專題12化學工藝流程【核心考點梳理】考點一、以物質制備為目的的化學工藝流程1．原料處理階段的常見考查點(1)加快反應速率(2)溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、鹽酸、濃硫酸等。(3)灼燒、焙燒、煅燒：改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質高溫下氧化、分解。2．分離提純階段的常見考查點(1)調pH除雜①控制溶液的酸堿性使其中的某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mg2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化劑把Fe2＋氧化為Fe3＋，再調溶液的pH。②調節pH所需的物質一般應滿足兩點：一能與H＋反應，使溶液pH增大；二不引入新雜質。例如，若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH。(2)加熱：加快反應速率或促進平衡向某個方向移動。如果在制備過程中出現一些受熱易分解的物質或產物，則要注意對溫度的控制。如侯氏制堿法中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質。(3)降溫：防止某物質在高溫時溶解(或分解)；使化學平衡向著題目要求的方向移動。3．獲得產品階段的常見考查點(1)洗滌(冰水、熱水)：洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗；乙醇洗滌既可洗去晶體表面的雜質，又可減少晶體溶解的損耗。(2)蒸發時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質時，應在HCl的氣流中加熱，以防其水解。(3)蒸發濃縮、冷卻結晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl。(4)蒸發結晶、趁熱過濾：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若將混合溶液蒸發一段時間，析出的固體主要是NaCl，同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3。考點二、以分離提純為目的的化學工藝流程1.物質分離提純的原則(1)不增：不引入新的雜質。(2)不減：不減少被提純的物質。(3)易分離：被提純物與雜質易于分離。(4)易復原：被提純的物質易恢復原來的組成、狀態。2．常用的提純方法水溶法除去可溶性雜質酸溶法除去堿性雜質堿溶法除去酸性雜質氧化劑或還原劑法除去還原性或氧化性雜質加熱灼燒法除去受熱易分解或易揮發的雜質調節溶液的pH法如除去酸性Cu2＋溶液中的Fe3＋等3．常用的分離方法過濾分離難溶物和易溶物，根據特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法萃取和分液利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴蒸發結晶提取溶解度隨溫度變化不大的溶質，如NaCl冷卻結晶提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等蒸餾或分餾分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油冷卻法利用氣體液化的特點分離氣體，如合成氨工業采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣4．工藝流程題的解題思路工藝流程題實際上是考查考生運用化學反應原理及相關知識來解決工業生產中實際問題的能力。解此類題目的基本思路：(1)先粗讀，從題干中獲取有用信息，理清思路。先不必把每個環節的原理都搞清楚。(2)針對問題再精讀，分析細節，根據問題去研究某一步或某一種物質。(3)要看清所問問題，不能答非所問，并注意語言表達的規范性。2.工藝流程題的解題方法(1)明確目的，提取有用信息。通過閱讀題頭，了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續設問中的提示性信息，進而明確生產目的——制備什么物質，找到制備物質時所需的原料及所含雜質，提取出所給的相關信息——化學反應方程式、物質的穩定性、物質的溶解性等。(2)分析流程，弄清各步作用。對比分析流程圖中的第一種物質(原料)與最后一種物質(產品)，找出原料與產品之間的關系，聯系問題有針對性地思考：原料轉化為產品的過程中依次進行了什么反應？每一步除目標物質外還產生了什么雜質或副產物？雜質是否要除去，采用什么操作方法除去？(3)看清問題，準確規范作答。這一步很關鍵，歷年的高考評卷分析都指出考生的簡述能力比較差，特別是化學用語的表述與實際要求存在很大偏差。所以答題時要看清問題，不能答非所問，要注意語言表達的科學性和準確性，如分清是要求回答實驗操作名稱還是具體操作步驟。【點對點真題回顧】1.（2023·遼寧卷）某工廠采用如下工藝制備，已知焙燒后元素以價形式存在，下列說法錯誤的是A.“焙燒”中產生B.濾渣的主要成分為C.濾液①中元素的主要存在形式為D.淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用【答案】B【解析】【分析】焙燒過程中鐵、鉻元素均被氧化，同時轉化為對應鈉鹽，水浸時鐵酸鈉遇水水解生成氫氧化鐵沉淀，濾液中存在鉻酸鈉，與淀粉的水解產物葡萄糖發生氧化還原得到氫氧化鉻沉淀。【解析】A．鐵、鉻氧化物與碳酸鈉和氧氣反應時生成對應的鈉鹽和二氧化碳，A正確；B．焙燒過程鐵元素被氧化，濾渣的主要成分為氧化鐵，B錯誤；C．濾液①中元素的化合價是+6價，鐵酸鈉遇水水解生成氫氧化鐵沉淀溶液顯堿性，所以Cr元素主要存在形式為，C正確；D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用，D正確；故選B。2.（2023·遼寧卷）16.某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液（含和)。實現鎳、鈷、鎂元素的回收。已知：物質回答下列問題：（1）用硫酸浸取鎳鈷礦時，提高浸取速率的方法為_______(答出一條即可)。（2）“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產生具有強氧化性的過一硫酸，中過氧鍵的數目為_______。（3）“氧化”中，用石灰乳調節，被氧化為，該反應的離子方程式為_______(的電離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為、_______(填化學式)。（4）“氧化”中保持空氣通入速率不變，(Ⅱ)氧化率與時間的關系如下。體積分數為_______時，(Ⅱ)氧化速率最大；繼續增大體積分數時，(Ⅱ)氧化速率減小的原因是_______。

（5）“沉鈷鎳”中得到的(Ⅱ)在空氣中可被氧化成，該反應的化學方程式為_______。（6）“沉鎂”中為使沉淀完全，需控制不低于_______(精確至0.1)。【答案】（1）適當增大硫酸濃度或適當升高溫度或將鎳鈷礦粉碎增大接觸面積（2）NA（3）①.②.Fe(OH)3（4）①.9.0%②.SO2有還原性，過多將會降低的濃度，降低(Ⅱ)氧化速率（5）（6）11.1【解析】【分析】在“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產生具有強氧化性的過一硫酸，用石灰乳調節，被氧化為，發生反應，Fe3+水解同時生成氫氧化鐵，“沉鉆鎳”過程中，Co2+變為Co(OH)2，在空氣中可被氧化成。【小問1詳解】用硫酸浸取鎳鈷礦時，為提高浸取速率可適當增大硫酸濃度、升高溫度或將鎳鈷礦粉碎增大接觸面積【小問2詳解】的結構簡式為，所以中過氧鍵的數目為NA【小問3詳解】用石灰乳調節，被氧化為，該反應的離子方程式為：；氫氧化鐵的Ksp=1037.4，當鐵離子完全沉淀時，溶液中c(Fe3+)=105mol/L，，c(OH)=1010.8mol/L，根據Kw=1014，pH=3.2，此時溶液的pH=4，則鐵離子完全水解，生成氫氧化鐵沉淀，故濾渣還有氫氧化鐵；【小問4詳解】根據圖示可知體積分數為0.9%時，(Ⅱ)氧化速率最大；繼續增大體積分數時，由于SO2有還原性，過多將會降低的濃度，降低(Ⅱ)氧化速率【小問5詳解】“沉鉆鎳”中得到的Co(OH)2，在空氣中可被氧化成，該反應的化學方程式為：；【小問6詳解】氫氧化鎂的Ksp=1010.8，當鎂離子完全沉淀時，c(Mg2+)=105mol/L，根據Ksp可計算c(OH)=102.9mol/L，根據Kw=1014，c(H+)=1011.1mol/L，所以溶液的pH=11.1；3.（2022·遼寧卷）某工廠采用輝鉍礦(主要成分為，含有、雜質)與軟錳礦(主要成分為)聯合焙燒法制備和，工藝流程如下：已知：①焙燒時過量的分解為，轉變為；②金屬活動性：；③相關金屬離子形成氫氧化物的范圍如下：開始沉淀完全沉淀6.58.31.62.88.110.1回答下列問題：（1）為提高焙燒效率，可采取的措施為___________。a．進一步粉碎礦石b．鼓入適當過量的空氣c．降低焙燒溫度（2）在空氣中單獨焙燒生成，反應的化學方程式為___________。（3）“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出和；②___________。（4）濾渣的主要成分為___________(填化學式)。（5）生成氣體A的離子方程式為___________。（6）加入金屬的目的是___________。【答案】（1）ab（2）（3）抑制金屬離子水解（4）（5）（6）將轉化為【解析】【分析】聯合焙燒：由已知信息①和第(2)問題干可知，發生轉化：、、，故聯合焙燒后得到、、、和；水浸：進入濾液，濾渣為、、和；酸浸：加入過量濃鹽酸后，和發生轉化：、，因有氧化性，會與濃鹽酸發生氧化還原反應：，氣體A為，濾渣主要為不溶于濃鹽酸的，濾液中金屬離子為；第(4)(5)問轉化：由已知信息②知，的金屬活動性強于，且調pH=2.6時和進入濾液，可知加入金屬的目的是將還原為。【小問1詳解】a.聯合焙燒時，進一步粉碎礦石，可以增大礦石與空氣的接觸面積，能夠提高焙燒效率，選項a符合題意；b.鼓入適當過量的空氣有利于礦石充分反應，選項b符合題意；c.降低焙燒溫度，反應速率減慢，不利于提高焙燒效率，選項c不符合題意；答案選ab；【小問2詳解】在空氣中單獨焙燒生成，根據原子守恒可知還應生成，結合得失電子守恒，反應的化學方程式為；【小問3詳解】加入濃鹽酸后，溶液中含有的離子主要為、、、、，而酸浸后取濾液進行轉化，故要防止金屬離子水解生成沉淀，進入濾渣，造成制得的產率偏低；【小問4詳解】濾渣主要為不溶于濃鹽酸的，答案為；【小問5詳解】因有氧化性，會與濃鹽酸發生氧化還原反應：；【小問6詳解】由已知信息③知，調pH=2.6時，會水解生成沉淀，但還沒開始沉淀，故要將轉化為，在調后獲得含的濾液，為了不引入新的雜質，加入作還原劑。4.（2021·遼寧卷）從釩鉻錳礦渣(主要成分為、、)中提鉻的一種工藝流程如下：已知：pH較大時，二價錳[](在空氣中易被氧化.回答下列問題：（1）Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。（2）用溶液制備膠體的化學方程式為_______。（3）常溫下，各種形態五價釩粒子總濃度的對數[]與pH關系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中，“沉釩”過程控制，則與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態為_______(填化學式)。（4）某溫度下，、的沉淀率與pH關系如圖2。“沉鉻”過程最佳pH為_______；在該條件下濾液B中_______【近似為，的近似為】。（5）“轉化”過程中生成的離子方程式為_______。（6）“提純”過程中的作用為_______。【答案】（1）①.4②.VIB（2）FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl（3）（4）①.6.0②.1×106（5）Mn2++H2O2+2OH=MnO2+2H2O（6）防止pH較大時，二價錳[]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產物不純【解析】【分析】分析本工藝流程圖可知，“沉釩”步驟中使用氫氧化鐵膠體吸附含有釩的雜質，濾液中主要含有Mn2+和Cr3+，加熱NaOH“沉鉻”后，Cr3+轉化為固體A為Cr(OH)3沉淀，濾液B中主要含有MnSO4，加入Na2S2O3主要時防止pH較大時，二價錳[]被空氣中氧氣氧化，Cr(OH)3煅燒后生成Cr2O3，“轉化”步驟中的反應離子方程式為：Mn2++H2O2+2OH=MnO2+2H2O，據此分析解題。【小問1詳解】Cr是24號元素，價層電子對排布式為：3d54s1，根據最高能層數等于周期序數，價電子數等于族序數，故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族，故答案為：4；VIB；小問2詳解】用溶液制備膠體的化學方程式為FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl，故答案為：FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl；【小問3詳解】常溫下，各種形態五價釩粒子總濃度的對數[]與pH關系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中，=2，從圖中可知，“沉釩”過程控制，=2時，與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態為，故答案為：；【小問4詳解】某溫度下，、的沉淀率與pH關系如圖2，由圖中信息可知“沉鉻”過程最佳pH為6.0；則此時溶液中OH的濃度為：c(OH)=108mol/L，在該條件下濾液B中==1×106，故答案為：6.0；1×106；【小問5詳解】由分析可知，“轉化”過程中生成的離子方程式為Mn2++H2O2+2OH=MnO2+2H2O，故答案為：Mn2++H2O2+2OH=MnO2+2H2O；【小問6詳解】由分析可知，“提純”過程中的作用為防止pH較大時，二價錳[]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產物不純，故答案為：防止pH較大時，二價錳[]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產物不純。【點對點模擬仿真】1．（2023·遼寧撫順·校聯考二模）用廢鐵屑(主要成分為，含少量、油污、沙土)制備超順磁性納米(平均直徑為)的流程如圖：下列敘述中錯誤的是A．納米屬于膠體，能發生丁達爾效應B．預處理時，需要使用溶液，可將溶液進行適當升溫C．步驟⑤發生反應的離子方程式為D．濾液B中加入氫氧化鈉溶液時，可觀察到有白色沉淀生成，迅速轉為灰綠色，最后轉化為紅褐色【答案】A【分析】廢鐵屑(主要成分為，含少量、油污、沙土)預處理后與稀鹽酸反應得到的濾液A溶質為氯化鐵、氯化亞鐵、過量的稀鹽酸，加入鐵粉還原鐵離子，過濾過量的鐵，濾液B的溶質為氯化亞鐵，加入氫氧化鈉溶液，生成Fe(OH)2渾濁液，向渾濁液中加入雙氧水氧化：2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O，再與氯化亞鐵加熱攪拌發生反應：2FeOOH+Fe2++2OH＝Fe3O4+2H2O，過濾、洗滌、干燥得產品Fe3O4，以此解答該題。【解析】A．納米屬于純凈物，不屬于膠體，不能發生丁達爾效應，故A錯誤；B．預處理時，需要使用溶液，可將溶液進行適當升溫，促進碳酸鈉水解，溶液堿性增強，故B正確；C．根據以上分析可知步驟⑤發生反應的離子方程式為，故C正確；D．濾液B是氯化亞鐵溶液，其中加入氫氧化鈉溶液時，可觀察到有白色沉淀氫氧化亞鐵生成，迅速轉為灰綠色，最后轉化為紅褐色氫氧化鐵，故D正確；故選A。2．（2023·遼寧阜新·校聯考模擬預測）氯化磷酸三鈉具有良好的滅菌、消毒、漂白作用，亦能除去墨跡、血跡、油跡和茶跡等多種污垢，廣泛地用于醫院、餐館、食品加工行業。氯化磷酸三鈉的熔點為67℃，常溫下較穩定，受熱易分解。在水溶液中可直接與鈣、鎂及重金屬離子形成不溶性磷酸鹽。某小組設計如圖流程制備氯化磷酸三鈉。下列敘述錯誤的是A．理論上制得的氯化磷酸三鈉不超過B．“反應池1”中最少應加入磷酸溶液C．“系列操作”包括蒸發濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌和高溫烘干D．氯化磷酸三鈉因含而具有漂白、殺菌和消毒作用【答案】C【分析】向NaOH溶液先加入磷酸，得到磷酸鈉溶液和NaOH溶液，在通入氯氣，生成溶液，最后通過減壓蒸發，冷卻結晶的方式得到。【解析】A．n(NaOH)=4.2mol，根據Na守恒，1個中含有13個Na原子，所以則n{}最多為0.3mol，A正確；B．中，n(Na):n(P)=13:4，n(NaOH)=4.2mol，所以n(P)=1.2mol，濃度為，所以體積為，故B正確；C．氯化磷酸三鈉的熔點為67℃，常溫下較穩定，受熱易分解，所以不能高溫烘干，C錯誤；D．具有強氧化性，所以能夠具有漂白、殺菌和消毒，D正確；故答案選C。3．（2023·遼寧·朝陽市第一高級中學校聯考二模）以輝銻礦(主要成分為，含少量、CuO、等)為原料制備銻白()的工藝流程如圖所示。下列說法錯誤的是已知：浸出液中除含過量鹽酸和之外，還含有、、等。A．該生產過程中，能實現循環利用的物質是B．濾渣1的主要成分是和SC．“除砷”時有生成，則該反應的化學方程式為：D．為了得到較多的銻白，操作時要將緩慢加入大量水中，還要加少量氨水【答案】A【分析】輝銻礦(主要成分為Sb2S3，還含有As2S3、CuO、SiO2等)中加入鹽酸和SbCl5，浸出液中除含過量鹽酸和SbCl5之外，還含有SbCl3、AsCl3、CuCl2等，濾渣1中除了生成的S之外還有未溶解的SiO2；浸出液中加入Sb，Sb將SbCl5還原為SbCl3；加入Na2S時使Cu2+沉淀完全，過濾得到的濾渣2為CuS；濾液中加入NaH2PO2除砷，生成亞磷酸和砷單質，SbCl3經過水解可得到SbOCl，再經過氨解得到Sb2O3。【解析】A．根據分析，工藝流程中沒有生成SbCl5的步驟，因此SbCl5不能循環利用，A錯誤；B．根據分析，濾渣1的主要成分是S和SiO2，B正確；C．根據分析，由流程可知，“除砷”時AsCl3和加入的NaH2PO2反應生成As，As元素化合價降低同時P元素化合價升高會生成H3PO3，該反應的化學方程式為2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O=2As↓+3H3PO3+3NaCl+3HCl，C正確；D．根據分析，SbCl3加入大量水中，經過水解可得到SbOCl，再經過氨解得到Sb2O3，D正確；故選A。二、工業流程題4．（2023·遼寧沈陽·沈陽二中校考模擬預測）殘渣油中含有大量的有機物，還含有少量金屬元素Mo、V、Ni、Fe的硫化物，其中Mo、V的含量最高，回收價值最大。但因油的粘度較大，增大了回收的難度，工業生產中從殘渣油里回收V、Mo的工藝流程如圖所示。已知：①微溶于冷水、乙醉、乙醚，能溶于熱水：②“除雜”步驟后的、以利離子的形式存在；③釩在不同、不同濃度下的存在形態如圖，其中可簡寫成。回答下列問題：(1)已知和是同族相鄰元素，寫出Mo的外圍電子軌道表示式。(2)脫油殘渣空氣焙燒的目的是。(3)“焙燒1”時生成的氣體成分是。(4)用碳酸鈉溶液除雜，調節值范圍為。(5)“沉釩”時，發現隨著溫度升高，沉釩率反而下降，推測可能的原因是。(6)在“焙燒2”制備的操作中，若采取真空干燥焙燒，副產物經處理后可投入使用的流程步驟是；若在空氣中焙燒，可生成一種無毒氣體，該反應的化學方程式為。【答案】(1)

(2)去除殘渣中的有機物，并將殘渣中的金屬硫化物轉化為金屬氧化物(3)、(4)6～9(5)受熱分解，且在熱水中溶解度大(6)沉礬【分析】由題干工藝流程圖信息可知，將殘渣油用有機溶劑進行浸取操作，然后分液分離出浸取液和脫油殘渣，干燥后在空氣中進行焙燒1，除去殘渣表面的有機物，大部分有機物和殘渣中含有硫化物焙燒生成CO2、SO2等氣體，加入Na2CO3溶液將V、Mo分別轉化為和離子的形式存在，過濾除去不溶性雜質，得到的濾液1中加入NH4Cl進行沉釩即將轉化為NH4VO3，過濾得到NH4VO3沉淀和濾液2，對NH4VO3進行焙燒2得到V2O5，對濾液2進行沉鉬，然后過濾得到沉淀，進行焙燒3得到MoO3。【解析】（1）已知和是同族相鄰元素，的外圍電子排布式為：，所以Mo的外圍電子軌道表示式：

，答案為：

；（2）由題干信息可知，因油的粘度較大，增大了回收的難度，故脫油殘渣空氣焙燒的目的是除去有機物表面的有機物和將硫化物轉化為氧化物，故答案為：去除殘渣中的有機物，并將殘渣中的金屬硫化物轉化為金屬氧化物；（3）由分析可知，在空氣中進行焙燒1，除去殘渣表面的有機物，大部分有機物和殘渣中含有硫化物焙燒生成CO2、SO2等氣體，故答案為：CO2、SO2；（4）由已知信息可知，“除雜”步驟后的V、Mo以和離子的形式存在，結合題干釩在不同pH、不同濃度下的存在形態圖可知，用碳酸鈉溶液除雜，調節pH值范圍為6～9，故答案為：6～9；（5）由題干已知信息可知，NH4VO3微溶于冷水、乙醇、乙醚，能溶于熱水，故“沉釩”時，沉釩率反而下降，可能的原因是溫度升高，NH4VO3的溶解度增大，故答案為：受熱分解，且在熱水中溶解度大；（6）有分析可知，沉釩得到NH4VO3，故在“焙燒2”制備V2O5的操作中，若采取真空干燥焙燒，則反應方程式為：2NH4VO32NH3+H2O+V2O5，則副產物NH3經與HCl處理后生成NH4Cl可投入使用的流程步驟是沉釩，若在空氣中焙燒，可生成一種無毒氣體即N2，該反應的化學方程式為：，故答案為：沉釩；。5．（2023·遼寧葫蘆島·統考二模）“同槽酸浸濕法冶煉工藝”可綜合利用資源。由輝銅礦(Cu2S，含少量SiO2、Fe2O3等雜質)、軟錳礦(MnO2，含少量SiO2、Fe2O3等雜質)制備硫酸錳和堿式碳酸銅工藝流程如圖：已知：①MnO2有較強的氧化性，能將Cu+氧化成Cu2+；②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩定，在熱水溶液中會分解生成NH3；③部分金屬陽離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開始沉淀和完全沉淀的pH)：Fe3+：1.5～3.2；Mn2+：8.3～9.8；Cu2+：4.4~6.4。請回答下列問題：(1)Mn元素在元素周期表的位置，基態Cu原子價層電子排布式。(2)“同槽酸浸”浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，該過程的主要反應離子方程式。(3)為提高錳浸出速率可以適當提高酸的溫度和濃度，(“可以”、“不可以”)用濃鹽酸代替稀硫酸，原因是。(結合化學方程式說明原因)(4)調節浸出液pH=4可使用的試劑。(填序號)A．CuOB．NaOHC．H2SO4(5)本工藝中可循環使用的物質是NH3，其能夠和Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+的原因。(6)“沉錳”反應離子方程式為。(7)用標準的BaCl2溶液測定樣品中MnSO4?H2O質量分數時，發現樣品純度大于100%(測定過程中產生的誤差可忽略)其可能原因有(任寫一種)。【答案】(1)第四周期第ⅦB族3d104s1(2)Cu2S+2MnO2+8H+=2Cu2++2Mn2++S↓+4H2O(Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O)(3)不可以MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O(4)A(5)NH3有孤對電子，可做配體，Cu2+有空軌道，可形成配位鍵(6)Mn2+++NH3·H2O=MnCO3↓++H2O(7)混有硫酸鹽雜質或部分晶體失去結晶水【分析】流程分析可知輝銅礦軟錳礦加入硫酸酸浸過濾得到浸出液調節溶液pH，使鐵離子全部沉淀，過濾得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等，加入碳酸氫銨和氨水過濾得到混合溶液加熱趕出氨氣結晶析出得到堿式碳酸銅，濾渣為碳酸錳，通過蒸發濃縮，冷卻結晶過濾洗滌得到硫酸錳晶體。【解析】（1）Mn是25號元素，則其在元素周期表的位置為：第四周期第ⅦB族；其基態Cu原子價層電子排布式3d104s1；（2）MnO2有較強的氧化性，能將金屬硫化物中的硫氧化為單質硫，生成物是CuSO4、MnSO4、S，反應物是硫酸、二氧化錳和硫化亞銅，根據化合價升降法配平離子方程式為：Cu2S+2MnO2+8H+=2Cu2++2Mn2++S↓+4H2O(Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O)；（3）二氧化錳可以和濃鹽酸反應生成氯氣，則不可以用濃鹽酸代替稀硫酸；反應的方程式為：MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O；（4）原溶液為酸性溶液，本題制備的產品為硫酸錳和堿式碳酸銅，為了不引入雜志，調節pH可以使用氧化銅，故選A；（5）銅離子含有空軌道，氨氣中的氮原子中含有孤電子對，則其能夠和Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+的原因為：NH3有孤對電子，可做配體，Cu2+有空軌道，可形成配位鍵；（6）“沉錳”是將Mn2+與NH4HCO3、氨水混合物發生反應，生成MnCO3沉淀，其離子方程式為Mn2+++NH3·H2O=MnCO3↓++H2O；（7）純度大于100%說明樣品中硫酸根含量比較大，其可能原因是：混有硫酸鹽雜質或部分晶體失去結晶水。6．（2023·遼寧沈陽·遼寧實驗中學校考模擬預測）一種常用的三元鋰電池正極材料采用了蘊含鎳、鈷、錳三種金屬元素的三元聚合物，電解質為六氟磷酸鋰，負極材料為石墨，電池中還含有少量的鐵、鋁、銅等元素，下面是回收利用該廢舊三元鋰電池的一種工藝流程．已知：該流程中，一些金屬氫氧化物沉淀的pH如下表：金屬離子開始沉淀的pH7.01.94.73.47.157.28.1沉淀完全的pH9.03.26.74.7(1)“放電處理”時，將廢舊電池用導線連接惰性電極插入NaCl溶液，放電過程中陰極發生的電極反應方程式為。(2)浸出還原時選取反應溫度為40℃左右的原因；“浸出還原”可以理解為先浸出再還原，還原過程主要還原Co3+，離子方程式為。(3)第一次調至pH約為7，濾渣1的主要成分是。(4)已知Co(OH)2、Ni(OH)2、Mn(OH)2三種物質的Ksp分別為1014.7、1014.6、1012.8，第二次調pH時，使構成三元材料的金屬離子均完全沉淀(溶液中離子濃度≤105mol?L1)，則pH至少應調至。(5)“含鹽廢液”回收利用可以制得一種晶體，俗稱為。(6)某鋰電池正極材料化學式式量為M，晶胞如圖所示，已知阿伏加德羅常數為NA，晶胞參數分別bnm和cnm，則該材料的密度表達式為g?cm3。【答案】(1)(2)低于40℃反應速率隨溫度升高增加，超過40℃雙氧水大量分解導致速率下降(3)Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2(4)10.1(5)芒硝(6)【分析】廢舊三元電池經放電處理后，所得固體混合物中加入H2SO4和H2O2進行浸出還原，將Co3+還原為Co2+，同時Fe2+轉化為Fe3+；過濾出石墨后，加入NaOH溶液調至pH約為7，此時Fe3+、Al3+、Cu2+轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀；過濾后，往濾液中繼續加入NaOH溶液，Co2+、Ni2+、Mn2+轉化為氫氧化物沉淀；過濾后，往濾液中加入Na2CO3溶液，Li+轉化為Li2CO3沉淀；過濾后的濾液中主要含有Na2SO4。【解析】（1）“放電處理”時，將廢舊電池用導線連接惰性電極插入NaCl溶液，放電過程中陽極Cl失電子生成Cl2，陰極水得電子生成H2和OH，發生的電極反應方程式為。（2）浸出還原時，選取反應溫度為40℃左右，主要從反應速率和H2O2的熱穩定性兩方面考慮，其原因：低于40℃反應速率隨溫度升高增加，超過40℃雙氧水大量分解導致速率下降；“浸出還原”可以理解為先浸出再還原，還原過程主要將Co3+被還原為Co2+，同時H2O2被氧化為O2，離子方程式為。（3）依據表中pH與沉淀物的關系，第一次調至pH約為7，Fe3+、Al3+、Cu2+轉化為沉淀，則濾渣1的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2。（4）比較Co(OH)2、Ni(OH)2、Mn(OH)2三種物質的Ksp，第二次調pH時，要使構成三元材料的金屬離子均完全沉淀(溶液中離子濃度≤105mol?L1)，則只需滿足Ksp[Mn(OH)2]=1012.8就能達到目的，c(OH)=mol/L=103.9mol/L，c(H+)=mol/L=1010.1mol/L，所以pH至少應調至10.1。（5）由分析可知，“含鹽廢液”中含有硫酸鈉，回收利用可以制得Na2SO4?10H2O晶體，俗稱為芒硝。（6）在晶胞中，含Li原子個數為6，含Co原子個數為=3，含O原子個數為=9，則晶胞中含有3個Li2CoO3，Li2CoO3的式量為M，阿伏加德羅常數為NA，晶胞參數分別bnm和cnm，則晶胞的體積為=cm3，該材料的密度表達式為=g?cm3。【點睛】計算晶胞中所含微粒數目時，可使用均攤法。7．（2023春·遼寧·高三校聯考期中）五氧化二釩()廣泛用于冶金、化工等行業。一種以含釩廢料(含、MnO、、)為原料制備的流程如圖。已知：難溶于水和堿，可溶于酸，灼燒可生成。(1)基態釩原子的價層電子排布式為，提高含釩廢料的浸取率，可采取的措施為。(2)“濾液1”中除了含有過量的NaOH，還含有的溶質為(填化學式)。(3)“烘干灼燒”的目的是。(4)“沉錳”時需將溫度控制在70℃左右，溫度不能過高的原因為；“濾渣2”的主要成分是，寫出生成的離子方程式：。(5)證明已洗滌干凈的實驗操作及現象為。(6)在煅燒生成的過程中無元素化合價變化，請寫出反應的化學方程式：。【答案】(1)延長浸取時間、攪拌、粉碎等(2)、(3)將氧化為(4)溫度過高，分解(5)取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加溶液，無明顯現象，證明已洗滌干凈(6)【分析】含釩廢料(含、MnO、、)中加入過量的氫氧化鈉溶液進行堿浸，除去廢料表面的油污，、分別與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉，氧化錳和三氧化二釩不溶于氫氧化鈉溶液，過濾得到含有氫氧化鈉、偏鋁酸鈉和硅酸鈉的濾液1和含有氧化錳和三氧化二釩的濾渣；烘干灼燒濾渣，三氧化二釩被空氣中氧氣氧化生成五氧化二釩；向烘干后的濾渣中加入硫酸溶液，氧化錳和五氧化二釩與硫酸反應生成硫酸錳和（VO2）2SO4，向溶解后的溶液中加入碳酸氫銨溶液，硫酸錳與碳酸氫銨溶液反應生成碳酸錳沉淀，過濾得到含有（VO2）2SO4的濾液，向濾液中加入過量硫酸銨溶液，濃縮結晶、過濾、洗滌、干燥得到NH4VO3晶體，煅燒NH4VO3晶體得到五氧化二釩。【解析】（1）釩原子序數為23，基態釩原子的電子排布式為，則價層電子排布式為；可通過適當延長浸取時間、攪拌、粉碎等措施，來提高含釩廢料的浸取率。（2）由分析可知，加入氫氧化鈉溶液的目的是將氧化鋁、二氧化硅轉化為可溶的偏鋁酸鈉和硅酸鈉除去，則濾液1中除了含有過量的NaOH，還含有Na2SiO3、NaAlO2。（3）灼燒是在空氣中進行，由流程圖可知，烘干灼燒濾渣的目的是利用空氣中的氧氣，將氧化為。（4）溫度過高，碳酸氫銨受熱分解，會導致原料利用率降低，因此“沉錳”時需將溫度控制在70℃左右；向溶解后的溶液中加入碳酸氫銨溶液，硫酸錳與碳酸氫銨溶液反應生成碳酸錳沉淀、硫酸銨、二氧化碳和水，反應的離子方程式為。（5）由題意可知，NH4VO3晶體表面可能附有可溶的硫酸銨，則證明NH4VO3已洗滌干凈可通過檢驗最后一次洗滌液中不存在硫酸根離子即可，其實驗操作及現象為取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加溶液，無明顯現象，證明已洗滌干凈。（6）由題可知，煅燒NH4VO3生成時，NH4VO3受熱分解生成五氧化二釩、氨氣和水，反應的化學方程式為。8．（2023·遼寧·統考三模）銻白()在工業上有廣泛的用途，用于油漆的著色和帆布、紙張、涂料等的阻燃劑。從鉛銻冶煉廢渣(主要成分是、，含有CuO、和等雜質)中制取銻白的一種工業流程如圖所示。已知：①是兩性氧化物

②“濾渣3”的成分是SbOCl回答下列問題：(1)“固體粉末X”和“Y溶液”最好分別是；。(2)將“含銻廢渣”粉碎的目的是。(3)“稀釋水解”主要反應的離子反應方程式為。(4)“酸洗”后檢驗沉淀是否洗凈的試劑是。(5)用平衡移動原理說明“中和”操作加入少量“Y溶液”操作的作用。(6)在上述操作過程中多次用到過濾，該操作用到的玻璃儀器有(至少寫兩種)。【答案】(1)鐵(Fe)氨水(2)增大接觸面積，加快浸取速率(3)(4)鐵氰化鉀溶液(5)加入少量氨水，中和殘留和水解產生的HCl，使平衡向右移動，促進水解完全，提高產率(6)燒杯、漏斗、玻璃棒【分析】含銻工業廢渣主要成分是、，含有CuO、和等雜加入稀鹽酸酸溶，二氧化硅不反應得到濾渣1，濾液1中含有、、、、；濾液1加入過量X(鐵粉)，、分別轉化為、，銅離子轉化為銅單質，過濾得到濾液2加水稀釋水解生成SbOCl，酸洗后加入Y溶液(氨水)反應，SbOCl轉化為；【解析】（1）為防止引入其他雜質，且可以把、、還原，固體粉末X為鐵粉；因為是兩性氧化物，為中和酸，不能用強堿，Y溶液為氨水溶液；答案：鐵(Fe)；氨水；（2）固體在浸取過程中為增大接觸面積，加快反應速率，即提高浸取速率；答案：增大接觸面積，加快浸取速率；（3）已知稀釋水解后得到濾渣3的成分是SbOCl，故水解過程中水解和溶液中的氯離子反應得到SbOCl和氫離子，反應為；答案：；（4）濾渣3若洗滌不干凈則洗滌液中會含有亞鐵離子，亞鐵離子和鐵氰化鉀溶液生成藍色沉淀，故“酸洗”后檢驗沉淀是否洗凈的試劑是鐵氰化鉀溶液；答案：鐵氰化鉀溶液；（5）“中和”時加入氨水和SbOCl反應生成，中和殘留和水解產生的HCl，使平衡向右移動，促進水解完全，提高產率。答案：加入少量氨水，中和殘留和水解產生的HCl，使平衡向右移動，促進水解完全，提高產率；（6）過濾用到的玻璃儀器：燒杯、漏斗、玻璃棒，答案：燒杯、漏斗、玻璃棒。9．（2023·遼寧·朝陽市第一高級中學校聯考二模）硫酸亞錫()是應用于鍍錫及鋁合金表面處理的化學試劑。利用錫精礦(主要成分是，含少量、S、Cu、Pb、Fe)制備硫酸亞錫的流程如下：已知：①在酸性條件下，溶液中的可被氧化成；②常溫下，相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為0.01mol/L計算)：金屬離子開始沉淀的pH7.52.14.71.70.3完全沉淀的pH953.56.73.71.3(1)濾渣X的化學式是。(2)焙燒2中發生反應的化學方程式是。(3)若氧化時不引入新的雜質，則足量的Y溶液與金屬離子發生反應的離子方程式為。(4)利用表格數據，計算的；沉錫控制溶液pH的范圍是；試劑Z可以是(填字母)。a.

b.

c.溶液

d.氨水(5)錫有多種同素異形體，其中白錫為四方晶系，晶胞參數a=b=0.5832nm，c=0.3181nm，灰錫為立方晶系，晶胞參數a=0.6489nm(如圖)。在低溫下，白錫轉化為灰錫的現象常被稱為錫疫。列式比較并說明發生“錫疫”時體積如何變化。【答案】(1)PbSO4(2)WO3+Na2CO3=Na2WO4+CO2↑(3)2Fe3++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+(4)11056.81.3~2.1cd(5)>，“錫疫”時白錫變成灰錫，密度減小，體積增大【分析】錫精礦(主要成分是，含少量、S、Cu、Pb、Fe)在氧氣中焙燒得到SO2氣體，Cu、Pb、Fe轉化為CuO、PbO2、Fe2O3，焙燒2中WO3和碳酸鈉發生反應，由后續除鎢步驟可知WO3轉化成了Na2WO4，說明該過程中沒有化合價的變化，則氣體X為CO2，焙燒后的固體水浸除鎢，過濾后的濾渣用硫酸溶解，CuO、PbO2、Fe2O3轉化為硫酸銅、硫酸鐵、硫酸錫，硫酸鉛溶于水，濾渣X為PbSO4，根據已知信息①，溶液中的可被氧化成，在加入碳酸氫銨溶液調節pH沉錫，得到的固體在硫酸中溶解，再加入Sn單質將還原為得到SnSO4，以此解答。【解析】（1）酸溶之前的步驟中，已經把S、W除去了，加入硫酸溶解時，硫酸銅、硫酸鐵、硫酸錫都是可溶于水的，但硫酸鉛難溶于水，所以濾渣X就是硫酸鉛PbSO4。（2）焙燒2中WO3和碳酸鈉發生反應，由后續除鎢步驟可知WO3轉化成了Na2WO4，說明該過程中沒有化合價的變化，則氣體X為CO2，化學方程式為：WO3+Na2CO3=Na2WO4+CO2↑。（3）氧化步驟是的目的是將Fe2+氧化為Fe3+，Y是能把Fe2+氧化成Fe3+的物質，且不引入新的雜質，則Y為H2O2，該過程的離子方程式為：2Fe3++2H++H2O2=2H2O+2Fe3+。（4）由表格數據可知，c()=0.01mol/L的溶液中，當pH=0.3時，開始沉淀生成，則的=11056.8；要能使Sn4+全部沉淀，還不能沉淀其它離子，根據表格信息，沉淀pH應在1.3~2.1范圍內；Z用碳酸氫銨溶液或氨水最合適，碳酸氫根或一水合氨可以和氫離子反應，消耗溶液中的氫離子，達到調pH的目的；a的堿性太強，很