2025年高考化学二轮复习：水溶液中的离子平衡大题突破之化工流程题的综合分析

II大题突破2化工流程题的综合分析

1.题型特点

近几年高考中工艺流程题主要是以物质的制备、物质的分离提纯为情景材料，用框图的形式呈现实际

工业生产中添加物质、操作的过程，设问形式包括：物质的判断、方程式的书写、实验操作、反应条

件的控制及理论解释、产品组成的定性及定量分析等，能很好的考查学生综合运用元素化合物知识、

化学反应原理、实验技能解决实际问题的能力。

2.工艺流程题的一般呈现形式

预处理沉淀剂、调①转化剂及用量

辅助原料pH、萃取剂②反应条件

焙烧、除去杂核心元

工业

质离子素转化

废料浸取

加快速率：粉①含杂质元素的①副产品

碎、加热、提高沉淀，②含杂质②循环物质

浸取剂的浓度元素的萃取液

鱼精练高考真题

1.(2024•安徽，15)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳

极泥中分离回收金和银的流程，如下图所示。

硫酸、盐酸、氏。2班派

便丽翳电沉积卜Ag

譬翘HAu

浸出液1

回答下列问题：

(l)Cu位于元素周期表第周期第

(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是

(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为HAuCL的化学方程式为

23

(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的(填化学式)转化为[Ag(S2O3)2]-o

(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环

利用的物质为(填化学式)。

(6)“还原”步骤中，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为。

(7)Na2s2O3可被L氧化为Na2s4。6。从物质结构的角度分析S4)『的结构为(a)而不是(b)的原

因：O

一r

sS

00n

HHsH

-HS-HSn-SH-

00oO

(a)(b)

2+3

答案(1)四IB(2)CU(3)2AU+8HC1+3H2O2=2HAUC14+6H2O(4)AgCl(5)［Ag(S2O3)2］'+e

=Ag；+2S2O|-Na2s2O3(6)3：4(7)(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正、负电

荷中心不重合，极性较大，较不稳定,且存在过氧键，过氧键的氧化性大于12,故Na2s2O3不能被L氧化

成(b)结构

2+

解析(2)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等，铜阳极泥加入硫酸、H2O2,Cu被H2O2氧化为Cu

进入浸出液1中，故浸出液1中含有的金属离子主要是Cd+,Ag、Au不反应，浸渣1中含有Ag和Auo

⑶浸渣1中含有Ag和Au,向浸渣1中加入盐酸、H2O2,Au与盐酸、丛。2反应生成HAuCL和,化

学方程式为2Au+8HCl+3H2O2==2HAUCL+6H2O。(4)浸渣1中含有Ag和Au,向浸渣1中加入盐酸、H2O2,

Ag转化为AgCl,浸渣2中含有AgCl,AgCl与Na2s2O3反应转化为［Ag(S2O3)2F-。(5)“电沉积”步骤中,

阴极发生还原反应，［AgSO3)2产得电子被还原为Ag,电极反应式为［Ag(S2O3)2F+e=Agl+2s2O打；阴极

区溶液中含有Na+,故“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为Na2s2O3。(6)还原步骤

中，HAuCL被还原为Au,Au化合价由+3价变为0价，一个HAuCL得3个电子，N2H4被氧化为N2,N

的化合价由-2价变为。价，一个N2H4失4个电子，根据得失电子守恒可知，被氧化的N2H4与产物Au的

物质的量之比为3:4o

2.(2024.河北,16)丫2。5是制造钢铁合金、金属钢的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂

从石煤中提取V2O5的工艺，具有钢回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如

To

R-N(CH3)3C1NHQ

空气树强洗脱液溶液

石煤+苛1800-850t

离子

化泥制一g速卜水浸一

交换VQs

团烘干;

HO(g)+

2滤渣①尾液母液

气体①

pH=8165-70t

3%NH.HCO；

溶液盐浸二滤液①

滤渣

已知：i.石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量A12O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3.

NaOH、Na2co3等。

ii.高温下，苛化泥的主要成分可与AI2O3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钢酸钙［Ca(VC>3)2］和偏铝酸

钙均难溶于水。回答下列问题：

⑴焙烧生成的偏钢酸盐中钢的化合价为,产生的气体①为(填化学

式)。

(2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钢成分为偏胡酸钙，滤液中杂质的主要成分为

(填化学式)。

(3)在弱碱性环境下，偏钢酸钙经盐浸生成碳酸钙，发生反应的离子方程式为；

CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为；浸取后低浓度的滤液①进入

(填工序名称)，可实现钢元素的充分利用。

(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为(填化学式)。

(5)下列不利于沉钢过程的两种操作为(填序号)。

a.延长沉钢时间

b.将溶液调至碱性

c.搅拌

d.降低NH4C1溶液的浓度

65~70°C

答案(1)+5CO2(2)NaAlO2(3)HC0(+OH+Ca(VO3)2CaCCh+HzO+ZVO］提高溶液中HCOJ

浓度，促使偏钢酸钙转化为碳酸钙，使V0,进入滤液①中离子交换(4)NaCl(5)bd

解析石煤和苛化泥通入空气进行焙烧，反应生成NaVCh、Ca(VCh)2、NaAlCh、Ca(A102)2xCaO和CO2

等，水浸可分离焙烧后的可溶性物质(如NaVCh)和不溶性物质［Ca(VC>3)2、Ca(AlC)2)2等］,过滤后滤液进行

离子交换、洗脱，用于富集和提纯V01,加入氯化镂溶液沉钢，生成NH4VO3,经一系列处理后得到V2O5;

滤渣①在pH%,65-70℃的条件下加入3%NH4HCC>3溶液进行盐浸，滤渣①中含有钢元素，通过盐浸，使

滤渣①中的钢元素进入滤液①中，再将滤液①回流到离子交换工序，进行V01的富集。⑴钢是23号元素，

其价层电子排布式为3d34s2；焙烧过程中,V2O3被氧气氧化生成V0］，偏钢酸盐中钢的化合价为+5价；

CaCO3在800℃以上开始分解，生成的气体①为CO2o(2)由已知信息可知，高温下，苛化泥的主要成分与

AbCh反应生成偏铝酸钠和偏铝酸钙，偏铝酸钠溶于水，偏铝酸钙难溶于水，所以滤液中杂质的主要成分

是NaAlCh。(3)在弱碱性环境下，Ca(VO3)2与HCO］和OH反应生成CaCO3、V0］和H?O,离子方程式为

65~701C

=

HC0j+OH+Ca(VO3)2CaCO3+H2O+2V03；82加压导入盐浸工序可提高浸出率，因为CO?可提

高溶液中HCO1浓度，促使偏钢酸钙转化为碳酸钙，使V01进入滤液①中；滤液①中含有V。1、NH/等，且

浓度较低，若要利用其中的钢元素，需要通过离子交换进行分离、富集，故滤液①应进入离子交换工序。

(4)由离子交换工序中树脂的组成可知，洗脱液中应含有C1，因水浸所得溶液中含有Na+,为避免引入其他

杂质离子，且NaCl廉价易得，故洗脱液的主要成分应为NaClo(5)延长沉钢时间，能使反应更加完全，有

利于沉钢，a不符合题意；NH4C1呈弱酸性，如果将溶液调至碱性，OH与NH*反应，不利于生成NH4VO3,

b符合题意；搅拌能使反应物更好的接触，提高反应速率，使反应更加充分，有利于沉钢，c不符合题意；

降低NH4cl溶液的浓度，不利于生成NH4VCh,d符合题意。

3.(2024•黑吉辽，16)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化

为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提

高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：

足量空气NaCN溶液

空气浸出液.啦

।含［Au(CNM」金

细菌氧化鳏液②含

iZn(CN)j

避蚂沉铁碎;一净化液

回答下列问题：

⑴北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为

__________________________(填化学式)。

(2)“细菌氧化”中，FeS2发生反应的离子方程式为o

⑶“沉铁碑”时需加碱调节pH,生成(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉

降。

(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为(填标

号)。

A.无需控温

B.可减少有害气体产生

C.设备无需耐高温

D.不产生废液废渣

⑸“真金不怕火炼"，表明Au难被氧化，“浸金”中NaCN的作用为o

(6)“沉金”中Zn的作用为o

⑺滤液②经H2s。4酸化，［Zn(CN)4/转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为。

用碱中和HCN可生成(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。

细菌

答案(l)CuSO4⑵4FeS2+15O2+2H2。—4Fe3++8SO汇+4H+(3)Fe(OH)3(4)BC(5)作络合剂，将Au

转化为［Au(CN)2「从而浸出(6)作还原剂，将［Au(CN)J还原为Au

(7)Na2［Zn(CN)4］+2H2SO4=ZnSO4+4HCN+Na2SO4NaCN

解析矿粉中加入足量空气和H2s04,在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，

过滤，滤液中主要含有Fe3+、SO/、As(V),加碱调节pH,Fe3+转化为Fe(OH)3胶体，可起到絮凝作用，

促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au,Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到

含［Au(CN)21的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含［Zn(CN)4产的滤液②。(1)“胆水”冶炼铜,

3+

“胆水”的主要成分为CuSO4o(2)“细菌氧化”的过程中，FeS?在酸性环境下被02氧化为Fe,离子方

细菌

3++

程式为4FeS2+15O2+2H2。—4Fe+8S0i-+4Ho(4)细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控

温，A不符合题意；焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2,而细菌氧化时，金属硫化物中

的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，15符合题意；焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的

设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意；由流程可知，

细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意。(5)“浸金”中，Au作还原剂，02作氧化剂，NaCN作络合

剂，将Au转化为［Au(CN)2丁从而浸出。(7)滤液②含有「Zn(CN)4p-,经过H2so4酸化，［Zn(CN)4广转化为

ZnSCU和HCN,反应的化学方程式为Na2［Zn(CN)4］+2H2sO4==ZnSO4+4HCN+Na2s。4；用碱中和HCN得

到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利

用。

题型突破练(A)［分值：50分］

1.(10分X2024•山东，18)以铅精矿(含PbS、Ag2s等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下：

含过量FeCL,的饱和食盐水

浓盐酸

铅精,浸T疣IT稀释、冷却

十h-

含硫滤渣

铅精矿试剂X

I

一呼斗心爵一叵守一4^］―*尾液

含硫滤渣富银铅泥

［电LI■金属Pb金属Ag<—［电工U)—•金属Pb

(1)“热浸”时，难溶的PbS和Ag2s转化为［PbClF和［AgCb］及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2s时，

消耗Fe3+物质的量之比为;溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时HC1挥发外，另一目

的是防止产生(填化学式)。

(2)将“过滤II”得到的PbCb沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pbo“电解I”阳极

产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为O

(3)“还原”中加入铅精矿的目的是o

(4)“置换”中可选用的试剂X为(填标号)。

A.A1B.Zn

C.PbD.Ag

“置换”反应的离子方程式为O

（5）“电解n”中将富银铅泥制成电极板，用作（填“阴极”或“阳极”）。

2+12

答案（1）1：1H2s⑵热浸（3）将过量的Fe3+还原为Fe（4）CPb+2［AgCl2］=2Ag+［PbCl4］（5）阳

极

解析本题以铅精矿（含PbS、Ag2s等）为主要原料提取金属Pb和Ag,“热浸”时，难溶的PbS和Ag2s

转化为［PbCL/和［AgCb］及单质硫，Fe3+被还原为Fe2+,“过滤I”除掉含硫滤渣，滤液中［PbCL广在稀释

冷却的过程中转化为PbCb沉淀，然后用饱和食盐水热溶，增大氯离子浓度，使PbCb又转化为［PbC14『一,

电解得到Pb;“过滤II”后的滤液成分主要为［AgOJ、FeCL、FeCl3,故加入铅精矿主要将FeCb还原为

FeCb,试剂X将［AgQ。置换为Ag,得到富银铅泥，试剂X的金属性应比Ag强，为不引入新的杂质，可

知X为铅，尾液为FeCl2o⑴“热浸”时，Fe3+将PbS和Ag2s中-2价的硫氧化为单质硫,Fe3+被还原为

Fe2+,在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变,所以溶解等物质的量的PbS和Ag2s时，S2-的物质的量

相等，消耗Fe3+的物质的量相等；溶液中盐酸浓度过大，会与S2结合生成H2s气体。（2）“过滤H”得到

的PbCb沉淀反复用饱和食盐水热溶，会溶解为［PbCLF-,电解［PbCL/溶液制备金属Pb,Pb在阴极产生，

阳极cr放电产生C12,可将尾液中的FeCb氧化为FeCl3,在“热浸”中循环使用。（3）“过滤II”所得的

滤液中有过量的未反应的Fe3+,根据还原之后可以得到含硫滤渣，“还原”中加入铅精矿的目的是将过量

2+

的Fe3+还原为FeO（5）“电解H”中将富银铅泥做阳极板，银变成阳极泥而沉降下来，铅失电子转化为

Pb2+,阴极Pb?+得电子析出Pb。

2.（10分）电子级氢氟酸是微电子行业的关键性基础材料之一，由萤石粉（主要成分为CaF2,含有少量SiCh

和微量AS2O3等）制备的工艺如下：

萤石粉浓硫酸魂酸HQ?溶液

（1）“酸浸"时生成HF的化学方程式为,工业生产时往往会适当加热，

目的是O

（2）“精储1”设备使用的材料可选用（填字母）。

A.玻璃B.陶瓷

C.石英D.金

⑶已知H2SiF6是一种配位酸，酸性与硝酸相近，可与KMnCU溶液反应制备极易溶于水的强酸HMnCU,反

应的离子方程式为O

⑷“氧化”时将AsFs氧化为ASF5OASF5的沸点高于ASF3,原因是o

(5)液态HF是酸性溶剂，能发生自偶电离：HF-H++F,由于H*和F都溶剂化，常表示为3HF-

H2F++HF*在HF溶剂中ASF5、BF3呈酸性，HClCh、HNO3、生0呈碱性，比如AsFs、HCIO3的电离方程

式分别为ASF5+2HF=ASFJ+H2F+、HOC1O2+2HF=(HO)2C1O++HF5。在HF作用下：

①写出BF3与HN03反应的离子方程式：o

②已知：比0与AsF’反应生成HASF6。结合H+的能力：H2O(填或“)AsF£。

答案(l)CaF2+H2SO4(^)=CaSO4+2HFt加快反应速率，提高CaF2的转化率⑵D

+

(3)2K+SiF^=K2SiF6；(4)AsF5,AsR均为分子晶体(分子间均不存在氢键)，AsFs相对分子质量大,范

德华力大，沸点高

(5)①BF3+HNO3+HF==(HO)2NO++BF7

②<

解析“酸浸”发生反应：CaF2+H2SO4(^)=CaSO4+2HFt,二氧化硅与HF发生反应：

SiO2+4HF=SiF4t+2H2O,AS2O3与HF发生反应：As2O3+6HF=2AsF3+3H2O；“硫酸吸附”：加入硫酸，

部分HF、SiF4以气体形式释放出去，然后加入水吸收为H2SiF6,部分HF、AsF3.多余硫酸进入精储1；

“精储1”：因为硫酸熔、沸点较高，因此精微1中得到HF、ASF3；“氧化”：根据问题(4),过氧化氢将

AsF3氧化成熔、沸点较高的AsFs；“精憎2”：蒸憎得到HF。

(2)HF能与二氧化硅发生反应，玻璃、陶瓷、石英均含有二氧化硅，HF不与金反应，因此“精微1”设备

以金为材料。

(3)KMnOLHMnO4中Mn的价态没有发生变化，HzSiFe酸性与硝酸相似，即H?SiF6为强酸，HMnCU为溶

于水的强酸，该反应为复分解反应，生成K?SiF6沉淀，即离子方程式为2K++Si理-=K2SiF61。

⑸①HN03在HF中呈碱性，其电离方程式为HNO3+2HF="(HO)2NO++HF5,BF3在HF中呈酸性，其电

离方程式为BF3+2HF=BF3+H2F+,因此两者混合，发生类似的中和反应，其离子方程式为

+

BF3+HNO3+HF==(HO)2NO+BF；O②H2O与ASF5反应生成HASF6,从而推出H?O结合U能力小于AsFg。

3.(10分)(2023•石家庄质量检测)铝酸锡作为新型半导体光催化材料,因其具有优异的离子导电性、介电性、

气体传感性和催化性而广泛应用于生产生活中。以氧化祕渣(主要成分是Bi2O3、Sb2O3,还含有FezCh、

ZnO、Ag2。和SiCh等杂质)为原料制备铝酸锹Bi2MoO6,其中Mo为+6价)的工艺流程如图：

(NH4)6MOO-4HO

NaCl溶液力7242

CH3CNH2硝酸|

IpH=2

氧化

酸浸H除睇H沉锡卜Bi£T酸溶I转化卜Bi/MoO,

银渣

浸渣Sb2O3废液

(1)基态83Bi的价层电子排布为

(2)“浸渣”的主要成分为.(填化学式)。

(3)“除镭”过程中发生反应的化学方程式为

该过程需要加热的原因为

(4)已知：硫代乙酰胺(CHsCNH,)在酸性溶液中会水解为乙酰胺(CHCN乩)和硫化氢；H2s的

^al=1.0xl0-7,%=1.0*10-13；Ksp(Bi2s3)=2.0乂10-99。

①硫化氢会进一步发生反应：2Bi3+(aq)+3H2s(aq)=Bi2s3(s)+6H+(aq),计算该反应的平衡常数

K=o

②硫代乙酰胺比乙酰胺的沸点低，其原因为O

(5)“酸溶”时会有NO逸出，此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为o

(6)已知铝酸锡在空气中放置会变质，生成Bi202co3和MOO3，该过程中的化学方程式为o

(7)Bi2O3的立方晶胞结构如图所示，以A点为原点建立原子分数坐标，已知A点坐标为(0,0,0),B点坐

标为("；)，则C点坐标为。

444-------------------------------

•Bi

OO

△

答案(l)6s26P3(2)AgChSiO2(3)2SbCl3+3H2O^Sb2O3；+6HCl盐酸易挥发，加热有利于HC1挥发,

水解平衡正向移动(4)①5.0x1038

②乙酰胺分子间氢键的键能及数目均大于硫代乙酰胺(5)2：1(6)Bi2MoO6+CO2=Bi2O2CO3+MoO3

⑺G

解析氧化翎渣(主要成分是Bi2C)3、Sb2O3,还含有Fe2C>3、ZnO、Ag?。和SiCh等杂质)加入盐酸和氯化钠

溶液，二氧化硅不与盐酸反应，氧化银和盐酸反应生成氯化银，其他物质和盐酸生成相应氯化物，过滤，

S

II

向滤液中加水加热得到Sb2O3,过滤,向滤液中加入CH,CNHz沉锡，过滤，向Bi2s3中加入硝酸得到单

质硫、NO和硝酸锡，向硝酸锡溶液中加入(NH4)6Mo7O244H2。得到Bi2Moe)6。

3++

(4)①硫化氢会进一步发生反应：2Bi(aq)+3H2S(aq)=Bi2S3(s)+6H(aq),则该反应的平衡常数

C6(H+)_C6(H+)-”(S2-)/_，1(1<25)篇2(比5)_(1.0'10-7)3乂(1.0*10-13)3_38/<\“造凌”口力

233-23323W

c(Bi+)-c(H2S)c(Bi+)-c(S-)-c(H2S),Ksp(Bi2S3)—2.0X1Q-"一°⑶散出

会有NO逸出，即Bi2s3和硝酸反应得到单质硫、NO和硝酸胡，Bi2s3中硫元素化合价从-2价升高到。价，

硝酸中氮元素化合价从+5价降低到+2价，因此此过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1。(7)Bi2O3

的立方晶胞结构如图所示，以A点为原点建立原子分数坐标，已知A点坐标为(0,0,0),B点坐标为《，

；,；),则c点位于体对角线的四分之一处，其坐标为c,：,

4.(10分)电解镉渣中含有很多重金属「主要含有MnSCU、PbSO4、CaSCU、Fe2(SO4)3vMnCh、SiO?］会造成环

境污染。电解镒渣的资源化利用既能解决污染问题又能取得较好的经济效益。下面是某课题组研究的工艺

流程：

NH,HCO.t

溶液

H—

O4.

X铅

2s

电M沉铅卜PbCC>3固体

还

解

腌

原I

镒

酸

渣

加

浸

一12.11

试

一

剂

MnF

调2

P>H

铁

1麓fMnSChHO

9

滤渣

(1)“还原酸浸”时氧化产物是S,MnO2被还原的离子方程式为o

(2)操作X的名称是o

(3)“沉铅”时若用同浓度的(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，会生成Pb2(OH)2c。3,原因

(4)调pH所加的试剂Y,可选择(填字母)。

a.CaOb.MnCChc.CaCOs(LAI2O3

e.氨水

(5)写出“除钙”时发生反应的离子方程式：;

若“除钙”后溶液中c(Mn2+)=0.53mol.L1,则应控制溶液中c(F)的范围为(当溶液中金属离

5110

子浓度小于IO-mol.L-,可以认为该离子沉淀完全。已知：MnF?的Ksp=5.3xlCf3；CaF2的/rsp=1.5xlO,

V15-3.87)o

答案(l)MnO2+PbS+4H++S0厂=Mn2++PbSO4+S+2H2。⑵过滤(3)C0『更易水解生成OH-，从而易生

成Pb2(OH)2c。3(4)abc(5)MnF2(s)+Ca2+(aq)5==iMn2+(aq)+CaF2(s)3.87X10-3mol-L^cCF-KO.lmol-L1

解析(4)加入试剂Y调节pH时，不能引入新的杂质，该工艺流程制备的是硫酸镒，并且在随后的流程中

除去了钙离子，在该步骤中除去了铁，故可以选择的试剂为abco(5)根据流程可知，加入MnFz和溶液中

2+2+

钙离子反应生成CaF2,离子方程式为MnF2(s)+Ca(aq)-Mn(aq)+CaF2(s),当该离子沉淀完全时，此时

c(F-)=/1,5xl°mol-L-1~3.87xlO_3mol-L-1,当c(Mn2+)=0.53molL"时，c(F-

7c(Caz+)\10-3

13-1_1

-moLL-iR.lmol-L,故其范围为3.87X10-mol-L<c(F)<0.1mol-Lo

5.(10分)硼化钛(结构式为B=Ti=B)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为

TiCh、SiCh、AI2O3和CaO,另有少量MgO、FezCh)为原料制取TiB2的流程如下：

稀盐酸浓硫酸萃取剂

高钛渣水解过滤

滤液滤渣萃取液

BQ,、C

电弧炉

热还原

已知：①电弧炉是由石墨电极和石墨珀端组成的高温加热装置；

②B2O3高温下蒸气压大、易挥发；

2+

③TiCh可溶于热的浓硫酸形成Ti0o

(1)“水解”需在沸水中进行，离子方程式为,该工艺中，经处理可循环利用的物质为_

(填化学式)。

(2)“热还原”中发生反应的化学方程式为,B2O3的实际用量超过

了理论化学计量所要求的用量，原因是o仅增大配料中B2O3的用量，

产品中的杂质含量变化如图所示。杂质TiC含量随卬％增大而降低的原因是(用化学方程

式解释)。

0~51()152()2.530~密％

⑶原料中的B2O3可由硼酸脱水制得。以NaB(OH)4为原料，用电渗析法制备硼酸(H3BO3)的工作原理如图

所示，产品室中发生反应的离子方程式为O

若反应前后NaOH溶液的质量变化为mkg,则制得H3BO3的质量为kg。

石墨1膜2月

\1

原料室

产品室―►NaOH溶液

NaB(OH)4

稀硫酸溶液

产NaOH溶液

△高温_

2+==+

答案(l)TiO+(x+l)H2OTiO2xH2O1+2HH2SO4(2)TiO2+B2O3+5C=TiB2+5COTB2O3高温下蒸

高温

+

气压大、易挥发，只有部分参加了反应TiC+B2O3+2CTiB2+3COt(3)H+［B(OH)4］=H3BO3+H2O

31m

11

解析(3)有稀硫酸的一极为阳极，1膜为阳离子交换膜，氢离子通过1膜进入产品室，2膜为阴离子交换

+

膜，原料室中的［B(OH),通过2膜进入产品室，产品室中发生反应的离子方程式为H+［B(OH)4］-

=H3BO3+H2OO右侧的石墨电极为阴极，电极反应为2H2O+2e==H2T+2OH-,原料室中的钠离子通过阳

膜进入右侧阴极室，由电荷守恒可知，当阴极上通过1mol电子时，NaOH溶液的质量变化为23g-1g=22

g,此时制得H3BO3的物质的量为1mol,质量为62g,若反应前后NaOH溶液的质量变化为mkg,则制

得H3BO3的质量||xmkg=^kgo

题型突破练(B)［分值：50分］

1.(10分X2024.河南高三适应性测试)硝酸镉晶体［Cd(N03)2-4H2O］常用作玻璃和陶瓷的着色剂。以镉黄废

料(主要含CdS,含少量的FeO、AI2O3、SiCh)为原料制备硝酸镉晶体的流程如下：

浓硝酸CdCO,

镉黄直落卜僚计滤液系列操作一硝酸镉晶体

废料

滤渣1滤渣2

已知：常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表。

Fe(OH)3A1(OH)3Cd(OH)2

开始沉淀的pH2.34.08.2

沉淀完全的pH4.25.29.7

(l)Cd位于第五周期，与Zn同族，基态镉原子的价层电子排布式为.

(2)“酸溶”时，反应温度不宜过高，原因是o

(3)“滤渣1”的主要成分是。

(4)“除杂”步骤中，加入CdCCh的目的是调pH,范围为；该过程中Fe3+发生反应

的离子方程式为O

(5)“系列操作”步骤中，将滤液送入蒸发器浓缩至,然后送至结晶器进行冷却结晶，可得到硝