資源簡介

(共80張PPT)
題型突破一　化學工藝流程綜合
● 題型功能
1.能力考查：考查學生信息獲取與加工、邏輯推理與論證和批判性思維能力；根據流程圖中各物質的變化過程，結合物質的性質和實際操作對題設問題進行分析判斷，突出化學知識的遷移應用。
2.熱點考查：原料的選擇、選用試劑的目的或原因、物質成分或循環的判斷、陌生離子(反應)方程式書寫、離子除雜與檢驗、有關計算。
● 題型情境
多以元素Fe、Cr、Mn、Ni、Mg、Al、V、Ti、Ca和陌生元素Mo、Ce等的單質及其化合物為載體，多以自然資源的綜合利用和廢物回收再利用為命題情境。
● 題型結構
● 命題趨勢
本題型與各專題、各模塊的融合度會越來越大。與各專題的融合可以增大考查的覆蓋面，可以體現命題的綜合性和創新性的要求；與各模塊的融合主要表現為與《物質結構與性質》模塊的融合。
物質制備型
1
題型
1. (2024·河北選考)V2O5是制造釩鐵合金、金屬釩的原料，也是重要的催化劑。以苛化泥為焙燒添加劑從石煤中提取V2O5的工藝，具有釩回收率高、副產物可回收和不產生氣體污染物等優點。工藝流程如下。
2024真題賞析
已知：ⅰ石煤是一種含V2O3的礦物，雜質為大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分為CaCO3、NaOH 、Na2CO3等。
ⅱ高溫下，苛化泥的主要成分可與Al2O3反應生成偏鋁酸鹽；室溫下，偏釩酸鈣[Ca(VO3)2]和偏鋁酸鈣均難溶于水。回答下列問題：
(1)釩原子的價層電子排布式為 ________；焙燒生成的偏釩酸鹽中釩的化合價為 ________，產生的氣體①為 ________(填化學式)。
(2)水浸工序得到濾渣①和濾液，濾渣①中含釩成分為偏釩酸鈣，濾液中雜質的主要成分為 ________(填化學式)。
(3)在弱堿性環境下，偏釩酸鈣經鹽浸生成碳酸鈣發生反應的離子方程式為 ________________________________；CO2加壓導入鹽浸工序可提高浸出率的原因為 ________________________________；浸取后低濃度的濾液①進入 ________________________________(填工序名稱)，可實現釩元素的充分利用。
(4)洗脫工序中洗脫液的主要成分為 ________(填化學式)。
(5)下列不利于沉釩過程的兩種操作為 ________(填序號)。
a．延長沉釩時間　　 b．將溶液調至堿性　　
c．攪拌　　 d．降低NH4Cl溶液的濃度
2. (2024·湖北選考)鈹用于宇航器件的構筑。一種從其鋁硅酸鹽[Be3Al2(SiO3)6]中提取鈹，其制備路徑如下：
微粒從水相進入有機相稱為萃取，從有機相進入水相稱為反萃取，都遵循相似相溶原理
回答下列問題：
(1)基態Be2＋的軌道表示式為 ________。
(2)為了從“熱熔、冷卻”步驟得到玻璃態，冷卻過程的特點是 ________。
(3)“萃取分液”的目的是分離Be2＋和Al3＋，向過量燒堿溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，觀察到的現象是 ____________________。
(4)寫出反萃取生成 Na2[Be(OH)4]的化學方程式 _________________
__________________。“濾液2”可以進入 _____________________步驟再利用。
(5)電解熔融氯化鈹制備金屬鈹時，加入氯化鈉的主要作用是 ___。
陰離子中含有配位鍵，中心原子鈹sp3雜化
(6)Be(OH)2與醋酸反應得到某含4個Be的配合物，4個Be位于以1個O原子為中心的四面體的4個頂點，且每個Be的配位環境相同，Be與Be間通過CH3COO－相連，其化學式為 ______________________。
Be原子呈對稱性排列
(2)熔融態物質冷卻凝固時，緩慢冷卻會形成晶體，快速冷卻會形成非晶態，即玻璃態，所以從“熱熔、冷卻”中得到玻璃態，其冷卻過程的特點為：快速冷卻。(3)“濾液1”中有Be2＋和Al3＋，加入含HA的煤油將Be2＋萃取到有機相中，則水相1中含有Al3＋，則向過量燒堿的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，可觀察到的現象為：產生白色沉淀，且沉淀立刻溶解。(4)反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化學方程式為BeA2(HA)2＋6NaOH===Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O，濾液2的主要成分為NaOH，可進入反萃取分液步驟再利用。(5)氯化鈹的共價性較強，電解熔融氯化鈹制備金屬鈹時，加入氯化鈉的主要作用為增強熔融氯化鈹的導電性。(6)由題意可知，該配合物中有四個鈹位于四面體的四個頂點上，四面體中心只有一個O，Be與Be之間總共有六個CH3COO－，則其化學式為Be4O(CH3COO)6。
【思維模型】　　物質制備型流程題的解題策略
第一步　整體通覽：挖掘題干信息，分析原材料，確定主要成分及所含雜質。
第二步　預處理：原材料預處理，通過酸浸和堿浸等手段，完成初步分離。
第三步　分析核心反應：通過氧化、中和及離子交換等手段完成主要物質到產物的轉化。
第四步　分離提純：產品的分離與提純及含量測定，通過沉淀、結晶及煅燒等手段，得到粗品，通過滴定等定量過程，完成含量測定。
第五步　明確基本的解題思路：
(1)出現或用到受熱易分解的物質，則應注意對溫度的控制。
(2)出現水解的鹽且水解產物中有揮發性的酸產生時，則要加相對應的酸來抑制水解。
(3)若產物是一種強氧化性物質或強還原性物質，則要防止它們被其他物質還原或氧化。
(4)若產物易潮解或易變質等應注意CO2或水的去除，也要防止空氣中的CO2或水進入裝置中。
(5)若給出多種物質的沸點、溶解度信息，則意味著需要用蒸餾、過濾來進行分離。
(6)條件的選擇主要從以下3個方面分析：①對反應速率有何影響。②對平衡轉化率是否有利。③對綜合效益有何影響。如原料成本、原料來源(是否廣泛、可再生)、能源成本、對設備的要求、環境保護(從綠色化學方面作答)等。
分離提純型
2
題型
3. (2024·遼寧選考)中國是世界上最早利用細菌冶金的國家。已知金屬硫化物在“ 細菌氧化”時轉化為硫酸鹽，某工廠用細菌冶金技術處理載金硫化礦粉(其中細小的Au顆粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶煉金，工藝流程如下：
需要適宜的溫度，溫度不易過高
回答下列問題：
(1)北宋時期我國就有多處礦場利用細菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質為 ________(填化學式)。
(2)“細菌氧化”中， FeS2發生反應的離子方程式為 ____________
________________________。
硫酸銅溶液
硫元素化合價為－1價
?
?
(3)“沉鐵砷”時需加堿 調節pH，生成 ________(填化學式)膠體起絮凝作用，促進了含As微粒的沉降。
(4)“焙燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙燒氧化”，“細菌氧化”的優勢為 ________(填標號)。
A．無需控溫
B．可減少有害氣體產生
C．設備無需耐高溫
D．不產生廢液廢渣
水解平衡向右移動，促進的Fe3＋水解
(5)“真金不怕火煉”，表明Au難被O2氧化，“浸金”中 NaCN的作用為_____________________________。
(6)“沉金”中Zn的作用為 ___________________________。
(7)濾液②經H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2－轉化為ZnSO4和HCN的化學方程式為 ________________________________________。用堿中和HCN可生成 ________(填溶質化學式)溶液，從而實現循環利用。
Au＋易與CN－形成配位鍵，生成絡合離子[Au(CN)2]－
?
Au作還原劑，O2作氧化劑，NaCN作絡合劑，將Au轉化為[Au(CN)2]－從而浸出。(6)“沉金”中Zn作還原劑，將[Au(CN)2]－還原為Au。(7)濾液②含有[Zn(CN)4]2＋，經過H2SO4的酸化，[Zn(CN)4]2－轉化為ZnSO4和HCN，反應得化學方程式為Na2[Zn(CN)4]＋2H2SO4===ZnSO4＋4HCN＋Na2SO4；用堿中和HCN得到的產物，可實現循環利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步驟，從而循環利用。
4. (2024·安徽選考)精煉銅產生的銅陽極泥富含Cu、Ag、Au等多種元素。研究人員設計了一種從銅陽極泥中分離提取金和銀的流程，如下圖所示。
回答下列問題：
(1)Cu位于元素周期表第 ________周期第 ________族。
(2)“浸出液1”中含有的金屬離子主要是 ________。
(3)“浸取2”步驟中，單質金轉化為 HAuCl4的化學方程式為 ____
____________________。
(4)“浸取3”步驟中，“浸渣2”中的 ________(填化學式)轉化為[Ag(S2O3)2]3－。
(5)“電沉積”步驟中陰極的電極反應式為 ___________________。“電沉積”步驟完成后，陰極區溶液中可循環利用的物質為 _______(填化學式)。
?
(7)(a)結構中電子云分布較均衡，結構較為穩定，(b)結構中正負電荷中心不重合，極性較大，較不穩定，且存在過氧根，過氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)結構
【解析】　精煉銅產生的銅陽極泥富含Cu、Ag、Au等元素，銅陽極泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被轉化為Cu2＋進入浸取液1中，Ag、Au不反應，浸渣1中含有Ag和Au；浸渣1中加入鹽酸、H2O2浸取，Au轉化為HAuCl4進入浸取液2，Ag轉化為AgCl，浸渣2中含有AgCl；浸取液2中加入N2H4將HAuCl4還原為Au，同時N2H4被氧化為N2；浸渣2中加入Na2S2O3，將AgCl轉化為[Ag(S2O3)2]3－，得到浸出液3，利用電沉積法將[Ag(S2O3)2]3－還原為Ag。(1)Cu的原子序數為29，位于第四周期第ⅠB族。(2)由分析可知，銅陽極泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被轉化為Cu2＋進入浸取液1中，故浸取液1中含有的金屬離子主要是Cu2＋。(3)浸取2
HAuCl4轉移3個電子，N2H4被氧化為N2，N的化合價由－2價變為0價，一個N2H4轉移4個電子，根據得失電子守恒，被氧化的N2H4與產物Au的物質的量之比為3∶4。(7)(a)結構中電子云分布較均衡，結構較為穩定，(b)結構中正負電荷中心不重合，極性較大，較不穩定，且存在過氧根，過氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)結構。
【思維模型】　　物質提純型流程題的解題策略
第一步　明確“有什么”和“要什么”
依據題干信息及流程圖，明確“有什么”即待回收的原料中含有的物質，“要什么”即化工流程最終想要回收的物質。
第二步　確定“除什么”
“有什么”減去“要什么”即“除什么”。
第三步　確定“如何除”
可將流程分成三段：原料預處理→除雜分離→產品收集。
1．原料預處理：原料最初一般會進行酸浸、堿浸、水浸、灼燒、粉碎等預處理，對原料進行初步處理。
2．除雜分離：將雜質元素變成沉淀、氣體或者濾液除去。調節pH、加沉淀劑、加熱、降溫、萃取是最常見的除雜方法。
3．產品收集。
第四步　回歸題目，細化答題
突破點1　原料處理、物質確認、條件控制與選擇、方程式的書寫
規律方法整合　建模型
強基培優精練　提能力
考前名校押題　練預測
高考真題賞析　明考向
1. (2023·河北選考)閉環循環有利于提高資源利用率和實現綠色化學的目標。利用氨法浸取可實現廢棄物銅包鋼的有效分離，同時得到的CuCl可用于催化、醫藥、冶金等重要領域。工藝流程如下：
乙醇洗滌的目的是除去沉淀物表面的水分，利用了乙醇易揮發的特性
已知：室溫下的Ksp(CuCl)＝10－6.8。
回答下列問題：
(1)首次浸取所用深藍色溶液①由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應得到，其主要成分為 ________(填化學式)。
(2)濾渣的主要成分為 ________(填化學式)。
(3)浸取工序的產物為[Cu(NH3)2]Cl，該工序發生反應的化學方程式為 ______________________________。浸取后濾液的一半經氧化工序可得深藍色溶液①，氧化工序發生反應的離子方程式為 ______________。
(4)浸取工序宜在30～40 ℃之間進行，當環境溫度較低時，浸取液再生后不需額外加熱即可進行浸取的原因是 _______________________
______________________________。
(5)補全中和工序中主反應的離子方程式[Cu(NH3)2]＋＋2H＋＋Cl－＝ _______________。
(6)真空干燥的目的為 ________________________。
【答案】　(1)[Cu(NH3)4]Cl2　(2)Fe
(3)[Cu(NH3)4]Cl2＋Cu===2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3＋4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋4H＋===4[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O
【解析】　由題給流程可知，銅包鋼用由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應得到的二氯化四氨合銅深藍色溶液，浸取將銅轉化為一氯化二氨合亞銅，過濾得到含有鐵的濾渣和一氯化二氨合亞銅濾液；將濾液的一半經氧化工序將一氯化二氨合亞銅轉化為可以循環使用的二氯化四氨合銅；濾液的一半加入硫酸、鹽酸中和，將一氯化二氨合亞銅轉化為硫酸亞銅和氯化亞銅沉淀，過濾得到含有硫酸銨、硫酸亞銅的濾液和氯化亞銅；氯化亞銅經鹽酸、乙醇洗滌后，真空干燥得到氯化亞銅；硫酸亞銅溶液發生置換反應生成海綿銅。(1)由分析可知，由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應得到的深藍色溶液①為二氯化四氨合銅，故答案為
[Cu(NH3)4]Cl2。(2)由分析可知，濾渣的主要成分為鐵，故答案為Fe。(3)由分析可知，浸取工序發生的反應為二氯化四氨合銅溶液與銅反應生成一氯化二氨合亞銅，反應的化學方程式為[Cu(NH3)4]Cl2＋Cu===
2[Cu(NH3)2]Cl；氧化工序中一氯化二氨合亞銅發生的反應為一氯化二氨合亞銅溶液與氨水、氧氣反應生成二氯化四氨合銅和水，反應的離子方程式為8NH3＋4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋4H＋===4[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O。(4)浸取工序中鹽酸與氨水反應生成氯化銨和水的反應為放熱反應，反應放出的熱量可以使反應溫度保持在30～40 ℃之間，所以當環境溫度較低時，浸取液再生后不需額外加熱即可進行浸取，故答案為鹽酸和液氨反應放
? 原料的預處理
方法 措施 目的
浸出 水浸、酸浸、堿浸 使原料中的某些成分溶解(物理溶解或與浸取液接觸反應)，可溶性離子進入溶液，不溶物通過過濾除去
焙燒 灼燒、焙燒、煅燒 高溫分解改變結構；不易轉化的物質轉為容易提取的物質，其他礦物轉化為氧化物；除去可燃性的雜質(如有機物、碳、硫等)
粉碎 增大固體樣品與液體(或氣體)的接觸面積，加快反應速率
? 流程中條件的控制
1.溫度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)
(1)加熱的目的：加快反應速率或溶解速率；促進平衡向吸熱方向移動；除雜，除去熱不穩定的雜質，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物質；使沸點相對較低或易升華的原料汽化。
(2)降溫的目的：防止某物質在高溫時會溶解(或分解)；使化學平衡向著題目要求的方向(放熱方向)移動；使某個沸點較高的產物液化，使其與其他物質分離；降低晶體的溶解度，減少損失。
(3)控制溫度在一定范圍的目的：結晶為獲得所需物質(用水浴帶溫度計便于控溫且受熱均勻)；防止某種物質(如H2O2、草酸、濃硝酸、銨鹽等)因溫度過高時會分解或揮發；使催化劑的活性達到最高；防止副反應的發生。
(4)降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求。
(5)控制固體的溶解與結晶
趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質的量。
蒸發濃縮：蒸發除去部分溶劑，提高溶液的濃度。
蒸發結晶：蒸發溶劑，使溶液由不飽和變為飽和，繼續蒸發，過剩的溶質就會呈晶體析出。
從溶液中得到晶體的過程：蒸發濃縮→冷卻結晶→過濾→洗滌、干燥。
2.pH的控制
(1)控制一定的pH，以提供反應所需環境。反應環境的不同會導致反應產物的差異。如在酸性環境中KMnO4的還原產物一般為Mn2＋，中性(或弱酸性)環境中KMnO4的還原產物一般為MnO2。
(2)控制一定的pH，以改變元素的存在形式。如鋁元素在強酸性條件下以Al3＋形式存在，當體系的pH增大，鋁元素將以Al(OH)3甚至以AlO或[Al(OH)4]－的形式存在。
(3)控制一定的pH，使金屬陽離子形成氫氧化物沉淀。
3.反應物用量或濃度的控制
(1)酸浸時為了提高礦石中某金屬元素的浸取率，可以適當提高酸的濃度。
(2)對有多種反應物的體系，增大便宜、易得的反應物的濃度，可以提高其他物質的利用率，使反應充分進行。如工業制硫酸過程中，通入過量的O2以提高SO2的轉化率。
(3)增大物質濃度可以加快反應速率，使平衡發生移動，應結合具體問題進行具體分析。
4.加入物質的目的
(1)加堿：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等。
(2)加沸石或碎瓷片：防止液體暴沸。
(3)加有機溶劑：萃取某些物質，或降低某些物質的溶解度。
(4)加氧化劑：與原體系中還原劑發生氧化還原反應。
5.在空氣中進行的反應或操作
要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應；或能否達到隔絕空氣、防氧化、防變質、防分解、防水解、防潮解等目的，例如使用保護氣抑制弱離子的水解(如HCl氛圍)。
? 工藝流程中陌生化學方程式的書寫
1.先根據題給材料中的信息寫出部分反應物和生成物的化學式；
2.再根據反應前后元素化合價有無變化，判斷反應類型；
3.最后依據反應類型遵循質量守恒或電子守恒配平方程式。針對缺少物質的氧化還原反應，可依據電荷守恒和反應物的酸堿性，在方程式左邊或右邊補充H＋、OH－或H2O等。
【思維模型】　
1.循環物質的確定方法
2.副產品的判斷思路
1. (2024·河北石家莊市二模)鉍(Bi)是一種重要的有色金屬，工業上通過輝鉍礦(主要成分是Bi2S3，含有少量Si、Fe、Pb、Al等元素)生產海綿鉍的一種工藝流程如下：
回答下列問題：
(1)為提高“酸浸”速率，可采取的措施為 _____________________
_____________________________________(寫出一條即可)。
(2)“酸浸”時，輝鉍礦被浸出到“浸液”中的元素為 ________(填元素符號)。
(3)“氧化浸出”時，會生成 [BiCl6]3－，則該過程發生反應的離子方程式為 ________________________________________________。
(4)向“濾液”中通入 ________________(填物質名稱)后，所得溶液可循環利用。
(5)實驗研究表明，Bi2S3既不能被硫酸溶解，也不能被NaCl溶液溶解，但其能被鹽酸溶解，分析其原因可能為________________________
____________________________________。
Bi3＋與Cl－形成配位鍵
?
【答案】　(1)將輝鉍礦粉碎、適當升高溫度、適當增大硫酸濃度、攪拌等
(2)Fe、Al
(3)6Fe3＋＋Bi2S3＋12Cl－===2[BiCl6]3－＋3S＋6Fe2＋
(4)氯氣或氧氣
(5)Ksp(Bi2S3)很小，Bi3＋與Cl－形成配位鍵，H＋與S2－結合生成H2S氣體逸出，兩個因素共同作用促使Bi2S3溶解
【解析】　輝鉍礦(主要成分是Bi2S3，含有少量Si、Fe、Pb、Al等元素)，通過硫酸酸浸后，Fe與Al反應生成硫酸亞鐵和硫酸鋁，過濾，得到酸浸渣，加氯化鐵、鹽酸進行氧化浸出，Bi2S3反應生成[BiCl6]3－，加入鐵粉置換，生成單質鉍，同時將剩余的Fe3＋還原為Fe2＋，向濾液中通入氯氣或氧氣，得到Fe3＋的溶液，可以循環利用。(1)為提高“酸浸”速率，可采取的措施為將輝鉍礦粉碎、適當升高溫度、適當增大硫酸濃度、攪拌等。(2)根據上述分析可知，“酸浸”時，輝鉍礦被浸出到“浸液”中的元素為Fe、Al。(3)“氧化浸出”時，Bi2S3反應生成[BiCl6]3－，同時還會生成S單質和Fe2＋，離子方程式為6Fe3＋＋Bi2S3＋12Cl－===
2[BiCl6]3－＋3S＋6Fe2＋。(4)濾液中含有Fe2＋，向濾液中通入氯氣或氧氣，得到Fe3＋的溶液，可以循環利用。(5)Bi2S3既不能被硫酸溶解，也不能被NaCl溶液溶解，但其能被鹽酸溶解，分析其原因可能為Ksp(Bi2S3)很小，Bi3＋與Cl－形成配位鍵，H＋與S2－結合生成H2S氣體逸出，兩個因素共同作用促使Bi2S3溶解。
2. (2024·河北承德部分示范性高中二模)稀土(RE)包括鑭(La)、鈰(Ce)等元素，是重要的戰略資源，從離子型稀土礦(含Fe、Al等元素)中提取稀土元素并獲得高附加值產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價不變；金屬離子形成氫氧化物沉淀的相關pH見下表。
離子 Fe3＋ Al3＋ RE3＋
開始沉淀時的pH 1.5 4.3 5.6(La3＋為6.2)
沉淀完全時的pH 3.2 5.5 /(La3＋為9.0)
回答下列問題：
(1)“ 調pH”工序中，Al3＋發生反應的離子方程式為 ____________
____________________________________________________。
Al3＋與碳酸氫根水解互相促進，而除去Al3＋
(2)濾液3可返回“ ________”工序循環使用。
(3)含氟稀土拋光粉的主要成分為CeLa2O4F2，“焙燒”時發生反應的化學方程式為 ________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)酸溶
(3)2La2O3＋2CeF2＋O2===2CeLa2O4F2
(4)C
酸溶工序中循環利用。(3)含氟稀土拋光粉的主要成分為CeLa2O4F2，焙燒時發生的化學反應方程式為2La2O3＋2CeF2＋O2===2CeLa2O4F2。(4)根據離子半徑越小、電荷數越大，離子交換能力越強，對RE3＋交換能力最強的是Mg2＋，故選C。
1. (2024·河北省重點高中三模節選)濕法煉鋅工業廢水中主要陽離子有Zn2＋、H＋、Tl＋、Tl3＋。廢水除鉈的工藝流程如下。
已知：
①Tl＋能夠在pH為0～14的范圍內以離子態穩定存在，不易與OH－形成沉淀
②Tl3＋易與廢水中的有機物分子形成穩定的配合物，為了簡便，通常用Tl3＋表示
③部分物質的Ksp
物質 Zn(OH)2 Tl(OH)3 ZnS Tl2S
Ksp 6.8×10－17 1.5×10－44 1.6×10－24 5.0×10－21
④排放標準：Tl的含量低于1.5×10－8 mol·L－1
(1)已知“氧化”步驟中 KMnO4被還原為MnO2且Tl＋氧化不徹底，請寫出該反應的離子方程式： ________________________________。
其還原產物受酸堿度影響，酸性條件下還原為錳離子，中性環境還原為二氧化錳，堿性條件還原為錳酸根
?
(2)“預中和”步驟，加Ca(OH)2至溶液的pH約為7，可減少“硫化”步驟中Na2S的使用量，還能減少 ______________(填化學式)污染物的生成。
(3)“硫化”步驟的主要目的是除去 ________(填離子符號)。
(4)根據Ksp計算，若使溶液中Tl3＋的含量低于排放標準，溶液的pH應大于 ________，但是實際工藝流程需在“中和”步驟加Ca(OH)2至溶液的pH約為9，此時仍只有80%左右的鉈離子能得到去除，其可能原因是___________________________________________________。
(5)“脫鈣”步驟的目的是 ____________________。
2. (2024·江西景德鎮三模)以紅土鎳鎘礦(NiS、CdO，含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等雜質)為原料回收貴重金屬Ni、Cd和Cu，其工藝流程如圖所示：
已知：水溶液中物質得失電子的能力可用標準電極電勢[E(高價態/低價態)]衡量，E越大說明高價態物質的氧化性越強、E越小說明低價態物質的還原性越強。
(1)“漿化”的目的是 ________________________________。
(2)濾渣Ⅰ中含有硫單質，寫出“酸浸”時NiS反應的離子方程式 __
____________________；濾渣Ⅰ中還含有 ________。(填化學式)
物質 Cu2＋/Cu Pb2＋/Pb2＋ Cd2＋/Cd Fe2＋/Fe Ni2＋/Ni
E/V ＋0.34 －0.13 －0.40 －0.44 －0.26
(3)溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀時(濃度≤10－5 mol·L－1)的pH如下表，則物質X不可能是 __________；所調pH范圍 ________。
離子 Fe3＋ Fe2＋ Cd2＋ Cu2＋ Ni2＋
開始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 4.7 6.8
沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 6.7 9.2
a.NiCO3　　　　　　 b．CuO　　　　　　
c．Cd(OH)2　　　　　　 d．NaOH
(4)電解時陰極的電極反應為 ________________________________。
(5)整個流程中可以循環使用的物質有 ______________(填化學式)。
【答案】　(1)增大接觸面積，加快酸浸反應速率
(2)2NiS＋O2＋4H＋===2Ni2＋＋2S＋2H2O　SiO2、PbSO4
(3)d　3.3≤pH<4.7　(4)Ni2＋＋2e－===Ni、Cd2＋＋2e－===Cd
(5)Ni、CO、H2SO4
【解析】　鎳鎘礦漿化，然后通入空氣加入稀硫酸進行酸浸，硫化鎳和金屬氧化物溶于稀硫酸得到硫酸鹽，二氧化硅不反應，PbSO4不溶，過濾得到含有二氧化硅、硫酸鉛的濾渣Ⅰ和濾液；向濾液中加入鎳的不溶物調節pH，將溶液中鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，X可以是碳酸鎳或氧化鎳等，過濾得到含有氫氧化鐵的濾渣Ⅱ和濾液；結合電極電位和不引入雜質，可向濾液中加入Y鎳，置換出銅離子為銅，過濾得到含有銅、鎳的金屬A和硫酸鎳、硫酸鎘的濾液；濾液經電解、過濾得到含有鎘和鎳的固體和稀硫酸溶液；固體通入一氧化碳氣化分離得到Ni(CO)4和鎘；Ni(CO)4受熱分解得到鎳以及CO，則該工藝流程中可以
循環利用的物質為一氧化碳、硫酸和鎳等。(1)“漿化”的目的是增大接觸面積，加快酸浸反應速率，提高某些金屬元素浸取率。(2)空氣中氧氣具有氧化性，酸性條件下氧化NiS得到硫單質，反應為2NiS＋O2＋4H＋===2Ni2＋＋2S＋2H2O；由分析可知，濾渣Ⅰ中還含有SiO2、PbSO4。(3)向濾液中加入不溶物X和溶液中氫離子反應調節pH，將溶液中鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，而其他離子不沉淀，則需調pH范圍為3.3≤pH<
4.7；氫氧化鈉溶液堿性太強且會引入鈉離子，不合適，NiCO3、CuO、Cd(OH)2均為固態且和氫離子反應能調節pH不引入其他雜質，合適。故選d。(4)電解時陰極上Ni2＋和Cd2＋都得到電子發生還原反應，轉化為金屬單質，電極反應有Ni2＋＋2e－===Ni，Cd2＋＋2e－===Cd。(5)由分析可知，整個流程中可以循環使用的物質有Ni、CO、H2SO4。(共39張PPT)
題型突破一　化學工藝流程綜合
突破點2　工藝流程中的分離提純與操作分析
規律方法整合　建模型
強基培優精練　提能力
考前名校押題　練預測
高考真題賞析　明考向
1. (2023·湖南高考節選)超純Ga(CH3)3是制備第三代半導體的支撐源材料之一，近年來，我國科技工作者開發了超純純化、超純分析和超純灌裝一系列高新技術，在研制超純Ga(CH3)3方面取得了顯著成果，工業上以粗鎵為原料，制備超純Ga(CH3)3的工藝流程如下：
已知：①金屬Ga的化學性質和Al相似，Ga的熔點為29.8 ℃；
②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作為配體；
③相關物質的沸點：
物質 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸點/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列問題：
(1)“電解精煉”裝置如圖所示，電解池溫度控制在40～45 ℃的原因是 __________________________________________________________
____________________________________________________________，
陰極的電極反應式為 ______________________________________；
(2)“殘渣”經純水處理，能產生可燃性氣體，該氣體主要成分是 ________；
(3)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是 ____________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)時由于Et2O的沸點較低，與Ga(CH3)3一起蒸出，不能制備超純Ga(CH3)3，而本流程采用“配體交換”工藝制備超純Ga(CH3)3的理由是根據題給相關物質沸點可知，NR3沸點遠高于Ga(CH3)3，與Ga(CH3)3易分離。
2. (2023·廣東選考節選)Ni、Co均是重要的戰略性金屬。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；lg Kb(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，化學方程式為 ______________________
__________________________________________________________。
(2)常溫下，pH＝9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O) ________c(NH)(填“>”“<”或“＝”)。
(3)“ 氨浸”時，由Co(OH)3轉化為[Co(NH3)6]2＋的離子方程式為 __
____________________________________________。
實質是通過配位鍵生成絡合離子而溶解，稱為絡合溶解
(4)(NH4)2CO3會使濾泥中的一種膠狀物質轉化為疏松分布的棒狀顆粒物。(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是 ______________
_____________________________________________。“析晶”過程中通入的酸性氣體A為 ________。
(5)“熱解”對于從礦石提取Ni、Co工藝的意義，在于可重復利用HNO3和 ________(填化學式)。
? 物質分離與提純的7種常用方法
? 常用的結晶方法
1.從溶液中獲取不帶結晶水的晶體。如NaCl、K2SO4等，用蒸發結晶。
2.從溶液中獲取帶結晶水的晶體。如CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等，用蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。
3.從混合液中獲取溶解度受溫度影響較小的溶質。如從含少量KNO3的NaCl溶液中獲取NaCl晶體，用蒸發結晶、趁熱過濾。
4.從混合液中獲取溶解度受溫度影響較大的溶質。如從含少量KCl的KNO3溶液中獲取KNO3晶體，用蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。
5.重結晶指析出的晶體經過溶解后再次從溶液中結晶析出的過程，是一種利用物質的溶解性不同而進行分離、提純的方法。如苯甲酸的分離提純。
【思維模型】　　金屬離子的萃取與反萃取
(1)溶劑萃取簡稱萃取——利用溶質在兩種不相溶的液體之間的溶解度或者分配差異，達到分離和富集的目的。經過反復多次萃取，可將大部分化合物提取出來。
(2)反萃取和洗脫——與萃取過程相反，用一定的酸、堿或鹽溶液把金屬離子從有機相中再次返回到水相中的過程。
1. (2024·河北邯鄲二模)鋁鎳合金粉經活化處理制得的雷尼鎳觸媒是一種高活性催化劑，主要應用于催化加氫、有機合成等生產過程。經反復使用后，其活性逐漸降低，失活后變成廢鎳催化劑，該廢鎳催化劑的原料組成見下表：
名稱 有機物 Ni Al Fe Cu SiO2
質量分數/% 13.5 40.2 36.3 2.7 1.3 6
工業上對該催化劑進行處理并回收Al和Ni，工藝流程如下，請回答下列問題：
(1)焙燒的目的是 __________________________________________。
(2)請任寫一條“濾渣1”在工業上的用途： ____________________
___________________________________________________________。
(3)調pH之前先加入H2O2的目的是 ________________________。“濾液3”與過量CO2發生的離子方程式為__________________________
__________________________________________。
(4)“一系列操作”是 _________________________________。
(5)“濾渣3”中含有兩種金屬元素，向“濾渣3”中加入過量 _____
(填試劑名稱)，過濾，可以分離兩種元素。
【解析】　廢鎳觸媒焙燒后加入硫酸酸溶過濾除去濾渣1為SiO2，濾液1加入雙氧水、碳酸鎳調節pH后過濾，濾液2一系列操作后得到硫酸鎳晶體；一系列操作應該為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾；濾渣2加入NaOH堿溶后過濾得到濾渣3主要為氫氧化鐵和氫氧化銅的混合物，濾液3通入過量二氧化碳反應得到的沉淀固體A為氫氧化鋁。(1)將廢鎳觸媒焙燒，主要是將有機物轉化成CO2除掉，同時將難溶于酸的Cu轉化成CuO。(2)經硫酸酸浸后，得到的濾渣1是SiO2。(3)金屬元素溶于硫酸存在于濾液1中，其中鐵元素可能有二價，用H2O2氧化后，用NiCO3調節pH，使鐵元素、鋁元素和銅元素均轉化為氫氧化物沉淀，經堿溶過濾將
2. (2024·湖南邵陽二模節選)鐵、鎳及其化合物在工業上有廣泛的應用。從某礦渣[成分為NiFe2O4(鐵酸鎳)、NiO、FeO、CaO、SiO2等]中回收NiSO4的工藝流程如下：
已知：(NH4)2SO4在350 ℃分解生成NH3和H2SO4。回答下列問題：
(1)用95 ℃熱水浸泡的目的是 __________________________。
(2)礦渣中部分FeO焙燒時與H2SO4反應生成Fe2(SO4)3的化學方程式是 ____________________________________________________________
________________________________。
(3)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2＋(濃度為1.0×10－3 mol·L－1)，除鈣率為99%時應控制溶液中F－濃度至少是 ______mol·L－1
[Ksp(CaF2)＝4.0×10－11]。
(4)從NiSO4溶液中獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是 ___________
_________，過濾，洗滌，干燥。
【答案】　(1)促進Fe3＋水解，使Fe3＋轉化成沉淀除去
(2)4FeO＋6H2SO4＋O2===2Fe2(SO4)3＋6H2O
(3)2.0×10－3
(4)加熱濃縮溶液至有晶膜出現(蒸發濃縮)，冷卻結晶
【解析】　在600 ℃焙燒時，(NH4)2SO4分解產生H2SO4，H2SO4與NiO、FeO、CaO反應生成NiSO4、Fe2(SO4)3(未隔絕空氣，亞鐵被氧化)、CaSO4，SiO2不與硫酸反應，接著進入浸泡環節，除鐵元素，使鐵轉化為沉淀除去，SiO2不溶，故浸渣中還含有SiO2，經過此步驟，所得浸取液中含有CaSO4(微溶物，上一步未完全除去)、NiSO4、H2SO4，接著進入除鈣步驟，CaSO4轉化為難溶的CaF2被除去，之后溶液中主要含有NiSO4、H2SO4、硫酸鈉，萃取實現分離，有機相經過幾步處理最終得NiSO4。(1)浸泡目的是除鐵元素，故用95℃熱水浸泡的目的是促進Fe3＋水解，使Fe3＋轉化成沉淀除去。(2)礦渣中部分FeO焙燒時與H2SO4反應
1. (2024·河北張家口三模節選)五氧化二釩主要用作合金添加劑，含釩鋼具有強度高，韌性大，耐磨性好等優良特性。工業上常用煉鋼殘渣(主要含V2O3及少量鐵粉、Fe2O3、SiO2、Al2O3等雜質)為原料制取V2O5的一種工藝流程如圖所示：
已知：NH4VO3難溶于水，Ksp(NH4VO3)＝1.6×10－3。
回答下列問題：
(1)“焙燒”時通入大量空氣的作用是 ________________________
________________________________________。
(2)“堿浸”所得濾渣的主要成分是 ________。
(3)寫出“沉硅、 鋁”反應的離子方程式： _________________、 ___________________。
2. (2024·河北保定市名校聯考三模)稀土元素鈰及其化合物在生產生活中有重要用途，如汽車尾氣用稀土/鈀三效催化劑處理，不僅可以降低催化劑的成本，還可以提高催化效能。以氟碳鈰礦(主要成分為CeCO3F)為原料制備CeO2的一種工藝流程如圖：
已知：①濾渣1的主要成分是難溶于水的Ce(BF4)3，濾渣2的主要成分是KBF4；Ksp(KBF4)＝10－a、Ksp[Ce(BF4)3]＝10－b(a、b均大于0)。
②當前工藝條件下，部分金屬陽離子開始沉淀和完全沉淀(離子濃度小于1×10－5 mol·L－1)時的pH如下表：
金屬陽離子 Fe3＋ Ce3＋
開始沉淀時的pH 1.3 7.7
完全沉淀時的pH 3.1 9.2
回答下列問題：
(1)寫出一條提高焙燒效率的方法： _______________________。
(2)加入鹽酸和H3BO3進行浸取時有污染環境的氣體產生，該氣體為 ________(填化學式)；操作1和操作2的名稱為 ________。
(3)調節濾液1的pH的范圍為 ______________；濾渣3的主要成分為 ________(填化學式)。
(4)某研究小組利用硫化鋅鋰電池，在酸性
環境下電解Ce2O3制Ce(SO4)2的裝置如右圖所示。
陰極的電極反應式為 _______________，隨著電
解反應的進行，為使電解液成分穩定，應不斷補
充 __________________(填化學式)。
【答案】　(1)礦石粉碎、攪拌等　
(2)Cl2　過濾　(3)3.1～7.7　Fe(OH)3
(4)2H＋＋2e－===H2↑　H2SO4
【解析】　氟碳鈰礦焙燒后加入鹽酸、硼酸酸浸，生成Ce(BF4)3沉淀成為濾渣1，濾渣1加入氯化鉀溶液得到KBF4沉淀成為濾渣2，濾液1中含有鐵離子、Ce3＋，調節pH將鐵離子轉化為沉淀得到濾渣3，濾液2含Ce3＋，濾液2加入碳酸氫銨得到Ce2(CO3)3，煅燒過程中被空氣中氧氣氧化為CeO2。(1)礦石粉碎、攪拌等都會加快反應速率，提高焙燒效率。(2)四價Ce具有氧化性，加入鹽酸和H3BO3進行浸取時，會將氯離
子氧化為有毒的氯氣，產生有污染環境的氣體，該氣體為Cl2；操作1和操作2均為分離固液的操作，名稱為過濾。(3)調節濾液1的pH使得鐵離子沉淀被分離，而Ce3＋不產生沉淀，結合表中數據可知，范圍為3.1～7.7；濾渣3的主要成分為生成氫氧化鐵Fe(OH)3。(4)在酸性環境下電解Ce2O3制Ce(SO4)2，則陰極氫離子放電發生還原反應生成氫氣，電極反應式為2H＋＋2e－===H2↑，陽極Ce2O3失去電子發生氧化反應生成Ce(SO4)2，電極反應式為Ce2O3－2e－＋6H＋===2Ce4＋＋3H2O；則總反應為Ce2O3＋8H＋===2Ce4＋＋3H2O＋H2↑，隨著電解反應的進行，為使電解液成分穩定，應不斷補充H2SO4。(共25張PPT)
題型突破一　化學工藝流程綜合
突破點3　化學工藝流程中的計算
規律方法整合　建模型
強基培優精練　提能力
考前名校押題　練預測
高考真題賞析　明考向
(2023·山東選考節選)鹽湖鹵水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、SO和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經兩段除鎂制備Li2CO3的工藝流程如圖：
已知：常溫下，Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2。相關化合物的溶解度與溫度的關系如右圖所示。
? Ksp計算
1.判斷能否沉淀。
2.判斷能否沉淀完全。
3.計算某一離子的濃度。
4.沉淀生成和沉淀完全時pH的計算。
? 定量計算的常見類型
類型 解題方法
多步滴定 計算 復雜的滴定可分為兩類：
(1)連續滴定法：第一步滴定反應生成的產物，還可以繼續參加第二步的滴定。根據第二步滴定的消耗量，可計算出第一步滴定的反應物的量
(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返滴定過量的物質。根據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的量
? 定量分析方法——關系式
關系式法常應用于一步反應或分多步進行的連續反應中，利用該法可以節省不必要的中間運算過程，避免計算錯誤。一步反應中可以直接找出反應物與目標產物的關系；在多步反應中，若第一步反應的產物是下一步反應的反應物，可以根據化學方程式將某中間物質作為“中介”，找出已知物質和所求物質之間量的關系。
1. (2024·河北石家莊市二模)鉍(Bi)是一種重要的有色金屬，工業上通過輝鉍礦(主要成分是Bi2S3，含有少量Si、Fe、Pb、Al等元素)生產海綿鉍的一種工藝流程如下：
回答下列問題：
工業上也可采用電解法制備鉍單質。將“氧化浸出”工序所得的溶液進行氧化處理，調節溶液pH以除去Fe3＋。(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38；當離子濃度低于10－5 mol·L－1時，認為該離子沉淀完全)常溫下，需要調節pH不低于 ________以除去Fe3＋。
【答案】　3
2. (2024·河北承德部分示范性高中二模)稀土(RE)包括鑭(La)、鈰(Ce)等元素，是重要的戰略資源，從離子型稀土礦(含Fe、Al等元素)中提取稀土元素并獲得高附加值產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價不變；金屬離子形成氫氧化物沉淀的相關pH見下表。
離子 Fe3＋ Al3＋ RE3＋
開始沉淀時的pH 1.5 4.3 5.6(La3＋為6.2)
沉淀完全時的pH 3.2 5.5 /(La3＋為9.0)
回答下列問題：
(1)“預中和”工序中：該工序適宜的pH范圍是 _______________。
(2)“沉淀”工序產物為 ________[填“La2(CO3)3”或“La(OH)3”]，理由是 _________________________________________________________
{Ksp[La2(CO3)3]＝1.0×10－28}。(當反應的K>105時可認為反應完全)
1. (2024·河北邯鄲市示范性高中三模)某實驗小組從某廢舊鋰離子電池正極活性材料(主要成分可表示為LiCoO2，還含有少量Fe、Ni的化合物)中分別回收處理金屬元素，工藝流程如下圖所示：
已知：①“酸浸”后濾液中主要金屬陽離子為Li＋、Fe2＋、Ni2＋、Co2＋；
②有關金屬離子沉淀完全的pH見下表：
離子 Co2＋ Fe3＋ Fe2＋ Ni2＋
pH 9.3 3.2 9.0 8.9
【答案】　(1)pH越小，H＋濃度越大，平衡逆向移動　(2)Co2O3
【解析】　(1)根據圖像分析pH越小，氫離子濃度越大，該反應化學平衡逆向移動，降低了萃取率。(2)CoC2O4·2H2O(M＝183 g·mol－1)，取1 mol的CoC2O4·2H2O，則Co元素的質量為59 g，C點固體物質中O元素約為183 g×45.36%－59 g＝24 g，Co原子和O原子物質的量之比為1∶1.5，化學式為Co2O3。
2. (2024·江西師大附中三模)錸(Re)用于制造高效能火箭引擎。從輝鉬礦氧化焙燒后的煙道灰(主要成分有Re2O7、ReO3、MoO3、CuO、Fe3O4)中提取錸粉的一種工藝流程如圖所示。
已知：
Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋
開始沉淀pH 2.5 7.0 5.7
完全沉淀pH(金屬離子濃度≤10－5 mol·L－1) 3.2 9.0 6.7
水解中和時，加NH4HCO3調節溶液pH＝6，除鉬的化合物外，濾渣1中還有 _________(填化學式)，此時溶液中c(Cu2＋)＝ _____mol·L－1。
【答案】　Fe(OH)3、Cu(OH)2　10－3.6板塊一　題型突破一　題型突破特訓
1. (2024·河北石家莊市三模)Be是一種重要的戰略性金屬，以鈹礦石、方解石(CaCO3)為原料制備硫酸鋁銨和鈹的工藝流程如下：
已知：①鈹礦石的主要成分為Be3Al2Si6O18，還含有FeO；鈹玻璃體為混合物，主要成分為CaAl2Si2O8、CaBe3SiO6、SiO2，還含有FeO和Fe2O3。
②Be(OH)2具有兩性；25 ℃時，Ksp[Be(OH)2]＝4×10－16(已知：常溫下，溶液中離子濃度低于1.0×10－5 mol·L－1即可認為該離子被除盡)；lg 2＝0.3。
回答下列問題：
(1)“配料熔化”時，Be3Al2Si6O18發生反應的化學方程式為 __________________________________；鈹玻璃體屬于 ________(“晶體”或“非晶體”)；
(2)“酸溶”時，從鈹玻璃體進入到濾渣1中的元素為 ________(填元素符號)；
(3)“調pH”時，發生氧化還原反應的離子方程式為____________________
_____________________________________________________________________；
(4)“沉鈹”時，需控制溶液的pH不低于 ________才能將Be2＋沉淀完全；若將氨水換成NaOH溶液也可沉鈹，但需控制溶液的pH不能過高，否則會因生成 ________(填化學式)導致鈹的產率降低；
(5)“電解”時的工作原理如圖所示，其中燃料電池負極的電極反應式為 ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
該制鈹工藝的缺點除能耗高外，還有 ________________________。
2. (2024·河北滄州市二模)在密閉鼓風爐煉鉛鋅過程中，鍺和銦富集于真空爐渣中。采用蒸餾—萃取聯合法提取鍺、銦，可直接從真空爐渣中制取二氧化鍺和粗銦，工藝流程如圖所示：
回答下列問題：
(1)基態鍺原子的外圍電子排布式為 ________；銦為第5周期ⅢA族元素，基態銦原子的未成對電子個數有 ________個。
(2)關于浸出除鋅，下列說法正確的是 ________(填標號)。
A．將真空爐渣粉碎，可以提高鋅浸出率
B．應使用強酸性溶液處理真空爐渣
C．分離浸出液和浸渣時，應使用過濾操作
D．向浸出液中加入金屬鈉，可置換出鋅單質
(3)氧化焙燒處理后的真空爐渣中，鍺元素以GeO2和少量Ge單質形式存在，將其投入蒸餾釜中，加入鹽酸，通入氯氣，在100～110 ℃下進行氯化蒸餾，得到GeCl4液體，該過程中發生的主要反應的化學方程式為 _______________、
_____________________________________________________________________。
(4)低于0 ℃時，將GeCl4與適量水混合，水解得到GeO2·nH2O，水解反應的化學方程式為 ________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)殘液中的銦元素主要以InCl3的形式存在，置換除雜后，以有機溶劑TBP和P204為萃取劑，可采用二次聯合萃取法回收銦。TBP和P204的結構如圖所示，TBP的化學式為 ________；在煤油中，P204以二聚體形式存在，從分子結構角度分析其原因是 _________________________________________。
(6)某真空爐渣中含銦量為1.5%(質量分數)，以1 t該真空爐渣為原料，按照以上工藝回收粗銦，可獲得含銦量99%(質量分數)的粗銦13.0 kg，則該工藝中銦回收率為 ________。
(7)采用甘油—碘化鉀—二次電解聯合法提純粗銦，在電解精煉之前，需采用甘油—碘化鉀法除去雜質Cd、Tl。如圖分別是碘化鉀和甘油用量對除Cd率、除Tl率的影響曲線，由此可以確定具有較好除Cd、Tl效果時，銦原料與試劑用量配比約為m銦∶m甘油∶m碘化鉀＝ ________。
3. (2024·河北唐山二模)從鉬精礦焙燒煙塵(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)中回收錸的工藝流程如圖所示：
已知：①低價錸(Re)元素易被氧化。②MoO3、Re2O7易溶于水生成H2MoO4、HReO4，其他鉬、錸的氧化物難溶于水。③鉬元素與硫酸根可形成配離子。
回答下列問題：
(1)500 ℃焙燒產物基本全部為MoO2。焙燒時MoS2反應的化學方程式為：
①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2
② _____________________________________________________________。
(2)水浸時，加入H2O2的作用是 _______________________________________
____________________________________________________________________。
(3)已知MoO3在水中的溶解度：
溫度/℃ 18 30 45 60 70 80
溶解度(g/L) 0.106 0.257 0.365 0.421 0.466 0.518
水浸液中，鉬的濃度約為10 g/L，可能原因為 ________________________。鉬、錸的浸出率隨溫度的變化關系如圖1所示，則水浸時，適宜的溫度為 ________℃左右。
(4)離子交換的原理為浸出液中的陰離子(如ReO)與樹脂上的官能團發生交換反應達到平衡。浸取液中SO濃度對錸的吸附率影響如圖2所示，錸的浸出率隨SO濃度變化的原因為 ______________________________________。
4. (2024·湖北武漢二模)實現廢鎢—鎳型加氫催化劑(主要成分為WO3、Ni、Al2O3，還含有Fe、SiO2和少量含S有機物)中有價值金屬回收的工藝流程如下。
已知：ⅰ.T<700 ℃，純堿不與Al2O3、SiO2反應。
ⅱ.相關金屬離子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：
金屬離子 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋
開始沉淀時的pH 6.9 3.4 1.5
沉淀完全時的pH 8.9 4.7 2.8
回答下列問題：
(1)28Ni位于元素周期表的第 ________周期、 ________族。
(2)“氧化”的目的為 ________和將金屬單質氧化至相應價態。
(3)“鈉化焙燒”中生成Na2WO4的化學方程式為 _____________________。
(4)“酸化沉鎢”后過濾，所得濾餅的主要成分為 ________(填化學式)。
(5)“調pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應調節為 ________。
(6)資料顯示，硫酸鎳結晶水合物的形態與溫度有如表關系。
溫度 低于30.8 ℃ 30.8～53.8 ℃ 53.8～280 ℃ 高于280 ℃
晶體形態 NiSO4·7H2O NiSO4·6H2O 多種結晶水合物 NiSO4
“一系列操作”依次是 _________________、及時過濾、洗滌、干燥。
(7)強堿溶液中NaClO氧化NiSO4，可沉淀出用作電池正極材料的NiOOH，該反應的離子方程式為 ______________________________________。
5.(2024·江西南昌市三模)以銅鈷礦[主要成分為CoOOH、Cu2(OH)2CO3、Fe2O3，另含少量SiO2及含砷化合物]制備鋰電池正極原料Co3O4，生產流程如圖甲所示。
已知：①酸浸液中含有的陽離子為Fe2＋、Cu2＋、Co2＋、H＋；
②萃取除銅的過程可表示為Cu2＋(aq)＋2RH(有機層)===R2Cu(有機層)＋2H＋(aq)；
③Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp(FeAsO4)＝6.8×10－19。
(1)酸浸液中鈷以CoSO4形式存在，生成CoSO4的化學方程式為 ________________________________________。酸浸過程中可適當升溫以加快反應速率，但溫度過高，單位時間內鈷的浸出率明顯降低。原因是 _______________
_____________________________________________________________________。
(2)實驗室模擬萃取除銅，加入萃取劑后充分振蕩靜置，如圖乙所示，則分離出含銅有機溶劑的具體實驗操作為 _______________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)除鐵過程中，溶液中的AsO轉化為FeAsO4沉淀，該反應的離子方程式為 ________________________________。常溫條件下，若除鐵結束后溶液pH＝3，則AsO是否完全沉淀(離子濃度低于1.0×10－5 mol·L－1時，可認為該離子完全沉淀)？通過計算說明： _________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
6.(2024·湖南懷化市二模)碲、銻廣泛應用于光伏、半導體領域。某科研小組從陽極泥分銅液凈化渣[主要含銅、碲(Te)、銻(Sb)等元素的化合物]分別回收碲和銻的工藝流程如下圖所示：
已知：①“酸浸”時，銻元素反應生成難溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
②“堿浸”時，銅、銻轉化為難溶氫氧化物或氧化物，堿浸液含有Na2TeO3。
回答下列問題：
(1)“堿浸”時，二氧化碲與堿溶液反應的離子方程式為 _________________
_______________________________________________________________。
(2)“氯鹽酸浸”時，通入SO2的目的是 ________________________；“氯鹽酸浸”時溫度過高會使Sb的浸出率降低，原因是 _______________________
_____________________________________________________________________。
(3)向“堿浸液”中加雙氧水需分批加入，目的是 ______________________。
(4)寫出“熱還原”時發生反應的化學方程式 _____________________。
(5)粗碲粉中碲質量分數的測定：取3.2 g粗碲粉，加入硝酸使其轉化為亞碲酸(H2TeO3)，將溶液置于冰鹽冷劑中冷卻至273 K過濾、冰水洗滌等得到亞碲酸。將亞碲酸配制成250 mL溶液，取25.00 mL于錐形瓶中。向錐形瓶中加入20.00 mL 0.04 mol·L－1酸性K2Cr2O7溶液，充分反應使亞碲酸轉化為原碲酸(H6TeO6)。用0.03 mol·L－1硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]標準溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液，滴定至終點時消耗20.00 mL硫酸亞鐵銨標準溶液。則粗碲粉中碲的質量分數為 ________；如滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結果 ________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
板塊一　題型突破一　題型突破特訓
1. (2024·河北石家莊市三模)Be是一種重要的戰略性金屬，以鈹礦石、方解石(CaCO3)為原料制備硫酸鋁銨和鈹的工藝流程如下：
已知：①鈹礦石的主要成分為Be3Al2Si6O18，還含有FeO；鈹玻璃體為混合物，主要成分為CaAl2Si2O8、CaBe3SiO6、SiO2，還含有FeO和Fe2O3。
②Be(OH)2具有兩性；25 ℃時，Ksp[Be(OH)2]＝4×10－16(已知：常溫下，溶液中離子濃度低于1.0×10－5 mol·L－1即可認為該離子被除盡)；lg 2＝0.3。
回答下列問題：
(1)“配料熔化”時，Be3Al2Si6O18發生反應的化學方程式為 __________________________________；鈹玻璃體屬于 ________(“晶體”或“非晶體”)；
(2)“酸溶”時，從鈹玻璃體進入到濾渣1中的元素為 ________(填元素符號)；
(3)“調pH”時，發生氧化還原反應的離子方程式為____________________
_____________________________________________________________________；
(4)“沉鈹”時，需控制溶液的pH不低于 ________才能將Be2＋沉淀完全；若將氨水換成NaOH溶液也可沉鈹，但需控制溶液的pH不能過高，否則會因生成 ________(填化學式)導致鈹的產率降低；
(5)“電解”時的工作原理如圖所示，其中燃料電池負極的電極反應式為 ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
該制鈹工藝的缺點除能耗高外，還有 ________________________。
【答案】　(1)Be3Al2Si6O18＋2CaCO3CaAl2Si2O8＋CaBe3SiO6＋3SiO2＋2CO2↑　非晶體　
(2)Ca和Si
(3)4Fe2＋＋O2＋8NH3＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NH
(4)8.8　Na2[Be(OH)4]
(5)C3H8－20e－＋10CO===13CO2＋4H2O　生成Cl2，污染環境
【解析】　由題給流程控制，綠柱石和方解石配料熔化得到鈹玻璃體，向鈹玻璃體中加入硫酸溶液酸溶，金屬元素轉化為硫酸鹽，二氧化硅不與硫酸溶液反應，硅酸根離子轉化為硅酸沉淀，過濾得到含有硫酸鈣、二氧化硅、硅酸的濾渣和濾液；向濾液中加入硫酸銨溶液，將溶液中的鋁離子轉化為硫酸鋁銨晶體，過濾得到硫酸鋁銨和濾液；向濾液中通入氨氣和空氣調節溶液的pH，將溶液中的亞鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵的濾渣和濾液；向濾液中加入氨水，將溶液中的鈹離子轉化為氫氧化鈹沉淀，過濾得到氫氧化鈹；氫氧化鈹經轉化得到氯化鈹，氯化鈹經熔融電解制得金屬鈹。(1)由分析可知，“配料熔化”時，Be3Al2Si6O18與碳酸鈣高溫條件下反應生成含有CaAl2Si2O8、CaBe3SiO6和二氧化硅的鈹玻璃體，反應的化學方程式為Be3Al2Si6O18＋2CaCO3CaAl2Si2O8＋CaBe3SiO6＋3SiO2＋2CO2↑，鈹玻璃體是沒有固定熔點的混合物，屬于非晶體。(2)由分析可知，向鈹玻璃體中加入硫酸溶液酸溶，過濾得到含有硫酸鈣、二氧化硅、硅酸的濾渣，則從鈹玻璃體進入到濾渣1中的元素為鈣元素和硅元素。(3)由分析可知，通入氨氣和空氣調節溶液的pH的目的是將溶液中的亞鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為4Fe2＋＋O2＋8NH3＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NH。(4)由溶度積可知，溶液中鈹離子完全沉淀時，溶液中氫氧根離子濃度不低于 mol·L－1＝2×10－5.5 mol·L－1，則溶液的pH不低于14－5.5＋lg 2＝8.8；氫氧化鈹是兩性氫氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應生成四羥基合鈹酸鈉，所以將氨水換成氫氧化鈉溶液沉鈹時需控制溶液的pH不能過高，防止生成四羥基合鈹酸鈉，導致鈹的產率降低。(5)由圖可知，通入丙烷的右側電極為燃料電池的負極，碳酸根離子作用下丙烷在負極失去電子發生氧化反應生成二氧化碳和水，電極反應式為C3H8－20e－＋10CO===13CO2＋4H2O；該制鈹工藝的缺點除能耗高外，還有氯離子會在陽極失去電子發生氧化反應生成有毒的氯氣，會污染環境。
2. (2024·河北滄州市二模)在密閉鼓風爐煉鉛鋅過程中，鍺和銦富集于真空爐渣中。采用蒸餾—萃取聯合法提取鍺、銦，可直接從真空爐渣中制取二氧化鍺和粗銦，工藝流程如圖所示：
回答下列問題：
(1)基態鍺原子的外圍電子排布式為 ________；銦為第5周期ⅢA族元素，基態銦原子的未成對電子個數有 ________個。
(2)關于浸出除鋅，下列說法正確的是 ________(填標號)。
A．將真空爐渣粉碎，可以提高鋅浸出率
B．應使用強酸性溶液處理真空爐渣
C．分離浸出液和浸渣時，應使用過濾操作
D．向浸出液中加入金屬鈉，可置換出鋅單質
(3)氧化焙燒處理后的真空爐渣中，鍺元素以GeO2和少量Ge單質形式存在，將其投入蒸餾釜中，加入鹽酸，通入氯氣，在100～110 ℃下進行氯化蒸餾，得到GeCl4液體，該過程中發生的主要反應的化學方程式為 _______________、
_____________________________________________________________________。
(4)低于0 ℃時，將GeCl4與適量水混合，水解得到GeO2·nH2O，水解反應的化學方程式為 ________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)殘液中的銦元素主要以InCl3的形式存在，置換除雜后，以有機溶劑TBP和P204為萃取劑，可采用二次聯合萃取法回收銦。TBP和P204的結構如圖所示，TBP的化學式為 ________；在煤油中，P204以二聚體形式存在，從分子結構角度分析其原因是 _________________________________________。
(6)某真空爐渣中含銦量為1.5%(質量分數)，以1 t該真空爐渣為原料，按照以上工藝回收粗銦，可獲得含銦量99%(質量分數)的粗銦13.0 kg，則該工藝中銦回收率為 ________。
(7)采用甘油—碘化鉀—二次電解聯合法提純粗銦，在電解精煉之前，需采用甘油—碘化鉀法除去雜質Cd、Tl。如圖分別是碘化鉀和甘油用量對除Cd率、除Tl率的影響曲線，由此可以確定具有較好除Cd、Tl效果時，銦原料與試劑用量配比約為m銦∶m甘油∶m碘化鉀＝ ________。
【答案】　(1)4s24p2　1　(2)AC
(3)GeO2＋4HCl===GeCl4＋2H2O　Ge＋2Cl2GeCl4
(4)GeCl4＋(n＋2)H2OGeO2·nH2O↓＋4HCl
(5)C12H27O4P　P204在煤油中形成氫鍵
(6)85.8%　(7)100∶35∶6
【解析】　由題給流程可知，向真空爐渣中加入強堿溶液浸出，將鋅轉化為四羥基合鋅離子，過濾得到濾渣和可用于回收鋅的浸出液；濾渣經氧化焙燒、氯化蒸餾、冷凝吸收得到四氯化鍺、可回收鉛的殘渣和含有三氯化銦的殘液；四氯化鍺經水解、烘干得到二氧化鍺；殘液經置換除雜、TBP萃取、P204反萃取得到含銦反萃液，反萃液經置換、熔鑄得到粗銦。(1)鍺元素的原子序數為32，基態原子的外圍電子排布式為4s24p2；銦為第5周期ⅢA族元素，基態原子的外圍電子排布式為5s25p1，則原子核外未成對電子個數有1個。(2)將真空爐渣粉碎可以增大固體表面積，有利于增大反應物的接觸面積，提高鋅浸出率，故A正確；由分析可知，應使用強堿性溶液處理真空爐渣，過濾得到含有四羥基合鋅離子的浸出液，故B錯誤；分離浸出液和浸渣的操作為固液分離操作，所以應使用過濾操作，故C正確；金屬鈉具有強還原性，會與浸出液中的水反應生成氫氧化鈉和氫氣，不能置換出鋅，故D錯誤。故選AC。(3)由題意可知，得到四氯化鍺發生的反應為二氧化鍺與鹽酸反應生成四氯化鍺和水、鍺與氯氣共熱反應生成四氯化鍺，反應的化學方程式分別為GeO2＋4HCl===GeCl4＋2H2O、Ge＋2Cl2GeCl4。(4)由題意可知，四氯化鍺發生的水解反應為低于0 ℃條件下，四氯化鍺水解生成GeO2·nH2O和鹽酸，反應的化學方程式為GeCl4＋(n＋2)H2OGeO2·nH2O↓＋4HCl。(5)由題給結構可知，TBP的化學式為C12H27O4P；P204分子中含有的羥基在煤油中形成分子間氫鍵，所以P204在煤油中以二聚體形式存在。(6)由銦原子個數守恒可知，該工藝中銦回收率為×100%＝85.8%。(7)由圖可知，甘油和銦的質量比為0.35、碘化鉀和銦的質量比為0.06時，鉈、鎘的去除率都最大，設銦原料的質量為x g，則銦原料與試劑用量配比為x∶0.35x∶0.06x＝100∶35∶6。
3. (2024·河北唐山二模)從鉬精礦焙燒煙塵(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)中回收錸的工藝流程如圖所示：
已知：①低價錸(Re)元素易被氧化。②MoO3、Re2O7易溶于水生成H2MoO4、HReO4，其他鉬、錸的氧化物難溶于水。③鉬元素與硫酸根可形成配離子。
回答下列問題：
(1)500 ℃焙燒產物基本全部為MoO2。焙燒時MoS2反應的化學方程式為：
①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2
② _____________________________________________________________。
(2)水浸時，加入H2O2的作用是 _______________________________________
____________________________________________________________________。
(3)已知MoO3在水中的溶解度：
溫度/℃ 18 30 45 60 70 80
溶解度(g/L) 0.106 0.257 0.365 0.421 0.466 0.518
水浸液中，鉬的濃度約為10 g/L，可能原因為 ________________________。鉬、錸的浸出率隨溫度的變化關系如圖1所示，則水浸時，適宜的溫度為 ________℃左右。
(4)離子交換的原理為浸出液中的陰離子(如ReO)與樹脂上的官能團發生交換反應達到平衡。浸取液中SO濃度對錸的吸附率影響如圖2所示，錸的浸出率隨SO濃度變化的原因為 ___________________________________________
_____________________________________________________________________。
【答案】　(1)MoS2＋6MoO37MoO2＋2SO2
(2)將低價錸元素進一步氧化為易溶于水的Re2O7
(3)溶液中的SO與鉬形成配離子，增大了鉬的溶解　50
(4)SO與ReO發生吸附競爭，使錸的吸附率下降
【解析】　煙塵(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)，焙燒過程中MoS2最終被氧化為MoO2，加入過氧化氫進行水浸，可將低價錸元素進一步氧化為易溶于水的Re2O7，經離子交換膜進行吸附和解吸后得NH4ReO4。(1)根據題干信息，500 ℃焙燒產物基本全部為MoO2，焙燒時MoS2與氧氣反應生成MoO3，MoO3可被MoS2還原為MoO2，反應方程式：MoS2＋6MoO37MoO2＋2SO2。(2)Re2O7易溶于水，而原料中存在低價態的錸元素，加入H2O2可將低價錸元素進一步氧化為易溶于水的Re2O7。(3)經過焙燒和氧化后，溶液中存在SO，結合題干信息可知，SO與鉬形成配離子，可增大了鉬的溶解；水浸過程中既要考慮二者浸出率，同時還要考慮溫度過高會導致過氧化氫受熱分解，結合圖像可知，水浸時，適宜的溫度為50 ℃左右。(4)結合題干信息可知，SO與ReO可發生吸附競爭，從而導致錸的吸附率下降。
4. (2024·湖北武漢二模)實現廢鎢—鎳型加氫催化劑(主要成分為WO3、Ni、Al2O3，還含有Fe、SiO2和少量含S有機物)中有價值金屬回收的工藝流程如下。
已知：ⅰ.T<700 ℃，純堿不與Al2O3、SiO2反應。
ⅱ.相關金屬離子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：
金屬離子 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋
開始沉淀時的pH 6.9 3.4 1.5
沉淀完全時的pH 8.9 4.7 2.8
回答下列問題：
(1)28Ni位于元素周期表的第 ________周期、 ________族。
(2)“氧化”的目的為 ________和將金屬單質氧化至相應價態。
(3)“鈉化焙燒”中生成Na2WO4的化學方程式為 _____________________。
(4)“酸化沉鎢”后過濾，所得濾餅的主要成分為 ________(填化學式)。
(5)“調pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應調節為 ________。
(6)資料顯示，硫酸鎳結晶水合物的形態與溫度有如表關系。
溫度 低于30.8 ℃ 30.8～53.8 ℃ 53.8～280 ℃ 高于280 ℃
晶體形態 NiSO4·7H2O NiSO4·6H2O 多種結晶水合物 NiSO4
“一系列操作”依次是 ________________________________、及時過濾、洗滌、干燥。
(7)強堿溶液中NaClO氧化NiSO4，可沉淀出用作電池正極材料的NiOOH，該反應的離子方程式為 ______________________________________。
【答案】　(1)四　Ⅷ　(2)除去含S有機物
(3)WO3＋Na2CO3Na2WO4＋CO2↑
(4)H2WO4　(5)4.7≤pH<6.9
(6)蒸發濃縮、冷卻到30.8～53.8 ℃結晶
(7)ClO－＋2Ni2＋＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O
【解析】　由題給流程可知，廢催化劑在空氣中氧化，將含硫有機物轉化為氣體除去，并將金屬單質氧化至相應價態；向氧化渣中加入碳酸鈉在600 ℃條件下鈉化焙燒，將氧化鎢轉化為鎢酸鈉，焙燒渣經水浸、過濾得到浸渣和濾液；向濾液中加入硫酸溶液酸化沉鎢，將鎢酸鈉轉化為鎢酸沉淀，過濾得到鎢酸；鎢酸煅燒分解生成氧化鎢；向浸渣中加入硫酸溶液酸浸，將金屬氧化物轉化為可溶的硫酸鹽，二氧化硅與硫酸溶液不反應，過濾得到含有二氧化硅的濾渣和濾液；調節濾液pH在4.7≤pH<6.9范圍內，將溶液中的鐵離子、鋁離子轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵、氫氧化鋁的濾渣和硫酸鎳溶液；硫酸鎳溶液經蒸發濃縮、冷卻到30.8～53.8 ℃結晶、及時過濾、洗滌、干燥得到六水硫酸鎳。(1)鎳元素的原子序數為28，位于元素周期表第四周期Ⅷ族。(2)由分析可知，氧化的目的是將含硫有機物轉化為氣體除去，并將金屬單質氧化至相應價態。(3)由分析可知，“鈉化焙燒”中生成鎢酸鈉的反應為氧化鎢與碳酸鈉高溫下反應生成鎢酸鈉和二氧化碳，反應的化學方程式為WO3＋Na2CO3Na2WO4＋CO2↑。(4)由分析可知，“酸化沉鎢”后過濾，所得濾餅的主要成分為鎢酸。(5)由分析可知，將溶液中的鐵離子、鋁離子轉化為氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，調節濾液pH在4.7～6.9范圍內。(6)由題給信息可知，“一系列操作”為硫酸鎳溶液經蒸發濃縮、冷卻到30.8～53.8 ℃結晶、及時過濾、洗滌、干燥得到六水硫酸鎳。(7)由題意可知，生成堿式氧化鎳的反應為堿性條件下溶液中的鎳離子與次氯酸根離子反應生成堿式氧化鎳、氯離子和水，反應的離子方程式為ClO－＋2Ni2＋＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。
5.(2024·江西南昌市三模)以銅鈷礦[主要成分為CoOOH、Cu2(OH)2CO3、Fe2O3，另含少量SiO2及含砷化合物]制備鋰電池正極原料Co3O4，生產流程如圖甲所示。
已知：①酸浸液中含有的陽離子為Fe2＋、Cu2＋、Co2＋、H＋；
②萃取除銅的過程可表示為Cu2＋(aq)＋2RH(有機層)===R2Cu(有機層)＋2H＋(aq)；
③Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp(FeAsO4)＝6.8×10－19。
(1)酸浸液中鈷以CoSO4形式存在，生成CoSO4的化學方程式為 ________________________________________。酸浸過程中可適當升溫以加快反應速率，但溫度過高，單位時間內鈷的浸出率明顯降低。原因是 _______________
_____________________________________________________________________。
(2)實驗室模擬萃取除銅，加入萃取劑后充分振蕩靜置，如圖乙所示，則分離出含銅有機溶劑的具體實驗操作為 _______________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)除鐵過程中，溶液中的AsO轉化為FeAsO4沉淀，該反應的離子方程式為 ________________________________。常溫條件下，若除鐵結束后溶液pH＝3，則AsO是否完全沉淀(離子濃度低于1.0×10－5 mol·L－1時，可認為該離子完全沉淀)？通過計算說明： _________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
【答案】　(1)2CoOOH＋H2SO4＋SO2===2CoSO4＋2H2O　溫度升高，SO2的溶解度降低，所以鈷的浸出率下降
(2)先打開上口玻璃塞，再打開下口活塞，將下層液體由下口放出，關閉活塞，再將上層含銅有機溶劑從上口倒出
(3)2AsO＋ClO＋2Fe2＋＋2H＋===2FeAsO4↓＋Cl－＋H2O　pH＝3時，溶液中c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－6 mol·L－1，則c(AsO)＝＝ mol·L－1≈2.4×10－13 mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，所以AsO沉淀完全
【解析】　銅鈷礦經粉碎之后，加入稀硫酸酸浸，生成亞鐵離子、銅離子、鈷離子和氫離子，加入有機溶劑RH，與銅離子反應生成有機物R2Cu，萃取分液除銅；加入氯酸鈉氧化亞鐵離子為鐵離子并以氫氧化鐵和砷酸鐵的沉淀將鐵除掉；再加入草酸銨生成草酸鈷沉淀，過濾之后進行焙燒，得到四氧化三鈷。(1)酸浸過程中，CoOOH被SO2還原為Co2＋，發生反應：2CoOOH＋H2SO4＋SO2===2CoSO4＋2H2O。若溫度過高，SO2的溶解度降低，反應體系中還原劑的濃度減小，反應速率減小，所以單位時間內鈷的浸出率下降。(2)分離出含銅有機溶劑的具體實驗操作為分液，先打開上口玻璃塞，再打開下口活塞，將下層液體由下口放出，關閉活塞，再將上層含銅有機溶劑從上口倒出。(3)除鐵過程中，Fe2＋被氧化為Fe3＋，AsO被氧化為AsO并結合Fe3＋生成FeAsO4，ClO被還原為Cl－，根據得失電子守恒、質量守恒和電荷守恒可寫出生成FeAsO4的離子方程式：2AsO＋ClO＋2Fe2＋＋2H＋===2FeAsO4↓＋Cl－＋H2O；pH＝3時，溶液中c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－6 mol·L－1，則c(AsO)＝＝ mol·L－1≈2.4×10－13 mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，所以AsO沉淀完全。
6.(2024·湖南懷化市二模)碲、銻廣泛應用于光伏、半導體領域。某科研小組從陽極泥分銅液凈化渣[主要含銅、碲(Te)、銻(Sb)等元素的化合物]分別回收碲和銻的工藝流程如下圖所示：
已知：①“酸浸”時，銻元素反應生成難溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
②“堿浸”時，銅、銻轉化為難溶氫氧化物或氧化物，堿浸液含有Na2TeO3。
回答下列問題：
(1)“堿浸”時，二氧化碲與堿溶液反應的離子方程式為 _________________
_______________________________________________________________。
(2)“氯鹽酸浸”時，通入SO2的目的是 ________________________；“氯鹽酸浸”時溫度過高會使Sb的浸出率降低，原因是 _______________________
_____________________________________________________________________。
(3)向“堿浸液”中加雙氧水需分批加入，目的是 ______________________。
(4)寫出“熱還原”時發生反應的化學方程式 _____________________。
(5)粗碲粉中碲質量分數的測定：取3.2 g粗碲粉，加入硝酸使其轉化為亞碲酸(H2TeO3)，將溶液置于冰鹽冷劑中冷卻至273 K過濾、冰水洗滌等得到亞碲酸。將亞碲酸配制成250 mL溶液，取25.00 mL于錐形瓶中。向錐形瓶中加入20.00 mL 0.04 mol·L－1酸性K2Cr2O7溶液，充分反應使亞碲酸轉化為原碲酸(H6TeO6)。用0.03 mol·L－1硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]標準溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液，滴定至終點時消耗20.00 mL硫酸亞鐵銨標準溶液。則粗碲粉中碲的質量分數為 ________；如滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定結果 ________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
【答案】　(1)TeO2＋2OH－===TeO＋H2O
(2)將Sb2O(SO4)4還原為SbCl3　溫度過高使HCl與SO2揮發，降低了反應物濃度
(3)雙氧水易分解，分批加入，可以降低H2O2分解率，提高H2O2利用率
(4)Na2TeO4＋3Na2SO3＋H2SO4===4Na2SO4＋Te＋H2O
(5)84%　偏小
【解析】　已知：①“酸浸”時，銻元素反應生成難溶的Sb2O(SO4)4浸渣。②“堿浸”時，銅、銻轉化為難溶氫氧化物或氧化物，堿浸液含有Na2TeO3。Sb2O(SO4)4浸渣經過氯鹽酸浸，轉化為SbCl3溶液，再電解得到Sb；堿浸液含有Na2TeO3，加入過氧化氫，生成Na2TeO4沉淀，經過熱還原得到粗碲粉。(1)已知“堿浸”時，二氧化碲與堿溶液反應生成Na2TeO3，則離子方程式為TeO2＋2OH－===TeO＋H2O。(2)因為Sb2O(SO4)4浸渣經過氯鹽酸浸后轉化為SbCl3溶液，所以通入SO2的目的是將Sb2O(SO4)4還原為SbCl3；“氯鹽酸浸”時溫度過高時，HCl與SO2揮發，降低了反應物濃度，從而使Sb的浸出率降低。(3)因為雙氧水易分解，分批加入，可以降低H2O2分解率，提高H2O2利用率。(4)“熱還原”時，＋4價的S被氧化為＋6價，Te元素被還原為單質，根據得失電子守恒與原子守恒可得：Na2TeO4＋3Na2SO3＋H2SO4===4Na2SO4＋Te＋H2O。(5)根據得失電子守恒知：6[(NH4)2Fe(SO4)2]～K2Cr2O7，則與硫酸亞鐵銨反應的酸性K2Cr2O7為 mol＝10－4 mol，則與亞碲酸反應的K2Cr2O7為0.04×20×10－3 mol－10－4 mol＝7×10－4 mol，根據得失電子守恒以及原子守恒：3Te～3H2TeO3～K2Cr2O7，則25 mL亞碲酸溶液中Te元素為3×128×7×10－4 g＝0.268 8 g，則粗碲粉中碲的質量分數為××100%＝84%；如滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，則消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積偏大，則與亞碲酸反應的K2Cr2O7的物質的量偏小，則測定結果偏小。

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