高考化学2026年模拟试卷必刷题汇编-物质的分离与提纯（解答大题）

第1页（共1页）高考化学2026年模拟试卷必刷题汇编——物质的分离与提纯（解答大题）一．解答题（共20小题）1．（2024秋•广州期末）铁盐和亚铁盐在一定条件下可以相互转化。（1）FeSO4溶液可用于除去烟气中的SO2。某兴趣小组用FeSO4•7H2O晶体配制FeSO4溶液，1h后发现溶液变黄。①取少量黄色溶液，滴入几滴溶液后观察到溶液变，说明原溶液中有Fe3+。②取黄色溶液加入铁粉振荡后，溶液变为浅绿色，反应的离子方程式为。③FeSO4溶液除去SO2时，主要物质的转化如图所示。下列说法不正确的是（填标号）。A．过程Ⅰ中Fe2+被氧化B．过程Ⅱ的反应中n（Fe3+）：n（SO2）＝2：1C．烟气中的SO2最终转化成SD．吸收SO2后溶液中的离子只有Fe2+、SO42-（2）工业上会用硫酸渣和含氯废气制备聚合氯化铁[Fe2（OH）nCl6﹣n]m。硫酸渣是硫酸生产中的固体废料，主要含有Fe2O3、FeO、SiO2等；含氯废气是海绵钛冶炼时产生的Cl2和HCl的混合气。实验室模拟该生产过程如图所示。已知：SiO2是难溶于水的酸性氧化物。①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为Fe3+，写出相关反应的离子方程式：、。②“制备”时生成聚合氯化铁的反应的化学方程式是。③由图可知，其他条件相同时，硫酸渣浆液中水和硫酸渣的质量比为3：1和5：1时，铁元素利用率均较高。实际生产中选择了3：1，试分析其原因：。2．（2025秋•浙江月考）锂凭借独特的性质，其化合物在现代科技中扮演着至关重要的角色。（1）某锂的化合物是一种高活性的人工固氮产物，晶胞如图所示。①该晶胞的化学式为。②下列关于该晶体的说法，不正确的是。A．基态氮原子有7种空间运动状态的电子B．电负性：Li＜C＜NC．每个CN22-周围与它最近且距离相等的Li+D．CN22-（2）锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一，Li﹣bfsi（阴离子bfsi﹣结构见图A）深受关注。回答问题：①B溶于某溶剂发生自耦电离（2B⇌A+F），阳离子F的结构式为。②B和D水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：BD（填“＞”或“＜”），其原因是。（3）磷酸铁锂电池是我国新能源汽车产业发展初期的主流电池，一种以废磷酸铁锂正极粉（主要含有LiFePO4、炭黑、铝粉、有机黏结剂）为原料，回收制备电池级磷酸铁锂的流程如图所示：回答下列问题：①在浸出过程中，发现废粉常漂浮于磷酸溶液表面，从而影响浸出率，加入表面活性剂后该现象能大大改善，表面活性剂在浸出过程中的作用是。②滤渣2的主要成分是。（提示：阴离子为正八面体的钠盐）③写出FePO4•2H2O转化为LiFePO4（已知葡萄糖彻底反应生成无机物）的化学方程式。3．（2025•全国三模）铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。以黄铜矿（主要成分为CuFeS2）为原料冶炼精铜的一种工艺流程如图。回答下列问题：（1）Cu位于元素周期表的区；铜的晶胞为面心立方最密堆积，其空间利用率为（保留两位有效数字）。（2）矿石熔炼时要将其粉碎，其目的是。（3）冰铜是Cu2S与FeS的混合物，写出黄铜矿“熔炼”时发生的主要反应的化学方程式：。（4）变废为宝是工业上处理副产物的一种重要思路，写出烟气的一种用途：。（5）“吹炼”时含铜化合物会发生如下反应：2Cu2S+3O2高温2Cu2O+2SO2（6）某研究小组利用如图所示装置进行精铜锭的电解精炼。①甲池中Y是（填化学式），乙池中电极A的材料是（填“精铜”或“粗铜”）。②甲池中石墨电极Ⅰ发生的电极反应式为。4．（2024秋•广州校级期末）用废旧铁壳碱性锌锰电池为原料可制备一种新型材料——MaXZn（1﹣X）Fe2O4，其工艺流程如图：已知：碱性锌锰电池的工作原理：Zn+2MnO2+2H2O═2MnO（OH）+Zn（OH）2，其中的电解质溶液是KOH溶液。请回答下列问题：（1）滤液A中的金属阳离子是，操作①是。（2）产物MnXZn（1﹣X）Fe2O4中锰元素为+2价，则铁元素的化合价为。（3）“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁。硫酸亚铁可将MnOOH的化合物全部还原成Mn2+，该反应的离子方程式为。（4）“调铁”工序的目的是调整滤液中铁元素浓度，使铁锰元素的物质的量之比与产品的化学式MnXZn（1﹣X）Fe2O4相符合，则调铁最适合加入的物质为。aMnO2b.铁粉c.H2d.氯水（5）“氧化”生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，其可能原因除温度外，主要是。（6）从滤液B中还可分离出一种氮肥，该氮肥化学式为。属于（“共价”或“离子”）化合物。5．（2025秋•东莞市期中）Ⅰ．SO2和CO均为常见的大气污染物，对二者的综合治理是当前的重要课题之一，针对这一问题，研究人员设计了通过硫循环完成二者的综合处理方案，原理如下：反应Ⅰ：2CO（g）+SO2（g）⇌S（l）+2CO2（g）ΔH1K1；反应Ⅱ：S（l）+2H2O（g）⇌2H2（g）+SO2（g）ΔH2K2。回答下列问题：（1）反应Ⅲ：CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g）K3，K3＝（用含K1、K2的代数式表示）。（2）起始时向密闭容器中充入一定量的S（l）和H2O（g），仅发生反应Ⅱ。H2O（g）的平衡转化率（α）与温度（T）和压强（p）的关系如图所示。①ΔH2＜0，判断的理由为。②b、c两点对应的平衡常数：KbKc。（填“＞”、“＜”或“＝”，下同）③氧元素的质量：m（a）m（c）。Ⅱ．绿水青山就是金山银山，工业废水废渣均需进行处理。皮革工业含铬污泥处理的一种工艺流程如图。已知：草酸（H2C2O4）是二元弱酸。（3）过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用到的物质分离方法是。（4）过程Ⅰ的作用是从含铬污泥中浸出Cr3+、Fe3+等离子，为加快浸出速率，可以采取的措施是。（写出1种即可）（5）过程Ⅱ中，滤渣2的成分是FeC2O4•2H2O，推测加入Na2SO3的作用是。（6）过程Ⅲ中，Cr3+转化成Cr（OH）3沉淀的离子方程式是。6．（2025秋•辽宁期中）一种废旧三元锂电池正极材料（主要成分为LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，含少量Al元素和Cu元素）的回收再生工艺如图所示。回答下列问题：已知：HES为辛酸和月桂酸（C12H24O2）混合而成的疏水型溶剂。（1）已知该正极材料中镍离子的价层电子数与基态铁原子的相同，则该镍离子的化合价为。（2）“还原浸出”时，LCHM（半胱氨酸盐酸盐）的浓度和咖啡渣的相对含量与金属离子浸出率的关系如图所示。①最佳的浸出条件是c（LCHM）＝mol•L﹣1，相对含量g•g﹣1。②浸出时，LCHM中的阳离子HSCH2CH(NH3+)COOH]将Co3+还原为Co2+，自身被氧化为含—SO3③咖啡渣作为辅助还原剂，其优点为（写出一点即可）。（3）“萃取”时，HES能选择性萃取Al3+和，从化学键形成的角度分析，Al3+能与HES中的羧基结合的原因是。（4）“反萃取”后得到的滤液需经过（填操作名称）将HES从体系中分离。（5）Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2前驱体与Li2CO3混合，在空气中经高温固相反应再生成正极材料的化学方程式为。7．（2025秋•茂名期中）某电镀厂废水中含有较高浓度的Cu2+、Fe2+、Fe3+和少量H+，pH约为3。现拟用化学法对其进行处理，使其达到排放标准。处理流程主要包括“氧化调pH除铁”和“中和沉淀铜”等步骤。请根据处理流程，写出对应的化学用语或回答问题。（1）在“中和沉淀”步骤前，需要知道中和酸性废水的热量变化。已知稀溶液中，H+（aq）与OH﹣（aq）反应生成1molH2O（l）时，放出57.3kJ的热量。请写出该中和反应的热化学方程式。（2）该废水中微量的有机酸（用HA表示）也会贡献部分H+。请写出弱酸HA在水中的电离方程式。（3）在“氧化调pH除铁”步骤中，先加入氧化剂将Fe2+全部氧化为Fe3+，然后调节pH至3∼4，利用Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀而除去。请写出Fe3+水解生成沉淀的离子方程式。（4）将含铁污泥过滤后，在滤液中继续进行“中和沉淀铜”步骤。向滤液中加入适量碱液，提高pH至5～6，使Cu2+转化为难溶的Cu（OH）2沉淀。请写出Cu（OH）2在水中的沉淀溶解平衡方程式。（5）处理后沉降的含铜污泥【主要成分为Cu（OH）2】可用于回收铜。向污泥中加入足量稀盐酸，可观察到固体溶解。请写出Cu（OH）2与盐酸反应的离子方程式。（6）有同学提出，能否使用碳酸钠（Na2CO3）代替氢氧化钠来沉淀Cu2+？已知Cu2+与CO32-会发生双水解反应生成碱式碳酸铜沉淀【Cu2（OH）2CO3】和CO2气体。请写出该反应的离子方程式，并从离子有效利用的角度，简要说明使用Na2CO3作为沉淀剂的不足之处：8．（2025秋•浙江月考）过渡金属是工业催化中的关键元素。请回答：（1）下列说法正确的是。A．基态铬原子核外有14种空间运动状态不同的电子B．Sc元素位于周期表的第四周期第ⅢB族，属于d区元素C．钡焰色实验呈黄绿色与电子从低能级跃迁到高能级有关D．配位键的强度：[Cu(N（2）某含铜化合物可作半导体，其晶胞如图。①化学式是。②若该晶胞的体积为Vpm3，晶体密度为ρg•cm﹣3，则阿伏加德罗常数NA＝mol﹣1。③少量该化合物溶于0.1mol•L﹣1HF，能明显增强HF溶液酸性，原因是[已知Ka(HF)=6.3×1（3）兴趣小组对某铜铅灰（主要成分为Cu2O、PbO2、PbO及其硫酸盐）进行资源回收利用，设计了以下流程：①溶液A是酸性水溶液，成分为（填化学式），操作B是。②“充分反应”过程涉及的氧化还原反应的化学方程式是。③溶液D中通入SO2，可生成NH4CuSO3沉淀，该转化反应中SO2体现的性质是。9．（2025秋•泰安期中）钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知：CaC2O4、FeC2O4均难溶于水，Fe2（C2O4）3能溶于水。（1）Si元素在元素周期表中的位置是。（2）试剂Y可选择（填“硫酸”或“盐酸”），“碱浸”时，发生反应的化学方程式为。（3）若试剂X的选用符合“绿色化学”思想，则加入试剂X反应的离子方程式为。（4）滤液Ⅰ的pH过低或过高均不利于分离，原因是。（5）该流程中可循环利用的物质是。（6）将草酸钙晶体（CaC2O4•H2O，其摩尔质量为146g•mol﹣1）在氮气氛围中进行热重分析，每个阶段的重量降低比例数据如图所示。346℃∼420℃范围内发生反应的化学方程式为，840℃∼960℃范围内所得产品为（填化学式）。10．（2025秋•洛阳期中）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。（1）十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。铅酸电池工作原理：PbO2+Pb+2H2SO4⇌充电放电2PbSO4+2H2①充电时，阳极发生的电极反应为。②铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧化。O2氧化Pb发生反应的化学方程式为。（2）随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如图。①将PbSO4等物质转化为Pb2+的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是。②步骤Ⅰ还可以使用Na2CO3溶液，将“预处理”后的固体在Na2CO3溶液中浸泡并搅拌，使PbSO4充分转化成PbCO3[c（Pb2+）＜10﹣5mol•L﹣1]，此时溶液中c（CO32-）不低于mol•L﹣1[已知K（PbSO4）＝5.6×10﹣7.80，Ksp（PbCO3）＝10﹣13.13③步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是、。（3）铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有（填序号）。a.增强负极导电性b.碳材料作还原剂，使PbO2被还原c.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO411．（2025秋•济南期中）经检测，某化工厂排出的废水呈酸性，且其中含有大量Na+、Cu2+、SO42-、Cl﹣（1）取100mL该废水于烧杯中，向烧杯中逐滴加入NaOH溶液至溶液呈碱性，此过程中，原废水中存在的离子的数目会发生变化的是Na+、（用离子符号表示）。（2）下列离子中，能大量存在于该废水中的是（填字母）。A.Ag+B.Mg2+C.OH﹣D.C（3）某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2+和SO①试剂b为（写化学式），白色沉淀2的成分为（填化学式）。②“分离操作”的名称是。③加入过量Na2CO3后，发生反应的离子方程式为。12．（2025秋•碑林区期中）Ⅰ.科学家在研究化学物质时，常常对物质进行分类，属于同一类的物质具有相似性。现有下列十种物质：①HCl、②空气、③CO2、④FeCl3、⑤Fe（OH）3胶体、⑥Ca（OH）2、⑦碘酒、⑧CuSO4•5H2O、⑨C2H5OH、⑩KH2PO2请回答下列问题：（1）其中属于分散系的有（填序号，下同）；其中属于电解质的有（填序号）。（2）过量的③气体通入到⑥的澄清溶液中，发生反应的离子方程式为。（3）若配制1L物质的量浓度为（0.1mol•L﹣1的CuSO4溶液，则需要用托盘天平称取胆矾（CuSO4•5H2O）的质量是。（4）将1mol•L﹣1的FeCl3溶液和0.5mol•L﹣1的BaCl2溶液等体积混合后、若忽略溶液体积变化、则混合后c（Cl﹣）＝。Ⅱ.（5）某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2+和SO①已知废水中加入试剂a只生成一种沉淀，则试剂a为溶液，蓝色沉淀1为（均填化学式）。②试剂b、c依次为BaCl2溶液和Na2CO3溶液，则白色沉淀2的化学式为，写出白色沉淀2溶于稀盐酸的离子方程式。③“分离操作”的名称是，需用到的玻璃仪器有（写出3种）。13．（2025秋•东城区校级期中）某固体样品中含有Na2CO3、Na2SO4和NaCl三种钠盐。某学生为了验证性检验其成分，按照表格所示步骤进行实验，请填写相应的空格。操作现象结论ⅰ取样品溶解，加入过量的稀硝酸溶液。产生无色气体，通入澄清石灰水变浑浊。样品中含有Na2CO3；此过程中相关反应离子方程式依次为（1）。ⅱ继续加入（2）溶液。产生白色沉淀。样品中含有（3）。ⅲ过滤，取滤液加入某溶液。产生白色沉淀。样品中含有第三种物质。14．（2025秋•徐州期中）含放射性碘（I﹣）废水的排放会引起人体甲状腺疾病。（1）检验含碘废水是否含I2的操作是。（2）实验室用CuCl粉末处理含碘（I﹣）废水生成CuI，实验过程如下：实验开始前通一段时间的N2然后再加入一定量的Na2SO3溶液后，再加入CuCl悬浊液。加入Na2SO3溶液的目的之一是还原CuCl被O2氧化产生的Cu2+写出Na2SO3与Cu2+反应生成CuI的离子方程式：；加入Na2SO3溶液的另一目的是。（3）测定含碘废水中I﹣的含量并回收I2①准确量取50.00mL含碘废水，加入20mLCCl4萃取分液后，向萃取后的水溶液中加入适量乙酸酸化并加入指示剂，用0.025mol•L﹣1AgNO3溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液22.00mL，则含碘废水中I﹣的质量浓度为（写出计算过程）。若测定结果比实际I﹣含量高，可能的原因为。（假设其它物质不与AgNO3反应）②补充完整从含碘废水中回收I2的实验：向含碘废水中，低温干燥，将固体放入烧杯中加热，得到粗碘。（须用到的试剂：稀HNO3活性炭，NaOH溶液，空气）15．（2025秋•成都校级期中）钴（27Co）是重要的战略性金属。请回答：（1）下列说法正确的是。A．Co位于元素周期表d区B．某种激发态Co原子的电子排布式为：[Ar]3d64s2C．钴的配合物[Co（NH3）5Cl]Cl2中既存在配位键又存在离子键D．基态Co2+的价电子占据6个能量不同的轨道（2）已知钴元素常见的化合价为+2和+3价。某钴氧化物的晶胞结构如图所示（A、B结构交替排列）：①1个晶胞中含有Co3+的个数为，请从结构角度解释Co2+配位数小于Co3+配位数的原因。②常温下将少量该氧化物粉末加入浓盐酸中制备CoCl2时，生成气体X。写出该反应的化学方程式。设计实验检验气体X（利用化学性质）。（3）工业上从处理后的矿石硝酸浸取液（含Ni2+、Co2+、Al3+）中，利用氨浸工艺可提取Co，并获得副产品NiCl2•4H2O。工艺流程如图：已知：Ⅰ．氨性溶液由NH2•H2O、（NH4）2SO3和（NH4）2CO3配制；Ⅱ．Ni2+、Co2+、Co3+能与NH3形成可溶于水的配合物；Ⅲ．Co（OH）2易被空气氧化为Co（OH）3。①“析晶”时通入的酸性气体A为。②比较两种微粒中∠HNH键角大小：NH3•H2O[Co（NH3）6]3+（填“＞”“＜”或“＝”）。③“氨浸”时，由Co（OH）3转化为[Co（NH3）6]2+的离子方程式为。16．（2025秋•嘉兴月考）钴（27Co）是重要的战略性金属。请回答：（1）下列说法正确的是。A.Co位于元素周期表d区B.某种激发态Co原子的电子排布式为：[Ar]3d64s2C.钴的配合物[Co（NH3）5Cl]Cl2中既存在配位键又存在离子键D.基态Co2+的价电子占据6个能量不同的轨道（2）已知钴元素常见的化合价为+2和+3价。某钴氧化物的晶胞结构如图所示（A、B结构交替排列）：①1个晶胞中含有Co3+的个数为，请从结构角度解释Co2+配位数小于Co3+配位数的原因。②常温下将少量该氧化物粉末加入浓盐酸中制备CoCl2时，生成气体X。写出该反应的化学方程式。设计实验检验气体X（利用化学性质）。（3）工业上从处理后的矿石硝酸浸取液（含Ni2+、Co2+、Al3+）中，利用氨浸工艺可提取Co，并获得副产品NiCl2•4H2O，工艺流程如图：已知：Ⅰ.氨性溶液由NH3•H2O、（NH4）2SO3和（NH4）2CO3配制；Ⅱ.Ni2+、Co2+、Co3+能与NH3形成可溶于水的配合物；Ⅲ.Co（OH）2易被空气氧化为Co（OH）3。①“析晶”时通入的酸性气体A为。②比较两种微粒中∠HNH键角大小；NH3•H2O[Co（NH3）6]3+（填“＞”“＜”或“＝”）。③“氨浸”时，由Co（OH）3转化为[Co（NH3）6]2+的离子方程式为。17．（2025秋•云南期中）电解精炼铜过程产生的铜阳极泥中含有Cu、Ag2Se等物质，具有很高的回收价值。一种从铜阳极泥中回收Ag和Se并制备Cu（OH）2的流程如图所示。已知：①Ksp②Ag++N回答下列问题：（1）“氧化浸出”时，为增大氧气在硫酸中的溶解度，可采取的措施为。若用双氧水代替氧气，反应亦可进行，写出铜被双氧水浸出时发生反应的化学方程式：。（2）“氧化浸出”时，若用硝酸代替硫酸和氧气，相比于使用硫酸和氧气，其缺点是。（3）“络合溶解”时，浸渣2中的AgCl溶解，发生的反应为AgCl+2NH3⇌[Ag(NH3)2]++（4）S与Se为同族元素。①H2S和H2Se的键角的大小关系为H2S（填“＞”或“＜”）H2Se。②“沉硒”时，SO2会与H2SeO3发生反应，该反应中被氧化的物质为（填化学式）。（5）水合肼是一种用途广泛的化工原料，向新制Cu（OH）2中滴加水合肼可得砖红色沉淀，同时又有无色无味的气体生成，写出该反应的化学方程式：。该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。18．（2025秋•广州期中）建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaHO2能发生如下反应：2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O。已知I2可以使淀粉变蓝。（1）将上述反应中的物质按树状分类法进行分类，属于电解质的是。（2）已知HI为强酸，写出上述反应的离子方程式：。（3）该反应中，NaNO2（填“被氧化”或“被还原”），HI作（填“氧化剂”或“还原剂”），生成3.5molI2转移NA电子。（4）根据上述反应，可用试纸和生活中常见的物质进行实验，以鉴别NaNO2和NaCl，可选用的物质有：①水②淀粉碘化钾试纸③淀粉④白酒⑤食醋，下列选项合适的是（填序号）。A.③⑤B.①②④C.①②⑤D.①②③⑤（5）某厂废液中含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，采用NH4Cl，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2该反应的离子方程式为。19．（2025秋•朝阳区期中）电解MnSO4溶液制备Mn时，电解锰渣中含大量MnO2和少量PbSO4。从电解锰渣中回收锰、铅的流程如下。已知：①PbCl2+2Cl﹣⇌[PbCl4]2﹣ΔH＞0。②25℃时，有关物质的Ksp如下表。物质Fe（OH）3Mn（OH）2PbSO4PbCl2Ksp1.0×10﹣38.61.0×10﹣12.71.0×10﹣7.61.0×10﹣4.8（1）MnO2在电解池的（填“阴”或“阳”）极产生。（2）将“浸锰”反应的离子方程式补充完整：□FeS2+□MnO2+□_____＝□_____+□Fe3++□SO42-+（3）“净化”时调节溶液pH的理论最小值为（当溶液中某离子浓度≤1.0×10﹣5mol•L﹣1时，可认为该离子沉淀完全）。（4）写出“沉锰”过程的离子方程式。（5）“浸铅”所用NaCl和CaCl2的浓度分别为350g•L﹣1、20g•L﹣1。结合平衡移动原理，解释NaCl、CaCl2的作用：。（6）“沉铅”的方法是，所得“滤液4”循环用于“浸铅”。（7）用PbCl2作阴极、石墨作阳极、氨水和NH4Cl的混合液作电解液电解，一段时间后，阴极产生Pb，阳极产生气体，溶液pH从7.5降至6.9。①经检验阳极气体含N2，分析原因：原因一：NH3或NH4原因二：。②一段时间后，电解液中NH4Cl浓度增大，将其处理后可重新用于回收铅的流程。设计处理方案：取部分电解后溶液，加适量氨水，所得溶液重新用于“电解”；向另一部分电解后溶液中。20．（2025秋•绍兴月考）钛、金、铬等元素在工业中有重要应用，已知Au（金）与铜属于同一族元素。请回答：（1）下列说法不正确的是。A．基态钛原子（22Ti）中有4个单电子B．Au（金）处于元素周期表的d区C．Au能溶于王水（V浓盐酸：V浓硝酸＝3：1混合），与Cl﹣与Au3+形成[AuClD．纯钛硬度与不锈钢相当，钛金合金硬度更大（2）合金的硬度取决于化学键的数量和这些键的长度。①钛金合金的一种α形态为立方晶胞，顶点是金，面心是钛，立方体边长为4.15A°。如图所示：每个钛周围有个金，每个钛周围最近的有②计算Ti—Au键的距离为A°。（2=1.414，③为增强钛的硬度和美观，可镀氮化钛（TiN）薄膜。TiN薄膜可使用化学气相沉积技术来制备：在基底上，温度加热到350℃以上，利用四氯化钛和氨气反应制得，写出该反应的化学方程式。（氯化铵分解温度：337.8℃），并设计实验，检验产物中相对活泼的一种气体。（3）三分子磷酸（）之间可脱水形成环状三聚磷酸（H3P3O9），画出环状三聚磷酸的结构式，并比较磷酸与环状三聚磷酸的Ka1，并从断键角度说明理由。（4）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过如图工艺将铬铁矿转化并回收钾资源。已知：铬铁矿主要成分是Fe（CrO2）2、Mg（CrO2）2、Al2O3、SiO2。①浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、、、MgO（填化学式）。②写出还原、分离工序中发生反应的化学方程式。

高考化学2026年模拟试卷必刷题汇编——答案一．解答题（共20小题）1．（2024秋•广州期末）铁盐和亚铁盐在一定条件下可以相互转化。（1）FeSO4溶液可用于除去烟气中的SO2。某兴趣小组用FeSO4•7H2O晶体配制FeSO4溶液，1h后发现溶液变黄。①取少量黄色溶液，滴入几滴KSCN溶液后观察到溶液变红，说明原溶液中有Fe3+。②取黄色溶液加入铁粉振荡后，溶液变为浅绿色，反应的离子方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+。③FeSO4溶液除去SO2时，主要物质的转化如图所示。下列说法不正确的是D（填标号）。A．过程Ⅰ中Fe2+被氧化B．过程Ⅱ的反应中n（Fe3+）：n（SO2）＝2：1C．烟气中的SO2最终转化成SD．吸收SO2后溶液中的离子只有Fe2+、SO42-（2）工业上会用硫酸渣和含氯废气制备聚合氯化铁[Fe2（OH）nCl6﹣n]m。硫酸渣是硫酸生产中的固体废料，主要含有Fe2O3、FeO、SiO2等；含氯废气是海绵钛冶炼时产生的Cl2和HCl的混合气。实验室模拟该生产过程如图所示。已知：SiO2是难溶于水的酸性氧化物。①吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为Fe3+，写出相关反应的离子方程式：FeO+2H+＝Fe2++H2O、Cl2+2F②“制备”时生成聚合氯化铁的反应的化学方程式是2mFeCl3+mnNaOH＝[Fe2（OH）nCl6﹣n]m+mnNaCl。③由图可知，其他条件相同时，硫酸渣浆液中水和硫酸渣的质量比为3：1和5：1时，铁元素利用率均较高。实际生产中选择了3：1，试分析其原因：铁元素利用率最高，溶液浓度适中，蒸发浓缩能耗较低，经济性好，操作简便，易于控制。【答案】（1）KSCN；红；2Fe3++Fe＝3Fe2+；D；（2）FeO+2H+＝Fe2++H2O；Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；2mFeCl3+mnNaOH＝[Fe2（【分析】（2）硫酸渣浆液中通入模拟含氯废气，氧化铁和稀盐酸反应生成FeCl3和H2O，氧化亚铁和稀盐酸反应生成FeCl2和H2O，FeCl2和Cl2反应生成FeCl3，二氧化硅和稀盐酸不发生反应，经过滤除杂后，所得废渣主要成分为二氧化硅，所得滤液为FeCl3溶液，蒸发浓缩后加入NaOH溶液，可得聚合氯化铁，据此回答。【解答】解：（1）Fe2+具有还原性，在空气中易被氧化成Fe3+，Fe3+溶液呈黄色，检验Fe2+被氧化成Fe3+的方法为加入KSCN溶液，现象是溶液变红；加入铁粉，溶液由黄色变为浅绿色，是因为Fe3+具有氧化性，与铁粉发生了反应，方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+；A．由图可知，过程I为Fe2+变成Fe3+，被氧化，A正确；B．过程Ⅱ中Fe3+将SO2氧化为SO42-，自身被还原为Fe2+，根据得失电子守恒，1molSO2转化为SO42-失去2mol电子，1molFe3+转化为Fe2+得到1mol电子，因此需要2molFe3+才能将1molSO2氧化，即n（Fe3+）：n（SO2）＝C．从图中可以看出，SO2最终被氧化为SO42-D．吸收SO2后，溶液中除了Fe2+、SO42-和H+外，还可能含有未反应的S故答案为：KSCN；红；2Fe3++Fe＝3Fe2+；D；（2）在吸收过程中，含氯废气中的Cl2和HCl与硫酸渣浆液中的FeO发生反应。FeO作为还原剂，被Cl2氧化为Fe3+，Cl2被还原为Cl⁻。此外，HCl也会参与反应，生成Fe3+和H2O，因此吸收过程中硫酸渣浆液中的FeO全部转化为Fe3+涉及的离子方程式有，FeO+2H+＝Fe2++H2O，Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；在“制备”步骤中，经过蒸发浓缩后的溶液加入NaOH溶液，生成聚合氯化铁[Fe2（OH）nCl6﹣n]m，该反应涉及Fe3+与OH⁻的中和反应，生成聚合物的方程式为2mFeCl3+mnNaOH＝[Fe2（OH）nCl6﹣n]m+mnNaCl；当水与硫酸渣质量故答案为：FeO+2H+＝Fe2++H2O；Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；2mFeCl3+mnNaOH＝[Fe2（【点评】本题考查分离提纯，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。2．（2025秋•浙江月考）锂凭借独特的性质，其化合物在现代科技中扮演着至关重要的角色。（1）某锂的化合物是一种高活性的人工固氮产物，晶胞如图所示。①该晶胞的化学式为Li2CN2。②下列关于该晶体的说法，不正确的是AD。A．基态氮原子有7种空间运动状态的电子B．电负性：Li＜C＜NC．每个CN22-周围与它最近且距离相等的Li+D．CN22-（2）锂电池是新型储能系统中的核心部件。作为锂电池中用到的电解质材料之一，Li﹣bfsi（阴离子bfsi﹣结构见图A）深受关注。回答问题：①B溶于某溶剂发生自耦电离（2B⇌A+F），阳离子F的结构式为或。②B和D水溶液均呈酸性，相同温度下，Ka值大小关系：B＞D（填“＞”或“＜”），其原因是氟为吸电子基团，乙基为推电子基团，所以B中的氮氢键更易断裂而电离出H+，酸性更强。（3）磷酸铁锂电池是我国新能源汽车产业发展初期的主流电池，一种以废磷酸铁锂正极粉（主要含有LiFePO4、炭黑、铝粉、有机黏结剂）为原料，回收制备电池级磷酸铁锂的流程如图所示：回答下列问题：①在浸出过程中，发现废粉常漂浮于磷酸溶液表面，从而影响浸出率，加入表面活性剂后该现象能大大改善，表面活性剂在浸出过程中的作用是表面活性剂能降低水的表面张力，使废粉与溶液均匀混合，增大固液接触面积，提高浸出速率。②滤渣2的主要成分是Na3AlF6。（提示：阴离子为正八面体的钠盐）③写出FePO4•2H2O转化为LiFePO4（已知葡萄糖彻底反应生成无机物）的化学方程式24FePO4⋅2【答案】（1）Li2CN2；AD；（2）或；＞；氟为吸电子基团，乙基为推电子基团，所以B中的氮氢键更易断裂而电离出H+，酸性更强；（3）①表面活性剂能降低水的表面张力，使废粉与溶液均匀混合，增大固液接触面积，提高浸出速率；②Na3AlF6；③24FePO【分析】（1）用“均摊法”计算晶胞中粒子数：CN22-：位于晶胞顶点和内部，共8×18+1=2个，Li+：位于面上，共8×（2）阳离子F的结构式为：或；B中含氟原子，D中含乙基，氟为吸电子基团，乙基为推电子基团；（3）废磷酸铁锂正极粉（主要含有LiFePO4、炭黑、铝粉、有机黏结剂）与过量H3PO4反应，Li+、Fe2+、Al3+进入滤液，炭黑、有机黏结剂等不溶物成为滤渣1，滤液加入NaF除铝，Al3+与F﹣形成正八面体阴离子AlF63-，结合Na+生成Na3AlF6沉淀析出，滤渣2，滤液加入过氧化氢氧化：将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，再补加磷酸并调节pH，使铁元素以FePO4•2H2O【解答】解：（1）用“均摊法”计算晶胞中粒子数：CN22-：位于晶胞顶点和内部，共8×18+1=2个，Li+：位于面上，共8×A．基态氮原子有7个电子，但空间运动状态（电子占据的轨道总数）为5种，A错误；B．同周期从左向右电负性增大，电负性：Li＜C＜N，B正确；C．体心的CN22-周围与它最近且距离相等的Li+有8D．CN22-与CO2故答案为：Li2CN2；AD；（2）阳离子F的结构式为：或；B中含氟原子，D中含乙基，氟为吸电子基团，乙基为推电子基团，所以B中的氮氢键更易断裂而电离出H+，酸性更强，故答案为：或；＞；氟为吸电子基团，乙基为推电子基团，所以B中的氮氢键更易断裂而电离出H+，酸性更强；（3）①表面活性剂在浸出过程中的作用：能降低水的表面张力，使废粉与溶液均匀混合，增大固液接触面积，提高浸出速率，故答案为：表面活性剂能降低水的表面张力，使废粉与溶液均匀混合，增大固液接触面积，提高浸出速率；②加入NaF除铝，Al3+与F﹣形成正八面体阴离子AlF63-，结合Na+生成Na3故答案为：Na3AlF6；③FePO4•2H2O和葡萄糖反应转化为LiFePO4，葡萄糖作还原剂，将Fe3+还原为Fe2+，自身被氧化为CO2，根据得失电子和元素守恒，化学方程式为：24FePO故答案为：24FePO【点评】本题考查分离提纯，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。3．（2025•全国三模）铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。以黄铜矿（主要成分为CuFeS2）为原料冶炼精铜的一种工艺流程如图。回答下列问题：（1）Cu位于元素周期表的ds区；铜的晶胞为面心立方最密堆积，其空间利用率为74%（保留两位有效数字）。（2）矿石熔炼时要将其粉碎，其目的是增大固体反应物接触面积，加快反应速率，提高转化率。（3）冰铜是Cu2S与FeS的混合物，写出黄铜矿“熔炼”时发生的主要反应的化学方程式：2CuFeS2+（4）变废为宝是工业上处理副产物的一种重要思路，写出烟气的一种用途：制硫酸等。（5）“吹炼”时含铜化合物会发生如下反应：2Cu2S+3O2高温2Cu2O+2SO2（6）某研究小组利用如图所示装置进行精铜锭的电解精炼。①甲池中Y是N2O5（填化学式），乙池中电极A的材料是粗铜（填“精铜”或“粗铜”）。②甲池中石墨电极Ⅰ发生的电极反应式为NO2-【答案】（1）ds；74%；（2）增大固体反应物接触面积，加快反应速率，提高转化率；（3）2CuFeS（4）制硫酸等；（5）3NA；（6）N2O5；粗铜；NO【分析】黄铜矿经过熔炼生成冰铜，冰铜经过吹炼得到粗铜，粗铜进行火法精炼得到精铜锭，精铜锭电解精炼得到精铜。【解答】解：（1）Cu位于元素周期表的ds区；铜的晶胞为面心立方最密堆积，设其晶胞边长为a，铜原子的半径为R，则4R=2a，a=22R，晶胞立方体的体积为a3=(22R)故答案为：ds；74%；（2）矿石熔炼时要将其粉碎，其目的是增大固体反应物接触面积，加快反应速率，提高转化率，故答案为：增大固体反应物接触面积，加快反应速率，提高转化率；（3）由题意可知，黄铜矿熔炼时生成Cu2S和FeS，故其化学方程式为2CuFeS故答案为：2CuFeS（4）烟气中的主要成分是SO2，可用于制备硫酸等，故答案为：制硫酸等；（5）在反应2Cu2S+3O2高温2Cu2O+2SO2中生成2molCu2O转移12mol电子，在反应2Cu2O+C故答案为：3NA；（6）装置甲为原电池，装置乙为电解池，通入氧气的一极为正极，则石墨Ⅰ为负极，石墨Ⅱ为正极，电解池中A为阳极，B为阴极，NO2在负极失去电子被氧化生成N2O5，石墨电极Ⅰ发生的电极反应式为NO2-e-+NO3-=故答案为：N2O5；粗铜；NO【点评】本题主要考查物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。4．（2024秋•广州校级期末）用废旧铁壳碱性锌锰电池为原料可制备一种新型材料——MaXZn（1﹣X）Fe2O4，其工艺流程如图：已知：碱性锌锰电池的工作原理：Zn+2MnO2+2H2O═2MnO（OH）+Zn（OH）2，其中的电解质溶液是KOH溶液。请回答下列问题：（1）滤液A中的金属阳离子是Zn2+、Fe2+，操作①是过滤。（2）产物MnXZn（1﹣X）Fe2O4中锰元素为+2价，则铁元素的化合价为+3。（3）“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁。硫酸亚铁可将MnOOH的化合物全部还原成Mn2+，该反应的离子方程式为MnOOH+Fe2++3H+＝Mn2++Fe3++2H2O。（4）“调铁”工序的目的是调整滤液中铁元素浓度，使铁锰元素的物质的量之比与产品的化学式MnXZn（1﹣X）Fe2O4相符合，则调铁最适合加入的物质为b。aMnO2b.铁粉c.H2d.氯水（5）“氧化”生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，其可能原因除温度外，主要是Fe3+对双氧水的分解有催化作用。（6）从滤液B中还可分离出一种氮肥，该氮肥化学式为（NH4）2SO4。属于离子（“共价”或“离子”）化合物。【答案】（1）Zn2+、Fe2+；过滤；（2）+3；（3）MnOOH+Fe2++3H+＝Mn2++Fe3++2H2O；（4）b；（5）Fe3+对双氧水的分解有催化作用；（6）（NH4）2SO4；离子。【分析】（1）碱性锌锰电池的反应产物为MnO（OH）和Zn（OH）2，电解质为KOH，电池外壳为铁，“溶壳”时铁与稀硫酸反应生成Fe2+；“溶渣”前的滤渣含MnO（OH）、Zn（OH）2等，Zn（OH）2与稀硫酸反应生成Zn2+，因此，滤液A中的金属阳离子为Zn2+、Fe2+，操作①用于分离滤渣和滤液，为过滤；（2）产物MnXZn（1﹣X）Fe2O4中，Mn为+2价，Zn为+2价，O为﹣2价，设Fe的化合价为y，根据化合物中化合价代数和为0进行计算；（3）Fe2+（还原剂）被氧化为Fe3+，MnOOH（氧化剂）被还原为Mn2+，酸性条件（稀硫酸）下反应，配平后离子方程式为：MnOOH+Fe2++3H+＝Mn2++Fe3++2H2O；（4）“调铁”需调整滤液中Fe元素浓度，使Fe与Mn的物质的量之比符合产物组成Fe：Mn＝2：1，若Fe不足，需加入含Fe2+或Fe3+的物质，a.MnO2氧化Fe2+，不增加Fe；b.铁粉与过量H+反应生成Fe2+，可增加Fe元素；c.H2不与溶液反应，无法调铁；d.氯水氧化Fe2+为Fe3+，不增加Fe；（5）双氧水（H2O2）在氧化Fe2+（生成Fe3+）的同时，可能因Fe3+的催化作用发生分解2H2O2催化剂2H2O+O2↑，导致额外消耗，因此，主要原因是Fe（6）电池中电解质含KOH，流程中加入稀硫酸，K+最终进入滤液B，与SO42-形成K2SO4，但题目明确为“氮肥”，结合流程中可能引入的N元素（若电池外壳或杂质含氮，或反应中生成），推测为（NH4）2SO4（常见氮肥，由NH4+和SO42-构成），（NH4【解答】解：（1）碱性锌锰电池的反应产物为MnO（OH）和Zn（OH）2，电解质为KOH，电池外壳为铁，“溶壳”时铁与稀硫酸反应生成Fe2+；“溶渣”前的滤渣含MnO（OH）、Zn（OH）2等，Zn（OH）2与稀硫酸反应生成Zn2+，因此，滤液A中的金属阳离子为Zn2+、Fe2+，操作①用于分离滤渣和滤液，为过滤，故答案为：Zn2+、Fe2+；过滤；（2）产物MnXZn（1﹣X）Fe2O4中，Mn为+2价，Zn为+2价，O为﹣2价，设Fe的化合价为y，根据化合物中化合价代数和为0：2x+2（1﹣x）+2y+4×（﹣2）＝0，解得y＝+3，因此，铁元素的化合价为+3，故答案为：+3；（3）Fe2+（还原剂）被氧化为Fe3+，MnOOH（氧化剂）被还原为Mn2+，酸性条件（稀硫酸）下反应，配平后离子方程式为：MnOOH+Fe2++3H+＝Mn2++Fe3++2H2O，故答案为：MnOOH+Fe2++3H+＝Mn2++Fe3++2H2O；（4）“调铁”需调整滤液中Fe元素浓度，使Fe与Mn的物质的量之比符合产物组成Fe：Mn＝2：1，若Fe不足，需加入含Fe2+或Fe3+的物质，a.MnO2氧化Fe2+，不增加Fe，故a错误；b.铁粉与过量H+反应生成Fe2+，可增加Fe元素，故b正确；c.H2不与溶液反应，无法调铁，故c错误；d.氯水氧化Fe2+为Fe3+，不增加Fe，故d错误；故答案为：b；（5）双氧水（H2O2）在氧化Fe2+（生成Fe3+）的同时，可能因Fe3+的催化作用发生分解2H2O2催化剂2H2O+O2↑，导致额外消耗，因此，主要原因是Fe故答案为：Fe3+对双氧水的分解有催化作用；（6）电池中电解质含KOH，流程中加入稀硫酸，K+最终进入滤液B，与SO42-形成K2SO4，但题目明确为“氮肥”，结合流程中可能引入的N元素（若电池外壳或杂质含氮，或反应中生成），推测为（NH4）2SO4（常见氮肥，由NH4+和SO42-构成），（NH4）故答案为：（NH4）2SO4；离子。【点评】本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度中等。5．（2025秋•东莞市期中）Ⅰ．SO2和CO均为常见的大气污染物，对二者的综合治理是当前的重要课题之一，针对这一问题，研究人员设计了通过硫循环完成二者的综合处理方案，原理如下：反应Ⅰ：2CO（g）+SO2（g）⇌S（l）+2CO2（g）ΔH1K1；反应Ⅱ：S（l）+2H2O（g）⇌2H2（g）+SO2（g）ΔH2K2。回答下列问题：（1）反应Ⅲ：CO（g）+H2O（g）⇌H2（g）+CO2（g）K3，K3＝K1•K2（用含K1、K2的代数式表示）。（2）起始时向密闭容器中充入一定量的S（l）和H2O（g），仅发生反应Ⅱ。H2O（g）的平衡转化率（α）与温度（T）和压强（p）的关系如图所示。①ΔH2＜0，判断的理由为温度升高时，H2O的平衡转化率α降低，说明升温使平衡逆向移动，故正反应为放热反应。②b、c两点对应的平衡常数：Kb＝Kc。（填“＞”、“＜”或“＝”，下同）③氧元素的质量：m（a）＝m（c）。Ⅱ．绿水青山就是金山银山，工业废水废渣均需进行处理。皮革工业含铬污泥处理的一种工艺流程如图。已知：草酸（H2C2O4）是二元弱酸。（3）过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ用到的物质分离方法是过滤。（4）过程Ⅰ的作用是从含铬污泥中浸出Cr3+、Fe3+等离子，为加快浸出速率，可以采取的措施是将含铬污泥粉碎（或适当升高温度、搅拌等）。（写出1种即可）（5）过程Ⅱ中，滤渣2的成分是FeC2O4•2H2O，推测加入Na2SO3的作用是将Fe3+还原为Fe2+。（6）过程Ⅲ中，Cr3+转化成Cr（OH）3沉淀的离子方程式是Cr3++3OH﹣＝Cr（OH）3↓。【答案】（1）K1•K2；（2）①温度升高时，H2O的平衡转化率α降低，说明升温使平衡逆向移动，故正反应为放热反应；②＝；③＝；（3）过滤；（4）将含铬污泥粉碎（或适当升高温度、搅拌等）；（5）将Fe3+还原为Fe2+；（6）Cr3++3OH﹣＝Cr（OH）3↓。【分析】（1）由盖斯定律得，ΔH（2）①温度升高时，H2O的平衡转化率α降低，说明升温使平衡逆向移动；②平衡常数仅与温度有关；③a到c温度升高，平衡逆向移动，SO2转化为S（l）和H2O；（3）过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均涉及滤液和滤渣的固液分离；（4）加快浸出反应速率的方法有：将含铬污泥粉碎；（5）过程I浸出了Fe3+，过程Ⅱ生成FeC2O4•2H2O，Fe元素为+2价；（6）Cr3+与NaOH反应生成Cr（OH）3沉淀。【解答】解：（1）由盖斯定律得，ΔH3=12ΔH1+12ΔH2，因此故答案为：K1•K2；（2）①温度升高时，H2O的平衡转化率α降低，说明升温使平衡逆向移动，故正反应为放热反应，ΔH2＜0，故答案为：温度升高时，H2O的平衡转化率α降低，说明升温使平衡逆向移动，故正反应为放热反应；②平衡常数仅与温度有关，b、c点温度相同，故Kb＝Kc，故答案为：＝；③a到c温度升高，平衡逆向移动，SO2转化为S（l）和H2O，根据质量守恒定律，a、c两点氧元素质量相等，故答案为：＝；（3）过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均涉及滤液和滤渣的固液分离，因此方法为过滤，故答案为：过滤；（4）加快浸出反应速率的方法有：将含铬污泥粉碎（或适当升高温度、搅拌等），故答案为：将含铬污泥粉碎（或适当升高温度、搅拌等）；（5）过程I浸出了Fe3+，过程Ⅱ生成FeC2O4•2H2O，Fe元素为+2价，故Na2SO3的作用是将Fe3+还原为Fe2+，故答案为：将Fe3+还原为Fe2+；（6）Cr3+与NaOH反应生成Cr（OH）3沉淀，故离子方程式为Cr3++3OH﹣＝Cr（OH）3↓，故答案为：Cr3++3OH﹣＝Cr（OH）3↓。【点评】本题主要考查物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。6．（2025秋•辽宁期中）一种废旧三元锂电池正极材料（主要成分为LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，含少量Al元素和Cu元素）的回收再生工艺如图所示。回答下列问题：已知：HES为辛酸和月桂酸（C12H24O2）混合而成的疏水型溶剂。（1）已知该正极材料中镍离子的价层电子数与基态铁原子的相同，则该镍离子的化合价为+2。（2）“还原浸出”时，LCHM（半胱氨酸盐酸盐）的浓度和咖啡渣的相对含量与金属离子浸出率的关系如图所示。①最佳的浸出条件是c（LCHM）＝0.3mol•L﹣1，相对含量0.50g•g﹣1。②浸出时，LCHM中的阳离子HSCH2CH(NH3+)COOH]将Co3+还原为Co2+，自身被氧化为含—SO3H的弱酸性微粒，该过程的离子方程式为6Co3++HSCH2CH（NH3+）COOH+3H2O＝6Co2++HOOCCH（NH③咖啡渣作为辅助还原剂，其优点为来源广泛、成本低、绿色环保、可降解（不会造成二次污染）等优点（写出一点即可）。（3）“萃取”时，HES能选择性萃取Al3+和Cu2+，从化学键形成的角度分析，Al3+能与HES中的羧基结合的原因是Al3+为缺电子的金属阳离子（有空轨道），可与羧基中的O形成配位键。（4）“反萃取”后得到的滤液需经过分液（填操作名称）将HES从体系中分离。（5）Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2前驱体与Li2CO3混合，在空气中经高温固相反应再生成正极材料的化学方程式为4Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2+2Li2CO3+3O2高温4LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2+18CO2↑【答案】（1）+2；（2）①0.3；0.50；②6Co3++HSCH2CH（NH3+）COOH+3H2O＝6Co2++HOOCCH（NH3+）CH2SO③来源广泛、成本低、绿色环保、可降解（不会造成二次污染）等优点；（3）Cu2+；Al3+为缺电子的金属阳离子（有空轨道），可与羧基中的O形成配位键；（4）分液；（5）4Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2+2Li2CO3+3O2高温4LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2+18CO【分析】（1）基态铁原子的价层电子数为8（3d64s2），正极材料中Ni离子价层电子数与Fe原子相同（为8），Ni的原子序数为28，价电子排布为3d84s2：可知该镍离子失去了两个电子，则该镍离子的化合价为+2价；（2）①由“浓度﹣浸出率”“相对含量﹣浸出率”图像可知，当c（LCHM）＝0.3mol•L﹣1、咖啡渣相对含量为0.50g•g﹣1时，金属离子浸出率达到最高且趋于稳定，为最佳条件；②LCHM中阳离子（半胱氨酸盐酸盐阳离子，为HSCH2CH（NH3+）COOH被氧化为含—SO3H的微粒HOOCCH（NH3+）CH2SO3H，Co3+③咖啡渣为天然生物质材料，具有来源广泛、成本低、绿色环保、可降解（不会造成二次污染）等优点（任答一条即可）；（3）正极材料含Ni2+、Co2+、Mn2+、Al3+、Cu2+，HES为疏水型羧酸类溶剂（含羧基—COOH），结合金属离子性质，除Al3+外，还能选择性萃取Cu2+（Cu2+易与羧基形成配位键），Al3+与羧基结合的原因Al3+为缺电子的金属阳离子（有空轨道），HES中羧基（—COOH）的氧原子有孤电子对，二者可形成配位键，因此Al3+能与羧基结合；（4）HES为疏水型有机溶剂，与水不互溶，“反萃取”后体系为水层和有机层（HES层），需通过分液操作分离；（5）Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2与Li2CO3在空气中反应，生成LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、CO2（C2O42-、CO32-【解答】解：（1）基态铁原子的价层电子数为8（3d64s2），正极材料中Ni离子价层电子数与Fe原子相同（为8），Ni的原子序数为28，价电子排布为3d84s2：可知该镍离子失去了两个电子，则该镍离子的化合价为+2价，故答案为：+2；（2）①由“浓度﹣浸出率”“相对含量﹣浸出率”图像可知，当c（LCHM）＝0.3mol•L﹣1、咖啡渣相对含量为0.50g•g﹣1时，金属离子浸出率达到最高且趋于稳定，为最佳条件，故答案为：0.3；0.50；②LCHM中阳离子（半胱氨酸盐酸盐阳离子，为HSCH2CH（NH3+）COOH被氧化为含—SO3H的微粒HOOCCH（NH3+）CH2SO3H，Co3+被还原为Co2+，根据得失电子守恒、电荷守恒配平：6Co3++HSCH2CH（NH3+）COOH+3H2O＝6Co2++HOOCCH（NH3+故答案为：6Co3++HSCH2CH（NH3+）COOH+3H2O＝6Co2++HOOCCH（NH3+）CH2SO③咖啡渣为天然生物质材料，具有来源广泛、成本低、绿色环保、可降解（不会造成二次污染）等优点（任答一条即可），故答案为：来源广泛、成本低、绿色环保、可降解（不会造成二次污染）等优点；（3）正极材料含Ni2+、Co2+、Mn2+、Al3+、Cu2+，HES为疏水型羧酸类溶剂（含羧基—COOH），结合金属离子性质，除Al3+外，还能选择性萃取Cu2+（Cu2+易与羧基形成配位键），Al3+与羧基结合的原因Al3+为缺电子的金属阳离子（有空轨道），HES中羧基（—COOH）的氧原子有孤电子对，二者可形成配位键，因此Al3+能与羧基结合，故答案为：Cu2+；Al3+为缺电子的金属阳离子（有空轨道），可与羧基中的O形成配位键；（4）HES为疏水型有机溶剂，与水不互溶，“反萃取”后体系为水层和有机层（HES层），需通过分液操作分离，故答案为：分液；（5）Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2与Li2CO3在空气中反应，生成LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、CO2（C2O42-、CO32-被氧化为CO2），根据原子守恒、得失电子守恒配平：4Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2+2Li2CO3+3O2高温4LiNi0.6Co0.2Mn故答案为：4Ni0.6Co0.2Mn0.2（C2O4）2+2Li2CO3+3O2高温4LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2+18CO【点评】本题主要考查了物质的分离，题目难度中等，掌握物质分离的方法，结合物质的性质，提炼题给信息是解答该题的关键。7．（2025秋•茂名期中）某电镀厂废水中含有较高浓度的Cu2+、Fe2+、Fe3+和少量H+，pH约为3。现拟用化学法对其进行处理，使其达到排放标准。处理流程主要包括“氧化调pH除铁”和“中和沉淀铜”等步骤。请根据处理流程，写出对应的化学用语或回答问题。（1）在“中和沉淀”步骤前，需要知道中和酸性废水的热量变化。已知稀溶液中，H+（aq）与OH﹣（aq）反应生成1molH2O（l）时，放出57.3kJ的热量。请写出该中和反应的热化学方程式H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ/mol。（2）该废水中微量的有机酸（用HA表示）也会贡献部分H+。请写出弱酸HA在水中的电离方程式HA⇌H++A﹣。（3）在“氧化调pH除铁”步骤中，先加入氧化剂将Fe2+全部氧化为Fe3+，然后调节pH至3∼4，利用Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀而除去。请写出Fe3+水解生成沉淀的离子方程式Fe3++3（4）将含铁污泥过滤后，在滤液中继续进行“中和沉淀铜”步骤。向滤液中加入适量碱液，提高pH至5～6，使Cu2+转化为难溶的Cu（OH）2沉淀。请写出Cu（OH）2在水中的沉淀溶解平衡方程式Cu(OH)2(s)⇌C（5）处理后沉降的含铜污泥【主要成分为Cu（OH）2】可用于回收铜。向污泥中加入足量稀盐酸，可观察到固体溶解。请写出Cu（OH）2与盐酸反应的离子方程式Cu(OH)2+2（6）有同学提出，能否使用碳酸钠（Na2CO3）代替氢氧化钠来沉淀Cu2+？已知Cu2+与CO32-会发生双水解反应生成碱式碳酸铜沉淀【Cu2（OH）2CO3】和CO2气体。请写出该反应的离子方程式2Cu2++2CO32-+【答案】（1）H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ/mol；（2）HA⇌H++A﹣；（3）Fe（4）Cu(OH)（5）Cu(OH)（6）2Cu【分析】（1）稀溶液中，H+（aq）与OH﹣（aq）反应生成1molH2O（l）时，放出57.3kJ的热量；（2）弱酸HA在水中部分电离；（3）Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀和氢离子；（4）Cu（OH）2为难溶物；（5）Cu（OH）2与盐酸反应生成氯化铜和水；（6）Cu2+与CO32-会发生双水解反应生成碱式碳酸铜沉淀【Cu2（OH）2CO3】和CO2【解答】解：（1）稀溶液中，H+（aq）与OH﹣（aq）反应生成1molH2O（l）时，放出57.3kJ的热量，该中和反应的热化学方程式H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ/mol，故答案为：H+（aq）+OH﹣（aq）＝H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ/mol；（2）弱酸HA在水中部分电离，电离方程式HA⇌H++A﹣，故答案为：HA⇌H++A﹣；（3）Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀和氢离子，反应为Fe故答案为：Fe（4）Cu（OH）2为难溶物，在水中的沉淀溶解平衡方程式为：Cu(OH)故答案为：Cu(OH)（5）Cu（OH）2与盐酸反应生成氯化铜和水，离子方程式Cu(OH)故答案为：Cu(OH)（6）Cu2+与CO32-会发生双水解反应生成碱式碳酸铜沉淀【Cu2（OH）2CO3】和CO2故答案为：2Cu【点评】本题考查分离提纯，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。8．（2025秋•浙江月考）过渡金属是工业催化中的关键元素。请回答：（1）下列说法正确的是BD。A．基态铬原子核外有14种空间运动状态不同的电子B．Sc元素位于周期表的第四周期第ⅢB族，属于d区元素C．钡焰色实验呈黄绿色与电子从低能级跃迁到高能级有关D．配位键的强度：[Cu(N（2）某含铜化合物可作半导体，其晶胞如图。①化学式是CuAlS2。②若该晶胞的体积为Vpm3，晶体密度为ρg•cm﹣3，则阿伏加德罗常数NA＝6.2×1032ρVmol③少量该化合物溶于0.1mol•L﹣1HF，能明显增强HF溶液酸性，原因是F﹣能与Al3+等形成配离子，从而促进HF的电离[已知Ka(HF)=6.3×1（3）兴趣小组对某铜铅灰（主要成分为Cu2O、PbO2、PbO及其硫酸盐）进行资源回收利用，设计了以下流程：①溶液A是酸性水溶液，成分为H2SO4（填化学式），操作B是过滤。②“充分反应”过程涉及的氧化还原反应的化学方程式是Cu2O+PbO2+3H2SO4＝PbSO4+2CuSO4+3H2O。③溶液D中通入SO2，可生成NH4CuSO3沉淀，该转化反应中SO2体现的性质是还原性和酸性。【答案】（1）BD；（2）①CuAlS2；②6.2×10③F﹣能与Al3+等形成配离子，从而促进HF的电离；（3）①H2SO4；过滤；②Cu2O+PbO2+3H2SO4＝PbSO4+2CuSO4+3H2O；③还原性和酸性。【分析】（1）A．基态Cr原子核外空间运动状态不同的电子种数空间运动状态由电子所处的轨道决定（每个轨道对应1种空间运动状态），与电子自旋无关；B．Sc位于第四周期ⅢB（即第3族），属于过渡元素（d区元素）；C．焰色光源于电子从高能级返回低能级时辐射出相应波长的可见光；D．NH3通常比NF3配位能力更强；（2）①根据均摊法，Cu数目=8×18+4×12+1=4，S数目②ρ=4×(64+2×32+27)③少量该化合物溶于HF溶液，释放出的Al3+能与F﹣形成稳定的配离子（如[AlF6]3-（3）铜铅灰和硫酸以及空气发生的反应分别为：CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O、PbO+H2SO4＝PbSO4↓+H2O，过滤后会得到硫酸铅沉淀，通入足量NH3，经结晶、过滤、洗涤、干燥得到。【解答】解：（1）A．基态Cr原子核外空间运动状态不同的电子种数空间运动状态由电子所处的轨道决定（每个轨道对应1种空间运动状态），与电子自旋无关，基态Cr的原子序数为24，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，各能级轨道数：1s（1）、2s（1）、2p（3）、3s（1）、3p（3）、3d（5）、4s（1），总轨道数＝1+1+3+1+3+5+1＝15，因此，基态Cr原子核外有15种空间运动状态不同的电子，故A错误；B．Sc位于第四周期ⅢB（即第3族），属于过渡元素（d区元素），故B正确；C．焰色光源于电子从高能级返回低能级时辐射出相应波长的可见光，题干却说成“从低能级到高能级”，故C错误；D．NH3通常比NF3配位能力更强，[Cu（NH3）]2+配位键强度大于[Cu（NF3）]2+；故答案为：BD；（2）①根据均摊法，Cu数目=8×18+4×12+1=4，S数目8，Al故答案为：CuAlS2；②ρ=4×(64+2×32+27)NA故答案为：6.2×10③少量该化合物溶于HF溶液，释放出的Al3+能与F﹣形成稳定的配离子（如[AlF6]3-），消耗了F故答案为：F﹣能与Al3+等形成配离子，从而促进HF的电离；（3）铜铅灰和硫酸以及空气发生的反应分别为：CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O、PbO+H2SO4＝PbSO4↓+H2O，过滤后会得到硫酸铅沉淀，通入足量NH3，经结晶、过滤、洗涤、干燥得到；①溶液A是H2SO4；操作B是过滤，操作E是结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：H2SO4；过滤；②“充分反应”过程涉及的氧化还原反应的化学方程式是Cu2O+PbO2+3H2SO4＝PbSO4+2CuSO4+3H2O，故答案为：Cu2O+PbO2+3H2SO4＝PbSO4+2CuSO4+3H2O；③溶液D中通入SO2，可生成沉淀NH4CuSO3，该转化反应中铜化合价降低，同时生成亚硫酸盐，SO2体现的性质是还原性和酸性，故答案为：还原性和酸性。【点评】本题考查实验方案的设计，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。9．（2025秋•泰安期中）钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知：CaC2O4、FeC2O4均难溶于水，Fe2（C2O4）3能溶于水。（1）Si元素在元素周期表中的位置是第3周期ⅣA族。（2）试剂Y可选择盐酸（填“硫酸”或“盐酸”），“碱浸”时，发生反应的化学方程式为SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O。（3）若试剂X的选用符合“绿色化学”思想，则加入试剂X反应的离子方程式为2Fe2++H2（4）滤液Ⅰ的pH过低或过高均不利于分离，原因是pH过低难以生成草酸钙沉淀，pH过高会生成Fe（OH）3沉淀。（5）该流程中可循环利用的物质是盐酸。（6）将草酸钙晶体（CaC2O4•H2O，其摩尔质量为146g•mol﹣1）在氮气氛围中进行热重分析，每个阶段的重量降低比例数据如图所示。346℃∼420℃范围内发生反应的化学方程式为CaC2O4346℃-420℃CaCO3+CO↑【答案】（1）第3周期ⅣA族；（2）盐酸；SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O；（3）2Fe2++（4）pH过低难以