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2025届高三化学二轮复习 --- -工业流程题 讲义与练习
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这是一份2025届高三化学二轮复习 --- -工业流程题 讲义与练习，共37页。
已知：
(1)“碱洗”时，加入NaOH溶液的作用：①可以洗去废旧镀锌铁皮上的油污；② 。
(2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)“氧化”时，加入适量的NaClO溶液，发生反应的离子方程式为 ；“氧化”后的溶液中主要含有的金属阳离子Na+、 、 。
(4)“加热沉铁”时，向溶液中不断通入N2，并将溶液加热至60℃，在恒温下快速搅拌，30 min后，向溶液中滴加5 ml/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，继续滴加NaOH溶液至pH=11，再加入适量柠檬酸三钠(利用柠檬酸根离子与Fe3+反应，抑制晶粒的继续生长，使制得的Fe3O4晶粒更小)，并升温至80℃，恒温搅拌1 h，最后冷却至室温，通过“分离”操作，可制得磁性Fe3O4纳米颗粒。
①通入N2的原因 。
②向溶液中滴加5 ml/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，写出该过程中总反应的离子方程式 。
(5)“分离”时，在磁铁的帮助下，倒掉上层清液，用蒸馏水洗涤固体2次，固体洗涤干净的标志是 。
(6)将制备的磁性pH=7纳米颗粒分散到水中，所得分散系为 。
2．（2024高三上·福建福州·期末）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、、、、等)回收的工艺流程如图。
已知：难溶于盐酸；。
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”时加入足量的目的是 ；氧化后溶液中浓度为，常温下“调”时，若控制，则的去除率为 。(忽略调前后溶液的体积变化)。
(3)已知时，，，。“沉钪”时，发生反应：，该反应的平衡常数 (用含、、的代数式表示)。
3．（24-25高三上·四川自贡·开学考试）一种高硫锰矿的主要成分为MnCO3和MnS，主要杂质为FeS、SiO2、CaCO3、Al2O3、MgO等，研究人员设计了如图流程，制备Mn3O4。
已知：①焙烧烟气中有SO2等酸性气体。
②金属离子浓度≤10-5时，认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
③Ksp(MgF2)=6.4×10-9、Ksp(CaF2)=4.0×10-11。
(1)MnCO3中Mn的价电子排布式为 ，“焙烧”的主要目的是 。
(2)“酸浸”过程中， (填“能”或“不能”)用盐酸替换硫酸。
(3)“氧化1”时，试剂a为MnO2，并控制溶液的pH=3，此时发生反应的离子方程式为 。
(4)若省略“氧化”步骤直接进行“中和除杂”，则造成的影响是 。
(5)“净化除杂”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5，则滤液中c(Ca2+)为 。
(6)“氧化2”过程中，在MnSO4溶液中滴入一定浓度的氨水，加压通入空气反应7小时制备Mn3O4，此时发生反应的离子方程式为 。
4．（24-25高三上·广东深圳·阶段练习）铟(In)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)为原料进行铟的富集与回收的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的pH：(生成氢氧化物沉淀)
②“萃取”原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)
回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为 (写化学式)，“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。
(2)常温下“调pH”时，应控制范围为 。
(3)若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用 (写试剂名称)。
(4)流程中可循环利用的物质为 。
(5)“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为 。
(6)铟可与砷(As)形成一种光纤通信晶体材料，其晶胞结构如图所示：
①该晶体中，铟原子的配位数为 。
②已知晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA。则晶体密度为 g•cm-3。
5．（2024高三上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示：
已知常温下，。
(1)基态的价电子轨道表示式为 。Cu的焰色试验为绿色，这是 的结果。
(2)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时中的铁元素转化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)滤渣Ⅱ的主要成分为、 (填化学式)。
(4)加入时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中的浓度为，则溶液中 。
(5)溶液中的元素守恒式为 。加入溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。
6．（2024高三上·广西玉林·期末）高铁酸㬛是一种多功能绿色水处理剂，杀菌消毒的同时可生成氢氧化铁胶体。某工厂利用废金属屑(主要成分为和，含有少量)制取并回收金属，工艺流程如下：
(1)试剂为 (填化学式)；在过滤操作中要使用玻璃棒，其作用是 。
(2)证明滤液中无的实验方法是 ；用离子方程式解释滤液不含有可能的原因 。
(3)流程中固体不可暴露在空气中时间过长，原因是 (用化学方程式表示)。
(4)高铁酸钠中铁的化合价为 价。高铁酸钠处理水过程中所发生的化学反应主要为(胶体)，该反应中物质的氧化性强弱关系是 (填“>”或“<”)。净水时能吸附悬浮物的原因是 。
7．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）Ⅰ．某化学自主实验小组利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原为无污染气体(K1、K2为止水夹，夹持固定及加热装置略去)。
(1)装置A产生NH3的原理为 (用文字表述)。
(2)装置E发生反应的化学方程式为 。
(3)甲、乙分别是 (填字母)。
a．浓硫酸、浓硫酸 b．碱石灰、无水氯化钙
c．碱石灰、碱石灰 d．五氧化二磷、五氧化二磷
(4)若NO2能够被NH3还原，则反应的化学方程式为 。
(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。
Ⅱ．硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如下：
(6)工业上常以粉碎的黄铁矿(FeS2)为原料来制备SO2，将黄铁矿粉碎的目的是 。
(7)写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式： 。
(8)实验室模拟硫酸工业的尾气中含有少量SO2，可用 (填试剂名称)吸收。
8．（24-25高三上·广东揭阳·阶段练习）赤泥是氧化铝生产排放的固体废弃物。由赤泥(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Na2O等)制备一种高效净水剂聚合硫酸铝铁(PAFS)的工艺流程如下：
(1)基态铝原子价层电子轨道表示式为 ，SO的空间构型是 。
(2)加快“浸取”速率可采取的措施为 (答出一种方法即可)，酸浸渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为 ；室温下，向氧化后的溶液中滴加NaOH溶液至pH=4时，溶液中的c(Fe3+)= ml/L(已知常温下，Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38)。
(4)为了测试所制得的聚合硫酸铝铁的性能，取某水样在不同pH条件下加入PAFS并测定其去浊率，结果如图所示，(已知去浊率越高，净水效果越好)由图可知在设定的偏酸性和偏碱性条件下，水样的去浊率均不高，试分析pH<7时，去浊率较低的可能原因为 。
(5)一种碳溶解在铁单质中形成合金的晶胞如下图所示，则该物质的化学式为 ，晶胞中与铁原子距离最近且相等的铁原子共有 个；若晶胞中最近的铁原子与碳原子的距离为apm，则该晶体的密度为ρ= g·cm-3(阿伏加德罗常数的值用表示，写出计算式即可)。
9．（24-25高三上·海南省直辖县级单位·开学考试）硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为，杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
已知：25℃，相关物质的溶度积常数如表：
回答下列问题：
(1)“焙烧”时发生主要反应的化学方程式为 。
(2)加入物质X调溶液，适宜使用的X是 。
(3)滤渣①的主要成分是和 、 。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 。
(6)“除钙镁”当镁离子恰好完全沉淀时， (保留两位有效数字)。(当时认为完全沉淀)
10．（24-25高三上·重庆·开学考试）锰酸锂(，LMO)具有电化学活性高、吸附容量大、选择性优异和安全无毒等优点，成为目前电化学提锂系统中最常用的锂电池的正极材料。以软锰矿粉(主要成分是，含少量、、、MgO等)为原料制备锰酸锂的流程如下：
常温下，几种难溶物质的溶度积数据如下表：
请回答下列问题：
(1)中Mn的化合价为 。
(2)“酸浸”时，充入目的是 ；“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“调pH”的目的是 。
(5)测得“沉镁”后，残留的为ml/L，则此时溶液中 ml/L；若取1L“沉镁”后的滤液，加入等体积1.568ml/L的溶液进行沉锰，“沉锰”生成碱式碳酸锰的同时放出，则该过程中的沉淀率最大为 %。(保留一位小数)
(6)“沉锰”后的滤液与强碱加热处理后可返回 (填步骤名称)步骤循环利用。
11．（2024高三上·广西玉林·期末）纳米氧化镁是在磁性、催化方面有许多特异功能的新材料，具有重要价值。工业上以菱镁矿(主要成分为，含少量、和杂质)为原料制备纳米氧化镁的工艺流程如图：
(1)“焙烧”中，几乎不发生反应，、、转化为相应的硫酸盐。若转化为，则每1ml需要消耗的物质的量为 ml；生成的尾气除了，还有 (填化学式)。
(2)“滤渣I”的成分，除外，还有 (填化学式)。
(3)已知在该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀时的如下表：
上述流程中所用“氧化剂”常用双氧水，这一步不可省掉的理由是 。
(4)“试剂”是 (填化学式)；调节的范围是 。
(5)“沉淀”形成。资料显示煅烧比煅烧更容易生成纳米材料。“沉淀”时若将更换为，则产生的后果是 。
(6)该流程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。
12．（2024高三上·江苏连云港·期末）由钛白副产硫酸亚铁[主要成分是，还含有]制备锂离子电池正极材料的前驱体的工艺流程如下图所示：
已知：①溶解后溶液，各微粒浓度如下表所示。
②，时，沉淀完全；
③；；。
请回答下列问题：
(1)“除杂过滤”工序中，将转化为除去。
①加入铁粉的作用是 。
②当沉淀完全时，滤渣中是否含有，请通过计算说明 。
(2)“结晶过滤”时获得的固体是。请补充完整下列制备方案：将“除杂过滤”后的滤液 ，得粗产品，多次重结晶、过滤、洗涤、干燥，制得较为纯净的(的溶解度随温度变化的曲线如图所示)。
(3)“沉铁”时发生反应：。加入氨水的目的是 。
(4)工业上可用电解磷铁渣(主要含等)制备，电解原理如图所示。
①a为直流电源的 极。
②生成的电极反应式为 。
13．（24-25高三上·安徽·开学考试）高纯纳米钛酸钡被广泛用于自动温控发热原件、PTC热敏电阻器件等领域，化工生产上以重晶石BaSO4为原料制备，生产流程如图所示，回答下列相关问题：
(1)分别写出流程中气体X、烧碱的电子式 、 。
(2)科研发现，焦炭热还原重晶石反应过程在不同温度下其产物发生如图所示变化：
温度大约在400℃到1000℃之间，产物CO2逐渐减少，原因是 (写出反应方程式即可)，若该反应转移了2 ml电子，则氧化产物的质量为 g；写出400℃时反应的方程式 。
(3)生产流程中“系列操作”为 、冷却结晶、过滤等。该操作若在实验室中完成，下列仪器一定使用不到的是 (填写仪器名称)。
(4)“合成BaTiO3”反应中还会生成C4H9OH，写出该反应的化学方程式 (无需标注反应条件)，有人认为该反应属于氧化还原反应，试评价该观点是否正确，说出理由 。
14．（24-25高三上·河北邯郸·开学考试）从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质，且外面包裹隔膜PP/PE)中回收钴、锂的工艺流程如图所示：
已知：①当反应的平衡常数，可认为反应进行完全；
②，草酸电离常数、。
(1)C元素在周期表中的位置为 。
(2)隔膜PP/PE主要成分为聚丙烯和聚乙烯，有机合成中主要利用石油裂解气为原料进行 (填反应类型)反应制备。
(3)“碱浸”所得滤液中通入过量可制备氢氧化铝，此反应的离子方程式为 。
(4)“酸浸”发生的主要反应的离子方程式为 。
(5)“沉钴”一般加入草酸铵溶液，为了使钴离子沉淀反应进行完全，能否用草酸溶液代替 (填“能”或“否”)，如果能写出计算过程 。
(6)根据下图碳酸锂的溶解度曲线分析，实验室模拟“沉锂”中获得固体的操作主要包括 、洗涤，干燥。
为研究的投加量对结晶的影响，固定其他条件不变进行实验，结果见下图，请运用平衡理论解释的产率随加入量的变化趋势： 。
15．（2024高三下·河南·期末）工业上用软锰矿(主要含)和银锰精矿(主要含、MnS、)为原料联合提取银和锰的一种流程如图所示。
已知：ⅰ．酸性条件下，的氧化性强于。
ⅱ．浸银渣中含大量黄色固体。
ⅲ．不溶于冷的稀硫酸，溶于浓硫酸和硝酸。
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，MnS发生氧化还原反应生成的离子方程式为 。
(2)“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。
(3)“浸银”时，银以形式浸出，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(4)“沉银”时发生反应的离子方程式有、 、 。
(5)“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。当温度高于60℃时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是 。
(6)“还原”步骤发生反应的化学方程式为 。
16．（24-25高三上·福建宁德·开学考试）磷石膏主要成分为，含少量、等，以此为原料可制备轻质碳酸钙和铝铵矾[]，流程如下图：
(1)转化步骤的主要目的是 。
(2)除杂时所得滤渣的成分为 。
(3)碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体，直至不再有沉淀生成，则按先后通入的气体分别为 、 。
(4)称取流程中轻质碳酸钙0.5000g，用盐酸充分溶解，过滤，将滤液和洗涤液转移至250mL容量瓶中，定容、摇匀，取出25.00mL，加入指示剂(铬黑T)，调节pH>12，用0.02000标准溶液滴定(滴定过程中与按1：1反应)，至终点时消耗溶液23.60mL。产品中碳酸钙的质量分数为 。
(5)制取铝铵矾的实验方案：a、在滤液中加入 至不再产生气泡，蒸发浓缩至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，得硫酸铵固体；b、在烧杯中加入溶液，不断搅拌下加入制得的硫酸铵固体，当固体完全溶解后， (填操作)，用无水乙醇洗涤、干燥，即得铝铵矾产品。(部分物质的溶解度随温度的变化如图所示)。
17．（24-25高三上·湖南·阶段练习）铑()是一种稀有贵金属，工业上从废铑材料(主要含，还含有等)中提炼铑的主要途径有如下两种。
已知：①金属活动性顺序位于H之后。
②(Ⅲ)易与形成配离子，且该配离子在水溶液中存在以下平衡：。
③时相关氢氧化物的见下表。开始沉淀的金属离子浓度为；金属离子浓度时，可认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)途径一：
①“粉碎”的作用是 。“氯化溶解”过程中，金属转化为，该反应的化学方程式为 。
②“定向脱铜”时，铜的沉淀率随变化如图所示，实际工业生产中控制为2.5，不宜大于2.5的原因是 。
③“阳离子交换”过程中，被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子有 。
(2)途径二：
①“控温焚烧”将、分别氧化为和，“加热至熔融”将焚烧后的物质全部转化成可溶性的硫酸盐。已知单质与反应的产物之一为，则被氧化的和被还原的的物质的量之比为 。
②步骤“调①”中应调节的范围为 (保留两位有效数字)。
③用氨水沉淀铑元素的离子方程式为 。
18．（24-25高三上·山东青岛·开学考试）工业上以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Fe2O3)和辉钼矿(主要成分为MS2，还含有少量Si、Ni的氧化物)为原料，制备四钼酸铵晶体[(NH4)2M4O13·2H2O]和硫酸锰晶体的工艺流程如下。回答下列问题：
已知：pKsp=-lgKsp，常温下，NiS和MnS的pKsp分别为19.4和12.6；1g2=0.3。
(1)为了提高焙烧效率，可以采取的措施有 (写一条即可)；“高温焙烧”时MnO2、MS2转化为MnMO4、MnSO4，写出该反应的化学方程式 。
(2)“酸浸”时，硫酸浓度对M、Mn浸出率的影响如图所示。“酸浸”时硫酸的最佳浓度为 g/L，理由是 。
(3)黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6，生成黄钠铁矾的离子方程式为 ；“除铁”后的溶液中c(Mn2+)=0.5ml/L，当溶液中可溶组分浓度≤1.0×10-6ml/L时，可认为已除尽，则“除镍”应控制溶液pH的范围是 (已知pc(S2-)=-1gc(S2-)，溶液中pc(S2-)和pH的关系为pc(S2-)=15.1-pH；忽略溶液体积变化)。
(4)“萃取”的原理为2R3N(叔胺)+2H++MO⇌(R3NH)2MO4，则“反萃取”中的试剂X最适宜选用 (填字母)；从“母液”中回收的副产品主要是 (填名称)。
a．稀硫酸 b．(NH4)2SO4溶液 c．NaOH溶液 d．氨水
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
开始沉定的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
Zn2+
Fe2+
Fe3+
In3+
Pb2+
开始沉淀
5.4
7.1
1.7
3.5
7.2
完全沉淀
6.4
8.9
2.8
4.8
8.7
物质
物质
金属离子
开始沉淀时的
6.3
2.2
8.9
完全沉淀时的
9.0
2.8
10.9
微粒
元素
浓度
1.7
0.0043
0.07
氢氧化物
参考答案：
1．(1)溶解铁片上的锌(或者除去锌)
(2)Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4
(3) 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O Fe3+ Fe2+
(4) 做保护气，防止Fe(OH)2被空气氧化为Fe(OH)3 Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O
(5)取最后一次的洗涤液，向其中加入足量的稀硝酸酸化，再向其中加入AgNO3溶液，如果没有白色沉淀生成，则证明固体已经洗干净或者用干净的铂丝或铁丝蘸取最后一次洗涤液，放到酒精灯外焰上灼烧，如果没有观察到黄色火焰，则证明固体已经洗干净
(6)胶体
【分析】废旧镀锌铁皮加入NaOH溶液进行碱洗，除去表面的油污，同时溶解锌，过滤，向铁皮中加入足量的硫酸溶解，得到含有硫酸的硫酸亚铁溶液，向里面加入NaClO溶液，可以将Fe2+氧化为Fe3+，然后向溶液中通入N2，排出装置中的空气，并作保护气，防止Fe2+与OH-反应产生的Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3。在加热沉铁时发生的总反应的离子反应：Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O，然后过滤，分离出生成纳米磁性Fe3O4的粒子，最后经过分离得到纳米磁性Fe3O4和硫酸钠溶液，据此分析作答。
【详解】（1）“碱洗”时，加入NaOH溶液的作用：①可以洗去废旧镀锌铁皮上的油污；②溶解铁片上的锌(或者除去锌)；
（2）“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+，这是由于废旧镀锌铁皮中的Fe2O3与硫酸反应产生Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3与废旧镀锌铁皮中Fe发生反应：Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，最后完全转化为FeSO4；
（3）“氧化”时，加入适量的NaClO溶液，可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可知发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；该装置目的是制取Fe3O4，其中含有+2、+3两种价态的Fe，因此“氧化”后的溶液中主要含有的金属阳离子Na+、Fe2+、Fe3+；
（4）①通入N2的原因是做保护气，防止Fe(OH)2被空气氧化为Fe(OH)3；
②向溶液中滴加5 ml/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，该过程中总反应的离子方程式为：Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O；
（5）“分离”时，在磁铁的帮助下，倒掉上层清液，用蒸馏水洗涤固体2次，固体物质是从含有NaCl的溶液中分离得到，因此洗涤干净的标志是最后一次洗涤液中无Cl-或无Na+操作。检验Cl-或Na+是否存在方法是：取最后一次的洗涤液，向其中加入足量的稀硝酸酸化，再向其中加入AgNO3溶液，如果没有白色沉淀生成，则证明固体已经洗干净或者用干净的铂丝或铁丝蘸取最后一次洗涤液，放到酒精灯外焰上灼烧，如果没有观察到黄色火焰，则证明固体已经洗干净；
（6）由于制取得到的Fe3O4固体颗粒直径为纳米级大小，因此将制备的磁性pH=7纳米颗粒分散到水中，所得分散系为胶体。
2．(1) 将“赤泥”粉碎 SiO2、TiO2
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+ 99%
(3)
【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；
（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=10-11ml/L，此时三价铁的浓度=，则Fe3+的去除率=；
（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K=。
3．(1) 3d5 将硫化物转化为氧化物，除去硫元素
(2)能
(3)
(4)所得产品中混有亚铁盐
(5)
(6)
【分析】由题给流程可知，高硫锰矿加入空气焙烧得到相应金属氧化物和含二氧化硫的烟气，然后加入硫酸溶液溶浸时，二氧化硅与硫酸溶液不反应、氧化钙和硫酸生成硫酸钙沉淀，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的滤渣1和含有锰、铁、铝、镁元素离子的滤液；向滤液中加入二氧化锰将酸性溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸钙中和过量酸调节溶液pH，将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣3和滤液；向滤液中加入氟化锰将钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀，过滤得到含有氟化钙、氟化镁的滤渣4和滤液；向滤液中加入氨水和空气，空气中氧气具有氧化性，氧化锰离子得到Mn3O4。
【详解】（1）MnCO3中Mn为+2价，锰为25号元素，失去2个电子形成二价锰离子，其价电子排布式为3d5，“焙烧”的主要目的是将硫化物转化为氧化物，除去硫元素；
（2）加入硫酸溶液溶浸是将金属氧化物转化为可溶性盐溶液，并除去部分钙离子，用盐酸替换硫酸后，钙离子可以在净化除杂过程中再除去，故可以用盐酸替换硫酸；
（3）酸性条件下，二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，控制溶液的pH=3，此时铁离子转化为氢氧化铁沉淀，故反应为：；
（4）由形成氢氧化物沉淀的pH范围可知，亚铁离子不容易生成氢氧化亚铁沉淀，若省略该步骤，滤液中会混有亚铁离子，导致所得产品中混有亚铁盐；
（5）若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5，，则滤液中c(Ca2+)为；
（6）向滤液中加入氨水和空气，空气中氧气具有氧化性，氧化锰离子得到Mn3O4，反应为：。
4．(1) PbSO4 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)[2.8~3.5)或2.8≤pH＜3.5
(3)盐酸
(4)H2A2或萃取剂
(5)粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟
(6) 4 ×1021
【分析】废渣(ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)，加酸后Pb2+转化成硫酸铅除去，滤渣1为硫酸铅，浸出液中含有Zn2+、Fe2+、In3+等阳离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，反应原理为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，加入碳酸钠“调pH”使三价铁离子沉淀完全，加入有机溶剂经过萃取分液，原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，然后加入盐酸进行反萃取，再加入Zn进行置换得到海绵铟，最后得到精铟，据此分析解题。
【详解】（1）根据分析可知，滤渣1的主要成分为PbSO4；“氧化”步骤发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）常温下“调pH” 使三价铁离子沉淀完全， In3+不沉淀，应控制pH范围为2.8≤pH＜3.5；
（3）在进行反萃取时加入的是酸，若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用盐酸；
（4）萃取原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，在反萃取时加入酸，可得到萃取剂，故流程中可循环利用的物质为萃取剂；
（5）“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为：粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟；
（6）①由晶胞结构可知，铟原子位于As原子围成的四面体空隙，In的配位数为4；
②由晶胞结构可知，As原子有4个位于体内，In原子数目，晶胞的质量为g，则晶体密度为×1021g•cm-3；
5．(1) 原子核外电子跃迁释放能量(合理即可)
(2) 将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等(答两条，合理即可) 硫酸 3:2
(3)
(4) 或
(5)
【分析】MnO2在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca2+，净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液含有MnSO4，然后加入碳酸氢钠沉锰，处理得到MnCO3，据此作答。
【详解】（1）
Fe2＋价层电子排布式为3d6，则排布图为；
Cu的焰色试验为绿色，这是原子核外电子跃迁释放能量的结果。
（2）加快“酸浸”速率的措施有：将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等；
结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸；
“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，反应的离子方程式为：，则该反应中氧化剂MnO2与还原剂FeS2的物质的量之比为3：2。
（3）然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，同时产生的Ca2+与硫酸根离子形成微溶的CaSO4，滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3。
（4）加入是转化为氟化钙沉淀，发生反应的离子方程式为：或；
该反应的平衡常数，的浓度为，则溶液中。
（5）NaHCO3中钠原子与C原子个数比为1：1，NaHCO3溶液中的物料守恒为；
在得到的硫酸锰中加入碳酸氢钠使其转化成碳酸锰沉淀，发生反应：。
6．(1) 引流
(2) 取少量滤液于试管中，滴加溶液无明显现象，证明滤液中无 或
(3)、
(4) > 被还原后可生成胶体，胶体具有吸附性可吸附水中悬浮物
【分析】废金属屑中加入少量试剂a稀硫酸，稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁，生成的硫酸铁又与铁反应生成硫酸亚铁，过滤得到滤液Ⅰ和固体铁、铜，铁和铜中加入足量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，铜不与稀硫酸反应，过滤得到固体铜和滤液Ⅱ。
【详解】（1）由分析可知，试剂a为；在过滤操作中要使用玻璃棒引流；
（2）检验铁离子可用溶液，因此证明滤液I中无的实验方法是：取少量滤液I于试管中，滴加溶液无明显现象，证明滤液I中无。废金属屑中加入少量稀硫酸，稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁，生成的硫酸铁又与铁反应生成硫酸亚铁，因此滤液I不含有可能的原因为：或；
（3）过氧化钠暴露在空气中，会接触到空气中的水和二氧化碳，从而发生化学反应，方程式为：、；
（4）由化合价代数和为零可知中铁元素为，根据氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：；净水时被还原生成三价铁离子，Fe3+水解生成氢氧化铁胶体，胶体能吸附水中悬浮物。
7．(1)生石灰与水反应放热，促使浓氨水挥发
(2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(3)b
(4)8NH3+6NO27N2+12H2O
(5)没有尾气处理装置
(6)增大固体反应物的接触面积，加快反应速率
(7)
(8)氢氧化钠溶液
【分析】Ⅰ．在A中浓氨水与生石灰反应产生NH3，通过装置B的碱石灰进行干燥，再进入装置C进行反应；浓硝酸与铜片反应制备NO2，通过装置乙的五氧化二磷固体或无水氯化钙进行干燥进入装置C中，NH3与NO2在装置C中进行反应，生成N2和H2O；
Ⅱ．制得的SO2与空气经“净化干燥”，进入催化反应室，在常压、催化剂作用下反应生成SO3，在吸收塔中利用98%硫酸吸收，未被吸收的SO2废气被循环使用，吸收后的发烟硫酸经稀释后进入储存室处理。
【详解】（1）将浓氨水滴入CaO固体制取NH3的原理是：生石灰与水反应放热，促使浓氨水分解，产生的NH3挥发逸出；
（2）在装置E中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
（3）装置B中试剂甲的作用是干燥NH3，NH3是碱性气体，应该使用碱性干燥剂碱石灰进行干燥；装置乙中盛有的试剂用于干燥NO2，NO2溶于水，溶液显酸性，因此应该使用酸性或中性固体干燥剂，而不能使用碱性干燥剂，可以使用无水氯化钙，故甲中试剂是碱石灰，乙中试剂是无水氯化钙，合理选项b；
（4）若NO2能够被NH3还原，根据氧化还原反应规律，二者反应产物为N2和H2O，发生反应的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O；
（5）氨气、二氧化氮均为大气污染物，直接排放会造成空气空气，此实验装置存在一个明显缺陷是缺少尾气处理装置；
（6）将黄铁矿粉碎的原因是增大固体反应物的接触面积，加快反应速率；
（7）催化反应室中SO2被氧化为SO3，该反应是可逆反应，反应的化学方程式为：；
（8）硫酸工业的尾气中含有少量SO2，若直接排放会污染空气，并导致硫酸型酸雨，可根据SO2是酸性氧化物的性质，用NaOH溶液等碱性溶液进行吸收然后在排放。
8．(1) 正四面体形
(2) 适当增大硫酸浓度或加热或搅拌 SiO2、CaSO4
(3) ClO+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O 4.0×10—8
(4)pH<7时，溶液中氢离子浓度增大，PAFS的水解程度减小，生成胶体的量减少，使得去浊率较低
(5) FeC 12
【分析】由题给流程可知，赤泥焙烧后得到改性赤泥，向改性赤泥中加入硫酸溶液酸浸，将金属元素转化为硫酸盐，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸浸渣和滤液；向滤液中加入氯酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液聚合、分离得到高效净水剂聚合硫酸铝铁。
【详解】（1）
铝元素的原子序数为13，基态原子的价层电子排布式为3s23p1，轨道表示式为；硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，故答案为：；正四面体形；
（2）适当增大硫酸浓度、加热、搅拌等措施可以加快“浸取”速率；由分析可知，酸浸渣的主要成分是二氧化硅和硫酸钙，故答案为：适当增大硫酸浓度或加热或搅拌；SiO2、CaSO4；
（3）由分析可知，加入氯酸钠溶液的目的是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为ClO+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O；由溶度积可知，溶液pH为4时，溶液中铁离子浓度为=4.0×10—8ml/L，故答案为：ClO+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O；4.0×10—8；
（4）聚合硫酸铝铁在溶液中净水的原理是聚合硫酸铝铁在溶液中生成氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体，使溶液呈酸性，氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的固体悬浮物并使之沉降达到净水的目的，溶液pH小于7时，溶液中氢离子浓度较大，会抑制聚合硫酸铝铁的水解，生成胶体的量减少，使得去浊率较低，故答案为：pH<7时，溶液中氢离子浓度增大，PAFS的水解程度减小，生成胶体的量减少，使得去浊率较低；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4，位于棱上和体心的碳原子个数为12×+1=4，则该物质的化学式为FeC；晶胞中位于顶点的铁原子与位于面心的铁原子距离最近，则晶胞中与铁原子距离最近且相等的铁原子共有12个；晶胞中最近的铁原子与碳原子的距离为apm，则晶胞的边长为2apm，由晶胞的质量公式可得：=( 2a×10-10)3ρ，解得ρ=，故答案为：FeC；12；。
9．(1)ZnCO3ZnO+CO2↑
(2)ZnO或Zn(OH)2
(3) Fe(OH)3 CaSO4
(4)3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(5)将置换Cu2+为Cu从而除去
(6)
【分析】菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，菱锌矿焙烧碳酸锌转化为氧化锌，加稀硫酸溶解得到硫酸锌、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜溶液，SiO2不溶于硫酸，为不引入新杂质，用ZnO或Zn(OH)2调节pH=5，生成氢氧化铁沉淀，滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3，滤液①中加入高锰酸钾把Fe2+氧化为Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀，过滤出沉淀，滤液②加锌粉，置换Cu2+为Cu从而除去，滤液加HF生成MgF2、CaF2沉淀除去Ca2+、Mg2+，过滤，滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得ZnSO4⋅7H2O晶体。
【详解】（1）菱锌矿焙烧，ZnCO3分解为ZnO、CO2，反应的化学方程式为ZnCO3ZnO+CO2↑。
（2）加入物质X调溶液，X需要能够和酸反应且不引入新的杂质，适宜使用的X是ZnO或Zn(OH)2。
（3）根据分析可知，滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2。
（4）向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，反应的离子方程式为3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+。
（5）由分析可知，滤液②中加入锌粉的目的是：将置换Cu2+为Cu从而除去。
（6）“除钙镁”当镁离子恰好完全沉淀时，溶液中，溶液中c(F-)=，。
10．(1)+3
(2) 将Fe3+转化为Fe2+ SiO2
(3)
(4)将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀
(5) 0.8
(6)调pH
【分析】以软锰矿粉（主要成分是MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO等）为原料，加入硫酸并通入二氧化硫进行酸浸，SiO2与硫酸不反应，则反应后除去滤渣1为SiO2，得到滤液主要含有硫酸锰、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁等，再加入二氧化锰，将亚铁离子氧化成铁离子，再通入氨气调节pH，将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀为滤渣2，再加入氟化锰沉镁，将镁离子转化为氟化镁形成滤渣3，所得滤液再加入碳酸氢铵沉锰，得到碱式碳酸锰[2MnCO3⋅3Mn(OH)2⋅H2O]的同时放出CO2，再加入碳酸锂，在空气中加热至900-1000℃，反应得到锰酸锂(LiMnO2)。
【详解】（1）中Li的化合价为+1，O的化合价为-2，则Mn的化合价为+3。
（2）据分析可知，“酸浸”时，充入目的是将Fe3+转化为Fe2+；“滤渣1”的主要成分是SiO2。
（3）酸性条件下，MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，同时MnO2还原为Mn2+，反应的离子方程式为。
（4）据分析可知，“调pH”的目的是将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀。
（5）测得“沉镁”后，残留的为ml/L，则，此时溶液中；“沉锰”生成碱式碳酸锰，可以理解为提供电离出的碳酸根离子，水解提供氢氧根离子，电离出的氢离子又与碳酸氢根离子反应生成CO2和水，反应离子方程式为，根据题意可知，1L 1.568ml/L的的物质的量为1.568ml，根据方程式可知完全沉淀的Mn2+物质的量为0.784ml，则该过程中的沉淀率最大为。
（6）“沉锰”后的滤液中含有铵根离子，与强碱加热处理后会生成NH3，可返回“调pH”步骤循环利用。
11．(1) 0.25
(2)
(3)防止未完全转化成，导致下一步和同时沉淀，后续难以分离产品
(4) 或或或
(5)碱性更强，易生成难溶的氢氧化镁沉淀，不利于制备纳米材料
(6)
【分析】菱镁矿(主要成分为，含少量、，和杂质)，加入在空气中焙烧，主要反应为，发生反应：，转化为，加水溶解，是微溶物、不溶于水，进入滤渣Ⅰ中，加入氧化剂，将少量氧化为，加入试剂调pH，但不能引入新物质，故试剂可以选择的化合物、、、等，此时完全水解为，过滤除去(滤渣Ⅱ)，加入，转化为沉淀并得到溶液，经过煅烧得到纳米MgO，据此解答。
【详解】（1）转化为，铁元素化合价升高1价，则根据得失电子守恒，1ml消耗0.25ml，“焙烧”时化学方程式：
，生成的尾气主要气体有、，答案：0.25、；
（2）是微溶物、不溶于水，“滤渣I”的成分是、，答案：；
（3）根据表格数据可知，未沉淀完全时已开始沉淀，但若将氧化为，调使完全转化为沉淀时未开始沉淀、得到的沉淀可过滤除去，故上述流程中常用双氧水将氧化为，并避免引进杂质离子，答案：防止未完全转化成，导致下一步和同时沉淀，后续难以分离产品；
（4）根据分析，试剂可能是(或、、等)，调使完全转化为沉淀时未开始沉淀、则调节的范围是，答案：或或或、；
（5）碱性比更强，碱性强的溶液中易生成更多，而煅烧比煅烧更容易生成纳米材料，故使用不利于纳米材料的生成，纳米纯度降低，答案：碱性更强，易生成难溶的氢氧化镁沉淀，不利于制备纳米材料；
（6）根据分析，沉淀步骤中所得滤液为，则该流程中可以循环利用的物质是，答案：。
12．(1) 将还原为；消耗，调节，使完全转化为，便于除去 溶解后c(Mg2+)=0.07ml∙L-1，当溶液中，，，滤渣中不会含有。
(2)蒸发浓缩得到时饱和溶液冷却至结晶、过滤(洗涤)
(3)中和，促使平衡正向移动，沉淀完全
(4) 正
【分析】钛白副产硫酸亚铁酸溶之后，溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+、Mg2+、TiO2+，加入Fe将Fe3+还原为Fe2+，将TiO2+沉淀，结晶过滤、溶解后加H2O2将Fe2+转化为Fe3+，加入H3PO4和氨水沉淀Fe3+，据此回答。
【详解】（1）根据分析可知，加入铁粉的作用是：将还原为；消耗，调节，使完全转化为，便于除去；
当H2TiO3沉淀完全时，滤渣中不含Mg(OH)2，原因为：溶解后c(Mg2+)=0.07ml∙L-1，当溶液中，，，滤渣中不会含有；
（2）根据图中信息可知，将“除杂过滤”后的滤液蒸发浓缩得到时饱和溶液冷却至结晶、过滤(洗涤)，得粗产品；
（3）根据反应：可知，加入氨水的目的是：中和，促使平衡正向移动，沉淀完全；
（4）①该装置是电解磷铁渣主要含等，制备，磷元素的化合价从-3价升高到+5价，因此磷铁渣与电源正极相连，为阳极，石墨为阴极；
②FeP失去电子转化为FePO4，离子方程式为：。
13．(1)
(2) C+CO22CO 28 BaSO4+2CBaS+2CO2↑
(3) 蒸发浓缩 bce
(4) Ba(OH)2·8H2O+Ti(OC4H9)4=BaTiO3+4C4H9OH+7H2O 在反应前后元素化合价都没有发生变化，因此该反应不属于氧化还原反应，因此认为该反应属于氧化还原反应的说法是错误的。
【分析】重晶石BaSO4和焦炭高温煅烧，BaSO4被还原反应产生BaS，C被氧化产物可能是CO，也可能是CO2或它们的混合物，然后酸浸固体残留物，BaS与HCl反应产生BaCl2、H2S气体，向溶液中加入过量NaOH调整溶液pH，然后经一系列操作，反应产生Ba(OH)2·8H2O，向其中加入Ti(OC4H9)4，得到BaTiO3、C4H9OH，将得到的固体物质经提纯，再加以处理就得到纳米级BaTiO3。
【详解】（1）
根据上述分析可知流程中气体X是H2S，S原子与2个H原子形成2个共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，其电子式为：；NaOH是离子化合物，Na+与OH-之间以离子键结合，在OH-中H与O原子之间以共价键结合，因此NaOH的电子式为；
（2）温度大约在400℃到1000℃之间，产物CO2逐渐减少，是由于在高温下，CO2与其中的焦炭反应产生CO气体，该反应的化学方程式为：C+CO22CO；在该反应中，C为还原剂，CO2为氧化剂，每反应转移2 ml电子，反应产生的氧化产物是1 ml CO，其质量是m(CO)=1 ml×28 g/ml=28 g；
根据图示可知：在400℃时，BaSO4与焦炭反应产生BaS、CO2，该反应的化学方程式为：BaSO4+2CBaS+2CO2↑；
（3）生产流程中“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等。蒸发浓缩操作使用的仪器有蒸发皿；过滤操作使用到的仪器有漏斗、烧杯，一定用不到的仪器有分液漏斗、坩埚、容量瓶，故合理选项是bce；
（4）“合成BaTiO3”反应中还会生成C4H9OH，写出该反应的化学方程式为：Ba(OH)2·8H2O+Ti(OC4H9)4=BaTiO3+4C4H9OH+7H2O，该反应在反应前后元素化合价都没有发生变化，因此该反应不属于氧化还原反应，因此认为该反应属于氧化还原反应的说法是错误的。
14．(1)第四周期Ⅷ族
(2)加聚反应
(3)
(4)
(5) 否 ，，分子分母同乘，可得，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全
(6) 蒸发浓缩，趁热过滤 增大碳酸钠加入量，有利于反应向生成方向进行，从而使产率上升
【分析】由题给流程可知，向废旧钴酸锂电池的正极材料经放电拆解，去除隔膜PP/PE的废料中加入氢氧化钠溶液碱浸，将铝转化为四羟基合铝酸根离子，过滤得到含有四羟基合铝酸根离子的滤液和滤渣；向滤渣中加入稀硫酸、硫代硫酸钠溶液，将钴酸锂转化为锂离子和亚钴离子，过滤得到含有锂离子、亚钴离子的滤液；向滤液中加入草酸铵溶液，将溶液中的亚钴离子转化为草酸亚钴沉淀，过滤得到草酸亚钴和滤液；向滤液中加入碳酸钠溶液，将溶液中的锂离子转化为碳酸锂沉淀，过滤得到母液和碳酸锂。
【详解】（1）钴元素的原子序数为27，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，故答案为：第四周期Ⅷ族；
（2）聚丙烯和聚乙烯可以通过以石油裂解气为原料得到的乙烯、丙烯在一定条件下发生加聚反应制得，故答案为：加聚反应；
（3）制备氢氧化铝发生的反应为溶液中四羟基合铝酸根离子与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应的离子方程式为，故答案为：；
（4）由分析可知，“酸浸”发生的主要反应为钴酸锂与稀硫酸、硫代硫酸钠溶液反应生成硫酸亚钴、硫酸锂和水，反应的离子方程式为，故答案为：；
（5）沉钴时发生的反应为，反应的平衡常数，分子分母同乘，可得，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全，故答案为：，，分子分母同乘，可得，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全；
（6）由碳酸锂的溶解度曲线可知，温度升高，碳酸锂的溶解度降低，所以实验室模拟“沉锂”中获得碳酸锂固体的操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到碳酸锂；由图可知，增大碳酸钠加入量，有利于反应向生成方向进行，从而使产率上升，故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤；增大碳酸钠加入量，有利于反应向生成方向进行，从而使产率上升。
15．(1)
(2)
(3)2:1
(4)
(5)碳酸氢铵受热分解
(6)
【分析】以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和软锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰。将银锰精矿和软锰矿加入稀H2SO4进行酸浸，然后过滤，根据已知条件，可知得到浸渣主要含、S，酸浸液主要含等离子。将浸渣加入过量FeCl3、HCl中进行浸银，过滤得到浸银渣和浸银液，将浸银液中加入过量Fe粉进行沉银，过滤可得到沉银液和粗银粉；将酸浸液进行处理，加入氨水调节pH，除去铁离子，过滤所得滤液加碳酸氢铵沉锰，得到碳酸锰，焙烧得到，与铝粉高温下反应得到锰。
【详解】（1）“酸浸”时，MnS和发生氧化还原反应生成和单质硫离子方程式为；
（2）根据分析，“滤渣”的主要成分为；
（3）“浸银”时，银以形式浸出，与发生氧化还原反应：，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1；
（4）由于加入过量FeCl3、HCl中进行浸银，浸银液中含有的离子主要有、、、、，加入过量铁粉“沉银”时发生反应的离子方程式有、、；
（5）当温度高于60℃时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是碳酸氢铵受热分解；
（6）“还原”步骤与铝粉高温下反应得到锰，化学方程式为。
16．(1)将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵
(2)、
(3)
(4)94.4%
(5) 硫酸 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
【分析】磷石膏中加入碳酸氢铵-氨水，将硫酸钙转化为碳酸钙沉淀，得到硫酸铝铵溶液，过滤得到滤渣，滤渣主要有碳酸钙、二氧化硅、氧化铁，向滤渣中加入盐酸、再通入氨气，过滤得到滤渣，滤渣主要是氢氧化铁、二氧化硅，滤液主要是氯化钙、氯化铵，将滤液通入氨气和二氧化碳，最终得到轻质碳酸钙。
【详解】（1）根据题中前后物质分析，转化步骤的主要目的是将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵；故答案为：将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵。
（2）氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，二氧化硅不与盐酸反应，氯化铁溶液通入氨气生成氢氧化铁沉淀，因此反应除杂时所得滤渣的成分为、；故答案为：、。
（3）碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体，直至不再有沉淀生成，由于氨气在水中溶解度大，二氧化碳在水中溶液度小，通入氨气形成饱和溶液后再与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，则先后通入的气体分别为、；故答案为：；。
（4）根据题中信息得到产品中碳酸钙的质量分数；故答案为：94.4%。
（5）制取铝铵矾的实验方案：由于溶液中还存在碳酸氢根，因此在滤液中加入硫酸溶液至不再产生气泡为止，蒸发浓缩至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，得硫酸铵固体；在烧杯中加入100mL溶液，在不断搅拌下加入硫酸铵固体至完全溶解，因溶解度曲线看出铝铵矾的溶解度随温度变化非常明显，所以，蒸发浓缩至饱和，冷却结晶，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，即得产品；故答案为：硫酸，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
17．(1) 增大接触面积，加快反应速率 2Rh+3Cl2+6HCl=2H3RhCl6 pH>2，[RhC16]3-水解平衡正向移动，导致Rh沉淀率增加而损失 Na+ 、Fe3+
(2) 1:6 2.8~4.2 Rh3++3NH3·H2O=Rh(OH)3↓+3
【分析】途径一：废铑材料(主要含Rh，还含有Cu、Fe等)粉碎后通入氯气并加入盐酸，“氯化溶解”得到H3RhCl6、CuCl2、FeCl3，加入草酸和铜离子结合生成草酸铜，同时加入NaOH调节溶液pH，阳离子交换树脂吸附Na+、Fe3+为滤液除杂，[RhCl6]3-发生水解反应生成Rh(OH)3沉淀，最后得到铑粉；途径二：废铑材料(主要含Rh，还含有Cu、Fe等)焚烧将Cu转化为CuO，将Fe转化为Fe2O3，加热熔融，加入KHSO4，生成Rh2(SO4)3、CuSO4、Fe2(SO4)3，加入水和氨水调pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，再加入氨水调节pH，生成Rh(OH)3沉淀和Cu(NH3)4SO4溶液，过滤，Rh(OH)3和途径一相同处理得铑粉；
【详解】（1）①增大接触面积，加快反应速率；高铜铑精矿通入氯气和HCl，“氯化溶解”得到H3RhCl6，反应的方程式为2Rh+3Cl2+6HCl=2H3RhCl6；
②由图像可知，pH=2时，铜的沉淀率已达98%，若pH<2，铜的沉淀率会较低；pH>2，[RhC16]3-水解平衡正向移动，导致Rh沉淀率增加而损失；
③定向脱铜后溶液得到草酸钠、FeCl3，“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有Na+ 、Fe3+；
（2）①Rh单质与KHSO4反应生成Rh3+，还原产物为SO2，硫元素得2个电子，Rh失3个电子，根据氧化还原反应得失电子守恒，方程式为：2Rh+12KHSO4=Rh2(SO4)3+3SO2↑+6K2SO4+6H2O，参加反应的Rh和KHSO4的物质的量之比为1:6；
②Fe3+沉淀完全时，由Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10−38.6，c(OH-)==10-11.2ml/L，即pH=2.8，同时为了使Cu2+不发生沉淀，由Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10−19.6，c(OH-)==10-9.8ml/L，即pH=4.2，故调节的pH范围为2.8~4.2；
③用氨水调pH，NH3·H2O电离产生的OH−与Rh3+反应生成Rh(OH)3沉淀，其离子方程式为Rh3++3NH3·H2O=Rh(OH)3↓+3。
18．(1) 将矿石粉碎或增大空气的量或逆流焙烧 3MnO2+MS2+3O2=MnMO4+2MnSO4
(2) 250 该浓度下M、Mn的浸出率高，继续增大H2SO4浓度，浸出率变化不明显，造成H2SO4浪费且后续步骤消耗Na2CO3增加
(3) 3Fe3++Na++2+3+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑ 1.7-2.8
(4) d 硫酸铵
【分析】由题给流程可知，软锰矿和辉钼矿在空气中高温焙烧时，二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰，向焙烧渣中加入硫酸酸浸，将氧化铁、氧化镍溶解得到可溶性硫酸盐，二氧化硅与硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的浸出渣和浸出液；向浸出液中加入叔胺萃取溶液中的钼元素，分液得到水相和有机相；向水相中加入碳酸钠溶液，将铁离子转化为黄钠铁矾，过滤得到黄钠铁矾和滤液；向滤液中加入硫化钠调节溶液pH，将镍离子转化为硫化镍沉淀，过滤得到含有硫化镍的滤渣和含有硫酸锰的滤液；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得四水硫酸锰晶体；向有机相中加入氨水反萃取、分液得到叔胺和四钼酸铵溶液；向溶液中加入硫酸，中和过量的氨水，使四钼酸铵转化为沉淀，过滤得到含有硫酸铵的母液和四钼酸铵晶体。
【详解】（1）将矿石粉碎、增大空气的量、逆流焙烧等措施能提高焙烧效率；由分析可知，高温焙烧时发生的反应为二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰，反应的化学方程式为3MnO2+MS2+3O2=MnMO4+2MnSO4；
（2）由图可知，酸浸时，硫酸浓度为250g/L时，钼、锰的浸出率已经较高，继续增大硫酸浓度，浸出率变化不明显，会造成硫酸浪费，且过量的硫酸会使溶液中铁离子转化黄钠铁矾沉淀时，消耗碳酸钠的量增加，所以酸浸的最佳浓度为250g/L；
（3）生成黄钠铁矾沉淀的反应为溶液中的铁离子、钠离子、硫酸根离子与碳酸根离子反应生成黄钠铁矾沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为3Fe3++Na++2+3+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑；由硫化锰的溶度积可知，溶液中锰离子浓度为0.5ml/L时，溶液中pc(S2−)=pKsp(MnS)-pc(Mn2+)=12.6-0.3=12.3，则pH=15.1-12.3=2.8，由硫化镍的溶度积可知，溶液中镍离子完全沉淀时，溶液中pc(S2−)=pKsp(NiS)-pc(Ni2+)=19.4-6=13.4，则pH=15.1-13.4=1.7，则溶液中pH的范围为1.7-2.8；
（4）由萃取方程式可知，加入氨水能中和溶液中的氢离子，使平衡向逆反应方向移动，有利于四钼酸铵的生成，且不引入新杂质，故选D；由分析可知，母液的主要成分为硫酸铵，则回收的副产品为硫酸铵。
已知：
(1)“碱洗”时，加入NaOH溶液的作用：①可以洗去废旧镀锌铁皮上的油污；② 。
(2)“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)“氧化”时，加入适量的NaClO溶液，发生反应的离子方程式为 ；“氧化”后的溶液中主要含有的金属阳离子Na+、 、 。
(4)“加热沉铁”时，向溶液中不断通入N2，并将溶液加热至60℃，在恒温下快速搅拌，30 min后，向溶液中滴加5 ml/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，继续滴加NaOH溶液至pH=11，再加入适量柠檬酸三钠(利用柠檬酸根离子与Fe3+反应，抑制晶粒的继续生长，使制得的Fe3O4晶粒更小)，并升温至80℃，恒温搅拌1 h，最后冷却至室温，通过“分离”操作，可制得磁性Fe3O4纳米颗粒。
①通入N2的原因 。
②向溶液中滴加5 ml/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，写出该过程中总反应的离子方程式 。
(5)“分离”时，在磁铁的帮助下，倒掉上层清液，用蒸馏水洗涤固体2次，固体洗涤干净的标志是 。
(6)将制备的磁性pH=7纳米颗粒分散到水中，所得分散系为 。
2．（2024高三上·福建福州·期末）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、、、、等)回收的工艺流程如图。
已知：难溶于盐酸；。
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”时加入足量的目的是 ；氧化后溶液中浓度为，常温下“调”时，若控制，则的去除率为 。(忽略调前后溶液的体积变化)。
(3)已知时，，，。“沉钪”时，发生反应：，该反应的平衡常数 (用含、、的代数式表示)。
3．（24-25高三上·四川自贡·开学考试）一种高硫锰矿的主要成分为MnCO3和MnS，主要杂质为FeS、SiO2、CaCO3、Al2O3、MgO等，研究人员设计了如图流程，制备Mn3O4。
已知：①焙烧烟气中有SO2等酸性气体。
②金属离子浓度≤10-5时，认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
③Ksp(MgF2)=6.4×10-9、Ksp(CaF2)=4.0×10-11。
(1)MnCO3中Mn的价电子排布式为 ，“焙烧”的主要目的是 。
(2)“酸浸”过程中， (填“能”或“不能”)用盐酸替换硫酸。
(3)“氧化1”时，试剂a为MnO2，并控制溶液的pH=3，此时发生反应的离子方程式为 。
(4)若省略“氧化”步骤直接进行“中和除杂”，则造成的影响是 。
(5)“净化除杂”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5，则滤液中c(Ca2+)为 。
(6)“氧化2”过程中，在MnSO4溶液中滴入一定浓度的氨水，加压通入空气反应7小时制备Mn3O4，此时发生反应的离子方程式为 。
4．（24-25高三上·广东深圳·阶段练习）铟(In)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)为原料进行铟的富集与回收的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，一些金属离子开始沉淀与完全沉淀时的pH：(生成氢氧化物沉淀)
②“萃取”原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)
回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为 (写化学式)，“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。
(2)常温下“调pH”时，应控制范围为 。
(3)若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用 (写试剂名称)。
(4)流程中可循环利用的物质为 。
(5)“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为 。
(6)铟可与砷(As)形成一种光纤通信晶体材料，其晶胞结构如图所示：
①该晶体中，铟原子的配位数为 。
②已知晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA。则晶体密度为 g•cm-3。
5．（2024高三上·河南·期末）电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示：
已知常温下，。
(1)基态的价电子轨道表示式为 。Cu的焰色试验为绿色，这是 的结果。
(2)加快“酸浸”速率的措施有 (填两条)。稀酸X为 (填名称)。“酸浸”时中的铁元素转化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)滤渣Ⅱ的主要成分为、 (填化学式)。
(4)加入时发生反应的离子方程式为 。如果“净化”所得溶液中的浓度为，则溶液中 。
(5)溶液中的元素守恒式为 。加入溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式： 。
6．（2024高三上·广西玉林·期末）高铁酸㬛是一种多功能绿色水处理剂，杀菌消毒的同时可生成氢氧化铁胶体。某工厂利用废金属屑(主要成分为和，含有少量)制取并回收金属，工艺流程如下：
(1)试剂为 (填化学式)；在过滤操作中要使用玻璃棒，其作用是 。
(2)证明滤液中无的实验方法是 ；用离子方程式解释滤液不含有可能的原因 。
(3)流程中固体不可暴露在空气中时间过长，原因是 (用化学方程式表示)。
(4)高铁酸钠中铁的化合价为 价。高铁酸钠处理水过程中所发生的化学反应主要为(胶体)，该反应中物质的氧化性强弱关系是 (填“>”或“<”)。净水时能吸附悬浮物的原因是 。
7．（24-25高三上·辽宁·阶段练习）Ⅰ．某化学自主实验小组利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原为无污染气体(K1、K2为止水夹，夹持固定及加热装置略去)。
(1)装置A产生NH3的原理为 (用文字表述)。
(2)装置E发生反应的化学方程式为 。
(3)甲、乙分别是 (填字母)。
a．浓硫酸、浓硫酸 b．碱石灰、无水氯化钙
c．碱石灰、碱石灰 d．五氧化二磷、五氧化二磷
(4)若NO2能够被NH3还原，则反应的化学方程式为 。
(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。
Ⅱ．硫酸可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业生产硫酸的流程图如下：
(6)工业上常以粉碎的黄铁矿(FeS2)为原料来制备SO2，将黄铁矿粉碎的目的是 。
(7)写出催化反应室中SO2被氧化为SO3的化学方程式： 。
(8)实验室模拟硫酸工业的尾气中含有少量SO2，可用 (填试剂名称)吸收。
8．（24-25高三上·广东揭阳·阶段练习）赤泥是氧化铝生产排放的固体废弃物。由赤泥(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Na2O等)制备一种高效净水剂聚合硫酸铝铁(PAFS)的工艺流程如下：
(1)基态铝原子价层电子轨道表示式为 ，SO的空间构型是 。
(2)加快“浸取”速率可采取的措施为 (答出一种方法即可)，酸浸渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为 ；室温下，向氧化后的溶液中滴加NaOH溶液至pH=4时，溶液中的c(Fe3+)= ml/L(已知常温下，Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38)。
(4)为了测试所制得的聚合硫酸铝铁的性能，取某水样在不同pH条件下加入PAFS并测定其去浊率，结果如图所示，(已知去浊率越高，净水效果越好)由图可知在设定的偏酸性和偏碱性条件下，水样的去浊率均不高，试分析pH<7时，去浊率较低的可能原因为 。
(5)一种碳溶解在铁单质中形成合金的晶胞如下图所示，则该物质的化学式为 ，晶胞中与铁原子距离最近且相等的铁原子共有 个；若晶胞中最近的铁原子与碳原子的距离为apm，则该晶体的密度为ρ= g·cm-3(阿伏加德罗常数的值用表示，写出计算式即可)。
9．（24-25高三上·海南省直辖县级单位·开学考试）硫酸锌()是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为，杂质为以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
已知：25℃，相关物质的溶度积常数如表：
回答下列问题：
(1)“焙烧”时发生主要反应的化学方程式为 。
(2)加入物质X调溶液，适宜使用的X是 。
(3)滤渣①的主要成分是和 、 。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量溶液充分反应后过滤，滤渣②中有，该步反应的离子方程式为 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 。
(6)“除钙镁”当镁离子恰好完全沉淀时， (保留两位有效数字)。(当时认为完全沉淀)
10．（24-25高三上·重庆·开学考试）锰酸锂(，LMO)具有电化学活性高、吸附容量大、选择性优异和安全无毒等优点，成为目前电化学提锂系统中最常用的锂电池的正极材料。以软锰矿粉(主要成分是，含少量、、、MgO等)为原料制备锰酸锂的流程如下：
常温下，几种难溶物质的溶度积数据如下表：
请回答下列问题：
(1)中Mn的化合价为 。
(2)“酸浸”时，充入目的是 ；“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为 。
(4)“调pH”的目的是 。
(5)测得“沉镁”后，残留的为ml/L，则此时溶液中 ml/L；若取1L“沉镁”后的滤液，加入等体积1.568ml/L的溶液进行沉锰，“沉锰”生成碱式碳酸锰的同时放出，则该过程中的沉淀率最大为 %。(保留一位小数)
(6)“沉锰”后的滤液与强碱加热处理后可返回 (填步骤名称)步骤循环利用。
11．（2024高三上·广西玉林·期末）纳米氧化镁是在磁性、催化方面有许多特异功能的新材料，具有重要价值。工业上以菱镁矿(主要成分为，含少量、和杂质)为原料制备纳米氧化镁的工艺流程如图：
(1)“焙烧”中，几乎不发生反应，、、转化为相应的硫酸盐。若转化为，则每1ml需要消耗的物质的量为 ml；生成的尾气除了，还有 (填化学式)。
(2)“滤渣I”的成分，除外，还有 (填化学式)。
(3)已知在该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀时的如下表：
上述流程中所用“氧化剂”常用双氧水，这一步不可省掉的理由是 。
(4)“试剂”是 (填化学式)；调节的范围是 。
(5)“沉淀”形成。资料显示煅烧比煅烧更容易生成纳米材料。“沉淀”时若将更换为，则产生的后果是 。
(6)该流程中可以循环利用的物质是 (填化学式)。
12．（2024高三上·江苏连云港·期末）由钛白副产硫酸亚铁[主要成分是，还含有]制备锂离子电池正极材料的前驱体的工艺流程如下图所示：
已知：①溶解后溶液，各微粒浓度如下表所示。
②，时，沉淀完全；
③；；。
请回答下列问题：
(1)“除杂过滤”工序中，将转化为除去。
①加入铁粉的作用是 。
②当沉淀完全时，滤渣中是否含有，请通过计算说明 。
(2)“结晶过滤”时获得的固体是。请补充完整下列制备方案：将“除杂过滤”后的滤液 ，得粗产品，多次重结晶、过滤、洗涤、干燥，制得较为纯净的(的溶解度随温度变化的曲线如图所示)。
(3)“沉铁”时发生反应：。加入氨水的目的是 。
(4)工业上可用电解磷铁渣(主要含等)制备，电解原理如图所示。
①a为直流电源的 极。
②生成的电极反应式为 。
13．（24-25高三上·安徽·开学考试）高纯纳米钛酸钡被广泛用于自动温控发热原件、PTC热敏电阻器件等领域，化工生产上以重晶石BaSO4为原料制备，生产流程如图所示，回答下列相关问题：
(1)分别写出流程中气体X、烧碱的电子式 、 。
(2)科研发现，焦炭热还原重晶石反应过程在不同温度下其产物发生如图所示变化：
温度大约在400℃到1000℃之间，产物CO2逐渐减少，原因是 (写出反应方程式即可)，若该反应转移了2 ml电子，则氧化产物的质量为 g；写出400℃时反应的方程式 。
(3)生产流程中“系列操作”为 、冷却结晶、过滤等。该操作若在实验室中完成，下列仪器一定使用不到的是 (填写仪器名称)。
(4)“合成BaTiO3”反应中还会生成C4H9OH，写出该反应的化学方程式 (无需标注反应条件)，有人认为该反应属于氧化还原反应，试评价该观点是否正确，说出理由 。
14．（24-25高三上·河北邯郸·开学考试）从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质，且外面包裹隔膜PP/PE)中回收钴、锂的工艺流程如图所示：
已知：①当反应的平衡常数，可认为反应进行完全；
②，草酸电离常数、。
(1)C元素在周期表中的位置为 。
(2)隔膜PP/PE主要成分为聚丙烯和聚乙烯，有机合成中主要利用石油裂解气为原料进行 (填反应类型)反应制备。
(3)“碱浸”所得滤液中通入过量可制备氢氧化铝，此反应的离子方程式为 。
(4)“酸浸”发生的主要反应的离子方程式为 。
(5)“沉钴”一般加入草酸铵溶液，为了使钴离子沉淀反应进行完全，能否用草酸溶液代替 (填“能”或“否”)，如果能写出计算过程 。
(6)根据下图碳酸锂的溶解度曲线分析，实验室模拟“沉锂”中获得固体的操作主要包括 、洗涤，干燥。
为研究的投加量对结晶的影响，固定其他条件不变进行实验，结果见下图，请运用平衡理论解释的产率随加入量的变化趋势： 。
15．（2024高三下·河南·期末）工业上用软锰矿(主要含)和银锰精矿(主要含、MnS、)为原料联合提取银和锰的一种流程如图所示。
已知：ⅰ．酸性条件下，的氧化性强于。
ⅱ．浸银渣中含大量黄色固体。
ⅲ．不溶于冷的稀硫酸，溶于浓硫酸和硝酸。
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，MnS发生氧化还原反应生成的离子方程式为 。
(2)“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。
(3)“浸银”时，银以形式浸出，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(4)“沉银”时发生反应的离子方程式有、 、 。
(5)“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。当温度高于60℃时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是 。
(6)“还原”步骤发生反应的化学方程式为 。
16．（24-25高三上·福建宁德·开学考试）磷石膏主要成分为，含少量、等，以此为原料可制备轻质碳酸钙和铝铵矾[]，流程如下图：
(1)转化步骤的主要目的是 。
(2)除杂时所得滤渣的成分为 。
(3)碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体，直至不再有沉淀生成，则按先后通入的气体分别为 、 。
(4)称取流程中轻质碳酸钙0.5000g，用盐酸充分溶解，过滤，将滤液和洗涤液转移至250mL容量瓶中，定容、摇匀，取出25.00mL，加入指示剂(铬黑T)，调节pH>12，用0.02000标准溶液滴定(滴定过程中与按1：1反应)，至终点时消耗溶液23.60mL。产品中碳酸钙的质量分数为 。
(5)制取铝铵矾的实验方案：a、在滤液中加入 至不再产生气泡，蒸发浓缩至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，得硫酸铵固体；b、在烧杯中加入溶液，不断搅拌下加入制得的硫酸铵固体，当固体完全溶解后， (填操作)，用无水乙醇洗涤、干燥，即得铝铵矾产品。(部分物质的溶解度随温度的变化如图所示)。
17．（24-25高三上·湖南·阶段练习）铑()是一种稀有贵金属，工业上从废铑材料(主要含，还含有等)中提炼铑的主要途径有如下两种。
已知：①金属活动性顺序位于H之后。
②(Ⅲ)易与形成配离子，且该配离子在水溶液中存在以下平衡：。
③时相关氢氧化物的见下表。开始沉淀的金属离子浓度为；金属离子浓度时，可认为该离子沉淀完全。
回答下列问题：
(1)途径一：
①“粉碎”的作用是 。“氯化溶解”过程中，金属转化为，该反应的化学方程式为 。
②“定向脱铜”时，铜的沉淀率随变化如图所示，实际工业生产中控制为2.5，不宜大于2.5的原因是 。
③“阳离子交换”过程中，被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子有 。
(2)途径二：
①“控温焚烧”将、分别氧化为和，“加热至熔融”将焚烧后的物质全部转化成可溶性的硫酸盐。已知单质与反应的产物之一为，则被氧化的和被还原的的物质的量之比为 。
②步骤“调①”中应调节的范围为 (保留两位有效数字)。
③用氨水沉淀铑元素的离子方程式为 。
18．（24-25高三上·山东青岛·开学考试）工业上以软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Fe2O3)和辉钼矿(主要成分为MS2，还含有少量Si、Ni的氧化物)为原料，制备四钼酸铵晶体[(NH4)2M4O13·2H2O]和硫酸锰晶体的工艺流程如下。回答下列问题：
已知：pKsp=-lgKsp，常温下，NiS和MnS的pKsp分别为19.4和12.6；1g2=0.3。
(1)为了提高焙烧效率，可以采取的措施有 (写一条即可)；“高温焙烧”时MnO2、MS2转化为MnMO4、MnSO4，写出该反应的化学方程式 。
(2)“酸浸”时，硫酸浓度对M、Mn浸出率的影响如图所示。“酸浸”时硫酸的最佳浓度为 g/L，理由是 。
(3)黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6，生成黄钠铁矾的离子方程式为 ；“除铁”后的溶液中c(Mn2+)=0.5ml/L，当溶液中可溶组分浓度≤1.0×10-6ml/L时，可认为已除尽，则“除镍”应控制溶液pH的范围是 (已知pc(S2-)=-1gc(S2-)，溶液中pc(S2-)和pH的关系为pc(S2-)=15.1-pH；忽略溶液体积变化)。
(4)“萃取”的原理为2R3N(叔胺)+2H++MO⇌(R3NH)2MO4，则“反萃取”中的试剂X最适宜选用 (填字母)；从“母液”中回收的副产品主要是 (填名称)。
a．稀硫酸 b．(NH4)2SO4溶液 c．NaOH溶液 d．氨水
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
开始沉定的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
Zn2+
Fe2+
Fe3+
In3+
Pb2+
开始沉淀
5.4
7.1
1.7
3.5
7.2
完全沉淀
6.4
8.9
2.8
4.8
8.7
物质
物质
金属离子
开始沉淀时的
6.3
2.2
8.9
完全沉淀时的
9.0
2.8
10.9
微粒
元素
浓度
1.7
0.0043
0.07
氢氧化物
参考答案：
1．(1)溶解铁片上的锌(或者除去锌)
(2)Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4
(3) 2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O Fe3+ Fe2+
(4) 做保护气，防止Fe(OH)2被空气氧化为Fe(OH)3 Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O
(5)取最后一次的洗涤液，向其中加入足量的稀硝酸酸化，再向其中加入AgNO3溶液，如果没有白色沉淀生成，则证明固体已经洗干净或者用干净的铂丝或铁丝蘸取最后一次洗涤液，放到酒精灯外焰上灼烧，如果没有观察到黄色火焰，则证明固体已经洗干净
(6)胶体
【分析】废旧镀锌铁皮加入NaOH溶液进行碱洗，除去表面的油污，同时溶解锌，过滤，向铁皮中加入足量的硫酸溶解，得到含有硫酸的硫酸亚铁溶液，向里面加入NaClO溶液，可以将Fe2+氧化为Fe3+，然后向溶液中通入N2，排出装置中的空气，并作保护气，防止Fe2+与OH-反应产生的Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3。在加热沉铁时发生的总反应的离子反应：Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O，然后过滤，分离出生成纳米磁性Fe3O4的粒子，最后经过分离得到纳米磁性Fe3O4和硫酸钠溶液，据此分析作答。
【详解】（1）“碱洗”时，加入NaOH溶液的作用：①可以洗去废旧镀锌铁皮上的油污；②溶解铁片上的锌(或者除去锌)；
（2）“酸溶”一段时间后，溶液中检测不到Fe3+，这是由于废旧镀锌铁皮中的Fe2O3与硫酸反应产生Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3与废旧镀锌铁皮中Fe发生反应：Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，最后完全转化为FeSO4；
（3）“氧化”时，加入适量的NaClO溶液，可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可知发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O；该装置目的是制取Fe3O4，其中含有+2、+3两种价态的Fe，因此“氧化”后的溶液中主要含有的金属阳离子Na+、Fe2+、Fe3+；
（4）①通入N2的原因是做保护气，防止Fe(OH)2被空气氧化为Fe(OH)3；
②向溶液中滴加5 ml/LNaOH溶液至pH=7，此时有黑色颗粒生成，该过程中总反应的离子方程式为：Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O；
（5）“分离”时，在磁铁的帮助下，倒掉上层清液，用蒸馏水洗涤固体2次，固体物质是从含有NaCl的溶液中分离得到，因此洗涤干净的标志是最后一次洗涤液中无Cl-或无Na+操作。检验Cl-或Na+是否存在方法是：取最后一次的洗涤液，向其中加入足量的稀硝酸酸化，再向其中加入AgNO3溶液，如果没有白色沉淀生成，则证明固体已经洗干净或者用干净的铂丝或铁丝蘸取最后一次洗涤液，放到酒精灯外焰上灼烧，如果没有观察到黄色火焰，则证明固体已经洗干净；
（6）由于制取得到的Fe3O4固体颗粒直径为纳米级大小，因此将制备的磁性pH=7纳米颗粒分散到水中，所得分散系为胶体。
2．(1) 将“赤泥”粉碎 SiO2、TiO2
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+ 99%
(3)
【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；
（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=10-11ml/L，此时三价铁的浓度=，则Fe3+的去除率=；
（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K=。
3．(1) 3d5 将硫化物转化为氧化物，除去硫元素
(2)能
(3)
(4)所得产品中混有亚铁盐
(5)
(6)
【分析】由题给流程可知，高硫锰矿加入空气焙烧得到相应金属氧化物和含二氧化硫的烟气，然后加入硫酸溶液溶浸时，二氧化硅与硫酸溶液不反应、氧化钙和硫酸生成硫酸钙沉淀，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的滤渣1和含有锰、铁、铝、镁元素离子的滤液；向滤液中加入二氧化锰将酸性溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸钙中和过量酸调节溶液pH，将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣3和滤液；向滤液中加入氟化锰将钙离子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀，过滤得到含有氟化钙、氟化镁的滤渣4和滤液；向滤液中加入氨水和空气，空气中氧气具有氧化性，氧化锰离子得到Mn3O4。
【详解】（1）MnCO3中Mn为+2价，锰为25号元素，失去2个电子形成二价锰离子，其价电子排布式为3d5，“焙烧”的主要目的是将硫化物转化为氧化物，除去硫元素；
（2）加入硫酸溶液溶浸是将金属氧化物转化为可溶性盐溶液，并除去部分钙离子，用盐酸替换硫酸后，钙离子可以在净化除杂过程中再除去，故可以用盐酸替换硫酸；
（3）酸性条件下，二氧化锰将亚铁离子氧化为铁离子，控制溶液的pH=3，此时铁离子转化为氢氧化铁沉淀，故反应为：；
（4）由形成氢氧化物沉淀的pH范围可知，亚铁离子不容易生成氢氧化亚铁沉淀，若省略该步骤，滤液中会混有亚铁离子，导致所得产品中混有亚铁盐；
（5）若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5，，则滤液中c(Ca2+)为；
（6）向滤液中加入氨水和空气，空气中氧气具有氧化性，氧化锰离子得到Mn3O4，反应为：。
4．(1) PbSO4 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)[2.8~3.5)或2.8≤pH＜3.5
(3)盐酸
(4)H2A2或萃取剂
(5)粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟
(6) 4 ×1021
【分析】废渣(ZnO、PbO以及Fe、In的氧化物)，加酸后Pb2+转化成硫酸铅除去，滤渣1为硫酸铅，浸出液中含有Zn2+、Fe2+、In3+等阳离子，经双氧水氧化后，亚铁离子转化为三价铁离子，反应原理为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，加入碳酸钠“调pH”使三价铁离子沉淀完全，加入有机溶剂经过萃取分液，原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，然后加入盐酸进行反萃取，再加入Zn进行置换得到海绵铟，最后得到精铟，据此分析解题。
【详解】（1）根据分析可知，滤渣1的主要成分为PbSO4；“氧化”步骤发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
（2）常温下“调pH” 使三价铁离子沉淀完全， In3+不沉淀，应控制pH范围为2.8≤pH＜3.5；
（3）在进行反萃取时加入的是酸，若滤液1的主要成分为ZnCl2，则试剂X应使用盐酸；
（4）萃取原理可表示为：In3+(aq)+3[H2A2](有机相)[InA3•3HA](有机相)+3H+(aq)，在反萃取时加入酸，可得到萃取剂，故流程中可循环利用的物质为萃取剂；
（5）“置换”步骤使用锌粉而不用锌片，其原因为：粉状物粒度更小，比表面积更大，更有利于置换生成海绵状的铟；
（6）①由晶胞结构可知，铟原子位于As原子围成的四面体空隙，In的配位数为4；
②由晶胞结构可知，As原子有4个位于体内，In原子数目，晶胞的质量为g，则晶体密度为×1021g•cm-3；
5．(1) 原子核外电子跃迁释放能量(合理即可)
(2) 将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等(答两条，合理即可) 硫酸 3:2
(3)
(4) 或
(5)
【分析】MnO2在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca2+，净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液含有MnSO4，然后加入碳酸氢钠沉锰，处理得到MnCO3，据此作答。
【详解】（1）
Fe2＋价层电子排布式为3d6，则排布图为；
Cu的焰色试验为绿色，这是原子核外电子跃迁释放能量的结果。
（2）加快“酸浸”速率的措施有：将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等；
结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸；
“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，反应的离子方程式为：，则该反应中氧化剂MnO2与还原剂FeS2的物质的量之比为3：2。
（3）然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，同时产生的Ca2+与硫酸根离子形成微溶的CaSO4，滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3。
（4）加入是转化为氟化钙沉淀，发生反应的离子方程式为：或；
该反应的平衡常数，的浓度为，则溶液中。
（5）NaHCO3中钠原子与C原子个数比为1：1，NaHCO3溶液中的物料守恒为；
在得到的硫酸锰中加入碳酸氢钠使其转化成碳酸锰沉淀，发生反应：。
6．(1) 引流
(2) 取少量滤液于试管中，滴加溶液无明显现象，证明滤液中无 或
(3)、
(4) > 被还原后可生成胶体，胶体具有吸附性可吸附水中悬浮物
【分析】废金属屑中加入少量试剂a稀硫酸，稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁，生成的硫酸铁又与铁反应生成硫酸亚铁，过滤得到滤液Ⅰ和固体铁、铜，铁和铜中加入足量稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，铜不与稀硫酸反应，过滤得到固体铜和滤液Ⅱ。
【详解】（1）由分析可知，试剂a为；在过滤操作中要使用玻璃棒引流；
（2）检验铁离子可用溶液，因此证明滤液I中无的实验方法是：取少量滤液I于试管中，滴加溶液无明显现象，证明滤液I中无。废金属屑中加入少量稀硫酸，稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁，生成的硫酸铁又与铁反应生成硫酸亚铁，因此滤液I不含有可能的原因为：或；
（3）过氧化钠暴露在空气中，会接触到空气中的水和二氧化碳，从而发生化学反应，方程式为：、；
（4）由化合价代数和为零可知中铁元素为，根据氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：；净水时被还原生成三价铁离子，Fe3+水解生成氢氧化铁胶体，胶体能吸附水中悬浮物。
7．(1)生石灰与水反应放热，促使浓氨水挥发
(2)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(3)b
(4)8NH3+6NO27N2+12H2O
(5)没有尾气处理装置
(6)增大固体反应物的接触面积，加快反应速率
(7)
(8)氢氧化钠溶液
【分析】Ⅰ．在A中浓氨水与生石灰反应产生NH3，通过装置B的碱石灰进行干燥，再进入装置C进行反应；浓硝酸与铜片反应制备NO2，通过装置乙的五氧化二磷固体或无水氯化钙进行干燥进入装置C中，NH3与NO2在装置C中进行反应，生成N2和H2O；
Ⅱ．制得的SO2与空气经“净化干燥”，进入催化反应室，在常压、催化剂作用下反应生成SO3，在吸收塔中利用98%硫酸吸收，未被吸收的SO2废气被循环使用，吸收后的发烟硫酸经稀释后进入储存室处理。
【详解】（1）将浓氨水滴入CaO固体制取NH3的原理是：生石灰与水反应放热，促使浓氨水分解，产生的NH3挥发逸出；
（2）在装置E中浓硝酸与铜反应制备二氧化氮，发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
（3）装置B中试剂甲的作用是干燥NH3，NH3是碱性气体，应该使用碱性干燥剂碱石灰进行干燥；装置乙中盛有的试剂用于干燥NO2，NO2溶于水，溶液显酸性，因此应该使用酸性或中性固体干燥剂，而不能使用碱性干燥剂，可以使用无水氯化钙，故甲中试剂是碱石灰，乙中试剂是无水氯化钙，合理选项b；
（4）若NO2能够被NH3还原，根据氧化还原反应规律，二者反应产物为N2和H2O，发生反应的化学方程式为：8NH3+6NO27N2+12H2O；
（5）氨气、二氧化氮均为大气污染物，直接排放会造成空气空气，此实验装置存在一个明显缺陷是缺少尾气处理装置；
（6）将黄铁矿粉碎的原因是增大固体反应物的接触面积，加快反应速率；
（7）催化反应室中SO2被氧化为SO3，该反应是可逆反应，反应的化学方程式为：；
（8）硫酸工业的尾气中含有少量SO2，若直接排放会污染空气，并导致硫酸型酸雨，可根据SO2是酸性氧化物的性质，用NaOH溶液等碱性溶液进行吸收然后在排放。
8．(1) 正四面体形
(2) 适当增大硫酸浓度或加热或搅拌 SiO2、CaSO4
(3) ClO+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O 4.0×10—8
(4)pH<7时，溶液中氢离子浓度增大，PAFS的水解程度减小，生成胶体的量减少，使得去浊率较低
(5) FeC 12
【分析】由题给流程可知，赤泥焙烧后得到改性赤泥，向改性赤泥中加入硫酸溶液酸浸，将金属元素转化为硫酸盐，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸浸渣和滤液；向滤液中加入氯酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液聚合、分离得到高效净水剂聚合硫酸铝铁。
【详解】（1）
铝元素的原子序数为13，基态原子的价层电子排布式为3s23p1，轨道表示式为；硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，离子的空间构型为正四面体形，故答案为：；正四面体形；
（2）适当增大硫酸浓度、加热、搅拌等措施可以加快“浸取”速率；由分析可知，酸浸渣的主要成分是二氧化硅和硫酸钙，故答案为：适当增大硫酸浓度或加热或搅拌；SiO2、CaSO4；
（3）由分析可知，加入氯酸钠溶液的目的是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为ClO+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O；由溶度积可知，溶液pH为4时，溶液中铁离子浓度为=4.0×10—8ml/L，故答案为：ClO+6Fe2++6H+=Cl—+6Fe3++3H2O；4.0×10—8；
（4）聚合硫酸铝铁在溶液中净水的原理是聚合硫酸铝铁在溶液中生成氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体，使溶液呈酸性，氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的固体悬浮物并使之沉降达到净水的目的，溶液pH小于7时，溶液中氢离子浓度较大，会抑制聚合硫酸铝铁的水解，生成胶体的量减少，使得去浊率较低，故答案为：pH<7时，溶液中氢离子浓度增大，PAFS的水解程度减小，生成胶体的量减少，使得去浊率较低；
（5）由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4，位于棱上和体心的碳原子个数为12×+1=4，则该物质的化学式为FeC；晶胞中位于顶点的铁原子与位于面心的铁原子距离最近，则晶胞中与铁原子距离最近且相等的铁原子共有12个；晶胞中最近的铁原子与碳原子的距离为apm，则晶胞的边长为2apm，由晶胞的质量公式可得：=( 2a×10-10)3ρ，解得ρ=，故答案为：FeC；12；。
9．(1)ZnCO3ZnO+CO2↑
(2)ZnO或Zn(OH)2
(3) Fe(OH)3 CaSO4
(4)3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(5)将置换Cu2+为Cu从而除去
(6)
【分析】菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物，菱锌矿焙烧碳酸锌转化为氧化锌，加稀硫酸溶解得到硫酸锌、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸镁、硫酸铜溶液，SiO2不溶于硫酸，为不引入新杂质，用ZnO或Zn(OH)2调节pH=5，生成氢氧化铁沉淀，滤渣①为SiO2、CaSO4、Fe(OH)3，滤液①中加入高锰酸钾把Fe2+氧化为Fe3+，同时生成Fe(OH)3沉淀，过滤出沉淀，滤液②加锌粉，置换Cu2+为Cu从而除去，滤液加HF生成MgF2、CaF2沉淀除去Ca2+、Mg2+，过滤，滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得ZnSO4⋅7H2O晶体。
【详解】（1）菱锌矿焙烧，ZnCO3分解为ZnO、CO2，反应的化学方程式为ZnCO3ZnO+CO2↑。
（2）加入物质X调溶液，X需要能够和酸反应且不引入新的杂质，适宜使用的X是ZnO或Zn(OH)2。
（3）根据分析可知，滤渣①的主要成分是Fe(OH)3、CaSO4、SiO2。
（4）向80~90℃滤液①中加入KMnO4溶液，可氧化Fe2+，得到Fe(OH)3和MnO2的滤渣②，反应的离子方程式为3Fe2+++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+。
（5）由分析可知，滤液②中加入锌粉的目的是：将置换Cu2+为Cu从而除去。
（6）“除钙镁”当镁离子恰好完全沉淀时，溶液中，溶液中c(F-)=，。
10．(1)+3
(2) 将Fe3+转化为Fe2+ SiO2
(3)
(4)将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀
(5) 0.8
(6)调pH
【分析】以软锰矿粉（主要成分是MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2、MgO等）为原料，加入硫酸并通入二氧化硫进行酸浸，SiO2与硫酸不反应，则反应后除去滤渣1为SiO2，得到滤液主要含有硫酸锰、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁等，再加入二氧化锰，将亚铁离子氧化成铁离子，再通入氨气调节pH，将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀为滤渣2，再加入氟化锰沉镁，将镁离子转化为氟化镁形成滤渣3，所得滤液再加入碳酸氢铵沉锰，得到碱式碳酸锰[2MnCO3⋅3Mn(OH)2⋅H2O]的同时放出CO2，再加入碳酸锂，在空气中加热至900-1000℃，反应得到锰酸锂(LiMnO2)。
【详解】（1）中Li的化合价为+1，O的化合价为-2，则Mn的化合价为+3。
（2）据分析可知，“酸浸”时，充入目的是将Fe3+转化为Fe2+；“滤渣1”的主要成分是SiO2。
（3）酸性条件下，MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，同时MnO2还原为Mn2+，反应的离子方程式为。
（4）据分析可知，“调pH”的目的是将Al3+、Fe3+转化为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀。
（5）测得“沉镁”后，残留的为ml/L，则，此时溶液中；“沉锰”生成碱式碳酸锰，可以理解为提供电离出的碳酸根离子，水解提供氢氧根离子，电离出的氢离子又与碳酸氢根离子反应生成CO2和水，反应离子方程式为，根据题意可知，1L 1.568ml/L的的物质的量为1.568ml，根据方程式可知完全沉淀的Mn2+物质的量为0.784ml，则该过程中的沉淀率最大为。
（6）“沉锰”后的滤液中含有铵根离子，与强碱加热处理后会生成NH3，可返回“调pH”步骤循环利用。
11．(1) 0.25
(2)
(3)防止未完全转化成，导致下一步和同时沉淀，后续难以分离产品
(4) 或或或
(5)碱性更强，易生成难溶的氢氧化镁沉淀，不利于制备纳米材料
(6)
【分析】菱镁矿(主要成分为，含少量、，和杂质)，加入在空气中焙烧，主要反应为，发生反应：，转化为，加水溶解，是微溶物、不溶于水，进入滤渣Ⅰ中，加入氧化剂，将少量氧化为，加入试剂调pH，但不能引入新物质，故试剂可以选择的化合物、、、等，此时完全水解为，过滤除去(滤渣Ⅱ)，加入，转化为沉淀并得到溶液，经过煅烧得到纳米MgO，据此解答。
【详解】（1）转化为，铁元素化合价升高1价，则根据得失电子守恒，1ml消耗0.25ml，“焙烧”时化学方程式：
，生成的尾气主要气体有、，答案：0.25、；
（2）是微溶物、不溶于水，“滤渣I”的成分是、，答案：；
（3）根据表格数据可知，未沉淀完全时已开始沉淀，但若将氧化为，调使完全转化为沉淀时未开始沉淀、得到的沉淀可过滤除去，故上述流程中常用双氧水将氧化为，并避免引进杂质离子，答案：防止未完全转化成，导致下一步和同时沉淀，后续难以分离产品；
（4）根据分析，试剂可能是(或、、等)，调使完全转化为沉淀时未开始沉淀、则调节的范围是，答案：或或或、；
（5）碱性比更强，碱性强的溶液中易生成更多，而煅烧比煅烧更容易生成纳米材料，故使用不利于纳米材料的生成，纳米纯度降低，答案：碱性更强，易生成难溶的氢氧化镁沉淀，不利于制备纳米材料；
（6）根据分析，沉淀步骤中所得滤液为，则该流程中可以循环利用的物质是，答案：。
12．(1) 将还原为；消耗，调节，使完全转化为，便于除去 溶解后c(Mg2+)=0.07ml∙L-1，当溶液中，，，滤渣中不会含有。
(2)蒸发浓缩得到时饱和溶液冷却至结晶、过滤(洗涤)
(3)中和，促使平衡正向移动，沉淀完全
(4) 正
【分析】钛白副产硫酸亚铁酸溶之后，溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+、Mg2+、TiO2+，加入Fe将Fe3+还原为Fe2+，将TiO2+沉淀，结晶过滤、溶解后加H2O2将Fe2+转化为Fe3+，加入H3PO4和氨水沉淀Fe3+，据此回答。
【详解】（1）根据分析可知，加入铁粉的作用是：将还原为；消耗，调节，使完全转化为，便于除去；
当H2TiO3沉淀完全时，滤渣中不含Mg(OH)2，原因为：溶解后c(Mg2+)=0.07ml∙L-1，当溶液中，，，滤渣中不会含有；
（2）根据图中信息可知，将“除杂过滤”后的滤液蒸发浓缩得到时饱和溶液冷却至结晶、过滤(洗涤)，得粗产品；
（3）根据反应：可知，加入氨水的目的是：中和，促使平衡正向移动，沉淀完全；
（4）①该装置是电解磷铁渣主要含等，制备，磷元素的化合价从-3价升高到+5价，因此磷铁渣与电源正极相连，为阳极，石墨为阴极；
②FeP失去电子转化为FePO4，离子方程式为：。
13．(1)
(2) C+CO22CO 28 BaSO4+2CBaS+2CO2↑
(3) 蒸发浓缩 bce
(4) Ba(OH)2·8H2O+Ti(OC4H9)4=BaTiO3+4C4H9OH+7H2O 在反应前后元素化合价都没有发生变化，因此该反应不属于氧化还原反应，因此认为该反应属于氧化还原反应的说法是错误的。
【分析】重晶石BaSO4和焦炭高温煅烧，BaSO4被还原反应产生BaS，C被氧化产物可能是CO，也可能是CO2或它们的混合物，然后酸浸固体残留物，BaS与HCl反应产生BaCl2、H2S气体，向溶液中加入过量NaOH调整溶液pH，然后经一系列操作，反应产生Ba(OH)2·8H2O，向其中加入Ti(OC4H9)4，得到BaTiO3、C4H9OH，将得到的固体物质经提纯，再加以处理就得到纳米级BaTiO3。
【详解】（1）
根据上述分析可知流程中气体X是H2S，S原子与2个H原子形成2个共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层2个或8个电子的稳定结构，其电子式为：；NaOH是离子化合物，Na+与OH-之间以离子键结合，在OH-中H与O原子之间以共价键结合，因此NaOH的电子式为；
（2）温度大约在400℃到1000℃之间，产物CO2逐渐减少，是由于在高温下，CO2与其中的焦炭反应产生CO气体，该反应的化学方程式为：C+CO22CO；在该反应中，C为还原剂，CO2为氧化剂，每反应转移2 ml电子，反应产生的氧化产物是1 ml CO，其质量是m(CO)=1 ml×28 g/ml=28 g；
根据图示可知：在400℃时，BaSO4与焦炭反应产生BaS、CO2，该反应的化学方程式为：BaSO4+2CBaS+2CO2↑；
（3）生产流程中“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等。蒸发浓缩操作使用的仪器有蒸发皿；过滤操作使用到的仪器有漏斗、烧杯，一定用不到的仪器有分液漏斗、坩埚、容量瓶，故合理选项是bce；
（4）“合成BaTiO3”反应中还会生成C4H9OH，写出该反应的化学方程式为：Ba(OH)2·8H2O+Ti(OC4H9)4=BaTiO3+4C4H9OH+7H2O，该反应在反应前后元素化合价都没有发生变化，因此该反应不属于氧化还原反应，因此认为该反应属于氧化还原反应的说法是错误的。
14．(1)第四周期Ⅷ族
(2)加聚反应
(3)
(4)
(5) 否 ，，分子分母同乘，可得，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全
(6) 蒸发浓缩，趁热过滤 增大碳酸钠加入量，有利于反应向生成方向进行，从而使产率上升
【分析】由题给流程可知，向废旧钴酸锂电池的正极材料经放电拆解，去除隔膜PP/PE的废料中加入氢氧化钠溶液碱浸，将铝转化为四羟基合铝酸根离子，过滤得到含有四羟基合铝酸根离子的滤液和滤渣；向滤渣中加入稀硫酸、硫代硫酸钠溶液，将钴酸锂转化为锂离子和亚钴离子，过滤得到含有锂离子、亚钴离子的滤液；向滤液中加入草酸铵溶液，将溶液中的亚钴离子转化为草酸亚钴沉淀，过滤得到草酸亚钴和滤液；向滤液中加入碳酸钠溶液，将溶液中的锂离子转化为碳酸锂沉淀，过滤得到母液和碳酸锂。
【详解】（1）钴元素的原子序数为27，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，故答案为：第四周期Ⅷ族；
（2）聚丙烯和聚乙烯可以通过以石油裂解气为原料得到的乙烯、丙烯在一定条件下发生加聚反应制得，故答案为：加聚反应；
（3）制备氢氧化铝发生的反应为溶液中四羟基合铝酸根离子与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，反应的离子方程式为，故答案为：；
（4）由分析可知，“酸浸”发生的主要反应为钴酸锂与稀硫酸、硫代硫酸钠溶液反应生成硫酸亚钴、硫酸锂和水，反应的离子方程式为，故答案为：；
（5）沉钴时发生的反应为，反应的平衡常数，分子分母同乘，可得，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全，故答案为：，，分子分母同乘，可得，反应不能进行到底，钴离子沉淀不完全；
（6）由碳酸锂的溶解度曲线可知，温度升高，碳酸锂的溶解度降低，所以实验室模拟“沉锂”中获得碳酸锂固体的操作为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到碳酸锂；由图可知，增大碳酸钠加入量，有利于反应向生成方向进行，从而使产率上升，故答案为：蒸发浓缩，趁热过滤；增大碳酸钠加入量，有利于反应向生成方向进行，从而使产率上升。
15．(1)
(2)
(3)2:1
(4)
(5)碳酸氢铵受热分解
(6)
【分析】以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和软锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰。将银锰精矿和软锰矿加入稀H2SO4进行酸浸，然后过滤，根据已知条件，可知得到浸渣主要含、S，酸浸液主要含等离子。将浸渣加入过量FeCl3、HCl中进行浸银，过滤得到浸银渣和浸银液，将浸银液中加入过量Fe粉进行沉银，过滤可得到沉银液和粗银粉；将酸浸液进行处理，加入氨水调节pH，除去铁离子，过滤所得滤液加碳酸氢铵沉锰，得到碳酸锰，焙烧得到，与铝粉高温下反应得到锰。
【详解】（1）“酸浸”时，MnS和发生氧化还原反应生成和单质硫离子方程式为；
（2）根据分析，“滤渣”的主要成分为；
（3）“浸银”时，银以形式浸出，与发生氧化还原反应：，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1；
（4）由于加入过量FeCl3、HCl中进行浸银，浸银液中含有的离子主要有、、、、，加入过量铁粉“沉银”时发生反应的离子方程式有、、；
（5）当温度高于60℃时，沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是碳酸氢铵受热分解；
（6）“还原”步骤与铝粉高温下反应得到锰，化学方程式为。
16．(1)将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵
(2)、
(3)
(4)94.4%
(5) 硫酸 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
【分析】磷石膏中加入碳酸氢铵-氨水，将硫酸钙转化为碳酸钙沉淀，得到硫酸铝铵溶液，过滤得到滤渣，滤渣主要有碳酸钙、二氧化硅、氧化铁，向滤渣中加入盐酸、再通入氨气，过滤得到滤渣，滤渣主要是氢氧化铁、二氧化硅，滤液主要是氯化钙、氯化铵，将滤液通入氨气和二氧化碳，最终得到轻质碳酸钙。
【详解】（1）根据题中前后物质分析，转化步骤的主要目的是将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵；故答案为：将硫酸钙转化为碳酸钙和硫酸铝铵。
（2）氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，二氧化硅不与盐酸反应，氯化铁溶液通入氨气生成氢氧化铁沉淀，因此反应除杂时所得滤渣的成分为、；故答案为：、。
（3）碳化过程在如图所示的装置中进行依次先后通入两种气体，直至不再有沉淀生成，由于氨气在水中溶解度大，二氧化碳在水中溶液度小，通入氨气形成饱和溶液后再与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，则先后通入的气体分别为、；故答案为：；。
（4）根据题中信息得到产品中碳酸钙的质量分数；故答案为：94.4%。
（5）制取铝铵矾的实验方案：由于溶液中还存在碳酸氢根，因此在滤液中加入硫酸溶液至不再产生气泡为止，蒸发浓缩至有大量晶体析出，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，得硫酸铵固体；在烧杯中加入100mL溶液，在不断搅拌下加入硫酸铵固体至完全溶解，因溶解度曲线看出铝铵矾的溶解度随温度变化非常明显，所以，蒸发浓缩至饱和，冷却结晶，过滤，用无水乙醇洗涤、干燥，即得产品；故答案为：硫酸，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
17．(1) 增大接触面积，加快反应速率 2Rh+3Cl2+6HCl=2H3RhCl6 pH>2，[RhC16]3-水解平衡正向移动，导致Rh沉淀率增加而损失 Na+ 、Fe3+
(2) 1:6 2.8~4.2 Rh3++3NH3·H2O=Rh(OH)3↓+3
【分析】途径一：废铑材料(主要含Rh，还含有Cu、Fe等)粉碎后通入氯气并加入盐酸，“氯化溶解”得到H3RhCl6、CuCl2、FeCl3，加入草酸和铜离子结合生成草酸铜，同时加入NaOH调节溶液pH，阳离子交换树脂吸附Na+、Fe3+为滤液除杂，[RhCl6]3-发生水解反应生成Rh(OH)3沉淀，最后得到铑粉；途径二：废铑材料(主要含Rh，还含有Cu、Fe等)焚烧将Cu转化为CuO，将Fe转化为Fe2O3，加热熔融，加入KHSO4，生成Rh2(SO4)3、CuSO4、Fe2(SO4)3，加入水和氨水调pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，再加入氨水调节pH，生成Rh(OH)3沉淀和Cu(NH3)4SO4溶液，过滤，Rh(OH)3和途径一相同处理得铑粉；
【详解】（1）①增大接触面积，加快反应速率；高铜铑精矿通入氯气和HCl，“氯化溶解”得到H3RhCl6，反应的方程式为2Rh+3Cl2+6HCl=2H3RhCl6；
②由图像可知，pH=2时，铜的沉淀率已达98%，若pH<2，铜的沉淀率会较低；pH>2，[RhC16]3-水解平衡正向移动，导致Rh沉淀率增加而损失；
③定向脱铜后溶液得到草酸钠、FeCl3，“阳离子交换”过程中，溶液中被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子主要有Na+ 、Fe3+；
（2）①Rh单质与KHSO4反应生成Rh3+，还原产物为SO2，硫元素得2个电子，Rh失3个电子，根据氧化还原反应得失电子守恒，方程式为：2Rh+12KHSO4=Rh2(SO4)3+3SO2↑+6K2SO4+6H2O，参加反应的Rh和KHSO4的物质的量之比为1:6；
②Fe3+沉淀完全时，由Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10−38.6，c(OH-)==10-11.2ml/L，即pH=2.8，同时为了使Cu2+不发生沉淀，由Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10−19.6，c(OH-)==10-9.8ml/L，即pH=4.2，故调节的pH范围为2.8~4.2；
③用氨水调pH，NH3·H2O电离产生的OH−与Rh3+反应生成Rh(OH)3沉淀，其离子方程式为Rh3++3NH3·H2O=Rh(OH)3↓+3。
18．(1) 将矿石粉碎或增大空气的量或逆流焙烧 3MnO2+MS2+3O2=MnMO4+2MnSO4
(2) 250 该浓度下M、Mn的浸出率高，继续增大H2SO4浓度，浸出率变化不明显，造成H2SO4浪费且后续步骤消耗Na2CO3增加
(3) 3Fe3++Na++2+3+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑ 1.7-2.8
(4) d 硫酸铵
【分析】由题给流程可知，软锰矿和辉钼矿在空气中高温焙烧时，二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰，向焙烧渣中加入硫酸酸浸，将氧化铁、氧化镍溶解得到可溶性硫酸盐，二氧化硅与硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的浸出渣和浸出液；向浸出液中加入叔胺萃取溶液中的钼元素，分液得到水相和有机相；向水相中加入碳酸钠溶液，将铁离子转化为黄钠铁矾，过滤得到黄钠铁矾和滤液；向滤液中加入硫化钠调节溶液pH，将镍离子转化为硫化镍沉淀，过滤得到含有硫化镍的滤渣和含有硫酸锰的滤液；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作制得四水硫酸锰晶体；向有机相中加入氨水反萃取、分液得到叔胺和四钼酸铵溶液；向溶液中加入硫酸，中和过量的氨水，使四钼酸铵转化为沉淀，过滤得到含有硫酸铵的母液和四钼酸铵晶体。
【详解】（1）将矿石粉碎、增大空气的量、逆流焙烧等措施能提高焙烧效率；由分析可知，高温焙烧时发生的反应为二氧化锰、二硫化钼与氧气在高温条件下反应生成钼酸锰和硫酸锰，反应的化学方程式为3MnO2+MS2+3O2=MnMO4+2MnSO4；
（2）由图可知，酸浸时，硫酸浓度为250g/L时，钼、锰的浸出率已经较高，继续增大硫酸浓度，浸出率变化不明显，会造成硫酸浪费，且过量的硫酸会使溶液中铁离子转化黄钠铁矾沉淀时，消耗碳酸钠的量增加，所以酸浸的最佳浓度为250g/L；
（3）生成黄钠铁矾沉淀的反应为溶液中的铁离子、钠离子、硫酸根离子与碳酸根离子反应生成黄钠铁矾沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为3Fe3++Na++2+3+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑；由硫化锰的溶度积可知，溶液中锰离子浓度为0.5ml/L时，溶液中pc(S2−)=pKsp(MnS)-pc(Mn2+)=12.6-0.3=12.3，则pH=15.1-12.3=2.8，由硫化镍的溶度积可知，溶液中镍离子完全沉淀时，溶液中pc(S2−)=pKsp(NiS)-pc(Ni2+)=19.4-6=13.4，则pH=15.1-13.4=1.7，则溶液中pH的范围为1.7-2.8；
（4）由萃取方程式可知，加入氨水能中和溶液中的氢离子，使平衡向逆反应方向移动，有利于四钼酸铵的生成，且不引入新杂质，故选D；由分析可知，母液的主要成分为硫酸铵，则回收的副产品为硫酸铵。
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