2026版化学步步高大二轮专题复习-专题七　第29练　无机化工流程题-以废物的再利用为情境

第29练无机化工流程题——以废物的再利用为情境[分值：50分]1.(12分)(2025·鞍山二模)由电镀污泥(含Cr3+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ag+等)为原料生产Na2Cr2O7流程如图：已知：Ⅰ.25℃时，NH3·H2O的Kb=10-5；Ⅱ.Zn2+能形成无色的[Zn(N回答下列问题：(1)氨浸液中的(NH4)①“氨浸”步骤在NH3⁃(NH4)2CO3缓冲溶液中，Fe3+可被SO32-②氨浸渣中的FeCO3在X射线衍射图谱中产生了明锐衍射峰，则FeCO3属于(填“晶体”或“非晶体”)。

③25℃时，若测得氨浸液pH为9，则溶液中c(NH3·H2O)(填“>”“<”或“=”)c(NH4+④(NH4)2CO3⑤氨浸液呈深蓝色，其中呈深蓝色离子的结构简式为。

(2)水浸后溶液中含+6价Cr的含氧酸盐，请从平衡移动角度指出A物质为(填化学式)，并用适当的化学用语阐述原理：。

(3)根据Na2Cr2O7溶解度曲线(如图)指出“系列操作”为。

答案(1)①2Fe3++SO32-+H2O+2CO32-+2NH32FeCO3↓+SO42-+2NH4+②晶体③=④使胶状物转化为易于分离的沉淀颗粒⑤(2)H2SO4增大H+浓度，促进平衡2CrO42-+2H+Cr2O解析由题给流程可知，向电镀污泥中加入氨水、亚硫酸铵和碳酸铵的混合溶液“氨浸”，将溶液中的铜离子、锌离子、银离子转化为四氨合铜离子、四氨合锌离子、二氨合银离子，铁离子和亚铁离子转化为碳酸亚铁沉淀、铬离子转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到“氨浸液”和“氨浸渣”；向“氨浸渣”中加入氢氧化钠、通入空气高压焙烧，将碳酸亚铁转化为氧化铁、氢氧化铬转化为铬酸钠，焙烧渣水浸、过滤得到含有氧化铁的“水浸渣”和铬酸钠溶液；向溶液中加入硫酸溶液调节溶液pH，将溶液中铬酸钠转化为重铬酸钠，反应得到的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到重铬酸钠。(1)③由电离常数可知，溶液中c(NH4+)c2.(16分)(2025·辽宁抚顺二模)线路板作为电子工业的基础，是电子产品的重要组成部分，在电子废弃物中占比约6%。废线路板(主要含有铜、锡、银的金属，以及玻璃纤维SiO2等)中回收铜的工艺如下：已知：①标准还原电位数值越大，越易被还原，部分离子的标准还原电位如表所示：氧化还原电对Ce4+/Ce3+Sn4+/Sn2+Sn2+/SnAg+/AgCu2+/CuNO3标准还原电位/V1.610.16-0.140.80.340.96②部分难溶物的溶度积常数如表所示：化学式Sn(OH)2Sn(OH)4Cu(OH)2Ce(OH)3Ksp1.4×10-281.0×10-554.8×10-201.1×10-20(1)一种碱性蚀刻液(主要成分CuCl2、NH4Cl、NH3·H2O)蚀刻线路板的原理如图所示：写出线路板上铜箔被腐蚀的总的离子方程式：。

(2)同浓度的(NH4)2Ce(NO3)6溶液与Ce(NO3)4溶液中，c(Ce4+)较大的为(填化学式)溶液。“浸出”步骤中，金属锡(Sn)主要发生的离子方程式为。与浓硝酸相比，(NH4)2Ce(NO3)6溶液作为浸出剂具有的优点是。

(3)铜氨溶液能稳定溶液中铜离子的浓度，还能调节溶液的pH。“除锡”步骤中，溶液中c(Cu2+)=0.048mol·L-1，c(Ce3+)=0.011mol·L-1，则加入铜氨溶液调节pH范围为(当溶液中离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1，认为该离子完全沉淀)。

(4)“除银”步骤中，活性炭中的有机基团能将Ag+还原并进行吸附，该基团可能为(填字母)。

A.羟基B.羧基C.氨基(5)“电解”步骤中，Ce4+在电解池中(填“阳极”或“阴极”)生成。阴极会有副产物HNO2生成，如果在电解液中加入H2O2能消除HNO2的影响，已知H2O2与HNO2反应后的溶液酸性增强，且无气体生成，请写出二者反应的离子方程式：。

答案(1)2Cu+O2+4NH4++4NH3·H2O2[Cu(NH3)4]2++6H2O(2)(NH4)2Ce(NO3)6Sn+4Ce4+Sn4++4Ce3+不会产生污染性气体，有利于环境保护，氧化性能更好，浸取铜的效果更好，且可以循环利用(3)1.5≤pH<5(4)C(5)阳极H2O2+HNO2NO解析(1)第Ⅰ步反应为[Cu(NH3)4]2++Cu2[Cu(NH3)2]+，第Ⅱ步反应为4[Cu(NH3)2]++O2+4NH4++4NH3·H2O4[Cu(NH3)4]2++6H2O，将反应Ⅰ×2+反应Ⅱ得到总反应为2Cu+O2+4NH4++4NH3·H2O2[Cu(NH3)4](2)NH4+抑制Ce4+水解，则同浓度的两种溶液c(Ce4+)较大的为(NH4)2Ce(NO3)6；“浸出”步骤中金属锡被Ce4+氧化为Sn4+(由表可知，根据标准氧化还原电位可知，其自身被还原为Ce(3)“除锡”中c(Cu2+)=0.048mol·L-1，若使Cu2+不产生沉淀，则溶液中c(OH-)<Ksp[Cu(OH)2]c(Cu2+)=4.8×10-200.048mol·L-1=10-9mol·L-1，即溶液pH<5，同理c(Ce3+)=0.011mol·L-1，则溶液中c(OH-)<3Ksp[Ce(OH)3]c(Ce3+)=31.1×10-200.011=10-6mol·L-1，即溶液pH<9，Sn4+完全沉淀，即c(Sn4+)≤1.0×10-5(4)活性炭中的有机基团能将Ag+还原并进行吸附，说明该基团具有还原性，选项中只有氨基(氮是-3价)具有还原性。(5)“电解”步骤中，铜在阴极析出，阳极上发生反应：Ce3+-e-Ce4+，故Ce4+在阳极上生成；H2O2与HNO2反应后的溶液酸性增强，说明生成了硝酸，且无气体生成，说明H2O2还原产物为H2O，反应的离子方程式为H2O2+HNO2NO3-+H23.(10分)(2025·四川八市联考模拟)钴的用途非常广泛，主要用于电动汽车、可再生能源和电子设备等行业。用某炼锌厂产生的钴渣(含Co、Pb、Cu、Cd、Fe、Mn等金属元素的化合物)为原料回收钴和MnO2。其工艺流程如下：已知：常温下，饱和H2S溶液中：c(S2-)·c2(H+)=1.0×10-22；Ksp(CoS)=4.0×10-21；Ksp(CuS)=8.9×10-36。(1)Na2S2O8中S的化合价为；基态Co原子的价层电子轨道表示式为。

(2)滤渣2中主要成分的化学式为。

(3)提高“酸浸”的浸出率可采用的措施有(写2条)。

(4)“沉铁”步骤中加入MnO2的目的是；

写出其反应的离子方程式：。

(5)“滤液5”中的钴以Co2+形式存在，则生成Co(OH)3的化学方程式为。

(6)若“滤液1”中c(Co2+)=0.16mol·L-1，加入Na2S溶液时，为了防止产生CoS沉淀，应控制溶液的pH不超过(已知：lg2=0.3)。

答案(1)+6(2)CuS(3)将钴渣粉碎、适当增加硫酸的浓度(合理即可)(4)将Fe2+氧化为Fe3+MnO2+2Fe2++4H2O2Fe(OH)3+Mn2++2H+(5)2CoSO4+Na2S2O8+6H2O2Co(OH)3↓+Na2SO4+3H2SO4(6)1.2解析(6)加入Na2S溶液时，为了防止产生CoS沉淀，则c(S2-)最大=Ksp(CoS)c(Co2+)=4.0×10-210.16mol·L-1=2.5×10-20mol·L-1，c(S2-)·c2(H+)=1.0×10-22，c(H+)=1.0×10-22c(S2-4.(12分)(2025·湘潭一模)镓、锗均是重要金属，一种从炼锌矿渣{主要含铁酸锗(GeFe2O5)、铁酸镓[Ga2(Fe2O4)3]、铁酸锌(已知：25℃时，KspGa(OH)3=8.0×10-35、KspZn(OH)2=2.0×10-17、KspFe(OH)3=2.8×10-39、KspFe(OH)2=4.9(1)Ga属于区元素，其基态原子的价层电子排布式为。

(2)“酸浸还原”时ZnFe2O4(不溶于水)与硫酸和SO2反应的离子方程式为。

(3)25℃时，“沉镓”过程中，若溶液中的c(Fe2+)=5.0mol·L-1、c(Zn2+)=2.0mol·L-1，当Ga3+沉淀完全(离子浓度小于10-5mol·L-1，可认为沉淀完全)时，Fe2+、Zn2+是否开始沉淀，判断并说明理由：；

使Fe2+和Zn2+分离的方法为。

(4)以惰性材料为电极电解制备金属镓时，金属镓在(填“阴”或“阳”)极生成；电解完成后的电解质残液可返回到工序循环使用。

(5)“蒸馏”提纯GeCl4时，下列图示中温度计位置正确的是(填字母)。

(6)GeCl4水解生成GeO2时，要加入大量的水，其目的是。

答案(1)p4s24p1(2)ZnFe2O4+SO2+4H+2Fe2++Zn2++SO42-+2H2O(3)Zn2+、Fe2+未开始沉淀，Ga3+沉淀完全时的pH=4.3，Fe2+和Zn2+开始沉淀的pH均为5.5加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入氧化锌调pH小于5.5，将铁元素沉淀完全后，过滤(4)阴碱溶(5)A(6)促进解析(1)Ga是第31号元素，所以基态镓原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1，则其价层电子排布式为4s24p1，属于p区。(2)“酸浸还原”后含金属阳离子Ge4+、Ga3+、Fe2+、Zn2+，其中ZnFe2O4发生的反应为ZnFe2O4+SO2+4H+2Fe2++Zn2++SO42-+2H2O。(3)当Ga3+沉淀完全(离子浓度小于10-5mol·L-1，可认为沉淀完全)时，c(OH-)=3Ksp[Ga(OH)3]c(Ga3+)=38.0×10-351.0×10-5mol·L-1=2×10-10m