2024届高三化学一轮专题复习—工业流程题
1．（2023·湖南永州·统考三模）工业冶炼矿物常需反复提纯。从粗贵金属精矿(含铂金钯等单质，及部分铜铁镍等贱金属)中分离铂钯金这些元素的工艺流程图如图：
已知：
①该反应条件下：Fe3+、Cu2+、Ni2+完全沉淀时溶液的pH分别为4.4、6.5、9
②当有硝酸存在时，铂可形成难溶的亚硝基配合物(NO)2PtCl6
③滤液1、滤液2、滤渣3中均可用于提炼贱金属
(1)“浸取”过程钯(Pd)可与王水反应生成H2PdCl4和NO气体，该反应中被氧化的Pd与被还原的硝酸的物质的量之比为______。
(2)将“浸取”后的糊状物煮沸“赶硝”的目的是______。
(3)“还原"时，溶液中的AuCl与草酸(H2C2O4)反应生成对环境无污染的气体，则该反应的离子方程式为______。
(4)滤液2中含有的主要贱金属离子为______，第二次加氨水的目的是______。
(5)铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm。结构中有两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成(例如)，另一种由的原子和镍原子共同构成(例如) 。
①该晶体的化学式为______。
②晶体中完全由镍原子构成的八面体空隙与由铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙数目之比为______，两种八面体空隙中心的最近距离为______pm。
2．（2023·安徽马鞍山·统考一模）利用锌精矿(ZnS)和软锰矿(MnO2)两种矿料(含少量杂质Fe、 Cu、 Pb等元素的化合物及SiO2)生产硫酸锌和硫酸锰的流程如下：
已知：①常温下，H2S 饱和溶液中c2(H+)·c(S2-)≈9×10-23；
②Ksp(ZnS)=2.0 ×10-22， Ksp(MnS)=2.0 ×10-13；
③ZnSO4的溶解度如表所示
水/温度(°C) 0 10 20 25 40 50 60 70 80 90
ZnSO4 41.8 47.5 54.1 58.0 62.1 74.8 67.2 60.5 一 一
ZnSO4·H2O 41.9 一 54.2 一 一 74.0 一 一 86.6 83.5
ZnSO4·6H2O 一 一 一 一 70.1 76.8 一 一 一 一
ZnSO4·7H2O 41.9 47.0 54.4 58.0 一 一 一 一 一 一
回答下列问题：
(1)“滤渣1”主要成分为_______、S；写出“酸浸”过程的主要离子方程式_______。
(2)“除铁”的萃取剂为磷酸二(2-乙基己基)酯(用HA表示)，萃取后含铁的物质为[Fe(HA)2(H2O)2]ASO4，该物质中Fe3+的配位数为_______。
(3)BaS 为可溶性钡盐。向“水相1”中加入适量BaS目的是_______；溶液 pH过高，会造成Zn2+、Mn2+沉淀而损失，若溶液中Zn2+、Mn2+的浓度为0.2mol·L-1，则应控制溶液中c(H+)大于_______mol·L-1。
(4)从“反萃取液”中获得ZnSO4·H2O晶体的操作为：控制温度在_______°C以 上蒸发结晶、_______、洗涤、干燥。
(5)含50% MnO2的软锰矿174t，利用此工艺获得MnSO4·H2O160.55t，该工艺MnSO4·H2O的产率为_______。
3．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）某化工厂产生的废渣中含有PbSO4和Ag，为了回收这两种物质，某同学设计了如下流程：
已知：“浸出”过程发生可逆反应AgCl+2 +Cl-、Ksp(PbSO4) =2.5 ×10-8、Ksp(PbCO3)=7.4×10-14
请回答以下问题：
(1)“氧化”阶段需在80°C条件下进行，最适合的加热方式为___________，将废渣“氧化”的化学方程式为___________。
(2)“浸出”时Na2SO3溶液和氨水都可用作浸出剂，从环保角度分析亚硫酸钠的优势___________。
(3)研究发现：浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液pH的关系如下图所示：
①pH=10时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化趋势是___________。
②pH=5时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH=10时不同，原因是___________。
(4)“还原”过程中还原剂与氧化剂物质的量之比为___________。
(5)工业上常用Na2CO3溶液与PbSO4反应实现铅的转化并且反应趋于完全，请用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3转化铅的原因___________。
4．（2023·山东·模拟预测）锰酸锂(LiMn2O4)是锂电池的正极材料，以软锰矿为原料，生产锰酸锂的流程如下：
已知：
①软锰矿的成分如下：
成分 MnO2 Fe2O3 CaO SiO2 其他不反应杂质
质量分数 69.6% 7.6% 5.6% 9.0% 8.2%
②K2MnO4在强碱性溶液(pH大于13.5)中稳定，在酸性、中性和弱碱性环境中会发生歧化反应生成和MnO2。
③苯胺(C6H5NH2)还原性较强，在该条件下可被氧化为硝基苯(C6H5NO2)。
④锰酸锂为灰黑色粉末，离子化合物，易溶于水，难溶于无水乙醇。
(1)“氧压浸出”的浸出温度为260°C，并维持500r/min的速率搅拌，此时发生的氧化还原反应的化学方程式为___________。
(2)“加热溶解”和“除杂”时均要严格控制溶液pH的原因是___________，“除杂”中加入CaO后，需要适当加热并搅拌的目的是___________，若此时溶液中c()=2.5mol/L，则1m3溶液中理论上需要加入的CaO的质量为___________kg。
(3)“一系列的操作”是将所得溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，其中洗涤的试剂最好选用___________。
A．冷水 B．热水 C．95%的乙醇溶液 D．LiOH溶液
(4)纯度的测定：取0.5800g锰酸锂[Mr(LiMn2O4)=181]样品与稀硝酸和双氧水反应，将Mn元素完全转化为Mn2+，除去过量的双氧水，调节pH，滴加指示剂，用浓度为0.3000mol/L的EDTA标准溶液滴定，终点时消耗EDTA标准溶液20.00mL(Mn2+与EDTA反应的化学计量数之比为1：1)
①若反应时，N元素的化合价不变，则锰酸锂与稀硝酸和双氧水反应的离子方程式为___________。
②样品中锰酸锂的纯度为___________%(保留两位有效数字)。
5．（2023·辽宁·模拟预测）钕铁硼()磁铁因其超强的磁性被誉为“永磁之王”。已知某钕铁硼废料中主要成分为等金属单质，还含有不溶于水和盐酸的硼、硅酸盐及硫化物。以下为一种利用钕铁硼废料制取和的工艺流程：
①钕的活动性较强，能与酸发生置换反应，其稳定的化合价为价；
②某些金属氢氧化物沉淀完全时的如下表所示：
沉淀
沉淀完全的 5.2 3.2 9.4 9.5 10.1 8.5
回答下列问题：
(1)钴()元素在元素周期表第_______周期第_______族。
(2)钕铁硼废料“浸出”前需“预处理”，先将其进行粉碎，再除去表面的矿物油污。除去矿物油污可以选择的试剂是_______(填标号)。
A．苯 B．溶液 C．纯碱溶液 D．稀硫酸
(3)“沉钕”过程调，得到晶体，写出生成沉淀的离子方程式_______。
(4)“沉钕”后的滤液中加入试剂1的作用是_______；若溶液中，根据表中数据计算，加入试剂2调节范围是6~_______(忽略过程中溶液体积变化)。
(5)“萃取”时发生反应：，则试剂3为_______，设计萃取、反萃取的目的是_______。
(6)某钴的一种氧化物也是一种磁性材料，其晶胞结构如图甲所示，俯视图如图乙所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图甲中原子A的坐标为，B为，则C原子的坐标为_______。
②若阿伏加德罗常数的值为，则晶体密度为_______(列出计算式)。
6．（2023·全国·模拟预测）现以铅蓄电池的填充物铅膏(主要含PbSO4、PbO2、PbO和少量FeO)为原料，可生产三盐基硫酸铅(PbSO4·3PbO·H2O)和副产品Fe2O3·xH2O，其工艺流程如下：
已知：Ksp(PbCO3)=7.5×10-14，Ksp(PbSO4)=2.5×10-8
(1)“转化”后的难溶物质为PbCO3和少量PbSO4，则PbO2转化为PbCO3的离子方程式为___________，滤液1中和的浓度比为___________(保留两位有效数字)。
(2)“酸浸”过程，产生的气体主要有NOx(氮氧化物)和___________(填化学式)；___________(填“可以”或“不可以”)使用[H2SO4+O2]替代HNO3。
(3)“沉铅”后循环利用的物质Y是___________(填化学式)。
(4)“除杂”中滤渣的主要成分为___________(填化学式)；在50~60°C“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为___________。
(5)根据图2所示的溶解度随温度的变化曲线，由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7，然后___________、___________，洗涤后干燥。
7．（2023·全国·模拟预测）广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。以钒矿石为原料制备的工艺如下：
已知：
I.“焙烧”后，固体中主要含有、、、；“酸浸”后钒以形式存在，“中和还原”后钒以形式存在。
Ⅱ.有机溶剂对四价钒具有高选择性，且萃取而不萃取。
Ⅲ.该工艺条件下，溶液中金属离子(浓度均为)开始沉淀和完全沉淀的如下表所示：
金属离子
开始沉淀 1.9 7.0 11.9 8.1
完全沉淀 3.2 9.0 13.9 10.1
回答下列问题：
(1)基态钒原子的价层电子排布式为_______。
(2)“中和还原”时，参与反应的离子方程式为_______，该工序的低于7.0，试计算出_______。
(3)指出各元素的第一电离能由大到小的顺序_______，的空间结构为_______形。
(4)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如图1、2所示。指出适宜的工艺条件为_______。
(5)“氧化”时，每消耗，可得到_______。
(6)单质V晶胞属于体心立方晶胞，晶胞参数为，两个共顶点的晶胞结构如图3所示，计算出A、B原子的间距为_______pm。
8．（2023·陕西汉中·统考二模）工业上以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、 FeO、Fe2O3)为 原料制取(NH4)2SO4晶体和轻质CaCO3，其实验流程如下：
已知：金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围[ pH =8.5时Al(OH)3开始溶解]
金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Ca2+
开始沉淀时pH 3.4 2.7 7.6 11.3
完全沉淀时pH 4.7 3.7 9.6
回答下列问题：
(1)提高废渣脱硫速率的方法是_______ (写两点) 。
(2)在“脱硫”中CaSO4可以较完全的转化为CaCO3，用沉淀溶解平衡原理解释选择(NH4)2CO3的原因_____。[Ksp(CaSO4)=4.8×10-5，Ksp(CaCO3)=3×10-9]
(3)从滤液1中获取(NH4)2SO4晶体必要的操作是_______、_______、过滤等。
(4)下列可检验H2O2是否过量的试剂是_______ (填字母)
A．KSCN B．K3[Fe(CN)6] C．KMnO4
(5)“调pH”除铁和铝时，应调节溶液的pH范围为_______。
(6)利用轻质CaCO3可以按照以下流程制得过氧化钙晶体。步骤②中反应的化学方程式为_______；将步骤③过滤得到的白色晶体依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，判断晶体已经洗涤干净的方法是_______； 使用乙醇洗涤的目的是_______。
9．（2023·山东聊城·统考二模）一种利用废催化剂(含TiO2，WO3等)回收金属Ti、W的工艺流程如图所示。
已知：①偏钛酸钠(Na2TiO3)难溶于水；“酸洗”时，Na2TiO3转化为TiOCl2或TiOSO4，水解后得到H2TiO3；
②当溶液中某离子浓度≤1×10-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题：
(1)为加快“碱浸”的速率，可采取的措施为___________(任写两条)；“碱浸”时生成偏钛酸钠的离子方程式为___________。
(2)锐钛型和金红石型是TiO2最常见的两种晶体类型，煅烧H2TiO3过程中，TiO2会发生“锐钛型→金红石型”转化，固体质量残留率和晶型转化率随温度变化如图1所示，晶型转化过程中的能量变化如图2所示。设计用“过滤”所得Na2TiO3制备金红石型TiO2的操作方案___________。
(3)“煅烧”时，TiO2的提取率随时间、温度的变化关系如图，提取TiO2的适宜条件为___________。
(4)用固体二氧化钛生产海绵钛的装置如图，其原理是TiO2的氧解离进入熔融盐中而得到金属海绵钛。电解过程中，b极是___________极，阴极的电极反应式为___________。
(5)将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钙酸钙，已知Ksp(CaWO4)=4×10-10(mol/L)2，Ksp［Ca(OH)2］=9×10-7(mol/L)3，当溶液中沉淀完全时，溶液中c(OH-)最大值为___________mol/L。
10．（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下：
已知：某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
氢氧化物 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Mg(OH)2 9.3 10.8
Fe(OH)2 7.6 9.6
Fe(OH)3 2.7 3.7
Al(OH)3 3.7 4.7
根据题意回答第(1)～(5)题：
(1)在酸解过程中，欲加快酸解时的化学反应速率，请提出两种可行的措施：___________、___________。
(2)加入的NaClO可与Mn2+反应：Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-，还有一种离子也会被NaClO氧化，并发生水解，该反应的离子方程式为___________。
(3)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3，Al(OH)3、MnO2外，还有___________。
(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：
温度(℃) 40 50 60 70
MgSO4 30.9 33.4 35.6 36.9
CaSO4 0.210 0.207 0.201 0.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明操作步骤是___________，___________。
(5)实验中提供的硼镁泥共100g，得到的MgSO4·7H2O为172.2g，计算MgSO4·7H2O的产率为___________。
11．（2023·陕西·校联考模拟预测）氧化锆(ZrO2) 可用于压电陶瓷及耐火材料的制备。以锆英石(主要为ZrSiO4，还含有少量的Fe3O4和Al2O3等杂质)为原料制备ZrO2的工艺流程如下:
已知:①锆英石焙烧碱熔生成可溶于水的Na2ZrO3， Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+。
②部分离子在此实验条件下开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表:
金属离子 Al3+ Fe2+ Fe3+ ZrO2+
开始沉淀时 3.3 6.3 2.7 6.2
完全沉淀时 5.2 8.4 3.7 8.0
(1)“焙烧碱熔”前将锆英石粉碎的目的是_____________，“焙烧碱熔”时制备Na2ZrO3的化学方程式为__________________。
(2)滤渣Ⅰ的成分为__________，滤渣 Ⅱ的成分为_____________。
(3)“酸浸”时，加入过量盐酸的目的是__________________。
(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为______________________________。
(5)“沉淀”调节溶液的pH范围为________________。
12．（2023·安徽宣城·统考二模）高纯氧化铁(Fe2O3)是制造软磁铁氧体主要原料，而后者广泛应用于电工电信设备。以窑尾灰为原料制造高纯氧化铁工艺流程图如下(已知窑尾灰的主要成分为Fe、C、FeO、Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO、SiO2)
当c(Mn+)≤10-5mol·L-1时，认定沉淀完全；25℃时，各物质的溶度积常数如下：
物质 CaSO4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 CaF2 MgF2
Ksp 9.0×10-6 8.0×10-16 4.0×10-38 1.0×10-30.5 5.0×10-9 7.5×10-11
据此回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为_______；证明滤液1中含有Fe2+的试剂可以是_______。
(2)“还原”过程加铁粉的目的是_______。
(3)若滤液2中c(Fe2+)=2mol·L-1则“调pH”范围是_______(lg2≈0.3)。
(4)若滤渣3中既有CaF2又有MgF2，则滤液4中=_______(化为最简整数比)。
(5)写出“沉淀”过程中的离子反应方程式：_______。
(6)“灼烧”过程中的化学方程式为：_______。
13．（2023·全国·模拟预测）金属钴(Co)是一种重要的战略金属，有着较为广泛的用途。如图是利用含钴废料(主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)制备草酸钴的工艺流程。回答下面问题：
(1)在“硫酸浸取”时，能提高“酸浸”速率的方法有_____(任写一种)。滤渣1的成分是_____(写化学式)。
(2)写出反应①的离子方程式：_____、_____。写出反应②的离子方程式：_____。
(3)操作1中加入NaHCO3的作用是_____。
(4)已知：Ksp(CaF2)=5.3×10-9，Ksp(MgF2)=5.2×10-12，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg2+恰好沉淀完全，即溶液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol L-1，此时溶液中c(Ca2+)最大等于_____mol L-1。
(5)若沉钴中得到二水合草酸钴CoC2O4·2H2O(M=183g/mol)热分解质量变化过程如图所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物，请写出从反应B点到C点的化学方程式_____。
(6)用乙醇燃料电池作电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴，其装置如图甲、乙。
①图乙中Co电极应连接乙醇燃料电池的_____极(填“a”或“b”)。
②图甲中a极上发生的电极反应是______。
14．（2023·河南·统考模拟预测）以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂，由富钒废渣(含V2O3、Na2O·Al2O3·4SiO2、FeO)制备V2O5的一种流程如下：
已知：①部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。
物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3
开始沉淀pH 7.0 1.9 3.2
沉淀完全pH 9.0 3.2 4.7
②NH4VO3可溶于热水，不溶于乙醇；
③部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式：
pH <1 1~4 4~6 6~8.5 8.5~13 >13
主要存在形式 V2O5 多矾酸根 多矾酸根
备注 多矾酸盐在水中溶解度较小
回答下列问题：
(1)“酸浸”时含V物质中V的化合价为___________。
(2)“转化II”需要调整的pH范围为___________， “转化III”中含V物质发生反应的离子方程式为___________。
(3)铝元素在“___________”(填操作单元名称)过程中被除去；“滤渣2”的主要成分为___________。
(4)“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥等，洗涤时最好选用的试剂为___________(填字母)。
A．冷水 B．热水 C．乙醇 D．NaOH溶液
“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)，若“沉钒”前溶液中c( )=0.2 mol· L-1，不考虑溶液体积变化，为使钒元素的沉降率达到98%，至少应调节c( )为___________mol·L-1.[已知：Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]
(5)全钒氧化还原液流电池是一种新型绿色的二次电池，其工作原理如图所示。
①充电时，X电极反应式为___________。
②充电时，每转移1 mol电子，左池溶液中n(H+)的变化量为___________mol。
15．（2023·重庆·统考模拟预测）一维结构氧化钇()在光学和陶瓷等领域有重要用途。研究小组制备该的实验过程如下所示。
(1)配制100mL2mol/L硝酸需用到的玻璃仪器有___________。
A．烧杯 B．量筒 C．温度计 D．玻璃棒 E．漏斗
(2)滴加浓氨水时，用pH试纸测试的具体操作为___________。
(3)洗涤时，先用蒸馏水后用乙醇的目的是___________。
(4)探究前驱体化学组成的实验装置如图所示(夹持装置略)。
①加热前，打开关闭，先通入Ar气一段时间；开始加热后，再打开关闭，继续通入Ar气至反应结束后一段时间，使用Ar气的目的除了排出a中的空气之外，其作用还有___________。
②前驱体受热分解过程中：a中气体略有红棕色，说明产物含有___________；b中试剂变蓝，说明产物含有___________；c中溶液颜色变化的过程为___________。
(5)前驱体不含结晶水，其摩尔质量是587g/mol，阴离子与阳离子(仅有)的个数比为2.75，则由前驱体生成的化学反应方程式为___________。
16．（2023·全国·模拟预测）钪是一种稀土金属元素，在国防、航天、核能等领域具有重要应用。工业上利用固体废料“赤泥”(含FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)回收Sc2O3的工艺流程如图。
已知：TiO2难溶于盐酸；Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10 38。
回答下列问题：
(1)为提高“酸浸”速率，对“赤泥”的处理方式为___________；滤渣I的主要成分是___________(填化学式)。
(2)“氧化”时加入足量H2O2的目的是___________；氧化后溶液中Fe3+浓度为0.001 mol L 1，常温下“调pH”时，若控制pH＝3，则Fe3+的去除率为___________(忽略调pH前后溶液的体积变化)。
(3)已知25℃时，Kh1(C2O)＝a，Kh2(C2O)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c。“沉钪”时，发生反应：2Sc3+＋3H2C2O4Sc2(C2O4)3↓＋6H＋，该反应的平衡常数K＝___________(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热至550℃时生成Sc2O3、CO2和H2O，写出反应的化学方程式___________。
17．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）氧化铈()是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含、等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示：
已知：
①在空气中易被氧化，易与形成复盐沉淀；
②硫脲()具有还原性，酸性条件下易被氧化为；
③在硫酸体系中能被萃取剂[]萃取，而不能。
回答下列问题：
(1)“氧化焙烧”中氧化的目的是___________。
(2)步骤①中加入硫脲的目的是将四价铈还原为三价铈，写出硫脲与反应生成的离子方程式___________。
(3)步骤③反应的离子方程式为___________。
(4)步骤④萃取时存在反应：。分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比称为分配比()。取20mL含四价铈总浓度为0.1的酸浸液，向其中加入10mL萃取剂，充分振荡，静置，若，则水层中_______________。(计算结果保留二位有效数字)。
(5)步骤⑤“反萃取”时双氧水的作用是___________。
(6)产品是汽车尾气净化催化剂中最重要的助剂，催化机理如图所示。写出过程①发生反应的化学方程式___________。
18．（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）某工业矿渣废料的主要成分为、和，还含有少量和。利用该矿渣废料制备高纯和回收含铁化合物的工业流程如图：
已知：i.当微粒浓度低于时，认为溶液中不存在该微粒；
ii.常温下；部分难溶物的溶度积常数如表：
难溶物
回答下列问题：
(1)“滤渣I”的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“还原”过程中发生的主要氧化还原反应的离子方程式为_______。
(3)“氧化”时需要少量、多次加入，其目的是_______。
(4)“调”时可选择的试剂为_______(填字母)。
A． B． C． D．
(5)常温下，若“调”后所得溶液中、，则所调的范围为_______。
(6)“沉锰”时发生反应的离子方程式为_______。
参考答案：
1．(1)3∶2
(2)将难溶的亚硝基配合物(NO)2PtCl6溶解，提高铂的浸出率
(3)
(4) Ni2+ 将含钯元素的化合物溶解，从而与铜、铁的氢氧化物分离
(5) Ni3Pt(或PtNi3) 1∶3 a
【分析】从粗贵金属精矿(含铂金钯等单质，及部分铜铁镍等贱金属)中分离铂钯金，同时要除去Fe3+、Cu2+、Ni2+，而滤液1、滤液2、滤渣3中均可用于提炼贱金属，可知其除去的步骤，以无机物的性质和应用为主，考查物质的变化过程，分离提纯、陌生化学方程式的书写、氧化还原反应等知识，以此解题。
【详解】（1）“浸取”过程钯(Pd)可与王水反应生成H2PdCl4和NO气体，由此可以写出反应为，该反应中被氧化的Pd与被还原的硝酸的物质的量之比为3∶2，故答案为3∶2；
（2）根据题干信息可知，当有硝酸存在时，铂可形成难溶的亚硝基配合物(NO)2PtCl6，因此需要除去硝酸，故答案为：将难溶的亚硝基配合物(NO)2PtCl6溶解，提高铂的浸出率；
（3）溶液中的AuCl与草酸(H2C2O4)反应生成对环境无污染的气体，故产物中应该仅有二氧化碳气体，该反应的离子方程式为，故答案为：；
（4）根据题干信息知道Fe3+、Cu2+、Ni2+完全沉淀时溶液的pH分别为4.4、6.5、9，当加入氨水调pH小于7.5时，主要沉淀的铁离子、铜离子，因此滤液2中应为Ni2+，第二次加入氨水调节pH是8~9，此时是为了将含钯元素的化合物溶解，从而与铜、铁的氢氧化物分离，故答案为：Ni2+；将含钯元素的化合物溶解，从而与铜、铁的氢氧化物分离；
（5）① 由铂镍合金晶胞可知，Pt的个数：8× =1，Ni的个数：6 ×=3，故化学式为Ni3Pt；② 完全由镍原子构成的八面体空隙在晶胞的体心，铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙在棱心，二者的数目之比为1 ：3，而两种八面体空隙中心最近的距离是棱心和体心的距离，为a pm，故答案为：Ni3Pt(或PtNi3)；1∶3；a 。
2．(1) SiO2 ZnS+MnO2+4H+=Zn2++Mn2++S↓+2H2O
(2)4
(3) 将Cu2+、Pb2+沉淀完全从而除去 0.3
(4) 80 趁热过滤
(5)0.95或95%
【分析】由流程图知，两种矿粉酸浸时发生氧化还原反应生成硫单质，即滤渣1为硫单质和不溶于强酸的二氧化硅，加入萃取剂将铁离子萃取到有机相，则水相1中含有Zn2+、Mn2+、Cu2+、Pb2+，加入硫化钡除去铜离子和铅离子过滤，再加入萃取剂分离锰离子和锌离子，则水相2中含有硫酸锰溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰晶体，有机相2中含有硫酸锌，加入硫酸反萃取，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锌晶体，据此回答。
【详解】（1）由分析知酸浸过程两种矿粉发生氧化还原反应，即，所以滤渣1为生成的硫单质和不溶于强酸的二氧化硅；
（2）由配合物化学式知配体为HA和H2O，且都是2，即Fe3+的配位数为4；
（3）由分析知加入适量硫化钡目的是将铜离子和铅离子沉淀完全除去；Ksp(ZnS)=2.0 ×10-22
（5）50% MnO2的软锰矿174t物质的量为，获得硫酸锰晶体质量为，即产率为。
3．(1) 80°C恒温水浴加热 4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl +4NaOH+O2↑
(2)氨水易挥发且氨气有毒所以用亚硫酸钠环保效果更好(亚硫酸钠无毒无污染亦可)
(3) 逐渐增大(渐增或逐渐变大等合理即可) pH较小时，H+和 反应生成H2SO3或 ，尽管含硫化合物总浓度增大，但是溶液中浓度较小，所以氯化银浸出率减小
(4)1： 4
(5)反应PbSO4(s)+ (aq) PbCO3(s)+ (aq)的平衡常数K==3.4× 105>105， 可用碳酸钠溶液实现PbSO4比较彻底的转化为PbCO3
【分析】含有PbSO4和Ag废渣加入过量的20%NaClO溶液，把银氧化为AgCl，发生反应4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+4NaOH+O2↑；过滤得到AgCl、PbSO4，AgCl、PbSO4加入Na2SO3溶液，发生可逆反应AgCl+2 +Cl-，过滤得到PbSO4，滤液加入稀硫酸，调节溶液pH为4，得到AgCl，AgCl加入氨水，得到银氨溶液，银氨溶液加入N2H4 H2O反应还原反应得到Ag、N2、NH3，据此解答。
【详解】（1）由分析可知，在80°C恒温水浴加热条件下，用20%次氯酸钠溶液将废渣中的银转化为氯化银，反应的化学方程式为4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl +4NaOH+O2↑。
（2）“浸出”时Na2SO3溶液和氨水都可用作浸出剂，从环保角度分析亚硫酸钠的优势为：氨水易挥发且氨气有毒所以用亚硫酸钠环保效果更好(亚硫酸钠无毒无污染亦可)。
（3）①由图可知，溶液pH=10时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大，原因是溶液中亚硫酸根离子浓度增大，氯化银转化为二硫代硫酸根合银离子的平衡向正反应方向移动，导致含银化合物总浓度增大；
②由图可知，溶液pH=5时，含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH=10时不同，总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大，原因是溶液中氢离子与亚硫酸氢根离子反应转化为亚硫酸氢根离子或亚硫酸，使液中亚硫酸根离子浓度减小，氯化银转化为二硫代硫酸根合银离子的平衡向逆反应方向移动，导致含银化合物总浓度减小。
（4）由化合价变化可知，银氨络离子与N2H4 H2O反应时，银元素的化合价降低被还原，银氨络离子为反应的氧化剂，N2H4 H2O为反应的还原剂，Ag元素由+1价下降到0价生成Ag，N元素由-2价上升到0价生成N2，由得失电子数目守恒可知，还原剂N2H4 H2O与氧化剂银氨络离子的物质的量比为1:4。
（5）工业上常用Na2CO3溶液与PbSO4反应实现铅的转化并且反应趋于完全，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3转化铅的原因为：反应PbSO4(s)+ (aq) PbCO3(s)+ (aq)的平衡常数K==3.4× 105>105， 可用碳酸钠溶液实现PbSO4比较彻底的转化为PbCO3。
4．(1)2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O
(2) 防止锰酸钾在酸性、中性和弱碱性环境中发生歧化反应 加快反应速率，使CaSiO3颗粒增大便于过滤 8.75
(3)C
(4) 94
【分析】软锰矿加入氢氧化钾、加水，通入氧气氧化浸出得到锰酸钾，加入氢氧化钾溶解，加入氧化钙除去硅等杂质，过滤除去滤渣，滤液加入苯胺、氢氧化锂，处理得到锰酸锂；
【详解】（1）“氧压浸出”的浸出温度为260°C，二氧化锰和氧气、氢氧化钾发生氧化还原反应生成锰酸钾和水，2MnO2+4KOH+O22K2MnO4+2H2O；
（2）已知，K2MnO4在强碱性溶液(pH大于13.5)中稳定，在酸性、中性和弱碱性环境中会发生歧化反应生成和MnO2；“加热溶解”和“除杂”时均要严格控制溶液pH的原因是防止锰酸钾在酸性、中性和弱碱性环境中发生歧化反应；“除杂”中加入CaO后，氧化钙和水生成氢氧化钙，氢氧化钙和硅酸根离子生成硅酸钙沉淀，操作需要适当加热并搅拌的目的是加快反应速率，使CaSiO3颗粒增大便于过滤；
若此时溶液中c()=2.5mol/L，更加锰元素守恒可知，，根据表格数据可知，、，硅元素转化为硅酸钙需要消耗氧化钙，根据元素守恒可知，，则二氧化硅需要消耗氧化钙，，则需要在加入氧化钙质量为26.25kg-17.5kg=8.75kg；
（3）锰酸锂为灰黑色粉末，离子化合物，易溶于水，难溶于无水乙醇。故洗涤的试剂最好选用95%的乙醇溶液，故选C；
（4）①若反应时，N元素的化合价不变，锰元素化合价由+3.5变为+2、氧元素化合价由-1变为0，根据电子守恒、质量守恒配平，反应为；
②Mn2+与EDTA反应的化学计量数之比为1：1，结合锰元素守恒可知，样品中锰酸锂的纯度为。
5．(1) 四或4 Ⅷ
(2)A
(3)
(4) 将氧化为 7.4
(5) 盐酸或稀硫酸 将与分离，并富集
(6) 或
【分析】钕铁硼废料中主要成分为等金属单质，还含有不溶于水和盐酸的硼、硅酸盐及硫化物，先用浓盐酸浸出，金属转化为相应的盐酸盐，过滤出不溶物，滤液中加入草酸沉钕，滤渣2是，在空气中煅烧得到；滤液中首先加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子，利用试剂2调节pH沉淀铝离子和铁离子，过滤向滤液中加入有机萃取剂萃取Co2＋，然后加入盐酸或稀硫酸进行反萃取得到含Co2＋的溶液，加入碳酸氢铵沉钴，最后在空气中灼烧得到，据此解答。
【详解】（1）钴()元素的原子序数是27，在元素周期表第四周期第Ⅷ族。
（2）矿物油污的主要成分是烃类，能溶于有机溶剂，所以除去矿物油污可以选择的试剂是苯。答案选A。
（3）“沉钕”过程调，得到晶体，草酸难电离，则生成沉淀的离子方程式为。
（4）根据表中数据可知氢氧化亚铁完全沉淀的pH较大，所以“沉钕”后的滤液中加入试剂1的作用是将氧化为；氢氧化钴完全沉淀的pH是9.4，则溶度积常数是10－5×（10－4.6）2＝10－14.2，若溶液中，则氢氧化钴开始沉淀时氢氧根浓度为10－6.6mol/L，相应的pH为7.4，即加入试剂2调节范围是6～7.4。
（5）“萃取”时发生反应：，即萃取后溶液显酸性，则反萃取时需要增大氢离子浓度，即试剂3为盐酸或稀硫酸，设计萃取、反萃取的目的是将与分离，并富集。
（6）①根据图甲中原子A的坐标为和B为，以及C原子的位置可判断C原子的坐标为或。
②根据晶胞结构可判断晶胞含有O个数是，Co个数是，若阿伏加德罗常数的值为，晶胞质量是，晶胞体积为abd×10－21cm3，则晶体密度为。
6．(1)
(2) CO2 不可以
(3)HNO3
(4) Fe(OH)3
(5) 蒸发浓缩 趁热过滤
【分析】铅蓄电池的填充物铅膏加入过量的亚硫酸钠、碳酸钠反应得到PbCO3和少量PbSO4，及不反应的氧化亚铁，过滤后固体加入稀硝酸酸溶，二价铁被氧化为三价铁同时生成氮的氧化物气体和二氧化碳气体；加入氢氧化钠调节pH生成氢氧化铁沉淀，滤液加入稀硫酸将铅转化为沉淀，加入氢氧化钠加热后过滤分离出沉淀洗涤得到三盐基硫酸铅；
【详解】（1）PbO2和加入的碳酸钠、亚硫酸钠反应转化为PbCO3，离子方程式为 ；滤液1中和的浓度比为；
（2）“酸浸”过程，碳酸根离子和氢离子生成二氧化碳，故产生的气体主要有NOx(氮氧化物)和CO2；铅离子会和硫酸根离子生成硫酸铅沉淀导致铅损失，故不能使用[H2SO4+O2]替代HNO3；
（3）“沉铅”过程中硫酸和硝酸铅生成硫酸铅沉淀和硝酸，故循环利用的物质Y是HNO3；
（4）“除杂”中铁离子和氢氧根离子生成氢氧化铁沉淀，故滤渣的主要成分为Fe(OH)3；在50~60°C“合成”加入氢氧化钠生成三盐基硫酸铅，化学方程式为；
（5）由图可可知，温度低于45℃左右时得到晶体，高于45℃时得到晶体，且温度升高的溶解度减小，故由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7，然后蒸发浓缩、趁热过滤，洗涤后干燥。
7．(1)
(2)
(3) N、O、H 正四面体
(4)温度：820℃左右(800～830均可) 硫酸加入量：6％(6～6.5均可)
(5)3
(6)
【分析】钒矿石经破碎、焙烧后，固体中主要含有、、、，加稀硫酸酸浸，钙离子转化为CaSO4经过滤除去，滤液中钒以形式存在，加氨水和铁粉中和还原，该工序低于7.0，发生反应，铁离子和铁反应生成亚铁离子，过滤除去过量的Fe，所得滤液经有机溶剂萃取、反萃取后，进入水相，加NaClO3氧化将转化为，加氨水沉钒，生成的多钒酸氨煅烧生成V2O5，据此分析解答。
【详解】（1）V是23号元素，核外有23个电子，基态V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，则其价层电子排布式为3d34s2。
（2）根据题给信息，“中和还原”后钒以形式存在，则“中和还原”时，被还原为，Fe为还原剂，反应的离子方程式为；由表格数据可知，在时开始沉淀，则。
（3）所含元素为N、O和H，同周期元素从左至右，第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级轨道半充满，比较稳定，其第一电离能大于相邻原子，则第一电离能由大到小的顺序为N、O、H；中心S原子价层电子对数=，则中心S原子为sp3杂化，其空间结构为正四面体形。
（4）由图1可知，焙烧温度在820℃左右时浸出率最高，由图2可知，硫酸加入量为6%时浸出率最高，则最适宜的工艺条件为：温度：820℃左右、硫酸加入量：6%。
（5）“氧化”时，转化为，根据得失电子守恒可得关系式，则每消耗，可得到3mol。
（6）由图可知，A、B原子的间距等于晶胞体对角线长度，晶胞参数为，则间距为pm。
8．(1)加热、适当提高溶剂的浓度或粉碎废渣、搅拌等
(2)反应CaSO4(s)+(aq) CaCO3(s)+ (aq)的平衡常数K=1.6× 104较大，CaSO4可以比较完全的转化为CaCO3
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶
(4)B
(5)4.7≤pH<8.5
(6) CaCl2+ 2NH3·H2O +H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+ 2H2O 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀HNO3和AgNO3溶液，溶液不变浑浊，则晶体已洗涤干净 洗去表面的水分，利于干燥
【分析】由题给流程可知，废渣中加入碳酸铵溶液脱硫时，微溶的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙，过滤得到含有硫酸铵的滤液1和滤渣；滤液1经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得硫酸铵晶体；向滤渣中加入盐酸酸浸，碳酸钙转化为氯化钙，金属氧化物溶解转化为可溶的金属氯化物，二氧化硅不与盐酸反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和含有金属氯化物的滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，加入氢氧化钙调节溶液pH在4.7≤pH<8.5范围内，将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝滤渣和氯化钙溶液，氯化钙溶液经转化制得轻质碳酸钙。
【详解】（1）加热、适当提高溶剂的浓度、粉碎废渣、搅拌等措施能提高废渣脱硫速率，故答案为：加热、适当提高溶剂的浓度或粉碎废渣、搅拌等；
（2）由题意可知，加入碳酸铵溶液脱硫的目的是将微溶的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙，离子反应方程式为CaSO4(s)+(aq) CaCO3(s)+ (aq)，反应的平衡常数K====1.6× 104，反应的平衡常数很大，所以加入碳酸铵溶液能使硫酸钙可以比较完全的转化为碳酸钙，故答案为：反应CaSO4(s)+(aq) CaCO(s)+ (aq)的平衡常数K=1.6× 104较大，CaSO4可以比较完全的转化为CaCO3；
（3）由分析可知，滤液1经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得硫酸铵晶体，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（4）由分析可知，加入过氧化氢溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，若过氧化氢溶液过量，溶液中不可能存在亚铁离子，所以为防止过氧化氢和盐酸干扰亚铁离子检验，检验试剂不能选用高锰酸钾，用选用铁氰化钾，故选B；
（5）由分析可知，加入氢氧化钙调节溶液pH在4.7≤pH<8.5范围内的目的是将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，防止氢氧化铝溶解转化为偏铝酸根离子，故答案为：4.7≤pH<8.5；
（6）由题给流程可知，向碳酸钙中加入稀盐酸，煮沸、过滤得到氯化钙溶液，向氯化钙溶液中加入氨水和过氧化氢，在冰浴条件下将氯化钙转化为过氧化钙沉淀，过滤，依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，干燥得到过氧化钙白色晶体，将氯化钙转化为过氧化钙沉淀的化学方程式为CaCl2+ 2NH3·H2O +H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+ 2H2O；过滤得到的过氧化钙固体表面附有可溶的氯化铵，则检验断晶体已经洗涤干净实际上就是检验洗涤液中不含有氯离子，检验的操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀HNO3和AgNO3溶液，溶液不变浑浊，则晶体已洗涤干净；其中使用乙醇洗涤的目的是洗去表面的水分，利于干燥，故答案为：CaCl2+ 2NH3·H2O +H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+ 2H2O；洗去表面的水分，利于干燥。
9．(1) 将废催化剂粉碎、搅拌或增大NaOH溶液的浓度或加热
(2)用盐酸酸洗Na2TiO3，将生成的TiCOl2充分水解后，过滤、洗涤得到H2TiO3，在950℃下煅烧H2TiO3至恒重
(3)30min、500℃
(4) 正 TiO2+4e—=Ti+2O2—
(5)0.15
【分析】由题给流程可知，废催化剂加入氢氧化钠溶液碱浸时，二氧化钛与氢氧化钠溶液反应转化为难溶于水的偏钛酸钠，三氧化钨与氢氧化钠溶液反应转化为钨酸钠，过滤得到偏钛酸钠和钨酸钠；向偏钛酸钠中加入盐酸或硫酸溶液酸洗，将偏钛酸钠转化为TiOCl2或TiOSO4，TiOCl2或TiOSO4在溶液中水解生成偏钛酸，过滤得到偏钛酸；偏钛酸煅烧分解生成二氧化钛，电解熔融二氧化钛制得钛；钨酸钠溶液中加入氢氧化钙将钨酸钠转化为钨酸钙沉淀，过滤得到钨酸钙，钨酸钙经多步转化制得钨。
【详解】（1）将废催化剂粉碎、搅拌、增大氢氧化钠溶液的浓度、加热等措施能加快“碱浸”的速率；“碱浸”时生成偏钛酸钠的反应为二氧化钛与氢氧化钠溶液反应生成难溶于水的偏钛酸钠和水，反应的离子方程式为，故答案为：将废催化剂粉碎、搅拌或增大NaOH溶液的浓度或加热；；
（2）由晶型转化过程中的能量变化示意图可知，酸洗时应加入盐酸将偏钛酸钠转化为TiOCl2，TiOCl2充分水解生成偏钛酸，由固体质量残留率和晶型转化率随温度变化的示意图可知，在950℃下煅烧偏钛酸至恒重制得高纯二氧化钛，具体操作为用盐酸酸洗偏钛酸钠，将生成的TiCOl2充分水解后，过滤、洗涤得到偏钛酸，在950℃下煅烧偏钛酸至恒重制得纯二氧化钛，故答案为：用盐酸酸洗Na2TiO3，将生成的TiCOl2充分水解后，过滤、洗涤得到H2TiO3，在950℃下煅烧H2TiO3至恒重；
（3）由图可知，30min、500℃时二氧化钛的提取率最高，则提取二氧化钛的适宜条件为30min、500℃，故答案为：30min、500℃；
（4）由题意可知，电解过程中，b极是电源的正极、b极是负极，与b极相连的高纯二氧化钛为电解池的阴极，二氧化钛在阴极得到电子生成海绵钛和氧离子，电极反应式为TiO2+4e—=Ti+2O2—，故答案为：TiO2+4e—=Ti+2O2—；
（5）由钨酸钙溶度积可知，溶液中钨酸根离子完全沉淀时，溶液中的钙离子浓度不小于=4×10-5mol/L，由氢氧化钙的溶度积可知，溶液中氢氧根离子浓度不小于=0.15mol/L，故答案为：0.15。
10．(1) 适当升温、把硼镁泥粉碎 搅拌、或适当增加硫酸浓度
(2)2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+
(3)SiO2
(4) 蒸发结晶 趁热过滤
(5)70%
【分析】酸解将金属氧化物进行溶解变为可溶的硫酸盐，而氧化将Mn2+和Fe2+氧化，从而变为MnO2、Fe(OH)3难溶物而除去。除钙将Ca2+变为CaSO4沉淀而除去，最终MgSO4溶液经蒸发结晶得到晶体。
【详解】（1）固体与溶液的反应，加快反应速率可以从增大浓度、增大接触面积、升高温度等分析。答案为适当升温、把硼镁泥粉碎；搅拌、或适当增加硫酸浓度；
（2）ClO-将Fe2+氧化为Fe3+从而水解为Fe(OH)3，反应为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+。答案为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+；
（3）SiO2不溶于酸和水，所以滤渣中还含有SiO2。答案为SiO2；
（4）从表格看CaSO4随着温度升高溶解度降低，而MgSO4随着温度升高而增大，所以应该蒸发结晶、趁热过滤以除去CaSO4。答案为蒸发结晶；趁热过滤；
（5）已知MgO含量40%，所以100g硼镁泥中含有MgO为，则理论产生的MgSO4·7H2O为1mol×(24+96+126)g/mol=246g。则产率为。答案为70%。
11．(1) 增大接触面积，加快反应速率 ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O
(2) H2SiO3 Al(OH)3、Fe(OH)3
(3)加快酸浸的速率，提高焙烧碱熔产物的浸出率，提供酸性环境
(4)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O、2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O
(5)5.2≤pH＜6.2
【分析】“焙烧碱溶”步骤中，氧化铝为两性氧化物，能与NaOH发生Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，根据已知信息①，ZrSiO4与NaOH反应ZrSiO4+4NaOH=Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O，四氧化三铁不与NaOH反应；
“酸浸”步骤中，过量的NaOH与HCl反应NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2ZrO3与盐酸反应转化成ZrOCl2和NaCl，NaAlO2与过量的盐酸反应生成AlCl3、NaCl，Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3沉淀，Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2和FeCl3；
“氧化”步骤中，加入NaClO，将Fe2+氧化成Fe3+；
“沉淀”步骤中，加入NaOH溶液调节pH，使Al3+、Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉淀出来；据此分析；
【详解】（1）“焙烧碱熔”前将锆英石粉碎的目的是增大锆英石与NaOH的接触面积，加快反应速率；根据上述分析，制备Na2ZrO3的化学方程式为ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O；故答案为增大接触面积，加快反应速率；ZrSiO4+4NaOHNa2ZrO3+Na2SiO3+2H2O；
（2）根据上述分析，滤渣Ⅰ为H2SiO3；滤渣Ⅱ的成分是Al(OH)3、Fe(OH)3；故答案为H2SiO3；Al(OH)3、Fe(OH)3；
（3）“酸浸”步骤中加入过量盐酸的目的是加快酸浸的速率，提高焙烧碱熔产物的浸出率，提供酸性环境；故答案为加快酸浸的速率，提高焙烧碱熔产物的浸出率，提供酸性环境；
（4）NaClO具有强氧化性，因为加入盐酸是过量的，因此“氧化”步骤中发生ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O、2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O，故答案为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O、2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；
（5）“沉淀”调节溶液的pH，Al3+、Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉淀，ZrO2+不能水解，根据表中数据可知，pH调节范围是5.2≤pH＜6.2；故答案为5.2≤pH＜6.2。
12．(1) C、SiO2、CaSO4 酸性KMnO4或者K3[ Fe( CN)6]溶液
(2)将Fe3+还原为Fe2+
(3)5.5≤pH <6.3
(4)200：3
(5)Fe2+ +2=FeCO3↓+H2O+CO2↑
(6)4FeCO3 +O22Fe2O3 +4CO2
【分析】窑尾灰加入稀硫酸酸浸，各物质转化为对应的硫酸盐，C、SiO2不反应，另外硫酸钙微溶，过滤得滤渣1为C、SiO2、CaSO4，滤液加入过量的铁粉，使铁离子转化为亚铁离子，然后加入氨水调节pH使铝离子转化为氢氧化铝除去，然后滤液加入NH4F除去镁、钙离子，过滤后滤液加入NH4HCO3，反应得到碳酸亚铁，碳酸亚铁在空气中灼烧最后得到氧化铁。
【详解】（1）根据分析，滤渣1的主要成分为C、SiO2、CaSO4；亚铁离子具有还原性，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，其还能和K3[ Fe( CN)6]溶液生成蓝色沉淀，则证明滤液1中含有Fe2+的试剂可以是酸性KMnO4或者K3[ Fe(CN)6]溶液；
（2）根据分析，“还原”过程加铁粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+；
（3）滤液加入氨水除去铝离子，而不沉淀亚铁离子，铝离子完全沉淀时c(OH-)==10-8.5mol/L，pH=5.5，亚铁离子开始沉淀时c(OH-)=mol/L，此时pH=6.3，则“调pH”范围是5.5≤pH <6.3；
（4）若滤渣3中既有CaF2又有MgF2，则滤液4中==200：3；
（5）“沉淀”过程中亚铁离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸亚铁、水、二氧化碳，离子反应方程式Fe2+ +2=FeCO3↓+H2O+CO2↑；
（6）“灼烧”过程中碳酸亚铁和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳，化学方程式为：4FeCO3 +O22Fe2O3 +4CO2。
13．(1) 粉碎，增大接触面积；充分搅拌；适当增大硫酸的浓度；适当提高酸浸的温度等 SiO2和CaSO4
(2) 2Co3++SO+H2O=2Co2++SO+2H+ 2Fe3++SO+H2O=2Fe2++SO+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
(3)使Fe3+、Al3+与HCO发生双水解，除去Fe3+、Al3+
(4)0.0102
(5)4Co3O4+O26Co2O3
(6) a C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+
【分析】含钴废料(主要成分为，还含少量等杂质)，硫酸浸取时，CaO和硫酸反应得到，不会和硫酸反应，因此滤渣1为，；滤液1为;加入，具有还原性，能还原具有氧化性离子还原为，溶液a中含有，加入双氧水将氧化为，溶液b中含有，加使与发生双水解，除去，即沉淀A为氢氧化铁，氢氧化铝，溶液c中含有向滤液c中加NaF溶液，得到沉淀，沉淀B为，溶液d中含有加入草酸铵得到，溶液e为硫酸铵溶液；
【详解】（1）①在“硫酸浸取”时，粉碎，增大接触面积；充分搅拌；适当增大硫酸的浓度；适当提高酸浸的温度，能提高“酸浸”速率；
②根据分析可知滤渣1的成分是，；
（2）①加入可以氧化，则发生反应的离子方程式为，；
②加入双氧水将氧化为，反应的离子方程式为；
（3）根据分析可知操作1中加入的作用是使与
发生双水解，除去；
（4）根据的,当恰好完全沉淀时，，根据的,；
（5），因此取的是0.1mol的，A点失重3.6g，应该是失去所有的结晶水，所以成分是，B点是氧化物，Co是5.9g，氧原子是8.03g-5.9g=2.13g，应为，同理C点是Co5.9g,氧原子8.3g-5.9g=2.4g，应为，所以应是在空气中受热被氧化为，所以B点到C点的化学方程式为；
（6）①燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，即a为负极，b为正极；
②A电极上乙醇失电子被氧化，工作过程中有质子移动，电解质为酸性，所以乙醇被氧化生成二氧化碳，根据电子守恒，元素守恒可以得到电极反应为。
14．(1)+5
(2) pH＞13 VO+2CO2+H2O=VO+2HCO
(3) 转化Ⅲ Fe(OH)3
(4) C 0.4
(5) VO2+—e—+H2O=VO+2H+ 1
【分析】由题给流程可知，废渣与碳酸钠在空气中焙烧得到含有五氧化二钒、氧化铁、偏铝酸钠和硅酸钠的焙烧渣，向焙烧渣中加入盐酸调节溶液pH小于1，五氧化二钒转化为离子、氧化铁转化为铁离子、偏铝酸钠转化为铝离子、硅酸钠转化为硅酸沉淀，过滤得到含有硅酸的滤渣1和含有离子、铁离子、铝离子的滤液；向滤液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH为3，将离子转化为五氧化二钒、铁离子部分转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有铝离子、少量铁离子的滤液和含有氢氧化铁和五氧化二钒的滤渣；向滤渣中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH大于13，将五氧化二钒转化为离子，铝离子转化为偏铝酸根离子，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和含有离子、偏铝酸根离子的滤液；向滤液中通入足量的二氧化碳将溶液中离子转化为离子，偏铝酸根离子转化为氢氧化铝，向溶液中加入氯化铵，将溶液中离子转化为钒酸铵沉淀，过滤、洗涤、干燥得到含有碳酸氢钠、氯化钠的母液和钒酸铵；钒酸铵煅烧分解生成五氧化二钒。
【详解】（1）由分析可知，“酸浸”时含钒元素物质为离子，由化合价代数和为0可知，离子中钒元素的化合价为+5价，故答案为：+5；
（2）由分析可知，转化II加入氢氧化钠溶液的是将五氧化二钒转化为离子，故pH＞13，转化III中含钒元素物质发生的反应为足量的二氧化碳与溶液中离子反应生成离子和碳酸氢根离子，反应的离子方程式为VO+2CO2+H2O=VO+2HCO，故答案为：pH＞13；VO+2CO2+H2O=VO+2HCO；
（3）由题意可知，铝元素在转化Ⅲ步骤转化为氢氧化铝被除去；滤渣2的主要成分为氢氧化铁，故答案为：转化Ⅲ；Fe(OH)3；
（4）由钒酸铵可溶于热水，不溶于乙醇可知，一系列操作中洗涤步骤最好选用的试剂为乙醇；由钒酸铵的溶度积可知，当钒元素的沉降率达到98%时，溶液中铵根离子浓度为=0.4mol/L，故选C，故答案为：0.4；C；
（5）由图可知，充电时，X电极为电解池的阳极，水分子作用下VO2+离子在阳极失去电子发生氧化反应生成VO和氢离子，电极反应式为VO2+—e—+H2O=VO+2H+，Y电极为阴极，V3+离子得到电子发生还原反应生成V2+离子，电极反应式为V3++ e—=V2+，氢离子由左池经质子交换膜进入右池；
①由分析可知，充电时，X电极为电解池的阳极，水分子作用下VO2+离子在阳极失去电子发生氧化反应生成VO和氢离子，电极反应式为VO2+—e—+H2O=VO+2H+，故答案为：VO2+—e—+H2O=VO+2H+；
②由分析可知，充电时，每转移1 mol电子，左池溶液中生成2mol氢离子，其中1mol氢离子由左池经质子交换膜进入右池使溶液呈电中性，故答案为：1。
15．(1)ABD
(2)取一小段pH试纸放在表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，然后与标准比色卡对照读取pH值
(3)先用蒸馏水洗涤后留下的水分，可以通过酒精洗涤去除
(4) 使反应过程中生成的气体向装置b和装置c中移动 NO2 H2O 红色褪去
(5)4Y4H9NO138Y2O3+ 4NO2↑+18H2O+O2↑
【分析】将粉体在稀硝酸中溶解得到Y(NO3)3溶液，向该溶液中加入氨水条件pH=9，Y(NO3)3转化为沉淀得到白色悬浊液，再经过加热、过滤、洗涤、煅烧一系列操作得到一维结构，以此解答。
【详解】（1）配制100mL2mol/L硝酸需用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒，故选ABD。
（2）滴加浓氨水时，用pH试纸测试的具体操作为：取一小段pH试纸放在表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，然后与标准比色卡对照读取pH值。
（3）乙醇可以和水互溶，先用蒸馏水洗涤后留下的水分，可以通过酒精洗涤去除。
（4）①使用Ar气的目的除了排出a中的空气之外，其作用还有使反应过程中生成的气体向装置b和装置c中移动；
②前驱体受热分解过程中：a中气体略有红棕色，说明产物含有NO2，b中无水CuSO4试剂变蓝，说明产物含有H2O，反应过程中生成的NO2通入含有酚酞的氢氧化钠溶液中发生反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，溶液碱性减弱，红色褪去。
（5）加热前驱体得到NO2和H2O，说明其中含有NO和OH-，则加热产物中应该还有O2，前驱体含Y、N、O、H四种元素，前驱体不含结晶水，其摩尔质量是587g/mol，阴离子与阳离子(仅有)的个数比为2.75，可以推知前驱体中含有4个Y3+，和11个阴离子，结合化合价代数和为零，可以推知前驱体中阴离子为9个OH-、1个NO和1个O2-，则前驱体的化学式为Y(NO3)3 3Y(OH)3 Y2O3，则由前驱体生成的化学反应方程式为：8Y4H9NO138Y2O3+ 4NO2↑+18H2O+O2↑。
16．(1) 将“赤泥”粉碎 SiO2、TiO2
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+ 99%
(3)
(4)2Sc2(C2O4)3·6H2O＋3O22Sc2O3＋12CO2＋12H2O
【分析】“赤泥”含有FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等，用盐酸酸浸时，SiO2、TiO2难溶于盐酸，FeO、Fe2O3、Sc2O3与盐酸反应生成 Fe2+、Fe3+、Sc3+，过滤的滤渣主要成分为SiO2、TiO2，滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+，加氨水调节pH值沉淀铁离子，过滤得固体沉淀物为Fe(OH)3沉淀，向滤液中加入草酸，得到草酸钪晶体，过滤洗涤干燥后，在空气中加热可得Sc2O3固体。
【详解】（1）将“赤泥”粉碎，可增大其与酸的接触面积，加快化学反应速率，故“酸浸”前对“赤泥”的处理方式为将“赤泥”粉碎；“赤泥”含有FeO、Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等，用盐酸酸浸时，SiO2、TiO2难溶于盐酸，故滤渣1的主要成分为SiO2、TiO2；故答案为：将“赤泥”粉碎；SiO2、TiO2。
（2）由分析可知，氧化时，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+；当pH＝3时，溶液中氢氧根离子的浓度c(OH－)＝10 11 mol L 1，此时三价铁的浓度为，则Fe3+的去除率为；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+便于后续调节pH来除去Fe3+；99%。
（3）已知25℃时，Kh1(C2O)＝a，Kh2(C2O)＝b，Ksp[Sc2(C2O4)3]＝c，则反应2Sc3+＋3H2C2O4＝Sc2(C2O4)3＋6H＋的平衡常数；故答案为：。
（4）Sc2(C2O4)3·6H2O在空气中加热至550℃时生成Sc2O3、CO2和H2O，草酸根被氧化为二氧化碳，说明氧气参与反应，则反应的化学方程式2Sc2(C2O4)3·6H2O＋3O22Sc2O3＋12CO2＋12H2O；故答案为：2Sc2(C2O4)3·6H2O＋3O22Sc2O3＋12CO2＋12H2O。
17．(1)将氧化为
(2)+2=(SCN2H3)2+2Ce3++2HF+2F-
(3)
(4)0.0024
(5)作还原剂将四价铈还原为三价铈，脱离萃取剂
(6)
【分析】氟碳铈矿在空气中氧化焙烧将Ce3+氧化为Ce4+，然后加入稀硫酸形成含+4价Ce的溶液，步骤①用硫脲将Ce4+还原为Ce3+，并与形成沉淀，步骤②溶解沉淀，步骤③将Ce3+转化成沉淀，然后灼烧；步骤④用萃取剂将Ce4+萃取到有机层，步骤⑤用H2O2还原Ce4+为Ce3+，进入水层，然后沉淀灼烧，据此进行分析。
【详解】（1）“氧化焙烧”中氧化的目的是将氧化为。
（2）根据化合价的变化可知，硫脲与反应生成的离子方程式为+2=(SCN2H3)2+2Ce3++2HF+2F-。
（3）和反应生成Ce2(CO3)3和CO2和H2O，其离子方程式为。
（4）由题可知，n(Ce4+)=20×10-3L×0.1mol/L=0.002mol，萃取后Ce4+的n(有机层)+n(水)=0.002mol···①，又，即=80···②，联立①②解得n(水层)=mol，则。
（5）“反萃取”时双氧水的作用是作还原剂将四价铈还原为三价铈，脱离萃取剂。
（6）根据图中所给反应物和生成物可知，过程①发生反应的化学方程式为。
18．(1)SiO2、CaSO4
(2)2Fe2++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+，MnO2+SO2=Mn2++ SO
(3)减缓H2O2在Fe3+作用下的催化分解
(4)C
(5)3≤pH<8
(6)Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O
【分析】某工业矿渣废料的主要成分为、和，还含有少量和，加入稀硫酸酸浸，再通入二氧化硫还原，得到滤渣I为SiO2、CaSO4滤液主要含有Mn2+、Fe3+、Fe2+、Mg2+等，加入双氧水氧化，再调节pH，得到滤渣II为Fe(OH)3，再加入氟化钠进行沉钙、镁，得到滤渣III，再加,入碳酸氢铵溶液进行沉锰，得到碳酸锰。
【详解】（1）不和稀硫酸反应，和稀硫酸反应后再和SO2反应生成CaSO4沉淀，则“滤渣I”的主要成分为SiO2、CaSO4。
（2）“还原”过程中将Fe3+和MnO2还原，分别生成Fe2+和Mn2+，离子方程式为2Fe2++SO2+2H2O=2Fe2++SO+4H+，MnO2+SO2=Mn2++ SO。
（3）“氧化”时为了减缓H2O2在Fe3+作用下的催化分解，需要少量、多次加入H2O2。
（4）“调pH”时为了不引入新的杂质，根据后续操作加入碳酸氢铵可参考选择的试剂为，答案选C。
（5）常温下，若“调pH”后所得溶液中c(Mn2+)=0.2、c(Mg2+)=0.002，则Ksp[Mn(OH)2]=c(Mn2+ )c2(OH-)=0.2×c2(OH-)=2×10-13，解得c(OH-)=10-6，c(H+)=1×10-8，则Mn2+开始沉淀时pH=8；Ksp [Mg(OH)2]=c(Mg2+ )c2(OH-)=0.05×c2(OH-)=5×10-12，解得c(OH-)=10-5，c(H+)=1×10-9，则Mg2+开始沉淀时pH=9；当Fe3+浓度低于时，认为溶液中不存在Fe3+，Ksp [Fe(OH)3]=c(Fe3+ )c3(OH-)=×c3(OH-)=，解得c(OH-)=10-11，c(H+)=1×10-3，Fe3+在pH=3时，沉淀完全，“调”步骤的目的是沉淀Fe3+，所调的范围为3≤pH<8。
（6）“沉锰”时硫酸锰与碳酸氢铵反应生成碳酸锰、二氧化碳、硫酸铵和水，发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O。
