2025届高三化学二轮复习 ---工业流程题 讲义与练习

这是一份2025届高三化学二轮复习 ---工业流程题 讲义与练习，共37页。试卷主要包含了制备硫酸锰，其工艺流程如图，钪是一种稀有金属，完成下列问题等内容，欢迎下载使用。

已知：。回答下列问题：
(1)中元素的价态是 。
(2)“烧渣”是和的混合物，则氯化焙烧过程中的化学方程式为 。“氯化焙烧”后剩余的应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因为 。
(3)若“沉钴”的控制为10.0，则溶液中浓度为 。
(4)“焙烧”过程中固体残留率(固体残留率=)随温度的变化如下图所示。为了获得纯净的，则该步骤应该控制的温度为_______(填标号)。
A．B．C．D．以上
(5)钴的氢氧化物加热至时可以完全脱水，所得产物可用于合成钛酸钴。钛酸钴的晶胞结构如下图所示，则该晶体化学式为 。
(6)是钴的一种配合物，含该配合物的溶液与足量溶液能生成 ，该配合物中的配位数为 。
2．（2024·福建·高考真题）实验室用发光二极管(LED)的生产废料(主要成分为难溶于水的GaN，含少量In、Mg金属)制备Ga2O3，过程如下。已知：Ga与In为同族元素，In难溶于NaOH溶液。
(1)①基态镓(Ga)原子的价电子排布式为 。
②Ⅰ中GaN反应生成[Ga(OH)4]-的离子方程式为 。
③Ⅰ使用装置如图(加热及夹持装置省略)，吸收液可用 。(填标号)
a．水 b．浓盐酸 c．稀硫酸 d．四氯化碳
(2)①Ⅱ需用到的玻璃仪器有烧杯、 和 。
②“沉淀1”含金属元素 。(填元素符号)
(3)①Ⅲ加硫酸调节溶液pH的目的是 。
②按下列操作顺序测定溶液pH，不规范的是 。(填标号)
a．用镊子夹取湿润的pH试纸
b．将pH试纸置于干燥清净的玻璃片上
c．用滴管吸取少量待测液，滴在pH试纸中央
d．观察试纸颜色变化，并与标准比色卡比较
(4)Ga2O3纯度测定：称取Ga2O3样品wg，经处理配制成VmL溶液，从中移取V0mL于锥形瓶中，一定条件下，加入V1mLc1ml/LNa2H2Y溶液(此时镓以[GaY]-存在)，再加入PAN作指示剂，用c2ml/L CuSO4标准溶液滴定过量的Na2H2Y，滴定终点为紫红色。
该过程涉及反应：Cu2++H2Y2-=[CuY]2-+2H+
①终点时消耗CuSO4溶液V2mL，则Ga2O3纯度为 。(列出计算式)
②滴定时会导致所测Ga2O3纯度偏小的情况是 。(填标号)
a．未使用标准溶液润洗滴定管 b．称重后样品吸收了空气中水汽
c．终点时滴定管尖嘴内有气泡 d．终点读数时仰视滴定管刻度线
3．（24-25高三上·广东深圳·阶段练习）以黄铁矿(主要成分是，含少量)和软锰矿(主要成分是，含少量Fe2O3、)为原料制备的工艺流程如下。
已知溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(1)滤渣中有S和 ；“酸浸”得到的滤液中含有、，则该过程中主要反应的离子方程式是 。
(2)若“调pH后的溶液中Mn2+浓度为0.01ml/L，则调pH应控制的pH范围是 。
(3)“沉锰”时的离子反应方程式是 。
(4)结合溶解度图像，分析从“操作A”所得溶液中得到晶体需进行的操作是 、洗涤、干燥。若称取一定质量的用标准溶液滴定(操作过程产生的误差很小可忽略)，计算所得样品质量分数大于100%原因是 。
(5)铋酸钠()是一种浅黄色或褐色的无定形粉末，不溶于水，可用于检验锰离子。在稀硫酸酸性介质中，将硫酸锰中的锰离子氧化为高锰酸根离子，同时生成可溶于酸的，写出该反应的离子方程式： 。
4．（24-25高三上·北京·阶段练习）以菱锰矿(主要成分为和少量等)为原料提纯的一种流程示意图如下。
(1)将菱锰矿“研磨”的目的是 。
(2)写出在“氯化焙烧”过程发生反应的化学方程式： 。
(3)用的溶液“沉锰”时浸出液对产品中锰元素的质量分数和锰的回收率的影响如下图。
注： 。
①“沉锰”反应的离子方程式是 。
②分析浸出液时，产品中存在的杂质可能是 ，说明判断依据 。
(4)该流程中可以循环利用的物质有 。
(5)检测产品中锰元素的质量分数，取产品溶于硫酸和磷酸的混合溶液中，取加入稍过量的溶液，使氧化为。待充分反应后，加热使分解。冷却后用溶液标准液滴定，消耗溶液。
①产品中锰元素的质量分数为 。
②若未充分加热，则会使测定结果 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
5．（24-25高三上·河北石家庄·阶段练习）金属锰的用途非常广泛，涉及人类生产生活的方方面面，用含锰废料(主要成分为MnO2，含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2等)制备锰的流程如图：
已知：I．25℃时几种难溶物的溶度积常数见表：
Ⅱ．当溶液某离子浓度≤10-5ml/L时，认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)基态Mn原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)“滤渣1”的主要成分为 (填化学式)。
(3)“氧化”中，被MnO2氧化的物质为SO2和 (写化学式)。为确保“氧化”充分，取少量反应后的溶液，加入试剂A，若出现蓝色沉淀，需补加MnO2.写出生成蓝色沉淀的离子反应方程式 。
(4)若“调pH”后所得溶液中c(Mn2+)=0.2ml/L，则调pH的范围是4.7≤pH< (保留两位有效数字)。
(5)写出“沉锰”的离子方程式 。
(6)生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验沉淀是否洗净的方法是 。
6．（24-25高三上·江苏苏州·阶段练习）工业上利用碳酸锰矿（主要成分为，还含有的碳酸盐，的氧化物及少量不溶杂质）制备硫酸锰，其工艺流程如图：
(1)“酸浸”中溶解的离子方程式为 ，为提高“酸浸”速率，下列措施不可行的是 。
A．适当升温 B．使用的浓硫酸 C．将矿石粉碎 D．延长浸取时间
(2)“除铝铁”步骤中加入的目的是在酸性条件下将转变为，该反应的离子方程式为 。
(3)①加入氨水调节pH与铝铁去除率、锰损失率的关系如图所示，则应调节的pH范围为 （填字母）。
A．1～2 B．2～3 C．3～4 D．4～5
②已知在此条件下不会产生沉淀，推测锰元素损失的可能原因是 。
(4)“除铜镍”步骤可以加入硫化铵将Cu、Ni元素除去，其缺点是 ，造成锰元素损失，产率下降。
(5)“结晶分离”步骤所得滤渣主要成分是 。
(6)为确定所得硫酸锰中含有的结晶水，称取纯化后的硫酸锰晶体8.45g，加热至完全脱去结晶水，固体减重0.9g，则该硫酸锰晶体的化学式为 。
7．（24-25高三上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）Ⅰ．钠及其合金在航空航天、生物医学等领域有重要的价值，通过下面的转化制取：
(1)反应①的化学方程式为：，则X为 ，发生氧化反应的元素为 (填元素符号)。
(2)反应③须在无氧和非水性溶剂中进行，原因是 。(用化学方程式解释)
Ⅱ．当温度和压强一定时，向混合溶液中通入足量的气体，随的通入生成的沉淀质量如图所示：
(3)根据图像可知，随着通入混合溶液，反应分多个阶段，AB阶段的离子反应方程式： 。
(4)OA段和BD段消耗用量的关系：___________(用a、b和c表示)。
A．B．C．D．无法确定
(5)原混合溶液中和的个数之比： (用a、b和c表示)。
8．（24-25高三上·全国·阶段练习）金属铬主要用于不锈钢、电镀和金属陶瓷等工业生产，工业上常用铝热法制备金属铬。由铝铬铁矿(主要成分是，含有少量的、、等杂质)制备金属铬的工艺流程如图。
(1)中的化合价为 ，“焙烧”前，将铝铬铁矿粉碎，其目的是 。
(2)已知水浸取液中含有等离子，“焙烧”时，和分别发生反应的化学方程式为 、 。
(3)“浸渣”的主要成分为 (填化学式，下同)，“滤渣”的主要成分为 。
(4)请写出“中和、酸化”过程中生成的离子方程式： ；当“还原1”步骤中生成时，则还原剂和还原产物的物质的量之比为 。
(5)已知在高温条件下会分解。“还原2”发生反应时，点燃镁条引燃反应，在铝热反应中的作用可能是 。
9．（2024高三下·福建厦门·阶段练习）钪(Sc)是一种稀有金属。从铝土矿生产的副产品“赤泥”(主要成分为、、、)中回收钪．同时生产聚合硫酸铁铝具有极其重要的工业价值，一种生产工艺流程如图所示：
已知：①钪离子可以在不同pH下生成()。
②该工艺条件下，溶液中相关离子开始沉淀和完全沉淀的pH值如下表所示：
回答下列问题：
(1)基态Sc原子的价电子数有 个。
(2)流程中经处理后可循环利用的物质是 (填“物质A”或“物质B”)；物质C最好选用 (填“NaOH溶液”或“氨水”)。
(3)Sc、Ti、Fe、Al的萃取率与浸出液的酸度关系如图所示，应选择的合适的浓度为 ml/L。
(4)“反萃取”时若加入过量的NaOH溶液，沉淀出会溶解。写出：与过量NaOH溶液反应生成含钪产物的化学方程式： 。
(5)该工艺流程中引入“还原”与“氧化”这两个步骤的原因是 。
(6)“聚合”生成聚合硫酸铁铝时，同时产生气体，该步骤的离子方程式为 。
10．（24-25高三上·内蒙古赤峰·阶段练习）完成下列问题。
(1)碘化亚铜(CuI)是阳极射线管覆盖物，不溶于水和乙醇，碘单质可以溶于有机溶剂。下图是工业上由冰铜制取无水碘化亚铜的流程。
①步骤a中[Cu2S被转化为Cu，同时有大气污染物A(SO2)]生成，相关反应的化学方程式为 。
②步骤b中溶液I是CuSO4溶液，则H2O2的作用是 。
③步骤c中有I2生成，则发生反应的离子方程式为 。
(2)下图是和的溶解度曲线，则由溶液得到固体的操作是 → →用乙醇洗涤→干燥。
(3)一定条件下，当溶液中与H2O2化学计量数之比恰好为2:5时，溶液中离子被还原为较低价态，则X元素的化合价变为 。
11．（24-25高三上·天津南开·阶段练习）闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
已知：室温下的
回答下列问题：
(1)基态的电子排布式为 。
(2)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为 (填化学式)。
(3)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(4)浸取工序的产物为 ，该工序发生反应的化学方程式为 。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(5)浸取工序宜在30~40℃之间进行，当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是 。
(6)补全中和工序中主反应的离子方程式 。
_______+ _______
(7)真空干燥的目的为 。
12．（24-25高三上·湖南衡阳·阶段练习）硅单质及其化合物应用广泛。请回答下列问题：
(1)硅元素在元素周期表的位置是 ，它的氧化物属于 氧化物（填酸性、碱性或两性）。
(2)硅单质可作为硅半导体材料。三氯甲硅烷还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程如图：
写出步骤①涉及的化学方程式： 。该生产过程中可以循环使用的物质是 。
(3)新型陶瓷材料氮化硅可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应如下：。若消耗时，反应过程中转移的电子为 ml。
(4)装氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶，不选择玻璃塞，用化学方程式表明原因： 。
13．（2024·湖南邵阳·三模）以红土镍镉矿(NiS、CdO，含、CuO、PbO、等杂质)为原料回收贵重金属Ni、Cd和Cu，其工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)Cd与Zn同族且相邻，则Cd的价层电子排布式为 。滤渣Ⅰ中除含有硫单质外，还含有 (填化学式)。
(2)溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时(浓度≤10-5ml/L)的pH如下表，则加入物质X所调pH范围为 。
(3)CdS既是一种颜料，又是一种感光材料。常采用向可溶性镉盐溶液中通入H2S气体使其饱和(c(H2S)=0.1ml·L-1)，通过调节pH来生产CdS。欲使沉淀的滤液中 c(Cd2+)达到国家Ⅱ类地表水质量控制标准c(Cd2+)≤10-7.4ml/L(≤0.005mg/L)，计算沉淀时应控制溶液的最低pH为 （已知Ka1(H2S)=10-7.0、Ka2(H2S)=10-12.9、Ksp(CdS)=10-26.1）。
(4)加镍净化时主要反应的离子方程为 。整个流程中可以循环使用的物质有 (填化学式)。
(5)飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板产生的能量除供给飞船使用外，多余部分以镉镍蓄电池储存起来。镉镍蓄电池工作原理为：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。镉镍蓄电池充电时，阴极的电极反应为 ，阳极附近溶液的碱性 （填“增大”“减小”或“不变”）。
(6)砷化镉晶胞结构如图所示，其中“①”和“②”位是“真空”，晶胞参数为a pm，设NA为阿伏加德罗常数的值。
该晶体的密度为 。
14．（24-25高三上·北京·阶段练习）合成是重要的研究课题，一种合成的流程示意如下。
相关数据如下：
(1)固氮：
①固氮反应的化学方程式是 。
②固氮的适宜温度范围是 。
a． b． c．
③人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因： 。
④检测固氮作用：向固氮后的产物中加水， (填操作和现象)，说明能起到固氮作用。
(2)转氨：选用试剂a完成转化。
I．选用进行转化。发现从体系中分离出较困难。
Ⅱ.选用气体进行转化。发现能产生，且产物能直接循环利用。但的收率较低，原因是 。
Ⅲ.选用固体进行转化。合成氨的过程如下：
合成氨的总反应方程式是 。
经实验研究，证实了中的氮元素在“转氨”过程中能转变为氨。
实验：将 (填化学式)两种物质混合，充分反应。检测结果：经探测仪检测所得氨气中存在。
15．（24-25高三上·湖北·阶段练习）2024年巴黎奥运会我国获得24枚铜牌，铜牌的主要成分为铜和少量的锌。已知从一种废甲醇催化剂(主要成分为等)中回收铜和锌的一部分工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)下列关于焙烧1的说法不正确的是 。
A．焙烧时通入适当过量空气
B．将废催化剂粉碎后焙烧
C．焙烧时产生气体直接排放到空气中
(2)控制“浸取温度为之间，浸取后锌元素主要以[Zn(NH3)2]2+存在。
①浸取ZnO的化学方程式为 。
②控制温度需采取合适的加热方式是 。温度需在之间的原因是 。
(3)“抽滤”是减压过滤，下列关于抽滤”优点的说法，正确的是 。
A．过滤速度快 B．过滤后所得固体较干燥 C．固体和液体分离不完全
(4)用乙醇代替水洗涤胆矾的优点为 。
(5)已知该废甲醇催化剂中ZnO的质量分数为，10kg该废甲醇催化剂经上述转化最终得到，则锌的提取率为 。(元素提取率)。
16．（24-25高三上·四川绵阳·阶段练习）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)提铝的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)提高单位时间内粉煤灰浸出率的措施有 (任答一种即可)，浸出时Al2O3发生反应的离子方程式为 。
(2)“浸渣”的主要成分除Al2O3残余外，还有 。实验测得，5.0g 粉煤灰(Al2O3的质量分数为30%)经浸出、干燥后得到3.0g“浸渣”(Al2O3的质量分数为8%)，Al2O3的浸出率为 。
(3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如图所示，加入K2SO4 的化学方程式 ，“沉铝”的最佳方为 。
(4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为 。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回 工序循环使用。
17．（24-25高三上·江苏连云港·阶段练习）分离提纯的实验方法同样适用于工业生产。已知某工厂的废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4.为了减少污染并变废为宝，某实验小组设计了如图流程制备绿矾(FeSO4·7H2O)并回收金属铜。请结合实验方案回答下列问题：
(1)步骤①中：金属X是 (填化学式)，操作1的名称是 。
(2)步骤②中：
I．加入过量稀硫酸的目的是 。所得滤液2中含有的溶质是 。
Ⅱ．洗涤金属铜的操作是 。
Ⅲ．检验铜洗净的操作是 。
(3)将滤液1和滤液2混合的目的是 。
(4)步骤③中发生的化学方程式为 。
(5)操作3为蒸发浓缩、 。整个过程中需要用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗、酒精灯外，还有 。
18．（24-25高三上·河北邯郸·阶段练习）海水晒盐所得粗盐中含有、、和泥沙杂质，某化学兴趣小组同学设计的提纯流程如下：
回答下列问题：
(1)海水晒盐的原理与实验室中 (填操作名称)的原理相同。
(2)操作①的名称是 ，该操作需用到的玻璃仪器有玻璃棒 和 。
(3)试剂Ⅰ、试剂Ⅱ、试剂Ⅲ依次为_______(填字母)。
A．溶液、溶液、溶液
B．溶液、溶液、溶液
C．溶液、溶液、溶液
D．溶液、溶液、溶液
(4)操作①结束后往滤液中加入稀盐酸的目的是 ，除去过量的可以采用的方法为 。
(5)当加入除杂试剂时，发生反应的化学方程式为：和 。
(6)实验室进行操作②时，下列说法正确的是_______(填序号)。
A．蒸发皿中盛放溶液的量不能超过其容积的
B．边加热边搅拌，防止液体飞溅
C．应加热到蒸发皿中的水分全部气化，再停止加热
D．蒸发皿需要垫石棉网加热
金属离子
开始沉淀时()的pH
8.1
7.5
2.2
3.7
沉淀完全时()的pH
9.6
9.0
3.2
4.7
难溶物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
Mn(OH)2
MnF2
MgF2
溶度积(Ksp)
2.8×10-69
1.0×10-33
5.6×10-12
2.0×10-13
5.3×10-3
5.2×10-11
离子
开始沉淀的pH
7.0
1.9
3.0
0.3
完全沉淀的pH
9.0
3.2
4.7
2.0
离子
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.2
4.7
6.8
沉淀完全的pH
3.3
9.9
9.5
6.7
9.2
物质
熔点/
沸点/
与反应温度/
分解温度/
649
1090
参考答案：
1．(1)+3
(2)
(3)
(4)B
(5)CTiO3
(6) 2 6
【分析】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、过滤后得滤液和滤渣1，滤渣1的主要成分是SiO2；滤液用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤渣主要成分为C(OH)2和滤液主要溶质为LiCl；滤渣置于空气中在850℃煅烧得到C3O4；滤液经碳酸钠溶液沉锂，得到为Li2CO3；C3O4和Li2CO3通入空气煅烧生成LiCO2；
【详解】（1）LiCO2中Li为+1价，O为-2价，则C为+3价；
（2）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，同时生成O2，根据得失电子守恒和原子守恒配平反应为：；水解时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因为；
（3）“沉钴”的控制为10.0，则c(OH-)=1×10-4ml/L，则溶液中c()==；
（4）C(OH)2于空气中煅烧得到C3O4，由C元素守恒可知3C(OH)2~ C3O4，此时固体残留率=86.38%，结合图可知，该步骤应该控制的温度为500-800℃；故选B；
（5）根据均摊法，晶胞中含Ti个数为，含O个数为，C的个数为1，化学式为CTiO3；
（6）1ml配合物是由1ml和2mlCl-构成，加入足量溶液能生成2；该配合物中的配体为4个NH3、1个H2O、1个Cl-，则配位数为6。
2．(1) 4s24p1 ac
(2) 玻璃棒 漏斗
(3) 将转化为沉淀 ac
(4) 或 ad
【分析】由题干工艺流程图可知，LED生成废料(主要成分为难溶于水的GaN，含少量In、Mg金属)中加入2ml/LNaOH溶液在80℃下反应3个小时，将GaN转化为[Ga(OH)4]-，In和Mg不与NaOH溶液反应，过滤得到沉淀1即为In和Mg，滤液中主要含有Na[Ga(OH)4]和NaOH，加入硫酸将Na[Ga(OH)4]转化为Ga(OH)3沉淀，过滤得到Ga(OH)3沉淀和滤液，Ga(OH)3沉淀加热后分解得到Ga2O3，据此分析解题。
【详解】（1）①已知Ga是31号元素，故基态镓(Ga)原子的价电子排布式为：4s24p1，故答案为：4s24p1；
②Ⅰ中GaN反应生成[Ga(OH)4]-的离子方程式为：GaN+3H2O+OH-[Ga(OH)4]-+NH3↑，故答案为：GaN+3H2O+OH-[Ga(OH)4]-+NH3↑；
③GaN与NaOH溶液反应时产生NH3，NH3极易溶于水，故能用水来吸收NH3，浓盐酸易挥发，不利于吸收NH3，NH3具有碱性，稀硫酸可以吸收NH3，NH3为极性分子，CCl4为非极性分子，NH3难溶于CCl4中，不能用CCl4吸收NH3，故答案为：ac；
（2）①由题干工艺流程图信息可知，Ⅱ为过滤操作，则需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，故答案为：漏斗；玻璃棒；
②由分析可知，“沉淀1”含金属元素In、Mg，故答案为：In、Mg；
（3）①由分析可知，Ⅲ加硫酸调节溶液pH的目的是将Na[Ga(OH)4]转化为Ga(OH)3沉淀，故答案为：将Na[Ga(OH)4]转化为Ga(OH)3沉淀；
②用pH试纸测定溶液pH的规范操作为：用镊子夹取一片干燥的pH试纸放在干燥洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取少量的待测液于试纸中央，观察试纸颜色变化，并与标准比色卡对照，据此解题：
a．pH试纸测量溶液的pH时不能用湿润的pH试纸，操作不规范，a符合题意；
b．由上述分析可知，将pH试纸置于干燥清净的玻璃片上，操作规范，b不符合题意；
c．根据pH试纸的规范性操作可知，应该用玻璃棒蘸取少量的待测液于试纸中央而不能用滴管吸取少量待测液，滴在pH试纸中央，c符合题意；
d．根据pH试纸的规范性操作可知，观察试纸颜色变化，并与标准比色卡比较，读出待测液的pH值，d不符合题意；
故答案为：ac；
（4）①终点时消耗CuSO4溶液V2mL，根据反应Cu2++H2Y2-=[CuY]2-+2H+可知，过量的Na2H2Y的物质的量为：c2V2×10-3ml，则与Ga3+反应的Na2H2Y的物质的量为：(c1V1×10-3- c2V2×10-3)ml，原样品中含有Ga2O3的物质的量为：(c1V1×10-3- c2V2×10-3)ml，则Ga2O3纯度为：==，故答案为：或；
②a．未使用标准溶液润洗滴定管，导致标准液的浓度偏小，V2偏大，故导致实验结果偏小，a符合题意；
b．称重后样品吸收了空气中水汽，对实验结果没有影响，b不符合题意；
c．终点时滴定管尖嘴内有气泡，导致标准液的体积V2偏小，故导致实验结果偏大，c不符合题意；
d．终点读数时仰视滴定管刻度线，导致标准液体积V2偏大，故导致实验结果偏小，d符合题意；
故答案为：ad。
3．(1) SiO2
(2)4.7~8.1
(3)
(4) 蒸发结晶、趁热过滤 样品失去部分结晶水或混有硫酸盐杂质
(5)
【分析】黄铁矿(主要成分是FeS2，含少量SiO2)和软锰矿(主要成分是MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3)先进行粉碎，增大酸溶时的接触面积，再加入稀硫酸酸浸，其中SiO2不溶于酸，金属氧化物溶于酸生成硫酸铝和硫酸铁，MnO2、FeS2与硫酸发生反应生成单质S和硫酸锰、硫酸铁，由表中数据计算出Mn(OH)2的Ksp可知，过滤除杂后加氢氧化钠调节溶液pH值4.7~8.1之间除去溶液中的Fe3+和Al3+，所得滤液中加入碳酸氢铵发生反应，将锰转化为碳酸锰沉淀，碳酸锰沉淀中加入稀硫酸，将其转化为硫酸锰溶液，经过操作A即蒸发结晶、保持温度高于40℃以上趁热过滤，过滤洗涤干燥后得到MnSO4·H2O，以此解答。
【详解】（1）“酸浸”过程得到的滤液中含有、，是由于MnO2和FeS2发生氧化还原反应转化而来的，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式是：；反应中生成S，SiO2不反应，两者成为滤渣。
（2）根据上表数据，计算Mn(OH)2的Ksp=c(Mn2+)c2(OH-)=0.01×()2=10-13.8，当Mn2+浓度为0.01ml/L时，溶液中c(OH-)=，此时溶液中c(H+)=ml/L=10-8.1 ml/L，pH=8.1，由分析可知，调节pH的目的是除去溶液中的Fe3+和Al3+，故“调pH”应控制的范围是4.7~8.1。
（3）由分析可知，“沉猛”时，Mn2+、碳酸氢铵反应生成碳酸锰沉淀和二氧化碳、水，反应的离子方程式是：。
（4）由题干溶解度图像可知，当温度低于40℃时溶液将析出，故由分析从“操作A”所得溶液中得到晶体需进行的操作是蒸发结晶、保持温度高于40℃以上趁热过滤，洗涤、干燥；若称取一定质量的用标准溶液滴定(操作过程产生的误差很小可忽略)，计算所得样品质量分数大于100%原因是：样品失去部分结晶水或混有硫酸盐杂质。
（5）在稀硫酸酸性介质中，将硫酸锰中的锰离子氧化为高锰酸根离子，同时生成可溶于酸的，不溶于水，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。
4．(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应充分进行
(2)
(3) MgCO3 MnCO3和Mn(OH)2中锰元素的质量分数均大于38%，推知必有含镁难溶杂质
(4)NH4Cl
(5) 偏大
【分析】菱锰矿(主要成分为MnCO3、CaCO3、MgCO3、SiO2和少量FeCO3等)研磨后与氯化铵固体氧化焙烧，尾气未NH3和CO2，固体A加水浸锰，浸出渣C的主要成分为SiO2、CaCO3、Fe2O3，浸出液B主要为氯化锰与氯化镁，加入碳酸氢铵沉锰，得到碳酸锰，滤液D为NH4Cl，气体E为CO2，据此回答。
【详解】（1）将菱锰矿“研磨”的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应充分进行；
（2）MnCO3在“氯化焙烧”时与氯化铵反应生成氯化锰、CO2、NH3、H2O，方程式为：；
（3）①沉锰时，氯化锰与碳酸氢铵反应生成碳酸锰、二氧化碳、水、氯化铵，离子方程式为：；
②由图知，在时时，产品中Mn元素的质量分数为38%，已知在碳酸锰中，，在氢氧化锰中，在碳酸镁中，在氢氧化镁中，MnCO3和Mn(OH)2中锰元素的质量分数均大于38%，推知必有含镁难溶杂质，该杂质可能为MgCO3；
（4）根据分析可知，CO2、NH3可以回到流程沉锰循环，NH4Cl可以回到流程氧化焙烧循环；
（5）①NH4NO3溶液使Mn2+氧化为，溶液又能将还原为Mn2+，则10mL溶液中，，则100mL溶液中锰元素的质量分数为；
②若未充分加热，过量的NH4NO3溶液会消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液标准液，使得(NH4)2Fe(SO4)2溶液标准液体积偏大，锰元素的质量分数偏大。
5．(1)15
(2)SiO2
(3) FeSO4 K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
(4)8.0
(5)Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(6)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加适量HCl酸化后，加入几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀，证明沉淀已经洗净(合理即可)
【分析】含锰废料(主要成分为MnO2，含有少量Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2等)加入稀硫酸酸化，然后用SO2还原，溶液中有Mn2+、Al3+、Fe2+、Mg2+、H+、，SiO2进入滤渣1分离。加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，用氨水调pH除去Fe3+ 、Al3+，用MnF2将Mg2+转化为MgF2除去，加入NH4HCO3将Mn2+转化为MnCO3，在空气中煅烧生成二氧化锰，而后经过铝热反应生成锰单质。
【详解】（1）基态锰原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s2，一共占据1+1+3+1+3+5+1=15个轨道，电子的空间运动状态有15种。
（2）SiO2不溶于酸，因此“滤渣1”的主要成分为SiO2。
（3）加入MnO2，MnO2具有较强的氧化性，氧化溶液中具有还原性的物质FeSO4和SO2；氧化的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，取少量反应后的溶液，加入试剂K3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀，说明还存在Fe2+，写出生成蓝色沉淀的离子反应方程式K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓。
（4）调pH是为了完全沉淀Fe3+、Al3+，因Fe(OH)3与Al(OH)3的组成相似，Ksp [Fe(OH)3]＜Ksp [Al(OH)3]， 调pH的范围应用Ksp [Al(OH)3]进行计算，将c(Al3+)=10−5 ml·L−1代入其Ksp中计算得c(OH−)≈10−9.3 ml·L−1，pH=14−9.3=4.7，则需pH≥4.7才能将Al3+完全沉淀；而Mn2+不能发生沉淀，由Ksp=2.0×10−13=c(Mn2+)×c2(OH−)，将c(Mn2+)=0.2 ml·L−1代入计算得c(OH−)=10−6 ml·L−1，则pH＜8.0，综上范围为：4.7≤pH＜8.0。
（5）“沉锰”时，Mn2+和由电离出的碳酸根离子结合，生成白色的碳酸锰沉淀，所以离子方程式为：Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
（6）MnCO3表面残留可溶性的硫酸根离子，检验MnCO3沉淀是否洗涤干净，可以通过检验是否残留有硫酸根离子来作为依据，所以答案为：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加适量HCl酸化后，加入几滴BaCl2溶液，若无白色沉淀，证明沉淀已经洗净。
6．(1) BD
(2)
(3) D 形成胶体吸附
(4)可能生成MnS
(5)
(6)
【分析】碳酸锰矿主要成分为MnCO3，还含有Fe、Mg、Ca的碳酸盐、Cu、Ni、Al的氧化物及少量不溶杂质，加入硫酸酸浸，生成硫酸锰、硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸铜、硫酸镍、硫酸铝的混合溶液，过滤出溶渣，向溶液中加入MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，加入氨水调节pH生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤出沉淀，向溶液中若加入(NH4)2S，可生成NiS、CuS沉淀，除铜、除镍，过滤后的溶液蒸发浓缩、结晶分离出硫酸钙、硫酸镁，继续蒸发浓缩、结晶形成硫酸锰晶体。
【详解】（1）“酸浸”中MnCO3与硫酸反应生成硫酸锰、二氧化碳、水，反应的离子方程式为；98%的浓硫酸中氢离子浓度小，使用98%的浓硫酸不能加快酸浸的速率；延长浸取时间不能提高酸浸的速率，但可以提高浸出率；
故选BD；
（2）“除铝铁”步骤中，加入MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为；
（3）①根据加入氨水调节pH与铝铁去除率、锰损失率的关系图， pH范围为4~5 时，铝铁去除率高、锰损失率低，故选D；
②锰元素损失的原因可能是Al(OH)3、Fe(OH)3形成胶体吸附Mn2+；
（4）“除铜镍”步骤可以加入硫化铵将Cu、Ni元素除去，其缺点是可能生成MnS沉淀，造成锰元素损失，产率下降；
（5）根据流程图， “结晶分离”步骤前的溶液中含有杂质MgSO4、CaSO4，所以“结晶分离”的滤渣主要成分是MgSO4、CaSO4；
（6）设硫酸锰晶体的化学式是，则，解得x=1，则该硫酸锰晶体的化学式为。
7．(1) FeCl3 C、Fe
(2)2Na+O2Na2O2、2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(3)OH- +CO2=HCO(或CO2+2OH-=CO+H2O、CO+CO2+H2O=2HCO)
(4)B
(5)或
【分析】Ⅰ．钛酸亚铁、焦炭和氯气发生反应①2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO，根据元素守恒可得X为FeCl3，CO和氢气合成甲醇CO+2H2=CH3OH，钠的化学性质活泼，钠和四氯化钛在800°C、氩气氛围中发生氧化还原反应生成钛和氯化钠，以此分析；
Ⅱ．混合溶液中通入二氧化碳，首先是氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡沉淀和水、即OA段，然后氢氧化钾和二氧化碳反应生成碳酸钾和水，最后碳酸钾、碳酸钡和二氧化碳、水反应生成碳酸氢盐，即AB段为氢氧化钾最终转变为碳酸氢钾，BD段为碳酸钡和二氧化碳、水反应生成碳酸氢盐，沉淀溶解。
【详解】（1）反应①的化学方程式为：，根据分析可知X为FeCl3，反应中，铁元素和碳元素化合价升高，所以发生氧化反应的元素为Fe和C；
（2）反应③是，钠能与氧气、水发生反应，所以反应③须在无氧和非水性溶剂中进行，相应的化学方程式为：2Na+O2Na2O2、2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
（3）AB段没有沉淀产生，结合分析可知，AB阶段的离子反应方程式为：OH- +CO2= (或CO2+2OH-=+H2O、+CO2+H2O=2)；
（4）OA段反应为，BD段把生成的碳酸钡沉淀溶解，反应为：，则这两个阶段消耗等量的二氧化碳，即消耗用量的关系为，故选B；
（5）氢氧化钡的物质的量与消耗的二氧化碳的物质的量相同，氢氧化钾和二氧化碳反应生成碳酸氢钾，氢氧化钾和二氧化碳的物质的量也相同，所以钡离子和钾离子的物质的量等于其消耗的二氧化碳的比，即为a:(b-a)，两种离子分别是由氢氧化钾和氢氧化钡提供的，则Ba2+和OH-的个数之比为或。
8．(1) +2 增大反应物的接触面积，加快焙烧反应速率，提高铝铬铁矿的利用率
(2) (合理即可)
(3) (1合理即可) 、
(4)
(5)提供氧气支持燃烧
【分析】将铬铁矿(主要成分是，还含有、、等杂质)和碳酸钠、空气进行焙烧，焙烧时将中+2价Fe、+3价Cr分别氧化为+3价Fe、+6价Cr，发生的化学方程式为，焙烧时，碳酸钠和氧化铝反应生成NaAlO2，SiO2与碳酸钠反应生成硅酸钠，加入水进行“浸取”，“浸取”时NaAlO2、硅酸钠进入浸取液中，过滤将除去，通入CO2时分别将Na[Al(OH)4]、硅酸钠转化为Al(OH)3，沉淀，过滤将其除去，同时将转化为，得到的重铬酸钠溶液中加入氯化铵，发生反应，将还原为Cr2O3，Cr2O3电解得到Cr单质，据此回答。
【详解】（1）中氧元素的化合价为-2价，因此为+2价，为+3价；
“焙烧”前，将铝铬铁矿粉碎，其目的是：增大反应物的接触面积，加快焙烧反应速率，提高铝铬铁矿的利用率。
（2）焙烧时通入空气即通入的是O2，将中+2价Fe、+3价Cr分别氧化为+3 价Fe、+6价 Cr，根据得失电子守恒、原子守恒配平可得反应的化学方程式为；
焙烧后产生NaAlO2，发生反应的化学方程式为：。
（3）水浸取时溶液中产生、、，不与纯碱反应，故以浸渣的形式除去；
而通后转化为，、均以沉淀即、的形式除去。
（4）“中和、酸化”过程中，将转化为，生成的离子方程式为；
“还原1”中发生反应的化学方程式为，还原剂和还原产物的物质的量之比为。
（5）在高温条件下分解产生氧气可以供氧并支持燃烧，因此在铝热反应中的作用可能是：提供氧气支持燃烧。
9．(1)3
(2) 物质A 氨水
(3)1.8(1.7到1.9均可)
(4)
(5)防止Fe3+和TiO2+在“水解”工序同时沉淀，不利于元素Ti与Fe的分离
(6)
【分析】赤泥加入硫酸进行浸取，得到浸取液进行萃取，所得萃取物加入氢氧化钠溶液进行反萃取，将所得沉淀加入草酸进行沉淀转化，进行一系列的处理后，加入氨水，调节pH，再加入氟化铵沉钪，脱水除铵，再加入钙置换得到Sc；而萃取后的溶液加入铁粉还原将铁离子转化为亚铁离子，然后进行水解得到，再加入双氧水进行氧化，加入碳酸氢钠溶液进行聚合，得到聚合硫酸铁铝。
【详解】（1）Sc原子序数21，基态Sc原子电子排布式：，其价电子数为3；
（2）通过分析“萃取”与“反萃取”可知，“物质A”的主要成分是萃取剂，可循环利用；从流程可知，“沉钪”时需加入之后“脱水除铵”可除去，所以加入氨水更好，不会引入杂质钠离子；
（3）钪的萃取率要高，同时要求Ti、Fe、Al的萃取率要尽可能的小，以达到更好的分离效果，根据图示可知，浓度为1.8(1.7到1.9均可)时，钪的萃取率和其他三种元素差别最大；
（4）含钪产物为，反应化学方程式：；
（5）从题目所给信息可知，当达到完全沉淀时，已经开始沉淀，为防止和同时水解，需加入Fe粉将还原为，水解完成后再加入溶液将重新氧化为，以达到分离提纯的目的；
（6）“聚合”生成聚合硫酸铁铝时，有、、、参与反应，、与存在相互水解，同时生成二氧化碳，结合元素守恒和电荷守恒配平即可得离子方程式：。
10．(1) Cu2S+O22Cu+SO2 作氧化剂，将氧化亚铜、铜氧化生成硫酸铜 2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
(2) 蒸发结晶 趁热过滤
(3)+2
【分析】冰铜(Cu2S、FeS)在1200℃的空气中灼烧，Cu2S转化为Cu2O、Cu和SO2，FeS转化为熔渣B和SO2；将泡铜加入H2SO4、H2O2中加热，得到CuSO4溶液；将溶液I中加入过量的NaI、过滤，得到CuI、I2沉淀；先水洗，再乙醇洗涤沉淀，得到CuI晶体。
【详解】（1）①步骤a中，Cu2S被氧化为Cu，同时有SO2生成，反应的化学方程式为Cu2S+O22Cu+SO2。
②步骤b中溶液I是CuSO4溶液，则Cu元素由+1价、0价升高到+2价，H2O2的作用是：作氧化剂，将氧化亚铜、铜氧化生成硫酸铜。
③步骤c中有I2生成，同时生成CuI沉淀，则发生反应的离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。
（2）从图中可以看出，约50℃后，随温度升高，Na2SO4的溶解度降低，则蒸发结晶后，需趁热过滤，否则会生成晶体，所以由Na2SO4溶液得到Na2SO4固体的操作是：蒸发结晶→趁热过滤→用乙醇洗涤→干燥。
（3）一定条件下，当溶液中与H2O2化学计量数之比恰好为2:5时，作氧化剂，H2O2作还原剂，且O元素由-1价升高到0价，溶液中离子被还原为较低价态，设产物中X元素的化合价为y，依据得失电子守恒可建立等式2×(7-y)=2×5，y=2，则X元素的化合价变为+2。
【点睛】若溶质的溶解度随温度的升高而减小，则采用蒸发结晶、趁热过滤的方法从溶液中提取溶质。
11．(1)1s22s22p63s23p63d10
(2)
(3)Fe
(4)
(5)盐酸和液氨反应放热
(6)
(7)防止干燥过程中被空气中的O2氧化
【分析】由题给流程可知，铜包钢用由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到的二氯化四氨合铜深蓝色溶液浸取，将铜转化为一氯化二氨合亚铜，过滤得到含有铁的滤渣和一氯化二氨合亚铜滤液；将滤液的一半经氧化工序将一氯化二氨合亚铜变成可以循环使用的二氯化四氨合铜；滤液的一半加入加入硫酸、盐酸中和，将一氯化二氨合亚铜转化为硫酸亚铜和氯化亚铜沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸亚铜的滤液和氯化亚铜；氯化亚铜经盐酸、乙醇洗涤后，真空干燥得到氯化亚铜；硫酸亚铜溶液发生置换反应生成海绵铜，据此作答。
【详解】（1）Cu为29号元素，基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，答案：1s22s22p63s23p63d10；
（2）由分析可知，由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到的深蓝色溶液①为二氯化四氨合铜，答案：；
（3）由分析可知，滤渣的主要成分为铁，答案：Fe；
（4）由分析可知，浸取工序发生的反应为二氯化四氨合铜溶液与铜反应生成一氯化二氨合亚铜，反应的化学方程式为，氧化工序中一氯化二氨合亚铜发生的反应为一氯化二氨合亚铜溶液与氨水、氧气反应生成二氯化四氨合铜和水，反应的离子方程式为，答案：；；
（5）浸取工序中盐酸与氨水反应生成氯化铵和水的反应为放热反应，反应放出的热量可以使反应温度保持在30~40℃之间，所以当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取，答案：盐酸和液氨反应放热；
（6）由题给方程式可知，溶液中加二氨合亚铜离子与氯离子、氢离子反应生成氯化亚铜沉淀和铵根离子，反应的离子方程式为，答案：；
（7）氯化亚铜易被空气中的氧气氧化，所以为了防止干燥过程中氯化亚铜被氧化，应采用真空干燥的方法干燥，答案：防止干燥过程中被空气中的O2氧化。
12．(1) 第三周期ⅣA族 酸性
(2) 氢气、氯化氢(或HCl、H2)
(3)4
(4)
【分析】由题给流程可知，石英砂和焦炭高温下反应生成硅和一氧化碳，反应制得粗硅；粗硅和氯化氢高温下反应生成三氯硅烷和氢气，反应制得粗三氯硅烷；三氯硅烷精馏后得到纯三氯硅烷，三氯硅烷与氢气高温下反应生成氯化氢和硅，反应得到纯硅，
【详解】（1）硅元素的原子序数为14，位于元素周期表第三周期ⅣA族；二氧化硅能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：第三周期ⅣA族；酸性；
（2）由分析可知，步骤①涉及的反应为石英砂和焦炭高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为；结合分析可知，生产过程中氢气和氯化氢可以循环使用，故答案为：；氢气、氯化氢(或HCl、H2)；
（3）由方程式可知，反应中碳元素的化合价从0价升高到+2价被氧化，碳是反应的还原剂，氮元素的化合价降低被还原，氮气是氧化剂，反应生成消耗6ml碳时，转移电子的物质的量为12ml，则消耗24g碳时，反应过程中转移电子的物质的量为，故答案为：4；
（4）实验室装氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶，不选择玻璃塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应生成的硅酸钠是矿物胶，能把试剂瓶和瓶塞粘结在一起而无法打开，反应的化学方程式为，故答案为：。
13．(1) 4d105s2 SiO2、PbSO4
(2)3.3≤pH