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工艺流程大题汇编（高考题 模拟题）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、解答题
1．（2023·广东·高考真题）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。
氢氧化物
回答下列问题：
(1)活性可与水反应，化学方程式为 。
(2)常温下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”时，由转化为的离子方程式为 。
(4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。
①属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②提高了的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。
②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，则在晶胞中的位置为 ；晶体中一个周围与其最近的O的个数为 。

(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和 (填化学式)。
【答案】(1)
(2)＞
(3)或
(4) 晶体 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积
(5) 体心 12
(6) 0.4或
【分析】硝酸浸取液(含)中加入活性氧化镁调节溶液pH值，过滤，得到滤液主要是硝酸镁，结晶纯化得到硝酸镁晶体，再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸，过滤，向滤液中进行镍钴分离，，经过一系列得到氯化铬和饱和氯化镍溶液，向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。
【详解】（1）活性可与水反应，化学方程式为；故答案为：。
（2）常温下，的氨性溶液中，，，，则＞；故答案为：＞。
（3）“氨浸”时，与亚硫酸根发生氧化还原反应，再与氨水反应生成，则由转化为的离子方程式为或；故答案为：或。
（4）会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。
①X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰，则属于晶体；故答案为：晶体。
②根据题意会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物，则能提高了的浸取速率，其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积；故答案为：减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹，增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。
（5）①“析晶”过程中为了防止水解，因此通入的酸性气体A为；故答案为：。
②由可制备晶体，其立方晶胞如图。x、y为整数，根据图中信息Co、Al都只有一个原子，而氧(白色)原子有3个，与O最小间距大于与O最小间距，则Al在顶点，因此在晶胞中的位置为体心；晶体中一个周围与其最近的O原子，以顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此晶体中一个周围与其最近的O的个数为12；故答案为：体心；12。
（6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则晶体A为，根据，，还剩余5个水分子，因此所得溶液中与的比值理论上最高为；故答案为：0.4或。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，根据前面分析，，在于可重复利用和；故答案为：。
2．（2022·广东·高考真题）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是 。
(2)“过滤1”前，用溶液调pH至 的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于 (保留两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是 。
②“操作X”的过程为：先 ，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有 (写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移 电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为 。
【答案】(1)Fe2+
(2) 4.7pH<6.2
(3)4.010-4
(4) 加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率 冷却结晶
(5)MgSO4
(6) 15 O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO4溶液浸取，得到浸取液中含有、、、、、等离子，经氧化调pH使、形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含有、、等离子，加入月桂酸钠，使形成沉淀，滤液2主要含有MgSO4溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到RECl3溶液。
【详解】（1）由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2+氧化为Fe3+，以便后续除杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2+，故答案为：Fe2+；
（2）由表中数据可知，沉淀完全的pH为4.7，而开始沉淀的pH为6.2~7.4，所以为保证、沉淀完全，且不沉淀，要用溶液调pH至4.7pH<6.2的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为，故答案为：4.7pH<6.2；；
（3）滤液2中浓度为，即0.1125mol/L，根据，若要加入月桂酸钠后只生成，而不产生，则==4.010-4，故答案为：4.010-4；
（4）①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率，故答案为：加热可以提高反应物粒子运动速度，搅拌增加溶剂与溶质的接触面积，使溶出更彻底，提高溶出速度，提高产率；
② “操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸熔点为，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离，故答案为：冷却结晶；
（5）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO4，故答案为：MgSO4；
（6）①中Y为+3价，中Pt为+4价，而中金属均为0价，所以还原和熔融盐制备时，生成1mol转移15电子，故答案为：15；
②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-。
3．（2021·广东·高考真题）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25℃时，的，；；；该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为 。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀为 。
(3)“沉钼”中，为7.0。
①生成的离子方程式为 。
②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中 (列出算式)时，应停止加入溶液。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，为 。
②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量 (填化学式)气体，再通入足量，可析出。
(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。
①该氧化物为 。
②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
【答案】 +6 +=↓
【分析】由题中信息可知，废催化剂与氢氧化钠一起焙烧后，铝和钼都发生了反应分别转化为偏铝酸钠和钼酸钠，经水浸、过滤，分离出含镍的固体滤渣，滤液I中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到的沉淀X为氢氧化铝，滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，过滤得到钼酸钡。
【详解】（1）“焙烧”中，有生成，其中Na和O的化合价为+1和-2，根据化合价的代数和为0可知，元素的化合价为+6。
（2）“沉铝”中，偏铝酸钠转化为氢氧化铝，因此，生成的沉淀为。
（3）①滤液II中含有钼酸钠，加入氯化钡溶液后生成沉淀，该反应的离子方程式为+=↓。
②若开始生成沉淀，则体系中恰好建立如下平衡：，该反应的化学平衡常数为。为避免中混入沉淀，必须满足，由于“沉钼”中为7.0，，所以溶液中时，开始生成沉淀，因此，时，应停止加入溶液。
（4）①滤液I中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠，过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，因此，过滤得到的滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，故为。
②根据侯氏制碱法的原理可知，往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量，再通入足量，可析出。
（5）①由题中信息可知，致密的保护膜为一种氧化物，是由与反应生成的，联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知，该氧化物为。
②由和同族、和同族可知，中显+3价（其最高价）、显-3价。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，其化合价升高了8，元素被氧化，则该反应的氧化剂为，还原剂为。中的O元素为-1价，其作为氧化剂时，O元素要被还原到-2价，每个参加反应会使化合价降低2，根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为。
4．（2024·广东广州·一模）对废旧锂离子电池正极材料(主要成分为，还含有少量、、、等元素)进行回收可有效利用金属资源，一种回收利用工艺流程如下：
已知：①常温下，丁二酮肟是白色晶体，不溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂。
②常温下，部分氢氧化物的如下表：
氢氧化物
回答下列问题：
(1)“酸浸还原”中转化为，氧化产物是，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)滤渣2的主要成分是、和，转化为的离子方程式是 ；常温下，“氧化调”后的滤液中浓度为，为尽可能多地提取，应控制溶液中的不大于 。
(3)“转化”中由转化为的离子方程式为 。
(4)“沉镍”中丁二酮肟与反应生成丁二酮肟镍的过程可表示为：
从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的方法是 。
(5)“锂钴分离”可产生能重复利用的物质是 。
(6)层状的结构如图所示，层状中一个周围与其最近的的个数是 ；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，例如图中原子1的坐标为，则原子2和原子3的坐标分别为 、 。
【答案】(1)8：1
(2) Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl— 7.0
(3)4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O
(4)加入盐酸，充分反应后过滤
(5)氨气
(6) 6 (0，0，) (0，0，)
【分析】由题给流程可知，向正极材料中加入硫酸和硫代硫酸钠混合溶液酸浸还原，将钴酸锂转化为亚钴离子和锂离子，材料中含有的少量金属元素转化为可溶的硫酸盐，过滤得到滤渣和滤液；向滤液中加入次氯酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子、铝离子、锰离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化锰沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化锰的滤渣和滤液；滤液中的镍离子与浓氨水反应转化为六氨合镍离子，亚钴离子与氨水、铵根离子、氧气反应转化为六氨合钴离子，向转化后的溶液中加入丁二酮肟的乙醇溶液，将溶液中的六氨合镍离子转化为丁二酮肟镍沉淀，过滤得到含有丁二酮肟镍的滤渣和滤液；向滤渣中加入盐酸，充分反应后过滤得到丁二酮肟固体和二氯化镍溶液；向滤液中加入盐酸，将溶液中六氨合钴离子转化为钴离子和铵根离子，再加入氢氧化钠溶液，将溶液中的钴离子转化为氢氧化钴沉淀、铵根离子转化为氨气，过滤得到钴的氢氧化物和含锂离子的溶液。
【详解】（1）由化合价代数和为0可知，钴酸锂中钴元素的化合价为+3价、硫代硫酸钠中硫元素的化合价为+2价，由题意可知，“酸浸还原”时，钴酸锂中钴元素被还原为亚钴离子，硫代硫酸根离子被氧化为硫酸根离子，由得失电子数目守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量比为8：1，故答案为：8：1；
（2）由题意可知，“氧化调pH”后的滤液中亚钴离子的浓度为17.7g/L，设溶液的体积为1L，则亚钴离子的浓度为=0.3mol/L，由溶度积可知，为尽可能多地提取亚钴离子，溶液中的氢氧根离子浓度应小于=10—7mol/L，则溶液pH应小于7，所以锰离子转化为二氧化锰的反应为溶液中的锰离子与次氯酸根离子反应生成二氧化锰沉淀、氯离子和氢离子，反应的离子方程式为Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—，故答案为：Mn2++ClO—+H2O=MnO2↓+2H++Cl—；7；
（3）“转化”中，溶液中亚钴离子发生的反应为亚钴离子与氨水、铵根离子、氧气反应转化为六氨合钴离子和水，反应的离子方程式为4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O，故答案为：4Co2++20NH3·H2O+O2+4NH=4[Co(NH3)6]3++22H2O；
（4）由分析可知，从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的操作为向丁二酮肟镍中加入盐酸，充分反应后过滤得到丁二酮肟固体和二氯化镍溶液，故答案为：加入盐酸，充分反应后过滤；
（5）由分析可知，“锂钴分离”中发生的反应为加入盐酸，将溶液中六氨合钴离子转化为钴离子和铵根离子，再加入氢氧化钠溶液，将溶液中的钴离子转化为氢氧化钴沉淀、铵根离子转化为氨气，则能重复利用的物质是氨气，故答案为：氨气；
（6）由层状结构可知，位于六棱柱顶点的钴原子与位于柱内的氧原子距离最近，则一个钴原子周围与其最近的氧原子的个数是6；由晶胞结构可知，位于六棱柱顶点的1号原子位于晶胞的顶点，2号位于同条棱的处，3号原子高度在处、y方向的长度等于底边的长度，由原子1的坐标为可知，原子2和原子3的坐标分别为(0，0，)、(0，1，)，故答案为：6；(0，0，)；(0，1，)。
5．（2024·广东深圳·一模）锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆（主要含，还含有少量、、等元素）为原料生产金属锆的工艺流程如下：
已知：
①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、；
②25℃时，，；
物质
沸点/℃ 331 315 1300 700 1150
回答下列问题：
(1)“酸溶”后，元素的化合价为 。
(2)“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式： 。
(3)“沉淀”后，“废液”中，则“废液”中 。
(4)“沸腾氯化”时，转化为，同时生成一种还原性气体，该反应的化学方程式为 。
(5)①“还原”的主要目的是 。
②沸点远低于的可能原因为 。
(6)某种掺杂的晶胞如图所示，位于晶胞的面心。
①晶体中每个O周围与其最近的O个数为 。
②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中O与Zr的最小间距为，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 （列出计算式）。
③如图所示结构（）与上述晶胞结构不一致的是 （填标号）。
A． B． C． D．
【答案】(1)+4
(2)
(3)
(4)
(5) 把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质 FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体
(6) 6 D
【分析】氧氯化锆，主要含，还含有少量、、等元素为原料生产金属锆，“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、，“萃取”时，锆元素生成，除掉，而后“沉淀”时、生成沉淀，煅烧后生成、Fe2O3、Cr2O3，“沸腾氮化”时，转化为ZrCl4， Fe2O3、Cr2O3转化为FeCl3、CrCl3，由于FeCl3和ZrCl4沸点接近，因此加入H2把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质，最后升华得到ZrCl4，镁热反应后产生金属锆，据此作答。
【详解】（1）分析可知，氧元素的化合价为-2价，“酸溶”后不变价，因此的化合价为+4价，故答案为：+4。
（2）生成的离子方程式：，故答案为：。
（3）“沉淀”后的“废液”中有，，则，，则“废液”中，故答案为：。
（4）“沸腾氯化”时，加入C、通入氯气，转化为，同时生成一种还原性气体CO，该反应的化学方程式为，故答案为：。
（5）①由于FeCl3和ZrCl4沸点接近，因此加入H2把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质，最后升华得到ZrCl4，故答案为：把FeCl3还原为FeCl2，避免升华时ZrCl4含有FeCl3杂质；
②沸点远低于的可能原因为：FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体，故答案为：FeCl3是分子晶体，CrCl3是离子晶体。
（6）①由晶胞图可知，因此晶体中每个O周围与其最近的O个数为6个，故答案为：6；
②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中含钙离子在面心，有个，O离子在晶胞的体心位置，有8个，锆离子在顶点有8个，面心有4个，总共有，晶胞中O与锆离子的最小间距为anm，晶胞边长的一半设为x，得到，计算得到，则晶胞的边长为，，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为，故答案为：；
③A．晶体结构式晶胞旋转得到的，和晶胞结构相同，故A正确；
B．晶胞中含钙离子有1个，锆离子有3个，O离子有8个，微粒间的距离相同，和晶胞结构相同，故B正确；
C．晶胞中含钙离子有1个，锆离子有3个，O离子个，微粒间的距离相同，和晶胞结构相同，故C正确；
D．晶胞中含钙离子有1个，O离子有8个，锆离子个，钙离子之间的距离和晶胞中钙离子的距离不同，故D错误；
与上述晶胞结构不一致的是D，故答案为：D。
6．（2023·广东广州·二模）氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。一种利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌、]制备GaN的工艺流程如下：
已知：
①Ga与Al同主族，化学性质相似。
②常温下，，，。
③、在该工艺条件下的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见下表。
盐酸浓度/ 反萃取率/%
2 86.9 9.4
4 69.1 52.1
6 17.5 71.3
回答下列问题：
(1)“酸浸”时发生反应的离子方程式为 。“酸溶”所得滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)“酸浸”所得浸出液中、浓度分别为0.21、65。常温下，为尽可能多地提取并确保不混入，“调pH”时需用CaO调pH至 (假设调pH时溶液体积不变)。
(3)“脱铁”和“反萃取”时，所用盐酸的浓度a＝ ，b＝ (选填上表中盐酸的浓度)。
(4)“沉镓”时，若加入NaOH的量过多，会导致的沉淀率降低，原因是 (用离子方程式表示)。
(5)利用CVD(化学气相沉积)技术，将热分解得到的与在高温下反应可制得GaN，同时生成另一种产物，该反应化学方程式为 。
(6)①GaN的熔点为1700℃，的熔点为77.9℃，它们的晶体类型依次为 、 。
②GaN晶体的一种立方晶胞如图所示。该晶体中与Ga原子距离最近且相等的N原子个数为 。该晶体密度为，GaN的式量为，则晶胞边长为 nm。(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)
【答案】(1) Ga2(Fe2O4)3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O CaSO4
(2)略小于5.7
(3) 6mol/L 2mol/L
(4)Ga(OH)3+OH-=+2H2O
(5)Ga2O3+2NH32GaN+3H2O
(6) 共价晶体 分子晶体 4
【分析】矿渣中主要含铁酸镓、铁酸锌、SiO2，矿渣中加入稀硫酸，SiO2不溶于稀硫酸，浸出渣为SiO2，加入CaO调节pH，从已知②可知，Zn(OH)2Ksp相对Ga(OH)3和Fe(OH)3较大，因此控制pH可使Ga3+、Fe3+完全沉淀而Zn2+不沉淀，滤液中为硫酸锌，再加入稀硫酸酸溶，溶液中含有Ga3+和Fe3+，加入萃取剂萃取，然后加入amol/L盐酸进行脱铁，再加入bmol/L的盐酸进行反萃取，根据表中数据可知，脱铁时盐酸浓度较高，促使Fe3+更多地进入水相被除去，盐酸浓度为6mol/L，反萃取中要保证Ga3+更可能多地进入水相，则此时盐酸浓度为2mol/L，随后加入NaOH沉镓生成Ga(OH)3，Ga(OH)3经过热分解生成Ga2O3，最后经过CVD得到GaN。
【详解】（1）Ga2(Fe2O4)3与稀硫酸反应生成Ga3+、Fe3+和H2O，反应的离子方程式为Ga2(Fe2O4)3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O。酸溶前调节pH时加入了CaO，加入稀硫酸钙离子和硫酸根离子反应生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，故酸溶滤渣中为CaSO4。
（2）酸浸所得浸出液中Ga3+、Zn2+浓度分别为0.21g/L和65g/L即0.003mol/L和1mol/L，根据Ksp[Zn(OH)2]=10-16.6，Zn2+开始沉淀时c(OH-)=10-8.3mol/L，Zn2+开始沉淀的pH为5.7，根据Ksp[Ga(OH)3]=10-35.1，Ga3+开始沉淀时c(OH-)=1.49×10-11，则Ga3+开始沉淀的pH为3.17，则调节pH略小于5.7即可。
（3）根据分析可知脱铁时盐酸浓度较高，促使Fe3+更多地进入水相被除去，盐酸浓度为6mol/L，反萃取中要保证Ga3+更可能多地进入水相，则此时盐酸浓度为2mol/L。
（4）Ga与Al同主族，化学性质相似，沉镓时加入NaOH过多，则生成的Ga(OH)3重新溶解生成，离子方程式为Ga(OH)3+OH-=+2H2O。
（5）Ga2O3与NH3高温下反应生成GaN和另一种物质，根据原子守恒，可得另一种物质为H2O，化学方程式为Ga2O3+2NH32GaN+3H2O。
（6）①GaN熔点较高为1700℃，GaCl3熔点较低为77.9℃，则GaN为共价晶体，GaCl3为分子晶体。
②从图中可知，该晶体中与Ga原子距离最近且相等的N原子个数为4个，根据均摊法，该晶胞中N原子个数为4，Ga原子个数为，设晶胞边长为anm，则ρ=，则a=nm。
7．（2023·广东广州·一模）铋的化合物在电催化和光催化领域都有广泛应用。一种从含铋矿渣(主要成分是、、、、等)中提取高纯的工艺如下：
已知：
①乙酰胺()有臭味、有毒，熔点为82.3℃，沸点为221℃，可溶于水。
②常温下，， 。
③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：
离子
开始沉淀的 1.5 3.6 4.5
沉淀完全的 3.2 4.7 6.7
回答下列问题：
(1)中的的化合价为，则的化合价是 。
(2)“沉铋”时加入溶液，转化为沉淀的离子方程式是 。往“沉铋”所得滤液中加入铁粉可回收其中的 (填化学式)金属。
(3)“洗涤”时先用水洗，再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是为了除去滤饼中的 (填化学式)杂质。
(4)“转化”分两步进行：第一步转化为，反应的离子方程式为 ；第二步受热分解，。常温下，当恰好完全转化成时，溶液中浓度为，则此时溶液的为 。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液经 。(填操作)可获得乙酰胺固体，以再生硫代乙酰胺()。
(6)钼酸铋()可用于光催化水的分解，其晶胞结构(不含氧原子)如图所示，晶胞参数为，，，晶胞棱边夹角均为90°。
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。已知原子1的坐标为，则原子2的坐标为 。
②设阿伏加德罗常数的值为，的式量为，则晶体的密度为 (列计算式)。
【答案】(1)+3
(2)
(3)
(4) 13
(5)蒸馏、冷却，过滤，洗涤，干燥
(6)
【分析】铋矿渣(主要成分是、、、、等)，加入盐酸酸浸，滤渣我，溶液中含有、、、，加入调节，滤饼中含有和，再加入生成，进而转化为，用合成，最终得到产品。
【详解】（1）中的的化合价为，O的化合价为-2，根据化合物中正负化合价为0，则的化合价是+3；
（2）“沉铋”时加入溶液，转化为沉淀的离子方程式是：；“沉铋”所得滤液中含有、、、，加入铁粉，发生反应：，可回收其中的；
（3）加入溶液，调节，滤饼中含有和，用稀硫酸洗涤的目的是为了除去滤饼中的；
（4）加入溶液，转化为，反应的离子方程式为：，已知反应的，同时乘，，，当浓度为，，；
（5）乙酰胺()熔点为82.3℃，可溶于水，水溶液经蒸馏、冷却，过滤，洗涤，干燥，可得乙酰胺固体；
（6）根据晶胞的结构，原子1的坐标为，则原子2的坐标为：；根据晶胞的结构，Bi原子为:,Mo原子为：8，又因为化学式为Bi2MoO6,所以晶胞的相对质量的，晶胞密度为：。
8．（2023·广东深圳·一模）铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以含铋烧渣(主要成分为、，还含有少量MnS、、CuO及等)制取并回收锰的工艺流程如下：
已知：①氧化性：；
②易水解成BiOCl沉淀；常温下，BiOCl存在的pH范围约为2.0～11.0；
③常温下，；。
回答下列问题：
(1)基态锰原子的价电子排布式为 。
(2)“水浸提锰”时，另加入少量稀硫酸可促进 (填化学式)溶解，进一步提高锰的浸取率。
(3)“滤渣2”的主要成分有 (填化学式)、Bi。
(4)常温下，“含滤液”中的浓度为。为保证BiOCl产品的纯度，理论上，“沉铋”时应控制溶液的pH＜ (保留一位小数)。
(5)“脱氯”过程中发生主要反应的离子方程式为 。
(6)BiOCl是一种性能优良的光催化剂，可催化降解有机污染物对硝基苯酚()等。对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点，其原因是 。
(7)我国科学家在新型二维半导体芯片材料——硒氧化铋的研究中取得突破性进展。硒氧化铋的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞参数为a pm，a pm，b pm。
①该晶胞沿z轴方向的投影图为 (填标号)。
A．B．C．D．
②该晶体中，每个周围紧邻的共有 个。
③该晶体的密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)MnS
(3)Cu
(4)6.9
(5)
(6)对硝基苯酚存在分子间氢键，而邻硝基苯酚更易形成分子内氢键，导致对硝基苯酚分子间的作用力比邻硝基苯酚分子之间的作用力更强
(7) B 4
【分析】铋烧渣(主要成分为、，还含有少量MnS、、CuO及等)制备，辉铋矿先水浸除锰，另加入少量稀硫酸可促进MnS溶解，同时溶于水通过过滤分离，滤渣用浓盐酸酸浸，不溶于盐酸过滤后存在于滤渣1中，滤液中存在Bi3+、Cu2+、Fe3+，滤液中加入Bi粉还原，将Fe3+转化为Fe2+、Cu2+转化为Cu过滤除去，滤液中加入碳酸钠溶液沉铋，Fe2+存在于滤液中通过过滤除去，得到BiOCl，最后除氯得到。
【详解】（1）Mn是25号元素，根据构造原理可得其价电子排布式为3d54s2。
（2）MnS可以溶解于稀酸，“水浸提锰”时，另加入少量稀硫酸可促进MnS溶解，进一步提高锰的浸取率。
（3）由分析可知，“还原”步骤中加入Bi粉，将Fe3+转化为Fe2+、Cu2+转化为Cu，过滤后Cu存在于滤渣2中。
（4）F2+开始沉淀时，c(OH-)=，c(H+)=，pH=-lgc(H+)=-lg=6-lg=6-lg1+lg7=6.856.9，为保证BiOCl产品的纯度，避免Fe2+沉淀，理论上，“沉铋”时应控制溶液的pH＜6.9。
（5）“脱氯”过程中和OH-反应生成和Cl-，离子方程式为：。
（6）对硝基苯酚存在分子间氢键，而邻硝基苯酚更易形成分子内氢键，导致对硝基苯酚分子间的作用力比邻硝基苯酚分子之间的作用力更强，故对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点。
（7）①由晶胞结构可知，该晶胞沿z轴方向的投影图为，故选B；
②由晶胞结构可知，该晶体中，每个周围紧邻的共有4个；
③由晶胞结构可知，该晶胞中Bi3+的个数为8=4，Se2-的个数为=2，O2-的个数为=4，该晶体的密度为。
9．（2023·广东深圳·二模）金属铑(Rh)是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。一种以高铜铑精矿(主要含Rh，还含有少量的Cu、Fe等杂质)为原料提取的工艺如下：
已知：阳离子交换过程可表示为
回答下列问题：
(1)基态Cu原子的价电子排布式为 。
(2)“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，其中Rh元素的化合价为 。
(3)“定向脱铜”时，铜与铑的沉淀率随pH变化如下图所示，该过程需将溶液pH调至2，结合图像说明原因 。
(4)“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 。
(5)“水解”过程中，发生反应的离子方程式为 。
(6)铑锰催化剂可催化反应：。下列有关该反应的说法正确的是 (填标号)。
A．存在极性共价键的断裂与形成
B．所有分子均为非极性分子
C．含碳化合物中心原子杂化轨道类型有与
D．的VSEPR模型为V形
E.催化剂可降低该反应的焓变，从而增大反应速率
(7)铑掺杂形成的催化剂，在光催化还原反应中有很高的催化效率。的晶胞结构如图所示。
①其中位于晶胞的体心，则所处的位置为晶胞的 (填“顶角”或“棱心”)；每个周围紧邻的共有 个。
②当有1%的被替代后，晶体中会失去部分产生缺陷，此时平均每个晶胞所含数目为 (保留三位小数)。
【答案】(1)
(2)
(3)时，铜的沉淀率已超过80%，铑的沉淀率几乎为零。或时，铜的沉淀率会降低，时，铑的沉淀率增加
(4)、
(5)
(6)AC
(7) 顶角 6 2.995
【分析】高铜铑精矿通入氯气和HCl氯化溶解得到、CuCl2、FeCl3，加入草酸和铜离子结合生成草酸铜，加入NaOH调节溶液pH=2，避免铁离子沉淀，阳离子交换树脂吸附Na+、Fe3+为滤液除去，发生水解反应生成Rh(OH)3沉淀，最后得到铑粉；
【详解】（1）Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s2s22p63s23p63d104s1，基态铜原子价层电子排布式为3d104s1；
（2）中Cl为-1价，由x+(-1)×6=-3，解得x=+3，则Rh元素的化合价为+3；
（3）“定向脱铜”时，需将溶液pH调至2，原因是：时，铜的沉淀率已超过80%，铑的沉淀率几乎为零。或时，铜的沉淀率会降低，时，铑的沉淀率增加；
（4）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、；
（5）发生水解反应生成Rh(OH)3沉淀，水解的离子方程式为：；
（6）A．反应物CO2中C和O原子存在极性共价键，产物存在C-H和H-O极性键，则反应过程中存在极性共价键的断裂与形成，A正确；
B．H2O分子的正负电荷中心不对称，为极性分子，B错误；
C．CO2中C原子价层电子对个数=2+=2，采取sp杂化方式，CH4中心原子C的价层电子对数是4，则C原子杂化轨道类型为sp3杂化，C正确；
D．H2O分子中O原子的价层电子对数为2+=4，VSEPR模型为四面体，D错误；
E．催化剂通过降低反应的活化能，从而增大反应速率，不能改变反应的焓变，E错误；
故选：AC；
（7）①其中位于晶胞的体心，由晶胞结构可知白球为，顶角的小黑球个数为，棱心的大黑球个数为，结合分子数可知大黑球为O离子，小黑球为，则所处的位置为晶胞的顶角；每个周围紧邻的共有6个；
②当有1%的被替代后阳离子电荷减少了1%×1=0.01，根据电荷守恒，阴离子电荷也相应减少=0.005，晶体中会失去部分产生缺陷，原晶胞中数目为3，则此时平均每个晶胞所含数目为3-0.005=2.995。
10．（2024·广东·一模）钒是重要的战略资源，以硫酸工业产生的废钒催化剂为原料(含、、、以及少量的等)，综合回收利用钒、硅、钾实现变废为宝、保护环境的目的，回收工艺流程如下：
已知：钒的氧化物在酸性条件下以、存在，增大时可转化为沉淀。
(1)“水浸”前，通常需要将催化剂粉碎，其目的是 。
(2)“滤渣2”转化为的化学方程式是 。
(3)“还原酸浸”时：
①硫酸的用量会影响钒的浸出率，需保持在1.2以下的原因是 。
②过程中除了有被还原成，还涉及的反应离子方程式为 。
③若以磷酸为介质处理废催化剂，可以提高钒的浸出率。一种钒磷配合物的结构如图所示，形成配位键时V提供 (选填“孤对电子”或“空轨道”)。
(4)“萃取”时选择有机萃取剂，原理是：(有机层)(有机层)，“反萃取”应选择在 环境中进行(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(5)加氨水生成沉淀，若经焙烧得到产品，则消耗空气中 。
(6)近年来，研究人员发现含钒的锑化物在超导方面表现出潜在的应用前景。某含钒的锑化物晶胞如图1所示，晶体中包含由V和组成的二维平面如图2。
该含钒的锑化物化学式为 ，钒原子周围紧邻的锑原子数为 。
【答案】(1)增大催化剂与水的接触面积，提高反应速率与浸出率
(2)SiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2O或 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑
(3) VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，影响钒的浸出率 空轨道
(4)酸性
(5)0.5
(6) CsV3Sb5 6
【分析】水浸废钒催化剂(含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2以及少量的Fe2O3等)，VOSO4、K2SO4进入滤液1，V2O5、SiO2以及Fe2O3进入滤渣1，用无水K SO3和H SO4对滤渣1还原酸浸，V2O5、Fe2O 和K2SO3和H2SO4反应进入滤液2，SiO2进入滤渣2，用有机试剂对滤液1和滤液2中的、VO2+进行萃取分离出亚铁离子和钾离子，再反萃取出和 VO2+，再加氨水沉钒，焙烧得到V2O5，据此分析解答。
【详解】（1）“水浸”前，通常需要将催化剂粉碎，其目的是增大催化剂与水的接触面积，提高反应速率与浸出率；
（2）“滤渣2”主要成分是SiO2，转化为 Na2SiO3的化学方程式是：SiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2O或 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑；
（3）①“还原酸浸”时，硫酸的用量会影响钒的浸出率，pH超过1.2时，VO2+水解程度增加或生成VO(OH)2，水解产物会进入滤渣中影响钒的浸出率；
②过程中除了有，被还原成VO2+，还涉及的反应离子方程式为
③由图2可知，和V形成配位键的P、O、Cl均含有孤电子对，故V提供的是空轨道；
（4）“萃取”时选择有机萃取剂，原理是：H2R(有机层)+VO2+2H+ +VOR(有机层)，“反萃取”应让平衡逆向移动，使VO2+进入水层，故选择在酸性环境中进行；
（5）VO(OH)2沉淀经焙烧得到V2O5的方程式为：4VO(OH)2 +O2 2V2O5 + 4H2O，若经焙烧得到1molV2O5产品，则消耗空气中O2的物质的量为：mol=0.5mol；
（6）由该化合物的晶胞可知，Cs位于顶点，含有个，Sb位于棱上和晶胞内个，V位于面上和晶胞内，含有 个，所以锑化物M的化学式 CsV3Sb5；晶胞中有4个面的面心由钒原子占据，这些钒原子填充在锑原子构成的八面体空隙中，周围紧邻的锑原子数为6；
【点睛】本题考查物质准备工艺流程，涉及物质的分离提纯、条件的控制、原理的分析评价、陌生方程式书写等，熟练掌握元素化合物性质，理解整个过程，题目难度中等。
11．（2024·广东梅州·一模）催化裂化（FCC）是石油精炼中最重要的转化之一。FCC催化剂中含有多种金属元素，一种针对FCC废催化剂（含较多的、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质，固载在玻璃纤维上）综合回收利用的工艺流程如下：
已知：①不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液；②常温下，，。。
回答下列问题：
(1)已知基态Ce原子价层电子排布式为，它有 个未成对电子，它的最高正化合价为 。
(2)物质X为 ，若利用pH传感器监测反应2，当 时，已沉淀完全（时视为沉淀完全）。
(3)反应3的化学反应方程式为 ，其中的作用与反应1中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
(4)从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括 、过滤、洗涤、常温晾干。的空间构型为 。
(5)氧化铈（）是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示，则每个晶胞中个数为 。
【答案】(1) 2 +4
(2) 氨水 3.3
(3) 不相同
(4) 蒸发浓缩、冷却结晶 正四面体
(5)4-8x
【分析】FCC废催化剂(含较多的CeO2、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质，固载在玻璃纤维上)与硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁，滤渣1为CeO2，与稀硫酸、过氧化氢反应生成Ce3+，发生反应4生成氢氧化铈，煅烧生成CeO2，最终得到铈；亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子，与氨水反应生成硫酸铝铵晶体。
【详解】（1）Ce原子价层电子排布式为，由价电子排布可知其单电子数为2，价电子总数为4，则其最高正价为+4价；
（2）将硫酸铝转化为硫酸铝铵晶体，则物质X为氨水，反应2中铁离子完全转化为氢氧化铁沉淀，若利用pH传感器检测反应2，，pH=3.3；
（3）反应3中CeO2与稀硫酸、过氧化氢反应生成Ce3+，其反应化学方程式为：；；其中的作用是还原剂，反应1中将亚铁离子氧化为铁离子，其作用为氧化剂，则两者中的作用不相同；
（4）从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、常温晾干；中中心原子的价层电子对数为4+0=4，其空间构型为正四面体；
（5）假设晶胞中和个数分别为m和n，则m+n=1，由化合价代数和为0可得4m+3n=4-2x，解得：m=1-2x，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的和个数为，所以每个晶胞中的个数为4-8x。
12．（2024·广东佛山·一模）稀土（RE）包括镧（La）、铈（Ce）等元素，是重要的战略资源，从离子型稀土矿（含Fe、Al等元素）中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示：
已知：该工艺下，除铈（Ce）外，稀土离子保持＋3价不变；金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 1.5 4.3 5.6（为6.2）
沉淀完全时的pH 3.2 5.5 /（为9.0）
回答下列问题：
(1)“预中和”工序中：
①该工序适宜的pH范围是 。
②胶状的X射线衍射图谱中， （选填“能”或“不能”）观察到明锐的衍射峰。
(2)“调pH”工序中，发生的离子反应方程式为 。
(3)滤液3可返回 工序循环使用。
(4)“沉淀”工序产物为 （选填“”或“”），理由是 [：]。（当反应的时可认为反应完全）
(5)含氟稀土抛光粉的主要成分为，焙烧时发生的化学反应方程式为 。
(6)利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强．下列离子对交换能力最强的是______。
A． B． C． D．
(7)银铈合金是优良的导电材料，一种银铈晶体结构单元如图（a）所示：
①将该结构单元示意图（b）补充完全 。
②该晶体的化学式为 。
【答案】(1) 3.2≤pH＜4.3 不能
(2)
(3)酸溶
(4) La(OH)3 ，，＞
(5)
(6)C
(7) Ag15Ce
【分析】稀土矿物与盐溶液发生离子交换除去矿渣，预中和加入碳酸氢铵将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，再加入碳酸氢铵调节pH沉淀氢氧化铝与稀土元素，在沉淀中加入氢氧化钠将氢氧化铝沉淀溶解，水解转化为Al(OH)3.nH2O，将稀土元素的沉淀加HCl溶解，一部分加碳酸钠沉淀之后转化为La2O3，加入CeF2焙烧转化为含氟稀土抛光粉，另一部分加草酸酸化得到La2O3和含稀土合金，据此回答。
【详解】（1）①“预中和”工序中使铁离子沉淀，其他金属阳离子不沉淀，pH的范围为：3.2≤pH＜4.3；
②只有晶体在X射线衍射图谱中才能观察到明锐的衍射峰，而胶体不是晶体；
（2）“调pH”工序中，Al3+与碳酸氢根强烈双水解，发生的离子反应方程式为；
（3）滤液3溶液中含有草酸，可以回到酸溶工序中循环利用；
（4）①“沉淀”工序产物为La(OH)3；
②根据表中数据可得，，＞；
（5）含氟稀土抛光粉的主要成分为CeLa2O4F2，焙烧时发生的化学反应方程式为：；
（6）根据离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强，对RE3+交换能力最强的是Mg2+，故选C；
（7）
①根据图（a）可以看出，Ce在前面的两个顶点，且位于面对角线的位置，Ag在剩下的6个顶点和6个面心，所以结构单元示意图（b）补充完全为：
②Ce在顶点，均摊为，Ag在剩下的6个顶点和6个面心，均摊为，所以化学式为Ag15Ce。
13．（2024·广东湛江·一模）镓(Ga)是重要的半导体材料，氮化镓、砷化镓和氧化镓分别是第二代、第三代、第四代半导体材料的代表材料。金属镓在自然界中通常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中，提取非常困难。从闪锌矿渣中提取镓是种常见的方法，具体工艺流程如下：
已知：①金属镓在化学性质上非常接近金属铝，其单质、氧化物和氢氧化物均有两性；
②闪锌矿渣通常含有，、，硅酸盐等杂质；
③25℃时，、。
回答下列问题：
(1)为了提高镓的浸取率，可以采取的措施为 (填写一种)。
(2)滤渣Ⅰ中主要含有 。
(3)写出加入氧化锌后发生反应的离子方程式(以Ga为例)： 。
(4)工业上通常向溶液中通入过量，产生大量白色沉淀，过滤后加热固体能得到高纯，写出加入过量后的化学方程式： 。
(5)在工业上，通常用高纯镓作阴极，石墨作阳极，溶液作为电解质，通过电解制备高纯Ga．写出阴极电极反应式： 。
(6)氮化镓是目前应用最广泛的半导体材料之一，目前广泛应用于相控阵雷达、快速充电器等行业。氮化镓有不同的晶型，其中六方氮化镓和立方氮化镓之间可以相互转化。
①六方氮化镓晶体硬度极高，熔点为1700℃，其高温熔融物不导电。六方氮化镓属于 晶体。
②写出六方氮化镓晶胞的组成： 。
(7)①已知的坐标为，请写出的坐标 。
②若立方氮化镓的边长为a nm，则其密度为 (列出计算式)。
【答案】(1)粉碎、搅拌
(2)、
(3)
(4)
(5)
(6) 共价
(7)
【分析】
闪锌矿渣通常含有，、，硅酸盐等杂质，加入稀硫酸酸浸得到滤渣Ⅰ主要成分为、，滤液加入氧化锌反应后过滤，得到滤渣Ⅱ和硫酸锌溶液；硫酸锌溶液用于生产Zn；滤渣Ⅱ加入氢氧化钠进行碱浸得到氢氧化铁固体和，电解得到金属镓；
【详解】（1）为了提高镓的浸取率，可以采用粉碎、搅拌等措施；
（2）闪锌矿渣中Pb、Si元素在酸浸时生成不溶的，；
（3）加入氧化锌时发生反应生成Ga(OH)3，反应的离子方程式为；
（4）向溶液中通入过量，反应生成Ga(OH)3和碳酸氢钠，反应的化学方程式为；
（5）在工业上，电解溶液，阴极上得电子产生Ga，电极反应式为；
（6）①由六方氮化镓晶体硬度极高，熔点高，且熔融物不导电可知属于共价晶体；
②根据均摊法可知，六方氮化镓晶胞中含有个Ga，6个N，其组成为；
（7）①根据晶胞的位置，氮化镓的立方晶胞中的坐标为，的坐标为；
②立方氮化镓的密度为=。
14．（2024·广东江门·一模）铅渣由多种氧化物及它们相互结合而形成的化合物、固溶体、共晶混合物所组成。对铅渣进行综合利用，回收其中的有价金属（Cu、Fe、Pb、Zn、Sb）的部分工艺流程如下：
已知：①常温下，，。
（2）金属离子浓度等于时，可认为其恰好完全沉淀。
(1)位于第六周期，与碳元素同主族，其价层电子排布式为 。
(2)“还原焙烧”时，发生反应的化学方程式为 。
(3)挥发烟尘中的主要氧化物为。
①区分挥发烟尘中的氧化物是晶体还是非晶体的最可靠的科学方法为 。
②“转化”过程中，发生反应的化学方程式为 。
(4)“氧化酸浸”过程中，若将物质的量为的合金（其中与物质的量之比为氧化，至少需要的物质的量为 mol（用含a、b的式子表示）。
(5)“过滤洗涤”过程中，加入酒石酸（表示为）发生如下配位反应：
①上述两个配合物中，提供空轨道的元素为 （填元素符号）。
②“过滤洗涤”时，用酒石酸稀溶液洗涤滤渣而不用水。用酒石酸稀溶液洗涤可减少金属离子的损失，原因为 。
(6)“沉锑”过程中，锑恰好完全沉淀时，溶液中 。
(7)一种铅卤基钙钛矿的晶胞结构如图所示，其中八面体体心为Pb，顶点为Br，晶体中各八面体顶点相连。
①该晶体的化学式为 。
②若该晶体的晶胞以Cs为顶点，则Br在晶胞中的位置为 。
【答案】(1)
(2)
(3) X射线衍射法
(4)
(5) 酒石酸与发生配位反应，形成配合物降低金属离子浓度，且溶液酸性增强，减少难溶性碱的生成
(6)
(7) 面心
【分析】铅渣与褐煤、氧化钙进行还原焙烧，形成挥发烟尘，挥发烟尘利用硫酸酸溶，生成含锌溶液及硫酸铅沉淀，硫酸铅沉淀经氨水及碳酸氢铵作用后生成碳酸铅；磨矿磁选后得还原性铁，磁选尾矿加入过氧化氢的硫酸进行氧化酸浸，过滤后利用石酒酸洗涤，滤除滤渣后滤液中加氨水沉锑；
【详解】（1）位于第六周期，与碳元素同主族，说明其最外层电子数与碳相同，则其价层电子排布式：；
（2）“还原焙烧”时，与C发生还原反应生成Fe、和CO，化学方程式：；
（3）①区分挥发烟尘中的氧化物是晶体还是非晶体的最可靠的科学方法：X射线衍射法；
②经硫酸溶解、过滤后得含锌滤液及硫酸铅沉淀，硫酸铅沉淀与氨水和碳酸氢铵反应，生成碳酸铅、硫酸铵和水，化学方程式：；
（4）将的合金氧化，根据得失电子守恒，需消耗的物质的量：；
（5）①上述两个配合物中，提供空轨道的元素为：；
②“过滤洗涤”时，酒石酸可与发生配位反应，形成配合物降低金属离子浓度，且溶液酸性增强，能减少难溶性碱的生成；
（6）“沉锑”过程中，锑恰好完全沉淀时，，，，；
（7）Cs位于体心，属于该晶胞；八面体位于8个顶角，则有个八面体属于该晶胞；八面体体心为Pb，顶点为Br，晶体中各八面体顶点相连，则有1个Pb属于该晶胞，有3个Br属于该晶胞，其化学式：；
②若该晶体的晶胞以Cs为顶点，则Br在晶胞中的位置：面心；
15．（2024·广东江门·一模）某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料（含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等）制备Co2O3和Li2CO3。工艺流程如下：
固体已知：①常温时，有关物质如下表：
物质
②常温时，的溶度积，该数值随温度升高而减小。
(1)LiCoO2中Co元素的化合价为 ；基态Co原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”时发生反应：。
①补充完整上述离子方程式 ；
②旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，但易造成环境污染，原因是 。
(3)已知滤渣2中含有，则常温下滤液2中 mol/L。
(4)滤液3中含金属元素的离子主要是，通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为 。
(5)沉锂操作过程中的存在反应：，该操作中需将温度升高到90℃，原因是 。
(6)由进一步制得的具有反萤石结构，晶胞如图所示。
①在晶胞中的位置为 ；
②设阿伏加德罗常数的值为。晶胞的密度为b，则晶胞参数（棱长）为 pm。
【答案】(1) +3
(2) 2CO2 被氧化生成C12污染环境
(3)5.6×10-4
(4)
(5)温度升高到90℃，促进碳酸的分解，沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应转化率
(6) 在立方体的顶点上和面心上
【分析】废旧锂离子电池的正极材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)，加硫酸溶解Ca、Mg、Fe、Al，加草酸把LiCoO2还原为Co2+，过滤除去不溶物为滤渣1，滤液1加NaOH溶液，题中已知滤渣2中含有，分析可知还含有Co(OH)2，在滤渣2中加入碳酸铵和将有Co(OH)2转化为，过滤后除去，滤液3中为且溶液为碱性，经过空气催化氧化得到Co(OH)3，最后得到Co2O3；滤液1中主要含有Li+、Ca2+、，经过NH4F固体的处理将Ca2+除去，后续沉锂再将Li+以Li2CO3形式沉淀出来，据此作答。
【详解】（1）
Li化合价+1价，O化合价-2价，推得Co化合价+3价，Co第27号元素，所以基态Co原子的价层电子轨道表示式为：，故答案为：+3；。
（2）LiCoO2中Co元素的化合价化合价从+3价降低到+2价，因此草酸中C元素化合价从+3价升高到+4价，再通过质量守恒定律推出为：2CO2，旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，盐酸中的会被氧化生成C12从而污染环境，故答案为：2CO2；被氧化生成C12污染环境。
（3）pH=10时，，，5.6×10-4。
（4）Co化合价从+2价升高到+3价，O化合价从0价降到-2价，滤液3为碱性，所以通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为：，故答案为：。
（5）温度升高到90℃，促进碳酸的分解，则沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应的转化率，故答案为：温度升高到90℃，促进碳酸的分解，沉锂反应向正反应方向移动，提高沉锂反应转化率。
（6）①化学式中的Li+：O2-的个数比为2：1，根据观察并计算，O2-应该是在立方体的顶点上和面心上，Li在立方体的体心上；
②设晶胞参数（棱长）为apm， ，由此可得，故答案为：在立方体的顶点上和面心上；。
16．（2024·广东梅州·二模）金属铼广泛用于航空航天等领域。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵晶体的流程如下图所示。回答下列问题：
(1)金属铼具有良好的导电、导热性和延展性，可用于解释这一现象的理论是 。
(2)①“焙烧”常采用高压空气、逆流操作(空气从培烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，其目的是 。
②“焙烧”过程中转化为，反应方程式 。
(3)“萃取”机理为：，则“反萃取”对应的离子方程式为 ；常温下，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的，则溶液中 (填“>”“<”或“=”)。(已知：常温下)
(4)下图是的X射线衍射图谱，则属于 。(填“晶体”或“非晶体”)
(5)工业上制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表1)，在3500℃时，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉(下图为碳在高温氢气环境中气-固占比计算结果)，请分析原因 。
表1
物质 熔点(℃) 沸点(℃)
3180 5900
C 3652 4827
1535 2750
(6)三氧化铼是简单立方晶胞，晶胞结构如下图所示，摩尔质量为Mg/mol，晶胞密度为。铼原子填在氧原子围成的 (填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中，该晶胞中两个相距最近的O原子间的距离为 cm。(列出计算式)
【答案】(1)电子气理论
(2) 增大接触面积，提高反应速率，使焙烧充分，提高原料的利用率 8CaSO4
(3) 或 ＞
(4)晶体
(5)3500℃时，Fe已气化去除，固态碳与H2完全反应，形成了气态物质
(6) 八面体
【分析】钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)在空气中焙烧，硫元素转化成二氧化硫，二氧化硫与生石灰、氧气反应生成硫酸钙，铼元素转化成Ca(ReO4)2，钼元素转化成CaMoO4，加入硫酸、软锰矿，硫酸钙属于微溶物，过滤，得到浸渣CaSO4，加入氨水和生石灰，得到NH4ReO4，然后过滤，通过酸化、萃取和反萃取、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
【详解】（1）金属铼属于金属晶体，在金属晶体中，金属原子的价电子从金属原子上“脱落”下来形成“电子气”，外力作用金属原子移位滑动,电子在其中起到“润滑”的作用，因此金属具有延展性；电子气在外电场作用下定向移动,因此金属有良好的导电性；金属受热,加速自由电子与金属离子之间的能量交换，将热能从一端传递到另一端而使金属有良好的导热性，因此可以用电子气理论解释金属Re具有良好的导电、导热性和延展性；
（2）①“焙烧”常采用高压空气、逆流操作可增大接触面积，提高反应速率，使焙烧充分，提高原料的利用率；
②ReS2在反应中转化成Ca(ReO4)2和CaSO4，ReS2作还原剂，氧气作氧化剂，因此有CaO+ReS2+O2 Ca(ReO4)2+CaSO4，根据原子守恒配平即可，氧气最后配平，所得化学反应方程式为4ReS2+10CaO+19O22Ca(ReO4)2+8CaSO4；
（3）反萃取时R3N·HReO4与氨气反应生成NH4ReO4、R3N，反应离子方程式为：或；lgKb(NH3 H2O)=-4.7，Kb(NH3 H2O)=10-4.7，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的pH=9.0，则溶液中c(OH-)=10-5mol/L，则=100.3＞1，c()＞c(NH3 H2O)；
（4）由NH4ReO4的X射线衍射图谱可知，NH4ReO4具有衍射峰，说明NH4ReO4属于晶体；
（5）根据表中数据可知，在3500℃时，铁转化成铁蒸气，根据图象可知，在3500℃时，C和氢气生成气态物质，得到高纯度的Re；
（6）由图可知，顶角的Re原子周围有6个距离相等且最近的O原子，这6个O原子构成正八面体，因此Re原子填在O原子围成的八面体空隙中；根据均摊法可计算出一个晶胞中Re和O的个数分别为1个和3个，也就是1个晶胞含有1个ReO3，设晶胞的棱长为acm，则a3=V== ，a=，根据晶胞棱中心的是O原子，距离最近的O原子是两条相交棱上的O原子，两者的距离=a= cm。
17．（2024·广东茂名·二模）某制酸工厂产生的废酸液主要成分为HF、、、、，一种处理工艺如下：
已知：常温下，
回答下列问题：
(1)基态As原子的价层电子排布图为 ，中As的化合价为 。
(2)原废水中含有的浓度为52.0，则 ，常温下，有B离子的去除量、“调pH”为6.0后，的去除率为 。（）
(3)强碱（AOH）的化学式为 。
(4)写出“还原”过程中发生反应的化学方程式 。
(5)产品结构分析。晶体W的晶胞结构如图所示：
①晶胞内八面体阴离子中心原子的配位数为 。
②W的化学式为 。
(6)产品纯度分析。称取g 样品，用碱溶解，加入淀粉作指示剂，用浓度为的碘标准溶液滴定As（Ⅲ）至As（Ⅴ），消耗体积为 mL，则制得的产品纯度为 。（用含、、的代数式表示）
【答案】(1) ＋3
(2) 0.8 85%
(3)NaOH
(4)
(5) 6
(6)或或或
【分析】由题给流程可知，向废酸液主要成分为HF、、、、加入强碱AOH调节pH同时，、生成沉淀、；加入胆矾、转化为和沉淀，氟离子最终生成；和沉淀加酸溶解，加SO2还原为+3价砷，烘干得As2O3据此分析如下：
【详解】（1）
As是第33号元素，价层电子4s24p3，价层电子排布图：；中As的化合价为＋3；
（2）原废水中含有的浓度为52.0，则=0.8；
由可知，“调pH”为6.0后，c(Zn2+)==0.12，的去除率==85%；
（3）强碱并且最终产物晶体，故（AOH）的化学式为NaOH，不引入新杂质；
（4）SO2具有还原性，将还原成，自身被氧化成H2SO4，发生反应的化学方程式：；
（5）八面体阴离子中心原子的配位数为6；
八面体有1+=2个，其中Al原子2个，F原子6×2=12个，Na原子有4×+=6个，W的化学式为；
（6）根据氧化还原反应得失电子守恒，碘由0价降到-1价，As由+3升到+5价，碘标准溶液得电子总数××10-3 L×2，电子总数：2×n()×2，即××10-3 L×2=2×n()×2，m()=n()×198g/mol=g，则制得的产品纯度为或或或。
18．（23-24高三下·贵州黔东南·开学考试）钒和铬都是重要的战略金属，利用钒、铬废渣(主要成分为和，还含有其他难溶物)分离回收钒、铬的工艺流程如下图所示。
已知：常温下，。
回答下列问题：
(1)基态铬原子价电子轨道表示式为 。
(2)钒、铬废渣“水浸”前，先要进行粉碎处理，为提高浸取效率，还可采取的措施有 (任写一点)。
(3)“沉钒”的含钒产物为钒酸钙，该过程中发生反应的化学方程式是 。
(4)“沉铬”时，铬转化为沉淀，“转化”过程中发生反应的离子方程式为 。
(5)向“沉钒后液”中加入足量，可将其中的铬转化为沉淀，铬的理论转化率为 (保留三位有效数字)。
(6)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如下图所示。
①该晶体的化学式为 。
②已知该晶体的密度为为阿伏加德罗常数的值，则相邻与之间的最短距离为 (列出计算式即可)。
【答案】(1)
(2)延长浸取时间（或适当升高温度、搅拌等）
(3)
(4)
(5)97.7
(6) CaCrO3
【分析】钒、铬废渣(主要成分有和，还含有其他难溶物)经过水浸后，水浸液中含有和，加入生石灰沉钒得到钒酸钙，经过一系列步骤之后得到五氧化二钒。沉矾后的溶液主要成分是经过酸化、加入氧化铜转化为沉淀，加入氢氧化钠进行沉淀转化得到氢氧化铜沉淀和溶液，经过冷却结晶得到。
【详解】（1）
基态铬原子价电子轨道表示式为。
（2）为提高浸取效率，还可采取的措施延长浸取时间、适当升高温度、搅拌等（任写一点）。
（3）“沉钒”过程加入氧化钙与溶液中的生成钒酸钙，化学方程式为。
（4）“转化”过程中沉淀与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和，离子方程式为：。
（5）根据和的Ksp，可以得到沉铬的离子方程式为：，，所以理论转化率为：。
（6）①根据均摊法进行计算：钙原子位于顶点，钙原子数目=，氧原子位于面心，氧原子数目=，铬原子位于体心，数目为1，所以晶体的化学式为CaCrO3。
②已知该晶体的密度为为阿伏加德罗常数的数值，晶体密度表达式为，可以求得边长a，则相邻与之间的最短距离为晶胞体对角线的一半，所以最短距离计算式=pm。
19．（2024·广东韶关·二模）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 。
【答案】(1) 会被盐酸还原为；生成有毒的会污染环境；盐酸不能除去杂质等
(2) 分液 酸浸
(3)9
(4)
(5) 面心和顶角 8
【分析】该工艺流程原料为氟碳铈矿(主要含、等)，产品为，原料在富氧空气中“氧化焙烧”生成、和，熔渣“酸浸”时，得到的滤液A中含，说明加入的是硫酸，与反应生成，、转化成，过滤后，滤液A经系列操作，转化成，加入NaOH调节pH使转化成沉淀，过滤后滤渣B中加入NaClO将氧化成，煅烧得到。
【详解】（1）根据上述分析，“酸浸”时与反应生成沉淀，故滤渣A主要成分为；“酸浸”时加入的酸为可以除去，具有较强的氧化性，若加入盐酸，会被还原为，同时生成有毒的会污染环境；
故答案为：；会被盐酸还原为；生成有毒的会污染环境；盐酸不能除去杂质等
（2）滤液A中的能溶于有机物TBP，振荡静置后的水层与有机层采用分液方法进行分离；
进入有机层TBP中被分离出来后，经过系列操作得到含水层，则说明有机层中转化为，而在有机物TBP中不溶进入水层，被还原成，应加入还原剂发生氧化还原反应，具有还原性且被氧化成不会引入新杂质，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为；
水层溶液中含有硫酸，故可循环利用于“酸浸”工序；
故答案为：分液；；酸浸；
（3）使沉淀完全时，溶液，则，此时溶液；
故答案为：9；
（4）“氧化”工序发生的氧化还原反应为NaClO将氧化成，同时生成NaCl，方程式为，NaClO为氧化剂，为还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2；
故答案为：1:2；
（5）在二氧化铈立方晶胞结构中，白球位于顶角与面心有个，黑球位于体内有8个，白球:黑球=1:2，在二氧化铈化学式中Ce:O=1:2，白球为Ce原子，位于顶角与面心；以晶胞结构中上平面面心位置的Ce原子为例，与其最近的O原子有该晶胞中的4个O原子及无隙并置的上一个晶胞中的4个O原子，共8个；
故答案为：1:2；8。
20．（2024·广东广州·二模）我国是世界上稀土资源最丰富的国家，冶炼提纯技术位于世界前茅。从某种磷精矿(主要成分为，含少量)分离稀土元素钪()的工业流程如下：
(1)钪的基态原子核外价电子排布式为 。
(2)“萃取”的目的是富集，但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。
①通过制得有机磷萃取剂，其中代表烃基，对产率的影响如下表。
产率/ 82 62 20
由表可知：随中碳原子数增加，产率降低，请从结构的角度分析原因 。
②“反萃取”的目的是分离和元素。向“萃取液”中通入，的沉淀率随的变化如图。试剂X为 (填“”或“”)，应调节为 。
③反萃取时，通入得到沉淀的过程为：
i．
ii． (写出该过程的化学方程式)。
(3)草酸钪晶体在空气中加热，随温度的变化情况如图所示。250℃晶体主要成分是 (填化学式)，℃反应的化学方程式为 。
(4)的一种氢化物晶胞结构如图，晶体中H周围与其最近的的个数为 。为阿伏伽德罗常数的值，晶胞参数为，则该晶胞的密度为 。
【答案】(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 Sc2(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1mol,质量为462 g,由图可知，250℃时，减少的质量为462g×19.5%≈90g，=5mol,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-2mol×45g/mol=48g,应为氧元素的质量，=3mol,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：Sc2(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。
21．（2024·广东肇庆·二模）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10-5mol/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+)=1.0mol/L，c(Ce3+)=0.01mol/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/mol，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)。
【答案】(1)加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度等
(2)
(3) Na[Al(OH)4](或NaAlO2)
(4)
(5) REO2 8
【分析】废旧磁性材料加入稀硫酸酸浸后过滤，滤液中含有硫酸亚铁、硫酸铈、硫酸铝，向滤液中加入磷酸二氢钠，得到Ce(H2PO4)3、氢氧化铝沉淀；“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应，过滤向滤渣中稀硫酸溶解后再加草酸“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和CO2， Ce2O3被还原为Ce。
【详解】（1）可通过加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度等措施提高酸浸的速率，故答案为：通过加热、搅拌、粉碎废旧磁性材料、适当增大硫酸浓度；
（2）“沉Ce”时，为了使Al3+完全沉淀， ，，此时，pH应大于等于4.7；溶液中c(Fe2+)=1.0mol/L，c(Ce3+)=0.01mol/L，为了不引人Fe(OH)2和Ce(OH)3，当，，，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，故答案为：；
（3）“碱转换”过程中Ce(H2PO4)所发生反应，氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液中生成了Na[Al(OH)4](或NaAlO2)，故答案为：；Na[Al(OH)4](或NaAlO2)；
（4）“沉淀”后所得的固体为Ce2(C2O4)3·10H2O，将其煅烧可得Ce2O3和CO2，发生反应，故答案为：；
（5）根据晶胞图可知1个晶胞中RE：， O：，两种原子个数比为1:2，化学式为：REO2；距离RE原子最近的O原子有8个；M(晶胞)=Mg/mol，晶胞边长为anm，1个晶胞的体积为，晶胞的密度为故答案为：REO2；8；。
第43页 共50页 ◎ 第44页 共50页
第1页 共46页 ◎ 第2页 共46页工艺流程大题汇编（高考题+模拟题）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、解答题
1．（2023·广东·高考真题）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。
氢氧化物
回答下列问题：
(1)活性可与水反应，化学方程式为 。
(2)常温下，的氨性溶液中， (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”时，由转化为的离子方程式为 。
(4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了的明锐衍射峰。
①属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②提高了的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为 。
②由可制备晶体，其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距，x、y为整数，则在晶胞中的位置为 ；晶体中一个周围与其最近的O的个数为 。

(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得溶液中与的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义，在于可重复利用和 (填化学式)。
2．（2022·广东·高考真题）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是 。
(2)“过滤1”前，用溶液调pH至 的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于 (保留两位有效数字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是 。
②“操作X”的过程为：先 ，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有 (写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。
①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移 电子。
②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为 。
3．（2021·广东·高考真题）对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25℃时，的，；；；该工艺中，时，溶液中元素以的形态存在。
(1)“焙烧”中，有生成，其中元素的化合价为 。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀为 。
(3)“沉钼”中，为7.0。
①生成的离子方程式为 。
②若条件控制不当，也会沉淀。为避免中混入沉淀，溶液中 (列出算式)时，应停止加入溶液。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有和，为 。
②往滤液Ⅲ中添加适量固体后，通入足量 (填化学式)气体，再通入足量，可析出。
(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。
①该氧化物为 。
②已知：和同族，和同族。在与上层的反应中，元素的化合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
4．（2024·广东广州·一模）对废旧锂离子电池正极材料(主要成分为，还含有少量、、、等元素)进行回收可有效利用金属资源，一种回收利用工艺流程如下：
已知：①常温下，丁二酮肟是白色晶体，不溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂。
②常温下，部分氢氧化物的如下表：
氢氧化物
回答下列问题：
(1)“酸浸还原”中转化为，氧化产物是，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)滤渣2的主要成分是、和，转化为的离子方程式是 ；常温下，“氧化调”后的滤液中浓度为，为尽可能多地提取，应控制溶液中的不大于 。
(3)“转化”中由转化为的离子方程式为 。
(4)“沉镍”中丁二酮肟与反应生成丁二酮肟镍的过程可表示为：
从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的方法是 。
(5)“锂钴分离”可产生能重复利用的物质是 。
(6)层状的结构如图所示，层状中一个周围与其最近的的个数是 ；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，例如图中原子1的坐标为，则原子2和原子3的坐标分别为 、 。
5．（2024·广东深圳·一模）锆被称为原子时代的头号金属。一种以氧氯化锆（主要含，还含有少量、、等元素）为原料生产金属锆的工艺流程如下：
已知：
①“酸溶”后溶液中各金属元素的存在形式为：、、、；
②25℃时，，；
物质
沸点/℃ 331 315 1300 700 1150
回答下列问题：
(1)“酸溶”后，元素的化合价为 。
(2)“萃取”时，锆元素可与萃取剂形成多种络合物，写出生成的离子方程式： 。
(3)“沉淀”后，“废液”中，则“废液”中 。
(4)“沸腾氯化”时，转化为，同时生成一种还原性气体，该反应的化学方程式为 。
(5)①“还原”的主要目的是 。
②沸点远低于的可能原因为 。
(6)某种掺杂的晶胞如图所示，位于晶胞的面心。
①晶体中每个O周围与其最近的O个数为 。
②已知该晶胞为立方晶胞，晶胞中O与Zr的最小间距为，设为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 （列出计算式）。
③如图所示结构（）与上述晶胞结构不一致的是 （填标号）。
A． B． C． D．
6．（2023·广东广州·二模）氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。一种利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓、铁酸锌、]制备GaN的工艺流程如下：
已知：
①Ga与Al同主族，化学性质相似。
②常温下，，，。
③、在该工艺条件下的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见下表。
盐酸浓度/ 反萃取率/%
2 86.9 9.4
4 69.1 52.1
6 17.5 71.3
回答下列问题：
(1)“酸浸”时发生反应的离子方程式为 。“酸溶”所得滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)“酸浸”所得浸出液中、浓度分别为0.21、65。常温下，为尽可能多地提取并确保不混入，“调pH”时需用CaO调pH至 (假设调pH时溶液体积不变)。
(3)“脱铁”和“反萃取”时，所用盐酸的浓度a＝ ，b＝ (选填上表中盐酸的浓度)。
(4)“沉镓”时，若加入NaOH的量过多，会导致的沉淀率降低，原因是 (用离子方程式表示)。
(5)利用CVD(化学气相沉积)技术，将热分解得到的与在高温下反应可制得GaN，同时生成另一种产物，该反应化学方程式为 。
(6)①GaN的熔点为1700℃，的熔点为77.9℃，它们的晶体类型依次为 、 。
②GaN晶体的一种立方晶胞如图所示。该晶体中与Ga原子距离最近且相等的N原子个数为 。该晶体密度为，GaN的式量为，则晶胞边长为 nm。(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)
7．（2023·广东广州·一模）铋的化合物在电催化和光催化领域都有广泛应用。一种从含铋矿渣(主要成分是、、、、等)中提取高纯的工艺如下：
已知：
①乙酰胺()有臭味、有毒，熔点为82.3℃，沸点为221℃，可溶于水。
②常温下，， 。
③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：
离子
开始沉淀的 1.5 3.6 4.5
沉淀完全的 3.2 4.7 6.7
回答下列问题：
(1)中的的化合价为，则的化合价是 。
(2)“沉铋”时加入溶液，转化为沉淀的离子方程式是 。往“沉铋”所得滤液中加入铁粉可回收其中的 (填化学式)金属。
(3)“洗涤”时先用水洗，再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是为了除去滤饼中的 (填化学式)杂质。
(4)“转化”分两步进行：第一步转化为，反应的离子方程式为 ；第二步受热分解，。常温下，当恰好完全转化成时，溶液中浓度为，则此时溶液的为 。
(5)“合成”所得乙酰胺的水溶液经 。(填操作)可获得乙酰胺固体，以再生硫代乙酰胺()。
(6)钼酸铋()可用于光催化水的分解，其晶胞结构(不含氧原子)如图所示，晶胞参数为，，，晶胞棱边夹角均为90°。
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。已知原子1的坐标为，则原子2的坐标为 。
②设阿伏加德罗常数的值为，的式量为，则晶体的密度为 (列计算式)。
8．（2023·广东深圳·一模）铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以含铋烧渣(主要成分为、，还含有少量MnS、、CuO及等)制取并回收锰的工艺流程如下：
已知：①氧化性：；
②易水解成BiOCl沉淀；常温下，BiOCl存在的pH范围约为2.0～11.0；
③常温下，；。
回答下列问题：
(1)基态锰原子的价电子排布式为 。
(2)“水浸提锰”时，另加入少量稀硫酸可促进 (填化学式)溶解，进一步提高锰的浸取率。
(3)“滤渣2”的主要成分有 (填化学式)、Bi。
(4)常温下，“含滤液”中的浓度为。为保证BiOCl产品的纯度，理论上，“沉铋”时应控制溶液的pH＜ (保留一位小数)。
(5)“脱氯”过程中发生主要反应的离子方程式为 。
(6)BiOCl是一种性能优良的光催化剂，可催化降解有机污染物对硝基苯酚()等。对硝基苯酚的熔点高于邻硝基苯酚()的熔点，其原因是 。
(7)我国科学家在新型二维半导体芯片材料——硒氧化铋的研究中取得突破性进展。硒氧化铋的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞参数为a pm，a pm，b pm。
①该晶胞沿z轴方向的投影图为 (填标号)。
A．B．C．D．
②该晶体中，每个周围紧邻的共有 个。
③该晶体的密度为 (列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
9．（2023·广东深圳·二模）金属铑(Rh)是一种高效催化剂，在有机合成中发挥重要作用。一种以高铜铑精矿(主要含Rh，还含有少量的Cu、Fe等杂质)为原料提取的工艺如下：
已知：阳离子交换过程可表示为
回答下列问题：
(1)基态Cu原子的价电子排布式为 。
(2)“氯化溶解”后，Rh元素以的形式存在，其中Rh元素的化合价为 。
(3)“定向脱铜”时，铜与铑的沉淀率随pH变化如下图所示，该过程需将溶液pH调至2，结合图像说明原因 。
(4)“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 。
(5)“水解”过程中，发生反应的离子方程式为 。
(6)铑锰催化剂可催化反应：。下列有关该反应的说法正确的是 (填标号)。
A．存在极性共价键的断裂与形成
B．所有分子均为非极性分子
C．含碳化合物中心原子杂化轨道类型有与
D．的VSEPR模型为V形
E.催化剂可降低该反应的焓变，从而增大反应速率
(7)铑掺杂形成的催化剂，在光催化还原反应中有很高的催化效率。的晶胞结构如图所示。
①其中位于晶胞的体心，则所处的位置为晶胞的 (填“顶角”或“棱心”)；每个周围紧邻的共有 个。
②当有1%的被替代后，晶体中会失去部分产生缺陷，此时平均每个晶胞所含数目为 (保留三位小数)。
10．（2024·广东·一模）钒是重要的战略资源，以硫酸工业产生的废钒催化剂为原料(含、、、以及少量的等)，综合回收利用钒、硅、钾实现变废为宝、保护环境的目的，回收工艺流程如下：
已知：钒的氧化物在酸性条件下以、存在，增大时可转化为沉淀。
(1)“水浸”前，通常需要将催化剂粉碎，其目的是 。
(2)“滤渣2”转化为的化学方程式是 。
(3)“还原酸浸”时：
①硫酸的用量会影响钒的浸出率，需保持在1.2以下的原因是 。
②过程中除了有被还原成，还涉及的反应离子方程式为 。
③若以磷酸为介质处理废催化剂，可以提高钒的浸出率。一种钒磷配合物的结构如图所示，形成配位键时V提供 (选填“孤对电子”或“空轨道”)。
(4)“萃取”时选择有机萃取剂，原理是：(有机层)(有机层)，“反萃取”应选择在 环境中进行(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(5)加氨水生成沉淀，若经焙烧得到产品，则消耗空气中 。
(6)近年来，研究人员发现含钒的锑化物在超导方面表现出潜在的应用前景。某含钒的锑化物晶胞如图1所示，晶体中包含由V和组成的二维平面如图2。
该含钒的锑化物化学式为 ，钒原子周围紧邻的锑原子数为 。
11．（2024·广东梅州·一模）催化裂化（FCC）是石油精炼中最重要的转化之一。FCC催化剂中含有多种金属元素，一种针对FCC废催化剂（含较多的、铁铝的氧化物和少量其他可溶于酸的物质，固载在玻璃纤维上）综合回收利用的工艺流程如下：
已知：①不溶于稀硫酸，也不溶于NaOH溶液；②常温下，，。。
回答下列问题：
(1)已知基态Ce原子价层电子排布式为，它有 个未成对电子，它的最高正化合价为 。
(2)物质X为 ，若利用pH传感器监测反应2，当 时，已沉淀完全（时视为沉淀完全）。
(3)反应3的化学反应方程式为 ，其中的作用与反应1中的作用 （填“相同”或“不相同”）。
(4)从溶液中获得晶体的“一系列操作”包括 、过滤、洗涤、常温晾干。的空间构型为 。
(5)氧化铈（）是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示，则每个晶胞中个数为 。
12．（2024·广东佛山·一模）稀土（RE）包括镧（La）、铈（Ce）等元素，是重要的战略资源，从离子型稀土矿（含Fe、Al等元素）中提取稀土元素并获得高附加值产品的一种工艺流程如图所示：
已知：该工艺下，除铈（Ce）外，稀土离子保持＋3价不变；金属离子形成氢氧化物沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 1.5 4.3 5.6（为6.2）
沉淀完全时的pH 3.2 5.5 /（为9.0）
回答下列问题：
(1)“预中和”工序中：
①该工序适宜的pH范围是 。
②胶状的X射线衍射图谱中， （选填“能”或“不能”）观察到明锐的衍射峰。
(2)“调pH”工序中，发生的离子反应方程式为 。
(3)滤液3可返回 工序循环使用。
(4)“沉淀”工序产物为 （选填“”或“”），理由是 [：]。（当反应的时可认为反应完全）
(5)含氟稀土抛光粉的主要成分为，焙烧时发生的化学反应方程式为 。
(6)利用离子交换法浸出稀土的过程如图所示。已知离子半径越小、电荷数越大，离子交换能力越强．下列离子对交换能力最强的是______。
A． B． C． D．
(7)银铈合金是优良的导电材料，一种银铈晶体结构单元如图（a）所示：
①将该结构单元示意图（b）补充完全 。
②该晶体的化学式为 。
13．（2024·广东湛江·一模）镓(Ga)是重要的半导体材料，氮化镓、砷化镓和氧化镓分别是第二代、第三代、第四代半导体材料的代表材料。金属镓在自然界中通常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中，提取非常困难。从闪锌矿渣中提取镓是种常见的方法，具体工艺流程如下：
已知：①金属镓在化学性质上非常接近金属铝，其单质、氧化物和氢氧化物均有两性；
②闪锌矿渣通常含有，、，硅酸盐等杂质；
③25℃时，、。
回答下列问题：
(1)为了提高镓的浸取率，可以采取的措施为 (填写一种)。
(2)滤渣Ⅰ中主要含有 。
(3)写出加入氧化锌后发生反应的离子方程式(以Ga为例)： 。
(4)工业上通常向溶液中通入过量，产生大量白色沉淀，过滤后加热固体能得到高纯，写出加入过量后的化学方程式： 。
(5)在工业上，通常用高纯镓作阴极，石墨作阳极，溶液作为电解质，通过电解制备高纯Ga．写出阴极电极反应式： 。
(6)氮化镓是目前应用最广泛的半导体材料之一，目前广泛应用于相控阵雷达、快速充电器等行业。氮化镓有不同的晶型，其中六方氮化镓和立方氮化镓之间可以相互转化。
①六方氮化镓晶体硬度极高，熔点为1700℃，其高温熔融物不导电。六方氮化镓属于 晶体。
②写出六方氮化镓晶胞的组成： 。
(7)①已知的坐标为，请写出的坐标 。
②若立方氮化镓的边长为a nm，则其密度为 (列出计算式)。
14．（2024·广东江门·一模）铅渣由多种氧化物及它们相互结合而形成的化合物、固溶体、共晶混合物所组成。对铅渣进行综合利用，回收其中的有价金属（Cu、Fe、Pb、Zn、Sb）的部分工艺流程如下：
已知：①常温下，，。
（2）金属离子浓度等于时，可认为其恰好完全沉淀。
(1)位于第六周期，与碳元素同主族，其价层电子排布式为 。
(2)“还原焙烧”时，发生反应的化学方程式为 。
(3)挥发烟尘中的主要氧化物为。
①区分挥发烟尘中的氧化物是晶体还是非晶体的最可靠的科学方法为 。
②“转化”过程中，发生反应的化学方程式为 。
(4)“氧化酸浸”过程中，若将物质的量为的合金（其中与物质的量之比为氧化，至少需要的物质的量为 mol（用含a、b的式子表示）。
(5)“过滤洗涤”过程中，加入酒石酸（表示为）发生如下配位反应：
①上述两个配合物中，提供空轨道的元素为 （填元素符号）。
②“过滤洗涤”时，用酒石酸稀溶液洗涤滤渣而不用水。用酒石酸稀溶液洗涤可减少金属离子的损失，原因为 。
(6)“沉锑”过程中，锑恰好完全沉淀时，溶液中 。
(7)一种铅卤基钙钛矿的晶胞结构如图所示，其中八面体体心为Pb，顶点为Br，晶体中各八面体顶点相连。
①该晶体的化学式为 。
②若该晶体的晶胞以Cs为顶点，则Br在晶胞中的位置为 。
15．（2024·广东江门·一模）某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料（含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等）制备Co2O3和Li2CO3。工艺流程如下：
固体已知：①常温时，有关物质如下表：
物质
②常温时，的溶度积，该数值随温度升高而减小。
(1)LiCoO2中Co元素的化合价为 ；基态Co原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”时发生反应：。
①补充完整上述离子方程式 ；
②旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，但易造成环境污染，原因是 。
(3)已知滤渣2中含有，则常温下滤液2中 mol/L。
(4)滤液3中含金属元素的离子主要是，通入空气发生催化氧化反应的离子方程式为 。
(5)沉锂操作过程中的存在反应：，该操作中需将温度升高到90℃，原因是 。
(6)由进一步制得的具有反萤石结构，晶胞如图所示。
①在晶胞中的位置为 ；
②设阿伏加德罗常数的值为。晶胞的密度为b，则晶胞参数（棱长）为 pm。
16．（2024·广东梅州·二模）金属铼广泛用于航空航天等领域。以钼精矿(主要成分为钼的硫化物和少量铼的硫化物)制取高铼酸铵晶体的流程如下图所示。回答下列问题：
(1)金属铼具有良好的导电、导热性和延展性，可用于解释这一现象的理论是 。
(2)①“焙烧”常采用高压空气、逆流操作(空气从培烧炉下部通入，矿粉从中上部加入)，其目的是 。
②“焙烧”过程中转化为，反应方程式 。
(3)“萃取”机理为：，则“反萃取”对应的离子方程式为 ；常温下，“反萃取”得到高铼酸铵溶液的，则溶液中 (填“>”“<”或“=”)。(已知：常温下)
(4)下图是的X射线衍射图谱，则属于 。(填“晶体”或“非晶体”)
(5)工业上制备的铼粉中含有少量碳粉和铁粉(其熔沸点见表1)，在3500℃时，利用氢气提纯可得到纯度达99.995%的铼粉(下图为碳在高温氢气环境中气-固占比计算结果)，请分析原因 。
表1
物质 熔点(℃) 沸点(℃)
3180 5900
C 3652 4827
1535 2750
(6)三氧化铼是简单立方晶胞，晶胞结构如下图所示，摩尔质量为Mg/mol，晶胞密度为。铼原子填在氧原子围成的 (填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中，该晶胞中两个相距最近的O原子间的距离为 cm。(列出计算式)
17．（2024·广东茂名·二模）某制酸工厂产生的废酸液主要成分为HF、、、、，一种处理工艺如下：
已知：常温下，
回答下列问题：
(1)基态As原子的价层电子排布图为 ，中As的化合价为 。
(2)原废水中含有的浓度为52.0，则 ，常温下，有B离子的去除量、“调pH”为6.0后，的去除率为 。（）
(3)强碱（AOH）的化学式为 。
(4)写出“还原”过程中发生反应的化学方程式 。
(5)产品结构分析。晶体W的晶胞结构如图所示：
①晶胞内八面体阴离子中心原子的配位数为 。
②W的化学式为 。
(6)产品纯度分析。称取g 样品，用碱溶解，加入淀粉作指示剂，用浓度为的碘标准溶液滴定As（Ⅲ）至As（Ⅴ），消耗体积为 mL，则制得的产品纯度为 。（用含、、的代数式表示）
18．（23-24高三下·贵州黔东南·开学考试）钒和铬都是重要的战略金属，利用钒、铬废渣(主要成分为和，还含有其他难溶物)分离回收钒、铬的工艺流程如下图所示。
已知：常温下，。
回答下列问题：
(1)基态铬原子价电子轨道表示式为 。
(2)钒、铬废渣“水浸”前，先要进行粉碎处理，为提高浸取效率，还可采取的措施有 (任写一点)。
(3)“沉钒”的含钒产物为钒酸钙，该过程中发生反应的化学方程式是 。
(4)“沉铬”时，铬转化为沉淀，“转化”过程中发生反应的离子方程式为 。
(5)向“沉钒后液”中加入足量，可将其中的铬转化为沉淀，铬的理论转化率为 (保留三位有效数字)。
(6)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如下图所示。
①该晶体的化学式为 。
②已知该晶体的密度为为阿伏加德罗常数的值，则相邻与之间的最短距离为 (列出计算式即可)。
19．（2024·广东韶关·二模）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 。
20．（2024·广东广州·二模）我国是世界上稀土资源最丰富的国家，冶炼提纯技术位于世界前茅。从某种磷精矿(主要成分为，含少量)分离稀土元素钪()的工业流程如下：
(1)钪的基态原子核外价电子排布式为 。
(2)“萃取”的目的是富集，但其余元素也会按一定比例进入萃取剂中。
①通过制得有机磷萃取剂，其中代表烃基，对产率的影响如下表。
产率/ 82 62 20
由表可知：随中碳原子数增加，产率降低，请从结构的角度分析原因 。
②“反萃取”的目的是分离和元素。向“萃取液”中通入，的沉淀率随的变化如图。试剂X为 (填“”或“”)，应调节为 。
③反萃取时，通入得到沉淀的过程为：
i．
ii． (写出该过程的化学方程式)。
(3)草酸钪晶体在空气中加热，随温度的变化情况如图所示。250℃晶体主要成分是 (填化学式)，℃反应的化学方程式为 。
(4)的一种氢化物晶胞结构如图，晶体中H周围与其最近的的个数为 。为阿伏伽德罗常数的值，晶胞参数为，则该晶胞的密度为 。
21．（2024·广东肇庆·二模）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10-5mol/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+)=1.0mol/L，c(Ce3+)=0.01mol/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/mol，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)。
第19页 共22页 ◎ 第20页 共22页
第21页 共22页 ◎ 第22页 共22页
答案第6页，共25页
答案第1页，共1页

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