；
步骤II．加热溶液，缓缓煮沸一段时间后自然冷却至室温；
步骤III．以酚酞为指示剂，用c2ml/LNaOH标准溶液滴定至终点，消耗溶液体积为V2mL。
①已知：杂质不与H2SO4、NaOH溶液反应。Li2CO3的摩尔质量为74g/ml。该Li2CO3产品纯度为 (写出计算式，用质量分数表示)。
②步骤II的目的是 ；若省略步骤II，直接进行步骤III，将导致测得的Li2CO3产品纯度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)纯化Li2CO3粗品
将Li2CO3转化为LiHCO3后，用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH，再转化得电池级Li2CO3.电解原理如图所示：
阳极的电极反应式是 ，该池使用了 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
13．黄丹粉可外用拔毒生肌、杀虫止痒等。以铅膏(主要成分、、PbO、Pb，还有少量等)为原料制备黄丹粉的流程如下：
已知常温下，几种难溶电解质的溶度积常数如下表：
回答下列问题：
(1)“脱硫”中，为了提高反应速率宜采用的措施有 (填两条)。
(2)已知平衡常数大于10⁵的反应为不可逆反应(完全反应)。通过计算说明能完全转化为的原因： ；开始转化的条件是 。
(3)已知：易溶于水、难电离。“酸浸”中，如果用浓盐酸替代醋酸，会产生有毒气体，写出生成该气体时发生反应的离子方程式： (不考虑转化为)。
(4)若“还原”时用木炭替代，其主要缺点是 。
(5)已知：“还原”步骤中测得如下数据：(甲)PbO起始质量为x g；(乙)消耗总体积为V L(折合标准状况)(假设上述反应完全)。选择上述数据，计算理论上所得铅粉的质量 g。
(6)铅晶胞结构如图所示。已知为阿伏加德罗常数的值，铅晶体密度为ρ g⋅cm，则铅原子半径为 nm。
14．稀土金属(RE)属于战略性金属，我国的稀土提炼技术位于世界领先地位。一种从废旧磁性材料[主要成分为铈(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的杂质]中回收稀土金属Ce的工艺流程如图所示。
已知：①Ce(H2PO4)3难溶于水和稀酸。②常温下，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16.4，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32.9，Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20。③当溶液中的金属离子浓度小于或等于10-5ml/L时，可认为已沉淀完全。
(1)为提高酸浸的速率，可采取的措施为 (写一条即可)。
(2)常温下，“酸浸”后测得溶液中c(Fe2+)=1.0ml/L，c(Ce3+)=0.01ml/L，则“沉Ce”时，为了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要调节溶液的pH范围为 。
(3)“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应的离子方程式为 ，“滤液2”中铝元素的存在形式为 (填化学式)。
(4)“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和一种无毒的气体，发生反应的化学方程式为 。
(5)某稀土金属氧化物的立方晶胞如图所示，则该氧化物的化学式为 ，距离RE原子最近的O原子有 个。若M(晶胞)=Mg/ml，晶胞边长为anm，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度为 g/cm3(列出计算式)。
15．湿法炼锌的工业废水中主要阳离子有Zn2+、H+、Tl+、Tl3+，废水除铊的工艺流程如图。
①能够在pH为0~14的范围内以离子态稳定存在，不易与形成沉淀。
②部分物质的如表：
③排放标准：Tl的含量低于。
回答下列问题：
(1)Tl的原子序数为81，在元素周期表中的位置为 ，价电子排布式为 。
(2)已知“氧化”步骤中被还原为，请写出该反应的离子方程式： ，反应后仍存在少量的。
(3)“预中和”步骤中加入至溶液的pH约为7，可减少“硫化”步骤中的使用量，还能减少 (填化学式)污染物的生成。
(4)“硫化”步骤的主要目的是除去 (填离子符号)。
(5)在“中和”步骤中，若要使溶液中的含量低于排放标准，请根据计算溶液的pH应大于 。
(6)“离子交换”步骤中可用普鲁士蓝(其摩尔质量为)中的与残余铊离子进行离子交换，进一步实现废水中铊的去除。普鲁士蓝晶胞的如下［未标出，其占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心］。若该晶体的密度为，则和的最短距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。
16．四氧化三锰()是一种可用于生产锂离子电池正极材料的原料。以天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含等元素)为原料制备高纯的工艺流程如下图所示。
该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下表：
回答下列问题：
(1)“氧化”中添加适量的的作用是 。(用离子方程式表示)
(2)“滤渣2”中主要有 ，“调”时溶液的范围应调节为 ~6.2之间。
(3)“除杂2”的目的是生成，沉淀除去。若溶液酸度过高，会导致 。
(4)常温下，利用表格中的数据，计算 。(已知)
(5)和氨水混合在下得到的的产率最高。若继续升高温度，会导致产率降低，原因可能是 。
(6)在“沉锰”时，可用尿素代替，同时控制温度在，写出尿素“沉锰”反应的离子方程式： 。
(7)金属晶体中的原子堆积方式如图所示，六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，的相对原子质量为M，则晶体的密度为 (已知，列出计算式即可)。
17．黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4.黏土钒矿采用以下工艺流程可制备偏钒酸铵(NH4VO3)。
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的pH如下表所示；
②钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数δ与pH的关系如图所示，
回答下列问题：
(1)NH4+的VSEPR模型是 形。
(2)“酸浸氧化”时，VO+、VO2+被氧化为VO2+，增大“酸浸氧化”速率的措施是 (任写一种)。
(3)“中和沉淀”时，滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及 。
(4)“沉淀转溶”时，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤液③中含有的阴离子有OH−以及 。
(5)①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量，原因为 。
②温度高于80℃时，沉钒率下降的原因是 (任写一种)。
(6)加热偏钒酸铵制备V2O5的化学方程式为 。
18．以方铅矿(主要含)和废铅膏(主要含)为原料联合提铅的一种流程示意图如下。
已知：i．
ii．
(1)浸出
时，加入过量的盐酸和溶液的混合液将铅元素全部以形式浸出。
①“浸出”过程中，发生的主要反应有：
I．
II．
III． (浸出的离子方程式)
②I生成的作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：
i．
ii． (离子方程式)
③充分浸出后，分离出含溶液的方法是 。
(2)结晶
向含的溶液中加入适量的冷水结晶获得，结合浓度商(Q)与平衡常数(K)的影响因素及大小关系，解释加入冷水的作用： 。
(3)脱氯碳化
室温时，向溶液中加入少量浓氨水调至，然后加入固体进行脱氯碳化。
①随着脱氯碳化反应进行，溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②脱氯碳化过程中，检测到。浊液转化为的最低 。
(4)还原
将溶于溶液可制备，反应：。制备高纯铅的原电池原理示意图如图所示。
①获得高纯铅的电极是 (填“正极”或“负极”)。
②电池的总反应的离子方程式是 。
③从物质和能量利用的角度说明该工艺的优点： 。
19．利用废镍催化剂(主要含金属及其氧化物)合成硫酸镍晶体的一种工艺流程如下：
常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表所示：
回答下列问题：
(1)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是 。
(3)若“转化”后的溶液中浓度为，则“调”应控制的范围是 。
(4)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系。
由溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)①三种元素二价离子的硫酸盐晶体的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为 ；
②中阴离子的空间构型为 ；
③丁二酮肟常用于检验。在稀氨水中，丁二酮肟与反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示：
该配合物中的配位数为 ；丁二酮肟分子中所含的第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
20．碘化镍()可用于制陶瓷等。以废镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)为原料制备碘化镍的流程如下：
已知：室温下，。
回答下列问题：
(1)滤渣1的成分是、 (填化学式)。滤渣2经过洗涤、干燥、 (填操作名称)可制铁红。
(2)“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液，的作用是 (用离子方程式表示)。
(3)“除钙”时，为确保滤液中，溶液中至少为 (保留两位有效数字)。
(4)“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是 (填离子符号)。
(5)“分解”过程中通入的作用是 。
(6)在空气中加热一定量的(相对分子质量为183)晶体，测得固体失重率(固体失重率＝)与温度的关系如图所示，300～400℃时发生反应的化学方程式为 。
21．钨是国防及高新技术应用中极为重要的功能材料之一，由黑钨矿[主要成分是钨酸亚铁()、钨酸锰()，少量Si、As元素]冶炼钨的流程如下：
已知：①钨酸()酸性很弱，难溶于水。
②水浸液含、、、等阴离子。
(1)“焙烧”前，粉碎黑钨矿的目的是 。
(2)滤渣的主要成分为两种金属氧化物，是、 。写出生成的化学方程式 。
(3)“净化”过程中，的作用是 。
(4)“还原”的总反应为 ，实验测得一定条件下，平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①该反应 0(填“>”或“<”)。
②由图可知，a点处 (填“>”或“<”或“=”)。
③900℃时该反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
(5)“还原”过程中，氧化钨会与水蒸气反应生成，其化学方程式为 。
(6)工业上可以采用铝热法还原黄钨()生产钨。已知、
①
②
则的 。
(7)钨酸钙可用于制闪烁计数器、激光器等，往“净化”后的溶液中加入石灰乳发生：，已知：常温下，、的沉淀溶解平衡曲线如图所示。当溶液中的完全沉淀()时，溶液 。
22．我国是世界上稀土资源最丰富的国家，冶炼提纯技术位于世界前茅。从某种磷精矿(主要成分为，含少量)分离稀土元素钪()的工业流程如下：
(1)钪的基态原子核外价电子排布式为 。
(2)“萃取”的目的是富集，但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。
①通过制得有机磷萃取剂，其中代表烃基，对产率的影响如下表。
由表可知：随中碳原子数增加，产率降低，请从结构的角度分析原因 。
②“反萃取”的目的是分离和元素。向“萃取液”中通入，的沉淀率随的变化如图。试剂X为 (填“”或“”)，应调节为 。
③反萃取时，通入得到沉淀的过程为：
i．
ii． (写出该过程的化学方程式)。
(3)草酸钪晶体在空气中加热，随温度的变化情况如图所示。250℃晶体主要成分是 (填化学式)，℃反应的化学方程式为 。
(4)的一种氢化物晶胞结构如图，晶体中H周围与其最近的的个数为 。为阿伏伽德罗常数的值，晶胞参数为，则该晶胞的密度为 。
23．湿法炼锌具有能耗低，生成产品纯度高等特点，其主要原料为锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，获得较纯锌锭的工艺流程如图：
已知：焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、、、CdO。
(1)铜原子的价层电子排布图为 。
(2)“酸浸”中滤渣主要成分为 。
(3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，然后反应速率显著增大，请解释产生此现象的原因： 。
(4)写出“赤铁矿除铁”过程中反应的离子方程式： 。
(5)“—萘酚净化除钴”先是把氧化成，并生成NO，与有机物发生化学反应生成红褐色稳定鳌合物沉淀。写出被氧化的离子方程式： 。
(6)“电解”工艺中，电解液常有较高浓度的会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和，生成CuCl沉淀从而除去。已知： ；。请通过具体数据说明上述的反应能完全进行的原因： 。
(7)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)，同时负极材料晶胞的组成变化如图所示。
①充电过程中ZnS到的电极方程式为 (x和y用具体数字表示)。
②若的晶胞参数为a nm，则EF间的距离为 nm。
24．铌的原子序数为41，其单质具有良好的超导性，可应用于原子能领域。烧绿石精矿可用于冶炼金属铌，某烧绿石精矿的成分为，其他不反应的杂质。从烧绿石中提取的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)在元素周期表中的位置是 。
(2)上述烧绿石中铌元素的含量为 。
(3)“酸浸”时，转化为的化学方程式为 。
(4)“沉淀”时，与氨水反应生成、 、。
(5)“还原”时，发生反应的化学方程式为 。
(6)“萃取”“反萃取”后都需要进行的分离操作是 。
(7)废液中的，在一定条件可转化为可溶于酸的难溶性盐。某温度下，用调节浊液的，测得体系中或与的关系如图所示。则该温度下难溶盐的溶度积常数为 。
25．某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料（含有LiCO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等）制备C2O3和Li2CO3。工艺流程如下：
固体已知：①常温时，有关物质如下表：
②常温时，的溶度积，该数值随温度升高而减小。
(1)LiCO2中C元素的化合价为 ；基态C原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”时发生反应：。
①补充完整上述离子方程式 ；
②旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，但易造成环境污染，原因是 。
(3)已知滤渣2中含有，则常温下滤液2中 ml/L。
(4)滤液3中含金属元素的离子主要是，通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为 。
(5)沉锂操作过程中的存在反应：，该操作中需将温度升高到90℃，原因是 。
(6)由进一步制得的具有反萤石结构，晶胞如图所示。
①在晶胞中的位置为 ；
②设阿伏加德罗常数的值为。晶胞的密度为b，则晶胞参数（棱长）为 pm。
金属离子
沉淀完全的
8.3
2.8
4.7
9.8
金属阳离子
开始沉淀pH
6.2
7.4
2.2
7.7
9.1
8.1
3.4
沉淀完全pH
8.2
8.9
3.2
9.7
11.1
10.1
4.7
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
Ga3+
开始沉淀pH
8.0
1.7
5.5
3.0
沉淀完全pH
9.6
3.2
8.0
4.9
萃取率(%)
0
99
0
97~98.5
金属氢氧化物
开始沉淀的
1.9
3.4
6.4
7.0
完全沉淀的
3.2
4.7
7.6
9.0
金属离子
开始沉淀的pH
1.9
7.2
沉淀完全的pH
2.9
8.2
化合物
MgCO3
Mg(OH)2
CaC2O4
CaCO3
Ca(OH)2
Li2CO3
Ksp
6.8×10-6
5.6×10-12
2.3×10-9
2.8×10-9
5.5×10-6
2.5×10-2
难溶电解质
物质
ZnS
金属离子
开始沉淀的
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
金属离子
Fe3+
Al3+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀pH
1.9
3.0
8.1
8.9
完全沉淀pH
3.0
4.7
10.1
10.9
物质
金属离子
开始沉淀时的
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时的
8.7
4.7
3.2
9.0
温度
低于30.8℃
30.8~53.8℃
53.8~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
产率/
82
62
20
物质
参考答案：
1．(1)
(2)增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行
(3) 4.7pH7.1
(4)增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，C2+萃取率会增大
(5) H2SO4 富集C2+，除去Mn2+
(6)
【分析】向钴矿[主要成分是C2O3]中加入盐酸，并通入SO2，结合信息①中浸出液含有的阳离子主要有C2+、Fe2+、Ca2+、Mn2+、Al3+等，工艺流程最终得到碳酸钴，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+并调节溶液的pH值，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤后所得滤液主要含有C2+、Ca2+、Mn2+，用NaF溶液除去钙，过滤后，向滤液中加入P507萃取剂对C2+进行萃取同时除去Mn2+，分液后对有机层进行C2+进行反萃取得到水层溶液即硫酸钴溶液，向硫酸钴溶液中加入碳酸钠溶液得到碳酸钴，过滤洗涤干燥即可，据此分析解题。
【详解】（1）C原子的原子序数为27，其基态原子的核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，则其价电子排布式为3d74s2，故答案为：3d74s2；
（2）浸取钴矿石前，对其进行浆化处理，可以增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行，故答案为：增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行；
（3）由分析可知，除杂过程中，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，故若通入压缩空气后实现同样的目的，则发生反应的离子方程式为，调节后，即是Fe3+、Al3+完全沉淀，而C2+、Mn2+不沉淀，若溶液中，此时pH应该4.7，溶液中c(OH-)==4×10-7.5ml/L，则c(H+)=2.5×10-7.5ml/L，即pH-=6.5+2lg2=7.1，故pH的范围是4.7pH7.1，故答案为：；4.7pH7.1；
（4）萃取剂和能发生反应：，萃取时，增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，C2+萃取率会增大，故答案为：增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，C2+萃取率会增大；
（5）由分析可知，增大溶液中H+浓度使得萃取平衡逆向移动即为反萃取，反萃取之后得到硫酸钴溶液，则反萃取时需向萃取液中加入H2SO4，由工艺流程图可知，经过该工艺中萃取、反萃取步骤之后可以提高溶液中C2+的浓度，同时除去Mn2+，即富集C2+，除去Mn2+，故答案为：H2SO4；富集C2+，除去Mn2+；
（6）由题干晶胞示意图可知，一个含C的氧化物晶胞中含有C的个数为：=4，O的个数为：=4，用表示阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为：g，已知在该氧化物中C原子半径为apm，O原子半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，即晶胞的边长为：2(a+b)×10-10cm，即一个晶胞的体积为：[2(a+b)×10-10]3cm3，故该晶体密度为，故答案为：。
2．(1)
(2) Cd电极
(3)难挥发性酸制备易挥发性酸
(4)加热浓缩至330K(或以上，370K都对)，直到析出大量晶体后，趁热过滤，再洗涤并干燥
(5)
【分析】菱锌矿主要成分为，还含有少量：、、、、、PbO，、CdO和，焙烧后用硫酸“浸取”，加Zn(OH)2调pH=5，过滤出、、、和，滤液①加高锰酸钾把被高锰酸钾氧化为，高锰酸根离子被还原为，过滤可以得到和沉淀，滤液②加Zn粉置换出Cd，过滤，滤液③加HF生成MgF2、CaF2除钙镁，过滤，滤液④加热浓缩至330K(或以上，370K都对)，直到析出大量晶体后，趁热过滤，洗涤、干燥得
【详解】（1）根据部分金属阳离子沉淀的pH表，加硫酸浸取后再调节pH=5，生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，过滤获得的滤渣①的主要成分为、、、和。
（2）加入溶液后过滤可以得到和两种沉淀，被高锰酸钾氧化为，高锰酸根离子被还原为，发生反应的离子方程式为；常温下，完全沉淀的pH为3.2，；此时溶液pH仍为5，则溶液残留的微量的浓度约为ml/L⋅，根据“转化过滤”过程，加Zn粉置换出Cd，可知Zn的还原性大于Cd，推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池，Cd是正极，则电势较高的一极为Cd电极。
（3）“脱钙镁”后“过滤”所得的滤渣MgF2、CaF2还可以和浓硫酸反应生成HF以循环使用，该反应可以发生的原因是难挥发性酸制备易挥发性酸。
（4）根据的溶解度曲线。由滤液④获得的具体操作为：加热浓缩至330K(或以上，370K都对)，直到析出大量晶体后，趁热过滤，再洗涤并干燥。
（5）根据均摊原则，左侧晶胞中含Zn2+、S2-数均为4，左侧晶胞的密度为；右侧晶胞中含Zn2+、S2-数均为2，右侧晶胞的密度为；则两种晶胞的密度之比为：=。
3．(1)
(2)
(3) Pb(OH)2具有两性，pH过高导致其溶解，降低了三盐基硫酸铅的产率
(4)趁热过滤
(5) 分子 6
【分析】向含铅废料(主要含PbO、PbSO4 和 PbO2)中加入Na2SO3溶液的目的是将PbO2还原为PbSO4，发生反应+PbO2+H2O=PbSO4+2OH-，加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为PbCO3，所以滤液1主要是Na2SO4溶液，PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)，同时将FeO转化为Fe(NO3)3，故可知混合气体X为CO2和NO的混合气体，如何调节溶液pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去，Pb(NO3)中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，因此HNO3可循环利用即物质Y为HNO3，PbSO4加入氢氧化钠溶液，可得到硫酸钠溶液和三盐基硫酸铅，以此分析解答。
【详解】（1）
铅和碳同主族，与Cs同周期，即位于第6周期第ⅣA族，根据最高能层序数等于周期序数，最外层电子数等于主族序数，则铅的外围电子轨道表示式为：，故答案为：；
（2）PbO2转化为PbCO3的离子方程式是PbO2+++H2O═PbCO3↓++2OH-，滤液1中和的浓度比为====3×10-6，故答案为：PbO2+++H2O═PbCO3↓++2OH-；3×10-6；
（3）依据流程可知，硫酸铅中加入氢氧化钠生成三盐，结合原子守恒可知方程式为：4PbSO4+6NaOH=PbSO4•3PbO•H2O+3Na2SO4+2H2O；由题干信息可知，Pb(OH)2具有两性，则pH大于10时，Pb2+会转化为Pb(OH)2或者可溶的、等，降低了三盐的产率，故答案为：4PbSO4+6NaOH=PbSO4•3PbO•H2O+3Na2SO4+2H2O；Pb(OH)2具有两性，pH过高导致其溶解，降低了三盐基硫酸铅的产率；
（4）由图可可知，温度低于45℃左右时得到Na2SO4•1OH2O晶体，高于45℃时得到Na2SO4晶体，且温度升高Na2SO4的溶解度减小，故由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7，然后蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤后干燥，故答案为：趁热过滤；
（5）Pb(CH2CH3)4是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，可知其晶体类型为分子晶体，其堆积方式为六方最密，平面的配位数是6个，三维空间配位数是12个，故答案为：分子；6。
4．(1) 作红色颜料(或炼铁原料等)
(2)
(3)Al(OH)3、H2SiO3
(4)
(5)
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
【分析】钼精矿(主要成分有、，还含有、、、等杂质) “氧压碱浸”在高温条件下进行，转化为，转化为Na2AlO2，转化为Na2SiO3，转化为，转化为Na3PO4，滤渣1为Fe2O3，滤液加入硫酸调pH时Na2AlO2和Na2SiO3分别转化为Al(OH)3、H2SiO3，加入R3N萃取，向有机相中加入氨水反萃取，向水相中加入硫酸镁除磷，滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶得到，以此解答。
【详解】（1）M元素位于元素周期表的第五周期第ⅥB族，其价层电子排布为。常用作红色颜料等。
（2）由氧化还原反应原理和元素守恒可知，。
（3）和在“氧压碱浸”时转化为四羟基合铝酸钠和硅酸钠，故加入硫酸“调酸”时，二者均会反应：(后续除杂中没有去除铝离子，故沉淀未溶解)，，故“滤渣2”为和。
（4）“反萃取”就是让重新进入水相，使“萃取”反应逆向移动，加入氨水，写出反应的化学方程式。(5)假设，，则，计算可得，故。
（5）假设，，则，计算可得，故。
（6）由溶液得到晶体的具体操作为蒸发浓缩，冷却结晶﹐过滤、洗涤、干燥。
5．(1) 会被盐酸还原为；生成有毒的会污染环境；盐酸不能除去杂质等
(2) 分液 酸浸
(3)9
(4)
(5) 面心和顶角 8
【分析】该工艺流程原料为氟碳铈矿(主要含、等)，产品为，原料在富氧空气中“氧化焙烧”生成、和，熔渣“酸浸”时，得到的滤液A中含，说明加入的是硫酸，与反应生成，、转化成，过滤后，滤液A经系列操作，转化成，加入NaOH调节pH使转化成沉淀，过滤后滤渣B中加入NaClO将氧化成，煅烧得到。
【详解】（1）根据上述分析，“酸浸”时与反应生成沉淀，故滤渣A主要成分为；“酸浸”时加入的酸为可以除去，具有较强的氧化性，若加入盐酸，会被还原为，同时生成有毒的会污染环境；
故答案为：；会被盐酸还原为；生成有毒的会污染环境；盐酸不能除去杂质等
（2）滤液A中的能溶于有机物TBP，振荡静置后的水层与有机层采用分液方法进行分离；
进入有机层TBP中被分离出来后，经过系列操作得到含水层，则说明有机层中转化为，而在有机物TBP中不溶进入水层，被还原成，应加入还原剂发生氧化还原反应，具有还原性且被氧化成不会引入新杂质，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为；
水层溶液中含有硫酸，故可循环利用于“酸浸”工序；
故答案为：分液；；酸浸；
（3）使沉淀完全时，溶液，则，此时溶液；
故答案为：9；
（4）“氧化”工序发生的氧化还原反应为NaClO将氧化成，同时生成NaCl，方程式为，NaClO为氧化剂，为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2；
故答案为：1:2；
（5）在二氧化铈立方晶胞结构中，白球位于顶角与面心有个，黑球位于体内有8个，白球:黑球=1:2，在二氧化铈化学式中Ce:O=1:2，白球为Ce原子，位于顶角与面心；以晶胞结构中上平面面心位置的Ce原子为例，与其最近的O原子有该晶胞中的4个O原子及无隙并置的上一个晶胞中的4个O原子，共8个；
故答案为：1:2；8。
6．(1) 增大反应物的接触面积，使反应更加充分，反应速率更快
(2)和
(3)促进和水解，使和Na2SiO3转化为和
(4)
(5)的溶解低于硫酸钠
(6)O2
(7)81.6%
【分析】铬铁矿[主要成分为，还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾在空气中与纯碱煅烧，生成氧化铁，化学反应式为：，同时氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和，SiO2与碳酸钠高温下反应生成Na2SiO3和CO2，加水浸取，滤渣I含有Fe2O3和MgO，通入过量二氧化碳，和Na2SiO3转化为和，过滤除去，电解滤液，阳极水失去电子：，氢离子浓度上升，使反应平衡正向移动，转化为，加入饱和的溶液后蒸发结晶，得到。
【详解】（1）焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是：增大反应物的接触面积，使反应更加充分，反应速率更快；滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料，为Fe2O3，即在空气中加入碳酸钠焙烧生成氧化铁，化学反应式为：；
（2）由分析得，滤渣Ⅱ为和；
（3）“除杂”时需加热，其目的是促进和水解，使和Na2SiO3转化为和；
（4）阳极水失去电子：，氢离子浓度上升，使反应平衡正向移动，转化为，综上：阳极池发生反应的总离子方程式为：；
（5）加入饱和溶液后蒸发结晶，能得到的原因是：的溶解低于硫酸钠；
（6）该流程中，能循环利用的物质有O2，电解产生的氧气可用于焙烧；
（7）根据Cr原子守恒可知，Cr物质的量为：，的物质的量为：，该铬铁矿中铬的百分含量[以计]为。
7．(1)适当增大硫酸的浓度、适当加热、将矿渣粉碎、搅拌等
(2) 原子晶体
(3)ZnSO4
(4)ml/L
(5)Fe能将Fe3+还原为Fe2+，避免Fe3+被萃取
(6)
(7)CO2+8H++8e-=CH4+2H2O
【分析】炼锌矿渣用稀硫酸酸浸后所得滤液中含有亚铁离子、铁离子、锌离子、Ga3+，加入双氧水氧化亚铁离子，调节pH＝5.4，沉淀铁离子和Ga3+，水层1中含有锌离子；得到的滤饼加入盐酸酸化得到氯化铁和氯化镓，加入固体铁把铁离子转化为亚铁离子，然后利用萃取剂萃取Ga3+，加入氢氧化钠溶液使Ga3+转化为NaGaO2，最后Ga(CH3)3与氨气反应合成GaN，据此解答。
【详解】（1）矿渣粉碎增大固体表面积、适当增大硫酸的浓度、加热升高温度、搅拌等措施提高加入稀硫酸浸出时的浸出率。
（2）
镓原子价层电子排布式是4s24p1，基态镓原子的价层电子排布图。GaN的熔点为1700℃，熔点高，GaN的晶体类型为共价晶体。
（3）利用炼锌矿渣所获得的三种金属盐，分别为镓盐、FeCl2和ZnSO4。
（4）Fe(OH)3(Ksp)= pH=5.4时铁离子沉淀，此时c(H+)=10-5.4ml/L，则c(OH-)=10-8.6 ml/L， ml/L。
（5）铁离子和镓离子萃取率相近，亚铁离子的萃取率为0，Fe能将铁离子还原为亚铁离子，避免铁离子被萃取。铁离子和镓离子萃取率相近，Fe能将铁离子还原为亚铁离子，避免铁离子被萃取。
（6）高温合成过程中，Ga(CH3)3与氨气反应合成GaN，产物还有CH4，反应方程式为：。
（7）从氮化镓与铜组装成的人工光合系统的工作原理图中可知，该装置为原电池，电子从负极流出，故GaN为负极，Cu为正极，正极得电子，铜电极上的电极反应式：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O。
8．(1)CuO、Fe3O4
(2)CaSO4
(3)还原工序是将Fe3+还原为Fe2+，若没有还原工序，会使Fe3+发生沉淀
(4)平面正方形
(5) CuO+2Fe(OH)3CuFe2O4+3H2O N2在煅烧时做保护气
(6)0.15
(7)
【分析】氧气具有氧化性，已知酸浸后的溶液中金属离子有Cu2+，Fe2+，Al3+和Fe3+，CuFeS2焙烧生成三种氧化物，结合质量守恒可知，三种氧化物为SO2、CuO、Fe3O4，加入硫酸金属氧化物转化为相应的硫酸盐，滤渣1为SiO2，加入Cu还原Fe3+为Fe2+，加入CuO调节pH使Al3+沉淀，，而Cu2+和Fe2+不沉淀，滤渣2中有Al(OH)3、CuO、Cu，加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+离子，加入过量的氨水反应生成Cu(NH3)4SO4，Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，Cu(NH3)4SO4经过系列操作生成CuO，灼烧CuO和Fe(OH)3生成 CuFe2O4，在N2做保护气下煅烧生成。
【详解】（1）已知酸浸后的溶液中金属离子有Cu2+，Fe2+，Al3+和Fe3+，CuFeS2焙烧生成三种氧化物，结合质量守恒可知，三种氧化物为SO2、CuO、Fe3O4，其中金属氧化物的化学式为CuO、Fe3O4；
（2）焙烧产物中的在有氧条件下利用石灰石浆液Ca(OH)2吸收可制得一种副产品是CaSO4；
（3）加入Cu还原Fe3+为Fe2+，若没有还原工序，调节pH值时会使Fe3+发生沉淀；
（4）已知有两种同分异构体，则可知其结构不是四面体结构，而是平面四边形结构，故的空间构型为平面正方形；
（5）灼烧CuO和Fe(OH)3生成 CuFe2O4，反应的方程式为CuO+2Fe(OH)3CuFe2O4+3H2O；N2做保护气，防止生成物被氧化；
（6）“煅烧”得到氧缺位体，质量减少的是氧气质量，，得出=0.15
（7）制取氢气的总反应为：2H2O=2H2↑+O2↑，结合第二步反应，可知第一步反应为。
9．(1)6s26p3
(2)
(3)将铁离子还原为亚铁离子避免调节pH时铁转化为沉淀
(4) 3~7.2
(5)
(6)
【分析】辉铋矿加入氯化铁、盐酸酸浸，铁离子具有氧化性将硫氧化为硫单质、二氧化硅不反应，两者成为滤渣，滤液含有Bi3+、Fe3+，加入盐酸羟胺将铁离子还原为亚铁离子避免调节pH时铁转化为沉淀，然后加入碳酸钠调节pH，结合题干可知，调节pH在3~7.2使得完全水解为BiOCl沉淀；
【详解】（1）铋与氮同主族，则为ⅤA族，且位于元素周期表的第六周期，则基态Bi的价电子排布式为6s26p3；
（2）由分析可知，浸渣”的主要成分是S和，“浸取”时铁离子具有氧化性将硫氧化为硫单质，生成S的离子方程式为；
（3）“充分搅拌”时加入盐酸羟胺的目的是将铁离子还原为亚铁离子避免调节pH时铁转化为沉淀；
（4）已知： 时几乎完全水解为白色的BiOCl沉淀，且不能使得亚铁离子沉淀，则加入碳酸钠粉末制取BiOCl时，溶液pH值需控制的合理范围为3~7.2；水解为白色的BiOCl沉淀，发生反应的化学方程式为：；
（5）充电为电解池，电解池中阴极发生还原反应，电解池中有机物作离子导体、充电时嵌入，则BiOCl得到电子发生还原反应被还原为Bi，反应为；
（6）已知最近的两个铋离子之间的距离为，为面对角线的二分之一，则晶胞边长为；根据“均摊法”，晶胞中含个Bi、8个O，则晶体密度为。
10．(1)取50mL蒸馏水注入合适烧杯中，另取50 mL 15 ml⋅L浓硝酸沿烧杯内壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌至均匀
(2)
(3)
(4) 用磁铁反复接近银粉表面 过滤
(5)
(6) 产品含有的等杂质与反应
(7)C
【分析】废定影液中加硫化钠溶液将银转化为Ag2S沉淀，过滤出沉淀，然后将Ag2S高温焙烧生成Ag和二氧化硫；粗银加硝酸溶解，生成硝酸银，硝酸银溶液中加盐酸将银转化为AgCl沉淀，在氯化银浊液中加Fe将银置换成Ag，再经提纯得到纯银。
【详解】（1）1∶1为体积比，直接将等体积两种液体混合即可，但需要将浓硝酸加入水中，并用玻璃棒不断搅拌。具体操作：取50mL蒸馏水注入合适烧杯中，另取50 mL 15 ml⋅L浓硝酸沿烧杯内壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌至均匀；
（2）硫化银在焙烧中生成银和，反应为：。
（3）银溶于硝酸生成硝酸银、水和NO，反应离子方程式为：。
（4）先用磁铁吸附混合物中的铁粉，再将含少量铁粉的银粉用盐酸溶解，然后过滤除去银粉。
（5）的平衡常数。
（6）根据反应的化学方程式可知，产品纯度。产品含有的等杂质，硫化钠与碘发生反应：，使消耗的增多，测得结果偏高。
（7）面心立方最密堆积晶胞的面对角线3个原子相切，设晶胞参数为a，原子半径为r，得，，，故选C。
11．(1)N
(2)
(3) 提高转化为的速率 温度过高，会分解
(4) 将置换成Ni单质而除去
(5)
(6) 过滤、洗涤、干燥 ZnO和或或
【分析】菱锌矿在溶浸操作中，Na2SO3将PbO2还原为Pb2＋，将还原为，Pb2＋与硫酸反应生硫酸铅沉淀，、ZnO、、FeO、均与硫酸反应生成相应的离子；然后加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，加氢氧化钠溶液调pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀；加入Zn将还原为Ni，所以滤渣2为Ni，加入HA萃取，锌元素进行有机相，由反应可知，反萃取时加入硫酸使平衡向左移动，从而使锌离子进入水相，加入Na2CO3生成ZnCO3沉淀，最后灼烧生成ZnO，据此作答。
【详解】（1）锌的原子序为30，最高能层为第四能层，符号是N，故答案为：N；
（2）由分析可知，滤渣1的化学式为；溶浸过程，Na2SO3将还原为，由原子守恒的电子守恒可知发生的离子方程式为，故答案为：，；
（3）升高温度可以使转化为的速率加快，但是温度过高，会分解，故答案为：提高转化为的速率；温度过高，会分解；
（4）调pH使Fe3＋完全沉淀，而其他离子不沉淀。当Fe3＋沉淀完全时，ml·L－1， ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 1.0×10－3＝3；Zn2＋开始沉淀， ml·L－1， ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 1.0×10－5.5＝5.5，所以调pH范围为；“还原”时加入锌粉可以将置换成Ni单质而除去，故答案为：；将置换成Ni单质而除去；
（5）由反应可知，反萃取时加入硫酸使平衡向左移动，从而使锌离子进入水相，故答案为：；
（6）在“沉锌”后需将沉淀分离并除去表面的杂质，所以在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是过滤、洗涤、干燥；设有1 ml，其质量为583g；350℃时，剩余固体中不含碳元素，即碳全部以CO2形式存在，CO2有2ml，此时固体质423g，则固体质量减小583g－423g＝160g，固体质量减少的为CO2和H2O的质量，设减少的H2O有x ml，则m(CO2)＋m(H2O)＝44 g·ml－1×2ml＋18 g·ml－1×xml＝160g，解得x＝4，说明分解产生4 ml H2O，而1ml中只有2ml结晶水，则Zn(OH)2分解产生2ml H2O，即有2ml Zn(OH)2分解，而1ml中有3ml Zn(OH)2，故还有1 ml Zn(OH)2未分解，则余下固体为ZnO和Zn(OH)2，故答案为：ZnO和或或。
12．(1)萃取、分液
(2)2Mg2++3+2H2O=Mg2(OH)2CO3↓+ 2
(3)Mg(OH)2、CaCO3、Ca(OH)2
(4) 不可行 由于Ksp(CaCO3)远小于Ksp(Li2CO3)，若省略向溶液3中加入草酸钠这一步，会在沉锂的同时生成CaCO3沉淀，造成产品纯度降低
(5) ×100% 除去溶液中的CO2 偏低
(6) 4-4e-=2H2O+O2↑ +4CO2↑ 阳
【分析】由题干工艺流程图可知，向富锂卤水中加入有机溶剂进行萃取分液出含硼有机溶剂和主要含Li+、Na+、Mg2+的水层溶液1，向溶液1中加入纯碱，将Mg2+转化为Mg2(OH)2CO3进行一次除镁，过滤得沉淀2主要成分为Mg2(OH)2CO3，向溶液2中加入石灰乳进行二次除镁，将剩余的镁离子转化为Mg(OH)2，同时步骤ii中生成的碳酸氢根离子和石灰乳反应生成CaCO3沉淀，故过滤出沉淀3主要成分为Mg(OH)2和CaCO3，向溶液3中加入草酸钠进行除Ca2+，将溶液3中的Ca2+转化为CaC2O4沉淀，过滤得到沉淀4主要成分为CaC2O4，向溶液4中加入纯碱进行沉锂，过滤洗涤得到碳酸锂，据此分析解题。
【详解】（1）由分析可知，i中操作的名称是萃取分液，故答案为：萃取、分液；
（2）由分析可知，ii可除去80%的Mg2+，该过程中生成Mg2(OH)2CO3反应即Mg2+和Na2CO3溶液反应生成Mg2(OH)2CO3，故该反应的离子方程式为：2Mg2++3+2H2O=Mg2(OH)2CO3↓+2；
（3）由分析可知，iii中，得到的沉淀3的成分有Mg(OH)2和CaCO3、Ca(OH)2；
（4）由分析可知，溶液3中含有Li+、Na+、Ca2+等离子，Ca2+能与步骤v中的沉锂的纯碱反应生成CaCO3，造成所得Li2CO3沉淀不纯，故有人提出：可省略向溶液3中加入草酸钠这一步，该建议不可行；
（5）①根据2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知与NaOH反应的H2SO4的物质的量为：n(H2SO4)=n(NaOH)=c2V2×10-3ml,则与Li2CO3反应的硫酸的物质的量为：n(H2SO4)=c1V1×10-3ml-c2V2×10-3ml=( c1V1-c2V2)×10-3ml,根据Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+H2O+CO2↑，故该Li2CO3产品纯度为×100%；
②由反应方程式Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+H2O+CO2↑可知，步骤I反应后的溶液中含有CO2，故步骤Ⅱ的目的是将溶液中溶解的CO2赶出，以免影响实验结果，若省略步骤Ⅱ，直接进行步骤Ⅲ，将导致上述实验中的V2偏大，则将导致测得的Li2CO3产品纯度偏低；
（6）根据电解图，阳极失去电子发生氧化反应，放电为氢氧根离子，电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；阴极放电的是氢离子，电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极生成OH-，Li+通过阳离子交换膜进入阴极区，则LiOH在阴极生成，Li+移向阴极，为阳离子交换膜。
13．(1)粉碎铅膏、适当加热、增大纯碱溶液浓度和搅拌等
(2) 因为反应的平衡常数 26
(3)
(4)产生有毒气体CO、产品混有C粉等
(5)
(6)
【分析】铅膏(主要成分、、PbO、Pb，还有少量等)，加足量纯碱溶液，将硫酸钡转化为、转化为碳酸铅、碳酸钡；过滤取滤渣，加醋酸、双氧水将 、Pb、PbO转化为；对进行多步处理得到PbO，PbO用氢气还原得到Pb单质，铅粉加S、KNO3熔融得到黄丹粉。
【详解】（1）“脱硫”中，为了提高反应速率宜采用的措施有粉碎铅膏、适当加热、增大纯碱溶液浓度和搅拌等；
（2）已知平衡常数大于10⁵的反应为不可逆反应(完全反应)。反应的平衡常数，说明能完全转化为；BaCO3和 BaSO4共存时表明已开始转化，=，当时，开始转化。
（3）PbO2具有强氧化性，能氧化氯离子生成氯气。反应离子方程式为：；
（4）木炭被氧化成CO，未反应的木炭混入产品，产品纯度降低。
（5）理论上所得铅粉的质量应通过PbO起始质量计算，PbO起始质量为x g，则所含Pb质量为，即理论所得Pb质量。
（6）设晶胞参数为a，由晶胞结构可知，Pb原子位于顶点和面心，个数为：；晶胞质量为：g；则，。面心立方晶胞中面对角线上3个铅原子相切，则，铅原子半径为：nm。
14．(1)加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度等
(2)
(3) Na[Al(OH)4](或NaAlO2)
(4)
(5) REO2 8
【分析】废旧磁性材料加入稀硫酸酸浸后过滤，滤液中含有硫酸亚铁、硫酸铈、硫酸铝，向滤液中加入磷酸二氢钠，得到Ce(H2PO4)3、氢氧化铝沉淀；“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应，过滤向滤渣中稀硫酸溶解后再加草酸“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和CO2， Ce2O3被还原为Ce。
【详解】（1）可通过加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度等措施提高酸浸的速率，故答案为：通过加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度；
（2）“沉Ce”时，为了使Al3+完全沉淀， ，，此时，pH应大于等于4.7；溶液中c(Fe2+)=1.0ml/L，c(Ce3+)=0.01ml/L，为了不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，当，，，为了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要调节溶液的pH范围，故答案为：；
（3）“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应，氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液中生成了Na[Al(OH)4](或NaAlO2)，故答案为：；Na[Al(OH)4](或NaAlO2)；
（4）“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和CO2，发生反应，故答案为：；
（5）根据晶胞图可知1个晶胞中RE：， O：，两种原子个数比为1:2，化学式为：REO2；距离RE原子最近的O原子有8个；M(晶胞)=Mg/ml，晶胞边长为anm，1个晶胞的体积为，晶胞的密度为故答案为：REO2；8；。
15．(1) 第6周期第ⅢA族 6s26p1
(2)3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O
(3)H2S
(4)Zn2+、Tl+
(5)2
(6)
【分析】湿法炼锌工业废水(主要阳离子有Zn2+、H+、Tl+、Tl3+)除铊的工艺流程为：加入KMnO4氧化Tl+为Tl3+，KMnO4被还原为MnO2，该反应的离子方程式为3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O，加入Ca(OH)2预中和H+，调节溶液pH，防止硫化时生成H2S气体污染环境，加入Na2S除去Zn2+、Tl+(“氧化”步骤中Tl+氧化不彻底)，再加入Ca(OH)2使Tl3+转化为Tl(OH)3沉淀，过滤除去沉淀，滤液中含有Ca2+、少量Tl+，加入Na2CO3除去Ca2+，过滤，含有少量Tl+的滤液经过离子交换进一步处理以除去Tl+，得到达标水排放，据此分析解答
【详解】（1）Tl的原子序数为81，86＞81＞54，故其在第6周期，81-54-14=13，第13列即ⅢA族，故Tl在元素周期表中的位置为第6周期第ⅢA族，其价电子排布式为：6s26p1，故答案为：第6周期第ⅢA族；6s26p1；
（2）由题给信息可知，加入KMnO4氧化Tl+为Tl3+，KMnO4被还原为MnO2，反应的离子方程式为3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O，故答案为：3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O；
（3）酸性条件下，H+能与Na2S反应生成H2S气体，H2S气体会污染环境，所以“预中和”步骤中加Ca(OH)2至溶液的pH约为7，可减少“硫化”步骤中Na2S的使用量，还能减少H2S气体污染环境，故答案为：H2S；
（4）Na2S电离的S2-能与Zn2+、Tl+生成生成ZnS、Tl2S沉淀，即“硫化”步骤的主要目的是除去Zn2+、Tl+，故答案为：Zn2+、Tl+；
（5）Ksp[Tl(OH)3]=c(Tl3+)•c3(OH-)=1.5×10-44，排放标准：Tl的含量低于1.5×10-8ml⋅L-1，则溶液中c(OH-)＞ml/L=1×10-12ml/L，c(H+)＜ml/=0.01ml/L，pH＞2；故答案为：2；
（6）该晶胞图中Fe3+和Fe2+位于顶点位置，最短距离等于晶胞边长，设为xcm，则普鲁士蓝的晶胞边长为晶胞的2倍，为2xcm，晶胞体积V=(2xcm)3=8x3cm3，K+占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心，所以普鲁士蓝晶胞中含有4个K+，化学式为KFe(Ⅲ)[Fe(Ⅱ)(CN)6]，则晶胞的质量m=g=ρV=ρ•8x3g，解得x=，故答案为：。
16．(1)
(2) 、 4.7
(3)沉淀不完全
(4)12.8
(5)温度升高，导致氨水挥发或分解
(6)
(7)
【分析】硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)，MnS矿和MnO2粉加入稀硫酸，MnO2具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成MnSO4、S，同时溶液中还有难溶性的SiO2（或不溶性硅盐），所以得到的滤渣1为S和SiO2（或不溶性硅盐）；然后向滤液中加入MnO2，将还原性离子Fe2+氧化生成Fe3+，再向溶液中加入氨水调节溶液的pH除铁和铝，所以滤渣2为Al(OH)3、Fe(OH)3，加入的Na2S和Zn2+、Ni2+反应生成硫化物沉淀，所以滤渣3为NiS和ZnS，所得滤液中继续加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2+，所以滤渣4为MgF2，最后向滤液中加入碳酸氢铵得到MnCO3沉淀，用稀硫酸溶解沉淀得到硫酸锰，硫酸锰与氨水反应得氢氧化锰，氢氧化锰再空气中加热得四氧化三锰。
【详解】（1）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，该反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；
（2）根据分析，“滤渣2”中主要有Al(OH)3、Fe(OH)3， 由表中数据知pH在4.7时，Al3+和Fe3+沉淀完全，Zn2+在pH=6.2开始沉淀，故“调pH”时溶液的pH范围应调节为4.7~6.2之间；
（3）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+，溶液中存在MgF2的溶解平衡，如果溶液酸性较强，F-与H+结合形成弱电解质HF，使MgF2(s)⇌Mg2++2F-平衡向右移动，导致镁离子沉淀不完全；
（4）Mn2+开始沉淀的pH为8.1，即溶液中c(H+)=10-8.1ml/L，则溶液中c(OH-)=10-5.9ml/L，则Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)c2(OH-)=0.1×(10-5.9)2=10-12.8，则pKsp[Mn(OH)2]=12.8；
（5）硫酸锰与氨水反应得氢氧化锰，温度过高，氨水挥发或分解，碱性不足，生成氢氧化锰不完全，导致Mn3O4产率降低；
（6）尿素在115~120°C水解生成铵根和碳酸根，锰离子和碳酸氢离子生成了MnCO3沉淀，离子方程式为：Mn2++CO(NH2)2+2H2OMnCO3↓+2；
（7）金属Zn晶体六棱柱晶胞中含有锌原子数目为，一个晶胞体积为，故Zn晶体的密度为g⋅cm-3。
17．(1)正四面体
(2)搅拌、适当升高温度，适当增加浓度等
(3)、
(4)、或
(5) 调节pH，将转化为，增大的浓度，有利于沉淀析出 温度高于80℃，水解程度增大，使浓度减小，沉钒率下降（或升高温度溶解度增大或温度升高铵盐分解）
(6)
【分析】酸浸氧化时，在钒矿粉中加入硫酸和二氧化锰，将钒、氧化为，同时钾、镁的铝硅酸盐、Fe3O4均溶解氧化，二氧化硅不溶，硅酸盐生成硅酸，过滤，滤渣①为二氧化硅和硅酸，滤液中含有、、、、，加入氢氧化钠调节pH=3.0~3.1，由表中数据可知，可将和部分生成、，则滤饼②中含有V2O5·xH2O、、，再加入氢氧化钠调节pH>13进行沉淀转溶，由已知②得，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解，生成，溶解生成或，不溶解，故滤渣③为，加入盐酸，调节pH=8.5，或生成，故滤渣④为，再加入NH4Cl沉钒，生成偏钒酸铵,，偏钒酸铵受热分解，制得五氧化二钒，据此回答。
【详解】（1）为中的N为sp3杂化，VSEPR模型是正四面体形；
（2）增大“酸浸氧化”速率的措施是搅拌、适当升高温度，适当增加浓度等；
（3）由分析知，“中和沉淀”时，滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及、；
（4）由分析知，滤液③中含有的阴离子有OH−以及、或；
（5）由分析知，①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量，原因为调节pH，将转化为，增大的浓度，有利于沉淀析出；②温度高于80℃时，沉钒率下降的原因是温度高于80℃，水解程度增大，使浓度减小，沉钒率下降（或升高温度溶解度增大或温度升高铵盐分解）
（6）偏钒酸铵受热分解，制备V2O5的化学方程式为。
18．(1) 趁热过滤
(2)的，加入冷水，温度降低，K减小，溶液被稀释，Q增大，，平衡逆向移动，析出晶体
(3) 减小 7.5
(4) 正极 可循环使用，制备高纯铅的过程中获得电能
【分析】方铅矿(主要含)和废铅膏(主要含)混合浸出，加入过量的盐酸和溶液的混合液将铅元素全部以形式浸出，得到H2S、含溶液和含S的残渣，滤液结晶得到PbCl2、PbCl2脱氧碳化得到PbCO3，PbCO3受热分解得到PbO，还原PbO得到Pb，以此解答。
【详解】（1）①浸出的过程中，PbO转化为，根据电荷守恒配平离子方程式为：；
②I生成的作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：i．，第ii步反应中有Fe2+生成，说明PbS和Fe3+发生氧化还原反应达到Fe2+和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；
③充分浸出后得到的溶液中含有残渣，分离出含溶液的方法是：趁热过滤。
（2）的，加入冷水，温度降低，K减小，溶液被稀释，Q增大，，平衡逆向移动，析出晶体。
（3）①室温时，向溶液中加入少量浓氨水调至，然后加入固体进行脱氯碳化，离子方程式为：，c(H+)增大，溶液的减小；
②浊液中存在，c(Pb2+)c2(Cl-)=Ksp()=，2c(Pb2+)≈c(Cl-)，则4c3(Pb2+)= Ksp()=，c(Pb2+)=ml/L=1.6ml/L，c(OH-)= ，c(H+)= ml/L，pH=7.5。
（4）①由图可知，在正极得到电子生成Pb；
②由图可知，在正极得到电子生成Pb，电极方程式为：+e-+H2O=Pb++3OH-，H2在负极失去电子生成H2O，电极方程式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，则电池的总反应的离子方程式是；
③从物质和能量利用的角度说明该工艺的优点：可循环使用，制备高纯铅的过程中获得电能。
19．(1)2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2
(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+
(3)3.2≤pH＜6.7
(4)冷却到30.8到53.8结晶
(5) NiSO4>CSO4>FeSO4 正四面体 4 N>O>C
【分析】本流程根据物质的相关物理性质、化学性质，设计一系列的分离提纯过程，除去杂质，获得所需工业产品；通过碱洗除去Al元素，再通过酸洗除去不溶性杂质，Ni、Al、Fe及其氧化物和硫酸反应转化为Ni2+、Fe2+、Fe3+。利用H2O2氧化性将Fe元素存在形式均调整成Fe3+，利用Fe3+易水解，Fe3+、Ni2+水解pH环境不一致的特点，通过调节溶液pH完成Fe元素的除去；再利用经典的蒸发结晶操作获得结晶水合物产品。
【详解】（1）“碱浸”时Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2。
（2）由分析可知，“滤液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。
（3）由上述表格可知，Ni2+完全沉淀时的pH=8.7，此时 c(Ni2+)=1.0×10-5ml·L-1，c(H+)=1.0×10-8.7ml·L-1，则c(OH-)=10-5.3 ml/L，则Ni(OH)2的 Ksp=c(Ni2+)⋅c2(OH-)=10-5×(10-5.3)2 =1.0×10-15.6，如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为0.1ml·L-1，此时，则 c(H+)==10-6.7ml/L，即pH=6.7；为避免镍离子沉淀，溶液的pH应小于6.7，Fe3+完全沉淀的pH 为3.2，因此“调节pH”应控制的pH范围是3.2≤pH＜6.7。
（4）由溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、冷却到30.8到53.8结晶、过滤、洗涤、干燥。
（5）①Fe、C、Ni三种元素二价离子的半径依次减小，硫酸盐晶体中品格能依次增大，所以其熔点出高到低的顺序为NiSO4>CSO4>FeSO4；
②NiSO4的阴离子为SO中心原子价层电子对数为=4，且没有孤电子对，空间构型为正四面体；
③由图可知，Ni2+与4个N形成配位键，Ni2+的配位数为4；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但氮原子的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻元素，则C、N、O三种元素第一电离能从大到小为：N>O>C。
20．(1) 灼烧
(2)
(3)
(4)
(5)作保护气，防止Ni被空气中的氧气氧化
(6)
【分析】镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)加入稀硫酸进行酸浸，生成、、、，不与硫酸反应，经过滤，将难溶的和过滤出来，故滤渣1为和，向滤液中加入NaClO溶液，将氧化为，反应的离子方程式为，该过程消耗了氢离子，使酸性减弱，水解生成沉淀，故滤渣2为，经洗涤、干燥、灼烧分解即可得到铁红三氧化二铁，在想滤液中加入溶液，可与溶液中残留的钙离子反应生成难溶的，故滤渣3为，再向滤液中加入萃取剂，可将溶液中的萃取除去，向水相中加入溶液，得到，晶体在氮气作保护气的条件下受热分解，得到Ni单质，Ni单质与碘单质即可合成，据此回答。
【详解】（1）由分析知，故滤渣1主要成分为和；滤渣2经过洗涤、干燥、灼烧分解，可制铁红
（2）由分析知，“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液，的作用是将将氧化为，反应的离子方程式为；
（3）已知：室温下，，除钙时，为确保滤液中，则溶液中；
（4）由分析知，“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是；
（5）由分析知，“分解”过程中通入的作用是作保护气，防止Ni被空气中的氧气氧化；
（6）设由1ml晶体，质量为183g，加热到150℃时失重率为19.76%，失去的质量约为36g，则晶体完全失去结晶水，加热到300～400℃时失重率为59.02%，则剩余固体的质量为75g，其中由1mlNi，则氧元素的质量为，所以，所得固体为NiO，Ni的化合价为变化，则氧气未参与反应，300～400℃时发生反应的化学方程式为。
21．(1)增大接触面积，使焙烧更充分
(2)
(3)将氧化为
(4) > > 27
(5)
(6)
(7)13
【详解】（1）黑钨矿[主要成分是钨酸亚铁(FeWO4)、钨酸锰(MnWO4)，少量Si、As元素]冶炼钨，先加入碳酸钠并通入氧气进行焙烧，铁元素被氧化为三价，硅转化为硅酸盐，进行水浸，水浸液含、、、等阴离子，滤渣的主要成分为MnO2、Fe2O3两种金属氧化物，水浸液中加入氯化镁、过氧化氢净化，得到MgSiO3、MgHAsO4，加入硫酸根过滤得到滤液和滤渣，钨酸(H2WO4)酸性很弱，难溶于水，煅烧得到WO3，通入氢气还原得到单质W。
“焙烧”前将黑钨矿粉碎，可增大矿石的表面积，从而增大反应接触面积，使焙烧更充分；
（2）由分析，“水浸”除去了锰和铁元素，故滤渣的主要成分为MnO2、Fe2O3两种金属氧化物，焙烧过程中MnWO4与氢氧化钠反应生成二氧化锰和钨酸钠，化学方程式为；
（3）由流程图及分析，水浸液含、，净化过程中，砷元素以MgHAsO4沉淀的形式被除去，因此，H2O2的作用是将氧化为；
（4）①由图像分析可知，随温度升高，氢气的体积分数减小，即升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，该反应ΔH>0；
②a点在曲线上方，即如果达到平衡，氢气体积分数要减小，说明反应要正向进行才能到平衡，故反应正向进行中，v正>v逆；
③900℃时，压强p=0.1MPa，M点氢气的体积分数为25%，结合三段式列式计算平衡分压，设氢气起始量为3ml，平衡时消耗氢气x ml，则，，x=2.25ml，该反应的压强平衡常数Kp=；
（5）“还原”过程中，氧化钨会与水蒸气反应生成WO2(OH)2，其化学方程式为；
（6）反应②-①得到WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s)的4倍，故根据盖斯定律WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s) ΔH=kJ/ml；
（7）常温下，Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线如图，由于氢氧化钙微溶，溶解度相对较大，上方的线表示CaWO4，下方的线表示Ca(OH)2，当c()=10-5ml/L时，对应是曲线上纵坐标为5的点，取横坐标(钙离子浓度)相同，对应氢氧根曲线的纵坐标为1，即c(OH-)=0.1ml/L，即pOH=1，pH=13。
22．(1)3d14s2
(2) 随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低 SO2 2 (NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3
(3) Sc2(C2O4)3•H2O 2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(4) 4
【分析】磷精矿加入硝酸酸浸，过滤得到二氧化硅不反应得到滤渣1，稀土元素、铁、钙元素进入滤液，加入萃取剂萃取出稀土元素，然后加入试剂X为亚硫酸钠将三价铁转化为二价铁，通入氨气，调节pH分离出含有稀土的固相，再加入硝酸溶解，加入硫酸除去钙元素得到硫酸钙滤渣2，滤液加入草酸分离出草酸钪晶体；
【详解】（1）钪为21号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，核外价电子排布式为：3d14s2；
（2）①由表可知：随-R中碳原子数增加，(RO)3PO产率降低，请从结构的角度分析原因：随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低．故答案为：随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低；
②由图可知，亚铁离子与Sc3+的分离效果更好，则试剂X为将铁离子转化为亚铁离子的物质，故应选择SO2，二氧化硫和铁离子反应生成亚铁离子和硫酸，利于铁离子与Sc3+的分离，结合图像可知，应调节pH为2，此时Sc3+几乎完全沉淀，而亚铁离子几乎没有沉淀，分离效果好，故答案为：SO2；2；
③总反应为通入NH3得到ScPO4沉淀，反应i.H3PO4+3NH3═(NH4)3PO4，则反应ii为(NH4)3PO4和稀土的硝酸盐转化为ScPO4沉淀的反应，(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3，故答案为：(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3；
（3）设起始时Sc2(C2O4)3•6H2O的物质的量为1ml,质量为462 g,由图可知，250℃时，减少的质量为462g×19.5%≈90g，=5ml,即晶体失去5个结晶水，故250℃时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3•H2O，250～550℃减少的质量为462g×3.9%≈18g,可知550℃时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3，850℃时剩余固体的质量为462g×(1-19.5%-3.9%-46.88%)≈138g,除去钪元素质量后剩余质量为138g-2ml×45g/ml=48g,应为氧元素的质量，=3ml,则850℃时晶体的化学式为Sc2O3，故550～850℃发生反应的化学方程式为：2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2；
（4）Sc的一种氢化物晶胞结构如图2，晶体中H周围与其最近的Sc的个数为：4，晶胞中分摊法得到，Sc个数=8×+6×=4，H个数8个，表示的氢化物为：H8Sc4， NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞质量为，晶胞参数为anm，晶胞体积为V=(a×10−7)3cm3，则该晶胞的密度。
23．(1)
(2)
(3)锌粉置换出的铜或镉覆盖在锌的表面，形成原电池，增大反应速率
(4)
(5)
(6) ；② ；则①-2×②得：，此反应的平衡常数为，说明此反应进行程度很大，能够完全进行
(7)
【分析】锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，硫元素转化为SO2，经过焙烧得金属氧化物，主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、C2O3、CdO，焙烧后的氧化物用硫酸酸浸，其中生成硫酸铅为沉淀，以滤渣除去，将焙烧尾气（主要为SO2）通入浸出液，使三价铁离子被还原为二价铁离子，再加入粗锌粉置换铜，加入细锌粉置换镉，再通入氧气将亚铁离子转化为三价铁离子，更易水解沉淀，最后氧化二价钴离子并沉钴，得到硫酸锌溶液，电解得锌。
【详解】（1）
铜元素原子序数为29，价层电子排布图为；
（2）焙烧后的氧化铅溶于硫酸，生成难溶的，滤渣的主要成分为；
（3）从流程信息中可以看出金属性：Cu（4）尾气的主要成分为，通入浸出液使硫酸铁还原成硫酸亚铁，发生的反应方程式为。通入氧气将亚铁离子氧化，然后水解成赤铁矿，故“赤铁矿除铁”过程中的离子方程式为；
（5）根据信息把氧化成，并生成NO，故离子反应方程式为；
（6）① ；② ；则①-2×②得：，此反应的平衡常数为，说明此反应进行程度很大，能够完全进行；
（7）①先由均摊法可知，中和共有7个，有，由化合价代数和为零可知，的化学式。根据题干信息在“充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)”，故ZnS负极充电时得电子有Zn生成，故充电时的电极反应为。②若的晶胞参数为a nm，设F点的坐标为1,1,1，E点的坐标为，则EF间的距离为。
24．(1)第五周期第VB族
(2)51.08%
(3)Nb2O5+10HF=2H2[NbOF5]+3H2O
(4)NH4F
(5)3Nb2O5+10Al6Nb+5Al2O3
(6)分液
(7)10-10
【分析】烧绿石精矿的成分为8.52%Na2O，15.41%CaO，73.05%Nb2O5，3.02%其他不反应的杂质，粉碎后酸浸，酸浸时Nb2O5与HF反应，生成H2[NbOF5]，加入萃取剂进行萃取，H2[NbOF5]进入有机相，再反萃取，使H2[NbOF5]回到水溶液中，加入氨水进行沉淀，得到纯Nb2O5，再利用铝热反应还原出Nb单质。
【详解】（1）Nb的原子序数为41，其在元素周期表中的位置为第五周期第VB族；
（2）Nb2O5在矿石中的含量为73.05%，则Nb的含量为；
（3）“酸浸”时，Nb2O5与HF反应，生成H2[NbOF5]，根据质量守恒定律，多余的H和O生成水，配平得化学方程式为：Nb2O5+10HF=2H2[NbOF5]+3H2O；
（4）“沉淀”时，H2[NbOF5]与氨水发生反应：2H2[NbOF5]+10NH3·H2O=Nb2O5+10NH4F+7H2O；
（5）由小问4可知，“沉淀”时，H2[NbOF5]与氨水反应生成Nb2O5，因此在“还原”时，Nb2O5与Al发生反应，生成Nb和Al2O3，因此发生反应的化学方程式为3Nb2O5+10Al6Nb+5Al2O3；
（6）“萃取”“反萃取”所得的物质均会分层，即有机层和水层，需要进行分液操作。
（7）HF是弱电解质，存在电离平衡，用HCl调节浊液的pH，随着增大，氢离子浓度增大，不利于HF电离，氟离子浓度减小，−lgc(F−)增大，故M代表−lgc(F−)与的变化曲线，根据X点坐标可求得，由W点可知，当时，c(F-)=1×10-3ml·L-1，此时c(Sr2+)=10-4ml·L-1，则Ksp(SrF2)=c2(F-)·c(Sr2+)=10-10。
25．(1) +3
(2) 2CO2 被氧化生成C12污染环境
(3)5.6×10-4
(4)
(5)温度升高到90℃，促进碳酸的分解，沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应转化率
(6) 在立方体的顶点上和面心上
【分析】废旧锂离子电池的正极材料(含有LiCO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)，加硫酸溶解Ca、Mg、Fe、Al，加草酸把LiCO2还原为C2+，过滤除去不溶物为滤渣1，滤液1加NaOH溶液，题中已知滤渣2中含有，分析可知还含有C(OH)2，在滤渣2中加入碳酸铵和将有C(OH)2转化为，过滤后除去，滤液3中为且溶液为碱性，经过空气催化氧化得到C(OH)3，最后得到C2O3；滤液1中主要含有Li+、Ca2+、，经过NH4F固体的处理将Ca2+除去，后续沉锂再将Li+以Li2CO3形式沉淀出来，据此作答。
【详解】（1）
Li化合价+1价，O化合价-2价，推得C化合价+3价，C第27号元素，所以基态C原子的价层电子轨道表示式为：，故答案为：+3；。
（2）LiCO2中C元素的化合价化合价从+3价降低到+2价，因此草酸中C元素化合价从+3价升高到+4价，再通过质量守恒定律推出为：2CO2，旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，盐酸中的会被氧化生成C12从而污染环境，故答案为：2CO2；被氧化生成C12污染环境。
（3）pH=10时，，，5.6×10-4。
（4）C化合价从+2价升高到+3价，O化合价从0价降到-2价，滤液3为碱性，所以通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为：，故答案为：。
（5）温度升高到90℃，促进碳酸的分解，则沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应的转化率，故答案为：温度升高到90℃，促进碳酸的分解，沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应转化率。
（6）①化学式中的Li+：O2-的个数比为2：1，根据观察并计算，O2-应该是在立方体的顶点上和面心上，Li在立方体的体心上；
②设晶胞参数（棱长）为apm， ，由此可得，故答案为：在立方体的顶点上和面心上；。
题型10工艺流程题(25题)
1．碳酸钴是一种无机化合物，其化学式为CCO3。它是一种重要的钴盐，常用于电池、催化剂等领域。工业上以钴矿[主要成分是C2O3]为原料制取碳酸钴的工艺流程如图：
已知：①浸取液中含有等阳离子
②25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见表：
③的
回答下列问题：
(1)C原子的原子序数为27，其基态原子的价电子排布式为 。
(2)浸取钴矿石前，需要浆化处理，原因是 。
(3)除杂过程中，若加入过量溶液会产生有毒气体，有人提出用压缩空气代替溶液，则通入压缩空气后发生反应的离子方程式为 ，调节后，若溶液中，此时的范围是 。
(4)萃取剂和能发生反应：。萃取时，适当增大溶液萃取率会增大，其原因是 。
(5)反萃取时需向萃取液中加入 (填写化学式)，该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。
(6)一种含的氧化物晶胞结构如图所示，已知在该氧化物中原子半径为原子半径为，它们在晶体中是紧密接触的。用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式即可)。
2．是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，木材和皮革的保存剂。由菱锌矿(主要成分为，还含有少量：、、、、、PbO，、CdO和)制备流程如下：
已知：常温下，部分金属阳离子沉淀的pH如下表。
回答下列问题：
(1)加硫酸浸取后再调节pH=5，过滤获得的滤渣①的主要成分为、、、 和 。
(2)加入溶液后过滤可以得到和两种沉淀，发生反应的离子方程式为 ，常温下，此时溶液pH仍为5，则溶液残留的微量的浓度约为 ml/L⋅，根据“转化过滤”过程，推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池，则电势较高的一极为 。
(3)“脱钙镁”后“过滤”所得的滤渣还可以和浓硫酸反应制备HF以循环使用，则该反应可以发生的原因是 。
(4)脱完钙和镁之后的滤液中含有少量的，的溶解度曲线如图。由滤液④获得的具体操作为 。
(5)ZnS存在如图所示的两种晶胞类型，则两种晶胞的密度之比为 (用含a、b、c的代数式表示)。
3．现以铅蓄电池的填充物铅膏(主要含PbSO4、PbO2、PbO和少量FeO)为原料，可生产三盐基硫酸铅(PbSO4·3PbO·H2O)和副产品Fe2O3·xH2O，其工艺流程如下：
已知：，，具有两性，PbO2有强氧化性。
(1)铅和碳同主族，与Cs同周期，则铅的外围电子轨道表示式为 。
(2)“转化”后的难溶物质为PbCO3和少量PbSO4，则PbO2转化为PbCO3的离子方程式为 ，滤液1中和的浓度之比为 。
(3)在50～60℃“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为 。“合成”需控制溶液的pH不能大于10的原因为 。
(4)根据图2所示的溶解度随温度的变化曲线，由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7，然后蒸发浓缩、 ，洗涤后干燥
(5)大型客机燃油用四乙基铅作抗震添加剂，但皮肤长期接触对身体有害。是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，其晶体类型属于 晶体。已知晶体的堆积方式如图3，则其在xy平面上的二维堆积中的配位数是 。
4．高铼酸铵()是一种重要的化工原料，能用于制各石化工业炼油厂的重整催化剂。以钼精矿(主要成分有、，还含有、、、等杂质)为原料制各的工艺流程图如下。
已知：
①“氧压碱浸”的主要产物有、、；
②“水相1”中的阴离子主要是和；
③。
回答下列问题：
(1)M位于元素周期表的第五周期第ⅥB族，其价层电子排布为 ；的主要用途有(写一点) 。
(2)“氧压碱浸”在高温条件下进行，写出转化为的化学方程式： 。
(3)“调酸”的pH大约为5，则“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(4)若“萃取”发生的反应为，则“反萃取”的化学方程式为 。
(5)“除磷”过程中按物质的量之比加入，充分反应后，= 。
(6)“操作X”的具体操作为 ，过滤、洗涤、干燥，即可得到晶体。
5．二氧化铈（）是一种典型的金属氧化物，具有较强的氧化性广泛应用于多相催化反应，并作为汽车尾气净化的三效催化剂的重要组成成分。以氟碳铈矿（主要含、等）为原料制备的一种工艺流程如下图所示：
已知：①“氧化焙烧”后，Ce元素转化为和；②滤液A中含：、等离子。
回答下列问题：
(1)滤渣A的主要成分是 （填化学式）；“酸浸”不用盐酸的理由是 （答一点即可）。
(2)“系列操作”包含以下几个过程：已知：不能溶于有机物TBP；能溶于有机物TBP，且存在反应：。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是 ，“有机层B”中发生反应的离子方程式为 。水层中的一种溶质，理论上可以在工艺流程图中的 工序中循环利用，减小“调pH”工序中的用量，节约生产成本。
(3)“调pH”中，要使沉淀完全（通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全），应控制pH大于 （已知25℃时）。
(4)“氧化”中，NaClO转化为NaCl，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)二氧化铈立方晶胞如图所示，则铈原子Ce在晶胞中的位置是 ；晶体中一个Ce周围与其最近的O的个数为 。
6．重铬酸钾是一种用途广泛的化合物。工业上以铬铁矿[主要成分为，还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾的一种工艺流程如图。回答下列问题：
已知：氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和。
(1)焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是 ，滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料，则焙烧时发生反应的化学方程式为 。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是 。
(3)“除杂”时需加热，其目的是 。
(4)“电解”是利用膜电解技术(装置如图所示)，将转化为。阳极池发生反应的总的离子方程式为 。
(5)加入饱和溶液后蒸发结晶，能得到的原因是 。
(6)该流程中，能循环利用的物质有 (填化学式) 。
(7)以铬铁矿为原料，按照此流程最终得到，若原料利用率为，则该铬铁矿中铬的百分含量[以计]为 (保留三位有效数字)。
7．氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备氮化镓(GaN)，部分工艺流程如下：
已知：①Ga与Al同主族。
②常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH和金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表：
(1)为提高浸出率，可采用的方法是 (填一种方法即可)。
(2)基态镓原子的价层电子排布图为 。GaN的熔点为1700℃，晶胞如图所示，GaN的晶体类型为 。
(3)利用炼锌矿渣所获得的三种金属盐，分别为镓盐、FeCl2和 (填化学式)。
(4)处理浸出液时，将溶液的pH调节至5.4，此时溶液中Fe3+的浓度为 。
(5)“溶解还原”步骤中需要加入一定量的铁粉，进行该操作的主要目的是 。
(6)“高温合成”操作中Ga(CH3)3与NH3反应生成GaN的化学方程式为 。
(7)下图可表示氮化镓与铜组装成的人工光合系统的工作原理。请写出铜电极上的电极反应式 。
8．氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要成分是，含、等杂质)为原料制备流程如图所示：
已知：①酸浸后溶液中的金属离子有和
②时已知几种金属离子沉淀的如表所示：
请回答下列问题：
(1)“焙烧”时生成三种氧化物，其中金属氧化物的化学式为 。
(2)焙烧产物中的在有氧条件下利用石灰石浆液吸收可制得一种副产品 。(填化学式)
(3)流程中，若无“还原”工序，造成的后果是 。
(4)已知有两种同分异构体，则“沉铁”过程中生成的的空间结构是 。
(5)“灼烧”工序的化学方程式是 ，“煅烧”时通入的作用是 。
(6)“煅烧”得到氧缺位体时，不同温度范围内，发生变价的金属元素不同，某温度下制得的氧缺位体质量为原质量的，则 。
(7)氧缺位体催化分解水制氢可分为两步：
第一步： (完成方程式)；
第二步：。
9．氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色等。工业上常用辉铋矿(主要成分是，还含有少量、铁的氧化物等杂质)为原料制备氯氧化铋。
已知：①在时开始水解，时几乎完全水解为白色的BiOCl沉淀；
②该工艺下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。
(1)铋与氮同主族，且位于元素周期表的第六周期，基态Bi的价电子排布式为 。
(2)“浸渣”的主要成分是S和 ，“浸取”时生成S的离子方程式为 。
(3)“充分搅拌”时加入盐酸羟胺的目的是 。
(4)加入碳酸钠粉末制取BiOCl时，溶液pH值需控制的合理范围为 ，发生反应的化学方程式为 。
(5)氯氧化铋(BiOCl)可用作钾离子电池(有机物作离子导体)的负极材料，充电时嵌入，BiOCl被还原为Bi，则阴极的电极反应式是 。
(6)铋的一种氧化物的立方晶胞结构如图所示，已知最近的两个铋离子之间的距离为，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为 (列出计算式即可)。
10．Ag、是两种重要的化工产品。某小组以含的废定影液为原料制备Ag和的流程如下。
请回答下列问题：
(1)现用15 ml⋅L浓硝酸和水以体积比1∶1的比例配制100 mL的硝酸，简述其操作是 。
(2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(3)“酸溶”中制备的离子方程式为 。
(4)粗银提取纯Ag分两步进行：第一步，用物理方法即 除去大量Fe粉；第二步，将含少量Fe粉的银溶于盐酸，经 （填实验操作名称）、水洗、干燥得到纯银。
(5)“沉银1”发生的反应：，该反应的平衡常数为 （结果保留两位有效数字）。
已知：的平衡常数，。
(6)利用重结晶法从“沉银1”的滤液中提取大苏打，测定大苏打纯度。称取W g产品溶于水配制成250 mL溶液，准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，滴加几滴淀粉溶液，用c ml⋅L溶液滴定至终点，消耗溶液V mL。已知滴定反应：，该产品中的质量分数为 （用含c、V、W的式子表示）。三次平行实验发现，测得的产品纯度均大于实际值（实验操作均正确），其原因可能是 。
(7)银晶胞为面心立方最密堆积晶胞，如图所示。该晶胞中原子空间利用率为______（填标号）。（提示：原子空间利用率=原子总体积与晶胞体积之比）
A．B．C．D．
11．ZnO是一种难溶于水的白色固体，在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂，医药上用于制软膏、橡皮膏等。工业上由菱锌矿（主要成分为、ZnO，还含有少量、FeO、、等杂质）制备ZnO的工艺流程如图所示：
已知：①常温下：，；
②“溶浸”后的溶液所含金属离子主要有：、、、；
③氧化性顺序：。
回答下列问题：
(1)基态Zn原子的最高能层符号为 。
(2)滤渣1的化学式是 ，“溶浸”过程中发生反应的离子方程式是 。
(3)“氧化”时适当加热，其目的是 ，但温度不能过高，其原因是 。
(4)已知“氧化”后溶液中，“调pH”的pH范围是 （保留两位有效数字）。（已知：溶液中离子浓度小于等于时，认为该离子沉淀完全。）“还原”时加入锌粉的目的是 。
(5)有机萃取剂HA与反应的化学方程式为，则“反萃取”时加入试剂X的化学式是 。
(6)在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是 ，“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为]，碱式碳酸锌升温过程中固体的质量变化如图所示。350℃时，剩余固体中已不含碳元素，则剩余固体的成分是 （填化学式）。
12．一种利用富锂卤水(含Li+、Na+、Mg2+、Cl-、硼酸根等)中制备碳酸锂的工艺如下：
已知：室温下相关物质的Ksp如下表。
(1)i中，操作的名称是 。
(2)ii可除去80%的Mg2+，该过程中生成Mg2(OH)2CO3反应的离子方程式为 。
(3)iii中，得到的沉淀3的成分有 。
(4)有人提出：可省略向溶液3中加入草酸钠这一步，该建议 (填“可行”或“不可行”)，理由是 。
(5)一种测定碳酸锂产品纯度的方法如下：
步骤I．取agLi2CO3产品，加入c1ml/LV1mLH2SO4标准溶液，固体完全溶解；
步骤II．加热溶液，缓缓煮沸一段时间后自然冷却至室温；
步骤III．以酚酞为指示剂，用c2ml/LNaOH标准溶液滴定至终点，消耗溶液体积为V2mL。
①已知：杂质不与H2SO4、NaOH溶液反应。Li2CO3的摩尔质量为74g/ml。该Li2CO3产品纯度为 (写出计算式，用质量分数表示)。
②步骤II的目的是 ；若省略步骤II，直接进行步骤III，将导致测得的Li2CO3产品纯度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)纯化Li2CO3粗品
将Li2CO3转化为LiHCO3后，用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH，再转化得电池级Li2CO3.电解原理如图所示：
阳极的电极反应式是 ，该池使用了 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
13．黄丹粉可外用拔毒生肌、杀虫止痒等。以铅膏(主要成分、、PbO、Pb，还有少量等)为原料制备黄丹粉的流程如下：
已知常温下，几种难溶电解质的溶度积常数如下表：
回答下列问题：
(1)“脱硫”中，为了提高反应速率宜采用的措施有 (填两条)。
(2)已知平衡常数大于10⁵的反应为不可逆反应(完全反应)。通过计算说明能完全转化为的原因： ；开始转化的条件是 。
(3)已知：易溶于水、难电离。“酸浸”中，如果用浓盐酸替代醋酸，会产生有毒气体，写出生成该气体时发生反应的离子方程式： (不考虑转化为)。
(4)若“还原”时用木炭替代，其主要缺点是 。
(5)已知：“还原”步骤中测得如下数据：(甲)PbO起始质量为x g；(乙)消耗总体积为V L(折合标准状况)(假设上述反应完全)。选择上述数据，计算理论上所得铅粉的质量 g。
(6)铅晶胞结构如图所示。已知为阿伏加德罗常数的值，铅晶体密度为ρ g⋅cm，则铅原子半径为 nm。
14．稀土金属(RE)属于战略性金属，我国的稀土提炼技术位于世界领先地位。一种从废旧磁性材料[主要成分为铈(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的杂质]中回收稀土金属Ce的工艺流程如图所示。
已知：①Ce(H2PO4)3难溶于水和稀酸。②常温下，Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16.4，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32.9，Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20。③当溶液中的金属离子浓度小于或等于10-5ml/L时，可认为已沉淀完全。
(1)为提高酸浸的速率，可采取的措施为 (写一条即可)。
(2)常温下，“酸浸”后测得溶液中c(Fe2+)=1.0ml/L，c(Ce3+)=0.01ml/L，则“沉Ce”时，为了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要调节溶液的pH范围为 。
(3)“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应的离子方程式为 ，“滤液2”中铝元素的存在形式为 (填化学式)。
(4)“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和一种无毒的气体，发生反应的化学方程式为 。
(5)某稀土金属氧化物的立方晶胞如图所示，则该氧化物的化学式为 ，距离RE原子最近的O原子有 个。若M(晶胞)=Mg/ml，晶胞边长为anm，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度为 g/cm3(列出计算式)。
15．湿法炼锌的工业废水中主要阳离子有Zn2+、H+、Tl+、Tl3+，废水除铊的工艺流程如图。
①能够在pH为0~14的范围内以离子态稳定存在，不易与形成沉淀。
②部分物质的如表：
③排放标准：Tl的含量低于。
回答下列问题：
(1)Tl的原子序数为81，在元素周期表中的位置为 ，价电子排布式为 。
(2)已知“氧化”步骤中被还原为，请写出该反应的离子方程式： ，反应后仍存在少量的。
(3)“预中和”步骤中加入至溶液的pH约为7，可减少“硫化”步骤中的使用量，还能减少 (填化学式)污染物的生成。
(4)“硫化”步骤的主要目的是除去 (填离子符号)。
(5)在“中和”步骤中，若要使溶液中的含量低于排放标准，请根据计算溶液的pH应大于 。
(6)“离子交换”步骤中可用普鲁士蓝(其摩尔质量为)中的与残余铊离子进行离子交换，进一步实现废水中铊的去除。普鲁士蓝晶胞的如下［未标出，其占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心］。若该晶体的密度为，则和的最短距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。
16．四氧化三锰()是一种可用于生产锂离子电池正极材料的原料。以天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含等元素)为原料制备高纯的工艺流程如下图所示。
该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下表：
回答下列问题：
(1)“氧化”中添加适量的的作用是 。(用离子方程式表示)
(2)“滤渣2”中主要有 ，“调”时溶液的范围应调节为 ~6.2之间。
(3)“除杂2”的目的是生成，沉淀除去。若溶液酸度过高，会导致 。
(4)常温下，利用表格中的数据，计算 。(已知)
(5)和氨水混合在下得到的的产率最高。若继续升高温度，会导致产率降低，原因可能是 。
(6)在“沉锰”时，可用尿素代替，同时控制温度在，写出尿素“沉锰”反应的离子方程式： 。
(7)金属晶体中的原子堆积方式如图所示，六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，的相对原子质量为M，则晶体的密度为 (已知，列出计算式即可)。
17．黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4.黏土钒矿采用以下工艺流程可制备偏钒酸铵(NH4VO3)。
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的pH如下表所示；
②钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数δ与pH的关系如图所示，
回答下列问题：
(1)NH4+的VSEPR模型是 形。
(2)“酸浸氧化”时，VO+、VO2+被氧化为VO2+，增大“酸浸氧化”速率的措施是 (任写一种)。
(3)“中和沉淀”时，滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及 。
(4)“沉淀转溶”时，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤液③中含有的阴离子有OH−以及 。
(5)①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量，原因为 。
②温度高于80℃时，沉钒率下降的原因是 (任写一种)。
(6)加热偏钒酸铵制备V2O5的化学方程式为 。
18．以方铅矿(主要含)和废铅膏(主要含)为原料联合提铅的一种流程示意图如下。
已知：i．
ii．
(1)浸出
时，加入过量的盐酸和溶液的混合液将铅元素全部以形式浸出。
①“浸出”过程中，发生的主要反应有：
I．
II．
III． (浸出的离子方程式)
②I生成的作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：
i．
ii． (离子方程式)
③充分浸出后，分离出含溶液的方法是 。
(2)结晶
向含的溶液中加入适量的冷水结晶获得，结合浓度商(Q)与平衡常数(K)的影响因素及大小关系，解释加入冷水的作用： 。
(3)脱氯碳化
室温时，向溶液中加入少量浓氨水调至，然后加入固体进行脱氯碳化。
①随着脱氯碳化反应进行，溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②脱氯碳化过程中，检测到。浊液转化为的最低 。
(4)还原
将溶于溶液可制备，反应：。制备高纯铅的原电池原理示意图如图所示。
①获得高纯铅的电极是 (填“正极”或“负极”)。
②电池的总反应的离子方程式是 。
③从物质和能量利用的角度说明该工艺的优点： 。
19．利用废镍催化剂(主要含金属及其氧化物)合成硫酸镍晶体的一种工艺流程如下：
常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表所示：
回答下列问题：
(1)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是 。
(3)若“转化”后的溶液中浓度为，则“调”应控制的范围是 。
(4)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系。
由溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)①三种元素二价离子的硫酸盐晶体的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为 ；
②中阴离子的空间构型为 ；
③丁二酮肟常用于检验。在稀氨水中，丁二酮肟与反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示：
该配合物中的配位数为 ；丁二酮肟分子中所含的第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
20．碘化镍()可用于制陶瓷等。以废镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)为原料制备碘化镍的流程如下：
已知：室温下，。
回答下列问题：
(1)滤渣1的成分是、 (填化学式)。滤渣2经过洗涤、干燥、 (填操作名称)可制铁红。
(2)“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液，的作用是 (用离子方程式表示)。
(3)“除钙”时，为确保滤液中，溶液中至少为 (保留两位有效数字)。
(4)“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是 (填离子符号)。
(5)“分解”过程中通入的作用是 。
(6)在空气中加热一定量的(相对分子质量为183)晶体，测得固体失重率(固体失重率＝)与温度的关系如图所示，300～400℃时发生反应的化学方程式为 。
21．钨是国防及高新技术应用中极为重要的功能材料之一，由黑钨矿[主要成分是钨酸亚铁()、钨酸锰()，少量Si、As元素]冶炼钨的流程如下：
已知：①钨酸()酸性很弱，难溶于水。
②水浸液含、、、等阴离子。
(1)“焙烧”前，粉碎黑钨矿的目的是 。
(2)滤渣的主要成分为两种金属氧化物，是、 。写出生成的化学方程式 。
(3)“净化”过程中，的作用是 。
(4)“还原”的总反应为 ，实验测得一定条件下，平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①该反应 0(填“>”或“<”)。
②由图可知，a点处 (填“>”或“<”或“=”)。
③900℃时该反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
(5)“还原”过程中，氧化钨会与水蒸气反应生成，其化学方程式为 。
(6)工业上可以采用铝热法还原黄钨()生产钨。已知、
①
②
则的 。
(7)钨酸钙可用于制闪烁计数器、激光器等，往“净化”后的溶液中加入石灰乳发生：，已知：常温下，、的沉淀溶解平衡曲线如图所示。当溶液中的完全沉淀()时，溶液 。
22．我国是世界上稀土资源最丰富的国家，冶炼提纯技术位于世界前茅。从某种磷精矿(主要成分为，含少量)分离稀土元素钪()的工业流程如下：
(1)钪的基态原子核外价电子排布式为 。
(2)“萃取”的目的是富集，但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。
①通过制得有机磷萃取剂，其中代表烃基，对产率的影响如下表。
由表可知：随中碳原子数增加，产率降低，请从结构的角度分析原因 。
②“反萃取”的目的是分离和元素。向“萃取液”中通入，的沉淀率随的变化如图。试剂X为 (填“”或“”)，应调节为 。
③反萃取时，通入得到沉淀的过程为：
i．
ii． (写出该过程的化学方程式)。
(3)草酸钪晶体在空气中加热，随温度的变化情况如图所示。250℃晶体主要成分是 (填化学式)，℃反应的化学方程式为 。
(4)的一种氢化物晶胞结构如图，晶体中H周围与其最近的的个数为 。为阿伏伽德罗常数的值，晶胞参数为，则该晶胞的密度为 。
23．湿法炼锌具有能耗低，生成产品纯度高等特点，其主要原料为锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，获得较纯锌锭的工艺流程如图：
已知：焙烧后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、、、CdO。
(1)铜原子的价层电子排布图为 。
(2)“酸浸”中滤渣主要成分为 。
(3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时，反应速率较小，然后反应速率显著增大，请解释产生此现象的原因： 。
(4)写出“赤铁矿除铁”过程中反应的离子方程式： 。
(5)“—萘酚净化除钴”先是把氧化成，并生成NO，与有机物发生化学反应生成红褐色稳定鳌合物沉淀。写出被氧化的离子方程式： 。
(6)“电解”工艺中，电解液常有较高浓度的会腐蚀阳极而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和，生成CuCl沉淀从而除去。已知： ；。请通过具体数据说明上述的反应能完全进行的原因： 。
(7)纯净的硫化锌是半导体锂离子电池负极材料。在充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)，同时负极材料晶胞的组成变化如图所示。
①充电过程中ZnS到的电极方程式为 (x和y用具体数字表示)。
②若的晶胞参数为a nm，则EF间的距离为 nm。
24．铌的原子序数为41，其单质具有良好的超导性，可应用于原子能领域。烧绿石精矿可用于冶炼金属铌，某烧绿石精矿的成分为，其他不反应的杂质。从烧绿石中提取的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)在元素周期表中的位置是 。
(2)上述烧绿石中铌元素的含量为 。
(3)“酸浸”时，转化为的化学方程式为 。
(4)“沉淀”时，与氨水反应生成、 、。
(5)“还原”时，发生反应的化学方程式为 。
(6)“萃取”“反萃取”后都需要进行的分离操作是 。
(7)废液中的，在一定条件可转化为可溶于酸的难溶性盐。某温度下，用调节浊液的，测得体系中或与的关系如图所示。则该温度下难溶盐的溶度积常数为 。
25．某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料（含有LiCO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等）制备C2O3和Li2CO3。工艺流程如下：
固体已知：①常温时，有关物质如下表：
②常温时，的溶度积，该数值随温度升高而减小。
(1)LiCO2中C元素的化合价为 ；基态C原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”时发生反应：。
①补充完整上述离子方程式 ；
②旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，但易造成环境污染，原因是 。
(3)已知滤渣2中含有，则常温下滤液2中 ml/L。
(4)滤液3中含金属元素的离子主要是，通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为 。
(5)沉锂操作过程中的存在反应：，该操作中需将温度升高到90℃，原因是 。
(6)由进一步制得的具有反萤石结构，晶胞如图所示。
①在晶胞中的位置为 ；
②设阿伏加德罗常数的值为。晶胞的密度为b，则晶胞参数（棱长）为 pm。
金属离子
沉淀完全的
8.3
2.8
4.7
9.8
金属阳离子
开始沉淀pH
6.2
7.4
2.2
7.7
9.1
8.1
3.4
沉淀完全pH
8.2
8.9
3.2
9.7
11.1
10.1
4.7
金属离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
Ga3+
开始沉淀pH
8.0
1.7
5.5
3.0
沉淀完全pH
9.6
3.2
8.0
4.9
萃取率(%)
0
99
0
97~98.5
金属氢氧化物
开始沉淀的
1.9
3.4
6.4
7.0
完全沉淀的
3.2
4.7
7.6
9.0
金属离子
开始沉淀的pH
1.9
7.2
沉淀完全的pH
2.9
8.2
化合物
MgCO3
Mg(OH)2
CaC2O4
CaCO3
Ca(OH)2
Li2CO3
Ksp
6.8×10-6
5.6×10-12
2.3×10-9
2.8×10-9
5.5×10-6
2.5×10-2
难溶电解质
物质
ZnS
金属离子
开始沉淀的
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
金属离子
Fe3+
Al3+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀pH
1.9
3.0
8.1
8.9
完全沉淀pH
3.0
4.7
10.1
10.9
物质
金属离子
开始沉淀时的
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时的
8.7
4.7
3.2
9.0
温度
低于30.8℃
30.8~53.8℃
53.8~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
产率/
82
62
20
物质
参考答案：
1．(1)
(2)增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行
(3) 4.7pH7.1
(4)增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，C2+萃取率会增大
(5) H2SO4 富集C2+，除去Mn2+
(6)
【分析】向钴矿[主要成分是C2O3]中加入盐酸，并通入SO2，结合信息①中浸出液含有的阳离子主要有C2+、Fe2+、Ca2+、Mn2+、Al3+等，工艺流程最终得到碳酸钴，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+并调节溶液的pH值，可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤后所得滤液主要含有C2+、Ca2+、Mn2+，用NaF溶液除去钙，过滤后，向滤液中加入P507萃取剂对C2+进行萃取同时除去Mn2+，分液后对有机层进行C2+进行反萃取得到水层溶液即硫酸钴溶液，向硫酸钴溶液中加入碳酸钠溶液得到碳酸钴，过滤洗涤干燥即可，据此分析解题。
【详解】（1）C原子的原子序数为27，其基态原子的核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，则其价电子排布式为3d74s2，故答案为：3d74s2；
（2）浸取钴矿石前，对其进行浆化处理，可以增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行，故答案为：增大与HCl、SO2的接触面积，提高反应速率、使反应充分进行；
（3）由分析可知，除杂过程中，加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+，故若通入压缩空气后实现同样的目的，则发生反应的离子方程式为，调节后，即是Fe3+、Al3+完全沉淀，而C2+、Mn2+不沉淀，若溶液中，此时pH应该4.7，溶液中c(OH-)==4×10-7.5ml/L，则c(H+)=2.5×10-7.5ml/L，即pH-=6.5+2lg2=7.1，故pH的范围是4.7pH7.1，故答案为：；4.7pH7.1；
（4）萃取剂和能发生反应：，萃取时，增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，C2+萃取率会增大，故答案为：增大pH降低c(H+)使萃取反应平衡正向移动，C2+萃取率会增大；
（5）由分析可知，增大溶液中H+浓度使得萃取平衡逆向移动即为反萃取，反萃取之后得到硫酸钴溶液，则反萃取时需向萃取液中加入H2SO4，由工艺流程图可知，经过该工艺中萃取、反萃取步骤之后可以提高溶液中C2+的浓度，同时除去Mn2+，即富集C2+，除去Mn2+，故答案为：H2SO4；富集C2+，除去Mn2+；
（6）由题干晶胞示意图可知，一个含C的氧化物晶胞中含有C的个数为：=4，O的个数为：=4，用表示阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为：g，已知在该氧化物中C原子半径为apm，O原子半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，即晶胞的边长为：2(a+b)×10-10cm，即一个晶胞的体积为：[2(a+b)×10-10]3cm3，故该晶体密度为，故答案为：。
2．(1)
(2) Cd电极
(3)难挥发性酸制备易挥发性酸
(4)加热浓缩至330K(或以上，370K都对)，直到析出大量晶体后，趁热过滤，再洗涤并干燥
(5)
【分析】菱锌矿主要成分为，还含有少量：、、、、、PbO，、CdO和，焙烧后用硫酸“浸取”，加Zn(OH)2调pH=5，过滤出、、、和，滤液①加高锰酸钾把被高锰酸钾氧化为，高锰酸根离子被还原为，过滤可以得到和沉淀，滤液②加Zn粉置换出Cd，过滤，滤液③加HF生成MgF2、CaF2除钙镁，过滤，滤液④加热浓缩至330K(或以上，370K都对)，直到析出大量晶体后，趁热过滤，洗涤、干燥得
【详解】（1）根据部分金属阳离子沉淀的pH表，加硫酸浸取后再调节pH=5，生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，过滤获得的滤渣①的主要成分为、、、和。
（2）加入溶液后过滤可以得到和两种沉淀，被高锰酸钾氧化为，高锰酸根离子被还原为，发生反应的离子方程式为；常温下，完全沉淀的pH为3.2，；此时溶液pH仍为5，则溶液残留的微量的浓度约为ml/L⋅，根据“转化过滤”过程，加Zn粉置换出Cd，可知Zn的还原性大于Cd，推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池，Cd是正极，则电势较高的一极为Cd电极。
（3）“脱钙镁”后“过滤”所得的滤渣MgF2、CaF2还可以和浓硫酸反应生成HF以循环使用，该反应可以发生的原因是难挥发性酸制备易挥发性酸。
（4）根据的溶解度曲线。由滤液④获得的具体操作为：加热浓缩至330K(或以上，370K都对)，直到析出大量晶体后，趁热过滤，再洗涤并干燥。
（5）根据均摊原则，左侧晶胞中含Zn2+、S2-数均为4，左侧晶胞的密度为；右侧晶胞中含Zn2+、S2-数均为2，右侧晶胞的密度为；则两种晶胞的密度之比为：=。
3．(1)
(2)
(3) Pb(OH)2具有两性，pH过高导致其溶解，降低了三盐基硫酸铅的产率
(4)趁热过滤
(5) 分子 6
【分析】向含铅废料(主要含PbO、PbSO4 和 PbO2)中加入Na2SO3溶液的目的是将PbO2还原为PbSO4，发生反应+PbO2+H2O=PbSO4+2OH-，加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为PbCO3，所以滤液1主要是Na2SO4溶液，PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)，同时将FeO转化为Fe(NO3)3，故可知混合气体X为CO2和NO的混合气体，如何调节溶液pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去，Pb(NO3)中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，因此HNO3可循环利用即物质Y为HNO3，PbSO4加入氢氧化钠溶液，可得到硫酸钠溶液和三盐基硫酸铅，以此分析解答。
【详解】（1）
铅和碳同主族，与Cs同周期，即位于第6周期第ⅣA族，根据最高能层序数等于周期序数，最外层电子数等于主族序数，则铅的外围电子轨道表示式为：，故答案为：；
（2）PbO2转化为PbCO3的离子方程式是PbO2+++H2O═PbCO3↓++2OH-，滤液1中和的浓度比为====3×10-6，故答案为：PbO2+++H2O═PbCO3↓++2OH-；3×10-6；
（3）依据流程可知，硫酸铅中加入氢氧化钠生成三盐，结合原子守恒可知方程式为：4PbSO4+6NaOH=PbSO4•3PbO•H2O+3Na2SO4+2H2O；由题干信息可知，Pb(OH)2具有两性，则pH大于10时，Pb2+会转化为Pb(OH)2或者可溶的、等，降低了三盐的产率，故答案为：4PbSO4+6NaOH=PbSO4•3PbO•H2O+3Na2SO4+2H2O；Pb(OH)2具有两性，pH过高导致其溶解，降低了三盐基硫酸铅的产率；
（4）由图可可知，温度低于45℃左右时得到Na2SO4•1OH2O晶体，高于45℃时得到Na2SO4晶体，且温度升高Na2SO4的溶解度减小，故由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7，然后蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤后干燥，故答案为：趁热过滤；
（5）Pb(CH2CH3)4是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，可知其晶体类型为分子晶体，其堆积方式为六方最密，平面的配位数是6个，三维空间配位数是12个，故答案为：分子；6。
4．(1) 作红色颜料(或炼铁原料等)
(2)
(3)Al(OH)3、H2SiO3
(4)
(5)
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
【分析】钼精矿(主要成分有、，还含有、、、等杂质) “氧压碱浸”在高温条件下进行，转化为，转化为Na2AlO2，转化为Na2SiO3，转化为，转化为Na3PO4，滤渣1为Fe2O3，滤液加入硫酸调pH时Na2AlO2和Na2SiO3分别转化为Al(OH)3、H2SiO3，加入R3N萃取，向有机相中加入氨水反萃取，向水相中加入硫酸镁除磷，滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶得到，以此解答。
【详解】（1）M元素位于元素周期表的第五周期第ⅥB族，其价层电子排布为。常用作红色颜料等。
（2）由氧化还原反应原理和元素守恒可知，。
（3）和在“氧压碱浸”时转化为四羟基合铝酸钠和硅酸钠，故加入硫酸“调酸”时，二者均会反应：(后续除杂中没有去除铝离子，故沉淀未溶解)，，故“滤渣2”为和。
（4）“反萃取”就是让重新进入水相，使“萃取”反应逆向移动，加入氨水，写出反应的化学方程式。(5)假设，，则，计算可得，故。
（5）假设，，则，计算可得，故。
（6）由溶液得到晶体的具体操作为蒸发浓缩，冷却结晶﹐过滤、洗涤、干燥。
5．(1) 会被盐酸还原为；生成有毒的会污染环境；盐酸不能除去杂质等
(2) 分液 酸浸
(3)9
(4)
(5) 面心和顶角 8
【分析】该工艺流程原料为氟碳铈矿(主要含、等)，产品为，原料在富氧空气中“氧化焙烧”生成、和，熔渣“酸浸”时，得到的滤液A中含，说明加入的是硫酸，与反应生成，、转化成，过滤后，滤液A经系列操作，转化成，加入NaOH调节pH使转化成沉淀，过滤后滤渣B中加入NaClO将氧化成，煅烧得到。
【详解】（1）根据上述分析，“酸浸”时与反应生成沉淀，故滤渣A主要成分为；“酸浸”时加入的酸为可以除去，具有较强的氧化性，若加入盐酸，会被还原为，同时生成有毒的会污染环境；
故答案为：；会被盐酸还原为；生成有毒的会污染环境；盐酸不能除去杂质等
（2）滤液A中的能溶于有机物TBP，振荡静置后的水层与有机层采用分液方法进行分离；
进入有机层TBP中被分离出来后，经过系列操作得到含水层，则说明有机层中转化为，而在有机物TBP中不溶进入水层，被还原成，应加入还原剂发生氧化还原反应，具有还原性且被氧化成不会引入新杂质，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为；
水层溶液中含有硫酸，故可循环利用于“酸浸”工序；
故答案为：分液；；酸浸；
（3）使沉淀完全时，溶液，则，此时溶液；
故答案为：9；
（4）“氧化”工序发生的氧化还原反应为NaClO将氧化成，同时生成NaCl，方程式为，NaClO为氧化剂，为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2；
故答案为：1:2；
（5）在二氧化铈立方晶胞结构中，白球位于顶角与面心有个，黑球位于体内有8个，白球:黑球=1:2，在二氧化铈化学式中Ce:O=1:2，白球为Ce原子，位于顶角与面心；以晶胞结构中上平面面心位置的Ce原子为例，与其最近的O原子有该晶胞中的4个O原子及无隙并置的上一个晶胞中的4个O原子，共8个；
故答案为：1:2；8。
6．(1) 增大反应物的接触面积，使反应更加充分，反应速率更快
(2)和
(3)促进和水解，使和Na2SiO3转化为和
(4)
(5)的溶解低于硫酸钠
(6)O2
(7)81.6%
【分析】铬铁矿[主要成分为，还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾在空气中与纯碱煅烧，生成氧化铁，化学反应式为：，同时氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和，SiO2与碳酸钠高温下反应生成Na2SiO3和CO2，加水浸取，滤渣I含有Fe2O3和MgO，通入过量二氧化碳，和Na2SiO3转化为和，过滤除去，电解滤液，阳极水失去电子：，氢离子浓度上升，使反应平衡正向移动，转化为，加入饱和的溶液后蒸发结晶，得到。
【详解】（1）焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是：增大反应物的接触面积，使反应更加充分，反应速率更快；滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料，为Fe2O3，即在空气中加入碳酸钠焙烧生成氧化铁，化学反应式为：；
（2）由分析得，滤渣Ⅱ为和；
（3）“除杂”时需加热，其目的是促进和水解，使和Na2SiO3转化为和；
（4）阳极水失去电子：，氢离子浓度上升，使反应平衡正向移动，转化为，综上：阳极池发生反应的总离子方程式为：；
（5）加入饱和溶液后蒸发结晶，能得到的原因是：的溶解低于硫酸钠；
（6）该流程中，能循环利用的物质有O2，电解产生的氧气可用于焙烧；
（7）根据Cr原子守恒可知，Cr物质的量为：，的物质的量为：，该铬铁矿中铬的百分含量[以计]为。
7．(1)适当增大硫酸的浓度、适当加热、将矿渣粉碎、搅拌等
(2) 原子晶体
(3)ZnSO4
(4)ml/L
(5)Fe能将Fe3+还原为Fe2+，避免Fe3+被萃取
(6)
(7)CO2+8H++8e-=CH4+2H2O
【分析】炼锌矿渣用稀硫酸酸浸后所得滤液中含有亚铁离子、铁离子、锌离子、Ga3+，加入双氧水氧化亚铁离子，调节pH＝5.4，沉淀铁离子和Ga3+，水层1中含有锌离子；得到的滤饼加入盐酸酸化得到氯化铁和氯化镓，加入固体铁把铁离子转化为亚铁离子，然后利用萃取剂萃取Ga3+，加入氢氧化钠溶液使Ga3+转化为NaGaO2，最后Ga(CH3)3与氨气反应合成GaN，据此解答。
【详解】（1）矿渣粉碎增大固体表面积、适当增大硫酸的浓度、加热升高温度、搅拌等措施提高加入稀硫酸浸出时的浸出率。
（2）
镓原子价层电子排布式是4s24p1，基态镓原子的价层电子排布图。GaN的熔点为1700℃，熔点高，GaN的晶体类型为共价晶体。
（3）利用炼锌矿渣所获得的三种金属盐，分别为镓盐、FeCl2和ZnSO4。
（4）Fe(OH)3(Ksp)= pH=5.4时铁离子沉淀，此时c(H+)=10-5.4ml/L，则c(OH-)=10-8.6 ml/L， ml/L。
（5）铁离子和镓离子萃取率相近，亚铁离子的萃取率为0，Fe能将铁离子还原为亚铁离子，避免铁离子被萃取。铁离子和镓离子萃取率相近，Fe能将铁离子还原为亚铁离子，避免铁离子被萃取。
（6）高温合成过程中，Ga(CH3)3与氨气反应合成GaN，产物还有CH4，反应方程式为：。
（7）从氮化镓与铜组装成的人工光合系统的工作原理图中可知，该装置为原电池，电子从负极流出，故GaN为负极，Cu为正极，正极得电子，铜电极上的电极反应式：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O。
8．(1)CuO、Fe3O4
(2)CaSO4
(3)还原工序是将Fe3+还原为Fe2+，若没有还原工序，会使Fe3+发生沉淀
(4)平面正方形
(5) CuO+2Fe(OH)3CuFe2O4+3H2O N2在煅烧时做保护气
(6)0.15
(7)
【分析】氧气具有氧化性，已知酸浸后的溶液中金属离子有Cu2+，Fe2+，Al3+和Fe3+，CuFeS2焙烧生成三种氧化物，结合质量守恒可知，三种氧化物为SO2、CuO、Fe3O4，加入硫酸金属氧化物转化为相应的硫酸盐，滤渣1为SiO2，加入Cu还原Fe3+为Fe2+，加入CuO调节pH使Al3+沉淀，，而Cu2+和Fe2+不沉淀，滤渣2中有Al(OH)3、CuO、Cu，加H2O2将Fe2+氧化为Fe3+离子，加入过量的氨水反应生成Cu(NH3)4SO4，Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，Cu(NH3)4SO4经过系列操作生成CuO，灼烧CuO和Fe(OH)3生成 CuFe2O4，在N2做保护气下煅烧生成。
【详解】（1）已知酸浸后的溶液中金属离子有Cu2+，Fe2+，Al3+和Fe3+，CuFeS2焙烧生成三种氧化物，结合质量守恒可知，三种氧化物为SO2、CuO、Fe3O4，其中金属氧化物的化学式为CuO、Fe3O4；
（2）焙烧产物中的在有氧条件下利用石灰石浆液Ca(OH)2吸收可制得一种副产品是CaSO4；
（3）加入Cu还原Fe3+为Fe2+，若没有还原工序，调节pH值时会使Fe3+发生沉淀；
（4）已知有两种同分异构体，则可知其结构不是四面体结构，而是平面四边形结构，故的空间构型为平面正方形；
（5）灼烧CuO和Fe(OH)3生成 CuFe2O4，反应的方程式为CuO+2Fe(OH)3CuFe2O4+3H2O；N2做保护气，防止生成物被氧化；
（6）“煅烧”得到氧缺位体，质量减少的是氧气质量，，得出=0.15
（7）制取氢气的总反应为：2H2O=2H2↑+O2↑，结合第二步反应，可知第一步反应为。
9．(1)6s26p3
(2)
(3)将铁离子还原为亚铁离子避免调节pH时铁转化为沉淀
(4) 3~7.2
(5)
(6)
【分析】辉铋矿加入氯化铁、盐酸酸浸，铁离子具有氧化性将硫氧化为硫单质、二氧化硅不反应，两者成为滤渣，滤液含有Bi3+、Fe3+，加入盐酸羟胺将铁离子还原为亚铁离子避免调节pH时铁转化为沉淀，然后加入碳酸钠调节pH，结合题干可知，调节pH在3~7.2使得完全水解为BiOCl沉淀；
【详解】（1）铋与氮同主族，则为ⅤA族，且位于元素周期表的第六周期，则基态Bi的价电子排布式为6s26p3；
（2）由分析可知，浸渣”的主要成分是S和，“浸取”时铁离子具有氧化性将硫氧化为硫单质，生成S的离子方程式为；
（3）“充分搅拌”时加入盐酸羟胺的目的是将铁离子还原为亚铁离子避免调节pH时铁转化为沉淀；
（4）已知： 时几乎完全水解为白色的BiOCl沉淀，且不能使得亚铁离子沉淀，则加入碳酸钠粉末制取BiOCl时，溶液pH值需控制的合理范围为3~7.2；水解为白色的BiOCl沉淀，发生反应的化学方程式为：；
（5）充电为电解池，电解池中阴极发生还原反应，电解池中有机物作离子导体、充电时嵌入，则BiOCl得到电子发生还原反应被还原为Bi，反应为；
（6）已知最近的两个铋离子之间的距离为，为面对角线的二分之一，则晶胞边长为；根据“均摊法”，晶胞中含个Bi、8个O，则晶体密度为。
10．(1)取50mL蒸馏水注入合适烧杯中，另取50 mL 15 ml⋅L浓硝酸沿烧杯内壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌至均匀
(2)
(3)
(4) 用磁铁反复接近银粉表面 过滤
(5)
(6) 产品含有的等杂质与反应
(7)C
【分析】废定影液中加硫化钠溶液将银转化为Ag2S沉淀，过滤出沉淀，然后将Ag2S高温焙烧生成Ag和二氧化硫；粗银加硝酸溶解，生成硝酸银，硝酸银溶液中加盐酸将银转化为AgCl沉淀，在氯化银浊液中加Fe将银置换成Ag，再经提纯得到纯银。
【详解】（1）1∶1为体积比，直接将等体积两种液体混合即可，但需要将浓硝酸加入水中，并用玻璃棒不断搅拌。具体操作：取50mL蒸馏水注入合适烧杯中，另取50 mL 15 ml⋅L浓硝酸沿烧杯内壁缓慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌至均匀；
（2）硫化银在焙烧中生成银和，反应为：。
（3）银溶于硝酸生成硝酸银、水和NO，反应离子方程式为：。
（4）先用磁铁吸附混合物中的铁粉，再将含少量铁粉的银粉用盐酸溶解，然后过滤除去银粉。
（5）的平衡常数。
（6）根据反应的化学方程式可知，产品纯度。产品含有的等杂质，硫化钠与碘发生反应：，使消耗的增多，测得结果偏高。
（7）面心立方最密堆积晶胞的面对角线3个原子相切，设晶胞参数为a，原子半径为r，得，，，故选C。
11．(1)N
(2)
(3) 提高转化为的速率 温度过高，会分解
(4) 将置换成Ni单质而除去
(5)
(6) 过滤、洗涤、干燥 ZnO和或或
【分析】菱锌矿在溶浸操作中，Na2SO3将PbO2还原为Pb2＋，将还原为，Pb2＋与硫酸反应生硫酸铅沉淀，、ZnO、、FeO、均与硫酸反应生成相应的离子；然后加入过氧化氢，将亚铁离子氧化为铁离子，加氢氧化钠溶液调pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀；加入Zn将还原为Ni，所以滤渣2为Ni，加入HA萃取，锌元素进行有机相，由反应可知，反萃取时加入硫酸使平衡向左移动，从而使锌离子进入水相，加入Na2CO3生成ZnCO3沉淀，最后灼烧生成ZnO，据此作答。
【详解】（1）锌的原子序为30，最高能层为第四能层，符号是N，故答案为：N；
（2）由分析可知，滤渣1的化学式为；溶浸过程，Na2SO3将还原为，由原子守恒的电子守恒可知发生的离子方程式为，故答案为：，；
（3）升高温度可以使转化为的速率加快，但是温度过高，会分解，故答案为：提高转化为的速率；温度过高，会分解；
（4）调pH使Fe3＋完全沉淀，而其他离子不沉淀。当Fe3＋沉淀完全时，ml·L－1， ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 1.0×10－3＝3；Zn2＋开始沉淀， ml·L－1， ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg 1.0×10－5.5＝5.5，所以调pH范围为；“还原”时加入锌粉可以将置换成Ni单质而除去，故答案为：；将置换成Ni单质而除去；
（5）由反应可知，反萃取时加入硫酸使平衡向左移动，从而使锌离子进入水相，故答案为：；
（6）在“沉锌”后需将沉淀分离并除去表面的杂质，所以在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是过滤、洗涤、干燥；设有1 ml，其质量为583g；350℃时，剩余固体中不含碳元素，即碳全部以CO2形式存在，CO2有2ml，此时固体质423g，则固体质量减小583g－423g＝160g，固体质量减少的为CO2和H2O的质量，设减少的H2O有x ml，则m(CO2)＋m(H2O)＝44 g·ml－1×2ml＋18 g·ml－1×xml＝160g，解得x＝4，说明分解产生4 ml H2O，而1ml中只有2ml结晶水，则Zn(OH)2分解产生2ml H2O，即有2ml Zn(OH)2分解，而1ml中有3ml Zn(OH)2，故还有1 ml Zn(OH)2未分解，则余下固体为ZnO和Zn(OH)2，故答案为：ZnO和或或。
12．(1)萃取、分液
(2)2Mg2++3+2H2O=Mg2(OH)2CO3↓+ 2
(3)Mg(OH)2、CaCO3、Ca(OH)2
(4) 不可行 由于Ksp(CaCO3)远小于Ksp(Li2CO3)，若省略向溶液3中加入草酸钠这一步，会在沉锂的同时生成CaCO3沉淀，造成产品纯度降低
(5) ×100% 除去溶液中的CO2 偏低
(6) 4-4e-=2H2O+O2↑ +4CO2↑ 阳
【分析】由题干工艺流程图可知，向富锂卤水中加入有机溶剂进行萃取分液出含硼有机溶剂和主要含Li+、Na+、Mg2+的水层溶液1，向溶液1中加入纯碱，将Mg2+转化为Mg2(OH)2CO3进行一次除镁，过滤得沉淀2主要成分为Mg2(OH)2CO3，向溶液2中加入石灰乳进行二次除镁，将剩余的镁离子转化为Mg(OH)2，同时步骤ii中生成的碳酸氢根离子和石灰乳反应生成CaCO3沉淀，故过滤出沉淀3主要成分为Mg(OH)2和CaCO3，向溶液3中加入草酸钠进行除Ca2+，将溶液3中的Ca2+转化为CaC2O4沉淀，过滤得到沉淀4主要成分为CaC2O4，向溶液4中加入纯碱进行沉锂，过滤洗涤得到碳酸锂，据此分析解题。
【详解】（1）由分析可知，i中操作的名称是萃取分液，故答案为：萃取、分液；
（2）由分析可知，ii可除去80%的Mg2+，该过程中生成Mg2(OH)2CO3反应即Mg2+和Na2CO3溶液反应生成Mg2(OH)2CO3，故该反应的离子方程式为：2Mg2++3+2H2O=Mg2(OH)2CO3↓+2；
（3）由分析可知，iii中，得到的沉淀3的成分有Mg(OH)2和CaCO3、Ca(OH)2；
（4）由分析可知，溶液3中含有Li+、Na+、Ca2+等离子，Ca2+能与步骤v中的沉锂的纯碱反应生成CaCO3，造成所得Li2CO3沉淀不纯，故有人提出：可省略向溶液3中加入草酸钠这一步，该建议不可行；
（5）①根据2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知与NaOH反应的H2SO4的物质的量为：n(H2SO4)=n(NaOH)=c2V2×10-3ml,则与Li2CO3反应的硫酸的物质的量为：n(H2SO4)=c1V1×10-3ml-c2V2×10-3ml=( c1V1-c2V2)×10-3ml,根据Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+H2O+CO2↑，故该Li2CO3产品纯度为×100%；
②由反应方程式Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+H2O+CO2↑可知，步骤I反应后的溶液中含有CO2，故步骤Ⅱ的目的是将溶液中溶解的CO2赶出，以免影响实验结果，若省略步骤Ⅱ，直接进行步骤Ⅲ，将导致上述实验中的V2偏大，则将导致测得的Li2CO3产品纯度偏低；
（6）根据电解图，阳极失去电子发生氧化反应，放电为氢氧根离子，电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；阴极放电的是氢离子，电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴极生成OH-，Li+通过阳离子交换膜进入阴极区，则LiOH在阴极生成，Li+移向阴极，为阳离子交换膜。
13．(1)粉碎铅膏、适当加热、增大纯碱溶液浓度和搅拌等
(2) 因为反应的平衡常数 26
(3)
(4)产生有毒气体CO、产品混有C粉等
(5)
(6)
【分析】铅膏(主要成分、、PbO、Pb，还有少量等)，加足量纯碱溶液，将硫酸钡转化为、转化为碳酸铅、碳酸钡；过滤取滤渣，加醋酸、双氧水将 、Pb、PbO转化为；对进行多步处理得到PbO，PbO用氢气还原得到Pb单质，铅粉加S、KNO3熔融得到黄丹粉。
【详解】（1）“脱硫”中，为了提高反应速率宜采用的措施有粉碎铅膏、适当加热、增大纯碱溶液浓度和搅拌等；
（2）已知平衡常数大于10⁵的反应为不可逆反应(完全反应)。反应的平衡常数，说明能完全转化为；BaCO3和 BaSO4共存时表明已开始转化，=，当时，开始转化。
（3）PbO2具有强氧化性，能氧化氯离子生成氯气。反应离子方程式为：；
（4）木炭被氧化成CO，未反应的木炭混入产品，产品纯度降低。
（5）理论上所得铅粉的质量应通过PbO起始质量计算，PbO起始质量为x g，则所含Pb质量为，即理论所得Pb质量。
（6）设晶胞参数为a，由晶胞结构可知，Pb原子位于顶点和面心，个数为：；晶胞质量为：g；则，。面心立方晶胞中面对角线上3个铅原子相切，则，铅原子半径为：nm。
14．(1)加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度等
(2)
(3) Na[Al(OH)4](或NaAlO2)
(4)
(5) REO2 8
【分析】废旧磁性材料加入稀硫酸酸浸后过滤，滤液中含有硫酸亚铁、硫酸铈、硫酸铝，向滤液中加入磷酸二氢钠，得到Ce(H2PO4)3、氢氧化铝沉淀；“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应，过滤向滤渣中稀硫酸溶解后再加草酸“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和CO2， Ce2O3被还原为Ce。
【详解】（1）可通过加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度等措施提高酸浸的速率，故答案为：通过加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度；
（2）“沉Ce”时，为了使Al3+完全沉淀， ，，此时，pH应大于等于4.7；溶液中c(Fe2+)=1.0ml/L，c(Ce3+)=0.01ml/L，为了不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，当，，，为了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要调节溶液的pH范围，故答案为：；
（3）“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应，氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液中生成了Na[Al(OH)4](或NaAlO2)，故答案为：；Na[Al(OH)4](或NaAlO2)；
（4）“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和CO2，发生反应，故答案为：；
（5）根据晶胞图可知1个晶胞中RE：， O：，两种原子个数比为1:2，化学式为：REO2；距离RE原子最近的O原子有8个；M(晶胞)=Mg/ml，晶胞边长为anm，1个晶胞的体积为，晶胞的密度为故答案为：REO2；8；。
15．(1) 第6周期第ⅢA族 6s26p1
(2)3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O
(3)H2S
(4)Zn2+、Tl+
(5)2
(6)
【分析】湿法炼锌工业废水(主要阳离子有Zn2+、H+、Tl+、Tl3+)除铊的工艺流程为：加入KMnO4氧化Tl+为Tl3+，KMnO4被还原为MnO2，该反应的离子方程式为3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O，加入Ca(OH)2预中和H+，调节溶液pH，防止硫化时生成H2S气体污染环境，加入Na2S除去Zn2+、Tl+(“氧化”步骤中Tl+氧化不彻底)，再加入Ca(OH)2使Tl3+转化为Tl(OH)3沉淀，过滤除去沉淀，滤液中含有Ca2+、少量Tl+，加入Na2CO3除去Ca2+，过滤，含有少量Tl+的滤液经过离子交换进一步处理以除去Tl+，得到达标水排放，据此分析解答
【详解】（1）Tl的原子序数为81，86＞81＞54，故其在第6周期，81-54-14=13，第13列即ⅢA族，故Tl在元素周期表中的位置为第6周期第ⅢA族，其价电子排布式为：6s26p1，故答案为：第6周期第ⅢA族；6s26p1；
（2）由题给信息可知，加入KMnO4氧化Tl+为Tl3+，KMnO4被还原为MnO2，反应的离子方程式为3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O，故答案为：3Tl++2+8H+=3Tl3++2MnO2↓+4H2O；
（3）酸性条件下，H+能与Na2S反应生成H2S气体，H2S气体会污染环境，所以“预中和”步骤中加Ca(OH)2至溶液的pH约为7，可减少“硫化”步骤中Na2S的使用量，还能减少H2S气体污染环境，故答案为：H2S；
（4）Na2S电离的S2-能与Zn2+、Tl+生成生成ZnS、Tl2S沉淀，即“硫化”步骤的主要目的是除去Zn2+、Tl+，故答案为：Zn2+、Tl+；
（5）Ksp[Tl(OH)3]=c(Tl3+)•c3(OH-)=1.5×10-44，排放标准：Tl的含量低于1.5×10-8ml⋅L-1，则溶液中c(OH-)＞ml/L=1×10-12ml/L，c(H+)＜ml/=0.01ml/L，pH＞2；故答案为：2；
（6）该晶胞图中Fe3+和Fe2+位于顶点位置，最短距离等于晶胞边长，设为xcm，则普鲁士蓝的晶胞边长为晶胞的2倍，为2xcm，晶胞体积V=(2xcm)3=8x3cm3，K+占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心，所以普鲁士蓝晶胞中含有4个K+，化学式为KFe(Ⅲ)[Fe(Ⅱ)(CN)6]，则晶胞的质量m=g=ρV=ρ•8x3g，解得x=，故答案为：。
16．(1)
(2) 、 4.7
(3)沉淀不完全
(4)12.8
(5)温度升高，导致氨水挥发或分解
(6)
(7)
【分析】硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)，MnS矿和MnO2粉加入稀硫酸，MnO2具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成MnSO4、S，同时溶液中还有难溶性的SiO2（或不溶性硅盐），所以得到的滤渣1为S和SiO2（或不溶性硅盐）；然后向滤液中加入MnO2，将还原性离子Fe2+氧化生成Fe3+，再向溶液中加入氨水调节溶液的pH除铁和铝，所以滤渣2为Al(OH)3、Fe(OH)3，加入的Na2S和Zn2+、Ni2+反应生成硫化物沉淀，所以滤渣3为NiS和ZnS，所得滤液中继续加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2+，所以滤渣4为MgF2，最后向滤液中加入碳酸氢铵得到MnCO3沉淀，用稀硫酸溶解沉淀得到硫酸锰，硫酸锰与氨水反应得氢氧化锰，氢氧化锰再空气中加热得四氧化三锰。
【详解】（1）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，该反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；
（2）根据分析，“滤渣2”中主要有Al(OH)3、Fe(OH)3， 由表中数据知pH在4.7时，Al3+和Fe3+沉淀完全，Zn2+在pH=6.2开始沉淀，故“调pH”时溶液的pH范围应调节为4.7~6.2之间；
（3）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+，溶液中存在MgF2的溶解平衡，如果溶液酸性较强，F-与H+结合形成弱电解质HF，使MgF2(s)⇌Mg2++2F-平衡向右移动，导致镁离子沉淀不完全；
（4）Mn2+开始沉淀的pH为8.1，即溶液中c(H+)=10-8.1ml/L，则溶液中c(OH-)=10-5.9ml/L，则Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+)c2(OH-)=0.1×(10-5.9)2=10-12.8，则pKsp[Mn(OH)2]=12.8；
（5）硫酸锰与氨水反应得氢氧化锰，温度过高，氨水挥发或分解，碱性不足，生成氢氧化锰不完全，导致Mn3O4产率降低；
（6）尿素在115~120°C水解生成铵根和碳酸根，锰离子和碳酸氢离子生成了MnCO3沉淀，离子方程式为：Mn2++CO(NH2)2+2H2OMnCO3↓+2；
（7）金属Zn晶体六棱柱晶胞中含有锌原子数目为，一个晶胞体积为，故Zn晶体的密度为g⋅cm-3。
17．(1)正四面体
(2)搅拌、适当升高温度，适当增加浓度等
(3)、
(4)、或
(5) 调节pH，将转化为，增大的浓度，有利于沉淀析出 温度高于80℃，水解程度增大，使浓度减小，沉钒率下降（或升高温度溶解度增大或温度升高铵盐分解）
(6)
【分析】酸浸氧化时，在钒矿粉中加入硫酸和二氧化锰，将钒、氧化为，同时钾、镁的铝硅酸盐、Fe3O4均溶解氧化，二氧化硅不溶，硅酸盐生成硅酸，过滤，滤渣①为二氧化硅和硅酸，滤液中含有、、、、，加入氢氧化钠调节pH=3.0~3.1，由表中数据可知，可将和部分生成、，则滤饼②中含有V2O5·xH2O、、，再加入氢氧化钠调节pH>13进行沉淀转溶，由已知②得，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解，生成，溶解生成或，不溶解，故滤渣③为，加入盐酸，调节pH=8.5，或生成，故滤渣④为，再加入NH4Cl沉钒，生成偏钒酸铵,，偏钒酸铵受热分解，制得五氧化二钒，据此回答。
【详解】（1）为中的N为sp3杂化，VSEPR模型是正四面体形；
（2）增大“酸浸氧化”速率的措施是搅拌、适当升高温度，适当增加浓度等；
（3）由分析知，“中和沉淀”时，滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及、；
（4）由分析知，滤液③中含有的阴离子有OH−以及、或；
（5）由分析知，①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量，原因为调节pH，将转化为，增大的浓度，有利于沉淀析出；②温度高于80℃时，沉钒率下降的原因是温度高于80℃，水解程度增大，使浓度减小，沉钒率下降（或升高温度溶解度增大或温度升高铵盐分解）
（6）偏钒酸铵受热分解，制备V2O5的化学方程式为。
18．(1) 趁热过滤
(2)的，加入冷水，温度降低，K减小，溶液被稀释，Q增大，，平衡逆向移动，析出晶体
(3) 减小 7.5
(4) 正极 可循环使用，制备高纯铅的过程中获得电能
【分析】方铅矿(主要含)和废铅膏(主要含)混合浸出，加入过量的盐酸和溶液的混合液将铅元素全部以形式浸出，得到H2S、含溶液和含S的残渣，滤液结晶得到PbCl2、PbCl2脱氧碳化得到PbCO3，PbCO3受热分解得到PbO，还原PbO得到Pb，以此解答。
【详解】（1）①浸出的过程中，PbO转化为，根据电荷守恒配平离子方程式为：；
②I生成的作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：i．，第ii步反应中有Fe2+生成，说明PbS和Fe3+发生氧化还原反应达到Fe2+和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；
③充分浸出后得到的溶液中含有残渣，分离出含溶液的方法是：趁热过滤。
（2）的，加入冷水，温度降低，K减小，溶液被稀释，Q增大，，平衡逆向移动，析出晶体。
（3）①室温时，向溶液中加入少量浓氨水调至，然后加入固体进行脱氯碳化，离子方程式为：，c(H+)增大，溶液的减小；
②浊液中存在，c(Pb2+)c2(Cl-)=Ksp()=，2c(Pb2+)≈c(Cl-)，则4c3(Pb2+)= Ksp()=，c(Pb2+)=ml/L=1.6ml/L，c(OH-)= ，c(H+)= ml/L，pH=7.5。
（4）①由图可知，在正极得到电子生成Pb；
②由图可知，在正极得到电子生成Pb，电极方程式为：+e-+H2O=Pb++3OH-，H2在负极失去电子生成H2O，电极方程式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，则电池的总反应的离子方程式是；
③从物质和能量利用的角度说明该工艺的优点：可循环使用，制备高纯铅的过程中获得电能。
19．(1)2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2
(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+
(3)3.2≤pH＜6.7
(4)冷却到30.8到53.8结晶
(5) NiSO4>CSO4>FeSO4 正四面体 4 N>O>C
【分析】本流程根据物质的相关物理性质、化学性质，设计一系列的分离提纯过程，除去杂质，获得所需工业产品；通过碱洗除去Al元素，再通过酸洗除去不溶性杂质，Ni、Al、Fe及其氧化物和硫酸反应转化为Ni2+、Fe2+、Fe3+。利用H2O2氧化性将Fe元素存在形式均调整成Fe3+，利用Fe3+易水解，Fe3+、Ni2+水解pH环境不一致的特点，通过调节溶液pH完成Fe元素的除去；再利用经典的蒸发结晶操作获得结晶水合物产品。
【详解】（1）“碱浸”时Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2。
（2）由分析可知，“滤液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。
（3）由上述表格可知，Ni2+完全沉淀时的pH=8.7，此时 c(Ni2+)=1.0×10-5ml·L-1，c(H+)=1.0×10-8.7ml·L-1，则c(OH-)=10-5.3 ml/L，则Ni(OH)2的 Ksp=c(Ni2+)⋅c2(OH-)=10-5×(10-5.3)2 =1.0×10-15.6，如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为0.1ml·L-1，此时，则 c(H+)==10-6.7ml/L，即pH=6.7；为避免镍离子沉淀，溶液的pH应小于6.7，Fe3+完全沉淀的pH 为3.2，因此“调节pH”应控制的pH范围是3.2≤pH＜6.7。
（4）由溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、冷却到30.8到53.8结晶、过滤、洗涤、干燥。
（5）①Fe、C、Ni三种元素二价离子的半径依次减小，硫酸盐晶体中品格能依次增大，所以其熔点出高到低的顺序为NiSO4>CSO4>FeSO4；
②NiSO4的阴离子为SO中心原子价层电子对数为=4，且没有孤电子对，空间构型为正四面体；
③由图可知，Ni2+与4个N形成配位键，Ni2+的配位数为4；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但氮原子的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻元素，则C、N、O三种元素第一电离能从大到小为：N>O>C。
20．(1) 灼烧
(2)
(3)
(4)
(5)作保护气，防止Ni被空气中的氧气氧化
(6)
【分析】镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)加入稀硫酸进行酸浸，生成、、、，不与硫酸反应，经过滤，将难溶的和过滤出来，故滤渣1为和，向滤液中加入NaClO溶液，将氧化为，反应的离子方程式为，该过程消耗了氢离子，使酸性减弱，水解生成沉淀，故滤渣2为，经洗涤、干燥、灼烧分解即可得到铁红三氧化二铁，在想滤液中加入溶液，可与溶液中残留的钙离子反应生成难溶的，故滤渣3为，再向滤液中加入萃取剂，可将溶液中的萃取除去，向水相中加入溶液，得到，晶体在氮气作保护气的条件下受热分解，得到Ni单质，Ni单质与碘单质即可合成，据此回答。
【详解】（1）由分析知，故滤渣1主要成分为和；滤渣2经过洗涤、干燥、灼烧分解，可制铁红
（2）由分析知，“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液，的作用是将将氧化为，反应的离子方程式为；
（3）已知：室温下，，除钙时，为确保滤液中，则溶液中；
（4）由分析知，“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是；
（5）由分析知，“分解”过程中通入的作用是作保护气，防止Ni被空气中的氧气氧化；
（6）设由1ml晶体，质量为183g，加热到150℃时失重率为19.76%，失去的质量约为36g，则晶体完全失去结晶水，加热到300～400℃时失重率为59.02%，则剩余固体的质量为75g，其中由1mlNi，则氧元素的质量为，所以，所得固体为NiO，Ni的化合价为变化，则氧气未参与反应，300～400℃时发生反应的化学方程式为。
21．(1)增大接触面积，使焙烧更充分
(2)
(3)将氧化为
(4) > > 27
(5)
(6)
(7)13
【详解】（1）黑钨矿[主要成分是钨酸亚铁(FeWO4)、钨酸锰(MnWO4)，少量Si、As元素]冶炼钨，先加入碳酸钠并通入氧气进行焙烧，铁元素被氧化为三价，硅转化为硅酸盐，进行水浸，水浸液含、、、等阴离子，滤渣的主要成分为MnO2、Fe2O3两种金属氧化物，水浸液中加入氯化镁、过氧化氢净化，得到MgSiO3、MgHAsO4，加入硫酸根过滤得到滤液和滤渣，钨酸(H2WO4)酸性很弱，难溶于水，煅烧得到WO3，通入氢气还原得到单质W。
“焙烧”前将黑钨矿粉碎，可增大矿石的表面积，从而增大反应接触面积，使焙烧更充分；
（2）由分析，“水浸”除去了锰和铁元素，故滤渣的主要成分为MnO2、Fe2O3两种金属氧化物，焙烧过程中MnWO4与氢氧化钠反应生成二氧化锰和钨酸钠，化学方程式为；
（3）由流程图及分析，水浸液含、，净化过程中，砷元素以MgHAsO4沉淀的形式被除去，因此，H2O2的作用是将氧化为；
（4）①由图像分析可知，随温度升高，氢气的体积分数减小，即升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，该反应ΔH>0；
②a点在曲线上方，即如果达到平衡，氢气体积分数要减小，说明反应要正向进行才能到平衡，故反应正向进行中，v正>v逆；
③900℃时，压强p=0.1MPa，M点氢气的体积分数为25%，结合三段式列式计算平衡分压，设氢气起始量为3ml，平衡时消耗氢气x ml，则，，x=2.25ml，该反应的压强平衡常数Kp=；
（5）“还原”过程中，氧化钨会与水蒸气反应生成WO2(OH)2，其化学方程式为；
（6）反应②-①得到WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s)的4倍，故根据盖斯定律WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s) ΔH=kJ/ml；
（7）常温下，Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线如图，由于氢氧化钙微溶，溶解度相对较大，上方的线表示CaWO4，下方的线表示Ca(OH)2，当c()=10-5ml/L时，对应是曲线上纵坐标为5的点，取横坐标(钙离子浓度)相同，对应氢氧根曲线的纵坐标为1，即c(OH-)=0.1ml/L，即pOH=1，pH=13。
22．(1)3d14s2
(2) 随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低 SO2 2 (NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3
(3) Sc2(C2O4)3•H2O 2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(4) 4
【分析】磷精矿加入硝酸酸浸，过滤得到二氧化硅不反应得到滤渣1，稀土元素、铁、钙元素进入滤液，加入萃取剂萃取出稀土元素，然后加入试剂X为亚硫酸钠将三价铁转化为二价铁，通入氨气，调节pH分离出含有稀土的固相，再加入硝酸溶解，加入硫酸除去钙元素得到硫酸钙滤渣2，滤液加入草酸分离出草酸钪晶体；
【详解】（1）钪为21号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，核外价电子排布式为：3d14s2；
（2）①由表可知：随-R中碳原子数增加，(RO)3PO产率降低，请从结构的角度分析原因：随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低．故答案为：随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低；
②由图可知，亚铁离子与Sc3+的分离效果更好，则试剂X为将铁离子转化为亚铁离子的物质，故应选择SO2，二氧化硫和铁离子反应生成亚铁离子和硫酸，利于铁离子与Sc3+的分离，结合图像可知，应调节pH为2，此时Sc3+几乎完全沉淀，而亚铁离子几乎没有沉淀，分离效果好，故答案为：SO2；2；
③总反应为通入NH3得到ScPO4沉淀，反应i.H3PO4+3NH3═(NH4)3PO4，则反应ii为(NH4)3PO4和稀土的硝酸盐转化为ScPO4沉淀的反应，(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3，故答案为：(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3；
（3）设起始时Sc2(C2O4)3•6H2O的物质的量为1ml,质量为462 g,由图可知，250℃时，减少的质量为462g×19.5%≈90g，=5ml,即晶体失去5个结晶水，故250℃时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3•H2O，250～550℃减少的质量为462g×3.9%≈18g,可知550℃时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3，850℃时剩余固体的质量为462g×(1-19.5%-3.9%-46.88%)≈138g,除去钪元素质量后剩余质量为138g-2ml×45g/ml=48g,应为氧元素的质量，=3ml,则850℃时晶体的化学式为Sc2O3，故550～850℃发生反应的化学方程式为：2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2；
（4）Sc的一种氢化物晶胞结构如图2，晶体中H周围与其最近的Sc的个数为：4，晶胞中分摊法得到，Sc个数=8×+6×=4，H个数8个，表示的氢化物为：H8Sc4， NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞质量为，晶胞参数为anm，晶胞体积为V=(a×10−7)3cm3，则该晶胞的密度。
23．(1)
(2)
(3)锌粉置换出的铜或镉覆盖在锌的表面，形成原电池，增大反应速率
(4)
(5)
(6) ；② ；则①-2×②得：，此反应的平衡常数为，说明此反应进行程度很大，能够完全进行
(7)
【分析】锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，硫元素转化为SO2，经过焙烧得金属氧化物，主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、C2O3、CdO，焙烧后的氧化物用硫酸酸浸，其中生成硫酸铅为沉淀，以滤渣除去，将焙烧尾气（主要为SO2）通入浸出液，使三价铁离子被还原为二价铁离子，再加入粗锌粉置换铜，加入细锌粉置换镉，再通入氧气将亚铁离子转化为三价铁离子，更易水解沉淀，最后氧化二价钴离子并沉钴，得到硫酸锌溶液，电解得锌。
【详解】（1）
铜元素原子序数为29，价层电子排布图为；
（2）焙烧后的氧化铅溶于硫酸，生成难溶的，滤渣的主要成分为；
（3）从流程信息中可以看出金属性：Cu
（5）根据信息把氧化成，并生成NO，故离子反应方程式为；
（6）① ；② ；则①-2×②得：，此反应的平衡常数为，说明此反应进行程度很大，能够完全进行；
（7）①先由均摊法可知，中和共有7个，有，由化合价代数和为零可知，的化学式。根据题干信息在“充电过程中，发生合金化反应生成LiZn(合金相)”，故ZnS负极充电时得电子有Zn生成，故充电时的电极反应为。②若的晶胞参数为a nm，设F点的坐标为1,1,1，E点的坐标为，则EF间的距离为。
24．(1)第五周期第VB族
(2)51.08%
(3)Nb2O5+10HF=2H2[NbOF5]+3H2O
(4)NH4F
(5)3Nb2O5+10Al6Nb+5Al2O3
(6)分液
(7)10-10
【分析】烧绿石精矿的成分为8.52%Na2O，15.41%CaO，73.05%Nb2O5，3.02%其他不反应的杂质，粉碎后酸浸，酸浸时Nb2O5与HF反应，生成H2[NbOF5]，加入萃取剂进行萃取，H2[NbOF5]进入有机相，再反萃取，使H2[NbOF5]回到水溶液中，加入氨水进行沉淀，得到纯Nb2O5，再利用铝热反应还原出Nb单质。
【详解】（1）Nb的原子序数为41，其在元素周期表中的位置为第五周期第VB族；
（2）Nb2O5在矿石中的含量为73.05%，则Nb的含量为；
（3）“酸浸”时，Nb2O5与HF反应，生成H2[NbOF5]，根据质量守恒定律，多余的H和O生成水，配平得化学方程式为：Nb2O5+10HF=2H2[NbOF5]+3H2O；
（4）“沉淀”时，H2[NbOF5]与氨水发生反应：2H2[NbOF5]+10NH3·H2O=Nb2O5+10NH4F+7H2O；
（5）由小问4可知，“沉淀”时，H2[NbOF5]与氨水反应生成Nb2O5，因此在“还原”时，Nb2O5与Al发生反应，生成Nb和Al2O3，因此发生反应的化学方程式为3Nb2O5+10Al6Nb+5Al2O3；
（6）“萃取”“反萃取”所得的物质均会分层，即有机层和水层，需要进行分液操作。
（7）HF是弱电解质，存在电离平衡，用HCl调节浊液的pH，随着增大，氢离子浓度增大，不利于HF电离，氟离子浓度减小，−lgc(F−)增大，故M代表−lgc(F−)与的变化曲线，根据X点坐标可求得，由W点可知，当时，c(F-)=1×10-3ml·L-1，此时c(Sr2+)=10-4ml·L-1，则Ksp(SrF2)=c2(F-)·c(Sr2+)=10-10。
25．(1) +3
(2) 2CO2 被氧化生成C12污染环境
(3)5.6×10-4
(4)
(5)温度升高到90℃，促进碳酸的分解，沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应转化率
(6) 在立方体的顶点上和面心上
【分析】废旧锂离子电池的正极材料(含有LiCO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)，加硫酸溶解Ca、Mg、Fe、Al，加草酸把LiCO2还原为C2+，过滤除去不溶物为滤渣1，滤液1加NaOH溶液，题中已知滤渣2中含有，分析可知还含有C(OH)2，在滤渣2中加入碳酸铵和将有C(OH)2转化为，过滤后除去，滤液3中为且溶液为碱性，经过空气催化氧化得到C(OH)3，最后得到C2O3；滤液1中主要含有Li+、Ca2+、，经过NH4F固体的处理将Ca2+除去，后续沉锂再将Li+以Li2CO3形式沉淀出来，据此作答。
【详解】（1）
Li化合价+1价，O化合价-2价，推得C化合价+3价，C第27号元素，所以基态C原子的价层电子轨道表示式为：，故答案为：+3；。
（2）LiCO2中C元素的化合价化合价从+3价降低到+2价，因此草酸中C元素化合价从+3价升高到+4价，再通过质量守恒定律推出为：2CO2，旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，盐酸中的会被氧化生成C12从而污染环境，故答案为：2CO2；被氧化生成C12污染环境。
（3）pH=10时，，，5.6×10-4。
（4）C化合价从+2价升高到+3价，O化合价从0价降到-2价，滤液3为碱性，所以通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为：，故答案为：。
（5）温度升高到90℃，促进碳酸的分解，则沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应的转化率，故答案为：温度升高到90℃，促进碳酸的分解，沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应转化率。
（6）①化学式中的Li+：O2-的个数比为2：1，根据观察并计算，O2-应该是在立方体的顶点上和面心上，Li在立方体的体心上；
②设晶胞参数（棱长）为apm， ，由此可得，故答案为：在立方体的顶点上和面心上；。
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