資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第8題　以工藝流程為主流的無機綜合題
復習建議：1課時(題型突破＋習題共1課時；以訓練為主)
考向1　流程圖中物質的處理、轉化與跟蹤
1．工業上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO，含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產高純ZnO的流程示意圖如下。
(1)用足量溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前，鋅焙砂預先粉碎的目的是___________。
②通過“浸出”步驟，鋅焙砂中的ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2+，該反應的離子方程式為___________。
(2)“浸出”時As2O3轉化為AsO33-。“除砷”步驟①中用(NH4)2 S2O8作氧化劑，步驟①反應的離子方程式為___________。
(3)“除重金屬”時，加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質是___________和BaSO4。
(4)“蒸氨”時會出現白色固體ZnSO4· Zn(OH)2，運用平衡移動原理解釋原因：___________。
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉化為ZnCO3的離子方程式為___________。
(6)“煅燒”步驟中，不同溫度下，ZnCO3分解的失重曲線和產品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知：比表面積指單位質量固體所具有的總面積；比表面積越大，產品ZnO的活性越高。
①280℃時煅燒ZnCO3，后固體失重質量分數為33.3％，則ZnCO3的分解率為___________％(保留到小數點后一位)。
②根據圖1和圖2，獲得高產率(ZnCO3分解率>95％)、高活性(ZnO比表面積)產品ZnO的最佳條件是___________(填字母序號)。
a．恒溫280℃，　　　　　b．恒溫300℃，
c．恒溫350℃，　　　　d．恒溫550℃，
(7)該流程中可循環利用的物質有___________。
2．輝銅礦主要成分Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，軟錳礦主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等雜質。研究人員開發綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下：
已知：①MnO2有較強的氧化性，能將Cu+氧化成Cu2+
②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩定，在熱水溶液中會分解生成NH3
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3+：1.5～3.2 Mn2+：8.3～9.8 Cu2+：4.4~6.4。
(1)實驗室配制250mL 4.8 mol/L的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要_______。
(2)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有_______(任寫一點)。
(3)酸浸時，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應的化學方程式_______。
(4)調節浸出液pH=4的作用是_______。
(5)本工藝中可循環使用的物質是(寫化學式)_______。
(6)獲得的MnSO4·H2O晶體后常用酒精洗滌，優點是_______。
(7)用標準的BaCl2溶液測定樣品中MnSO4·H2O質量分數時，發現樣品純度大于100%(測定過程中產生的誤差可忽略)其可能原因有_______(任寫一種)。
3．（2024屆高考·江西上饒·統考一模）鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物被廣泛應用于汽車、建筑、船舶、電池等行業。現某科研小組以固體廢鋅催化劑(主要成分是，含少量、、、等雜質)為原料制備鋅的工藝流程如圖所示：
已知：
①“浸取”時，和轉化為、進入溶液。
②時，，
③深度除雜標準：溶液中≤2.0×10-6。
(1)“浸取”溫度為，鋅的浸出率可達，繼續升溫浸出率反而下降，其原因為 。
(2)“濾渣1”的主要成分為、 。
(3)“深度除錳”是將殘留的轉化為，寫出該過程的離子方程式 。
(4)“深度除銅”時，鋅的最終回收率，除銅效果(用反應后溶液中的銅鋅比表示)與加入量的關系曲線如圖所示。
①由圖可知，當達到一定量的時候，鋅的最終回收率下降的原因是 (用離子方程式解釋)
②“深度除銅”時加入量最優選擇 (填標號)
A．100% B．110% C．120% D．130%
(5)原子能形成多種配位化合物，一種鋅的配合物結構如圖：
①配位鍵①和②相比，較穩定的是 。
②基態原子的價電子排布式為 ，位于元素周期表中 區。
③鍵角③ (填“>”“<”或“=”)
4．（2024屆高考·廣西柳州統考一模）我國主要以型鋰輝石(主要成分、、，含有、等雜質)為原料，通過硫酸鋰苛化法生產氫氧化鋰并制備鋰離子電池的正極材料。流程如下：
已知：①不溶于水，能溶于強酸。
②部分金屬氫氧化物的如下表。
物質
③和的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示，二者結晶時均以水合物形式析出。
回答如下問題：
(1)“球磨”操作的目的是 。
(2)加入石灰石中和殘酸，調節pH使鐵、鋁等雜質完全沉淀，則pH至少為 。(保留一位小數。通常認為溶液中離子濃度小于為沉淀完全)
(3)濾渣2的成分是 。
(4)獲得時，通常“冷凍至0℃”，原因是 。
(5)溶液與和混合溶液制備的化學方程式為 ；兩種溶液相互滴加的方式不同會影響產率和純度，有同學認為應該將和混合液滴加到溶液中，你認為是否合理 (填“是”或“否”)，說明理由： 。
(6)需要在高溫下成型后才能作為電極，高溫成型時要加入少量石墨，則石墨的作用是 (任寫一點)。
1.原料的預處理
方法 目的 解題指導
粉碎、 研磨 將塊狀或顆粒狀的物質磨成粉末 增大反應物接觸面積，以加快反應速率或使反應更充分，也是提高“浸出率”的方法之一
浸取 水浸 與水接觸反應或溶解 (1)加熱、攪拌、適當提高酸(或堿)濃度，可以加快浸出速率；增加浸出時間可使樣品充分溶解，可提高浸出率 (2)酸溶時所加酸的量不能太多 ①過量的酸多消耗后續調節pH所加的堿性試劑 ②如果實驗過程有硫化物，酸過量會形成有毒氣體硫化氫
酸浸 與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去
堿浸 除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物
灼燒 (焙燒) 1.除去可燃性雜質 2.使原料初步轉化 ①除去硫、碳單質 ②使有機物轉化或除去有機物 ③高溫下原料與空氣中氧氣反應等 ④使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土
考向2　陌生圖像中條件的選擇與控制
1．PFS是水處理中重要的絮凝劑，下圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。
(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸應是______________________________________；
PFS中鐵元素的化合價為________；在酸浸槽中，為了提高浸出率，可以采取的措施有________________________________________________________________________(寫兩條)。
(2)若廢鐵屑中含有較多鐵銹(Fe2O3·xH2O)，則酸浸時反應的化學方程式有__________________________________________。
(3)如果反應釜中用H2O2作氧化劑，則反應的離子方程式為____________________________________；生產過程中，發現反應釜中產生了大量的氣體，且溫度明顯升高，其原因可能是___________________________________________________。
(4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內。如果溶液酸性過強，造成的后果是________________________________________________________________________。
如果溶液酸性太弱又會生成大量的氫氧化鐵沉淀。若溶液中Fe3＋的濃度為1 mol·L－1，當Fe3＋開始沉淀時，溶液的pH約為________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10－39]。
2．電解精煉銅的陽極泥中主要含Ag、Au等貴重金屬。以下是從精煉銅的陽極泥中回收銀、金的流程圖：
(1)氯金酸(HAuCl4)中Au的化合價為________。
(2)銅陽極泥氧化時，采用低溫焙燒而不采用高溫焙燒的原因是________________________________。
(3)“焙燒渣”在“①酸浸”時發生反應的離子方程式為________________________________________。
(4)“②浸金”反應中，H2SO4的作用為________，該步驟的分離操作中，需要對所得的AgCl進行水洗。簡述如何判斷AgCl已經洗滌干凈？___________________________________________________。
(5)氯金酸(HAuCl4)在pH為2～3的條件下被草酸還原為Au，同時放出二氧化碳氣體，則該反應的化學方程式為_______________________________________________________________________。
(6)甲醛還原法沉積銀，通常在攪拌下于室溫及弱堿性條件下進行，甲醛被氧化為碳酸氫根離子，則該反應的離子方程式為______________________________________________________________。
電解法精煉銀，用10 A的電流電解30 min，若電解效率(通過一定電量時陰極上實際沉積的金屬質量與通過相同電量時理論上應沉積的金屬質量之比)為80%，此時可得到銀單質的質量為________(保留1位小數，法拉第常數為96 485 C·mol－1)。
3．（2024屆高考·湖南長沙·統考一模）作為電極材料，具有價格低，電位高、環境友好、安全性能高等優點，受到廣泛關注。由菱錳礦（主要成分為，含有少量Fe、Ni、Al等元素）制備的流程如圖。
已知常溫下部分物質的如表。
物質
回答下列問題：
(1)基態Mn原子的價電子軌道表示式為 。
(2)常溫下，若溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=5，可沉淀完全的金屬離子是 ；若測得溶液中濃度為0.1，濃度為0.01，為防止、發生沉淀，反應器中溶液用石灰乳調節的pH應小于 。（已知：離子濃度小于等于，即可認為該離子沉淀完全）
(3)加入少量BaS溶液除去，生成的沉淀有 （填化學式）。
(4)具有強氧化性的過一硫酸（）可代替電解槽反應將氧化為，該反應的離子方程式為 （已知：的電離第一步完全，第二步微弱）。
(5)煅燒窯中，生成反應的化學方程式是 。
(6)中錳元素的平均價態為+3.5。在不同溫度下，合成的中、和的含量與溫度的關系見下表。
T/℃ /% /% /%
700 5.56 44.58 49.86
750 2.56 44.87 52.57
800 5.50 44.17 50.33
850 6.22 44.40 49.38
由此可以確定，在上述溫度范圍內，錳元素的平均價態的變化情況是 。
4．（2024屆高考·陜西安康·統考一模）硒被譽為“生命元素”。亞硒酸鈣(，難溶于水)常作飼料添加劑，常作制備含硒營養物質的原料。一種含硒廢料制備亞硒酸鈣和二氧化硒的流程如圖(部分條件和部分產物省略)。回答下列問題：
已知部分信息如下：
①含硒廢料的主要成分是和；“焙燒”時固體產物為、和。
②易溶于水，難溶于水。
(1)“焙燒”時，含硒廢料需要粉碎，目的是 。
(2)利用“浸渣”可以制備膽礬，其操作步驟是加入足量稀硫酸溶解，再通入熱空氣。通入熱空氣的目的是 (用離子方程式表示)。
(3)上述參加反應的雙氧水遠小于實際消耗的雙氧水(反應溫度在50℃)，其主要原因是 。
(4)硒酸分解制備的副產物有 (填化學式)。
(5)已知、的熔點分別為315℃、733℃，其熔點差異的主要原因是 。
(6)測定產品純度。稱取產品溶于水配制成250mL溶液，取25.00mL于錐形瓶中，加入足量溶液和適量稀硝酸，充分反應后，滴加3滴淀粉溶液，用溶液滴定至終點時消耗VmL滴定液。發生有關反應：
①(未配平)
②
該產品中硒元素的質量分數為 %。如果大量空氣進入錐形瓶，可能導致測得的結果 (填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
【題型建模】
　1.化工流程題中的“流程分析”
結構圖解
條件控制是化學生產和實驗中的重要手段，通過控制條件使反應向著實際需要的方向進行和轉化，實現物質間的分離和提純，通過圖像選擇合適條件是工藝流程題的常見出題形式，在選擇復合條件時，注意綜合坐標的含義，以及該條件與分離、提純或制備的關系。
2.反萃取原理
反萃取是利用反萃取劑使被萃取物從負載有機相返回水相的過程，為萃取的逆過程。反萃取劑主要起破壞有機相中被萃組分結構的作用，使被萃組分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶于有機相的沉淀。經過反萃取及所得反萃液經過進一步處理后，便得到被分離物的成品。反萃后經洗滌不含或少含萃合物的有機相稱再生有機相，繼續循環使用。
1．碘化亞銅(CuI)是一種白色固體，見光易分解變成棕黃色，不溶于水和乙醇，常用作有機反應催化劑、陽極射線管覆蓋物、動物飼料添加劑等。某小組同學以冰銅(Cu2S和FeS熔體)為原料制備無水CuI的流程如圖。
(1)“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”相同，所用到的玻璃儀器有 　　　　　　　　　　　　 。
(2)“焙燒”過程中Cu被還原，同時有黑色磁性物質生成，熔渣的主要成分為 　　　　 (填化學式)。
(3)“熔渣”酸浸時，用H2O2處理可得到藍色溶液，用化學方程式解釋為______________________；
當加熱溫度高于40 ℃時，該過程反應速率減慢，其可能原因是_________________________________。
(4)“調節pH”所用試劑為　　　　；若加入該試劑前溶液中陽離子濃度均為0.1 mol/L，為使某陽離子完全沉淀為固體A，通過操作Ⅰ與其它陽離子分離，理論上應調節溶液的pH在 　　　　之間。(常溫下，Cu(OH)2、Fe(OH)3的Ksp分別約為1×10－21和1×10－38)
(5)加入過量KI溶液時發生反應的離子方程式為_________________________。
(6)取CuI樣品m g，加適量的FeCl3溶液恰好使其溶解，CuI被完全氧化生成Cu2＋和I2，待樣品完全反應后，滴入幾滴淀粉溶液，用c mol/L的Na2S2O3標準液滴定，達到終點時消耗標準液的體積平均值為V mL(已知：I2＋2NaS2O3===Na2S4O6＋2NaI)。
①達到滴定終點時的現象是_________________________________________。
②樣品中CuI的質量分數為　　　　 。(用相關字母表示)
2．氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工行業，以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，生產CuCl的工藝流程如下：
已知：CuCl難溶于醇和水，在氯離子濃度較大的體系中生成CuCl2-，在潮濕空氣中易水解氧化。回答下列問題：
(1)“酸溶”時溫度應控制在60~70°C ，原因是___________。
(2)寫出“還原”步驟中主要反應的離子方程式___________。“還原”步驟中亞硫酸銨適當過量的可能原因是___________(答出2條)。隨著NH4Cl用量增加，CuCl沉降率先增大后減小，減小的原因可能是___________。(用化學方程式表示)
(3)“洗滌”步驟中包括用pH=2的酸洗、水洗、醇洗，酸洗采用的酸是___________。選擇醇洗的原因是___________。
(4)“濃縮分離”得到副產品M的主要成分是___________。
(5)稱取烘干制得的氯化亞銅5 g，將其置于FeCl3溶液中溶解后，加入適量稀硫酸，用0.2 mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(Cr2O72-被還原為Cr3+)，消耗K2Cr2O7溶液25 mL。則樣品中CuCl的質量分數為___________ 。
3．鐵、銅及其化合物是中學化學中常見化學物質，閱讀材料回答問題：
(一)氯化鐵是重要的化工原料，FeCl3·6H2O的實驗室制備流程圖如下：
(1)廢鐵屑表面往往含有油污，去除廢鐵屑表面的油污的方法是___________。操作①要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和___________。
(2)加入含有少量銅的廢鐵屑比加入純鐵屑反應更快，原因為___________。操作②涉及的過程為：加熱濃縮、___________、過濾、洗滌、干燥。
(3)檢驗FeCl3稀溶液中是否殘留Fe2＋的試劑可以是___________。為增大FeCl3溶液的濃度，向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2。此過程中發生的主要反應的離子方程式為___________、___________。
(二)為測定CuSO4溶液的濃度，某同學設計了如下方案：
(4)判斷SO42-沉淀完全的操作為___________。
(5)固體質量為w g，則c(CuSO4)=___________mol/L。若步驟①從燒杯中轉移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuSO4)___________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
4．（2024屆高考·四川南充·統考一模）錳廢渣的硫酸浸出液含有大量、、以及少量的、、、。通過沉淀-萃取法可以回收其中的錳、鈷、鎳，流程如圖所示。
已知：萃取劑a和b均為有機物，可用通式表示，萃取金屬離子時，發生反應：(代表被萃取的金屬)。
(1)的作用是 。
(2)該流程中涉及的實驗操作有___________(填字母標號)。
A．過濾 B．蒸發結晶 C．分液 D．蒸餾
(3)加入調的目的是 。
(4)已知：，，向除鐵后的溶液中加入，當溶液中時， 。(保留1位有效數字)
(5)寫出反萃取出的離子方程式 。
(6)、利用萃取劑b進行分離，二者萃取率隨無機相變化如圖所示。無機相的控制在 左右為宜。
(7)回收液中濃度的測定：取回收液，滴入幾滴紫脲酸胺指示劑(遇顯橙黃色)，用濃度為的溶液進行滴定()，達到滴定終點時消耗溶液的體積。物質的量濃度為 。
5．（2024屆高考·陜西咸陽·統考一模）釩酸鉍()是一種亮黃色無毒無害的光催化劑，主要應用于高選擇性制備氫氣。工業上以輝鉍礦粉(主要成分是，并含、Bi、和等雜質)為原料制備釩酸鉍()的流程如圖所示：
已知部分信息如下：
①氧化性：。
②濾液1中的陰離子主要是。
③常溫下，幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：
氫氧化物
開始沉淀時的pH 7.6 1.6 4.0
完全沉淀時的pH 9.6 3.1 5.5
當溶液中某離子濃度小于時，視為沉淀完全。
回答下列問題：
(1)浸渣1的主要成分為 。
(2)浸取時轉化的離子方程式為 。
(3)從工藝流程分析，氧化調節pH環節，除了可用NaOH溶液，還可用 調節，且需調至溶液的pH為 (填范圍)。
(4)稀釋水解時通常通入水蒸氣，其目的是 ；水解的化學方程式為 。
(5)設計實驗檢驗氣體X的成分： 。
(6)常溫下，的為 。
6．（2024屆高考·湖南岳陽·高三一模）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液(含、、、、和)。實現鈷、鎳、鎂元素的回收。
已知：
物質
回答下列問題：
(1)基態Co原子的價層電子軌道表示式為 。
(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產生具有強氧化性的過一硫酸(已知的電離方程式為：、)。“氧化”中先用石灰乳調節，再加入“混合氣”，被氧化為，該氧化還原反應過程的離子方程式為： ；得到濾渣的主要成分為、 (填化學式)。
(3)“沉鈷鎳”中得到的在空氣中可被氧化成，該反應的化學方程式為： 。
(4)“沉鎂”中為使沉淀完全(25℃)，需控制pH不低于 (精確至0.1)。
(5)鈷鎳渣是濕法煉鋅凈化渣之一，其中含有少量Co(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的硫酸鹽及氫氧化物。利用以下工藝流程回收金屬并制備氧化鋅：
下列說法正確的是：___________(填標號)。
A．粉碎礦渣、升高溫度均可以提高“溶浸”率
B．通過高溫焙燒可以將制得氧化鋅
C．根據中S的化合價分析，具有強還原性
D．可與濃鹽酸反應生成，參與反應可生成
(6)可用作聚氯乙烯的染色劑和穩定劑。氨氣中的鍵角比該配合物中的鍵角小，其原因是 。
7．（2024屆高考·山西晉城·統考一模）鋅是一種重要的金屬，一種以固體廢鋅催化劑(主要成分為ZnO，含少量Fe2O3、CuO、SiO2)為原料制備鋅的工藝流程如圖所示：
已知：①25℃時，Ksp(CuS)=6.4×10-36，Ksp(ZnS)=1.6×10-24；
②25℃時，Zn2+＋4NH3[Zn(NH3)4]2+，K=2.5×109。
(1)Zn、Cu在元素周期表中位于 區，第二電離能：I(Cu) (填“>”或“<”)I(Zn)。
(2)“浸取”時，ZnO、CuO分別轉化為[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+進入溶液。
①[Zn(NH3)4]2+的配位數為 。
②ZnO發生反應的離子方程式為 。
③“浸取”溫度應控制在30℃左右，其原因為 。
(3)“除銅”時，當加入的(NH4)2S超量時，會發生反應[Zn(NH3)4]2++S2-ZnS↓+4NH3導致鋅的回收率下降，該反應的平衡常數數值為 。
(4)鋅與銅相似，在潮濕的空氣中可生成堿式碳酸鋅[ZnCO3·3Zn(OH)2]，寫出反應的化學方程式： 。
(5)用鋅與銅合成的高純銅鋅合金濾料被廣泛應用于各種水處理設備中。一種銅鋅合金的晶胞結構如圖，已知：晶胞參數為anm。
①與Cu原子等距離且最近的Cu原子有 個。
②該銅鋅合金晶體的密度為 g/cm3(設NA為阿伏加德羅常數的值)。
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第8題　以工藝流程為主流的無機綜合題
復習建議：1課時(題型突破＋習題共1課時；以訓練為主)
考向1　流程圖中物質的處理、轉化與跟蹤
1．工業上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO，含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產高純ZnO的流程示意圖如下。
(1)用足量溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前，鋅焙砂預先粉碎的目的是___________。
②通過“浸出”步驟，鋅焙砂中的ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2+，該反應的離子方程式為___________。
(2)“浸出”時As2O3轉化為AsO33-。“除砷”步驟①中用(NH4)2 S2O8作氧化劑，步驟①反應的離子方程式為___________。
(3)“除重金屬”時，加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質是___________和BaSO4。
(4)“蒸氨”時會出現白色固體ZnSO4· Zn(OH)2，運用平衡移動原理解釋原因：___________。
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉化為ZnCO3的離子方程式為___________。
(6)“煅燒”步驟中，不同溫度下，ZnCO3分解的失重曲線和產品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知：比表面積指單位質量固體所具有的總面積；比表面積越大，產品ZnO的活性越高。
①280℃時煅燒ZnCO3，后固體失重質量分數為33.3％，則ZnCO3的分解率為___________％(保留到小數點后一位)。
②根據圖1和圖2，獲得高產率(ZnCO3分解率>95％)、高活性(ZnO比表面積)產品ZnO的最佳條件是___________(填字母序號)。
a．恒溫280℃，　　　　　b．恒溫300℃，
c．恒溫350℃，　　　　d．恒溫550℃，
(7)該流程中可循環利用的物質有___________。
【答案】(1) 提高浸出效率 ZnO+2NH3 H2O+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++3H2O
(2)2H2O+2 AsO33-+3S2O82-= 2AsO42-+6SO42-+4H+
(3)CuS
(4)“蒸氨”過程中有NH3產生，溶液中NH3的濃度降低，平衡[Zn(NH3)4] 2+Zn2++4NH3正向移動，[Zn(NH3)4] 2+轉化為Zn2+，Zn2+和溶液中SO42-和OH-結合得到白色固體
(5) ZnSO4· Zn(OH)2+ 2HCO3-=2ZnCO3+ SO42-+2H2O
(6)94.6% b
(7)(NH4)2SO4、NH3 H2O、CO2
【解析】鋅焙砂(主要成分為ZnO，含有少量CuO、As2O3、NiO等)中加入(NH4)2SO4和氨水，過濾后，濾液中含有[Zn(NH3)4]2+、AsO33-、[Cu(NH3)4]2+、[Ni(NH3)6]2+，加入(NH4)2S2O8、FeSO4、CaO，先將AsO33-氧化為AsO43-，再將Fe2+氧化為Fe3+，二者反應生成FeAsO4、Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀；過濾后，濾液中加入BaS，將重金屬離子轉化為沉淀，過濾后，濾液中加入Zn，深度除金屬離子，過濾后蒸氨，再向溶液中加入NH4HCO3和CO2將[Zn(NH3)4] 2+轉化為ZnCO3沉淀，烘干后煅燒，得到ZnO。【解析】(1)①“浸出”時要將鋅焙砂粉碎，其目的是提高浸出效率；②通過“浸出”步驟，鋅焙砂中的ZnO轉化為[ Zn(NH3)4]2+，該反應的離子方程式為ZnO+2NH3 H2O+2NH4+=[ Zn(NH3)4]2++3H2O。(2)“浸出”時As2O3轉化為AsO33-，由分析可知，AsO33-和(NH4)2SO4發生氧化還原反應生成AsO42-和SO42-，根據得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式為：2H2O+2 AsO33-+3S2O82-= 2AsO42-+6SO42-+4H+。(3)除砷后溶液中還存在少量Ca2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+，其中Ni2+在深度除金屬離子中除去，則“除重金屬”時，加入BaS溶液可以將Cu2+除去，濾渣Ⅱ中含有的主要物質是CuS和BaSO4。(4)“蒸氨”過程中有NH3產生，溶液中NH3的濃度降低，平衡[Zn(NH3)4] 2+Zn2++4NH3正向移動，[Zn(NH3)4] 2+轉化為Zn2+，溶液中還存在SO42-和OH-，得到白色固體ZnSO4· Zn(OH)2。(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體ZnSO4· Zn(OH)2轉化為ZnCO3的離子方程式為：ZnSO4· Zn(OH)2+ 2HCO3-=2ZnCO3+ SO42-+2H2O。(6)①ZnCO3加熱時發生分解ZnCO3Zn+CO2↑，設加熱前ZnCO3的質量為ag，后固體失重質量分數為33.3％，則生成CO2的質量為0.333ag，ZnCO3分解的質量為，則ZnCO3的分解率為=94.6%；②由圖1可知，恒溫300℃和恒溫550℃時，失重質量分數相等，由①可知ZnCO3分解率>95％，由圖2可知，恒溫550℃時，ZnO比表面積，則應該選擇恒溫300℃，，故選b。(7)由分析可知，(NH4)2SO4、NH3 H2O、CO2都可循環使用，則流程中可循環利用的含氮物質有(NH4)2SO4、NH3 H2O、CO2。
2．輝銅礦主要成分Cu2S，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，軟錳礦主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等雜質。研究人員開發綜合利用這兩種資源，用同槽酸浸濕法冶煉工藝，制備硫酸錳和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下：
已知：①MnO2有較強的氧化性，能將Cu+氧化成Cu2+
②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩定，在熱水溶液中會分解生成NH3
③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3+：1.5～3.2 Mn2+：8.3～9.8 Cu2+：4.4~6.4。
(1)實驗室配制250mL 4.8 mol/L的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要_______。
(2)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有_______(任寫一點)。
(3)酸浸時，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫出該反應的化學方程式_______。
(4)調節浸出液pH=4的作用是_______。
(5)本工藝中可循環使用的物質是(寫化學式)_______。
(6)獲得的MnSO4·H2O晶體后常用酒精洗滌，優點是_______。
(7)用標準的BaCl2溶液測定樣品中MnSO4·H2O質量分數時，發現樣品純度大于100%(測定過程中產生的誤差可忽略)其可能原因有_______(任寫一種)。
【答案】(1)250mL容量瓶、膠頭滴管
(2)粉碎礦石或適當升高溫度或攪拌
(3)Cu2S+2MnO2+4H2SO4 =2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O
(4)使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+不生成沉淀
(5)NH3
(6)減少MnSO4·H2O晶體的損失
(7)混有硫酸鹽雜質或部分晶體失去結晶水
【解析】流程分析可知輝銅礦軟錳礦加入硫酸酸浸過濾得到浸出液調節溶液pH，使鐵離子全部沉淀，過濾得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，加入碳酸氫銨和氨水過濾得到混合溶液加熱趕出氨氣結晶析出得到堿式碳酸銅，濾渣為碳酸錳，通過蒸發濃縮，冷卻結晶過濾洗滌得到硫酸錳晶體。(1)實驗室配制250mL 4.8 mol/L的稀硫酸，所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要250mL容量瓶，膠頭滴管。(2)為了提高浸取率可采取的措施可以粉碎礦石增大接觸面積、加熱、攪拌等。(3)MnO2有較強的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質硫，生成物是CuSO4、MnSO4、S，反應物是硫酸、二氧化錳和硫化亞銅，根據化合價升降法配平方程式為：Cu2S+2MnO2+4H2SO4 =2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O。(4)根據提示Fe3+的pH沉淀范圍：1.5~3.2，Cu2+的pH沉淀范圍為：4.4~6.4，可知當pH=4時，使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+不生成沉淀。(5)本流程中NH4HCO3分解生成NH3，NH3可循環使用。(6)由于MnSO4·H2O不溶于乙醇，故使用乙醇洗滌可以促進晶體形成，減少MnSO4·H2O晶體的損失。(7)質量分數大于100%，說明了硫酸錳晶體中可能混有硫酸鹽雜質或部分晶體失去結晶水。
3．（2024屆高考·江西上饒·統考一模）鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物被廣泛應用于汽車、建筑、船舶、電池等行業。現某科研小組以固體廢鋅催化劑(主要成分是，含少量、、、等雜質)為原料制備鋅的工藝流程如圖所示：
已知：
①“浸取”時，和轉化為、進入溶液。
②時，，
③深度除雜標準：溶液中≤2.0×10-6。
(1)“浸取”溫度為，鋅的浸出率可達，繼續升溫浸出率反而下降，其原因為 。
(2)“濾渣1”的主要成分為、 。
(3)“深度除錳”是將殘留的轉化為，寫出該過程的離子方程式 。
(4)“深度除銅”時，鋅的最終回收率，除銅效果(用反應后溶液中的銅鋅比表示)與加入量的關系曲線如圖所示。
①由圖可知，當達到一定量的時候，鋅的最終回收率下降的原因是 (用離子方程式解釋)
②“深度除銅”時加入量最優選擇 (填標號)
A．100% B．110% C．120% D．130%
(5)原子能形成多種配位化合物，一種鋅的配合物結構如圖：
①配位鍵①和②相比，較穩定的是 。
②基態原子的價電子排布式為 ，位于元素周期表中 區。
③鍵角③ (填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)溫度升高，氨氣揮發量增加且分解，生成減少，不利于鋅的浸出
(2)、
(3)
(4) C
(5) ① ds <
【分析】廢鋅催化劑加入氨水氯化銨混合液浸取，鋅、銅元素以[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+進入溶液，同時鐵、鎂轉化為氫氧化物沉淀和不反應的二氧化硅成為濾渣1，濾液加入過氧化氫將錳離子轉化為二氧化錳沉淀，加入適量的硫化銨生成硫化銅沉淀，過濾除去沉淀濾液加入有機萃取劑萃取分離出含鋅的有機相，加入硫酸反萃取得到含鋅的水相，電解得到鋅；
【詳解】（1）“浸取”溫度為30℃時，鋅的浸出率可達90.6%，繼續升溫浸出率反而下降，其原因為溫度過高，氨揮發量增加，生成[Zn(NH3)4]2+減少，不利于廢鋅催化劑中鋅的浸出；
故答案為：溫度升高，氨氣揮發量增加且NH4Cl分解，生成[Zn(NH3)4]2+減少，不利于廢鋅催化劑中鋅的浸出；
（2）根據分析，濾渣1為Mn(OH)2、Fe(OH)3、SiO2；
故答案為：Fe(OH)3、SiO2；
（3）在氨水存在的堿性條件下，過氧化氫和錳離子發生氧化還原反應生成二氧化錳沉淀和水、銨根離子，反應為；
故答案為：；
（4）①當(NH4)2S加入量≥100%時，鋅的最終回收率下降的原因是過量的硫離子和將鋅轉化為硫化鋅沉淀，反應為[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3；
②“深度除銅”時，(NH4)2S加入量最好應120%，此時除銅效果較好且鋅的回收率仍然較高；
故答案為：[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3；C；
（5）①N和O的電負性相比，N弱于O，則N易提供孤電子，配位鍵穩定性強；
故答案為：①；
②Zn為30號元素，電子排布式為，價電子排布式；位于元素周期表ds區；
故答案為：；ds；
③角③屬于雙鍵與單鍵形成夾角，電子云密度大，鍵角斥力大，鍵角小；
故答案為：＜。
4．（2024屆高考·廣西柳州統考一模）我國主要以型鋰輝石(主要成分、、，含有、等雜質)為原料，通過硫酸鋰苛化法生產氫氧化鋰并制備鋰離子電池的正極材料。流程如下：
已知：①不溶于水，能溶于強酸。
②部分金屬氫氧化物的如下表。
物質
③和的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示，二者結晶時均以水合物形式析出。
回答如下問題：
(1)“球磨”操作的目的是 。
(2)加入石灰石中和殘酸，調節pH使鐵、鋁等雜質完全沉淀，則pH至少為 。(保留一位小數。通常認為溶液中離子濃度小于為沉淀完全)
(3)濾渣2的成分是 。
(4)獲得時，通常“冷凍至0℃”，原因是 。
(5)溶液與和混合溶液制備的化學方程式為 ；兩種溶液相互滴加的方式不同會影響產率和純度，有同學認為應該將和混合液滴加到溶液中，你認為是否合理 (填“是”或“否”)，說明理由： 。
(6)需要在高溫下成型后才能作為電極，高溫成型時要加入少量石墨，則石墨的作用是 (任寫一點)。
【答案】(1)增大反應接觸面積，加快反應速率，使焙燒更充分
(2)4.7
(3)、
(4)此溫度下的溶解度與的相差較大
(5) 否 堿性環境下會產生，繼而氧化為從而影響產品產率和純度
(6)改善成型后(或電極)的導電作用(或者與空氣中的氧氣反應，防止中的被氧化)
【分析】該工業流程原料為型鋰輝石(主要成分、、，含有、等雜質)，產品為鋰離子電池的正極材料，流程主線中元素為鋰元素，鋁、硅、鐵、鎂等元素作為雜質元素在工業流程中被除去，型鋰輝石通過“球磨”被粉碎，加入濃硫酸“酸化焙燒”轉化為、、、、，“調漿浸出”使鋁、鐵等雜質元素轉化為、等被除去，通過“凈化除雜”使鎂元素及引入的鈣元素轉化為、而除去，“蒸發結晶、離心分離”得到的硫酸鋰溶液中加入，利用和在不同溫度下的溶解度的差異，采用“冷凍至0℃”析出，從而得到溶液，經過一系列操作得到，最后與和混合溶液制備。
【詳解】（1）型鋰輝石通過“球磨”被粉碎，從而增大與濃硫酸反應的接觸面積，加快反應速率，使焙燒更充分；
故答案為：增大反應的接觸面積，加快反應速率，使焙燒更充分；
（2）調節pH使鐵、鋁等雜質完全沉淀，的大于的，說明更難溶于水，加入石灰石與水調節pH時，先生成，故完全沉淀時也已完全沉淀，利用的計算完全沉淀時，，則，故；
故答案為：4.7；
（3）“凈化除雜”工藝中得到濾渣2，該過程加入調節pH為11，使完全轉化為沉淀除去，加入使前一工藝中引入的轉化為沉淀而除去故濾渣2的成分是、；
故答案為：、；
（4）“冷凍析鈉”過程是利用和在不同溫度下的溶解度的差異，采用“冷凍至0℃”析出，從而得到溶液，在該溫度下，溶解度較小，與的溶解度相差較大；
故答案為：在該溫度下，溶解度較小，與的溶解度相差較大；
（5）根據流程轉化可知，與和混合溶液制備，反應中元素化合價未發生變化，為非氧化還原反應，根據元素守恒，可推知其余生成物為、，故化學反應方程式為；
溶液為堿性溶液，將和混合液滴加到溶液中，由于開始時溶液過量，會生成沉淀，進一步被氧化為，從而影響產品的純度和產率，故這種操作不合理；
故答案為：；否；堿性環境下會產生，繼而氧化為從而影響產品產率和純度；
（6）作正極電極材料，石墨本身可以導電，故少量石墨可以改善成型后的導電作用，中鐵元素為+2價，具有還原性，可以被氧氣氧化，加入少量石墨可以與空氣中的氧氣反應，防止中的被氧化；
故答案為：改善成型后(或電極)的導電作用(或者與空氣中的氧氣反應，防止中的被氧化)。
1.原料的預處理
方法 目的 解題指導
粉碎、 研磨 將塊狀或顆粒狀的物質磨成粉末 增大反應物接觸面積，以加快反應速率或使反應更充分，也是提高“浸出率”的方法之一
浸取 水浸 與水接觸反應或溶解 (1)加熱、攪拌、適當提高酸(或堿)濃度，可以加快浸出速率；增加浸出時間可使樣品充分溶解，可提高浸出率 (2)酸溶時所加酸的量不能太多 ①過量的酸多消耗后續調節pH所加的堿性試劑 ②如果實驗過程有硫化物，酸過量會形成有毒氣體硫化氫
酸浸 與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去
堿浸 除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物
灼燒 (焙燒) 1.除去可燃性雜質 2.使原料初步轉化 ①除去硫、碳單質 ②使有機物轉化或除去有機物 ③高溫下原料與空氣中氧氣反應等 ④使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土
考向2　陌生圖像中條件的選擇與控制
1．PFS是水處理中重要的絮凝劑，下圖是以回收的廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程。
(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸應是______________________________________；
PFS中鐵元素的化合價為________；在酸浸槽中，為了提高浸出率，可以采取的措施有________________________________________________________________________(寫兩條)。
(2)若廢鐵屑中含有較多鐵銹(Fe2O3·xH2O)，則酸浸時反應的化學方程式有__________________________________________。
(3)如果反應釜中用H2O2作氧化劑，則反應的離子方程式為____________________________________；生產過程中，發現反應釜中產生了大量的氣體，且溫度明顯升高，其原因可能是___________________________________________________。
(4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內。如果溶液酸性過強，造成的后果是________________________________________________________________________。
如果溶液酸性太弱又會生成大量的氫氧化鐵沉淀。若溶液中Fe3＋的濃度為1 mol·L－1，當Fe3＋開始沉淀時，溶液的pH約為________。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10－39]。
【答案】(1)H2SO4　＋3　加熱、攪拌、多次浸取等
(2)Fe2O3·xH2O＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋(3＋x)H2O、Fe2(SO4)3＋Fe===3FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑　
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　H2O2與Fe2＋的反應為放熱反應，加入的H2O2過多，且生成的Fe3＋能作H2O2分解的催化劑，H2O2發生分解反應，生成了O2　
(4)影響Fe3＋與OH－的結合(合理答案均可)　1
【解析】(1)PFS是硫酸鹽，制備時不能引入雜質，要用硫酸酸浸；根據[Fe2(OH)x(SO4)3－x/2]y中各元素正、負化合價的代數和為0，得鐵的化合價為＋3。(2)Fe2O3·xH2O和Fe均與硫酸反應，且氧化性：Fe3＋＞H＋。(4)PFS中含有OH－，若酸性過強，c(OH－)降低，影響Fe3＋與OH－結合形成PFS；若溶液中Fe3＋的濃度為1 mol·L－1，當Fe3＋開始沉淀時，Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－39＝c(Fe3＋)·c3(OH－)，則1.0×10－39＝1 mol·L－1×c3(OH－)，解得c(OH－)＝10－13 mol·L－1，則c(H＋)＝0.1 mol·L－1，所以pH＝1。
2．電解精煉銅的陽極泥中主要含Ag、Au等貴重金屬。以下是從精煉銅的陽極泥中回收銀、金的流程圖：
(1)氯金酸(HAuCl4)中Au的化合價為________。
(2)銅陽極泥氧化時，采用低溫焙燒而不采用高溫焙燒的原因是________________________________。
(3)“焙燒渣”在“①酸浸”時發生反應的離子方程式為________________________________________。
(4)“②浸金”反應中，H2SO4的作用為________，該步驟的分離操作中，需要對所得的AgCl進行水洗。簡述如何判斷AgCl已經洗滌干凈？___________________________________________________。
(5)氯金酸(HAuCl4)在pH為2～3的條件下被草酸還原為Au，同時放出二氧化碳氣體，則該反應的化學方程式為_______________________________________________________________________。
(6)甲醛還原法沉積銀，通常在攪拌下于室溫及弱堿性條件下進行，甲醛被氧化為碳酸氫根離子，則該反應的離子方程式為______________________________________________________________。
電解法精煉銀，用10 A的電流電解30 min，若電解效率(通過一定電量時陰極上實際沉積的金屬質量與通過相同電量時理論上應沉積的金屬質量之比)為80%，此時可得到銀單質的質量為________(保留1位小數，法拉第常數為96 485 C·mol－1)。
【答案】(1)＋3　(2)高溫焙燒時，生成的Ag2O又分解為Ag和O2(或2Ag2O4Ag＋O2↑)　
(3)Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O　
(4)提供H＋，增強NaClO3的氧化性　取最后一次洗滌液少許于試管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若沒有白色沉淀產生，則證明已經洗滌干凈，反之，則需要繼續洗滌　
(5)2HAuCl4＋3H2C2O4===2Au↓＋8HCl＋6CO2↑　
(6)4Ag(SO3)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SO＋3H2O＋HCO　16.1 g
【解析】(1)HAuCl4中H為＋1價，Cl為－1價，根據化合物中正負化合價的代數和為0，可推知Au為＋3價。(2)根據工藝流程圖可知，銅陽極泥焙燒時，只有Ag與氧氣反應，而Au與氧氣不反應，故焙燒的目的是將Ag轉化為氧化物，而高溫焙燒時生成的Ag2O又分解為Ag和O2。(3)“焙燒渣”的主要成分為Ag2O、Au，在“①酸浸”時Ag2O與H2SO4、NaCl反應轉化為AgCl，故離子方程式為Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O。(4)“②浸金”時Au轉化為HAuCl4，Au被氧化，作還原劑，顯然作氧化劑的為NaClO3，硫酸的作用是提供H＋，增強NaClO3的氧化性。“②浸金”時硫酸提供酸性環境，SO不參與離子反應，故檢驗AgCl是否洗滌干凈，可以檢查最后一次洗滌液中是否含有SO，其實驗操作為取最后一次洗滌液少許于試管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若沒有白色沉淀產生，則證明已經洗滌干凈，反之，則需要繼續洗滌。(5)先根據化合價升降總數相等，可知HAuCl4、H2C2O4的化學計量數之比為2∶3，再根據原子守恒，確定其他物質及其化學計量數。(6)根據化合價升降總數相等，可知Ag(SO3)、HCHO的化學計量數之比為4∶1，再根據電荷守恒和原子守恒配平離子方程式為4Ag(SO3)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SO＋3H2O＋HCO。電解30 min，輸出電量為10 A×30×60 s＝18 000 C，則實際轉移電子的物質的量為18 000 C×80%÷96 485 C·mol－1≈0.149 mol，根據Ag＋＋e－===Ag，則陰極上析出0.149 mol Ag，其質量為0.149 mol×108 g·mol－1＝16.1 g。
3．（2024屆高考·湖南長沙·統考一模）作為電極材料，具有價格低，電位高、環境友好、安全性能高等優點，受到廣泛關注。由菱錳礦（主要成分為，含有少量Fe、Ni、Al等元素）制備的流程如圖。
已知常溫下部分物質的如表。
物質
回答下列問題：
(1)基態Mn原子的價電子軌道表示式為 。
(2)常溫下，若溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=5，可沉淀完全的金屬離子是 ；若測得溶液中濃度為0.1，濃度為0.01，為防止、發生沉淀，反應器中溶液用石灰乳調節的pH應小于 。（已知：離子濃度小于等于，即可認為該離子沉淀完全）
(3)加入少量BaS溶液除去，生成的沉淀有 （填化學式）。
(4)具有強氧化性的過一硫酸（）可代替電解槽反應將氧化為，該反應的離子方程式為 （已知：的電離第一步完全，第二步微弱）。
(5)煅燒窯中，生成反應的化學方程式是 。
(6)中錳元素的平均價態為+3.5。在不同溫度下，合成的中、和的含量與溫度的關系見下表。
T/℃ /% /% /%
700 5.56 44.58 49.86
750 2.56 44.87 52.57
800 5.50 44.17 50.33
850 6.22 44.40 49.38
由此可以確定，在上述溫度范圍內，錳元素的平均價態的變化情況是 。
【答案】(1)
(2) 、 7
(3)、NiS
(4)
(5)
(6)先升高，后降低
【分析】菱錳礦主要含有MnCO3，還含有少量Fe、Ni、Al等元素，硫酸溶礦MnCO3和稀硫酸反應生成硫酸錳，同時得到硫酸亞鐵、硫酸鎳、硫酸鋁等鹽，用二氧化錳把硫酸亞鐵氧化為氫氧化鐵沉淀除鐵，加石灰乳調節pH生成氫氧化鋁沉淀除鋁，加BaS生成NiS除Ni，過濾，濾液中含有硫酸錳，電解硫酸錳溶液得到MnO2，煅燒窯中碳酸鋰、二氧化錳反應生成LiMn2O4，據此分析；
【詳解】（1）基態Mn原子的價電子排布式為3d54s2，價電子軌道表示式為；
（2）常溫下，若溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=5，mol/L，根據表格中的，計算可得、濃度小于，故可沉淀完全的金屬離子是、；為防止、發生沉淀，根據溶液中濃度為0.1，計算mol/L=mol/L，pH小于7；
（3）加入少量BaS溶液除去，生成的沉淀有、NiS；
（4）具有強氧化性的過一硫酸（）可代替電解槽反應將氧化為，根據的電離第一步完全，第二步微弱，該反應的離子方程式為：；
（5）煅燒窯中，碳酸鋰、二氧化錳反應生成LiMn2O4、二氧化碳和氧氣，化學方程式是：；
（6）根據表格中錳元素化合價的變化，可知在上述溫度范圍內，錳元素的平均價態的變化情況是先升高，后降低。
4．（2024屆高考·陜西安康·統考一模）硒被譽為“生命元素”。亞硒酸鈣(，難溶于水)常作飼料添加劑，常作制備含硒營養物質的原料。一種含硒廢料制備亞硒酸鈣和二氧化硒的流程如圖(部分條件和部分產物省略)。回答下列問題：
已知部分信息如下：
①含硒廢料的主要成分是和；“焙燒”時固體產物為、和。
②易溶于水，難溶于水。
(1)“焙燒”時，含硒廢料需要粉碎，目的是 。
(2)利用“浸渣”可以制備膽礬，其操作步驟是加入足量稀硫酸溶解，再通入熱空氣。通入熱空氣的目的是 (用離子方程式表示)。
(3)上述參加反應的雙氧水遠小于實際消耗的雙氧水(反應溫度在50℃)，其主要原因是 。
(4)硒酸分解制備的副產物有 (填化學式)。
(5)已知、的熔點分別為315℃、733℃，其熔點差異的主要原因是 。
(6)測定產品純度。稱取產品溶于水配制成250mL溶液，取25.00mL于錐形瓶中，加入足量溶液和適量稀硝酸，充分反應后，滴加3滴淀粉溶液，用溶液滴定至終點時消耗VmL滴定液。發生有關反應：
①(未配平)
②
該產品中硒元素的質量分數為 %。如果大量空氣進入錐形瓶，可能導致測得的結果 (填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
【答案】(1)增大接觸面積，提高反應速率
(2)2Cu2O+O2+8H+=4Cu2++4H2O
(3)溫度較高，雙氧水受熱分解
(4)O2、H2O
(5)都是分子晶體，后者相對分子質量大，范德華力大，熔點高
(6) 偏高
【分析】含硒廢料的主要成分是和，加入純堿和空氣焙燒后，得到固體產物為、和；加水溶解，浸渣中含Cu2O，Na2SeO3、Na2TeO3溶于水形成溶液，繼續加入稀硫酸，Na2TeO3與硫酸反應生成難溶性酸H2TeO3，并分解得到難溶于水的TeO2，Na2SeO3與硫酸反應生成可溶于水的弱酸H2SeO3，經分離得到H2SeO3，加入H2O2發生氧化還原反應得到H2SeO4，加熱分解得到SeO2；H2SeO3中加入石灰乳發生酸堿反應生成亞硒酸鈣結晶水合物，沉淀析出。
【詳解】（1）“焙燒”時，含硒廢料需要粉碎，目的是增大接觸面積，提高反應速率。
（2）浸渣中含Cu2O用足量稀硫酸溶解，通入熱空氣的目的是將Cu2O氧化為Cu2+，根據得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式為：2Cu2O+O2+8H+=4Cu2++4H2O。
（3）參加反應的雙氧水遠小于實際消耗的雙氧水(反應溫度在50℃)，其主要原因是溫度較高，雙氧水受熱分解。
（4）硒酸受熱分解的化學方程式為2H2SeO42SeO2+O2+2H2O，故副產物有O2、H2O。
（5）已知、的熔點分別為315℃、733℃，其熔點差異的主要原因是都是分子晶體，后者相對分子質量大，范德華力大，熔點高。
（6）①根據氧化還原反應得失電子守恒，可知消耗一個SeO2得到4e-，生成一個I2失去2e-，故SeO2~2l2，第二個反應若消耗2I2，則消耗4Na2S2O3，故關系為SeO2~2I2~4Na2S2O3，n(SeO2)= ，wg產品中n(Se) =n(SeO2)= ，.則產品中Se的質量分數=；
②如果大量空氣進入錐形瓶，碘離子被氧氣氧化，則使標準液Na2S2O3消耗量增大，導致測得結果偏高。
【題型建模】
　1.化工流程題中的“流程分析”
結構圖解
條件控制是化學生產和實驗中的重要手段，通過控制條件使反應向著實際需要的方向進行和轉化，實現物質間的分離和提純，通過圖像選擇合適條件是工藝流程題的常見出題形式，在選擇復合條件時，注意綜合坐標的含義，以及該條件與分離、提純或制備的關系。
2.反萃取原理
反萃取是利用反萃取劑使被萃取物從負載有機相返回水相的過程，為萃取的逆過程。反萃取劑主要起破壞有機相中被萃組分結構的作用，使被萃組分生成易溶于水的化合物，或生成既不溶于水也不溶于有機相的沉淀。經過反萃取及所得反萃液經過進一步處理后，便得到被分離物的成品。反萃后經洗滌不含或少含萃合物的有機相稱再生有機相，繼續循環使用。
1．碘化亞銅(CuI)是一種白色固體，見光易分解變成棕黃色，不溶于水和乙醇，常用作有機反應催化劑、陽極射線管覆蓋物、動物飼料添加劑等。某小組同學以冰銅(Cu2S和FeS熔體)為原料制備無水CuI的流程如圖。
(1)“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”相同，所用到的玻璃儀器有 　　　　　　　　　　　　 。
(2)“焙燒”過程中Cu被還原，同時有黑色磁性物質生成，熔渣的主要成分為 　　　　 (填化學式)。
(3)“熔渣”酸浸時，用H2O2處理可得到藍色溶液，用化學方程式解釋為______________________；
當加熱溫度高于40 ℃時，該過程反應速率減慢，其可能原因是_________________________________。
(4)“調節pH”所用試劑為　　　　；若加入該試劑前溶液中陽離子濃度均為0.1 mol/L，為使某陽離子完全沉淀為固體A，通過操作Ⅰ與其它陽離子分離，理論上應調節溶液的pH在 　　　　之間。(常溫下，Cu(OH)2、Fe(OH)3的Ksp分別約為1×10－21和1×10－38)
(5)加入過量KI溶液時發生反應的離子方程式為_________________________。
(6)取CuI樣品m g，加適量的FeCl3溶液恰好使其溶解，CuI被完全氧化生成Cu2＋和I2，待樣品完全反應后，滴入幾滴淀粉溶液，用c mol/L的Na2S2O3標準液滴定，達到終點時消耗標準液的體積平均值為V mL(已知：I2＋2NaS2O3===Na2S4O6＋2NaI)。
①達到滴定終點時的現象是_________________________________________。
②樣品中CuI的質量分數為　　　　 。(用相關字母表示)
【答案】(1)燒杯、漏斗、玻璃棒　(2)Cu和Fe3O4
(3)Cu＋H2O2＋H2SO4CuSO4＋2H2O　H2O2受熱分解后濃度減小
(4)CuO[或Cu(OH)2等]　3～4
(5)2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2
(6)①溶液藍色褪去且半分鐘內不恢復原色 ②%
【解析】以冰銅(Cu2S和FeS熔體)為原料制備無水CuI，需除去冰銅中的S、Fe元素，先通入空氣焙燒，將S元素轉化為SO2，結合(2)可知Cu元素被還原，同時有黑色磁性物質(Fe3O4)生成，熔渣的主要成分為Cu和Fe3O4；熔渣用稀硫酸酸浸時，用H2O2處理發生反應Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，Fe元素轉化為Fe3＋，通過調節pH將Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀；然后加入過量KI發生反應2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，將Cu2＋還原為CuI，最后經過洗滌、干燥獲得CuI晶體。(1)“操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”相同，都是分離固體與液體的過濾操作，所用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；(2)“焙燒”過程中Cu被還原，同時有黑色磁性物質(Fe3O4)生成，所以熔渣的主要成分為Cu和Fe3O4；(3)“熔渣”用稀硫酸進行酸浸時，用H2O2處理可得到藍色溶液，則表明Cu被氧化并生成CuSO4，用化學方程式解釋為Cu＋H2O2＋H2SO4CuSO4＋2H2O；H2O2受熱會發生分解，所以當加熱溫度高于40 ℃時，因H2O2分解而使溶液的氧化能力減弱，導致該過程反應速率減慢，其可能原因是H2O2受熱分解后濃度減小；(4)“調節pH”，目的是讓Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，也就是應中和水解生成的酸，同時又不能引入新的雜質，故所用試劑為CuO[或Cu(OH)2等]；若加入該試劑前，c(Cu2＋)＝c(Fe3＋)＝0.1 mol/L，Fe3＋完全沉淀為固體Fe(OH)3，則除雜后溶液中的c(Fe3＋)＝1×10－5 mol/L，此時溶液中c(OH－)≥mol/L＝1×10－11mol/L，pH≥3；但不能讓Cu2＋生成沉淀，則此時c(OH－)< mol/L＝1×10－10 mol/L，pH<4，所以理論上應調節溶液的pH在3～4之間；(5)加入過量KI溶液時，Cu2＋與I－發生反應，生成CuI沉淀和I2，離子方程式為2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2；(6)①起初溶液中含有I2，滴加淀粉呈藍色，后來滴加Na2S2O3至完全反應，溶液呈無色，所以達到滴定終點時的現象是溶液藍色褪去且半分鐘內不恢復原色；②CuI樣品中加FeCl3溶液，發生反應2CuI＋4Fe3＋===2Cu2＋＋I2＋4Fe2＋，用c mol/L的Na2S2O3標準液滴定I2，發生反應I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI，從而得出反應的關系式為：2CuI～I2～2Na2S2O3，則n(CuI)＝n(Na2S2O3)＝c mol/L×V×10－3L＝cV×10－3mol，所以樣品中CuI的質量分數為：×100%＝%。
2．氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工行業，以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，生產CuCl的工藝流程如下：
已知：CuCl難溶于醇和水，在氯離子濃度較大的體系中生成CuCl2-，在潮濕空氣中易水解氧化。回答下列問題：
(1)“酸溶”時溫度應控制在60~70°C ，原因是___________。
(2)寫出“還原”步驟中主要反應的離子方程式___________。“還原”步驟中亞硫酸銨適當過量的可能原因是___________(答出2條)。隨著NH4Cl用量增加，CuCl沉降率先增大后減小，減小的原因可能是___________。(用化學方程式表示)
(3)“洗滌”步驟中包括用pH=2的酸洗、水洗、醇洗，酸洗采用的酸是___________。選擇醇洗的原因是___________。
(4)“濃縮分離”得到副產品M的主要成分是___________。
(5)稱取烘干制得的氯化亞銅5 g，將其置于FeCl3溶液中溶解后，加入適量稀硫酸，用0.2 mol·L-1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(Cr2O72-被還原為Cr3+)，消耗K2Cr2O7溶液25 mL。則樣品中CuCl的質量分數為___________ 。
【答案】(1)溫度過低，酸溶速度慢，溫度過高銨鹽分解
(2) 2Cu2+ + SO32-+2Cl-+H2O = 2CuCl↓ +SO42-+2H+ 使Cu2+全部被還原、提高Cu2+的還原速率、防止生成Cu+的被空氣氧化等 CuCl+NH4Cl=NH4CuCl2
(3) 硫酸 加快CuCl表面水分的蒸發，防止CuCl水解氧化
(4)硫酸銨或(NH4)2SO4 (5)59.7%
【解析】酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)生成硫酸銅，過濾后在濾液中加入亞硫酸銨發生氧化還原反應生成CuCl，發生2Cu2+ + SO32-+2Cl-+H2O = 2CuCl↓ +SO42-+2H+ ，得到的CuCl經硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止水解、氧化。(1)酸溶”時，溫度過低，酸溶速度慢，溫度過高銨鹽分解，溫度應控制在60~70°C ；(2)根據分析，2Cu2+ + SO32-+2Cl-+H2O = 2CuCl↓ +SO42-+2H+ ；為了使Cu2+全部被還原、提高Cu2+的還原速率、防止生成Cu+的被空氣氧化，則“還原”步驟中亞硫酸銨適當過量；隨著NH4Cl用量增加，發生反應CuCl+NH4Cl=NH4CuCl2；(3)得到的CuCl經硫酸酸洗，水洗后再用乙醇洗滌，使用乙醇的目的為加快CuCl表面水分的蒸發，防止CuCl水解氧化；(4)還原中還可以發生4Cu+ NH4NO3+H2SO4 =4CuSO4 +(NH4)2SO4+3H2O生成硫酸銨；(5)氯化亞銅與FeCl3反應，Fe3+ +CuCl= Fe2++Cu2++Cl-，加入K2Cr2O7溶液發生反應6 Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，設CuCl的物質的量為n，反應的關系為：
樣品中CuCl的質量分數=。
3．鐵、銅及其化合物是中學化學中常見化學物質，閱讀材料回答問題：
(一)氯化鐵是重要的化工原料，FeCl3·6H2O的實驗室制備流程圖如下：
(1)廢鐵屑表面往往含有油污，去除廢鐵屑表面的油污的方法是___________。操作①要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和___________。
(2)加入含有少量銅的廢鐵屑比加入純鐵屑反應更快，原因為___________。操作②涉及的過程為：加熱濃縮、___________、過濾、洗滌、干燥。
(3)檢驗FeCl3稀溶液中是否殘留Fe2＋的試劑可以是___________。為增大FeCl3溶液的濃度，向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2。此過程中發生的主要反應的離子方程式為___________、___________。
(二)為測定CuSO4溶液的濃度，某同學設計了如下方案：
(4)判斷SO42-沉淀完全的操作為___________。
(5)固體質量為w g，則c(CuSO4)=___________mol/L。若步驟①從燒杯中轉移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuSO4)___________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
【答案】(1) 堿煮水洗 漏斗
(2) Fe、Cu在稀鹽酸中形成原電池，加快反應速率 冷卻結晶
(3) K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液，合理即可) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(4)向上層清液中繼續滴加BaCl2溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全
(5) 偏低
【解析】【解析】(1)廢鐵屑表面往往含有油污，可以加入堿液去除，則去除廢鐵屑表面的油污的方法是堿煮水洗。操作①為過濾，要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗；(2)加入含有少量銅的廢鐵屑可以構成Cu-Fe鹽酸原電池，故比加入純鐵屑反應更快，原因為Fe、Cu在稀鹽酸中形成原電池，加快反應速率。操作②為由溶液制取晶體，涉及的過程為：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。(3)亞鐵離子遇到鐵氰化鉀溶液(或使酸性高錳酸鉀溶液褪色)生成藍色沉淀，則檢驗FeCl3稀溶液中是否殘留Fe2＋的試劑可以是K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液，合理即可)。為增大FeCl3溶液的濃度，向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2，主要反應的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；(4)結合鋇離子和硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀，判斷SO42-沉淀完全的操作為向上層清液中繼續滴加BaCl2溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全；(5)根據硫酸根離子守恒，n(CuSO4)=n(BaSO4)，固體質量為w g，則c(CuSO4)=mol/L。若步驟①從燒杯中轉移沉淀時未洗滌燒杯，導致沉淀損失，硫酸鋇質量減少，則測得c(CuSO4)偏低。
4．（2024屆高考·四川南充·統考一模）錳廢渣的硫酸浸出液含有大量、、以及少量的、、、。通過沉淀-萃取法可以回收其中的錳、鈷、鎳，流程如圖所示。
已知：萃取劑a和b均為有機物，可用通式表示，萃取金屬離子時，發生反應：(代表被萃取的金屬)。
(1)的作用是 。
(2)該流程中涉及的實驗操作有___________(填字母標號)。
A．過濾 B．蒸發結晶 C．分液 D．蒸餾
(3)加入調的目的是 。
(4)已知：，，向除鐵后的溶液中加入，當溶液中時， 。(保留1位有效數字)
(5)寫出反萃取出的離子方程式 。
(6)、利用萃取劑b進行分離，二者萃取率隨無機相變化如圖所示。無機相的控制在 左右為宜。
(7)回收液中濃度的測定：取回收液，滴入幾滴紫脲酸胺指示劑(遇顯橙黃色)，用濃度為的溶液進行滴定()，達到滴定終點時消耗溶液的體積。物質的量濃度為 。
【答案】(1)氧化
(2)AC
(3)使Fe3+轉化成Fe(OH)3沉淀除去
(4)0.001
(5)
(6)5.4
(7)0.0250mol/L
【分析】錳廢渣的硫酸浸出液首先用二氧化錳將二價鐵氧化為三價鐵，加入碳酸鈣后調節pH使三價鐵轉化為氫氧化鐵除去三價鐵離子，再用氟化錳除去鈣離子、鎂離子，隨后再用萃取劑a萃取濾液中的，所得有機相中加入反萃取劑得到含Mn2+的溶液,無機相用萃取劑b萃取，無機相中為含的溶液，有機相加入反萃取劑得到含Co2+的溶液，以此解題。
【詳解】（1）根據題意可知，浸出液中含有二價鐵，的作用是氧化；
（2）根據流程圖可知，該流程涉及的實驗過程有過濾，分液，故選AC；
（3）在用二氧化錳將二價鐵氧化為三價鐵后，加入碳酸鈣調節pH使三價鐵形成氫氧化鐵沉淀，故目的是：使Fe3+轉化成Fe(OH)3沉淀除去；
（4）當溶液中時，，；
（5）根據信息可知，反萃取劑為酸，則反萃取出是加入適量的酸將錳離子反萃取出來，相應的方程式為：；
（6）根據圖中信息可知，pH為5.4左右時，、的萃取率相差較大，故無機相的控制在5.4左右；
（7）根據滴定原理可知，Ni2+與H2Y2-的物質的量之比為1∶1，則Ni2+的物質的量為0.1000mol/L×0.0125L =0.00125mol，則Ni2+的物質的量濃度為。
5．（2024屆高考·陜西咸陽·統考一模）釩酸鉍()是一種亮黃色無毒無害的光催化劑，主要應用于高選擇性制備氫氣。工業上以輝鉍礦粉(主要成分是，并含、Bi、和等雜質)為原料制備釩酸鉍()的流程如圖所示：
已知部分信息如下：
①氧化性：。
②濾液1中的陰離子主要是。
③常溫下，幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：
氫氧化物
開始沉淀時的pH 7.6 1.6 4.0
完全沉淀時的pH 9.6 3.1 5.5
當溶液中某離子濃度小于時，視為沉淀完全。
回答下列問題：
(1)浸渣1的主要成分為 。
(2)浸取時轉化的離子方程式為 。
(3)從工藝流程分析，氧化調節pH環節，除了可用NaOH溶液，還可用 調節，且需調至溶液的pH為 (填范圍)。
(4)稀釋水解時通常通入水蒸氣，其目的是 ；水解的化學方程式為 。
(5)設計實驗檢驗氣體X的成分： 。
(6)常溫下，的為 。
【答案】(1)S、
(2)
(3) 或氨水、等
(4) 溫度升高，有利于水解平衡正向移動 或
(5)將產生的氣體X通入品紅溶液，溶液褪色，加熱后溶液又恢復為紅色，則表明生成的氣體是
(6)
【分析】輝鉍礦(主要成分是Bi2S3，含少量Bi2O3、Bi、FeS2和SiO2等雜質)加鹽酸溶解，同時加氯化鐵將硫氧化為S單質，得濾液主要成分：BiCl3和FeCl2，同時有過量的鹽酸和氯化鐵，濾渣1為二氧化硅和硫單質，濾液1中加雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，加氫氧化鈉將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，過濾后濾液2中含氯化鉍和氯化鈉，稀釋促進氯化鉍水解生成氫氧化鉍和鹽酸，過濾后濾餅溶于鹽酸得BiOCl,BiOCl與SOCl2發生反應得到BiCl3和二氧化硫，BiCl3與(NH4)3VO4反應生成BiVO4，據此進行解答。
【詳解】（1）由上述分析可知，浸渣1的主要成分為S和；
（2）浸取時加鹽酸溶解，同時加氯化鐵將硫氧化為S單質，離子方程式為：；
（3）加入NaOH的目的是反應掉溶液中的H+，使Fe3+轉化為氫氧化鐵沉淀，除了可用NaOH溶液，還可用或氨水、等，根據表格中幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH，調節溶液的pH范圍為；
（4）水解反應為吸熱反應，通入水蒸氣有加熱的作用，溫度升高，有利于水解平衡正向移動，BiCl3水解的化學方程式為或；
（5）BiOCl與SOCl2發生反應得到BiCl3和二氧化硫，即X是SO2，檢驗的方法為將產生的氣體X通入品紅溶液，溶液褪色，加熱后溶液又恢復為紅色，則表明生成的氣體是；
（6）根據表格中，Bi(OH)3恰好完全沉淀時的pH為5.5，此時c(OH-)=10-8.5mol/L，c(Bi3+)=10-5mol/L，[ Bi(OH)3]= c(Bi3+) c3(OH-)=(10-8.5)310-5=。
6．（2024屆高考·湖南岳陽·高三一模）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液(含、、、、和)。實現鈷、鎳、鎂元素的回收。
已知：
物質
回答下列問題：
(1)基態Co原子的價層電子軌道表示式為 。
(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產生具有強氧化性的過一硫酸(已知的電離方程式為：、)。“氧化”中先用石灰乳調節，再加入“混合氣”，被氧化為，該氧化還原反應過程的離子方程式為： ；得到濾渣的主要成分為、 (填化學式)。
(3)“沉鈷鎳”中得到的在空氣中可被氧化成，該反應的化學方程式為： 。
(4)“沉鎂”中為使沉淀完全(25℃)，需控制pH不低于 (精確至0.1)。
(5)鈷鎳渣是濕法煉鋅凈化渣之一，其中含有少量Co(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的硫酸鹽及氫氧化物。利用以下工藝流程回收金屬并制備氧化鋅：
下列說法正確的是：___________(填標號)。
A．粉碎礦渣、升高溫度均可以提高“溶浸”率
B．通過高溫焙燒可以將制得氧化鋅
C．根據中S的化合價分析，具有強還原性
D．可與濃鹽酸反應生成，參與反應可生成
(6)可用作聚氯乙烯的染色劑和穩定劑。氨氣中的鍵角比該配合物中的鍵角小，其原因是 。
【答案】(1)
(2) H2O+Mn2++=MnO2++3H+ Fe(OH)3
(3)
(4)11.3
(5)AB
(6)獨立存在的氨氣分子氮原子含有一對孤電子對，而中的N原子的孤電子對提供出來與Cr3+形成了成鍵電子對，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，故氮氫鍵的鍵角比獨立存在的氣態氨氣分子中鍵角略大
【分析】在“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產生具有強氧化性的過一硫酸(H2SO5)，用石灰乳調節pH=4，Mn2+被 H2SO5氧化為 MnO2，發生反應H2O+Mn2++=MnO2++3H+，Fe3+水解同時生成氫氧化鐵，“沉鈷鎳”過程中，Co2+變為 Co(OH)2，在空氣中可被氧化成 CoO(OH)。
【詳解】（1）Co為27號元素，基態鈷原子的價層電子排布式為3d74s2，軌道表示式：；
（2）用石灰乳調節pH=4，Mn2+被 H2SO5氧化為 MnO2，發生反應的離子方程式為H2O+Mn2++=MnO2++3H+，在pH=4時，鐵元素被 H2SO5氧化為三價鐵并轉化為Fe(OH)3，故得到濾渣的主要成分為MnO2和Fe(OH)3；
（3）在空氣中可被氧化成，反應的化學方程式為：；
（4）Mg(OH)2的Ksp=c(Mg2+)×c2(OH-)=10-10.4，“沉鎂”時Mg2+沉淀完全(25℃)的最低濃度是10-5mol L-1，此時c(OH-)===10-2.7mol L-1，則pOH=2.7，pH=14-pOH=14-2.7=11.3；即需控制pH不低于11.3；
（5）A．粉碎礦渣、升高溫度均可以提高“溶浸”率，故A正確；
B．高溫下分解會得到氧化鋅，故B正確；
C．中有兩個氧顯-1價，故具有較強的氧化性，故C錯誤；
D．沒有說明標準狀況，無法計算Cl2的體積，故D錯誤；
答案為AB；
（6）中，氮氫鍵的鍵角比獨立存在的氣態氨氣分子中鍵角略大，其原因是獨立存在的氨氣分子氮原子含有一對孤電子對，而中的N原子的孤電子對提供出來與Cr3+形成了成鍵電子對，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，故氮氫鍵的鍵角比獨立存在的氣態氨氣分子中鍵角略大。
7．（2024屆高考·山西晉城·統考一模）鋅是一種重要的金屬，一種以固體廢鋅催化劑(主要成分為ZnO，含少量Fe2O3、CuO、SiO2)為原料制備鋅的工藝流程如圖所示：
已知：①25℃時，Ksp(CuS)=6.4×10-36，Ksp(ZnS)=1.6×10-24；
②25℃時，Zn2+＋4NH3[Zn(NH3)4]2+，K=2.5×109。
(1)Zn、Cu在元素周期表中位于 區，第二電離能：I(Cu) (填“>”或“<”)I(Zn)。
(2)“浸取”時，ZnO、CuO分別轉化為[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+進入溶液。
①[Zn(NH3)4]2+的配位數為 。
②ZnO發生反應的離子方程式為 。
③“浸取”溫度應控制在30℃左右，其原因為 。
(3)“除銅”時，當加入的(NH4)2S超量時，會發生反應[Zn(NH3)4]2++S2-ZnS↓+4NH3導致鋅的回收率下降，該反應的平衡常數數值為 。
(4)鋅與銅相似，在潮濕的空氣中可生成堿式碳酸鋅[ZnCO3·3Zn(OH)2]，寫出反應的化學方程式： 。
(5)用鋅與銅合成的高純銅鋅合金濾料被廣泛應用于各種水處理設備中。一種銅鋅合金的晶胞結構如圖，已知：晶胞參數為anm。
①與Cu原子等距離且最近的Cu原子有 個。
②該銅鋅合金晶體的密度為 g/cm3(設NA為阿伏加德羅常數的值)。
【答案】(1) ds >
(2) 4 2NH3·H2O+2+ZnO=[Zn(NH3)4]2++3H2O{或2NH3+2+ZnO=[Zn(NH3)4]2++H2O} 溫度過低，反應速率慢；溫度過高會導致氨揮發量增加且NH4Cl分解
(3)2.5×1014
(4)4Zn+2O2＋3H2O+CO2=ZnCO3·3Zn(OH)2
(5) 8 (或)
【分析】催化劑加入NH3-NH4Cl溶液，鋅、銅元素已、進入溶液，同時鐵轉化為氫氧化物沉淀和不反應的二氧化硅成為濾渣1，加入適量的硫化銨生成硫化銅沉淀，過濾除去沉淀，濾液中加入有機萃取劑萃取分離出含鋅的有機相，加入硫酸反萃取得到含鋅的水相，電解得到鋅。
【詳解】（1）Zn、Cu價層電子排布式分別為3d104s2，3d104s1，在元素周期表中位于ds區； Cu 的第二電離能是失去3d10上的一個電子所需能量，Zn的第二電離能是失去4s1上的一個電子所需能量，所以Cu、Zn的第二電離能(I2)：Cu＞Zn ；
（2）①Zn2+與NH3中的N原子間形成配位鍵，中心離子是Zn2+，從化學式看，4個NH3與Zn形成配位鍵，所以該離子的配位數為4；
②“浸取”時，ZnO轉化為[Zn(NH3)4]2+進入溶液，ZnO發生反應的離子方程式為2NH3·H2O+2+ZnO=[Zn(NH3)4]2++3H2O{或2NH3+2+ZnO=[Zn(NH3)4]2++H2O}；
③“浸取”溫度應控制在30℃左右，其原因是因為溫度過低反應速率慢，溫度過高會導致氨揮發量增加且氯化銨分解；
（3）反應的平衡常數;
（4）鋅與銅相似，在潮濕的空氣中可生成堿式碳酸鋅[ZnCO3·3Zn(OH)2]，寫出反應的化學方程式為4Zn+2O2＋3H2O+CO2=ZnCO3·3Zn(OH)2；
（5）①根據圖示可知，與銅原子等距離且最近的銅原子有8個；
②該晶胞中銅原子個數為，鋅原子個數，晶胞體積，則銅鋅合金晶體的密度為或 g/cm3。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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