資源簡(jiǎn)介

綜合題突破一　工藝流程與物質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合題
命題角度1 以物質(zhì)制備為主體的工藝流程題
1.(2023·廣東卷)Ni、Co均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Al3＋、Mg2＋)中，利用氨浸工藝可提取Ni、Co，并獲得高附加值化工產(chǎn)品。工藝流程如下：
已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常溫下，Ni2＋、Co2＋、Co3＋與NH3形成可溶于水的配離子：lgKb(NH3·H2O)＝－4.7；Co(OH)2易被空氣氧化為Co(OH)3；部分氫氧化物的Ksp如下表。
氫氧化物 Co(OH)2 Co(OH)3 Ni(OH)2 Al(OH)3 Mg(OH)2
Ksp 5.9×10－15 1.6×10－44 5.5×10－16 1.3×10－33 5.6×10－12
回答下列問題：
(1)活性MgO可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為_________________________________
__________________________________________________________________。
(2)常溫下，pH＝9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O)________c(NH) (填“>”“<”或“＝”)。
(3)“氨浸”時(shí)，由Co(OH)3轉(zhuǎn)化為[Co(NH3)6]2＋的離子方程式為__________________________________________________________________。
(4)(NH4)2CO3會(huì)使濾泥中的一種膠狀物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏松分布的棒狀顆粒物。濾渣的X射線衍射圖譜中，出現(xiàn)了NH4Al(OH)2CO3的明銳衍射峰。
①NH4Al(OH)2CO3屬于________(填“晶體”或“非晶體”)。
②(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)①“析晶”過程中通入的酸性氣體A為_______________________________。
②由CoCl2可制備AlxCoOy晶體，其立方晶胞如圖。Al與O最小間距大于Co與O最小間距，x、y為整數(shù)，則Co在晶胞中的位置為________；晶體中一個(gè)Al周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)為________。
(6)①“結(jié)晶純化”過程中，沒有引入新物質(zhì)。晶體A含6個(gè)結(jié)晶水，則所得HNO3溶液中n(HNO3)與n(H2O)的比值，理論上最高為________。
②“熱解”對(duì)于從礦石提取Ni、Co工藝的意義，在于可重復(fù)利用HNO3和________(填化學(xué)式)。
命題角度　2 以分離、提純?yōu)橹黧w的工藝流程題
2.(2022·廣東卷)稀土(RE)包括鑭、釔等元素，是高科技發(fā)展的關(guān)鍵支撐。我國(guó)南方特有的稀土礦可用離子交換法處理，一種從該類礦(含鐵、鋁等元素)中提取稀土的工藝如下：
已知：月桂酸(C11H23COOH)的熔點(diǎn)為44 ℃；月桂酸和(C11H23COO)3RE均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持＋3價(jià)不變；(C11H23COO)2Mg的Ksp＝1.8×10－8，Al(OH)3開始溶解時(shí)的pH為8.8；有關(guān)金屬離子沉淀的相關(guān)pH見下表。
離子 Mg2＋ Fe3＋ Al3＋ RE3＋
開始沉淀時(shí)的pH 8.8 1.5 3.6 6.2～7.4
沉淀完全時(shí)的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化調(diào)pH”中，化合價(jià)有變化的金屬離子是__________。
(2)“過濾1”前，用NaOH溶液調(diào)pH至__________的范圍內(nèi)，該過程中Al3＋發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________。
(3)“過濾2”后，濾餅中檢測(cè)不到Mg元素，濾液2中Mg2＋濃度為2.7 g·L－1。為盡可能多地提取RE3＋，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確保“過濾2”前的溶液中c(C11H23COO－)低于__________ mol·L－1(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)①“加熱攪拌”有利于加快RE3＋溶出、提高產(chǎn)率，其原因是___________________________________________________________________。
②“操作X”的過程為先________，再固液分離。
(5)該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有__________(寫化學(xué)式)。
(6)稀土元素釔(Y)可用于制備高活性的合金類催化劑Pt3Y。
①還原YCl3和PtCl4熔融鹽制備Pt3Y時(shí)，生成1 mol Pt3Y轉(zhuǎn)移__________ mol電子。
②Pt3Y/C用作氫氧燃料電池電極材料時(shí)，能在堿性溶液中高效催化O2的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為______________________________________________。
命題熱點(diǎn)一　流程中物質(zhì)的處理、轉(zhuǎn)化與跟蹤
題空1 原料的預(yù)處理
【必備知識(shí)】
方法 目的 解題指導(dǎo)
粉碎、 研磨 將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末 增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分，也是提高“浸出率”的方法之一
浸取 水浸 與水接觸反應(yīng)或溶解 (1)加熱、攪拌、適當(dāng)提高酸(或堿)濃度，可以加快浸出速率；增加浸出時(shí)間可使樣品充分溶解，可提高浸出率 (2)酸溶時(shí)所加酸的量不能太多 ①過量的酸可消耗后續(xù)調(diào)節(jié)pH所加的堿性試劑 ②如果實(shí)驗(yàn)過程有硫化物，酸過量會(huì)形成有毒氣體硫化氫
酸浸 與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去
堿浸 除去油污，溶解酸性氧化物、鋁及其氧化物
灼燒 (焙燒) 1.除去可燃性雜質(zhì) 2.使原料初步轉(zhuǎn)化 ①除去硫、碳單質(zhì) ②使有機(jī)物轉(zhuǎn)化或除去有機(jī)物 ③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)等 ④使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.預(yù)處理
(1)粉碎(研磨)(全國(guó)卷)下圖以廢鐵屑為原料制備聚合硫酸鐵(PFS) 的一種工藝流程如圖：
粉碎過篩的目的是__________________________________________________，
酸浸時(shí)最合適的酸是________________________________________________。
(2)焙燒(全國(guó)卷)一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖：
①焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________
______________________________________________________________。
②濾渣1的主要成分除SiO2外還有_____________________________________。
2.溶浸
(1)酸浸(2020·全國(guó)卷Ⅰ)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土釩礦制備NH4VO3的工藝流程如圖：
回答下列問題：
Ⅰ.“酸浸氧化”需要加熱，其原因是__________________________________
__________________________________________________________________。
Ⅱ.“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO，同時(shí)還有____________離子被氧化。
(2)堿浸(全國(guó)卷)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：
“堿浸”中NaOH的兩個(gè)作用分別是________________________________
____________________________________________________________。
為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)鹽浸(全國(guó)卷)一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如圖：
在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
“濾渣1”的主要成分有__________________________________________。
題空2 物質(zhì)成分的跟蹤與確定
【必備知識(shí)】
1.濾渣的確定
2.循環(huán)物質(zhì)的確定
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
濾渣及循環(huán)物質(zhì)的確定
(2021·全國(guó)乙卷)磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。
該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：
金屬離子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
開始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列問題：
(1)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是____________。
(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最適合的酸是____________。“酸溶渣”的成分是____________、____________。
(3)將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得____________，循環(huán)利用。
題空3 核心反應(yīng)
【必備知識(shí)】
熱門試劑——NH4HCO3
部分＋2價(jià)金屬離子的沉淀劑
(1)原理分析
M2＋＋2HCO===MCO3↓＋H2O＋CO2↑
(2)注意問題
使用碳酸氫銨(NH4HCO3)作為試劑時(shí)，溫度低反應(yīng)速率過慢，溫度過高NH4HCO3分解，使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率下降： NH4HCO3===NH3↑＋H2O＋CO2↑。
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如圖所示。回答下列問題：
寫出“沉錳”的離子方程式___________________________________________
___________________________________________________________________。
2.(2021·全國(guó)甲卷)碘(紫黑色固體，微溶于水)及其化合物廣泛用于醫(yī)藥、染料等方面。回答下列問題：
(1)I2的一種制備方法如下圖所示：
①加入Fe粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為______________________________
__________________________________________________________________，
生成的沉淀與硝酸反應(yīng)，生成____________后可循環(huán)使用。
②通入Cl2的過程中，若氧化產(chǎn)物只有一種，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)以NaIO3為原料制備I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入計(jì)量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反應(yīng)得到I2。上述制備I2的總反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
命題熱點(diǎn)二　流程中的操作及條件控制
題空1 物質(zhì)的分離與提純
【必備知識(shí)】
1.雜質(zhì)匯總
試題來源 陌生物質(zhì) 所含雜質(zhì) 增加難度雜質(zhì) 產(chǎn)品
2020·全國(guó)卷Ⅰ V的＋3、＋4、＋5價(jià)化合物 Fe3O4、SiO2 K、Mg鋁硅酸鹽 NH4VO3
2020·全國(guó)卷Ⅲ 鎳及氧化物 Al、Fe及氧化物 NiSO4·7H2O
2019·全國(guó)卷Ⅰ Mg2B2O5·H2O Al2O3、Fe2O3、SiO2 MgO、H3BO3
2019·全國(guó)卷Ⅲ MnO2(MnS) Al、Fe、Si Mg、Zn、Ni MnSO4
2.除雜原理
(1)地殼中含量居前四位的元素為O、Si、Al、Fe，故礦石中一般含有SiO2、Al2O3、FexOy雜質(zhì)。
(2)SiO2為酸性氧化物，Al2O3兩性氧化物，F(xiàn)eO、Fe2O3堿性氧化物。
(3)加H2SO4溶解時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O；
SiO2為濾渣；還可能有CaSO4、PbSO4濾渣。
(4)加NaOH溶解時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O、
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；
FeO、Fe2O3為濾渣。
(5)加Na2CO3(對(duì)應(yīng)關(guān)系：Na2CO3—2NaOH)高溫熔融時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：
SiO2＋Na2CO3===Na2SiO3＋CO2↑、
Al2O3＋Na2CO3===2NaAlO2＋CO2↑。
3.除雜思路
4.規(guī)范答題
洗滌晶體 洗滌試劑 適用范圍 目的
蒸餾水 冷水 產(chǎn)物不溶于水 除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)槿芙舛斐傻膿p失
熱水 有特殊的物質(zhì)其溶解度隨著溫度升高而下降 除去固體表面吸附著的××雜質(zhì)；可適當(dāng)降低固體因?yàn)闇囟茸兓芙舛斐傻膿p失
有機(jī)溶劑(酒精、丙酮等) 固體易溶于水、難溶于有機(jī)溶劑 減少固體溶解；利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性除去固體表面的水分，產(chǎn)品易干燥
飽和溶液 對(duì)純度要求不高的產(chǎn)品 減少固體溶解
酸、堿溶液 產(chǎn)物不溶于酸、堿 除去固體表面吸附著的可溶于酸、堿的雜質(zhì)；減少固體溶解
洗滌沉淀方法：向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次
5.創(chuàng)新考查——萃取與反萃取
(1)萃取原理：萃取則是利用物質(zhì)性質(zhì)由一個(gè)液相轉(zhuǎn)移到另一個(gè)液相的分離方法。萃取的作用是： 從礦石的浸出液中，提取和富集有價(jià)金屬，分離化學(xué)性質(zhì)相近的金屬離子。
(2)萃取步驟：萃取的操作步驟一般是首先將水溶液(料液)與有機(jī)溶劑(或溶液)充分混合，然后利用兩相的密度不同靜置分相。分出的稱為萃余液，有機(jī)相稱為負(fù)載有機(jī)相，被萃入到有機(jī)相中去的物質(zhì)稱為被萃取物(起富集或分離作用)。
(3)反萃取：被萃取物萃入有機(jī)相后，一般需要使其重新返回水相，此時(shí)把負(fù)載有機(jī)相與反萃劑(一般為無機(jī)酸或堿的水溶液，也可以是純水)接觸，使被萃取物轉(zhuǎn)入水相，這一過程相當(dāng)于萃取的逆過程， 故稱為反萃取。
(4)萃取示例：分離Fe3＋ 、Al3＋
濃鹽酸中，Et2O(乙醚)與H＋形成陽離子：
水合Fe3＋與Cl－形成配陰離子[FeCl4]－
(Al3＋與Cl－生成配離子的能力較弱，Al3＋留在水層)
Et2O·H＋再與[FeCl4]－形成佯鹽
(不帶電荷，疏水性，溶于乙醚)
分液，移去水層，Al3＋分離出去；
加水，濃鹽酸變“稀”，平衡①②③逆向移動(dòng)，Et2O·H＋·[FeCl4]－，釋放出H＋、Cl－，F(xiàn)e3＋重新水合進(jìn)入水層蒸餾，實(shí)現(xiàn)萃取劑的再生。
經(jīng)過萃取和反萃取Fe3＋和Al3＋實(shí)現(xiàn)分離。
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.(2020·全國(guó)卷Ⅰ)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用由黏土釩礦制備NH4VO3的工藝流程如圖：
該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金屬離子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Mn2＋
開始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1
(1)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K＋、Mg2＋、Na＋、____________，以及部分的____________。
(2)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是____________。
(3)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時(shí)，需要加入過量NH4Cl，其原因是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2.實(shí)驗(yàn)室以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備Cl－含量少的Ce2(CO3)3，其部分實(shí)驗(yàn)過程如下：
(1)“酸浸”時(shí)CeO2 與H2O2 反應(yīng)生成Ce3＋并放出O2，該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)pH約為7的CeCl3溶液與NH4HCO3溶液反應(yīng)可生成Ce2(CO3)3沉淀，該沉淀中Cl－含量與加料方式有關(guān)。得到含Cl－量較少的Ce2(CO3)3的加料方式為_________________________________(填序號(hào))。
A.將NH4HCO3溶液滴加到CeCl3溶液中
B.將CeCl3溶液滴加到NH4HCO3溶液中
(3)通過中和、萃取、反萃取、沉淀等過程，可制備Cl－含量少的Ce2(CO3)3。已知Ce3＋能被有機(jī)萃取劑(簡(jiǎn)稱HA)萃取，其萃取原理可表示為
Ce3＋(水層)＋3HA(有機(jī)層)??Ce(A)3(有機(jī)層)＋3H＋ (水層)
①加氨水“中和”去除過量鹽酸，使溶液接近中性。去除過量鹽酸的目的是____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②反萃取的目的是將有機(jī)層Ce3＋轉(zhuǎn)移到水層。使Ce3＋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))。
③與“反萃取”得到的水溶液比較，過濾Ce2(CO3)3溶液的濾液中，物質(zhì)的量減小的離子有____________(填化學(xué)式)。
題空2 流程中反應(yīng)條件的控制
【必備知識(shí)】
條件控制 答題指導(dǎo)
控制溶 液的pH ①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使金屬離子形成氫氧化物沉淀析出(或抑制水解) ②“酸作用”還可除去氧化物(膜) ③“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等 ④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)
控制溫度 (常用水 浴、冰水浴 或油浴) ①防止副反應(yīng)的發(fā)生 ②使化學(xué)平衡移動(dòng)；控制化學(xué)反應(yīng)的方向 ③控制固體的溶解與結(jié)晶 ④控制反應(yīng)速率；使催化劑達(dá)到最大活性 ⑤升溫：促進(jìn)溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)揮發(fā) ⑥加熱煮沸：促進(jìn)水解，聚沉后利于過濾分離 ⑦趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量 ⑧降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；降溫(或減壓)可以減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.溫度的控制(全國(guó)卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備，工藝流程如圖：
(1)“酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí)，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為_______________________________。
(2)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：
溫度/℃ 30 35 40 45 50
TiO2·xH2O 轉(zhuǎn)化率% 92 95 97 93 88
分析40 ℃時(shí)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2.pH的控制銦(In)作為一種稀有貴金屬，廣泛應(yīng)用于很多高新領(lǐng)域。工業(yè)上從含銦廢渣(主要成分是In3＋、Cl－，還含有少量Bi3＋、Pb2＋、Sn2＋等雜質(zhì))中提取粗銦的工藝流程如下圖所示：
已知：①該工藝條件下，溶液中有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：
金屬離子 Fe3＋ In3＋ Fe2＋
開始沉淀的pH 2.0 2.9 7.5
完全沉淀(c＝1.0×10－5mol/L)的pH 3.2 5.0 9.7
②氧化性：Fe3＋>Bi3＋>Sn2＋>Fe2＋
回答下列問題：
(1)“中性水洗”時(shí)，含銦廢渣中金屬陽離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物或氧化物。Sn2＋轉(zhuǎn)化為SnO的離子方程式是________________，該過程需加入大量水并加熱，目的是___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)“酸浸”時(shí)，得到對(duì)應(yīng)的硫酸鹽，則“濾渣”的主要成分是________________(填化學(xué)式)。
(3)“凈化”時(shí)，生成Bi的離子方程式是_______________________________
_______________________________________________________________。
(4)“富銦”時(shí)，“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是________。
命題熱點(diǎn)三　獲取產(chǎn)品
題空1 獲取產(chǎn)品的方法
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.結(jié)晶(全國(guó)卷)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖：
有關(guān)物質(zhì)的溶解度如下圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到____________(填標(biāo)號(hào))得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。
a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃
步驟⑤的反應(yīng)類型是____________。
2.電解(全國(guó)卷)一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖：
電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為_________________________________。
3.煅燒(全國(guó)卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備，工藝流程如圖：
寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
題空2 有關(guān)的計(jì)算
【必備知識(shí)】
常見計(jì)算類型
類型 解題方法
物質(zhì)含量計(jì)算 根據(jù)關(guān)系式法、得失電子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以樣品的總量，即可得出其含量
確定物質(zhì)化學(xué)式的計(jì)算 ①根據(jù)題給信息，計(jì)算出有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量； ②根據(jù)電荷守恒，確定出未知離子的物質(zhì)的量； ③根據(jù)質(zhì)量守恒，確定出結(jié)晶水的物質(zhì)的量； ④各粒子的物質(zhì)的量之比即為物質(zhì)化學(xué)式的下標(biāo)比
多步滴定計(jì)算 ①連續(xù)滴定法：第一步滴定反應(yīng)生成的產(chǎn)物，還可以繼續(xù)參加第二步的滴定。根據(jù)第二步滴定的消耗量，可計(jì)算出第一步滴定的反應(yīng)物的量 ②返滴定法：第一步用的滴定劑是過量的，然后第二步再用另一物質(zhì)返滴定過量的物質(zhì)。根據(jù)第一步加入的量減去第二步中過量的量，即可得出第一步所求物質(zhì)的物質(zhì)的量
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
某工業(yè)生產(chǎn)上用銅鎳礦石(主要成分為CuS、NiS、FeS、SiO2及不溶于酸的雜質(zhì))制備膽礬CuSO4·5H2O的流程如圖：
已知：有機(jī)萃取劑HR可萃取Cu2＋，其萃取原理(org為有機(jī)相)Cu2＋(aq)＋2HR(org)CuR2(org)＋2H＋(aq)。
回答下列問題：
(1)25 ℃時(shí)，“調(diào)節(jié)pH”后，測(cè)得濾液中各離子濃度及相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。(lg2＝0.3)
離子 Fe3＋ Cu2＋ Ni2＋ Fe2＋
濃度/(mol·L－1) 1.0×10－6 5.0 1.2 0
對(duì)應(yīng)氫氧化物的Ksp 6.4×10－38 2.2×10－20 2.0×10－15 8.0×10－16
該濾液的pH為________；加入的Cu(OH)2________(填“已經(jīng)”或“沒有”)完全溶解。
(2)將得到的膽礬產(chǎn)品做熱重分析，測(cè)得的數(shù)據(jù)如圖所示。
已知：雜質(zhì)不分解，250 ℃時(shí)，膽礬失去所有結(jié)晶水。則A點(diǎn)膽礬分解得到的物質(zhì)為________________(填化學(xué)式)；該膽礬產(chǎn)品的純度為________(保留4位有效數(shù)字)。
命題熱點(diǎn)四　晶體結(jié)構(gòu)分析
題空1 基態(tài)原子的核外電子排布
【必備知識(shí)】
基態(tài)原子的核外電子排布表示方法
表示方法 舉例
電子排布式 Cr：s22s22p63s23p63d54s1
簡(jiǎn)化表示式 Cu：[Ar]3d104s1
價(jià)電子排布式 Fe：3d64s2
電子排布圖(或軌道表示式)
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
高考題組合練
(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為___________________________________。
(2)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為__________________________________。
(3)基態(tài)錳原子的價(jià)層電子排布式為____________________________________。
(4)基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子排布式為__________________________________。
(5)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為_______________________________________。
題空2 化學(xué)式或構(gòu)成微粒個(gè)數(shù)比確定
【必備知識(shí)】
晶胞中微粒數(shù)目的計(jì)算方法——均攤法
(1)原則：晶胞任意位置上的一個(gè)粒子如果是被n個(gè)晶胞所共有，那么這個(gè)粒子對(duì)每個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)是。
(2)注意：①當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)為六棱柱時(shí)，其頂點(diǎn)上的粒子被6 個(gè)晶胞共用，每個(gè)粒子屬于該晶體結(jié)構(gòu)的部分為 ，而不是。
②審題時(shí)一定要注意是“分子結(jié)構(gòu)”還是“晶體結(jié)構(gòu)”，若是分子結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式由圖中所有實(shí)際存在的原子個(gè)數(shù)決定，原子個(gè)數(shù)比可以不約分。
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.(2023·全國(guó)乙卷節(jié)選)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能，晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有________個(gè)Mg。該物質(zhì)化學(xué)式為________，B—B最近距離為________。
2.[BrOF2][AsF6]·xKrF2是[BrOF2]＋、[AsF6]－與KrF2分子形成的加合物，其晶胞如下圖所示。
[BrOF2][AsF6]·xKrF2加合物中x＝_____________________________________，
晶體中的微粒間作用力有________(填標(biāo)號(hào))。
a.氫鍵 b.離子鍵
c.極性共價(jià)鍵 d.非極性共價(jià)鍵
3.下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。
已知化合物中Ge和O的原子個(gè)數(shù)比為1∶4，圖中Z表示____________原子(填元素符號(hào))，該化合物的化學(xué)式為______________________________。
題空3 原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的確定
【必備知識(shí)】
1.原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)概念
以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。
2.原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的表示方法
晶胞中的任意一個(gè)原子的中心位置均可用3個(gè)分別小于1的數(shù)在立體坐標(biāo)系中表示出來，如圖1中位于晶胞原點(diǎn)A(頂點(diǎn))的原子的坐標(biāo)為(0，0，0)；B點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為；C點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為；D點(diǎn)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為。
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.研究發(fā)現(xiàn)納米CeO2可催化O分解。CeO2晶體屬立方CaF2型晶體，結(jié)構(gòu)如圖所示。
以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中的原子位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。A離子的坐標(biāo)為，則B離子的坐標(biāo)為_______________________。
2.MnS晶胞與NaCl晶胞屬于同種類型，如圖所示。
以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立坐標(biāo)系，可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子坐標(biāo)。在晶胞坐標(biāo)系中，a點(diǎn)硫原子坐標(biāo)為，b點(diǎn)錳原子坐標(biāo)為，則c點(diǎn)錳原子坐標(biāo)為___________________________________。
題空4 計(jì)算晶體密度的方法
【必備知識(shí)】
1.晶體微粒與M、ρ之間的關(guān)系
若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對(duì)原子質(zhì)量)；又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3 g(a3為晶胞的體積，a為晶胞邊長(zhǎng)或微粒間距離)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NA g，因此有xM＝ρa(bǔ)3NA。
2.計(jì)算晶體密度的方法
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.(2023·全國(guó)甲卷節(jié)選)AlF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖所示，F(xiàn)－的配位數(shù)為________。若晶胞參數(shù)為a pm，晶體密度ρ＝________ g·cm－3(列出計(jì)算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。
2.(2021·全國(guó)甲卷節(jié)選)我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2晶胞如圖所示。Zr4＋離子在晶胞中的配位數(shù)是________，晶胞參數(shù)為a pm、a pm、c pm，該晶體密度為____________g·cm－3。
題空5 計(jì)算晶體中微粒間距離的方法
【必備知識(shí)】
【對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)】
1.(2022·全國(guó)甲卷節(jié)選)螢石(CaF2)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，X代表的離子是____________；若該立方晶胞參數(shù)為a pm，正負(fù)離子的核間距最小為____________pm。
2.XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有____________個(gè)XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(，，)。已知Xe—F鍵長(zhǎng)為r pm，則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為____________；晶胞中A、B間距離d＝____________pm。
【解題建模】
【典例】　某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含有FeS2、SiO2雜質(zhì))與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯(lián)合焙燒法制備BiOCl和MnSO4，工藝流程如下：
已知：①焙燒時(shí)過量的MnO2分解為Mn2O3，F(xiàn)eS2轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3；
②金屬活動(dòng)性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相關(guān)金屬離子形成氫氧化物的pH范圍如下：
開始沉淀pH 完全沉淀pH
Fe2＋ 6.5 8.3
Fe3＋ 1.6 2.8
Mn2＋ 8.1 10.1
回答下列問題：
(1)為提高焙燒效率，可采取的措施為________。
a.進(jìn)一步粉碎礦石
b.鼓入適當(dāng)過量的空氣
c.降低焙燒溫度
(2)“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②____________________________________________________________________。
(3)濾渣的主要成分為________(填化學(xué)式)。
(4)加入金屬Bi的目的是___________________________________________。
[思維流程]
1.圖解工藝流程
2.解題方法思路
(1)首尾對(duì)比：對(duì)比分析原料與目標(biāo)產(chǎn)物之間的關(guān)系，比較物質(zhì)變化和主要元素化合價(jià)的變化
(2)主元素跟蹤：跟蹤主要物質(zhì)(元素)的轉(zhuǎn)化形式和轉(zhuǎn)化方法，即原料→中間轉(zhuǎn)化物質(zhì)→目標(biāo)產(chǎn)物
(3)除雜分析：分析原料中的“雜質(zhì)”轉(zhuǎn)化除去過程，分析每一步驟的目的以及反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)過程
(4)綜合判斷：根據(jù)題干信息、流程信息、題中設(shè)問信息審題、解題(讀完全題再做題)
【分類突破】
微題型1 以物質(zhì)制備為主體的工藝流程題
1.(2023·廣州天河區(qū)二模)鉻(Cr)廣泛應(yīng)用于冶金、化工、航天等領(lǐng)域。工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeCr2O4，含有少量Al2O3)為原料制備金屬鉻的工藝流程如圖所示：
回答下列問題：
(1)FeCr2O4中Fe為＋2價(jià)，Cr的化合價(jià)為________，“焙燒”中FeCr2O4反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)“沉鋁”中所得濾渣的成分為________，需控制pH＝6～10的原因?yàn)開____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)“酸化”中反應(yīng)的離子方程式為___________________________________
__________________________________________________________________，
若該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝4×1014，已知：“酸化”后溶液中c(Cr2O)＝1.6×10－3 mol·L－1，則溶液中c(CrO)＝________ mol·L－1。
(4)氧鉻酸鈣是一種常見含鉻礦石，其立方晶胞如圖所示。
①氧鉻酸鈣的化學(xué)式為________。
②1個(gè)鈣原子與________個(gè)氧原子最近且等距離。
③該晶體密度為________ g·cm－3(列出計(jì)算式即可。已知Ca和O的最近距離為a nm，NA代表阿伏加德羅常數(shù))
2.(2023·梅州大埔縣二模)金屬鉬在工業(yè)和國(guó)防建設(shè)中有重要的作用，其化合物鉬酸鈉晶體(Na2MoO4·10H2O)可制造金屬緩蝕劑。由鉬精礦(主要成分為MoS2，含有少量不反應(yīng)的雜質(zhì))制備鉬及鉬酸鈉晶體的工藝流程如圖。回答下列問題：
(1)S位于元素周期表中________區(qū)。
(2)焙燒過程中采用“多層逆流(空氣從爐底進(jìn)入，鉬精礦經(jīng)粉碎后從爐頂進(jìn)入)焙燒”，圖1為焙燒時(shí)各爐層固體物料的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)(φ)。
①“多層逆流焙燒”的優(yōu)點(diǎn)是____________(任答一點(diǎn))，x＝________。
②某些生產(chǎn)工藝在焙燒時(shí)加入CaCO3會(huì)更環(huán)保，其原因是____________________________________________________________________
_________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。
(3)寫出堿浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________________________
_________________________________________________________________。
(4)操作3為________，本流程中，金屬鉬的冶煉方法為________(填字母)。
a.熱還原法　b.熱分解法　c.電解法　d.物理方法
(5)已知鉬酸鈉的溶解度曲線如圖2所示，要獲得鉬酸鈉晶體Na2MoO4·10H2O的操作2為________、________、過濾、洗滌、烘干。
微題型2 以分離、提純?yōu)橹黧w的工藝流程題
3.(2023·廣東六校三校聯(lián)考)碳酸鍶(SrCO3)難溶于水，主要用于電磁材料和金屬冶煉。一種由工業(yè)碳酸鍶(含少量Ba2＋、Ca2＋、Mg2＋、Pb2＋等)制備高純碳酸鍶的工藝流程如下：
已知：①Sr(OH)2為強(qiáng)堿，Cr(OH)3為兩性氫氧化物；
②常溫下，各物質(zhì)的溶度積常數(shù)如表所示。
化合物 Cr(OH)3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 SrCO3
Ksp近似值 1×10－31 5.5×10－6 1.8×10－11 5.6×10－10
回答下列問題：
(1)氣體A的電子式為______________________________________________。
(2)“酸化”步驟發(fā)生如下反應(yīng)：2CrO＋2H＋??Cr2O＋H2O，則“還原”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。
(3)濾渣1的主要成分為________，濾渣2的主要成分為________(填化學(xué)式)。
(4)用氨水和NaOH分步調(diào)節(jié)pH，而不直接用NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH≈13的原因是________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(5)“碳化”時(shí)，反應(yīng)Sr2＋(aq)＋2HCO(aq)??SrCO3(s)＋H2CO3(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K的計(jì)算關(guān)系式為________(用相關(guān)平衡常數(shù)表達(dá)，已知碳酸的電離常數(shù)為Ka1、Ka2)。
(6)上述流程合成的碳酸鍶與TiO2在高溫下反應(yīng)，可以制得高溫超導(dǎo)基片材料SrTiO3，SrTiO3的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中Ti處在體心位置，Sr與Ti的最近距離為a nm，已知SrTiO3的相對(duì)分子質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則SrTiO3晶體的密度為________ g/cm3(列出M、NA、a相關(guān)的算式即可)。
微題型3 與實(shí)驗(yàn)融合的工藝流程題
4.氯化鐵是重要的化工原料。針對(duì)氯化鐵的實(shí)驗(yàn)室制備方法，回答下列問題：
Ⅰ.FeCl3·6H2O的制備
制備流程圖如下：
(1)將廢鐵屑分批加入稀鹽酸中，至鹽酸反應(yīng)完全。判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為___________________________________________________________________。
含有少量銅的廢鐵屑比純鐵屑反應(yīng)快，原因?yàn)開___________________________
___________________________________________________________________。
(2)操作①所必需的玻璃儀器中，除燒杯外還有____________。
(3)檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否殘留Fe2＋的試劑是____________。
(4)為增大FeCl3溶液的濃度，向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2。此過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________
_________________________________________________________________。
(5)操作②為_______________________________________________________。
Ⅱ.由FeCl3·6H2O制備無水FeCl3
將FeCl3·6H2O與液體SOCl2混合并加熱，制得無水FeCl3。已知SOCl2沸點(diǎn)為77 ℃，反應(yīng)方程式為：FeCl3·6H2O＋6SOCl2FeCl3＋6SO2↑＋12HCl↑，裝置如下圖所示(夾持和加熱裝置略)。
(6)儀器A的名稱為____________，其作用為____________。NaOH溶液的作用是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(7)干燥管中無水CaCl2不能換成堿石灰，原因是
___________________________________________________________________。
(8)由下列結(jié)晶水合物制備無水鹽，適宜使用上述方法的是____________(填序號(hào))。
a.ZnCl2·H2O
b.CuSO4·5H2O
c.Na2S2O3·5H2O
綜合題突破一　工藝流程與物質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合題
真題導(dǎo)航·明確考向
1.答案　(1)MgO＋H2O===Mg(OH)2　(2)＞
(3)2Co(OH)3＋12NH3·H2O＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O＋4OH－或2Co(OH)3＋8NH3·H2O＋4NH＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O
(4)①晶體　②減少膠狀物質(zhì)對(duì)鎳鈷氫氧化物的包裹，增加了濾泥與氨性溶液的接觸面積
(5)①HCl　②體心　12
(6)①0.4或2∶5　②MgO
解析　硝酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Al3＋、Mg2＋)中加入活性氧化鎂調(diào)節(jié)溶液pH值，過濾，得到濾液主要是硝酸鎂，結(jié)晶純化得到硝酸鎂晶體，再熱解得到氧化鎂和硝酸。濾泥加入氨性溶液氨浸，過濾，向?yàn)V液中進(jìn)行鎳鈷分離，經(jīng)過一系列操作得到氯化鈷和飽和氯化鎳溶液，向飽和氯化鎳溶液中加入氯化氫氣體得到氯化鎳晶體。(1)活性MgO可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為MgO＋H2O===Mg(OH)2。(2)常溫下，pH＝9.9的氨性溶液中，lgKb(NH3·H2O)＝－4.7，Kb(NH3·H2O)＝10－4.7＝，＝＝＝10－0.6<1，則c(NH3·H2O)＞c(NH)。(3)“氨浸”時(shí)，Co(OH)3與亞硫酸根發(fā)生氧化還原反應(yīng)，再與氨水反應(yīng)生成[Co(NH3)6]2＋，則由Co(OH)3轉(zhuǎn)化為[Co(NH3)6]2＋的離子方程式為2Co(OH)3＋12NH3·H2O＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O＋4OH－或2Co(OH)3＋8NH3·H2O＋4NH＋SO===2[Co(NH3)6]2＋＋SO＋13H2O。(4)①X射線衍射圖譜中，出現(xiàn)了NH4Al(OH)2CO3的明銳衍射峰，則NH4Al(OH)2CO3屬于晶體；②根據(jù)題意(NH4)2CO3會(huì)使濾泥中的一種膠狀物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏松分布的棒狀顆粒物，則(NH4)2CO3能提高Ni、Co的浸取速率，其原因是減少膠狀物質(zhì)對(duì)鎳鈷氫氧化物的包裹，增加了濾泥與氨性溶液的接觸面積。(5)①“析晶”過程中為了防止Ni2＋水解，因此通入的酸性氣體A為HCl；②由CoCl2可制備AlxCoOy晶體，其立方晶胞如圖。x、y為整數(shù)，根據(jù)圖中信息Co、Al原子都只有一個(gè)，而氧(白色)原子有3個(gè)，Al與O最小間距大于Co與O最小間距，則Al在頂點(diǎn)，因此Co在晶胞中的位置為體心；晶體中一個(gè)Al周圍與其最近的O原子，以頂點(diǎn)Al分析，面心的氧原子一個(gè)橫截面有4個(gè)，三個(gè)橫截面共12個(gè)，因此晶體中一個(gè)Al周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)為12。(6)①“結(jié)晶純化”過程中，沒有引入新物質(zhì)。晶體A含6個(gè)結(jié)晶水，則晶體A為Mg(NO3)2·6H2O，根據(jù)Mg(NO3)2＋2H2O??Mg(OH)2＋2HNO3，Mg(OH)2MgO＋H2O，還剩余5個(gè)水分子，因此所得HNO3溶液中n(HNO3)與n(H2O)的比值理論上最高為2∶5；②根據(jù)前面分析Mg(NO3)2＋2H2O??Mg(OH)2＋2HNO3，Mg(OH)2MgO＋H2O，“熱解”對(duì)于從礦石提取Ni、Co工藝的意義，在于可重復(fù)利用HNO3和MgO。
2.答案　(1)Fe2＋　(2)4.7≤pH<6.2　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　(3)4.0×10－4　(4)①加熱攪拌可加快反應(yīng)速率　②冷卻結(jié)晶　(5)MgSO4　(6)①15　②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析　由流程可知，該類礦(含鐵、鋁等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到的浸取液中含有RE3＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、SO等離子，經(jīng)氧化調(diào)pH使Fe3＋、Al3＋形成沉淀，經(jīng)過濾除去，濾液1中含有RE3＋、Mg2＋、SO等離子，加入月桂酸鈉，使RE3＋形成(C11H23COO)3RE沉淀，濾液2主要含有MgSO4溶液，可循環(huán)利用，濾餅加鹽酸，經(jīng)加熱攪拌溶解后，再冷卻結(jié)晶，析出月桂酸，再固液分離得到RECl3溶液。(1)由分析可知，“氧化調(diào)pH”的目的是除去含鐵、鋁等元素的離子，需要將Fe2＋氧化為Fe3＋，以便后續(xù)除雜，所以化合價(jià)有變化的金屬離子是Fe2＋。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，Al3＋沉淀完全的pH為4.7，而RE3＋開始沉淀的pH為6.2，所以為保證Fe3＋、Al3＋沉淀完全，且RE3＋不沉淀，要用NaOH溶液調(diào)pH至4.7≤pH<6.2的范圍內(nèi)，該過程中Al3＋發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。(3)濾液2中Mg2＋濃度為2.7 g·L－1，即0.112 5 mol·L－1，根據(jù)Ksp[(C11H23COO)2Mg]＝c(Mg2＋)·c2(C11H23COO－)，若要加入月桂酸鈉后只生成(C11H23COO)3RE，而不產(chǎn)生(C11H23COO)2Mg，則c(C11H23COO－)<＝mol·L－1＝4.0×10－4 mol·L－1。(4)②“操作X”的結(jié)果是分離出月桂酸，由信息可知，月桂酸(C11H23COOH)的熔點(diǎn)為44 ℃，故“操作X”的過程為先冷卻結(jié)晶，再固液分離。(6)①YCl3中Y為＋3價(jià)，PtCl4中Pt為＋4價(jià)，而Pt3Y中金屬均為0價(jià)，所以還原YCl3和PtCl4熔融鹽制備Pt3Y時(shí)，生成1 mol Pt3Y轉(zhuǎn)移15 mol電子。②堿性溶液中，氫氧燃料電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
化整為零·逐點(diǎn)突破
命題熱點(diǎn)一
題空1
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　(1)選取細(xì)小顆粒，增大反應(yīng)物接觸面積，提高酸浸反應(yīng)速率　H2SO4
(2)①2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2　②PbSO4
2.答案　(1)Ⅰ.加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進(jìn)氧化完全)
Ⅱ.Fe2＋
(2)除去油脂、溶解鋁及其氧化物　AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(3)NH3＋NH4HCO3===(NH4)2CO3　Fe2O3、Al2O3、SiO2
解析　硫酸銨溶液中存在平衡：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋，硼酸鎂能與水解出的H＋反應(yīng)，促進(jìn)平衡向右移動(dòng)，生成的一水合氨濃度增大，因溶液中存在平衡NH3·H2O??NH3＋H2O，一水合氨濃度增大，促進(jìn)NH3·H2O分解產(chǎn)生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨氣，發(fā)生的反應(yīng)為NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁不溶于硫酸銨溶液，濾渣1的主要成分是二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁。
題空2
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
答案　(1)Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
(2)硫酸　SiO2　CaSO4
(3)(NH4)2SO4
解析　(1)由題表中Fe3＋、Al3＋、Mg2＋完全沉淀時(shí)的pH分別為3.2、4.7、11.1可知，用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6的過程中，依次析出的金屬離子是Fe3＋、Al3＋、Mg2＋。(2)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，為了盡可能減少酸溶液的揮發(fā)而造成不必要的損失且保證TiO2可以完全溶解，故最好選擇硫酸；SiO2不溶于硫酸，“焙燒”生成CaSO4固體，故“酸溶”后所得“酸溶渣”的成分為SiO2、CaSO4。(3)母液①的主要成分為硫酸銨和氨水，母液②的主要成分為硫酸，混合后吸收尾氣NH3，經(jīng)處理可得到(NH4)2SO4，循環(huán)利用。
題空3
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
解析　“沉錳”時(shí)Mn2＋與HCO反應(yīng)生成MnCO3并放出CO2，由此可寫出離子方程式。
2.答案　(1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－
AgNO3　②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2
(2)2IO＋5HSO===I2＋5SO＋H2O＋3H＋
解析　(1)①由流程分析可知，加入Fe粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式是2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－；生成的沉淀為Ag，Ag與HNO3反應(yīng)生成AgNO3，AgNO3可以循環(huán)使用。②由于還原性：I－>Fe2＋，故通入Cl2的過程中，若氧化產(chǎn)物只有一種，該產(chǎn)物應(yīng)是I2，此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2。(2)NaIO3具有氧化性，NaHSO3具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NaI和Na2SO4，反應(yīng)的離子方程式是IO＋3HSO===3SO＋I(xiàn)－＋3H＋；NaI和NaIO3在酸性條件下，繼續(xù)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I2，反應(yīng)的離子方程式是5I－＋I(xiàn)O＋6H＋===3I2＋3H2O，故制備I2的總反應(yīng)的離子方程式是2IO＋5HSO===I2＋5SO＋H2 O＋3H＋。
命題熱點(diǎn)二
題空1
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　(1)Mn2＋　Fe3＋、Al3＋
(2)Fe(OH)3
(3)NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓或
Na[Al(OH)4]＋HCl===NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O
(4)利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全
解析　(1)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知，pH在3.0～3.1時(shí)，鐵離子接近沉淀完全，少量鐵離子隨濾液②除去，Al3＋部分沉淀，大量鋁離子隨濾液②除去，K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋隨濾液②除去。(2)在pH>13的強(qiáng)堿性溶液中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽而溶解，Al(OH)3轉(zhuǎn)化為NaAl(OH)4而溶解，F(xiàn)e(OH)3不溶，故濾渣③的主要成分是Fe(OH)3。(3)pH＝8.5時(shí)鋁元素沉淀，故“調(diào)pH”時(shí)生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na[Al(OH)4]＋HCl===Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O。(4)“沉釩”時(shí)要使NH4VO3盡可能析出完全，利用同離子效應(yīng)，加入過量NH4Cl可達(dá)到此目的。
2.答案　(1)2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O
(2)B　(3)①降低溶液中氫離子的濃度，促進(jìn)平衡正移，增大Ce3＋的萃取率　②酸性條件，多次萃取　③Ce3＋
解析　首先用稀鹽酸和過氧化氫溶液酸浸二氧化鈰廢渣，得到三價(jià)鈰，加入氨水調(diào)節(jié)pH后用萃取劑萃取其中的三價(jià)鈰，增大三價(jià)鈰濃度，之后加入稀硝酸反萃取其中的三價(jià)鈰，再加入氨水和碳酸氫銨制備產(chǎn)物，以此解題。(1)根據(jù)信息反應(yīng)物為CeO2 與H2O2，產(chǎn)物為Ce3＋和O2，根據(jù)電荷守恒和元素守恒可知其離子方程式為：2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O；(2)反應(yīng)過程中保持CeCl3少量即可得到含Cl－量較少的Ce2(CO3)3，故選B；(3)①降低溶液中氫離子的濃度，促進(jìn)平衡正移，增大Ce3＋的萃取率；②根據(jù)萃取原理可知，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)條件是酸性條件，為了使Ce3＋盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移，可以采用多次萃取；③“反萃取”得到的水溶液中含有濃度較大的Ce3＋，過濾后溶液中Ce3＋離子濃度較小。
題空2
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　(1)100 ℃、2 h，90 ℃、5 h
(2)低于40 ℃，TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40 ℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降
2.答案　(1)Sn2＋＋H2O??SnO＋2H＋　Sn2＋與H2O的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，加熱促使Sn2＋轉(zhuǎn)化為SnO；加水促進(jìn)Sn2＋水解
(2)PbSO4　(3)2Bi3＋＋3Fe===2Bi＋3Fe2＋　 (4)5.0≤pH<7.5
解析　含銦廢渣(主要成分是In3＋、Cl－，還含有少量Bi3＋、Pb2＋、Sn2＋等雜質(zhì))，“中性水洗”時(shí)，含銦廢渣中金屬陽離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物或氧化物，加稀硫酸溶解，Pb2＋轉(zhuǎn)化成硫酸鉛除去，浸出液中含有Sn2＋、Bi3＋、In3＋等陽離子，加入鐵粉，置換出Bi和Sn單質(zhì)，調(diào)節(jié)溶液pH，使In3＋沉淀，過濾得到的沉渣中主要含有In(OH)3，用稀硫酸溶解，得到In3＋，再用Zn置換出In制得粗銦。(1)“中性水洗”時(shí)，Sn2＋水解生成SnO，反應(yīng)的離子方程式為Sn2＋＋H2O??SnO＋2H＋，Sn2＋水解吸收熱量，因此該過程需加入大量水并加熱，目的是加熱促使Sn2＋轉(zhuǎn)化為SnO，同時(shí)加水促進(jìn)Sn2＋水解；(2)由上述分析可知，加稀硫酸溶解，Pb2＋轉(zhuǎn)化成硫酸鉛，因此“濾渣”的主要成分PbSO4；(3)凈化時(shí)加入鐵粉，置換出Bi和Sn單質(zhì)，生成Bi的離子方程式為2Bi3＋＋3Fe===2Bi＋3Fe2＋；(4)“富銦”時(shí)需要使In3＋完全沉淀同時(shí)Fe2＋不能沉淀，因此需要調(diào)節(jié)pH范圍為5.0≤pH<7.5。
命題熱點(diǎn)三
題空1
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　d　復(fù)分解反應(yīng)
2.答案　Zn2＋＋2e－===Zn
3.答案　2FePO4 ＋ Li2CO3＋ H2C2O42LiFePO4＋ H2O↑＋ 3CO2↑
題空2
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
答案　(1)3.6　已經(jīng)　(2)CuSO4·3H2O　96.53%
解析　(1)由題中表格數(shù)據(jù)可知，25 ℃時(shí)，“調(diào)節(jié)pH”后，測(cè)得濾液中c(Fe3＋)＝1.0×10－6 mol/L，c(Cu2＋)＝5.0 mol/L，因?yàn)镵sp[Fe(OH)3]＝ 6.4×10－38，所以c(Fe3＋)×c3(OH－)＝Ksp[Fe(OH)3]，則c(OH－)＝＝＝4×10－11 mol/L，c(H＋)＝＝＝×10－3mol/L，pH＝3＋lg4＝3＋2lg2＝3.6；又c(Cu2＋)×c2(OH－)＝5×(4×10－11)2＝8×10－21＜Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20，所以Cu(OH)2已經(jīng)完全溶解。(2)由題中信息和圖示可知，雜質(zhì)不分解，250 ℃時(shí)，膽礬失去所有結(jié)晶水，此時(shí)失重率為34.75%，設(shè)產(chǎn)品總質(zhì)量為m克，該膽礬產(chǎn)品的純度為x，則
，
解之x＝＝96.53%；A點(diǎn)時(shí)，失重率為13.90%，設(shè)A點(diǎn)膽礬分解得到的物質(zhì)為CuSO4·yH2O，則
，
所以250×13.90%＝18(5－y)×96.53%，解之y＝3，所以A點(diǎn)膽礬分解得到的物質(zhì)為CuSO4·3H2O。
命題熱點(diǎn)四
題空1
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
答案　(1)1s22s22p63s23p63d24s2　(2)　(3)3d54s2　(4)3d64s2　(5)3s23p4
題空2
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　3　MgB2　a
解析　由硼鎂化合物的晶體結(jié)構(gòu)可知Mg位于正六棱柱的頂點(diǎn)和面心，由均攤法可以求出正六棱柱中含有12×＋2×＝3個(gè)Mg，由晶胞沿c軸的投影圖可知本題所給晶體結(jié)構(gòu)包含三個(gè)晶胞，則晶胞中Mg的個(gè)數(shù)為1；晶體結(jié)構(gòu)中B在正六棱柱體內(nèi)，共6個(gè)，則該物質(zhì)的化學(xué)式為MgB2；由晶胞沿c軸的投影圖可知，B原子在圖中兩個(gè)正三角形的重心，該點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離是該點(diǎn)到對(duì)邊中點(diǎn)距離的2倍，頂點(diǎn)到對(duì)邊的垂線長(zhǎng)度為a，因此B—B最近距離為a××2＝a。
2.答案　2　bc
3.答案　O　Mg2GeO4
題空3
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　
2.答案　
題空4
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　2　
解析　由AlF3的晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中含黑色球的個(gè)數(shù)為12×＝3，白色球的個(gè)數(shù)為8×＝1，則黑色的球?yàn)镕－，距F－最近且等距的Al3＋有2個(gè)，則F－的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為a pm，則晶胞的體積為a3×10－30 cm3，晶胞的質(zhì)量為，則其晶體密度ρ＝ g·cm－3。
2.答案　8　
解析　以ZrO2晶胞結(jié)構(gòu)的上面面心的Zr4＋為研究對(duì)象，將晶體結(jié)構(gòu)向上由1個(gè)晶胞延長(zhǎng)為2個(gè)晶胞，可觀察到與該Zr4＋距離最近的O2－有8個(gè)，則Zr4＋的配位數(shù)為8。該晶胞中含8個(gè)O2－，Zr4＋個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4(個(gè))，則1個(gè)晶胞的質(zhì)量為 g，1個(gè)晶胞的體積為a2c×10－30 cm3，則該晶體的密度為 g·cm－3。
題空5
對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)
1.答案　Ca2＋　a
解析　根據(jù)螢石晶胞結(jié)構(gòu)，X離子分布在晶胞的頂點(diǎn)和面心上，則1個(gè)晶胞中X離子共有8×＋6×＝4個(gè)，Y離子分布在晶胞內(nèi)部，則1個(gè)晶胞中共有8個(gè)Y離子，因此該晶胞的化學(xué)式應(yīng)為XY2，結(jié)合螢石的化學(xué)式可知，X為Ca2＋；根據(jù)晶胞，將晶胞分成8個(gè)相等的小正方體，仔細(xì)觀察CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)F－位于晶胞中8個(gè)小立方體的體心，小立方體邊長(zhǎng)為a，體對(duì)角線為a，Ca2＋與F－之間距離就是小晶胞體對(duì)角線的一半，因此晶體中正負(fù)離子的核間距最小為a pm。
2.答案　2　(0，0，)　
解析　圖中大球的個(gè)數(shù)為8×＋1＝2，小球的個(gè)數(shù)為8×＋2＝4，根據(jù)XeF2的原子個(gè)數(shù)比知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個(gè)XeF2分子；由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，且每個(gè)坐標(biāo)系的單位長(zhǎng)度都記為1，B點(diǎn)在棱的處，其坐標(biāo)為(0，0，)；圖中y是底面對(duì)角線的一半，y＝a，x＝－r，所以d＝＝ pm。

展開更多......

收起↑