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文档简介

押广东卷第18题工艺流程综合题核心考点考情统计考向预测备考策略物质制备2023·广东卷,182022·广东卷,18通过废液或矿石进行金属的提炼或者制备特定的物质,体现创新性和应用性;通过废液或废矿的分离提纯,得到相应的含特定元素的物质,体现创新性和应用性。1.回归教材,熟悉教材流程,掌握流程的基本分析思路。2.提高阅读理解能力,对新情境进行分析解读,提取重要信息。分离提纯2021·广东卷,181.(2023广东卷,18)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)。2.(2022广东卷,18)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pH8.81.53.66.2~7.4沉淀完全时的pH/3.24.7/(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_______。3.(2021广东卷,18)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:已知:25℃时,的,;;;该工艺中,时,溶液中元素以的形态存在。(1)“焙烧”中,有生成,其中元素的化合价为_______。(2)“沉铝”中,生成的沉淀为_______。(3)“沉钼”中,为7.0。①生成的离子方程式为_______。②若条件控制不当,也会沉淀。为避免中混入沉淀,溶液中_______(列出算式)时,应停止加入溶液。(4)①滤液Ⅲ中,主要存在的钠盐有和,为_______。②往滤液Ⅲ中添加适量固体后,通入足量_______(填化学式)气体,再通入足量,可析出。(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。①该氧化物为_______。②已知:和同族,和同族。在与上层的反应中,元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为_______。命题热点1原料预处理1.原料预处理的目的(1)原料经过预处理主要是除去不必要的杂质,净化所需要的原料。(2)原料中的目标物质转化为易于化学处理的物质。2.原料预处理的常用方法(1)研磨、雾化。将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化,增大反应物接触面积,以增大反应速率或使反应更充分。(2)焙烧、煅烧、灼烧。①焙烧。焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷、一氧化碳或二氧化碳等气流中不加或配加一定物料,加热至低于炉料的熔点,发生氧化、还原或其他化学变化的过程。②煅烧。煅烧是指将物料在低于熔点的适当温度下加热,使其分解并除去所含结晶水、CO2或SO2等挥发性物质的过程,所以煅烧过程的反应物通常是固体,生成物是另一种固体和气体。③灼烧。灼烧是将固体物质加热到高温以达到脱水、分解或除去挥发性杂质、有机物和铵盐等目的的操作。灼烧通常指的是实验室里对固体进行的高温操作,加热仪器有酒精灯、煤气灯或电炉等,如海带提碘实验中通过灼烧除去有机物。(3)浸取。①水浸:与水接触反应或溶解,使原料变成离子进入溶液中,做到初步分离。②酸浸:在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的过程。常用硫酸、盐酸、硝酸等,用盐酸、硝酸酸溶时要注意控温,用硫酸酸溶时要关注Pb2+、Ca2+、Ag+会生成PbSO4、CaSO4、Ag2SO4在滤渣中出现。③碱浸:常用NaOH溶液、氨水、Na2CO3溶液等,与碱接触反应或溶解,NaOH溶液使酸性氧化物和两性氧化物以含氧酸根离子(如Si、Al、Zn、Cr等元素),或与NH3形成配离子进入溶液。④盐浸:用铵盐溶液、FeCl3溶液等。⑤醇浸:提取有机物,常采用有机溶剂(乙醚、二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物。命题热点2反应条件的控制一、反应条件的控制方法通过控制一定的反应条件来达到提高物质转化率或除去杂质的目的。1.控制溶液的pH(1)增强物质的氧化性、还原性(H+能增强MnO4-、N(2)通过控制溶液的pH可以除去某些金属离子。如要除去溶液中含有的Fe3+、Al3+,可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。2.控制温度(常用水浴、冰水浴等)(1)控制反应速率(升温增大反应速率)、使催化剂达到最大活性、防止副反应的发生。(2)使化学平衡移动,控制化学反应进行的方向。(3)升温:使溶液中的气体逸出,使易挥发物质挥发,使易分解的物质分解。(4)煮沸:使气体逸出;促进水解,聚沉后利于过滤分离。(5)控制固体的溶解与结晶。趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量。蒸发浓缩:蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度。蒸发结晶:蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出。3.使用保护气(1)隔绝空气(主要是O2、H2O)。(2)抑制弱离子的水解(如HCl氛围)。二、陌生图像中反应条件的选择[例1]浸出过程中时间和液固比对锰浸出率的影响分别如图甲、图乙所示。则适宜的浸出时间和液固比分别为60min、3。[例2]“酸浸”实验中,镁的浸出率结果如图所示。由图可知,当镁的浸出率为80%时,所采用的实验条件为100℃、3h左右。[例3]酸浸时,若使钛的浸出率(η%)达到90%,则根据如图判断工业上应采取的适宜条件是酸浓度和液固比的取值分别约为40%、6。命题热点3陌生方程式的书写1.工艺流程中方程式的整体书写思路首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式,再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型(非氧化还原反应适用元素守恒;氧化还原反应适用元素、得失电子守恒)。2.工艺流程中氧化还原反应方程式的书写思路(1)首先确定氧化剂(或还原剂)与还原产物(或氧化产物),再判断出还原剂(或氧化剂)与氧化产物(或还原产物)。(2)根据得失电子守恒配平氧化还原反应。(3)根据电荷守恒、反应物和介质环境的酸碱性,在方程式左边或右边补充H+、OH-或H2O等。(4)根据元素守恒配平反应方程式。3.流程中电极反应式的书写思路(1)列变价——写出电极上发生变价的主要反应物和主要产物。(2)标电子——由化合价写出得失电子数。(3)调电荷——由电荷守恒依据介质环境将反应式两边的电荷调平,酸性溶液用H+,碱性溶液用OH-,若是熔融电解质,则依据具体题目信息,一般熔融氧化物用O2-,熔融碳酸盐用CO3(4)后补水——由元素守恒配平电极反应,一般看氢原子,哪边少氢原子就在哪边以水的形式补上相应数目的氢原子,也被称为“氢不够,水来凑”。(5)检查氧——最后用“O”守恒检查是否正确。命题热点4物质的分离与提纯1.过滤固液分离的一种方法,主要有常压过滤、减压过滤、热过滤。(1)常压过滤:滤液靠自身的重力透过滤纸流下,实现分离,过滤时需要分析产品的需求及生产目的,准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分,准确判断是留下滤液还是滤渣。(2)减压过滤(抽滤):过滤在减低的压力下进行,滤液在内外压强差作用下透过滤纸或砂芯流下,实现分离。相比普通过滤,抽滤加快了过滤的速度。抽滤的优点是快速过滤,有时还可以过滤掉气体,并能达到快速干燥产品的作用。(3)趁热过滤:将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤,由于常规过滤操作往往耗时较长,这样会导致在过滤过程中因混合物温度降低而使溶质析出,影响分离效果。可使用热过滤仪器将固液混合物的温度保持在一定范围内进行过滤,所以又称为热过滤。2.蒸发结晶(1)适用范围:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如:NaCl。(2)蒸发结晶的标志:当有大量晶体出现时,停止加热,利用余热蒸干。3.冷却结晶(1)适用范围:提取溶解度随温度变化较大的物质(如KNO3)、易水解的物质(如FeCl3)或结晶水合物(如CuSO4·5H2O)。(2)冷却结晶的标志:当有少量晶体(晶膜)出现时。4.沉淀洗涤时洗涤剂的选择洗涤试剂适用范围目的蒸馏水冷水溶解度随温度升高而升高,且变化较大除去固体表面吸附着的××杂质,减少固体因为洗涤液温度高造成溶解损失热水溶解度随温度升高而降低除去固体表面吸附着的××杂质,减少固体因为洗涤液温度低造成溶解损失有机溶剂(酒精、丙酮等)固体易溶于水、难溶于有机溶剂减少固体溶解损失;利用有机溶剂的挥发性除去固体表面的水分,增大干燥速率饱和溶液对纯度要求不高的产品减少固体溶解酸、碱溶液产物不溶于酸、碱除去固体表面吸附着的可溶于酸、碱的杂质;减少固体溶解洗涤沉淀的方法:向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次检验沉淀是否洗涤干净的方法:取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴入某试剂,若未出现特征反应现象,则沉淀洗涤干净5.重结晶将结晶得到的晶体溶于溶剂制得饱和溶液,又重新从溶液结晶的过程。6.萃取与反萃取萃取利用溶质在互不相溶的两种溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂(萃取剂)把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来的过程,萃取后需要分液。如:用CCl4萃取溴水中的Br2反萃取在溶剂萃取分离过程中,当完成萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作称为反萃取,为萃取的逆过程7.蒸馏蒸馏是利用液体混合物中各组分的沸点不同,给液体混合物加热,使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体,跟其他组分分离的过程。8.冷却法利用气体易液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离氨与氮气、氢气。命题热点5电离常数、溶度积常数的有关计算1.水溶液中平衡常数之间的关系(1)平衡常数都只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,升高温度,Ka、Kb、Kw、Kh均增大。(2)Ka、Kh、Kw三者的关系式为Kh=KwKa;Kb、Kh、Kw三者的关系式为Kh(3)二元酸的Ka1、Ka2与相应酸根离子的Kh1、Kh2的关系式为Ka1·Kh2=Kw,Ka2·Kh1=Kw。(4)反应CdS(s)+2H+(aq)Cd2+(aq)+H2S(aq)的平衡常数为K,则K=Ksp(CdS)2.溶度积(Ksp)的常见计算类型(1)已知溶度积求溶液中的某种离子的浓度,如Ksp=a的饱和AgCl溶液中c(Ag+)=amol/L。(2)已知溶度积、溶液中某离子的浓度,求溶液中另一种离子的浓度,如某温度下AgCl的Ksp=a,在0.1mol/L的NaCl溶液中加入过量的AgCl固体,达到平衡后c(Ag+)=10amol/L。(3)计算沉淀转化的平衡常数,如Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),平衡常数K=c(Mn2+)c(C考点一物质制备类1.(2024届广州市黄浦区二模)以黄铁矿(主要成分是,含少量)和软锰矿(主要成分是,含少量)为原料制备的工艺流程如下:已知:时,。(1)研磨黄铁矿、软锰矿的目的是。(2)酸浸过程得到的滤液中含有的金属阳离子有和,滤渣1的成分为和写出酸浸过程中主要反应的离子方程式。(3)调时,若溶液中,为得到尽可能多且纯净的产品,应控制的范围是。(4)沉锰过程需控制温度为的原因是。(5)写出沉锰过程中生成的离子方程式。(6)下图为的溶解度曲线,操作A是加入足量稀硫酸充分反应后,洗涤干燥。2.(2024届广东省名校4月联考)稀土(RE)包括镧(La)、铈(Ce)等元素,是重要的战略资源,从离子型稀土矿(含Fe、Al等元素)中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示:已知:该工艺下,除铈(Ce)外,稀土离子保持+3价不变;金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表。离子开始沉淀时的pH1.54.35.6(为6.2)沉淀完全时的pH3.25.5/(为9.0)回答下列问题:(1)“预中和”工序中:①该工序适宜的pH范围是。②胶状的X射线衍射图谱中,(选填“能”或“不能”)观察到明锐的衍射峰。(2)“调pH”工序中,发生的离子反应方程式为。(3)滤液3可返回工序循环使用。(4)“沉淀”工序产物为(选填“”或“”),理由是[:]。(当反应的时可认为反应完全)(5)含氟稀土抛光粉的主要成分为,焙烧时发生的化学反应方程式为。(6)利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大,离子交换能力越强.下列离子对交换能力最强的是______。A. B. C. D.(7)银铈合金是优良的导电材料,一种银铈晶体结构单元如图(a)所示:①将该结构单元示意图(b)补充完全。②该晶体的化学式为。3.(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/℃33131513007001150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.4.(2024届广东省省二模)锗是一种战略性金属,广泛应用于光学及电子工业领域。一种用锌浸渣(主要含、,另含少量ZnS、以及)提取Ge和的工艺流程如下:已知:①锗在硫酸中的存在形式:pH≤2.0时主要为,时主要为。②常温下,,。请回答下列问题:(1)Ge是第四周期第ⅣA族元素,其基态原子的价层电子排布式为。(2)“氧化酸浸”工序中,溶液,浸渣的主要成分为、S和(填化学式);被双氧水氧化的离子方程式为。(3)“中和沉淀”工序中,所加化合物A为(填一种物质的化学式);调节溶液,Ge和Fe共沉淀,此时滤液中。(4)①在水溶液中的溶解度曲线如图所示,则从滤液中回收的操作为蒸发浓缩、、洗涤、干燥。②用惰性电极电解溶液可制取金属锌,电解后的溶液可在上述流程中工序循环使用。(5)“水解”工序中,水解生成的化学方程式为;的沸点(1200℃)远高于的沸点(84℃),其原因为。(6)是一种可用于制作太阳电池的钙钛矿型材料,其立方晶胞如图所示,Cs与Br的最短距离比Ge与Br的最短距离大,则Ge在晶胞中的位置为(填“体心”“面心”或“顶角”);晶体中一个Cs周围与其距离最近的Br的个数为。5.(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。6.(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pH2.57.05.7完全沉淀pH3.29.06.7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。7.(2024届广东省广州二模)铬酸钠()是一种重要的化工原料。一种由铬铁矿(主要成分为,还含有硅、镁、铝的化合物等杂质)为原料制备。的工艺流程如下:已知:25℃时,,,,。回答下列问题:(1)基态Cr3+的价层电子排布式为。(2)“碱浸氧化”时,转化为和,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。(3)“除铝”时,转化为沉淀,该反应的离子方程式为。(4)“沉铬”中,常温下,往“除铝”所得滤液中加入过量固体,充分搅拌,当溶液中沉淀完全()时,滤液1中为,滤液1经浓缩后可循环至工序重复使用。(已知:)(5)“酸溶还原”所得溶液中的溶质除HCl外,还含有(填化学式)。(6)“碱溶氧化”中,生成,反应的化学方程式为。(7)的一种晶胞如图1,沿z轴方向的投影如图2,其中氧原子不在图中标注,Cr位于晶胞面上及晶胞内。①每个晶胞中含有的个数为②晶胞中位于晶胞顶角及体心的的距离为nm(用含a、b、c的式子表示)。8.(2024届广东省韶关二模)二氧化铈()是一种典型的金属氧化物,具有较强的氧化性广泛应用于多相催化反应,并作为汽车尾气净化的三效催化剂的重要组成成分。以氟碳铈矿(主要含、等)为原料制备的一种工艺流程如下图所示:已知:①“氧化焙烧”后,Ce元素转化为和;②滤液A中含:、等离子。回答下列问题:(1)滤渣A的主要成分是(填化学式);“酸浸”不用盐酸的理由是(答一点即可)。(2)“系列操作”包含以下几个过程:已知:不能溶于有机物TBP;能溶于有机物TBP,且存在反应:。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是,“有机层B”中发生反应的离子方程式为。水层中的一种溶质,理论上可以在工艺流程图中的工序中循环利用,减小“调pH”工序中的用量,节约生产成本。(3)“调pH”中,要使沉淀完全(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全),应控制pH大于(已知25℃时)。(4)“氧化”中,NaClO转化为NaCl,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(5)二氧化铈立方晶胞如图所示,则铈原子Ce在晶胞中的位置是;晶体中一个Ce周围与其最近的O的个数为。9.(2024届广东省韶关一模)镓锗是重要的战略金属资源丹霞冶炼厂以锌精矿(主要成分为ZnS,还含有铁、铜、和锗等金属硫化物)为原料制备Zn、Ga、Ge的工艺流程如图所示:已知:①该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:金属离子Fe3+Ga3+Cu2+开始沉淀时的pH2.53.55.3沉淀完全时的pH3.34.66.4②镓与铝同主族,化学性质相似。(1)基态镓原子的核外电子排布式为。(2)“氧压浸出”时,ZnS发生反应的化学方程式是。(3)“滤渣I”的主要成分为(填化学式)。(4)“萃取”的原理为Mn+(水相)+nHA(有机相)MAn(有机相)+nH+(水相)(M为Cu或Ga),则“反萃取”工序中的试剂X宜选用(填化学式)。(5)反萃取后的水溶液中含有Ga3+、Cu2+,“沉镓”时应控制溶液的pH范围为。(6)写出“碱溶”过程中发生反应的离子方程式。(7)砷化镓GaAs是一种重要的半导体材料,其晶体的立方体晶胞如图所示,设晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞的密度为g/cm3(写出表达式)。10.(2024届广东省韶关二模)2023年7月3日,商务部与海关总署发布公告,宣布对镓、锗相关物质实施出口管制。金属镓被称为“电子工业脊梁”,氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为、、,还有少量等杂质)制备镓和氮化镓的流程如下:已知:①镓与铝同主族,其化合物性质相似。②“碱浸”后溶液的主要成分为、(四羟基合铝酸钠)、。③;;回答下列问题:(1)“焙烧”的目的是将转化为,该反应的化学方程式为。(2)“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解,则滤渣2的主要成分是(写化学式)。(3)步骤①和②中通入过量气体A发生反应的离子方程式为。(4)取agGaN样品溶于足量的热NaOH溶液中,用溶液将产生的完全吸收,用的盐酸滴定,消耗盐酸VmL,则样品的纯度是。(5)一种含镓的药物合成方法如图所示:①化合物Ⅰ中环上N原子的杂化方式为。②化合物Ⅱ中Ga的配位数为,x=。考点二分离提纯类11.(2024届大湾区一模)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。12.(2024届广东省肇庆二模)稀土金属(RE)属于战略性金属,我国的稀土提炼技术位于世界领先地位。一种从废旧磁性材料[主要成分为铈(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的杂质]中回收稀土金属Ce的工艺流程如图所示。已知:①Ce(H2PO4)3难溶于水和稀酸。②常温下,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16.4,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32.9,Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20。③当溶液中的金属离子浓度小于或等于10-5mol/L时,可认为已沉淀完全。(1)为提高酸浸的速率,可采取的措施为(写一条即可)。(2)常温下,“酸浸”后测得溶液中c(Fe2+)=1.0mol/L,c(Ce3+)=0.01mol/L,则“沉Ce”时,为了使Al3+完全沉淀,但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3,需要调节溶液的pH范围为。(3)“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应的离子方程式为,“滤液2”中铝元素的存在形式为(填化学式)。(4)“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O,将其煅烧可得Ce2O3和一种无毒的气体,发生反应的化学方程式为。(5)某稀土金属氧化物的立方晶胞如图所示,则该氧化物的化学式为,距离RE原子最近的O原子有个。若M(晶胞)=Mg/mol,晶胞边长为anm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为g/cm3(列出计算式)。13.(2024届广东省省2月联考)钼具有耐腐耐磨的特性,目前广泛应用于化工、医疗和国防领域。一种使用先进的碱性氧化焙烧法,从镍钼矿(主要成分是)中回收钼的流程如图所示:已知:①“焙烧”后钼元素以的形式存在,的化合价不变且以氧化物的形式存在,“焙烧”过程中未见有含气态物的生成。②。③一般离子浓度达到以下视为沉淀完全。回答下列问题:(1)写出“焙烧”过程中发生反应的化学方程式:。(2)“滤渣1”的主要成分为(填化学式)。(3)实验用量与理论用量的比值为1.0、1.1、1.2、1.3时,Mo的浸出率和残留浓度的关系如图所示,则的最佳用量比为,结合图中信息说明理由:。(4)常温下,“水浸”过程完成后溶液中,试计算“净化”过程中每升溶液中需加入(保留两位有效数字),若“净化”完成后溶液的,则此时溶液中(填“不存在”或“存在”)沉淀。(5)被称为润滑之王,其稳定晶体的晶胞结构的透视图与正视图如图所示,晶胞参数,原子间距,则;晶胞中与Mo原子距离最近且相等的原子数目为。14.(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、。15.(2024届广东省广州天河区二模)我国是世界上稀土资源最丰富的国家,冶炼提纯技术位于世界前茅。从某种磷精矿(主要成分为,含少量)分离稀土元素钪()的工业流程如下:(1)钪的基态原子核外价电子排布式为。(2)“萃取”的目的是富集,但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。①通过制得有机磷萃取剂,其中代表烃基,对产率的影响如下表。产率/826220由表可知:随中碳原子数增加,产率降低,请从结构的角度分析原因。②“反萃取”的目的是分离和元素。向“萃取液”中通入,的沉淀率随的变化如图。试剂X为(填“”或“”),应调节为。③反萃取时,通入得到沉淀的过程为:i.ii.(写出该过程的化学方程式)。(3)草酸钪晶体在空气中加热,随温度的变化情况如图所示。250℃体主要成分是(填化学式),℃反应的化学方程式为。(4)的一种氢化物晶胞结构如图,晶体中H周围与其最近的的个数为。为阿伏伽德罗常数的值,晶胞参数为,则该晶胞的密度为。16.(2024届广东省惠州三模)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4、SiO2、Fe3O4以及钾和铝的硅酸盐),科研人员研制了一种回收V2O5的新工艺,主要流程如下图。已知:i.该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金属离子Fe3+Fe2+Al3+开始沉淀pH1.97.03.0完全沉淀pH3.29.04.7ii.VOSO4可溶、(VO2)2SO4易溶、V2O5和NH4VO3难溶;+2OH-=+H2O(1)“酸浸氧化”时,VO2+转化成反应的离子方程式为,同时V2O5转化为。滤渣①主要成分是。(2)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·2H2O,随滤液②可除去金属离子K+以及部分的金属离子有。(3)“沉淀转溶”中,V2O5·2H2O转化为KVO3溶解,写出V2O5·2H2O与KOH反应的化学方程式。(4)“调pH”中滤渣④的主要成分是。(5)全钒液流储能电池可实现化学能和电能的相互转化,其原理如图所示。①充电过程中,左槽电极反应式为。②放电过程中,右槽溶液颜色变化的情况是。(6)钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示,钒原子的配位数为。若该晶胞的密度为ρg/cm3,且用NA表示阿伏加德罗常数,则该晶胞的边长为nm。17.(2024届广东省茂名一模)镓()是重要的稀有金属之一,主要应用于半导体行业。一种从砷化镓污泥(主要成分为)中回收镓的工艺流程如图所示:已知:Ⅰ.是两性氢氧化物,既能溶于强酸又能溶于强碱;Ⅱ.为灰白色固体,易溶于水,具有还原性。回答下列问题:(1)“浆化碱浸”过程中反应的离子方程式为________;“滤渣Ⅰ”的成分为______(填化学式)。(2)中和“调”沉镓和硅的过程中,保持约为6,若过低镓的回收率将降低,其原因是_______。(3)“除硅”时,镓和硅在溶液中的含量如表所示,由表可知,“除硅”的调节至______范围内,沉淀效果最好;此过程中,加入絮凝剂的目的是_______。0.0250013450.5245612671.02438811.524201032.022008042.51879952(4)溶液经_________、______、抽滤、洗涤、干燥得晶体。(5)用惰性电极电解得到电解尾液和,电解尾液可在______(填操作单元名称)过程中循环使用,提高经济效益。(6)可生成氮化镓等半导体材料,氮化镓

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