2025年高考化学常考点必杀题（新高考通用）题型10　工艺流程题（25题）-高考化学常考点必杀题（新高考通用）含解析答案

这是一份2025年高考化学常考点必杀题（新高考通用）题型10　工艺流程题（25题）-高考化学常考点必杀题（新高考通用）含解析答案，共65页。试卷主要包含了重铬酸钾是一种用途广泛的化合物，氮化镓具有优异的光电性能，Ag、是两种重要的化工产品等内容，欢迎下载使用。
题型10工艺流程题(25题)
1．碳酸钴是一种无机化合物，其化学式为CCO3。它是一种重要的钴盐，常用于电池、催化剂等领域。工业上以钴矿[主要成分是C2O3]为原料制取碳酸钴的工艺流程如图：
已知：①浸取液中含有等阳离子
②25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的见表：
③的
回答下列问题：
(1)C原子的原子序数为27，其基态原子的价电子排布式为 。
(2)浸取钴矿石前，需要浆化处理，原因是 。
(3)除杂过程中，若加入过量溶液会产生有毒气体，有人提出用压缩空气代替溶液，则通入压缩空气后发生反应的离子方程式为 ，调节后，若溶液中，此时的范围是 。
(4)萃取剂和能发生反应：。萃取时，适当增大溶液萃取率会增大，其原因是 。
(5)反萃取时需向萃取液中加入 (填写化学式)，该工艺中设计萃取、反萃取的目的是 。
(6)一种含的氧化物晶胞结构如图所示，已知在该氧化物中原子半径为原子半径为，它们在晶体中是紧密接触的。用表示阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为 (列出计算式即可)。
2．是制造锌钡白和锌盐的主要原料，也可用作印染媒染剂，木材和皮革的保存剂。由菱锌矿(主要成分为，还含有少量：、、、、、PbO，、CdO和)制备流程如下：
已知：常温下，部分金属阳离子沉淀的pH如下表。
回答下列问题：
(1)加硫酸浸取后再调节pH=5，过滤获得的滤渣①的主要成分为、、、 和 。
(2)加入溶液后过滤可以得到和两种沉淀，发生反应的离子方程式为 ，常温下，此时溶液pH仍为5，则溶液残留的微量的浓度约为 ml/L⋅，根据“转化过滤”过程，推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池，则电势较高的一极为 。
(3)“脱钙镁”后“过滤”所得的滤渣还可以和浓硫酸反应制备HF以循环使用，则该反应可以发生的原因是 。
(4)脱完钙和镁之后的滤液中含有少量的，的溶解度曲线如图。由滤液④获得的具体操作为 。
(5)ZnS存在如图所示的两种晶胞类型，则两种晶胞的密度之比为 (用含a、b、c的代数式表示)。
3．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：，，具有两性，PbO2有强氧化性。
(1)铅和碳同主族，与Cs同周期，则铅的外围电子轨道表示式为 。
(2)“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中和的浓度之比为 。
(3)在50～60℃“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为 。“合成”需控制溶液的pH不能大于10的原因为 。
(4)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，然后蒸发浓缩、 ，洗涤后干燥
(5)大型客机燃油用四乙基铅作抗震添加剂，但皮肤长期接触对身体有害。是一种难电离且易溶于有机溶剂的配合物，其晶体类型属于 晶体。已知晶体的堆积方式如图3，则其在xy平面上的二维堆积中的配位数是 。
4．高铼酸铵()是一种重要的化工原料，能用于制各石化工业炼油厂的重整催化剂。以钼精矿(主要成分有、，还含有、、、等杂质)为原料制各的工艺流程图如下。
已知：
①“氧压碱浸”的主要产物有、、；
②“水相1”中的阴离子主要是和；
③。
回答下列问题：
(1)M位于元素周期表的第五周期第ⅥB族，其价层电子排布为 ；的主要用途有(写一点) 。
(2)“氧压碱浸”在高温条件下进行，写出转化为的化学方程式： 。
(3)“调酸”的pH大约为5，则“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(4)若“萃取”发生的反应为，则“反萃取”的化学方程式为 。
(5)“除磷”过程中按物质的量之比加入，充分反应后，= 。
(6)“操作X”的具体操作为 ，过滤、洗涤、干燥，即可得到晶体。
5．二氧化铈（）是一种典型的金属氧化物，具有较强的氧化性广泛应用于多相催化反应，并作为汽车尾气净化的三效催化剂的重要组成成分。以氟碳铈矿（主要含、等）为原料制备的一种工艺流程如下图所示：
已知：①“氧化焙烧”后，Ce元素转化为和；②滤液A中含：、等离子。
回答下列问题：
(1)滤渣A的主要成分是 （填化学式）；“酸浸”不用盐酸的理由是 （答一点即可）。
(2)“系列操作”包含以下几个过程：已知：不能溶于有机物TBP；能溶于有机物TBP，且存在反应：。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是 ，“有机层B”中发生反应的离子方程式为 。水层中的一种溶质，理论上可以在工艺流程图中的 工序中循环利用，减小“调pH”工序中的用量，节约生产成本。
(3)“调pH”中，要使沉淀完全（通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全），应控制pH大于 （已知25℃时）。
(4)“氧化”中，NaClO转化为NaCl，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)二氧化铈立方晶胞如图所示，则铈原子Ce在晶胞中的位置是 ；晶体中一个Ce周围与其最近的O的个数为 。
6．重铬酸钾是一种用途广泛的化合物。工业上以铬铁矿[主要成分为，还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾的一种工艺流程如图。回答下列问题：
已知：氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和。
(1)焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是 ，滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料，则焙烧时发生反应的化学方程式为 。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是 。
(3)“除杂”时需加热，其目的是 。
(4)“电解”是利用膜电解技术(装置如图所示)，将转化为。阳极池发生反应的总的离子方程式为 。
(5)加入饱和溶液后蒸发结晶，能得到的原因是 。
(6)该流程中，能循环利用的物质有 (填化学式) 。
(7)以铬铁矿为原料，按照此流程最终得到，若原料利用率为，则该铬铁矿中铬的百分含量[以计]为 (保留三位有效数字)。
7．氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐，并进一步利用镓盐制备氮化镓(GaN)，部分工艺流程如下：
已知：①Ga与Al同主族。
②常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH和金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表：
(1)为提高浸出率，可采用的方法是 (填一种方法即可)。
(2)基态镓原子的价层电子排布图为 。GaN的熔点为1700℃，晶胞如图所示，GaN的晶体类型为 。
(3)利用炼锌矿渣所获得的三种金属盐，分别为镓盐、FeCl2和 (填化学式)。
(4)处理浸出液时，将溶液的pH调节至5.4，此时溶液中Fe3+的浓度为 。
(5)“溶解还原”步骤中需要加入一定量的铁粉，进行该操作的主要目的是 。
(6)“高温合成”操作中Ga(CH3)3与NH3反应生成GaN的化学方程式为 。
(7)下图可表示氮化镓与铜组装成的人工光合系统的工作原理。请写出铜电极上的电极反应式 。
8．氧缺位体是热化学循环分解水制氢的催化剂。一种以黄铜矿(主要成分是，含、等杂质)为原料制备流程如图所示：
已知：①酸浸后溶液中的金属离子有和
②时已知几种金属离子沉淀的如表所示：
请回答下列问题：
(1)“焙烧”时生成三种氧化物，其中金属氧化物的化学式为 。
(2)焙烧产物中的在有氧条件下利用石灰石浆液吸收可制得一种副产品 。(填化学式)
(3)流程中，若无“还原”工序，造成的后果是 。
(4)已知有两种同分异构体，则“沉铁”过程中生成的的空间结构是 。
(5)“灼烧”工序的化学方程式是 ，“煅烧”时通入的作用是 。
(6)“煅烧”得到氧缺位体时，不同温度范围内，发生变价的金属元素不同，某温度下制得的氧缺位体质量为原质量的，则 。
(7)氧缺位体催化分解水制氢可分为两步：
第一步： (完成方程式)；
第二步：。
9．氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色等。工业上常用辉铋矿(主要成分是，还含有少量、铁的氧化物等杂质)为原料制备氯氧化铋。
已知：①在时开始水解，时几乎完全水解为白色的BiOCl沉淀；
②该工艺下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。
(1)铋与氮同主族，且位于元素周期表的第六周期，基态Bi的价电子排布式为 。
(2)“浸渣”的主要成分是S和 ，“浸取”时生成S的离子方程式为 。
(3)“充分搅拌”时加入盐酸羟胺的目的是 。
(4)加入碳酸钠粉末制取BiOCl时，溶液pH值需控制的合理范围为 ，发生反应的化学方程式为 。
(5)氯氧化铋(BiOCl)可用作钾离子电池(有机物作离子导体)的负极材料，充电时嵌入，BiOCl被还原为Bi，则阴极的电极反应式是 。
(6)铋的一种氧化物的立方晶胞结构如图所示，已知最近的两个铋离子之间的距离为，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为 (列出计算式即可)。
10．Ag、是两种重要的化工产品。某小组以含的废定影液为原料制备Ag和的流程如下。
请回答下列问题：
(1)现用15 ml⋅L浓硝酸和水以体积比1∶1的比例配制100 mL的硝酸，简述其操作是 。
(2)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 。
(3)“酸溶”中制备的离子方程式为 。
(4)粗银提取纯Ag分两步进行：第一步，用物理方法即 除去大量Fe粉；第二步，将含少量Fe粉的银溶于盐酸，经 （填实验操作名称）、水洗、干燥得到纯银。
(5)“沉银1”发生的反应：，该反应的平衡常数为 （结果保留两位有效数字）。
已知：的平衡常数，。
(6)利用重结晶法从“沉银1”的滤液中提取大苏打，测定大苏打纯度。称取W g产品溶于水配制成250 mL溶液，准确量取25.00 mL溶液于锥形瓶中，滴加几滴淀粉溶液，用c ml⋅L溶液滴定至终点，消耗溶液V mL。已知滴定反应：，该产品中的质量分数为 （用含c、V、W的式子表示）。三次平行实验发现，测得的产品纯度均大于实际值（实验操作均正确），其原因可能是 。
(7)银晶胞为面心立方最密堆积晶胞，如图所示。该晶胞中原子空间利用率为______（填标号）。（提示：原子空间利用率=原子总体积与晶胞体积之比）
A．B．C．D．
11．ZnO是一种难溶于水的白色固体，在化学工业中主要用作橡胶和颜料的添加剂，医药上用于制软膏、橡皮膏等。工业上由菱锌矿（主要成分为、ZnO，还含有少量、FeO、、等杂质）制备ZnO的工艺流程如图所示：
已知：①常温下：，；
②“溶浸”后的溶液所含金属离子主要有：、、、；
③氧化性顺序：。
回答下列问题：
(1)基态Zn原子的最高能层符号为 。
(2)滤渣1的化学式是 ，“溶浸”过程中发生反应的离子方程式是 。
(3)“氧化”时适当加热，其目的是 ，但温度不能过高，其原因是 。
(4)已知“氧化”后溶液中，“调pH”的pH范围是 （保留两位有效数字）。（已知：溶液中离子浓度小于等于时，认为该离子沉淀完全。）“还原”时加入锌粉的目的是 。
(5)有机萃取剂HA与反应的化学方程式为，则“反萃取”时加入试剂X的化学式是 。
(6)在“沉锌”与“灼烧”之间进行的操作是 ，“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为]，碱式碳酸锌升温过程中固体的质量变化如图所示。350℃时，剩余固体中已不含碳元素，则剩余固体的成分是 （填化学式）。
12．一种利用富锂卤水(含Li+、Na+、Mg2+、Cl-、硼酸根等)中制备碳酸锂的工艺如下：
已知：室温下相关物质的Ksp如下表。
(1)i中，操作的名称是 。
(2)ii可除去80%的Mg2+，该过程中生成Mg2(OH)2CO3反应的离子方程式为 。
(3)iii中，得到的沉淀3的成分有 。
(4)有人提出：可省略向溶液3中加入草酸钠这一步，该建议 (填“可行”或“不可行”)，理由是 。
(5)一种测定碳酸锂产品纯度的方法如下：
步骤I．取agLi2CO3产品，加入c1ml/LV1mLH2SO4标准溶液，固体完全溶解；
步骤II．加热溶液，缓缓煮沸一段时间后自然冷却至室温；
步骤III．以酚酞为指示剂，用c2ml/LNaOH标准溶液滴定至终点，消耗溶液体积为V2mL。
①已知：杂质不与H2SO4、NaOH溶液反应。Li2CO3的摩尔质量为74g/ml。该Li2CO3产品纯度为 (写出计算式，用质量分数表示)。
②步骤II的目的是 ；若省略步骤II，直接进行步骤III，将导致测得的Li2CO3产品纯度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)纯化Li2CO3粗品
将Li2CO3转化为LiHCO3后，用隔膜法电解LiHCO3溶液制备高纯度的LiOH，再转化得电池级Li2CO3.电解原理如图所示：
阳极的电极反应式是 ，该池使用了 (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
13．黄丹粉可外用拔毒生肌、杀虫止痒等。以铅膏(主要成分、、PbO、Pb，还有少量等)为原料制备黄丹粉的流程如下：
已知常温下，几种难溶电解质的溶度积常数如下表：
回答下列问题：
(1)“脱硫”中，为了提高反应速率宜采用的措施有 (填两条)。
(2)已知平衡常数大于10⁵的反应为不可逆反应(完全反应)。通过计算说明能完全转化为的原因： ；开始转化的条件是 。
(3)已知：易溶于水、难电离。“酸浸”中，如果用浓盐酸替代醋酸，会产生有毒气体，写出生成该气体时发生反应的离子方程式： (不考虑转化为)。
(4)若“还原”时用木炭替代，其主要缺点是 。
(5)已知：“还原”步骤中测得如下数据：(甲)PbO起始质量为x g；(乙)消耗总体积为V L(折合标准状况)(假设上述反应完全)。选择上述数据，计算理论上所得铅粉的质量 g。
(6)铅晶胞结构如图所示。已知为阿伏加德罗常数的值，铅晶体密度为ρ g⋅cm，则铅原子半径为 nm。
14．稀土金属(RE)属于战略性金属，我国的稀土提炼技术位于世界领先地位。一种从废旧磁性材料[主要成分为铈(Ce)、Al、Fe和少量不溶于酸的杂质]中回收稀土金属Ce的工艺流程如图所示。
已知：①Ce(H2PO4)3难溶于水和稀酸。②常温下，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当溶液中的金属离子浓度小于或等于10-5ml/L时，可认为已沉淀完全。
(1)为提高酸浸的速率，可采取的措施为 (写一条即可)。
(2)常温下，“酸浸”后测得溶液中c(Fe2+)=1.0ml/L，c(Ce3+)=0.01ml/L，则“沉Ce”时，为了使Al3+完全沉淀，但不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，需要调节溶液的pH范围为 。
(3)“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应的离子方程式为 ，“滤液2”中铝元素的存在形式为 (填化学式)。
(4)“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和一种无毒的气体，发生反应的化学方程式为 。
(5)某稀土金属氧化物的立方晶胞如图所示，则该氧化物的化学式为 ，距离RE原子最近的O原子有 个。若M(晶胞)=Mg/ml，晶胞边长为anm，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞的密度为 g/cm3(列出计算式)。
15．湿法炼锌的工业废水中主要阳离子有Zn2+、H+、Tl+、Tl3+，废水除铊的工艺流程如图。
①能够在pH为0~14的范围内以离子态稳定存在，不易与形成沉淀。
②部分物质的如表：
③排放标准：Tl的含量低于。
回答下列问题：
(1)Tl的原子序数为81，在元素周期表中的位置为 ，价电子排布式为 。
(2)已知“氧化”步骤中被还原为，请写出该反应的离子方程式： ，反应后仍存在少量的。
(3)“预中和”步骤中加入至溶液的pH约为7，可减少“硫化”步骤中的使用量，还能减少 (填化学式)污染物的生成。
(4)“硫化”步骤的主要目的是除去 (填离子符号)。
(5)在“中和”步骤中，若要使溶液中的含量低于排放标准，请根据计算溶液的pH应大于 。
(6)“离子交换”步骤中可用普鲁士蓝(其摩尔质量为)中的与残余铊离子进行离子交换，进一步实现废水中铊的去除。普鲁士蓝晶胞的如下［未标出，其占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心］。若该晶体的密度为，则和的最短距离为 cm(设为阿伏加德罗常数的值)。
16．四氧化三锰()是一种可用于生产锂离子电池正极材料的原料。以天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含等元素)为原料制备高纯的工艺流程如下图所示。
该工艺条件下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下表：
回答下列问题：
(1)“氧化”中添加适量的的作用是 。(用离子方程式表示)
(2)“滤渣2”中主要有 ，“调”时溶液的范围应调节为 ~6.2之间。
(3)“除杂2”的目的是生成，沉淀除去。若溶液酸度过高，会导致 。
(4)常温下，利用表格中的数据，计算 。(已知)
(5)和氨水混合在下得到的的产率最高。若继续升高温度，会导致产率降低，原因可能是 。
(6)在“沉锰”时，可用尿素代替，同时控制温度在，写出尿素“沉锰”反应的离子方程式： 。
(7)金属晶体中的原子堆积方式如图所示，六棱柱底边边长为，高为，阿伏加德罗常数的值为，的相对原子质量为M，则晶体的密度为 (已知，列出计算式即可)。
17．黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4.黏土钒矿采用以下工艺流程可制备偏钒酸铵(NH4VO3)。
已知：①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示；
②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δ与pH的关系如图所示，
回答下列问题：
(1)NH4+的VSEPR模型是 形。
(2)“酸浸氧化”时，VO+、VO2+被氧化为VO2+，增大“酸浸氧化”速率的措施是 (任写一种)。
(3)“中和沉淀”时，滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及 。
(4)“沉淀转溶”时，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤液③中含有的阴离子有OH−以及 。
(5)①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量，原因为 。
②温度高于80℃时，沉钒率下降的原因是 (任写一种)。
(6)加热偏钒酸铵制备V2O5的化学方程式为 。
18．以方铅矿(主要含)和废铅膏(主要含)为原料联合提铅的一种流程示意图如下。
已知：i．
ii．
(1)浸出
时，加入过量的盐酸和溶液的混合液将铅元素全部以形式浸出。
①“浸出”过程中，发生的主要反应有：
I．
II．
III． (浸出的离子方程式)
②I生成的作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：
i．
ii． (离子方程式)
③充分浸出后，分离出含溶液的方法是 。
(2)结晶
向含的溶液中加入适量的冷水结晶获得，结合浓度商(Q)与平衡常数(K)的影响因素及大小关系，解释加入冷水的作用： 。
(3)脱氯碳化
室温时，向溶液中加入少量浓氨水调至，然后加入固体进行脱氯碳化。
①随着脱氯碳化反应进行，溶液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
②脱氯碳化过程中，检测到。浊液转化为的最低 。
(4)还原
将溶于溶液可制备，反应：。制备高纯铅的原电池原理示意图如图所示。
①获得高纯铅的电极是 (填“正极”或“负极”)。
②电池的总反应的离子方程式是 。
③从物质和能量利用的角度说明该工艺的优点： 。
19．利用废镍催化剂(主要含金属及其氧化物)合成硫酸镍晶体的一种工艺流程如下：
常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如表所示：
回答下列问题：
(1)“碱浸”时发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是 。
(3)若“转化”后的溶液中浓度为，则“调”应控制的范围是 。
(4)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系。
由溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
(5)①三种元素二价离子的硫酸盐晶体的晶胞类型相同，其熔点由高到低的顺序为 ；
②中阴离子的空间构型为 ；
③丁二酮肟常用于检验。在稀氨水中，丁二酮肟与反应生成鲜红色沉淀，其结构如图所示：
该配合物中的配位数为 ；丁二酮肟分子中所含的第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
20．碘化镍()可用于制陶瓷等。以废镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)为原料制备碘化镍的流程如下：
已知：室温下，。
回答下列问题：
(1)滤渣1的成分是、 (填化学式)。滤渣2经过洗涤、干燥、 (填操作名称)可制铁红。
(2)“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液，的作用是 (用离子方程式表示)。
(3)“除钙”时，为确保滤液中，溶液中至少为 (保留两位有效数字)。
(4)“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是 (填离子符号)。
(5)“分解”过程中通入的作用是 。
(6)在空气中加热一定量的(相对分子质量为183)晶体，测得固体失重率(固体失重率＝)与温度的关系如图所示，300～400℃时发生反应的化学方程式为 。
21．钨是国防及高新技术应用中极为重要的功能材料之一，由黑钨矿[主要成分是钨酸亚铁()、钨酸锰()，少量Si、As元素]冶炼钨的流程如下：
已知：①钨酸()酸性很弱，难溶于水。
②水浸液含、、、等阴离子。
(1)“焙烧”前，粉碎黑钨矿的目的是 。
(2)滤渣的主要成分为两种金属氧化物，是、 。写出生成的化学方程式 。
(3)“净化”过程中，的作用是 。
(4)“还原”的总反应为 ，实验测得一定条件下，平衡时的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①该反应 0(填“>”或“”或“13进行沉淀转溶，由已知②得，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解，生成，溶解生成或，不溶解，故滤渣③为，加入盐酸，调节pH=8.5，或生成，故滤渣④为，再加入NH4Cl沉钒，生成偏钒酸铵,，偏钒酸铵受热分解，制得五氧化二钒，据此回答。
【详解】（1）为中的N为sp3杂化，VSEPR模型是正四面体形；
（2）增大“酸浸氧化”速率的措施是搅拌、适当升高温度，适当增加浓度等；
（3）由分析知，“中和沉淀”时，滤饼②含有的沉淀有V2O5·xH2O以及、；
（4）由分析知，滤液③中含有的阴离子有OH−以及、或；
（5）由分析知，①“沉钒”时pH最好约为7且NH4Cl应过量，原因为调节pH，将转化为，增大的浓度，有利于沉淀析出；②温度高于80℃时，沉钒率下降的原因是温度高于80℃，水解程度增大，使浓度减小，沉钒率下降（或升高温度溶解度增大或温度升高铵盐分解）
（6）偏钒酸铵受热分解，制备V2O5的化学方程式为。
18．(1) 趁热过滤
(2)的，加入冷水，温度降低，K减小，溶液被稀释，Q增大，，平衡逆向移动，析出晶体
(3) 减小 7.5
(4) 正极 可循环使用，制备高纯铅的过程中获得电能
【分析】方铅矿(主要含)和废铅膏(主要含)混合浸出，加入过量的盐酸和溶液的混合液将铅元素全部以形式浸出，得到H2S、含溶液和含S的残渣，滤液结晶得到PbCl2、PbCl2脱氧碳化得到PbCO3，PbCO3受热分解得到PbO，还原PbO得到Pb，以此解答。
【详解】（1）①浸出的过程中，PbO转化为，根据电荷守恒配平离子方程式为：；
②I生成的作II的催化剂使浸出速率增大，其催化过程可表示为：i．，第ii步反应中有Fe2+生成，说明PbS和Fe3+发生氧化还原反应达到Fe2+和，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：；
③充分浸出后得到的溶液中含有残渣，分离出含溶液的方法是：趁热过滤。
（2）的，加入冷水，温度降低，K减小，溶液被稀释，Q增大，，平衡逆向移动，析出晶体。
（3）①室温时，向溶液中加入少量浓氨水调至，然后加入固体进行脱氯碳化，离子方程式为：，c(H+)增大，溶液的减小；
②浊液中存在，c(Pb2+)c2(Cl-)=Ksp()=，2c(Pb2+)≈c(Cl-)，则4c3(Pb2+)= Ksp()=，c(Pb2+)=ml/L=1.6ml/L，c(OH-)= ，c(H+)= ml/L，pH=7.5。
（4）①由图可知，在正极得到电子生成Pb；
②由图可知，在正极得到电子生成Pb，电极方程式为：+e-+H2O=Pb++3OH-，H2在负极失去电子生成H2O，电极方程式为：H2-2e-+2OH-=2H2O，则电池的总反应的离子方程式是；
③从物质和能量利用的角度说明该工艺的优点：可循环使用，制备高纯铅的过程中获得电能。
19．(1)2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2
(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+
(3)3.2≤pH＜6.7
(4)冷却到30.8到53.8结晶
(5) NiSO4>CSO4>FeSO4 正四面体 4 N>O>C
【分析】本流程根据物质的相关物理性质、化学性质，设计一系列的分离提纯过程，除去杂质，获得所需工业产品；通过碱洗除去Al元素，再通过酸洗除去不溶性杂质，Ni、Al、Fe及其氧化物和硫酸反应转化为Ni2+、Fe2+、Fe3+。利用H2O2氧化性将Fe元素存在形式均调整成Fe3+，利用Fe3+易水解，Fe3+、Ni2+水解pH环境不一致的特点，通过调节溶液pH完成Fe元素的除去；再利用经典的蒸发结晶操作获得结晶水合物产品。
【详解】（1）“碱浸”时Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=Al+3H2。
（2）由分析可知，“滤液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。
（3）由上述表格可知，Ni2+完全沉淀时的pH=8.7，此时 c(Ni2+)=1.0×10-5ml·L-1，c(H+)=1.0×10-8.7ml·L-1，则c(OH-)=10-5.3 ml/L，则Ni(OH)2的 Ksp=c(Ni2+)⋅c2(OH-)=10-5×(10-5.3)2 =1.0×10-15.6，如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为0.1ml·L-1，此时，则 c(H+)==10-6.7ml/L，即pH=6.7；为避免镍离子沉淀，溶液的pH应小于6.7，Fe3+完全沉淀的pH 为3.2，因此“调节pH”应控制的pH范围是3.2≤pH＜6.7。
（4）由溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、冷却到30.8到53.8结晶、过滤、洗涤、干燥。
（5）①Fe、C、Ni三种元素二价离子的半径依次减小，硫酸盐晶体中品格能依次增大，所以其熔点出高到低的顺序为NiSO4>CSO4>FeSO4；
②NiSO4的阴离子为SO中心原子价层电子对数为=4，且没有孤电子对，空间构型为正四面体；
③由图可知，Ni2+与4个N形成配位键，Ni2+的配位数为4；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但氮原子的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻元素，则C、N、O三种元素第一电离能从大到小为：N>O>C。
20．(1) 灼烧
(2)
(3)
(4)
(5)作保护气，防止Ni被空气中的氧气氧化
(6)
【分析】镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)加入稀硫酸进行酸浸，生成、、、，不与硫酸反应，经过滤，将难溶的和过滤出来，故滤渣1为和，向滤液中加入NaClO溶液，将氧化为，反应的离子方程式为，该过程消耗了氢离子，使酸性减弱，水解生成沉淀，故滤渣2为，经洗涤、干燥、灼烧分解即可得到铁红三氧化二铁，在想滤液中加入溶液，可与溶液中残留的钙离子反应生成难溶的，故滤渣3为，再向滤液中加入萃取剂，可将溶液中的萃取除去，向水相中加入溶液，得到，晶体在氮气作保护气的条件下受热分解，得到Ni单质，Ni单质与碘单质即可合成，据此回答。
【详解】（1）由分析知，故滤渣1主要成分为和；滤渣2经过洗涤、干燥、灼烧分解，可制铁红
（2）由分析知，“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液，的作用是将将氧化为，反应的离子方程式为；
（3）已知：室温下，，除钙时，为确保滤液中，则溶液中；
（4）由分析知，“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是；
（5）由分析知，“分解”过程中通入的作用是作保护气，防止Ni被空气中的氧气氧化；
（6）设由1ml晶体，质量为183g，加热到150℃时失重率为19.76%，失去的质量约为36g，则晶体完全失去结晶水，加热到300～400℃时失重率为59.02%，则剩余固体的质量为75g，其中由1mlNi，则氧元素的质量为，所以，所得固体为NiO，Ni的化合价为变化，则氧气未参与反应，300～400℃时发生反应的化学方程式为。
21．(1)增大接触面积，使焙烧更充分
(2)
(3)将氧化为
(4) > > 27
(5)
(6)
(7)13
【详解】（1）黑钨矿[主要成分是钨酸亚铁(FeWO4)、钨酸锰(MnWO4)，少量Si、As元素]冶炼钨，先加入碳酸钠并通入氧气进行焙烧，铁元素被氧化为三价，硅转化为硅酸盐，进行水浸，水浸液含、、、等阴离子，滤渣的主要成分为MnO2、Fe2O3两种金属氧化物，水浸液中加入氯化镁、过氧化氢净化，得到MgSiO3、MgHAsO4，加入硫酸根过滤得到滤液和滤渣，钨酸(H2WO4)酸性很弱，难溶于水，煅烧得到WO3，通入氢气还原得到单质W。
“焙烧”前将黑钨矿粉碎，可增大矿石的表面积，从而增大反应接触面积，使焙烧更充分；
（2）由分析，“水浸”除去了锰和铁元素，故滤渣的主要成分为MnO2、Fe2O3两种金属氧化物，焙烧过程中MnWO4与氢氧化钠反应生成二氧化锰和钨酸钠，化学方程式为；
（3）由流程图及分析，水浸液含、，净化过程中，砷元素以MgHAsO4沉淀的形式被除去，因此，H2O2的作用是将氧化为；
（4）①由图像分析可知，随温度升高，氢气的体积分数减小，即升温平衡正向移动，正反应为吸热反应，该反应ΔH>0；
②a点在曲线上方，即如果达到平衡，氢气体积分数要减小，说明反应要正向进行才能到平衡，故反应正向进行中，v正>v逆；
③900℃时，压强p=0.1MPa，M点氢气的体积分数为25%，结合三段式列式计算平衡分压，设氢气起始量为3ml，平衡时消耗氢气x ml，则，，x=2.25ml，该反应的压强平衡常数Kp=；
（5）“还原”过程中，氧化钨会与水蒸气反应生成WO2(OH)2，其化学方程式为；
（6）反应②-①得到WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s)的4倍，故根据盖斯定律WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s) ΔH=kJ/ml；
（7）常温下，Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线如图，由于氢氧化钙微溶，溶解度相对较大，上方的线表示CaWO4，下方的线表示Ca(OH)2，当c()=10-5ml/L时，对应是曲线上纵坐标为5的点，取横坐标(钙离子浓度)相同，对应氢氧根曲线的纵坐标为1，即c(OH-)=0.1ml/L，即pOH=1，pH=13。
22．(1)3d14s2
(2) 随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低 SO2 2 (NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3
(3) Sc2(C2O4)3•H2O 2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(4) 4
【分析】磷精矿加入硝酸酸浸，过滤得到二氧化硅不反应得到滤渣1，稀土元素、铁、钙元素进入滤液，加入萃取剂萃取出稀土元素，然后加入试剂X为亚硫酸钠将三价铁转化为二价铁，通入氨气，调节pH分离出含有稀土的固相，再加入硝酸溶解，加入硫酸除去钙元素得到硫酸钙滤渣2，滤液加入草酸分离出草酸钪晶体；
【详解】（1）钪为21号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，核外价电子排布式为：3d14s2；
（2）①由表可知：随-R中碳原子数增加，(RO)3PO产率降低，请从结构的角度分析原因：随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低．故答案为：随着碳原子数增加，烃基推电子能力增强，O-H键更难断裂，(RO)3PO产率降低；
②由图可知，亚铁离子与Sc3+的分离效果更好，则试剂X为将铁离子转化为亚铁离子的物质，故应选择SO2，二氧化硫和铁离子反应生成亚铁离子和硫酸，利于铁离子与Sc3+的分离，结合图像可知，应调节pH为2，此时Sc3+几乎完全沉淀，而亚铁离子几乎没有沉淀，分离效果好，故答案为：SO2；2；
③总反应为通入NH3得到ScPO4沉淀，反应i.H3PO4+3NH3═(NH4)3PO4，则反应ii为(NH4)3PO4和稀土的硝酸盐转化为ScPO4沉淀的反应，(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3，故答案为：(NH4)3PO4+Sc(NO3)3=ScPO4↓+3NH4NO3；
（3）设起始时Sc2(C2O4)3•6H2O的物质的量为1ml,质量为462 g,由图可知，250℃时，减少的质量为462g×19.5%≈90g，=5ml,即晶体失去5个结晶水，故250℃时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3•H2O，250～550℃减少的质量为462g×3.9%≈18g,可知550℃时晶体的主要成分是Sc2(C2O4)3，850℃时剩余固体的质量为462g×(1-19.5%-3.9%-46.88%)≈138g,除去钪元素质量后剩余质量为138g-2ml×45g/ml=48g,应为氧元素的质量，=3ml,则850℃时晶体的化学式为Sc2O3，故550～850℃发生反应的化学方程式为：2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2；
（4）Sc的一种氢化物晶胞结构如图2，晶体中H周围与其最近的Sc的个数为：4，晶胞中分摊法得到，Sc个数=8×+6×=4，H个数8个，表示的氢化物为：H8Sc4， NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞质量为，晶胞参数为anm，晶胞体积为V=(a×10−7)3cm3，则该晶胞的密度。
23．(1)
(2)
(3)锌粉置换出的铜或镉覆盖在锌的表面，形成原电池，增大反应速率
(4)
(5)
(6) ；② ；则①-2×②得：，此反应的平衡常数为，说明此反应进行程度很大，能够完全进行
(7)
【分析】锌精矿(主要成分为硫化锌，还含有铁、钴、铜、镉、铅等元素的杂质)，硫元素转化为SO2，经过焙烧得金属氧化物，主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、C2O3、CdO，焙烧后的氧化物用硫酸酸浸，其中生成硫酸铅为沉淀，以滤渣除去，将焙烧尾气（主要为SO2）通入浸出液，使三价铁离子被还原为二价铁离子，再加入粗锌粉置换铜，加入细锌粉置换镉，再通入氧气将亚铁离子转化为三价铁离子，更易水解沉淀，最后氧化二价钴离子并沉钴，得到硫酸锌溶液，电解得锌。
【详解】（1）
铜元素原子序数为29，价层电子排布图为；
（2）焙烧后的氧化铅溶于硫酸，生成难溶的，滤渣的主要成分为；
（3）从流程信息中可以看出金属性：Cu