大題01化工流程綜合題（分類過關(guān)）

大題01化工流程綜合題類型一以物質(zhì)制備為目的1.（2024·江蘇泰州·統(tǒng)考一模）以方鉛礦(主要成分，含少量)和軟錳礦(主要成分)為原料制備電池材料和，過程可表示為已知：①

②

（1）時(shí)，“協(xié)同浸取”生成和的離子方程式為；“協(xié)同浸取”時(shí)加入可避免生成沉積在礦石表面，其原因是。（2）“沉降分鉛”的目的是將濾液中的沉降為沉淀。沉降反應(yīng)的平衡常數(shù)。（3）絡(luò)合萃取劑全氟聚醚二(甲基吡啶)胺通過氮原子與形成配位鍵的方式萃取鉛。已知氮原子的電子云密度越大配位能力越強(qiáng)，全氟聚醚二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基團(tuán)相連使得配位能力下降，若在氮原子和含氟基團(tuán)間引入基團(tuán)配位能力會(huì)增強(qiáng)，其原因分別是。（4）制備。(難溶于水的黑色晶體)可通過空氣氧化制得，制備時(shí)溶液的溫度和對(duì)的產(chǎn)率影響如圖所示。請補(bǔ)充完整由凈化后的含的濾液制備較純凈的的實(shí)驗(yàn)方案：取一定量的含的濾液于三頸燒瓶中，，真空40干燥得產(chǎn)品。(必須使用的試劑：空氣、蒸餾水、氨水、稀硝酸、溶液。)【答案】（1）增大氯離子濃度，有利于平衡正向移動(dòng)，將溶解（2）2000（3）氟的電負(fù)性大，將氮原子的孤對(duì)電子對(duì)吸引，使得氮原子的電子云密度減小，因此氮與形成配位鍵能力減弱；氮原子遠(yuǎn)離氟原子，氟對(duì)氮的電子對(duì)吸引力小，氮原子的電子云密度增大，氮與形成配位鍵能力增強(qiáng)（4）加熱維持在溫度50℃，不斷攪拌下邊通空氣邊加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值并維持在8.5左右，直至有大量黑色沉淀生成時(shí)，靜置，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀至取最后一次洗滌液少量于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀，若無沉淀生成【分析】方鉛礦(主要成分，含少量)和軟錳礦(主要成分)在鹽酸和氯化鈉作用下反應(yīng)生成S和，過濾，向?yàn)V液中加入碳酸錳除掉鐵，過濾，沉降分鉛，將含鉛物質(zhì)加入硫酸得到硫酸鉛，再將含Mn2+的濾液經(jīng)過一系列過程得到?！窘馕觥浚?）時(shí)，方鉛礦(主要成分，含少量)和軟錳礦(主要成分)在氯化鈉、鹽酸作用下反應(yīng)生成和，則“協(xié)同浸取”生成和的離子方程式為；根據(jù)已知信息得到，因此“協(xié)同浸取”時(shí)加入可避免生成沉積在礦石表面，其原因是增大氯離子濃度，有利于平衡正向移動(dòng)，將溶解；故答案為：；增大氯離子濃度，有利于平衡正向移動(dòng)，將溶解。（2）利用蓋斯定律，將①+②得到

，則沉降反應(yīng)的平衡常數(shù)；故答案為：2000。（3）氮原子的電子云密度越大配位能力越強(qiáng)，全氟聚醚二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基團(tuán)相連使得配位能力下降，氟的電負(fù)性大，將氮原子的孤對(duì)電子對(duì)吸引，使得氮原子的電子云密度減小，因此氮與形成配位鍵能力減弱；若在氮原子和含氟基團(tuán)間引入基團(tuán)配位能力會(huì)增強(qiáng)，氮原子遠(yuǎn)離氟原子，氟對(duì)氮的電子對(duì)吸引力小，氮原子的電子云密度增大，氮與形成配位鍵能力增強(qiáng)；故答案為：氟的電負(fù)性大，將氮原子的孤對(duì)電子對(duì)吸引，使得氮原子的電子云密度減小，因此氮與形成配位鍵能力減弱；氮原子遠(yuǎn)離氟原子，氟對(duì)氮的電子對(duì)吸引力小，氮原子的電子云密度增大，氮與形成配位鍵能力增強(qiáng)。（4）根據(jù)圖中信息，由凈化后的含的濾液制備較純凈的的實(shí)驗(yàn)方案：取一定量的含的濾液于三頸燒瓶中，加熱維持在溫度50℃，不斷攪拌下邊通空氣邊加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值并維持在8.5左右，直至有大量黑色沉淀生成時(shí)，靜置，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀至取最后一次洗滌液少量于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀，若無沉淀生成，再真空40℃干燥得產(chǎn)品；故答案為：加熱維持在溫度50℃，不斷攪拌下邊通空氣邊加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值并維持在8.5左右，直至有大量黑色沉淀生成時(shí)，靜置，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀至取最后一次洗滌液少量于試管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸銀，若無沉淀生成。2.（2024·江蘇連云港·統(tǒng)考一模）以含鉬()廢催化劑(含，以及、、等)為原料制備，其過程表示如下：（1）焙燒。將廢催化劑和足量固體置于焙燒爐中，通入足量空氣加熱至充分反應(yīng)。焙燒過程中轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式為。（2）浸取。將焙燒所得固體加水浸泡，然后過濾、洗滌。過濾后所得濾液中存在的陰離子有、、。欲提高單位時(shí)間內(nèi)鉬的浸取率，可以采取的措施有(任寫一點(diǎn))。（3）除雜。向浸取后的濾液中通入過量，過濾。通入過量的目的。（4）制備。向上述（3）所得濾液中加入硝酸調(diào)節(jié)溶液的小于6，使轉(zhuǎn)化為，然后加入充分反應(yīng)，析出，灼燒后可得到。灼燒得到的化學(xué)方程式為。（5）應(yīng)用。將制成催化劑，用于氨催化還原氮氧化物，一定壓強(qiáng)下，將氨氮比為1.0的混合氣體按一定流速通入裝有上述催化劑的反應(yīng)裝置，測得的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。在溫度之間，轉(zhuǎn)化率不高的原因是。【答案】（1）（2）廢催化劑粉碎、使得升高溫度、攪拌等（3）將轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀（4）（5）沒有達(dá)到催化劑所需的合適的活化溫度【分析】廢催化劑在氫氧化鈉條件下，通入氧氣焙燒將轉(zhuǎn)化為，焙燒產(chǎn)生的氣體主要為硫元素轉(zhuǎn)化生成的SO2；加H2O浸出除去不溶的鐵、銅化合物，浸出液含、、，通入過量的二氧化碳，將轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾，濾液中加入硝酸調(diào)節(jié)溶液的小于6，使轉(zhuǎn)化為，然后加入充分反應(yīng)，析出，灼燒后可得到；【解析】（1）焙燒過程氧氣具有氧化性，會(huì)氧化生成二氧化硫和，氫氧化鈉、氧氣和轉(zhuǎn)化為、二氧化硫，水，化學(xué)方程式為；（2）氧化鋁會(huì)和氫氧化鈉生成可溶性的，故過濾后所得濾液中存在的陰離子有、、。欲提高單位時(shí)間內(nèi)鉬的浸取率，可以采取的措施有廢催化劑粉碎、使得升高溫度、攪拌等；（3）通入過量的二氧化碳，將轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，除去鋁元素；（4），灼燒后可得到，結(jié)合質(zhì)量守恒可知，還生成氨氣和水，反應(yīng)為；（5）催化劑催化需要一定的活化溫度，在溫度之間，轉(zhuǎn)化率不高的原因是：。此時(shí)溫度較低，沒有達(dá)到催化劑所需的合適的活化溫度，導(dǎo)致反應(yīng)速率較慢，單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率不高。3.（2024·江蘇蘇州·校考模擬預(yù)測）氧化鈰(CeO2)是一種應(yīng)用非常廣泛的稀土氧化物?，F(xiàn)以氟碳鈰礦(含CeFCO3、BaO、SiO2等)為原料制備氧化鈰，其工藝流程如圖所示：已知：①稀土離子易與形成復(fù)鹽沉淀，Ce3+和發(fā)生反應(yīng)：Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓；②硫脲：具有還原性，酸性條件下易被氧化為(SCN2H3)2；③Ce3+在空氣中易被氧化為Ce4+，兩者均能形成氫氧化物沉淀；④Ce2(CO3)3為白色粉末，難溶于水?；卮鹣铝袉栴}：（1）濾渣A的主要成分是(填寫化學(xué)式)。（2）在另一種生產(chǎn)工藝中，在氟碳鈰礦礦石粉中加入碳酸氫鈉同時(shí)通入氧氣焙燒，焙燒得到NaF和CeO2兩種固體以及兩種高溫下的氣態(tài)物質(zhì)，請寫出焙燒過程中相應(yīng)的化學(xué)方程式。（3）加入硫脲的目的是將還原為Ce3+，反應(yīng)的離子方程式為。（4）步驟③加入鹽酸后，通常還需加入另一種化學(xué)試劑X，根據(jù)題中信息推測，加入X的作用為。（5）下列關(guān)于步驟④的說法正確的是_____(填字母)。A．過濾后的濾液中仍含有較多Ce3+，需要將濾液循環(huán)以提高產(chǎn)率B．可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影響產(chǎn)品純度C．過濾時(shí)選擇減壓過濾能夠大大提高過濾效率D．該步驟發(fā)生的反應(yīng)是2Ce3++6=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O（6）若常溫下，Ka2(H2CO3)=5.0×10?11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10?28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10?5mol?L?1，此時(shí)測得溶液的pH=5，則溶液中c()=mol?L?1?！敬鸢浮浚?）BaSO4、SiO2（2）4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O（3）2+2=2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F（4）防止Ce3+被氧化（5）CD（6）0.2【分析】氟碳鈰礦(含CeFCO3、BaO、SiO2等)在空氣中焙燒，Ce3+在空氣中氧化為Ce4+，加稀硫酸浸取，Ce4+進(jìn)入溶液，SiO2不反應(yīng)，BaO與硫酸反應(yīng)生成BaSO4沉淀，過濾分離，濾渣A為SiO2、BaSO4；含濾液中加入硫脲將Ce4+還原為Ce3+，Ce2(SO4)3與Na2SO4形成復(fù)鹽沉淀B為Ce2(SO4)3?Na2SO4?nH2O，過濾分離。復(fù)鹽沉淀加入NaOH，再加入稀鹽酸，Ce3+被轉(zhuǎn)移到溶液中，加入碳酸氫銨使Ce3+沉淀為Ce2(CO3)3，最后灼燒分解生成CeO2。【解析】（1）根據(jù)分析，濾渣A的主要成分是BaSO4、SiO2。（2）在氟碳鈰礦礦石粉(CeFCO3)中加入碳酸氫鈉同時(shí)通入氧氣焙燒，焙燒得到NaF和CeO2兩種固體以及兩種高溫下的氣態(tài)物質(zhì)，根據(jù)質(zhì)量守恒得到兩種高溫氣體為二氧化碳和水蒸氣，則焙燒過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CeFCO3+4NaHCO3+O24NaF+4CeO2+8CO2+2H2O。（3）根據(jù)信息硫脲(

)具有還原性，酸性條件下易被氧化為(SCN2H3)2，則加入硫脲的目的是將還原為Ce3+，反應(yīng)的離子方程式為2+2

=2Ce3++(SCN2H3)2+2HF+2F。（4）步驟③加入鹽酸后，通常還需加入另一種化學(xué)試劑X，根據(jù)題中信息Ce3+在空氣中易被氧化為Ce4+推測，加入X的作用是防止Ce3+被氧化。（5）A．由于加入的碳酸氫銨過量，沉淀比較充分，因此過濾后的濾液中含有的Ce3+很少，A錯(cuò)誤；B．碳酸鈉與Ce3+直接快速反應(yīng)沉淀，在生成沉淀的過程中，其他雜質(zhì)離子會(huì)摻雜在沉淀中，因此不可以用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，會(huì)影響產(chǎn)品純度，B錯(cuò)誤；C．減壓過濾能夠大大提高過濾效率，C正確；D．Ce3+加入碳酸氫銨反應(yīng)生成Ce2(CO3)3沉淀，同時(shí)生成二氧化碳和水，則該步驟發(fā)生的反應(yīng)是2Ce3++6=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O，D正確；故選CD。（6）Ce3+恰好沉淀完全時(shí)，c(Ce3+)=1.0×10?5mol?L?1，則，解得，測得溶液的pH=5，根據(jù)，解得c()=0.2mol?L?1。4.（2023·江蘇南通·統(tǒng)考模擬預(yù)測）BaCl2是一種常見的分析試劑，能與TiCl4制備BaTiO3.以重晶石(主要成分為BaSO4，還含有少量SiO2)為原料，制備BaCl2流程如下：已知：①，表示反應(yīng)在該條件下可自發(fā)進(jìn)行。②若不加氯化鈣，則焙燒后固體主要成分為BaS(能溶于水)及少量的BaCO3、BaSiO3。③經(jīng)測定，濾渣中含有一定量的CaS、C。（1）基態(tài)Ti3+核外電子排布式。（2）①“焙燒”時(shí)可能發(fā)生的部分反應(yīng)的隨溫度變化的關(guān)系如圖所示，0(填“<”“>”或“無法確定”)。②“濾渣”中除CaS、碳粉外，還應(yīng)含有。③“酸化”之前需進(jìn)行“水浸”的原因：除去難溶性的雜質(zhì)，減少酸化時(shí)引入雜質(zhì)離子；。（3）TiCl?制備提純過程中涉及以下兩個(gè)反應(yīng)：已知：部分共價(jià)鍵的鍵能如下表所示：HHClClClH鍵能(kJ·mol1)436243431依據(jù)以上信息可得（4）常用“碘量法”來測定“氣體”中硫化氫含量，將收集500mL的“氣體”通過50.00mL0.0500mol·L1的溶液的吸收瓶中，使H2S被完全吸收，向吸收瓶中加入10.00mL0.0100mol·L1的碘溶液和10mL乙酸溶液，將硫元素完全轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，充分反應(yīng)后轉(zhuǎn)移至250mL碘量瓶中；向碘量瓶中加入1.00mL1%淀粉溶液，用0.0100mol·L1的Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液的體積為12.00mL。試計(jì)算“氣體”中硫化氫的濃度(以g·L1計(jì))寫出計(jì)算過程。已知：【答案】（1）[Ar]3d1（2）>CaCO3、CaSiO3使部分BaS轉(zhuǎn)化為BaCl2，減少酸浸時(shí)硫化氫的產(chǎn)生（3）397（4）未氧化硫元素的碘總共加入碘氧化硫元素的碘的濃度【分析】根據(jù)已知信息若不加氯化鈣，則焙燒后固體主要成分為BaS(能溶于水)及少量的BaCO3、BaSiO3。故使用氯化鈣，焙燒后的固體會(huì)部分與氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生BaCl2、CaS、CaCO3、CaSiO3。水浸過程中BaCl2、BaS溶于水，加入HCl，BaS轉(zhuǎn)化為硫化氫氣體和BaCl2。【解析】（1）Ti為22號(hào)元素，則基態(tài)Ti3+核外電子排布式為[Ar]3d1。（2）反應(yīng)2的熵變大于0，且在高溫時(shí)<0，說明>0。由分析可知，“濾渣”中除CaS、碳粉外，還應(yīng)含有CaCO3、CaSiO3?！八峄敝靶柽M(jìn)行“水浸”的原因：除去難溶性的雜質(zhì)，減少酸化時(shí)引入雜質(zhì)離子；使部分BaS轉(zhuǎn)化為BaCl2，減少酸浸時(shí)硫化氫的產(chǎn)生。（3）根據(jù)數(shù)據(jù)可知的，由蓋斯定律可知。（4）計(jì)算過程如下：由關(guān)系式可知：未氧化硫元素的碘總共加入碘氧化硫元素的碘由關(guān)系式可知：故的濃度。5.（2023·江蘇南京中華中學(xué)校聯(lián)考一模）實(shí)驗(yàn)室以廢舊鋰電池正極材料(含及少量、等)為原料制備。已知：，，；的電離常數(shù)為，的電離常數(shù)分別為，。（1）“酸浸”時(shí)LiCoO2與反應(yīng)生成并放出，該反應(yīng)的離子方程式為。（2）“萃取”時(shí)有機(jī)磷萃取劑(用表示)萃取金屬離子的原理可表示為：(有機(jī)層)(有機(jī)層)(水層)。鈷、鋰在有機(jī)磷萃取萃取劑中的萃取率與的關(guān)系如圖1所示。隨的升高，在有機(jī)磷萃取劑中萃取率增大的原因是。（3）“反萃取”的目的是將有機(jī)層轉(zhuǎn)移到水層。使盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件或采取的實(shí)驗(yàn)操作有(填兩項(xiàng))（4）“沉鈷”時(shí)可加入溶液或溶液反應(yīng)制得。不能用溶液代替溶液的原因是。（5）“沉鈷”時(shí)，也可先制得再制備。在空氣中受熱分解，測得剩余固體的質(zhì)量與起始的質(zhì)量的比值(剩余固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù))隨溫度變化曲線如圖2所示。為獲得較高產(chǎn)率的，請補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案：取反萃取后得到的水相，。(可選用的試劑：溶液、空氣、溶液、溶液)【答案】（1）2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++4H2O+O2↑（2）c(H+)減小，平衡往正向移動(dòng)，(有機(jī)層)增大，萃取率增大（3）適當(dāng)提高稀硫酸的濃度或充分振蕩分液漏斗或用萃取劑分多次萃取（4）Na2C2O4堿性過強(qiáng)，因?yàn)?lt;，所以容易生成氫氧化鈷沉淀（5）向其中加入過量的溶液，然后過濾，洗滌濾渣，用0.1mol?L?1BaCl2檢驗(yàn)濾渣洗滌干凈后，將濾渣加熱至400600℃左右，當(dāng)固體質(zhì)量不再改變時(shí)，得到【分析】廢舊鋰電池用稀硫酸和雙氧水進(jìn)行浸取，除去濾渣，Co2+、Li+、Al3+、Fe3+進(jìn)入溶液，用有機(jī)磷萃取將Co2+進(jìn)入到有機(jī)相，有機(jī)相經(jīng)過稀硫酸反萃取使Co2+進(jìn)入水相，加入相關(guān)試劑進(jìn)行沉鈷，再經(jīng)歷一系列反應(yīng)獲得四氧化三鈷?！窘馕觥浚?）“酸浸”時(shí)LiCoO2與反應(yīng)生成并放出，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒和元素、電荷守恒配平，該反應(yīng)的離子方程式為2LiCoO2+H2O2+6H+=2Li++2Co2++4H2O+O2↑；（2）隨的升高，在有機(jī)磷萃取劑中萃取率增大的原因是c(H+)減小，平衡往正向移動(dòng)，(有機(jī)層)增大，萃取率增大；（3）使盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移可適當(dāng)提高稀硫酸的濃度或充分振蕩分液漏斗或用萃取劑分多次萃?。唬?）不能用溶液代替溶液的原因是，，草酸鈉溶液的堿性過強(qiáng)，易生成氫氧化鈷沉淀。（5）為獲得較高產(chǎn)率的，可取反萃取后得到的水相，向其中加入過量的溶液，發(fā)生反應(yīng)2HCO+Co2+=CoCO3+H2O+CO2，然后過濾，洗滌濾渣，用0.1mol?L?1BaCl2檢驗(yàn)濾渣洗滌干凈后，將濾渣加熱。設(shè)起始時(shí)為1mol即119g碳酸鈷，加熱分解根據(jù)鈷元素守恒理論上獲得（593+416）g四氧化三鈷，剩余固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，即加熱到400600℃左右，當(dāng)固體質(zhì)量不再改變時(shí)，得到。類型二以混合物的分離、提純?yōu)槟康?.（2024·江蘇蘇州·校考模擬預(yù)測）廢棄的鋰離子電池中含有多種金屬元素，需回收處理。檸檬酸因具有酸性和較好的絡(luò)合性，可用于浸出金屬離子并得到檸檬酸浸出液。下圖是某小組研究從檸檬酸浸出液中分離出銅并制備堿式碳酸銅的制備流程。（1）在“調(diào)pH分離銅”的步驟中，理論上銅離子完全沉淀時(shí)pH為6.67，本實(shí)驗(yàn)中測得pH=8時(shí)銅的沉淀率僅為7.2%，遠(yuǎn)小于理論分析結(jié)果，可能的原因?yàn)?。?）在“還原法沉銅”的步驟中，利用抗壞血酸(C6H8O6)能有效的將Cu(Ⅱ)還原成金屬Cu?？箟难?C6H8O6)易被氧化為脫氫抗壞血酸(C6H6O6)；且受熱易分解。①抗壞血酸還原的離子方程式為。②某實(shí)驗(yàn)小組研究了相同條件下溫度對(duì)Cu沉淀率的影響。從如圖可以看出，隨著溫度的升高，相同時(shí)間內(nèi)Cu的沉淀率先逐漸增加，在80℃時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，后略有下降，下降可能的原因是。（3）將所得銅粉制備為溶液后再制備堿式碳酸銅。已知堿式碳酸銅的產(chǎn)率隨起始：與的比值和溶液pH的關(guān)系如圖所示。①補(bǔ)充完整由溶液制取堿式碳酸銅的實(shí)驗(yàn)方案：向燒杯中加入溶液，將燒杯置于70℃的水浴中，，低溫烘干，得到堿式碳酸銅(實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑或儀器：溶液、0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/L鹽酸、pH計(jì))。②實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，若反應(yīng)時(shí)溶液pH過大，所得堿式碳酸銅的產(chǎn)率偏低，但產(chǎn)品中Cu元素含量偏大，原因是?！敬鸢浮浚?）檸檬酸具有較好的絡(luò)合性，結(jié)合銅離子的能力強(qiáng)于氫氧根離子（2）反應(yīng)開始階段，隨溫度升高，反應(yīng)速率較快，有利于銅的沉淀，但抗壞血酸不穩(wěn)定，受熱易分解，溫度過高使其分解導(dǎo)致還原性降低，還原銅的能力降低（3）邊攪拌邊加入25mL溶液，在pH計(jì)測定溶液pH條件下，用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH約為9，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌沉淀至最后一次洗滌液滴加無沉淀生成溶液pH過大，反應(yīng)生成了氫氧化銅沉淀，氫氧化銅中銅的含量大于堿式碳酸銅中銅的含量【分析】檸檬酸浸出液中加入堿調(diào)節(jié)pH，轉(zhuǎn)化生成氫氧化銅，加入抗壞血酸還原得到銅單質(zhì)，所得銅粉制備為溶液后，向燒杯中加入溶液，將燒杯置于70℃的水浴中，邊攪拌邊加入25mL溶液，在pH計(jì)測定溶液pH條件下，用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH約為9，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌沉淀至最后一次洗滌液滴加無沉淀生成，低溫烘干，得到堿式碳酸銅，據(jù)此分析?！窘馕觥浚?）結(jié)合題干信息，檸檬酸具有較好的絡(luò)合性，結(jié)合銅離子的能力強(qiáng)于氫氧根離子；答案為：檸檬酸具有較好的絡(luò)合性，結(jié)合銅離子的能力強(qiáng)于氫氧根離子。（2）①抗壞血酸還原的離子方程式為：；②反應(yīng)開始階段，隨溫度升高，反應(yīng)速率較快，有利于銅的沉淀，但抗壞血酸不穩(wěn)定，受熱易分解，溫度過高使其分解導(dǎo)致還原性降低，還原銅的能力降低；答案為：；反應(yīng)開始階段，隨溫度升高，反應(yīng)速率較快，有利于銅的沉淀，但抗壞血酸不穩(wěn)定，受熱易分解，溫度過高使其分解導(dǎo)致還原性降低，還原銅的能力降低。（3）①向燒杯中加入溶液，將燒杯置于70℃的水浴中，邊攪拌邊加入25mL溶液，在pH計(jì)測定溶液pH條件下，用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH約為9，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌沉淀至最后一次洗滌液滴加無沉淀生成，低溫烘干，得到堿式碳酸銅；②溶液pH過大，反應(yīng)生成了氫氧化銅沉淀，氫氧化銅中銅的含量大于堿式碳酸銅中銅的含量；答案為：邊攪拌邊加入25mL溶液，在pH計(jì)測定溶液pH條件下，用0.1mol/LNaOH溶液或0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH約為9，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌沉淀至最后一次洗滌液滴加無沉淀生成；溶液pH過大，反應(yīng)生成了氫氧化銅沉淀，氫氧化銅中銅的含量大于堿式碳酸銅中銅的含量。7.（2023·南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)校考模擬預(yù)測）鈷及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有廣闊的應(yīng)用前景。已知：Co2+不易被氧化，Co3+具有強(qiáng)氧化性，[Co(NH3)6]2+具有較強(qiáng)還原性，[Co(NH3)6]3+性質(zhì)穩(wěn)定。（1）從鋰鈷廢料(主要成分為LiCoO2)分離Co2+。①的電子排布式為。②“酸溶”時(shí)不選擇濃的理由是：。③“凈化”時(shí)，加固體是將轉(zhuǎn)化為沉淀，“凈化”后溶液中，若“過濾1”后溶液中濃度為1.0，則“凈化”后c(Na+)=。[溶液體積變化忽略不計(jì)，不考慮其他離子影響。25℃時(shí)Ksp(LiF)=2.0×103]（2）從由CoCl2制備[Co(NH3)6]Cl3。實(shí)驗(yàn)過程：稱取研細(xì)的10.0g和NH4Cl50g于燒杯中溶解，將溶液轉(zhuǎn)入三頸燒瓶，分液漏斗中分別裝有25濃氨水，530%的H2O2溶液，控制反應(yīng)溫度為60℃，打開分液漏斗，反應(yīng)一段時(shí)間后，得[Co(NH3)6]Cl3溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：①由制備[Co(NH3)6]Cl3溶液的離子方程式為。②分液漏斗中液體加入三頸燒瓶中的順序?yàn)椤＃?）用CoSO4溶液為原料“沉鈷”時(shí)，可先制得CoCO3再制備Co3O4.CoCO3在空氣中受熱分解，測得剩余固體的質(zhì)量與起始CoCO3的質(zhì)量的比值(剩余固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù))隨溫度變化曲線如圖所示。為獲得較高產(chǎn)率的Co3O4，請補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案：取CoSO4溶液。(可選用的試劑：0.1mol/LNH4HCO3溶液、空氣、0.1mol/LHCl溶液、0.1mol/LBaCl2溶液)。【答案】（1）或濃有還原性，與會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生，污染空氣0.99（2）先加濃氨水再加溶液（3）邊攪拌邊滴加0.1mol/LNH4HCO3溶液，至不再產(chǎn)生沉淀，過濾、洗滌，取最后一次洗滌液加入0.1mol/LHCl溶液酸化，再加入0.1mol/LBaCl2溶液，無渾濁生成，得到CoCO3固體，將CoCO3固體置于熱解裝置中，通入空氣氣流，在400~600℃溫度下高溫煅燒至恒重即可【分析】鋰鈷廢料酸溶、過濾，得到酸溶渣和含有鋰離子、亞鈷離子的濾液，向?yàn)V液中加入氟化鈉溶液，將鋰離子轉(zhuǎn)化為氟化鋰沉淀，過濾，得到氟化鋰溶渣和含有亞鈷離子的溶液。【解析】（1）①鈷元素的原子序數(shù)為27，基態(tài)Co2+的電子排布式為或；②鈷酸鋰中鈷元素的化合價(jià)為+3價(jià)，由題意可知，+3價(jià)鈷元素具有強(qiáng)氧化性，若酸溶時(shí)加入具有還原性的濃鹽酸，鈷酸鋰會(huì)與濃鹽酸反應(yīng)生成有毒的氯氣，污染空氣，所以酸溶時(shí)不能選用濃鹽酸；③由氟化鋰的溶度積可知，凈化后溶液中的鋰離子濃度為，則沉淀鋰離子消耗的氟離子的濃度為1mol/L0.05mol/L=0.95mol/L，由凈化后溶液中氟離子濃度為0.04mol/L可知，溶液中鈉離子的濃度為0.95mol/L+0.04mol/L=0.99mol/L；（2）①由題意可知制備[Co(NH3)6]Cl3的反應(yīng)為，溶液中的Co2+與、氨水和過氧化氫溶液反應(yīng)生成[Co(NH3)6]3+和水，反應(yīng)的離子方程式為；②分液漏斗中液體加入三頸燒瓶中的順序?yàn)橄燃訚獍彼蠹舆^氧化氫溶液；（3）由于CoCO3難溶于水，取反萃取后得到的水相，加入0.1mol/L的NH4HCO3，將Co2+轉(zhuǎn)化為CoCO3沉淀，過濾除去可溶性雜質(zhì)，然后洗滌，為了保證雜質(zhì)除凈，加入0.1mol/LHCl溶液酸化，用0.1mol/L的BaCl2溶液檢驗(yàn)洗滌液中有無，干燥后在空氣中400~600℃溫度下高溫分解CoCO3至恒重得到Co3O4。8.（2023·江蘇鹽城·?？寄M預(yù)測）銦是一種稀有貴金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天、太陽能電池等高科技領(lǐng)域。從銅煙灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4?2H2O、In2O3)中提取銦和鉛的工藝流程如圖：已知：焙燒后金屬元素均以硫酸鹽的形式存在。回答下列問題：（1）浸渣的主要成分為。（2）PbO在NaOH溶液中溶解度曲線如圖所示，PbO粗品中的雜質(zhì)難溶于NaOH溶液。結(jié)合溶解度曲線，簡述提純PbO粗品的操作、過濾，洗滌干燥。（3）“還原鐵”反應(yīng)的離子方程式為。（4）“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液pH＞1.5后，銦萃取率隨pH的升高而下降，原因是。（5）為測定PbO產(chǎn)品的純度，探究小組同學(xué)準(zhǔn)確稱取PbO1.161g，加入稀硝酸使其完全溶解，再加入蒸餾水配制成50.00mL溶液：冷卻至25℃，用0.1000mol·L1H2SO4滴定該溶液，滴定曲線如圖所示。已知：PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+H2O；a點(diǎn)的坐標(biāo)為(50，3.8)①25℃，PbSO4的Ksp=。②PbO產(chǎn)品的純度為?！敬鸢浮浚?）PbSO4（2）將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中，配成高溫下的飽和溶液，趁熱過濾，降溫結(jié)晶（3）2Fe3++2S2O=2Fe2++S4O（4）銦離子發(fā)生水解，導(dǎo)致銦萃取率下降（5）107.696%【分析】從銅煙灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4·2H2O、In2O3)中提取銦和鉛，銅煙灰酸浸渣加入硫酸溶液硫酸化、焙燒后得到的焙砂，再加水水浸，浸渣加入10%氫氧化鈉溶液加熱處理后冷卻、過濾，得到濾液和PbO粗品，經(jīng)處理得到PbO；水浸液加硫代硫酸鈉還原鐵，再加入萃取劑萃取出含有亞鐵離子和的水溶液，除鐵后的有機(jī)相中加硫酸溶液反應(yīng)萃取去掉萃余液，一系列處理得到粗銦；【解析】（1）酸化后生成的PbSO4為難溶物；（2）根據(jù)PbO在NaOH溶液中溶解度曲線，PbO粗品中的雜質(zhì)難溶于NaOH溶液，結(jié)合溶解度曲線，可知，氫氧化鈉濃度較大時(shí)PbO溶液度較大，提純PbO粗品的操作為將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中，配成高溫下的飽和溶液，趁熱過濾，降溫結(jié)晶、過濾，洗滌干燥；（3）“還原鐵”是利用硫代硫酸鈉將鐵離子氧化為亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為；（4）“萃取除鐵”中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溶液pH>1.5后，鋼萃取率隨pH的升高而下降，原因是銦離子發(fā)生水解，導(dǎo)致銦萃取率下降；（5）根據(jù)圖像，加入50mLH2SO4時(shí)，沉淀完全，lgc(Pb2+)=3.8，則c(Pb2+)=103.8mol/L，根據(jù)反應(yīng)，則，25℃，PbSO4的Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)·c()=103.8mol/L103.8mol/L=107.6；②加入50.00mL0.100mol/LH2SO4與Pb2+恰好完全反應(yīng)，，n(Pb2+)=n()=0.100mol/L0.05L=0.005mol，根據(jù)原子守恒n(PbO)=n(Pb2+)=0.005mol，PbO的質(zhì)量m=nM=0.005mol223g/mol=1.115g，PbO產(chǎn)品的純度為。9.（2023·江蘇南通·海安高級(jí)中學(xué)校考模擬預(yù)測）從分金渣(主要成分為AgCl、、、)中獲取高純銀的流程如圖所示：

已知：在上述反應(yīng)的溫度下，（1）“預(yù)處理”加入溶液將轉(zhuǎn)化為AgCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）氯化銀的晶胞如圖，周圍最近且等距離的數(shù)目為。

（3）已知：，，“分銀”時(shí)，AgCl與反應(yīng)生成，該反應(yīng)的平衡常數(shù)。（4）“分銀”時(shí)，的濃度與溶液pH的關(guān)系如圖1；及其與形成的微粒的濃度分?jǐn)?shù)隨溶液pH變化的關(guān)系如圖2。“分銀”時(shí)，終點(diǎn)pH需控制的范圍及原因?yàn)椤?/p>

（5）“還原”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（6）已如(白色)，測定所制銀樣品純度的過程為(雜質(zhì)不反應(yīng))：①稱取制備的銀樣品1.0800g，加適量稀硝酸溶解，定容到100mL容量瓶中。②準(zhǔn)確量取25.00mL溶液于錐形瓶中，酸化后滴入幾滴溶液作指示劑，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液變?yōu)檠t色。③重復(fù)②的操作2次，所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為24.00mL。計(jì)算樣品中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過程)。【答案】（1）（2）12（3）（4）8~9；pH8~9時(shí)濃度較大，有利于AgCl與反應(yīng)生成（5）（6）96.0%【分析】由流程可知，“預(yù)處理”時(shí)FeCl3溶液和Ag2S發(fā)生氧化還原生成FeCl2、S和AgCl，“分銀”時(shí)AgCl與Na2SO3反應(yīng)生成從而使銀元素與分銀渣分離，且溶液中存在=Ag++2SO，加入鹽酸沉銀，促使=Ag++2SO平衡正向移動(dòng)，電離出Ag+，Ag+與分銀液中的Cl反應(yīng)生成AgCl，最后將AgCl還原，以此解答該題。【解析】（1）“預(yù)處理”時(shí)FeCl3溶液和Ag2S發(fā)生氧化還原生成FeCl2、S和AgCl，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。（2）由底面面心的原子可知，在上層、同層、下層各會(huì)有4個(gè)距離最近且相等的，故共12個(gè)。（3）反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=，“分銀”時(shí)，AgCl與反應(yīng)生成，離子方程式為：AgCl+2+Cl，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==K1=。（4）“分銀”時(shí)，終點(diǎn)pH需控制的范圍為：8~9；原因?yàn)椋簆H8~9時(shí)濃度較大，有利于AgCl與反應(yīng)生成。（5）“還原”時(shí)，將AgCl還原為Ag，Ag元素由+1價(jià)下降到0價(jià)，N元素由2價(jià)上升到0價(jià)，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平離子方程式為：。（6）已如Ag++SCN=AgSCN↓(白色)，則n(Ag)=n(SCN)=24.00×103L×0.1000mol/L×=9.6×103mol，則樣品中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=96.0%。10．（2023·江蘇徐州·統(tǒng)考三模）鈧(Sc)廣泛應(yīng)用于航空航天、超導(dǎo)、核能等領(lǐng)域。從鈦白水解工業(yè)廢酸(含、、、、等離子)中提取的一種工藝流程如下：

（1）鈦白水解工業(yè)廢酸中需先加入生成難萃取的，再進(jìn)行萃取，的作用是(填字母)。a．作氧化劑

b．作還原劑

c．作配體（2）“萃取”可采用有機(jī)磷萃取劑，其中R代表烴基，可通過以下反應(yīng)制備：。①R對(duì)產(chǎn)率的影響如下表：R產(chǎn)率/%826220隨著碳原子數(shù)增加，產(chǎn)率降低的原因可能為。②鈧的萃取率(E%)與O/A值[萃取劑體積(O)和廢酸液體積(A)之比]的關(guān)系如圖所示。采用一次萃取時(shí)，應(yīng)選擇最合適的O/A值為。

（3）“反萃取”時(shí)生成、沉淀，生成反應(yīng)的離子方程式為。（4）“沉鈧”時(shí)得到沉淀。“沉鈧”時(shí)測得相同時(shí)間鈧的沉淀率隨溫度的變化如圖所示，隨溫度升高鈧的沉淀率先升高后降低的可能原因?yàn)椤?/p>

（5）“灼燒”時(shí)，[摩爾質(zhì)量為462]在空氣中分解得到，實(shí)驗(yàn)測得灼燒過程中固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，500K時(shí)，固體的主要成分是(寫出計(jì)算過程)。

【答案】（1）c（2）隨著碳原子數(shù)增加，OH鍵極性減弱更難斷裂，產(chǎn)率降低或隨著碳原子數(shù)增加烴基推電子能力增強(qiáng)，OH鍵更難斷裂，產(chǎn)率降低1∶4（3）（4）溫度低于80℃時(shí)，隨溫度升高，沉淀反應(yīng)速度加快，鈧的沉淀率上升(或隨溫度升高草酸電離程度增大，草酸根濃度增多，鈧的沉淀率上升)；溫度高于80℃時(shí)，隨著溫度的升高，草酸鈧的溶解度增大，致使鈧的沉淀率下降（5）【分析】鈦白水解工業(yè)廢酸(含Sc3+、TiO2+、Mn2+、H+、SO等離子)加入H2O2，使TiO2+轉(zhuǎn)化為難萃取的，加入有機(jī)溶劑萃取，分離出油層，加NaOH和H2O2，生成、沉淀，過濾后濾渣加入酸溶解，過濾除去，加草酸沉鈧，得到沉淀，過濾后灼燒得到Sc2O3?！窘馕觥浚?）鈦白水解工業(yè)廢酸中需先加入生成難萃取的，中H2O2為配體，故選c；（2）①根據(jù)R對(duì)產(chǎn)率的影響表，隨著碳原子數(shù)增加，產(chǎn)率降低的原因可能為隨著碳原子數(shù)增加，OH鍵極性減弱更難斷裂，產(chǎn)率降低或隨著碳原子數(shù)增加烴基推電子能力增強(qiáng)，OH鍵更難斷裂，產(chǎn)率降低；②采用一次萃取時(shí)，應(yīng)選擇最合適的O/A值為1∶4；（3）“反萃取”時(shí)H2O2氧化錳離子為，生成反應(yīng)的離子方程式為；（4）“沉鈧”時(shí)隨溫度升高鈧的沉淀率先升高后降低的可能原因?yàn)闇囟鹊陀?0℃時(shí)，隨溫度升高，沉淀反應(yīng)速度加快，鈧的沉淀率上升(或隨溫度升高草酸電離程度增大，草酸根濃度增多，鈧的沉淀率上升)；溫度高于80℃時(shí)，隨著溫度的升高，草酸鈧的溶解度增大，致使鈧的沉淀率下降；（5）設(shè)初始時(shí)為1mol，m[]=1mol×462g/mol=462g，500K時(shí)，剩余固體質(zhì)量為1mol×462g/mol×76.62%=354g，固體質(zhì)量減少△m=462g354g=108g，減少質(zhì)量為6molH2O，故500K時(shí)固體成分為。類型三以資源回收為目的11.（2023·江蘇蘇州·南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)?？寄M預(yù)測）用鎳鉑合金廢料(主要成分為Ni、Pt，含少量Al和難溶于硫酸的重金屬)回收鎳和鉑的一種工藝流程如下：（1）“酸浸”后分離出的溶液中，c(Ni2+)=0.2mol/L，c(Al3+)=0.01mol/L，溶液中離子濃度小于1×10－5mol/L時(shí)可認(rèn)為沉淀完全，則“調(diào)pH”應(yīng)控制pH的范圍是。(設(shè)“調(diào)pH”時(shí)溶液體積不變){已知：Ksp[Ni(OH)2]=2×10－15，Ksp[Al(OH)3]=1×10－33}（2）“控溫氧化”時(shí)控制其他條件一定，Ni2O3的產(chǎn)率與溫度和時(shí)間的關(guān)系如圖所示。20℃、40℃時(shí)反應(yīng)后所得濾液主要為NaCl、NaOH和，60℃時(shí)反應(yīng)后所得濾液主要為NaCl、，反應(yīng)相同時(shí)間，60℃時(shí)Ni2O3的產(chǎn)率低于40℃時(shí)，原因可能是。（3）“含Pt濾渣”中的Pt可以用王水(體積比3∶1的濃鹽酸和濃硝酸的混合液)浸出。浸出時(shí)有H2PtCl6和NO生成。向(NH4)2PtCl6溶液中加入NH4Cl會(huì)生成(NH4)2PtCl6沉淀。①寫出浸出時(shí)Pt所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。②(NH4)2PtCl6在一定溫度下可以分解生成Pt(NH3)2Cl2，Pt(NH3)2Cl2在順式和反式兩種結(jié)構(gòu)。請?jiān)谌鐖D的兩個(gè)結(jié)構(gòu)中，選擇其中一個(gè)，填入相應(yīng)的基團(tuán)表示Pt(NH3)2Cl2的順式結(jié)構(gòu)。 （4）另外一種鎳催化劑廢渣(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等雜質(zhì))為原料可制備鋰離子材料鎳酸鋰。在制備過程中有人認(rèn)為“除鈣”可以用HF，則“除鈣”的反應(yīng)為：Ca2+(aq)+2HF(l)=CaF2(s)+2H+(aq)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.0×103，則Ksp[CaF2]=。(已知：室溫下，HF的電離平衡常數(shù)Ka=4×10－4)。（5）Ni2O3產(chǎn)品中可能含少量NiO，為測定Ni2O3的純度，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：稱取5.000g樣品，加入足量硫酸后，再加入100mL，1.000mol/LFe2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，充分反應(yīng)，加水定容至200mL取出20.00mL，用0.1mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生反應(yīng)如下：Ni2O3+Fe2++H+=Ni2++Fe3++H2O(未配平)Fe2+++H+=Mn2++Fe3++H2O(未配平)試通過計(jì)算確定Ni2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并寫出計(jì)算過程?！敬鸢浮浚?）（2）60℃，部分分解生成和，濃度減小，反應(yīng)速率減慢（3）（4）1.6×1010（5）83%【分析】酸浸時(shí)生成的離子為Ni2+、Al3+，Al3+用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH變?yōu)槌恋?，堿性條件下加入氧化性的NaClO與Ni2+反應(yīng)生成Ni2O3，高溫還原生成Ni，以此分析；【解析】（1）調(diào)pH的目的是為了讓Al3+完全沉淀，根據(jù)，當(dāng)溶液中的c(Al3+)<105時(shí)，，，溶液的pH=4.7，此時(shí)溶液中的Ni2+不能沉淀，，當(dāng)Ni2+開始沉淀時(shí)，溶液pH=7，故pH<7時(shí)不會(huì)影響Ni2+，所以調(diào)節(jié)溶液PH的范圍應(yīng)為：4.7<pH<7；（2）產(chǎn)率即為實(shí)際產(chǎn)量除以理論產(chǎn)量，單位時(shí)間的產(chǎn)量受速率影響，當(dāng)20℃、40℃時(shí)反應(yīng)后所得濾液主要為NaCl、NaClO、Na2SO4，60℃，部分NaClO分解生成NaCl和NaClO3，NaClO濃度減小，反應(yīng)速率減慢，反應(yīng)相同時(shí)間，60℃時(shí)Ni2O3的產(chǎn)率低于40℃時(shí)；故答案為：60℃，部分NaClO分解生成NaCl和NaClO3，NaClO濃度減小，反應(yīng)速率減慢；（3）①用王水浸出Pt時(shí)有H2PtCl6和NO生成，據(jù)此推斷出反應(yīng)的反應(yīng)物為：Pt、HCl和HNO3；生成物為：H2PtCl6和NO，根據(jù)元素守恒、得失電子守恒進(jìn)行方程式的書寫配平，并確定另一產(chǎn)物為H2O，；②順、反式結(jié)構(gòu)的研究對(duì)象一般為有機(jī)物，通常把兩個(gè)相同原子或基團(tuán)在雙鍵同一側(cè)的為順式異構(gòu)體，在兩側(cè)的為反式結(jié)構(gòu)；故答案為：；（4）根據(jù)反應(yīng)平衡常數(shù)，，，；（5），，與KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)的，與Ni2O3反應(yīng)的，，，則Ni2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。12.（2023·江蘇南京師大附中校考模擬預(yù)測）從某冶鋅工廠的工業(yè)廢料[除ZnO和少量Fe2O3外，還含有銦(In)、鉍(Bi)、鍺(Ge)的氧化物]中回收幾種金屬的單質(zhì)或化合物的工業(yè)流程如圖：已知：該工藝條件下，Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－38，Ksp[Zn(OH)2]＝1×10－17。請回答下列問題：（1）下列措施更有利于完成“酸浸1”目的，提高“酸浸1”浸取率的是(填選項(xiàng)字母)。a．適當(dāng)升高溫度

b．酸浸過程中不斷攪拌c．將硫酸濃度增大到70％

d．加大廢料的用量（2）“浸液1”中c(Zn2＋)約為0.1mol·L－1，則除Fe3＋時(shí)應(yīng)控制pH的范圍為。(已知：當(dāng)溶液中某離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全。)（3）“酸浸2”時(shí)鉍的氧化物(Bi2O3)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。（4）“沉鍺”的反應(yīng)原理為Ge4＋＋2H2RGeR2↓＋4H＋，該操作中需調(diào)節(jié)pH為2.5，不能過高或過低，原因是。（5）①氧化鋅有多種晶體結(jié)構(gòu)，其中一種晶胞結(jié)構(gòu)與六方硫化鋅的晶胞結(jié)構(gòu)相同，其晶胞如圖所示。O2－位于Zn2＋構(gòu)成的(填“四面體空隙”“六面體空隙”或“八面體空隙”)中，氧化鋅的熔點(diǎn)高于硫化鋅，原因是。

②ZnO也可用作半導(dǎo)體材料，晶體中部分O原子被N原子替代后可以改善半導(dǎo)體的性能，Zn－N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn－O鍵，原因是。③加熱ZnSO4·7H2O固體，固體質(zhì)量保留百分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。將ZnSO4·7H2O(M＝287g/mol)加熱到145℃時(shí)得到ZnSO4·xH2O，其中x的值為；溫度為1050℃時(shí)，ZnSO4固體完全分解為ZnO以及兩種氣體(只有一種是氧化物)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

【答案】（1）ab（2）3<pH<6（3）Bi2O3+2H++=(BiO)2SO4↓+H2O（4）Ge4+水解的化學(xué)方程式為Ge4++4H2OGe(OH)4+4H+，若pH過高，Ge4+水解程度增大，pH過低，Ge4+＋2H2RGeR2↓＋4H＋化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，均不利于沉鍺的進(jìn)行（5）四面體空隙O2的半徑小于S2，ZnO中離子鍵鍵能更大，因此熔點(diǎn)更高電負(fù)性O(shè)>N，O對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng)，Zn更容易與O形成離子鍵12ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑【分析】從某冶鋅工廠的工業(yè)廢料[除ZnO和少量Fe2O3外，還含有銦、鉍、鍺的氧化物]中回收幾種金屬的單質(zhì)或化合物，工業(yè)廢料中加入稀硫酸，氧化鋅、氧化鐵與硫酸反應(yīng)，過濾后濾液1中含有硫酸鋅和硫酸鐵，調(diào)節(jié)pH使鐵離子沉淀，溶液濃縮結(jié)晶得到硫酸鋅晶體，濾渣加入70%的硫酸，得到鉍渣和浸液2，浸液2中加入P2O4煤油進(jìn)行萃取，有機(jī)相中加入鹽酸進(jìn)行反萃取，得到水相，再經(jīng)過一系列處理得到海綿銦，水相中加入單寧酸進(jìn)行沉鍺，過濾得到濾渣，然后焙燒、氯化蒸餾得到GeCl4?！窘馕觥浚?）a．適當(dāng)提高溫度，有利于增大反應(yīng)速率，提高浸取率，a正確；b．酸浸過程不斷攪拌，可使反應(yīng)充分進(jìn)行，增大反應(yīng)速率，提高浸取率，b正確；c．將硫酸濃度增大到70%，會(huì)浸出銦、鍺，引入雜質(zhì)，c錯(cuò)誤；d．加大廢料用量不會(huì)提高酸浸1的浸取率，d錯(cuò)誤；故答案選ab。（2）浸液1調(diào)節(jié)pH使鐵離子沉淀完全，而鋅離子不沉淀，鐵離子沉淀完全時(shí)c(OH)==1×1011mol/L，pH=3，Zn2+開始沉淀的c(OH)==1×108mol/L，pH=6，因此控制pH的范圍為3<pH<6。（3）酸浸2中Bi2O3與硫酸反應(yīng)生成(BiO)2SO4和水，離子方程式為Bi2O3+2H++=(BiO)2SO4↓+H2O。（4）Ge4+水解的化學(xué)方程式為Ge4++4H2OGe(OH)4+4H+，若pH過高，Ge4+水解程度增大，pH過低，Ge4+＋2H2RGeR2↓＋4H＋化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，均不利于沉鍺的進(jìn)行。（5）①從圖中可知，O2位于Zn2+構(gòu)成的四面體空隙內(nèi)，氧化鋅的熔點(diǎn)高于硫化鋅，原因?yàn)镺2的半徑小于S2，ZnO中離子鍵鍵能更大，因此熔點(diǎn)更高。②電負(fù)性O(shè)>N，O對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng)，Zn更容易與O形成離子鍵，因此ZnN鍵中的離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于ZnO鍵。③ZnSO4·7H2O加熱到145℃，固體質(zhì)量保留百分?jǐn)?shù)為62.4%，減少了108g/mol，減少了6個(gè)H2O，因此x的值為1，溫度為1050℃時(shí)，ZnSO4完全分解為ZnO和另外兩種氣體，其中只有一種為氧化物，則該氧化物為SO2，另一種氣體為O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑。13．（2023·江蘇南京師大附中?？家荒＃?shí)驗(yàn)室研究從煉銅煙灰(主要成分為CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸鹽)中分別回收銅、鋅、鉛元素的流程如圖。（1）酸浸過程中，金屬元素均由氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，其中生成CuSO4的化學(xué)方程式為：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、。（2）置換過程中，鐵屑完全消耗后，銅的產(chǎn)率隨時(shí)間延長而下降，其可能原因?yàn)椤＃?）已知，25℃時(shí)，Ksp(PbSO4)=2.5×108；PbSO4+2ClPbCl2+SO。一定條件下，在不同濃度的NaCl溶液中，溫度對(duì)鉛浸出率的影響、PbCl2的溶解度曲線分別如圖1、圖2所示。浸出后溶液循環(huán)浸取并析出PbCl2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。參數(shù)循環(huán)次數(shù)0123結(jié)晶產(chǎn)品中PbCl2純度/%99.999.398.794.3①為提高原料NaCl溶液利用率，請補(bǔ)充完整利用酸浸渣制備化學(xué)純(純度≥98.5%)PbCl2晶體的實(shí)驗(yàn)方案：取一定質(zhì)量的酸浸渣，，將所得晶體洗滌、干燥。(可選用的試劑：5mol·L1NaCl溶液，1mol·L1NaCl溶液，NaCl固體)②循環(huán)一定次數(shù)后的溶液中加入適量CaCl2溶液，過濾并加水稀釋至其中NaCl濃度為1mol·L1的目的是。（4）ZnSO4·7H2O產(chǎn)品的純度可用配位滴定法測定。準(zhǔn)確稱取一定量的ZnSO4·7H2O晶體加入250mL的錐形瓶中，加水約20mL。再加入2～3滴5％的二甲酚橙作指示劑、約5mL六亞甲基四胺緩沖溶液，搖勻。用已標(biāo)定的0.0160mol/LEDTA溶液滴定，滴定至溶液由紅紫色變成亮黃色，即為終點(diǎn)(ZnSO4·7H2O與EDTA按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng))。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：m(ZnSO4·7H2O)/g起始滴定管讀數(shù)/mL終點(diǎn)滴定管讀數(shù)/mL0.16920.2026.50ZnSO4·7H2O產(chǎn)品的純度為(保留2位有效數(shù)字)。【答案】（1）2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O（2）鐵屑消耗后，隨時(shí)間延長，生成的Fe2+被空氣氧化為Fe3+；Fe3+與置換出的Cu反應(yīng)，降低了Cu的產(chǎn)率（3）加入一定量5mol·L1NaCl溶液，在90℃條件下攪拌使其充分反應(yīng)，一段時(shí)間后趁熱過濾；將濾液冷卻至室溫結(jié)晶，過濾；向?yàn)V液中補(bǔ)充適量NaCl固體，循環(huán)浸取酸浸渣2次加入Ca2+，將SO轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀，避免影響后續(xù)析出PbCl2的純度；加水稀釋NaCl濃度至1mol·L1，使溶液中的PbCl2充分析出（4）71%【解析】（1）酸浸過程中，氧化銅能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，而氧化亞銅和氧氣在稀硫酸環(huán)境中會(huì)生成硫酸銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O。（2）鐵屑消耗后，隨時(shí)間延長，溶液中生成的亞鐵離子被空氣氧化為鐵離子，鐵離子與置換出的銅反應(yīng)，鐵離子與置換出的銅反應(yīng)，降低了銅的產(chǎn)率。（3）①根據(jù)分析可知酸浸渣中主要含有硫酸鉛，根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知當(dāng)氯化鈉溶液的濃度為5mol/L、溫度為90℃時(shí)，鉛的浸出率最大，而PbCl2在5mol/L的氯化鈉溶液中的溶解度受溫度影響較大，為防止PbCl2提前析出，要趁熱過濾，同時(shí)還要注意循環(huán)浸取的次數(shù)不能超過2次，具體操作為：取一定質(zhì)量的酸浸渣，加入一定量5mol·L1NaCl溶液，在90℃條件下攪拌使其充分反應(yīng)，一段時(shí)間后趁熱過濾；將濾液冷卻至室溫結(jié)晶，過濾；向?yàn)V液中補(bǔ)充適量NaCl固體，循環(huán)浸取酸浸渣2次。②加入Ca2+是為了將SO轉(zhuǎn)化為CaSO4沉淀，避免影響后續(xù)析出PbCl2中混有CaSO4沉淀；加水稀釋NaCl濃度至1mol·L1，有利于溶液中的PbCl2充分析出，從而提高PbCl2的產(chǎn)率。（4）ZnSO4·7H2O與EDTA按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，消耗EDTA的體積為(26.500.20)103L=2.63102L，則ZnSO4·7H2O的質(zhì)量為2.63102L0.016mol/L287g/mol≈0.1208g，ZnSO4·7H2O的純度為≈71%。14.（2023·江蘇南京師大附中校考一模）稀土在電子、激光、核工業(yè)、超導(dǎo)等諸多高科技領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。銃(Sc)是一種稀土金屬，利用鈦尾礦回收金屬鈧和草酸的工藝流程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：已知：①xNH4Cl·yScF3·zH2O是“沉鈧”過程中ScF3與氯化物形成的復(fù)鹽沉淀，在強(qiáng)酸中部分溶解。②“脫水除銨”是復(fù)鹽沉淀的熱分解過程。③25℃時(shí)，部分物質(zhì)的相關(guān)信息如表所示：Ksp(PbSO4)Ksp(PbC2O4)Ka1(H2C2O4)Ka2(H2C2O4)2.0×1085.0×10106.0×1026.25×105（1）“焙燒”過程生成Sc2O3的化學(xué)方程式為。（2）“脫水除銨”過程中固體質(zhì)量與溫度的關(guān)系如圖所示，其中在380400℃過程中會(huì)有白煙冒出，保溫至無煙氣產(chǎn)生，即得到ScF3，由圖中數(shù)據(jù)可得x：z=。（3）傳統(tǒng)制備ScF3的方法是先得到ScF3·6H2O沉淀，再高溫脫水得ScF3，但通常含有ScOF雜質(zhì)，原因是。(用化學(xué)方程式表示)。流程中“沉鈧”后“脫水除銨”可制得純度很高的ScF3，其原因是。（4）將1.8molPbSO4加到1L含有0.12mol/LH2C2O4的廢水中。發(fā)生的離子反應(yīng)為：PbSO4(s)+H2C2O4(aq)PbC2O4(s)+2H+(aq)+SO(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的值K=。濾餅經(jīng)濃硫酸處理后的“沉淀”是(化學(xué)式)。【答案】（1）2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+1