2025高考新题速递之工艺流程（解答大题）（9月）

第1页（共1页）2025高考新题速递之工艺流程（解答大题）（9月）一．工艺流程题（共25小题）1．（2024秋•碑林区校级月考）氧化铈（CeO2）是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿（含CeFCO3、BaO、SiO2等）为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，Ce3+和发生反应：Ce2（SO4）3+Na2SO4+nH2O═Ce2（SO4）3•Na2SO4•nH2O↓；②硫脲：具有还原性；③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+；④Ce2（CO3）3为白色粉末，难溶于水。回答下列问题：（1）在“焙烧”时，氧化数据如表所示：气氧化法氧化温度/℃氧化率/%氧化时间/h暴露空气中110～1209018在对流空气氧化炉中110～120998在对流空气氧化炉中大大缩短氧化时间的原因是。（2）滤渣A的主要成分是（填写化学式）。（3）CeCl3溶液还可经过一系列操作得到CeCl3•6H2O，将NH4Cl固体与CeCl3•6H2O混合真空加热可得无水CeCl3，其中NH4Cl固体的作用是。（4）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为。（5）步骤④发生反应的离子方程式为。（6）若常温下，Ka2（H2CO3）＝5.0×10﹣11，Ksp[Ce2（CO3）3]＝1.0×10﹣28，Ce3+恰好沉淀完全时c（Ce3+）＝1.0×10﹣5mol•L﹣1，此时测得溶液的pH＝5，则溶液中c（）＝mol•L﹣1。（7）在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式。2．（2024秋•广州月考）回收利用废旧电池正极材料LiFePO4（含有铝箔等杂质）的流程如图所示：回答下列问题：（1）基态Li原子的轨道表示式为，Li的焰色试验的颜色为（填标号）。A．黄色B．紫色C．绿色D．紫红色（2）“粉碎”的目的是。（3）“浸出”时可能产生的气体是（填化学式）。（4）“浸出”后的溶液酸性较强，导致浸出液中铁、磷元素含量较高。从平衡移动角度解释其原因。（5）已知25℃时，pc与pH的关系如图所示，pc＝﹣lgc，c为Fe3+、Al3+或的物质的量浓度。则“调pH”的范围为。（6）碳酸锂的溶解度曲线如图所示，“沉锂”后获得碳酸锂的操作为、、洗涤、干燥。3．（2024秋•佛山月考）对废水进行处理可有效利用金属资源。某废水处理渣的主要元素组成为铁、钴、铜、钨，其一种回收利用工艺的部分流程如图所示：已知：ⅰ、氨性溶液由NH3•H2O、（NH4）2SO4、NH4NO3配制而成；ⅱ、氨浸时，氨与Cu2+、Co2+、Co3+等离子可形成稳定配合物；ⅲ、Kb（NH3•H2O）＝10﹣4.7ⅳ、萃取剂LiX973的萃取原理为Cu2+（aq）+2HR⇌CuR2+2H+（aq），P507的萃取原理与其相似。回答下列问题：（1）基态Co2+的价层电子排布式为。（2）处理渣中的Cu（OH）2在“氨浸”步骤中发生反应的离子方程式为。（3）常温下，pH＝12的氨性溶液中，1（填“＞”“＜”或“＝”）。（4）在一定条件下，氨浸时间超过5h时，钴、铜浸出率不再升高，反而有所下降，原因可能是。（5）“反萃取”步骤中加入的试剂是（填化学式）；大颗粒硫酸钴晶体是制备锂离子电池的原材料，“操作Ⅱ”的结晶过程中更利于制得大颗粒晶体的操作为（任答一点）。（6）我国科学工作者利用晶胞结构如图1所示的氮化钴掺杂Cu获得有高效催化性能新物质，形成了如图2所示的结构单元。①由图2所示单元结构形成的晶胞中，Cu原子周围距离最近且相等的Co原子的数目为。②）若NA为阿伏加德罗常数的值，则由图2所示单元结构形成的晶胞的密度为g▪cm﹣3（用含a、NA的代数式表示）。4．（2023春•赣县区校级月考）研究光盘金属层含有的Ag（其它金属微量忽略不计）、丢弃电池中的Ag2O等废旧资源的回收利用意义重大。如图为从光盘中提取Ag的工业流程。请回答下列问题。（1）NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，“氧化”阶段需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为（填“水浴”、“沙浴”或“油浴”）。（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为：。（3）操作I用到的玻璃仪器：。（4）常温时N2H4•H2O在碱性条件下能还原溶解液中的[Ag（NH3）2]+离子，N2H4•H2O（其中N为﹣2价）转化为无害气体N2，理论上消耗0.1mol的N2H4•H2O可提取到g金属银。（5）科学家利用HCHO+2Ag2O＝4Ag+CO2+H2O设计为原电池，回收废旧电池中Ag2O并有效去除毒气甲醛。请根据上述反应写出负极反应式。5．（2024秋•东湖区校级月考）碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉铜矿（Cu2S，含有SiO2和少量Fe2O3等杂质）为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示：已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+开始沉淀的pH7.52.75.68.3完全沉淀的pH9.03.76.79.8②[Cu（NH3）4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；③。回答下列问题：（1）加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有（任写一种）。（2）滤渣Ⅰ经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，则滤渣Ⅰ中的主要成分是（填化学式）。“浸取”过程中Cu2S被氧化的化学方程式为：。（3）常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO，调节pH的范围为，若加A后将溶液的pH调为5，则溶液中Fe3+的浓度为。（4）写出“沉锰”（除Mn2+）过程中反应的离子方程式：。（5）“赶氨”时，最适宜的操作方法是：。6．（2024秋•海安市校级月考）华为研发人员利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，实现快速充放电，开发出石墨烯电池。Ⅰ．利用原钴矿Co2O3（含少量Cr2O3、NiS等杂质）制备LiCoO2的工艺流程如图。已知：①在含一定量Cl﹣的溶液中，钻离子以形式存在：Co2++4Cl﹣⇌；②溶于有机胺试剂，有机胺不溶于水；（1）基态Co2+的价层电子排布式为。（2）步骤ⅱ中出现了淡黄色沉淀，写出发生该反应的离子方程式。（3）CoCO3在空气中受热分解可生成Co3O4，测得剩余固体的质量与起始CoCO3的质量的比值（剩余固体的质量分数）随温度变化曲线如图﹣1所示。①为获得高产率Co3O4应选择的温度范围为。②超过600℃后，剩余固体质量分数随温度升高而降低的原因是。（4）步骤ⅷ中Co3O4和Li2CO3混合后，鼓入空气，经高温烧结得到LiCoO2。该反应的化学方程式是。Ⅱ．锂离子电池工作原理如图﹣2所示。（5）如图﹣2所示，充电时阴极发生的变化可描述为。7．（2024•南岗区校级开学）近年米，我国在平导体材料和5G芯片研发等高科技领域取得了显著的研究成果，其相关技不住“神舟”系列飞解和空间站的太阳能电池板等方面得到了有效应用硅是应用广泛的一种半导体材料在工业上，可由石英砂（主要成分为SiO2）得制备高纯硅的工艺流程如图：（1）硅的原子结构示意图为。（2）反应①除生成硅外，还生成一种无色有毒气体，反应的化学方程式为。（3）该流程中所涉及的元素在元素周期表中位于第二周期的有（写元素符号）。（4）该流程中可循环利用的物质是。（5）氮化镓、氧化镓是第三代、第四代半导体材料的代表，其组成元素中属于金属元素的是（写名称），Ga元素的相关信息如镓如图所示，由图中信息可知Ga原子的质子数为。8．（2024•沙坪坝区校级开学）ZnO在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂等。工业上可由菱锌矿（主要成分为ZnCO3，还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素）制备。工艺如图所示：相关金属离子[c0（Mn+）＝0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+Mn2+Ni2+开始沉淀的pH1.56.36.07.48.16.9沉淀完全pH2.88.38.09.410.18.9已知：①“溶浸”后的溶液中金属离子主要有：Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+。②弱酸性溶液中KMnO4能将Mn2+氧化生成MnO2。③氧化性顺序：Ni2+＞Cd2+＞Zn2+。（1）“溶浸”后溶液中Fe2+的价层电子排布式为。（2）“溶浸”步骤中可提高浸出率的措施有（任写一条即可）。（3）“调pH”是向“溶浸”后的溶液中加入少量ZnO调节至弱酸性（pH≥5.5），此时溶液中Zn2+的浓度范围为。（4）写出“氧化除杂”步骤中反应的离子方程式，。（5）“沉锌”时会生成Zn2（OH）2CO3沉淀，写出该步骤的离子方程式，该步骤中检验Zn2+沉淀完全的方法是。（6）已知ZnO晶体的一种晶胞是立方晶胞（如图所示），设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体密度为g/cm3（列出最简表达式）。9．（2024•全国二模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水（含Cr3+、Fe3+、Cu2+）和草酸泥渣（含草酸铅、硫酸铅）为原料制备铬酸铅的工艺流程如图：已知：（1）草酸泥渣“粉碎”的目的是，“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为氧化铅PbO，同时放出CO2，该转化过程的化学方程式为。（2）滤渣的主要成分为、。（填化学式）（3）“沉淀除杂”所得滤液中含铬化合物主要为。（填化学式）（4）“氧化”步骤加入过氧化氢溶液发生反应的离子方程式为。（5）为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因。（6）处理含的废水时，Cr（Ⅵ）被还原成Cr（Ⅲ）。若投入10molFeSO4，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体（FeO•FexCryO3）沉淀，理论上还需要Fe2（SO4）3的物质的量为mol。10．（2024•泰州一模）以方铅矿（主要成分PbS，含少量FeS）和软锰矿（主要成分MnO2）为原料制备电池材料PbSO4和Mn3O4，过程可表示为：已知：①Pb2+（aq）+4Cl﹣（aq）⇌（aq）K＝31.25②PbCl2（s）⇌Pb2+（aq）+2Cl﹣（aq）Ksp（PbCl2）＝1.6×10﹣5（1）70℃时，“协同浸取”生成和S的离子方程式为；“协同浸取”时加入NaCl可避免生成PbCl2沉积在矿石表面，其原因是。（2）“沉降分铅”的目的是将滤液中的沉降为PbCl2沉淀。沉降反应（aq）⇌PbCl2（s）+2Cl﹣（aq）的平衡常数K＝。（3）络合萃取剂全氟聚醚﹣二（甲基吡啶）胺通过氮原子与Pb2+形成配位键的方式萃取铅。已知氮原子的电子云密度越大配位能力越强，全氟聚醚﹣二（甲基吡啶）胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降，若在氮原子和含氟基团间引入—CH2CH2CH2﹣基团配位能力会增强，其原因分别是。（4）制备Mn3O4。Mn3O4（难溶于水的黑色晶体）可通过空气氧化Mn2+制得，制备时溶液的温度和pH对Mn3O4的产率影响如图所示。请补充完整由净化后的含Mn2+的滤液制备较纯净的Mn3O4的实验方案：取一定量的含Mn2+的滤液于三颈烧瓶中，，真空40干燥得产品Mn3O4。（必须使用的试剂：空气、蒸馏水、氨水、稀硝酸、AgNO3溶液。）11．（2024•桃城区校级开学）硫元素是动植物生长不可缺少的元素，游离态的硫存在于火山口附近或地壳岩层中，硫的化合物在生产生活中有广泛的应用。（1）火山爆发时，喷涌而出的H2S和SO2相互反应，被认为是火山产生天然硫的成因，请写出此反应方程式。（2）火力发电厂烟道气中存在大量SO2，可以采用在高温和铝矾土的催化条件下与CO反应，除去SO2同时回收硫，请写出此反应的化学方程式；“钙基固硫”技术用石灰石吸收煤炭燃烧过程中产生的SO2，可以减少SO2的排放，该反应的化学方程式为。（3）（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O俗称摩尔盐，易溶于水，不溶于乙醇，在空气中不易被氧化。其制备方法是向FeSO4溶液中加入一定质量的（NH4）2SO4固体，70∼80℃条件下溶解后，趁热倒入50mL乙醇中，析出晶体。乙醇的作用为。（4）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）可用于化工、食品添加等行业。一种以饱和食盐水为原料制备Na2S2O5的工艺流程如图：①该流程中，“制备NaHCO3”的离子方程式为，滤液中主要溶质为。②焦亚硫酸钠（Na2S2O5）中硫元素的化合价为，具有还原性，导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4杂质，检验其中含有的方法是。③Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.0100mol•L﹣1的碘标准液与所取样品充分反应，消耗碘标准液10.00mL，则该样品中Na2S2O5的残留量为g•L﹣1（以SO2计）。12．（2024•桃城区校级开学）锂离子电池在生活中应用极广，正极材料主要有钴酸锂（LiCoO2）、磷酸亚铁锂、三元材料三种。从锂离子电池正极废料中回收一些金属成为近年的焦点。Ⅰ．回收废旧钴酸锂电池正极片（含钴酸锂、乙炔黑、导电剂涂层的铝箔）中锂、钴的工艺流程如图：回答下列问题：（1）“碱浸”时绝大部分铝被浸出，滤液中铝元素的化合价为。（2）“酸溶”时，H2O2作（填“氧化剂”或“还原剂”），其参与反应的离子方程式为。（3）将Li2CO3和CoO按物质的量之比1：2混合，在空气中煅烧可制得LiCoO2该反应的化学方程式为。（4）隔绝空气热分解时质量变化如图所示。B点残留固体为CoO，则x＝。Ⅱ．回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（除LiFePO4外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂）中的资源，部分流程如图：（5）“酸浸”时加入10%HNO3的作用为。（6）若滤液②中c（Li+）＝4mol•L﹣1，加入等体积的Na2CO3溶液后，滤液③中，“沉淀”中的Li+的沉淀率为90%，则Ksp（Li2CO3）＝。（7）磷酸亚铁锂电池中铁元素的含量可通过如下方法测定：称取1.60g试样用盐酸溶解，用0.040mol•L﹣1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液35.00mL（该条件下Cl﹣不参与反应）。磷酸亚铁锂电池中铁元素的质量分数为。13．（2024秋•武汉月考）氧化铍是一种重要的化工原料，可用于制造陶瓷、玻璃和有机反应催化剂。工业上利用绿柱石（主要含有3BeO•Al2O3•6SiO2，还含有FeO和Fe2O3等杂质）制备氧化铍的工艺流程如图所示。已知“熔炼”时发生反应：3BeO•Al2O3•6SiO2+2CaO═CaO•Al2O3•3SiO2+CaO•3BeO•SiO2+2SiO2。回答下列问题：（1）绿柱石无法直接酸浸溶解是由于其晶体结构具有特殊性。则“熔炼”时加入生石灰的目的是。（2）“滤渣1”的主要成分是（填化学式）。（3）“滤渣2”的主要成分是NH4Al（SO4）2•12H2O。检验其中是否含有Fe3+的操作：先将“滤渣2”加水溶解，再滴加，若溶液不变红，则说明“滤渣2”中无Fe3+。（4）“氧化除杂”中发生反应的离子方程式分别为，。（5）在常温下，Be2+完全沉淀时，溶液的pH为5.9，则Ksp[Be（OH）2]＝。（6）“沉铍”时不宜使用NaOH溶液的理由是（用离子方程式表示）。（7）氯化铍在气态时存在二聚体分子（BeCl2）2，其中Be的杂化方式为：sp2杂化，则二聚体分子的结构为。14．（2024•青岛开学）工业上以铬铁矿（主要成分为FeCr2O4、MgO、SiO2、Al2O3、FeO）为原料制备Cr2O3和金属铝的工艺流程如图所示：已知：①“焙烧”所得固体中含有Na2CrO4；②25℃时，Ksp[Al（OH）3]＝1×10﹣33、Ksp[Fe（OH）3]＝4×10﹣38、Ksp[Fe（OH）2]＝8×10﹣16、Ksp[Mg（OH）2]＝2×10﹣11；③溶液中离子浓度⩽1×10﹣5mol•L﹣1时，认为该离子沉淀完全。回答下列问题：（1）“焙烧”时，FeCr2O4参与反应的化学方程式为。（2）“滤渣Ⅲ”的主要成分为（填化学式），“试剂X”为。（3）“煅烧”反应时生成的气体中含有一种单质，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为。（4）25℃时，“调pH”的最小值为（保留小数点后一位）。（5）通入“过量CO2”时，反应的离子方程式为。（6）下列仪器中，“操作Y”需要用到的有（填标号）。15．（2024•安徽开学）制备简单的Co3+离子比较困难，但Co（Ⅲ）的配合物却容易制得。三氯化六氨合钴{[Co（NH3）6]Cl3}主要用于磷酸盐的测定和其它含钴配合物的制备。图是利用含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取{[Co（NH3）6]Cl3}的一种工艺流程：已知：25℃时，Ksp[Co（OH）2]＝5.9×10﹣15（新制）、Ksp[Co（OH）3]＝1.6×10﹣44。请回答下列问题：（1）基态Co3+的价层电子排布式为。（2）“加Na2CO3调pH至a”的目的是。（3）操作Ⅰ的步骤包括、冷却结晶、减压过滤、洗涤等。（4）流程中NH4Cl除作反应物外，还可防止加氨水时使c（OH﹣）过大，其作用原理是。（5）[Co（NH3）6]Cl3是橙黄色、微溶于水的配合物。甲同学认为“氧化”步骤中应先加入氨水再加入H2O2，乙同学认为试剂添加顺序对产物无影响。你认为（填“甲”或“乙”）同学观点正确，理由是。（6）若制备反应中没有活性炭存在时，主要生成物为二氯化一氯•五氨合钴，写出该产物所含配离子的结构简式并用“→”标出配位键。（7）通过碘量法可测定产品中钴的含量。将[Co（NH3）6]Cl3转化成Co3+后，加入过量KI溶液，再用Na2S2O3标准液滴定（淀粉溶液作指示剂）。滴定的反应原理如下：2Co3++2I﹣＝2Co2++I2、I2+2S2＝2I﹣+S4。①[Co（NH3）6]3+很稳定，只有在强碱和沸腾条件下才分解，待煮沸赶尽NH3后将悬浊液调至酸性即可转化为Co3+。请写出在NaOH和沸腾条件下发生反应的化学方程式。②下列操作会导致所测钴含量数值偏高的是（填代号）。a．滴定前的待测液酸性过强b．盛装Na2S2O3标准液的碱式滴定管未润洗c．滴定结束后，发现滴定管尖嘴部分有了气泡d．溶液蓝色褪去，立即读数16．（2024•西城区校级开学）工业上利用锌焙砂（主要成分为ZnO，含有少量CuO、As2O3、NiO等）生产高纯ZnO的流程示意图如图。（1）用足量（NH4）2SO4溶液和氨水“浸出”锌焙砂。①“浸出”前，锌焙砂预先粉碎的目的是。②通过“浸出”步骤，锌焙砂中的ZnO转化为[Zn（NH3）4]2+，该反应的离子方程式为。（2）“浸出”时As2O3转化为。“除砷”步骤①中用（NH4）2S2O8作氧化剂，步骤①反应的离子方程式为。（3）“除重金属”时加入BaS溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是和BaSO4。（4）“蒸氨”时会出现白色固体ZnSO4•Zn（OH）2，“沉锌”步骤①中加入足量NH4HCO3溶液将该白色固体转化为ZnCO3的离子方程式为。（5）“煅烧”步骤中，不同温度下，ZnCO3分解的失重曲线和产品ZnO的比表面积变化情况如图1、图2所示。已知：i.固体失重质量分数＝×100%。ii.比表面积指单位质量固体所具有的总面积；比表面积越大，产品ZnO的活性越高。①280℃时煅烧ZnCO3，300min后固体失重质量分数为33.3%，则ZnCO3的分解率为%（保留到小数点后一位）。②根据甲和乙，获得高产率（ZnCO3分解率＞95%）、高活性（ZnO比表面积＞40m2•g﹣1）产品ZnO的最佳条件是（填字母序号）。a.恒温280℃，60～120minb.恒温300℃，240～300minc.恒温350℃，240～300minc.恒温550℃，60～120min17．（2024•南海区开学）铬、钒具有广泛用途．从铬钒渣（主要含VO2、Cr2O3、Fe3O4及少量SiO2）中分离提取铬和钒的流程如图：已知：①“酸浸”过程中，转化为；②有机溶剂对VO2+的萃取率高于；且只萃取Fe（Ⅲ）不萃取Fe（Ⅱ）；③最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2存在，碱性介质中以存在。（1）“焙烧”中，生成的Na2CrO4中铬的化合价为。（2）“酸浸”中，钒由Fe（VO3）3转化为，反应的离子方程式为。（3）“操作1”“操作2”中，添加的物质分别为（填标号）。A．Fe、NaOHB．Fe、NaClO3C．H2O2、Fe（4）“萃取”中，有机溶剂HA提供配原子与VO2+配位：VO2++2HA⇌VOA2+2H+ΔH＞0，则化合物VOA2中提供空轨道的原子为（写化学符号），从平衡移动角度分析，提出一种有利于提高萃取率的措施为。（5）“沉钒”后，若溶液中c（）小于2×10﹣3mol•L﹣1，则应控制溶液中c（）高于mol•L﹣1[反应对应条件下，Ksp（NH4VO3）＝1.6×10﹣3]。（6）“除硅”中，使用H2SO4调节pH≈9，滤渣的主要成分为（填化学式）。（7）Cr—N系列涂层具有良好的耐磨和耐腐蚀性。氮化铬晶体可描述为如图所示的两个立方体交替出现的晶体结构。氮化铬晶体中一个N周围与其最近的Cr的个数为。氮化铬晶胞中，Cr的位置为面心和顶点，N的位置为。NA为阿伏加德罗常数，则氮化铬晶胞的密度为g•cm﹣3。18．（2024•海淀区校级开学）红矾钠（Na2Cr2O7•2H2O）可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后，得到浸出液（主要含Na+、Ni2+、Cr3+、Cr2、H+、），经过如图主要流程，可制得红矾钠，实现铬资源的有效循环利用。已知：ⅰ．Cr（Ⅵ）在溶液中存在以下平衡：Cr2+H2O2⇌+2H+ⅱ．溶液1条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围：金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHCr3+4.35.6Ni2+7.19.2（1）Ⅰ中，还原Cr2的离子方程式为□+□Cr2+_____＝□+_____+_____（2）Ⅰ中，加入NaOH调节溶液pH的目标范围是。（3）Ⅲ中，其他条件相同时，反应温度过高会导致Na2CrO4产率降低，可能原因是。（4）Ⅲ中，可用过二硫酸钠（Na2S2O8）代替H2O2，S2的结构式如下，①S2中，S—O—O键角180°（填“等于”或“小于”）。②若用Na2S2O8代替H2O2参与反应Ⅱ，S2中断裂的化学键为键（填“O—O”、“S—O”或“S＝O”）。（5）Ⅳ中，加入H2SO4的作用是（结合平衡移动原理解释）。（6）为了测定红矾钠的纯度，称取上述流程的产品ag配成100mL溶液，取出25mL于锥形瓶中，加入稀硫酸和足量的KI溶液，置于暗处充分反应至全部Cr2转化为Cr3+后，滴入2～3滴淀粉溶液，最后用浓度为c1mol•L﹣1的Na2S2O3标准溶液滴定，共消耗V1mL。已知：I2+2S2＝2I﹣+S3①滴定终点的现象为。②该产品中，红矾钠（摩尔质量为298g•mol﹣1）的质量分数为（列出计算式）。19．（2024秋•启东市校级月考）三氧化二钴是重要的化工原料。以含钴废料（主要成分为Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4）为原料制备Co2O3的流程如图：已知：“滤液1”中含有的阳离子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+。（1）“滤渣1”的主要成分是（写化学式）。（2）“酸浸”时，H2O2可将Co2O3还原为Co2+，离子方程式是。（3）加有机萃取剂的目的是为了除去（填离子符号）。（4）由“滤液2”可得到的主要副产品是（写化学式）。（5）“沉钴”过程中，生成Co2（OH）2CO3的离子方程式。20．（2024•青羊区校级开学）钴及其化合物广泛应用于航天、电池、磁性合金等高科技领域，我国钴资源贫乏，再生钴资源的回收利用是解决钴资源供给的重要途径。一种利用含钴废料（主要成分为CO2O3，含少量FeO、Fe2O3、MgO、Al2O3、有机物）制取CoO的工艺流程如图：该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表，回答下列问题：金属离子Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Co2+开始沉淀（c＝0.1mol/L）的pH7.51.83.49.16.5沉淀完全（c＝1.0×10﹣5mol/L）的pH9.53.24.711.18.5（1）“焙烧”的主要目的是。（2）“浸取”过程中CO2O3发生反应的离子方程式为。（3）“沉淀”时先加入NaClO3溶液，NaClO3的作用主要是；再加入NaCO3溶液调节pH为5.0，此时滤液中的c（Al3+）＝mol/L。（4）“萃取”用到的玻璃仪器主要有、烧杯，萃取原理可表述为：CO2+（水层）+2RH（有机层）⇌CoR2（有机层）+2H+（水层）。已知CO2+萃取率随pH变化如图所示，分析其变化原因。（5）“反萃取”需加入A的水溶液，试剂A为。（6）“沉钴”可得到CoCO3，反应的离子方程式为。21．（2024•成都开学）铬是自然界硬度最大的金属，具有很高的耐腐蚀性，广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。工业上可采用铬铁矿（主要成分为FeCr2O4，还含有少量Al2O3及其它不溶于水的杂质）进行金属铬的冶炼，其流程如图：已知：①白云石主要成分为CaMg（CO3）2；②常温下，Mg2+完全沉淀的pH约为9.4。回答下列问题：（1）含铬8%左右的铬铁矿通过“摇床粗选、中矿再选”两段选别的操作，得到含铬34%左右的精矿。对原料进行上述操作，在化学上叫做元素的。（2）工业上，高温下用Al将Cr2O3中的铬还原为金属铬的方法被称为法。（3）“水浸”后的浸取液pH略小于10.经检测，其中几乎不存在钙、镁元素，其原因可能是。（4）取“沉铝”后的滤液于小烧杯中，用激光笔照射，发现沿着光线方向，滤液中出现一条明亮的光带，说明该滤液中存在（填分散质粒子名称）。（5）“沉铝”时若pH过小（加酸过多），后续过程会耗费较多原料，其原因是。（6）“沉铝”后的滤液（含）在酸性环境下用Na2S还原为Cr3+的离子方程式为。（7）铬常用于电镀行业，使金属表面覆盖一层既美观又抗腐蚀的铬，但电镀液会残留含剧毒的，一般用FeSO4将其转化为对环境影响不大的Cr3+，若处理含的电镀液，处理过程中转移的电子数为（阿伏加德罗常数为NA）。22．（2024•安徽开学）从钴废催化剂中提取钴和铝的工艺流程如图所示：已知：钴废催化剂中含有Al2O3、CaO、Co、SiO2等。（1）Cr在元素周期表的位置为。（2）滤渣的主要成分为。（3）沉铝时发生反应的离子方程式为。（4）“沉钴”时，温度与钴的沉淀率的关系如图所示，沉淀反应时间为10min，反应温度为50℃以上时，温度升高，而钴的沉淀率下降，可能原因为。（5）测定产品中草酸钴晶体的质量分数：称取草酸钴样品3.050g，用稀硫酸酸化，加入100.0mL0.1000mol/LKMnO4溶液，加热（该条件下Co2+不被氧化），充分反应后将溶液冷却至室温，将溶液完全转移到250mL容量瓶中定容。然后取25mL用0.2000mol/LFeSO4溶液进行滴定，到达滴定终点后，消耗18.00mLFeSO4溶液。①若用盐酸酸化，则测得的草酸钴晶体的质量分数会（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。②计算样品中草酸钴晶体CoC2O4•2H2O的质量分数为。（6）在空气中加热18.3gCoC2O4•2H2O，其失重图像如图，已知：b点固体对应的化学式为Co3O4。①a点对应固体的成分是：（填化学式）。②b→c段反应的化学方程式为：。23．（2024•浙江开学）矿物资源的综合利用有多种方法，硅镀钇矿（Y2FeBe2Si2O10）是一种含钇族稀土元素和氧化铍为主的主要矿物，该矿石中含稀土元素约35%，含氧化铍约5%，如图是利用硅铍钇矿生产氧化铍与稀土产品的转化过程：已知：过程Ⅰ中未有电子转移，且物质X由多种氧化物混合而成。请回答：（1）写出物质X中的所有氧化物（填化学式）；步骤Ⅲ中，加入NH4Cl的作用是。步骤Ⅱ中存在氧化还原过程，设计实验验证含铍溶液中的阳离子（除Na+、Be2+以外）。（2）已知：铍元素和铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。下列说法不正确的是。A．Be（OH）2是两性氢氧化物，能与强酸、强碱反应B．Al2Cl6沸点低于相似结构的Be2Cl4C．为得到无水BeCl2，可通过SOCl2与BeCl2•6H2O混合并加热制得D．Be的第一电离能大于B的第一电离能的主要原因是电子排布为半充满，较为稳定（3）某化学科研工作者对复盐沉淀进行精密分析，最终确认其化学式为Y2（SO4）3•Na2SO4•2H2O。①向复盐沉淀中加入NaOH溶液生成Y（OH）3，写出该反应的化学方程式。②检验氢氧化钇是否洗涤干净的操作方法为。24．（2024•浙江开学）铜阳极泥（主要含有铜、银、金、铅等单质）是一种含贵金属的可再生资源，一种从铜阳极泥中分离提取多种金属元素的工艺流程如下（所加试剂均过量）：已知：①溶液2中Au的主要存在形式为②请回答：（1）沉淀B的主要成分为（填化学式），从氧化还原的角度分析，步骤5中HCHO体现的性质是。（2）步骤2中单质金发生反应的离子方程式为。（3）下列说法正确的是。A．步骤1中加入NaCl的主要作用是使溶解出的Ag+转化为AgCl沉淀B．步骤1可通过粉碎阳极泥、加热、搅拌、改用浓硫酸等方式加快反应速率C．溶液1可经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到胆矾粗产品D．溶液4可返回步骤3中循环使用，但循环多次后可能导致银的浸出率降低（4）Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH的关系如图所示。步骤4中加入稀硫酸调节溶液pH＝4可析出AgCl，请用离子方程式表示析出AgCl的原因。（5）步骤5需要在碱性环境下进行，设计实验验证溶液4中含有Cl﹣。25．（2024•如东县开学）钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如图所示。注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10﹣5mol/L，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。已知：①Ksp（ZnS）＝2.5×10﹣22，Ksp（CuS）＝6.3×10﹣36，Ksp（CoS）＝4.0×10﹣21。②以氢氧化物形式沉淀时，lgc（M）/mol/L和溶液pH的关系如图所示。（1）一定时间内，提高“酸浸”过程中钴元素浸出率的措施：（写出两条即可）。（2）“酸浸”过程中硫酸过量太多会降低铜的沉淀率，其原因。（3）写出沉锰过程中离子反应方程式。（4）假设“沉铜”后得到的滤液中c（Zn2+）和c（Co2+）均为0.10mol/L，向其中加入Na2S至Zn2+恰好沉淀完全时，通过计算判断能否实现Zn2+和Co2+完全分离。（5）“沉淀”步骤中，用NaOH调pH＝4，分离出的滤渣是。（6）“沉钴”步骤中，控制溶液pH＝5.0﹣5.5之间，补充完整由“沉钴”后的滤液制备ZnSO4•7H2O的实验方案：。（实验中可选用的试剂：NaOH溶液、稀硫酸）

2025高考新题速递之工艺流程（解答大题）（9月）参考答案与试题解析一．工艺流程题（共25小题）1．（2024秋•碑林区校级月考）氧化铈（CeO2）是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿（含CeFCO3、BaO、SiO2等）为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：已知：①稀土离子易与形成复盐沉淀，Ce3+和发生反应：Ce2（SO4）3+Na2SO4+nH2O═Ce2（SO4）3•Na2SO4•nH2O↓；②硫脲：具有还原性；③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+；④Ce2（CO3）3为白色粉末，难溶于水。回答下列问题：（1）在“焙烧”时，氧化数据如表所示：气氧化法氧化温度/℃氧化率/%氧化时间/h暴露空气中110～1209018在对流空气氧化炉中110～120998在对流空气氧化炉中大大缩短氧化时间的原因是增大了气体和固体粉末的接觖面积。（2）滤渣A的主要成分是BaSO4、SiO2（填写化学式）。（3）CeCl3溶液还可经过一系列操作得到CeCl3•6H2O，将NH4Cl固体与CeCl3•6H2O混合真空加热可得无水CeCl3，其中NH4Cl固体的作用是NH4Cl固体受热分解生成的HCl抑制Ce3+水解。（4）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为防止Ce3+被氧化。（5）步骤④发生反应的离子方程式为。（6）若常温下，Ka2（H2CO3）＝5.0×10﹣11，Ksp[Ce2（CO3）3]＝1.0×10﹣28，Ce3+恰好沉淀完全时c（Ce3+）＝1.0×10﹣5mol•L﹣1，此时测得溶液的pH＝5，则溶液中c（）＝0.2mol•L﹣1。（7）在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式。【答案】（1）增大了气体和固体粉末的接觖面积；（2）BaSO4、SiO2；（3）NH4Cl固体受热分解生成的HCl抑制Ce3+水解；（4）防止Ce3+被氧化；（5）；（6）0.2；（7）。【分析】氟碳铈矿在空气中焙烧，Ce3+在空气中氧化为Ce4+，加稀硫酸浸取，Ce4+进入溶液，SiO2不反应，BaO与硫酸反应生成BaSO4沉淀，过滤分离，滤渣A为SiO2、BaSO4；含滤液中加入硫脲将Ce4+还原为Ce3+，Ce2（SO4）3与Na2SO4形成复盐沉淀B为Ce2（SO4）3•Na2SO4•nH2O，过滤分离；复盐沉淀加入NaOH，再加入稀盐酸，Ce3+被转移到溶液中，加入碳酸氢铵使Ce3+沉淀为Ce2（CO3）3，最后灼烧分解生成CeO2。【解答】解：（1）在对流空气氧化炉中增大了气体和固体粉末的接觖面积，能加快反应的速率，故答案为：增大了气体和固体粉末的接觖面积；（2）根据分析，滤渣A的主要成分是BaSO4、SiO2，故答案为：BaSO4、SiO2；（3）CeCl3•6H2O直接加热会促进Ce3+水解而转化为其氢氧化物，而NH4Cl固体受热分解生成的HCl会抑制Ce3+水解，使得加热CeCl3•6H2O得到无水CeCl3，故答案为：NH4Cl固体受热分解生成的HCl抑制Ce3+水解；（4）步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+推测，加入X的作用是防止Ce3+被氧化，故答案为：防止Ce3+被氧化；（5）Ce3+加入碳酸氢铵反应生成Ce2（CO3）3沉淀，根据质量守恒可知同时生成二氧化碳和水，则该步骤发生的反应是，故答案为：；（6）Ce3+恰好沉淀完全时，c（Ce3+）＝1.0×10﹣5mol•L﹣1，则，溶液的pH＝5，根据，故＝0.2mol•L﹣1，故答案为：0.2；（7）在氟碳铈矿矿石粉（CeFCO3）中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO2两种固体以及两种高温下的气态物质，根据质量守恒得到两种高温气体为二氧化碳和水蒸气，则焙烧过程中反应的化学方程式为，故答案为：。【点评】本题考查物质的制备，侧重考查学生分离提纯基础知识的掌握情况，试题难度中等。2．（2024秋•广州月考）回收利用废旧电池正极材料LiFePO4（含有铝箔等杂质）的流程如图所示：回答下列问题：（1）基态Li原子的轨道表示式为，Li的焰色试验的颜色为D（填标号）。A．黄色B．紫色C．绿色D．紫红色（2）“粉碎”的目的是增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。（3）“浸出”时可能产生的气体是Cl2（填化学式）。（4）“浸出”后的溶液酸性较强，导致浸出液中铁、磷元素含量较高。从平衡移动角度解释其原因溶液中酸性较强，则发生反应，从而导致平衡右移。（5）已知25℃时，pc与pH的关系如图所示，pc＝﹣lgc，c为Fe3+、Al3+或的物质的量浓度。则“调pH”的范围为4.7≤pH＜8.4。（6）碳酸锂的溶解度曲线如图所示，“沉锂”后获得碳酸锂的操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥。【答案】（1）；D；（2）增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率；（3）Cl2；（4）溶液中酸性较强，则发生反应，从而导致平衡右移；（5）4.7≤pH＜8.4；（6）蒸发浓缩；趁热过滤。【分析】废旧磷酸铁锂正极材料（Al、LiFePO4等杂质）先经过粉碎研磨，可以增大与反应物的接触面积，与HCl和NaClO3浸出反应生成物有气体Cl2、沉淀FePO4，溶液中有Al3+、Li+、Fe3+、等，加入Mg（OH）2生成Mg3（PO4）2，加入适量NaOH使Al3+、Fe3+生成Al（OH）3、Fe（OH）3沉淀，滤液中含有Li+离子，再加入碳酸钠生成碳酸锂沉淀。【解答】解：（1）基态Li原子核外电子排布式为1s22s1，其轨道表示式为；Li的焰色试验的颜色为紫红色，故答案为：；D；（2）粉碎的目的是：增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率，故答案为：增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率；（3）浸出时LiFePO4与盐酸、NaClO3反应生成沉淀FePO4、气体Cl2、NaCl和LiCl，故答案为：Cl2；（4）溶液中酸性较强，则发生反应，从而导致平衡右移，溶液中Fe、P元素含量较多，故答案为：溶液中酸性较强，则发生反应，从而导致平衡右移；（5）根据图像，调节pH的目的是使Al3+、Fe3+生成Al（OH）3、Fe（OH）3沉淀，而不使Al（OH）3溶解，则pH的范围是4.7≤pH＜8.4，故答案为：4.7≤pH＜8.4；（6）由Li2CO3的溶解度曲线可知，温度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在温度高时，Li2CO3的溶解度小，有利于析出，所以提高Li2CO3的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀，即蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩；趁热过滤。【点评】本题考查分离提纯，侧重考查学生分离提纯基础知识的掌握情况，试题难度中等。3．（2024秋•佛山月考）对废水进行处理可有效利用金属资源。某废水处理渣的主要元素组成为铁、钴、铜、钨，其一种回收利用工艺的部分流程如图所示：已知：ⅰ、氨性溶液由NH3•H2O、（NH4）2SO4、NH4NO3配制而成；ⅱ、氨浸时，氨与Cu2+、Co2+、Co3+等离子可形成稳定配合物；ⅲ、Kb（NH3•H2O）＝10﹣4.7ⅳ、萃取剂LiX973的萃取原理为Cu2+（aq）+2HR⇌CuR2+2H+（aq），P507的萃取原理与其相似。回答下列问题：（1）基态Co2+的价层电子排布式为3d7。（2）处理渣中的Cu（OH）2在“氨浸”步骤中发生反应的离子方程式为Cu（OH）2+2NH3•H2O+2＝[Cu（NH3）4]2++4H2O。（3）常温下，pH＝12的氨性溶液中，＞1（填“＞”“＜”或“＝”）。（4）在一定条件下，氨浸时间超过5h时，钴、铜浸出率不再升高，反而有所下降，原因可能是氨水挥发，使其浓度下降，浸出反应逆向进行，浸出率下降。（5）“反萃取”步骤中加入的试剂是H2SO4（填化学式）；大颗粒硫酸钴晶体是制备锂离子电池的原材料，“操作Ⅱ”的结晶过程中更利于制得大颗粒晶体的操作为缓慢降温（任答一点）。（6）我国科学工作者利用晶胞结构如图1所示的氮化钴掺杂Cu获得有高效催化性能新物质，形成了如图2所示的结构单元。①由图2所示单元结构形成的晶胞中，Cu原子周围距离最近且相等的Co原子的数目为12。②）若NA为阿伏加德罗常数的值，则由图2所示单元结构形成的晶胞的密度为×1030g▪cm﹣3（用含a、NA的代数式表示）。【答案】（1）3d7；（2）Cu（OH）2+2NH3•H2O+2＝[Cu（NH3）4]2++4H2O；（3）＞；（4）氨水挥发，使其浓度下降，浸出反应逆向进行，浸出率下降；（5）H2SO4；缓慢降温；（6）①12；②×1030。【分析】废水处理渣氨浸得到钨酸钠滤渣，滤液加入LiX973萃取分液，分离出含铜的有机层，处理得到硫酸铜溶液，水层加入P507萃取后再反萃取得到硫酸钴溶液，蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到硫酸钴晶体。【解答】解：（1）Co的价层电子排布式为3d74s2，所以基态Co2+的价层电子排布式为3d7，故答案为：3d7；（2）由已知ⅱ：氨浸时，氨与Cu2+、Co2+、Co3+等离子可形成稳定配合物可知，Cu（OH）2变为了[Cu（NH3）4]2+，所以离子方程式为Cu（OH）2+2NH3•H2O+2＝[Cu（NH3）4]2++4H2O，故答案为：Cu（OH）2+2NH3•H2O+2＝[Cu（NH3）4]2++4H2O；（3）由已知ⅲ可知，，pH＝12的氨性溶液中，故答案为：＞；（4）氨水具有挥发性，时间过长，氨水挥发，使其浓度下降，浸出反应逆向进行，浸出率下降，故答案为：氨水挥发，使其浓度下降，浸出反应逆向进行，浸出率下降；（5）由已知ⅳCu2+（aq）+2HR⇌CuR2+2H+（aq），且P507的萃取原理与其相似，可知，“反萃取”步骤需加酸，且反萃取得到硫酸钴溶液，故得加硫酸，提高氢离子浓度，促使平衡逆向移动；更利于制得大颗粒晶体的操作为缓慢降温，缓慢降温更有利于颗粒慢慢长大成为大颗粒，故答案为：H2SO4；缓慢降温；（6）①由图2可知，Cu原子周围距离最近且相等的Co原子都位于面对角线上，每一个水平面有4个面对角线，共有三个水平面，所以数目为12个，故答案为：12；②根据均摊法，晶胞中含Co：，含Cu：，N：，则图2所示单元结构形成的晶胞的密度为，故答案为：×1030。【点评】本题考查分离提纯，侧重考查学生分离提纯基础知识的掌握情况，试题难度中等。4．（2023春•赣县区校级月考）研究光盘金属层含有的Ag（其它金属微量忽略不计）、丢弃电池中的Ag2O等废旧资源的回收利用意义重大。如图为从光盘中提取Ag的工业流程。请回答下列问题。（1）NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解，“氧化”阶段需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为水浴加热（填“水浴”、“沙浴”或“油浴”）。（2）NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为：4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑。（3）操作I用到的玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒。（4）常温时N2H4•H2O在碱性条件下能还原溶解液中的[Ag（NH3）2]+离子，N2H4•H2O（其中N为﹣2价）转化为无害气体N2，理论上消耗0.1mol的N2H4•H2O可提取到43.2g金属银。（5）科学家利用HCHO+2Ag2O＝4Ag+CO2+H2O设计为原电池，回收废旧电池中Ag2O并有效去除毒气甲醛。请根据上述反应写出负极反应式。【答案】（1）水浴加热；（2）4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑；（3）烧杯、漏斗、玻璃棒；（4）43.2；（5）。【分析】回收光盘金属层中的少量Ag，由流程可知，氧化时发生4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑，为控制80℃，可水浴加热，过滤分离出AgCl，再加10%的氨水溶解AgCl，发生AgCl+2NH3•H2O＝[Ag（NH3）2]++Cl﹣+2H2O，用N2H4•H2O（水合肼）在碱性条件下还原[Ag（NH3）2]+得到Ag，以此来解答。【解答】解：（1）控制80℃的反应条件，可选择水浴加热，故答案为：水浴加热；（2）由流程可知，氧化时发生4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑，故答案为：4Ag+4NaClO+2H2O＝4AgCl+4NaOH+O2↑；（3）操作I是固液分离过程，用到的玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；（4）常温时N2H4•H2O（水合肼）在碱性条件下能还原（3）中生成的阳离子，自身转化为无害气体N2，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为：，根据方程式理论上消耗0.1mol的水合肼可提取到0.4molAg，质量＝0.4mol×108g/mol＝43.2g，故答案为：43.2；（5）废旧电池中Ag2O能将有毒气体甲醛（HCHO）氧化成CO2，科学家据此原理将上述过程设计为原电池回收电极材料Ag并有效去除毒气甲醛，原电池负极上甲醛失电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应：，故答案为：。【点评】本题考查物质的制备，侧重考查学生物质之间的反应和分离提纯知识的掌握情况，试题难度中等。5．（2024秋•东湖区校级月考）碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉铜矿（Cu2S，含有SiO2和少量Fe2O3等杂质）为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示：已知：①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+开始沉淀的pH7.52.75.68.3完全沉淀的pH9.03.76.79.8②[Cu（NH3）4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；③。回答下列问题：（1）加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有搅拌、适当增加硫酸浓度、适当加热等（任写一种）。（2）滤渣Ⅰ经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，则滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、SiO2、单质S（填化学式）。“浸取”过程中Cu2S被氧化的化学方程式为：Cu2S+2MnO2+4H2SO4＝2MnSO4+2CuSO4+4H2O+S。（3）常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO，调节pH的范围为3.7～5.6，若加A后将溶液的pH调为5，则溶液中Fe3+的浓度为4×10﹣11mol/L。（4）写出“沉锰”（除Mn2+）过程中反应的离子方程式：Mn2++NH3+＝MnCO3↓+。（5）“赶氨”时，最适宜的操作方法是：将溶液加热。【答案】（1）搅拌、适当增加硫酸浓度、适当加热等。（2）MnO2、SiO2、单质S；Cu2S+2MnO2+4H2SO4＝2MnSO4+2CuSO4+4H2O+S；（3）3.7～5.6；4×10﹣11mol/L；（4）Mn2++NH3+＝MnCO3↓+；（5）将溶液加热。【分析】辉铜矿主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，Cu2S在酸性条件下被二氧化锰氧化，SiO2不溶于稀硫酸，滤渣I经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，说明滤渣I中含有S，过滤得到的滤渣中含有MnO2、SiO2、单质S，滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，加入A，调节溶液的pH使铁离子形成氢氧化铁沉淀，除去铁；加入碳酸氢铵溶液沉淀锰，过滤得到碳酸锰，用硫酸溶解，生成硫酸锰晶体，滤液赶出氨气，参与循环使用，同时得到碱式碳酸铜，据此分析解答。【解答】解：（1）加快“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可以适当增加硫酸的浓度，充分搅拌，加热等，故答案为：搅拌、适当增加硫酸浓度、适当加热等。（2）滤渣I的主要成分MnO2、SiO2、单质S；发生反应的化学方程式为2MnO2+Cu2S+4H2SO4＝S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，故答案为：MnO2、SiO2、单质S；Cu2S+2MnO2+4H2SO4＝2MnSO4+2CuSO4+4H2O+S；（3）常温下“除铁”时，调节溶液pH时不引入杂质，应选择的试剂为CuO，调节溶液pH的目的是保证Fe3+完全沉淀，Cu2+不沉淀，则应该控制pH的范围为3.7～5.6，，若加A后将溶液的pH调为5，则溶液中Fe3+的浓度＝＝mol/L＝4×10﹣11mol/L，故答案为：3.7～5.6；4×10﹣11mol/L；（4）“沉锰”（除Mn2+）过程，主要是使Mn2+生成沉淀MnCO3，反应的离子方程式为Mn2++NH3+＝MnCO3↓+，故答案为：Mn2++NH3+＝MnCO3↓+；（5）氨水不稳定，受热易分解，通过加热的方式将氨气赶出，达到“赶氨”的目的，故答案为：将溶液加热。【点评】本题考查物质的制备实验方案设计，为高考常见题型和高频考点，侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取与使用，难度中等。6．（2024秋•海安市校级月考）华为研发人员利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，实现快速充放电，开发出石墨烯电池。Ⅰ．利用原钴矿Co2O3（含少量Cr2O3、NiS等杂质）制备LiCoO2的工艺流程如图。已知：①在含一定量Cl﹣的溶液中，钻离子以形式存在：Co2++4Cl﹣⇌；②溶于有机胺试剂，有机胺不溶于水；（1）基态Co2+的价层电子排布式为3d7。（2）步骤ⅱ中出现了淡黄色沉淀，写出发生该反应的离子方程式Co2O3+NiS+8Cl﹣+6H+＝2+S+Ni2++3H2O。（3）CoCO3在空气中受热分解可生成Co3O4，测得剩余固体的质量与起始CoCO3的质量的比值（剩余固体的质量分数）随温度变化曲线如图﹣1所示。①为获得高产率Co3O4应选择的温度范围为400～600℃。②超过600℃后，剩余固体质量分数随温度升高而降低的原因是Co3O4转化为CoO，质量减小。（4）步骤ⅷ中Co3O4和Li2CO3混合后，鼓入空气，经高温烧结得到LiCoO2。该反应的化学方程式是4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2。Ⅱ．锂离子电池工作原理如图﹣2所示。（5）如图﹣2所示，充电时阴极发生的变化可描述为充电时，锂离子在外加电场的作用下从LiCoO2中脱嵌，同时阴极石墨烯获得电子在表面聚集，吸引锂离子嵌入石墨烯的层状结构中。【答案】（1）3d7；（2）Co2O3+NiS+8Cl﹣+6H+＝2+S+Ni2++3H2O；（3）①400～600℃；②Co3O4转化为CoO，质量减小；（4）4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2；（5）充电时，锂离子在外加电场的作用下从LiCoO2中脱嵌，同时阴极石墨烯获得电子在表面聚集，吸引锂离子嵌入石墨烯的层状结构中。【分析】分析流程可知，原钴矿球磨后加入盐酸浸取，由题给信息可知，为分离Co2+与Cr2+、Ni2+，加入盐酸浓度在10mol/L以上，浸出液加入氯化钠固体，浓度增大，提高其在有机胺试剂中的浓度，加入有机胺试剂萃取、洗脱，可得到CoCl2溶液，加入碳酸铵生成碱式碳酸钴，煅烧生成Co3O4，加入碳酸锂，可生成LiCoO2，以此解答该题。【解答】解：（1）钴为27号元素，基态Co2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d7，所以Co2+价电子排布式为3d7，故答案为：3d7；（2）步骤ⅱ中出现了淡黄色沉淀，是NiS在酸性环境下将Co2O3还原为Co2+，NiS中的﹣2价的S被氧化为淡黄色的S单质，离子方程式为：Co2O3+NiS+8Cl﹣+6H+＝2+S+Ni2++3H2O，故答案为：Co2O3+NiS+8Cl﹣+6H+＝2+S+Ni2++3H2O；（3）①分析热重曲线可知，×100%＝67.5%，对应温度区间为400℃～600℃，故答案为：400～600℃；②超过600℃后，剩余固体质量分数随温度升高而降低的原因是Co3O4转化为CoO，质量减小，故答案为：Co3O4转化为CoO，质量减小；（4）Co3O4和Li2CO3混合后，鼓入空气，经高温烧结得到LiCoO2，方程式为4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2，故答案为：4Co3O4+6Li2CO3+O212LiCoO2+6CO2；（5）分析图﹣2，充电时阴极发生的变化可描述为充电时，锂离子在外加电场的作用下从LiCoO2中脱嵌，同时阴极石墨烯获得电子在表面聚集，吸引锂离子嵌入石墨烯的层状结构中，故答案为：充电时，锂离子在外加电场的作用下从LiCoO2中脱嵌，同时阴极石墨烯获得电子在表面聚集，吸引锂离子嵌入石墨烯的层状结构中。【点评】本题考查物质的制备实验方案设计，为高考常见题型和高频考点，侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取与使用，难度中等。7．（2024•南岗区校级开学）近年米，我国在平导体材料和5G芯片研发等高科技领域取得了显著的研究成果，其相关技不住“神舟”系列飞解和空间站的太阳能电池板等方面得到了有效应用硅是应用广泛的一种半导体材料在工业上，可由石英砂（主要成分为SiO2）得制备高纯硅的工艺流程如图：（1）硅的原子结构示意图为。（2）反应①除生成硅外，还生成一种无色有毒气体，反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO。（3）该流程中所涉及的元素在元素周期表中位于第二周期的有C、O（写元素符号）。（4）该流程中可循环利用的物质是HCl。（5）氮化镓、氧化镓是第三代、第四代半导体材料的代表，其组成元素中属于金属元素的是镓（写名称），Ga元素的相关信息如镓如图所示，由图中信息可知Ga原子的质子数为31。【答案】（1）；（2）SiO2+2CSi+2CO；（3）C、O；（4）HCl；（5）镓；31。【分析】石英砂和焦炭在高温条件下发生反应：SiO2+2CSi+2CO，生成粗硅，粗硅与HCl反应，生成SiHCl3和H2，精馏得到纯净的SiHCl3，纯净的SiHCl3与H2反应，生成高纯硅与HCl，HCl用于循环，据此分析作答。【解答】解：（1）硅的原子序数为14，位于第三周期，第ⅣA族，原子结构示意图为，故答案为：；（2）反应①除生成硅外，还生成一种无色有毒气体，该气体为CO，反应的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO，故答案为：SiO2+2CSi+2CO；（3）该流程中所涉及的元素在元素周期表中位于第二周期的有C、O，故答案为：C、O；（4）根据分析可知，该流程中可循环利用的物质是HCl，故答案为：HCl；（5）氮化镓、氧化镓是第三代、第四代半导体材料的代表，其组成元素中属于金属元素的是镓，由图可知，Ga原子的质子数为31，故答案为：镓；31。【点评】本题主要考查制备实验方案的设计，具体涉及硅及其化合物之间的转化，同时考查元素周期律与元素周期表的相关知识，属于基本知识的考查，难度不大。8．（2024•沙坪坝区校级开学）ZnO在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂等。工业上可由菱锌矿（主要成分为ZnCO3，还含有Ni、Cd、Fe、Mn等元素）制备。工艺如图所示：相关金属离子[c0（Mn+）＝0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+Mn2+Ni2+开始沉淀的pH1.56.36.07.48.16.9沉淀完全pH2.88.38.09.410.18.9已知：①“溶浸”后的溶液中金属离子主要有：Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+。②弱酸性溶液中KMnO4能将Mn2+氧化生成MnO2。③氧化性顺序：Ni2+＞Cd2+＞Zn2+。（1）“溶浸”后溶液中Fe2+的价层电子排布式为3d6。（2）“溶浸”步骤中可提高浸出率的措施有加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度、将矿石粉碎（任写一条即可）。（3）“调pH”是向“溶浸”后的溶液中加入少量ZnO调节至弱酸性（pH≥5.5），此时溶液中Zn2+的浓度范围为≤1mol/L。（4）写出“氧化除杂”步骤中反应的离子方程式+3Fe2++7H2O＝3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+，2+3Mn2++2H2O＝5MnO2↓+4H+。（5）“沉锌”时会生成Zn2（OH）2CO3沉淀，写出该步骤的离子方程式2Zn2+++H2O＝Zn2（OH）2CO3↓+CO2↑，该步骤中检验Zn2+沉淀完全的方法是继续加入碳酸钠，没有沉淀产生，说明沉淀完全。（6）已知ZnO晶体的一种晶胞是立方晶胞（如图所示），设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体密度为g/cm3（列出最简表达式）。【答案】（1）3d6；（2）加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度、将矿石粉碎；（3）≤1mol/L；（4）+3Fe2++7H2O＝3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+；2+3Mn2++2H2O＝5MnO2↓+4H+；（5）2Zn2+++H2O＝Zn2（OH）2CO3↓+CO2↑；继续加入碳酸钠，没有沉淀产生，说明沉淀完全；（6）。【分析】菱锌矿“溶浸”后的溶液中金属离子主要有：Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+，“溶浸”后的溶液调节至弱酸性（pH约为5），加入KMnO4“氧化除杂”，Fe2+被氧化为Fe（OH）3沉淀、Mn2+氧化生成MnO2，过滤除去Fe、Mn元素；加入金属Zn置换出Ni、Cd元素，滤液中加入碳酸钠生成碱式碳酸锌沉淀，过滤，高温灼烧碱式碳酸锌，生成ZnO，据此分析回答问题。【解答】解：（1）基态Fe原子价电子排布为3d64s2，失去2个4s电子生成Fe2+，则基态Fe2+的价层电子排布式为3d6，故答案为：3d6；（2）根据影响反应速率的因素，“溶浸”过程中，提高浸出率的措施有：加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度、将矿石粉碎等，故答案为：加热、搅拌、适当提高硫酸的浓度、将矿石粉碎；（3）锌离子开始沉淀对应的pH为6.0，可知此时Ksp[Cu（OH）2]＝c（Zn2+）×c2（OH﹣）＝0.1×10﹣8×10﹣8＝1×10﹣17，加入少量ZnO调节至弱酸性（pH≥5.5），此时溶液中Zn2+的浓度为＝mol/L＝1mol/L，故答案为：≤1mol/L；（4）加KMnO4“氧化除杂”，Fe2+被氧化为Fe（OH）3沉淀，Mn2+被氧化为MnO2，MnO被还原为MnO2，根据得失电子守恒，发生反应的离子方程式分别是+3Fe2++7H2O＝3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+和2+3Mn2++2H2O＝5MnO2↓+4H+，故答案为：+3Fe2++7H2O＝3Fe（OH）3↓+MnO2↓+5H+；2+3Mn2++2H2O＝5MnO2↓+4H+；（5）加入Na2CO3溶液沉锌，硫酸锌和碳酸钠溶液反应生成碱式碳酸锌Zn2（OH）2CO3沉淀，反应的离子方程式2Zn2+++H2O＝