【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题48 工艺流程
一、非选择题
1．（2024·吉林模拟）是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领域。以天青石(主要成分为)为原料制备的一种工艺方法如下：
天青石主要元素质量分数如下：
元素
质量分数() 36.4 2.0 4.0 0.5 5.0
。
回答下列问题：
（1）天青石与碳粉在一定投料比下“煅烧”生成和碳氧化物，据矿样成分分析结果计算得出，生成、时失重率分别为、，实际热重分析显示失重率为32.6%，则“煅烧”中主要生成的碳氧化物为 (填“”或“”)。
（2）“煅烧”过程中还可能产生少量对环境有危害的气体，化学式为 和 。
（3）“水浸”后滤渣的主要成分除和C外，还有两种氧化物，化学式为 和 。
（4）“水浸”时需加热，与热水作用后的溶液呈碱性的主要原因为 (用化学方程式表示)
（5）“水浸”后的滤液中，“除杂”过程中(忽略溶液引起的体积变化)，为使不沉淀，应控制溶液中 ，每升滤液中篇加入溶液的体积 。
（6）“沉锶”过程中，可溶性发生反应的离子方程式为 。
【答案】（1）CO2
（2）CO；SO2
（3）Al2O3；SiO2
（4）SrS+2H2OH2S+Sr(OH)2
（5）2×10-4；23.8
（6）Sr2++2OH-+CO2=SrCO3↓+H2O
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）生成CO2、CO时失重率分别为30.4%、38.6%，实际热重分析显示失重率为32.6%，说明碳氧化物为CO和CO2的混合物， 设生成的碳氧化物中CO2含量为x，则CO含量为1-x，则有0.304x+0.386（1-x）=0.326，解得x=73%，因此煅烧中主要生成的碳氧化物为CO2，故答案为：CO2；
（2）根据（1）可知，煅烧时产生CO，CO有毒，会危害环境，同时“煅烧”生成，SrS中的硫元素可能被氧气氧化为SO2，故答案为：CO；SO2；
（3）由分析可知，“水浸”后滤渣的主要成分除和C外，SiO2和Al2O3不溶于水，则滤渣中还含有 Al2O3 和SiO2，故答案为： Al2O3 ；SiO2；
（4）在热水中发生水解反应：，生成Sr(OH)2，使溶液呈碱性，故答案为： ；
（5）根据Ksp(SrSO4)=3.4×10-7可知，SrSO4开始沉淀时，硫酸根离子浓度为，为使Sr2+不沉淀，硫酸根离子浓度需小于5×10-7mol/L，则钡离子浓度需大于，为使Sr2+不沉淀，在1L溶液中总的钡离子物质的量减硫酸消耗的钡离子物质的量，还余下，硫酸根与钡离子满足1：1反应，则1L中硫酸的物质的量为，硫酸浓度为1mol/L，则体积为23.8mL，故答案为： 2×10-4 ；23.8；
（6）沉锶过程中，可溶性Sr(OH)2与二氧化碳反应生成碳酸锶沉淀和水，反应的离子方程式为，故答案为：。
【分析】 天青石(主要成分为) ，将天青石和碳粉混合煅烧，生成 和碳氧化物，同时天青石中的Ba转化为BaO，Ca转化为CaO，Al转化为Al2O3，Si转化为SiO2，水浸，BaO和CaO均溶于水，SiO2和Al2O3不溶，则滤渣中还含有 Al2O3 和SiO2，“水浸”时发生反应：，之后加入硫酸溶液除杂，得到的溶液中主要含有Sr(OH)2，加入CO2沉锶，Sr(OH)2与二氧化碳发生反应生成碳酸锶和水，得到 SrCO3产品。
2．（2024·江西模拟）锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用，锡精矿中主要有、S、、、等杂质元素。下图为锡的冶炼工艺流程。
已知：性质稳定，难溶于酸。
回答下列问题：
（1）锡的原子序数为50，其价层电子排布式为 ，在元素周期表中位于 区。
（2）烟尘中的主要杂质元素是 (填元素符号)。
（3）酸浸时，生成，该反应的离子方程式为 ，为了提高铅的浸出率，最宜添加 (填标号)。
A． B． C． D．
（4）还原时需加入过量的焦炭，写出该反应的化学方程式 。
（5）电解精炼时，以和少量作为电解液，电源的负极与 (填“粗锡”或“精锡”)相连；的作用是 、 。
（6）酸浸滤液中的可用沉淀，并通过与强碱反应获得，写出与熔融反应的化学方程式 。
【答案】（1）5s25p2；p
（2）S、、
（3）；D
（4）
（5）精锡；增强溶液的导电性；防止Sn2+的水解
（6）
【知识点】原子核外电子排布；氧化还原反应方程式的配平；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）锡的原子序数为50，位于第五周期第ⅣA族，则其价层电子排布式为5s25p2，在元素周期表中位于p区，故答案为：5s25p2；p；
（2）焙烧时、S、、、等元素转化为氧化物，加入稀盐酸后的滤液经过处理得到Fe和Pb，所以烟尘中的主要杂质元素是S、、，故答案为：S、、；
（3）酸浸时，生成，则反应的离子方程式为；浸出过程中添加Cl-能促进生成可溶性的被滤出，且其中NaCl最便宜，因此最宜添加NaCl，故答案为：；D；
（4）用过量的焦炭还原得到粗锡，同时生成CO，则反应的化学方程式为，故答案为：；
（5）电解精炼时，阴极Sn2+发生还原反应生成Sn，则电源负极与精锡相连；以和少量作为电解液，电离产生氢离子和硫酸根离子，可以增强溶液的导电性，Sn2+水解显酸性，硫酸还可以防止Sn2+水解，故答案为：精锡；增强溶液的导电性；防止Sn2+的水解；
（6）与强碱反应获得，反应过程中Pb的化合价降低，则一定有元素的化合价升高，S2-具有强还原性，则部分S元素的化合价升高，生成Na2SO3，部分S元素化合价不变，生成Na2S，则与熔融反应的化学方程式为：，故答案为：。
【分析】锡精矿中主要有、S、、、等杂质元素，通入空气焙烧，Fe转化为Fe2O3，S转化为SO2，As转化为As2O3，Sb转化为SbO2，Pb转化为PbO2，滤液经处理后得到Pb、Fe，最终的产物为精锡，则其余的元素在烟尘、烟气中，则烟尘中的主要杂质元素是 S、、 ；焙烧后，加入适量盐酸酸浸， 性质稳定，难溶于酸，其他氧化物均溶于盐酸，过滤分离出滤液，滤渣中主要为，用焦炭还原得到粗锡，粗锡电解得到精锡。
3．（2024·河南模拟）钢渣是钢铁行业的固体废弃物，含有和等物质。一种以钢渣粉为原料固定并制备的工艺流程如图所示。
已知钢渣中元素质量分数为在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如下表所示：
金属离子
开始沉淀的 1.9 7.2 3.5 12.4
沉淀完全的 2.9 8.2 5.1 13.8
回答下列问题：
（1）浸出1过程生成的“包裹”在钢渣表面形成固体膜，阻碍反应物向钢渣扩散。提高浸出率的措施有 (除粉碎外，举1例)。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是 。
（2）为避免引入杂质离子，氧化剂应为 (举1例)。
（3）滤液的溶质可循环利用，试剂应为 。
（4）若的浸出率为，理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定 。
（5）富钒渣焙烧可生成钒钙盐，不同钒钙盐的溶解率随变化如图所示。已知浸出2的pH约为2.5，则应控制焙烧条件使该钒钙盐为 。该培烧反应的化学方程式是 。
（6）微细碳酸钙广泛应用于医药、食品等领域，某种碳酸钙晶胞如图所示。已知，该晶体密度为 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
【答案】（1）适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌；稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散
（2）H2O2或氯水
（3）氨水
（4）297
（5）Ca2V2O7；V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2
（6）×1023
【知识点】晶胞的计算；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌等均可提高浸出率； 稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散 ，因此该浸出过程不能使用稀硫酸代替稀盐酸，故答案为：适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌； 稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散 ；
（2）加入氧化剂A是为了将Fe2+氧化成Fe3+，滤液中含有的阴离子主要是氯离子，为避免引入杂质离子，氧化剂A应为H2O2或氯水，故答案为： H2O2或氯水 ；
（3）加入试剂B是为了沉铁和铝，即将Fe3+、Al3+转化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去，继续加入试剂B调pH，使溶液呈碱性，便于吸收二氧化碳“固碳“形成CaCO3，且滤液C的溶质可循环利用，则试剂B为氨水，故答案为：氨水；
（4）钢渣中Ca元素的质量分数为30%，若Ca的浸出率为90%，理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定=297kg的CO2，故答案为：297；
（5）浸出2的pH约为2.5，此时Ca2V2O7的溶解率最大，故应控制焙烧条件使钒钙盐为Ca2V2O7；焙烧过程中，生成的钒钙盐为Ca2V2O7，V元素的化合价由+3价升高到+5价，则焙烧时，反应的化学方程式为V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2，故答案为： V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2 ；
（6）由图可知，该晶胞中，Ca2+的数目为4×+4×+2×+2×+4=6，的数目为4×+4×+4=6，一个晶胞中含有6个CaCO3，则晶胞的质量为g，晶胞的体积为=×(4.99×10-7cm)2×(17.3×10-7cm)= ×4.992×17.3×10-21cm3，该晶体密度为= ×1023 ，故答案为：×1023。
【分析】钢渣中含有和等物质，加入稀盐酸、NH4Cl浸出，在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出，氧化铁转化为氯化铁，FeO转化为氯化亚铁，氧化铝转化为氯化铝，氧化钙转化为氯化钙，过滤，得到富钒渣，其主要成分为，滤液中含Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+，加入氧化剂A将Fe2+氧化成Fe3+，为了不引入杂质，氧化剂A为过氧化氢或者氯水，加入试剂B，将铁离子和铝离子转化为沉淀，再加入试剂B调pH，再通入CO2“固碳”得到微细CaCO3和滤液C，滤液C的溶质可循环利用，则试剂B应为氨水；富钒渣中通入空气和CaCO3焙烧，焙烧产物加入稀硫酸浸出，过滤分离出滤渣，滤液经系列操作得V2O5，V2O5还原得到V2O3。
4．（2024·安徽模拟）钼()及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以和形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）位于元素周期表第 周期第 族。中钼元素的化合价为 。
（2）“焙烧”中生成的化学方程式为 。
（3）用量对钼浸出率和浸取液中浓度的影响如图1所示，分析实际生产中选择用量为理论用量1.2倍的原因： 。
（4）的溶解度曲线如图2所示，为充分分离，工艺流程中的“操作”应为____(填标号)。
A．蒸发结晶 B．低温结晶 C．蒸馏 D．萃取
（5）为充分利用资源，“离子交换萃取”步骤产生的交换溶液应返回“ ”步骤。
（6）分解可得。高温下，用铝粉还原得到金属钼的化学方程式为 。
【答案】（1）四；Ⅷ；+6
（2）
（3）若高于1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低
（4）B
（5）净化
（6）高温下，用铝粉还原得到金属钼和氧化铝，化学方程式为：
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）Ni为28号元素，位于元素周期表第四周期，第Ⅷ族； 中铵根离子为+1价，O为-2价，根据化合物中元素化合价代数和为0，可得Mo的化合价为+6价，故答案为：四；Ⅷ；+6；
（2） “焙烧”中MoS2与O2、Na2CO3反应生成Na2MoO4、CO2和Na2SO4，反应的化学方程式为，故答案为：；
（3）由图可知， 若Na2CO3用量高于理论用量1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低 ，因此Na2CO3理论用量1.2倍，故答案为：若高于1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低；
（4） Na2SO4溶解度受温度影响较大，且温度降低时，硫酸钠的溶解度较小，因此为充分分离，应采用低温结晶，故答案为：低温结晶；
（5） “离子交换萃取”步骤产生的交换溶液中含有Na2SO4，应返回“净化”步骤，故答案为：净化；
（6）高温下，用铝粉还原得到金属钼和氧化铝，反应的化学方程式为：，故答案为： 。
【分析】 镍钼矿中的镍和钼以和形式存在，镍钼矿加入碳酸钠，并通入空气焙烧，分离CO2，“焙烧”中生成， 则NiS生成NiO，MoS2转化为Na2MoO4，S元素转化为Na2SO4，加水浸取过滤出含NiO的滤渣，滤液中含有Na2CO3、Na2MoO4、Na2SO4，加入MgSO4，与碳酸根结合得到MgCO3沉淀，将滤液低温结晶得到Na2SO4，用阴离子交换树脂吸附、提取溶液中的钼，最终转化为(NH4)2MoO4。
5．（2024·广西模拟）层状结构薄膜能用于制作电极材料。薄膜由辉钼矿(主要含及少量FeO、)制得后再与S经气相反应并沉积得到，其流程如下。
回答下列问题：
（1）“焙烧”产生的用溶液吸收生成的离子方程式为 。
（2）“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵溶液，为提高“浸取”速率，可采用的措施是 (举一例)。
（3）“灼烧”过程中需回收利用的气体是 (填化学式)。
（4）在650℃下“气相沉积”生成的反应需在特定气流中进行，选用Ar而不选用形成该气流的原因是 。
（5）层状晶体与石墨晶体结构类似，层状的晶体类型为 。将嵌入层状充电后得到的可作电池负极，该负极放电时的电极反应式为 。结合原子结构分析，能嵌入层间可能的原因是 。
【答案】（1）
（2）将固体粉碎
（3）NH3
（4）和S在加热条件下发生生成H2S
（5）混合晶体；；为Li失去一个电子形成，原子半径小
【知识点】电极反应和电池反应方程式；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）与溶液反应生成，反应的离子方程式为，故答案为：；
（2）增大反应物的接触面积可增大反应速率，因此可将固体粉碎，提高“浸取”速率，故答案为：将固体粉碎；
（3）为铵盐，“灼烧”过程产生NH3，氨气溶于水可得到氨水，在浸取步骤中循环利用，故答案为：NH3；
（4）和S在加热条件下发生生成H2S，所以用Ar而不选用，故答案为：和S在加热条件下发生生成H2S。
（5）石墨为混合晶体，层状晶体与石墨晶体结构类似，所以层状的晶体类型为混合晶体；将 嵌入层状充电后得到的可作电池负极，放电时负极发生氧化反应，则电极反应式为，为Li失去一个电子形成，电子排布式为1s2，原子半径小，能嵌入层间，故答案为：混合晶体；；为Li失去一个电子形成，原子半径小。
【分析】 辉钼矿(主要含及少量FeO、)焙烧，中S元素转化为SO2，加入氨水浸取，和FeO均不反应，过滤分离出滤渣，则滤渣的主要成分为和FeO，Mo元素进入浸取液，以的形式存在于溶液中，溶液结晶之后再进行灼烧得到，最后通入S进行气相沉积得到产品。
6．（2024高三上·罗湖期末）以软锰矿与黄铁矿为主要原料制备高品质的工艺流程：
已知：①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为、，还均含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物；
②该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH：
金属离子
开始沉淀的pH 6.9 1.9 6.6 9.1 3.4
沉淀完全（）的pH 8.3 3.2 10.1 10.9 4.7
回答下列问题：
（1）基态的价层电子排布图为 。
（2）“酸浸”过程中，为提高反应速率可以采取的措施有 （写一条）。
（3）“酸浸”加入后，主要反应的离子方程式：
滤渣1的主要成分为S、 ，加入后迅速产生大量气泡，可减少滤渣1在矿粉表面的附着，有利于酸浸。分析迅速产生气泡的原因： 。
（4）“调pH”操作中需调节溶液pH范围为4.7～6.0，此时滤渣2的主要成分为 （填化学式）。
（5）“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为 。
（6）利用惰性电极电解体系获得的机理如左图所示，硫酸浓度与电流效率η的关系如右图所示。硫酸浓度超过时，电流效率η降低的原因是 。（）
【答案】（1）
（2）将矿石粉碎；适当升高温度；适当提高酸的浓度；机械搅拌
（3），；或或等作催化剂，加快的分解
（4），
（5）
（6）从电极反应来看，浓度太大，不利于反应ⅲ正向进行，MnOOH直接与反应
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；除杂；制备实验方案的设计；离子方程式的书写；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，铁原子失去两个电子形成 ，则基态 的价电子排布式为3d6，电子排布图为 ；
故答案为： ；
（2）将矿石粉碎、适当升高温度、适当提高酸的浓度、机械搅拌等措施均能提高反应速率；
故答案为：将矿石粉碎；适当升高温度；适当提高酸的浓度；机械搅拌；
（3）由分析可知，滤渣1的主要成分为S、 ， ； 、 、 能催化过氧化氢分解生成氧气；
故答案为： ， ； 或或等作催化剂，加快的分解 ；
（4） “调pH”时调节溶液pH范围为4.7～6.0，根据表中数据可知，pH=3.2时Fe3+沉淀完全，pH=4.7时Al3+沉淀完全，故“滤渣2”的主要成分为，；
故答案为：， ；
（5） “沉锰”步骤中溶液中主要含有Mn2+，Mn2+和碳酸氢根反应生成MnCO3， 反应的离子方程式为；
故答案为：；
（6）硫酸浓度高，与MnOOH反应，导致MnOOH被消耗，电流效率降低；
故答案为： 从电极反应来看，浓度太大，不利于反应ⅲ正向进行，MnOOH直接与反应 。
【分析】 软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为、，还均含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物，加入硫酸和过氧化氢进行酸浸，SiO2不反应，CaO与硫酸反应生成微溶的硫酸钙，同时还发生反应、 ， 则滤渣1为S、， ，加入氨水调节pH，将铁离子和铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝，则滤渣2为 ， ，滤液中主要含有Mg2+、Mn2+、Ca2+等金属离子，加入NH4F“除杂”，Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2形式沉淀，滤液中含有Mn2+金属离子 ，加入碳酸氢铵沉锰，发生反应 ，向碳酸锰中加入硫酸得到硫酸锰，电解硫酸锰得到二氧化锰。
7．（2024高三上·龙岗期末）某钴土矿主要含有镍、钴、铁、铝、钙、硅等元素的氧化物，一种综合回收利用钴土矿的部分流程如下：
已知：①25℃时，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下：
金属离子
开始沉淀的 6.3 1.8 3.4 6.9 7.1
沉淀完全的 8.3 3.2 4.7 8.9 9.1
②氧化前后，溶液中、元素的化合价均为+2价。
（1）“酸浸”时，滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（2）“除铁、铝”时，应控制溶液范围为 ，使用溶液可将滤渣2中铁、铝元素分离，涉及化学方程式为 。
（3）“沉钴”时，滤渣3的成分为亚硝酸钴钾，同时有无色气体（遇空气变为红棕色）生成，写出“沉钴”步骤的离子方程式 。
（4）亚硝酸钴钾的中心离子的配位数为 ，配体中配位原子的杂化方式为 。
（5）的一种氧化物是重要的化工原料。晶体为尖晶石结构，其晶胞结构如下图所示。已知晶胞边长为，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体中与的个数比为 ，晶体的密度为 （列出计算式）。
【答案】（1）、
（2））4.7~6.9；
（3）
（4）6；
（5）1：2；
【知识点】晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，“酸浸”时，滤渣的主要成分：、；
故答案为： 、 ；
（2）“除铁、铝”时，要使铁离子和铝离子完全沉淀，而钴离子和镍离子不能沉淀，则应控制溶液范围为：4.7~6.9；氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，反应的方程式为 ；
故答案为：4.7~6.9； ；
（3）“沉钴”时，滤渣3的成分为亚硝酸钴钾，同时有无色气体(遇空气变为红棕色)生成，说明该气体为NO，则“沉钴”步骤的离子方程式： ；
故答案为： ；
（4）亚硝酸钴钾的中心离子为Co2+，连接6个，则其配位数为6；配体中配位原子阶层电子对数：，其杂化方式为杂化；
故答案为：6；；
（5）由图可知，位于晶胞顶点和体心，数目为，位于晶胞体心，数目为4，与的数目之比为1：2；晶胞质量为，体积为，则晶体密度为= ；
故答案为：1：2； 。
【分析】 钴土矿主要含有镍、钴、铁、铝、钙、硅等元素的氧化物 ，加入硫酸酸浸，SiO2不反应，CaO与硫酸反应生成硫酸钙，则滤渣1为 、 ，滤液中主要含有硫酸镍、硫酸钴、硫酸亚铁、硫酸铝，加入氯酸钠氧化，将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加入碳酸钠溶液，将铁和铝转化为氢氧化铁和氢氧化铝除去，则滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝，再加入硫酸和亚硝酸钾饱和溶液沉钴， 滤渣3的成分为亚硝酸钴钾 ，亚硝酸钴钾经系列操作得到Co，滤液中主要含有硫酸镍，经系列操作得到硫酸镍晶体。
8．（2024高三上·辽源期末）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图。回答下列问题：
相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
（1）为了加快溶浸效果，可采取的措施有 （任写一条）；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
（2）“氧化”中添加适量的的作用是将氧化为，写出该反应的离子方程式 。
（3）滤渣2除了含有还含有 。
（4）“除杂1”的目的是除去和，“滤渣3”的主要成分是 。
（5）写出“沉锰”的离子方程 。
（6）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当时， 。
【答案】（1）将矿物碾碎；
（2）
（3）
（4）和
（5）
（6）
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）将将矿物碾碎，增大反应物的接触面积可加快溶浸效果；溶浸”中二氧化锰与硫化锰在硫酸作用下反应生成硫酸锰和硫单质、水，反应的化学方程式为 ；
故答案为：将矿物碾碎；；
（2）滤液中含有亚铁离子，因此“氧化”中添加适量的MnO2的作用是氧化亚铁离子变为铁离子，反应的离子方程式为 ；
故答案为： ；
（3）由分析可知，滤渣2为氢氧化铝和氢氧化铁，故答案为： ；
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，硫离子与Zn2+和Ni2+反应生成沉淀，则“滤渣3”的主要成分是 和；
故答案为： 和 ；
（5）“沉锰”时，硫酸锰和碳酸氢铵反应生成硫酸铵、碳酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为 ；
故答案为： ；
（6）化学式为 ，，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，根据化学式化合价代数和为0得，解得z=；
故答案为：。
【分析】天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)加入稀硫酸，二氧化锰具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成硫酸锰、硫单质，同时溶液中还有难溶性二氧化硅及难溶性的硅酸盐，所以得到滤渣1为二氧化硅和硫和难溶性的硅酸盐，然后向滤液中加入二氧化锰，二氧化锰氧化亚铁离子变为铁离子，再向溶液中加入氨水调节pH值沉淀铁离子和铝离子，因此滤渣2是氢氧化铁和氢氧化铝，除杂1的目的是加入硫化钠除掉Ni2+和Zn2+，除杂2的目的是加入MnF2除掉Mg2+，最后向滤液中加入碳酸氢铵得到碳酸锰沉淀，用稀硫酸溶解沉淀得到硫酸锰。
9．（2023高三上·晋城期中）氧化铈（CeO2）是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿（含CeFCO3、BaO、SiO2等）为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：
已知：①稀土离子易与SO42-形成复盐沉淀，Ce3+和SO42-发生反应：；
②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为（SCN2H3）2；
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀；
④Ce2（CO3)3为白色粉末，难溶于水。
回答下列问题：
（1）滤渣A的主要成分是 （填写化学式）。
（2）在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。
（3）焙烧后加入稀硫酸浸出，为提高Ce的浸出率，需控制硫酸浓度不能太大的原因是 。
（4）加入硫脲的目的是将CeF22+还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。
（5）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。
（6）下列关于步骤④的说法正确的是____（填字母）。
A．该步骤发生的反应是
B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度
C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+，需要将滤液循环以提高产率
（7）取所得产品7.00gCeO2溶解后配成250mL溶液。取25.00mL该溶液用0.20mol.L-1硫酸亚铁铵【（NH4）2Fe（SO4）2】溶液滴定，滴定时发生反应，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液18.50mL，则该产品的纯度为 。（保留三位有效数字）。
【答案】（1）BaSO4、SiO2
（2）
（3）硫酸根离子浓度过大时，容易和Ce3+发生反应生成沉淀，从而使浸出率降低
（4）
（5）防止Ce3+被氧化
（6）A；C
（7）90.9%
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，滤渣A的主要成分为 BaSO4、SiO2 ，故答案为： BaSO4、SiO2 ；
（2） 在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，根据质量守恒定律可知，气体应为CO2和水蒸气，反应的化学方程式为 ，故答案为： ；
（3）由题干信息可知， Ce3+和SO42-发生形成复盐沉淀，因此稀硫酸浓度不能太大，否则容易和Ce3+发生反应生成沉淀，从而使浸出率降低，故答案为：硫酸根离子浓度过大时，容易和Ce3+发生反应生成沉淀，从而使浸出率降低 ；
（4）加入硫脲，Ce4+还原为Ce3+，且得到含有氟离子的溶液，则反应的离子方程式为 ，故答案为： ；
（5）根据题干信息可知， Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+， 步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，试剂X的作用应为 防止Ce3+被氧化 ，故答案为： 防止Ce3+被氧化 ；
（6）A、含Ce3+的溶液，加入碳酸氢铵将Ce3+转化为Ce2(CO3)3，根据质量守恒定律可知，应生成二氧化碳和水，则该步骤发生的反应为 ，故A正确；
B、 碳酸钠与Ce3+直接快速反应沉淀，在生成沉淀的过程中，其他杂质离子会掺杂在沉淀中，因此不可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，会影响产品纯度， 故B错误；
C、减压过滤能够大大提高过滤效率，故C正确；
D、加入的碳酸氢铵是过量的，则过滤后的滤液中Ce3+含量较少，故D错误；
故答案为：AC；
（7）滴定过程中发生反应 ，滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液18.50mL，根据关系式 CeO2～Ce4+～Fe2+可知，该产品的纯度为，故答案为：90.9%。
【分析】 氟碳铈矿（含、、等） ，通入空气焙烧，Ce3+被氧化为Ce4+，烧渣中加入稀硫酸酸浸，Ce4+进入溶液，SiO2不与稀硫酸反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，则滤渣A为SiO2、BaSO4，浸液中含有，加入硫脲，Ce4+还原为Ce3+，Ce2(SO4)3与Na2SO4发生反应 ，过滤分离出含氟离子的滤液，滤渣B中加入NaOH和稀盐酸溶解，得到含Ce3+的溶液，加入碳酸氢铵将Ce3+转化为Ce2(CO3)3，灼烧Ce2(CO3)3得到CeO2。
10．（2023高三上·漳州期中）一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶（SrCl2·6H2O）”的工艺流程如下：
（1）锶与钙元素同主族。金属锶应保存在 中（填“水”、“乙醇”或“煤油”）。
（2）天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶，该过程的化学方程式为 。
（3）工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质。“滤渣”的主要成分是 。
（4）“重结晶”时蒸馏水用量（以质量比mH2O：mSrO表示）对Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为 ，当质量比大于该比值时，Sr(OH)2·8H2O产率减小，其原因是 。
质量mH2O：mSrO 4：1 5：1 6：1 7：1 8：1 9：1 10：1
Sr(OH)2·8H2O纯度% 98.64 98.68 98.65 98.64 98.63 98.63 98.65
Sr(OH)2·8H2O产率% 17.91 53.36 63.50 72.66 92.17 89.65 88.93
（5）水氯镁石是盐湖提钾后的副产品，其中SO42-含量约为1%，“净化”过程中常使用SrCl2除杂，写出该过程的离子方程式 。
（6）将精制氢氧化锶完全溶于水，与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间，下列判断MgCl2是否反应完全的最简易可行的方法是____（填标号）。
A．反应器中沉淀量不再增加
B．测定不同时间反应液pH
C．测定Sr2+浓度变化
D．向反应器中滴加AgNO3溶液观察是否有沉淀
（7）若需进一步获得无水氯化锶，必须对SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水，失重达33.7%，此时获得的产物化学式为 。
【答案】（1）煤油
（2）SrSO4+4CSrS+4CO↑
（3）Ca(OH)2，MgO
（4）8：1；随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小
（5）SO42-+Sr2+= SrSO4↓
（6）B
（7）SrCl2·H2O
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）锶与钙元素同主族，金属性强于钙，则易与水、乙醇物质反应，因此金属锶应保存在煤油中，故答案为：煤油；
（2）SrSO4与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶，根据质量守恒定律可知，还有CO生成，则该过程的化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑，故答案为：SrSO4+4CSrS+4CO↑；
（3）由分析可知，滤渣的主要成分为Ca(OH)2，MgO，故答案为：Ca(OH)2，MgO；
（4）由图可知，质量比为8：1时，Sr(OH)2·8H2O的纯度较高，产率最大，则最合适的质量比为8：1；当质量比大于该比值时，随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小，因此Sr(OH)2·8H2O产率减小，故答案为：8：1；随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小；
（5）“净化”过程中常使用SrCl2除SO42-杂质，硫酸根和SrCl2反应生成 SrSO4沉淀，反应的离子方程式为SO42-+Sr2+= SrSO4↓，故答案为：SO42-+Sr2+= SrSO4↓；
（6）A、反应器中沉淀量需要经过称量，要经过多次称量才能判断反应是否完全，故A不符合题意；
B、氢氧化锶完全溶于水，与氯化镁反应后生成氯化锶和氢氧化镁，由于溶液pH变化明显，测定不同时间反应液的pH，即可判断反应是否完全，故B符合题意；
C、 测定Sr2+浓度变化，操作繁琐，故C不符合题意；
D、反应过程中氯离子未参与反应，则向反应器中滴加AgNO3溶液，一定会有AgCl沉淀生成，故D不符合题意；
故答案为：B；
（7）脱水过程中失重的质量为水的质量，设SrCl2·6H2O的物质的量1mol，则其质量为267g，在170℃下预脱水，失重33.7%，则失去水的质量为267g×33.7%=90g，物质的量为5mol，则此时产物的化学式为SrCl2·H2O，故答案为：SrCl2·H2O。
【分析】工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质 ，高温煅烧后再进行水浸，SrO与水反应生成Sr(OH)2，滤液中主要含有Sr(OH)2，滤液蒸发结晶得到粗氢氧化锶，CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2微溶于水，MgO难溶于水，则滤渣的主要成分为Ca(OH)2，MgO，粗氢氧化锶重结晶得到精制氢氧化锶，精制氢氧化锶与精制氯化镁反应生成氯化锶和氢氧化镁，氯化锶蒸发、冷却结晶得到SrCl2·6H2O。
11．（2023高三上·广州月考）以某工业废锰渣(含MnO2及少量KOH、MgO、Fe2O3)为原料制备MnSO4晶体，其工艺流程如下：
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀(c≤10-5mol/L)的pH如表所示：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+
开始沉淀pH 2.10 7.45 9.27 9.60
完全沉淀pH 3.20 8.95 10.87 11.13
（1）“反应I”中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+。滤渣1的主要成分除FeS2外，还有一种相对分子质量为192的单质，该物质的化学式为 。
（2）“反应I”的离子方程式为 。
（3）“某碳酸盐”的化学式 ，加热的目的是 。
（4）为检验MnSO4受热分解是否生成SO2或SO3，某同学设计探究实验装置如图所示：
①装置B、C、D中的溶液依次为 （填字母）。
a．Ba(NO3)2b．BaCl2c．品红 d．浓硫酸e．Ca(OH)2 f．NaOH
②实验结束时，为防止倒吸，正确的操作方法是 。
（5）测定产品纯度。取制得的MnSO4晶体0.1510g，溶于适量水中，加硫酸酸化；用过量NaBiO3（难溶于水）将Mn2+完全氧化为，过滤；洗涤未溶解固体2-3次，向滤液中加入Na2C2O4固体0.5360 g，振荡，充分溶解并反应后，用0.0320 mol·L-1KMnO4溶液滴定(被还原为Mn2+)，用去20.00 mL。已知：Mr(Na2C2O4)=134，Mr(MnSO4)=151。
①计算产品中MnSO4的质量分数 （保留两位有效数字）。
②为提高测定的精度，应补充的实验操作 。
【答案】（1）S6
（2）3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O
（3）MnCO3；促进Fe(OH)3胶体聚沉，或促进产生Fe(OH)3沉淀
（4）b c f；先停止加热，继续通N2至装置冷却到室温再停止通N2
（5）96%；将2～3次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并，重复实验2～3次
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；中和滴定；探究物质的组成或测量物质的含量；制备实验方案的设计；物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】（1）“反应I”中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+，Mn由+4价降低到+2价，生成相对分子质量为192的单质，则S由-2价升为0价，该单质含硫原子数为，则产物为S6；
故答案为： S6 ；
（2）“反应I”为MnO2和FeS2发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O；
故答案为：3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O；
（3）加碳酸盐调pH，且不能引入杂质，该碳酸盐为MnCO3；调pH后Fe3+转化为Fe(OH)3，通过加热可以促进 Fe(OH)3胶体聚沉，产生Fe(OH)3沉淀，有利于彻底除去铁；
故答案为： MnCO3 ； 促进Fe(OH)3胶体聚沉，或促进产生Fe(OH)3沉淀 ；
（4）①检验 MnSO4受热分解是否生成SO2或SO3， 应先通入N2，将装置中的空气排出，B装置中盛放BaCl2，用于检验SO3，若产生白色沉淀，说明有SO3生成，C装置中盛放品红，用于检验SO2，SO2具有漂白性，能使品红褪色，因此若有SO2生成，品红会褪色，装置D中盛放NaOH，用于吸收尾气，则装置B、C、D中的溶液依次为BaCl2、品红、NaOH；
故答案为：b；c；f；
②实验结束后，为防止倒吸，应先停止加热，继续通N2至装置冷却到室温再停止通N2；
故答案为： 先停止加热，继续通N2至装置冷却到室温再停止通N2 ；
（5）①n(Na2C2O4)= =0.004mol，根据2~5 Na2C2O4可得，n()=n(Na2C2O4)=1.6×10-3mol，加入的n()=0.032mol/L×0.02L=6.4×10-4mol，则由Mn2+氧化生成的的物质的量为1.6×10-3mol-6.4×10-4mol=9.6×10-4mol，原n(MnSO4)= 9.6×10-4mol，m(MnSO4)= 9.6×10-4mol×151g/mol=0.14496g，质量分数为×100%=96%；
故答案为：96%；
②过滤后NaBiO3固体上会残留，为提高测定的精度，应将2～3次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并，重复实验2～3次；
故答案为：将2～3次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并，重复实验2～3次。
【分析】废锰渣中加入硫酸酸浸，MnO2不与硫酸反应，OH、MgO、Fe2O3分别与H2SO4反应生成K2SO4、MgSO4、Fe2(SO4)3过滤时留在滤液中，过滤后弃去滤液，剩余MnO2，加入硫铁矿和硫酸， 将MnO2还原为Mn2+， 则发生的反应为3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O， 滤渣1的主要成分除FeS2外，还有一种相对分子质量为192的单质，该单质由S原子构成，且含有硫原子的数目为，即为S6，加入MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入MnCO3调pH，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤，则滤渣2为Fe(OH)3，溶液中含有MnSO4，MnSO4溶液蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥可得MnSO4晶体。
12．（2024高三上·湛江月考）钕铁硼废料是一种具有较高经济价值的废弃物，主要成分为稀土元素钕（Nd）、Fe、B.一种采用分步沉淀从钕铁硼油泥中回收和的工艺流程如图：
已知：①200℃下氧化焙烧，钕铁硼废料中钕和铁主要以和的形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应.
②易与形成多种配合物离子，易与形成沉淀.
回答下列问题：
（1）“预处理”是洗去钕铁硼表面的油污，可选择 （填化学式）溶液.
（2）“滤渣1”的主要成分是 （填名称）.“浸出”时，盐酸浓度和固液比对钕、铁的浸出率影响如图所示，则浸出过程的最佳条件是 .
（3）写出“沉钕”时生成沉淀的离子方程式： .
（4）“沉铁”时，加入铁粉的作用是 .
（5）晶体结构片段如图所示.其中，的配位数为 ；碳原子采用 杂化.现测定草酸亚铁晶体纯度.准确称取样品于锥形瓶，加入适量的稀硫酸，用溶液滴定至终点，消耗溶液.滴定反应：（未配平）.该样品纯度为 %.
【答案】（1）（或热的）
（2）硼；的盐酸、固液比为
（3）
（4）将还原为，与溶液中的草酸根生成的沉淀
（5）6；；
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；中和滴定；探究物质的组成或测量物质的含量；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，可选择NaOH或热的 溶液洗去钕铁硼表面的油污；
故答案为： （或热的）；
（2）根据题干信息，200℃下氧化焙烧，钕铁硼废料中钕和铁主要以Nd2O3和Fe2O3形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应，则“滤渣1”的主要成分为硼；在“浸出”时，应尽可能地将钕和铁存在于“滤液1”中，即浸出率尽可能大，同时考虑到成本，因此选择6mol·L-1的盐酸、液固比为5：1的条件进行浸出；
故答案为： 的盐酸、固液比为 ；
（3）由图可知，“沉钕”过程，加入草酸，将Nd3+转化为Nd2(C2O4)3·10H2O，发生的反应为 ；
故答案为： ；
（4） 易与形成多种配合物离子，易与形成沉淀 ，则加入铁粉的作用是 将还原为，与溶液中的草酸根生成的沉淀；
故答案为：将还原为，与溶液中的草酸根生成的沉淀 ；
（5）由图可知，Fe2+与6个O原子形成配位键，则 的配位数为 6；双键碳原子采用sp2杂化，碳原子杂化类型为sp2，根据质量守恒和得失电子守恒守恒配平离子方程式为，则，故样品纯度为；
故答案为：6； ； 。
【分析】钕铁硼肥料进行预处理，除去表面的油污，油污在碱性条件下水解，因此可用NaOH溶液或者碳酸钠溶液除去油污，之后通入空气焙烧， 钕铁硼废料中钕和铁主要以和的形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应 ，加入稀盐酸浸出，硼不与稀酸反应，则滤渣1为硼，向滤液1中加入草酸溶液沉钕，发生反应 ， 易与形成多种配合物离子，易与形成沉淀，则加入铁粉沉铁得到。
13．（2023高三上·东莞月考）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
（1）高温连续氧化工序中被氧化的元素是 (填元素符号)，Cr元素在元素周期表中的位置 ，
（2）滤渣I的主要成分是 (填化学式)。
（3）工序③中发生反应的离子方程式为 。
（4）物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为 。钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 (填“吸收光谱” 或“发射光谱”)。
（5）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为 。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol L-1为沉淀完全；Al(OH)3+OH- Al(OH)：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[Al(OH)3]=10-33)
（6）基态Al原子的核外电子排布式为 。Fe的晶胞结构如图所示，已知NA表示阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数为a nm，则Fe晶胞的密度为 g cm-3(用含NA和a的代数式表示)。
【答案】（1）Fe、Cr；第四周期第VIB族
（2）MgO、Fe2O3
（3）2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓
（4）4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O；发射光谱
（5）8.37
（6）1s22s22p63s23p1；
【知识点】晶胞的计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，高温连续氧化工序中，Fe(CrO2)2被O2氧化为Na2CrO4和Fe2O3，Fe和Cr的化合价升高，被氧化；Cr为24号元素，在元素周期表中位于第四周期第VIB族；
故答案为：Fe、Cr；第四周期第VIB族；
（2）由分析可知，滤渣I的主要成分为MgO、Fe2O3；
故答案为：MgO、Fe2O3；
（3）工序③为向Na2CrO4溶液中通入气体A生成Na2Cr2O7溶液和NaHCO3，反应的离子方程式为2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓ ；
故答案为： 2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓ ；
（4）物质V为碳酸氢钠，用碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的NaOH，Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水；
反应的化学方程式为： 4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O ；钠在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的轨道中的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以黄光形式放出，属于发射光谱；
故答案为： 4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O ；发射光谱；
（5）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的反应为，反应的平衡常数为K1====1013.37，当为10-5mol/L时，溶液中氢离子浓度为=mol/L=10-8.37mol/L，溶液的pH为8.37；
故答案为：8.37；
（6）Al为13号元素，则价态Al原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1 ；根据均摊法可知，该晶胞中，Fe原子数目为，则晶胞质量为 ，晶胞体积为 (a×10-7)cm3，则Fe晶胞的密度为g·cm-3；
故答案为：1s22s22p63s23p1 ； 。
【分析】Fe(CrO2)2中含有Al2O3、MgO，向其中通入氧气和熔融的NaOH，在高温下连续氧化，Fe(CrO2)2被O2氧化为Na2CrO4和Fe2O3，Al2O3与熔融NaOH生成NaAlO2，MgO不反应，加入水溶解，MgO和Fe2O3不溶于水，则滤渣Ⅰ为MgO、Fe2O3，滤液中含有NaOH、Na2CrO4、NaAlO2，滤液在介稳态条件下分离得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和NaAlO2溶液；向Na2CrO4溶液中通入过量的CO2得到Na2Cr2O7溶液和NaHCO3；向NaAlO2溶液中通入过量的CO2气体得到Al(OH)3和NaHCO3；向滤渣Ⅰ中通入CO2和水蒸气，MgO与CO2、水蒸气反应转化为Mg(HCO3)2溶液；Mg(HCO3)2溶液受热分解得到MgCO3、CO2、水蒸气，CO2、水蒸气可以在工序②③循环使用；MgCO3高温煅烧得到MgO。
14．（2023高三上·顺德月考）金属铼广泛用于航空航天等领域．工业上用富铼渣（铼元素主要以形式存在，砷主要以形式存在）制取铼粉．工艺流程如下：
已知：常温下；为第四周期第ⅤA族元素；高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水．
回答下列问题：
（1）的简化电子排布式为 ．
（2）“氧化”时铼转化为强酸高铼酸．“滤渣1”的主要成分是硫单质．写出“氧化”时发生反应的离子方程式： ．
（3）综合考虑，富铼渣“氧化”中浸出温度选择为宜，原因是 ．
（4）常温下，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的，则溶液中 （填“>”“<”或“=”）．
（5）“析晶”得到的主要产品是．提纯粗高铼酸铵固体的方法是 ，图1是的X射线衍射图谱，则属于 （填“晶体”或“非晶体”）．
图1：高铼酸铵谱 图2
（6）“热解”产生可再生循环利用的物质是 ．
（7）已知的立方晶胞如图2，则在晶胞中的位置为 ；晶体中一个周围与其最近的O的个数为 ．
【答案】（1）
（2）
（3）温度过低反应速率慢；温度过高分解，浸出率低．
（4）>
（5）重结晶；晶体
（6）氨气
（7）顶角；6
【知识点】晶胞的计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）是33号元素，核外有33个电子，其简化电子排布式为；
故答案为： ；
（2）由分析可知，氧化”时发生反应的离子方程式为；
故答案为： ；
（3）不稳定，高温条件下发生分解，温度过低，反应速率慢，因此富铼渣“氧化”中浸出温度选择为宜；
故答案为： 温度过低反应速率慢；温度过高分解，浸出率低 ；
（4），，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的，溶液中，则，＞，；
故答案为：>；
（5）高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水，可通过重结晶提纯粗高铼酸铵固体；由的X射线衍射图谱可知，具有衍射峰，说明属于晶体；
故答案为：重结晶；晶体；
（6）“热解”过程中产生氨气，氨气可在反萃取步骤中循环利用；
故答案为：氨气；
（7）由图可知，晶胞中位于顶角的原子的个数为，位于棱心的原子的个数为，则在晶胞中的位置为顶角；根据晶胞结构可知，晶体中一个周围与其最近的O的个数为6；
故答案为：顶角；6。
【分析】富铼渣中加入硫酸和过氧化氢，“氧化”时铼转化为强酸高铼酸，“滤渣1”的主要成分是硫单质，则氧化过程中发生反应，As2S3转化为H3AsO4，加入CaO，CaO和H3AsO4反应得到砷酸钙沉淀，加入萃取剂R3N，分离出废水，再加入氨水反萃取，得到高铼酸铵溶液，高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水，热解高铼酸铵溶液，高铼酸铵溶液分解生成氨气和Re2O7，通入氢气还原Re2O7得到铼粉。
15．（2023高三上·石家庄期中）碱式氧化镍(NiOOH)为镍氢电池的正极材料。用含镍废渣（主要成分为NiO、Fe3O4。还含有少量的CuO、Cr2O3、SiO2等杂质）为主要原料制取NiOOH的工艺流程如图1所示。
已知：①部分金属硫化物的Ksp (25℃)为Ksp(FeS)=6.3×10-18、Ksp(CuS)=6.3×10-36。
②当溶液pH>12时，Cr(OH)3会转化为CrO2-。
回答下列问题：
（1）Fe、Ni元素在周期表位于 区。与Cr原子具有相同最外层电子排布的基态原子还有 。
（2）“酸浸”后所得废渣的主要成分为 （填“化学式”）；除铜步骤的离子方程式为 。
（3）“氧化”时，若用稀硝酸代替过氧化氢氧化Fe2+，从环保角度分析其 （填“是合理的”或“是不合理的”），理由是 。
（4）黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6，其属于 （填“正盐”“酸式盐”或“碱式盐”）。“沉铁”时，加入Na2CO3溶液的目的是 。
（5）“沉镍”时，加入NaOH溶液调节pH至13，滤液中的Cr2(SO4)3转化为NaCrO2，写出该反应的离子方程式 。
（6）“灼烧”反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
【答案】（1）d；Mo
（2）SiO2；Cu2++FeS=CuS+Fe2+
（3）是不合理的；稀硝酸被Fe2+还原为NO污染环境
（4）碱式盐；调节溶液pH使Fe3+转化为黄钠铁矾沉淀
（5）ClO-+2Ni2++4OH-＝2NiOOH↓+Cl-+H2O
（6）1：4
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）Fe、Ni属于d区元素；Cr位于元素周期表第VIB族，与Cr原子具有相同最外层电子排布的基态原子与其同族，还有Mo元素；
故答案为：d；Mo；
（2）由分析可知，废渣的主要成分为；酸性滤液中加入，将形成沉淀过滤除去，离子方程式：；
故答案为：；；
（3）“氧化”时，若用稀硝酸代替过氧化氢氧化，稀硝酸被还原为NO，NO有毒，会污染环境；
故答案为：是不合理的； 稀硝酸被Fe2+还原为NO污染环境；
（4）黄钠铁矾的化学式为，属于碱式盐；“沉铁”时，加入溶液的目的是调节溶液使转化为黄钠铁矾沉淀；
故答案为：碱式盐； 调节溶液pH使Fe3+转化为黄钠铁矾沉淀 ；
（5）当溶液时，会转化为 ，则“沉镍”时，加入溶液调节至13，滤液中的转化为，反应的离子方程式：；
故答案为：；
（6）“灼烧”时发生反应，该反应中，氧化剂是O2，还原剂是Ni(OH)2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4，故答案为：1：4。
【分析】含镍废渣中加入稀硫酸酸浸，SiO2不与稀硫酸反应，则废渣为，滤液中含、、、和，加入沉铜，将形成沉淀过滤除去，加入过氧化氢，将氧化为，再加入溶液调节溶液的pH沉铁得到黄钠铁矾，再加入溶液沉镍将转化为Ni(OH)2，再空气中灼烧Ni(OH)2得到NiOOH。
16．（2023高三上·成都期中）赤泥含有Sc2O3(氧化钪)、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，以赤泥为原料提取钪(Sc)、氧化钪(Sc2O3)的流程如下：
已知：①P2O4为磷酸酯萃取剂；②Sc3+易水解；③Ksp[Sc(OH)3]=8.00×10-31。
请回答下列问题：
（1）滤渣主要成分是 (填化学式)。
（2）“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是 。
（3）“回流过滤”中SOCl2作用有将Sc(OH)3转化成ScCl3、作溶剂和 。
（4）“热还原”的化学方程式为 。
（5）利用ScCl3制备Sc2O3的方法是ScCl3溶于水，加入草酸产生草酸钪沉淀，过滤洗涤灼烧(空气中)草酸钪得到Sc2O3。灼烧草酸钪的副产物主要是 。(填化学式)。
（6）P2O4萃取浸出液，其浓度、料液温度对萃取率的影响如下所示，萃取时P2O4最佳浓度及料液温度分别为 ， 。若“洗涤”操作于实验室中进行，所需玻璃仪器有 。
试验编号 P2O4浓度/% 分相情况 钪萃取率/% 铁萃取率/%
1-1 1 分相快 90.76 15.82
1-2 2 分相容易 91.53 19.23
1-3 3 分相容易 92.98 13.56
1-4 4 有第三相 90.69 30.12
1-5 5 轻微乳化 91.74 39.79
（7）已知：c(Sc3＋)≤1.0×10-5mol·L-1时表明完全沉淀，萃取剂混合液的pH为6时是否完全沉淀？ (填“已完全沉淀”或“未完全沉淀”)，通过计算作出判断： 。
【答案】（1）SiO2
（2）盐酸易挥发，“酸浸”时温度过高，会使氯化氢大量挥发，盐酸浓度减小
（3）抑制Sc3+水解
（4）
（5）CO2
（6）3%；65℃；分液漏斗、烧杯
（7）已完全沉淀；c(Sc3+)=<1.0×10-5mol/L
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，滤渣的主要成分是SiO2；
故答案为：SiO2；
（2）盐酸易挥发，温度越高，盐酸中HCl挥发越多，会导致盐酸的浓度降低，而使反应速率减慢；
故答案为：盐酸易挥发，“酸浸”时温度过高，会使氯化氢大量挥发，盐酸浓度减小；
（3）Sc3+易水解，水解显酸性，因此 回流过滤”中加入SOCl2，发生反应，生成的盐酸和亚硫酸会导致溶液显酸性而抑制Sc3+的水解；
故答案为： 抑制Sc3+水解 ；
（4）“热还原”过程中，氯化钪与镁高温下反应制得金属钪，反应的化学方程式为 ；
故答案为： ；
（5）在空气灼烧草酸钪发生反应 ，则灼烧草酸钪的副产物主要是CO2；
故答案为：CO2；
（6）由图可知，浓度为3%时钪萃取率最高，铁萃取率最低；温度为65℃分离系数最大；“洗涤”操作所需的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯；
故答案为：3%；65℃；分液漏斗、烧杯；
（7）Ksp[Sc(OH)3]=8.00×10-31，Ksp[Sc(OH)3]=c(Sc3+)c(OH-)3，pH=6时溶液中OH-的浓度为10-8mol/L，则溶液中 c(Sc3+)=<1.0×10-5mol/L ，说明已经完全沉淀；
故答案为：已完全沉淀； c(Sc3+)=<1.0×10-5mol/L 。
【分析】赤泥中加入盐酸酸浸，金属氧化物溶于盐酸得到可溶性金属氯化物，SiO2不与盐酸反应，则滤渣为SiO2，向滤液中加入 P2O4进行萃取，萃取滤液中的氯化钪，分离出FeCl3、AlCl3水溶液，加入盐酸洗涤，分离出水相，有机相中加入盐酸洗涤后，分液得到有机相，向有机相中加入氢氧化钠溶液将氯化钪转化为氢氧化钪沉淀，过滤得到有机相和氢氧化钪；向氢氧化钪中加入SOCl2将氢氧化钪转化为氯化钪，回流过滤得到氯化钪固体；氯化钪与镁高温下反应制得金属钪。
17．（2023高三上·赣州期中）硫化镉（CdS）是一种新型半导体材料，一种以镉铜渣（主要成分是Cd、Cu，还含少量Fe等）为原料合成CdS的路线（部分条件和产物省略）如下：
回答下列问题：
（1）提高“浸取”速率时宜采取的措施主要有____（填标号）。
A．粉碎镉铜渣 B．增大压强
C．适当降温 D．适当增大硫酸浓度
（2）“浸渣1”的主要成分是 （填化学式）。
（3）“除铁”中加入的作用是 。
（4）对“滤液”进行蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥，得到。
（5）“提纯镉”时加入NaOH溶液除锌反应的离子方程式为 。
（6）制备硫化镉时，在氩气氛围中进行，这样操作的目的是 。
（7）CdS晶胞的结构如图所示。其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为，3号原子的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。
①硫离子的配位数为 。
②2号原子的坐标为 。
③该晶体的密度为 。
【答案】（1）A；D
（2）Cu
（3）氧化
（4）降温结晶
（5）
（6）避免氧气氧化硫、镉等
（7）4；；
【知识点】晶胞的计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）A、粉碎镉铜渣，可增大反应物的接触面积，加快“浸取”速率，故A符合题意；
B、反应无气体参加，增大压强对“浸取”速率无影响，故B不符合题意；
C、降低温度反应速率降低，则适当降温会降低“浸取”速率，故C不符合题意；
D、适当增大硫酸浓度，可加快“浸取”速率，故D符合题意；
故答案为：AD；
（2）由分析可知，浸渣1的主要成分为Cu，故答案为：Cu；
（3）由分析可知，浸取液中加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，故答案为： 氧化 ；
（4）从滤液中得到，应降温结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：降温结晶；
（5）提纯镉”时，氢氧化钠溶液与锌反应生成四羟基合锌酸钠和氢气，反应的离子方程式为：；
故答案为： ；
（6）硫、镉都易被空气中的氧气氧化，在氩气中反应，避免硫、镉被氧化而产生杂质；
故答案为：避免氧气氧化硫、镉等；
（7）①由图可知，每个周围有4个最近的，则的配位数为4，故答案为：4；
②2号原子位于晶胞的下右后的四面体空隙，所以其坐标为，故答案为：；
③由图可知，位于晶胞顶点和面心，数目为，在晶胞内部，数目为4，则晶胞密度＝＝，故答案为： 。
【分析】铜镉液中加入稀硫酸浸取，Cd和Fe能与稀硫酸反应，进入溶液，Cu不溶于稀硫酸，则浸渣1为Cu，浸取液中加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，再用ZnO调节pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，则滤渣2的主要成分是氢氧化铁沉淀，加入Zn置换出Cd，得到含Zn的粗镉，加入NaOH溶液提纯，得到Cd，加入硫单质加热反应制得硫化镉。
18．（2023高三上·衡南期中）稀土元素是国家战略资源，目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某课题组以废显示屏玻璃碴（含较多的、、、及少量其他可溶于酸的物质）为原料，设计如图流程回收稀土元素铈，实现资源再利用。
已知：不溶于稀硫酸，也不溶于溶液。
回答下列问题：
（1）为提高“酸溶”的速率，可采取的措施是 （填一种）；可用于检验“滤液1”中含有的，中铁元素的化合价为价 价。
（2）获得晶体的“一系列操作”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干，则晶体的溶解度随温度的变化关系为 。
（3）“滤渣2”中主要成分的化学式为 ；“反应3”的离子方程式为 ，其中的作用与“反应1”中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
（4）“反应4”的离子方程式为 。
（5）可用作净水剂，其净水原理是 （用离子方程式表示）。等物质的量浓度的下列三种溶液中，浓度由小到大的顺序是 （用标号表示）。
①溶液 ②溶液 ③溶液
（6）取上述流程中得到的产品，加稀硫酸溶解后，用标准溶液滴定至终点时（铈被还原为），消耗标准溶液的体积为，则测得该产品中Ce元素的质量分数约为 （保留三位有效数字）。
【答案】（1）适当升高酸溶的温度；
（2）溶解度随温度的升高而增大
（3）；；不相同
（4）
（5）（胶体）；②＜①＜③
（6）54.7％或0.547
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；探究物质的组成或测量物质的含量；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）为提高“酸溶”的速率，可采取的措施是适当升高酸溶的温度；中K为+1价，CN-为-1价，则铁元素的化合价为+3价；
故答案为：适当升高酸溶的温度；+3；
（2）获得晶体的“一系列操作”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干，说明晶体的溶解度随温度的升高而增大；
故答案为：溶解度随温度的升高而增大；
（3）由分析可知，“滤渣2”中主要成分的化学式为 ；“反应3”中加入稀硫酸和溶液，发生反应：；“反应3”中为还原剂，“反应1”中为氧化剂，作用不同；
故答案为： ； ；不相同；
（4）“滤液2”中含，向其中加入溶液并通入，转化为，反应的离子方程式为 ： ；
故答案为： ；
（5）可用作净水剂，其净水原理是水解产生氢氧化铁胶体，胶体具有较强的吸附性，能吸附杂质，离子方程式为：(胶体)；等物质的量浓度的①溶液②溶液③溶液三种溶液中，醋酸根离子的水解促进铵根离子的水解，铁离子的水解抑制铵根离子的水解，故浓度由小到大的顺序是②<①<③；
故答案为： （胶体） ；②＜①＜③；
（6）滴定过程中存在关系式：，则有
，，产品中Ce元素的质量分数为；
故答案为：54.7％或0.547。
【分析】废显示屏玻璃碴中加入稀硫酸酸溶，过滤，不溶于稀硫酸，也不溶于溶液 ，也不与稀硫酸反应，则滤渣1为、 ， 滤液1中含有硫酸亚铁、硫酸铁，滤液1中加双氧水把Fe2+氧化成Fe3+，再加硫酸铵，蒸发浓缩、冷却结晶得到NH4Fe(SO4)2晶体；滤渣1在酸性条件下用双氧水把CeO2还原为Ce3+，过滤，滤渣2为SiO2，滤液2中含有Ce3+，滤液2中通入氧气、氢氧化钠生成Ce(OH)4沉淀，Ce(OH)4加热分解为CeO2，电解CeO2得到Ce。
19．（2023高三上·兴义期中）焦亚硫酸钠（）是工业上常用的抗氧化剂。一种湿法制备的生产工艺如下：
回答下列问题：
（1）中硫元素的化合价为 。
（2）反应Ⅰ中通入和的顺序为 。
（3）关于上述流程，下列说法正确的是（ ）（填字母）。
A．该流程中，可以循环使用
B．反应Ⅱ为分解反应
C．反应Ⅲ证明硫的非金属性比碳的强
D．氨气溶于水使溶液呈碱性的原因是存在反应
（4）工业上添加作抗氧化剂时会放出一种有刺激性气味的气体。实验室检验该气体的常用试剂是 。
（5）溶液A中阳离子有、和X离子．检验X离子的操作和现象是 。
（6）获得需要经过多步反应，其中包括反应Ⅲ制备溶液，然后加入溶液调pH转化为溶液，再通入生成，当溶液中含量达到过饱和浓度时，析出晶体，反应方程式为。
①反应Ⅲ的化学方程式为 。
②加入转化为的离子方程式为 。
（7）工业上可用焦亚硫酸钠（）处理含有的酸性废水，使其转化为毒性较低的，理论上处理200L浓度为的废水需要焦亚硫酸钠 g。
【答案】（1）+4
（2）先通，后通
（3）A；B；D
（4）品红溶液
（5）取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝
（6）；（或写成）
（7）0.57
【知识点】纯碱工业（侯氏制碱法）；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1） 中，Na为+1价，O为-2价，根据化合物中化合价代数和为0可得，硫元素的化合价为+4价，故答案为：+4；
（2）反应Ⅰ中应先通氨气是溶液呈碱性，再通入二氧化碳，即反应Ⅰ中通入和的顺序为先通，后通 ，故答案为： 先通，后通 ；
（3）A、由图可知，反应Ⅰ中为反应物，反应Ⅱ、Ⅲ生成，则可循环利用，故A正确；
B、反应Ⅱ为碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、二氧化碳和水，属于分解反应，故B正确；
C、比较元素的非金属性，应比较最高价含氧酸的酸性强弱，则反应Ⅲ不能证明硫的非金属性比碳的强，故C错误；
D、氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨电离为铵根离子和氢氧根离子，使溶液呈碱性，故D正确；
故答案为：ABD；
（4） 工业上添加作抗氧化剂时会放出一种有刺激性气味的气体，该气体为二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，则实验室检验该气体的常用试剂是品红溶液；
故答案为：品红溶液；
（5） 溶液A中阳离子有、和铵根离子，检验铵根离子的操作和现象为：取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；
故答案为：取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；
（6）①溶液中加入溶液调pH转化为溶液，再通入生成，反应的化学方程式为： ；
故答案为： ；
②加入转化为的离子方程式为（或写成）；
故答案为： （或写成） ；
（7）根据反应的方程式可知：3S2O~2，则处理200L浓度为的废水需要焦亚硫酸钠的物质的量为0.003mol，质量为0.003mol×190g/mol=0.57g
故答案为：0.57。
【分析】（1）根据化合物中化合价代数和为0计算；
（2）氨气极易溶于水，应先通氨气使溶液呈碱性，增大二氧化碳的溶解度；
（3）根据反应流程分析；
（4） 二氧化硫能使品红溶液褪色；
（5）溶液A中的阳离子为钠离子、氢离子和铵根离子；
（6）根据题干信息书写相关方程式；
（7） 处理含有的酸性废水时，发生反应：3S2O+2+10H+=6SO+4Cr3++5H2O。
20．（2023高三上·潮阳期中）铟是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从高铟烟灰渣(主要含、、、)中提取铟的工艺流程如下：
已知：为强电解质；P2O4为磷酸二异辛酯。
回答下列问题：
（1）“硫酸化焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在。在其他条件一定时，“水浸”铟、铁的浸取率结果如下图所示，则浸取所采用的最佳实验条件 。
（2）“水浸”时，浸渣除了外，还含有 。
（3）“还原铁”时反应的离子方程式为 。
（4）有实验小组“萃取”过程中用酸作萃取剂，用H2A2表示，使In3+进入有机相，萃取过程In3+发生的反应方程式为：，平衡常数为。“萃取”时萃取率的高低受溶液的影响很大，已知与萃取率(E%)的关系符合如下公式：。当时，萃取率为，若将萃取率提升到95%，应调节溶液的pH= (已知，忽略萃取剂浓度的变化，结果保留三位有效数字)。
（5）已知In3+易水解，常温下pH为3时即可沉淀完全。“萃取除铁”时，用的P2O4作萃取剂时，发现当溶液后，铟萃取率随值的升高而下降，原因是 。
（6）“置换铟”时，发现溶液中残留溶解的也与Zn反应，会有少量的气体生成，该过程的离子方程式为 。
（7）整个工艺流程中，可循环利用的溶液是 。
【答案】（1）、
（2）、
（3）
（4）2.73
（5）当溶液后，溶液中的铟离子发生水解，形成难被萃取的粒子，导致铟萃取率下降
（6）
（7）萃余液
【知识点】pH的简单计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）由图可知，30℃、5min时铟、铁的萃取率开始达到最高值，之后几乎不变，所以浸取所采用的最佳实验条件是30℃、5min。
（2）由分析可知，“水浸”时，浸渣除了As2O3外，还含有SiO2、PbSO4。
（3）由分析可知，“还原铁”时反应的离子方程式为 。
（4）根据题干信息可知， 当时，萃取率为 ，即 ，则。 若将萃取率提升到95%， 则 ，即lg19，lg19=lg=lg=-6.9-3lgc(H+)=-6.9+3pH=1.28，所以pH≈2.73。
（5）当溶液pH＞1.5后，溶液中的铟离子发生水解，形成难被P2O4萃取的粒子，导致铟萃取率下降
（6）根据题干信息，该反应为氧化还原反应，酸性条件下，As2O3和Zn发生氧化还原反应生成AsH3和Zn2+，根据原子和电子守恒和守恒配平，可得离子方程式为： 。
（7）根据流程图可知，可循环利用的溶液是萃余液。
【分析】根据题干信息和流程图，灰渣中加入硫酸溶液，SiO2与硫酸不反应，PbO、In2O3与硫酸反应分别生成PbSO4、In2(SO4)3，FeAsO4·2H2O与硫酸反应生成Fe2(SO4)3和As2O3，其中SiO2、PbSO4、As2O3难溶于水，为浸渣的主要成分；向浸液中加入的Na2S2O3与Fe2(SO4)3反应生成FeS4O6；加入P2O4萃取得到无机相（含FeS4O6的水溶液）和有机相（含In3+）；向有机相中加入硫酸溶液反萃取可得到含In3+的水溶液；加入的Zn与In3+发生置换反应得到In和Zn2+，经过滤可得到In。
21．（2023高三上·福州期中）电池级碳酸锂是制造LiCoO2等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程如图：
已知：①HR为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe3+，萃取时发生反应可表示为：Fe3++3HRFeR3+3H+；
②常温时，1mol·L-1LiOH溶液的pH=14。
回答下列问题：
（1）“有机层”的主要成分为 (填化学式，下同)；“滤渣1”中含有的物质为 ；使用HR萃取剂时，需加入一定量的NaOH进行处理，其目的是 。
（2）某种HR的结构简式为，该分子中可能与Fe3+形成配位键的原子有 。
（3）加适量草酸的目的 。
（4）“混合沉锂”的离子方程式为 。
（5）Li2CO3与Co3O4在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO2)。写出对应的化学方程式 。
（6）钴酸锂(LiCoO2)是常见的锂离子电池正极材料，其晶胞结构示意图如下图所示，各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。
①基态Co原子核外电子排布式为 。
②该晶胞密度为 g·cm-3。(写出计算式，阿伏加德罗常数为NA)
【答案】（1）FeR3和HR；Li2CO3、MgCO3；消耗萃取反应时生成的H+，促进萃取反应的正向进行，提高萃取率
（2）O、N
（3）使钙离子生成草酸钙，便于除掉
（4）2Li+++OH-=H2O+Li2CO3↓
（5）6Li2CO3+4Co3O4+O212LiCoO2+6CO2
（6）[Ar]3d74s2；
【知识点】配合物的成键情况；晶胞的计算；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）根据Fe3＋＋3HR FeR3＋3H＋平衡可知，有机层中主要是FeR3和HR，根据流程可知沉淀主要是Li2CO3和MgCO3。加入NaOH后H＋与OH－反应，从而使平衡正向移动。
故答案为：FeR3、HR；Li2CO3、MgCO3；萃取反应时生成H＋，促使萃取反应正向移动，提高萃取率。
（2）氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4，含有2个未成对电子；氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，含有3个未成对电子。因此氧原子、氮原子都可形成配位键。
故答案为：O、N。
（3）加入H2C2O4后，溶液中的Ca2＋与H2C2O4反应生成CaC2O4沉淀，因此加入H2C2O4的目的是沉淀多余的Ca2＋。
故答案为：使Ca2＋生成CaC2O4，便于除去。
（4）从流程可知LiHCO3和LiOH反应生成Li2CO3，该反应的离子方程式为：2Li＋＋HCO3－＋OH－=Li2CO3↓＋H2O。
故答案为：2Li＋＋HCO3－＋OH－=Li2CO3↓＋H2O。
（5）Co3O4中Co元素的化合价为＋2、＋3价，反应过程中Co元素由+2价变为+3价，发生氧化反应，因此有O2参与反应。反应生成LiCoO2的同时生成CO2，该反应的化学方程式为：6Li2CO3＋4Co3O4＋O2=12LiCoO2＋6CO2。
故答案为：6Li2CO3＋4Co3O4＋O2=12LiCoO2＋6CO2。
（6）①Co的原子序数为27，其核外电子排布式为[Ar]3d74s2。
故答案为：[Ar]3d74s2
②该晶胞中Li＋位于顶点和内部，因此晶胞中Li＋的个数为；Co3+位于晶胞的棱上和内部，因此晶胞中Co3+的个数为；O2-位于晶胞的棱上和内部，因此晶胞中O2-的个数为。所以该晶胞的密度。
【分析】（1）根据Fe3＋＋3HR FeR3＋3H＋平衡可知，有机层中主要是FeR3和HR，根据流程可知沉淀主要是Li2CO3和MgCO3。
（2）从结构可知氧原子、氮原子含有孤电子对，可形成配位键。
（3）加入H2C2O4的目的是沉淀多余的Ca2＋。
（4）LiHCO3和LiOH可反应生成Li2CO3。
（5）Co元素由+2价变为+3价的过程中发生氧化反应。
（6）根据“均摊法”确定晶胞的化学式；结合公式计算晶胞密度。
22．（2023高三上·南关月考）某锂离子二次电池的正极材料主要为，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通过如下流程利用废旧锂离子电池制备草酸钴晶体：
已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全的pH见下表：
离子
pH 9.3 3.2 9.0 4.7 10.1 8.9
回答下列问题：
（1）“酸浸还原”步骤，发生的反应中氧化产物为硫酸盐，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（2）“滤渣”成分是 。“水解净化”时，温度不宜超过70℃，原因是 。
（3）“氧化沉铁锰”中，反应生成的离子方程式为 。
（4）利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离。研究水相pH对金属离子分离的影响，所得结果如下图所示，其中分离因素越大，表明萃取剂对不同离子分离效果越好。
图1 水相pH对萃取率的影响 图2 水相pH对分离因素的影响
由图可知，萃取时的最佳水相pH为____（填字母）。
A．2.5 B．3.0 C．3.5 D．4.0
（5）“沉钴”适宜温度为50℃，温度过高会使沉淀率下降，可能的原因是 。
（6）采用热重分析法测定草酸钴晶体样品所含结晶水数目，将样品加热到140℃时失掉1个结晶水，失重9.84%。中 。
【答案】（1）8：1
（2）；避免受热分解
（3）
（4）C
（5）温度过高，的溶解度增大
（6）2
【知识点】常用仪器及其使用；制备实验方案的设计；离子方程式的书写；复杂化学式的确定；物质的量的相关计算
【解析】【解答】（1）“酸浸还原”步骤，与Na2S2O3发生的反应中氧化产物为硫酸盐，8+Na2S2O32SO42-+8Co2+，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 8：1；
（2）加入碳酸氢铵后铝离子水解得到氢氧化铝沉淀，温度不宜过高主要是避免碳酸氢铵受热分解；
（3）氧化沉铁锰”中，锰离子被次氯酸根离子氧化得到二氧化锰和氯离子反应方程式为： ；
（4）根据pH图即可判断，当pH=3.5时，其分离因素最大；
（5）“沉钴”适宜温度为50℃，温度过高会使沉淀率下降，温度升高其溶解度增大；
（6）失去 1个结晶水，失重9.84%。 即可计算出摩尔质量为183g/mol，59+12x2+64+xx18=183，x=2；
【分析】（1）根据反应物和生成物即可写出方程式；
（2）考虑碳酸氢铵受热分解；
（3）根据反应物和生成物判断；
（4）结合pH图判断；
（5）根据温度过高，导致溶解度增大，沉淀率下降；
（6）根据失重计算出摩尔质量即可计算出x。
23．（2024高三上·长沙月考）烟道灰中含有等，分离回收其中的金属资源可有效缓解矿藏资源不足的问题。分离回收时的流程如下：
已知：
①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示．
金属离子
开始沉淀的 7.0 1.9 8.1
完全沉淀的 9.0 3.2 10.1
②的化学性质与相似。常温下，水溶液中不同形式含锌微粒物质的量浓度的对数与的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）基态原子、原子核外未成对电子数之比为 ．
（2）试剂X可能为____．
A．溶液 B．氨水 C．溶液 D．稀
（3）步骤的目的是 ；
（4）步骤后应调节的范围为 ；不同，含微粒在体系中的存在形式不同，依据图数据，求该温度下的为 ．
（5）在空气中易被氧化为，反应的化学方程式为 ．
（6）某实验室设计了如图b所示装置，通过通入来制备。双极膜是阴、阳复合膜，层间的解离成和并可分别通过阴、阳膜定向移动。
石墨电极反应式为 ．
【答案】（1）
（2）A
（3）将全部氧化成
（4）；
（5）
（6）
【知识点】原子核外电子排布；电极反应和电池反应方程式；盐类水解的应用；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，其原子核外未成对电子数为4。基态Mn原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s2，其原子核外未成对电子数为5。所以二者原子核外未成对电子数之比为4：5，故答案为：4：5。
（2）由分析可知，X为NaOH溶液，A符合题意，故答案为：A。
（3）滤液2中含有Fe2＋，由于Fe2＋完全沉淀的pH值为9.0，而Mn2＋开始沉淀的pH值为8.1，若直接将Fe2＋形成Fe(OH)2沉淀，则Mn2＋也会形成Mn(OH)2沉淀，导致Mn(OH)2产率降低。因此步骤M是将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，防止除铁过程中Mn2＋形成沉淀。故答案为：将Fe2＋全部氧化成Fe3＋。
（4）步骤M后调节溶液的pH，是为了将溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，但Mn2＋不能形成Mn(OH)2沉淀，因此所控制的pH值应为Fe3＋完全沉淀时的pH，但不能是Mn2＋开始沉淀的pH值。所以应调节的pH范围为3.2≤pH＜8.1。
由图可知，当pH=8.0时，溶液中c(Zn2＋)=10－5mol·L－1，所以Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2＋)×c2(OH－)=10－5×(10－6)2=10－17。
故答案为：3.2≤pH＜8.1；1.0×10－17。
（5）Mn(OH)2在空气中被O2氧化生成Mn3O4的同时，生成H2O，该反应的化学方程式为：6Mn(OH)2＋O2=2Mn3O4＋6H2O，故答案为：6Mn(OH)2＋O2=2Mn3O4＋6H2O。
（6）多孔铂电极一端通入NH3，NH3转化为N2H4，氮元素由－3价变为－2价，化合价升高，发生氧化反应。因此多孔铂电极为负极，H2O解离成的OH－移向铂电极，其电极反应式为：2NH3－2e－＋2OH－=N2H4＋2H2O。石墨电极为正极，ClO－发生得电子的还原反应，生成Cl－，其电极反应式为：ClO－＋2e－＋H2O=Cl－＋2OH－，故答案为：ClO－＋2e－＋H2O=Cl－＋2OH－。
【分析】烟道灰中加入试剂X进行“溶浸”，过滤后得到滤液1和滤渣1。滤渣1进行“酸浸”，所得溶液中加入Fe进行“置换”，过滤得到Cu、Fe，说明“酸浸”操作后所得溶液中含有Cu2＋，则滤渣1中含有CuO，因此“溶浸”操作中加入的试剂X不是酸溶液，由于ZnO能与NaOH溶液反应，因此试剂X为NaOH。“置换”操作后过滤得到的滤液2中含有Fe2＋，“步骤M”是将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再通过调节pH，使Fe(OH)3完全沉淀，“过滤”后所得的滤渣2为Fe(OH)3，滤液3中含有Mn2＋，通过调节pH，形成Mn(OH)2沉淀。
24．（2023高三上·东莞月考）是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。用粉与矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备的工艺如下图所示：
相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
（1）已知“滤渣1”含有S和，写出“溶浸”中生成S的化学方程式 。
（2）加入氧化的是哪种离子 ？
（3）“调pH”控制的pH为4.7~6.0之间，写出“滤渣2”的化学式 。
（4）“除杂1”的目的是加入除去和，分析该步骤不能通过调节pH除杂的原因 。
（5）写出“沉锰”的离子方程式 。
（6）在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，某小组称取一定质量的固体在空气中加热，测得固体质量的残留率随着温度的变化如图所示。
①写出从开始加热到A点过程中发生反应的化学方程式 。
②若D点对应的固体残留率为64.52%，写出D点残留固体的成分及物质的量之比 。
【答案】（1）
（2）
（3）、
（4）当调节使和完全沉淀时，也会被部分沉淀
（5）
（6）；
【知识点】氧化还原反应；制备实验方案的设计；离子方程式的书写；有关混合物反应的计算
【解析】【解答】（1）由分析可知，“溶浸”中生成S的化学方程式为MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O。
（2）由分析可知，加入MnO2氧化的是Fe2+。
（3）由分析可知，“滤渣2”是Al(OH)3、Fe(OH)3。
（4）“除杂1”的目的是加入Na2S除去Zn2+和Ni2+，由于调节使和完全沉淀时，也会被部分沉淀 ，所以该步骤不能通过调节pH除杂。
（5）由分析可知，“沉锰”的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
（6）假设开始m(MnCO3)=100g，则其中m(Mn)==47.83g，根据m=nM可知，n(Mn)=0.87mol。
①由图示信息可知，A点锰的氧化物质量为100g×75.65%-75.65g，根据反应前后原子的质量不变，则A点锰的氧化物中氧元素质量为75.65g-47.83g=27.82g，其物质的量为1.74mol，所以A点锰的氧化物中锰元素与氧元素的物质的量之比为0.87mol：1.74mol=1：2，则A点锰的氧化物为MnO2，所以从开始加热到A点过程中发生反应的化学方程式为 。
②由图示信息可知，B点氧化物质量为100g×66.38%-66.38g，则氧元素质量为66.38g-47.83g=18.55g，其物质的量为1.16mol，此时锰、氧元素的物质的量之比为0.87mol：1.16mol=3：4，所以B点锰的氧化物为Mn3O4，C点锰的氧化物质量为100g×61.74%-61.74g，则氧元素质量为61.74g-47.83g=13.91g，其物质的量为0.87mol，所以C点锰的氧化物中锰元素与氧元素的物质的量之比为0.87mol：0.87mol=1：1，
则C点锰的氧化物为MnO，由于D点介于B、C点之间，则D点锰的氧化物含有Mn3O4和MnO。若D点对应的固体残留率为64.52%，则此时锰的氧化物质量为100g×64.52%=64.52g，其中氧元素质量为64.52g-47.83g=16.69g，设D点锰的氧化物中Mn3O4和MnO的物质的量分别为x、y，则64x+16y=16.69，3x+y=0.87，通过计算可得x：y=1：2，即D点残留固体的成分及物质的量之比为。
【分析】根据题干信息和流程：“溶浸”时，得到的“滤渣1”为S、SiO2，则该过程发生主要反应为MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O，此时滤液中主要含有Mn2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+；“氧化”是加入的MnO2将Fe2+氧化为Fe3+；“调pH”控制pH为4.7~6.0之间，结合表格信息，可除去Fe3+、Al3+，所以“滤渣2”是Al(OH)3、Fe(OH)3；“除杂1”的目的是加入Na2S除去Zn2+和Ni2+，则“滤渣3”的主要成分是NiS和ZnS；“除杂2”是加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2+，则“滤渣4”为MgF2，所得滤液主要含有Mn2+；“沉锰”是加入的NH4HCO3与Mn2+反应生成MnCO3沉淀，其方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
25．（2023高三上·梅河口开学考）钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。工业制备钴常用硫钴矿石(主要成分常含钙、镁、铜、铁等化合物)，流程如下：
已知：①常温相关氢氧化物的值如下：
物质
②酸性条件下极难被氧化。
（1）基态钴原子价层电子排布式为 。
（2）已知钴与铁均为Ⅷ族元素，具有类似的化合价，中的化合价 。
（3）硫酸浸取焙砂的过程中，温度及硫酸的浓度对金属离子浸出的影响如图所示，考虑生产成本和效率，最佳的浸出温度为 ℃，最佳的硫酸浓度为 mol/L。
（4）向浸取液中加入发生的主要反应的离子方程式为 ，滤渣1的主要成分是 。
（5）电解精炼的过程中，粗钴与电源 极相连，用硫酸钴溶液作为电解质，控制阴极室为3～5之间，若值过低，在纯钴的电极表面产生气体，该气体可能是 。
A． B． C． D．
（6）若沉钴中得到二水合草酸钴()热分解质量变化过程如图所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物，请写出从反应B点到C点的化学方程式 。
【答案】（1）3d74s2
（2）+2、+3
（3）50℃；3mol/L
（4）+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；Fe(OH)3
（5）正；C
（6）
【知识点】电极反应和电池反应方程式；制备实验方案的设计；离子方程式的书写；电子式、化学式或化学符号及名称的综合；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1) 钴是27号，基态钴原子价电子排布式为 3d74s2 ；
(2)钴与【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题48 工艺流程
一、非选择题
1．（2024·吉林模拟）是一种重要的含锶化合物，广泛应用于许多领域。以天青石(主要成分为)为原料制备的一种工艺方法如下：
天青石主要元素质量分数如下：
元素
质量分数() 36.4 2.0 4.0 0.5 5.0
。
回答下列问题：
（1）天青石与碳粉在一定投料比下“煅烧”生成和碳氧化物，据矿样成分分析结果计算得出，生成、时失重率分别为、，实际热重分析显示失重率为32.6%，则“煅烧”中主要生成的碳氧化物为 (填“”或“”)。
（2）“煅烧”过程中还可能产生少量对环境有危害的气体，化学式为 和 。
（3）“水浸”后滤渣的主要成分除和C外，还有两种氧化物，化学式为 和 。
（4）“水浸”时需加热，与热水作用后的溶液呈碱性的主要原因为 (用化学方程式表示)
（5）“水浸”后的滤液中，“除杂”过程中(忽略溶液引起的体积变化)，为使不沉淀，应控制溶液中 ，每升滤液中篇加入溶液的体积 。
（6）“沉锶”过程中，可溶性发生反应的离子方程式为 。
2．（2024·江西模拟）锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用，锡精矿中主要有、S、、、等杂质元素。下图为锡的冶炼工艺流程。
已知：性质稳定，难溶于酸。
回答下列问题：
（1）锡的原子序数为50，其价层电子排布式为 ，在元素周期表中位于 区。
（2）烟尘中的主要杂质元素是 (填元素符号)。
（3）酸浸时，生成，该反应的离子方程式为 ，为了提高铅的浸出率，最宜添加 (填标号)。
A． B． C． D．
（4）还原时需加入过量的焦炭，写出该反应的化学方程式 。
（5）电解精炼时，以和少量作为电解液，电源的负极与 (填“粗锡”或“精锡”)相连；的作用是 、 。
（6）酸浸滤液中的可用沉淀，并通过与强碱反应获得，写出与熔融反应的化学方程式 。
3．（2024·河南模拟）钢渣是钢铁行业的固体废弃物，含有和等物质。一种以钢渣粉为原料固定并制备的工艺流程如图所示。
已知钢渣中元素质量分数为在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的如下表所示：
金属离子
开始沉淀的 1.9 7.2 3.5 12.4
沉淀完全的 2.9 8.2 5.1 13.8
回答下列问题：
（1）浸出1过程生成的“包裹”在钢渣表面形成固体膜，阻碍反应物向钢渣扩散。提高浸出率的措施有 (除粉碎外，举1例)。该浸出过程不使用稀硫酸代替稀盐酸的原因是 。
（2）为避免引入杂质离子，氧化剂应为 (举1例)。
（3）滤液的溶质可循环利用，试剂应为 。
（4）若的浸出率为，理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定 。
（5）富钒渣焙烧可生成钒钙盐，不同钒钙盐的溶解率随变化如图所示。已知浸出2的pH约为2.5，则应控制焙烧条件使该钒钙盐为 。该培烧反应的化学方程式是 。
（6）微细碳酸钙广泛应用于医药、食品等领域，某种碳酸钙晶胞如图所示。已知，该晶体密度为 (列出计算式，阿伏加德罗常数的值为)。
4．（2024·安徽模拟）钼()及其化合物广泛地应用于医疗卫生、国防等领域。某镍钼矿中的镍和钼以和形式存在，从镍钼矿中分离钼，并得到的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）位于元素周期表第 周期第 族。中钼元素的化合价为 。
（2）“焙烧”中生成的化学方程式为 。
（3）用量对钼浸出率和浸取液中浓度的影响如图1所示，分析实际生产中选择用量为理论用量1.2倍的原因： 。
（4）的溶解度曲线如图2所示，为充分分离，工艺流程中的“操作”应为____(填标号)。
A．蒸发结晶 B．低温结晶 C．蒸馏 D．萃取
（5）为充分利用资源，“离子交换萃取”步骤产生的交换溶液应返回“ ”步骤。
（6）分解可得。高温下，用铝粉还原得到金属钼的化学方程式为 。
5．（2024·广西模拟）层状结构薄膜能用于制作电极材料。薄膜由辉钼矿(主要含及少量FeO、)制得后再与S经气相反应并沉积得到，其流程如下。
回答下列问题：
（1）“焙烧”产生的用溶液吸收生成的离子方程式为 。
（2）“焙烧”后的固体用氨水“浸取”得到重钼酸铵溶液，为提高“浸取”速率，可采用的措施是 (举一例)。
（3）“灼烧”过程中需回收利用的气体是 (填化学式)。
（4）在650℃下“气相沉积”生成的反应需在特定气流中进行，选用Ar而不选用形成该气流的原因是 。
（5）层状晶体与石墨晶体结构类似，层状的晶体类型为 。将嵌入层状充电后得到的可作电池负极，该负极放电时的电极反应式为 。结合原子结构分析，能嵌入层间可能的原因是 。
6．（2024高三上·罗湖期末）以软锰矿与黄铁矿为主要原料制备高品质的工艺流程：
已知：①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为、，还均含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物；
②该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH：
金属离子
开始沉淀的pH 6.9 1.9 6.6 9.1 3.4
沉淀完全（）的pH 8.3 3.2 10.1 10.9 4.7
回答下列问题：
（1）基态的价层电子排布图为 。
（2）“酸浸”过程中，为提高反应速率可以采取的措施有 （写一条）。
（3）“酸浸”加入后，主要反应的离子方程式：
滤渣1的主要成分为S、 ，加入后迅速产生大量气泡，可减少滤渣1在矿粉表面的附着，有利于酸浸。分析迅速产生气泡的原因： 。
（4）“调pH”操作中需调节溶液pH范围为4.7～6.0，此时滤渣2的主要成分为 （填化学式）。
（5）“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为 。
（6）利用惰性电极电解体系获得的机理如左图所示，硫酸浓度与电流效率η的关系如右图所示。硫酸浓度超过时，电流效率η降低的原因是 。（）
7．（2024高三上·龙岗期末）某钴土矿主要含有镍、钴、铁、铝、钙、硅等元素的氧化物，一种综合回收利用钴土矿的部分流程如下：
已知：①25℃时，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下：
金属离子
开始沉淀的 6.3 1.8 3.4 6.9 7.1
沉淀完全的 8.3 3.2 4.7 8.9 9.1
②氧化前后，溶液中、元素的化合价均为+2价。
（1）“酸浸”时，滤渣的主要成分为 （填化学式）。
（2）“除铁、铝”时，应控制溶液范围为 ，使用溶液可将滤渣2中铁、铝元素分离，涉及化学方程式为 。
（3）“沉钴”时，滤渣3的成分为亚硝酸钴钾，同时有无色气体（遇空气变为红棕色）生成，写出“沉钴”步骤的离子方程式 。
（4）亚硝酸钴钾的中心离子的配位数为 ，配体中配位原子的杂化方式为 。
（5）的一种氧化物是重要的化工原料。晶体为尖晶石结构，其晶胞结构如下图所示。已知晶胞边长为，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体中与的个数比为 ，晶体的密度为 （列出计算式）。
8．（2024高三上·辽源期末）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图。回答下列问题：
相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
（1）为了加快溶浸效果，可采取的措施有 （任写一条）；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式 。
（2）“氧化”中添加适量的的作用是将氧化为，写出该反应的离子方程式 。
（3）滤渣2除了含有还含有 。
（4）“除杂1”的目的是除去和，“滤渣3”的主要成分是 。
（5）写出“沉锰”的离子方程 。
（6）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当时， 。
9．（2023高三上·晋城期中）氧化铈（CeO2）是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿（含CeFCO3、BaO、SiO2等）为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：
已知：①稀土离子易与SO42-形成复盐沉淀，Ce3+和SO42-发生反应：；
②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为（SCN2H3）2；
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀；
④Ce2（CO3)3为白色粉末，难溶于水。
回答下列问题：
（1）滤渣A的主要成分是 （填写化学式）。
（2）在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。
（3）焙烧后加入稀硫酸浸出，为提高Ce的浸出率，需控制硫酸浓度不能太大的原因是 。
（4）加入硫脲的目的是将CeF22+还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。
（5）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。
（6）下列关于步骤④的说法正确的是____（填字母）。
A．该步骤发生的反应是
B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度
C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+，需要将滤液循环以提高产率
（7）取所得产品7.00gCeO2溶解后配成250mL溶液。取25.00mL该溶液用0.20mol.L-1硫酸亚铁铵【（NH4）2Fe（SO4）2】溶液滴定，滴定时发生反应，达到滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液18.50mL，则该产品的纯度为 。（保留三位有效数字）。
10．（2023高三上·漳州期中）一种“氢氧化锶-氯化镁法”制备“牙膏用氯化锶（SrCl2·6H2O）”的工艺流程如下：
（1）锶与钙元素同主族。金属锶应保存在 中（填“水”、“乙醇”或“煤油”）。
（2）天青石(主要成分SrSO4)经过多步反应后可制得工业碳酸锶。其中第一步是与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶，该过程的化学方程式为 。
（3）工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质。“滤渣”的主要成分是 。
（4）“重结晶”时蒸馏水用量（以质量比mH2O：mSrO表示）对Sr(OH)2·8H2O纯度及产率的影响如下表。最合适的质量比为 ，当质量比大于该比值时，Sr(OH)2·8H2O产率减小，其原因是 。
质量mH2O：mSrO 4：1 5：1 6：1 7：1 8：1 9：1 10：1
Sr(OH)2·8H2O纯度% 98.64 98.68 98.65 98.64 98.63 98.63 98.65
Sr(OH)2·8H2O产率% 17.91 53.36 63.50 72.66 92.17 89.65 88.93
（5）水氯镁石是盐湖提钾后的副产品，其中SO42-含量约为1%，“净化”过程中常使用SrCl2除杂，写出该过程的离子方程式 。
（6）将精制氢氧化锶完全溶于水，与氯化镁溶液在90℃时反应一段时间，下列判断MgCl2是否反应完全的最简易可行的方法是____（填标号）。
A．反应器中沉淀量不再增加
B．测定不同时间反应液pH
C．测定Sr2+浓度变化
D．向反应器中滴加AgNO3溶液观察是否有沉淀
（7）若需进一步获得无水氯化锶，必须对SrCl2·6H2O(M=267g·mol-1)进行脱水。脱水过程采用烘干法在170℃下预脱水，失重达33.7%，此时获得的产物化学式为 。
11．（2023高三上·广州月考）以某工业废锰渣(含MnO2及少量KOH、MgO、Fe2O3)为原料制备MnSO4晶体，其工艺流程如下：
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀(c≤10-5mol/L)的pH如表所示：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+ Mg2+
开始沉淀pH 2.10 7.45 9.27 9.60
完全沉淀pH 3.20 8.95 10.87 11.13
（1）“反应I”中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+。滤渣1的主要成分除FeS2外，还有一种相对分子质量为192的单质，该物质的化学式为 。
（2）“反应I”的离子方程式为 。
（3）“某碳酸盐”的化学式 ，加热的目的是 。
（4）为检验MnSO4受热分解是否生成SO2或SO3，某同学设计探究实验装置如图所示：
①装置B、C、D中的溶液依次为 （填字母）。
a．Ba(NO3)2b．BaCl2c．品红 d．浓硫酸e．Ca(OH)2 f．NaOH
②实验结束时，为防止倒吸，正确的操作方法是 。
（5）测定产品纯度。取制得的MnSO4晶体0.1510g，溶于适量水中，加硫酸酸化；用过量NaBiO3（难溶于水）将Mn2+完全氧化为，过滤；洗涤未溶解固体2-3次，向滤液中加入Na2C2O4固体0.5360 g，振荡，充分溶解并反应后，用0.0320 mol·L-1KMnO4溶液滴定(被还原为Mn2+)，用去20.00 mL。已知：Mr(Na2C2O4)=134，Mr(MnSO4)=151。
①计算产品中MnSO4的质量分数 （保留两位有效数字）。
②为提高测定的精度，应补充的实验操作 。
12．（2024高三上·湛江月考）钕铁硼废料是一种具有较高经济价值的废弃物，主要成分为稀土元素钕（Nd）、Fe、B.一种采用分步沉淀从钕铁硼油泥中回收和的工艺流程如图：
已知：①200℃下氧化焙烧，钕铁硼废料中钕和铁主要以和的形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应.
②易与形成多种配合物离子，易与形成沉淀.
回答下列问题：
（1）“预处理”是洗去钕铁硼表面的油污，可选择 （填化学式）溶液.
（2）“滤渣1”的主要成分是 （填名称）.“浸出”时，盐酸浓度和固液比对钕、铁的浸出率影响如图所示，则浸出过程的最佳条件是 .
（3）写出“沉钕”时生成沉淀的离子方程式： .
（4）“沉铁”时，加入铁粉的作用是 .
（5）晶体结构片段如图所示.其中，的配位数为 ；碳原子采用 杂化.现测定草酸亚铁晶体纯度.准确称取样品于锥形瓶，加入适量的稀硫酸，用溶液滴定至终点，消耗溶液.滴定反应：（未配平）.该样品纯度为 %.
13．（2023高三上·东莞月考）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
（1）高温连续氧化工序中被氧化的元素是 (填元素符号)，Cr元素在元素周期表中的位置 ，
（2）滤渣I的主要成分是 (填化学式)。
（3）工序③中发生反应的离子方程式为 。
（4）物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为 。钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 (填“吸收光谱” 或“发射光谱”)。
（5）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为 。(通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol L-1为沉淀完全；Al(OH)3+OH- Al(OH)：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[Al(OH)3]=10-33)
（6）基态Al原子的核外电子排布式为 。Fe的晶胞结构如图所示，已知NA表示阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数为a nm，则Fe晶胞的密度为 g cm-3(用含NA和a的代数式表示)。
14．（2023高三上·顺德月考）金属铼广泛用于航空航天等领域．工业上用富铼渣（铼元素主要以形式存在，砷主要以形式存在）制取铼粉．工艺流程如下：
已知：常温下；为第四周期第ⅤA族元素；高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水．
回答下列问题：
（1）的简化电子排布式为 ．
（2）“氧化”时铼转化为强酸高铼酸．“滤渣1”的主要成分是硫单质．写出“氧化”时发生反应的离子方程式： ．
（3）综合考虑，富铼渣“氧化”中浸出温度选择为宜，原因是 ．
（4）常温下，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的，则溶液中 （填“>”“<”或“=”）．
（5）“析晶”得到的主要产品是．提纯粗高铼酸铵固体的方法是 ，图1是的X射线衍射图谱，则属于 （填“晶体”或“非晶体”）．
图1：高铼酸铵谱 图2
（6）“热解”产生可再生循环利用的物质是 ．
（7）已知的立方晶胞如图2，则在晶胞中的位置为 ；晶体中一个周围与其最近的O的个数为 ．
15．（2023高三上·石家庄期中）碱式氧化镍(NiOOH)为镍氢电池的正极材料。用含镍废渣（主要成分为NiO、Fe3O4。还含有少量的CuO、Cr2O3、SiO2等杂质）为主要原料制取NiOOH的工艺流程如图1所示。
已知：①部分金属硫化物的Ksp (25℃)为Ksp(FeS)=6.3×10-18、Ksp(CuS)=6.3×10-36。
②当溶液pH>12时，Cr(OH)3会转化为CrO2-。
回答下列问题：
（1）Fe、Ni元素在周期表位于 区。与Cr原子具有相同最外层电子排布的基态原子还有 。
（2）“酸浸”后所得废渣的主要成分为 （填“化学式”）；除铜步骤的离子方程式为 。
（3）“氧化”时，若用稀硝酸代替过氧化氢氧化Fe2+，从环保角度分析其 （填“是合理的”或“是不合理的”），理由是 。
（4）黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6，其属于 （填“正盐”“酸式盐”或“碱式盐”）。“沉铁”时，加入Na2CO3溶液的目的是 。
（5）“沉镍”时，加入NaOH溶液调节pH至13，滤液中的Cr2(SO4)3转化为NaCrO2，写出该反应的离子方程式 。
（6）“灼烧”反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
16．（2023高三上·成都期中）赤泥含有Sc2O3(氧化钪)、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，以赤泥为原料提取钪(Sc)、氧化钪(Sc2O3)的流程如下：
已知：①P2O4为磷酸酯萃取剂；②Sc3+易水解；③Ksp[Sc(OH)3]=8.00×10-31。
请回答下列问题：
（1）滤渣主要成分是 (填化学式)。
（2）“酸浸”时温度过高，酸浸速率反而减慢，其原因是 。
（3）“回流过滤”中SOCl2作用有将Sc(OH)3转化成ScCl3、作溶剂和 。
（4）“热还原”的化学方程式为 。
（5）利用ScCl3制备Sc2O3的方法是ScCl3溶于水，加入草酸产生草酸钪沉淀，过滤洗涤灼烧(空气中)草酸钪得到Sc2O3。灼烧草酸钪的副产物主要是 。(填化学式)。
（6）P2O4萃取浸出液，其浓度、料液温度对萃取率的影响如下所示，萃取时P2O4最佳浓度及料液温度分别为 ， 。若“洗涤”操作于实验室中进行，所需玻璃仪器有 。
试验编号 P2O4浓度/% 分相情况 钪萃取率/% 铁萃取率/%
1-1 1 分相快 90.76 15.82
1-2 2 分相容易 91.53 19.23
1-3 3 分相容易 92.98 13.56
1-4 4 有第三相 90.69 30.12
1-5 5 轻微乳化 91.74 39.79
（7）已知：c(Sc3＋)≤1.0×10-5mol·L-1时表明完全沉淀，萃取剂混合液的pH为6时是否完全沉淀？ (填“已完全沉淀”或“未完全沉淀”)，通过计算作出判断： 。
17．（2023高三上·赣州期中）硫化镉（CdS）是一种新型半导体材料，一种以镉铜渣（主要成分是Cd、Cu，还含少量Fe等）为原料合成CdS的路线（部分条件和产物省略）如下：
回答下列问题：
（1）提高“浸取”速率时宜采取的措施主要有____（填标号）。
A．粉碎镉铜渣 B．增大压强
C．适当降温 D．适当增大硫酸浓度
（2）“浸渣1”的主要成分是 （填化学式）。
（3）“除铁”中加入的作用是 。
（4）对“滤液”进行蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥，得到。
（5）“提纯镉”时加入NaOH溶液除锌反应的离子方程式为 。
（6）制备硫化镉时，在氩气氛围中进行，这样操作的目的是 。
（7）CdS晶胞的结构如图所示。其晶胞参数为anm，以晶胞参数建立坐标系，1号原子的坐标为，3号原子的坐标为，设为阿伏加德罗常数的值。
①硫离子的配位数为 。
②2号原子的坐标为 。
③该晶体的密度为 。
18．（2023高三上·衡南期中）稀土元素是国家战略资源，目前我国稀土提炼技术处于世界领先地位。某课题组以废显示屏玻璃碴（含较多的、、、及少量其他可溶于酸的物质）为原料，设计如图流程回收稀土元素铈，实现资源再利用。
已知：不溶于稀硫酸，也不溶于溶液。
回答下列问题：
（1）为提高“酸溶”的速率，可采取的措施是 （填一种）；可用于检验“滤液1”中含有的，中铁元素的化合价为价 价。
（2）获得晶体的“一系列操作”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干，则晶体的溶解度随温度的变化关系为 。
（3）“滤渣2”中主要成分的化学式为 ；“反应3”的离子方程式为 ，其中的作用与“反应1”中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
（4）“反应4”的离子方程式为 。
（5）可用作净水剂，其净水原理是 （用离子方程式表示）。等物质的量浓度的下列三种溶液中，浓度由小到大的顺序是 （用标号表示）。
①溶液 ②溶液 ③溶液
（6）取上述流程中得到的产品，加稀硫酸溶解后，用标准溶液滴定至终点时（铈被还原为），消耗标准溶液的体积为，则测得该产品中Ce元素的质量分数约为 （保留三位有效数字）。
19．（2023高三上·兴义期中）焦亚硫酸钠（）是工业上常用的抗氧化剂。一种湿法制备的生产工艺如下：
回答下列问题：
（1）中硫元素的化合价为 。
（2）反应Ⅰ中通入和的顺序为 。
（3）关于上述流程，下列说法正确的是（ ）（填字母）。
A．该流程中，可以循环使用
B．反应Ⅱ为分解反应
C．反应Ⅲ证明硫的非金属性比碳的强
D．氨气溶于水使溶液呈碱性的原因是存在反应
（4）工业上添加作抗氧化剂时会放出一种有刺激性气味的气体。实验室检验该气体的常用试剂是 。
（5）溶液A中阳离子有、和X离子．检验X离子的操作和现象是 。
（6）获得需要经过多步反应，其中包括反应Ⅲ制备溶液，然后加入溶液调pH转化为溶液，再通入生成，当溶液中含量达到过饱和浓度时，析出晶体，反应方程式为。
①反应Ⅲ的化学方程式为 。
②加入转化为的离子方程式为 。
（7）工业上可用焦亚硫酸钠（）处理含有的酸性废水，使其转化为毒性较低的，理论上处理200L浓度为的废水需要焦亚硫酸钠 g。
20．（2023高三上·潮阳期中）铟是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从高铟烟灰渣(主要含、、、)中提取铟的工艺流程如下：
已知：为强电解质；P2O4为磷酸二异辛酯。
回答下列问题：
（1）“硫酸化焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在。在其他条件一定时，“水浸”铟、铁的浸取率结果如下图所示，则浸取所采用的最佳实验条件 。
（2）“水浸”时，浸渣除了外，还含有 。
（3）“还原铁”时反应的离子方程式为 。
（4）有实验小组“萃取”过程中用酸作萃取剂，用H2A2表示，使In3+进入有机相，萃取过程In3+发生的反应方程式为：，平衡常数为。“萃取”时萃取率的高低受溶液的影响很大，已知与萃取率(E%)的关系符合如下公式：。当时，萃取率为，若将萃取率提升到95%，应调节溶液的pH= (已知，忽略萃取剂浓度的变化，结果保留三位有效数字)。
（5）已知In3+易水解，常温下pH为3时即可沉淀完全。“萃取除铁”时，用的P2O4作萃取剂时，发现当溶液后，铟萃取率随值的升高而下降，原因是 。
（6）“置换铟”时，发现溶液中残留溶解的也与Zn反应，会有少量的气体生成，该过程的离子方程式为 。
（7）整个工艺流程中，可循环利用的溶液是 。
21．（2023高三上·福州期中）电池级碳酸锂是制造LiCoO2等锂离子电池必不可少的原材料。享誉“亚洲锂都”的宜春拥有亚洲储量最大的锂云母矿，以锂云母浸出液(含Li+、Fe3+、Mg2+、SO等)为原料制取电池级Li2CO3的工艺流程如图：
已知：①HR为有机萃取剂，难溶于水，可萃取Fe3+，萃取时发生反应可表示为：Fe3++3HRFeR3+3H+；
②常温时，1mol·L-1LiOH溶液的pH=14。
回答下列问题：
（1）“有机层”的主要成分为 (填化学式，下同)；“滤渣1”中含有的物质为 ；使用HR萃取剂时，需加入一定量的NaOH进行处理，其目的是 。
（2）某种HR的结构简式为，该分子中可能与Fe3+形成配位键的原子有 。
（3）加适量草酸的目的 。
（4）“混合沉锂”的离子方程式为 。
（5）Li2CO3与Co3O4在空气中加热可以制备重要的电极材料钴酸锂(LiCoO2)。写出对应的化学方程式 。
（6）钴酸锂(LiCoO2)是常见的锂离子电池正极材料，其晶胞结构示意图如下图所示，各离子位于晶胞的顶点、棱和体内。
①基态Co原子核外电子排布式为 。
②该晶胞密度为 g·cm-3。(写出计算式，阿伏加德罗常数为NA)
22．（2023高三上·南关月考）某锂离子二次电池的正极材料主要为，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通过如下流程利用废旧锂离子电池制备草酸钴晶体：
已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全的pH见下表：
离子
pH 9.3 3.2 9.0 4.7 10.1 8.9
回答下列问题：
（1）“酸浸还原”步骤，发生的反应中氧化产物为硫酸盐，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（2）“滤渣”成分是 。“水解净化”时，温度不宜超过70℃，原因是 。
（3）“氧化沉铁锰”中，反应生成的离子方程式为 。
（4）利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离。研究水相pH对金属离子分离的影响，所得结果如下图所示，其中分离因素越大，表明萃取剂对不同离子分离效果越好。
图1 水相pH对萃取率的影响 图2 水相pH对分离因素的影响
由图可知，萃取时的最佳水相pH为____（填字母）。
A．2.5 B．3.0 C．3.5 D．4.0
（5）“沉钴”适宜温度为50℃，温度过高会使沉淀率下降，可能的原因是 。
（6）采用热重分析法测定草酸钴晶体样品所含结晶水数目，将样品加热到140℃时失掉1个结晶水，失重9.84%。中 。
23．（2024高三上·长沙月考）烟道灰中含有等，分离回收其中的金属资源可有效缓解矿藏资源不足的问题。分离回收时的流程如下：
已知：
①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示．
金属离子
开始沉淀的 7.0 1.9 8.1
完全沉淀的 9.0 3.2 10.1
②的化学性质与相似。常温下，水溶液中不同形式含锌微粒物质的量浓度的对数与的关系如图所示。
回答下列问题：
（1）基态原子、原子核外未成对电子数之比为 ．
（2）试剂X可能为____．
A．溶液 B．氨水 C．溶液 D．稀
（3）步骤的目的是 ；
（4）步骤后应调节的范围为 ；不同，含微粒在体系中的存在形式不同，依据图数据，求该温度下的为 ．
（5）在空气中易被氧化为，反应的化学方程式为 ．
（6）某实验室设计了如图b所示装置，通过通入来制备。双极膜是阴、阳复合膜，层间的解离成和并可分别通过阴、阳膜定向移动。
石墨电极反应式为 ．
24．（2023高三上·东莞月考）是制造电信器材软磁铁氧体，合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。用粉与矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备的工艺如下图所示：
相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
（1）已知“滤渣1”含有S和，写出“溶浸”中生成S的化学方程式 。
（2）加入氧化的是哪种离子 ？
（3）“调pH”控制的pH为4.7~6.0之间，写出“滤渣2”的化学式 。
（4）“除杂1”的目的是加入除去和，分析该步骤不能通过调节pH除杂的原因 。
（5）写出“沉锰”的离子方程式 。
（6）在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，某小组称取一定质量的固体在空气中加热，测得固体质量的残留率随着温度的变化如图所示。
①写出从开始加热到A点过程中发生反应的化学方程式 。
②若D点对应的固体残留率为64.52%，写出D点残留固体的成分及物质的量之比 。
25．（2023高三上·梅河口开学考）钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。工业制备钴常用硫钴矿石(主要成分常含钙、镁、铜、铁等化合物)，流程如下：
已知：①常温相关氢氧化物的值如下：
物质
②酸性条件下极难被氧化。
（1）基态钴原子价层电子排布式为 。
（2）已知钴与铁均为Ⅷ族元素，具有类似的化合价，中的化合价 。
（3）硫酸浸取焙砂的过程中，温度及硫酸的浓度对金属离子浸出的影响如图所示，考虑生产成本和效率，最佳的浸出温度为 ℃，最佳的硫酸浓度为 mol/L。
（4）向浸取液中加入发生的主要反应的离子方程式为 ，滤渣1的主要成分是 。
（5）电解精炼的过程中，粗钴与电源 极相连，用硫酸钴溶液作为电解质，控制阴极室为3～5之间，若值过低，在纯钴的电极表面产生气体，该气体可能是 。
A． B． C． D．
（6）若沉钴中得到二水合草酸钴()热分解质量变化过程如图所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物，请写出从反应B点到C点的化学方程式 。
26．（2023高三上·梅河口开学考）锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料，在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)吸收含硫烟气(主要成分SO2)制备锰酸锂，生产流程：
已知：①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表：
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2
开始沉淀 2.7 7.6 3.4 7.7
完全沉淀 3.7 9.6 4.7 9.8
（1）含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却，冷却的原因是 。
（2）滤液1中所含金属阳离子有 (填离子符号)。
（3）在实际生产中，Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4，反应过程：升温到515℃时，Li2CO3开始分解产生CO2和碱性氧化物A，写出A的名称 ，此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多，可能原因是 。
（4）由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案如下：边搅拌边向滤液1中加入 ，再加入NaOH溶液调节pH范围为 ，过滤得到滤液2和滤渣，向滤渣中加入NaOH溶液pH≥12，搅拌、过滤，再向所得滤液中通入过量的CO2过滤、洗涤、低温烘干得Al(OH)3。
（5）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺：
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中，阳极的电极反应式是 ，宜选用 (“阳”或“阴”)离子交换膜。
②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是 。
27．（2023·长春模拟）钕铁硼()磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。已知某钕铁硼废料中主要成分为等金属单质，还含有不溶于水和盐酸的硼、硅酸盐及硫化物。以下为一种利用钕铁硼废料制取和的工艺流程：
①钕的活动性较强，能与酸发生置换反应，其稳定的化合价为价；
②某些金属氢氧化物沉淀完全时的如下表所示：
沉淀
沉淀完全的 5.2 3.2 9.4 9.5 10.1 8.5
回答下列问题：
（1）钴()元素在元素周期表第 周期第 族。
（2）钕铁硼废料“浸出”前需“预处理”，先将其进行粉碎，再除去表面的矿物油污。除去矿物油污可以选择的试剂是____(填标号)。
A．苯 B．溶液 C．纯碱溶液 D．稀硫酸
（3）“沉钕”过程调，得到晶体，写出生成沉淀的离子方程式 。
（4）“沉钕”后的滤液中加入试剂1的作用是 ；若溶液中，根据表中数据计算，加入试剂2调节范围是6~ (忽略过程中溶液体积变化)。
（5）“萃取”时发生反应：，则试剂3为 ，设计萃取、反萃取的目的是 。
（6）某钴的一种氧化物也是一种磁性材料，其晶胞结构如图甲所示，俯视图如图乙所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图甲中原子A的坐标为，B为，则C原子的坐标为 。
②若阿伏加德罗常数的值为，则晶体密度为 (列出计算式)。
28．（2023·门头沟模拟）为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣)，科研人员研制了一种回收V2O5的新工艺，主要流程如下图。
已知：i.部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示：
物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶
ii.VO+ 2 OH- VO+H2O
回答下列问题：
（1）用水浸泡废钒催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，可以采取的措施为 ； (写两条)。
（2）滤液1和滤液2中含钒的主要物质成分相同。在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的化学方程式为 。
（3）生成VO的反应中消耗1mol KClO3时转移6mol电子，该反应的离子方程式为 。
（4）结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的作用为 。
（5）最后钒以NH4VO3的形式沉淀出来。以沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂中V的质量之比)表示该步反应钒的回收率。请解释下图温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是 ； (写两条)。
（6）测定产品中V2O5的纯度，称取a g产品，先用硫酸溶解，得到 (VO2)2SO4溶液，再加入b1 mL c1 mol·L 1 H2C2O4溶液(2VO＋H2C2O4＋2H＋= 2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O)，最后用c2 mol·L-1 KMnO4溶液滴定过量的H2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知MnO被还原为Mn2+，假设杂质不参与反应。则产品中V2O5(摩尔质量：182 g·mol 1)的质量分数是 (列出计算式)。
29．（2023·陈仓模拟）五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V2O3、FeO、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如图：
已知：25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：
难溶电解质 Cu(OH)2 Mn(OH)2 Al(OH)3
Ksp 2.2×10 20 4×10 14 1.9×10 33
（1）“焙烧”的目的是 。
（2）酸溶时加入H2O2的目的是 。
（3）常温下，若“调pH”为7，Cu2+是否能沉淀完全： (填“是”或“否”)(溶液中离子浓度小于10 5 mol L 1时，认为该离子沉淀完全)。
（4）“沉锰”需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为 。
（5）结晶所得的NH4VO3需进行水洗、干燥。证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为 。
（6）在煅烧NH4VO3生成的V2O5过程中，固体残留率=×100%随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中，A点失去的物质是 (填写化学式)。
（7）为测定该产品的纯度，兴趣小组同学准确称取V2O5产品2.000g，加入过量稀硫酸使其完全反应，生成(VO2)2SO4，并配成100mL溶液。取10.00mL溶液用0.1000 mol L 1的H2C2O4标准溶液滴定，滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2，VO黄色(被还原为VO2+蓝色)，该反应的离子方程式： ；该产品的纯度为 。
30．（2023·沧州模拟）一水合硫酸锰主要用于饲料添加剂和植物合成叶绿素的催化剂。一种以软锰矿(主要成分是，还有，等杂质)和废铁屑(主要成分是，还含有少量)为原料制备的工艺流程如下：
已知：时相关物质的如下表：
物质
回答下列问题：
（1）净化铁屑：为去除废铁屑表面的油污，可采用的方法为 。
（2）“浸出”时，锰的浸出率随摩尔比、反应温度的变化曲线如下图所示，则最佳的反应条件为 。
（3）“浸出”后所得混合溶液中部分离子浓度如下表所示：
离子
0.601 0.15 0.3 0.001 0.1
①、稀硫酸、发生总反应的离子方程式为 。
②反应过程中硫酸不能过量太多的原因是 。
（4）“氧化”时，过氧化氢的实际消耗量大于理论消耗量的原因是 。
（5）“除铁、铝”调节溶液的不小于 (保留1位小数；已知：离子浓度小于时，可认为该离子沉淀完全)。
（6）滤渣Ⅳ的主要成分是 (填化学式)。
（7）硫酸锰在不同温度下的溶解度和一定温度范围内析出晶体的组成如图所示，“除杂”所得滤液控制温度在之间蒸发结晶， (填操作名称)，得到。
答案解析部分
1．【答案】（1）CO2
（2）CO；SO2
（3）Al2O3；SiO2
（4）SrS+2H2OH2S+Sr(OH)2
（5）2×10-4；23.8
（6）Sr2++2OH-+CO2=SrCO3↓+H2O
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）生成CO2、CO时失重率分别为30.4%、38.6%，实际热重分析显示失重率为32.6%，说明碳氧化物为CO和CO2的混合物， 设生成的碳氧化物中CO2含量为x，则CO含量为1-x，则有0.304x+0.386（1-x）=0.326，解得x=73%，因此煅烧中主要生成的碳氧化物为CO2，故答案为：CO2；
（2）根据（1）可知，煅烧时产生CO，CO有毒，会危害环境，同时“煅烧”生成，SrS中的硫元素可能被氧气氧化为SO2，故答案为：CO；SO2；
（3）由分析可知，“水浸”后滤渣的主要成分除和C外，SiO2和Al2O3不溶于水，则滤渣中还含有 Al2O3 和SiO2，故答案为： Al2O3 ；SiO2；
（4）在热水中发生水解反应：，生成Sr(OH)2，使溶液呈碱性，故答案为： ；
（5）根据Ksp(SrSO4)=3.4×10-7可知，SrSO4开始沉淀时，硫酸根离子浓度为，为使Sr2+不沉淀，硫酸根离子浓度需小于5×10-7mol/L，则钡离子浓度需大于，为使Sr2+不沉淀，在1L溶液中总的钡离子物质的量减硫酸消耗的钡离子物质的量，还余下，硫酸根与钡离子满足1：1反应，则1L中硫酸的物质的量为，硫酸浓度为1mol/L，则体积为23.8mL，故答案为： 2×10-4 ；23.8；
（6）沉锶过程中，可溶性Sr(OH)2与二氧化碳反应生成碳酸锶沉淀和水，反应的离子方程式为，故答案为：。
【分析】 天青石(主要成分为) ，将天青石和碳粉混合煅烧，生成 和碳氧化物，同时天青石中的Ba转化为BaO，Ca转化为CaO，Al转化为Al2O3，Si转化为SiO2，水浸，BaO和CaO均溶于水，SiO2和Al2O3不溶，则滤渣中还含有 Al2O3 和SiO2，“水浸”时发生反应：，之后加入硫酸溶液除杂，得到的溶液中主要含有Sr(OH)2，加入CO2沉锶，Sr(OH)2与二氧化碳发生反应生成碳酸锶和水，得到 SrCO3产品。
2．【答案】（1）5s25p2；p
（2）S、、
（3）；D
（4）
（5）精锡；增强溶液的导电性；防止Sn2+的水解
（6）
【知识点】原子核外电子排布；氧化还原反应方程式的配平；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）锡的原子序数为50，位于第五周期第ⅣA族，则其价层电子排布式为5s25p2，在元素周期表中位于p区，故答案为：5s25p2；p；
（2）焙烧时、S、、、等元素转化为氧化物，加入稀盐酸后的滤液经过处理得到Fe和Pb，所以烟尘中的主要杂质元素是S、、，故答案为：S、、；
（3）酸浸时，生成，则反应的离子方程式为；浸出过程中添加Cl-能促进生成可溶性的被滤出，且其中NaCl最便宜，因此最宜添加NaCl，故答案为：；D；
（4）用过量的焦炭还原得到粗锡，同时生成CO，则反应的化学方程式为，故答案为：；
（5）电解精炼时，阴极Sn2+发生还原反应生成Sn，则电源负极与精锡相连；以和少量作为电解液，电离产生氢离子和硫酸根离子，可以增强溶液的导电性，Sn2+水解显酸性，硫酸还可以防止Sn2+水解，故答案为：精锡；增强溶液的导电性；防止Sn2+的水解；
（6）与强碱反应获得，反应过程中Pb的化合价降低，则一定有元素的化合价升高，S2-具有强还原性，则部分S元素的化合价升高，生成Na2SO3，部分S元素化合价不变，生成Na2S，则与熔融反应的化学方程式为：，故答案为：。
【分析】锡精矿中主要有、S、、、等杂质元素，通入空气焙烧，Fe转化为Fe2O3，S转化为SO2，As转化为As2O3，Sb转化为SbO2，Pb转化为PbO2，滤液经处理后得到Pb、Fe，最终的产物为精锡，则其余的元素在烟尘、烟气中，则烟尘中的主要杂质元素是 S、、 ；焙烧后，加入适量盐酸酸浸， 性质稳定，难溶于酸，其他氧化物均溶于盐酸，过滤分离出滤液，滤渣中主要为，用焦炭还原得到粗锡，粗锡电解得到精锡。
3．【答案】（1）适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌；稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散
（2）H2O2或氯水
（3）氨水
（4）297
（5）Ca2V2O7；V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2
（6）×1023
【知识点】晶胞的计算；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌等均可提高浸出率； 稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散 ，因此该浸出过程不能使用稀硫酸代替稀盐酸，故答案为：适当增大盐酸的浓度、适当升高温度、搅拌； 稀硫酸与2CaO SiO2反应形成微溶于水的CaSO4覆盖在钢渣表面，阻碍反应物向钢渣扩散 ；
（2）加入氧化剂A是为了将Fe2+氧化成Fe3+，滤液中含有的阴离子主要是氯离子，为避免引入杂质离子，氧化剂A应为H2O2或氯水，故答案为： H2O2或氯水 ；
（3）加入试剂B是为了沉铁和铝，即将Fe3+、Al3+转化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去，继续加入试剂B调pH，使溶液呈碱性，便于吸收二氧化碳“固碳“形成CaCO3，且滤液C的溶质可循环利用，则试剂B为氨水，故答案为：氨水；
（4）钢渣中Ca元素的质量分数为30%，若Ca的浸出率为90%，理论上1吨钢渣在“固碳”中可固定=297kg的CO2，故答案为：297；
（5）浸出2的pH约为2.5，此时Ca2V2O7的溶解率最大，故应控制焙烧条件使钒钙盐为Ca2V2O7；焙烧过程中，生成的钒钙盐为Ca2V2O7，V元素的化合价由+3价升高到+5价，则焙烧时，反应的化学方程式为V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2，故答案为： V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2 ；
（6）由图可知，该晶胞中，Ca2+的数目为4×+4×+2×+2×+4=6，的数目为4×+4×+4=6，一个晶胞中含有6个CaCO3，则晶胞的质量为g，晶胞的体积为=×(4.99×10-7cm)2×(17.3×10-7cm)= ×4.992×17.3×10-21cm3，该晶体密度为= ×1023 ，故答案为：×1023。
【分析】钢渣中含有和等物质，加入稀盐酸、NH4Cl浸出，在稀盐酸和混合溶液中不易被浸出，氧化铁转化为氯化铁，FeO转化为氯化亚铁，氧化铝转化为氯化铝，氧化钙转化为氯化钙，过滤，得到富钒渣，其主要成分为，滤液中含Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+，加入氧化剂A将Fe2+氧化成Fe3+，为了不引入杂质，氧化剂A为过氧化氢或者氯水，加入试剂B，将铁离子和铝离子转化为沉淀，再加入试剂B调pH，再通入CO2“固碳”得到微细CaCO3和滤液C，滤液C的溶质可循环利用，则试剂B应为氨水；富钒渣中通入空气和CaCO3焙烧，焙烧产物加入稀硫酸浸出，过滤分离出滤渣，滤液经系列操作得V2O5，V2O5还原得到V2O3。
4．【答案】（1）四；Ⅷ；+6
（2）
（3）若高于1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低
（4）B
（5）净化
（6）高温下，用铝粉还原得到金属钼和氧化铝，化学方程式为：
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）Ni为28号元素，位于元素周期表第四周期，第Ⅷ族； 中铵根离子为+1价，O为-2价，根据化合物中元素化合价代数和为0，可得Mo的化合价为+6价，故答案为：四；Ⅷ；+6；
（2） “焙烧”中MoS2与O2、Na2CO3反应生成Na2MoO4、CO2和Na2SO4，反应的化学方程式为，故答案为：；
（3）由图可知， 若Na2CO3用量高于理论用量1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低 ，因此Na2CO3理论用量1.2倍，故答案为：若高于1.2倍，会导致净化过程消耗过多的硫酸镁，若低于1.2倍，钼浸出率较低；
（4） Na2SO4溶解度受温度影响较大，且温度降低时，硫酸钠的溶解度较小，因此为充分分离，应采用低温结晶，故答案为：低温结晶；
（5） “离子交换萃取”步骤产生的交换溶液中含有Na2SO4，应返回“净化”步骤，故答案为：净化；
（6）高温下，用铝粉还原得到金属钼和氧化铝，反应的化学方程式为：，故答案为： 。
【分析】 镍钼矿中的镍和钼以和形式存在，镍钼矿加入碳酸钠，并通入空气焙烧，分离CO2，“焙烧”中生成， 则NiS生成NiO，MoS2转化为Na2MoO4，S元素转化为Na2SO4，加水浸取过滤出含NiO的滤渣，滤液中含有Na2CO3、Na2MoO4、Na2SO4，加入MgSO4，与碳酸根结合得到MgCO3沉淀，将滤液低温结晶得到Na2SO4，用阴离子交换树脂吸附、提取溶液中的钼，最终转化为(NH4)2MoO4。
5．【答案】（1）
（2）将固体粉碎
（3）NH3
（4）和S在加热条件下发生生成H2S
（5）混合晶体；；为Li失去一个电子形成，原子半径小
【知识点】电极反应和电池反应方程式；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）与溶液反应生成，反应的离子方程式为，故答案为：；
（2）增大反应物的接触面积可增大反应速率，因此可将固体粉碎，提高“浸取”速率，故答案为：将固体粉碎；
（3）为铵盐，“灼烧”过程产生NH3，氨气溶于水可得到氨水，在浸取步骤中循环利用，故答案为：NH3；
（4）和S在加热条件下发生生成H2S，所以用Ar而不选用，故答案为：和S在加热条件下发生生成H2S。
（5）石墨为混合晶体，层状晶体与石墨晶体结构类似，所以层状的晶体类型为混合晶体；将 嵌入层状充电后得到的可作电池负极，放电时负极发生氧化反应，则电极反应式为，为Li失去一个电子形成，电子排布式为1s2，原子半径小，能嵌入层间，故答案为：混合晶体；；为Li失去一个电子形成，原子半径小。
【分析】 辉钼矿(主要含及少量FeO、)焙烧，中S元素转化为SO2，加入氨水浸取，和FeO均不反应，过滤分离出滤渣，则滤渣的主要成分为和FeO，Mo元素进入浸取液，以的形式存在于溶液中，溶液结晶之后再进行灼烧得到，最后通入S进行气相沉积得到产品。
6．【答案】（1）
（2）将矿石粉碎；适当升高温度；适当提高酸的浓度；机械搅拌
（3），；或或等作催化剂，加快的分解
（4），
（5）
（6）从电极反应来看，浓度太大，不利于反应ⅲ正向进行，MnOOH直接与反应
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；除杂；制备实验方案的设计；离子方程式的书写；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）Fe为26号元素，铁原子失去两个电子形成 ，则基态 的价电子排布式为3d6，电子排布图为 ；
故答案为： ；
（2）将矿石粉碎、适当升高温度、适当提高酸的浓度、机械搅拌等措施均能提高反应速率；
故答案为：将矿石粉碎；适当升高温度；适当提高酸的浓度；机械搅拌；
（3）由分析可知，滤渣1的主要成分为S、 ， ； 、 、 能催化过氧化氢分解生成氧气；
故答案为： ， ； 或或等作催化剂，加快的分解 ；
（4） “调pH”时调节溶液pH范围为4.7～6.0，根据表中数据可知，pH=3.2时Fe3+沉淀完全，pH=4.7时Al3+沉淀完全，故“滤渣2”的主要成分为，；
故答案为：， ；
（5） “沉锰”步骤中溶液中主要含有Mn2+，Mn2+和碳酸氢根反应生成MnCO3， 反应的离子方程式为；
故答案为：；
（6）硫酸浓度高，与MnOOH反应，导致MnOOH被消耗，电流效率降低；
故答案为： 从电极反应来看，浓度太大，不利于反应ⅲ正向进行，MnOOH直接与反应 。
【分析】 软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为、，还均含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物，加入硫酸和过氧化氢进行酸浸，SiO2不反应，CaO与硫酸反应生成微溶的硫酸钙，同时还发生反应、 ， 则滤渣1为S、， ，加入氨水调节pH，将铁离子和铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝，则滤渣2为 ， ，滤液中主要含有Mg2+、Mn2+、Ca2+等金属离子，加入NH4F“除杂”，Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2形式沉淀，滤液中含有Mn2+金属离子 ，加入碳酸氢铵沉锰，发生反应 ，向碳酸锰中加入硫酸得到硫酸锰，电解硫酸锰得到二氧化锰。
7．【答案】（1）、
（2））4.7~6.9；
（3）
（4）6；
（5）1：2；
【知识点】晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，“酸浸”时，滤渣的主要成分：、；
故答案为： 、 ；
（2）“除铁、铝”时，要使铁离子和铝离子完全沉淀，而钴离子和镍离子不能沉淀，则应控制溶液范围为：4.7~6.9；氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，反应的方程式为 ；
故答案为：4.7~6.9； ；
（3）“沉钴”时，滤渣3的成分为亚硝酸钴钾，同时有无色气体(遇空气变为红棕色)生成，说明该气体为NO，则“沉钴”步骤的离子方程式： ；
故答案为： ；
（4）亚硝酸钴钾的中心离子为Co2+，连接6个，则其配位数为6；配体中配位原子阶层电子对数：，其杂化方式为杂化；
故答案为：6；；
（5）由图可知，位于晶胞顶点和体心，数目为，位于晶胞体心，数目为4，与的数目之比为1：2；晶胞质量为，体积为，则晶体密度为= ；
故答案为：1：2； 。
【分析】 钴土矿主要含有镍、钴、铁、铝、钙、硅等元素的氧化物 ，加入硫酸酸浸，SiO2不反应，CaO与硫酸反应生成硫酸钙，则滤渣1为 、 ，滤液中主要含有硫酸镍、硫酸钴、硫酸亚铁、硫酸铝，加入氯酸钠氧化，将硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加入碳酸钠溶液，将铁和铝转化为氢氧化铁和氢氧化铝除去，则滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝，再加入硫酸和亚硝酸钾饱和溶液沉钴， 滤渣3的成分为亚硝酸钴钾 ，亚硝酸钴钾经系列操作得到Co，滤液中主要含有硫酸镍，经系列操作得到硫酸镍晶体。
8．【答案】（1）将矿物碾碎；
（2）
（3）
（4）和
（5）
（6）
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）将将矿物碾碎，增大反应物的接触面积可加快溶浸效果；溶浸”中二氧化锰与硫化锰在硫酸作用下反应生成硫酸锰和硫单质、水，反应的化学方程式为 ；
故答案为：将矿物碾碎；；
（2）滤液中含有亚铁离子，因此“氧化”中添加适量的MnO2的作用是氧化亚铁离子变为铁离子，反应的离子方程式为 ；
故答案为： ；
（3）由分析可知，滤渣2为氢氧化铝和氢氧化铁，故答案为： ；
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，硫离子与Zn2+和Ni2+反应生成沉淀，则“滤渣3”的主要成分是 和；
故答案为： 和 ；
（5）“沉锰”时，硫酸锰和碳酸氢铵反应生成硫酸铵、碳酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为 ；
故答案为： ；
（6）化学式为 ，，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，根据化学式化合价代数和为0得，解得z=；
故答案为：。
【分析】天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)加入稀硫酸，二氧化锰具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成硫酸锰、硫单质，同时溶液中还有难溶性二氧化硅及难溶性的硅酸盐，所以得到滤渣1为二氧化硅和硫和难溶性的硅酸盐，然后向滤液中加入二氧化锰，二氧化锰氧化亚铁离子变为铁离子，再向溶液中加入氨水调节pH值沉淀铁离子和铝离子，因此滤渣2是氢氧化铁和氢氧化铝，除杂1的目的是加入硫化钠除掉Ni2+和Zn2+，除杂2的目的是加入MnF2除掉Mg2+，最后向滤液中加入碳酸氢铵得到碳酸锰沉淀，用稀硫酸溶解沉淀得到硫酸锰。
9．【答案】（1）BaSO4、SiO2
（2）
（3）硫酸根离子浓度过大时，容易和Ce3+发生反应生成沉淀，从而使浸出率降低
（4）
（5）防止Ce3+被氧化
（6）A；C
（7）90.9%
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，滤渣A的主要成分为 BaSO4、SiO2 ，故答案为： BaSO4、SiO2 ；
（2） 在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，根据质量守恒定律可知，气体应为CO2和水蒸气，反应的化学方程式为 ，故答案为： ；
（3）由题干信息可知， Ce3+和SO42-发生形成复盐沉淀，因此稀硫酸浓度不能太大，否则容易和Ce3+发生反应生成沉淀，从而使浸出率降低，故答案为：硫酸根离子浓度过大时，容易和Ce3+发生反应生成沉淀，从而使浸出率降低 ；
（4）加入硫脲，Ce4+还原为Ce3+，且得到含有氟离子的溶液，则反应的离子方程式为 ，故答案为： ；
（5）根据题干信息可知， Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+， 步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，试剂X的作用应为 防止Ce3+被氧化 ，故答案为： 防止Ce3+被氧化 ；
（6）A、含Ce3+的溶液，加入碳酸氢铵将Ce3+转化为Ce2(CO3)3，根据质量守恒定律可知，应生成二氧化碳和水，则该步骤发生的反应为 ，故A正确；
B、 碳酸钠与Ce3+直接快速反应沉淀，在生成沉淀的过程中，其他杂质离子会掺杂在沉淀中，因此不可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，会影响产品纯度， 故B错误；
C、减压过滤能够大大提高过滤效率，故C正确；
D、加入的碳酸氢铵是过量的，则过滤后的滤液中Ce3+含量较少，故D错误；
故答案为：AC；
（7）滴定过程中发生反应 ，滴定终点时消耗硫酸亚铁铵溶液18.50mL，根据关系式 CeO2～Ce4+～Fe2+可知，该产品的纯度为，故答案为：90.9%。
【分析】 氟碳铈矿（含、、等） ，通入空气焙烧，Ce3+被氧化为Ce4+，烧渣中加入稀硫酸酸浸，Ce4+进入溶液，SiO2不与稀硫酸反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，则滤渣A为SiO2、BaSO4，浸液中含有，加入硫脲，Ce4+还原为Ce3+，Ce2(SO4)3与Na2SO4发生反应 ，过滤分离出含氟离子的滤液，滤渣B中加入NaOH和稀盐酸溶解，得到含Ce3+的溶液，加入碳酸氢铵将Ce3+转化为Ce2(CO3)3，灼烧Ce2(CO3)3得到CeO2。
10．【答案】（1）煤油
（2）SrSO4+4CSrS+4CO↑
（3）Ca(OH)2，MgO
（4）8：1；随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小
（5）SO42-+Sr2+= SrSO4↓
（6）B
（7）SrCl2·H2O
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）锶与钙元素同主族，金属性强于钙，则易与水、乙醇物质反应，因此金属锶应保存在煤油中，故答案为：煤油；
（2）SrSO4与过量焦炭隔绝空气微波加热还原为硫化锶，根据质量守恒定律可知，还有CO生成，则该过程的化学方程式为SrSO4+4CSrS+4CO↑，故答案为：SrSO4+4CSrS+4CO↑；
（3）由分析可知，滤渣的主要成分为Ca(OH)2，MgO，故答案为：Ca(OH)2，MgO；
（4）由图可知，质量比为8：1时，Sr(OH)2·8H2O的纯度较高，产率最大，则最合适的质量比为8：1；当质量比大于该比值时，随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小，因此Sr(OH)2·8H2O产率减小，故答案为：8：1；随着蒸馏水溶剂的增加，在冷却结晶、过滤的过程中部分氢氧化锶留在母液中导致产率减小；
（5）“净化”过程中常使用SrCl2除SO42-杂质，硫酸根和SrCl2反应生成 SrSO4沉淀，反应的离子方程式为SO42-+Sr2+= SrSO4↓，故答案为：SO42-+Sr2+= SrSO4↓；
（6）A、反应器中沉淀量需要经过称量，要经过多次称量才能判断反应是否完全，故A不符合题意；
B、氢氧化锶完全溶于水，与氯化镁反应后生成氯化锶和氢氧化镁，由于溶液pH变化明显，测定不同时间反应液的pH，即可判断反应是否完全，故B符合题意；
C、 测定Sr2+浓度变化，操作繁琐，故C不符合题意；
D、反应过程中氯离子未参与反应，则向反应器中滴加AgNO3溶液，一定会有AgCl沉淀生成，故D不符合题意；
故答案为：B；
（7）脱水过程中失重的质量为水的质量，设SrCl2·6H2O的物质的量1mol，则其质量为267g，在170℃下预脱水，失重33.7%，则失去水的质量为267g×33.7%=90g，物质的量为5mol，则此时产物的化学式为SrCl2·H2O，故答案为：SrCl2·H2O。
【分析】工业碳酸锶中含有CaCO3、MgCO3、BaCO3等杂质 ，高温煅烧后再进行水浸，SrO与水反应生成Sr(OH)2，滤液中主要含有Sr(OH)2，滤液蒸发结晶得到粗氢氧化锶，CaO与水反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2微溶于水，MgO难溶于水，则滤渣的主要成分为Ca(OH)2，MgO，粗氢氧化锶重结晶得到精制氢氧化锶，精制氢氧化锶与精制氯化镁反应生成氯化锶和氢氧化镁，氯化锶蒸发、冷却结晶得到SrCl2·6H2O。
11．【答案】（1）S6
（2）3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O
（3）MnCO3；促进Fe(OH)3胶体聚沉，或促进产生Fe(OH)3沉淀
（4）b c f；先停止加热，继续通N2至装置冷却到室温再停止通N2
（5）96%；将2～3次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并，重复实验2～3次
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；中和滴定；探究物质的组成或测量物质的含量；制备实验方案的设计；物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】（1）“反应I”中加入硫铁矿(主要成分FeS2)将MnO2还原为Mn2+，Mn由+4价降低到+2价，生成相对分子质量为192的单质，则S由-2价升为0价，该单质含硫原子数为，则产物为S6；
故答案为： S6 ；
（2）“反应I”为MnO2和FeS2发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O；
故答案为：3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O；
（3）加碳酸盐调pH，且不能引入杂质，该碳酸盐为MnCO3；调pH后Fe3+转化为Fe(OH)3，通过加热可以促进 Fe(OH)3胶体聚沉，产生Fe(OH)3沉淀，有利于彻底除去铁；
故答案为： MnCO3 ； 促进Fe(OH)3胶体聚沉，或促进产生Fe(OH)3沉淀 ；
（4）①检验 MnSO4受热分解是否生成SO2或SO3， 应先通入N2，将装置中的空气排出，B装置中盛放BaCl2，用于检验SO3，若产生白色沉淀，说明有SO3生成，C装置中盛放品红，用于检验SO2，SO2具有漂白性，能使品红褪色，因此若有SO2生成，品红会褪色，装置D中盛放NaOH，用于吸收尾气，则装置B、C、D中的溶液依次为BaCl2、品红、NaOH；
故答案为：b；c；f；
②实验结束后，为防止倒吸，应先停止加热，继续通N2至装置冷却到室温再停止通N2；
故答案为： 先停止加热，继续通N2至装置冷却到室温再停止通N2 ；
（5）①n(Na2C2O4)= =0.004mol，根据2~5 Na2C2O4可得，n()=n(Na2C2O4)=1.6×10-3mol，加入的n()=0.032mol/L×0.02L=6.4×10-4mol，则由Mn2+氧化生成的的物质的量为1.6×10-3mol-6.4×10-4mol=9.6×10-4mol，原n(MnSO4)= 9.6×10-4mol，m(MnSO4)= 9.6×10-4mol×151g/mol=0.14496g，质量分数为×100%=96%；
故答案为：96%；
②过滤后NaBiO3固体上会残留，为提高测定的精度，应将2～3次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并，重复实验2～3次；
故答案为：将2～3次洗涤的滤液与过滤所得的滤液合并，重复实验2～3次。
【分析】废锰渣中加入硫酸酸浸，MnO2不与硫酸反应，OH、MgO、Fe2O3分别与H2SO4反应生成K2SO4、MgSO4、Fe2(SO4)3过滤时留在滤液中，过滤后弃去滤液，剩余MnO2，加入硫铁矿和硫酸， 将MnO2还原为Mn2+， 则发生的反应为3MnO2+3FeS2+12H+=3Mn2++3Fe2++S6+6H2O， 滤渣1的主要成分除FeS2外，还有一种相对分子质量为192的单质，该单质由S原子构成，且含有硫原子的数目为，即为S6，加入MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入MnCO3调pH，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤，则滤渣2为Fe(OH)3，溶液中含有MnSO4，MnSO4溶液蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥可得MnSO4晶体。
12．【答案】（1）（或热的）
（2）硼；的盐酸、固液比为
（3）
（4）将还原为，与溶液中的草酸根生成的沉淀
（5）6；；
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；中和滴定；探究物质的组成或测量物质的含量；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，可选择NaOH或热的 溶液洗去钕铁硼表面的油污；
故答案为： （或热的）；
（2）根据题干信息，200℃下氧化焙烧，钕铁硼废料中钕和铁主要以Nd2O3和Fe2O3形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应，则“滤渣1”的主要成分为硼；在“浸出”时，应尽可能地将钕和铁存在于“滤液1”中，即浸出率尽可能大，同时考虑到成本，因此选择6mol·L-1的盐酸、液固比为5：1的条件进行浸出；
故答案为： 的盐酸、固液比为 ；
（3）由图可知，“沉钕”过程，加入草酸，将Nd3+转化为Nd2(C2O4)3·10H2O，发生的反应为 ；
故答案为： ；
（4） 易与形成多种配合物离子，易与形成沉淀 ，则加入铁粉的作用是 将还原为，与溶液中的草酸根生成的沉淀；
故答案为：将还原为，与溶液中的草酸根生成的沉淀 ；
（5）由图可知，Fe2+与6个O原子形成配位键，则 的配位数为 6；双键碳原子采用sp2杂化，碳原子杂化类型为sp2，根据质量守恒和得失电子守恒守恒配平离子方程式为，则，故样品纯度为；
故答案为：6； ； 。
【分析】钕铁硼肥料进行预处理，除去表面的油污，油污在碱性条件下水解，因此可用NaOH溶液或者碳酸钠溶液除去油污，之后通入空气焙烧， 钕铁硼废料中钕和铁主要以和的形式存在，硼常温下稳定，加热至300℃被氧化，不与稀酸反应 ，加入稀盐酸浸出，硼不与稀酸反应，则滤渣1为硼，向滤液1中加入草酸溶液沉钕，发生反应 ， 易与形成多种配合物离子，易与形成沉淀，则加入铁粉沉铁得到。
13．【答案】（1）Fe、Cr；第四周期第VIB族
（2）MgO、Fe2O3
（3）2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓
（4）4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O；发射光谱
（5）8.37
（6）1s22s22p63s23p1；
【知识点】晶胞的计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，高温连续氧化工序中，Fe(CrO2)2被O2氧化为Na2CrO4和Fe2O3，Fe和Cr的化合价升高，被氧化；Cr为24号元素，在元素周期表中位于第四周期第VIB族；
故答案为：Fe、Cr；第四周期第VIB族；
（2）由分析可知，滤渣I的主要成分为MgO、Fe2O3；
故答案为：MgO、Fe2O3；
（3）工序③为向Na2CrO4溶液中通入气体A生成Na2Cr2O7溶液和NaHCO3，反应的离子方程式为2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓ ；
故答案为： 2Na++2+2CO2+H2O=+2NaHCO3↓ ；
（4）物质V为碳酸氢钠，用碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的NaOH，Fe(CrO2)2与氧气和碳酸氢钠反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水；
反应的化学方程式为： 4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O ；钠在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的轨道中的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以黄光形式放出，属于发射光谱；
故答案为： 4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O ；发射光谱；
（5）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的反应为，反应的平衡常数为K1====1013.37，当为10-5mol/L时，溶液中氢离子浓度为=mol/L=10-8.37mol/L，溶液的pH为8.37；
故答案为：8.37；
（6）Al为13号元素，则价态Al原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1 ；根据均摊法可知，该晶胞中，Fe原子数目为，则晶胞质量为 ，晶胞体积为 (a×10-7)cm3，则Fe晶胞的密度为g·cm-3；
故答案为：1s22s22p63s23p1 ； 。
【分析】Fe(CrO2)2中含有Al2O3、MgO，向其中通入氧气和熔融的NaOH，在高温下连续氧化，Fe(CrO2)2被O2氧化为Na2CrO4和Fe2O3，Al2O3与熔融NaOH生成NaAlO2，MgO不反应，加入水溶解，MgO和Fe2O3不溶于水，则滤渣Ⅰ为MgO、Fe2O3，滤液中含有NaOH、Na2CrO4、NaAlO2，滤液在介稳态条件下分离得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和NaAlO2溶液；向Na2CrO4溶液中通入过量的CO2得到Na2Cr2O7溶液和NaHCO3；向NaAlO2溶液中通入过量的CO2气体得到Al(OH)3和NaHCO3；向滤渣Ⅰ中通入CO2和水蒸气，MgO与CO2、水蒸气反应转化为Mg(HCO3)2溶液；Mg(HCO3)2溶液受热分解得到MgCO3、CO2、水蒸气，CO2、水蒸气可以在工序②③循环使用；MgCO3高温煅烧得到MgO。
14．【答案】（1）
（2）
（3）温度过低反应速率慢；温度过高分解，浸出率低．
（4）>
（5）重结晶；晶体
（6）氨气
（7）顶角；6
【知识点】晶胞的计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）是33号元素，核外有33个电子，其简化电子排布式为；
故答案为： ；
（2）由分析可知，氧化”时发生反应的离子方程式为；
故答案为： ；
（3）不稳定，高温条件下发生分解，温度过低，反应速率慢，因此富铼渣“氧化”中浸出温度选择为宜；
故答案为： 温度过低反应速率慢；温度过高分解，浸出率低 ；
（4），，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的，溶液中，则，＞，；
故答案为：>；
（5）高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水，可通过重结晶提纯粗高铼酸铵固体；由的X射线衍射图谱可知，具有衍射峰，说明属于晶体；
故答案为：重结晶；晶体；
（6）“热解”过程中产生氨气，氨气可在反萃取步骤中循环利用；
故答案为：氨气；
（7）由图可知，晶胞中位于顶角的原子的个数为，位于棱心的原子的个数为，则在晶胞中的位置为顶角；根据晶胞结构可知，晶体中一个周围与其最近的O的个数为6；
故答案为：顶角；6。
【分析】富铼渣中加入硫酸和过氧化氢，“氧化”时铼转化为强酸高铼酸，“滤渣1”的主要成分是硫单质，则氧化过程中发生反应，As2S3转化为H3AsO4，加入CaO，CaO和H3AsO4反应得到砷酸钙沉淀，加入萃取剂R3N，分离出废水，再加入氨水反萃取，得到高铼酸铵溶液，高铼酸铵微溶于冷水，易溶于热水，热解高铼酸铵溶液，高铼酸铵溶液分解生成氨气和Re2O7，通入氢气还原Re2O7得到铼粉。
15．【答案】（1）d；Mo
（2）SiO2；Cu2++FeS=CuS+Fe2+
（3）是不合理的；稀硝酸被Fe2+还原为NO污染环境
（4）碱式盐；调节溶液pH使Fe3+转化为黄钠铁矾沉淀
（5）ClO-+2Ni2++4OH-＝2NiOOH↓+Cl-+H2O
（6）1：4
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）Fe、Ni属于d区元素；Cr位于元素周期表第VIB族，与Cr原子具有相同最外层电子排布的基态原子与其同族，还有Mo元素；
故答案为：d；Mo；
（2）由分析可知，废渣的主要成分为；酸性滤液中加入，将形成沉淀过滤除去，离子方程式：；
故答案为：；；
（3）“氧化”时，若用稀硝酸代替过氧化氢氧化，稀硝酸被还原为NO，NO有毒，会污染环境；
故答案为：是不合理的； 稀硝酸被Fe2+还原为NO污染环境；
（4）黄钠铁矾的化学式为，属于碱式盐；“沉铁”时，加入溶液的目的是调节溶液使转化为黄钠铁矾沉淀；
故答案为：碱式盐； 调节溶液pH使Fe3+转化为黄钠铁矾沉淀 ；
（5）当溶液时，会转化为 ，则“沉镍”时，加入溶液调节至13，滤液中的转化为，反应的离子方程式：；
故答案为：；
（6）“灼烧”时发生反应，该反应中，氧化剂是O2，还原剂是Ni(OH)2，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：4，故答案为：1：4。
【分析】含镍废渣中加入稀硫酸酸浸，SiO2不与稀硫酸反应，则废渣为，滤液中含、、、和，加入沉铜，将形成沉淀过滤除去，加入过氧化氢，将氧化为，再加入溶液调节溶液的pH沉铁得到黄钠铁矾，再加入溶液沉镍将转化为Ni(OH)2，再空气中灼烧Ni(OH)2得到NiOOH。
16．【答案】（1）SiO2
（2）盐酸易挥发，“酸浸”时温度过高，会使氯化氢大量挥发，盐酸浓度减小
（3）抑制Sc3+水解
（4）
（5）CO2
（6）3%；65℃；分液漏斗、烧杯
（7）已完全沉淀；c(Sc3+)=<1.0×10-5mol/L
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，滤渣的主要成分是SiO2；
故答案为：SiO2；
（2）盐酸易挥发，温度越高，盐酸中HCl挥发越多，会导致盐酸的浓度降低，而使反应速率减慢；
故答案为：盐酸易挥发，“酸浸”时温度过高，会使氯化氢大量挥发，盐酸浓度减小；
（3）Sc3+易水解，水解显酸性，因此 回流过滤”中加入SOCl2，发生反应，生成的盐酸和亚硫酸会导致溶液显酸性而抑制Sc3+的水解；
故答案为： 抑制Sc3+水解 ；
（4）“热还原”过程中，氯化钪与镁高温下反应制得金属钪，反应的化学方程式为 ；
故答案为： ；
（5）在空气灼烧草酸钪发生反应 ，则灼烧草酸钪的副产物主要是CO2；
故答案为：CO2；
（6）由图可知，浓度为3%时钪萃取率最高，铁萃取率最低；温度为65℃分离系数最大；“洗涤”操作所需的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯；
故答案为：3%；65℃；分液漏斗、烧杯；
（7）Ksp[Sc(OH)3]=8.00×10-31，Ksp[Sc(OH)3]=c(Sc3+)c(OH-)3，pH=6时溶液中OH-的浓度为10-8mol/L，则溶液中 c(Sc3+)=<1.0×10-5mol/L ，说明已经完全沉淀；
故答案为：已完全沉淀； c(Sc3+)=<1.0×10-5mol/L 。
【分析】赤泥中加入盐酸酸浸，金属氧化物溶于盐酸得到可溶性金属氯化物，SiO2不与盐酸反应，则滤渣为SiO2，向滤液中加入 P2O4进行萃取，萃取滤液中的氯化钪，分离出FeCl3、AlCl3水溶液，加入盐酸洗涤，分离出水相，有机相中加入盐酸洗涤后，分液得到有机相，向有机相中加入氢氧化钠溶液将氯化钪转化为氢氧化钪沉淀，过滤得到有机相和氢氧化钪；向氢氧化钪中加入SOCl2将氢氧化钪转化为氯化钪，回流过滤得到氯化钪固体；氯化钪与镁高温下反应制得金属钪。
17．【答案】（1）A；D
（2）Cu
（3）氧化
（4）降温结晶
（5）
（6）避免氧气氧化硫、镉等
（7）4；；
【知识点】晶胞的计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）A、粉碎镉铜渣，可增大反应物的接触面积，加快“浸取”速率，故A符合题意；
B、反应无气体参加，增大压强对“浸取”速率无影响，故B不符合题意；
C、降低温度反应速率降低，则适当降温会降低“浸取”速率，故C不符合题意；
D、适当增大硫酸浓度，可加快“浸取”速率，故D符合题意；
故答案为：AD；
（2）由分析可知，浸渣1的主要成分为Cu，故答案为：Cu；
（3）由分析可知，浸取液中加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，故答案为： 氧化 ；
（4）从滤液中得到，应降温结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：降温结晶；
（5）提纯镉”时，氢氧化钠溶液与锌反应生成四羟基合锌酸钠和氢气，反应的离子方程式为：；
故答案为： ；
（6）硫、镉都易被空气中的氧气氧化，在氩气中反应，避免硫、镉被氧化而产生杂质；
故答案为：避免氧气氧化硫、镉等；
（7）①由图可知，每个周围有4个最近的，则的配位数为4，故答案为：4；
②2号原子位于晶胞的下右后的四面体空隙，所以其坐标为，故答案为：；
③由图可知，位于晶胞顶点和面心，数目为，在晶胞内部，数目为4，则晶胞密度＝＝，故答案为： 。
【分析】铜镉液中加入稀硫酸浸取，Cd和Fe能与稀硫酸反应，进入溶液，Cu不溶于稀硫酸，则浸渣1为Cu，浸取液中加入二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，再用ZnO调节pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，则滤渣2的主要成分是氢氧化铁沉淀，加入Zn置换出Cd，得到含Zn的粗镉，加入NaOH溶液提纯，得到Cd，加入硫单质加热反应制得硫化镉。
18．【答案】（1）适当升高酸溶的温度；
（2）溶解度随温度的升高而增大
（3）；；不相同
（4）
（5）（胶体）；②＜①＜③
（6）54.7％或0.547
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；探究物质的组成或测量物质的含量；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）为提高“酸溶”的速率，可采取的措施是适当升高酸溶的温度；中K为+1价，CN-为-1价，则铁元素的化合价为+3价；
故答案为：适当升高酸溶的温度；+3；
（2）获得晶体的“一系列操作”包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干，说明晶体的溶解度随温度的升高而增大；
故答案为：溶解度随温度的升高而增大；
（3）由分析可知，“滤渣2”中主要成分的化学式为 ；“反应3”中加入稀硫酸和溶液，发生反应：；“反应3”中为还原剂，“反应1”中为氧化剂，作用不同；
故答案为： ； ；不相同；
（4）“滤液2”中含，向其中加入溶液并通入，转化为，反应的离子方程式为 ： ；
故答案为： ；
（5）可用作净水剂，其净水原理是水解产生氢氧化铁胶体，胶体具有较强的吸附性，能吸附杂质，离子方程式为：(胶体)；等物质的量浓度的①溶液②溶液③溶液三种溶液中，醋酸根离子的水解促进铵根离子的水解，铁离子的水解抑制铵根离子的水解，故浓度由小到大的顺序是②<①<③；
故答案为： （胶体） ；②＜①＜③；
（6）滴定过程中存在关系式：，则有
，，产品中Ce元素的质量分数为；
故答案为：54.7％或0.547。
【分析】废显示屏玻璃碴中加入稀硫酸酸溶，过滤，不溶于稀硫酸，也不溶于溶液 ，也不与稀硫酸反应，则滤渣1为、 ， 滤液1中含有硫酸亚铁、硫酸铁，滤液1中加双氧水把Fe2+氧化成Fe3+，再加硫酸铵，蒸发浓缩、冷却结晶得到NH4Fe(SO4)2晶体；滤渣1在酸性条件下用双氧水把CeO2还原为Ce3+，过滤，滤渣2为SiO2，滤液2中含有Ce3+，滤液2中通入氧气、氢氧化钠生成Ce(OH)4沉淀，Ce(OH)4加热分解为CeO2，电解CeO2得到Ce。
19．【答案】（1）+4
（2）先通，后通
（3）A；B；D
（4）品红溶液
（5）取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝
（6）；（或写成）
（7）0.57
【知识点】纯碱工业（侯氏制碱法）；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1） 中，Na为+1价，O为-2价，根据化合物中化合价代数和为0可得，硫元素的化合价为+4价，故答案为：+4；
（2）反应Ⅰ中应先通氨气是溶液呈碱性，再通入二氧化碳，即反应Ⅰ中通入和的顺序为先通，后通 ，故答案为： 先通，后通 ；
（3）A、由图可知，反应Ⅰ中为反应物，反应Ⅱ、Ⅲ生成，则可循环利用，故A正确；
B、反应Ⅱ为碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、二氧化碳和水，属于分解反应，故B正确；
C、比较元素的非金属性，应比较最高价含氧酸的酸性强弱，则反应Ⅲ不能证明硫的非金属性比碳的强，故C错误；
D、氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨电离为铵根离子和氢氧根离子，使溶液呈碱性，故D正确；
故答案为：ABD；
（4） 工业上添加作抗氧化剂时会放出一种有刺激性气味的气体，该气体为二氧化硫，二氧化硫能使品红溶液褪色，则实验室检验该气体的常用试剂是品红溶液；
故答案为：品红溶液；
（5） 溶液A中阳离子有、和铵根离子，检验铵根离子的操作和现象为：取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；
故答案为：取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝；
（6）①溶液中加入溶液调pH转化为溶液，再通入生成，反应的化学方程式为： ；
故答案为： ；
②加入转化为的离子方程式为（或写成）；
故答案为： （或写成） ；
（7）根据反应的方程式可知：3S2O~2，则处理200L浓度为的废水需要焦亚硫酸钠的物质的量为0.003mol，质量为0.003mol×190g/mol=0.57g
故答案为：0.57。
【分析】（1）根据化合物中化合价代数和为0计算；
（2）氨气极易溶于水，应先通氨气使溶液呈碱性，增大二氧化碳的溶解度；
（3）根据反应流程分析；
（4） 二氧化硫能使品红溶液褪色；
（5）溶液A中的阳离子为钠离子、氢离子和铵根离子；
（6）根据题干信息书写相关方程式；
（7） 处理含有的酸性废水时，发生反应：3S2O+2+10H+=6SO+4Cr3++5H2O。
20．【答案】（1）、
（2）、
（3）
（4）2.73
（5）当溶液后，溶液中的铟离子发生水解，形成难被萃取的粒子，导致铟萃取率下降
（6）
（7）萃余液
【知识点】pH的简单计算；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；制备实验方案的设计；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）由图可知，30℃、5min时铟、铁的萃取率开始达到最高值，之后几乎不变，所以浸取所采用的最佳实验条件是30℃、5min。
（2）由分析可知，“水浸”时，浸渣除了As2O3外，还含有SiO2、PbSO4。
（3）由分析可知，“还原铁”时反应的离子方程式为 。
（4）根据题干信息可知， 当时，萃取率为 ，即 ，则。 若将萃取率提升到95%， 则 ，即lg19，lg19=lg=lg=-6.9-3lgc(H+)=-6.9+3pH=1.28，所以pH≈2.73。
（5）当溶液pH＞1.5后，溶液中的铟离子发生水解，形成难被P2O4萃取的粒子，导致铟萃取率下降
（6）根据题干信息，该反应为氧化还原反应，酸性条件下，As2O3和Zn发生氧化还原反应生成AsH3和Zn2+，根据原子和电子守恒和守恒配平，可得离子方程式为： 。
（7）根据流程图可知，可循环利用的溶液是萃余液。
【分析】根据题干信息和流程图，灰渣中加入硫酸溶液，SiO2与硫酸不反应，PbO、In2O3与硫酸反应分别生成PbSO4、In2(SO4)3，FeAsO4·2H2O与硫酸反应生成Fe2(SO4)3和As2O3，其中SiO2、PbSO4、As2O3难溶于水，为浸渣的主要成分；向浸液中加入的Na2S2O3与Fe2(SO4)3反应生成FeS4O6；加入P2O4萃取得到无机相（含FeS4O6的水溶液）和有机相（含In3+）；向有机相中加入硫酸溶液反萃取可得到含In3+的水溶液；加入的Zn与In3+发生置换反应得到In和Zn2+，经过滤可得到In。
21．【答案】（1）FeR3和HR；Li2CO3、MgCO3；消耗萃取反应时生成的H+，促进萃取反应的正向进行，提高萃取率
（2）O、N
（3）使钙离子生成草酸钙，便于除掉
（4）2Li+++OH-=H2O+Li2CO3↓
（5）6Li2CO3+4Co
