压轴题07 无机化工流程综合分析
01 核心思路与技术路线
1.教材经典工艺流程——侯氏制碱法
2.教材经典工艺流程——海水综合利用
02 核心考向
1.反应速率与平衡理论的运用。
（1）反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等。
（2）温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。
2.氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写。
3.利用控制pH分离除杂。
4.化学反应的能量变化。
5.实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。
6.流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用。
7.环境保护与绿色化学评价。
03 核心方法
1.原料处理阶段的常见考点与常见名词
①加快反应速率
②溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。
水浸：与水接触反应或溶解；
浸出：固体加水(酸)溶解得到离子；
浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)；
酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。
③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。
④控制反应条件的方法
2.分离提纯阶段的常见考点
①调pH值除杂
a．控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀；
b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。
②试剂除杂
③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤萃取
3.获得产品阶段的常见考点：
①洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。
③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。
④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量泥沙。
⑤重结晶。
4.思维模型：
首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品)试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，厘清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺，再结合题设的问题，逐一推敲解答。
关键在于认真对比分析原料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也自然清晰了。
题型01 常规产品制备
1．（2024届广东省深圳一模）锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆（主要含，还含有少量、、等元素）为原料生产金属锆的工艺流程如下：
已知：
①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、；
②25℃时，，；
物质
沸点/℃ 331 315 1300 700 1150
回答下列问题：
（1）“酸溶”后，元素的化合价为 。
（2）“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式： 。
（3）“沉淀”后，“废液”中，则“废液”中 。
（4）“沸腾氮化”时，转化为，同时生成一种还原性气体，该反应的化学方程式为 。
（5）①“还原”的主要目的是 。
②沸点远低于的可能原因为 。
（6）某种掺杂的晶胞如图所示，位于晶胞的面心。
①晶体中每个O周围与其最近的O个数为 。
②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中O与Zr的最小间距为，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 （列出计算式）。
③如图所示结构（）与上述晶胞结构不一致的是 （填标号）。
A． B． C． D．
【答案】（1）+4
（2）
（3）
（4）
（5）把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质 FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体
（6）6 D
【分析】
氧氯化锆，主要含，还含有少量、、等元素为原料生产金属锆，“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、，“萃取”时，锆元素生成，除掉，而后“沉淀”时、生成沉淀，煅烧后生成、Fe2O3、Cr2O3，“沸腾氮化”时，转化为ZrCl4， Fe2O3、Cr2O3转化为FeCl3、CrCl3，由于FeCl3和ZrCl4沸点接近，因此加入H2把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质，最后升华得到ZrCl4，镁热反应后产生金属锆，据此作答。
【解析】（1）分析可知，氧元素的化合价为-2价，“酸溶”后不变价，因此的化合价为+4价，故答案为：+4。
（2）生成的离子方程式：，故答案为：。
（3）“沉淀”后的“废液”中有，，则，，则“废液”中，故答案为：。
（4）“沸腾氮化”时，加入C、通入氯气，转化为，同时生成一种还原性气体CO，该反应的化学方程式为，故答案为：。
（5）①由于FeCl3和ZrCl4沸点接近，因此加入H2把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质，最后升华得到ZrCl4，故答案为：把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质；
②沸点远低于的可能原因为：FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体，故答案为：FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体。
（6）①由晶胞图可知，因此晶体中每个O周围与其最近的O个数为6个，故答案为：6；
②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中含钙离子在面心，有个，O离子在晶胞的体心位置，有8个，锆离子在顶点有8个，面心有4个，总共有，晶胞中O与锆离子的最小间距为anm，晶胞边长的一半设为x，得到，计算得到，则晶胞的边长为，，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为，故答案为：；
③A．晶体结构式晶胞旋转得到的，和晶胞结构相同，故A正确；
B．晶胞中含钙离子有1个，锆离子有3个，O离子有8个，微粒间的距离相同，和晶胞结构相同，故B正确；
C．晶胞中含钙离子有1个，锆离子有3个，O离子个，微粒间的距离相同，和晶胞结构相同，故C正确；
D．晶胞中含钙离子有1个，O离子有8个，锆离子个，钙离子之间的距离和晶胞中钙离子的距离不同，故D错误；
与上述晶胞结构不一致的是D，故答案为：D。
题型02 侧重分离提纯的产品制备
2．（2024届广东省大湾区一模）钒是重要的战略资源，以硫酸工业产生的废钒催化剂为原料(含、、、以及少量的等)，综合回收利用钒、硅、钾实现变废为宝、保护环境的目的，回收工艺流程如下：
已知：钒的氧化物在酸性条件下以、存在，增大时可转化为沉淀。
（1）“水浸”前，通常需要将催化剂粉碎，其目的是 。
（2）“滤渣2”转化为的化学方程式是 。
（3）“还原酸浸”时：
①硫酸的用量会影响钒的浸出率，需保持在1.2以下的原因是 。
②过程中除了有被还原成，还涉及的反应离子方程式为 。
③若以磷酸为介质处理废催化剂，可以提高钒的浸出率。一种钒磷配合物的结构如图所示，形成配位键时V提供 (选填“孤对电子”或“空轨道”)。
（4）“萃取”时选择有机萃取剂，原理是：(有机层)(有机层)，“反萃取”应选择在 环境中进行(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
（5）加氨水生成沉淀，若经焙烧得到产品，则消耗空气中 。
（6）近年来，研究人员发现含钒的锑化物在超导方面表现出潜在的应用前景。某含钒的锑化物晶胞如图1所示，晶体中包含由V和组成的二维平面如图2。
该含钒的锑化物化学式为 ，钒原子周围紧邻的锑原子数为 。
【答案】（1）增大催化剂与水的接触面积，提高反应速率与浸出率
（2）SiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2O或 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑
（3）VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，影响钒的浸出率 空轨道
（4）酸性
（5）0.5
（6）CsV3Sb5 6
【分析】水浸废钒催化剂(含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2以及少量的Fe2O3等)，VOSO4、K2SO4进入滤液1，V2O5、SiO2以及Fe2O3进入滤渣1，用无水K SO3和H SO4对滤渣1还原酸浸，V2O5、Fe2O 和K2SO3和H2SO4反应进入滤液2，SiO2进入滤渣2，用有机试剂对滤液1和滤液2中的、VO2+进行萃取分离出亚铁离子和钾离子，再反萃取出和 VO2+，再加氨水沉钒，焙烧得到V2O5，据此分析解答。
【解析】（1）“水浸”前，通常需要将催化剂粉碎，其目的是增大催化剂与水的接触面积，提高反应速率与浸出率；
（2）“滤渣2”主要成分是SiO2，转化为 Na2SiO3的化学方程式是：SiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2O或 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑；
（3）①“还原酸浸”时，硫酸的用量会影响钒的浸出率，pH超过1.2时，VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，水解产物会进入滤渣中影响钒的浸出率；
②过程中除了有，被还原成VO2+，还涉及的反应离子方程式为
③由图2可知，和V形成配位键的P、O、Cl均含有孤电子对，故V提供的是空轨道；
（4）“萃取”时选择有机萃取剂，原理是：H2R(有机层)+VO2+2H+ +VOR(有机层)，“反萃取”应让平衡逆向移动，使VO2+进入水层，故选择在酸性环境中进行；
（5）VO(OH)2沉淀经焙烧得到V2O5的方程式为：4VO(OH)2 +O2 2V2O5 + 4H2O，若经焙烧得到1molV2O5产品，则消耗空气中O2的物质的量为：mol=0.5mol；
（6）由该化合物的晶胞可知，Cs位于顶点，含有个，Sb位于棱上和晶胞内个，V位于面上和晶胞内，含有 个，所以锑化物M的化学式 CsV3Sb5；晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒原子填充在锑原子构成的八面体空隙中，周围紧邻的锑原子数为6；
4．（2024届广东省广州一模）对废旧锂离子电池正极材料(主要成分为，还含有少量、、、等元素)进行回收可有效利用金属资源，一种回收利用工艺流程如下：
已知：①常温下，丁二酮肟是白色晶体，不溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂。
②常温下，部分氢氧化物的如下表：
氢氧化物
回答下列问题：
（1）“酸浸还原”中转化为，氧化产物是，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
（2）滤渣2的主要成分是、和，转化为的离子方程式是 ；常温下，“氧化调”后的滤液中浓度为，为尽可能多地提取，应控制溶液中的不大于 。
（3）“转化”中由转化为的离子方程式为 。
（4）“沉镍”中丁二酮肟与反应生成丁二酮肟镍的过程可表示为：
从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的方法是 。
（5）“锂钴分离”可产生能重复利用的物质是 。
（6）层状的结构如图所示，层状中一个周围与其最近的的个数是 ；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，例如图中原子1的坐标为，则原子2和原子3的坐标分别为 、 。
【答案】（1）8：1
（2）Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl— 7.0
（3）4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O
（4）加入盐酸，充分反应后过滤
（5）氨气
（6）6 (0，0，) (0，0，)
【分析】由题给流程可知，向正极材料中加入硫酸和硫代硫酸钠混合溶液酸浸还原，将钴酸锂转化为亚钴离子和锂离子，材料中含有的少量金属元素转化为可溶的硫酸盐，过滤得到滤渣和滤液；向滤液中加入次氯酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子、铝离子、锰离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化锰沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化锰的滤渣和滤液；滤液中的镍离子与浓氨水反应转化为六氨合镍离子，亚钴离子与氨水、铵根离子、氧气反应转化为六氨合钴离子，向转化后的溶液中加入丁二酮肟的乙醇溶液，将溶液中的六氨合镍离子转化为丁二酮肟镍沉淀，过滤得到含有丁二酮肟镍的滤渣和滤液；向滤渣中加入盐酸，充分反应后过滤得到丁二酮肟固体和二氯化镍溶液；向滤液中加入盐酸，将溶液中六氨合钴离子转化为钴离子和铵根离子，再加入氢氧化钠溶液，将溶液中的钴离子转化为氢氧化钴沉淀、铵根离子转化为氨气，过滤得到钴的氢氧化物和含锂离子的溶液。
【解析】（1）由化合价代数和为0可知，钴酸锂中钴元素的化合价为+3价、硫代硫酸钠中硫元素的化合价为+2价，由题意可知，“酸浸还原”时，钴酸锂中钴元素被还原为亚钴离子，硫代硫酸根离子被氧化为硫酸根离子，由得失电子数目守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量比为8：1，故答案为：8：1；
（2）由题意可知，“氧化调pH”后的滤液中亚钴离子的浓度为17.7g/L，设溶液的体积为1L，则亚钴离子的浓度为=0.3mol/L，由溶度积可知，为尽可能多地提取亚钴离子，溶液中的氢氧根离子浓度应小于=10—7mol/L，则溶液pH应小于7，所以锰离子转化为二氧化锰的反应为溶液中的锰离子与次氯酸根离子反应生成二氧化锰沉淀、氯离子和氢离子，反应的离子方程式为Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—，故答案为：Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—；7；
（3）“转化”中，溶液中亚钴离子发生的反应为亚钴离子与氨水、铵根离子、氧气反应转化为六氨合钴离子和水，反应的离子方程式为4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O，故答案为：4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O；
（4）由分析可知，从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的操作为向丁二酮肟镍中加入盐酸，充分反应后过滤得到丁二酮肟固体和二氯化镍溶液，故答案为：加入盐酸，充分反应后过滤；
（5）由分析可知，“锂钴分离”中发生的反应为加入盐酸，将溶液中六氨合钴离子转化为钴离子和铵根离子，再加入氢氧化钠溶液，将溶液中的钴离子转化为氢氧化钴沉淀、铵根离子转化为氨气，则能重复利用的物质是氨气，故答案为：氨气；
（6）由层状结构可知，位于六棱柱顶点的钴原子与位于柱内的氧原子距离最近，则一个钴原子周围与其最近的氧原子的个数是6；由晶胞结构可知，位于六棱柱顶点的1号原子位于晶胞的顶点，2号位于同条棱的处，3号原子高度在处、y方向的长度等于底边的长度，由原子1的坐标为可知，原子2和原子3的坐标分别为(0，0，)、(0，1，)，故答案为：6；(0，0，)；(0，1，)。
2．（2024届广东省梅州一模）催化裂化（FCC）是石油精炼中最重要的转化之一。FCC催化剂中含有多种金属元素，一种针对FCC废催化剂（含较多的、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质，固载在玻璃纤维上）综合回收利用的工艺流程如下：
已知：①不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液；②常温下，，。。
回答下列问题：
（1）已知基态Ce原子价层电子排布式为，它有 个未成对电子，它的最高正化合价为 。
（2）物质X为 ，若利用pH传感器监测反应2，当 时，已沉淀完全（时视为沉淀完全）。
（3）反应3的化学反应方程式为 ，其中的作用与反应1中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
（4）从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括 、过滤、洗涤、常温晾干。的空间构型为 。
（5）氧化铈（）是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示，则每个晶胞中个数为 。
【答案】（1）2 +4
（2）氨水 3.3
（3） 不相同
（4）蒸发浓缩、冷却结晶 正四面体
（5）4-8x
【分析】
FCC废催化剂(含较多的CeO2、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质，固载在玻璃纤维上)与硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁，滤渣1为CeO2，与稀硫酸、过氧化氢反应生成Ce3+，发生反应4生成氢氧化铈，煅烧生成CeO2，最终得到铈；亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子，与氨水反应生成硫酸铝铵晶体。
【解析】（1）Ce原子价层电子排布式为，由价电子排布可知其单电子数为2，价电子总数为4，则其最高正价为+4价；
（2）将硫酸铝转化为硫酸铝铵晶体，则物质X为氨水，反应2中铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀，若利用pH传感器检测反应2，，pH=3.3；
（3）反应3中CeO2与稀硫酸、过氧化氢反应生成Ce3+，其反应化学方程式为：；；其中的作用是还原剂，反应1中将亚铁离子氧化为铁离子，其作用为氧化剂，则两者中的作用不相同；
（4）从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干；中中心原子的价层电子对数为4+0=4，其空间构型为正四面体；
（5）假设晶胞中和个数分别为m和n，则m+n=1，由化合价代数和为0可得4m+3n=4-2x，解得：m=1-2x，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的和个数为，所以每个晶胞中的个数为4-8x。
3．（2024届广东省大湾区二模）V有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种，一种从钒页岩（一种主要含Si、Fe、Al、V元素的矿石）中提取V的工艺流程如下：
已知：
①“酸浸”时有VO生成；
②在有机溶剂中的溶解度大于水，“萃取”时离子的萃取顺序为；
③VO和可以相互转化。
回答下列问题：
（1）“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-与钒页岩形成混合物，这样做的目的是 。
（2）“滤渣1”除掉的主要杂质元素是 （填元素符号）。
（3）作用是将VO转化为，转化的目的是 ，发生的离子反应方程式为 。
（4）①“沉钒”时，生成沉淀，“步骤X”应该加入 （填“氧化剂”或“还原剂”），写出“沉钒”时的离子反应方程式 。
②以“沉钒率”（沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比）表示钒的回收率如图所示，温度高于80℃时沉钒率下降的原因是 。
（5）①可以溶解在NaOH溶液中，得到，在不同的pH下可以得到不同聚合度的多钒酸盐，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，其中一种酸式钒酸根离子可以表示为，其中 。
②V的另一种氧化物的立方晶胞如图所示，则在晶胞中，黑球代表的是 原子。
【答案】（1）生成易溶的钠盐，提高钒的浸取率
（2）Si
（3）VO2+的萃取率大于VO，转化为VO2+可以提高钒的萃取率 2VO+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O
（4）氧化剂 VO+NH=NH4VO3↓ 温度高于80℃时，NH的水解程度增大，NH浓度减小导致沉钒率下降
（5）10 V
【分析】由题给流程可知，向钒页岩焙烧得到的焙烧渣中加入酸酸浸，将金属元素转化为VO、铁离子、铝离子，二氧化硅不能与酸反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液；调节滤液的pH为5.1，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加入草酸溶液，将VO离子还原为VO2+离子，向反应后的溶液中加入萃取剂萃取、分液得到水相和有机相；向有机相中加入反萃取剂萃取、分液得到水相和有机相；向水相中加入氧化剂将溶液中VO2+离子氧化为VO离子，向反应后的溶液中加入氯化铵溶液，将溶液中的钒元素转化为钒酸铵沉淀，过滤得到钒酸铵；钒酸铵煅烧分解生成五氧化二钒。
【解析】（1）“焙烧”时添加适量“盐对”与钒页岩形成混合物的目的是焙烧时氯化钠和硫酸钠提供的钠元素能将钒页岩中的钒元素转化为易溶的钠盐，从而提高钒的浸取率，故答案为：生成易溶的钠盐，提高钒的浸取率；
（2）由分析可知，滤渣1的主要成分是二氧化硅，除掉的主要杂质元素是硅元素，故答案为：Si；
（3）由题给信息可知，VO2+的萃取率大于VO，则转化过程中加入草酸溶液的目的是将VO离子还原为VO2+离子，有利于萃取时提高钒的萃取率，反应的离子方程式为2VO+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O，故答案为：VO2+的萃取率大于VO，转化为VO2+可以提高钒的萃取率；2VO+H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O；
（4）①由分析可知，步骤X中加入氧化剂的目的是将溶液中VO2+离子氧化为VO离子，向反应后的溶液中加入氯化铵溶液的目的是将溶液中的钒元素转化为钒酸铵沉淀，反应的离子方程式为VO+NH=NH4VO3↓，故答案为：氧化剂；VO+NH=NH4VO3↓；
②氯化铵在溶液中的水解反应我吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，所以温度高于80℃时沉钒率下降的原因是温度高于80℃时，NH的水解程度增大，NH浓度减小导致沉钒率下降，故答案为：温度高于80℃时，NH的水解程度增大，NH浓度减小导致沉钒率下降；
（5）①由无限链状结构可知，多钒酸盐中钒元素的化合价为+5价，由化合价代数和为0可知，中x==10，故答案为：10；
②由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的黑球个数为8×+1=2，位于面上和体内的白球个数为4×+2=4，由氧化物的化学式可知，黑球为钒原子、白球为氧原子，故答案为：V。
4．（2024届广东省佛山二模）铼(Re)用于制造高效能火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有、、、CuO、)中提取铼粉的一种工艺流程如图所示。
已知：
开始沉淀pH 2.5 7.0 5.7
完全沉淀pH 3.2 9.0 6.7
回答下列问题：
（1）“氧化浸出”时，被氧化为，被氧化的离子方程式为 。
（2）“水解中和”时，加调节溶液pH=6。
①溶液中 (填“>”、“<”或“=”)。
②除钼的化合物外，滤渣1中还有 (填化学式)。
③计算此时溶液中 。
（3）“硫化沉淀”时，与反应生成难溶的，离子方程式为 。
（4）“离子交换”“解吸”“树脂再生”一系列步骤中物质转化关系如图所示。
①树脂再生时需加入的试剂X为 (填化学式)。
②“解吸”所用中的阴离子的空间构型为 。
（5）铼的某种氧化物的晶胞如图所示，该物质的化学式为 。铼原子填在氧原子围成的 (填“四面体”、“立方体”或“八面体”)空隙中。
【答案】（1）
（2）> 、
（3）
（4） 正四面体或四面体
（5） 八面体
【分析】烟道灰加入硫酸、过氧化氢氧化浸出，过滤后加入碳酸氢铵中和，根据后续流程可知，滤渣1中含有Mo的化合物元素，调节pH为6，同时会生成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，向滤液加入硫化铵和硫酸，得到CuS和MoS3沉淀，过滤后向滤液中加入RCl吸附铼，之后加入HClO4解吸得到HReO4溶液,再生树脂加入HCl后循环使用，经过提纯，最后得到Re，据此回答。
【解析】（1）“氧化浸出”时，被氧化为，被氧化的离子方程式为；
（2）①溶液中，由于碳酸氢根的水解程度大于铵根的水解程度，溶液呈弱碱性，故>；②由分析知，除钼的化合物外，滤渣1中还有、；③由表中数据可知，此时溶液中；
（3）硫化沉淀”时，与反应生成难溶的，离子方程式为；
（4）①由图知，树脂再生时需加入的试剂X为，发生的反应为；中的阴离子为，的中心原子的杂化类型为sp3杂化，空间构型为正四面体或四面体；
（5）如图所示，该晶胞中，氧原子的个数为，铼原子的个数为，故该物质的化学式为；铼原子填在氧原子围成的八面体空隙中。
5．（2024·广东卷）镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
工艺中，是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用提取金属离子的原理如图。已知：
①。
②(冰晶石)的为。
③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。
（1）“电解”中，反应的化学方程式为 。
（2）“浸取”中，由形成的离子方程式为 。
（3）“还原”的目的：避免 元素以 (填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。
（4）“提取”中，原料液的浓度越 ，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入 (填化学式)，以进一步提高的提取率。
（5）“调”中，至少应大于 ，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为 。
（6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比 ，其立方晶胞的体积为 。
【答案】（1）2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
（2）Ga3++4Cl-=[GaCl4]-
（3）铁 [FeCl4]-
（4）高 NaCl
（5）3.2 4.0×10-7
（6）2:1:1 8a3
【分析】电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧，金属转化为氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用LAEM提取，[GaCl4]-通过交换膜进入II室并转化为Ga3+，II室溶液进一步处理得到镓，I室溶液加入含F-的废液调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝；
【解析】（1）“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑；
（2）“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3++4Cl-=[GaCl4]-；
（3）由已知，浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3)(m=0~4)微粒形式存在，为了避免铁元素以[FeCl4]-的微粒形式通过LAEM，故要加入铝片还原Fe3+，从而有利于Ga的分离；
（4）“LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越高，更有利于生成[GaCl4]-的反应正向移动，更有利于Ga的提取，在不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCl，提高Cl-浓度，进一步提高Ga的提取率；
（5）由pKa(HF)=3.2，Ka(HF)==10-3.2，为了使溶液中c(F-)>c(HF)，c(H+)=×10-3.2<10-3.2mol/L，故pH至少应大于3.2，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成，若“结晶”后溶液中c(Na+)=0.10mol L-1，根据Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.0×10-10，[AlF6]3-浓度为=4.0×10-7mol L-1；
（6）合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取Ga为晶胞顶点，晶胞面心也是Ga，Ni处于晶胞棱心和体心，Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为8，粒子个数最简比Co:Ga:Ni=2:1:1，晶胞棱长为两个最近的Ga之间（或最近的Ni之间）的距离，为2a nm，故晶胞的体积为8a3nm。
6．（2023·广东卷）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。
氢氧化物
回答下列问题：
（1）活性可与水反应，化学方程式为 。
（2）常温下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
（3）“氨浸”时，由转化为的离子方程式为 。
（4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。
①属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②提高了的浸取速率，其原因是 。
（5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。
②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，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 。
（6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和 (填化学式)。
【答案】（1）
（2）＞
（3）或
（4）晶体 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积
（5） 体心 12
（6）0.4或
【分析】硝酸浸取液(含)中加入活性氧化镁调节溶液pH值，过滤，得到滤液主要是硝酸镁，结晶纯化得到硝酸镁晶体，再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸，过滤，向滤液中进行镍钴分离，，经过一系列得到氯化铬和饱和氯化镍溶液，向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。
【解析】（1）活性可与水反应，化学方程式为；故答案为：。
（2）常温下，的氨性溶液中，，，，则＞；故答案为：＞。
（3）“氨浸”时，与亚硫酸根发生氧化还原反应，再与氨水反应生成，则由转化为的离子方程式为或；故答案为：或。
（4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。
①X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰，则属于晶体；故答案为：晶体。
②根据题意会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，则能提高了的浸取速率，其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积；故答案为：减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。
（5）①“析晶”过程中为了防止水解，因此通入的酸性气体A为；故答案为：。
②由可制备晶体，其立方晶胞如图。x、y为整数，根据图中信息Co、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，与O最小间距大于与O最小间距，则Al在顶点，因此在晶胞中的位置为体心；晶体中一个周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个周围与其最近的O的个数为12；故答案为：体心；12。
（6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则晶体A为，根据，，还剩余5个水分子，因此所得溶液中与的比值理论上最高为；故答案为：0.4或。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，根据前面分析，，在于可重复利用和；故答案为：。
7．（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。（2）“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
（6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移_______电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。
【答案】（1）Fe2+
（2） 4.7pH<6.2
（3）4.010-4
（4） 加热搅拌可加快反应速率 冷却结晶
（5）MgSO4
（6） 15 O2+4e-+2H2O=4OH-
【解析】由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等离子，经氧化调pH使、形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有、、等离子，加入月桂酸钠，使形成沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。
（1）由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2+氧化为Fe3+，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2+，故答案为：Fe2+；
（2）由表中数据可知，沉淀完全的pH为4.7，而开始沉淀的pH为6.2~7.4，所以为保证、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液调pH至4.7pH<6.2的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为，故答案为：4.7pH<6.2；；
（3）滤液2中浓度为，即0.1125mol/L，根据，若要加入月桂酸钠后只生成，而不产生，则==410-4，故答案为：410-4；
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是加热搅拌可加快反应速率，故答案为：加热搅拌可加快反应速率；
② “操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔点为，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离，故答案为：冷却结晶；
（5）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4，故答案为：MgSO4；
（6）①中Y为+3价，中Pt为+4价，而中金属均为0价，所以还原和熔融盐制备时，生成1mol转移15电子，故答案为：15；
②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)压轴题07 无机化工流程综合分析
01 核心思路与技术路线
1.教材经典工艺流程——侯氏制碱法
2.教材经典工艺流程——海水综合利用
02 核心考向
1.反应速率与平衡理论的运用。
（1）反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等。
（2）温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。
2.氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写。
3.利用控制pH分离除杂。
4.化学反应的能量变化。
5.实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。
6.流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用。
7.环境保护与绿色化学评价。
03 核心方法
1.原料处理阶段的常见考点与常见名词
①加快反应速率
②溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。
水浸：与水接触反应或溶解；
浸出：固体加水(酸)溶解得到离子；
浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)；
酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。
③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。
④控制反应条件的方法
2.分离提纯阶段的常见考点
①调pH值除杂
a．控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀；
b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。
②试剂除杂
③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动
如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动
⑤萃取
3.获得产品阶段的常见考点：
①洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。
③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。
④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量泥沙。
⑤重结晶。
4.思维模型：
首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品)试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，厘清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺，再结合题设的问题，逐一推敲解答。
关键在于认真对比分析原料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也自然清晰了。
题型01 常规产品制备
1．（2024届广东省深圳一模）锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆（主要含，还含有少量、、等元素）为原料生产金属锆的工艺流程如下：
已知：
①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、；
②25℃时，，；
物质
沸点/℃ 331 315 1300 700 1150
回答下列问题：
（1）“酸溶”后，元素的化合价为 。
（2）“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式： 。
（3）“沉淀”后，“废液”中，则“废液”中 。
（4）“沸腾氮化”时，转化为，同时生成一种还原性气体，该反应的化学方程式为 。
（5）①“还原”的主要目的是 。
②沸点远低于的可能原因为 。
（6）某种掺杂的晶胞如图所示，位于晶胞的面心。
①晶体中每个O周围与其最近的O个数为 。
②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中O与Zr的最小间距为，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 （列出计算式）。
③如图所示结构（）与上述晶胞结构不一致的是 （填标号）。
A． B． C． D．
题型02 侧重分离提纯的产品制备
2．（2024届广东省大湾区一模）钒是重要的战略资源，以硫酸工业产生的废钒催化剂为原料(含、、、以及少量的等)，综合回收利用钒、硅、钾实现变废为宝、保护环境的目的，回收工艺流程如下：
已知：钒的氧化物在酸性条件下以、存在，增大时可转化为沉淀。
（1）“水浸”前，通常需要将催化剂粉碎，其目的是 。
（2）“滤渣2”转化为的化学方程式是 。
（3）“还原酸浸”时：
①硫酸的用量会影响钒的浸出率，需保持在1.2以下的原因是 。
②过程中除了有被还原成，还涉及的反应离子方程式为 。
③若以磷酸为介质处理废催化剂，可以提高钒的浸出率。一种钒磷配合物的结构如图所示，形成配位键时V提供 (选填“孤对电子”或“空轨道”)。
（4）“萃取”时选择有机萃取剂，原理是：(有机层)(有机层)，“反萃取”应选择在 环境中进行(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
（5）加氨水生成沉淀，若经焙烧得到产品，则消耗空气中 。
（6）近年来，研究人员发现含钒的锑化物在超导方面表现出潜在的应用前景。某含钒的锑化物晶胞如图1所示，晶体中包含由V和组成的二维平面如图2。
该含钒的锑化物化学式为 ，钒原子周围紧邻的锑原子数为 。
1．（2024届广东省广州一模）对废旧锂离子电池正极材料(主要成分为，还含有少量、、、等元素)进行回收可有效利用金属资源，一种回收利用工艺流程如下：
已知：①常温下，丁二酮肟是白色晶体，不溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂。
②常温下，部分氢氧化物的如下表：
氢氧化物
回答下列问题：
（1）“酸浸还原”中转化为，氧化产物是，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
（2）滤渣2的主要成分是、和，转化为的离子方程式是 ；常温下，“氧化调”后的滤液中浓度为，为尽可能多地提取，应控制溶液中的不大于 。
（3）“转化”中由转化为的离子方程式为 。
（4）“沉镍”中丁二酮肟与反应生成丁二酮肟镍的过程可表示为：
从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的方法是 。
（5）“锂钴分离”可产生能重复利用的物质是 。
（6）层状的结构如图所示，层状中一个周围与其最近的的个数是 ；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，例如图中原子1的坐标为，则原子2和原子3的坐标分别为 、 。
2．（2024届广东省梅州一模）催化裂化（FCC）是石油精炼中最重要的转化之一。FCC催化剂中含有多种金属元素，一种针对FCC废催化剂（含较多的、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质，固载在玻璃纤维上）综合回收利用的工艺流程如下：
已知：①不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液；②常温下，，。。
回答下列问题：
（1）已知基态Ce原子价层电子排布式为，它有 个未成对电子，它的最高正化合价为 。
（2）物质X为 ，若利用pH传感器监测反应2，当 时，已沉淀完全（时视为沉淀完全）。
（3）反应3的化学反应方程式为 ，其中的作用与反应1中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
（4）从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括 、过滤、洗涤、常温晾干。的空间构型为 。
（5）氧化铈（）是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示，则每个晶胞中个数为 。
3．（2024届广东省大湾区二模）V有“工业味精”之称。工业上提取钒的工艺有多种，一种从钒页岩（一种主要含Si、Fe、Al、V元素的矿石）中提取V的工艺流程如下：
已知：
①“酸浸”时有VO生成；
②在有机溶剂中的溶解度大于水，“萃取”时离子的萃取顺序为；
③VO和可以相互转化。
回答下列问题：
（1）“焙烧”时可添加适量“盐对”NaCl-与钒页岩形成混合物，这样做的目的是 。
（2）“滤渣1”除掉的主要杂质元素是 （填元素符号）。
（3）作用是将VO转化为，转化的目的是 ，发生的离子反应方程式为 。
（4）①“沉钒”时，生成沉淀，“步骤X”应该加入 （填“氧化剂”或“还原剂”），写出“沉钒”时的离子反应方程式 。
②以“沉钒率”（沉淀中V的质量和钒页岩中钒的质量之比）表示钒的回收率如图所示，温度高于80℃时沉钒率下降的原因是 。
（5）①可以溶解在NaOH溶液中，得到，在不同的pH下可以得到不同聚合度的多钒酸盐，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，其中一种酸式钒酸根离子可以表示为，其中 。
②V的另一种氧化物的立方晶胞如图所示，则在晶胞中，黑球代表的是 原子。
4．（2024届广东省佛山二模）铼(Re)用于制造高效能火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有、、、CuO、)中提取铼粉的一种工艺流程如图所示。
已知：
开始沉淀pH 2.5 7.0 5.7
完全沉淀pH 3.2 9.0 6.7
回答下列问题：
（1）“氧化浸出”时，被氧化为，被氧化的离子方程式为 。
（2）“水解中和”时，加调节溶液pH=6。
①溶液中 (填“>”、“<”或“=”)。
②除钼的化合物外，滤渣1中还有 (填化学式)。
③计算此时溶液中 。
（3）“硫化沉淀”时，与反应生成难溶的，离子方程式为 。
（4）“离子交换”“解吸”“树脂再生”一系列步骤中物质转化关系如图所示。
①树脂再生时需加入的试剂X为 (填化学式)。
②“解吸”所用中的阴离子的空间构型为 。
（5）铼的某种氧化物的晶胞如图所示，该物质的化学式为 。铼原子填在氧原子围成的 (填“四面体”、“立方体”或“八面体”)空隙中。
5．（2024·广东卷）镓()在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含和少量的等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。
工艺中，是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用提取金属离子的原理如图。已知：
①。
②(冰晶石)的为。
③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。
（1）“电解”中，反应的化学方程式为 。
（2）“浸取”中，由形成的离子方程式为 。
（3）“还原”的目的：避免 元素以 (填化学式)微粒的形式通过，从而有利于的分离。
（4）“提取”中，原料液的浓度越 ，越有利于的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入 (填化学式)，以进一步提高的提取率。
（5）“调”中，至少应大于 ，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为 。
（6）一种含、、元素的记忆合金的晶体结构可描述为与交替填充在构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比 ，其立方晶胞的体积为 。
6．（2023·广东卷）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。
氢氧化物
回答下列问题：
（1）活性可与水反应，化学方程式为 。
（2）常温下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
（3）“氨浸”时，由转化为的离子方程式为 。
（4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。
①属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②提高了的浸取速率，其原因是 。
（5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。
②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，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 。
（6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和 (填化学式)。
7．（2022·广东卷）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
（1）“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。（2）“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。
（3）“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
（5）该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
（6）稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移_______电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。
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