2022届优质校一模试卷专题汇编11 工艺流程题 解析版

这是一份2022届优质校一模试卷专题汇编11 工艺流程题 解析版，共22页。试卷主要包含了化工工艺流程题常见类型，问题设置与考查知识点，解题要领必备等内容，欢迎下载使用。

专题 11
××

工艺流程题




对接高考

题 型
考查年份
关联知识点
水溶中的平衡
2021年全国乙卷
难溶盐的水解、弱酸的电离、离子浓度关系、电离平衡常数计算
2021年全国甲卷
常见气体的制备
2021年山东卷、天津卷
实验仪器的选择、实验仪器的使用
2020年河北卷
实验操作、实验方案的设计与评价
2021年湖南卷
离子的检验、物质除杂、蒸馏、萃取、物质制备实验
2021年湖北卷
实验操作与实验现象、实验方案的评价、实验基本操作
2021年广东卷
基本实验操作、溶液的配制
2021年海南卷
气体的制备、仪器的选择、物质的鉴别

方法点拨

其工艺流程及各环节的主要关键点图解如下：

1．化工工艺流程题常见类型
（1）金属冶炼类，如冶炼铁、铜、锰和钨等金属，针对产品纯度测定、冶炼条件控制以及混合物的分离和提纯等设问。
（2）中学重要化工产品的制备类，如胆矾、绿矾、明矾、氧化铁、硝酸铜等物质的制备。
（3）模拟化工原理，设计实验类，如海水资源综合应用、石化工业、接触法制硫酸、合成氨、氨催化氧化法制硝酸和硅的精炼等原理。
2．问题设置与考查知识点
有关无机化工生产试题考查的内容主要有六个方面：
（1）产品的生产原理：考查复分解反应、氧化还原反应、水解反应等。
（2）除去杂质及产品的分离提纯：考查物质分离提纯的实验操作。
（3）提高产量与产率（转化率）：考查化学反应速率和化学平衡。
（4）减少污染：考查绿色化学生产。
（5）原料的来源：考查物质的来源和成本问题。
（6）工艺生产：考查生产设备，生产工艺等。
要准确、顺利地解答无机化工生产流程题，同学们除了要掌握物质的性质、物质之间相互作用的基本知识以及除杂、分离、提纯物质的基本技能外，还要具备分析工艺生产流程的能力。
3．解答无机化工生产流程题的思维方法
（1）抓首尾，看中间
从原料到产品为一条龙的生产工序类试题，解题关键是认真对比分析原料与产品的组成，从中得出将原料转化为产品和除去原料中所含杂质的基本原理和所用的生产工艺。
（2）用交叉，看分流
有些化工生产选用多组原料，解题关键在于找准中间产品和相互交叉的流水生产线，在分析过程中，抓住中间产品的关联作用，逐一破解。
（3）明目的，读流程
化工工艺流程综合题目一般是有关物质的制备，解题时，首先明确是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质，然后将基本概念和反应原理与元素及其化合物知识相结合，从质量守恒的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。箭头进入的是投料（反应物），箭头出来的是生成物。
（4）看控制，找分离
物质制备工艺都涉及物质的分离提纯，注意制备过程中所需的原料、条件的控制（如溶液pH与沉淀、溶度积常数与沉淀等）以及物质分离方法的选择（如过滤、萃取分液、蒸馏等），尽可能写出主要的化学反应方程式或制备原理。若出现工艺评价问题，从成本、环保、现实等角度考虑分析即可。
4．解题要领必备
识记化工术语
关键词
释义
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧（煅烧）
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
浸出率
固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸浸
在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
水浸
与水接触反应或溶解
过滤
固体与液体的分离
滴定
定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
蒸发结晶
蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出
蒸发浓缩
蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗
用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
酸作用
溶解、去氧化物（膜）、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
碱作用
去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解（沉淀）
由题设问题，知答题思考方向
题设问题
思考方向
增大原料浸出率（离子在溶液中的含量多少）的措施
搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速（浓度、压强），增大气液或固液接触面积
加热的目的
加快反应速率或促进平衡向某个方向（一般是有利于生成物生成的方向）移动
温度不高于××℃的原因
适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发（如浓硝酸）、分解（如H2O2、NH4HCO3）、氧化（如Na2SO3）或促进水解（如AlCl3）等，影响产品的生成
减压蒸馏（减压蒸发）的原因
减小压强，使液体沸点降低，防止（如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3）受热分解或挥发
洗涤的目的
除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质
冰水洗涤的目的
洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗
乙醇洗涤的目的
降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物
蒸发、反应时的气体氛围
抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行
事先煮沸溶液的原因
除去溶解在溶液中的氧气，防止某物质被氧化
过滤后滤液仍然浑浊的可能的操作原因
玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘
趁热过滤的原因
减少过滤时间、保持过滤温度，防止××杂质析出；
操作：已预热的布氏漏斗趁热抽滤

试题汇编

1．铬酸铅俗称铬黄，是一种难溶于水的黄色固体，可用作道路标识线的涂料。工业上用铬矿渣（主要成分，含有少量的、、）为原料制备铬酸铅的流程如下图所示：

已知：①常温下，。
②碳酸铅的为。
回答下列问题：
（1）“氧化焙烧”时，需要通入空气。若铬矿渣中含60.8%的，则该步骤至少需要通入约___________L空气（体积折算为标准状况下）。
（2）“水浸”时，为加快浸取速率可采取的措施是___________（写出一种即可）。
（3）“滤渣1”的主要成分是___________（写化学式）。
（4）“除杂”中，写出除去铝元素的离子方程式___________。
（5）加调节溶液的主要目的是___________。
（6）“沉铬”中，加入稍过量的醋酸铅溶液，写出反应的离子方程式___________。检验沉淀是否完全的方法是___________。
2．甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种补血剂，工业上用赤铁矿（含少量铝、铜、硅、锰的氧化物）制备甘氨酸亚铁的流程图如下：

已知：甘氨酸（H2NCH2COOH），易溶于水，微溶于乙醇，具有两性。
回答下列问题：
（1）“碱浸”去除的元素是___________，“滤渣1”是___________（填化学式）。
（2）“还原”时的还原产物是____________。
（3）“沉淀”的离子方程式___________，“副产品”是___________（写名称）。
（4）柠檬酸的作用防止Fe2+氧化，“反应”的化学方程式为____________。
（5）FeSO4·7H2O也是一种常用的补血剂，在空气中易变质，检验其是否变质的试剂是___________，某同学通过如下实验测定该补血剂中Fe2+的含量：
①配制：用分析天平称取1.400gFeSO4·7H2O样品，再用煮沸并冷却的蒸馏水配制100mL溶液。配制时还需要的定量仪器是____________；
②滴定：用酸化的KMnO4溶液滴定：用移液管移取25.00mLFeSO4溶液于锥形瓶中，用0.0100mol·L-1的KMnO4溶液滴定，平行滴定3次，KMnO4溶液的平均用量为24.00mL，则样品Fe2+的含量为___________%（保留2位小数）。
3．钒广泛应用于钢铁工业，钒的氧化物在化学工业常用作催化剂。某沉钒废水（含Al3+、Fe2+、VO2+）钒含量约为2%。从该沉钒废水中分离出铁元素并制备V2O5的流程如下所示：

已知：①钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数与pH的关系如图所示。

②Fe(OH)2完全沉淀的pH为8.4；VO(OH)2完全溶解的pH约为11。
③吉布斯自由能（∆G）可以用来判断反应进行的方向。一个反应的∆G越小，反应发生的可能性越大。
（1）写出基态V原子的核外电子排布式___________。
（2）“沉铁”时调节pH时不能用氨水代替氢氧化钠的原因是___________。
（3）写出“氧化”时发生的离子方程式___________。
（4）①“沉钒沉铝”中所得沉淀物与浸出剂反应∆G与温度的关系如图所示。“浸出”时应控制温度低于60℃，原因是___________。

②若“浸出”时浸出剂中添加NaOH固体，并边浸出边通入CO2，可大大提高钒的浸出率，原因是___________。
（5）“二次沉钒”时，先调节pH约为6〜8，得到含钒铵盐沉淀，写出“焙烧”时该铵盐沉淀发生分解的化学方程式___________。
4．硫酸镍是一种重要的化工中间体，是镍行业研究的热点。一种以石油化工中的废镍催化剂（主要成分为NiCO3和SiO2，还含有少量Fe2O3、Cr2O3）为原料制备硫酸镍的工业流程如下：

已知：I．NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均难溶于水，Cr(OH)3是两性氢氧化物；
II．Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液；
III．Ni(OH)2溶于NH4Cl氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。
请回答下列问题：
（1）“酸溶”时应先将废镍催化剂粉碎，再与20%硫酸在100℃下反应2h，该操作的目的为_____。
（2）“滤渣I”的主要成分为____（填化学式），该物质在工业上的用途为_______（任写一种）。
（3）“一次碱析”时，加入的NaOH溶液需过量，含铬微粒发生反应的离子方程式为_______。
（4）“氨解”的目的为________。
（5）“氧化”时发生反应的离子方程式为_______。
（6）“系列操作”具体是指_______、______、过滤、洗涤、干燥。若所得NiSO4·7H2O晶体不纯，应继续进行的提纯方法为___________。
5．碳酸锰可作为陶瓷、涂料和清漆的原料，氧化铜是玻璃、搪瓷、陶瓷等工业的着色剂。一种利用铜矿（主要成分是CuS，含杂质FeS、）、软锰矿（主要成分是，含杂质、）联合制备、CuO的工艺流程如下（软锰矿相对铜矿稍过量）：

常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表：
金属离子



Cu2+

开始沉淀时的pH
7.0
2.2
3.5
5.6
8.0
沉淀完全时（）的pH
9.0
3.2
4.7
6.7
10.0
回答下列问题：
（1）“滤渣a”中含硫单质，还含有___________（填化学式）。
（2）已知的氧化性比+3价铁的强，写出“酸浸”时FeS参与反应的离子方程式：___________，软锰矿稍过量的主要目的是___________。
（3）“除铁铝”操作控制溶液的pH最小为___________。常温下___________。
（4）“沉锰”中涉及的知识有___________（填标号）。
a．氧化还原反应 b．相互促进水解 c．相互促进电离 d．溶解平衡
（5）“蒸氨”所得气体为混合物，则其成分是___________（填化学式）。
6．碲被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素”，它在地壳中平均的丰度值很低，铜阳极泥中碲的回收越来越引起人们的重视。某电解精炼铜的阳极泥经预处理后主要含有TeO2和少量Ag、Au，以此预处理阳极泥为原料制备单质碲的一种工艺流程如图：

已知：TeO2是两性氧化物，微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱分别生成Te4+和TeO。
回答下列问题：
（1）阳极泥预处理时发生反应：Cu2Te+O2CuO+TeO2（未配平），Cu2Te中Te的化合价为_________，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
（2）“过滤Ⅰ”所得滤液1中，阴离子主要有___________，要从滤渣1中分离出Au，可以向滤渣1中加入的试剂是___________。
（3）步骤②控制溶液的pH为4.5～5.0，反应的化学方程式___________。
（4）步骤④发生反应的离子方程式是___________。
（5）高纯碲的制备采用电解精炼法。先将上述流程得到的粗碲溶于NaOH溶液，生成Na2TeO3电解液，再用适当的电极进行电解，阳极产生的气体是___________，阴极的电极反应式为___________。
（6）常温下，向0.lmol·L−1Na2TeO3溶液中滴加盐酸，当溶液中c(TeO)∶c(H2TeO3)=1∶5时，溶液pH=___________。（已知：H2TeO3的Ka1=1.0×10−3、Ka2=2.0×10−8）
7．五氧化二钒（V2O5）在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料（含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物等）来制备V2O5的一种工艺流程如下：

已知：含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：
溶液pH
＜4.0
6.0~8.0
8.0~10.0
钒元素主要存在形式



请回答下列问题：
（1）pH＜4.0时中钒元素的化合价为___________。
（2）含钒废料中的有机物主要在_________工序中除去。
（3）“焙烧”产物之一是，写出它在“酸浸”（溶液pH＜2）过程中发生反应的化学方程式___________。
（4）常温时，若“调pH净化I”工序中最终溶液pH=7，通过计算判断，此时Cu2+是否已经沉淀完全，并写出计算过程（已知离子浓度认为沉淀完全；（）___________（填“是”或“否”），___________。
（5）“净化Ⅱ”时若加入过量的，可能导致的后果为___________。
（6）“滤渣2”中含有，写出生成的离子方程式___________。
（7）“煅烧”时，除生成V2O5外，还生成了参与大气循环的气体，写出煅烧时的化学方程式___________。
8．金属钛是一种性能优越的结构材料和功能材料，被誉为“太空金属”。以云南富民钛铁精矿（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3，含SiO2、Al2O3等杂质）为原料，制备海绵状金属钛的流程设计如图：

已知：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
沸点/℃
58
136
181（升华）
316
熔点/℃
-69
-25
193
304
在TiCl4中的溶解性
互溶
——
微溶
回答下列问题：
（1）22Ti是第四周期副族元素，原子的最外层电子数为2，次外层电子数为___。
（2）“氯化”过程需在沸腾炉中进行，且需维持在1050℃，若TiO2氯化时生成的CO与CO2的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程式为_________________________________；氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有__________（填化学式）。
（3）“精制”过程中，粗TiC4经两步蒸馏得纯TiCl4。第一步蒸馏分离出的杂质是__（填化学式）；再将温度控制在一定的范围内蒸馏分离出纯TiCl4，所控制温度范围是_____________。
（4）“氧化”过程的产物中可循环利用的是_____________（填化学式）。
（5）上海某高校科研团队研究在1150℃电解TiO2制备海绵钛的装置简图如图：阴极的电极反应式为______________；阳极的主要产物主要是下列中的________________________（填标号）。

A．O2 B．Cu2O C．CuO D．CO
（6）工业上常用镁热还原TiCl4冶炼金属钛。在1000℃下发生反应：TiCl4+2Mg
2MgCl2+Ti，K1000=6.76×1012，TiCl4可几乎完全被还原为Ti，判断依据是__。
9．钼酸锂（Li2MoO4）的外观为白色结晶粉末，易溶于水，难溶于有机溶剂，用于电极材料、金属陶瓷的制作。工业上以某精选钼矿（主要含MoS2，还含有少量CuFeS2）为原料制备Li2MoO4，其工艺流程如图：

回答下列问题：
（1）已知基态Mo的价层电子排布式为4d55s1，则Mo位于元素周期表第_____周期________族。
（2）“滤液1”含有的离子主要有Fe2+、Cu2+、SO、C1−，“酸浸、氧化”过程中，CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为___________。
（3）洗涤、干燥步骤中要判断洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO来判断，检测的方法是___________。
（4）尾气的主要成分为___________。
（5）“酸化沉钼”过程中发生反应的化学方程式为___________。溶液pH和反应时间对钼酸的析出有很大影响，根据图中数据判断最佳的“酸化沉钼”条件：反应时间为___________min、pH为___________。

10．锂、铍等金属广泛应用于航空航天、核能和新能源汽车等高新产业。一种从萤石矿（主要含BeO、Li2O、CaF2及少量CaCO3、SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3）中提取的工艺如图：

已知：苯甲酸是一元弱酸，白色片状晶体，常温下微溶于水，随温度升高，溶解度增大。
回答下列问题：
（1）“微波焙烧”使矿物内部变得疏松多孔，目的是__。
（2）铍的化学性质与铝相似，写出Be(OH)2溶于NaOH溶液的化学方程式__。
（3）“除铁”中发生反应的离子方程式：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、__。
（4）“除铝”时，溶液的pH越小，铝的去除率__（填“越高”、“越低”或“不变”）。利用“除铝”所得苯甲酸铝沉淀再生苯甲酸的方案为：将苯甲酸铝沉淀溶于热的稀硫酸中，__。
（5）由油酸铍制备BeO的方法是高温焙烧，请设计简易实验检验焙烧是否完全：__。
参考答案

试题汇编：
1．【答案】（1）672
（2）升高温度/适当搅拌/将焙烧产物粉碎
（3）
（4）
（5）除去，防止析出沉淀
（6）或 取“沉铬”后的少量上层清液于小试管中，滴加少量的醋酸铅溶液，若不再产生黄色沉淀，则沉淀完全；反之则不完全
【解析】铬矿渣中含有有效成分，为了加快氧化焙烧的速率，使氧化焙烧更加充分，可以升温，搅拌，或者粉碎等方法，在氧化焙烧的过程中，杂质氧化铝和二氧化硅都可以和碳酸钠反应，之后通过水浸的方法可以除去杂质氧化铁，再向滤液中通入过量二氧化碳可以除去铝元素杂质，之后再加入醋酸铅生成最终产物。
（1）铬矿渣中含有的的物质的量为，氧化焙烧后铬的化合价由+3价变为+6价，1个失去6个电子，则4mol失去24mol电子，根据得失电子守恒可知，氧气的物质的量为，体积为6×22.4=134.4L，则空气的体积为：134.4×5=672L；
（2）从反应速率的影响因素来考虑，“水浸”时为加快浸取速率可采取的措施是：升高温度/适当搅拌/将焙烧产物粉碎；
（3）“氧化焙烧”时铬矿渣中的和碳酸钠反应生成硅酸钠，和碳酸钠反应生成偏铝酸钠，且硅酸钠和偏铝酸钠都易溶于水，故滤渣1应该是；
（4）除杂时通入过量的二氧化碳和偏铝酸根离子反应生成氢氧化铝，由于二氧化碳过量，故还生成碳酸氢根离子，方程式为：；
（5）由于碳酸氢根离子会电离出碳酸根离子且碳酸根离子可以和之后加入的铅离子生成碳酸铅沉淀，故加入醋酸调节溶液的主要目的是：除去，防止析出沉淀；
（6）“沉铬”中，加入稍过量的醋酸铅后生成沉淀铬酸铅，离子方程式为：或；检验沉淀是否完全只需要检验溶液中是否还有铬酸根离子就可以了，再结合铬酸铅是黄色难溶于水的固体，则答案为：取“沉铬”后的少量上层清液于小试管中，滴加少量的醋酸铅溶液，若不再产生黄色沉淀，则沉淀完全；反之则不完全。
2．【答案】（1）Al、Si MnO2
（2）Fe2＋、Cu
（3）Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 硫酸铵
（4）2H2NCH2COOH＋FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe＋CO2↑＋H2O
（5）KSCN溶液 100mL容量瓶、量筒 19.20
【解析】由题给流程可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液，过滤得到铁、铜、锰的氧化物；向铁、铜、锰的氧化物中加入稀硫酸酸浸时，铁、铜的氧化物与稀硫酸反应生成硫酸铁、硫酸铜，二氧化锰不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化锰的滤渣1和含有硫酸铁、硫酸铜的滤液；向滤液中加入过量的铁，将溶液中的硫酸铁和硫酸铜还原为硫酸亚铁和铜，过滤得到含有铁、铜的滤渣和硫酸亚铁溶液；硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，过滤得到副产品硫酸铵溶液和碳酸亚铁沉淀；向碳酸亚铁沉淀中加入柠檬酸、甘氨酸，在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，经过一系列处理得到甘氨酸亚铁产品。
（1）由分析可知，赤铁矿碱浸时，铝和硅的氧化物与碱溶液反应得到可溶的偏铝酸盐和硅酸盐，铁、铜、锰的氧化物不溶于碱溶液；滤渣1为不溶于稀硫酸的二氧化锰，故答案为：Al、Si；MnO2；
（2）由分析可知，还原时发生的反应为铁与硫酸铁溶液和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，故答案为：Fe2＋、Cu；
（3）由分析可知，沉淀时发生的反应为硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水，反应的离子方程式为Fe2＋＋2HCO=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，过滤得到的副产品为硫酸铵溶液；
（4）由分析可知，生成甘氨酸亚铁发生的反应为在柠檬酸的作用下，碳酸亚铁与甘氨酸反应生成甘氨酸亚铁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为2H2NCH2COOH＋FeCO3=(H2NCH2COO)2Fe＋CO2↑＋H2O；
（5）七水硫酸亚铁在空气中易变质生成硫酸铁，检验七水硫酸亚铁中是否存在硫酸铁的试剂为硫氰化钾溶液，故答案为：KSCN溶液；
①配制硫酸亚铁溶液时，需要用到的定量仪器为100mL容量瓶、量筒；
②由得失电子数目守恒可得如下关系：5Fe2+~MnO，25.00mL硫酸亚铁溶液消耗24.00mL0.0100mol·L-1的KMnO4溶液，则样品中亚铁离子的含量为×100%=19.20%，故答案为：19.20。
3．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2
（2）氨水不能使氢氧化铝溶解，使得Fe(OH)2中混有Al(OH)3
（3）2VO(OH)+H2O2+4OH-=2VO+6H2O
（4）温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的∆G小于铝酸钙和碳酸钠反应的∆G，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出 NaOH溶液与CO2反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液浓度大，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为VO，提高钒的浸出率
（5）2NH4VO3V2O5+2NH3↑+ H2O
【解析】由题给流程可知，向沉钒废水中加入氢氧化钠溶液，使铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，铝离子、VO2+离子转化为偏铝酸根离子、VO(OH)离子，过滤得到氢氧化亚铁和含有偏铝酸根离子、VO(OH)离子的滤液；加入过氧化氢溶液，碱性条件下将VO(OH)离子氧化为VO离子；加入氧化钙将溶液中偏铝酸根离子、VO离子转化为铝酸钙、钒酸钙沉淀；过滤得到滤液和铝酸钙、钒酸钙；向铝酸钙、钒酸钙中加入碳酸钠溶液作浸出剂，过滤得到含有VO离子的浸出液；先调节浸出液pH约为6〜8，使VO离子转化为VO离子，再加入氯化铵溶液将VO离子转化为钒酸铵沉淀，过滤后高温焙烧钒酸铵得到五氧化二钒。
（1）钒元素的原子序数为23，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2；
（2）“沉铁”时，调节溶液pH时若用氨水代替氢氧化钠溶液，溶液pH过低，不利于VO(OH)2完全溶解转化为VO(OH)，降低产率，故答案为：溶液pH过低，不利于VO(OH)2完全溶解；
（3）由分析可知，“氧化”时发生反应为碱性条件下将VO(OH)离子与过氧化氢溶液反应生成VO离子和水，反应的离子方程式为2VO(OH)+H2O2+4OH-=2VO+6H2O；
（4）①由图可知，温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的∆G小于铝酸钙和碳酸钠反应的∆G，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出；②由图可知，若“浸出”时浸出剂中添加氢氧化钠固体，并边浸出边通入二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，增大溶液中碳酸钠溶液的浓度，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为VO，提高钒的浸出率；
（5）由分析可知，“焙烧”时铵盐沉淀发生分解的反应为钒酸铵高温焙烧发生分解反应生成五氧化二钒、氨气和水，反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5+2NH3↑+ H2O。
4．【答案】（1）加快反应速率，提高镍元素的浸出率
（2）SiO2 制玻璃（或制光导纤维）
（3）
（4）溶解Ni(OH)2，与Fe(OH)3分离
（5）
（6）蒸发浓缩 冷却结晶 重结晶
【解析】废镍催化剂（主要成分为NiCO3和SiO2，还含有少量Fe2O3、Cr2O3）经酸溶得到硫酸镍、硫酸铁、硫酸铬溶液，二氧化硅不溶于酸为“滤渣I”的主要成分；向滤液中加入氢氧化钠溶液得到氢氧化镍沉淀、氢氧化铁沉淀、偏铬酸钠溶液，偏铬酸钠溶液为“滤液I”的主要成分；向沉淀中加入NH4Cl-氨水的混合液，氢氧化铁沉淀不溶于此溶液，为滤渣II的主要成分，氢氧化镍沉淀溶于此溶液得到[Ni(NH3)6]2+溶液；向溶液中通入H2S生成NiS沉淀；向沉淀中滴入稀硝酸得到硝酸镍；向硝酸镍中加入氢氧化钠溶液得到氢氧化镍沉淀；向沉淀中加入硫酸得到硫酸镍；在经过系列操作得到NiSO4·7H2O。
（1）“酸溶”时应先将废镍催化剂粉碎，再与20%硫酸在100℃下反应2小时，是为了增大接触面积，加快反应速率，提高镍元素的浸出率；
（2）根据分析可知二氧化硅不溶于稀硫酸，则“滤渣I”主要成分是二氧化硅，二氧化硅主要应用于制玻璃或制光导纤维；
（3）根据信息可知，Cr(OH)3是两性氢氧化物，性质类似于氢氧化铝，铬离子与少量氢氧化钠反应生成氢氧化铬，若氢氧化钠过量，则过量的氢氧化钠与氢氧化铬继续反应生成偏铬酸钠，故“一次碱析”时，加入的NaOH溶液需过量，除去铬元素，则含铬微粒发生反应的离子方程式为；
（4）废镍催化剂中的铁元素在“一次碱析”时转化为氢氧化铁，由于Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液，Ni(OH)2溶于NH4Cl-氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+，则“氨解”的目的是实现镍元素和铁元素的分离；
（5）“氧化”时发生的反应是稀硝酸和NiS的反应，根据流程图反应生成S，则稀硝酸中的氮元素由+5价降低到+2价生成NO，NiS中的硫元素由-2价升高到0价生成S单质，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，反应的离子方程式为；
（6）NiSO4溶液制备NiSO4·7H2O晶体需要经过“系列操作”具体是指蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。若所得NiSO4·7H2O晶体不纯，需要重结晶进行的提纯。
5．【答案】（1）、
（2） 使+2价铁全部转化为，便于除去
（3） 4.7
（4）cd
（5）、
【解析】由题给流程可知，铜矿和软锰矿混合加入稀硫酸酸浸时，二氧化锰与硫化亚铁在酸性条件下反应生成硫、硫酸铁、硫酸锰和水，与硫化铜反应生成硫、硫酸铜、硫酸锰和水，氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，氧化铁与与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤得到含有硫、二氧化硅、未反应二氧化锰的滤渣a和含有硫酸铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸铝的滤液；向滤液中加入过量氨水调节溶液pH，将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，硫酸铜溶于过量氨水转化为硫酸化四氨合铜，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣b和含有硫酸锰、硫酸化四氨合铜的滤液；向滤液中加入适量氨水和碳酸氢铵溶液，硫酸锰在氨水作用下与碳酸氢铵溶液反应转化为碳酸锰沉淀，过滤得到碳酸锰和含有硫酸铵、碳酸化四氨合铜的滤液；滤液蒸氨得到氧化铜、氨气和二氧化碳气体。
（1）由分析可知，滤渣a中含有硫、二氧化硅、未反应二氧化锰，故答案为：、；
（2）由分析可知，“酸浸”时硫化亚铁参与的反应为二氧化锰与硫化亚铁在酸性条件下反应生成硫、硫酸铁、硫酸锰和水，反应的离子方程式为；软锰矿稍过量可以使溶液中的亚铁离子完全转化为铁离子，便于“除铁铝”时将铁元素以氢氧化铁的形式除去；
（3）由表格中的数据可知，加入氨水调节溶液pH为4.7时，可将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除去；由锰离子完全沉淀时，溶液pH为10.0可知氢氧化锰的溶度为；
（4）“沉锰”时发生的反应为硫酸锰在氨水作用下与碳酸氢铵溶液反应转化为碳酸锰沉淀、硫酸铵和水，反应中氨水电离出的氢氧根离子，与溶液中碳酸氢根离子反应，促进碳酸氢根的电离，电离出的碳酸根离子与锰离子的浓度熵大于碳酸锰的溶度积时能生成碳酸锰沉淀，反应中涉及到了电离平衡和难溶电解质的溶解平衡，故选cd；
（5）由分析可知，滤液蒸氨时，碳酸化四氨合铜受热分解氧化铜、氨气和二氧化碳气体和水，则“蒸氨”所得气体二氧化碳和氨气的混合气体，故答案为：、。
6．【答案】（1）-2 2∶1
（2）TeO、OH－ 稀硝酸
（3）H2SO4＋Na2TeO3==Na2SO4＋TeO2＋H2O
（4）Te4+＋2SO2＋4H2O==Te↓＋2SO42-＋8H+
（5）氧气（或O2） +3H2O+4e-=Te+6OH-
（6）5
【解析】TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强喊，由制备流程可知，加NaOH溶液反应后过滤除去杂质Ag、Au，得到Na2TeO3溶液，再加硫酸沉降经过滤得到TeO2沉淀，再用盐酸溶解生成四氯化碲，最后用二氧化硫还原制成粗碲，粗碲经电解精炼得到高纯碲。
（1）Te位于元素周期表第五周期ⅥA族，则Cu2Te中Cu的化合价为+1价、Te的化合价为-2价，反应中Cu、Te化合价升高，O化合价降低，由得失电子数目守恒可得：n（O2）×4= n（Cu2Te）×（1×2+6），则n（O2）∶n（Cu2Te）=2∶1；
（2）TeO2是两性氧化物，加入氢氧化钠溶液，TeO2与氢氧化钠溶液反应生成TeO，反应的离子方程式为：TeO2+2OH-= TeO+H2O，则“过滤Ⅰ”所得滤液中，阴离子主要有TeO、OH－；“过滤Ⅰ”所得滤渣1主要为Ag、Au，若要分离出Au，应该加入稀硝酸溶解Ag；
（3）TeO2是两性氧化物，能与加入的硫酸反应，反应的化学方程式为：H2SO4＋Na2TeO3==Na2SO4＋TeO2＋H2O；
（4）TeO2沉淀溶于盐酸生成四氯化碲，二氧化硫有还原性，将四氯化碲还原为碲，反应的离子方程式为Te4+＋2SO2＋4H2O==Te↓＋2SO42-＋8H+；
（5）在阴极上得到电子发生还原反应产生Te单质，所以阴极的电极反应式为： +3H2O+4e-=Te+6OH-；阳极溶液中的水失电子生成氧气，所以产生的气体是氧气（或O2）；
（6）Ka1==1.0×10－3，Ka2==2.0×10－8，，所以，，因c（TeO）∶c（H2TeO3）=1∶5，所以=，所以，pH=5。
7．【答案】（1）+5
（2）焙烧
（3）
（4）是
（5）会生成NH4VO3沉淀，降低钒的利用率
（6）（生成CO2其他均正确也给分）
（7）
【解析】首先通过焙烧除去有机物以及生成适合产物，再通过酸浸条件各元素离子形态，然后通过加入氨水调节pH值，使Fe3+、Al3+形成沉淀除去，再通过适量加入(NH4)2CO3，使Mg2+沉淀而不出现沉淀，最终加入过量(NH4)2CO3，使沉淀完全，净化沉淀之后，通过煅烧获得V2O5。
（1）根据离子结构及带电荷量，可以计算出V元素化合价，所以本问应填“+5”；
（2）有机物一般易燃，故在第一步焙烧过程中有机物基本除净，所以本问应填“焙烧”；
（3）在强酸性（pH