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工藝流程大題匯編（高考題 模擬題）
學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________
一、解答題
1．（2023·廣東·高考真題）均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工藝可提取，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、和配制。常溫下，與形成可溶于水的配離子：；易被空氣氧化為；部分氫氧化物的如下表。
氫氧化物
回答下列問題：
(1)活性可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為 。
(2)常溫下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”時(shí)，由轉(zhuǎn)化為的離子方程式為 。
(4)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)了的明銳衍射峰。
①屬于 (填“晶體”或“非晶體”)。
②提高了的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”過程中通入的酸性氣體A為 。
②由可制備晶體，其立方晶胞如圖。與O最小間距大于與O最小間距，x、y為整數(shù)，則在晶胞中的位置為 ；晶體中一個(gè)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，則所得溶液中與的比值，理論上最高為 。
②“熱解”對(duì)于從礦石提取工藝的意義，在于可重復(fù)利用和 (填化學(xué)式)。
【答案】(1)
(2)＞
(3)或
(4) 晶體 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) 體心 12
(6) 0.4或
【分析】硝酸浸取液(含)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)過一系列得到氯化鉻和飽和氯化鎳溶液，向飽和氯化鎳溶液中加入氯化氫氣體得到氯化鎳晶體。
【詳解】（1）活性可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為；故答案為：。
（2）常溫下，的氨性溶液中，，，，則＞；故答案為：＞。
（3）“氨浸”時(shí)，與亞硫酸根發(fā)生氧化還原反應(yīng)，再與氨水反應(yīng)生成，則由轉(zhuǎn)化為的離子方程式為或；故答案為：或。
（4）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)了的明銳衍射峰。
①X射線衍射圖譜中，出現(xiàn)了的明銳衍射峰，則屬于晶體；故答案為：晶體。
②根據(jù)題意會(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，則能提高了的浸取速率，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；故答案為：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”過程中為了防止水解，因此通入的酸性氣體A為；故答案為：。
②由可制備晶體，其立方晶胞如圖。x、y為整數(shù)，根據(jù)圖中信息Co、Al都只有一個(gè)原子，而氧(白色)原子有3個(gè)，與O最小間距大于與O最小間距，則Al在頂點(diǎn)，因此在晶胞中的位置為體心；晶體中一個(gè)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)周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)為12；故答案為：體心；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，根據(jù)，，還剩余5個(gè)水分子，因此所得溶液中與的比值理論上最高為；故答案為：0.4或。
②“熱解”對(duì)于從礦石提取工藝的意義，根據(jù)前面分析，，在于可重復(fù)利用和；故答案為：。
2．（2022·廣東·高考真題）稀土()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：月桂酸熔點(diǎn)為；月桂酸和均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價(jià)不變；的，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
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，用溶液調(diào)pH至 的范圍內(nèi)，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)“過濾2”后，濾餅中檢測(cè)不到元素，濾液2中濃度為。為盡可能多地提取，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確保“過濾2”前的溶液中低于 (保留兩位有效數(shù)字)。
(4)①“加熱攪拌”有利于加快溶出、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。
①還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移 電子。
②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的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為 。
【答案】(1)Fe2+
(2) 4.7pH<6.2
(3)4.010-4
(4) 加熱可以提高反應(yīng)物粒子運(yùn)動(dòng)速度，攪拌增加溶劑與溶質(zhì)的接觸面積，使溶出更徹底，提高溶出速度，提高產(chǎn)率 冷卻結(jié)晶
(5)MgSO4
(6) 15 O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】由流程可知，該類礦(含鐵、鋁等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等離子，經(jīng)氧化調(diào)pH使、形成沉淀，經(jīng)過濾除去，濾液1中含有、、等離子，加入月桂酸鈉，使形成沉淀，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。
【詳解】（1）由分析可知，“氧化調(diào)pH”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+，故答案為：Fe2+；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，沉淀完全的pH為4.7，而開始沉淀的pH為6.2~7.4，所以為保證、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液調(diào)pH至4.7pH<6.2的范圍內(nèi)，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為，故答案為：4.7pH<6.2；；
（3）濾液2中濃度為，即0.1125mol/L，根據(jù)，若要加入月桂酸鈉后只生成，而不產(chǎn)生，則==4.010-4，故答案為：4.010-4；
（4）①“加熱攪拌”有利于加快溶出、提高產(chǎn)率，其原因是加熱可以提高反應(yīng)物粒子運(yùn)動(dòng)速度，攪拌增加溶劑與溶質(zhì)的接觸面積，使溶出更徹底，提高溶出速度，提高產(chǎn)率，故答案為：加熱可以提高反應(yīng)物粒子運(yùn)動(dòng)速度，攪拌增加溶劑與溶質(zhì)的接觸面積，使溶出更徹底，提高溶出速度，提高產(chǎn)率；
② “操作X”的結(jié)果是分離出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔點(diǎn)為，故“操作X”的過程為：先冷卻結(jié)晶，再固液分離，故答案為：冷卻結(jié)晶；
（5）由分析可知，該工藝中，可再生循環(huán)利用的物質(zhì)有MgSO4，故答案為：MgSO4；
（6）①中Y為+3價(jià)，中Pt為+4價(jià)，而中金屬均為0價(jià)，所以還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移15電子，故答案為：15；
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，故答案為：O2+4e-+2H2O=4OH-。
3．（2021·廣東·高考真題）對(duì)廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁()、鉬()、鎳()等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
已知：25℃時(shí)，的，；；；該工藝中，時(shí)，溶液中元素以的形態(tài)存在。
(1)“焙燒”中，有生成，其中元素的化合價(jià)為 。
(2)“沉鋁”中，生成的沉淀為 。
(3)“沉鉬”中，為7.0。
①生成的離子方程式為 。
②若條件控制不當(dāng)，也會(huì)沉淀。為避免中混入沉淀，溶液中 (列出算式)時(shí)，應(yīng)停止加入溶液。
(4)①濾液Ⅲ中，主要存在的鈉鹽有和，為 。
②往濾液Ⅲ中添加適量固體后，通入足量 (填化學(xué)式)氣體，再通入足量，可析出。
(5)高純(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如圖所示，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止刻蝕液與下層(砷化鎵)反應(yīng)。
①該氧化物為 。
②已知：和同族，和同族。在與上層的反應(yīng)中，元素的化合價(jià)變?yōu)?5價(jià)，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為 。
【答案】 +6 +=↓
【分析】由題中信息可知，廢催化劑與氫氧化鈉一起焙燒后，鋁和鉬都發(fā)生了反應(yīng)分別轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉和鉬酸鈉，經(jīng)水浸、過濾，分離出含鎳的固體濾渣，濾液I中加入過量的二氧化碳，偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得到的沉淀X為氫氧化鋁，濾液II中加入適量的氯化鋇溶液沉鉬后，過濾得到鉬酸鋇。
【詳解】（1）“焙燒”中，有生成，其中Na和O的化合價(jià)為+1和-2，根據(jù)化合價(jià)的代數(shù)和為0可知，元素的化合價(jià)為+6。
（2）“沉鋁”中，偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁，因此，生成的沉淀為。
（3）①濾液II中含有鉬酸鈉，加入氯化鋇溶液后生成沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為+=↓。
②若開始生成沉淀，則體系中恰好建立如下平衡：，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為。為避免中混入沉淀，必須滿足，由于“沉鉬”中為7.0，，所以溶液中時(shí)，開始生成沉淀，因此，時(shí)，應(yīng)停止加入溶液。
（4）①濾液I中加入過量的二氧化碳，偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，同時(shí)生成碳酸氫鈉，過濾得到的濾液II中含有碳酸氫鈉和鉬酸鈉。濾液II中加入適量的氯化鋇溶液沉鉬后，因此，過濾得到的濾液Ⅲ中，主要存在的鈉鹽有和，故為。
②根據(jù)侯氏制堿法的原理可知，往濾液Ⅲ中添加適量固體后，通入足量，再通入足量，可析出。
（5）①由題中信息可知，致密的保護(hù)膜為一種氧化物，是由與反應(yīng)生成的，聯(lián)想到金屬鋁表面容易形成致密的氧化膜可知，該氧化物為。
②由和同族、和同族可知，中顯+3價(jià)（其最高價(jià)）、顯-3價(jià)。在與上層的反應(yīng)中，元素的化合價(jià)變?yōu)?5價(jià)，其化合價(jià)升高了8，元素被氧化，則該反應(yīng)的氧化劑為，還原劑為。中的O元素為-1價(jià)，其作為氧化劑時(shí)，O元素要被還原到-2價(jià)，每個(gè)參加反應(yīng)會(huì)使化合價(jià)降低2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中元素化合價(jià)升高的總數(shù)值等于化合價(jià)降低的總數(shù)值可知，該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為。
4．（2024·廣東廣州·一模）對(duì)廢舊鋰離子電池正極材料(主要成分為，還含有少量、、、等元素)進(jìn)行回收可有效利用金屬資源，一種回收利用工藝流程如下：
已知：①常溫下，丁二酮肟是白色晶體，不溶于水，可溶于乙醇等有機(jī)溶劑。
②常溫下，部分氫氧化物的如下表：
氫氧化物
回答下列問題：
(1)“酸浸還原”中轉(zhuǎn)化為，氧化產(chǎn)物是，該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為 。
(2)濾渣2的主要成分是、和，轉(zhuǎn)化為的離子方程式是 ；常溫下，“氧化調(diào)”后的濾液中濃度為，為盡可能多地提取，應(yīng)控制溶液中的不大于 。
(3)“轉(zhuǎn)化”中由轉(zhuǎn)化為的離子方程式為 。
(4)“沉鎳”中丁二酮肟與反應(yīng)生成丁二酮肟鎳的過程可表示為：
從濾渣3中分離出丁二酮肟固體的方法是 。
(5)“鋰鈷分離”可產(chǎn)生能重復(fù)利用的物質(zhì)是 。
(6)層狀的結(jié)構(gòu)如圖所示，層狀中一個(gè)周圍與其最近的的個(gè)數(shù)是 ；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，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖中原子1的坐標(biāo)為，則原子2和原子3的坐標(biāo)分別為 、 。
【答案】(1)8：1
(2) Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl— 7.0
(3)4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O
(4)加入鹽酸，充分反應(yīng)后過濾
(5)氨氣
(6) 6 (0，0，) (0，0，)
【分析】由題給流程可知，向正極材料中加入硫酸和硫代硫酸鈉混合溶液酸浸還原，將鈷酸鋰轉(zhuǎn)化為亞鈷離子和鋰離子，材料中含有的少量金屬元素轉(zhuǎn)化為可溶的硫酸鹽，過濾得到濾渣和濾液；向?yàn)V液中加入次氯酸鈉溶液，將溶液中的亞鐵離子、鋁離子、錳離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化錳沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁、二氧化錳的濾渣和濾液；濾液中的鎳離子與濃氨水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六氨合鎳離子，亞鈷離子與氨水、銨根離子、氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六氨合鈷離子，向轉(zhuǎn)化后的溶液中加入丁二酮肟的乙醇溶液，將溶液中的六氨合鎳離子轉(zhuǎn)化為丁二酮肟鎳沉淀，過濾得到含有丁二酮肟鎳的濾渣和濾液；向?yàn)V渣中加入鹽酸，充分反應(yīng)后過濾得到丁二酮肟固體和二氯化鎳溶液；向?yàn)V液中加入鹽酸，將溶液中六氨合鈷離子轉(zhuǎn)化為鈷離子和銨根離子，再加入氫氧化鈉溶液，將溶液中的鈷離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鈷沉淀、銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣，過濾得到鈷的氫氧化物和含鋰離子的溶液。
【詳解】（1）由化合價(jià)代數(shù)和為0可知，鈷酸鋰中鈷元素的化合價(jià)為+3價(jià)、硫代硫酸鈉中硫元素的化合價(jià)為+2價(jià)，由題意可知，“酸浸還原”時(shí)，鈷酸鋰中鈷元素被還原為亞鈷離子，硫代硫酸根離子被氧化為硫酸根離子，由得失電子數(shù)目守恒可知，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比為8：1，故答案為：8：1；
（2）由題意可知，“氧化調(diào)pH”后的濾液中亞鈷離子的濃度為17.7g/L，設(shè)溶液的體積為1L，則亞鈷離子的濃度為=0.3mol/L，由溶度積可知，為盡可能多地提取亞鈷離子，溶液中的氫氧根離子濃度應(yīng)小于=10—7mol/L，則溶液pH應(yīng)小于7，所以錳離子轉(zhuǎn)化為二氧化錳的反應(yīng)為溶液中的錳離子與次氯酸根離子反應(yīng)生成二氧化錳沉淀、氯離子和氫離子，反應(yīng)的離子方程式為Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—，故答案為：Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—；7；
（3）“轉(zhuǎn)化”中，溶液中亞鈷離子發(fā)生的反應(yīng)為亞鈷離子與氨水、銨根離子、氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為六氨合鈷離子和水，反應(yīng)的離子方程式為4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O，故答案為：4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O；
（4）由分析可知，從濾渣3中分離出丁二酮肟固體的操作為向丁二酮肟鎳中加入鹽酸，充分反應(yīng)后過濾得到丁二酮肟固體和二氯化鎳溶液，故答案為：加入鹽酸，充分反應(yīng)后過濾；
（5）由分析可知，“鋰鈷分離”中發(fā)生的反應(yīng)為加入鹽酸，將溶液中六氨合鈷離子轉(zhuǎn)化為鈷離子和銨根離子，再加入氫氧化鈉溶液，將溶液中的鈷離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鈷沉淀、銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣，則能重復(fù)利用的物質(zhì)是氨氣，故答案為：氨氣；
（6）由層狀結(jié)構(gòu)可知，位于六棱柱頂點(diǎn)的鈷原子與位于柱內(nèi)的氧原子距離最近，則一個(gè)鈷原子周圍與其最近的氧原子的個(gè)數(shù)是6；由晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于六棱柱頂點(diǎn)的1號(hào)原子位于晶胞的頂點(diǎn)，2號(hào)位于同條棱的處，3號(hào)原子高度在處、y方向的長(zhǎng)度等于底邊的長(zhǎng)度，由原子1的坐標(biāo)為可知，原子2和原子3的坐標(biāo)分別為(0，0，)、(0，1，)，故答案為：6；(0，0，)；(0，1，)。
5．（2024·廣東深圳·一模）鋯被稱為原子時(shí)代的頭號(hào)金屬。一種以氧氯化鋯（主要含，還含有少量、、等元素）為原料生產(chǎn)金屬鋯的工藝流程如下：
已知：
①“酸溶”后溶液中各金屬元素的存在形式為：、、、；
②25℃時(shí)，，；
物質(zhì)
沸點(diǎn)/℃ 331 315 1300 700 1150
回答下列問題：
(1)“酸溶”后，元素的化合價(jià)為 。
(2)“萃取”時(shí)，鋯元素可與萃取劑形成多種絡(luò)合物，寫出生成的離子方程式： 。
(3)“沉淀”后，“廢液”中，則“廢液”中 。
(4)“沸騰氯化”時(shí)，轉(zhuǎn)化為，同時(shí)生成一種還原性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(5)①“還原”的主要目的是 。
②沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于的可能原因?yàn)? 。
(6)某種摻雜的晶胞如圖所示，位于晶胞的面心。
①晶體中每個(gè)O周圍與其最近的O個(gè)數(shù)為 。
②已知該晶胞為立方晶胞，晶胞中O與Zr的最小間距為，設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，該晶體的密度為 （列出計(jì)算式）。
③如圖所示結(jié)構(gòu)（）與上述晶胞結(jié)構(gòu)不一致的是 （填標(biāo)號(hào)）。
A． B． C． D．
【答案】(1)+4
(2)
(3)
(4)
(5) 把FeCl3還原為FeCl2，避免升華時(shí)ZrCl4含有FeCl3雜質(zhì) FeCl3是分子晶體，CrCl3是離子晶體
(6) 6 D
【分析】氧氯化鋯，主要含，還含有少量、、等元素為原料生產(chǎn)金屬鋯，“酸溶”后溶液中各金屬元素的存在形式為：、、、，“萃取”時(shí)，鋯元素生成，除掉，而后“沉淀”時(shí)、生成沉淀，煅燒后生成、Fe2O3、Cr2O3，“沸騰氮化”時(shí)，轉(zhuǎn)化為ZrCl4， Fe2O3、Cr2O3轉(zhuǎn)化為FeCl3、CrCl3，由于FeCl3和ZrCl4沸點(diǎn)接近，因此加入H2把FeCl3還原為FeCl2，避免升華時(shí)ZrCl4含有FeCl3雜質(zhì)，最后升華得到ZrCl4，鎂熱反應(yīng)后產(chǎn)生金屬鋯，據(jù)此作答。
【詳解】（1）分析可知，氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，“酸溶”后不變價(jià)，因此的化合價(jià)為+4價(jià)，故答案為：+4。
（2）生成的離子方程式：，故答案為：。
（3）“沉淀”后的“廢液”中有，，則，，則“廢液”中，故答案為：。
（4）“沸騰氯化”時(shí)，加入C、通入氯氣，轉(zhuǎn)化為，同時(shí)生成一種還原性氣體CO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，故答案為：。
（5）①由于FeCl3和ZrCl4沸點(diǎn)接近，因此加入H2把FeCl3還原為FeCl2，避免升華時(shí)ZrCl4含有FeCl3雜質(zhì)，最后升華得到ZrCl4，故答案為：把FeCl3還原為FeCl2，避免升華時(shí)ZrCl4含有FeCl3雜質(zhì)；
②沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于的可能原因?yàn)椋篎eCl3是分子晶體，CrCl3是離子晶體，故答案為：FeCl3是分子晶體，CrCl3是離子晶體。
（6）①由晶胞圖可知，因此晶體中每個(gè)O周圍與其最近的O個(gè)數(shù)為6個(gè)，故答案為：6；
②已知該晶胞為立方晶胞，晶胞中含鈣離子在面心，有個(gè)，O離子在晶胞的體心位置，有8個(gè)，鋯離子在頂點(diǎn)有8個(gè)，面心有4個(gè)，總共有，晶胞中O與鋯離子的最小間距為anm，晶胞邊長(zhǎng)的一半設(shè)為x，得到，計(jì)算得到，則晶胞的邊長(zhǎng)為，，設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，該晶體的密度為，故答案為：；
③A．晶體結(jié)構(gòu)式晶胞旋轉(zhuǎn)得到的，和晶胞結(jié)構(gòu)相同，故A正確；
B．晶胞中含鈣離子有1個(gè)，鋯離子有3個(gè)，O離子有8個(gè)，微粒間的距離相同，和晶胞結(jié)構(gòu)相同，故B正確；
C．晶胞中含鈣離子有1個(gè)，鋯離子有3個(gè)，O離子個(gè)，微粒間的距離相同，和晶胞結(jié)構(gòu)相同，故C正確；
D．晶胞中含鈣離子有1個(gè)，O離子有8個(gè)，鋯離子個(gè)，鈣離子之間的距離和晶胞中鈣離子的距離不同，故D錯(cuò)誤；
與上述晶胞結(jié)構(gòu)不一致的是D，故答案為：D。
6．（2023·廣東廣州·二模）氮化鎵(GaN)具有優(yōu)異的光電性能。一種利用煉鋅礦渣[主要含鐵酸鎵、鐵酸鋅、]制備GaN的工藝流程如下：
已知：
①Ga與Al同主族，化學(xué)性質(zhì)相似。
②常溫下，，，。
③、在該工藝條件下的反萃取率(進(jìn)入水相中金屬離子的百分?jǐn)?shù))與鹽酸濃度的關(guān)系見下表。
鹽酸濃度/ 反萃取率/%
2 86.9 9.4
4 69.1 52.1
6 17.5 71.3
回答下列問題：
(1)“酸浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。“酸溶”所得濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式)。
(2)“酸浸”所得浸出液中、濃度分別為0.21、65。常溫下，為盡可能多地提取并確保不混入，“調(diào)pH”時(shí)需用CaO調(diào)pH至 (假設(shè)調(diào)pH時(shí)溶液體積不變)。
(3)“脫鐵”和“反萃取”時(shí)，所用鹽酸的濃度a＝ ，b＝ (選填上表中鹽酸的濃度)。
(4)“沉鎵”時(shí)，若加入NaOH的量過多，會(huì)導(dǎo)致的沉淀率降低，原因是 (用離子方程式表示)。
(5)利用CVD(化學(xué)氣相沉積)技術(shù)，將熱分解得到的與在高溫下反應(yīng)可制得GaN，同時(shí)生成另一種產(chǎn)物，該反應(yīng)化學(xué)方程式為 。
(6)①GaN的熔點(diǎn)為1700℃，的熔點(diǎn)為77.9℃，它們的晶體類型依次為 、 。
②GaN晶體的一種立方晶胞如圖所示。該晶體中與Ga原子距離最近且相等的N原子個(gè)數(shù)為 。該晶體密度為，GaN的式量為，則晶胞邊長(zhǎng)為 nm。(列出計(jì)算式，為阿伏加德羅常數(shù)的值)
【答案】(1) Ga2(Fe2O4)3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O CaSO4
(2)略小于5.7
(3) 6mol/L 2mol/L
(4)Ga(OH)3+OH-=+2H2O
(5)Ga2O3+2NH32GaN+3H2O
(6) 共價(jià)晶體 分子晶體 4
【分析】礦渣中主要含鐵酸鎵、鐵酸鋅、SiO2，礦渣中加入稀硫酸，SiO2不溶于稀硫酸，浸出渣為SiO2，加入CaO調(diào)節(jié)pH，從已知②可知，Zn(OH)2Ksp相對(duì)Ga(OH)3和Fe(OH)3較大，因此控制pH可使Ga3+、Fe3+完全沉淀而Zn2+不沉淀，濾液中為硫酸鋅，再加入稀硫酸酸溶，溶液中含有Ga3+和Fe3+，加入萃取劑萃取，然后加入amol/L鹽酸進(jìn)行脫鐵，再加入bmol/L的鹽酸進(jìn)行反萃取，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，脫鐵時(shí)鹽酸濃度較高，促使Fe3+更多地進(jìn)入水相被除去，鹽酸濃度為6mol/L，反萃取中要保證Ga3+更可能多地進(jìn)入水相，則此時(shí)鹽酸濃度為2mol/L，隨后加入NaOH沉鎵生成Ga(OH)3，Ga(OH)3經(jīng)過熱分解生成Ga2O3，最后經(jīng)過CVD得到GaN。
【詳解】（1）Ga2(Fe2O4)3與稀硫酸反應(yīng)生成Ga3+、Fe3+和H2O，反應(yīng)的離子方程式為Ga2(Fe2O4)3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O。酸溶前調(diào)節(jié)pH時(shí)加入了CaO，加入稀硫酸鈣離子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣微溶于水，故酸溶濾渣中為CaSO4。
（2）酸浸所得浸出液中Ga3+、Zn2+濃度分別為0.21g/L和65g/L即0.003mol/L和1mol/L，根據(jù)Ksp[Zn(OH)2]=10-16.6，Zn2+開始沉淀時(shí)c(OH-)=10-8.3mol/L，Zn2+開始沉淀的pH為5.7，根據(jù)Ksp[Ga(OH)3]=10-35.1，Ga3+開始沉淀時(shí)c(OH-)=1.49×10-11，則Ga3+開始沉淀的pH為3.17，則調(diào)節(jié)pH略小于5.7即可。
（3）根據(jù)分析可知脫鐵時(shí)鹽酸濃度較高，促使Fe3+更多地進(jìn)入水相被除去，鹽酸濃度為6mol/L，反萃取中要保證Ga3+更可能多地進(jìn)入水相，則此時(shí)鹽酸濃度為2mol/L。
（4）Ga與Al同主族，化學(xué)性質(zhì)相似，沉鎵時(shí)加入NaOH過多，則生成的Ga(OH)3重新溶解生成，離子方程式為Ga(OH)3+OH-=+2H2O。
（5）Ga2O3與NH3高溫下反應(yīng)生成GaN和另一種物質(zhì)，根據(jù)原子守恒，可得另一種物質(zhì)為H2O，化學(xué)方程式為Ga2O3+2NH32GaN+3H2O。
（6）①GaN熔點(diǎn)較高為1700℃，GaCl3熔點(diǎn)較低為77.9℃，則GaN為共價(jià)晶體，GaCl3為分子晶體。
②從圖中可知，該晶體中與Ga原子距離最近且相等的N原子個(gè)數(shù)為4個(gè)，根據(jù)均攤法，該晶胞中N原子個(gè)數(shù)為4，Ga原子個(gè)數(shù)為，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為anm，則ρ=，則a=nm。
7．（2023·廣東廣州·一模）鉍的化合物在電催化和光催化領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。一種從含鉍礦渣(主要成分是、、、、等)中提取高純的工藝如下：
已知：
①乙酰胺()有臭味、有毒，熔點(diǎn)為82.3℃，沸點(diǎn)為221℃，可溶于水。
②常溫下，， 。
③該工藝條件下，相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的范圍如下：
離子
開始沉淀的 1.5 3.6 4.5
沉淀完全的 3.2 4.7 6.7
回答下列問題：
(1)中的的化合價(jià)為，則的化合價(jià)是 。
(2)“沉鉍”時(shí)加入溶液，轉(zhuǎn)化為沉淀的離子方程式是 。往“沉鉍”所得濾液中加入鐵粉可回收其中的 (填化學(xué)式)金屬。
(3)“洗滌”時(shí)先用水洗，再用稀硫酸洗滌。用稀硫酸洗滌的目的是為了除去濾餅中的 (填化學(xué)式)雜質(zhì)。
(4)“轉(zhuǎn)化”分兩步進(jìn)行：第一步轉(zhuǎn)化為，反應(yīng)的離子方程式為 ；第二步受熱分解，。常溫下，當(dāng)恰好完全轉(zhuǎn)化成時(shí)，溶液中濃度為，則此時(shí)溶液的為 。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液經(jīng) 。(填操作)可獲得乙酰胺固體，以再生硫代乙酰胺()。
(6)鉬酸鉍()可用于光催化水的分解，其晶胞結(jié)構(gòu)(不含氧原子)如圖所示，晶胞參數(shù)為，，，晶胞棱邊夾角均為90°。
①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，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。已知原子1的坐標(biāo)為，則原子2的坐標(biāo)為 。
②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為，的式量為，則晶體的密度為 (列計(jì)算式)。
【答案】(1)+3
(2)
(3)
(4) 13
(5)蒸餾、冷卻，過濾，洗滌，干燥
(6)
【分析】鉍礦渣(主要成分是、、、、等)，加入鹽酸酸浸，濾渣我，溶液中含有、、、，加入調(diào)節(jié)，濾餅中含有和，再加入生成，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為，用合成，最終得到產(chǎn)品。
【詳解】（1）中的的化合價(jià)為，O的化合價(jià)為-2，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)為0，則的化合價(jià)是+3；
（2）“沉鉍”時(shí)加入溶液，轉(zhuǎn)化為沉淀的離子方程式是：；“沉鉍”所得濾液中含有、、、，加入鐵粉，發(fā)生反應(yīng)：，可回收其中的；
（3）加入溶液，調(diào)節(jié)，濾餅中含有和，用稀硫酸洗滌的目的是為了除去濾餅中的；
（4）加入溶液，轉(zhuǎn)化為，反應(yīng)的離子方程式為：，已知反應(yīng)的，同時(shí)乘，，，當(dāng)濃度為，，；
（5）乙酰胺()熔點(diǎn)為82.3℃，可溶于水，水溶液經(jīng)蒸餾、冷卻，過濾，洗滌，干燥，可得乙酰胺固體；
（6）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，原子1的坐標(biāo)為，則原子2的坐標(biāo)為：；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，Bi原子為:,Mo原子為：8，又因?yàn)榛瘜W(xué)式為Bi2MoO6,所以晶胞的相對(duì)質(zhì)量的，晶胞密度為：。
8．（2023·廣東深圳·一模）鉍及其化合物廣泛應(yīng)用于電子材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。一種以含鉍燒渣(主要成分為、，還含有少量MnS、、CuO及等)制取并回收錳的工藝流程如下：
已知：①氧化性：；
②易水解成BiOCl沉淀；常溫下，BiOCl存在的pH范圍約為2.0～11.0；
③常溫下，；。
回答下列問題：
(1)基態(tài)錳原子的價(jià)電子排布式為 。
(2)“水浸提錳”時(shí)，另加入少量稀硫酸可促進(jìn) (填化學(xué)式)溶解，進(jìn)一步提高錳的浸取率。
(3)“濾渣2”的主要成分有 (填化學(xué)式)、Bi。
(4)常溫下，“含濾液”中的濃度為。為保證BiOCl產(chǎn)品的純度，理論上，“沉鉍”時(shí)應(yīng)控制溶液的pH＜ (保留一位小數(shù))。
(5)“脫氯”過程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為 。
(6)BiOCl是一種性能優(yōu)良的光催化劑，可催化降解有機(jī)污染物對(duì)硝基苯酚()等。對(duì)硝基苯酚的熔點(diǎn)高于鄰硝基苯酚()的熔點(diǎn)，其原因是 。
(7)我國(guó)科學(xué)家在新型二維半導(dǎo)體芯片材料——硒氧化鉍的研究中取得突破性進(jìn)展。硒氧化鉍的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞參數(shù)為a pm，a pm，b pm。
①該晶胞沿z軸方向的投影圖為 (填標(biāo)號(hào))。
A．B．C．D．
②該晶體中，每個(gè)周圍緊鄰的共有 個(gè)。
③該晶體的密度為 (列出計(jì)算式，為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
【答案】(1)
(2)MnS
(3)Cu
(4)6.9
(5)
(6)對(duì)硝基苯酚存在分子間氫鍵，而鄰硝基苯酚更易形成分子內(nèi)氫鍵，導(dǎo)致對(duì)硝基苯酚分子間的作用力比鄰硝基苯酚分子之間的作用力更強(qiáng)
(7) B 4
【分析】鉍燒渣(主要成分為、，還含有少量MnS、、CuO及等)制備，輝鉍礦先水浸除錳，另加入少量稀硫酸可促進(jìn)MnS溶解，同時(shí)溶于水通過過濾分離，濾渣用濃鹽酸酸浸，不溶于鹽酸過濾后存在于濾渣1中，濾液中存在Bi3+、Cu2+、Fe3+，濾液中加入Bi粉還原，將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu過濾除去，濾液中加入碳酸鈉溶液沉鉍，F(xiàn)e2+存在于濾液中通過過濾除去，得到BiOCl，最后除氯得到。
【詳解】（1）Mn是25號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理可得其價(jià)電子排布式為3d54s2。
（2）MnS可以溶解于稀酸，“水浸提錳”時(shí)，另加入少量稀硫酸可促進(jìn)MnS溶解，進(jìn)一步提高錳的浸取率。
（3）由分析可知，“還原”步驟中加入Bi粉，將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu，過濾后Cu存在于濾渣2中。
（4）F2+開始沉淀時(shí)，c(OH-)=，c(H+)=，pH=-lgc(H+)=-lg=6-lg=6-lg1+lg7=6.856.9，為保證BiOCl產(chǎn)品的純度，避免Fe2+沉淀，理論上，“沉鉍”時(shí)應(yīng)控制溶液的pH＜6.9。
（5）“脫氯”過程中和OH-反應(yīng)生成和Cl-，離子方程式為：。
（6）對(duì)硝基苯酚存在分子間氫鍵，而鄰硝基苯酚更易形成分子內(nèi)氫鍵，導(dǎo)致對(duì)硝基苯酚分子間的作用力比鄰硝基苯酚分子之間的作用力更強(qiáng)，故對(duì)硝基苯酚的熔點(diǎn)高于鄰硝基苯酚()的熔點(diǎn)。
（7）①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶胞沿z軸方向的投影圖為，故選B；
②由晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶體中，每個(gè)周圍緊鄰的共有4個(gè)；
③由晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶胞中Bi3+的個(gè)數(shù)為8=4，Se2-的個(gè)數(shù)為=2，O2-的個(gè)數(shù)為=4，該晶體的密度為。
9．（2023·廣東深圳·二模）金屬銠(Rh)是一種高效催化劑，在有機(jī)合成中發(fā)揮重要作用。一種以高銅銠精礦(主要含Rh，還含有少量的Cu、Fe等雜質(zhì))為原料提取的工藝如下：
已知：陽離子交換過程可表示為
回答下列問題：
(1)基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為 。
(2)“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，其中Rh元素的化合價(jià)為 。
(3)“定向脫銅”時(shí)，銅與銠的沉淀率隨pH變化如下圖所示，該過程需將溶液pH調(diào)至2，結(jié)合圖像說明原因 。
(4)“陽離子交換”過程中，溶液中被陽離子交換樹脂吸附的金屬陽離子主要有 。
(5)“水解”過程中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(6)銠錳催化劑可催化反應(yīng)：。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是 (填標(biāo)號(hào))。
A．存在極性共價(jià)鍵的斷裂與形成
B．所有分子均為非極性分子
C．含碳化合物中心原子雜化軌道類型有與
D．的VSEPR模型為V形
E.催化劑可降低該反應(yīng)的焓變，從而增大反應(yīng)速率
(7)銠摻雜形成的催化劑，在光催化還原反應(yīng)中有很高的催化效率。的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①其中位于晶胞的體心，則所處的位置為晶胞的 (填“頂角”或“棱心”)；每個(gè)周圍緊鄰的共有 個(gè)。
②當(dāng)有1%的被替代后，晶體中會(huì)失去部分產(chǎn)生缺陷，此時(shí)平均每個(gè)晶胞所含數(shù)目為 (保留三位小數(shù))。
【答案】(1)
(2)
(3)時(shí)，銅的沉淀率已超過80%，銠的沉淀率幾乎為零。或時(shí)，銅的沉淀率會(huì)降低，時(shí)，銠的沉淀率增加
(4)、
(5)
(6)AC
(7) 頂角 6 2.995
【分析】高銅銠精礦通入氯氣和HCl氯化溶解得到、CuCl2、FeCl3，加入草酸和銅離子結(jié)合生成草酸銅，加入NaOH調(diào)節(jié)溶液pH=2，避免鐵離子沉淀，陽離子交換樹脂吸附Na+、Fe3+為濾液除去，發(fā)生水解反應(yīng)生成Rh(OH)3沉淀，最后得到銠粉；
【詳解】（1）Cu元素為29號(hào)元素，原子核外有29個(gè)電子，所以核外電子排布式為：1s2s22p63s23p63d104s1，基態(tài)銅原子價(jià)層電子排布式為3d104s1；
（2）中Cl為-1價(jià)，由x+(-1)×6=-3，解得x=+3，則Rh元素的化合價(jià)為+3；
（3）“定向脫銅”時(shí)，需將溶液pH調(diào)至2，原因是：時(shí)，銅的沉淀率已超過80%，銠的沉淀率幾乎為零。或時(shí)，銅的沉淀率會(huì)降低，時(shí)，銠的沉淀率增加；
（4）定向脫銅后溶液得到草酸鈉、FeCl3，“陽離子交換”過程中，溶液中被陽離子交換樹脂吸附的金屬陽離子主要有、；
（5）發(fā)生水解反應(yīng)生成Rh(OH)3沉淀，水解的離子方程式為：；
（6）A．反應(yīng)物CO2中C和O原子存在極性共價(jià)鍵，產(chǎn)物存在C-H和H-O極性鍵，則反應(yīng)過程中存在極性共價(jià)鍵的斷裂與形成，A正確；
B．H2O分子的正負(fù)電荷中心不對(duì)稱，為極性分子，B錯(cuò)誤；
C．CO2中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+=2，采取sp雜化方式，CH4中心原子C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，則C原子雜化軌道類型為sp3雜化，C正確；
D．H2O分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+=4，VSEPR模型為四面體，D錯(cuò)誤；
E．催化劑通過降低反應(yīng)的活化能，從而增大反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)的焓變，E錯(cuò)誤；
故選：AC；
（7）①其中位于晶胞的體心，由晶胞結(jié)構(gòu)可知白球?yàn)椋斀堑男『谇騻€(gè)數(shù)為，棱心的大黑球個(gè)數(shù)為，結(jié)合分子數(shù)可知大黑球?yàn)镺離子，小黑球?yàn)椋瑒t所處的位置為晶胞的頂角；每個(gè)周圍緊鄰的共有6個(gè)；
②當(dāng)有1%的被替代后陽離子電荷減少了1%×1=0.01，根據(jù)電荷守恒，陰離子電荷也相應(yīng)減少=0.005，晶體中會(huì)失去部分產(chǎn)生缺陷，原晶胞中數(shù)目為3，則此時(shí)平均每個(gè)晶胞所含數(shù)目為3-0.005=2.995。
10．（2024·廣東·一模）釩是重要的戰(zhàn)略資源，以硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢釩催化劑為原料(含、、、以及少量的等)，綜合回收利用釩、硅、鉀實(shí)現(xiàn)變廢為寶、保護(hù)環(huán)境的目的，回收工藝流程如下：
已知：釩的氧化物在酸性條件下以、存在，增大時(shí)可轉(zhuǎn)化為沉淀。
(1)“水浸”前，通常需要將催化劑粉碎，其目的是 。
(2)“濾渣2”轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式是 。
(3)“還原酸浸”時(shí)：
①硫酸的用量會(huì)影響釩的浸出率，需保持在1.2以下的原因是 。
②過程中除了有被還原成，還涉及的反應(yīng)離子方程式為 。
③若以磷酸為介質(zhì)處理廢催化劑，可以提高釩的浸出率。一種釩磷配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，形成配位鍵時(shí)V提供 (選填“孤對(duì)電子”或“空軌道”)。
(4)“萃取”時(shí)選擇有機(jī)萃取劑，原理是：(有機(jī)層)(有機(jī)層)，“反萃取”應(yīng)選擇在 環(huán)境中進(jìn)行(選填“酸性”、“中性”或“堿性”)。
(5)加氨水生成沉淀，若經(jīng)焙燒得到產(chǎn)品，則消耗空氣中 。
(6)近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)含釩的銻化物在超導(dǎo)方面表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。某含釩的銻化物晶胞如圖1所示，晶體中包含由V和組成的二維平面如圖2。
該含釩的銻化物化學(xué)式為 ，釩原子周圍緊鄰的銻原子數(shù)為 。
【答案】(1)增大催化劑與水的接觸面積，提高反應(yīng)速率與浸出率
(2)SiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2O或 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑
(3) VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，影響釩的浸出率 空軌道
(4)酸性
(5)0.5
(6) CsV3Sb5 6
【分析】水浸廢釩催化劑(含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2以及少量的Fe2O3等)，VOSO4、K2SO4進(jìn)入濾液1，V2O5、SiO2以及Fe2O3進(jìn)入濾渣1，用無水K SO3和H SO4對(duì)濾渣1還原酸浸，V2O5、Fe2O 和K2SO3和H2SO4反應(yīng)進(jìn)入濾液2，SiO2進(jìn)入濾渣2，用有機(jī)試劑對(duì)濾液1和濾液2中的、VO2+進(jìn)行萃取分離出亞鐵離子和鉀離子，再反萃取出和 VO2+，再加氨水沉釩，焙燒得到V2O5，據(jù)此分析解答。
【詳解】（1）“水浸”前，通常需要將催化劑粉碎，其目的是增大催化劑與水的接觸面積，提高反應(yīng)速率與浸出率；
（2）“濾渣2”主要成分是SiO2，轉(zhuǎn)化為 Na2SiO3的化學(xué)方程式是：SiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2O或 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑；
（3）①“還原酸浸”時(shí)，硫酸的用量會(huì)影響釩的浸出率，pH超過1.2時(shí)，VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，水解產(chǎn)物會(huì)進(jìn)入濾渣中影響釩的浸出率；
②過程中除了有，被還原成VO2+，還涉及的反應(yīng)離子方程式為
③由圖2可知，和V形成配位鍵的P、O、Cl均含有孤電子對(duì)，故V提供的是空軌道；
（4）“萃取”時(shí)選擇有機(jī)萃取劑，原理是：H2R(有機(jī)層)+VO2+2H+ +VOR(有機(jī)層)，“反萃取”應(yīng)讓平衡逆向移動(dòng)，使VO2+進(jìn)入水層，故選擇在酸性環(huán)境中進(jìn)行；
（5）VO(OH)2沉淀經(jīng)焙燒得到V2O5的方程式為：4VO(OH)2 +O2 2V2O5 + 4H2O，若經(jīng)焙燒得到1molV2O5產(chǎn)品，則消耗空氣中O2的物質(zhì)的量為：mol=0.5mol；
（6）由該化合物的晶胞可知，Cs位于頂點(diǎn)，含有個(gè)，Sb位于棱上和晶胞內(nèi)個(gè)，V位于面上和晶胞內(nèi)，含有 個(gè)，所以銻化物M的化學(xué)式 CsV3Sb5；晶胞中有4個(gè)面的面心由釩原子占據(jù)，這些釩原子填充在銻原子構(gòu)成的八面體空隙中，周圍緊鄰的銻原子數(shù)為6；
【點(diǎn)睛】本題考查物質(zhì)準(zhǔn)備工藝流程，涉及物質(zhì)的分離提純、條件的控制、原理的分析評(píng)價(jià)、陌生方程式書寫等，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，理解整個(gè)過程，題目難度中等。
11．（2024·廣東梅州·一模）催化裂化（FCC）是石油精煉中最重要的轉(zhuǎn)化之一。FCC催化劑中含有多種金屬元素，一種針對(duì)FCC廢催化劑（含較多的、鐵鋁的氧化物和少量其他可溶于酸的物質(zhì)，固載在玻璃纖維上）綜合回收利用的工藝流程如下：
已知：①不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液；②常溫下，，。。
回答下列問題：
(1)已知基態(tài)Ce原子價(jià)層電子排布式為，它有 個(gè)未成對(duì)電子，它的最高正化合價(jià)為 。
(2)物質(zhì)X為 ，若利用pH傳感器監(jiān)測(cè)反應(yīng)2，當(dāng) 時(shí)，已沉淀完全（時(shí)視為沉淀完全）。
(3)反應(yīng)3的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ，其中的作用與反應(yīng)1中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
(4)從溶液中獲得晶體的“一系列操作”包括 、過濾、洗滌、常溫晾干。的空間構(gòu)型為 。
(5)氧化鈰（）是一種重要的光催化材料，光催化過程中立方晶胞的組成變化如圖所示，則每個(gè)晶胞中個(gè)數(shù)為 。
【答案】(1) 2 +4
(2) 氨水 3.3
(3) 不相同
(4) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 正四面體
(5)4-8x
【分析】FCC廢催化劑(含較多的CeO2、鐵鋁的氧化物和少量其他可溶于酸的物質(zhì)，固載在玻璃纖維上)與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸鐵和硫酸亞鐵，濾渣1為CeO2，與稀硫酸、過氧化氫反應(yīng)生成Ce3+，發(fā)生反應(yīng)4生成氫氧化鈰，煅燒生成CeO2，最終得到鈰；亞鐵離子被過氧化氫氧化生成鐵離子，與氨水反應(yīng)生成硫酸鋁銨晶體。
【詳解】（1）Ce原子價(jià)層電子排布式為，由價(jià)電子排布可知其單電子數(shù)為2，價(jià)電子總數(shù)為4，則其最高正價(jià)為+4價(jià)；
（2）將硫酸鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鋁銨晶體，則物質(zhì)X為氨水，反應(yīng)2中鐵離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，若利用pH傳感器檢測(cè)反應(yīng)2，，pH=3.3；
（3）反應(yīng)3中CeO2與稀硫酸、過氧化氫反應(yīng)生成Ce3+，其反應(yīng)化學(xué)方程式為：；；其中的作用是還原劑，反應(yīng)1中將亞鐵離子氧化為鐵離子，其作用為氧化劑，則兩者中的作用不相同；
（4）從溶液中獲得晶體的“一系列操作”包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、常溫晾干；中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+0=4，其空間構(gòu)型為正四面體；
（5）假設(shè)晶胞中和個(gè)數(shù)分別為m和n，則m+n=1，由化合價(jià)代數(shù)和為0可得4m+3n=4-2x，解得：m=1-2x，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，位于頂點(diǎn)和面心的和個(gè)數(shù)為，所以每個(gè)晶胞中的個(gè)數(shù)為4-8x。
12．（2024·廣東佛山·一模）稀土（RE）包括鑭（La）、鈰（Ce）等元素，是重要的戰(zhàn)略資源，從離子型稀土礦（含F(xiàn)e、Al等元素）中提取稀土元素并獲得高附加值產(chǎn)品的一種工藝流程如圖所示：
已知：該工藝下，除鈰（Ce）外，稀土離子保持＋3價(jià)不變；金屬離子形成氫氧化物沉淀的相關(guān)pH見下表。
離子
開始沉淀時(shí)的pH 1.5 4.3 5.6（為6.2）
沉淀完全時(shí)的pH 3.2 5.5 /（為9.0）
回答下列問題：
(1)“預(yù)中和”工序中：
①該工序適宜的pH范圍是 。
②膠狀的X射線衍射圖譜中， （選填“能”或“不能”）觀察到明銳的衍射峰。
(2)“調(diào)pH”工序中，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 。
(3)濾液3可返回 工序循環(huán)使用。
(4)“沉淀”工序產(chǎn)物為 （選填“”或“”），理由是 [：]。（當(dāng)反應(yīng)的時(shí)可認(rèn)為反應(yīng)完全）
(5)含氟稀土拋光粉的主要成分為，焙燒時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。
(6)利用離子交換法浸出稀土的過程如圖所示。已知離子半徑越小、電荷數(shù)越大，離子交換能力越強(qiáng)．下列離子對(duì)交換能力最強(qiáng)的是______。
A． B． C． D．
(7)銀鈰合金是優(yōu)良的導(dǎo)電材料，一種銀鈰晶體結(jié)構(gòu)單元如圖（a）所示：
①將該結(jié)構(gòu)單元示意圖（b）補(bǔ)充完全 。
②該晶體的化學(xué)式為 。
【答案】(1) 3.2≤pH＜4.3 不能
(2)
(3)酸溶
(4) La(OH)3 ，，＞
(5)
(6)C
(7) Ag15Ce
【分析】稀土礦物與鹽溶液發(fā)生離子交換除去礦渣，預(yù)中和加入碳酸氫銨將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，再加入碳酸氫銨調(diào)節(jié)pH沉淀氫氧化鋁與稀土元素，在沉淀中加入氫氧化鈉將氫氧化鋁沉淀溶解，水解轉(zhuǎn)化為Al(OH)3.nH2O，將稀土元素的沉淀加HCl溶解，一部分加碳酸鈉沉淀之后轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)a2O3，加入CeF2焙燒轉(zhuǎn)化為含氟稀土拋光粉，另一部分加草酸酸化得到La2O3和含稀土合金，據(jù)此回答。
【詳解】（1）①“預(yù)中和”工序中使鐵離子沉淀，其他金屬陽離子不沉淀，pH的范圍為：3.2≤pH＜4.3；
②只有晶體在X射線衍射圖譜中才能觀察到明銳的衍射峰，而膠體不是晶體；
（2）“調(diào)pH”工序中，Al3+與碳酸氫根強(qiáng)烈雙水解，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為；
（3）濾液3溶液中含有草酸，可以回到酸溶工序中循環(huán)利用；
（4）①“沉淀”工序產(chǎn)物為L(zhǎng)a(OH)3；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得，，＞；
（5）含氟稀土拋光粉的主要成分為CeLa2O4F2，焙燒時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：；
（6）根據(jù)離子半徑越小、電荷數(shù)越大，離子交換能力越強(qiáng)，對(duì)RE3+交換能力最強(qiáng)的是Mg2+，故選C；
（7）
①根據(jù)圖（a）可以看出，Ce在前面的兩個(gè)頂點(diǎn)，且位于面對(duì)角線的位置，Ag在剩下的6個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，所以結(jié)構(gòu)單元示意圖（b）補(bǔ)充完全為：
②Ce在頂點(diǎn)，均攤為，Ag在剩下的6個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，均攤為，所以化學(xué)式為Ag15Ce。
13．（2024·廣東湛江·一模）鎵(Ga)是重要的半導(dǎo)體材料，氮化鎵、砷化鎵和氧化鎵分別是第二代、第三代、第四代半導(dǎo)體材料的代表材料。金屬鎵在自然界中通常以微量分散于鋁土礦、閃鋅礦等礦石中，提取非常困難。從閃鋅礦渣中提取鎵是種常見的方法，具體工藝流程如下：
已知：①金屬鎵在化學(xué)性質(zhì)上非常接近金屬鋁，其單質(zhì)、氧化物和氫氧化物均有兩性；
②閃鋅礦渣通常含有，、，硅酸鹽等雜質(zhì)；
③25℃時(shí)，、。
回答下列問題：
(1)為了提高鎵的浸取率，可以采取的措施為 (填寫一種)。
(2)濾渣Ⅰ中主要含有 。
(3)寫出加入氧化鋅后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式(以Ga為例)： 。
(4)工業(yè)上通常向溶液中通入過量，產(chǎn)生大量白色沉淀，過濾后加熱固體能得到高純，寫出加入過量后的化學(xué)方程式： 。
(5)在工業(yè)上，通常用高純鎵作陰極，石墨作陽極，溶液作為電解質(zhì)，通過電解制備高純Ga．寫出陰極電極反應(yīng)式： 。
(6)氮化鎵是目前應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料之一，目前廣泛應(yīng)用于相控陣?yán)走_(dá)、快速充電器等行業(yè)。氮化鎵有不同的晶型，其中六方氮化鎵和立方氮化鎵之間可以相互轉(zhuǎn)化。
①六方氮化鎵晶體硬度極高，熔點(diǎn)為1700℃，其高溫熔融物不導(dǎo)電。六方氮化鎵屬于 晶體。
②寫出六方氮化鎵晶胞的組成： 。
(7)①已知的坐標(biāo)為，請(qǐng)寫出的坐標(biāo) 。
②若立方氮化鎵的邊長(zhǎng)為a nm，則其密度為 (列出計(jì)算式)。
【答案】(1)粉碎、攪拌
(2)、
(3)
(4)
(5)
(6) 共價(jià)
(7)
【分析】
閃鋅礦渣通常含有，、，硅酸鹽等雜質(zhì)，加入稀硫酸酸浸得到濾渣Ⅰ主要成分為、，濾液加入氧化鋅反應(yīng)后過濾，得到濾渣Ⅱ和硫酸鋅溶液；硫酸鋅溶液用于生產(chǎn)Zn；濾渣Ⅱ加入氫氧化鈉進(jìn)行堿浸得到氫氧化鐵固體和，電解得到金屬鎵；
【詳解】（1）為了提高鎵的浸取率，可以采用粉碎、攪拌等措施；
（2）閃鋅礦渣中Pb、Si元素在酸浸時(shí)生成不溶的，；
（3）加入氧化鋅時(shí)發(fā)生反應(yīng)生成Ga(OH)3，反應(yīng)的離子方程式為；
（4）向溶液中通入過量，反應(yīng)生成Ga(OH)3和碳酸氫鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；
（5）在工業(yè)上，電解溶液，陰極上得電子產(chǎn)生Ga，電極反應(yīng)式為；
（6）①由六方氮化鎵晶體硬度極高，熔點(diǎn)高，且熔融物不導(dǎo)電可知屬于共價(jià)晶體；
②根據(jù)均攤法可知，六方氮化鎵晶胞中含有個(gè)Ga，6個(gè)N，其組成為；
（7）①根據(jù)晶胞的位置，氮化鎵的立方晶胞中的坐標(biāo)為，的坐標(biāo)為；
②立方氮化鎵的密度為=。
14．（2024·廣東江門·一模）鉛渣由多種氧化物及它們相互結(jié)合而形成的化合物、固溶體、共晶混合物所組成。對(duì)鉛渣進(jìn)行綜合利用，回收其中的有價(jià)金屬（Cu、Fe、Pb、Zn、Sb）的部分工藝流程如下：
已知：①常溫下，，。
（2）金屬離子濃度等于時(shí)，可認(rèn)為其恰好完全沉淀。
(1)位于第六周期，與碳元素同主族，其價(jià)層電子排布式為 。
(2)“還原焙燒”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)揮發(fā)煙塵中的主要氧化物為。
①區(qū)分揮發(fā)煙塵中的氧化物是晶體還是非晶體的最可靠的科學(xué)方法為 。
②“轉(zhuǎn)化”過程中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(4)“氧化酸浸”過程中，若將物質(zhì)的量為的合金（其中與物質(zhì)的量之比為氧化，至少需要的物質(zhì)的量為 mol（用含a、b的式子表示）。
(5)“過濾洗滌”過程中，加入酒石酸（表示為）發(fā)生如下配位反應(yīng)：
①上述兩個(gè)配合物中，提供空軌道的元素為 （填元素符號(hào)）。
②“過濾洗滌”時(shí)，用酒石酸稀溶液洗滌濾渣而不用水。用酒石酸稀溶液洗滌可減少金屬離子的損失，原因?yàn)? 。
(6)“沉銻”過程中，銻恰好完全沉淀時(shí)，溶液中 。
(7)一種鉛鹵基鈣鈦礦的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中八面體體心為Pb，頂點(diǎn)為Br，晶體中各八面體頂點(diǎn)相連。
①該晶體的化學(xué)式為 。
②若該晶體的晶胞以Cs為頂點(diǎn)，則Br在晶胞中的位置為 。
【答案】(1)
(2)
(3) X射線衍射法
(4)
(5) 酒石酸與發(fā)生配位反應(yīng)，形成配合物降低金屬離子濃度，且溶液酸性增強(qiáng)，減少難溶性堿的生成
(6)
(7) 面心
【分析】鉛渣與褐煤、氧化鈣進(jìn)行還原焙燒，形成揮發(fā)煙塵，揮發(fā)煙塵利用硫酸酸溶，生成含鋅溶液及硫酸鉛沉淀，硫酸鉛沉淀經(jīng)氨水及碳酸氫銨作用后生成碳酸鉛；磨礦磁選后得還原性鐵，磁選尾礦加入過氧化氫的硫酸進(jìn)行氧化酸浸，過濾后利用石酒酸洗滌，濾除濾渣后濾液中加氨水沉銻；
【詳解】（1）位于第六周期，與碳元素同主族，說明其最外層電子數(shù)與碳相同，則其價(jià)層電子排布式：；
（2）“還原焙燒”時(shí)，與C發(fā)生還原反應(yīng)生成Fe、和CO，化學(xué)方程式：；
（3）①區(qū)分揮發(fā)煙塵中的氧化物是晶體還是非晶體的最可靠的科學(xué)方法：X射線衍射法；
②經(jīng)硫酸溶解、過濾后得含鋅濾液及硫酸鉛沉淀，硫酸鉛沉淀與氨水和碳酸氫銨反應(yīng)，生成碳酸鉛、硫酸銨和水，化學(xué)方程式：；
（4）將的合金氧化，根據(jù)得失電子守恒，需消耗的物質(zhì)的量：；
（5）①上述兩個(gè)配合物中，提供空軌道的元素為：；
②“過濾洗滌”時(shí)，酒石酸可與發(fā)生配位反應(yīng)，形成配合物降低金屬離子濃度，且溶液酸性增強(qiáng)，能減少難溶性堿的生成；
（6）“沉銻”過程中，銻恰好完全沉淀時(shí)，，，，；
（7）Cs位于體心，屬于該晶胞；八面體位于8個(gè)頂角，則有個(gè)八面體屬于該晶胞；八面體體心為Pb，頂點(diǎn)為Br，晶體中各八面體頂點(diǎn)相連，則有1個(gè)Pb屬于該晶胞，有3個(gè)Br屬于該晶胞，其化學(xué)式：；
②若該晶體的晶胞以Cs為頂點(diǎn)，則Br在晶胞中的位置：面心；
15．（2024·廣東江門·一模）某化工廠利用廢舊鋰離子電池正極材料（含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等）制備Co2O3和Li2CO3。工藝流程如下：
固體已知：①常溫時(shí)，有關(guān)物質(zhì)如下表：
物質(zhì)
②常溫時(shí)，的溶度積，該數(shù)值隨溫度升高而減小。
(1)LiCoO2中Co元素的化合價(jià)為 ；基態(tài)Co原子的價(jià)層電子軌道表示式為 。
(2)“酸浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)：。
①補(bǔ)充完整上述離子方程式 ；
②舊生產(chǎn)工藝用鹽酸進(jìn)行“酸浸”，但易造成環(huán)境污染，原因是 。
(3)已知濾渣2中含有，則常溫下濾液2中 mol/L。
(4)濾液3中含金屬元素的離子主要是，通入空氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)沉鋰操作過程中的存在反應(yīng)：，該操作中需將溫度升高到90℃，原因是 。
(6)由進(jìn)一步制得的具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。
①在晶胞中的位置為 ；
②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為。晶胞的密度為b，則晶胞參數(shù)（棱長(zhǎng)）為 pm。
【答案】(1) +3
(2) 2CO2 被氧化生成C12污染環(huán)境
(3)5.6×10-4
(4)
(5)溫度升高到90℃，促進(jìn)碳酸的分解，沉鋰反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高沉鋰反應(yīng)轉(zhuǎn)化率
(6) 在立方體的頂點(diǎn)上和面心上
【分析】廢舊鋰離子電池的正極材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)，加硫酸溶解Ca、Mg、Fe、Al，加草酸把LiCoO2還原為Co2+，過濾除去不溶物為濾渣1，濾液1加NaOH溶液，題中已知濾渣2中含有，分析可知還含有Co(OH)2，在濾渣2中加入碳酸銨和將有Co(OH)2轉(zhuǎn)化為，過濾后除去，濾液3中為且溶液為堿性，經(jīng)過空氣催化氧化得到Co(OH)3，最后得到Co2O3；濾液1中主要含有Li+、Ca2+、，經(jīng)過NH4F固體的處理將Ca2+除去，后續(xù)沉鋰再將Li+以Li2CO3形式沉淀出來，據(jù)此作答。
【詳解】（1）
Li化合價(jià)+1價(jià)，O化合價(jià)-2價(jià)，推得Co化合價(jià)+3價(jià)，Co第27號(hào)元素，所以基態(tài)Co原子的價(jià)層電子軌道表示式為：，故答案為：+3；。
（2）LiCoO2中Co元素的化合價(jià)化合價(jià)從+3價(jià)降低到+2價(jià)，因此草酸中C元素化合價(jià)從+3價(jià)升高到+4價(jià)，再通過質(zhì)量守恒定律推出為：2CO2，舊生產(chǎn)工藝用鹽酸進(jìn)行“酸浸”，鹽酸中的會(huì)被氧化生成C12從而污染環(huán)境，故答案為：2CO2；被氧化生成C12污染環(huán)境。
（3）pH=10時(shí)，，，5.6×10-4。
（4）Co化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià)，O化合價(jià)從0價(jià)降到-2價(jià)，濾液3為堿性，所以通入空氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)的離子方程式為：，故答案為：。
（5）溫度升高到90℃，促進(jìn)碳酸的分解，則沉鋰反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高沉鋰反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，故答案為：溫度升高到90℃，促進(jìn)碳酸的分解，沉鋰反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，提高沉鋰反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。
（6）①化學(xué)式中的Li+：O2-的個(gè)數(shù)比為2：1，根據(jù)觀察并計(jì)算，O2-應(yīng)該是在立方體的頂點(diǎn)上和面心上，Li在立方體的體心上；
②設(shè)晶胞參數(shù)（棱長(zhǎng)）為apm， ，由此可得，故答案為：在立方體的頂點(diǎn)上和面心上；。
16．（2024·廣東梅州·二模）金屬錸廣泛用于航空航天等領(lǐng)域。以鉬精礦(主要成分為鉬的硫化物和少量錸的硫化物)制取高錸酸銨晶體的流程如下圖所示。回答下列問題：
(1)金屬錸具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性，可用于解釋這一現(xiàn)象的理論是 。
(2)①“焙燒”常采用高壓空氣、逆流操作(空氣從培燒爐下部通入，礦粉從中上部加入)，其目的是 。
②“焙燒”過程中轉(zhuǎn)化為，反應(yīng)方程式 。
(3)“萃取”機(jī)理為：，則“反萃取”對(duì)應(yīng)的離子方程式為 ；常溫下，“反萃取”得到高錸酸銨溶液的，則溶液中 (填“>”“<”或“=”)。(已知：常溫下)
(4)下圖是的X射線衍射圖譜，則屬于 。(填“晶體”或“非晶體”)
(5)工業(yè)上制備的錸粉中含有少量碳粉和鐵粉(其熔沸點(diǎn)見表1)，在3500℃時(shí)，利用氫氣提純可得到純度達(dá)99.995%的錸粉(下圖為碳在高溫氫氣環(huán)境中氣-固占比計(jì)算結(jié)果)，請(qǐng)分析原因 。
表1
物質(zhì) 熔點(diǎn)(℃) 沸點(diǎn)(℃)
3180 5900
C 3652 4827
1535 2750
(6)三氧化錸是簡(jiǎn)單立方晶胞，晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，摩爾質(zhì)量為Mg/mol，晶胞密度為。錸原子填在氧原子圍成的 (填“四面體”“立方體”或“八面體”)空隙中，該晶胞中兩個(gè)相距最近的O原子間的距離為 cm。(列出計(jì)算式)
【答案】(1)電子氣理論
(2) 增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使焙燒充分，提高原料的利用率 8CaSO4
(3) 或 ＞
(4)晶體
(5)3500℃時(shí)，F(xiàn)e已氣化去除，固態(tài)碳與H2完全反應(yīng)，形成了氣態(tài)物質(zhì)
(6) 八面體
【分析】鉬精礦(主要成分為鉬的硫化物和少量錸的硫化物)在空氣中焙燒，硫元素轉(zhuǎn)化成二氧化硫，二氧化硫與生石灰、氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣，錸元素轉(zhuǎn)化成Ca(ReO4)2，鉬元素轉(zhuǎn)化成CaMoO4，加入硫酸、軟錳礦，硫酸鈣屬于微溶物，過濾，得到浸渣CaSO4，加入氨水和生石灰，得到NH4ReO4，然后過濾，通過酸化、萃取和反萃取、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。
【詳解】（1）金屬錸屬于金屬晶體，在金屬晶體中，金屬原子的價(jià)電子從金屬原子上“脫落”下來形成“電子氣”，外力作用金屬原子移位滑動(dòng),電子在其中起到“潤(rùn)滑”的作用，因此金屬具有延展性；電子氣在外電場(chǎng)作用下定向移動(dòng),因此金屬有良好的導(dǎo)電性；金屬受熱,加速自由電子與金屬離子之間的能量交換，將熱能從一端傳遞到另一端而使金屬有良好的導(dǎo)熱性，因此可以用電子氣理論解釋金屬Re具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性；
（2）①“焙燒”常采用高壓空氣、逆流操作可增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使焙燒充分，提高原料的利用率；
②ReS2在反應(yīng)中轉(zhuǎn)化成Ca(ReO4)2和CaSO4，ReS2作還原劑，氧氣作氧化劑，因此有CaO+ReS2+O2 Ca(ReO4)2+CaSO4，根據(jù)原子守恒配平即可，氧氣最后配平，所得化學(xué)反應(yīng)方程式為4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4；
（3）反萃取時(shí)R3N·HReO4與氨氣反應(yīng)生成NH4ReO4、R3N，反應(yīng)離子方程式為：或；lgKb(NH3 H2O)=-4.7，Kb(NH3 H2O)=10-4.7，“反萃取”得到高錸酸銨溶液的pH=9.0，則溶液中c(OH-)=10-5mol/L，則=100.3＞1，c()＞c(NH3 H2O)；
（4）由NH4ReO4的X射線衍射圖譜可知，NH4ReO4具有衍射峰，說明NH4ReO4屬于晶體；
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，在3500℃時(shí)，鐵轉(zhuǎn)化成鐵蒸氣，根據(jù)圖象可知，在3500℃時(shí)，C和氫氣生成氣態(tài)物質(zhì)，得到高純度的Re；
（6）由圖可知，頂角的Re原子周圍有6個(gè)距離相等且最近的O原子，這6個(gè)O原子構(gòu)成正八面體，因此Re原子填在O原子圍成的八面體空隙中；根據(jù)均攤法可計(jì)算出一個(gè)晶胞中Re和O的個(gè)數(shù)分別為1個(gè)和3個(gè)，也就是1個(gè)晶胞含有1個(gè)ReO3，設(shè)晶胞的棱長(zhǎng)為acm，則a3=V== ，a=，根據(jù)晶胞棱中心的是O原子，距離最近的O原子是兩條相交棱上的O原子，兩者的距離=a= cm。
17．（2024·廣東茂名·二模）某制酸工廠產(chǎn)生的廢酸液主要成分為HF、、、、，一種處理工藝如下：
已知：常溫下，
回答下列問題：
(1)基態(tài)As原子的價(jià)層電子排布圖為 ，中As的化合價(jià)為 。
(2)原廢水中含有的濃度為52.0，則 ，常溫下，有B離子的去除量、“調(diào)pH”為6.0后，的去除率為 。（）
(3)強(qiáng)堿（AOH）的化學(xué)式為 。
(4)寫出“還原”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(5)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析。晶體W的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：
①晶胞內(nèi)八面體陰離子中心原子的配位數(shù)為 。
②W的化學(xué)式為 。
(6)產(chǎn)品純度分析。稱取g 樣品，用堿溶解，加入淀粉作指示劑，用濃度為的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定As（Ⅲ）至As（Ⅴ），消耗體積為 mL，則制得的產(chǎn)品純度為 。（用含、、的代數(shù)式表示）
【答案】(1) ＋3
(2) 0.8 85%
(3)NaOH
(4)
(5) 6
(6)或或或
【分析】由題給流程可知，向廢酸液主要成分為HF、、、、加入強(qiáng)堿AOH調(diào)節(jié)pH同時(shí)，、生成沉淀、；加入膽礬、轉(zhuǎn)化為和沉淀，氟離子最終生成；和沉淀加酸溶解，加SO2還原為+3價(jià)砷，烘干得As2O3據(jù)此分析如下：
【詳解】（1）
As是第33號(hào)元素，價(jià)層電子4s24p3，價(jià)層電子排布圖：；中As的化合價(jià)為＋3；
（2）原廢水中含有的濃度為52.0，則=0.8；
由可知，“調(diào)pH”為6.0后，c(Zn2+)==0.12，的去除率==85%；
（3）強(qiáng)堿并且最終產(chǎn)物晶體，故（AOH）的化學(xué)式為NaOH，不引入新雜質(zhì)；
（4）SO2具有還原性，將還原成，自身被氧化成H2SO4，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：；
（5）八面體陰離子中心原子的配位數(shù)為6；
八面體有1+=2個(gè)，其中Al原子2個(gè)，F(xiàn)原子6×2=12個(gè)，Na原子有4×+=6個(gè)，W的化學(xué)式為；
（6）根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，碘由0價(jià)降到-1價(jià)，As由+3升到+5價(jià)，碘標(biāo)準(zhǔn)溶液得電子總數(shù)××10-3 L×2，電子總數(shù)：2×n()×2，即××10-3 L×2=2×n()×2，m()=n()×198g/mol=g，則制得的產(chǎn)品純度為或或或。
18．（23-24高三下·貴州黔東南·開學(xué)考試）釩和鉻都是重要的戰(zhàn)略金屬，利用釩、鉻廢渣(主要成分為和，還含有其他難溶物)分離回收釩、鉻的工藝流程如下圖所示。
已知：常溫下，。
回答下列問題：
(1)基態(tài)鉻原子價(jià)電子軌道表示式為 。
(2)釩、鉻廢渣“水浸”前，先要進(jìn)行粉碎處理，為提高浸取效率，還可采取的措施有 (任寫一點(diǎn))。
(3)“沉釩”的含釩產(chǎn)物為釩酸鈣，該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(4)“沉鉻”時(shí)，鉻轉(zhuǎn)化為沉淀，“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)向“沉釩后液”中加入足量，可將其中的鉻轉(zhuǎn)化為沉淀，鉻的理論轉(zhuǎn)化率為 (保留三位有效數(shù)字)。
(6)復(fù)合材料氧鉻酸鈣的立方晶胞如下圖所示。
①該晶體的化學(xué)式為 。
②已知該晶體的密度為為阿伏加德羅常數(shù)的值，則相鄰與之間的最短距離為 (列出計(jì)算式即可)。
【答案】(1)
(2)延長(zhǎng)浸取時(shí)間（或適當(dāng)升高溫度、攪拌等）
(3)
(4)
(5)97.7
(6) CaCrO3
【分析】釩、鉻廢渣(主要成分有和，還含有其他難溶物)經(jīng)過水浸后，水浸液中含有和，加入生石灰沉釩得到釩酸鈣，經(jīng)過一系列步驟之后得到五氧化二釩。沉礬后的溶液主要成分是經(jīng)過酸化、加入氧化銅轉(zhuǎn)化為沉淀，加入氫氧化鈉進(jìn)行沉淀轉(zhuǎn)化得到氫氧化銅沉淀和溶液，經(jīng)過冷卻結(jié)晶得到。
【詳解】（1）
基態(tài)鉻原子價(jià)電子軌道表示式為。
（2）為提高浸取效率，還可采取的措施延長(zhǎng)浸取時(shí)間、適當(dāng)升高溫度、攪拌等（任寫一點(diǎn)）。
（3）“沉釩”過程加入氧化鈣與溶液中的生成釩酸鈣，化學(xué)方程式為。
（4）“轉(zhuǎn)化”過程中沉淀與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和，離子方程式為：。
（5）根據(jù)和的Ksp，可以得到沉鉻的離子方程式為：，，所以理論轉(zhuǎn)化率為：。
（6）①根據(jù)均攤法進(jìn)行計(jì)算：鈣原子位于頂點(diǎn)，鈣原子數(shù)目=，氧原子位于面心，氧原子數(shù)目=，鉻原子位于體心，數(shù)目為1，所以晶體的化學(xué)式為CaCrO3。
②已知該晶體的密度為為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，晶體密度表達(dá)式為，可以求得邊長(zhǎng)a，則相鄰與之間的最短距離為晶胞體對(duì)角線的一半，所以最短距離計(jì)算式=pm。
19．（2024·廣東韶關(guān)·二模）二氧化鈰（）是一種典型的金屬氧化物，具有較強(qiáng)的氧化性廣泛應(yīng)用于多相催化反應(yīng)，并作為汽車尾氣凈化的三效催化劑的重要組成成分。以氟碳鈰礦（主要含、等）為原料制備的一種工藝流程如下圖所示：
已知：①“氧化焙燒”后，Ce元素轉(zhuǎn)化為和；②濾液A中含：、等離子。
回答下列問題：
(1)濾渣A的主要成分是 （填化學(xué)式）；“酸浸”不用鹽酸的理由是 （答一點(diǎn)即可）。
(2)“系列操作”包含以下幾個(gè)過程：已知：不能溶于有機(jī)物TBP；能溶于有機(jī)物TBP，且存在反應(yīng)：。“濾液A”中加入有機(jī)物TBP后的分離方法是 ，“有機(jī)層B”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。水層中的一種溶質(zhì)，理論上可以在工藝流程圖中的 工序中循環(huán)利用，減小“調(diào)pH”工序中的用量，節(jié)約生產(chǎn)成本。
(3)“調(diào)pH”中，要使沉淀完全（通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于為沉淀完全），應(yīng)控制pH大于 （已知25℃時(shí)）。
(4)“氧化”中，NaClO轉(zhuǎn)化為NaCl，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。
(5)二氧化鈰立方晶胞如圖所示，則鈰原子Ce在晶胞中的位置是 ；晶體中一個(gè)Ce周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)為 。
【答案】(1) 會(huì)被鹽酸還原為；生成有毒的會(huì)污染環(huán)境；鹽酸不能除去雜質(zhì)等
(2) 分液 酸浸
(3)9
(4)
(5) 面心和頂角 8
【分析】該工藝流程原料為氟碳鈰礦(主要含、等)，產(chǎn)品為，原料在富氧空氣中“氧化焙燒”生成、和，熔渣“酸浸”時(shí)，得到的濾液A中含，說明加入的是硫酸，與反應(yīng)生成，、轉(zhuǎn)化成，過濾后，濾液A經(jīng)系列操作，轉(zhuǎn)化成，加入NaOH調(diào)節(jié)pH使轉(zhuǎn)化成沉淀，過濾后濾渣B中加入NaClO將氧化成，煅燒得到。
【詳解】（1）根據(jù)上述分析，“酸浸”時(shí)與反應(yīng)生成沉淀，故濾渣A主要成分為；“酸浸”時(shí)加入的酸為可以除去，具有較強(qiáng)的氧化性，若加入鹽酸，會(huì)被還原為，同時(shí)生成有毒的會(huì)污染環(huán)境；
故答案為：；會(huì)被鹽酸還原為；生成有毒的會(huì)污染環(huán)境；鹽酸不能除去雜質(zhì)等
（2）濾液A中的能溶于有機(jī)物TBP，振蕩靜置后的水層與有機(jī)層采用分液方法進(jìn)行分離；
進(jìn)入有機(jī)層TBP中被分離出來后，經(jīng)過系列操作得到含水層，則說明有機(jī)層中轉(zhuǎn)化為，而在有機(jī)物TBP中不溶進(jìn)入水層，被還原成，應(yīng)加入還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，具有還原性且被氧化成不會(huì)引入新雜質(zhì)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式為；
水層溶液中含有硫酸，故可循環(huán)利用于“酸浸”工序；
故答案為：分液；；酸浸；
（3）使沉淀完全時(shí)，溶液，則，此時(shí)溶液；
故答案為：9；
（4）“氧化”工序發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為NaClO將氧化成，同時(shí)生成NaCl，方程式為，NaClO為氧化劑，為還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2；
故答案為：1:2；
（5）在二氧化鈰立方晶胞結(jié)構(gòu)中，白球位于頂角與面心有個(gè)，黑球位于體內(nèi)有8個(gè)，白球:黑球=1:2，在二氧化鈰化學(xué)式中Ce:O=1:2，白球?yàn)镃e原子，位于頂角與面心；以晶胞結(jié)構(gòu)中上平面面心位置的Ce原子為例，與其最近的O原子有該晶胞中的4個(gè)O原子及無隙并置的上一個(gè)晶胞中的4個(gè)O原子，共8個(gè)；
故答案為：1:2；8。
20．（2024·廣東廣州·二模）我國(guó)是世界上稀土資源最豐富的國(guó)家，冶煉提純技術(shù)位于世界前茅。從某種磷精礦(主要成分為，含少量)分離稀土元素鈧()的工業(yè)流程如下：
(1)鈧的基態(tài)原子核外價(jià)電子排布式為 。
(2)“萃取”的目的是富集，但其余元素也會(huì)按一定比例進(jìn)入萃取劑中。
①通過制得有機(jī)磷萃取劑，其中代表烴基，對(duì)產(chǎn)率的影響如下表。
產(chǎn)率/ 82 62 20
由表可知：隨中碳原子數(shù)增加，產(chǎn)率降低，請(qǐng)從結(jié)構(gòu)的角度分析原因 。
②“反萃取”的目的是分離和元素。向“萃取液”中通入，的沉淀率隨的變化如圖。試劑X為 (填“”或“”)，應(yīng)調(diào)節(jié)為 。
③反萃取時(shí)，通入得到沉淀的過程為：
i．
ii． (寫出該過程的化學(xué)方程式)。
(3)草酸鈧晶體在空氣中加熱，隨溫度的變化情況如圖所示。250℃晶體主要成分是 (填化學(xué)式)，℃反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(4)的一種氫化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖，晶體中H周圍與其最近的的個(gè)數(shù)為 。為阿伏伽德羅常數(shù)的值，晶胞參數(shù)為，則該晶胞的密度為 。
【答案】(1)3d14s2
(2) 隨著碳原子數(shù)增加，烴基推電子能力增強(qiáng)，O-H鍵更難斷裂，(RO)3PO產(chǎn)率降低 SO2 2 (NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3
(3) Sc2(C2O4)3 H2O Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(4) 4
【分析】磷精礦加入硝酸酸浸，過濾得到二氧化硅不反應(yīng)得到濾渣1，稀土元素、鐵、鈣元素進(jìn)入濾液，加入萃取劑萃取出稀土元素，然后加入試劑X為亞硫酸鈉將三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵，通入氨氣，調(diào)節(jié)pH分離出含有稀土的固相，再加入硝酸溶解，加入硫酸除去鈣元素得到硫酸鈣濾渣2，濾液加入草酸分離出草酸鈧晶體；
【詳解】（1）鈧為21號(hào)元素，基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2，核外價(jià)電子排布式為：3d14s2；
（2）①由表可知：隨-R中碳原子數(shù)增加，(RO)3PO產(chǎn)率降低，請(qǐng)從結(jié)構(gòu)的角度分析原因：隨著碳原子數(shù)增加，烴基推電子能力增強(qiáng)，O-H鍵更難斷裂，(RO)3PO產(chǎn)率降低．故答案為：隨著碳原子數(shù)增加，烴基推電子能力增強(qiáng)，O-H鍵更難斷裂，(RO)3PO產(chǎn)率降低；
②由圖可知，亞鐵離子與Sc3+的分離效果更好，則試劑X為將鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子的物質(zhì)，故應(yīng)選擇SO2，二氧化硫和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子和硫酸，利于鐵離子與Sc3+的分離，結(jié)合圖像可知，應(yīng)調(diào)節(jié)pH為2，此時(shí)Sc3+幾乎完全沉淀，而亞鐵離子幾乎沒有沉淀，分離效果好，故答案為：SO2；2；
③總反應(yīng)為通入NH3得到ScPO4沉淀，反應(yīng)i.H3PO4+3NH3═(NH4)3PO4，則反應(yīng)ii為(NH4)3PO4和稀土的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為ScPO4沉淀的反應(yīng)，(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3，故答案為：(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3；
（3）設(shè)起始時(shí)Sc2(C2O4)3 6H2O的物質(zhì)的量為1mol,質(zhì)量為462 g,由圖可知，250℃時(shí)，減少的質(zhì)量為462g×19.5%≈90g，=5mol,即晶體失去5個(gè)結(jié)晶水，故250℃時(shí)晶體的主要成分是Sc2(C2O4)3 H2O，250～550℃減少的質(zhì)量為462g×3.9%≈18g,可知550℃時(shí)晶體的主要成分是Sc2(C2O4)3，850℃時(shí)剩余固體的質(zhì)量為462g×(1-19.5%-3.9%-46.88%)≈138g,除去鈧元素質(zhì)量后剩余質(zhì)量為138g-2mol×45g/mol=48g,應(yīng)為氧元素的質(zhì)量，=3mol,則850℃時(shí)晶體的化學(xué)式為Sc2O3，故550～850℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2；
（4）Sc的一種氫化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖2，晶體中H周圍與其最近的Sc的個(gè)數(shù)為：4，晶胞中分?jǐn)偡ǖ玫剑琒c個(gè)數(shù)=8×+6×=4，H個(gè)數(shù)8個(gè)，表示的氫化物為：H8Sc4， NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶胞質(zhì)量為，晶胞參數(shù)為anm，晶胞體積為V=(a×10 7)3cm3，則該晶胞的密度。
21．（2024·廣東肇慶·二模）稀土金屬(RE)屬于戰(zhàn)略性金屬，我國(guó)的稀土提煉技術(shù)位于世界領(lǐng)先地位。一種從廢舊磁性材料[主要成分為鈰(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的雜質(zhì)]中回收稀土金屬Ce的工藝流程如圖所示。
已知：①Ce(H2PO4)3難溶于水和稀酸。②常溫下，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當(dāng)溶液中的金屬離子濃度小于或等于10-5mol/L時(shí)，可認(rèn)為已沉淀完全。
(1)為提高酸浸的速率，可采取的措施為 (寫一條即可)。
(2)常溫下，“酸浸”后測(cè)得溶液中c(Fe2+)=1.0mol/L，c(Ce3+)=0.01mol/L，則“沉Ce”時(shí)，為了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為 。
(3)“堿轉(zhuǎn)換”過程中Ce(H2PO4)所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ，“濾液2”中鋁元素的存在形式為 (填化學(xué)式)。
(4)“沉淀”后所得的固體為Ce2(C2O4)3·10H2O，將其煅燒可得Ce2O3和一種無毒的氣體，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(5)某稀土金屬氧化物的立方晶胞如圖所示，則該氧化物的化學(xué)式為 ，距離RE原子最近的O原子有 個(gè)。若M(晶胞)=Mg/mol，晶胞邊長(zhǎng)為anm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則晶胞的密度為 g/cm3(列出計(jì)算式)。
【答案】(1)加熱、攪拌、粉碎廢舊磁性材料、適當(dāng)增大硫酸濃度等
(2)
(3) Na[Al(OH)4](或NaAlO2)
(4)
(5) REO2 8
【分析】廢舊磁性材料加入稀硫酸酸浸后過濾，濾液中含有硫酸亞鐵、硫酸鈰、硫酸鋁，向?yàn)V液中加入磷酸二氫鈉，得到Ce(H2PO4)3、氫氧化鋁沉淀；“堿轉(zhuǎn)換”過程中Ce(H2PO4)所發(fā)生反應(yīng)，過濾向?yàn)V渣中稀硫酸溶解后再加草酸“沉淀”后所得的固體為Ce2(C2O4)3·10H2O，將其煅燒可得Ce2O3和CO2， Ce2O3被還原為Ce。
【詳解】（1）可通過加熱、攪拌、粉碎廢舊磁性材料、適當(dāng)增大硫酸濃度等措施提高酸浸的速率，故答案為：通過加熱、攪拌、粉碎廢舊磁性材料、適當(dāng)增大硫酸濃度；
（2）“沉Ce”時(shí)，為了使Al3+完全沉淀， ，，此時(shí)，pH應(yīng)大于等于4.7；溶液中c(Fe2+)=1.0mol/L，c(Ce3+)=0.01mol/L，為了不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，當(dāng)，，，為了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要調(diào)節(jié)溶液的pH范圍，故答案為：；
（3）“堿轉(zhuǎn)換”過程中Ce(H2PO4)所發(fā)生反應(yīng)，氫氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液中生成了Na[Al(OH)4](或NaAlO2)，故答案為：；Na[Al(OH)4](或NaAlO2)；
（4）“沉淀”后所得的固體為Ce2(C2O4)3·10H2O，將其煅燒可得Ce2O3和CO2，發(fā)生反應(yīng)，故答案為：；
（5）根據(jù)晶胞圖可知1個(gè)晶胞中RE：， O：，兩種原子個(gè)數(shù)比為1:2，化學(xué)式為：REO2；距離RE原子最近的O原子有8個(gè)；M(晶胞)=Mg/mol，晶胞邊長(zhǎng)為anm，1個(gè)晶胞的體積為，晶胞的密度為故答案為：REO2；8；。
第43頁 共50頁 ◎ 第44頁 共50頁
第1頁 共46頁 ◎ 第2頁 共46頁工藝流程大題匯編（高考題+模擬題）
學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________
一、解答題
1．（2023·廣東·高考真題）均是重要的戰(zhàn)略性金屬。從處理后的礦石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工藝可提取，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、和配制。常溫下，與形成可溶于水的配離子：；易被空氣氧化為；部分氫氧化物的如下表。
氫氧化物
回答下列問題：
(1)活性可與水反應(yīng)，化學(xué)方程式為 。
(2)常溫下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”時(shí)，由轉(zhuǎn)化為的離子方程式為 。
(4)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)了的明銳衍射峰。
①屬于 (填“晶體”或“非晶體”)。
②提高了的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”過程中通入的酸性氣體A為 。
②由可制備晶體，其立方晶胞如圖。與O最小間距大于與O最小間距，x、y為整數(shù)，則在晶胞中的位置為 ；晶體中一個(gè)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，則所得溶液中與的比值，理論上最高為 。
②“熱解”對(duì)于從礦石提取工藝的意義，在于可重復(fù)利用和 (填化學(xué)式)。
2．（2022·廣東·高考真題）稀土()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：月桂酸熔點(diǎn)為；月桂酸和均難溶于水。該工藝條件下，稀土離子保持價(jià)不變；的，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
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，用溶液調(diào)pH至 的范圍內(nèi)，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)“過濾2”后，濾餅中檢測(cè)不到元素，濾液2中濃度為。為盡可能多地提取，可提高月桂酸鈉的加入量，但應(yīng)確保“過濾2”前的溶液中低于 (保留兩位有效數(shù)字)。
(4)①“加熱攪拌”有利于加快溶出、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。
①還原和熔融鹽制備時(shí)，生成1mol轉(zhuǎn)移 電子。
②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的還原，發(fā)生的電極反應(yīng)為 。
3．（2021·廣東·高考真題）對(duì)廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁()、鉬()、鎳()等元素的氧化物，一種回收利用工藝的部分流程如下：
已知：25℃時(shí)，的，；；；該工藝中，時(shí)，溶液中元素以的形態(tài)存在。
(1)“焙燒”中，有生成，其中元素的化合價(jià)為 。
(2)“沉鋁”中，生成的沉淀為 。
(3)“沉鉬”中，為7.0。
①生成的離子方程式為 。
②若條件控制不當(dāng)，也會(huì)沉淀。為避免中混入沉淀，溶液中 (列出算式)時(shí)，應(yīng)停止加入溶液。
(4)①濾液Ⅲ中，主要存在的鈉鹽有和，為 。
②往濾液Ⅲ中添加適量固體后，通入足量 (填化學(xué)式)氣體，再通入足量，可析出。
(5)高純(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如圖所示，圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物，可阻止刻蝕液與下層(砷化鎵)反應(yīng)。
①該氧化物為 。
②已知：和同族，和同族。在與上層的反應(yīng)中，元素的化合價(jià)變?yōu)?5價(jià)，則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為 。
4．（2024·廣東廣州·一模）對(duì)廢舊鋰離子電池正極材料(主要成分為，還含有少量、、、等元素)進(jìn)行回收可有效利用金屬資源，一種回收利用工藝流程如下：
已知：①常溫下，丁二酮肟是白色晶體，不溶于水，可溶于乙醇等有機(jī)溶劑。
②常溫下，部分氫氧化物的如下表：
氫氧化物
回答下列問題：
(1)“酸浸還原”中轉(zhuǎn)化為，氧化產(chǎn)物是，該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為 。
(2)濾渣2的主要成分是、和，轉(zhuǎn)化為的離子方程式是 ；常溫下，“氧化調(diào)”后的濾液中濃度為，為盡可能多地提取，應(yīng)控制溶液中的不大于 。
(3)“轉(zhuǎn)化”中由轉(zhuǎn)化為的離子方程式為 。
(4)“沉鎳”中丁二酮肟與反應(yīng)生成丁二酮肟鎳的過程可表示為：
從濾渣3中分離出丁二酮肟固體的方法是 。
(5)“鋰鈷分離”可產(chǎn)生能重復(fù)利用的物質(zhì)是 。
(6)層狀的結(jié)構(gòu)如圖所示，層狀中一個(gè)周圍與其最近的的個(gè)數(shù)是 ；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，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖中原子1的坐標(biāo)為，則原子2和原子3的坐標(biāo)分別為 、 。
5．（2024·廣東深圳·一模）鋯被稱為原子時(shí)代的頭號(hào)金屬。一種以氧氯化鋯（主要含，還含有少量、、等元素）為原料生產(chǎn)金屬鋯的工藝流程如下：
已知：
①“酸溶”后溶液中各金屬元素的存在形式為：、、、；
②25℃時(shí)，，；
物質(zhì)
沸點(diǎn)/℃ 331 315 1300 700 1150
回答下列問題：
(1)“酸溶”后，元素的化合價(jià)為 。
(2)“萃取”時(shí)，鋯元素可與萃取劑形成多種絡(luò)合物，寫出生成的離子方程式： 。
(3)“沉淀”后，“廢液”中，則“廢液”中 。
(4)“沸騰氯化”時(shí)，轉(zhuǎn)化為，同時(shí)生成一種還原性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(5)①“還原”的主要目的是 。
②沸點(diǎn)遠(yuǎn)低于的可能原因?yàn)? 。
(6)某種摻雜的晶胞如圖所示，位于晶胞的面心。
①晶體中每個(gè)O周圍與其最近的O個(gè)數(shù)為 。
②已知該晶胞為立方晶胞，晶胞中O與Zr的最小間距為，設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，該晶體的密度為 （列出計(jì)算式）。
③如圖所示結(jié)構(gòu)（）與上述晶胞結(jié)構(gòu)不一致的是 （填標(biāo)號(hào)）。
A． B． C． D．
6．（2023·廣東廣州·二模）氮化鎵(GaN)具有優(yōu)異的光電性能。一種利用煉鋅礦渣[主要含鐵酸鎵、鐵酸鋅、]制備GaN的工藝流程如下：
已知：
①Ga與Al同主族，化學(xué)性質(zhì)相似。
②常溫下，，，。
③、在該工藝條件下的反萃取率(進(jìn)入水相中金屬離子的百分?jǐn)?shù))與鹽酸濃度的關(guān)系見下表。
鹽酸濃度/ 反萃取率/%
2 86.9 9.4
4 69.1 52.1
6 17.5 71.3
回答下列問題：
(1)“酸浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。“酸溶”所得濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式)。
(2)“酸浸”所得浸出液中、濃度分別為0.21、65。常溫下，為盡可能多地提取并確保不混入，“調(diào)pH”時(shí)需用CaO調(diào)pH至 (假設(shè)調(diào)pH時(shí)溶液體積不變)。
(3)“脫鐵”和“反萃取”時(shí)，所用鹽酸的濃度a＝ ，b＝ (選填上表中鹽酸的濃度)。
(4)“沉鎵”時(shí)，若加入NaOH的量過多，會(huì)導(dǎo)致的沉淀率降低，原因是 (用離子方程式表示)。
(5)利用CVD(化學(xué)氣相沉積)技術(shù)，將熱分解得到的與在高溫下反應(yīng)可制得GaN，同時(shí)生成另一種產(chǎn)物，該反應(yīng)化學(xué)方程式為 。
(6)①GaN的熔點(diǎn)為1700℃，的熔點(diǎn)為77.9℃，它們的晶體類型依次為 、 。
②GaN晶體的一種立方晶胞如圖所示。該晶體中與Ga原子距離最近且相等的N原子個(gè)數(shù)為 。該晶體密度為，GaN的式量為，則晶胞邊長(zhǎng)為 nm。(列出計(jì)算式，為阿伏加德羅常數(shù)的值)
7．（2023·廣東廣州·一模）鉍的化合物在電催化和光催化領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。一種從含鉍礦渣(主要成分是、、、、等)中提取高純的工藝如下：
已知：
①乙酰胺()有臭味、有毒，熔點(diǎn)為82.3℃，沸點(diǎn)為221℃，可溶于水。
②常溫下，， 。
③該工藝條件下，相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的范圍如下：
離子
開始沉淀的 1.5 3.6 4.5
沉淀完全的 3.2 4.7 6.7
回答下列問題：
(1)中的的化合價(jià)為，則的化合價(jià)是 。
(2)“沉鉍”時(shí)加入溶液，轉(zhuǎn)化為沉淀的離子方程式是 。往“沉鉍”所得濾液中加入鐵粉可回收其中的 (填化學(xué)式)金屬。
(3)“洗滌”時(shí)先用水洗，再用稀硫酸洗滌。用稀硫酸洗滌的目的是為了除去濾餅中的 (填化學(xué)式)雜質(zhì)。
(4)“轉(zhuǎn)化”分兩步進(jìn)行：第一步轉(zhuǎn)化為，反應(yīng)的離子方程式為 ；第二步受熱分解，。常溫下，當(dāng)恰好完全轉(zhuǎn)化成時(shí)，溶液中濃度為，則此時(shí)溶液的為 。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液經(jīng) 。(填操作)可獲得乙酰胺固體，以再生硫代乙酰胺()。
(6)鉬酸鉍()可用于光催化水的分解，其晶胞結(jié)構(gòu)(不含氧原子)如圖所示，晶胞參數(shù)為，，，晶胞棱邊夾角均為90°。
①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，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。已知原子1的坐標(biāo)為，則原子2的坐標(biāo)為 。
②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為，的式量為，則晶體的密度為 (列計(jì)算式)。
8．（2023·廣東深圳·一模）鉍及其化合物廣泛應(yīng)用于電子材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。一種以含鉍燒渣(主要成分為、，還含有少量MnS、、CuO及等)制取并回收錳的工藝流程如下：
已知：①氧化性：；
②易水解成BiOCl沉淀；常溫下，BiOCl存在的pH范圍約為2.0～11.0；
③常溫下，；。
回答下列問題：
(1)基態(tài)錳原子的價(jià)電子排布式為 。
(2)“水浸提錳”時(shí)，另加入少量稀硫酸可促進(jìn) (填化學(xué)式)溶解，進(jìn)一步提高錳的浸取率。
(3)“濾渣2”的主要成分有 (填化學(xué)式)、Bi。
(4)常溫下，“含濾液”中的濃度為。為保證BiOCl產(chǎn)品的純度，理論上，“沉鉍”時(shí)應(yīng)控制溶液的pH＜ (保留一位小數(shù))。
(5)“脫氯”過程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為 。
(6)BiOCl是一種性能優(yōu)良的光催化劑，可催化降解有機(jī)污染物對(duì)硝基苯酚()等。對(duì)硝基苯酚的熔點(diǎn)高于鄰硝基苯酚()的熔點(diǎn)，其原因是 。
(7)我國(guó)科學(xué)家在新型二維半導(dǎo)體芯片材料——硒氧化鉍的研究中取得突破性進(jìn)展。硒氧化鉍的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞參數(shù)為a pm，a pm，b pm。
①該晶胞沿z軸方向的投影圖為 (填標(biāo)號(hào))。
A．B．C．D．
②該晶體中，每個(gè)周圍緊鄰的共有 個(gè)。
③該晶體的密度為 (列出計(jì)算式，為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
9．（2023·廣東深圳·二模）金屬銠(Rh)是一種高效催化劑，在有機(jī)合成中發(fā)揮重要作用。一種以高銅銠精礦(主要含Rh，還含有少量的Cu、Fe等雜質(zhì))為原料提取的工藝如下：
已知：陽離子交換過程可表示為
回答下列問題：
(1)基態(tài)Cu原子的價(jià)電子排布式為 。
(2)“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，其中Rh元素的化合價(jià)為 。
(3)“定向脫銅”時(shí)，銅與銠的沉淀率隨pH變化如下圖所示，該過程需將溶液pH調(diào)至2，結(jié)合圖像說明原因 。
(4)“陽離子交換”過程中，溶液中被陽離子交換樹脂吸附的金屬陽離子主要有 。
(5)“水解”過程中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(6)銠錳催化劑可催化反應(yīng)：。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是 (填標(biāo)號(hào))。
A．存在極性共價(jià)鍵的斷裂與形成
B．所有分子均為非極性分子
C．含碳化合物中心原子雜化軌道類型有與
D．的VSEPR模型為V形
E.催化劑可降低該反應(yīng)的焓變，從而增大反應(yīng)速率
(7)銠摻雜形成的催化劑，在光催化還原反應(yīng)中有很高的催化效率。的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①其中位于晶胞的體心，則所處的位置為晶胞的 (填“頂角”或“棱心”)；每個(gè)周圍緊鄰的共有 個(gè)。
②當(dāng)有1%的被替代后，晶體中會(huì)失去部分產(chǎn)生缺陷，此時(shí)平均每個(gè)晶胞所含數(shù)目為 (保留三位小數(shù))。
10．（2024·廣東·一模）釩是重要的戰(zhàn)略資源，以硫酸工業(yè)產(chǎn)生的廢釩催化劑為原料(含、、、以及少量的等)，綜合回收利用釩、硅、鉀實(shí)現(xiàn)變廢為寶、保護(hù)環(huán)境的目的，回收工藝流程如下：
已知：釩的氧化物在酸性條件下以、存在，增大時(shí)可轉(zhuǎn)化為沉淀。
(1)“水浸”前，通常需要將催化劑粉碎，其目的是 。
(2)“濾渣2”轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式是 。
(3)“還原酸浸”時(shí)：
①硫酸的用量會(huì)影響釩的浸出率，需保持在1.2以下的原因是 。
②過程中除了有被還原成，還涉及的反應(yīng)離子方程式為 。
③若以磷酸為介質(zhì)處理廢催化劑，可以提高釩的浸出率。一種釩磷配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，形成配位鍵時(shí)V提供 (選填“孤對(duì)電子”或“空軌道”)。
(4)“萃取”時(shí)選擇有機(jī)萃取劑，原理是：(有機(jī)層)(有機(jī)層)，“反萃取”應(yīng)選擇在 環(huán)境中進(jìn)行(選填“酸性”、“中性”或“堿性”)。
(5)加氨水生成沉淀，若經(jīng)焙燒得到產(chǎn)品，則消耗空氣中 。
(6)近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)含釩的銻化物在超導(dǎo)方面表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。某含釩的銻化物晶胞如圖1所示，晶體中包含由V和組成的二維平面如圖2。
該含釩的銻化物化學(xué)式為 ，釩原子周圍緊鄰的銻原子數(shù)為 。
11．（2024·廣東梅州·一模）催化裂化（FCC）是石油精煉中最重要的轉(zhuǎn)化之一。FCC催化劑中含有多種金屬元素，一種針對(duì)FCC廢催化劑（含較多的、鐵鋁的氧化物和少量其他可溶于酸的物質(zhì)，固載在玻璃纖維上）綜合回收利用的工藝流程如下：
已知：①不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液；②常溫下，，。。
回答下列問題：
(1)已知基態(tài)Ce原子價(jià)層電子排布式為，它有 個(gè)未成對(duì)電子，它的最高正化合價(jià)為 。
(2)物質(zhì)X為 ，若利用pH傳感器監(jiān)測(cè)反應(yīng)2，當(dāng) 時(shí)，已沉淀完全（時(shí)視為沉淀完全）。
(3)反應(yīng)3的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ，其中的作用與反應(yīng)1中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
(4)從溶液中獲得晶體的“一系列操作”包括 、過濾、洗滌、常溫晾干。的空間構(gòu)型為 。
(5)氧化鈰（）是一種重要的光催化材料，光催化過程中立方晶胞的組成變化如圖所示，則每個(gè)晶胞中個(gè)數(shù)為 。
12．（2024·廣東佛山·一模）稀土（RE）包括鑭（La）、鈰（Ce）等元素，是重要的戰(zhàn)略資源，從離子型稀土礦（含F(xiàn)e、Al等元素）中提取稀土元素并獲得高附加值產(chǎn)品的一種工藝流程如圖所示：
已知：該工藝下，除鈰（Ce）外，稀土離子保持＋3價(jià)不變；金屬離子形成氫氧化物沉淀的相關(guān)pH見下表。
離子
開始沉淀時(shí)的pH 1.5 4.3 5.6（為6.2）
沉淀完全時(shí)的pH 3.2 5.5 /（為9.0）
回答下列問題：
(1)“預(yù)中和”工序中：
①該工序適宜的pH范圍是 。
②膠狀的X射線衍射圖譜中， （選填“能”或“不能”）觀察到明銳的衍射峰。
(2)“調(diào)pH”工序中，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 。
(3)濾液3可返回 工序循環(huán)使用。
(4)“沉淀”工序產(chǎn)物為 （選填“”或“”），理由是 [：]。（當(dāng)反應(yīng)的時(shí)可認(rèn)為反應(yīng)完全）
(5)含氟稀土拋光粉的主要成分為，焙燒時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。
(6)利用離子交換法浸出稀土的過程如圖所示。已知離子半徑越小、電荷數(shù)越大，離子交換能力越強(qiáng)．下列離子對(duì)交換能力最強(qiáng)的是______。
A． B． C． D．
(7)銀鈰合金是優(yōu)良的導(dǎo)電材料，一種銀鈰晶體結(jié)構(gòu)單元如圖（a）所示：
①將該結(jié)構(gòu)單元示意圖（b）補(bǔ)充完全 。
②該晶體的化學(xué)式為 。
13．（2024·廣東湛江·一模）鎵(Ga)是重要的半導(dǎo)體材料，氮化鎵、砷化鎵和氧化鎵分別是第二代、第三代、第四代半導(dǎo)體材料的代表材料。金屬鎵在自然界中通常以微量分散于鋁土礦、閃鋅礦等礦石中，提取非常困難。從閃鋅礦渣中提取鎵是種常見的方法，具體工藝流程如下：
已知：①金屬鎵在化學(xué)性質(zhì)上非常接近金屬鋁，其單質(zhì)、氧化物和氫氧化物均有兩性；
②閃鋅礦渣通常含有，、，硅酸鹽等雜質(zhì)；
③25℃時(shí)，、。
回答下列問題：
(1)為了提高鎵的浸取率，可以采取的措施為 (填寫一種)。
(2)濾渣Ⅰ中主要含有 。
(3)寫出加入氧化鋅后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式(以Ga為例)： 。
(4)工業(yè)上通常向溶液中通入過量，產(chǎn)生大量白色沉淀，過濾后加熱固體能得到高純，寫出加入過量后的化學(xué)方程式： 。
(5)在工業(yè)上，通常用高純鎵作陰極，石墨作陽極，溶液作為電解質(zhì)，通過電解制備高純Ga．寫出陰極電極反應(yīng)式： 。
(6)氮化鎵是目前應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料之一，目前廣泛應(yīng)用于相控陣?yán)走_(dá)、快速充電器等行業(yè)。氮化鎵有不同的晶型，其中六方氮化鎵和立方氮化鎵之間可以相互轉(zhuǎn)化。
①六方氮化鎵晶體硬度極高，熔點(diǎn)為1700℃，其高溫熔融物不導(dǎo)電。六方氮化鎵屬于 晶體。
②寫出六方氮化鎵晶胞的組成： 。
(7)①已知的坐標(biāo)為，請(qǐng)寫出的坐標(biāo) 。
②若立方氮化鎵的邊長(zhǎng)為a nm，則其密度為 (列出計(jì)算式)。
14．（2024·廣東江門·一模）鉛渣由多種氧化物及它們相互結(jié)合而形成的化合物、固溶體、共晶混合物所組成。對(duì)鉛渣進(jìn)行綜合利用，回收其中的有價(jià)金屬（Cu、Fe、Pb、Zn、Sb）的部分工藝流程如下：
已知：①常溫下，，。
（2）金屬離子濃度等于時(shí)，可認(rèn)為其恰好完全沉淀。
(1)位于第六周期，與碳元素同主族，其價(jià)層電子排布式為 。
(2)“還原焙燒”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)揮發(fā)煙塵中的主要氧化物為。
①區(qū)分揮發(fā)煙塵中的氧化物是晶體還是非晶體的最可靠的科學(xué)方法為 。
②“轉(zhuǎn)化”過程中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(4)“氧化酸浸”過程中，若將物質(zhì)的量為的合金（其中與物質(zhì)的量之比為氧化，至少需要的物質(zhì)的量為 mol（用含a、b的式子表示）。
(5)“過濾洗滌”過程中，加入酒石酸（表示為）發(fā)生如下配位反應(yīng)：
①上述兩個(gè)配合物中，提供空軌道的元素為 （填元素符號(hào)）。
②“過濾洗滌”時(shí)，用酒石酸稀溶液洗滌濾渣而不用水。用酒石酸稀溶液洗滌可減少金屬離子的損失，原因?yàn)? 。
(6)“沉銻”過程中，銻恰好完全沉淀時(shí)，溶液中 。
(7)一種鉛鹵基鈣鈦礦的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中八面體體心為Pb，頂點(diǎn)為Br，晶體中各八面體頂點(diǎn)相連。
①該晶體的化學(xué)式為 。
②若該晶體的晶胞以Cs為頂點(diǎn)，則Br在晶胞中的位置為 。
15．（2024·廣東江門·一模）某化工廠利用廢舊鋰離子電池正極材料（含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等）制備Co2O3和Li2CO3。工藝流程如下：
固體已知：①常溫時(shí)，有關(guān)物質(zhì)如下表：
物質(zhì)
②常溫時(shí)，的溶度積，該數(shù)值隨溫度升高而減小。
(1)LiCoO2中Co元素的化合價(jià)為 ；基態(tài)Co原子的價(jià)層電子軌道表示式為 。
(2)“酸浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)：。
①補(bǔ)充完整上述離子方程式 ；
②舊生產(chǎn)工藝用鹽酸進(jìn)行“酸浸”，但易造成環(huán)境污染，原因是 。
(3)已知濾渣2中含有，則常溫下濾液2中 mol/L。
(4)濾液3中含金屬元素的離子主要是，通入空氣發(fā)生催化氧化反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)沉鋰操作過程中的存在反應(yīng)：，該操作中需將溫度升高到90℃，原因是 。
(6)由進(jìn)一步制得的具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。
①在晶胞中的位置為 ；
②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為。晶胞的密度為b，則晶胞參數(shù)（棱長(zhǎng)）為 pm。
16．（2024·廣東梅州·二模）金屬錸廣泛用于航空航天等領(lǐng)域。以鉬精礦(主要成分為鉬的硫化物和少量錸的硫化物)制取高錸酸銨晶體的流程如下圖所示。回答下列問題：
(1)金屬錸具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性，可用于解釋這一現(xiàn)象的理論是 。
(2)①“焙燒”常采用高壓空氣、逆流操作(空氣從培燒爐下部通入，礦粉從中上部加入)，其目的是 。
②“焙燒”過程中轉(zhuǎn)化為，反應(yīng)方程式 。
(3)“萃取”機(jī)理為：，則“反萃取”對(duì)應(yīng)的離子方程式為 ；常溫下，“反萃取”得到高錸酸銨溶液的，則溶液中 (填“>”“<”或“=”)。(已知：常溫下)
(4)下圖是的X射線衍射圖譜，則屬于 。(填“晶體”或“非晶體”)
(5)工業(yè)上制備的錸粉中含有少量碳粉和鐵粉(其熔沸點(diǎn)見表1)，在3500℃時(shí)，利用氫氣提純可得到純度達(dá)99.995%的錸粉(下圖為碳在高溫氫氣環(huán)境中氣-固占比計(jì)算結(jié)果)，請(qǐng)分析原因 。
表1
物質(zhì) 熔點(diǎn)(℃) 沸點(diǎn)(℃)
3180 5900
C 3652 4827
1535 2750
(6)三氧化錸是簡(jiǎn)單立方晶胞，晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，摩爾質(zhì)量為Mg/mol，晶胞密度為。錸原子填在氧原子圍成的 (填“四面體”“立方體”或“八面體”)空隙中，該晶胞中兩個(gè)相距最近的O原子間的距離為 cm。(列出計(jì)算式)
17．（2024·廣東茂名·二模）某制酸工廠產(chǎn)生的廢酸液主要成分為HF、、、、，一種處理工藝如下：
已知：常溫下，
回答下列問題：
(1)基態(tài)As原子的價(jià)層電子排布圖為 ，中As的化合價(jià)為 。
(2)原廢水中含有的濃度為52.0，則 ，常溫下，有B離子的去除量、“調(diào)pH”為6.0后，的去除率為 。（）
(3)強(qiáng)堿（AOH）的化學(xué)式為 。
(4)寫出“還原”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(5)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析。晶體W的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：
①晶胞內(nèi)八面體陰離子中心原子的配位數(shù)為 。
②W的化學(xué)式為 。
(6)產(chǎn)品純度分析。稱取g 樣品，用堿溶解，加入淀粉作指示劑，用濃度為的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定As（Ⅲ）至As（Ⅴ），消耗體積為 mL，則制得的產(chǎn)品純度為 。（用含、、的代數(shù)式表示）
18．（23-24高三下·貴州黔東南·開學(xué)考試）釩和鉻都是重要的戰(zhàn)略金屬，利用釩、鉻廢渣(主要成分為和，還含有其他難溶物)分離回收釩、鉻的工藝流程如下圖所示。
已知：常溫下，。
回答下列問題：
(1)基態(tài)鉻原子價(jià)電子軌道表示式為 。
(2)釩、鉻廢渣“水浸”前，先要進(jìn)行粉碎處理，為提高浸取效率，還可采取的措施有 (任寫一點(diǎn))。
(3)“沉釩”的含釩產(chǎn)物為釩酸鈣，該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(4)“沉鉻”時(shí)，鉻轉(zhuǎn)化為沉淀，“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)向“沉釩后液”中加入足量，可將其中的鉻轉(zhuǎn)化為沉淀，鉻的理論轉(zhuǎn)化率為 (保留三位有效數(shù)字)。
(6)復(fù)合材料氧鉻酸鈣的立方晶胞如下圖所示。
①該晶體的化學(xué)式為 。
②已知該晶體的密度為為阿伏加德羅常數(shù)的值，則相鄰與之間的最短距離為 (列出計(jì)算式即可)。
19．（2024·廣東韶關(guān)·二模）二氧化鈰（）是一種典型的金屬氧化物，具有較強(qiáng)的氧化性廣泛應(yīng)用于多相催化反應(yīng)，并作為汽車尾氣凈化的三效催化劑的重要組成成分。以氟碳鈰礦（主要含、等）為原料制備的一種工藝流程如下圖所示：
已知：①“氧化焙燒”后，Ce元素轉(zhuǎn)化為和；②濾液A中含：、等離子。
回答下列問題：
(1)濾渣A的主要成分是 （填化學(xué)式）；“酸浸”不用鹽酸的理由是 （答一點(diǎn)即可）。
(2)“系列操作”包含以下幾個(gè)過程：已知：不能溶于有機(jī)物TBP；能溶于有機(jī)物TBP，且存在反應(yīng)：。“濾液A”中加入有機(jī)物TBP后的分離方法是 ，“有機(jī)層B”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。水層中的一種溶質(zhì)，理論上可以在工藝流程圖中的 工序中循環(huán)利用，減小“調(diào)pH”工序中的用量，節(jié)約生產(chǎn)成本。
(3)“調(diào)pH”中，要使沉淀完全（通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于為沉淀完全），應(yīng)控制pH大于 （已知25℃時(shí)）。
(4)“氧化”中，NaClO轉(zhuǎn)化為NaCl，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。
(5)二氧化鈰立方晶胞如圖所示，則鈰原子Ce在晶胞中的位置是 ；晶體中一個(gè)Ce周圍與其最近的O的個(gè)數(shù)為 。
20．（2024·廣東廣州·二模）我國(guó)是世界上稀土資源最豐富的國(guó)家，冶煉提純技術(shù)位于世界前茅。從某種磷精礦(主要成分為，含少量)分離稀土元素鈧()的工業(yè)流程如下：
(1)鈧的基態(tài)原子核外價(jià)電子排布式為 。
(2)“萃取”的目的是富集，但其余元素也會(huì)按一定比例進(jìn)入萃取劑中。
①通過制得有機(jī)磷萃取劑，其中代表烴基，對(duì)產(chǎn)率的影響如下表。
產(chǎn)率/ 82 62 20
由表可知：隨中碳原子數(shù)增加，產(chǎn)率降低，請(qǐng)從結(jié)構(gòu)的角度分析原因 。
②“反萃取”的目的是分離和元素。向“萃取液”中通入，的沉淀率隨的變化如圖。試劑X為 (填“”或“”)，應(yīng)調(diào)節(jié)為 。
③反萃取時(shí)，通入得到沉淀的過程為：
i．
ii． (寫出該過程的化學(xué)方程式)。
(3)草酸鈧晶體在空氣中加熱，隨溫度的變化情況如圖所示。250℃晶體主要成分是 (填化學(xué)式)，℃反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(4)的一種氫化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖，晶體中H周圍與其最近的的個(gè)數(shù)為 。為阿伏伽德羅常數(shù)的值，晶胞參數(shù)為，則該晶胞的密度為 。
21．（2024·廣東肇慶·二模）稀土金屬(RE)屬于戰(zhàn)略性金屬，我國(guó)的稀土提煉技術(shù)位于世界領(lǐng)先地位。一種從廢舊磁性材料[主要成分為鈰(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的雜質(zhì)]中回收稀土金屬Ce的工藝流程如圖所示。
已知：①Ce(H2PO4)3難溶于水和稀酸。②常溫下，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當(dāng)溶液中的金屬離子濃度小于或等于10-5mol/L時(shí)，可認(rèn)為已沉淀完全。
(1)為提高酸浸的速率，可采取的措施為 (寫一條即可)。
(2)常溫下，“酸浸”后測(cè)得溶液中c(Fe2+)=1.0mol/L，c(Ce3+)=0.01mol/L，則“沉Ce”時(shí)，為了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為 。
(3)“堿轉(zhuǎn)換”過程中Ce(H2PO4)所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ，“濾液2”中鋁元素的存在形式為 (填化學(xué)式)。
(4)“沉淀”后所得的固體為Ce2(C2O4)3·10H2O，將其煅燒可得Ce2O3和一種無毒的氣體，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(5)某稀土金屬氧化物的立方晶胞如圖所示，則該氧化物的化學(xué)式為 ，距離RE原子最近的O原子有 個(gè)。若M(晶胞)=Mg/mol，晶胞邊長(zhǎng)為anm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則晶胞的密度為 g/cm3(列出計(jì)算式)。
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