资源简介

(共80张PPT)
题型突破一　化学工艺流程综合
● 题型功能
1.能力考查：考查学生信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判性思维能力；根据流程图中各物质的变化过程，结合物质的性质和实际操作对题设问题进行分析判断，突出化学知识的迁移应用。
2.热点考查：原料的选择、选用试剂的目的或原因、物质成分或循环的判断、陌生离子(反应)方程式书写、离子除杂与检验、有关计算。
● 题型情境
多以元素Fe、Cr、Mn、Ni、Mg、Al、V、Ti、Ca和陌生元素Mo、Ce等的单质及其化合物为载体，多以自然资源的综合利用和废物回收再利用为命题情境。
● 题型结构
● 命题趋势
本题型与各专题、各模块的融合度会越来越大。与各专题的融合可以增大考查的覆盖面，可以体现命题的综合性和创新性的要求；与各模块的融合主要表现为与《物质结构与性质》模块的融合。
物质制备型
1
题型
1. (2024·河北选考)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
2024真题赏析
已知：ⅰ石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH 、Na2CO3等。
ⅱ高温下，苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。回答下列问题：
(1)钒原子的价层电子排布式为 ________；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为 ________，产生的气体①为 ________(填化学式)。
(2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为 ________(填化学式)。
(3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为 ________________________________；CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为 ________________________________；浸取后低浓度的滤液①进入 ________________________________(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。
(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为 ________(填化学式)。
(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为 ________(填序号)。
a．延长沉钒时间　　 b．将溶液调至碱性　　
c．搅拌　　 d．降低NH4Cl溶液的浓度
2. (2024·湖北选考)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍，其制备路径如下：
微粒从水相进入有机相称为萃取，从有机相进入水相称为反萃取，都遵循相似相溶原理
回答下列问题：
(1)基态Be2＋的轨道表示式为 ________。
(2)为了从“热熔、冷却”步骤得到玻璃态，冷却过程的特点是 ________。
(3)“萃取分液”的目的是分离Be2＋和Al3＋，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是 ____________________。
(4)写出反萃取生成 Na2[Be(OH)4]的化学方程式 _________________
__________________。“滤液2”可以进入 _____________________步骤再利用。
(5)电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是 ___。
阴离子中含有配位键，中心原子铍sp3杂化
(6)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物，4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个Be的配位环境相同，Be与Be间通过CH3COO－相连，其化学式为 ______________________。
Be原子呈对称性排列
(2)熔融态物质冷却凝固时，缓慢冷却会形成晶体，快速冷却会形成非晶态，即玻璃态，所以从“热熔、冷却”中得到玻璃态，其冷却过程的特点为：快速冷却。(3)“滤液1”中有Be2＋和Al3＋，加入含HA的煤油将Be2＋萃取到有机相中，则水相1中含有Al3＋，则向过量烧碱的溶液中逐滴加入少量水相1的溶液，可观察到的现象为：产生白色沉淀，且沉淀立刻溶解。(4)反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式为BeA2(HA)2＋6NaOH===Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O，滤液2的主要成分为NaOH，可进入反萃取分液步骤再利用。(5)氯化铍的共价性较强，电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用为增强熔融氯化铍的导电性。(6)由题意可知，该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上，四面体中心只有一个O，Be与Be之间总共有六个CH3COO－，则其化学式为Be4O(CH3COO)6。
【思维模型】　　物质制备型流程题的解题策略
第一步　整体通览：挖掘题干信息，分析原材料，确定主要成分及所含杂质。
第二步　预处理：原材料预处理，通过酸浸和碱浸等手段，完成初步分离。
第三步　分析核心反应：通过氧化、中和及离子交换等手段完成主要物质到产物的转化。
第四步　分离提纯：产品的分离与提纯及含量测定，通过沉淀、结晶及煅烧等手段，得到粗品，通过滴定等定量过程，完成含量测定。
第五步　明确基本的解题思路：
(1)出现或用到受热易分解的物质，则应注意对温度的控制。
(2)出现水解的盐且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来抑制水解。
(3)若产物是一种强氧化性物质或强还原性物质，则要防止它们被其他物质还原或氧化。
(4)若产物易潮解或易变质等应注意CO2或水的去除，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。
(5)若给出多种物质的沸点、溶解度信息，则意味着需要用蒸馏、过滤来进行分离。
(6)条件的选择主要从以下3个方面分析：①对反应速率有何影响。②对平衡转化率是否有利。③对综合效益有何影响。如原料成本、原料来源(是否广泛、可再生)、能源成本、对设备的要求、环境保护(从绿色化学方面作答)等。
分离提纯型
2
题型
3. (2024·辽宁选考)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“ 细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的Au颗粒被FeS2、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
需要适宜的温度，温度不易过高
回答下列问题：
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为 ________(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中， FeS2发生反应的离子方程式为 ____________
________________________。
硫酸铜溶液
硫元素化合价为－1价
?
?
(3)“沉铁砷”时需加碱 调节pH，生成 ________(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含As微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为 ________(填标号)。
A．无需控温
B．可减少有害气体产生
C．设备无需耐高温
D．不产生废液废渣
水解平衡向右移动，促进的Fe3＋水解
(5)“真金不怕火炼”，表明Au难被O2氧化，“浸金”中 NaCN的作用为_____________________________。
(6)“沉金”中Zn的作用为 ___________________________。
(7)滤液②经H2SO4酸化，[Zn(CN)4]2－转化为ZnSO4和HCN的化学方程式为 ________________________________________。用碱中和HCN可生成 ________(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
Au＋易与CN－形成配位键，生成络合离子[Au(CN)2]－
?
Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN作络合剂，将Au转化为[Au(CN)2]－从而浸出。(6)“沉金”中Zn作还原剂，将[Au(CN)2]－还原为Au。(7)滤液②含有[Zn(CN)4]2＋，经过H2SO4的酸化，[Zn(CN)4]2－转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为Na2[Zn(CN)4]＋2H2SO4===ZnSO4＋4HCN＋Na2SO4；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。
4. (2024·安徽选考)精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
(1)Cu位于元素周期表第 ________周期第 ________族。
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是 ________。
(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为 HAuCl4的化学方程式为 ____
____________________。
(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的 ________(填化学式)转化为[Ag(S2O3)2]3－。
(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为 ___________________。“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为 _______(填化学式)。
?
(7)(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构
【解析】　精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等元素，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2＋进入浸取液1中，Ag、Au不反应，浸渣1中含有Ag和Au；浸渣1中加入盐酸、H2O2浸取，Au转化为HAuCl4进入浸取液2，Ag转化为AgCl，浸渣2中含有AgCl；浸取液2中加入N2H4将HAuCl4还原为Au，同时N2H4被氧化为N2；浸渣2中加入Na2S2O3，将AgCl转化为[Ag(S2O3)2]3－，得到浸出液3，利用电沉积法将[Ag(S2O3)2]3－还原为Ag。(1)Cu的原子序数为29，位于第四周期第ⅠB族。(2)由分析可知，铜阳极泥加入硫酸、H2O2浸取，Cu被转化为Cu2＋进入浸取液1中，故浸取液1中含有的金属离子主要是Cu2＋。(3)浸取2
HAuCl4转移3个电子，N2H4被氧化为N2，N的化合价由－2价变为0价，一个N2H4转移4个电子，根据得失电子守恒，被氧化的N2H4与产物Au的物质的量之比为3∶4。(7)(a)结构中电子云分布较均衡，结构较为稳定，(b)结构中正负电荷中心不重合，极性较大，较不稳定，且存在过氧根，过氧根的氧化性大于I2，故Na2S2O3不能被I2氧化成(b)结构。
【思维模型】　　物质提纯型流程题的解题策略
第一步　明确“有什么”和“要什么”
依据题干信息及流程图，明确“有什么”即待回收的原料中含有的物质，“要什么”即化工流程最终想要回收的物质。
第二步　确定“除什么”
“有什么”减去“要什么”即“除什么”。
第三步　确定“如何除”
可将流程分成三段：原料预处理→除杂分离→产品收集。
1．原料预处理：原料最初一般会进行酸浸、碱浸、水浸、灼烧、粉碎等预处理，对原料进行初步处理。
2．除杂分离：将杂质元素变成沉淀、气体或者滤液除去。调节pH、加沉淀剂、加热、降温、萃取是最常见的除杂方法。
3．产品收集。
第四步　回归题目，细化答题
突破点1　原料处理、物质确认、条件控制与选择、方程式的书写
规律方法整合　建模型
强基培优精练　提能力
考前名校押题　练预测
高考真题赏析　明考向
1. (2023·河北选考)闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的CuCl可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
乙醇洗涤的目的是除去沉淀物表面的水分，利用了乙醇易挥发的特性
已知：室温下的Ksp(CuCl)＝10－6.8。
回答下列问题：
(1)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为 ________(填化学式)。
(2)滤渣的主要成分为 ________(填化学式)。
(3)浸取工序的产物为[Cu(NH3)2]Cl，该工序发生反应的化学方程式为 ______________________________。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①，氧化工序发生反应的离子方程式为 ______________。
(4)浸取工序宜在30～40 ℃之间进行，当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是 _______________________
______________________________。
(5)补全中和工序中主反应的离子方程式[Cu(NH3)2]＋＋2H＋＋Cl－＝ _______________。
(6)真空干燥的目的为 ________________________。
【答案】　(1)[Cu(NH3)4]Cl2　(2)Fe
(3)[Cu(NH3)4]Cl2＋Cu===2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3＋4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋4H＋===4[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O
【解析】　由题给流程可知，铜包钢用由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到的二氯化四氨合铜深蓝色溶液，浸取将铜转化为一氯化二氨合亚铜，过滤得到含有铁的滤渣和一氯化二氨合亚铜滤液；将滤液的一半经氧化工序将一氯化二氨合亚铜转化为可以循环使用的二氯化四氨合铜；滤液的一半加入硫酸、盐酸中和，将一氯化二氨合亚铜转化为硫酸亚铜和氯化亚铜沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸亚铜的滤液和氯化亚铜；氯化亚铜经盐酸、乙醇洗涤后，真空干燥得到氯化亚铜；硫酸亚铜溶液发生置换反应生成海绵铜。(1)由分析可知，由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到的深蓝色溶液①为二氯化四氨合铜，故答案为
[Cu(NH3)4]Cl2。(2)由分析可知，滤渣的主要成分为铁，故答案为Fe。(3)由分析可知，浸取工序发生的反应为二氯化四氨合铜溶液与铜反应生成一氯化二氨合亚铜，反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2＋Cu===
2[Cu(NH3)2]Cl；氧化工序中一氯化二氨合亚铜发生的反应为一氯化二氨合亚铜溶液与氨水、氧气反应生成二氯化四氨合铜和水，反应的离子方程式为8NH3＋4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋4H＋===4[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O。(4)浸取工序中盐酸与氨水反应生成氯化铵和水的反应为放热反应，反应放出的热量可以使反应温度保持在30～40 ℃之间，所以当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取，故答案为盐酸和液氨反应放
? 原料的预处理
方法 措施 目的
浸出 水浸、酸浸、碱浸 使原料中的某些成分溶解(物理溶解或与浸取液接触反应)，可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
焙烧 灼烧、焙烧、煅烧 高温分解改变结构；不易转化的物质转为容易提取的物质，其他矿物转化为氧化物；除去可燃性的杂质(如有机物、碳、硫等)
粉碎 增大固体样品与液体(或气体)的接触面积，加快反应速率
? 流程中条件的控制
1.温度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)
(1)加热的目的：加快反应速率或溶解速率；促进平衡向吸热方向移动；除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质；使沸点相对较低或易升华的原料汽化。
(2)降温的目的：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动；使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；降低晶体的溶解度，减少损失。
(3)控制温度在一定范围的目的：结晶为获得所需物质(用水浴带温度计便于控温且受热均匀)；防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)因温度过高时会分解或挥发；使催化剂的活性达到最高；防止副反应的发生。
(4)降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。
(5)控制固体的溶解与结晶
趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量。
蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。
蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。
从溶液中得到晶体的过程：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥。
2.pH的控制
(1)控制一定的pH，以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。如在酸性环境中KMnO4的还原产物一般为Mn2＋，中性(或弱酸性)环境中KMnO4的还原产物一般为MnO2。
(2)控制一定的pH，以改变元素的存在形式。如铝元素在强酸性条件下以Al3＋形式存在，当体系的pH增大，铝元素将以Al(OH)3甚至以AlO或[Al(OH)4]－的形式存在。
(3)控制一定的pH，使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。
3.反应物用量或浓度的控制
(1)酸浸时为了提高矿石中某金属元素的浸取率，可以适当提高酸的浓度。
(2)对有多种反应物的体系，增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行。如工业制硫酸过程中，通入过量的O2以提高SO2的转化率。
(3)增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动，应结合具体问题进行具体分析。
4.加入物质的目的
(1)加碱：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。
(2)加沸石或碎瓷片：防止液体暴沸。
(3)加有机溶剂：萃取某些物质，或降低某些物质的溶解度。
(4)加氧化剂：与原体系中还原剂发生氧化还原反应。
5.在空气中进行的反应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的，例如使用保护气抑制弱离子的水解(如HCl氛围)。
? 工艺流程中陌生化学方程式的书写
1.先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式；
2.再根据反应前后元素化合价有无变化，判断反应类型；
3.最后依据反应类型遵循质量守恒或电子守恒配平方程式。针对缺少物质的氧化还原反应，可依据电荷守恒和反应物的酸碱性，在方程式左边或右边补充H＋、OH－或H2O等。
【思维模型】　
1.循环物质的确定方法
2.副产品的判断思路
1. (2024·河北石家庄市二模)铋(Bi)是一种重要的有色金属，工业上通过辉铋矿(主要成分是Bi2S3，含有少量Si、Fe、Pb、Al等元素)生产海绵铋的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)为提高“酸浸”速率，可采取的措施为 _____________________
_____________________________________(写出一条即可)。
(2)“酸浸”时，辉铋矿被浸出到“浸液”中的元素为 ________(填元素符号)。
(3)“氧化浸出”时，会生成 [BiCl6]3－，则该过程发生反应的离子方程式为 ________________________________________________。
(4)向“滤液”中通入 ________________(填物质名称)后，所得溶液可循环利用。
(5)实验研究表明，Bi2S3既不能被硫酸溶解，也不能被NaCl溶液溶解，但其能被盐酸溶解，分析其原因可能为________________________
____________________________________。
Bi3＋与Cl－形成配位键
?
【答案】　(1)将辉铋矿粉碎、适当升高温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等
(2)Fe、Al
(3)6Fe3＋＋Bi2S3＋12Cl－===2[BiCl6]3－＋3S＋6Fe2＋
(4)氯气或氧气
(5)Ksp(Bi2S3)很小，Bi3＋与Cl－形成配位键，H＋与S2－结合生成H2S气体逸出，两个因素共同作用促使Bi2S3溶解
【解析】　辉铋矿(主要成分是Bi2S3，含有少量Si、Fe、Pb、Al等元素)，通过硫酸酸浸后，Fe与Al反应生成硫酸亚铁和硫酸铝，过滤，得到酸浸渣，加氯化铁、盐酸进行氧化浸出，Bi2S3反应生成[BiCl6]3－，加入铁粉置换，生成单质铋，同时将剩余的Fe3＋还原为Fe2＋，向滤液中通入氯气或氧气，得到Fe3＋的溶液，可以循环利用。(1)为提高“酸浸”速率，可采取的措施为将辉铋矿粉碎、适当升高温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等。(2)根据上述分析可知，“酸浸”时，辉铋矿被浸出到“浸液”中的元素为Fe、Al。(3)“氧化浸出”时，Bi2S3反应生成[BiCl6]3－，同时还会生成S单质和Fe2＋，离子方程式为6Fe3＋＋Bi2S3＋12Cl－===
2[BiCl6]3－＋3S＋6Fe2＋。(4)滤液中含有Fe2＋，向滤液中通入氯气或氧气，得到Fe3＋的溶液，可以循环利用。(5)Bi2S3既不能被硫酸溶解，也不能被NaCl溶液溶解，但其能被盐酸溶解，分析其原因可能为Ksp(Bi2S3)很小，Bi3＋与Cl－形成配位键，H＋与S2－结合生成H2S气体逸出，两个因素共同作用促使Bi2S3溶解。
2. (2024·河北承德部分示范性高中二模)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 Fe3＋ Al3＋ RE3＋
开始沉淀时的pH 1.5 4.3 5.6(La3＋为6.2)
沉淀完全时的pH 3.2 5.5 /(La3＋为9.0)
回答下列问题：
(1)“ 调pH”工序中，Al3＋发生反应的离子方程式为 ____________
____________________________________________________。
Al3＋与碳酸氢根水解互相促进，而除去Al3＋
(2)滤液3可返回“ ________”工序循环使用。
(3)含氟稀土抛光粉的主要成分为CeLa2O4F2，“焙烧”时发生反应的化学方程式为 ________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)酸溶
(3)2La2O3＋2CeF2＋O2===2CeLa2O4F2
(4)C
酸溶工序中循环利用。(3)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2La2O3＋2CeF2＋O2===2CeLa2O4F2。(4)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。
1. (2024·河北省重点高中三模节选)湿法炼锌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下。
已知：
①Tl＋能够在pH为0～14的范围内以离子态稳定存在，不易与OH－形成沉淀
②Tl3＋易与废水中的有机物分子形成稳定的配合物，为了简便，通常用Tl3＋表示
③部分物质的Ksp
物质 Zn(OH)2 Tl(OH)3 ZnS Tl2S
Ksp 6.8×10－17 1.5×10－44 1.6×10－24 5.0×10－21
④排放标准：Tl的含量低于1.5×10－8 mol·L－1
(1)已知“氧化”步骤中 KMnO4被还原为MnO2且Tl＋氧化不彻底，请写出该反应的离子方程式： ________________________________。
其还原产物受酸碱度影响，酸性条件下还原为锰离子，中性环境还原为二氧化锰，碱性条件还原为锰酸根
?
(2)“预中和”步骤，加Ca(OH)2至溶液的pH约为7，可减少“硫化”步骤中Na2S的使用量，还能减少 ______________(填化学式)污染物的生成。
(3)“硫化”步骤的主要目的是除去 ________(填离子符号)。
(4)根据Ksp计算，若使溶液中Tl3＋的含量低于排放标准，溶液的pH应大于 ________，但是实际工艺流程需在“中和”步骤加Ca(OH)2至溶液的pH约为9，此时仍只有80%左右的铊离子能得到去除，其可能原因是___________________________________________________。
(5)“脱钙”步骤的目的是 ____________________。
2. (2024·江西景德镇三模)以红土镍镉矿(NiS、CdO，含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等杂质)为原料回收贵重金属Ni、Cd和Cu，其工艺流程如图所示：
已知：水溶液中物质得失电子的能力可用标准电极电势[E(高价态/低价态)]衡量，E越大说明高价态物质的氧化性越强、E越小说明低价态物质的还原性越强。
(1)“浆化”的目的是 ________________________________。
(2)滤渣Ⅰ中含有硫单质，写出“酸浸”时NiS反应的离子方程式 __
____________________；滤渣Ⅰ中还含有 ________。(填化学式)
物质 Cu2＋/Cu Pb2＋/Pb2＋ Cd2＋/Cd Fe2＋/Fe Ni2＋/Ni
E/V ＋0.34 －0.13 －0.40 －0.44 －0.26
(3)溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时(浓度≤10－5 mol·L－1)的pH如下表，则物质X不可能是 __________；所调pH范围 ________。
离子 Fe3＋ Fe2＋ Cd2＋ Cu2＋ Ni2＋
开始沉淀的pH 1.5 6.5 7.2 4.7 6.8
沉淀完全的pH 3.3 9.9 9.5 6.7 9.2
a.NiCO3　　　　　　 b．CuO　　　　　　
c．Cd(OH)2　　　　　　 d．NaOH
(4)电解时阴极的电极反应为 ________________________________。
(5)整个流程中可以循环使用的物质有 ______________(填化学式)。
【答案】　(1)增大接触面积，加快酸浸反应速率
(2)2NiS＋O2＋4H＋===2Ni2＋＋2S＋2H2O　SiO2、PbSO4
(3)d　3.3≤pH<4.7　(4)Ni2＋＋2e－===Ni、Cd2＋＋2e－===Cd
(5)Ni、CO、H2SO4
【解析】　镍镉矿浆化，然后通入空气加入稀硫酸进行酸浸，硫化镍和金属氧化物溶于稀硫酸得到硫酸盐，二氧化硅不反应，PbSO4不溶，过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的滤渣Ⅰ和滤液；向滤液中加入镍的不溶物调节pH，将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，X可以是碳酸镍或氧化镍等，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣Ⅱ和滤液；结合电极电位和不引入杂质，可向滤液中加入Y镍，置换出铜离子为铜，过滤得到含有铜、镍的金属A和硫酸镍、硫酸镉的滤液；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀硫酸溶液；固体通入一氧化碳气化分离得到Ni(CO)4和镉；Ni(CO)4受热分解得到镍以及CO，则该工艺流程中可以
循环利用的物质为一氧化碳、硫酸和镍等。(1)“浆化”的目的是增大接触面积，加快酸浸反应速率，提高某些金属元素浸取率。(2)空气中氧气具有氧化性，酸性条件下氧化NiS得到硫单质，反应为2NiS＋O2＋4H＋===2Ni2＋＋2S＋2H2O；由分析可知，滤渣Ⅰ中还含有SiO2、PbSO4。(3)向滤液中加入不溶物X和溶液中氢离子反应调节pH，将溶液中铁离子转化为氢氧化铁沉淀，而其他离子不沉淀，则需调pH范围为3.3≤pH<
4.7；氢氧化钠溶液碱性太强且会引入钠离子，不合适，NiCO3、CuO、Cd(OH)2均为固态且和氢离子反应能调节pH不引入其他杂质，合适。故选d。(4)电解时阴极上Ni2＋和Cd2＋都得到电子发生还原反应，转化为金属单质，电极反应有Ni2＋＋2e－===Ni，Cd2＋＋2e－===Cd。(5)由分析可知，整个流程中可以循环使用的物质有Ni、CO、H2SO4。(共39张PPT)
题型突破一　化学工艺流程综合
突破点2　工艺流程中的分离提纯与操作分析
规律方法整合　建模型
强基培优精练　提能力
考前名校押题　练预测
高考真题赏析　明考向
1. (2023·湖南高考节选)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：
已知：①金属Ga的化学性质和Al相似，Ga的熔点为29.8 ℃；
②Et2O(乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题：
(1)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40～45 ℃的原因是 __________________________________________________________
____________________________________________________________，
阴极的电极反应式为 ______________________________________；
(2)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是 ________；
(3)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是 ____________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)时由于Et2O的沸点较低，与Ga(CH3)3一起蒸出，不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是根据题给相关物质沸点可知，NR3沸点远高于Ga(CH3)3，与Ga(CH3)3易分离。
2. (2023·广东选考节选)Ni、Co均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Al3＋、Mg2＋)中，利用氨浸工艺可提取Ni、Co，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由NH3·H2O、(NH4)2SO3和(NH4)2CO3配制。常温下，Ni2＋、Co2＋、Co3＋与NH3形成可溶于水的配离子；lg Kb(NH3·H2O)＝－4.7；Co(OH)2易被空气氧化为Co(OH)3；部分氢氧化物的Ksp如下表。
氢氧化物 Co(OH)2 Co(OH)3 Ni(OH)2 Al(OH)3 Mg(OH)2
Ksp 5.9×10－15 1.6×10－44 5.5×10－16 1.3×10－33 5.6×10－12
回答下列问题：
(1)活性MgO可与水反应，化学方程式为 ______________________
__________________________________________________________。
(2)常温下，pH＝9.9的氨性溶液中，c(NH3·H2O) ________c(NH)(填“>”“<”或“＝”)。
(3)“ 氨浸”时，由Co(OH)3转化为[Co(NH3)6]2＋的离子方程式为 __
____________________________________________。
实质是通过配位键生成络合离子而溶解，称为络合溶解
(4)(NH4)2CO3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。(NH4)2CO3提高了Ni、Co的浸取速率，其原因是 ______________
_____________________________________________。“析晶”过程中通入的酸性气体A为 ________。
(5)“热解”对于从矿石提取Ni、Co工艺的意义，在于可重复利用HNO3和 ________(填化学式)。
? 物质分离与提纯的7种常用方法
? 常用的结晶方法
1.从溶液中获取不带结晶水的晶体。如NaCl、K2SO4等，用蒸发结晶。
2.从溶液中获取带结晶水的晶体。如CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等，用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
3.从混合液中获取溶解度受温度影响较小的溶质。如从含少量KNO3的NaCl溶液中获取NaCl晶体，用蒸发结晶、趁热过滤。
4.从混合液中获取溶解度受温度影响较大的溶质。如从含少量KCl的KNO3溶液中获取KNO3晶体，用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
5.重结晶指析出的晶体经过溶解后再次从溶液中结晶析出的过程，是一种利用物质的溶解性不同而进行分离、提纯的方法。如苯甲酸的分离提纯。
【思维模型】　　金属离子的萃取与反萃取
(1)溶剂萃取简称萃取——利用溶质在两种不相溶的液体之间的溶解度或者分配差异，达到分离和富集的目的。经过反复多次萃取，可将大部分化合物提取出来。
(2)反萃取和洗脱——与萃取过程相反，用一定的酸、碱或盐溶液把金属离子从有机相中再次返回到水相中的过程。
1. (2024·河北邯郸二模)铝镍合金粉经活化处理制得的雷尼镍触媒是一种高活性催化剂，主要应用于催化加氢、有机合成等生产过程。经反复使用后，其活性逐渐降低，失活后变成废镍催化剂，该废镍催化剂的原料组成见下表：
名称 有机物 Ni Al Fe Cu SiO2
质量分数/% 13.5 40.2 36.3 2.7 1.3 6
工业上对该催化剂进行处理并回收Al和Ni，工艺流程如下，请回答下列问题：
(1)焙烧的目的是 __________________________________________。
(2)请任写一条“滤渣1”在工业上的用途： ____________________
___________________________________________________________。
(3)调pH之前先加入H2O2的目的是 ________________________。“滤液3”与过量CO2发生的离子方程式为__________________________
__________________________________________。
(4)“一系列操作”是 _________________________________。
(5)“滤渣3”中含有两种金属元素，向“滤渣3”中加入过量 _____
(填试剂名称)，过滤，可以分离两种元素。
【解析】　废镍触媒焙烧后加入硫酸酸溶过滤除去滤渣1为SiO2，滤液1加入双氧水、碳酸镍调节pH后过滤，滤液2一系列操作后得到硫酸镍晶体；一系列操作应该为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；滤渣2加入NaOH碱溶后过滤得到滤渣3主要为氢氧化铁和氢氧化铜的混合物，滤液3通入过量二氧化碳反应得到的沉淀固体A为氢氧化铝。(1)将废镍触媒焙烧，主要是将有机物转化成CO2除掉，同时将难溶于酸的Cu转化成CuO。(2)经硫酸酸浸后，得到的滤渣1是SiO2。(3)金属元素溶于硫酸存在于滤液1中，其中铁元素可能有二价，用H2O2氧化后，用NiCO3调节pH，使铁元素、铝元素和铜元素均转化为氢氧化物沉淀，经碱溶过滤将
2. (2024·湖南邵阳二模节选)铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。从某矿渣[成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等]中回收NiSO4的工艺流程如下：
已知：(NH4)2SO4在350 ℃分解生成NH3和H2SO4。回答下列问题：
(1)用95 ℃热水浸泡的目的是 __________________________。
(2)矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式是 ____________________________________________________________
________________________________。
(3)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2＋(浓度为1.0×10－3 mol·L－1)，除钙率为99%时应控制溶液中F－浓度至少是 ______mol·L－1
[Ksp(CaF2)＝4.0×10－11]。
(4)从NiSO4溶液中获得NiSO4·6H2O晶体的操作依次是 ___________
_________，过滤，洗涤，干燥。
【答案】　(1)促进Fe3＋水解，使Fe3＋转化成沉淀除去
(2)4FeO＋6H2SO4＋O2===2Fe2(SO4)3＋6H2O
(3)2.0×10－3
(4)加热浓缩溶液至有晶膜出现(蒸发浓缩)，冷却结晶
【解析】　在600 ℃焙烧时，(NH4)2SO4分解产生H2SO4，H2SO4与NiO、FeO、CaO反应生成NiSO4、Fe2(SO4)3(未隔绝空气，亚铁被氧化)、CaSO4，SiO2不与硫酸反应，接着进入浸泡环节，除铁元素，使铁转化为沉淀除去，SiO2不溶，故浸渣中还含有SiO2，经过此步骤，所得浸取液中含有CaSO4(微溶物，上一步未完全除去)、NiSO4、H2SO4，接着进入除钙步骤，CaSO4转化为难溶的CaF2被除去，之后溶液中主要含有NiSO4、H2SO4、硫酸钠，萃取实现分离，有机相经过几步处理最终得NiSO4。(1)浸泡目的是除铁元素，故用95℃热水浸泡的目的是促进Fe3＋水解，使Fe3＋转化成沉淀除去。(2)矿渣中部分FeO焙烧时与H2SO4反应
1. (2024·河北张家口三模节选)五氧化二钒主要用作合金添加剂，含钒钢具有强度高，韧性大，耐磨性好等优良特性。工业上常用炼钢残渣(主要含V2O3及少量铁粉、Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)为原料制取V2O5的一种工艺流程如图所示：
已知：NH4VO3难溶于水，Ksp(NH4VO3)＝1.6×10－3。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时通入大量空气的作用是 ________________________
________________________________________。
(2)“碱浸”所得滤渣的主要成分是 ________。
(3)写出“沉硅、 铝”反应的离子方程式： _________________、 ___________________。
2. (2024·河北保定市名校联考三模)稀土元素铈及其化合物在生产生活中有重要用途，如汽车尾气用稀土/钯三效催化剂处理，不仅可以降低催化剂的成本，还可以提高催化效能。以氟碳铈矿(主要成分为CeCO3F)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图：
已知：①滤渣1的主要成分是难溶于水的Ce(BF4)3，滤渣2的主要成分是KBF4；Ksp(KBF4)＝10－a、Ksp[Ce(BF4)3]＝10－b(a、b均大于0)。
②当前工艺条件下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于1×10－5 mol·L－1)时的pH如下表：
金属阳离子 Fe3＋ Ce3＋
开始沉淀时的pH 1.3 7.7
完全沉淀时的pH 3.1 9.2
回答下列问题：
(1)写出一条提高焙烧效率的方法： _______________________。
(2)加入盐酸和H3BO3进行浸取时有污染环境的气体产生，该气体为 ________(填化学式)；操作1和操作2的名称为 ________。
(3)调节滤液1的pH的范围为 ______________；滤渣3的主要成分为 ________(填化学式)。
(4)某研究小组利用硫化锌锂电池，在酸性
环境下电解Ce2O3制Ce(SO4)2的装置如右图所示。
阴极的电极反应式为 _______________，随着电
解反应的进行，为使电解液成分稳定，应不断补
充 __________________(填化学式)。
【答案】　(1)矿石粉碎、搅拌等　
(2)Cl2　过滤　(3)3.1～7.7　Fe(OH)3
(4)2H＋＋2e－===H2↑　H2SO4
【解析】　氟碳铈矿焙烧后加入盐酸、硼酸酸浸，生成Ce(BF4)3沉淀成为滤渣1，滤渣1加入氯化钾溶液得到KBF4沉淀成为滤渣2，滤液1中含有铁离子、Ce3＋，调节pH将铁离子转化为沉淀得到滤渣3，滤液2含Ce3＋，滤液2加入碳酸氢铵得到Ce2(CO3)3，煅烧过程中被空气中氧气氧化为CeO2。(1)矿石粉碎、搅拌等都会加快反应速率，提高焙烧效率。(2)四价Ce具有氧化性，加入盐酸和H3BO3进行浸取时，会将氯离
子氧化为有毒的氯气，产生有污染环境的气体，该气体为Cl2；操作1和操作2均为分离固液的操作，名称为过滤。(3)调节滤液1的pH使得铁离子沉淀被分离，而Ce3＋不产生沉淀，结合表中数据可知，范围为3.1～7.7；滤渣3的主要成分为生成氢氧化铁Fe(OH)3。(4)在酸性环境下电解Ce2O3制Ce(SO4)2，则阴极氢离子放电发生还原反应生成氢气，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，阳极Ce2O3失去电子发生氧化反应生成Ce(SO4)2，电极反应式为Ce2O3－2e－＋6H＋===2Ce4＋＋3H2O；则总反应为Ce2O3＋8H＋===2Ce4＋＋3H2O＋H2↑，随着电解反应的进行，为使电解液成分稳定，应不断补充H2SO4。(共25张PPT)
题型突破一　化学工艺流程综合
突破点3　化学工艺流程中的计算
规律方法整合　建模型
强基培优精练　提能力
考前名校押题　练预测
高考真题赏析　明考向
(2023·山东选考节选)盐湖卤水(主要含Na＋、Mg2＋、Li＋、Cl－、SO和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如图：
已知：常温下，Ksp(Li2CO3)＝2.2×10－2。相关化合物的溶解度与温度的关系如右图所示。
? Ksp计算
1.判断能否沉淀。
2.判断能否沉淀完全。
3.计算某一离子的浓度。
4.沉淀生成和沉淀完全时pH的计算。
? 定量计算的常见类型
类型 解题方法
多步滴定 计算 复杂的滴定可分为两类：
(1)连续滴定法：第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量
(2)返滴定法：第一步用的滴定剂是过量的，然后第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量，即可得出第一步所求物质的量
? 定量分析方法——关系式
关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以节省不必要的中间运算过程，避免计算错误。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系。
1. (2024·河北石家庄市二模)铋(Bi)是一种重要的有色金属，工业上通过辉铋矿(主要成分是Bi2S3，含有少量Si、Fe、Pb、Al等元素)生产海绵铋的一种工艺流程如下：
回答下列问题：
工业上也可采用电解法制备铋单质。将“氧化浸出”工序所得的溶液进行氧化处理，调节溶液pH以除去Fe3＋。(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38；当离子浓度低于10－5 mol·L－1时，认为该离子沉淀完全)常温下，需要调节pH不低于 ________以除去Fe3＋。
【答案】　3
2. (2024·河北承德部分示范性高中二模)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 Fe3＋ Al3＋ RE3＋
开始沉淀时的pH 1.5 4.3 5.6(La3＋为6.2)
沉淀完全时的pH 3.2 5.5 /(La3＋为9.0)
回答下列问题：
(1)“预中和”工序中：该工序适宜的pH范围是 _______________。
(2)“沉淀”工序产物为 ________[填“La2(CO3)3”或“La(OH)3”]，理由是 _________________________________________________________
{Ksp[La2(CO3)3]＝1.0×10－28}。(当反应的K>105时可认为反应完全)
1. (2024·河北邯郸市示范性高中三模)某实验小组从某废旧锂离子电池正极活性材料(主要成分可表示为LiCoO2，还含有少量Fe、Ni的化合物)中分别回收处理金属元素，工艺流程如下图所示：
已知：①“酸浸”后滤液中主要金属阳离子为Li＋、Fe2＋、Ni2＋、Co2＋；
②有关金属离子沉淀完全的pH见下表：
离子 Co2＋ Fe3＋ Fe2＋ Ni2＋
pH 9.3 3.2 9.0 8.9
【答案】　(1)pH越小，H＋浓度越大，平衡逆向移动　(2)Co2O3
【解析】　(1)根据图像分析pH越小，氢离子浓度越大，该反应化学平衡逆向移动，降低了萃取率。(2)CoC2O4·2H2O(M＝183 g·mol－1)，取1 mol的CoC2O4·2H2O，则Co元素的质量为59 g，C点固体物质中O元素约为183 g×45.36%－59 g＝24 g，Co原子和O原子物质的量之比为1∶1.5，化学式为Co2O3。
2. (2024·江西师大附中三模)铼(Re)用于制造高效能火箭引擎。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要成分有Re2O7、ReO3、MoO3、CuO、Fe3O4)中提取铼粉的一种工艺流程如图所示。
已知：
Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋
开始沉淀pH 2.5 7.0 5.7
完全沉淀pH(金属离子浓度≤10－5 mol·L－1) 3.2 9.0 6.7
水解中和时，加NH4HCO3调节溶液pH＝6，除钼的化合物外，滤渣1中还有 _________(填化学式)，此时溶液中c(Cu2＋)＝ _____mol·L－1。
【答案】　Fe(OH)3、Cu(OH)2　10－3.6板块一　题型突破一　题型突破特训
1. (2024·河北石家庄市三模)Be是一种重要的战略性金属，以铍矿石、方解石(CaCO3)为原料制备硫酸铝铵和铍的工艺流程如下：
已知：①铍矿石的主要成分为Be3Al2Si6O18，还含有FeO；铍玻璃体为混合物，主要成分为CaAl2Si2O8、CaBe3SiO6、SiO2，还含有FeO和Fe2O3。
②Be(OH)2具有两性；25 ℃时，Ksp[Be(OH)2]＝4×10－16(已知：常温下，溶液中离子浓度低于1.0×10－5 mol·L－1即可认为该离子被除尽)；lg 2＝0.3。
回答下列问题：
(1)“配料熔化”时，Be3Al2Si6O18发生反应的化学方程式为 __________________________________；铍玻璃体属于 ________(“晶体”或“非晶体”)；
(2)“酸溶”时，从铍玻璃体进入到滤渣1中的元素为 ________(填元素符号)；
(3)“调pH”时，发生氧化还原反应的离子方程式为____________________
_____________________________________________________________________；
(4)“沉铍”时，需控制溶液的pH不低于 ________才能将Be2＋沉淀完全；若将氨水换成NaOH溶液也可沉铍，但需控制溶液的pH不能过高，否则会因生成 ________(填化学式)导致铍的产率降低；
(5)“电解”时的工作原理如图所示，其中燃料电池负极的电极反应式为 ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
该制铍工艺的缺点除能耗高外，还有 ________________________。
2. (2024·河北沧州市二模)在密闭鼓风炉炼铅锌过程中，锗和铟富集于真空炉渣中。采用蒸馏—萃取联合法提取锗、铟，可直接从真空炉渣中制取二氧化锗和粗铟，工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)基态锗原子的外围电子排布式为 ________；铟为第5周期ⅢA族元素，基态铟原子的未成对电子个数有 ________个。
(2)关于浸出除锌，下列说法正确的是 ________(填标号)。
A．将真空炉渣粉碎，可以提高锌浸出率
B．应使用强酸性溶液处理真空炉渣
C．分离浸出液和浸渣时，应使用过滤操作
D．向浸出液中加入金属钠，可置换出锌单质
(3)氧化焙烧处理后的真空炉渣中，锗元素以GeO2和少量Ge单质形式存在，将其投入蒸馏釜中，加入盐酸，通入氯气，在100～110 ℃下进行氯化蒸馏，得到GeCl4液体，该过程中发生的主要反应的化学方程式为 _______________、
_____________________________________________________________________。
(4)低于0 ℃时，将GeCl4与适量水混合，水解得到GeO2·nH2O，水解反应的化学方程式为 ________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)残液中的铟元素主要以InCl3的形式存在，置换除杂后，以有机溶剂TBP和P204为萃取剂，可采用二次联合萃取法回收铟。TBP和P204的结构如图所示，TBP的化学式为 ________；在煤油中，P204以二聚体形式存在，从分子结构角度分析其原因是 _________________________________________。
(6)某真空炉渣中含铟量为1.5%(质量分数)，以1 t该真空炉渣为原料，按照以上工艺回收粗铟，可获得含铟量99%(质量分数)的粗铟13.0 kg，则该工艺中铟回收率为 ________。
(7)采用甘油—碘化钾—二次电解联合法提纯粗铟，在电解精炼之前，需采用甘油—碘化钾法除去杂质Cd、Tl。如图分别是碘化钾和甘油用量对除Cd率、除Tl率的影响曲线，由此可以确定具有较好除Cd、Tl效果时，铟原料与试剂用量配比约为m铟∶m甘油∶m碘化钾＝ ________。
3. (2024·河北唐山二模)从钼精矿焙烧烟尘(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)中回收铼的工艺流程如图所示：
已知：①低价铼(Re)元素易被氧化。②MoO3、Re2O7易溶于水生成H2MoO4、HReO4，其他钼、铼的氧化物难溶于水。③钼元素与硫酸根可形成配离子。
回答下列问题：
(1)500 ℃焙烧产物基本全部为MoO2。焙烧时MoS2反应的化学方程式为：
①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2
② _____________________________________________________________。
(2)水浸时，加入H2O2的作用是 _______________________________________
____________________________________________________________________。
(3)已知MoO3在水中的溶解度：
温度/℃ 18 30 45 60 70 80
溶解度(g/L) 0.106 0.257 0.365 0.421 0.466 0.518
水浸液中，钼的浓度约为10 g/L，可能原因为 ________________________。钼、铼的浸出率随温度的变化关系如图1所示，则水浸时，适宜的温度为 ________℃左右。
(4)离子交换的原理为浸出液中的阴离子(如ReO)与树脂上的官能团发生交换反应达到平衡。浸取液中SO浓度对铼的吸附率影响如图2所示，铼的浸出率随SO浓度变化的原因为 ______________________________________。
4. (2024·湖北武汉二模)实现废钨—镍型加氢催化剂(主要成分为WO3、Ni、Al2O3，还含有Fe、SiO2和少量含S有机物)中有价值金属回收的工艺流程如下。
已知：ⅰ.T<700 ℃，纯碱不与Al2O3、SiO2反应。
ⅱ.相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋
开始沉淀时的pH 6.9 3.4 1.5
沉淀完全时的pH 8.9 4.7 2.8
回答下列问题：
(1)28Ni位于元素周期表的第 ________周期、 ________族。
(2)“氧化”的目的为 ________和将金属单质氧化至相应价态。
(3)“钠化焙烧”中生成Na2WO4的化学方程式为 _____________________。
(4)“酸化沉钨”后过滤，所得滤饼的主要成分为 ________(填化学式)。
(5)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 ________。
(6)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系。
温度 低于30.8 ℃ 30.8～53.8 ℃ 53.8～280 ℃ 高于280 ℃
晶体形态 NiSO4·7H2O NiSO4·6H2O 多种结晶水合物 NiSO4
“一系列操作”依次是 _________________、及时过滤、洗涤、干燥。
(7)强碱溶液中NaClO氧化NiSO4，可沉淀出用作电池正极材料的NiOOH，该反应的离子方程式为 ______________________________________。
5.(2024·江西南昌市三模)以铜钴矿[主要成分为CoOOH、Cu2(OH)2CO3、Fe2O3，另含少量SiO2及含砷化合物]制备锂电池正极原料Co3O4，生产流程如图甲所示。
已知：①酸浸液中含有的阳离子为Fe2＋、Cu2＋、Co2＋、H＋；
②萃取除铜的过程可表示为Cu2＋(aq)＋2RH(有机层)===R2Cu(有机层)＋2H＋(aq)；
③Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp(FeAsO4)＝6.8×10－19。
(1)酸浸液中钴以CoSO4形式存在，生成CoSO4的化学方程式为 ________________________________________。酸浸过程中可适当升温以加快反应速率，但温度过高，单位时间内钴的浸出率明显降低。原因是 _______________
_____________________________________________________________________。
(2)实验室模拟萃取除铜，加入萃取剂后充分振荡静置，如图乙所示，则分离出含铜有机溶剂的具体实验操作为 _______________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)除铁过程中，溶液中的AsO转化为FeAsO4沉淀，该反应的离子方程式为 ________________________________。常温条件下，若除铁结束后溶液pH＝3，则AsO是否完全沉淀(离子浓度低于1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子完全沉淀)？通过计算说明： _________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
6.(2024·湖南怀化市二模)碲、锑广泛应用于光伏、半导体领域。某科研小组从阳极泥分铜液净化渣[主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)等元素的化合物]分别回收碲和锑的工艺流程如下图所示：
已知：①“酸浸”时，锑元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
②“碱浸”时，铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物，碱浸液含有Na2TeO3。
回答下列问题：
(1)“碱浸”时，二氧化碲与碱溶液反应的离子方程式为 _________________
_______________________________________________________________。
(2)“氯盐酸浸”时，通入SO2的目的是 ________________________；“氯盐酸浸”时温度过高会使Sb的浸出率降低，原因是 _______________________
_____________________________________________________________________。
(3)向“碱浸液”中加双氧水需分批加入，目的是 ______________________。
(4)写出“热还原”时发生反应的化学方程式 _____________________。
(5)粗碲粉中碲质量分数的测定：取3.2 g粗碲粉，加入硝酸使其转化为亚碲酸(H2TeO3)，将溶液置于冰盐冷剂中冷却至273 K过滤、冰水洗涤等得到亚碲酸。将亚碲酸配制成250 mL溶液，取25.00 mL于锥形瓶中。向锥形瓶中加入20.00 mL 0.04 mol·L－1酸性K2Cr2O7溶液，充分反应使亚碲酸转化为原碲酸(H6TeO6)。用0.03 mol·L－1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液，滴定至终点时消耗20.00 mL硫酸亚铁铵标准溶液。则粗碲粉中碲的质量分数为 ________；如滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果 ________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
板块一　题型突破一　题型突破特训
1. (2024·河北石家庄市三模)Be是一种重要的战略性金属，以铍矿石、方解石(CaCO3)为原料制备硫酸铝铵和铍的工艺流程如下：
已知：①铍矿石的主要成分为Be3Al2Si6O18，还含有FeO；铍玻璃体为混合物，主要成分为CaAl2Si2O8、CaBe3SiO6、SiO2，还含有FeO和Fe2O3。
②Be(OH)2具有两性；25 ℃时，Ksp[Be(OH)2]＝4×10－16(已知：常温下，溶液中离子浓度低于1.0×10－5 mol·L－1即可认为该离子被除尽)；lg 2＝0.3。
回答下列问题：
(1)“配料熔化”时，Be3Al2Si6O18发生反应的化学方程式为 __________________________________；铍玻璃体属于 ________(“晶体”或“非晶体”)；
(2)“酸溶”时，从铍玻璃体进入到滤渣1中的元素为 ________(填元素符号)；
(3)“调pH”时，发生氧化还原反应的离子方程式为____________________
_____________________________________________________________________；
(4)“沉铍”时，需控制溶液的pH不低于 ________才能将Be2＋沉淀完全；若将氨水换成NaOH溶液也可沉铍，但需控制溶液的pH不能过高，否则会因生成 ________(填化学式)导致铍的产率降低；
(5)“电解”时的工作原理如图所示，其中燃料电池负极的电极反应式为 ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
该制铍工艺的缺点除能耗高外，还有 ________________________。
【答案】　(1)Be3Al2Si6O18＋2CaCO3CaAl2Si2O8＋CaBe3SiO6＋3SiO2＋2CO2↑　非晶体　
(2)Ca和Si
(3)4Fe2＋＋O2＋8NH3＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NH
(4)8.8　Na2[Be(OH)4]
(5)C3H8－20e－＋10CO===13CO2＋4H2O　生成Cl2，污染环境
【解析】　由题给流程控制，绿柱石和方解石配料熔化得到铍玻璃体，向铍玻璃体中加入硫酸溶液酸溶，金属元素转化为硫酸盐，二氧化硅不与硫酸溶液反应，硅酸根离子转化为硅酸沉淀，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅、硅酸的滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸铵溶液，将溶液中的铝离子转化为硫酸铝铵晶体，过滤得到硫酸铝铵和滤液；向滤液中通入氨气和空气调节溶液的pH，将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入氨水，将溶液中的铍离子转化为氢氧化铍沉淀，过滤得到氢氧化铍；氢氧化铍经转化得到氯化铍，氯化铍经熔融电解制得金属铍。(1)由分析可知，“配料熔化”时，Be3Al2Si6O18与碳酸钙高温条件下反应生成含有CaAl2Si2O8、CaBe3SiO6和二氧化硅的铍玻璃体，反应的化学方程式为Be3Al2Si6O18＋2CaCO3CaAl2Si2O8＋CaBe3SiO6＋3SiO2＋2CO2↑，铍玻璃体是没有固定熔点的混合物，属于非晶体。(2)由分析可知，向铍玻璃体中加入硫酸溶液酸溶，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅、硅酸的滤渣，则从铍玻璃体进入到滤渣1中的元素为钙元素和硅元素。(3)由分析可知，通入氨气和空气调节溶液的pH的目的是将溶液中的亚铁离子转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋8NH3＋10H2O===4Fe(OH)3↓＋8NH。(4)由溶度积可知，溶液中铍离子完全沉淀时，溶液中氢氧根离子浓度不低于 mol·L－1＝2×10－5.5 mol·L－1，则溶液的pH不低于14－5.5＋lg 2＝8.8；氢氧化铍是两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铍酸钠，所以将氨水换成氢氧化钠溶液沉铍时需控制溶液的pH不能过高，防止生成四羟基合铍酸钠，导致铍的产率降低。(5)由图可知，通入丙烷的右侧电极为燃料电池的负极，碳酸根离子作用下丙烷在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为C3H8－20e－＋10CO===13CO2＋4H2O；该制铍工艺的缺点除能耗高外，还有氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成有毒的氯气，会污染环境。
2. (2024·河北沧州市二模)在密闭鼓风炉炼铅锌过程中，锗和铟富集于真空炉渣中。采用蒸馏—萃取联合法提取锗、铟，可直接从真空炉渣中制取二氧化锗和粗铟，工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)基态锗原子的外围电子排布式为 ________；铟为第5周期ⅢA族元素，基态铟原子的未成对电子个数有 ________个。
(2)关于浸出除锌，下列说法正确的是 ________(填标号)。
A．将真空炉渣粉碎，可以提高锌浸出率
B．应使用强酸性溶液处理真空炉渣
C．分离浸出液和浸渣时，应使用过滤操作
D．向浸出液中加入金属钠，可置换出锌单质
(3)氧化焙烧处理后的真空炉渣中，锗元素以GeO2和少量Ge单质形式存在，将其投入蒸馏釜中，加入盐酸，通入氯气，在100～110 ℃下进行氯化蒸馏，得到GeCl4液体，该过程中发生的主要反应的化学方程式为 _______________、
_____________________________________________________________________。
(4)低于0 ℃时，将GeCl4与适量水混合，水解得到GeO2·nH2O，水解反应的化学方程式为 ________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)残液中的铟元素主要以InCl3的形式存在，置换除杂后，以有机溶剂TBP和P204为萃取剂，可采用二次联合萃取法回收铟。TBP和P204的结构如图所示，TBP的化学式为 ________；在煤油中，P204以二聚体形式存在，从分子结构角度分析其原因是 _________________________________________。
(6)某真空炉渣中含铟量为1.5%(质量分数)，以1 t该真空炉渣为原料，按照以上工艺回收粗铟，可获得含铟量99%(质量分数)的粗铟13.0 kg，则该工艺中铟回收率为 ________。
(7)采用甘油—碘化钾—二次电解联合法提纯粗铟，在电解精炼之前，需采用甘油—碘化钾法除去杂质Cd、Tl。如图分别是碘化钾和甘油用量对除Cd率、除Tl率的影响曲线，由此可以确定具有较好除Cd、Tl效果时，铟原料与试剂用量配比约为m铟∶m甘油∶m碘化钾＝ ________。
【答案】　(1)4s24p2　1　(2)AC
(3)GeO2＋4HCl===GeCl4＋2H2O　Ge＋2Cl2GeCl4
(4)GeCl4＋(n＋2)H2OGeO2·nH2O↓＋4HCl
(5)C12H27O4P　P204在煤油中形成氢键
(6)85.8%　(7)100∶35∶6
【解析】　由题给流程可知，向真空炉渣中加入强碱溶液浸出，将锌转化为四羟基合锌离子，过滤得到滤渣和可用于回收锌的浸出液；滤渣经氧化焙烧、氯化蒸馏、冷凝吸收得到四氯化锗、可回收铅的残渣和含有三氯化铟的残液；四氯化锗经水解、烘干得到二氧化锗；残液经置换除杂、TBP萃取、P204反萃取得到含铟反萃液，反萃液经置换、熔铸得到粗铟。(1)锗元素的原子序数为32，基态原子的外围电子排布式为4s24p2；铟为第5周期ⅢA族元素，基态原子的外围电子排布式为5s25p1，则原子核外未成对电子个数有1个。(2)将真空炉渣粉碎可以增大固体表面积，有利于增大反应物的接触面积，提高锌浸出率，故A正确；由分析可知，应使用强碱性溶液处理真空炉渣，过滤得到含有四羟基合锌离子的浸出液，故B错误；分离浸出液和浸渣的操作为固液分离操作，所以应使用过滤操作，故C正确；金属钠具有强还原性，会与浸出液中的水反应生成氢氧化钠和氢气，不能置换出锌，故D错误。故选AC。(3)由题意可知，得到四氯化锗发生的反应为二氧化锗与盐酸反应生成四氯化锗和水、锗与氯气共热反应生成四氯化锗，反应的化学方程式分别为GeO2＋4HCl===GeCl4＋2H2O、Ge＋2Cl2GeCl4。(4)由题意可知，四氯化锗发生的水解反应为低于0 ℃条件下，四氯化锗水解生成GeO2·nH2O和盐酸，反应的化学方程式为GeCl4＋(n＋2)H2OGeO2·nH2O↓＋4HCl。(5)由题给结构可知，TBP的化学式为C12H27O4P；P204分子中含有的羟基在煤油中形成分子间氢键，所以P204在煤油中以二聚体形式存在。(6)由铟原子个数守恒可知，该工艺中铟回收率为×100%＝85.8%。(7)由图可知，甘油和铟的质量比为0.35、碘化钾和铟的质量比为0.06时，铊、镉的去除率都最大，设铟原料的质量为x g，则铟原料与试剂用量配比为x∶0.35x∶0.06x＝100∶35∶6。
3. (2024·河北唐山二模)从钼精矿焙烧烟尘(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)中回收铼的工艺流程如图所示：
已知：①低价铼(Re)元素易被氧化。②MoO3、Re2O7易溶于水生成H2MoO4、HReO4，其他钼、铼的氧化物难溶于水。③钼元素与硫酸根可形成配离子。
回答下列问题：
(1)500 ℃焙烧产物基本全部为MoO2。焙烧时MoS2反应的化学方程式为：
①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2
② _____________________________________________________________。
(2)水浸时，加入H2O2的作用是 _______________________________________
____________________________________________________________________。
(3)已知MoO3在水中的溶解度：
温度/℃ 18 30 45 60 70 80
溶解度(g/L) 0.106 0.257 0.365 0.421 0.466 0.518
水浸液中，钼的浓度约为10 g/L，可能原因为 ________________________。钼、铼的浸出率随温度的变化关系如图1所示，则水浸时，适宜的温度为 ________℃左右。
(4)离子交换的原理为浸出液中的阴离子(如ReO)与树脂上的官能团发生交换反应达到平衡。浸取液中SO浓度对铼的吸附率影响如图2所示，铼的浸出率随SO浓度变化的原因为 ___________________________________________
_____________________________________________________________________。
【答案】　(1)MoS2＋6MoO37MoO2＋2SO2
(2)将低价铼元素进一步氧化为易溶于水的Re2O7
(3)溶液中的SO与钼形成配离子，增大了钼的溶解　50
(4)SO与ReO发生吸附竞争，使铼的吸附率下降
【解析】　烟尘(含MoS2、Re2O7，少量MoO3、ReO3)，焙烧过程中MoS2最终被氧化为MoO2，加入过氧化氢进行水浸，可将低价铼元素进一步氧化为易溶于水的Re2O7，经离子交换膜进行吸附和解吸后得NH4ReO4。(1)根据题干信息，500 ℃焙烧产物基本全部为MoO2，焙烧时MoS2与氧气反应生成MoO3，MoO3可被MoS2还原为MoO2，反应方程式：MoS2＋6MoO37MoO2＋2SO2。(2)Re2O7易溶于水，而原料中存在低价态的铼元素，加入H2O2可将低价铼元素进一步氧化为易溶于水的Re2O7。(3)经过焙烧和氧化后，溶液中存在SO，结合题干信息可知，SO与钼形成配离子，可增大了钼的溶解；水浸过程中既要考虑二者浸出率，同时还要考虑温度过高会导致过氧化氢受热分解，结合图像可知，水浸时，适宜的温度为50 ℃左右。(4)结合题干信息可知，SO与ReO可发生吸附竞争，从而导致铼的吸附率下降。
4. (2024·湖北武汉二模)实现废钨—镍型加氢催化剂(主要成分为WO3、Ni、Al2O3，还含有Fe、SiO2和少量含S有机物)中有价值金属回收的工艺流程如下。
已知：ⅰ.T<700 ℃，纯碱不与Al2O3、SiO2反应。
ⅱ.相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 Ni2＋ Al3＋ Fe3＋
开始沉淀时的pH 6.9 3.4 1.5
沉淀完全时的pH 8.9 4.7 2.8
回答下列问题：
(1)28Ni位于元素周期表的第 ________周期、 ________族。
(2)“氧化”的目的为 ________和将金属单质氧化至相应价态。
(3)“钠化焙烧”中生成Na2WO4的化学方程式为 _____________________。
(4)“酸化沉钨”后过滤，所得滤饼的主要成分为 ________(填化学式)。
(5)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 ________。
(6)资料显示，硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系。
温度 低于30.8 ℃ 30.8～53.8 ℃ 53.8～280 ℃ 高于280 ℃
晶体形态 NiSO4·7H2O NiSO4·6H2O 多种结晶水合物 NiSO4
“一系列操作”依次是 ________________________________、及时过滤、洗涤、干燥。
(7)强碱溶液中NaClO氧化NiSO4，可沉淀出用作电池正极材料的NiOOH，该反应的离子方程式为 ______________________________________。
【答案】　(1)四　Ⅷ　(2)除去含S有机物
(3)WO3＋Na2CO3Na2WO4＋CO2↑
(4)H2WO4　(5)4.7≤pH<6.9
(6)蒸发浓缩、冷却到30.8～53.8 ℃结晶
(7)ClO－＋2Ni2＋＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O
【解析】　由题给流程可知，废催化剂在空气中氧化，将含硫有机物转化为气体除去，并将金属单质氧化至相应价态；向氧化渣中加入碳酸钠在600 ℃条件下钠化焙烧，将氧化钨转化为钨酸钠，焙烧渣经水浸、过滤得到浸渣和滤液；向滤液中加入硫酸溶液酸化沉钨，将钨酸钠转化为钨酸沉淀，过滤得到钨酸；钨酸煅烧分解生成氧化钨；向浸渣中加入硫酸溶液酸浸，将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液；调节滤液pH在4.7≤pH<6.9范围内，将溶液中的铁离子、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、氢氧化铝的滤渣和硫酸镍溶液；硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却到30.8～53.8 ℃结晶、及时过滤、洗涤、干燥得到六水硫酸镍。(1)镍元素的原子序数为28，位于元素周期表第四周期Ⅷ族。(2)由分析可知，氧化的目的是将含硫有机物转化为气体除去，并将金属单质氧化至相应价态。(3)由分析可知，“钠化焙烧”中生成钨酸钠的反应为氧化钨与碳酸钠高温下反应生成钨酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为WO3＋Na2CO3Na2WO4＋CO2↑。(4)由分析可知，“酸化沉钨”后过滤，所得滤饼的主要成分为钨酸。(5)由分析可知，将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，调节滤液pH在4.7～6.9范围内。(6)由题给信息可知，“一系列操作”为硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却到30.8～53.8 ℃结晶、及时过滤、洗涤、干燥得到六水硫酸镍。(7)由题意可知，生成碱式氧化镍的反应为碱性条件下溶液中的镍离子与次氯酸根离子反应生成碱式氧化镍、氯离子和水，反应的离子方程式为ClO－＋2Ni2＋＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。
5.(2024·江西南昌市三模)以铜钴矿[主要成分为CoOOH、Cu2(OH)2CO3、Fe2O3，另含少量SiO2及含砷化合物]制备锂电池正极原料Co3O4，生产流程如图甲所示。
已知：①酸浸液中含有的阳离子为Fe2＋、Cu2＋、Co2＋、H＋；
②萃取除铜的过程可表示为Cu2＋(aq)＋2RH(有机层)===R2Cu(有机层)＋2H＋(aq)；
③Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－39，Ksp(FeAsO4)＝6.8×10－19。
(1)酸浸液中钴以CoSO4形式存在，生成CoSO4的化学方程式为 ________________________________________。酸浸过程中可适当升温以加快反应速率，但温度过高，单位时间内钴的浸出率明显降低。原因是 _______________
_____________________________________________________________________。
(2)实验室模拟萃取除铜，加入萃取剂后充分振荡静置，如图乙所示，则分离出含铜有机溶剂的具体实验操作为 _______________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)除铁过程中，溶液中的AsO转化为FeAsO4沉淀，该反应的离子方程式为 ________________________________。常温条件下，若除铁结束后溶液pH＝3，则AsO是否完全沉淀(离子浓度低于1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子完全沉淀)？通过计算说明： _________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
【答案】　(1)2CoOOH＋H2SO4＋SO2===2CoSO4＋2H2O　温度升高，SO2的溶解度降低，所以钴的浸出率下降
(2)先打开上口玻璃塞，再打开下口活塞，将下层液体由下口放出，关闭活塞，再将上层含铜有机溶剂从上口倒出
(3)2AsO＋ClO＋2Fe2＋＋2H＋===2FeAsO4↓＋Cl－＋H2O　pH＝3时，溶液中c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－6 mol·L－1，则c(AsO)＝＝ mol·L－1≈2.4×10－13 mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，所以AsO沉淀完全
【解析】　铜钴矿经粉碎之后，加入稀硫酸酸浸，生成亚铁离子、铜离子、钴离子和氢离子，加入有机溶剂RH，与铜离子反应生成有机物R2Cu，萃取分液除铜；加入氯酸钠氧化亚铁离子为铁离子并以氢氧化铁和砷酸铁的沉淀将铁除掉；再加入草酸铵生成草酸钴沉淀，过滤之后进行焙烧，得到四氧化三钴。(1)酸浸过程中，CoOOH被SO2还原为Co2＋，发生反应：2CoOOH＋H2SO4＋SO2===2CoSO4＋2H2O。若温度过高，SO2的溶解度降低，反应体系中还原剂的浓度减小，反应速率减小，所以单位时间内钴的浸出率下降。(2)分离出含铜有机溶剂的具体实验操作为分液，先打开上口玻璃塞，再打开下口活塞，将下层液体由下口放出，关闭活塞，再将上层含铜有机溶剂从上口倒出。(3)除铁过程中，Fe2＋被氧化为Fe3＋，AsO被氧化为AsO并结合Fe3＋生成FeAsO4，ClO被还原为Cl－，根据得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒可写出生成FeAsO4的离子方程式：2AsO＋ClO＋2Fe2＋＋2H＋===2FeAsO4↓＋Cl－＋H2O；pH＝3时，溶液中c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－6 mol·L－1，则c(AsO)＝＝ mol·L－1≈2.4×10－13 mol·L－1<1.0×10－5 mol·L－1，所以AsO沉淀完全。
6.(2024·湖南怀化市二模)碲、锑广泛应用于光伏、半导体领域。某科研小组从阳极泥分铜液净化渣[主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)等元素的化合物]分别回收碲和锑的工艺流程如下图所示：
已知：①“酸浸”时，锑元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。
②“碱浸”时，铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物，碱浸液含有Na2TeO3。
回答下列问题：
(1)“碱浸”时，二氧化碲与碱溶液反应的离子方程式为 _________________
_______________________________________________________________。
(2)“氯盐酸浸”时，通入SO2的目的是 ________________________；“氯盐酸浸”时温度过高会使Sb的浸出率降低，原因是 _______________________
_____________________________________________________________________。
(3)向“碱浸液”中加双氧水需分批加入，目的是 ______________________。
(4)写出“热还原”时发生反应的化学方程式 _____________________。
(5)粗碲粉中碲质量分数的测定：取3.2 g粗碲粉，加入硝酸使其转化为亚碲酸(H2TeO3)，将溶液置于冰盐冷剂中冷却至273 K过滤、冰水洗涤等得到亚碲酸。将亚碲酸配制成250 mL溶液，取25.00 mL于锥形瓶中。向锥形瓶中加入20.00 mL 0.04 mol·L－1酸性K2Cr2O7溶液，充分反应使亚碲酸转化为原碲酸(H6TeO6)。用0.03 mol·L－1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]标准溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液，滴定至终点时消耗20.00 mL硫酸亚铁铵标准溶液。则粗碲粉中碲的质量分数为 ________；如滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果 ________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】　(1)TeO2＋2OH－===TeO＋H2O
(2)将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3　温度过高使HCl与SO2挥发，降低了反应物浓度
(3)双氧水易分解，分批加入，可以降低H2O2分解率，提高H2O2利用率
(4)Na2TeO4＋3Na2SO3＋H2SO4===4Na2SO4＋Te＋H2O
(5)84%　偏小
【解析】　已知：①“酸浸”时，锑元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。②“碱浸”时，铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物，碱浸液含有Na2TeO3。Sb2O(SO4)4浸渣经过氯盐酸浸，转化为SbCl3溶液，再电解得到Sb；碱浸液含有Na2TeO3，加入过氧化氢，生成Na2TeO4沉淀，经过热还原得到粗碲粉。(1)已知“碱浸”时，二氧化碲与碱溶液反应生成Na2TeO3，则离子方程式为TeO2＋2OH－===TeO＋H2O。(2)因为Sb2O(SO4)4浸渣经过氯盐酸浸后转化为SbCl3溶液，所以通入SO2的目的是将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3；“氯盐酸浸”时温度过高时，HCl与SO2挥发，降低了反应物浓度，从而使Sb的浸出率降低。(3)因为双氧水易分解，分批加入，可以降低H2O2分解率，提高H2O2利用率。(4)“热还原”时，＋4价的S被氧化为＋6价，Te元素被还原为单质，根据得失电子守恒与原子守恒可得：Na2TeO4＋3Na2SO3＋H2SO4===4Na2SO4＋Te＋H2O。(5)根据得失电子守恒知：6[(NH4)2Fe(SO4)2]～K2Cr2O7，则与硫酸亚铁铵反应的酸性K2Cr2O7为 mol＝10－4 mol，则与亚碲酸反应的K2Cr2O7为0.04×20×10－3 mol－10－4 mol＝7×10－4 mol，根据得失电子守恒以及原子守恒：3Te～3H2TeO3～K2Cr2O7，则25 mL亚碲酸溶液中Te元素为3×128×7×10－4 g＝0.268 8 g，则粗碲粉中碲的质量分数为××100%＝84%；如滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，则消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积偏大，则与亚碲酸反应的K2Cr2O7的物质的量偏小，则测定结果偏小。

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