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專題13 工藝流程綜合題
1．（2025·河北·高考真題）鉻鹽產(chǎn)品廣泛應用于化工、醫(yī)藥、印染等領域。通過閉環(huán)生產(chǎn)工藝將鉻鐵礦轉化為重鉻酸鉀同時回收利用鉀資源，可實現(xiàn)綠色化學的目標。過程如下：
已知：鉻鐵礦主要成分是。
回答下列問題：
(1)基態(tài)鉻原子的價層電子排布式： 。
(2)煅燒工序中反應生成的化學方程式： 。
(3)浸取工序中濾渣Ⅰ的主要成分：、 、 (填化學式)。
(4)酸化工序中需加壓的原因： 。
(5)濾液Ⅱ的主要成分： (填化學式)。
(6)補全還原、分離工序中發(fā)生反應的化學方程式 。
(7)濾渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名稱)
【答案】(1)
(2)
(3) MgO
(4)增大CO2的溶解度，保證酸化反應充分進行
(5)
(6)
(7)煅燒
【分析】鉻鐵礦主要成分是，與過量KOH在空氣中煅燒，生成、Fe2O3、MgO，；通入/CO2浸取，生成，、MgO不反應，故濾渣Ⅰ為：，、MgO，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾分離出固體，濾液Ⅰ中含有；將中加水溶解，并通入過量CO2酸化，將轉化為，同時副產(chǎn)物生成，將與分離，濾液Ⅱ的主要溶質為；做還原劑，將濾液Ⅰ中剩余的還原為，自身轉化為進入濾渣Ⅱ，KOH進一步處理得，循環(huán)使用，據(jù)此分析；
【詳解】（1）Cr為24號元素，基態(tài)鉻原子的價層電子排布式：；
（2）煅燒工序中與過量KOH、空氣中氧氣反應生成、Fe2O3、，根據(jù)得失電子守恒，原子守恒，化學方程式：；
（3）根據(jù)分析可知，濾渣Ⅰ的主要成分：、MgO；
（4）向中加水溶解，并通入過量CO2酸化，將轉化為，加大壓強，可以增大CO2的溶解度，使液體中CO2濃度增大，保證酸化反應充分進行；
（5）根據(jù)分析可知，濾液Ⅱ的主要溶質為；
（6）做還原劑，將濾液Ⅰ中剩余的還原為，自身轉化為，鐵元素由0價升高到+3價，Cr由+6價降低到+3價，根據(jù)得失電子守恒，原子守恒，化學方程式：；
（7）濾渣Ⅱ含有和可返回煅燒工序。
2．（2025·云南·高考真題）從褐鐵礦型金-銀礦(含Au、Ag、、、CuO、等)中提取Au、Ag，并回收其它有價金屬的一種工藝如下：
已知：①金-銀礦中Cu、Mn元素的含量分別為0.19%、2.35%。
②25℃時，的為。
回答下列問題：
(1)基態(tài)Cu原子的價層電子排布式為 。
(2)“還原酸浸”時，反應的離子方程式為 。
(3)“浸金銀”時，Au溶解涉及的主要反應如下：
①
②
上述過程中的催化劑為 。
(4)“沉銅”前，“濾液1”多次循環(huán)的目的為 。
(5)根據(jù)“還原酸浸”“氧化”，推斷的氧化性由強到弱的順序為 。
(6)25℃“沉鐵”后，調節(jié)“濾液4”的pH至8.0，無析出，則 。
(7)一種銻錳合金的立方晶胞結構如圖。
①該晶胞中，每個Sb周圍與它最近且相等距離的Mn有 個。
②為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶胞邊長為anm，則晶體的密度為 (列出計算式即可)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)大幅度降低硫酸和亞硫酸鈉的消耗成本，同時減少廢水產(chǎn)生量及處理成本，并通過持續(xù)去除雜質提高金銀的富含度
(5)
(6)0.19
(7) 12
【分析】由流程可知，礦石經(jīng)“還原酸浸”， 、被還原為和，CuO被溶解為，Au、Ag、不溶進入“濾渣1”；“沉銅”時，被鐵粉還原為Cu；“氧化時”被氧化為；“沉鐵”時，轉化為沉淀，后續(xù)轉化為氧化鐵；“沉錳”時，沉淀為碳酸錳。“浸金銀”時，Au、Ag被混合液浸出，后續(xù)提煉出Au、Ag。
【詳解】（1）Cu為29號元素，基態(tài)Cu原子的核外電子排布屬于洪物規(guī)則的特例，其價電子數(shù)為11，其價層電子排布式為。
（2）“還原酸浸”時，被亞硫酸鈉還原為，該反應的離子方程式為。
（3）“浸金銀”時，Au溶解涉及的主要反應如下：
①
②
分析以上兩反應可知，參與了反應①，但在反應②又重新生成，其質量和性質在反應前后沒發(fā)生變化，因此，上述過程中的催化劑為。
（4）“還原酸浸”所得“濾液1”中含有一定濃度的未反應的硫酸和亞硫酸鈉，多次循環(huán)利用“濾液1”對礦石進行“還原酸浸”可以充分利用其中的有效成分，大大減少了原料的浪費，從而有效降低成本；其次，持續(xù)地將雜質元素溶解并帶出礦石體系，可以使礦石中的金銀的相對品位得到提升，為后續(xù)提純工序創(chuàng)造更好的條件；第三，還可以減少廢水的排放量和處理成本；第四，可以回收更多的有價值的溶解成分。綜上所述，“沉銅”前，“濾液1”多次循環(huán)的目的為：大幅度降低硫酸和亞硫酸鈉的消耗成本，同時減少廢水產(chǎn)生量及處理成本，并通過持續(xù)去除雜質提高金銀的富含度。
（5）“還原酸浸”時，和CuO可以被硫酸溶解轉化為和，亞硫酸鈉將還原為，而并未被還原，因此，的氧化性強于；“氧化”時，被氧化為，因此，的氧化性強于。綜上所述，根據(jù)“還原酸浸”“氧化”，推斷的氧化性由強到弱的順序為。
（6）25℃“沉鐵”后，調節(jié)“濾液4”的pH至8.0，此時，無析出，根據(jù)的為，則。
（7）由晶胞結構可知，該晶胞為面心立方， Sb位于晶胞的頂點，其與鄰近的3個面的面心上的Mn距離最近且距離相等，每個頂點參與形成8個晶胞，而每個面心參與形成2個晶胞，因此，該晶胞中，每個Sb周圍與它最近且相等距離的Mn有個。
②由晶胞結構和均攤法可知，該晶胞中平均占有1個Sb和3個Mn，因此，該晶胞的質量為，該晶胞的體積為，晶體的密度為。
3．（2025·湖南·高考真題）一種從深海多金屬結核[主要含，有少量的]中分離獲得金屬資源和電池級鎳鈷錳混合溶液的工藝流程如下：
已知：①金屬氫氧化物膠體具有吸附性，可吸附金屬陽離子。
②常溫下，溶液中金屬離子(假定濃度均為)開始沉淀和完全沉淀的：
開始沉淀的 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1
完全沉淀的 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1
回答下列問題：
(1)基態(tài)的價層電子排布式為 。
(2)“酸浸還原”時，“濾渣”的主要成分是 (寫化學式)；還原的化學方程式為 。
(3)“沉鐵”時，轉化為的離子方程式為 ，加熱至的主要原因是 。
(4)“沉鋁”時，未產(chǎn)生沉淀，該溶液中不超過 。
(5)“第二次萃取”時， 、 (填離子符號)與混合萃取劑形成的配合物(其結構如圖所示，M表示金屬元素)更穩(wěn)定，這些配合物中氮原子的雜化類型為 。
【答案】(1)
(2)
(3) 防止形成膠體，防止其吸附其他金屬陽離子，造成產(chǎn)率下降
(4)
(5) sp2
【分析】金屬結核[主要含，有少量的]加入、進行酸浸還原，得到的濾渣含有，濾液中含有，通入空氣，調解pH=3.2，沉鐵得到濾渣，繼續(xù)加入NaOH調節(jié)pH=5.2沉鋁主要得到，加入萃取劑第一次萃取，分液得到的萃取液1，萃余液1中加入混合萃取劑進行第二次萃取，得到電池級鎳鈷錳混合溶液，萃余液2中電解得到金屬錳，據(jù)此解答。
【詳解】（1）原子的價電子是指和能級上的電子，所以基態(tài)原子的價電子排布式為；
（2）由分析可知，“酸浸還原”時，“濾渣”的主要成分是；將3價鈷還原為2價鈷，同時由于硫酸的作用得到，化學方程式為；
（3）“沉鐵”時，轉化為，鐵元素化合價上升，則做氧化劑，離子反應為：；已知金屬氫氧化物膠體具有吸附性，可吸附金屬陽離子，則加熱至的主要原因是防止形成膠體，防止其吸附其他金屬陽離子，造成產(chǎn)率下降；
（4）由表可知，，“沉鋁”時，未產(chǎn)生沉淀，則；
（5）由流程可知，第二次萃取時，主要萃取，因此與混合萃取劑形成的配合物更穩(wěn)定；六元雜環(huán)是平面結構，N原子提供單電子用于環(huán)內形成大π鍵，剩余1對孤對電子形成配位鍵，N的價層電子對數(shù)為3，是sp2雜化。
4．（2025·山東·高考真題）采用兩段焙燒—水浸法從鐵錳氧化礦(要含及等元素的氧化物)分離提取等元素，工藝流程如下：
已知：該工藝條件下，低溫分解生成，高溫則完全分解為氣體；在完全分解，其他金屬硫酸鹽分解溫度均高于。
回答下列問題：
(1)“低溫焙燒”時金屬氧化物均轉化為硫酸鹽。與反應轉化為時有生成，該反應的化學方程式為 。“高溫焙燒”溫度為，“水浸”所得濾渣主要成分除外還含有 (填化學式)。
(2)在投料量不變的情況下，與兩段焙燒工藝相比，直接“高溫焙燒”，“水浸時金屬元素的浸出率 (填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)萃取反應為：(有機相)(水相)(有機相)(水相)。“反萃取”時加入的試劑為 (填化學式)。
(4)“沉鈷”中，時恰好沉淀完全，則此時溶液中 。已知：。“溶解”時發(fā)生反應的離子方程式為 。
(5)“沉錳”所得濾液并入“吸收”液中，經(jīng)處理后所得產(chǎn)品導入 (填操作單元名稱)循環(huán)利用。
【答案】(1) Fe2O3、CaSO4
(2)減小
(3)H2SO4
(4) 4×10-4
(5)低溫焙燒
【分析】采用兩段焙燒—水浸法從鐵錳氧化礦中分離提取等元素，加入硫酸銨低溫焙燒，金屬氧化物均轉化為硫酸鹽，如硫酸錳、硫酸鐵、硫酸鈷、硫酸鈣等，產(chǎn)生的氣體有氨氣，氮氣等，氨氣用稀硫酸吸收，得到硫酸銨溶液，得到的硫酸鹽經(jīng)高溫焙燒，只有硫酸鐵發(fā)生了分解，產(chǎn)生三氧化硫氣體和氧化鐵，水浸后，過濾分離出濾渣，濾渣主要為二氧化硅，氧化鐵，及硫酸鈣，后續(xù)萃取分離，將銅元素萃取到有機相中，最終得到硫酸銅溶液，水相主要含有鈷元素和錳元素，加入硫化鈉，調節(jié)pH，生成硫化鈷，過濾分離最終得到硫酸鈷溶液，濾液中加入碳酸氫銨，生成碳酸錳沉淀，據(jù)此解答。
【詳解】（1）低溫焙燒，金屬氧化物均轉化為硫酸鹽，二氧化錳與硫酸氫銨反應，轉化為硫酸錳和氮氣，根據(jù)電子得失守恒可知還有氨氣生成，化學方程式為：；根據(jù)已知條件，高溫焙燒的溫度為650℃，只有硫酸鐵發(fā)生分解，生成三氧化硫氣體和氧化鐵，二氧化硅，氧化鐵，硫酸鈣等在水中溶解度都較小，所以“水浸”所得濾渣的主要成分除了SiO2外還含有，F(xiàn)e2O3、CaSO4；故答案為：；Fe2O3、CaSO4；
（2）根據(jù)已知條件，硫酸銨低溫分解成硫酸氫銨，高溫則完全分解成氣體，如果直接高溫焙燒，則硫酸銨會分解，物質的量減少，導致金屬元素的浸出率減小，故答案為：減小；
（3）根據(jù)萃取的化學方程式：(有機相)(水相)(有機相)(水相)，加入有機相將銅離子萃取到有機相中，反萃取時需要使平衡逆向移到，生成銅離子，而且為了不引入新的雜質，應加入的試劑為稀H2SO4，故答案為：H2SO4；
（4）沉鈷時，pH=4時Co2+恰好沉淀完全，其濃度為c(Co2+)=1×10-5mol/L，此時c(H+)=1×10-4mol/L，根據(jù)Ksp((CoS)= 4×10-21，推出，又因為Ka1(H2S)= 1×10-7，Ka2(H2S)= 1×10-13，，則c(H2S)= ==4×10-4 mol/L；由流程圖可知，CoS溶解時加入了過氧化氫，稀硫酸，生成了CoSO4和S，化學方程式為：，改寫成離子方程式為：。故答案為：4×10-4；；
（5）由分析可知，沉錳過程中，加入碳酸氫銨，生成碳酸錳，二氧化碳，硫酸銨等，過濾后濾液中的硫酸銨可并入吸收液中，經(jīng)過處理后導入低溫焙燒循環(huán)使用，故答案為：低溫焙燒。
5．（2025·甘肅·高考真題）研究人員設計了一種從銅冶煉煙塵(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸鹽)中高效回收砷、銅、鋅和鉛的綠色工藝，部分流程如下：
已知：熔點314℃，沸點460℃
分解溫度：，，，高于
(1)設計焙燒溫度為600℃，理由為 。
(2)將通入和的混合溶液可制得，該反應的化學方程式為 。
(3)酸浸的目的為 。
(4)從浸出液得到Cu的方法為 (任寫一種)。
(5)某含Pb化合物是一種被廣泛應用于太陽能電池領域的晶體材料，室溫下該化合物晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)，。與Pb之間的距離為 pm(用帶有晶胞參數(shù)的代數(shù)式表示)；該化合物的化學式為 ，晶體密度計算式為 (用帶有阿伏加德羅常數(shù)的代數(shù)式表示和分別表示Cs、Pb和Br的摩爾質量)。
【答案】 (1)使硫酸銅分解，硫酸鋅和硫酸鉛不分解，同時使As2O3沸騰收集
(2)4++2=3+CO2
(3)分離硫酸鉛，得到純凈的硫酸銅溶液
(4)電解法或置換法
(5) CsPbBr3
【分析】銅冶煉煙塵(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸鹽)焙燒將S轉化為二氧化硫，因沸點低被蒸出，設計溫度為600℃，根據(jù)已知信息，硫酸銅被分解，生成氧化銅，硫酸鋅和硫酸鉛未分解，加水浸取后，硫酸鋅溶于水形成溶液被分離出去，留下氧化銅，硫酸鉛，加硫酸溶解，硫酸鉛不溶于硫酸，氧化銅與硫酸反應轉化成硫酸銅，過濾分離，浸出渣為硫酸鉛，浸出液主要為硫酸銅，硫酸銅經(jīng)過電解或置換法轉化為銅，據(jù)此解答。
【詳解】（1）設計焙燒溫度為600℃，使硫酸銅分解，而硫酸鋅和硫酸鉛不分解，使As2O3沸騰收集，故答案為：使硫酸銅分解，硫酸鋅和硫酸鉛不分解，使As2O3沸騰收集；
（2）將通入和的混合溶液可制得，根據(jù)元素守恒可知還生成了二氧化碳，該反應的化學方程式為4++2=3+CO2，故答案為：4++2=3+CO2；
（3）酸浸時，硫酸鉛不溶于硫酸，氧化銅與硫酸反應轉化成硫酸銅，過濾分離，浸出渣為硫酸鉛，浸出液主要為硫酸銅，故酸浸的目的為分離硫酸鉛，得到純凈的硫酸銅溶液；
（4）浸出液主要為硫酸銅，經(jīng)過電解或置換法轉化為銅，故從浸出液得到Cu的方法有：電解法或置換法；
（5）某含Pb化合物室溫下晶胞如圖所示，Cs位于體心，個數(shù)為1，Pb位于頂點，個數(shù)為=1，Br位于棱心，個數(shù)為=3，該化合物的化學式為CsPbBr3，Cs位于體心，Pb位于頂點，與Pb之間的距離為體對角線的一半，由于晶胞參數(shù)，℃，與Pb之間的距離為 pm，該晶體密度計算式為，故答案為：；CsPbBr3；。
6．（2025·陜晉青寧卷·高考真題）一種綜合回收電解錳工業(yè)廢鹽(主要成分為的硫酸鹽)的工藝流程如下。
已知：①常溫下，，；
②結構式為。
回答下列問題：
(1)制備廢鹽溶液時，為加快廢鹽溶解，可采取的措施有 、 。(寫出兩種)
(2)“沉錳I”中，寫出形成的被氧化成的化學方程式 。當將要開始沉淀時，溶液中剩余濃度為 。
(3)“沉錳Ⅱ”中，過量的經(jīng)加熱水解去除，最終產(chǎn)物是和 (填化學式)。
(4)“沉鎂I”中，當為8.0~10.2時，生成堿式碳酸鎂，煅燒得到疏松的輕質。過大時，不能得到輕質的原因是 。
(5)“沉鎂Ⅱ”中，加至時，沉淀完全；若加至時沉淀完全溶解，據(jù)圖分析，寫出沉淀溶解的離子方程式 。
(6)“結晶”中，產(chǎn)物X的化學式為 。
(7)“焙燒”中，元素發(fā)生了 (填“氧化”或“還原”)反應。
【答案】(1) 攪拌 適當升溫等
(2) 6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O 10-2.15
(3)O2
(4)pH過大，沉淀為Mg(OH)2，不能分解產(chǎn)生CO2，不能得到疏松的輕質
(5)
(6)(NH4)2SO4
(7)還原
【分析】廢鹽溶液加入氨水，通入氧氣沉錳I得到Mn3O4，溶液再加入(NH4)2S2O8，進行沉錳Ⅱ得到MnO2，產(chǎn)生有氣體O2，溶液再加入NH4HCO3和NH3·H2O調節(jié)pH沉鎂I，得到MgCO3，煅燒得到MgO，溶液再加入H3PO4沉鎂Ⅱ，得到MgNH4PO4·6H2O沉淀，溶液加入H2SO4調節(jié)pH=6.0結晶得到X硫酸銨，最后與MnO2和Mn3O4焙燒，經(jīng)過多步處理得到MnSO4·H2O。
【詳解】（1）加快廢鹽的溶解可以采取攪拌、適當升溫、粉碎等；
（2）Mn(OH)2被O2氧化得到Mn3O4，化學方程式為：6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O；
根據(jù)=，=10-2.15mol/L；
（3）“沉錳Ⅱ”中，過量的經(jīng)加熱水解去除，中存在過氧鍵，在加熱和水存在下發(fā)生水解，生成和：，分解，總反應為，最終產(chǎn)物是和O2；
（4）煅燒有CO2生成，可以得到疏松的輕質氧化鎂，pH過大，沉淀為Mg(OH)2，不能分解產(chǎn)生CO2，不能得到疏松的輕質；
（5）由題中信息可知，pH=8時，產(chǎn)生的沉淀為，調節(jié)到pH=4，磷元素存在形式為，磷酸不是強酸，不能拆，離子方程式為：；
（6）溶液中存在銨根離子和硫酸根離子，結晶后X為(NH4)2SO4；
（7）“焙燒”中，Mn3O4和MnO2最終生成MnSO4·H2O，元素化合價降低，發(fā)生了還原反應。
7．（2025·黑吉遼蒙卷·高考真題）某工廠采用如下工藝回收廢渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知：①“氧化浸出”時，不發(fā)生變化，ZnS轉變?yōu)椋?br/>②；
③酒石酸(記作)結構簡式為。
回答下列問題：
(1)分子中手性碳原子數(shù)目為 。
(2)“氧化浸出”時，過二硫酸根轉變?yōu)? (填離子符號)。
(3)“氧化浸出”時，浸出率隨溫度升高先增大后減小的原因為 。
(4)“除銅”步驟中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(5)濾渣2中的金屬元素為 (填元素符號)。
(6)“浸鉛”步驟，和反應生成PbA。PbA產(chǎn)率隨體系pH升高先增大的原因為 ，pH過高可能生成 (填化學式)。
(7)290℃“真空熱解”生成2種氣態(tài)氧化物，該反應的化學方程式為 。
【答案】(1)2
(2)
(3)溫度升高，浸出速率增大，浸出率升高，溫度過高時，NH3·H2O分解生成NH3逸出，且溫度高時過二硫酸銨分解，造成浸出率減小
(4)Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu
(5)Fe
(6) pH值升高，OH-濃度增大，平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移動，A2-離子濃度增大，平衡PbSO4(s)+A2-PbA+正向移動，PbA產(chǎn)率增大 Pb(OH)2
(7)Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)Pb+4CO↑+2H2O↑
【分析】廢渣用(NH4)2S2O8和NH3·H2O氧化浸出過濾，濾液中有[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+，濾渣1有PbSO4和Fe(OH)3，濾液加Zn置換出Cu，除銅后的溶液加(NH4)2S沉鋅，得到ZnS，濾渣1用H2A和Na2A浸鉛后過濾，濾渣2含F(xiàn)e元素，濾液經(jīng)過結晶得到PbA，再真空熱解得到純Pb。
【詳解】（1）
碳原子周圍連接四個不同的原子或原子團為手性碳原子，H2A分子中手性碳原子有2個，；
（2）“氧化浸出”時，過二硫酸根作氧化劑，過二硫酸根轉變?yōu)椋?br/>（3）“氧化浸出”時，溫度升高，浸出速率增大，浸出率升高，溫度過高時，NH3·H2O分解生成NH3逸出，且溫度高時過二硫酸銨分解，造成浸出率減小；
（4）加入Zn發(fā)生置換反應，從[Cu(NH3)4]2+置換出Cu單質，離子方程式為：Zn+[Cu(NH3)4]2+=[Zn(NH3)4]2++Cu；
（5）根據(jù)分析，濾渣1有Fe(OH)3和PbSO4，用H2A和Na2A浸鉛后過濾，濾渣2含F(xiàn)e元素的沉淀；
（6）“浸鉛”步驟發(fā)生PbSO4(s)+A2-PbA+，Na2A溶液中存在A2-+H2OHA-+OH-，pH值升高，OH-濃度增大，平衡A2-+H2OHA-+OH-逆向移動，A2-離子濃度增大，平衡PbSO4(s)+A2-PbA+正向移動，PbA產(chǎn)率增大；pH過高時，OH-濃度過大，會生成Pb(OH)2沉淀，造成PbA產(chǎn)率降低；
（7）290℃“真空熱解”PbA即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb單質和2種氣態(tài)氧化物為CO和H2O，反應的化學方程式為：Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)Pb+4CO↑+2H2O↑。
8．（2025·安徽·高考真題）某含鍶()廢渣主要含有和等，一種提取該廢渣中鍶的流程如下圖所示。
已知時，
回答下列問題：
(1)鍶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基態(tài)原子價電子排布式為 。
(2)“浸出液”中主要的金屬離子有、 (填離子符號)。
(3)“鹽浸”中轉化反應的離子方程式為 ；時，向粉末中加入溶液，充分反應后，理論上溶液中 (忽略溶液體積的變化)。
(4)其他條件相同時，鹽浸，浸出溫度對鍶浸出率的影響如圖1所示。隨溫度升高鍶浸出率增大的原因是 。
(5)“浸出渣2”中主要含有、 (填化學式)。
(6)將窩穴體a(結構如圖2所示)與形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的，原因是 。
(7)由制備無水的最優(yōu)方法是 (填標號)。
a．加熱脫水 b．在氣流中加熱 c．常溫加壓 d．加熱加壓【答案】(1)
(2)、
(3)
(4)升高溫度，與有效碰撞次數(shù)增加，反應速率加快，所以鍶浸出率增大；
(5)、
(6)窩穴體a的空腔與更匹配，可通過分子間相互作用形成超分子，且具有更多的空軌道，能夠與更多的N、O形成配位鍵，形成超分子后，結構更穩(wěn)定
(7)a
【分析】含鍶()廢渣主要含有和等，加入稀鹽酸酸浸，碳酸鹽溶解進入濾液，浸出渣1中含有，加入溶液，發(fā)生沉淀轉化，，得到溶液，經(jīng)過系列操作得到晶體；
【詳解】（1）鍶位于元素周期表第五周期第ⅡA族，基態(tài)原子價電子排布式為；
（2）由分析可知，碳酸鹽均能溶于鹽酸，“浸出液”中主要的金屬離子有、、；
（3）由分析可知，“鹽浸”中發(fā)生沉淀的轉化，離子方程式：；該反應的平衡常數(shù)，平衡常數(shù)很大，近似認為完全轉化，溶液中剩余，則，列三段式：，理論上溶液中；
（4）隨溫度升高鍶浸出率增大，原因是升高溫度，與有效碰撞次數(shù)增加，反應速率加快，所以鍶浸出率增大；
（5）“鹽浸”時發(fā)生沉淀的轉化，生成了，不參與反應，故浸出渣2”中主要含有、、；
（6）窩穴體a與形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的，原因是窩穴體a的空腔與更匹配，可通過分子間相互作用形成超分子，且具有更多的空軌道，能夠與更多的N、O形成配位鍵，形成超分子后，結構更穩(wěn)定；
（7）為強堿，則也是強堿，不水解，排除b，由平衡移動原理可知制備無水的方法加壓不利于脫水，排除c、d，故選a。
1．（2025·江蘇連云港·一模）以鈷錳廢渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）為原料制備 Co3O4。
(1)“酸浸、還原”。向鈷錳廢渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反應后，過濾。
①在加料完成后，提高浸取效率的措施有 寫2點)。
②過濾后，濾渣的主要成分為 。
(2)“除雜”。在攪拌下，向“酸浸、還原”后得到的濾液中加入MnCO3調節(jié)溶液的pH＝4，除去溶液中的Fe3+，過濾。向得到的濾液中加入MnF2固體除去溶液中的Ca2+。
①加入MnCO3除去溶液中Fe3+的離子方程式為 。
②濾液中加入MnF2固體發(fā)生的反應為MnF2＋Ca2+ CaF2＋Mn2+。已知：K＞105認為反應進行完全；Ksp(MnF2)=1.2×10-3，Ksp(CaF2)=1.6×10-10。結合計算解釋MnF2能除去Ca2+的原因： 。
(3)“萃取和反萃取”。向除雜后得到的濾液中加入有機萃取劑(用HA表示)萃取金屬離子，原理為Co2+＋2HA(有機層) CoA2(有機層)＋2H+ (水層)，充分反應后，分離出有機層。向有機層中加入稀硫酸，進行反萃取得到富含Co2+的溶液。
①“萃取”時，隨著pH的升高，Co2+在有機萃取劑中萃取率增大，其原因是 。
②“反萃取”時，為使Co2+盡可能多地轉移到水層，應選擇的實驗條件或采取的實驗操作有 。
(4)“制備”。已知：CoC2O4從水溶液中析出的主要成分為CoC2O4·2H2O，其在空氣中受熱的質量變化曲線如圖所示。請補充由上述反萃取后得到的富含Co2+的溶液制備Co3O4的實驗方案：取富含Co2+的溶液， ，得到Co3O4。(須使用的試劑：0.1mol·L 1Na2C2O4溶液、鹽酸、BaCl2溶液)。
【答案】(1) 適當攪拌，適當升高溫度 CaSO4、炭黑
(2) 3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3＋3Mn2＋＋3CO2↑ 此反應K＝＝＝7.5×106＞105，反應進行完全，因此可將Ca2＋完全除盡
(3) 隨pH增大，溶液中c(H＋)減小，平衡往正向移動，MAn(有機層)濃度增大，萃取率增大 適當提高稀硫酸的濃度或充分振蕩分液漏斗或用萃取劑分多次萃取
(4)邊攪拌向其中加入0.1mol·L 1 Na2C2O4溶液，直至向上層清液中滴加Na2C2O4溶液不產(chǎn)生沉淀，停止滴加。過濾，洗滌濾渣至取最后一次洗滌濾液滴加鹽酸和BaCl2溶液不再生成沉淀。將濾渣置于空氣中加熱到300℃以上，充分反應至固體質量不再改變
【分析】以鈷錳廢渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）為原料，向鈷錳廢渣中加入稀H2SO4和H2O2進行酸浸和還原，充分反應后，過濾，炭黑不溶于酸，與稀反應生成的微溶于水，會殘留部分在濾渣中。向“酸浸、還原”后得到的濾液中加入MnCO3調節(jié)溶液的pH＝4，除去溶液中的Fe3+，生成，過濾。向得到的濾液中加入MnF2固體除去溶液中的Ca2+，生成。再萃取和反萃取出，用沉淀得，灼燒得Co3O4。
【詳解】（1）升高溫度可以加快反應速率，攪拌可使反應物充分接觸，加快反應速率，故提高浸取效率的措施有：適當攪拌，適當升高溫度。
根據(jù)分析可知，過濾后，濾渣的主要成分為炭黑和。故答案為：適當攪拌，適當升高溫度；、炭黑；
（2）在pH＝4形成沉淀，中的與結合生成和，則加入MnCO3除去溶液中Fe3+的離子方程式為：3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3＋3Mn2＋＋3CO2↑。
MnF2＋Ca2+ CaF2＋Mn2+，，反應進行完全，因此可除去。故答案為：3MnCO3＋2Fe3＋＋3H2O=2Fe(OH)3＋3Mn2＋＋3CO2↑；此反應，反應進行完全，因此可將完全除盡。
（3）根據(jù)反應：Co2+＋2HA(有機層) CoA2(有機層)＋2H+ (水層)，隨著pH的升高，濃度減小，平衡正向移動，促進進入有機層，從而提高萃取率。“反萃取”時，為使Co2+盡可能多地轉移到水層，應選擇的實驗條件或采取的實驗操作有：適當加入高濃度硫酸，使?jié)舛仍龃螅胶饽嫦蛞苿樱尫胚M入水層，或者充分振蕩，加快傳質過程，提高反萃取率，或者多次萃取。故答案為：隨pH增大，溶液中c(H＋)減小，平衡往正向移動，MAn(有機層)濃度增大，萃取率增大；適當提高稀硫酸的濃度或充分振蕩分液漏斗或用萃取劑分多次萃取；
（4）根據(jù)圖示可知，的質量為18.3g，物質的量為0.1mol，則Co元素的質量為5.9g，C點鈷氧化物的質量為8.03g，由質量守恒可知C點O元素的質量為，則C點，故C點為。B點對應質量為14.7g，與起始相比減少了3.6g，恰好為結晶水的質量，則B點對應物質為。故要得到，需在300℃以上煅燒。故取富含Co2+的溶液，加入過量0.1mol·L 1Na2C2O4溶液，充分反應生成沉淀，過濾并洗滌沉淀，取最后一次洗滌濾液滴加鹽酸和BaCl2溶液不再生成沉淀，則洗滌干凈。將沉淀在300℃以上煅燒，充分反應至質量不變得。故答案為：邊攪拌向其中加入0.1mol·L 1 Na2C2O4溶液，直至向上層清液中滴加Na2C2O4溶液不產(chǎn)生沉淀，停止滴加。過濾，洗滌濾渣至取最后一次洗滌濾液滴加鹽酸和BaCl2溶液不再生成沉淀。將濾渣置于空氣中加熱到300℃以上，充分反應至固體質量不再改變。
2．（2025·河北保定·二模）是鋅錳電池的正極材料，是一種綠色凈水劑。以某錳礦(主要成分是，含少量Mn和Fe)為原料制備和的流程如圖。回答下列問題：
已知：常溫下，部分金屬離子在溶液中沉淀的pH如表所示。
金屬離子
開始沉淀的pH 1.9 7.0 8.1
完全沉淀的pH 3.2 9.0 10.1
(1)Mn和Fe兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如下表所示。
元素 Mn Fe
電離能/() 717 759
1509 1561
3248 2957
Mn的第三電離能大于Fe的第三電離能，其主要原因是 。
(2)提高“酸浸”速率的措施有 (填一種即可)。
(3)“調pH”范圍為 ，能轉化為的原因是 。
(4)“氧化2”的離子方程式為 ；凈水時被還原成，水解生成膠體，膠體不同于溶液、濁液的本質特征是 。
(5)“電解”會產(chǎn)生廢液，該廢液可循環(huán)用于 (填名稱)工序。
(6)“灼燒”中制備的化學方程式為 ；某溫度下，在空氣中灼燒生成錳的氧化物M，固體失重率約為33.62%，則M的化學式為 。
【答案】(1)基態(tài)的價層電子排布式分別為，基態(tài)達到半充滿穩(wěn)定結構，再失去1個電子較難，而基態(tài)再失去1個電子達到半充滿結構，失電子較容易
(2)粉碎礦石或增大反應物濃度或適當加熱或攪拌等
(3) 的溶解度小于
(4) 分散質粒子直徑在
(5)酸浸
(6)
【分析】錳礦主要成分是，含少量和Fe。錳礦加稀硫酸、硫酸亞鐵“酸溶”，被硫酸亞鐵還原為硫酸錳，錳和硫酸反應生成硫酸錳、鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵，加氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+，加氧化鐵調節(jié)生成氫氧化鐵沉淀，過濾，濾渣為氫氧化鐵、濾液為硫酸錳；在堿性條件下，次氯酸鈉把氫氧化鐵氧化為高鐵酸鈉，加濃KOH溶液把高鐵酸鈉轉化為高鐵酸鉀；硫酸錳溶液電解可以得到二氧化錳；硫酸錳溶液中加碳酸氫銨生成碳酸錳沉淀，在空氣中灼燒碳酸錳生成二氧化錳，據(jù)此分析；
【詳解】（1）基態(tài)的價層電子排布式分別為，基態(tài)達到半充滿穩(wěn)定結構，再失去1個電子較難，而基態(tài)再失去1個電子達到半充滿結構，失電子較容易，所以的第三電離能大于鐵的第三電離能；
（2）根據(jù)影響反應速率的因素，提高“酸浸”速率的措施有粉碎礦石、增大反應物濃度、適當加熱、攪拌等；
（3）“調”的目的是使Fe3+完全沉淀，Mn2+不能沉淀，所以“調”范圍為；“轉化”的原理是利用的溶解度小于，Na2FeO4和KOH反應生成K2FeO4沉淀；
（4）“氧化2”是在堿性條件下，用次氯酸鈉把氫氧化鐵氧化為高鐵酸鈉，反應的離子方程式為；膠體不同于溶液、懸濁液、乳濁液的本質特征是分散質粒子直徑在；
（5）電解硫酸錳溶液生成二氧化錳、氫氣、硫酸，“電解”會產(chǎn)生廢液硫酸，該廢液可循環(huán)用于“酸浸”工序；
（6）“灼燒”中碳酸錳和氧氣反應生成和二氧化碳，反應的化學方程式為；設M的化學式為MnxOy，根據(jù)Mn元素守恒xmol生成1molMnxOy，固體失重率約為33.6%，則，，M的化學式為。
3．（2025·湖北武漢·二模）利用鎂泥（主要成分為、和等）為主要原料制取碳酸鎂的工業(yè)流程如下：
(1)酸溶。某工廠用1.78噸發(fā)煙硫酸（化學式：）配制質量分數(shù)為溶液，配制時需要水的質量為 噸。
(2)除鐵。已知濾渣2的成分與溫度、的關系如圖所示。
①若控制溫度80℃、，可得到黃鐵礬鈉（上圖中陰影部分），寫出“除鐵”過程總反應的離子方程式： 。
②工業(yè)生產(chǎn)不選擇以形式除鐵的可能原因： （寫出兩點）。
(3)沉淀。寫出“沉淀”過程的離子方程式： 。
(4)控制“沉淀”溫度50℃，可制得堿式碳酸鎂，堿式碳酸鎂常用作塑料阻燃劑。現(xiàn)稱取一定質量堿式碳酸鎂樣品經(jīng)高溫完全分解后得固體，放出（標準狀況），計算該堿式碳酸鎂樣品中的= 。
(5)某鈣鎂礦的晶胞結構如圖所示。若將全部換為，所得晶體中每個晶胞含有的原子數(shù)為 。
【答案】(1)2.14
(2) 濃度小，的氧化性弱；溫度低，反應速率慢
(3)
(4)
(5)4
【分析】由制備流程可知，鎂泥的主要成分為MgCO3、和SiO2，加硫酸時SiO2不溶解，過濾得到濾渣1為二氧化硅，NaClO具有氧化性，能將Fe2+氧化為Fe3+，調節(jié)pH生成沉淀除去，濾液通入二氧化碳、加入氫氧化鈉溶液反應后得到沉淀，經(jīng)過濾得到碳酸鎂。
【詳解】（1）1.78噸發(fā)煙硫酸（化學式：）的物質的量為，配制過程中，生成硫酸為，配制質量分數(shù)為溶液，配制時需要水的質量為。
（2）①“除鐵”時，若控制溫度80℃、，可得到黃鐵礬鈉沉淀，則總反應的離子方程式：。
②由圖可知，pH在4附近溫度略低于40°C時產(chǎn)生的氫氧化鐵最多，溫度繼續(xù)升高時鐵轉化為其它含鐵的不溶性物質，結合分析可知，鐵工業(yè)生產(chǎn)不選擇以形式除鐵的可能原因：濃度小，的氧化性弱；溫度低，反應速率慢。
（3）①結合分析可知，“沉淀”過程的離子方程式：。
（4）現(xiàn)稱取一定質量堿式碳酸鎂樣品經(jīng)高溫完全分解后得固體，根據(jù)鎂元素守恒，鎂離子為，放出（標準狀況），其物質的量為，則碳酸根為0.15mol，則根據(jù)電荷守恒可知氫氧根的物質的量為0.1mol，則堿式碳酸鎂樣品中的=3:2。
（5）某鈣鎂礦的晶胞中若將全部換為，若Ca換為Mg，則該圖變?yōu)閮蓚€立方晶胞，則Mg位于晶胞的8個頂點和6個面心，所得晶體中每個晶胞含有的原子數(shù)為。
4．（2025·遼寧撫順·三模）某鎢錳礦渣(主要成分為、MnO、、及鐵的氧化物)綜合利用的流程如圖：
已知：①P204的萃取機理：。
②當溶液中離子濃度小于或等于mol·L-1時，認為該離子沉淀完全。
③常溫下，一些常見物質的溶度積常數(shù)如下表：
物質
④、。
回答下列問題：
(1)“沉淀1”的主要成分是 (填化學式)。
(2)使“有機相2”中的P204萃取劑再生，需選擇的試劑為 (填名稱)。
(3)“沉鈧”工序中發(fā)生沉鈧反應的化學方程式為 。
(4)“氧化”工序中加入活性，其優(yōu)點是 ；該工序中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(5)若“除雜”時溶液中的濃度為0.01mol·L-1.則加入NaOH控制pH的范圍是 ~ (溶液體積變化忽略不計，保留3位有效數(shù)字)；出現(xiàn)沉淀后要加熱煮沸一段時間的目的是 。
【答案】(1)、
(2)鹽酸
(3)
(4) 提高了的產(chǎn)量且不引入新的金屬離子
(5) 2.82 8.60 促進膠體聚沉
【分析】首先用鹽酸對原料進行酸浸，其中WO3、SiO2和鹽酸不反應，成為沉淀1的主要成分，同時濾液1中含有二價錳離子、三價鈧離子，同時可能含有二價和三價鐵離子，濾液用P2O4萃取分液，有機相加入氫氧化鈉沉鈧得到沉淀3，加熱得到，水相加入二氧化錳氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氫氧化鈉將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀得到沉淀4，,過濾濾液加入碳酸氫銨得到碳酸錳沉淀；沉淀1加入氫氧化鈉堿浸、過濾，濾液加入鹽酸得到鎢酸沉淀2，過濾分離出鎢酸沉淀加入氨水溶解得到鎢酸銨；
【詳解】（1）由分析，“沉淀1”的主要成分是SiO2、WO3；
（2）P204的萃取機理：，則使“有機相2”中的P204萃取劑再生，可以加入鹽酸，氫離子濃度增大，使得平衡逆向移動，使得P204萃取劑再生，故需選擇的試劑為鹽酸；
（3）“沉鈧”工序中反應為有機相中和氫氧化鈉反應生成氫氧化鈧沉淀、RNa，反應為：；
（4）二氧化錳具有氧化性，能氧化亞鐵離子為鐵離子：，便于后續(xù)鐵離子去除，且“氧化”工序中加入活性，反應生成錳離子，提高了的產(chǎn)量且不引入新的雜質金屬離子；
（5）常溫下，由已知表格數(shù)據(jù)可知，當鐵離子完全沉淀時，，pOH=11.18，pH=2.82；該過程中錳離子不能沉淀，且溶液中的濃度為0.01mol·L-1，則，pOH=5.40，pH=8.60，故控制pH的范圍是2.82~8.60；加熱可以促進膠體聚沉，則出現(xiàn)沉淀后要加熱煮沸一段時間的目的是促進膠體聚沉。
5．（2025·黑龍江哈爾濱·二模）硼化鈦()準金屬化合物，強度高、硬度大，用于機械制造領域；五氟化銻()是一種高能氟化劑，廣泛應用于制藥業(yè)。工業(yè)上以一種含鈦的礦渣(主要含、、ZnO、PbO、NiO、CoO)為原料制取硼化鈦和五氟化銻的流程如圖所示。
已知：性質較穩(wěn)定，加熱時可溶于濃硫酸中形成；高溫下易揮發(fā)。
回答下列問題：
(1)為了加快酸浸速率，除適當升溫外，還可以采取的一條措施是： 。濾渣Ⅰ的主要成分 (填化學式)，“水解”后經(jīng)“過濾”得到主要含 的濾液，可以循環(huán)利用。
(2)“熱還原”中發(fā)生反應的化學方程式為 ，的實際用量超過了理論化學計量所要求的用量，原因是 。
(3)“除鈷鎳”，有機凈化劑的基本組分為大分子立體網(wǎng)格結構的聚合物。其凈化原理如圖所示：
、能發(fā)生上述轉化而不能，推測可能的原因為 。
(4)“除鋅鉛”加入溶液， (填“能”或“否”)產(chǎn)生氣體。若能，其原因是___________，若否，此空不用填。
(5)“電解”時，以惰性材料為電極，銻的產(chǎn)率與電壓大小關系如下圖所示，當電壓超過時，銻的產(chǎn)率降低的原因可能發(fā)生副反應的電極反應式 。
【答案】(1) 適當增大鹽酸濃度、研磨等
(2) 增加反應物濃度促進反應正向進行，提高TiB2的產(chǎn)率，且高溫下易揮發(fā)，容易分離
(3)、半徑與有機凈化劑網(wǎng)格孔徑大小匹配，可形成配位鍵而不匹配
(4)否
(5)或
【分析】二氧化鈦不溶于酸，因此將礦渣加鹽酸后濾渣I為TiO2，濾液I為SbCl3、ZnCl2、PbCl2、NiCl2和CoCl2。TiO2加入熱的濃硫酸得到TiOSO4溶液，再水解得到TiO2·xH2O沉淀和H2SO4，將TiO2·xH2O用B2O3、C還原得到TiB2。濾液I首先通過有機凈化劑吸附分離Co2+和Ni2+，再加入Na2S通過形成ZnS、PbS沉淀的方式除去Zn2+和Pb2+，最后通過電解SbCl3溶液制備Sb，Sb經(jīng)過氯化得到SbCl5，在經(jīng)過HF氟化生成SbF5。
【詳解】（1）反應速率和溫度、濃度、接觸面積等有關，因此加快酸浸速率可采用升溫、適當增大鹽酸濃度、研磨等；據(jù)分析，濾渣I的主要成分為TiO2，“水解”后經(jīng)“過濾”得到主要含H2SO4的濾液。
（2）“熱還原”中發(fā)生反應為TiO2·xH2O、B2O3、C反應生成TiB2和CO，化學方程式為，的實際用量超過了理論化學計量所要求的用量，原因是增加反應物濃度促進反應正向進行，提高TiB2的產(chǎn)率，且高溫下易揮發(fā)，容易分離。
（3）根據(jù)題干可知，有機凈化劑為具有立體網(wǎng)格結構的聚合物，通過在網(wǎng)格中填充金屬離子從而實現(xiàn)凈化，、能發(fā)生上述轉化而不能，推測可能的原因為、半徑與有機凈化劑網(wǎng)格孔徑大小匹配，可形成配位鍵而不匹配。
（4）ZnS和PbS的Ksp很小，S2-易與Zn2+和Pb2+形成ZnS、PbS沉淀，因此不會形成H2S氣體。
（5）電解中的主反應為，溶液中的氫還原反應與該反應競爭，當溶液中的還原反應為時，Sb3+會發(fā)生氧化：，此時Sb的產(chǎn)率下降。
6．（2025·廣東深圳·一模）二氧化鈰(CeO2)是一種用途廣泛的稀土化合物。以氟碳鈰礦(主要含CeFCO3)為原料制備CeO2的一種工藝流程如圖所示：
已知：①Ce4+能與F-結合成[CeFx](4-x)+，也能與SO結合成[CeSO4]2+：
②在硫酸體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取，而Ce3+不能；
③當某離子的濃度低于1.0×10-5mol·L-1時，該離子沉淀完全。
(1)氧化焙燒中氧化的目的是 。
(2)“萃取”時存在反應：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，如圖中D是分配比，表示Ce(Ⅳ)分別在有機層中與水層中存在形式的物質的量濃度之比D=，保持其它條件不變，若在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改變水層中的c()，請解釋D隨起始料液中c()變化的原因 。
(3)“反萃取”中，溫度太高，反應速率逐漸減小的原因是 。
(4)常溫下，向水層中加入NaOH溶液來調節(jié)溶液的pH，pH應大于 時，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。(已知Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20])
(5)“氧化”步驟的離子方程式為 。
(6)氧化鈰CeO2，常用作玻璃工業(yè)添加劑，在其立方晶胞中摻雜Y2O3，Y3+占據(jù)原來Ce4+的位置，可以得到更穩(wěn)定的結構，如圖所示，CeO2晶胞中Ce4+與最近O2-的核間距為apm。(已知：O2-的空缺率=×100%)。
①晶體CeO2中每個Ce周圍與其最近的Ce個數(shù)為 。
②CeO2晶體的密度為 g·cm-3(只需列出表達式)。
③若摻雜Y2O3后得到n(CeO2):n(Y2O3)=3:1的晶體，則此晶體中O2-的空缺率為 。
【答案】(1)將+3價鈰氧化為+4價
(2)隨著c()增大，水層中Ce4+與結合成[CeSO4]2+，導致萃取平衡向左移動，D迅速減小
(3)溫度越高，雙氧水的分解速率越快，使得溶液中雙氧水的濃度減小，反應速率減慢
(4)9
(5)2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-
(6) 12 10%
【分析】分析工藝流程，可知氟碳鈰礦（主要含CeFCO3）進行“氧化焙燒”，+3價鈰被氧化成+4價，同時放出二氧化碳氣體。向燒渣中加入鹽酸進行酸浸，再用萃取劑進行萃取，Ce4+進入有機層。向有機層加入氟洗液，除去F-。加稀硫酸、H2O2進行反萃取，有機層中的Ce4+被還原為Ce3+進入水層，分液后，向含Ce3+的水層加入NaOH后，Ce3+轉化為沉淀，加入次氯酸鈉將Ce從+3氧化為+4，最終得到產(chǎn)品，據(jù)此解答；
【詳解】（1）根據(jù)分析可知，氧化的目的是：將+3價鈰氧化為+4價；答案為：將+3價鈰氧化為+4價；
（2）D隨起始料液中c()變化的原因是隨著c()增大，水層中Ce4+與SO結合成[CeSO4]2+，導致萃取平衡：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+向左移動，D迅速減小；答案為：隨著c()增大，水層中Ce4+與結合成[CeSO4]2+，導致萃取平衡向左移動，D迅速減小；
（3）“反萃取”時，溫度過高，H2O2的分解速率越快，從而使得H2O2的濃度降低，反應速率減慢。答案為：溫度越高，雙氧水的分解速率越快，使得溶液中雙氧水的濃度減小，反應速率減慢；
（4）根據(jù)題給信息，當溶液中c(Ce3+)的濃度低于1.0×10-5mol·L-1時，Ce3+沉淀完全。則此時溶液的c(OH-)=，此時溶液的pH=。即當pH>9時，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。答案為：9；
（5）“氧化”步驟中用次氯酸鈉將Ce3+氧化成Ce4+，反應的離子方程式為2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-，答案為：2Ce(OH)3+ClO-+H2O=2Ce(OH)4+Cl-；
（6）①根據(jù)圖示，CeO2晶胞中，每個Ce周圍與其最近的Ce的個數(shù)為12；
②根據(jù)均攤原則，CeO2晶胞中Ce4+數(shù)為4，O2-數(shù)為8，CeO2晶胞中Ce4＋與最近O2-的核間距為apm，則晶胞邊長為pm，晶體的密度為；
③CeO2中陽離子和陰離子的個數(shù)比為1:2，若摻雜Y2O3后得到n(CeO2):n(Y2O3)＝0.6:0.2的晶體，陽離子和陰離子的個數(shù)比為1:1.8，則此晶體中O2-的空缺率為。
答案為：12；；10%。
7．（2025·北京海淀·三模）釩(V)被稱為鋼鐵行業(yè)的“維生素”。工業(yè)上用含三價釩為主的某石煤為原料(含、、等雜質)，低溫硫酸化焙燒-水浸工藝高效提取釩制備高純的主要流程如下：
資料：
i．氫氧化物完全沉淀時溶液的pH表
沉淀物
完全沉淀 3.2 9.0 4.7
ii．有機試劑對溶液中離子萃取能力為；
iii．含磷有機試劑“萃取”過程可表示為(有機相)(有機相)；
iv．沉釩過程前會發(fā)生。
(1)焙燒過程中向石煤中通焙燒，將轉化為的化學方程式是 。
(2)焙燒時將原礦石磨碎且氣體與礦料逆流而行，目的是 。
(3)濾液A中含有、、、和，濾液C中釩的微粒為。“還原”過程中，鐵粉發(fā)生的反應有 。
(4)“萃取”前，用氨水先中和至pH≈5的原因是 。
(5)沉釩過程中加入銨鹽使中的釩元素形成多釩酸銨沉淀，且沉淀顆粒大小影響最終產(chǎn)品品質。溶液pH值與沉釩率，沉淀顆粒直徑的關系如圖所示，請結合反應原理解釋沉釩時的pH選擇2.0-2.5的原因： 。
(6)測定產(chǎn)品中的純度：
稱取產(chǎn)品，先用硫酸溶解，得到溶液。再加入溶液最后用溶液滴定過量的至終點，消耗溶液的體積為。已知被還原為，假設雜質不參與反應。則產(chǎn)品中的質量分數(shù)是 。
(的摩爾質量：)
【答案】(1)
(2)增大接觸面積，提高反應速率，使礦石充分反應
(3)
(4)除去，降低萃取的，提高釩純度；用氨水中和，降低溶液中，使平衡(有機相)(有機相)正向移動，增加萃取率。
(5)，平衡逆向移動，不利于形成多釩酸銨沉淀；，隨升高，沉淀顆粒大小急劇下降，影響最終產(chǎn)品的品質。
(6)
【分析】石煤在220℃條件下空氣中硫酸化焙燒，V2O3轉化為VOSO4，Al2O3、Fe2O3轉化為相應的硫酸鹽，SiO2不反應，得到的釩礦石經(jīng)水浸、過濾后得到含有Vo2+、以及Fe3+、Al3+雜質的濾液，先加入鐵粉、硫酸溶液進行還原預處理，將Fe3+和V(V)還原，然后再用氨水混合并調節(jié)溶液pH=5，除去Al3+，過濾后加入有機試劑萃取V(Ⅳ)，靜置分液得到含有V(Ⅳ)的有機物，加入H2SO4反萃取，得到含V(Ⅳ)的溶液，之后進行氧化沉釩得到多釩酸銨，煅燒得到V2O5。
【詳解】（1）通焙燒，將轉化為，V的化合價升高，做氧化劑，化學方程式為；
（2）焙燒時將原礦石磨碎且氣體與礦料逆流而行，目的是：增大接觸面積，提高反應速率，使礦石充分反應；
（3）鐵粉將V(V)還原還原為V(Ⅳ)，同時鐵粉還能和、反應，故發(fā)生的反應有
、、；
（4）根據(jù)題目所給信息可知加氨水調節(jié)pH≈5可以使Al3+完全沉淀，除去Al(OH)3，提高在有機試劑中的萃取率；同時用氨水中和，使平衡(有機相)(有機相)正向移動，增加萃取率；
（5）溶液中存在反應10VO+8H2OH2V10O+14H+，pH<2.5，氫離子濃度過高，該平衡逆向移動，不利于形成多釩酸銨沉淀；pH>2.5，隨升高，沉淀顆粒大小急劇下降，影響最終產(chǎn)品的品質；
（6）根據(jù)電子守恒，存在數(shù)量關系n(Fe2+)=5n(MnO)，所以剩余的n[(NH4)2Fe(SO4)2]=5b2c2×10-3mol，則VO消耗的n[(NH4)2Fe(SO4)2]=(b1c1-5b2c2)×10-3mol，n(V2O5)=n(VO)=×(b1c1-5b2c2)×10-3mol，所以V2O5的質量分數(shù)是=。
8．（2025·廣東汕頭·三模）鍺是一種戰(zhàn)略性金屬，廣泛應用于光學及電子工業(yè)領域。某鋅浸渣中含有、、、、等，利用鋅浸渣提取的實驗流程如下圖所示：
已知：①部分含鍺微粒的存在形式與的關系為：
pH pH<2 pH>12
Ge存在形式
②部分金屬離子的沉淀：
開始沉淀 7.5 2.3 6.2
沉淀完全 9.0 3.2 8.0
回答下列問題：
(1)“濾渣”的主要成分的化學式是 。
(2)在“還原浸出”步驟中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(3)“沉鍺”步驟中加入的物質A屬于堿性氧化物，其化學式是 。“沉鍺”操作后，Ge以的形式存在，隨著的升高，的沉淀率升高，“沉鍺”操作理論上需控制范圍為 。
(4)“酸溶”后，溶液的為1.8，向溶液中加入酒石酸萃取劑，其原理為酒石酸與含鍺微粒形成酒石酸絡陰離子
①若升高，鍺的萃取率下降，原因是 。
②“反萃取”中加入的物質B是 (填標號)。
a．溶液 b．溶液 c．溶液
(5)一種鍺晶胞結構如下左圖，與鍺原子距離最近且相等的鍺原子有 個，鍺原子A的原子坐標為，鍺原子的原子坐標為 ；將該晶胞沿圖中體對角線投影，下左圖中鍺原子B投影的位置是下右圖的 號位(填數(shù)字)。
【答案】(1)、
(2)
(3)
(4) 生成后難以與酒石酸形成配合物 a
(5) 4 4
【分析】由題給流程可知，鋅浸渣用二氧化硫、硫酸溶液還原浸出，將氧化鐵轉化為硫酸亞鐵，氧化鋅、氧化鍺轉化為硫酸鋅、硫酸鍺，二氧化硅和硫酸鉛不反應，過濾得到含有二氧化硅、硫酸鉛的濾渣和濾液；向濾液中加入氧化鈣調節(jié)溶液pH在5—6.2范圍內，將溶液中的硫酸鍺轉化為二氧化鍺沉淀，過濾得到含有硫酸亞鐵、硫酸鋅的濾液和含有氫氧化鈣、二氧化鍺的濾渣；向濾渣中加入硫酸溶液酸溶，將氫氧化鈣轉化為硫酸鈣、二氧化鍺轉化為硫酸鍺，經(jīng)一系列操作得到石膏和硫酸鍺溶液；向溶液中加入酒石酸和有機溶劑萃取、分液得到水相和含有的有機相；向有機相中加入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH大于12，反萃取、分液得到鍺酸鈉，選擇合適還原劑將鍺酸鈉還原得到鍺。
【詳解】（1）由分析可知，濾渣的主要成分為二氧化硅和硫酸鉛，故答案為：、；
（2）由分析可知，還原浸出時氧化鐵發(fā)生的反應為氧化鐵與二氧化硫、硫酸溶液反應生成硫酸亞鐵和水，反應的離子方程式為，故答案為：；
（3）由分析可知，加入氧化鈣調節(jié)溶液pH在5—6.2范圍內的目的是將溶液中的硫酸鍺轉化為二氧化鍺沉淀，故答案為：CaO；；
（4）①由題意可知，加入酒石酸和有機溶劑萃取時，溶液的pH為1.8，鍺元素以硫酸鍺的形式存在，由題給信息可知，溶液pH升高，溶液中硫酸鍺會轉化為離子，使得硫酸鍺難以與酒石酸形成配合物，導致鍺的萃取率下降，故答案為：生成后難以與酒石酸形成配合物；
②由分析可知，加入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH大于12，反萃取的目的是分液得到鍺酸鈉，故選a；
（5）由晶胞結構可知，晶胞中位于頂點的鍺原子與位于體對角線上的鍺原子距離最近，則與鍺原子距離最近且相等的鍺原子有4個；位于頂點的鍺原子A的原子坐標為，說明晶胞的邊長為1，則位于右側面心的鍺原子的原子坐標為；由投影圖中鍺原子A、C的位置可知，鍺原子B投影的位置是圖中的4號位，故答案為：4；；4。
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專題13 工藝流程綜合題
1．（2025·河北·高考真題）鉻鹽產(chǎn)品廣泛應用于化工、醫(yī)藥、印染等領域。通過閉環(huán)生產(chǎn)工藝將鉻鐵礦轉化為重鉻酸鉀同時回收利用鉀資源，可實現(xiàn)綠色化學的目標。過程如下：
已知：鉻鐵礦主要成分是。
回答下列問題：
(1)基態(tài)鉻原子的價層電子排布式： 。
(2)煅燒工序中反應生成的化學方程式： 。
(3)浸取工序中濾渣Ⅰ的主要成分：、 、 (填化學式)。
(4)酸化工序中需加壓的原因： 。
(5)濾液Ⅱ的主要成分： (填化學式)。
(6)補全還原、分離工序中發(fā)生反應的化學方程式 。
(7)濾渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名稱)
2．（2025·云南·高考真題）從褐鐵礦型金-銀礦(含Au、Ag、、、CuO、等)中提取Au、Ag，并回收其它有價金屬的一種工藝如下：
已知：①金-銀礦中Cu、Mn元素的含量分別為0.19%、2.35%。
②25℃時，的為。
回答下列問題：
(1)基態(tài)Cu原子的價層電子排布式為 。
(2)“還原酸浸”時，反應的離子方程式為 。
(3)“浸金銀”時，Au溶解涉及的主要反應如下：
①
②
上述過程中的催化劑為 。
(4)“沉銅”前，“濾液1”多次循環(huán)的目的為 。
(5)根據(jù)“還原酸浸”“氧化”，推斷的氧化性由強到弱的順序為 。
(6)25℃“沉鐵”后，調節(jié)“濾液4”的pH至8.0，無析出，則 。
(7)一種銻錳合金的立方晶胞結構如圖。
①該晶胞中，每個Sb周圍與它最近且相等距離的Mn有 個。
②為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶胞邊長為anm，則晶體的密度為 (列出計算式即可)。
3．（2025·湖南·高考真題）一種從深海多金屬結核[主要含，有少量的]中分離獲得金屬資源和電池級鎳鈷錳混合溶液的工藝流程如下：
已知：①金屬氫氧化物膠體具有吸附性，可吸附金屬陽離子。
②常溫下，溶液中金屬離子(假定濃度均為)開始沉淀和完全沉淀的：
開始沉淀的 1.9 3.3 4.7 6.9 7.4 8.1
完全沉淀的 3.2 4.6 6.7 8.9 9.4 10.1
回答下列問題：
(1)基態(tài)的價層電子排布式為 。
(2)“酸浸還原”時，“濾渣”的主要成分是 (寫化學式)；還原的化學方程式為 。
(3)“沉鐵”時，轉化為的離子方程式為 ，加熱至的主要原因是 。
(4)“沉鋁”時，未產(chǎn)生沉淀，該溶液中不超過 。
(5)“第二次萃取”時， 、 (填離子符號)與混合萃取劑形成的配合物(其結構如圖所示，M表示金屬元素)更穩(wěn)定，這些配合物中氮原子的雜化類型為 。
4．（2025·山東·高考真題）采用兩段焙燒—水浸法從鐵錳氧化礦(要含及等元素的氧化物)分離提取等元素，工藝流程如下：
已知：該工藝條件下，低溫分解生成，高溫則完全分解為氣體；在完全分解，其他金屬硫酸鹽分解溫度均高于。
回答下列問題：
(1)“低溫焙燒”時金屬氧化物均轉化為硫酸鹽。與反應轉化為時有生成，該反應的化學方程式為 。“高溫焙燒”溫度為，“水浸”所得濾渣主要成分除外還含有 (填化學式)。
(2)在投料量不變的情況下，與兩段焙燒工藝相比，直接“高溫焙燒”，“水浸時金屬元素的浸出率 (填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)萃取反應為：(有機相)(水相)(有機相)(水相)。“反萃取”時加入的試劑為 (填化學式)。
(4)“沉鈷”中，時恰好沉淀完全，則此時溶液中 。已知：。“溶解”時發(fā)生反應的離子方程式為 。
(5)“沉錳”所得濾液并入“吸收”液中，經(jīng)處理后所得產(chǎn)品導入 (填操作單元名稱)循環(huán)利用。
5．（2025·甘肅·高考真題）研究人員設計了一種從銅冶煉煙塵(主要含S、及Cu、Zn、Pb的硫酸鹽)中高效回收砷、銅、鋅和鉛的綠色工藝，部分流程如下：
已知：熔點314℃，沸點460℃
分解溫度：，，，高于
(1)設計焙燒溫度為600℃，理由為 。
(2)將通入和的混合溶液可制得，該反應的化學方程式為 。
(3)酸浸的目的為 。
(4)從浸出液得到Cu的方法為 (任寫一種)。
(5)某含Pb化合物是一種被廣泛應用于太陽能電池領域的晶體材料，室溫下該化合物晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)，。與Pb之間的距離為 pm(用帶有晶胞參數(shù)的代數(shù)式表示)；該化合物的化學式為 ，晶體密度計算式為 (用帶有阿伏加德羅常數(shù)的代數(shù)式表示和分別表示Cs、Pb和Br的摩爾質量)。
6．（2025·陜晉青寧卷·高考真題）一種綜合回收電解錳工業(yè)廢鹽(主要成分為的硫酸鹽)的工藝流程如下。
已知：①常溫下，，；
②結構式為。
回答下列問題：
(1)制備廢鹽溶液時，為加快廢鹽溶解，可采取的措施有 、 。(寫出兩種)
(2)“沉錳I”中，寫出形成的被氧化成的化學方程式 。當將要開始沉淀時，溶液中剩余濃度為 。
(3)“沉錳Ⅱ”中，過量的經(jīng)加熱水解去除，最終產(chǎn)物是和 (填化學式)。
(4)“沉鎂I”中，當為8.0~10.2時，生成堿式碳酸鎂，煅燒得到疏松的輕質。過大時，不能得到輕質的原因是 。
(5)“沉鎂Ⅱ”中，加至時，沉淀完全；若加至時沉淀完全溶解，據(jù)圖分析，寫出沉淀溶解的離子方程式 。
(6)“結晶”中，產(chǎn)物X的化學式為 。
(7)“焙燒”中，元素發(fā)生了 (填“氧化”或“還原”)反應。
7．（2025·黑吉遼蒙卷·高考真題）某工廠采用如下工藝回收廢渣(含有ZnS、、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
已知：①“氧化浸出”時，不發(fā)生變化，ZnS轉變?yōu)椋?br/>②；
③酒石酸(記作)結構簡式為。
回答下列問題：
(1)分子中手性碳原子數(shù)目為 。
(2)“氧化浸出”時，過二硫酸根轉變?yōu)? (填離子符號)。
(3)“氧化浸出”時，浸出率隨溫度升高先增大后減小的原因為 。
(4)“除銅”步驟中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(5)濾渣2中的金屬元素為 (填元素符號)。
(6)“浸鉛”步驟，和反應生成PbA。PbA產(chǎn)率隨體系pH升高先增大的原因為 ，pH過高可能生成 (填化學式)。
(7)290℃“真空熱解”生成2種氣態(tài)氧化物，該反應的化學方程式為 。
8．（2025·安徽·高考真題）某含鍶()廢渣主要含有和等，一種提取該廢渣中鍶的流程如下圖所示。
已知時，
回答下列問題：
(1)鍶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基態(tài)原子價電子排布式為 。
(2)“浸出液”中主要的金屬離子有、 (填離子符號)。
(3)“鹽浸”中轉化反應的離子方程式為 ；時，向粉末中加入溶液，充分反應后，理論上溶液中 (忽略溶液體積的變化)。
(4)其他條件相同時，鹽浸，浸出溫度對鍶浸出率的影響如圖1所示。隨溫度升高鍶浸出率增大的原因是 。
(5)“浸出渣2”中主要含有、 (填化學式)。
(6)將窩穴體a(結構如圖2所示)與形成的超分子加入“浸出液”中，能提取其中的，原因是 。
(7)由制備無水的最優(yōu)方法是 (填標號)。
a．加熱脫水 b．在氣流中加熱 c．常溫加壓 d．加熱加壓
1．（2025·江蘇連云港·一模）以鈷錳廢渣（含LiCoO2，MnCO3，炭黑和CaCO3、Fe等）為原料制備 Co3O4。
(1)“酸浸、還原”。向鈷錳廢渣中加入稀H2SO4和H2O2，充分反應后，過濾。
①在加料完成后，提高浸取效率的措施有 寫2點)。
②過濾后，濾渣的主要成分為 。
(2)“除雜”。在攪拌下，向“酸浸、還原”后得到的濾液中加入MnCO3調節(jié)溶液的pH＝4，除去溶液中的Fe3+，過濾。向得到的濾液中加入MnF2固體除去溶液中的Ca2+。
①加入MnCO3除去溶液中Fe3+的離子方程式為 。
②濾液中加入MnF2固體發(fā)生的反應為MnF2＋Ca2+ CaF2＋Mn2+。已知：K＞105認為反應進行完全；Ksp(MnF2)=1.2×10-3，Ksp(CaF2)=1.6×10-10。結合計算解釋MnF2能除去Ca2+的原因： 。
(3)“萃取和反萃取”。向除雜后得到的濾液中加入有機萃取劑(用HA表示)萃取金屬離子，原理為Co2+＋2HA(有機層) CoA2(有機層)＋2H+ (水層)，充分反應后，分離出有機層。向有機層中加入稀硫酸，進行反萃取得到富含Co2+的溶液。
①“萃取”時，隨著pH的升高，Co2+在有機萃取劑中萃取率增大，其原因是 。
②“反萃取”時，為使Co2+盡可能多地轉移到水層，應選擇的實驗條件或采取的實驗操作有 。
(4)“制備”。已知：CoC2O4從水溶液中析出的主要成分為CoC2O4·2H2O，其在空氣中受熱的質量變化曲線如圖所示。請補充由上述反萃取后得到的富含Co2+的溶液制備Co3O4的實驗方案：取富含Co2+的溶液， ，得到Co3O4。(須使用的試劑：0.1mol·L 1Na2C2O4溶液、鹽酸、BaCl2溶液)。
2．（2025·河北保定·二模）是鋅錳電池的正極材料，是一種綠色凈水劑。以某錳礦(主要成分是，含少量Mn和Fe)為原料制備和的流程如圖。回答下列問題：
已知：常溫下，部分金屬離子在溶液中沉淀的pH如表所示。
金屬離子
開始沉淀的pH 1.9 7.0 8.1
完全沉淀的pH 3.2 9.0 10.1
(1)Mn和Fe兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如下表所示。
元素 Mn Fe
電離能/() 717 759
1509 1561
3248 2957
Mn的第三電離能大于Fe的第三電離能，其主要原因是 。
(2)提高“酸浸”速率的措施有 (填一種即可)。
(3)“調pH”范圍為 ，能轉化為的原因是 。
(4)“氧化2”的離子方程式為 ；凈水時被還原成，水解生成膠體，膠體不同于溶液、濁液的本質特征是 。
(5)“電解”會產(chǎn)生廢液，該廢液可循環(huán)用于 (填名稱)工序。
(6)“灼燒”中制備的化學方程式為 ；某溫度下，在空氣中灼燒生成錳的氧化物M，固體失重率約為33.62%，則M的化學式為 。
3．（2025·湖北武漢·二模）利用鎂泥（主要成分為、和等）為主要原料制取碳酸鎂的工業(yè)流程如下：
(1)酸溶。某工廠用1.78噸發(fā)煙硫酸（化學式：）配制質量分數(shù)為溶液，配制時需要水的質量為 噸。
(2)除鐵。已知濾渣2的成分與溫度、的關系如圖所示。
①若控制溫度80℃、，可得到黃鐵礬鈉（上圖中陰影部分），寫出“除鐵”過程總反應的離子方程式： 。
②工業(yè)生產(chǎn)不選擇以形式除鐵的可能原因： （寫出兩點）。
(3)沉淀。寫出“沉淀”過程的離子方程式： 。
(4)控制“沉淀”溫度50℃，可制得堿式碳酸鎂，堿式碳酸鎂常用作塑料阻燃劑。現(xiàn)稱取一定質量堿式碳酸鎂樣品經(jīng)高溫完全分解后得固體，放出（標準狀況），計算該堿式碳酸鎂樣品中的= 。
(5)某鈣鎂礦的晶胞結構如圖所示。若將全部換為，所得晶體中每個晶胞含有的原子數(shù)為 。
4．（2025·遼寧撫順·三模）某鎢錳礦渣(主要成分為、MnO、、及鐵的氧化物)綜合利用的流程如圖：
已知：①P204的萃取機理：。
②當溶液中離子濃度小于或等于mol·L-1時，認為該離子沉淀完全。
③常溫下，一些常見物質的溶度積常數(shù)如下表：
物質
④、。
回答下列問題：
(1)“沉淀1”的主要成分是 (填化學式)。
(2)使“有機相2”中的P204萃取劑再生，需選擇的試劑為 (填名稱)。
(3)“沉鈧”工序中發(fā)生沉鈧反應的化學方程式為 。
(4)“氧化”工序中加入活性，其優(yōu)點是 ；該工序中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(5)若“除雜”時溶液中的濃度為0.01mol·L-1.則加入NaOH控制pH的范圍是 ~ (溶液體積變化忽略不計，保留3位有效數(shù)字)；出現(xiàn)沉淀后要加熱煮沸一段時間的目的是 。
5．（2025·黑龍江哈爾濱·二模）硼化鈦()準金屬化合物，強度高、硬度大，用于機械制造領域；五氟化銻()是一種高能氟化劑，廣泛應用于制藥業(yè)。工業(yè)上以一種含鈦的礦渣(主要含、、ZnO、PbO、NiO、CoO)為原料制取硼化鈦和五氟化銻的流程如圖所示。
已知：性質較穩(wěn)定，加熱時可溶于濃硫酸中形成；高溫下易揮發(fā)。
回答下列問題：
(1)為了加快酸浸速率，除適當升溫外，還可以采取的一條措施是： 。濾渣Ⅰ的主要成分 (填化學式)，“水解”后經(jīng)“過濾”得到主要含 的濾液，可以循環(huán)利用。
(2)“熱還原”中發(fā)生反應的化學方程式為 ，的實際用量超過了理論化學計量所要求的用量，原因是 。
(3)“除鈷鎳”，有機凈化劑的基本組分為大分子立體網(wǎng)格結構的聚合物。其凈化原理如圖所示：
、能發(fā)生上述轉化而不能，推測可能的原因為 。
(4)“除鋅鉛”加入溶液， (填“能”或“否”)產(chǎn)生氣體。若能，其原因是___________，若否，此空不用填。
(5)“電解”時，以惰性材料為電極，銻的產(chǎn)率與電壓大小關系如下圖所示，當電壓超過時，銻的產(chǎn)率降低的原因可能發(fā)生副反應的電極反應式 。
6．（2025·廣東深圳·一模）二氧化鈰(CeO2)是一種用途廣泛的稀土化合物。以氟碳鈰礦(主要含CeFCO3)為原料制備CeO2的一種工藝流程如圖所示：
已知：①Ce4+能與F-結合成[CeFx](4-x)+，也能與SO結合成[CeSO4]2+：
②在硫酸體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取，而Ce3+不能；
③當某離子的濃度低于1.0×10-5mol·L-1時，該離子沉淀完全。
(1)氧化焙燒中氧化的目的是 。
(2)“萃取”時存在反應：Ce4++n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+，如圖中D是分配比，表示Ce(Ⅳ)分別在有機層中與水層中存在形式的物質的量濃度之比D=，保持其它條件不變，若在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改變水層中的c()，請解釋D隨起始料液中c()變化的原因 。
(3)“反萃取”中，溫度太高，反應速率逐漸減小的原因是 。
(4)常溫下，向水層中加入NaOH溶液來調節(jié)溶液的pH，pH應大于 時，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。(已知Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20])
(5)“氧化”步驟的離子方程式為 。
(6)氧化鈰CeO2，常用作玻璃工業(yè)添加劑，在其立方晶胞中摻雜Y2O3，Y3+占據(jù)原來Ce4+的位置，可以得到更穩(wěn)定的結構，如圖所示，CeO2晶胞中Ce4+與最近O2-的核間距為apm。(已知：O2-的空缺率=×100%)。
①晶體CeO2中每個Ce周圍與其最近的Ce個數(shù)為 。
②CeO2晶體的密度為 g·cm-3(只需列出表達式)。
③若摻雜Y2O3后得到n(CeO2):n(Y2O3)=3:1的晶體，則此晶體中O2-的空缺率為 。
7．（2025·北京海淀·三模）釩(V)被稱為鋼鐵行業(yè)的“維生素”。工業(yè)上用含三價釩為主的某石煤為原料(含、、等雜質)，低溫硫酸化焙燒-水浸工藝高效提取釩制備高純的主要流程如下：
資料：
i．氫氧化物完全沉淀時溶液的pH表
沉淀物
完全沉淀 3.2 9.0 4.7
ii．有機試劑對溶液中離子萃取能力為；
iii．含磷有機試劑“萃取”過程可表示為(有機相)(有機相)；
iv．沉釩過程前會發(fā)生。
(1)焙燒過程中向石煤中通焙燒，將轉化為的化學方程式是 。
(2)焙燒時將原礦石磨碎且氣體與礦料逆流而行，目的是 。
(3)濾液A中含有、、、和，濾液C中釩的微粒為。“還原”過程中，鐵粉發(fā)生的反應有 。
(4)“萃取”前，用氨水先中和至pH≈5的原因是 。
(5)沉釩過程中加入銨鹽使中的釩元素形成多釩酸銨沉淀，且沉淀顆粒大小影響最終產(chǎn)品品質。溶液pH值與沉釩率，沉淀顆粒直徑的關系如圖所示，請結合反應原理解釋沉釩時的pH選擇2.0-2.5的原因： 。
(6)測定產(chǎn)品中的純度：
稱取產(chǎn)品，先用硫酸溶解，得到溶液。再加入溶液最后用溶液滴定過量的至終點，消耗溶液的體積為。已知被還原為，假設雜質不參與反應。則產(chǎn)品中的質量分數(shù)是 。
(的摩爾質量：)
8．（2025·廣東汕頭·三模）鍺是一種戰(zhàn)略性金屬，廣泛應用于光學及電子工業(yè)領域。某鋅浸渣中含有、、、、等，利用鋅浸渣提取的實驗流程如下圖所示：
已知：①部分含鍺微粒的存在形式與的關系為：
pH pH<2 pH>12
Ge存在形式
②部分金屬離子的沉淀：
開始沉淀 7.5 2.3 6.2
沉淀完全 9.0 3.2 8.0
回答下列問題：
(1)“濾渣”的主要成分的化學式是 。
(2)在“還原浸出”步驟中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(3)“沉鍺”步驟中加入的物質A屬于堿性氧化物，其化學式是 。“沉鍺”操作后，Ge以的形式存在，隨著的升高，的沉淀率升高，“沉鍺”操作理論上需控制范圍為 。
(4)“酸溶”后，溶液的為1.8，向溶液中加入酒石酸萃取劑，其原理為酒石酸與含鍺微粒形成酒石酸絡陰離子
①若升高，鍺的萃取率下降，原因是 。
②“反萃取”中加入的物質B是 (填標號)。
a．溶液 b．溶液 c．溶液
(5)一種鍺晶胞結構如下左圖，與鍺原子距離最近且相等的鍺原子有 個，鍺原子A的原子坐標為，鍺原子的原子坐標為 ；將該晶胞沿圖中體對角線投影，下左圖中鍺原子B投影的位置是下右圖的 號位(填數(shù)字)。
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