猜押9无机推断及性质综合题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
以矿物综合利用为主 （2024·黑吉辽卷）（2023·辽宁卷）（2022·辽宁卷） 本题常以物质的转化、陌生无机综合推断、工艺流程等切入口，考查基本概念和基本理论、元素化合物、实验方案设计等。 考试通常会有一定的延续性和稳定性，本题将继续与“物质结构与性质”融合
以无机物质转化为主
类型一 以矿物综合利用为主
1．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）利用水钴矿(主要成分为，含少量、、、、、等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程。
已知：①常温下。流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如表所示：
沉淀物
开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7
完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
②、均难溶于水。
(1)写出盐酸酸浸水钴矿过程中发生的主要反应的离子方程式 。
(2)结合以上制备流程，推测在此反应条件下，、、的氧化性从强到弱的顺序 。
(3)已知氧化性ClO，则沉淀I的主要成分是 ，萃取剂层所含金属元素只有锰元素，则萃取后的水层包含的金属阳离子有 。
(4)得到氯化钴晶体的操作I主要包括：向水层中加入 调整至， 、过滤、洗涤、减压烘干等过程。
(5)根据表格中的数据计算，若某溶液中同时存在和两种沉淀，则此溶液中和的浓度比值的数量级是 。
(6)取一定质量的二水合草酸钴产品，在空气中加热令其分解，得到钴氧化物(其中钴的价态为，用的盐酸溶液恰好将此钴氧化物完全溶解，得到溶液和标准状况下2.24L黄绿色气体，则此钴氧化物的摩尔质量为 。
2．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）磷酸铁锂电池具有安全、稳定、可长期循环使用等优点。工业上用钛白渣[主要成分为，还含有少量、及]为主要原料生产的工艺流程如下：
已知：磷酸铁化学式为；。请回答下列问题：
(1)“水溶”过程中，发生水解生成难溶于水的，反应的化学方程式为 。
(2)某温度时，实验测定滤液2的，mol L，则滤液2中 。[该温度下，，]
(3)“氧化”的目的是 。
(4)一定条件下，探究不同pH对磷、铁沉淀率的影响如图1所示，“沉铁”步骤中应选取 ，的沉淀率最高。但随pH的增大，磷的沉淀率又开始下降，而铁的沉淀率未下降，分析可能的原因为 。
图1
(5)高温煅烧步骤中，得到的同时只生成一种气体(有毒)，该过程反应的化学方程式为 。
(6)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许通过，电池充放电过程中，正极结构变化如图2所示。
图2
①写出电池放电时正极的电极反应式 。
②若用氢氧燃料电池为该电池充电，标准状况下消耗6.72 L 时，从电极脱离的数目为 。(为阿伏加德罗常数的值)
3．（2025·辽宁·模拟预测）锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)是原子序数依次增大的第六周期第Ⅷ族元素，锇、铱不溶于一般的强酸中，甚至不溶于王水。利用锇铱矿(主要成分为天然锇铱合金及Os2O3、IrO2)冶炼锇铱的工艺流程如下所示。回答下列问题：
(1)锇铱矿冶炼最大的困难就是“熔矿”，写出一种能促进“熔矿”的措施： ；“熔矿”时Os2O3发生反应的化学方程式为 。
(2)“酸溶”得到的溶液的主要溶质是 。
(3)加入NaOH溶液“吸收”OsO4产生Na2OsO4的同时得到一种单质，该反应的离子方程式为 ，可使所得单质在“ ”操作中循环使用。
(4)得到铱粉过程中，需向含铱溶液中加入Na2S溶液，除去Ru、Pt等元素，同时加入一定量盐酸调节溶液pH，但pH不宜过低的原因是 。
(5)IrO2的晶胞如图所示，M代表 (填“Ir”或“O”)；若M点的坐标为(0，0，0)，N点的坐标为(0.19，0.19，0.5)，则P点坐标为 。
4．（2024·辽宁·模拟预测）三氧化二铬()可用于制备陶瓷、合金、耐火材料等。由铬铁矿(含和少量、、)制备的一种流程如下：
已知：①该实验条件下，、、，；当溶液中离子浓度时，认为该离子沉淀完全；
②，。
回答下列问题：
(1)“水浸”所得浸渣的主要成分为和，“球磨”时加入适量的作用为 ；该实验条件下，从浸渣中提取的方法为浸渣酸溶、过滤，得到金属离子浓度均为的滤液，调节滤液pH的范围是 ，过滤，洗涤，煅烧得产品。
(2)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。
(3)“调pH为7~8”和“酸化”两步不能合并的原因为 ；其中不能用盐酸代替硫酸的原因为 。
(4)“热还原”过程中生成，该反应的化学方程式为 。
(5)晶体为尖晶石结构，其中O原子堆成如图所示的结构单元，该结构单元中O原子围成的正四面体空隙的填充Cr，Fe和剩余Cr填充在O原子围成的正八面体空隙中；的立方晶胞由8个图示结构单元无隙并置而成。
①晶体中，O原子围成的正八面体空隙的占用率为 。
②若该结构单元的棱长为，设阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。
5．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）二氧化铈()是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备的一种工艺流程如图所示：
已知：①能与结合成，也能与结合成；
②在硫酸体系中能被萃取剂[]萃取，而不能。
回答下列问题：
(1)氧化焙烧中氧化的目的是 。
(2)“萃取”时存在反应：，如图中D是分配比，表示Ce(IV)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比保持其它条件不变，若在起始料液中加入不同量的以改变水层中的，请解释D随起始料液中变化的原因： 。
(3)“反萃取”中，在稀硫酸和的作用下转化为，反应的离子方程式为： 。
(4)向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH，pH应大于 时，完全生成沉淀。(已知[])
(5)是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧，在尾气消除过程中发生着(0≤x≤0.25)的循环，请写出消除NO尾气(气体产物是空气的某一成分)的化学方程式 。
(6)氧化铈，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构，如图所示，晶胞中与最近的核间距为a pm。(已知：的空缺率=)
①已知M点原子的分数坐标为，则N点原子的分数坐标为 。
②晶体的密度为 (只需列出表达式)。
③若掺杂后得到的晶体，则此晶体中的空缺率为 。
6．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）钛酸钡()是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。用高钛渣(主要成分为，含、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：a．在溶液中呈绿色；是强电解质；
b．部分金属离子开始沉淀的pH如表所示：
金属离子
开始沉淀pH() 1.9 7.0 9.1
回答下列问题：
(1)“碱浸”操作过程中除去的杂质为 (填化学式)。
(2)“水洗”过程中与水发生离子交换反应：，滤液2呈绿色，经除杂处理后可在 (填操作单元名称)步骤循环利用：“熔盐反应”过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)“水解”操作加入的目的是调节溶液，可适当提高水解速率。已知，水解反应的平衡常数K= 。
(4)“转化”过程加入铁粉的目的是 ，滤液3中含有的金属阳离子有 。
(5)“共沉淀”过程发生反应：，“灼烧”时隔绝空气，发生反应的化学方程式为 。
类型二 以无机物质转化为主
7．（2024·内蒙古包头·二模）碲(Te)是半导体、红外探测等领域的重要战略元素。从阳极泥或冶炼烟尘中提取的粗二氧化碲中含有SeO2、PbO、CuO等杂质。一种由粗二氧化碲提取纯碲的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)“浸出”步骤中，碲和硒两种元素分别转化为TeCl4和SeCl4。浸出温度控制在65℃左右，当温度超过80℃时，碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是 。
(2)粗二氧化碲与浓盐酸反应生成TeCl4的化学方程式为 。
(3)“净化”步骤中产生的滤渣主要含 (写化学式)和少量硒单质。
(4)化学反应的吉布斯自由能变。SO2还原TeCl4和SeCl4的 G随温度的变化曲线如下图所示。则“还原除杂”步骤的温度不宜超过 K，该步骤控制在此温度以下的原因是 。
(5)“还原”步骤中产生碲单质的化学方程式为 。
(6)“还原”后的酸性还原尾液中含有少量未被还原的碲，加入还原剂进行“尾还原”，可以产生粗碲，提高碲的回收率。综合还原效率、工艺成本和环保因素，最合适的还原剂是 (填标号)。
A．铁粉 B．氢气 C．硫化钠
8．（2024·内蒙古包头·一模）重铬酸钠（）是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿［主要成分为，还含有、、等杂质］制备，同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示：
已知：，
回答下列问题：
(1)若在实验室将铬铁矿和纯碱的混合物煅烧，该过程一定不需要的仪器是 （填标号）
A．石英坩埚 B．铁坩埚 C．三脚架 D．泥三角 E.蒸发皿
(2)“煅烧”的目的是将转化为，写出生成的化学方程式 。
(3)为提高铬的“浸出”率，可采取的措施为 ；浸出液中溶质除、外，还含有 （填化学式）。
(4)已知部分物质在水中的溶解度曲线如图1所示，若固体E的主要成分是，则“操作a”为 、 、洗涤、干燥。
(5)从溶液B中得到重铬酸钠晶体后，剩余的母液由于仍含有，故不能随意排放，可加入铝粉，将母液中的还原为，不同初始pH下随时间的变化如图2所示。
①初始pH为2.0，用铝粉还原的离子方程式为 。
②初始pH为3.0，反应180min后，溶液中浓度仍较高的可能原因是 。
③调节反应完后的溶液的pH值，使溶液中的金属阳离子生成沉淀，过滤除去后即可排放。若调节pH后的溶液中，则残留的 。
9．（2024·吉林延边·一模）某工业含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·3H2O]，生产的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程中除生成SO2的反应外，另外一个反应的化学方程式是 。
(2)“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有 (写出一条即可)，“酸化”的目的是 。
(3)若试剂a为Zn，则“置换”的离子方程式为 ，滤液中溶质的化学式是 。
(4)“淘洗”的作用是 ，若图中淘洗液的主要溶质与滤液的溶质相同，则试剂b是 。
(5)“反应”一步中使用20% HNO3和10% H2O2，整个过程无红棕色气体产生，则发生反应的化学方程式为 ；若该步骤只使用20% HNO3，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
10．（2024·黑龙江绥化·模拟预测）高铁酸盐是一种优良的净水剂。实验室合成高铁酸钾()的过程如图所示：
已知：相同温度下，KClO的溶解度小于KOH的。
回答下列问题：
(1)Fe位于元素周期表第 周期第 族，中Fe的化合价为 。
(2)“反应1”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)“洗气”操作可选用的装置为 (填字母)。
(4)沉淀b的主要成分为 (填化学式)。从饱和KOH溶液中得到白色沉淀b需要使用的玻璃仪器为 。
(5)“反应2”发生主要反应的化学方程式为 。
(6)高铁酸盐还可用电解法制备。利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得的工作原理如图所示。
①阳极生成的电极反应式为 。
②对装置进行改进，在阴、阳电极间设置阳离子交换膜，能有效提高产率，离子交换膜的作用是 。
11．（2024·辽宁沈阳·一模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含Cr3+、Fe3+、Cu2+)和草酸泥渣(含草酸铅、硫酸铅)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下：
已知：
回答下列问题
(1)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为 。
(2)滤渣的主要成分为 、 。(填化学式)
(3)“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为 。(填化学式)
(4)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为 。
(5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因： 。
(6)处理含的废水时，Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ)。若投入10molFeSO4，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中Fe为+3价)沉淀，理论上还需要投入Fe2(SO4)3的物质的量为 mol。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)猜押9无机推断及性质综合题
猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据
以矿物综合利用为主 （2024·黑吉辽卷）（2023·辽宁卷）（2022·辽宁卷） 本题常以物质的转化、陌生无机综合推断、工艺流程等切入口，考查基本概念和基本理论、元素化合物、实验方案设计等。 考试通常会有一定的延续性和稳定性，本题将继续与“物质结构与性质”融合
以无机物质转化为主
类型一 以矿物综合利用为主
1．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）利用水钴矿(主要成分为，含少量、、、、、等)可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程。
已知：①常温下。流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如表所示：
沉淀物
开始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7
完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
②、均难溶于水。
(1)写出盐酸酸浸水钴矿过程中发生的主要反应的离子方程式 。
(2)结合以上制备流程，推测在此反应条件下，、、的氧化性从强到弱的顺序 。
(3)已知氧化性ClO，则沉淀I的主要成分是 ，萃取剂层所含金属元素只有锰元素，则萃取后的水层包含的金属阳离子有 。
(4)得到氯化钴晶体的操作I主要包括：向水层中加入 调整至， 、过滤、洗涤、减压烘干等过程。
(5)根据表格中的数据计算，若某溶液中同时存在和两种沉淀，则此溶液中和的浓度比值的数量级是 。
(6)取一定质量的二水合草酸钴产品，在空气中加热令其分解，得到钴氧化物(其中钴的价态为，用的盐酸溶液恰好将此钴氧化物完全溶解，得到溶液和标准状况下2.24L黄绿色气体，则此钴氧化物的摩尔质量为 。
【答案】(1)
(2)
(3) 、 、
(4) 盐酸 蒸发浓缩、冷却结晶
(5)
(6)
【分析】水钴矿主要成分及杂质、、、、与盐酸反应，不与盐酸反应；同时加入，将、还原为、，得到含有、、、、、等离子的浸出液，以固体形式存在。向浸出液中加入将氧化为，反应为，再加入调pH至5.2。根据阳离子沉淀的pH数据，此时、会转化为、沉淀（沉淀Ⅰ ），而、、、仍留在滤液Ⅰ中。向滤液Ⅰ中加入NaF溶液。、会与反应生成、沉淀（沉淀Ⅱ），从而除去、，得到滤液Ⅱ，此时滤液Ⅱ主要含、。向滤液Ⅱ中加入萃取剂。萃取剂将萃取到萃取剂层，留在水层，实现与的分离。向含的水层中加入草酸铵溶液，发生反应。：对含的水层进行操作Ⅰ（一般为向水层中加入盐酸调整pH至2~3，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作 ），得到晶体。
【详解】（1）水钴矿主要成分，加入和盐酸，具有氧化性，具有还原性，将氧化为，自身被还原为，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到该离子方程式。
（2）浸出液中含Co2+、Fe2+、Al3+、Mn2+、Mg2+、Ca2+，加入，能将氧化为，但不能将氧化成，所以氧化性顺序为。
（3）加入调至5.2 ，根据阳离子以氢氧化物形式沉淀的数据，在=3.7完全沉淀，在=5.2完全沉淀，所以沉淀Ⅰ主要成分是、 。加入溶液沉淀、，萃取剂层只有锰元素，说明锰被萃取除去，那么萃取后的水层包含的金属阳离子有、Na+。
（4）为抑制水解，向水层中加盐酸调至2 ~ 3 ，从溶液中得到晶体，需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、减压烘干等过程 。
（5）完全沉淀=9.6，，=10-13.8；完全沉淀=9.2，，=10-14.6。两种沉淀共存时，，数量级为。
（6）标准状况下2.24L氯气物质的量为0.1mol，1.0L1mol/L盐酸中HCl物质的量为1mol 。设钴氧化物化学式为，根据，由氯元素守恒可知生成中Cl元素物质的量为，则物质的量为0.4mol 。根据电子守恒，，。根据电荷守恒，，解得n(O2-)= 0.5mol ，则x∶y=0.4mol∶0.5mol=4∶5，则为，摩尔质量为。
2．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）磷酸铁锂电池具有安全、稳定、可长期循环使用等优点。工业上用钛白渣[主要成分为，还含有少量、及]为主要原料生产的工艺流程如下：
已知：磷酸铁化学式为；。请回答下列问题：
(1)“水溶”过程中，发生水解生成难溶于水的，反应的化学方程式为 。
(2)某温度时，实验测定滤液2的，mol L，则滤液2中 。[该温度下，，]
(3)“氧化”的目的是 。
(4)一定条件下，探究不同pH对磷、铁沉淀率的影响如图1所示，“沉铁”步骤中应选取 ，的沉淀率最高。但随pH的增大，磷的沉淀率又开始下降，而铁的沉淀率未下降，分析可能的原因为 。
图1
(5)高温煅烧步骤中，得到的同时只生成一种气体(有毒)，该过程反应的化学方程式为 。
(6)已知某磷酸铁锂电池中聚合物隔膜只允许通过，电池充放电过程中，正极结构变化如图2所示。
图2
①写出电池放电时正极的电极反应式 。
②若用氢氧燃料电池为该电池充电，标准状况下消耗6.72 L 时，从电极脱离的数目为 。(为阿伏加德罗常数的值)
【答案】(1)TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4
(2)1mol/L
(3)将Fe2+氧化为Fe3+
(4) 2.5 随pH的增大，Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀
(5)2+2C+Li2CO32+3CO
(6) Li+++e-= 0.6NA
【分析】钛白渣[主要成分为，还含有少量、及]，先水浸，发生水解生成难溶于水的，得到的滤液中含有Fe2+、Fe3+、Mg2+，向滤液中加入铁粉，将Fe3+还原为Fe2+，加入HF将Mg2+转化为MgF2沉淀过滤除去，过滤后向滤液中加入双氧水、稀硫酸将Fe2+氧化为Fe3+，再调节pH将Fe3+转化为沉淀，过滤所得沉淀和C、碳酸锂、磷酸反应生成。
【详解】（1）“水溶”过程中，发生水解生成难溶于水的同时有硫酸生成，反应的化学方程式为：TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4。
（2）某温度时，实验测定滤液2的，c(H+)=0.01mol/L，mol L，则c(F-)=，滤液2中。
（3）由分析可知，“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+。
（4）由图可知，pH=2.5时铁和磷的沉淀率都较高，且磷的沉淀率最高，“沉铁”步骤中应选取2.5，随pH的增大，Fe3+转化为Fe(OH)3为沉淀，磷的沉淀率又开始下降。
（5）高温煅烧步骤中，C和、Li2CO3反应得到的同时只生成一种有毒气体为CO，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：2+2C+Li2CO32+3CO。
（6）①由图可知，放电时在正极得到电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：Li+++e-=；
②若用氢氧燃料电池为该电池充电，标准状况下消耗6.72 L 的物质的量为=0.03mol，氢氧燃料电池的负极电极方程式为：H2-2e-=2H+，转移0.6mol电子，则从电极脱离的数目为0.6NA。
3．（2025·辽宁·模拟预测）锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)是原子序数依次增大的第六周期第Ⅷ族元素，锇、铱不溶于一般的强酸中，甚至不溶于王水。利用锇铱矿(主要成分为天然锇铱合金及Os2O3、IrO2)冶炼锇铱的工艺流程如下所示。回答下列问题：
(1)锇铱矿冶炼最大的困难就是“熔矿”，写出一种能促进“熔矿”的措施： ；“熔矿”时Os2O3发生反应的化学方程式为 。
(2)“酸溶”得到的溶液的主要溶质是 。
(3)加入NaOH溶液“吸收”OsO4产生Na2OsO4的同时得到一种单质，该反应的离子方程式为 ，可使所得单质在“ ”操作中循环使用。
(4)得到铱粉过程中，需向含铱溶液中加入Na2S溶液，除去Ru、Pt等元素，同时加入一定量盐酸调节溶液pH，但pH不宜过低的原因是 。
(5)IrO2的晶胞如图所示，M代表 (填“Ir”或“O”)；若M点的坐标为(0，0，0)，N点的坐标为(0.19，0.19，0.5)，则P点坐标为 。
【答案】(1) 将锇铱矿粉碎
(2)AlCl3
(3) 氧化挥发
(4)避免酸性过强，产生H2S气体，污染空气，且浪费原料
(5) Ir (0.81，0.81，0.5)
【分析】锇铱矿和过量Al高温融合，发生铝热反应后固体混合物的成分为Ir、Os、Al、Al2O3；用盐酸完全溶解Al和氧化铝后过滤，所得溶渣为Ir、Os，将溶渣在空气中高温氧化挥发，用NaOH溶液吸收OsO4得Na2OsO4溶液，沉锇后，再经还原即可得到锇粉；同时氧化挥发后的残渣Ⅰ的主要成分为Ir，经系列操作可得铱粉，据此分析解题。
【详解】（1）从反应速率的影响因素考虑，能促进“熔矿”的措施是：将锇铱矿粉碎；由分析可知，“熔矿”时Os2O3和铝发生置换反应，反应的化学方程式为；
（2）结合分析可知，“酸溶”时，用盐酸完全溶解Al和氧化铝，则得到的溶液的主要溶质是AlCl3；
（3）在该过程中，Os的价态由+8价降低到+6价，根据氧化还原的规律，以及题中的信息可知，该反应的离子方程式为：；根据流程可知，可使所得单质在“氧化挥发”操作中循环使用；
（4）由于该使用过程中使用了硫化钠，硫化钠可以和酸反应生成硫化氢，会污染环境，则答案为：避免酸性过强，产生H2S气体，污染空气，且浪费原料；
（5）根据均摊的原则，M代表的原子个数是8×+1=2，N代表的原子的个数是4×+2=4，结合分子式IrO2，则M代表Ir；若M点的坐标为(0，0，0)，N点的坐标为(0.19，0.19，0.5)，则P点坐标为(1-0.19，1-0.19，0.5)，即P点坐标为(0.81，0.81，0.5)。
4．（2024·辽宁·模拟预测）三氧化二铬()可用于制备陶瓷、合金、耐火材料等。由铬铁矿(含和少量、、)制备的一种流程如下：
已知：①该实验条件下，、、，；当溶液中离子浓度时，认为该离子沉淀完全；
②，。
回答下列问题：
(1)“水浸”所得浸渣的主要成分为和，“球磨”时加入适量的作用为 ；该实验条件下，从浸渣中提取的方法为浸渣酸溶、过滤，得到金属离子浓度均为的滤液，调节滤液pH的范围是 ，过滤，洗涤，煅烧得产品。
(2)“焙烧”时发生反应的化学方程式为 。
(3)“调pH为7~8”和“酸化”两步不能合并的原因为 ；其中不能用盐酸代替硫酸的原因为 。
(4)“热还原”过程中生成，该反应的化学方程式为 。
(5)晶体为尖晶石结构，其中O原子堆成如图所示的结构单元，该结构单元中O原子围成的正四面体空隙的填充Cr，Fe和剩余Cr填充在O原子围成的正八面体空隙中；的立方晶胞由8个图示结构单元无隙并置而成。
①晶体中，O原子围成的正八面体空隙的占用率为 。
②若该结构单元的棱长为，设阿伏加德罗常数的值为，则该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。
【答案】(1) 除去
(2)
(3) 防止溶解，降低产品纯度 酸性条件下还原。降低产品产率并产生污染性气体
(4)
(5) 50%
【分析】铬铁矿(含和少量、、)加入碳酸镁与二氧化硅反应生成，“焙烧”时与和在高温下反应生成和，“水浸”所得浸渣的主要成分为和，加入硫酸调pH得到沉淀，溶液加入硫酸转化为，“热还原”过程为与反应生成和；
【详解】（1）加入适量有利于焙烧造渣除去；提取时调节滤液pH的目的是将沉淀完全而不形成沉淀，当沉淀完全时，溶液中，即；当不形成沉淀时，溶液中，即，则调节pH的范围为。
（2）由转化关系可知，“焙烧”时与和在高温下反应生成和，反应方程式为。
（3）用硫酸“调pH为7~8”的目的是使完全转化为，“酸化”的目的是使充分转化为，两步合并可能会导致溶解而降低产品纯度；酸性条件下能还原，降低产品产率并产生污染性气体，故“酸化”时不能用盐酸代替硫酸。
（4）“热还原”过程为与反应生成和，反应方程式为。
（5）①每个结构单元中含有8个正四面体空隙和4个正八面体空隙，其中1个正四面体空隙被Cr填充，1个正八面体空隙被Cr填充，另有1个正八面体空隙被Fe填充。晶体中，O原子围成的正八面体空隙的占用率为50%。
②结构单元的棱长为，则晶胞参数为，每个晶胞中含有8个Fe、16个Cr、32个O，则该晶体密度为。
5．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）二氧化铈()是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含)为原料制备的一种工艺流程如图所示：
已知：①能与结合成，也能与结合成；
②在硫酸体系中能被萃取剂[]萃取，而不能。
回答下列问题：
(1)氧化焙烧中氧化的目的是 。
(2)“萃取”时存在反应：，如图中D是分配比，表示Ce(IV)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比保持其它条件不变，若在起始料液中加入不同量的以改变水层中的，请解释D随起始料液中变化的原因： 。
(3)“反萃取”中，在稀硫酸和的作用下转化为，反应的离子方程式为： 。
(4)向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH，pH应大于 时，完全生成沉淀。(已知[])
(5)是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧，在尾气消除过程中发生着(0≤x≤0.25)的循环，请写出消除NO尾气(气体产物是空气的某一成分)的化学方程式 。
(6)氧化铈，常用作玻璃工业添加剂，在其立方晶胞中掺杂，占据原来的位置，可以得到更稳定的结构，如图所示，晶胞中与最近的核间距为a pm。(已知：的空缺率=)
①已知M点原子的分数坐标为，则N点原子的分数坐标为 。
②晶体的密度为 (只需列出表达式)。
③若掺杂后得到的晶体，则此晶体中的空缺率为 。
【答案】(1)将＋3价铈氧化为＋4价
(2)随着增大，水层中被结合成，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小
(3)
(4)9
(5)
(6) 10%
【分析】氟碳铈矿(主要含CeFCO3)氧化焙烧将将+3价铈氧化为+4价，加入盐酸得到Ce4+的溶液，加入萃取剂，Ce4++n(HA)2Ce (H2n-4A2n)+4H+，从而除去溶液中的F-，再加入过氧化氢和硫酸，Ce4+被还原为Ce3+，反萃取得到Ce3+的溶液，加入NaOH，使Ce3+转化为Ce(OH)3，加入NaClO，Ce(OH)3被氧化为Ce(OH)4。
【详解】（1）原料CeFCO3中Ce为+3价，结合题目信息“在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取，而Ce3+不能”，所以氧化焙烧的目的是将+3价铈氧化为+4价。
（2）D随起始料液中变化的原因是：随着增大，水层中被结合成，导致萃取平衡向左移动，D迅速减小。
（3）依据流程中水层含Ce3+可知，Ce4+作氧化剂，H2O2作还原剂，氧化产物一定有氧气，在酸性环境下反应，从而写出离子方程式。
（4）Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀时，Ce3+浓度小于10-5mol/L，依据Ksp[Ce(OH)3=1.0×10-20]，，c(H+)=，则pH大于9时，Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。
（5）根据题目信息“CeO2在氧化气氛中耗氧”，“气体产物是空气的某一成分”，可知NO的产物是N2，写出方程式：。
（6）①根据M点原子的分数坐标为（0，0，0），N在面心位置，则N点原子的分数坐标为；
②根据均摊原则，CeO2晶胞中Ce4+数为=4，O2-数为8，CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为apm，为晶胞体对角线的，则晶胞边长为，晶体的密度为；
④CeO2中阳离子和阴离子的个数比为1:2，若掺杂Y2O3后得到n（CeO2）：n（Y2O3）＝0.6：0.2的晶体，阳离子和阴离子的个数比为1:1.8，则此晶体中O2-的空缺率为=10%。
6．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）钛酸钡()是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。用高钛渣(主要成分为，含、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：a．在溶液中呈绿色；是强电解质；
b．部分金属离子开始沉淀的pH如表所示：
金属离子
开始沉淀pH() 1.9 7.0 9.1
回答下列问题：
(1)“碱浸”操作过程中除去的杂质为 (填化学式)。
(2)“水洗”过程中与水发生离子交换反应：，滤液2呈绿色，经除杂处理后可在 (填操作单元名称)步骤循环利用：“熔盐反应”过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)“水解”操作加入的目的是调节溶液，可适当提高水解速率。已知，水解反应的平衡常数K= 。
(4)“转化”过程加入铁粉的目的是 ，滤液3中含有的金属阳离子有 。
(5)“共沉淀”过程发生反应：，“灼烧”时隔绝空气，发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2) 碱浸
(3)10
(4) 将转化为，避免水解生成杂质 、
(5)
【分析】由题给流程可知，向高钛渣中加入氢氧化钠溶液碱浸，将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，过滤得到含有四羟基合铝酸钠的滤液和滤渣；向滤渣中加入氢氧化钠固体，通入氧气发生熔盐反应，将钛元素、锰元素的氧化物转化为钛酸钠、锰酸钠，向反应后的固体中加入去离子水水洗，将钛酸钠转化为沉淀，氧化钙转化为氢氧化钙，过滤得到含有氢氧化钠、氢氧化钙、锰酸钠的滤液和滤渣，其中滤液经除杂处理后得到的氢氧化钠溶液，可在碱浸步骤循环使用；向滤渣中加入稀硫酸酸溶，将转化为TiOSO4溶液，氧化铁、氧化镁转化为硫酸铁、硫酸镁，向溶解得到的溶液中加入铁粉，将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，再向反应后的溶液中加入氨水调节溶液pH为2.5，将溶液中TiOSO4水解生成TiO(OH)2沉淀，过滤得到含有亚铁离子、镁离子的滤液和含有TiO(OH)2的滤渣；向滤渣中加入草酸溶液，将TiO(OH)2溶解转化为H2[TiO(C2O4)2]溶液，向溶液中加入氯化钡溶液，将溶液中H2[TiO(C2O4)2]转化为BaTiO(C2O4)2·4H2O沉淀，过滤得到滤液和BaTiO(C2O4)2·4H2O；BaTiO(C2O4)2·4H2O煅烧分解生成钛酸钡。
【详解】（1）由分析可知，加入氢氧化钠溶液碱浸的目的是将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，则“碱浸”操作过程中除去的杂质为氧化铝；
（2）由分析可知，滤液2经除杂处理后得到的氢氧化钠溶液可在碱浸步骤循环使用；“熔盐反应”过程中二氧化锰发生的反应为二氧化锰与氢氧化钠、氧气共热反应生成锰酸钠和水，反应的离子方程式为；
（3）由方程式可知，反应的平衡常数；
（4）由分析可知，加入铁粉的目的是将溶液中的铁离子转化为亚铁离子，防止水解操作时生成氢氧化铁沉淀；由分析可知，滤液3中含有的金属阳离子为亚铁离子、镁离子；
（5）由分析可知，BaTiO(C2O4)2·4H2O煅烧分解生成钛酸钡、一氧化碳、二氧化碳和水，反应的化学方程式为。
类型二 以无机物质转化为主
7．（2024·内蒙古包头·二模）碲(Te)是半导体、红外探测等领域的重要战略元素。从阳极泥或冶炼烟尘中提取的粗二氧化碲中含有SeO2、PbO、CuO等杂质。一种由粗二氧化碲提取纯碲的工艺流程如图所示。
回答下列问题：
(1)“浸出”步骤中，碲和硒两种元素分别转化为TeCl4和SeCl4。浸出温度控制在65℃左右，当温度超过80℃时，碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是 。
(2)粗二氧化碲与浓盐酸反应生成TeCl4的化学方程式为 。
(3)“净化”步骤中产生的滤渣主要含 (写化学式)和少量硒单质。
(4)化学反应的吉布斯自由能变。SO2还原TeCl4和SeCl4的 G随温度的变化曲线如下图所示。则“还原除杂”步骤的温度不宜超过 K，该步骤控制在此温度以下的原因是 。
(5)“还原”步骤中产生碲单质的化学方程式为 。
(6)“还原”后的酸性还原尾液中含有少量未被还原的碲，加入还原剂进行“尾还原”，可以产生粗碲，提高碲的回收率。综合还原效率、工艺成本和环保因素，最合适的还原剂是 (填标号)。
A．铁粉 B．氢气 C．硫化钠
【答案】(1)温度超过80℃加速浓盐酸挥发，导致浸出率下降
(2)TeO2+4HCl=TeCl4+2H2O
(3)PbS、CuS
(4) 310 低于该温度，TeCl4和SO2反应的△G＞0，TeCl4不会被还原
(5)TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+2H2SO4+4HCl
(6)A
【分析】从阳极泥或冶炼烟尘中提取的粗二氧化碲中含有SeO2、PbO、CuO等杂质，加入浓盐酸浸出时，TeO2、SeO2分别转化为TeCl4、SeCl4，PbO、CuO转化为PbCl2、CuCl2；加入Na2S进行净化，PbCl2、CuCl2生成PbS、CuS沉淀；通入SO2进行还原除杂，SeCl4转化为粗硒，抽滤后得到粗硒；往滤液中继续通入SO2，TeCl4被还原为碲粉。将滤液中再加入还原剂R，剩余TeCl4被还原为粗碲。
【详解】（1）浓盐酸受热易挥发，浸出温度控制在65℃左右，当温度超过80℃时，由于浓盐酸挥发而造成碲的浸出率会小幅降低。降低的主要原因是：温度超过80℃加速浓盐酸挥发，导致浸出率下降。
（2）粗二氧化碲与浓盐酸反应生成TeCl4等，则表明发生复分解反应，化学方程式为TeO2+4HCl=TeCl4+2H2O。
（3）由分析可知，“净化”步骤中产生的滤渣主要含PbS、CuS和少量硒单质。
（4）“还原除杂”时，需将SeCl4还原为Se，但不能将TeCl4还原，由图中可知，温度超过310K时，TeCl4就能被SO2还原，则步骤的温度不宜超过310K，该步骤控制在此温度以下的原因是：低于该温度，TeCl4和SO2反应的△G＞0，TeCl4不会被还原。
（5）“还原”步骤中，TeCl4被SO2还原为碲单质等，化学方程式为TeCl4+2SO2+4H2O=Te↓+2H2SO4+4HCl。
（6）A．加入铁粉作还原剂时，TeCl4可被还原为Te，即便有少量铁与酸反应，也不会对环境造成较大影响，且铁粉的成本较低，A符合题意；
B．氢气难溶于水，在溶液中很难将TeCl4还原，B不符合题意；
C．硫化钠与酸性溶液反应，会产生剧毒气体硫化氢，造成空气污染，C不符合题意；
故选A。
【点睛】自发进行的化学反应，其△G＜0。
8．（2024·内蒙古包头·一模）重铬酸钠（）是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿［主要成分为，还含有、、等杂质］制备，同时还可回收Cr。其主要工艺流程如图所示：
已知：，
回答下列问题：
(1)若在实验室将铬铁矿和纯碱的混合物煅烧，该过程一定不需要的仪器是 （填标号）
A．石英坩埚 B．铁坩埚 C．三脚架 D．泥三角 E.蒸发皿
(2)“煅烧”的目的是将转化为，写出生成的化学方程式 。
(3)为提高铬的“浸出”率，可采取的措施为 ；浸出液中溶质除、外，还含有 （填化学式）。
(4)已知部分物质在水中的溶解度曲线如图1所示，若固体E的主要成分是，则“操作a”为 、 、洗涤、干燥。
(5)从溶液B中得到重铬酸钠晶体后，剩余的母液由于仍含有，故不能随意排放，可加入铝粉，将母液中的还原为，不同初始pH下随时间的变化如图2所示。
①初始pH为2.0，用铝粉还原的离子方程式为 。
②初始pH为3.0，反应180min后，溶液中浓度仍较高的可能原因是 。
③调节反应完后的溶液的pH值，使溶液中的金属阳离子生成沉淀，过滤除去后即可排放。若调节pH后的溶液中，则残留的 。
【答案】(1)AE
(2)
(3) 粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取 、
(4) 50℃以上加热浓缩 趁热过滤
(5) pH较高（或氢离子浓度较低）时，的氧化性较弱，不利于反应进行
【分析】铬铁矿、空气、纯碱高温煅烧，铬铁矿与氧气、碳酸钠反应生成Na2CrO4、二氧化碳、氧化铁，氧化铝与碳酸钠煅烧生成偏铝酸钠、二氧化碳，二氧化硅与碳酸钠煅烧生成硅酸钠、二氧化碳；水浸，氧化铁不溶于水，滤渣为氧化铁，滤液中存在Na2CrO4、偏铝酸钠、硅酸钠、NaOH；调节pH生成氢氧化铝、硅酸沉淀，滤液为Na2CrO4；Na2CrO4与硫化钠反应生成硫代硫酸钠和氢氧化铬；氢氧化铬煅烧生成氧化铬，经铝热反应生成Cr；硫酸酸化后，加热蒸发溶剂，趁热过滤即可除去Na2SO4，再冷却结晶，过滤即可得纯净的Na2Cr2O7晶体。
【详解】（1）灼烧固体，应在坩埚中进行，因二氧化硅能与碳酸钠反应，则用铁坩埚，实验还用到三脚架、泥三角、酒精灯，不需要石英坩埚、蒸发皿，故答案为：AE。
（2）煅烧时，Fe(CrO2)2和碳酸钠、氧气反应生成Na2CrO4、Fe2O3、CO2，化学方程式为，故答案为：。
（3）提高铬的“浸出”率，可采取的措施为：粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取；根据调节pH后产生滤渣Al(OH)3和H2SiO3，可知“浸出过滤”后的浸出液中除了含有Na2CO3、Na2CrO4外，还含有Na2SiO3、NaAlO2，故答案为：粉碎、搅拌、适当加热、多次浸取；、。
（4）根据溶解度曲线的变化可知，Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高而增大，在50℃以上Na2SO4的溶解度随温度的升高而降低，“操作a”后得到的溶液B中含Na2Cr2O7，说明固体E为Na2SO4，用趁热过滤除去Na2SO4，则“操作a”为50℃以上加热浓缩、趁热过滤，故答案为：50℃以上加热浓缩；趁热过滤。
（5）①初始pH为2.0，用铝粉还原生成Cr3+，离子方程式为：，故答案为：；
②由方程式可知，反应发生需要大量氢离子，pH较高，氢离子浓度低，故不利于反应进行，H+浓度较低时，此时Cr2O72-的氧化性较弱，故答案为： pH较高（或氢离子浓度较低）时，的氧化性较弱，不利于反应进行；
③已知：，，，根据， 可得，故答案为：。
9．（2024·吉林延边·一模）某工业含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·3H2O]，生产的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程中除生成SO2的反应外，另外一个反应的化学方程式是 。
(2)“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有 (写出一条即可)，“酸化”的目的是 。
(3)若试剂a为Zn，则“置换”的离子方程式为 ，滤液中溶质的化学式是 。
(4)“淘洗”的作用是 ，若图中淘洗液的主要溶质与滤液的溶质相同，则试剂b是 。
(5)“反应”一步中使用20% HNO3和10% H2O2，整个过程无红棕色气体产生，则发生反应的化学方程式为 ；若该步骤只使用20% HNO3，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
【答案】(1)2Cu＋O22CuO
(2) 将焙烧物粉碎、升高酸化温度、适当提高硫酸浓度 将CuO转化为Cu2＋
(3) Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu ZnSO4
(4) 除去过量的Zn 稀硫酸
(5) Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O 1∶2
【分析】含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4，通入空气进行焙烧，-2价硫转化为二氧化硫废气，铜与氧气反应转化为氧化铜，加入硫酸酸化，铜元素全部转化为硫酸铜，加入过量的锌将铜离子置换为铜单质，过滤后加入稀硫酸出去过量的锌，进行淘洗出去锌，再向铜单质中加入20%硝酸和10%过氧化氢，将铜氧化为硝酸铜，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到Cu(NO3)2·3H2O；
【详解】（1）加热条件下，Cu被O2氧化为CuO。答案为：2Cu＋O22CuO；
（2）将焙烧物粉碎可增大固体物质与硫酸的接触面积；升高反应温度、增大反应物浓度均能加快化学反应速率。“酸化”的目的是使CuO溶解转化为Cu2＋；答案为：将焙烧物粉碎、升高酸化温度、适当提高硫酸浓度；将CuO转化为Cu2＋；
（3）Zn的还原性比Cu强，故Zn与Cu2＋反应生成Cu和Zn2＋；过滤后滤渣为Cu(含有Zn)，滤液为硫酸锌溶液。答案为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu；ZnSO4；
（4）“淘洗”的目的是除去前面加入的过量锌，因此试剂b为稀硫酸。答案为：除去过量的Zn；稀硫酸；
（5）“反应”过程中无红棕色气体产生，由此推知反应不生成NO或NO2，则反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O。根据生成大量红棕色气体可知生成的是NO2，因还原剂为Cu，化合价由0升高至＋2，氧化剂为HNO3，其中N的化合价由＋5降低为＋4，由氧化还原反应中得失电子守恒可知该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2。答案为：Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O；1∶2。
10．（2024·黑龙江绥化·模拟预测）高铁酸盐是一种优良的净水剂。实验室合成高铁酸钾()的过程如图所示：
已知：相同温度下，KClO的溶解度小于KOH的。
回答下列问题：
(1)Fe位于元素周期表第 周期第 族，中Fe的化合价为 。
(2)“反应1”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)“洗气”操作可选用的装置为 (填字母)。
(4)沉淀b的主要成分为 (填化学式)。从饱和KOH溶液中得到白色沉淀b需要使用的玻璃仪器为 。
(5)“反应2”发生主要反应的化学方程式为 。
(6)高铁酸盐还可用电解法制备。利用纯铁作电极插入浓的NaOH溶液电解制得的工作原理如图所示。
①阳极生成的电极反应式为 。
②对装置进行改进，在阴、阳电极间设置阳离子交换膜，能有效提高产率，离子交换膜的作用是 。
【答案】(1) 四 Ⅷ +6
(2)1∶5
(3)AD
(4) KClO 烧杯、玻璃棒、漏斗
(5)
(6) 避免在阴极上被还原
【分析】反应1中高锰酸钾溶液与浓盐酸制取氯气，浓盐酸易挥发，氯气中含有HCl，HCl会消耗KOH，故洗气的目的是除去氯气中的HCl，应用饱和食盐水除去HCl，氯气与KOH溶液在冷水中反应生成KCl和KClO，因为相同温度下，KClO的溶解度小于KOH的，故沉淀b的主要成分为KClO。“反应2”发生主要反应为KClO氧化Fe(NO3)3制备K2FeO4，据此分析解答。
【详解】（1）Fe为26号元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，K2FeO4中K为+1价，O为-2价，则Fe为0-(-2)×4 - (+1)×2=+6。
（2）“反应1”中发生反应，氧化剂为KMnO4，还原剂为HCl，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:10=1:5。
（3）高锰酸钾溶液与浓盐酸制取氯气，浓盐酸易挥发，氯气中含有HCl，HCl会消耗KOH，故洗气的目的是除去氯气中的HCl，应用饱和食盐水除去HCl，导气管应长进短出，可选用的装置为AD，且D中长颈漏斗可平衡压强。
（4）氯气与KOH溶液在冷水中反应生成KCl和KClO，因为相同温度下，KClO的溶解度小于KOH的，故沉淀b的主要成分为KClO。从饱和KOH溶液中得到白色沉淀b需要过滤操作，需要使用的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗。
（5）“反应2”发生主要反应为KClO氧化Fe(NO3)3制备K2FeO4，根据得失电子守恒、元素守恒配平化学方程式为。
（6）①阳极铁失去电子发生氧化反应生成，反应为；②中铁处于高价态，具有氧化性，阳离子交换膜的作用是避免在阴极上被还原。
11．（2024·辽宁沈阳·一模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含Cr3+、Fe3+、Cu2+)和草酸泥渣(含草酸铅、硫酸铅)为原料制备铬酸铅的工艺流程如下：
已知：
回答下列问题
(1)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为 。
(2)滤渣的主要成分为 、 。(填化学式)
(3)“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为 。(填化学式)
(4)“氧化”工序中发生反应的离子方程式为 。
(5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因： 。
(6)处理含的废水时，Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ)。若投入10molFeSO4，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中Fe为+3价)沉淀，理论上还需要投入Fe2(SO4)3的物质的量为 mol。
【答案】(1) 加快反应速率
(2) Fe(OH)3 Cu(OH)2
(3)NaCrO2
(4)
(5)硝酸过量导致溶液中氢离子浓度增大，使平衡正向移动，含量降低，导致沉铬率下降
(6)5
【分析】向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，调pH=9，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，铁离子和铜离子转化为氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，过滤得到含氢氧化铁、氢氧化铜的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的转化为；向烘干粉碎的草酸泥渣中加入碳酸钠焙烧，将硫酸铅转化为氧化铅，将焙烧渣水洗得到的氧化铅溶于硝酸溶液得到硝酸铅，将硝酸铅溶液和铬酸钠溶液混合反应，将铬酸钠转化为铬酸铅沉淀，过滤得到铬酸铅和滤液；向滤液中加入硫酸亚铁、硫酸铁，将溶液中的铬酸根离子转化为铁铬氧体，过滤得到达标排放的废水。
【详解】（1）将草酸泥渣“粉碎”可以增大固体的表面积，有利于增大反应物的接触面积，加快反应速率；“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为；
（2）向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，铁离子和铜离子转化为氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，过滤得到含氢氧化铁、氢氧化铜的滤渣，所以滤渣的主要成分为Fe(OH)3、Cu(OH)2；
（3）向含铬废水中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铬离子转化为NaCrO2，所以“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为NaCrO2；
（4）“氧化”工序是向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的转化为，发生反应的离子方程式为；
（5）铬酸钠溶液存在如下平衡：，硝酸过量会使溶液中的氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，溶液中的铬酸根离子浓度减小，导致沉铬率下降，所以为了提高沉铬率， “酸溶”过程中所加硝酸不能过量；
（6）设加入硫酸铁的物质的量为amol，由铬原子个数守恒可知，铁铬氧体(FeO·FexCryO3，其中FexCryO3中Fe为+3价)的物质的量为，由铁原子个数守恒可知10+2a=，由化合价代数和为零可得：3x+3y=6，由得失电子守恒可得：，解得a=5、x=、y=，故答案为：5mol。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
