高考化学一轮训练题-工业流程题

试卷第=page1515页，共=sectionpages1616页试卷第=page1616页，共=sectionpages1616页高考化学一轮训练题—工业流程题1．（2022秋·北京朝阳·高三北京八十中校考期末）一种以废旧镍氢电池[含、NiOOH、Co、等]为原料，制取Ni/C纳米复合材料同时获得钴氧化物的工艺流程图如下：已知：ⅰ.Ni在水溶液中通常只以的形式存在。ⅱ.常温下有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氢氧化物开始沉淀的pH\7.17.7沉淀完全的pH1.19.19.2ⅲ.在溶液中存在氨的条件下，可转化为，是一种优良的配体。(1)浸出过程中能加快反应速率的措施有_________(至少写出两种)。(2)浸出过程中与NiOOH反应的离子方程式是_________。研究表明用量为5mL/g时，浓度与镍、钴浸出率关系如图所示：镍、钴浸出过程中最佳浓度为_________mol∙L−1。(3)滤液1中加入的目的是_________；用氨水调节pH至5~7的目的是_________。(4)滤液2中加入的作用有：沉淀、_________、_________。(5)取滤渣1的煅烧产物2.41g溶于100mL盐酸(此时溶液中Co以形式存在)，用火焰原子吸收光谱法测得该溶液中浓度为0.3mol∙L−1，则化学式是_________。2．（2022秋·辽宁大连·高三统考期末）以镁铝复合氧化物()为载体的负载型镍铜双金属催化剂(Ni－Cu/)是一种新型的高效加氢或脱氢催化剂，其制备流程如下：已知：常温下，，。回答下列问题：(1)在元素周期表中，Ni在______(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区，基态铜原子的价电子排布式为____________。(2)在加热条件下，尿素在水中发生水解反应，放出_________和_________(填化学式)两种气体。(3)“晶化”过程中，需保持恒温60℃，可采用的加热方式为___________。(4)常温下，若“悬浊液”中，则溶液的_______。(5)在消防工业中常用于与小苏打、发泡剂组成泡沫灭火剂，请写出其灭火原理____________________________________(用离子方程式表示)。3．（2021秋·北京通州·高三统考期末）漂白液广泛用于杀菌消毒。使用软锰矿(主要成分为，含少量CaO、等)为原料精制，进而制备含氯消毒液、漂白粉的工艺流程如下：(1)步骤②中发生反应的离子方程式：_______；(2)写出步骤③纯化后制备漂白粉的化学方程式：_______；(3)漂白粉的有效成分是_______(填化学式)，长期露置于空气中会失效，向失效的漂白粉中加稀盐酸，产生的气体是_______(填字母)；A．

B．

C．

D．HClO(4)若软锰矿1kg在生产中与足量浓HCl反应后得到224L的(标准状况)，则软锰矿中的质量分数为_______。4．（2022·陕西汉中·统考模拟预测）碘化亚铜()是阳极射线管覆盖物，也是重要的有机反应催化剂，不溶于水和乙醇。下图是用废铜电缆(杂质中含有少量铁)制取无水碘化亚铜的流程。(1)过程①得到的溶液呈蓝色，其原因是________(用离子方程式表示)，当温度高于时，反应速率下降，原因是____________________。(2)过程②中用________调节溶液的值(任写1种即可)，得到滤渣的主要成分是_________。(己知：的，的)(3)过程③的氧化产物能使淀粉溶液变蓝，对应的离子方程式为___________。(4)过程④用乙醇洗涤的目的为_______________。(5)准确称取样品，加入足量的溶液中，待样品完全反应后，用酸性溶液滴定，滴定终点的现象是_______________；达到终点时，消耗溶液体积的平均值为，则样品中的质量分数为_______________。5．（2022·重庆·西南大学附中校联考模拟预测）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_______。6．（2022·江苏泰州·统考模拟预测）工业上用红土镍矿(主要成分为NiO，含CoO、FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2)制备NiSO4·6H2O。工艺流程如下所示。已知：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH：金属离子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+Co2+Mg2+开始沉淀时的pH6.84.12.27.57.29.4沉淀完全时的pH9.25.43.29.09.012.4(1)加入H2SO4在高压下进行酸浸。充分浸取后过滤出的酸浸渣的主要成分为_______(填化学式)。(2)氧化、沉铁沉铝时，加入NaClO和Na2CO3溶液共同作用。其中与FeSO4发生氧化还原反应的离子方程式为_______。(3)沉镁沉钙加入NaF溶液，生成MgF2和CaF2.若沉淀前溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L-1，当沉淀完全后滤液中c(Mg2+)=1.5×10-6mol·L-1时，除钙率为_______(忽略沉淀前后溶液体积变化)。(已知：Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11)(4)“萃取”可将金属离子进行富集与分离，原理如下：M2+(水相)+2RH(有机相)MR2(有机相)+2H+(水相)。工业上用25%P5O7+5%TBP+70%磺化煤油做萃取剂，萃取时，Co、Ni的浸出率和Co/Ni分离因素随pH的关系如图所示：①萃取时，选择pH为_______左右。②反萃取的试剂为_______。(5)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系。温度低于30.8℃30.8℃~53.8℃53.8℃~280℃高于280℃晶体形态NiSO4·7H2ONiSO4·6H2O多种结晶水合物NiSO4由NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O晶体的操作依次是蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥。7．（2023秋·河北保定·高三统考期末）铁镍矿是一种重要的金属材料，主要用于制备铁镍合金，还用于制备镍氢电池的材料。某铁镍矿石的主要成分是四氧化三铁和硫酸镍，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该铁镍矿石制备高纯度的氢氧化镍的工艺流程如图：回答下列问题：(1)为提高镍的浸出率，可采取的措施有_________。(2)“酸溶”时，所加入的试剂A是硫酸，“废渣1”的主要成分的化学式为_________。(3)“除铁”时的作用是_________。(4)“除铜”时，所用的试剂B为，反应的离子方程式为_________。(5)“除钙、镁”过程中形成的“废渣3”的化学式为_________。(6)已知常温下，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液pH约为_________时，才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度，)。(7)某化学镀镍试剂的化学式为(Ni为+2价，x、y均为正整数)。为测定该镀镍试剂的组成，进行如下实验：Ⅰ.称量28.7g该镀镍试剂，配制成100mL溶液A；Ⅱ.准确量取10.00mL溶液A，用的EDTA()标准溶液滴定其中的(离子方程式为)，消耗EDTA标准溶液25.00mL；Ⅲ.另取10.00mL溶液A，加入足量的溶液，得到白色沉淀4.66g。①配制100L溶液A时，需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外，还需要_________。②该镀镍试剂的化学式为_________。8．（2022·安徽宣城·安徽省宣城市第二中学校考模拟预测）高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效且多功能的新型绿色净水剂，一种以及制备高铁酸钾和重要的催化剂的流程如图所示：已知：①相同情况下高铁酸钠在水中的溶解度大，而高铁酸钾在水中的溶解度很小。②部分金属离子在溶液中沉淀的如下表：金属离子开始沉淀的1.97.08.1完全沉淀的3.29.010.1回答下列问题：(1)不溶于稀硫酸，加入过量的的目的是在酸性条件下将还原成稳定的，写出该反应的离子方程式：_______。(2)加入双氧水的目的是_______，调节pH的范围是_______，“滤渣”的主要成分是_______。(3)当温度高于时，沉锰速率随温度升高而减慢的原因是_______。(4)高铁酸钾作为高效多功能净水剂的原理是_______。(5)和浓盐酸在加热的条件下制得的氯气可用于消毒，也可用于消毒，若两者使用消毒效果相等时，则需要的和的物质的量之比为_______。(6)用惰性电极电解酸性溶液可制得，写出电解法制备时的阳极反应式：_______。9．（2022·全国·高三专题练习）某废镍渣中主要含(为+2价)、、、。利用废镍渣经过一系列转化可以制得和。回答下列问题：(1)碱浸：将废镍渣用溶液浸取，浸取后取所得固体，用水洗涤。碱浸过程中发生反应的离子方程式为_______。(2)焙烧：将碱浸洗涤后所得固体与固体充分混合，在600℃条件下焙烧。焙烧后所得固体有，同时还有生成。焙烧时与发生反应的化学方程式为_______。(3)溶解：将焙烧后所得固体用95℃以上的热水进行溶解，溶獬后过滤，得到滤液和红褐色沉淀。产生红褐色沉淀的原因是_______。(4)萃取、反萃取：向溶解、过滤后所得滤液中加入萃取剂，萃取后分液，获得有机层和水层。萃取时发生的反应为(M表示或，表示萃取剂)。萃取剂体积与溶液体积的比值对溶液中和的萃取率的影响如图所示。最后将分液后获得的有机层通过反萃取可获得溶液并回收萃取剂。①萃取时应控制的比值为_______。②反萃取获得溶液的实验操作是_______。(5)制取，并测定样品的质量分数。向溶液中加入溶液和溶液，可以制得用作镍镉电池正极材料的。为测定所得样品的质量分数，现进行如下实验：在稀硫酸中加入样品，待样品完全溶解后加入足量溶液，充分反应府，调节溶液的，滴入几滴淀粉溶液，用标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。实验过程中先后发生反应和。样品中的质量分数为_______。10．（2022·湖南株洲·高三株洲市南方中学校考阶段练习）钇(Y)是稀土元素中含量丰富的元素之一，钇及其化合物在航天、电子、超导等方面有着广泛的应用。湖北应山-大悟地区含有较为丰富硅铍钇矿[]，工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。已知：元素与元素性质相似；草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物；(1)在自然界中，钇只有一种稳定同位素，Y位于元素周期表的第_______周期第ⅢB族。硅铍钇矿[]中Y的化合价为+3价，的化合价为_______。(2)焙烧的目的是将矿石中的Y元素转化为，并将元素转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是_______。硅铍钇矿与熔融氢氧化钠焙烧后含铁元素的产物是_______(写化学式)。(3)“萃取分液”实验需要的玻璃仪器有_______。(4)滤液Ⅱ中的_______(填物质名称)可参与循环使用。(5)反应过程中，测得Y的沉淀率随的变化情况如图所示。当草酸用量过多时，钇的沉淀率下降的原因是_______。(6)“焙烧”过程生成的化学方程式为_______。11．（2022·全国·一模）某化工厂从含NiO的废料(杂质为Fe2O3、CaO、CuO中回收、制备具有良好的电化学活性和高堆积密度的羟基氧化镍(NiOOH)的工艺流程如下图：(1)如图是酸浸时镍的浸出率与温度的关系，则酸浸时合适的浸出温度是_______℃，若酸浸时将温度控制在80℃左右，则料渣1中会含有一定量的，其可能的原因_______。(2)合适温度下，料渣1的主要成分是_______。(3)生成S的化学方程式为_______。(4)试剂X是一种绿色氧化剂，其化学式为_______，X参与反应时氧化剂与还原剂物质的量之比为_______，试剂Y用于调节溶液的pH，则pH的调控范围是_______(与沉淀相关的数据如表所示)。离子开始沉淀的pH1.56.57.2沉淀完全的pH3.29.79.2(5)写出氧化过程中反应的离子方程式：_______(6)工业上也可用电解碱性悬浊液的方法制备NiOOH，加入一定量的KCl有助于提高生产效率，原因_______。12．（2022·全国·高三专题练习）碲化镉玻璃中主要含有CdTe(其中含有少量Fe、Ni、Mg、Si、O等元素组成的化合物)，工业上利用废弃碲化镉(CdTe)玻璃回收其中金属的工艺流程如下。已知：①常温时，有关物质的如下表。②当溶液中离子浓度小于时，可认为沉淀完全。回答下列问题：(1)在“焙烧”时为提高效率可采用的措施有_______(答出一条即可)。写出“浸渣”的工业用途：_______。(2)实验室中，“操作A”需要的玻璃仪器有_______。“高温尾气”中的在水溶液中可用将其还原为Te单质，写出该反应的化学方程式：_______。(3)“氧化除铁”步骤中可以先调节pH为5，然后再加入，则此时被氧化的离子方程式为_______。(4)测得“滤液I”中浓度为，取1L滤液，则至少加入_______g固体才能使沉淀完全。(5)取1吨含碲化镉80%的废弃玻璃，最终回收得到0.64吨，则硫酸镉的回收率为_______(保留三位有效数字)。13．（2022·全国·高三专题练习）某兴趣小组利用初处理过的工业废铜制备胆矾，流程如下：已知：a.工业废铜含铁、铅等不可溶杂质。b.25℃时，；。c.铜表面离子接触的地方浓度充足，另通过物理干预，使Cu先与稀硝酸反应。d.相关氢氧化物沉淀的对应pH如下表。物质开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH4.26.77.69.62.73.7请回答：(1)如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是_______。(2)写出向滤液A中加入的离子方程式_______。(3)下列有关以上流程说法正确的是_______。A．25℃时，当恰好完全除尽时，B．向滤液A中加入的，不宜稀硝酸代替C．步骤中“调节溶液pH”，应用NaOH等碱溶液将pH调至3.7～4.2D．可使用X射线衍射仪或红外光谱仪检验产物是否为晶体(4)测定工业废铜中含铜xmol，含铁ymol。加入后，三种物质反应结束后均无剩余，产生的气体只有NO。经一系列操作证明了反应结束的溶液中含和。①反应结束溶液中的的取值范围是_______。(用含x、y的代数式表示)②“经一系列操作”具体为_______。③若，且测定溶液中，则_______。14．（2022·吉林白山·抚松县第一中学校考模拟预测）填空(1)以某锑矿(主要成分为Sb2O3，含有少量CaO、PbO、As2O3等杂质)为原料制备SbF5的工艺流程如图1所示。已知：As2O3微溶于水，Sb2O3难溶于水，它们均为两性氧化物；SbOCl难溶于水。①“浸出”时少量Sb2O3转化为SbOCl，为“滤渣I”的成分，向“滤渣I”中加入氨水，SbOCl可再转化为Sb2O3，该反应的离子方程式为_______。②“除砷“时，转化为H3PO4，该反应的离子方程式为_______。(2)工业上利用电解精炼锡后的阳极泥(含Cu、Ag、PbSO4及少量的Sn等)回收金属Cu和Ag的流程如图2所示。①“浸取1”中金属Ag发生反应的离子方程式为_______。②“浸液2”中溶质的主要成分是，则“浸取2”中生成的离子方程式为_______。15．（2022·全国·高三专题练习）钛酸钡(BaTiO3)具有优良的铁电，压电和绝缘性能，在电子陶瓷中使用广泛。某兴趣小组设计方案在实验室里制备钛酸钡并测定其纯度，制备简易流程如图：已知：室温下，TiCl4为无色液体，易挥发。(1)“共沉”在如图装置中完成，仪器A的进水口是____(填“a”或“b”)：仪器B的名称是____；“共沉”时反应的化学方程式为____。(2)“减压过滤”如图装置，减压的目的是____。(3)在实验室中煅烧固体使用仪器名称____，煅烧时反应的化学方程式为____。(4)产品纯度与“共沉”反应时间和“煅烧”时间的关系如图所示，你认为最佳“共沉”反应时间和“煅烧”时间分别为_____h、_____h。16．（2022秋·河南·高三校联考阶段练习）工业上常用菱锌矿为原料生产葡萄糖酸锌口服液，菱锌矿的主要成分是，并含少量的、、等，部分生产工艺流程如图所示。回答下列问题：(1)提高酸浸效率的方法，除将菱锌矿研磨成粉外，还有_______。(写出一种即可)(2)固体G为_______(填化学式)。(3)流程中，弱酸性环境下，溶液将、氧化成、后再加以分离。写出溶液与反应的化学方程式_______。(4)“操作③”的步骤依次为_______、_______、过滤、洗涤、干燥。(5)葡萄糖酸锌中Zn含量的测定已知：铬黑T(EBT)指示剂是一种常用的金属指示剂，在不同酸碱性溶液中呈现出不同的颜色。EDTA(乙二胺四乙酸，常用其简写示)是一种能与、等结合的鳌合剂。用其测定含量的原理为、。准确称取2.0g合成的葡萄糖酸锌样品，加水微热使其溶解，冷却后定容至250mL。移取25.00mL至250mL锥形瓶中，加入5mL缓冲溶液(pH=10)、2~3滴铬黑T指示剂，加水稀释至100mL，用的EDTA标准溶液滴定至溶液由红色转变为蓝色，平行滴定三次，平均消耗EDTA标准溶液的体积为21.00mL。则葡萄糖酸锌中Zn含量为_______%(保留4位有效数字)。17．（2022秋·黑龙江绥化·高三校联考期末）利用铝灰(主要成分为Al2O3，含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)制备刚玉的工艺流程如下：回答下列问题：(1)铝灰的所有成分中属于两性氧化物的是_______(填化学式)。(2)“氧化”操作的作用是_______；发生的离子反应方程式为_______。(3)已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示氢氧化物Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8用氨水“调节pH”，pH的范围是_______。(4)写出滤渣成分的化学式：_______。18．（2022秋·广东广州·高三统考期末）铁泥是钢铁厂废弃物，经分析其成分如下表：成分Fe3O4Fe2O3FeOFe水分杂质质量分数%74.257.283.563.678.123.12已知杂质不溶于酸。综合利用废弃物，对资源利用和环境保护具有现实意义，铁泥常用于制备铁红，实验室模拟其工艺流程如下：(1)酸浸过程中Fe2O3与硫酸的反应离子方程式为_______。(2)转化过程中发生反应的离子方程式为_______。检验转化是否完全所用的试剂是_______。从经济环保角度考虑，“转化”中可替代H2O2的物质是_______。(3)沉铁后洗涤滤渣2，检验滤渣2是否洗涤干净的方法是：取少量最后一次的洗涤液于试管中，_______，则已经洗涤干净。(4)煆烧步骤的化学反应方程式为_______。答案第=page3131页，共=sectionpages1616页答案第=page3232页，共=sectionpages1616页参考答案：1．(1)适当提高硫酸的浓度或将预处理的电极材料进行粉碎(2)

＋2NiOOH＋4H＋＝2＋4

4(3)

将滤液1中的氧化为

可以使完全沉淀，将和分离开(4)

将生成配合物

在隔绝空气中加热反应生成Ni/C纳米材料(5)【分析】将废旧镍氢电池[含、NiOOH、Co、等]预处理后加入硫酸、双氧水进行浸出，过滤，将滤液加入，将氧化为，再通过调节溶液的pH值来进行分离钴元素，过滤，滤液中加入进行沉淀，得到的在隔绝空气加热条件下生成Ni/C纳米材料。【详解】（1）浸出过程中能加快反应速率的措施一般从浓度、温度、接触面积来考虑，因此有适当提高硫酸的浓度或将预处理的电极材料进行粉碎；故答案为：适当提高硫酸的浓度或将预处理的电极材料进行粉碎。（2）根据Ni在水溶液中通常只以的形式存在，说明浸出过程中与NiOOH发生氧化还原反应，其反应的离子方程式是＋2NiOOH＋4H＋＝2＋4。根据图中信息得到当硫酸浓度等于4mol∙L−1时镍、钴浸出率比较高，再增大硫酸浓度，其镍、钴浸出率增加不打，因此镍、钴浸出过程中最佳浓度为4mol∙L−1；故答案为：＋2NiOOH＋4H＋＝2＋4；4。（3）根据和开始沉淀的pH值和沉淀完全的pH值相差不大，不易镍、钴元素分离开，因此要将氧化为，再通过调节溶液的pH值来进行分离，因此将滤液1中加入的目的是将滤液1中的氧化为；根据沉淀完全的pH值为1.1，开始沉淀的pH值分析将pH值为7.7，用氨水调节pH至5~7的目的是可以使完全沉淀，将和分离开；故答案为：将滤液1中的氧化为；可以使完全沉淀，将和分离开。（4）根据在溶液中存在氨的条件下，可转化为和在隔绝空气中加热反应生成Ni/C纳米材料，滤液2中加入的作用有：沉淀、将生成配合物、在隔绝空气中加热反应生成Ni/C纳米材料；故答案为：将生成配合物；在隔绝空气中加热反应生成Ni/C纳米材料。（5）取滤渣1的煅烧产物2.41g溶于100mL盐酸(此时溶液中Co以形式存在)，用火焰原子吸收光谱法测得该溶液中浓度为0.3mol∙L−1，则n(Co)＝0.3mol∙L−1×0.1L＝0.03mol，则2.41g中氧的物质的量为n(O)＝，则化学式是；故答案为：。2．(1)

d；

；(2)

；

；(3)水浴加热；(4)11；(5)。【分析】将MgSO4、Al2(SO4)3、NiSO4、CuSO4混合溶液在90℃下加入尿素发生反应生成悬浊液Mg(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2、Ni(OH)2，在60℃净化过滤，得到滤饼，洗涤、干燥、焙烧得到MgO、CuO、NiO、Al2O3，在550℃温度下用氢气还原，据此分析解答。【详解】（1）Ni是28号元素，价电子排布为，故在元素周期表中，Ni在d区；基态铜原子的原子序数为29，故价电子排布为：；答案为：d；；（2）根据题意，尿素在加热条件下在水中发生水解反应方程式为：；因此水解过程中放出NH3和CO2两种气体；答案为：NH3；CO2；（3）“晶化”过程中，需保持恒温60℃，温度在100℃以下，因此采用的加热方式为水浴加热。答案为：水浴加热；（4）由题干“悬浊液”中，可知铜离子与氯离子均完全沉淀，故可得关系式：，结合，可得：，那么氢离子浓度为：，故pH为：11；答案为：11；（5）泡沫灭火剂原理是利用泡沫（CO2）喷到燃烧物表面上，隔绝空气，使燃烧物缺氧而灭火；发生的是双水解反应，反应的离子方程式为：；答案为：。3．(1)(2)(3)

C(4)87%【分析】将软锰矿(主要成分为MnO2，含少量CaO、Al2O3等)用30%的硫酸溶液酸浸时，主要发生的反应有：Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、CaO+H2SO4=CaSO4+H2O，然后过滤，向滤渣中加入还原剂将MnO2转化为MnSO4，再过滤，对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥，制得MnSO4，用电解法将MnSO4氧化为MnO2，用二氧化锰和浓盐酸来制备氯气，先是制备氯气的发生装置，反应原理为：，然后用饱和食盐水来除去氯气中的HCl,在用浓硫酸干燥氯气，后才是收集氯气的装置，最后是用NaOH吸收多余的氯气进行尾气处理，据此分析解题。【详解】（1）步骤②中二氧化锰和浓盐酸制备氯气，发生反应的离子方程式为：；（2）步骤③纯化后氯气和氢氧化钙反应生成次氯酸钙和氯化钙，可制备漂白粉，反应的化学方程式：；（3）漂白粉的有效成分是；长期露置于空气中会失效生成CaCO3，向失效的漂白粉中加稀盐酸，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳和水，产生的气体是CO2，故选：C；（4）标准状况下224L的Cl2的物质的量为，由，n(MnO2)=n(Cl2)=10mol，质量为m=n∙M=10mol×87g/mol=870g，则1kg软锰矿中的质量分数为。4．(1)

温度高于40℃时，分解，浓度减小，反应速率减小(2)

CuO或或

(3)(4)得到干燥的(5)

当滴入最后一滴标准液时，溶液变为浅紫色，且30s内不褪色

75%【分析】废铜电缆中主要含金属铜和少量铁，在硫酸和双氧水作用下，铜和铁被氧化为和；过程②调节pH除铁后过滤得到硫酸铜溶液，过程③加入碘化钠得到CuI，经过滤、洗涤、干燥得到CuI晶体；【详解】（1）过程①为：在硫酸和双氧水作用下，铜和铁被氧化为和，其反应为，离子方程式为；过氧化氢不稳定，受热易分解，当温度高于40℃时，分解，浓度减小，反应速率减小，故填；温度高于40℃时，分解，浓度减小，反应速率减小；（2）根据已知信息，调节溶液的主要是为了除去，在不引入新杂质的情况下，根据，可以加入CuO或或促进水解生成沉淀，故填CuO或或；；（3）过程③的氧化产物能使淀粉溶液变蓝，该物质为碘单质，根据流程，其反应为，故填；（4）根据已知，不溶于水和乙醇，且乙醇易挥发，所以过程④用乙醇洗涤的目的为得到干燥的，故填得到干燥的；（5）与反应生成和、，利用酸性溶液滴定，根据消耗的的量测定含量，涉及反应为、，滴定终点的现象为当滴入最后一滴标准液时，溶液变为浅紫色，且30s内不褪色，根据关系式，所以，的质量分数为75%，故填当滴入最后一滴标准液时，溶液变为浅紫色，且30s内不褪色；75%。5．(1)3d74s2(2)+2、+3(3)

50℃

3mol/L(4)

+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O

Fe(OH)3(5)

正

C(6)【分析】硫钴矿石(主要成分常含钙、镁、铜、铁等化合物)，粉碎后焙烧得到焙砂,加入硫酸、亚硫酸钠并加入氯酸钾进行浸取，得到浸取液再加入碳酸钠调节pH=8，除去滤渣1，主要为氢氧化铁沉淀，滤液1加入NaF处理去掉滤渣2及滤液2加入草酸铵沉钴，再煅烧得到氧化钴，电弧炉中还原得到粗钴，再进行电解精炼得到钴。【详解】（1）钴为27号元素，基态钴原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，所以价电子排布式为3d74s2；（2）根据中Fe元素的价态特点，可心得出中的化合价为+2、+3价；（3）由图可知，50℃左右时，钴的浸出率已达98%左右，继续升温钴的浸出率增加不大反而导致杂质离子的浸出率提高，同理，硫酸为3mol/L左右时，钴的浸出率已达98%左右，再增加硫酸浓度钴的浸出率增加不大反而导致杂质离子的浸出率提高；故答案为；（4）由于酸浸时加入了Na2SO3还原Co3+的同时可能还原了Fe3+，所以加入的目的是氧化Fe2+，发生反应的离子方程式为+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；通过调节pH使铁离子水解产生沉淀，故滤渣1的主要成分为Fe(OH)3；（5）电解精炼金属时，含杂质的粗金属做阳极，与电源正极相连,故粗钴与电源正极相连；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H+得电子产生气体，电极反应为2H++2e-=H2↑，故该气体可能是H2；答案选C；（6）()，因此取的是0.1mol的，A点失重3.6g，应该是失去所有的结晶水，所以成分是，B点是氧化物，Co是5.9g，氧原子是8.03g-5.9g=2.13g，应为Co3O4，同理C点Co是5.9g，氧原子是8.3g-5.9g=2.4g，应为Co2O3，所以应是Co3O4在空气中受热被氧化为Co2O3，所以B到C点的化学方程式为。6．(1)CaSO4、SiO2(2)2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+##2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO(3)99.7%(4)

3.5

稀硫酸(5)30.8℃~53.8℃之间冷却结晶【分析】红土镍矿(主要成分为NiO，含CoO、FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2)，向其中加入硫酸在高压下进行酸浸，NiO与硫酸反应生成NiSO4，CoO与硫酸反应生成CoSO4，FeO与硫酸反应生成FeSO4，Fe2O3与硫酸反应生成Fe2(SO4)3，Al2O3与硫酸反应生成Al2(SO4)3，MgO与硫酸反应生成MgSO4，CaO与硫酸反应生成CaSO4，SiO2与硫酸不反应；加入次氯酸钠将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH，将铁离子、铝离子沉淀；加入氟化钠，将镁离子转化为氟化镁沉淀，将钙离子转化为氟化钙沉淀；经过萃取、反萃取得到NiSO4溶液；NiSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥最终得到NiSO4·6H2O晶体。【详解】（1）根据分析，CaO与硫酸反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，SiO2与硫酸不反应，则经充分浸取后过滤出的酸浸渣的主要成分为CaSO4、SiO2；（2）次氯酸根离子有强氧化性，亚铁离子有还原性，两者发生氧化还原反应生成氯离子和铁离子，而生成的铁离子又水解生成氢氧化铁，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，沉铁时发生的氧化还原反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+或2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO；（3）当沉淀完全后滤液中c(Mg2+)=1.5×10-6mol/L时，c2(F-)==(mol/L)2=510-5(mol/L)2，此时溶液中c(Ca2+)==mol/L=310-6mol/L，除钙率为：；（4）①由图示可知，pH为3.5左右时，Co/Ni分离因素最高，钴和镍的萃取率相差较大，因此，萃取时，选择pH为3.5左右；②由萃取原理M2+(水相)+2RH(有机相)MR2(有机相)+2H+(水相)可知，反萃取时可以加入稀硫酸，增大氢离子浓度，使平衡逆向移动，促使有机相中的MR2重新转化为水相中的M2+；（5）从溶液中获得晶体的操作一般是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，依据表中数据可知，30.8℃~53.8℃，晶体以NiSO4·6H2O形式存在，因此冷却结晶时应在30.8℃~53.8℃之间冷却结晶。7．(1)粉碎矿石或搅拌或延长浸取时间等(2)(3)将氧化为(4)(5)、(6)9.15(7)

100mL容量瓶

【分析】铁镍矿石的主要成分是四氧化三铁和硫酸镍，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物，粉碎后，加入试剂稀硫酸进行酸溶，其中硅的氧化物不与酸反应，形成废渣Ⅰ，滤液中含有、、、、、，加入将氧化为后，利用碳酸钠除铁，得到黄钠铁矾渣，再利用除铜，得到硫化铜废渣，再利用除钙、除镁，得到废渣为、，最后利用沉镍，得到固体。【详解】（1）铁镍矿石粉碎可以增大固体与酸溶液接触面积，使之充分反应，搅拌或延长浸取时间等均可提高反应速率，从而加快浸出率，故答案为：粉碎矿石或搅拌或延长浸取时间等；（2）根据上述分析可知，“酸溶”时，加入稀硫酸，硅的氧化物与硫酸不反应，四氧化三铁、铜的氧化物、钙的氧化物、镁的氧化物与稀硫酸反应生成、、、、，所以废渣的主要成分为，故答案为：；（3）“酸溶”后所得溶液中含有、，“除铁”时的作用是将氧化为，故答案为：将氧化为；（4）硫离子可与铜离子发生反应生成硫化铜沉淀，其反应的离子方程式为；（5）加入除钙、镁离子，生成、难溶物形成废渣，故答案为：、；（6），，则，，，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液约为时，才刚好沉淀完全，故答案为：；（7）①配制100mL镀镍试剂时，需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外，还需要100mL容量瓶；②根据实验II计算出Ni元素物质的量为：0.4mol/L×25×10-3L×=0.1mol；实验III中白色沉淀为4.66gBaSO4，其物质的量为：=0.02mol，根据元素守恒可计算出镀镍试剂中物质的量为：0.02mol×=0.2mol；化合价为+1，Ni化合价为+2，化合价为-2，设物质的量为nmol，根据化学式中化合价代数和为0得：(+1)×n+(+2)×0.1+(-2)×0.2=0，解得n=0.2。因此、Ni2+、物质的量之比为0.2mol：0.1mol：0.2mol=2：1：2，则镀镍试剂的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2。8．(1)(2)

将溶液中的氧化为，便于沉淀分离

3.2≤pH＜8.1

(3)温度过高时，的分解速率加快，浓度降低，不利于沉锰(4)中铁元素为+6价，具有强氧化性，可以起到杀菌、消毒的作用，且反应生成的在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用(5)3∶2(6)【分析】将含有Mn、Fe、MnO2的混合物用硫酸和FeSO4酸浸，Mn和Fe转化为Mn2+、Fe2+，不溶于稀硫酸，加入过量的的目的是在酸性条件下将还原成稳定的，加入过氧化氢将二价铁氧化为三价铁，然后调pH将三价铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去，滤液中加入碳酸氢铵溶液沉锰，再经过焙烧可以得到二氧化锰。【详解】（1）不溶于稀硫酸，加入过量的的目的是在酸性条件下将还原成稳定的，Mn元素由+4价下降到+2价，Fe元素由+2价上升到+3价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。（2）加入双氧水的目的是：将溶液中的氧化为，便于沉淀分离；由题中所给表格可知，当调节pH的范围是3.2≤pH＜8.1时，沉淀生成，而不沉淀。（3）当温度高于时，沉锰速率随温度升高而减慢的原因是：温度过高时，的分解速率加快，浓度降低，不利于沉锰。（4）中铁元素为+6价，具有强氧化性，可以起到杀菌、消毒的作用，且反应生成的在溶液中水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮杂质，起到净水的作用。（5）和浓盐酸在加热的条件下制得的氯气可用于消毒，Mn元素由+4价下降到+2价；中铁元素为+6价，具有强氧化性，可以起到杀菌、消毒的作用，且反应生成的，化合价下降3；若两者使用消毒效果相等时，则需要的和的物质的量之比为3∶2。（6）Mn2+在阳极失去电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒，配平电极方程式为：。9．(1)(2)(3)在95℃以上的热水中发生强烈水解，生成了沉淀(4)

0.25

在萃取液中加入稀硫酸，振荡、静置、分液，得到溶液(5)92%【详解】（1）将废镍渣用溶液浸取，与溶液反应生成偏铝酸钠和水；故答案为：（2）（3）在95℃以上的热水中发生强烈水解，生成了沉淀，过滤，得到滤液和红褐色沉淀；故答案为：在95℃以上的热水中发生强烈水解，生成了沉淀。（4）①萃取时应控制的比值为0.25，对的萃取率最大，几乎不萃取；②在萃取液中加入稀硫酸，振荡、静置、分液，得到溶液故答案为：0.25；在萃取液中加入稀硫酸，振荡、静置、分液，得到溶液。（5）根据关系式，可知样品中的质量分数为；故答案为：92%。10．(1)

五

+2(2)

增大反应物的接触面积，提高原料利用率

Fe(OH)3(3)分液漏斗、烧杯(4)盐酸(5)草酸与Y3+离子形成可溶性配位化合物(6)【分析】硅铍钇矿与熔融氢氧化钠焙烧后将矿石中的Y元素转化为，并将元素转化为NaBeO2、Na2SiO3，通入氧气可氧化亚铁离子为铁离子，再结合NaOH生成氢氧化铁沉淀，加水浸取得到滤液含可溶性钠盐，滤渣为、Fe(OH)3，加入稀盐酸反应生成YCl3、FeCl3，加入萃取剂除去铁离子，加入草酸与YCl3反应生成Y2(C2O4)3∙9H2O，通入空气焙烧生成Y2O3和CO2；【详解】（1）Y是39号元素，则Y位于元素周期表的第五周期第ⅢB族；硅铍钇矿[]中Y的化合价为+3价，Be为+2价，Si为+4价，O为-2价，设的化合价为x，根据化合价之和为0可得：(+3)×2+x+(+2)×2+[+4+(-2)×4]×2+(-2)×2=0，解得x=+2，故的化合价为+2；（2）焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是增大反应物的接触面积，提高原料利用率；硅铍钇矿中铁元素为+2价，具有还原性，焙烧中通入熔融氢氧化钠和氧气，则铁元素转化为Fe(OH)3，焙烧后含铁元素的产物是Fe(OH)3；（3）“萃取分液”实验需要的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；（4）‘沉钇’过程中加入草酸与YCl3反应生成Y2(C2O4)3∙9H2O和HCl，则滤液II中盐酸可参与循环使用；（5）已知草酸可与多种过渡金属离子形成可溶性配位化合物，则当草酸用量过多时，钇的沉淀率下降的原因是：草酸与Y3+离子形成可溶性配位化合物；（6）Y2(C2O4)3∙9H2O，通入空气焙烧生成Y2O3和CO2，碳元素化合价升高了1，氧元素化合价降低了2，已经有6个C原子发生变价失去了6个电子，有2个O原子发生变价得到4个电子，根据得失电子守恒，Y2(C2O4)3∙9H2O前配系数2，O2前配系数3，结合原子守恒则反应化学方程式为。11．(1)

70℃

Ni2+能水解，生成Ni(OH)2，升温能促进水解(2)硫酸钙（CaSO4）(3)(4)

H2O2

1:2

3.2≤pH<7.2(5)ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-(6)电解碱性悬浊液制备NiOOH，阳极反应为：，若加入一定量的KCl，氯离子在阳极上失电子变为氯气，氯气在碱性条件下生成，将氧化为NiOOH。【分析】向含的废料(杂质为Fe2O3、、等)加入过量硫酸，过滤的到可溶性的硫酸盐和含有微溶物硫酸钙的滤渣；向滤液中加入硫化氢过滤得到难容的硫化铜以及单质硫和可溶性的硫酸盐(、、、等)；向滤液中加入试剂X(常用)将氧化为更容易沉淀的，再加试剂Y常选用，用来调节溶液的pH除去，过滤得到含的溶液和氢氧化铁沉淀的滤渣；向滤液中加氟化钠将溶液中的转化为难容性的，过滤得到的溶液，向滤液中加NaOH和NaClO溶液将转化为，经过滤、洗涤干燥等步骤得到固体，据此解题。【详解】（1）由图可知当温度在70℃左右时镍的浸出率较高，故酸浸时适宜的温度为70℃；Ni2+能水解，生成Ni(OH)2，升温能促进水解，所以80℃左右滤渣1中会含有一定量的Ni(OH)2；（2）根据上述分析可知，滤渣1的主要成分为硫酸钙（CaSO4）；（3）酸浸后溶液中的金属离子有三价铁离子，铜离子，镍离子，钙离子等，其中Fe2(SO4)3可以把硫化氢中-2价硫氧化为单质硫，方程式为：；（4）常见的绿色氧化剂X的作用是将二价铁氧化为三价铁，则它是H2O2，根据得失电子守恒，可知反应中；常见的绿色氧化剂X的作用是将二价铁氧化为三价铁，则它是H2O2，根据得失电子守恒，可知反应中；调pH需使Fe3+完全沉淀，但不能使Ni2+沉淀，由表格可知，3.2≤pH<7.2；（5）该反应中Ni2+被氧化为2NiOOH•H2O，ClO-被还原为Cl-，相应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O↓+Cl-；（6）电解碱性悬浊液制备NiOOH，阳极反应为：，若加入一定量的KCl，氯离子在阳极上失电子变为氯气，氯气在碱性条件下生成，将氧化为NiOOH，有助于提高生产效率。12．(1)

粉碎(其他合理答案也给分)

光导纤维(或冶炼硅)(2)

分液漏斗、烧杯

(3)(4)1.85g(5)92.3%【详解】（1）焙烧时将矿物粉碎可增大与氧气的接触面积，提高效率；浸渣的主要成分为，工业上可用作光导纤维，也可用于冶炼硅；（2）操作A是萃取分液操作，用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；根据信息在水溶液中被还原为Te单质，则被氧化为，由此可写出反应的化学方程式为；（3）在pH=5时，溶液仍然呈酸性，但根据的溶度积可以计算出在pH=5时已经完全沉淀，根据化合价升降相等和原子守恒可以配平写出离子方程式；（4）1L含的滤液加入时反应的离子方程式为，生成0.01mol沉淀，此时溶液中，根据的溶度积可计算出此时溶液中，沉淀中有，所以加入的固体为0.05mol，质量为1.85g；（5）根据原子守恒找出关系式进行计算：，理论可制得的质量为吨，所以的回收率为。13．(1)吸收工业废铜与稀硝酸产生的气体，防止污染空气(2)(3)AB(4)

取少许反应结束的试液，将其平均分成2份，滴加到2个洁净的试管中，向一支试管内滴加试剂，产生蓝色沉淀；向另一支试管中滴加KSCN试剂，溶液颜色变成血红色，则证明溶液中含和

【分析】工业废铜加入稀硝酸、稀硫酸溶解，过滤后所得滤液加入双氧水氧化，将亚铁离子氧化为铁离子，经过调节pH，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤后，得到滤液B为硫酸铜，结晶得到胆矾。【详解】（1）如图为制备胆矾晶体的装置图，其中碱溶液的作用是吸收工业废铜与稀硝酸产生的气体，防止污染空气；（2）向滤液A中加入，将Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为；（3）A．25℃时，当恰好完全除尽时，pH=3.7,c(OH-)10-10.3mol/L,，故，选项A正确；B．向滤液A中加入的，不宜稀硝酸代替，否则会产生NO，污染空气，且产生硝酸铜，引入杂质，选项B正确；C．应用NaOH等碱溶液将pH调至3.7～4.2，会引入Na+，不符合，选项C错误；D．红外光谱仪通常用来测定有机物分子中的化学键和官能团,从而测定有机物结构式，无法确定是否为晶体，选项D错误；答案选AB；（4）①反应结束溶液中含和、Cu2+，溶质为硝酸亚铁、硝酸铁和硝酸铜，根据铁、铜守恒，若铁只以存在，则，若铁只以存在，则，故的取值范围是；②“经一系列操作”为证明和存在，具体为取少许反应结束的试液，将其平均分成2份，滴加到2个洁净的试管中，向一支试管内滴加试剂，产生蓝色沉淀；向另一支试管中滴加KSCN试剂，溶液颜色变成血红色，则证明溶液中含和；③若，且测定溶液中，故=0.5ymol=0.4xmol，==0.4xmol+0.4xmol+xmol2=4xmol，由氮原子守恒可知，n(NO)=zmol-4xmol=(z-4x)mol，根据电子转移守恒有4x=(z-4x)(5-2)，则。14．(1)

(2)

【分析】锑矿(主要成分为Sb2O3，含有少量CaO、PbO、As2O3等杂质)中加入盐酸，Sb2O3、CaO、PbO、As2O3分别生成SbOCl、SbCl3、CaCl2、PbCl2、AsCl3，过滤后，滤渣Ⅰ为SbOCl，滤液为SbCl3、CaCl2、PbCl2、AsCl3；往滤液中加入Na2S，CaCl2、PbCl2分别生成CaS、PbS沉淀，成为滤渣Ⅱ的主要成分；往滤液中加入NaH2PO2，AsCl3转化为As；电解滤液生成Sb，用Cl2氧化生成SbCl5，与HF氟化，生成SbF5。【详解】（1）①加入氨水，SbOCl转化为Sb2O3，同时生成等，该反应的离子方程式为。②“除砷“时，转化为H3PO4，As3+转化为As，该反应的离子方程式为。答案为：；；（2）①“浸取1”中金属Ag被KClO3氧化为Ag+，再与Cl-结合为AgCl，发生反应的离子方程式为。②“浸取2”中，AgCl被氨水溶解，生成，离子方程式为。答案为：；。【点睛】浓盐酸清洗阳极泥时，将Sn转化为SnCl2。15．(1)

b

三颈烧瓶(三颈圆底烧瓶、三口烧瓶)

TiCl4+BaCl2+(NH4)2CO3+4NH3•H2O=Ti(OH)4↓+BaCO3↓+6NH4Cl(2)加快过滤速率，得到较为干燥的沉淀(3)

坩埚

BaCO3+Ti(OH)4=BaTiO3+CO2↑+2H2O(4)

3

4【分析】“共沉”时反应的化学方程式为TiC4＋BaCl2＋(NH4)2CO3＋4NH4·H2O=Ti(OH)4↓＋BaCO3↓＋6NH4Cl，减压过滤、洗涤干燥后得到BaCO3和Ti(OH)4沉淀，煅烧”时